Компоновка легковых автомобилей

1. Классическая компоновка: двигатель впереди, ведущая ось задняя.

К такой компоновке относятся автомобили "Жигули", "Волга"и др.

- 1-хорошая доступность узлов в моторном отсеке; 2-давно отработанная схема (более 100 лет).

- 1-дополнительный узел - карданная передача; 2-наличие в днище кузова тоннеля для карданной передачи и заднего моста; 3-увеличение длины и массы автомобиля; 4-склонность к заносу в тяговом режиме на скользкой дороге.

2. Переднеприводная: двигатель впереди (вдоль или поперек), ведущая ось передняя.

К такой схеме относятся автомобили ВАЗ-2109, Москвич-2141 и др.

- 1-компактность силового агрегата с трансмиссией; 2-уменьшение габаритов и веса автомобиля; 3-направление тяговой силы совпадает с направлением движения (повышается проходимость); 4-отсутствие карданной передачи; 5-плоское днище (повышается проходимость и обтекаемость); 6-отсутствие тяговой силы на задних колесах снижает вероятность заноса задней оси, что повышает устойчивость особенно на скользкой дороге (в тормозном режиме это достоинство отсутствует); 7-большый объем багажника из-за отсутствия картера главной передачи под ним; 8-равномерное распределение веса по осям у полностью груженого автомобиля.

-1-усложнение доступа к отдельным механизмам из-за высокой компактности в моторном отсеке; 2- большая загрузка передней оси, если в салоне один водитель или водитель с пассажиром на переднем сидении и отсутствие груза в багажнике (наиболее частый режим эксплуатации).

Переднеприводная компоновка по совокупности показателей считается предпочтительной, и поэтому получила широкое распространение в мире.

3.Заднемоторная: двигатель сзади, ведущая ось задняя.

Такая схема у автомобиля "Запорожец"

- 1-высокая компактность силового агрегата; 2-легкость рулевого управления из-за малой загрузки передней оси; 3-отсутствие карданной передачи; 4-плоское днище и повышенная загрузка ведущих колес повышает проходимость; 5-относительная дешевизна конструкции.

-1-перегружается задняя ось; 2-для уменьшения загрузки задней оси применяется воздушное охлаждение, что повышает шум и отбирается повышенная мощность на вентилятор; 3-двигатель расположен в зоне повышенной запыленности; 4-нерационально используется встречный поток воздуха; 5-длинные приводы управления двигателем и трансмиссией; 6-из-за воздушной вентиляции необходимо устанавливать автономную печку; 7-избыточная поворачиваемость (большая масса у задней оси); 8-малое багажное отделение (место занимают ноги водителя и пассажира, аккумулятор, рулевой механизм); 8-нельзя сделать кузов "универсал".

Большое количество недостатков привело к редкому использованию такой компоновки.

Виды кузовов

Лимузин-

удлиненная база, четыре боковые двери, два-три ряда сидений, застекленная перегородка за первым рядом сидений.

Седан-

нормальная база, четыре (две) боковые двери, два ряда сидений.

Купе-

укороченная база, две боковые двери, один ряд сидений (возможен второй ряд сидений с уменьшенными размерами)

Универсал-

задние сидения складываются вперед, создавая большую площадку для груза.

Хэтчбек (комби)-

задняя стенка имеет дверь и сильно наклонена (среднее между седаном и универсалом).

Пикап-

легковой автомобиль с грузовой платформой.

Кабриолет–седан (фаэтон):

крыша из мягкого откидывающегося тента, база нормальная, два ряда сидений, четыре боковые двери.

Кабриолет–купе (родстер) укороченная база, второй ряд сидений,если установлен, уменьшенного размера.

Минивэн (спейс)-

увеличенный объем на сдобавлением третьего ряда сидений, двери по бокам (сбоку могут быть сдвижными) и сзади.

Весовые и геометрические параметры автомобилей

1. Сухая масса (сухой вес) – масса законченной конструкции автомобиля без запасного колеса, запасного инструмента и принадлежностей (ЗИП), нестандартного оборудования и заправки больших заправочных емкостей (бензобак, система охлаждения).

2. Снаряженная (собственная) масса (вес) – масса автомобиля, подготовленного к конкретным условиям эксплуатации без водителя, пассажиров, груза и багажа.

3. Полная масса (вес) – масса снаряженного и груженого номинальной нагрузкой автомобиля с водителем, пассажирами и багажом.

4. Номинальная грузоподъемность – максимальное значение груза, которое обеспечивает расчетное значение напряжений деталей и узлов автомобиля, его эксплуатационные характеристики, планируемую долговечность.

Удельная масса узлов и агрегатов автомобиля в процентах от его собственной массы:

- Двигатель: 12 – 16%

- Сцепление: 0,5 – 0,7%

- Коробка передач: 2,5 – 5%

- Карданная передача: 1 – 1.5%

- Ведущие мосты: 10 – 16%

- Ведомые мосты: 5 – 9%

- Все колеса в сборе с шинами: 7 – 20%

- Рама: 10 – 15%

- Кабина: 5 – 14%

- Бортовая платформа: 11 – 16%.

Габариты автомобиля должны иметь минимальные размеры, к тому же, не превышающие по ширине 2,5 м; по высоте – 3,8 м с возможностью понижения до 3,1 м для транспортировки по железной дороге.

По длине одиночный двухосный автомобиль не должен превышать 11 м, трехосный – 13 м, седельный тягач – 15 м, тягач с двухосным прицепом – 18 м, тягач с двумя прицепами – 24 м, городской сочлененный автобус – 16 м.

Основные понятия о надежности и долговечности

Надежность – свойство сохранять эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени или определенного пробега.

Обеспечить 100% надежности невозможно, так как она зависит от множества случайных факторов (условия эксплуатации, разброс характеристик материалов, условия хранения и т.д.). Численно надежность характеризуется вероятностью безотказной работы за установленное время или пробег автомобиля:

,

где -вероятность безотказной работы по времени,

- вероятность безотказной работы по пробегу,

- количество деталей,

- количество деталей отказавших за то же время.

Вероятность безотказной работы зависит от характера соединения элементов в конструкции. При последовательном соединении

вероятность безотказной работы всей системы определится путем перемножения вероятностей безотказной работы отдельных деталей:

Вероятность безотказной работы всей системы оказывается всегда ниже вероятности безотказной работы самого ненадежного звена:

= 0,9

= 0,9

= 0,1

= 0,9 ∙ 0,9 ∙ 0,1 = 0,081

При параллельном соединении вероятность безотказной работы резко возрастает

например:

=0,9

=0,1

= 1- (1 - 0,9) ∙ (1 - 0,1) = 0,91

Работоспособность - такое состояние механизма, при котором он в данный момент соответствует всем требованиям, устанавливаемым в отношении его основных параметров.

Прочность – способность деталей сопротивляться всем видам разрушения или изменения форм под воздействием окружающей среды и нагрузок, изменяющихся в определенных пределах.

а) Статическая прочность – способность сопротивляться разрушению от максимальных кратковременных нагрузок (появляются в условиях тяжелой эксплуатации и ударных воздействий).

б) Усталостная прочность (выносливость) - способность сопротивляться разрушению под влиянием многократно повторяющихся, в том числе очень малых нагрузок.

Износостойкость – способность противостоять изменению размеров, форм и массы.

Усталость – процесс постепенного развития повреждений от суммы повторяющихся нагрузок.

Предельный износ – величина износа, не позволяющая дальше эксплуатировать деталь в данных условиях.

Коррозия – поверхностное разрушение от электрохимического воздействия внешней среды.

Старение – общее изменение свойств детали от химических и физических воздействий внешней среды.

Долговечность – свойство сохранять работоспособность с возможными остановками на ТО и ремонт (до разрушения или другого предельного состояния).

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации или пробег до капитального ремонта.

Ремонтопригодность – приспособленность детали (механизма) к проведению операций ТО и ремонта.

Отказ – событие, заканчивающееся полной или частичной утратой работоспособности

Нагрузочной режим – совокупность нагрузок, которые испытывает деталь или механизм во время эксплуатации в данных условиях.

Расчетно-нагрузочный режим – величина нагрузок, которые принимают в основу расчета на прочность путем обобщения нагрузочных режимов для различных условий эксплуатации.