Автомобильные кузова




Дата19.05.2017
Размер3.4 Mb.
Просмотров233
Скачиваний0
ТипКнига

Игорь
Сергеевич Степанов
Автомобильные кузова
и кабины
Классификация
, Проектирование,
Аэродинамика
, Конструкция, Безопасность,
Комфортабельность
Автомобиль в современной жизни – не просто транспортное средство
. Он во многом определяет облик городов, моду,
увлечения
, образ мышления и жизни современного человека.
Важнейшая часть автомобиля – кузов. В книге рассмотрены требования к автомобильным кузовам и их классификация,
процесс проектирования кузовов на основе принципов антропометрии и эргономики, описаны методы разработки внешних форм и интерьера автомобилей, аэродинамика автомобиля
, освещена роль автомобиля в системе «человек- машина
-среда», конструктивная безопасность автомобиля,
связанная с его кузовом; описана конструкция несущих систем и кузовов автомобилей различных типов, их навесных элементов
(дверей, капотов), рассмотрено остекление автомобиля и механизмы перемещения стекол, конструкции сидений и требования к ним, внутренняя отделка салона и кабины,
обеспечение акустической и
климатической комфортабельности
Книга полезна преподавателям и
студентам учебных заведений автомобильной направленности,
а также специалистам
, занимающимся разработкой и
модернизацией автомобильных кузовов
, работникам автосервиса и дилерам, а также всем, кому интересен автомобиль
Игорь Сергеевич Степанов
Степанов
Игорь Сергеевич окончил
Московский автомеханический институт,
работал на автомобильном заводе ЗИЛ
инженером
(конструктором, испытателем),
был главным конструктором легковых автомобилей представительского класса.
Водительский стаж более 60 лет. В
настоящее время – профессор Московского государственного машиностроительного университета
978-3-659-36430-3
С
т
е
п
а
н
о
в
А
в
т
о
м
о
б
и
л
ь
н
ы
е
к
у
з
о
в
а
С
т
е
п
а
н
о
в

1
Содержание

Введение.....................................................................................................7
Глава 1.
Общие сведения об автомобильных кузовах……………………….11 1.1. Требования к автомобильным кузовам……………………………11 1.2. Основные этапы эволюции автомобильного кузова……………...13
Глава 2.
Классификация автомобильных кузовов…………………………...29

2.1. Принципы классификации кузовов………………………………..29 2.2. Классификация кузовов легковых автомобилей………………….30 2.3. Классификация кузовов автобусов………………………………...39 2.4. Классификация кузовов грузовых автомобилей………………….41
Глава 3.
Основы проектирования кузовов……………………………………45

3.1. Основные сведения об антропометрии……………………………45 3.2. Посадочные манекены……………………………………………..67 3.3. Исходные данные для компоновки внутреннего пространства кабины и кузова……………………………………………………73 3.4. Компоновка рабочего места водителя автомобиля и места пассажира…………………………………………………………..75 3.5. Компоновка внутреннего пространства кабины и кузова……….93

2
Глава 4.
Методы разработки форм кузовов и кабин……………………….103

4.1. Разработка общего образа машины………………………………103 4.2. Макеты, техника макетирования, плазовый чертеж…………….105 4.3. Разработка поверхности кузова…………………………………..116
Глава 5.
Аэродинамические свойства автомобиля…………………………129 5.1. Общие сведения об аэродинамике автомобиля…………………129 5.2. Способы аэродинамических исследований……………………..134 5.3. Аэродинамика легковых автомобилей…………………………..141 5.4. Аэродинамика грузовых автомобилей и автопоездов………….151 5.5. Аэродинамика автобусов…………………………………………157
Глава 6.
Автомобильный кузов в системе «человек – машина –
окружающая среда»………………………………………………….161

6.1. Общие сведения о системе «человек – машина – окружающая среда»……………………………………………………………..161 6.2. Внешняя информативность автомобиля………………………...164
Глава 7.
Конструктивная безопасность автомобильного кузова…………175

7.1. Понятие активной и пассивной безопасности…………………...175

3 7.2. Виды дорожно-транспортных происшествий…………………178 7.3. Ударно-прочностные свойства кузова…………………………183 7.4. Понятие о предельных нагрузках на тело человека…………..189 7.5. Методы испытаний на пассивную безопасность………………191 7.6. Требования пассивной безопасности к интерьеру, удерживающие системы………………………………………..197 7.7. Внешняя пассивная безопасность автомобиля…………………216
Глава 8.
Несущая система автомобиля и конструкция корпуса кузова...225

8.1. Назначение несущей системы, требования к ней………………225 8.2. Рамы грузовых автомобилей…………………………………….228 8.3. Виды несущих систем легковых автомобилей…………………233 8.4. Кузов легкового автомобиля как несущая система…………….243 8.5. Несущая система и конструкция корпуса автобусов…………..251 8.6. Конструкция корпуса кузова легковых автомобилей………….268 8.7. Конструкция кабин и кузовов грузовых автомобилей…………281
Глава 9.
Навесные элементы кузова…………………………………………305

9.1. Понятие навесных элементов……………………………………305 9.2. Назначение дверей автомобиля, требования, классификация…306

4 9.3. Конструктивные типы автомобильных дверей…………………307 9.4. Кинематика автомобильных дверей, механизмы навесок……..309 9.5. Замки автомобильных дверей…………………………………….325 9.6. Уплотнение дверей………………………………………………..333 9.7. Капоты……………………………………………………………..336 9.8. Бамперы……………………………………………………………344
Глава 10.
Остекление кузова …………………………………………………...351

10.1. Требования к остеклению кузова, виды стекол ……………….351 10.2. Установка неподвижных стекол………………………………..354 10.3. Установка подвижных стекол, стеклоподъемники……………361
Глава 11.
Сиденья автомобилей………………………………………………..371

11.1. Требования к сиденьям………………………………………….371 11.2. Конструкция автомобильных сидений…………………………376
Глава 12.
Интерьер кузова………………………………………………………391

12.1. Общие требования к интерьеру автомобилей………………….391 12.2. Передняя внутренняя панель кузова……………………………393

5 12.3. Панели дверей и боковых поверхностей салона………………396 12.4. Потолок…………………………………………………………..401 12.5. Покрытие пола…………………………………………………...403
Глава 13.
Термошумоизоляция кузова………………………………………..407 13.1. Требования к акустической комфортабельности автомобиля..407 13.2. Источники шума и пути его распространения………………...408 13.3. Способы снижения внутреннего шума, термоизоляция………409
Глава 14.
Системы создания микроклимата в кузове автомобиля………..415 14.1. Требования к микроклимату в кузове………………………….415 14.2. Вентиляция кузова, обеспыливание воздуха…………………..418 14.3. Жидкостные отопители………………………………………….427 14.4. Автономные отопители………………………………………….431 14.5. Охлаждение воздуха……………………………………………..434 14.6. Распределение воздуха в кузове………………………………..439 14.7. Управления микроклиматом……………………………………443
Библиография…………………………………………………………447

6

7
Введение
Кузов автомобиля служит для размещения водителя, пассажи- ров и перевозимого груза и для защиты их от неблагоприятных внеш- них воздействий. В этом заключается очевидное назначение кузова, однако его роль в автомобиле и вообще в жизни современного чело- века этим далеко не ограничивается.
Кузов формирует внешний вид автомобиля. Архитектура кузова информирует окружающих о потенциальных свойствах автомобиля.
Стремительный облик легковой машины подчеркивает ее скоростные и динамические качества. Легковой автомобиль высшего класса, имеющий представительское назначение, подобно официальному кос- тюму дипломата, говорит о ранге пользующегося им лица и имеет обычно несколько консервативные очертания. Подчеркнуто массив- ные формы кабины тяжелого грузового автомобиля говорят о его спо- собности перевозить тяжелые грузы. При взгляде на автомобиль вы- сокой проходимости с высоко поднятым кузовом, имеющим упро- щенные и несколько «надутые» формы, становится понятно, что он легко преодолеет тяжелые дороги и бездорожье.
Современные города характеризуются интенсивным уличным движением, и внешний облик автомобилей в значительной степени формирует облик городов.
При плотном потоке автомобилей на дорогах и улицах стано- вится особенно важным для каждого участника движения возмож- ность своевременно и четко определить тип и скорость окружающих автомобилей, их относительное расположение. Этому способствуют не только формы машины, но и различимость, видимость ее световых и сигнальных фонарей, а также окраска автомобиля. Совокупность этих качеств, которые в первую очередь обусловлены кузовом маши- ны, определяет так называемые сигнальные свойства автомобиля и серьезно влияет на безопасность дорожного движения.
При движении автомобиль взаимодействует с воздушной сре- дой. Этим взаимодействием определяется максимально достижимая скорость автомобиля, его устойчивость при движении, создаваемый им шум, а также – при движении по мокрой и грязной дороге – за-

8
Рис. В.1. Отношения человек – кузов грязнение его самого и других участников движения. Характер взаи- модействия автомобиля с воздушной средой (аэродинамика автомо- биля) в первую очередь определяется формами его кузова.
Облик автомобильного кузова, его внешние формы и интерьер, обладают определенными эстетическими качествами и вызывают у потенциального покупателя желание купить – или не купить – данный автомобиль. Естественно, каждая автомобилестроительная фирма, со- вершенствуя кузова своих автомобилей, стремится сделать их привле- кательными. Это формирует моду на облик автомобилей, в первую очередь легковых, и эта мода, в свою очередь, отражается на моде на одежду, обувь, прически, домашнюю и офисную мебель.
Разнообразие взаимоот- ношений человека с автомоби- лем, в первую очередь с авто- мобильным кузовом, показано на рисунке Ю.А. Долматовско- го (рис. В.1). Человек выступа- ет в роли владельца автомоби- ля, водителя, пассажира, ра- ботника автомобильной про- мышленности или автосервиса, пешехода вблизи автомобиля, зрителя, созерцающего автомо- биль или транспортный поток.
Автомобиль является транспортным средством по- вышенной опасности, и коли- чество дорожно-транспортных происшествий во всех странах с развитым автомобильным движением велико. Один из видов дорожно-транспортного происшествия – наезд на пеше- хода. От формы автомобильно- го кузова, в особенности его

9 передней части, зависит механика взаимодействия автомобиля и чело- века при наезде и степень травмирования пешехода.
При столкновении автомобиля с другими автомобилями или не- подвижными препятствиями, при опрокидывании автомобиля, его ку- зов должен защитить находящихся в нем людей, обеспечив «про- странство выживания» и – в пределах возможного – отсутствие трав- мирования.
Безопасность движения автомобиля в значительной мере опре- деляют такие качества его кузова, как внешняя обзорность, прежде всего для водителя, обзорность приборов, удобство рабочей позы, до- сягаемость органов управления, микроклимат в кузове, акустическая комфортабельность, возможность длительного движения без утомле- ния водителя (и пассажиров) и т.п. Следует учитывать также эстети- ческие качества интерьера кузова, его цветовое оформление, что так- же существенно влияет на работоспособность водителя и самочувст- вие пассажиров.
Важным качеством автомобильного кузова является удобство входа-выхода водителя и пассажиров. Для автобуса это определяет время стоянки на остановках, т.е. непосредственно влияет на произво- дительность машины.
Другими важными свойствами автомобильного кузова являются трудоемкость его изготовления и связанные с этим трудовые и мате- риальные затраты, способность противостоять коррозии, потребность в техническом обслуживании, ремонтопригодность при естественном износе и при аварийных повреждениях.
Взгляд на автомобильный кузов как на объект производства и технического обслуживания позволяет заметить, что с этим связана трудовая занятость многих людей, причем не только в автомобильной промышленности или в автосервисе, но и в других отраслях хозяйст- ва, которые поставляют для этого материалы, комплектующие изде- лия и оборудование.

10
Таким образом, роль автомобиля вообще и его кузова в частно- сти в жизни современного общества велика и многообразна. В данной книге рассмотрены основные вопросы, связанные с автомобильными кузовами, и конструкция кузовов и их элементов.

11
Глава 1.
Общие сведения об автомобильных кузовах

1.1. Требования к автомобильным кузовам

В общем случае автомобиль предназначен для выполнения транспортной работы, а кузов автомобиля служит для размещения во- дителя, пассажиров и перевозимого груза и для защиты их от небла- гоприятных внешних воздействий. При этом необходимо учитывать множество факторов, прежде всего – качество размещения в кузове людей и грузов, а также характер неблагоприятных воздействий, от которых их надо защитить.
Автомобиль и его кузов можно рассматривать с различных то- чек зрения. Для потребителя это транспортное средство, для произво- дителя – предмет производства и продаж, для эксплуатационника – объект обслуживания и ремонта, кроме того, автомобиль в целом и его кузов должны удовлетворять определенным нормативным требо- ваниям. Это разнообразие точек зрения определяет круг требований к автомобилю вообще и к его кузову в частности.
Требования пользователя.
Размещение людей – водителя и пассажиров – должно быть удобным, обеспечивать езду с максимально возможным для данного типа автомобиля комфортом при минимальном утомлении. Сущест- вуют обязательные для выполнения стандарты, касающиеся рабочей позы водителя, размещения органов управления, внешней обзорности.
Должно быть обеспечено удобство входа-выхода людей и погрузки объекта перевозок. Требования, предъявляемые к отделке салона или кабины в части комфорта и эстетики, определяются типом автомоби- ля, его назначением и ценовой категорией, к которой он относится, этими же факторами во многом определяются и требования к внеш- ним формам кузова. Формы автомобиля, его окраска, размещение внешних световых приборов должны, помимо соответствия стандар- там, характеризовать потенциальные свойства машины, его скорост- ные и иные характеристики, а также отражать социальный статус вла- дельца или пользователя. Кроме того, форма кузова или кабины

12 должна обеспечивать низкое аэродинамическое сопротивление и ми- нимально возможное травмирование пешехода в случае наезда. Проч- ность кузова и узлов крепления дверей должна быть достаточной для защиты находящихся внутри автомобиля людей в случае дорожно- транспортного происшествия, детали и отделка интерьера должны способствовать минимизации травмирования людей. Уровень шума и вибраций внутри кузова не должен превышать допустимых норм, микроклимат в салоне также должен соответствовать санитарным нормам. Материалы, применяемые для внутренней отделки, должны быть экологически чистыми. Важно также, чтобы кузов автомобиля обеспечивал достаточную криминальную безопасность, т.е. защиту от несанкционированного проникновения, а в необходимых случаях и защиту от нападения.
Требования производства.
Кузов автомобиля должен быть технологичным, т.е. должно быть обеспечено изготовления кузовов с минимальными трудовыми, материальными и финансовыми затратами при заданных масштабах производства. При изготовлении кузовов должна обеспечиваться не- обходимая защита окружающей среды.
Эксплуатационные требования.
Эта группа требований определяет возможность реализации по- требительских качеств автомобиля. Долговечность кузова должна со- ответствовать сроку службы автомобиля, долговечность его узлов и систем также должна соответствовать сроку службы автомобиля или быть кратной ему. Необходима коррозионная стойкость деталей кузо- ва, а также стойкость к биологическим воздействиям. Перечень рег- ламентных работ, требующихся для поддержания кузова в работоспо- собном состоянии, должен быть минимальным, а их периодичность – соответствовать периодичности технического обслуживания автомо- биля. Трудоемкость ремонтных воздействий, требующихся при есте- ственном износе деталей или в результате дорожно-транспортных происшествий, должна быть минимальной с точки зрения трудовых и материальных затрат. Должна быть предусмотрена минимизация за- трат, связанных с утилизацией отслужившего кузова.
Нормативные требования к кузову определяются в основном стремлением обеспечить безопасность людей, так или иначе связан-

13 ных с автомобилем. Эта группа требований, в силу своей социальной значимости, регламентируется специальными нормативными или за- конодательными актами. Нормативные требования устанавливаются отраслевыми и национальными стандартами, директивами ЕЭС и пра- вилами ЕЭК ООН.
Конкретные требования к отдельным частям и устройствам ку- зова изложены в соответствующих разделах этой книги.
1.2. Основные этапы эволюции автомобильного кузова
История автомобиля, одного из самых замечательных явлений последнего столетия, рассмотрена во многих популярных и специаль- ных книгах, в рамках настоящего учебника сделать это невозможно.
Ниже кратко изложены только основные этапы развития автомобиль- ных кузовов.
Первые безлошадные повозки, которые появились в конце XIX века и затем стали называться автомобилями, по существу представ- ляли собой те же конные экипажи с установленными на них паровы- ми, электрическими или бензиновыми двигателями и, естественно, без лошадей. Такое конструкторское решение было вполне оправданно, потому что конные экипажи того времени, прежде всего пассажир- ские, были весьма совершенны, и для превращения их в самодвижу- щееся транспортное средство было достаточно оснастить их двигате- лем с трансмиссией и системой управления. Поэтому вполне естест- венно, что инициативные люди, имевшие желание и возможность сде- лать решительный шаг в направлении прогресса транспорта, исполь- зовали эти экипажи, либо непосредственно уже готовые, либо изго- тавливая такие же. Поэтому вполне естественно, что моторные повоз- ки того времени в основном заимствовали облик конных экипажей.
Кроме того, конечно, сказывалась и определенная инерция мышления создателей этих машин.
Различные исследователи истории автомобиля выделяют разные этапы эволюции автомобильных кузовов, зачастую споря друг с дру- гом. Мы не будем дискутировать с ними и, тем более, предлагать свою систематизацию. Напомним лишь некоторые характерные черты автомобильных кузовов разного времени.

14
Двигатели первых автомобилей располагались обычно под зад- ним сиденьем (или под единственным сиденьем, если переднего не было). Основанием автомобиля, его несущей системой, была рама, обычно деревянная. Такая компоновка определялась тем, что за кон- структивную основу обычно брали конный экипаж. Собственно кузов устанавливался на раму и обычно был открытым, для защиты людей от непогоды служил кожаный или клеенчатый тент. Автомобили того времени – а это конец XIX – начало ХХ века – принято называть вете- ранами, некоторые из них показаны на рис. 1.1 и 1.2.
Передние колеса были меньше задних, это объясняется тем, что для их поворота требуется определенное пространство, а задние коле- са лучше было делать большого диаметра: большое колесо «меньше трясет» на дорожных неровностях, что было особенно важно, по- скольку шины часто были из сплошного массива резины, жесткие.
Двигатели таких автомобилей обычно имели мощность около двух- пяти лошадиных сил, что позволяло им двигаться со скоростью до
20…30 км/ч.
Рис. 1.1. Типичные автомобили-ветераны конца XIX века с одним си- деньем

15
По мере роста мощности двигателей увеличивались и их разме- ры, ведь степень сжатия была невелика, и приходилось делать моторы с большим рабочим объемом. Такие двигатели уже нельзя было рас- положить под сиденьем, они слишком сильно загрузили бы задние ко- леса, да и помещались они там плохо, не говоря уже о сложностях ор- ганизации их охлаждения. Напрашивалось вполне логичное решение, и двигатели стали устанавливать впереди, примерно над передней осью. «Примерно» – потому что при большом ходе поршня двигатель получался высоким, а под ним еще надо было расположить переднюю ось и обеспечить ее вертикальное перемещение для работы подвески, ведь подвеска была зависимой. И выходило, что двигатель лучше ста- вить позади передней оси, иначе капот получается очень уж высоким.
Поскольку появилась рулевая трапеция, переднюю ось уже не надо было поворачивать, и раму не приходилось поднимать выше колес.
Получили распространение пневматические шины. Как правило, ве-
Рис.1.2. Автомобиль Яковлева и Фрезе, 1896 г.
(Двигатель одноцилиндровый, мощностью 2 л.с.)

16 дущими были задние колеса, для привода передних еще не было дос- таточно надежных карданных шарниров, да и вообще возникали бы нерешаемые в то время конструкторские и производственные сложно- сти.
Эти обстоятельства привели к тому, что облик автомобилей из- менился, сложилась общая компоновка легкового автомобиля, которая часто применяется и в наше время: двигатель впереди, продольно, ве- дущие колеса задние, коробка передач расположена в отдельном кар- тере, иногда объединенном с картером главной передачи и дифферен- циала, и связана с двигателем довольно длинным валом, привод к зад- ним колесам цепной. Затем стали применять карданную передачу ме- жду коробкой передач и задним ведущим мостом. Пол кузова распо- лагался довольно высоко, потому что под ним размещалась рама. Не- которые легковые автомобили, которые часто относят к эпохе класси- ки, показаны на рис. 1.3 и 1.4.
Рис. 1.3. Автомобиль Русско-Балтийского вагонного завода («Рус- со-Балт»); с 1909 по 1915 г.г. выпущено около 1000 различных ав- томобилей, считавшихся одними из лучших машин того времени

17
Кузова большинства автомобилей того времени были открыты- ми и снабжались тентами, но затем стали появляться и закрытые кузо- ва. Облик закрытого кузова во многом определялся тем, кто управлял автомобилем. Система управления – руль, различные рычаги, а затем и педали – требовали больших физических усилий, поэтому автомо- билем чаще всего управлял наемный водитель, как тогда писали –
«шоффер», а он мог находиться и не под крышей. От непогоды води- тель защищался тентом, а иногда и жесткой крышей в виде козырька и, конечно, ветровым стеклом. Помещение же для хозяина и пассажи- ров выполнялось с возможно более высоким уровнем комфорта и час- то напоминало карету (кузов «лимузин»). В некоторых случаях крышу у пассажирского салона делали убирающейся (кузов «ландо» или
«ландоле»), чтобы в хорошую погоду люди могли любоваться окру- жающим пейзажем (и показывать себя). Пример такого кузова показан на рис. 1.5.
Рис. 1.4. Автомобиль Роллс-Ройс 1909 г.
(раб. объем 7 л, 60 л.с., 95 км/ч)

18
Была и еще одна существенная причина делать рабочее место водителя открытым: автомобильных отопителей в ту пору не сущест- вовало, и в закрытом салоне стекла запотевали или обмерзали, что, естественно, значительно ухудшало обзорность. И если для пассажи- ров это качество автомобиля не имеет решающего значения, то для водителя оно весьма важно.
Если автомобилем управлял его владелец, как правило мужчина, то он в глазах окружающих считался спортсменом (и на самом деле был им). В этом случае рабочее место водителя часто располагали под общей крышей.
Поскольку кузова автомобилей того времени устанавливались на рамное шасси, то в некоторых случаях автомобильные фабрики предлагали покупателю автомобили с двумя сменными кузовами, для лета и для зимы, причем, как это ни странно с современной точки зре- ния, «летний» кузов был закрытым, а «зимний» – открытым, в основ- ном по причине обмерзания стекол в холодную погоду. Впрочем, вла- делец сам решал, какой кузов и когда устанавливать на шасси.
Рис. 1.5. Автомобиль «Ланчестер-20НР», 1908 г.

19
Знаменательное событие в развитии кузовов легковых автомо- билей произошло в 1922 году, когда итальянский конструктор и авто- гонщик Винченцо Лянча (Vincenzo Lancia) разработал и построил ав- томобиль, у которого несущей системой служила не рама, а сам кузов
(рис. 1.6). Сейчас практически все легковые автомобили, кроме очень больших или внедорожников, имеют несущие кузова. Такое конструк- торское решение позволило опустить пол кузова, уменьшить массу автомобиля и понизить его общий силуэт.
Другим важным явлением в развитии легковых кузовов стало проявление интереса конструкторов к аэродинамике автомобиля. Это было обусловлено, с одной стороны, ростом скоростей автомобилей и необходимостью снижения сопротивления движению и, с другой сто- роны, успехами строителей аэропланов. «Обтекаемые» формы кузова становятся модными, им стараются придать форму падающей капли.
Задние кромки крыльев оттягивают назад, сами крылья меньше вы- ступают из боковых поверхностей кузова, отдельно стоящие на пе- редних крыльях фары вначале получают вытянутые задние поверхно- сти, а затем перемещаются внутрь передних крыльев. Примером тако-
Рис. 1.6. Несущий кузов автомобиля Лянча-Лямбда (1922 г.)

20 го решения формы кузова служит автомобиль фирмы «Фольксваген», получивший прозвище «Жук» (конструктор Фердинанд Порше), кото- рый с постепенными изменениями выпускался в течение четырех де- сятилетий, начиная с 1938 года (рис. 1.7).
В течение ХХ века происходят значительные изменения общего силуэта легкового автомобиля, это показано на рис. 1.8 и 1.9. Боковая проекция кузова меняется в сторону уменьшения длины капота, преж- де всего потому, что все большее количество легковых автомобилей становится переднеприводными, с поперечным расположением сило- вого агрегата. Расположенный в задней части кузова багажник внача- ле увеличивается по длине, а затем постепенно уменьшается, значи- тельная часть легковых автомобилей не имеет четко выраженного обособленного объема сзади, пространство для багажа располагается за спинкой заднего сиденья. Собственно пассажирский салон, при сравнительно небольших изменениях общей длины, смещается впе- ред, его передняя часть в районе расположения ног водителя и перед- него пассажира, «вдавливается» в пространство между передними ко- лесными нишами. Наибольшая ширина кузова, которая на автомоби- лях начала ХХ века находилась в задней части кузова, смещается впе- ред и в большинстве кузовов располагается в районе переднего сиде- нья. Происходит также перемещение наибольшего поперечного раз- мера кузова от верхней части к нижней, которое сопровождается уменьшением общей высоты автомобиля, как это видно на рис. 1.9.
Рис. 1.7. Автомобиль «Фольксваген-Жук», 1938 г.

21
Рис. 1.8. Изменение силуэта легкового автомобиля с 1900 по 2000 г.г.
Рис. 1.9. Изменение поперечного сечения кузова легкового автомобиля с 1900 по 2000 г.г.

22
Рис. 1.10. Идеализированная компоновочная схема
«городского автомобиля» (разработка В.А.Ашкина)
К концу ХХ столетия происходит довольно четкое разделение легковых автомобилей на классы, принадлежность автомобиля к тому или иному классу определялась его назначением, размерами, динами- ческими качествами, уровнем комфорта для пассажиров и, конечно, ценой. Естественно, что такое деление сказывалось и на типе и конст- рукции кузова (подробнее об этом сказано в следующей главе).
Наиболее компактный кузов должны иметь автомобили, предна- значенные для использования в крупных городах (мегаполисах), с вы- сокой плотностью уличных транспортных потоков. Для городских ав- томобилей важно, чтобы они занимали мало места и обладали высо- кой маневренностью. Динамические качества не столь существенны.
Иногда такие автомобили выполняются двухместными, с относитель- но высокими сиденьями (при такой посадке человек занимает мень- шую площадь). Поскольку скорости движения в современных городах невелики, аэродинамика кузова не имеет большого значения. Утриро- ванная схема такого автомобиля, в котором люди размещаются почти стоя, с опорой на специальные сиденья, напоминающие велосипед- ные, показана на рис. 1.10.
Компактные городские автомобили с минимальными размерами находятся вблизи нижней границы условного размерного ряда легковых автомобилей, верхняя граница которого определяется

23 большими легковыми автомобилями представительского назначения.
Представительские автомобили, подобно мундиру высокопоставленного военного или дипломата, должны соответствовать общественному, политическому или социальному статусу пользующегося ими лица, представлять его. Их размер не может быть малым, общий облик должен быть подчеркнуто строгим, несколько консервативным. Кузов такого автомобиля должен обеспечивать наиболее высокий уровень комфорта и защиту пассажиров в различных неблагоприятных ситуациях. На рис. 1.11 в качестве примера показан представительский легковой автомобиль высшего класса ЗИЛ-4104, выпускавшийся с 1976 г. (главный конструктор автомобиля – И.С.Степанов).
В обширном поле от самых компактных городских автомобилей до больших представительских размещается большое количество са- мых разнообразных легковых автомобилей, классификации типов их кузовов посвящена, как указывалось, следующая глава.
Кузова грузовых автомобилей начала XX века отличались про- стотой и утилитарностью. Двигатель, расположенный в передней час- ти шасси, закрывался капотом, кабина как таковая отсутствовала, во- дитель защищался от непогоды открытым спереди козырьком, для размещения груза служила платформа, иногда ничем не ограниченная с боков и сзади, в этом случае груз закреплялся веревками, но чаще платформа по периметру ограждалась откидными бортами, как пока- зано на рис. 1.12. Такое устройство платформы универсального грузо-
Рис. 1.11. Представительский легковой автомобиль высшего класса

24 вого автомобиля практически не изменилось до настоящего времени.
Для защиты груза от непогоды его закрывали брезентом, иногда этот брезент закрепляли более стационарно, с помощью поперечных дуг.
Такая же защита груза от непогоды используется и на современных грузовых автомобилях.
Для «деликатных» грузов использовали кузова-фургоны, один из которых показан на рис. 1.13.
Рис. 1.12. Грузовой автомобиль конструкции Б.Г.Луцкого, 1901 г.
Рис. 1.13. Фургон «Кадиллак», 10 л.с., 1907 г.

25
Капотную компоновку грузовых автомобилей можно назвать классической, она и сейчас часто применяется. И это понятно: не- смотря на некоторые недостатки, связанные с несколько ограничен- ной обзорностью из кабины и ограниченную маневренность (вследст- вие большой длины), автомобилям, выполненным по такой компоно- вочной схеме, свойственны хорошая доступность к двигателю, удоб- ство входа и выхода из кабины, достаточно высокая проходимость по плохим дорогам с нагрузкой и без нее.
Чтобы улучшить маневренность грузовых автомобилей, конст- рукторы уже в начале тридцатых годов прошлого столетия начали применять бескапотную схему компоновки, при которой двигатель располагается над осью передних колес, а кабина – над двигателем.
Длина грузовой платформы при этом увеличивается, улучшается пе- редняя обзорность, однако возрастает нагрузка на передние колеса, что ухудшает проходимость автомобиля без груза по грунтовым доро- гам. Недостатком таких автомобилей является и то, что сиденье рас- полагается вне зоны наибольшего комфорта. Кроме того, доступность к двигателю изнутри кабины при поднятом капоте весьма ограничена, что вынуждает делать кабину откидывающейся вперед, т.е. усложнять конструкцию. Поэтому более целесообразной считают сейчас компо- новочную схему, при которой кабина смещена вперед, а двигатель размещен позади оси передних колес, что увеличивает нагрузку на задние колеса при порожнем состоянии автомобиля. Однако и при та- кой компоновочной схеме для обеспечения доступа к двигателю ка- бину приходится делать откидывающейся. В некоторых случаях, для перевозки небольших грузов, например, для развозки товаров по мага- зинам в городе, грузовые автомобили создают на основе легковых.
При этом основные агрегаты располагаются так же, как на базовом легковом автомобиле. Кабины таких машин чаще всего бывают двух- местными, а грузовой кузов может быть открытым («пикап») или за- крытым («фургон»).
Автобусы появились позже легковых и грузовых автомобилей, в начале XX века, и выполнялись обычно по классической компоновоч- ной схеме, т.е. с кузовом капотного типа (рис.1.14), так как для их из- готовления обычно использовали стандартное или переделанное шас-

26 си грузовых автомобилей, поэтому такая схема удерживалась доволь- но долго, да и сейчас часто применяется.
На рис. 1.15 показан автобус Ярославского автозавода тридца- тых годов ХХ века. Он имеет простые угловатые формы. Постепенно внешние очертания автобусного кузова становятся более округлыми
(рис. 1.16), несколько улучшается их аэродинамика, но основное влияние на такое изменение форм имела, по-видимому, изменившаяся автомобильная мода.
Рис 1.14. Автобус начала ХХ века с капотной компоновкой
Рис. 1.15. Автобус Ярославского автомобильного завода, созданный на базе грузового пятитонного автомобиля

27
В 30-х годах ХХ столетия основная схема меняется: кабина во- дителя объединяется с пассажирским салоном, т.е. появляются авто- бусы с кузовом вагонного типа. Они постепенно становятся основным типом автобусов, различаясь лишь отдельными элементами компо- новки – в зависимости от назначения: для больших городов, неболь- ших населенных пунктов, междугородные, туристские и т.д. Напри- мер, для городских автобусов характерны широкие дверные проемы и наличие накопительных площадок, для междугородных и туристских
– большая, чем в проходе, высота уровня пола под сиденьями, что по- зволяет разместить под полом багажные отсеки, и т. д. Двигатель со- временных городских, междугородных и туристских автобусов чаще всего устанавливают за осью задних колес, а иногда под полом, в пре- делах колесной базы. Ось коленчатого вала V-образного двигателя располагается вдоль оси автобуса, а при рядном – поперек. В послед- нем случае получается очень компактный силовой агрегат, потому что двигатель и коробка передач размещаются соосно, карданный вал – под небольшим углом к ним, а главная передача смещается в сторону одного из задних колес. Небольшие автобусы, предназначенные для перевозки пассажиров в малых населенных пунктах, сельской местно- сти, а также используемые в качестве автолавок, медицинских лабора-
Рис. 1.16. Автобус ЗИС-16

28 торий и т.д., чаще всего имеют агрегаты шасси грузовых автомобилей и соответствующие им компоновочные схемы. При этом кузов чаще всего – вагонного типа, двигатель размещается рядом с водителем.
О классификации автобусных кузовов говорится в следующей главе.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал