147411 (580181), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Так как отразить все характерные особенности легковых полноприводных автомобилей практически невозможно, целесообразно отметить лишь общие тенденции их развития на современном этапе, а именно:
- повышение надежности и улучшение показателей эксплуатационной технологичности, т.е. снижение трудоемкости технического обслуживания и ремонта;
- улучшение эргономических показателей и условий работы водителя и размещения пассажиров;
- совершенствование конструкций для обеспечения современных требований по активной и пассивной безопасности;
- снижение расхода топлива благодаря установке дизеля, применению шин с универсальным рисунком протектора и ограничению мощности двигателей;
- создание на базе основных моделей модификаций (вариантов) различных типов и более широкого назначения;
- максимальное упрощение конструкции и приспособленность к многоцелевому использованию.
Последнее особенно характерно для автомобиля Hummer (США). Этот автомобиль отличается хорошими тягово-скоростными свойствами и проходимостью. Вместе с тем он достаточно прост по конструкции и максимально приспособлен к эксплуатации по бездорожью.
Грузовые автомобили общетранспортного назначения
Из грузовых полноприводных автомобилей наиболее массовыми и распространенными являются автомобили многоцелевого назначения средней грузоподъемности (2...7 т). Конструкция этих автомобилей, за исключением автомобилей специального назначения, в течение длительного времени в общем изменялась незначительно. Грузовые автомобили, как правило, унифицированы с неполноприводными автомобилями соответствующих классов грузоподъемности, что обуславливает их высокую степень отработанности и однотипность конструкций многих агрегатов.
Принимая во внимание данное обстоятельство и многочисленность моделей грузовых полноприводных автомобилей, рассмотрим используемые при их создании общетехнические решения на примерах наиболее характерных моделей. Важнейшим из этих решений является общая компоновка автомобиля, так как от нее в значительной степени зависят его эксплуатационные свойства. Компоновка определяет габаритные размеры автомобиля, распределение массы по осям, условия работы водителя, приспособленность к проведению ТО и ремонта, устойчивость движения, проходимость, грузовместимость и другие показатели, характеризующие эффективность использования автомобиля.
Под общей компоновкой понимают главным образом сочетание расположения двигателя, грузовой платформы и кабины. Различают схемы общей компоновки грузовых автомобилей при следующем расположении кабины: за двигателем; над двигателем; перед двигателем; надвинутом на двигатель (спереди или сзади).
На начальном этапе создания грузовых полноприводных автомобилей на основе неполноприводных моделей общая компоновка повторяла традиционную компоновку неполноприводных автомобилей того периода и выполнялась по схеме "кабина за двигателем" (ЗИЛ-157К, большинство зарубежных автомобилей). Такая компоновка имеет ряд преимуществ, основными из которых являются: небольшая габаритная высота, хорошая доступность двигателя для его обслуживания, размещение кабины в зоне наименьших колебаний подрессорной массы, простота конструкции системы управления автомобилем, высокая степень унификации с неполноприводными автомобилями такой же грузоподъемности по таким сложным и трудоемким в производстве агрегатам, как кабина и рама. Последнее обстоятельство в условиях массового производства имеет важное значение. Поэтому компоновка расположения кабины за двигателем применяется и на современных автомобилях, например, ЗИЛ-131, "Урал-4320", КрАЗ-260. Однако этой компоновке присущи определенные недостатки. Прежде всего, под грузовую платформу высвобождается меньшая часть длины автомобиля, в связи с чем грузовместимость получается хуже, чем у автомобилей с расположением кабины над двигателем.
Кроме того, если кабина находится за двигателем, нагрузка не переднюю ось значительно меньше и составляет в зависимости от типа автомобиля 22...35% полной снаряженной массы трехосных автомобилей и до 40% - двухосных. Поскольку многие полноприводные автомобили делают односкатными (с однорядным расположением колес на всех осях), а для обеспечения хороших тягово-скоростных свойств автомобиля и высокой надежности шин требуется примерно одинаковая нагрузка на все колеса, т.е. равномерное распределение массы по осям, то очевидно, что выполнить это условие для двухосного полноприводного автомобиля практически невозможно. Поэтому двухосные автомобили с компоновкой кабины за двигателем являются исключением.
У трехосных грузовых автомобилей равномерное распределение массы по осям можно получить практически при любой схеме компоновки. При расположении кабины за двигателем (или с кабиной, несколько надвинутой на двигатель) можно получить более равномерное распределение массы на оси. У трехосных автомобилей с односкатными колесами при компоновке кабины над двигателем передняя ось может быть несколько перегружен.
Чтобы исключить перегрузку передней оси, иногда грузовую платформу автомобилей несколько сдвигают назад от кабины и высвобождающееся пространство используют для размещения агрегатов систем двигателя (воздухоочистителя, аккумуляторных батарей и т. п.), запасных колес, инструмента и принадлежностей или делают удлиненную кабину со спальным местом. Комфортабельность такой кабины несомненна, однако полезная длина автомобиля (под грузовую платформу) используется нерационально.
Рабочее место водителя в грузовом автомобиле при компоновке кабины над двигателем расположено практически над передней осью или несколько впереди нее, т. е. в зоне интенсивных вертикальных колебаний. Чтобы предотвратить вредное воздействие вибрации на водителя при такой компоновке, сиденье водителя выполняют, как правило, с дополнительным подрессориванием.
Компоновка кабины перед двигателем имеет определенные преимущества по сравнению с рассмотренными компоновками. При такой компоновке можно получить небольшой габаритный размер по высоте при хорошей обзорности с места водителя, удовлетворительное распределение массы по осям и высокий уровень унификации автомобилей с колесными формулами 4Х4, 6Х6 и 8Х8. Однако сложнее доступ к двигателю ГАЗ-66 с колесной формулой 4Х4 с компоновкой кабины над двигателем и к коробке передач при их обслуживании, хуже показатели плавности хода, сложнее конструкция обслуживающих систем двигателя и приводов управления автомобилем, меньше длина грузовой платформы. Тем не менее перечисленные преимущества компоновки кабины перед двигателем предопределили достаточно широкое ее применение на последних моделях полноприводных автомобилей. В частности, такая общая компоновка применена на большегрузных многоосных автомобилях МАЗ, на автомобилях фирмы МАН грузоподъемностью 5, 7 и 10 т.
Поскольку всем трем типам компоновок присущи определенные недостатки, их стремятся свести к минимуму путем сближения кабины и двигателя при сохранении высоты расположения рабочего места водителя, т. е. получить компоновку, при которой кабина надвинута на двигатель спереди (КамАЗ-4310) или сзади (Унимог, 4Х4; "Урал-4322", 6Х6). Благодаря этому обеспечиваются: лучшие условия работы водителя, свободный доступ к двигателю; условия для использования значительной части длины рамы под грузовую платформу.
Общей тенденцией создания новых грузовых автомобилей является переход к более рациональной компоновке совмещения (сближения) расположения кабины и отделения силовой установки.
Из общих решений, существенно влияющих на эксплуатационные свойства грузовых автомобилей, следует отметить взаимное расположение осей по базе. От схем расположения осей по базе зависят такие свойства автомобиля, как проходимость, устойчивость прямолинейного движения, управляемость, плавность хода, надежность несущей системы (рамы), шин и трансмиссии.
В практике создания грузовых полноприводных автомобилей подучили распространение схемы, показанные на рис. 5. У трехосных автомобилей наиболее распространена схема с задней балансирной тележкой (рис. 5, а), т.е. со сдвинутыми задними осями. Центр тяжести А автомобиля смещен относительно средней оси вперед (расстояние от центра тяжести А до передней оси l ц.т). Такая расстановка колес характеризуется двумя пара- метрами: базой автомобиля Lа и базой тележки 1 т (в данном случае за базу принято расстояние от передней оси до оси тележки). Меньше распространена схема с равномерным расположением осей по базе, когда расстояния между передней и средней и между средней и задней осями равны (рис. 5, б). При таком расположении осей центр тяжести А находится над средней осью. Базой автомобиля для такой схемы обычно считают расстояние между первой и третьей осями.
Преимуществами первой схемы являются: меньшая нагруженность осей колес и рамы; простота конструкции подвески задней тележки; возможность использования унифицированных (с неполноприводными автомобилями) агрегатов трансмиссии, Подвески к несущей системы; лучшая плавность хода; использование управляемых колес только на передней оси.
К преимуществам второй схемы следует отнести: лучшую проходимость при преодолении канав, кюветов и неровностей дороги; приспособленность к монтажу специального оборудования; равномерное распределение масс и объемов по длине автомобиля, позволяющее с меньшими трудностями создавать на базе этих автомобилей модификации плавающих автомобилей (FV-622). Однако последняя схема имеет два существенных недостатка: необходимость установки специальной трансмиссии, как правило, с бортовой раздачей мощности; сложность конструкции вследствие применения управляемых колес на двух осях - первой и второй или первой и третьей. Последний вариант требует к тому же использования специальных устройств для блокирования задних колес при прямолинейном движении, так как без блокирующего механизма устойчивость движения автомобиля становится неудовлетворительней.
У четырехосных автомобилей наиболее распространены две схемы размещения осей, показанные на рис. 5, в и г. На схеме рис. 5, г база передней тележки l т.п. больше, чем задней l т.з. Это вызвано особенностями общей компоновки и распределения массы или применением для передних осей не балансирной, а индивидуальной (для каждой оси) подвески. Поэтому в схеме рис. 5, в центр тяжести автомобиля расположен примерно в середине базы (l ц.т=0,5 Lа), а в схеме рис. 5, г он несколько смещен назад (l ц.т> 0,5 Lа). В обоих случаях управляемыми являются колеса первых двух осей. Автомобили, предназначенные для выполнения узких технологических функций, иногда имеют сдвоенные средние оси (вторую и третью). Управляемыми при этом будут колеса первой и четвертой осей. Недостатки автомобилей с такой схемой те же, что у трехосных автомобилей с равномерным расположением осей. Поэтому схема со сдвоенными средними осями применяется редко.
Оценивая общую компоновку грузовых полноприводных автомобилей, следует отметить, что у моделей массового производства различной грузоподъемности она к настоящему времени вполне определенная. Поэтому компоновка и общие принципиальные конструктивные решения с точки зрения преемственности длительное время не меняются при модернизации автомобилей. Однако даже при сохранении прежней схемы компоновки можно обеспечить (и это при модернизации достигается) более рациональное размещение агрегатов, повышение технического уровня автомобиля и существенное улучшение его эксплуатационных свойств.
Основные технические данные некоторых наиболее распространенных грузовых полноприводных автомобилей приведены в табл. 3 и 4.
Для повышения проходимости автопоездов особенно большой грузоподъемности стали применять привод для колес прицепе и полуприцепов, т.е. передачу крутящего момента к ним. Автопоезда с приводом на колеса прицепа или полуприцепа получив название активных. Вследствие того, что у активного автопоезда число ведущих колес больше, чем у одиночного полноприводного автомобиля, проходимость его по тяжелым участка местности значительно выше несмотря на большую массу грузоподъемность. Активизация колес прицепа (полуприцепа позволяет получить проходимость автопоезда лучшую, чем у одиночного автомобиля при транспортировании груза большей массы. Отсюда очевидна целесообразность создания активных автопоездов для особо тяжелых условий эксплуатации (например разведка природных богатств и их освоение при отсутствии налаженной дорожной сети). В нашей стране разрабатываются активные автопоезда с полуприцепом.
Основным элементом активного автопоезда, отличающим его от обычного седельного автопоезда, является привод к колесам полуприцепа: механический и гидравлический. Механический привод более простой, в нем используются те же узлы, что и в обычной механической трансмиссии. Недостатками этого типа привода являются необходимость применения нестандартного опорно-сцепного устройства для обеспечения компоновки механизмов, передающих крутящий момент, и значительное число переходных редукторов и карданных валов.
Гидравлический привод не имеет этих недостатков, однако требует применения гидроустройств, в определенной степени усложняющих производство и эксплуатацию автопоездов. Схема активного автопоезда (на базе "Урал-4320") с механическим приводом показана на рис. 6.
Для привода полуприцепа использованы ведущие мосты 2 задней тележки автомобиля, крутящий момент к которым подводится от раздаточной коробки 1. В соответствии с распределением полной массы на оси тягача и полуприцепа к полуприцепу подводится 40% крутящего момента, к тягачу 60%. Чтобы осуществить подвод мощности через опорно-сцепное устройство 3, применены четыре одинаковых конических редуктора 4 с передаточным отношением 1,21. Редукторы установлены так, что их общее передаточное число равно 1.
Для включения активного привода предусмотрены две муфты 5 и 6: на коробке отбора мощности 6 и перед тележкой полуприцепа. В обычных условиях движения обе муфты выключены, поэтому вся кинематическая цепь между ними (от раздаточной коробки до мостов полуприцепа) не вращается, что способствует снижению потерь мощности. Обычно привод включается лишь для преодоления автопоездом особо трудных участков местности, по которым он движется на пониженных передачах. После прохождения этих участков привод отключают во избежание возникновения циркуляции мощности между тягачом и полуприцепом.
Схема активного автопоезда (на базе ЗИЛ-131) с гидравлическим тормозным приводом показана на рис. 7. Мосты 11 и 13 полуприцепа автопоезда такие же, как у автомобиля. Привод к ним осуществлен нерегулируемыми аксиально-плунжерными гидромоторами. Один из гидроагрегатов работает в качестве насоса 7, второй - в качестве приводного гидромотора 14. Насос 7 через гибкие и жесткие шланги подает рабочую жидкость под давлением к двигателю, который преобразует энергию потока жидкости в крутящий момент. Значение крутящего момента зависит от давления в системе. При номинальной частоте вращения вала насоса он создает давление 9,8 МПа; при этом давлении гидромотор развивает крутящий момент 362 Н•м. При допустимом кратковременном повышении давления до 15,7 МПа крутящий момент составляет 545 Н•м. Таким образом, к колесам полуприцепа подводится не более 15% мощности. Гидравлическая система привода колес полуприцепа объединена с гидравлической системой усилителя рулевого привода. Насосом гидравлического усилителя производятся заполнение системы и ее подпитка при возможных утечках жидкости.
Насос 7 приводится во вращение карданным валом 6 от коробки 5 отбора мощности, расположенной на раздаточной коробке 9. Особенностью трансмиссии автопоезда является применение понижающего редуктора 3, расположенного после коробки передач 2 для увеличения крутящего момента на колесах тягача. Для согласования частоты вращения колес полуприцепа и тягача после гидромотора 14 предусмотрен понижающий редуктор 15, на выходном валу которого установлена стояночная тормозная система 16 полуприцепа трансмиссионного типа. Мосты 1, 11 и 13 автопоезда и карданные валы 4, 8, 10 и 12 унифицированы. Активный привод полуприцепа включается лишь при движении на низших (первой и второй) передачах. В случае перехода на высшую передачу (при улучшении дорожных условий) привод автоматически отключается. Привод включается электропневматически.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
