2.2.2. Общая компоновка автомобилей

Рейтинг пользователей: / 3
ХудшийЛучший 
Машиностроение
Общая компоновка заключается в опре­делении рационального взаимного размещения основных узлов и агрегатов автомобиля, каби­ны и платформы грузового автомобиля или кузова легкового автомобиля и автобуса, обес­печивающего выполнение автомобилем его функционального назначения с наибольшей эффективностью в заданных условиях эксплу­атации и технологичность в производстве.
2.2.3
Компоновочные схемы. Схемы грузовых автомобилей общего назначения определяются взаимным расположением двигателя и кабины.
В автомобилестроении наиболее распростра­нены три основные схемы компоновки авто­мобилей (рис. 2.2.3) с кабиной, расположен­ной: а) за двигателем; б) над двигателем; в) перед двигателем. Расположение кабины за двигателем обеспечивает простоту конструкции привода сцепления и коробки передач и рас­положение сидений водителя и пассажиров в зоне пониженной вибронагруженности, но приводит к увеличению колесной базы и габа­ритной длины автомобиля, а также к ограни­чению передней обзорности.
Компоновка с кабиной, расположенной над двигателем, по сравнению с предыдущей имеет следующие преимущества:
возможность продвижения кабины впе­ред (на 0,8 ... 1 м) с одновременным удли­нением грузовой платформы на ту же величи­ну при сохранении габаритной длины автомо­биля, а также сокращения колесной базы на 400 ... 500 мм, что улучшает маневренность автомобиля;
облегченную загрузку мостов автомобиля до максимально допустимых значений, что обеспечивает наибольшее использование гру­зоподъемности автомобиля;
улучшенную переднюю обзорность в свя­зи с отсутствием выступающего капота, крыль­ев и возможностью понижения нижней кром­ки ветрового окна кабины.
Это позволяет значительно повысить эк­сплуатационные показатели автомобиля, чем объясняется широкое применение такой схемы как в нашей стране, так и за рубежом.
Недостатком данной схемы является не­обходимость опрокидывания кабины для обеспечения доступа к двигателю, его систе­мам и другим агрегатам, а также усложнение конструкции приводов управления.
На двухосных автомобилях первой груп­пы преимущественно применяют схему ком­поновки а. Обусловлено это тем, что при ком­поновке по схеме б увеличивается передняя осевая нагрузка, снижается коэффициент сцепного веса, а следовательно, проходимость автомобиля.
Компоновка по схеме, показанной на рис. 2.2.3, в, применяется в основном на пол­ноприводных многоосных автомобилях, по­скольку позволяет получить равномерное рас­пределение осевых нагрузок на дорогу, мень­ший габарит по высоте при хорошей обзорно­сти с места водителя. Недостатками такой схе­мы являются уменьшение длины грузовой платформы и ухудшение доступа к двигателю и к коробке передач.
Общая компоновка полноприводных ав­томобилей во многом определяется схемой ходовой части, расстановкой управляемых и неуправляемых колес по длине машины (табл. 2.2.6). На двухосных полноприводных автомо­билях с осевой формулой 1-1 применяется схема компоновки б (см. рис. 2.2.3), так как компоновка по схеме а не позволяет получить равномерное распределение осевых нагрузок и, следовательно, полное использование тяго- во-сцепных свойств автомобиля.
2.2.6 схемы
У трехосных автомобилей наибольшее распространение получила схема с осевой формулой 1-2, характеризуемая двумя пара­метрами: расчетной базой автомобиля La (нормативная база автомобиля - расстояние между всеми смежными мостами) и базой тележки fa. Такая схема ходовой части позво­ляет использовать схемы компоновки а и б (рис. 2.2.3) и 2 (табл. 2.2.6), поскольку в обоих случаях можно получить равномерное распре­деление осевых нагрузок. Преимуществами схемы с осевой формулой 1-2 являются: воз­можность создания полноприводных автомо­билей на базе неполноприводных, лучшая плавность хода, удовлетворительная маневрен­ность с одним управляемым мостом, удобство выполнения компоновки.
При применении схем с осевыми форму­лами 2-1 или 1-1-1 могут быть использо­ваны схемы компоновки б или в (рис. 2.2.3), позволяющие добиться равномерного распре­деления осевых нагрузок, лучшей проходимос­ти при преодолении канав, рвов и других пре­пятствий, а также лучшая маневренность авто­мобиля (при схеме 1-1-1). Недостатками этих схем являются: необходимость создания оригинальных конструкций, применения двух управляемых мостов и др.
У четырехосных автомобилей преиму­щественное распространение получила схема с осевой формулой 2-2. Применение схемы с осевой формулой 1-1-1-1 может быть вызвано особенностями общей компоновки и необходимостью равномерного распределения осевых нагрузок. Схема с осевой формулой 1 - 2-1, хотя и позволяет обеспечить высокую маневренность, применяется редко, так как при преодолении препятствий нагрузки между мостами распределяются неравномерно. Кроме того, ухудшается устойчивость движения и создаются неудобства при компоновке.
При всех схемах ходовой части четы­рехосных автомобилей используется схема компоновки в (рис. 2.2.3).
Компоновочная схема легкового автомо­биля в основном зависит от выбранной схемы расположения силового агрегата и ведущего моста (рис. 2.2.4). Все более широкое распрос­транение за рубежом получает схема с пере­дним расположением силового агрегата и дву­мя ведущими мостами. На автомобилях спортивного типа применяется компоновка двигателя "в базе" с приводом на задние или все колеса.
Достоинствами схемы а являются: хоро­шая доступность к двигателю для его обслужи­вания и ремонта, возможность получения про­сторного багажного отделения, создания на базе основных моделей автомобилей- фургонов, пикапов. К недостаткам этой схемы следует отнести: относительно большую габаритную длину, наличие туннеля в полу салона для карданного вала, что ухудшает условия размещения, пассажиров на заднем сиденье, а также их вход в автомобиль и выход из него. Такая компоновка находит применение в ав­томобилях среднего, большого и высшего класса.
2.2.4 
Основными достоинствами схемы б яв­ляются:
обеспечение высоких показателей по ус­тойчивости и управляемости;
минимальная габаритная длина автомо­биля при оптимальном по длине пассажирс­ком салоне;
уменьшение неснаряженной массы авто­мобиля примерно на 8 % по сравнению с пре­дыдущей компоновочной схемой;
отсутствие туннеля в полу салона и воз­можность создания полноценных модифика­ций кузовов типа универсал и фургон.
Недостатком схемы, особенно при попе­речном расположении двигателя, является затрудненный доступ к двигателю для его об­служивания и ремонта. Такая компоновочная схема применяется практически на всех авто­мобилях особо малого и малого класса и в настоящее время получила преимущественное использование и в среднем классе.
Возможная область применения схемы в - автомобили особо малого класса с двигате­лями небольшого рабочего объема, имеющие низкую максимальную скорость.
Компоновочная схема автобуса определя­ется расположением двигателя и трансмиссии. Применяются следующие основные схемы:
двигатель расположен впереди переднего моста (рис. 2.2.5, а);
над передним мостом (рис. 2.2.5, б); под полом в пределах базы (рис. 2.2.5, в); сзади с продольным расположением двигателя (рис. 2.2.5, г);
со смещением его к левому борту (рис. 2.2.5, д);
сзади с поперечным расположением двигателя.
Наиболее приемлемым для городских, междугородных и туристских автобусов явля­ется заднее расположение двигателя. К его преимуществам относятся: возможность раци­ональной планировки салона; изоляция двига­теля от салона; минимальная вибрация; хоро­шее распределение нагрузок, возможность понижения уровня пола, что важно для город­ских автобусов; возможность создания емких багажных отделений под полом по всей ши­рине автобуса и хорошая доступность к двига­телю вне салона.
2.2.5 
 
К недостаткам можно отнести затруд­ненность управления силовым агрегатом и размещения радиатора системы охлаждения двигателя.
2.2.6
 
2.2.7. Основные размерные параметры компоновки грузовых автомобилей

Схема по рис. 2.2.6

Полная масса автомобиля, т

с,

мм

/к, мм

LJL

К'

к•

Лп

 

Менее 6,5

850

.. 1100

1350

... 1600

 

1600 ...

1800

1400 ...

1700

160 ...

195

а

6,5 ... 12

 

 

 

 

1,0 ... 1,1

 

 

 

 

 

 

 

12 ... 16

1050

... 1250

1550

... 1800

 

1700 ...

1950

1600 ...

1850

195 ...

245

 

Свыше 16

1200

... 1450

 

 

 

1800 ...

2050

1700 ...

1900

245 ...

300

 

Менее 6,5

850 ,

... 1250

400

... 900

 

1600 ...

1800

1400 ...

1700

160 ...

195

б

6,5 ... 12

1150

... 1400

 

 

1,3 ... 1,5

 

 

 

 

 

 

 

12 ... 16

1250

... 1450

240

... 650[1]

 

1700 ...

1950

1600 ...

1850

195 ...

245

 

Свыше 16

1350

... 1500

200

... 500*

 

1800 ...

2050

1700 ...

1900

245 ...

300

в

12 ... 30-

1800

... 2400

 

0

1,0 ... 1,1[2]

 

1800 .

.. 2150

 

300 ...

400

 

Свыше 30

2400

... 2800

 

 

 

 

2150 .

.. 2400

 

350 ...

450

Выбор основных параметров компоновки.
Габаритная длина La грузового автомобиля (рис. 2.2.6, а) включает длину кабины Lк, определяемую ее планировкой и конструкци­ей, длину платформы Zj,, которую выбирают с учетом грузоподъемности и вида перевози­мых грузов; а также зазор А между кабиной и платформой, А = 75 ... 100 мм.
При компоновке "кабины за двигателем" в длину кабины входит длина капотной части (рис. 2.2.6, б). Расстояние /к от задней стенки кабины до оси переднего моста является опре­деляющим параметром при решении вопроса о взаимном размещении кабины, двигателя и переднего моста. Чтобы компоновка по такой схеме была наиболее рациональной кабину стремятся продвинуть вперед, т.е. расстояние /к сделать по возможности минимальным. Это позволяет увеличить длину платформы и уменьшить колесную базу L. Вместе с тем, чрезмерное продвижение кабины вперед мо­жет привести к росту передней осевой нагруз­ки и ухудшить проходимость автомобиля. Ре­комендуемые значения приведены в табл. 2.2.7.
Передний свес (рис. 2.2.6, б) является исходным параметром при размещении каби­ны над двигателем. Рекомендуемые значения переднего свеса (см. табл. 2.2.7) обеспечивают получение необходимой передней осевой на­грузки, организацию удовлетворительного входа и выхода из кабины и др.
2.2.8. Размеры, определяющие габаритную ширину автомобиля
Обозначение ширины профиля шины, мм (дюйм)

по рис. 2.2.7

220 (7,50)

240 (8,25)

260 (9,00)

280 (10,00)

300 (11,00)

320 (12,00)

Lpy не более

870

870

870

870

840

770

Ту не менее

13

13

13

13

16

16

С

13

13

13

16

16

16

Е

65

75

75

90

90

90

Sy не менее

56

56

59

59

59

59

 

260

284

310

330

350

370

Кш

216

235

255

277

296

313

Габаритная ширина Ва автомобиля опре­деляется либо как расстояние между внешни­ми поверхностями шин наружных колес задне­го моста (или тележки), либо как наружная ширина платформы. Внутренняя ширина платформы обеспечивает выполнение требова­ний к предельно допустимой габаритной ши­рине автомобиля. Расстояние между внешни­ми поверхностями шин наружных колес задне­го моста определяется суммой значений сле­дующих параметров (рис. 2.2.7): ширины К" колеи задних колес, расстояния Хц, между серединами шин сдвоенных колес и ширины Кш профиля шин. Это расстояние также не должно превышать допустимой габаритной ширины автомобиля.
2.2.7
В табл. 2.2.8 приведены размеры, опре­деляющие габаритную ширину автомобиля.
При осевой нагрузке менее 100 кН габа­ритная ширина обеспечивается в пределах установленного ограничения без особых зат­руднений. На большегрузных автомобилях, чтобы не превышать допустимую габаритную ширину, раму обычно сужают до 770 мм в зоне заднего моста (тележки).
Ширина колеи К' передних колес при выбранном размере шин и ширине рамы оп­ределяется в основном условиями обеспечения необходимых углов поворота управляемых колес и размещением деталей рулевого приво­да между колесом и лонжероном рамы (см. рис. 2.2.6).
2.2.8
Габаритная высота Н автомобиля опре­деляется положением верхней плоскости рамы над опорной плоскостью шин, а также габари­тами по высоте кабины, платформы (с дугами и тентом) или другой надстройки относитель­но рамы. Расстояние Н\ от верхней плоскости рамы до опорной плоскости шин в зоне пере­днего моста для неснаряженного автомобиля определяется суммой расстояния h\ от верхней плоскости рамы до центра колеса (рис. 2.2.8) и статическим радиусом колеса гст:
hx = 0,5 ( А + Б) + В + Г - Д
где А и Б - расположения концов активной части рессоры от верхней плоскости рамы; В - стрела прогиба рессоры; Г - толщина пакета листов; Д - вертикальное расстояние от рес­сорной площадки до центра колеса определя­ется конструкцией передней оси с учетом угла развала колес.
В зоне заднего моста (тележки) расстоя­ние Н\ находится аналогично. При этом учи­тывается размер стрелы прогиба В основной рессоры. Погрузочная высота автомобиля оп­ределяется суммой расстояния от верхней пол­ки лонжерона рамы до опорной плоскости шин в зоне заднего моста (тележки) и высоты пола платформы относительно рамы.
2.2.9
Колесную базу L автомобиля можно рас­считать следующим образом. Исходными дан­ными являются (рис. 2.2.9): полная и снаря­женная массы автомобиля; координаты центра тяжести агрегатов //; вес каждого агрегата (// и распределение осевых нагрузок G\T и г гру­женого автомобиля.
Из условия равенства нулю суммы мо­ментов относительно переднего моста
L = + СггрА-р) / ^2г> где GTр и Z/fр - соответственно вес и коорди­ната центра тяжести груза.
Зная колесную базу, можно определить переднюю G\c и заднюю фс осевые нагрузки снаряженного автомобиля:
Сг2с = / L; Giс = Gt - Gfo
где Gc - вес снаряженного автомобиля.
При необходимости создания модифика­ции автомобиля с измененными осевыми на­грузками требуется изменить либо расположе­ние агрегатов, либо колесную базу. Второй путь предпочтительней.
Приведенные выше выражения справед­ливы также для трехосных автомобилей, если базу автомобиля принимать по оси балансира задней тележки.
Габаритные размеры легкового автомобиля не ограничиваются нормативными документа­ми и в основном определяются его принад­лежностью к соответствующему классу и груп­пе, т.е. степенью комфортабельности, а также зависят от принятой схемы компоновки и внешней формы автомобиля. Анализ конст­рукций современных легковых автомобилей отечественного и зарубежного производства позволяет рекомендовать следующие макси­мальные значения размерных параметров ком­поновки для перспективных легковых автомо­билей различных классов и групп (рис. 2.2.10, табл. 2.2.9).
2.2.10
 
2.2.9. Основные размерные параметры компоновки легковых автомобилей

Класс автомобиля

Группа

Длина, м, не более

Ширина В, м, не более

Высота, м, не более

База, м,

не более

Ширина ко­леи К'/К", м, не более

Дорожный просвет,

мм, не более

Особо малый

1

3,4

1,5

1,43

2,25

1,25/1,24

160

2

3,7

1,55

1,47

2,32

1,38/1,35

160

Малый

1

4,1

1,67

1,47

2,48

1,395/1,385

160

2

4,5

1,7

1,47

2,58

1,44/1,43

160

Средний

1

4,8

1,8

1,47

2,80

1,495/1,490

160

 
2.2.11 
2.2.10. Основные размерные параметры компоновки автобусов

Класс

автобуса

Назначение

Длина,

м, не

более

Шири­на, м,

Не более

Высота,

м, не

более

База, м,

не более

Ширина

колеи

К'/К", м

Дорож­ный просвет, мм,

не более

Особо ма­лый

Общего назна­чения

5

2,2

2

2,7

1,475/1,42

175...220

Малый

Местного сообщения

7,5

2,5

3,05

3,7

1,94/1,7

265

Средний

Городской

10

2,5

3,1

4,4

2,1/1,88

240... 300

Большой

Городской

12

2,5

3,1

5,85

2,05/1,865

180...300

 

Междугород­ный

12

2,5

4,0

6,3

2,1/1,85

310...370

Особо большой (сочленен­ные)

Городской

18

2,5

3,1

5,4+6,2

2/1,85/2

310...370


Габаритные размеры автобусов в основ­ном определяются их принадлежностью к со­ответствующему классу, определяемому дли­ной, ограничениями на габаритные размеры автобусов, а также планировкой салона. Ос­новные размерные параметры автобусов и их значения приведены на рис. 2.2.11 и в табл. 2.2.10.


[1] При наличии стационарного спального места за сиденьями водителя и пассажира размер /к может быть увеличен до 850 мм.
[2] За базу принято расстояние от переднего моста до середины задней тележки.


 

Поиск


Сейчас 24 гостей и 6 пользователей онлайн





Забыли данные входа на сайт?