Тема лекции 9 Основы общей компоновки грузовых автомобилей (продолжение)

9.1 Рулевое колесо, педали и панель приборов

Перед выбором положения рулевого колеса рассчитывают его диаметр исходя из допустимого усилия на ободе. Положение рулевого колеса на виде сбоку задают углом наклона оси рулевой колонки к горизонтали и расстояниями c u d нижней кромки его обода соответственно от точки Н и оси элемента бедра 90 %-ного мане­кена (рисунок 9.1).

При этом сиденье должно быть установлено в крайнее заднее нижнее положение. Угол на­клона оси рулевой колонки и положе­ние нижней точки обода колеса выби­рают исходя из соображений удобства управления на основе опыта и изучения автомобилей-аналогов, а также учиты­вая рекомендации и нормативные доку­менты.

В связи с тем, что положение руле­вой колонки в нижней части кабины является вынужденным, а в верхней определяется необходимостью обеспечения достаточного зазора между ру­левым колесом и ближайшими частя­ми кабины (не менее 80 мм), центр рулевого колеса может быть располо­жен не в средней продольной плоско­сти сиденья, а ось рулевой колонки по­вернута относительно этой плоскости.

Рисунок 9.1. Выбор положения рулевого колеса, педалей и панели приборов

В таком случае для соблюдения требо­ваний ГОСТ 12.2.023-76 может потре­боваться установка одного или двух карданных шарниров на валу рулевого колеса.

После выбора положения рулевого колеса могут быть установлены поло­жения площадок педалей и осей их вращения на виде сбоку на основе имеющегося опыта и результатов из­учения автомобилей-аналогов. Положение площадок педалей по высоте за­дают расстоянием f от пола, а по дли­не - кратчайшим расстоянием g от точки Н при крайнем заднем нижнем положении сиденья.

Положение педали сцепления и тормозной педали в отпущенном состоянии должно обеспечивать достаточное для размещения ног водителя расстояние до рулевого колеса. Оптимальное рас­стояние от площадок педали сцепле­ния и тормозной педали до рулевого колеса а показано на рисунке.

Оптималь­ное расстояние от конца площадки пе­дали управления подачей топлива до рулевого колеса b показано на рисунке 9.1.

Выбранные положения педалей в свободном и нажатом до упора состоя­ниях должны быть проверены с по­мощью 10-, 50- и 90%-ных манекенов при соответствующем изменении поло­жения сиденья. Во всех случаях нога не должна полностью выпрямляться в коленном суставе, чтобы сохранить запас для хода и усилия.

Положение площадок педалей в по­перечном направлении (по ширине) регламентировано ГОСТ 12.2.023-76.

Панель приборов должна быть рас­положена так, чтобы она не мешала водителю управлять педалями, и не требовалось изменять положение голо­вы при наблюдении за показателями приборов. При небольшом угле накло­на оси рулевой колонки к горизонтали прямая, соединяющая высшие точки щитка приборов и внутренней кромки обода рулевого колеса, должна прохо­дить выше уровня глаз водителя, а пря­мая, соединяющая низшую точку щитка приборов и точку верхней кромки сту­пицы рулевого колеса, - ниже.

Минимальные расстояния между рукоятками основных органов управления и между рукоятками и осталь­ными деталями кабины в любом рабочем положении регламентированы ГОСТ 12.2.023-76.

9.2 Основные параметры компоновки кабины

Внутренняя ширина кабины в зоне расположения плеч водителя на высоте 490 мм от точки Н должна быть не менее 1250 мм для двухместной ка­бины, а для трехместной - не менее 1700 мм (без спального места) и 1900 мм (со спальным). Ширина спаль­ного места должна быть не менее 500 мм, а расстояние от поверхности основания спального места до крыши (по оси автомобиля) - не менее 600 мм.

На автомобилях, предназначенных для работы в составе магистральных автопоездов, как правило, применяют переднюю кабину, имеющую не менее двух мест для экипажа и спальные места.

По компоновочным решениям пе­редние кабины магистральных автомо­билей выполнены в основном одно­типно и имеют свои особенности: две двери — переднеоткрывающиеся; гну­тое ветровое стекло (кроме КамАЗ и DAF); многоступенчатые подножки впереди колеса; опрокидывание на угол от 45 до 80°; кабины большинства моделей подрессорены; спальные места расположены за спинками сидений (у большинства кабин по два спальных места, расположенных этажно); в сред­ней части пола кабины выполнен тон­нель (над двигателем), благодаря че­му можно устанавливать на автомоби­ли различных модификаций двигатели разной длины.

9.3 Весовые параметры

Осевые нагрузки. Во многих стра­нах мира в целях обеспечения сохранности дорог в законодательном поряд­ке установлены регламентации предельно допустимых осевых нагрузок, передаваемых АТС на дорогу.

Все дорожные АТС в СНГ под­разделяются на две группы: А и Б.

К группе А относятся АТС (типа МАЗ и КрАЗ), предназначенные для эксплуатации на дорогах общей сети, рассчитанных на пропуск АТС с осевой нагрузкой не более 100 кН - это дороги I, II и III категорий. Для этой группы АТС осевая нагрузка на дорогу, передаваемая АТС через коле­са одиночного, наиболее нагруженного моста, установлена не более 100 кН, а нагрузка на дорогу, передаваемая АТС через колеса сдвоенных мостов (нагрузка на дорогу через тележку), не более 180 кН (при расстоянии меж­ду смежными мостами менее 2,5 м до­пустимая осевая нагрузка 100 кН диф­ференцированно снижается).

К группе Б относятся АТС, пред­назначенные для эксплуатации на всей сети дорог общего пользования без ограничений. Для этой группы АТС осевая нагрузка установлена не более 60 кН, а нагрузка на дорогу через те­лежку - 110 кН.

Стремление повысить грузоподъем­ность автомобилей привело к тому, что передняя осевая нагрузка в настоящее время практически ограничивается до­пустимой на односкатное ведомое колесо с шиной основной модели с учетом обеспечения удовлетворительной проходимости автомобиля (нагрузка на ведущий мост) в снаряженном со­стоянии в характерных условиях эксплуатации.

Полные массы автомобилей и авто­поездов.Наиболее перспективным на­правлением повышения производитель­ности грузовых автотранспортных средств является увеличение грузо­подъемности, что требует соответствующего повышения полной массы автомобилей и автопоездов. В связи с этим периодически вносятся изменения в законодательные ограничения пол­ных масс автомобилей и автопоездов, и новые дороги строятся в расчете на увеличенные осевые нагрузки автомо­билей на дорогу.

Для повышения полных масс автомобилей и автопоездов применять компоновочные схемы, позволяющие полностью реализовать допускаемые осевые и полную массу. Повышение допускаемых осевых нагрузок позволяет увеличивать пол­ные массы АТС и их грузоподъемность. Однако следует иметь в виду, что чем выше допускаемые осевые нагрузки, тем больше стоимость сооружения до­роги. Следовательно, необходима оп­тимизация соотношения параметров прочности дорог и полной массы автотранспортного средства с учетом уве­личенных осевых нагрузок.

При условии сохранения сущест­вующих ограничений осевых нагрузок эффективным путем повышения пол­ных масс автопоездов является увеличение числа их мостов (осей).

Автопоезда, в состав которых вхо­дят полуприцепы с трехосными тележ­ками, получают в последние годы са­мое широкое распространение. Известно, что в нашей стране и за рубежом в последние годы получили распространение автопоезда с соотно­шением полной массы прицепа и тягача 1:1, что соответствует грузо­подъемности прицепа, в 1,3...1,4 раза превышающей грузоподъемность тя­гача.

Дальнейшим шагом на пути увели­чения полной массы автопоездов, а следовательно, их грузоподъемности, возможно, будет увеличение числа звеньев автопоездов, эффективность этого при достаточной удельной мощности АТС подтверждается результа­тами эксплуатации автопоездов с дву­мя и тремя прицепными звеньями как в нашей стране, так и за рубежом.

Однако повышение полной массы и числа звеньев автопоездов тре­бует решения ряда технических задач: дальнейшего увеличения мощности двигателей и совершенствования кон­струкции трансмиссий; обеспечения маневренности и устойчивости автопоез­дов, обладающих увеличенными габаритами и повышенной гибкостью в по­перечной плоскости; повышения на­дежности узлов и агрегатов шасси и т. д.

Вместе с тем конструктивное совер­шенство узлов таких автопоездов еще не обеспечивает решения другой проб­лемы, возникающей при увеличении массы автопоездов: получения необхо­димого коэффициента сцепного веса (представляющего собой отношение нормальной нагрузки на дорогу от ве­дущих колес тягача к полному весу ав­топоезда) для сохранения их удовлет­ворительных тягово-сцепных свойств. Таким образом, полная масса авто­поезда ограничена минимальными зна­чениями коэффициента сцепного веса.

Полная нормативная масса — мас­са АТС, устанавливаемая на основе действующих предписаний или стан­дартов по эксплуатации автотранс­порта.

Полная конструктивная масса — масса автотранспортного средства, устанавливаемая с учетом его конст­руктивных возможностей.

Снаряженная масса АТС.Это мас­са элементов, входящих в его состав и обеспечивающих самостоятельное дви­жение АТС, а также масса заправки, кузова и оборудования, необходимого для эксплуатации в соответствии с назначением, и снаряжения (инструмент, запасное колесо и др.).

На снаряженную массу в значи­тельной степени влияет схема компоновки АТС, степень совершенства кон­струкции агрегата, применяемые материалы, а также уровень технологии их изготовления.

Снижение снаряженной массы до­стигается: применением рессор с листами переменного продольного профи­ля; малолистовых (параболических) рессор; снижением массы ведущих мостов за счет приме­нения: штампованной сварной балки вместо литой; подшипников повышен­ной динамической грузоподъемности; одинарной гипоидной пере­дачи вместо двойной; уменьшения тол­щины стенок балки и картерных деталей; применением дисковых тор­мозов вместо обычных барабанных; заменой сдвоенных колес широкопро­фильными и др.

Исследования в области снижения массы автомобилей за счет применения высокопрочной стали, алюминия, пластмасс и других материалов широ­ко проводятся в настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом. Ведутся опытные работы по созда­нию рессор из композиционных мате­риалов и др.

Сложность работ по снижению мас­сы автомобиля заключается в том, что перед конструкторами одновременно стоит другая не менее важная задача - повышение надежности автомо­билей.

Грузоподъемность АТС.Основным критерием размерности грузового авто­мобиля в СНГ принята его грузо­подъемность. В зарубежных странах размерность грузовых автомобилей ха­рактеризуется их полной массой. Это объясняется главным образом широ­ким применением всевозможных специализированных автомобилей с кузо­вами разной массы. В фирменных характеристиках, как правило, указы­вается грузоподъемность шасси. Полезная грузоподъемность автомобиля бу­дет зависеть от массы устанавливае­мого на него кузова и дополнительного оборудования. Согласно стандарту, грузоподъемность соот­ветственно может быть нормативной и конструктивной.

Литература: 2[93-99]

Контрольные вопросы:

1) Как размещают рулевое колесо?

2) Как выбирают основные параметры компоновки кабины?

3) На чем основано деление АТС на группы?

4) Что такое полная нормативная масса АТС?

5) Что такое снаряженная масса АТС?

6) От чего зависит полезная грузоподъемность АТС?