Первые грузовики

№ темы

№ теста

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

Первые грузовики

В 1891 г. Даймлер изготовил грузовую тележку с двигателем мощностью 2,9 кВт (4 л.с.) от легкового автомобиля. Это была первая попытка. А с 1896 г. предприятие Даймлера в г. Каннштадт начинает серийное производство грузовиков. Они представляли собой длинные узкие платформы на высоких тележных колесах. В передней части устанавливался маломощный двигатель и открытый всем ветрам узкое сиденье для водителя.Максимальная скорость автомобилей достигала 10 км / ч, грузоподъемность у разных моделей составляла от 2 до 5 т.

Примерно в это же время начали появляться небольшие товарные фургоны, сконструированные на базе легковых автомобилей. Первым начал выпускать такие машины Бенц на шасси легковой «Виктории» в 1895 г. Вслед за ним фургончики начали производить заводы «Панар-Левассор» и «Пежо» во Франции.

Что касается Англии, то там в этот период применялись тяжелые грузовики с паровыми двигателями. Так, например, построен в 1896 г. грузовик Торникрофт представлял собой солидную постройку, которая имела котел, работавший на коксе, и паровой двигатель от… рыболовного катера. Водитель управлял автомобилем, стоя в специальной кабине-рубке, расположенной в передней части автомобиля.

Паровой двигатель имел низкий КПД и требовал трудоемкого обслуживания кочегаром. Кроме того, он был тяжелым. Впоследствии такой двигатель перешел на паровоз.

1820 – Сади Карно (Франция) опубликовал трактат о действующей силе огня, из которого следовало, что топливо надо сжигать не под паровым котлом, а внутри цилиндра.

1860 – Ленуар (Франция) изготовил двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. Этот двигатель не был похож на современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). У двигателя был очень низкий КПД.

1864 – Николос Отто (Германия) начал работу по четырехтактному рабочему процессу ДВС и в 1877 году получил патент на такой газовый двигатель.

1879 – Олег Костович (Россия) спроектировал шестицилиндровый оппозитный ДВС на бензине, но доработал его лишь в 1887г.

1885 – Даймлер (Германия) запатентовал бензиновый двигатель, построил и установил его на спроектированный им же автомобиль.

1898 – Рудольф Дизель (Германия) запатентовал двигатель с самовоспламенения от сжатия.

В РОССИИ

1901 год – Борис Луцкой разработал и построил первый в России автомобиль. Это был грузовик, который имел собственную массу 1700 кг, а перевозить мог до 5000 кг груза. Не смотря на низкую скорость движения, себестоимость перевозок оказалась в восемь раз ниже, чем на лошадях.

1908 – Русобалтийский вагоностроительный завод открыл цех по сборке легковых и грузовых автомобилей. За границей закупали электрооборудование, шины и разные мелочи. Просуществовало производство до 1916 года и было выпущено 450 автомобилей. Закрыли из-за высокой себестоимости автомобилей.

1917 – после революции остался парк из 18000 автомобилей от 300 фирм изготовителей, из которых лишь 4500 были на ходу.

1924 – был выпущен первый отечественный автомобиль на заводе АМО (ныне ЗИЛ). Назывался – АМО-Ф-15.

1932 – заработал первый отечественный автомобильный конвейер на заводе ГАЗ. Выпускались автомобили легковые – ГАЗ-А, грузовые – ГАЗ-АА. Сейчас легковые автомобили выпускаются в основном (автосборочные предприятия с малой программой не берутся в расчет) на заводах: ВАЗ, ИЖ, ГАЗ, УАЗ грузовые - ГАЗ, ЗИЛ, КАМАЗ, автобусы – ПАЗ, ЛиАЗ.

Классификация современных автомобилей

Презентация (2 Введение. Общее устройство автомобил)

Современный подвижной состав (ПС) классифицируют по укрупненным параметрам и характеристикам, часть из которых вносят в маркировку автомобилей. Классификационные признаки и деления автомобилей на отдельные классы подробно изложены в справочнике НИИАТ.

По назначению ПС делят на:

- пассажирский (легковые и автобусы);

- грузовой;

- специальный (для нетранспортных работ).

Маркировочные цифры сведены в таблицу:

Рабочий объем двигателя (литры) для легковых автомобилей	ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
До	1,2	1,8	3,5	--	--	--	ПРИЦЕПЫ	ПОЛУПРИЦЕПЫ
1,2	1,8	3,5	Бол.
Габаритная длина (метры) для автобусов		До	6,0	8,0	10,0	16,5	--
	5,0	7,5	9,5	16,0	Бол.
Полная масса (тонн) для грузовых	До	1,2	2,0	8,0	14,0	20,0	40,0
1,2	2,0	8,0	14,0	20,0	40,0	Бол.
1. Легковые
2. Автобусы
Грузовые	3. Бортовые
4. Седельн. тяг.
5. Самосвалы
6. Цистерны
7. Фургоны
9. СПЕЦИАЛЬНЫЕ

В качестве примера дается расшифровка моделей автомобилей

ВАЗ 21099 КамАЗ 5511:

В – Волжский Кам - Камский

А – автомобильный А - автомобильный

З – завод З - завод

2 – объем двигателя от 1,2 до 1,8 л. 5 – полная масса от 14 до

1 – легковой 20 тонн

09 – девятая базовая модель 5 - самосвал

9 – девятая модификация. 11 – одиннадцатая базовая

модель

ЛЕКЦИЯ № 2

Требования к современным автомобилям

Принято различать требования:

- общие;

- эксплуатационные;

- ремонтные.

ОБЩИЕ

1. Минимальные вес и габариты.

2. Максимальная простота и технологичность.

3. Максимальная приспособленность к климатическим и дорожным условиям конкретных регионов.

4. Соответствие конструкции требованиям ГОСТа и нормалей.

5. Перспективность конструкции.

6. Соответствие требованиям аэродинамики, моды.

7. Не дефицитность и дешевизна материалов.

8. Высокая прочность, надежность и долговечность.

9. Максимально возможная комфортабельность.

10. Приспособленность к перевозкам на других транспортных средствах.

11. Соответствие требованиям зарубежного рынка.

12. Патентная чистота.

13. Безопасность (активная, пассивная, экологическая, послеаварийная).

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ

1. Минимальные расходы на эксплуатацию.

2. Максимально возможные среднетехнические скорости движения.

3. Максимально возможный объем кузова для пассажиров, груза.

4. Высокая топливная экономичность.

5. Максимально возможные пробеги.

6. Минимально возможное количество точек обслуживания.

7. Приспособленность конструкции для проведения обслуживания малоквалифицированным персоналом.

8. Легкий доступ к крепежным элементам и максимальная их унификация.

9. Возможность быстрой заправки и простой контроль.

10. Придание конструкции автомобиля форм, обеспечивающих быструю и качественную мойку.

11. Удобство выполнения погрузо-разгрузочных работ.

РЕМОНТНЫЕ

1. Наличие на узлах массой более 30 кг специальных захватов для механизированного демонтажа.

2. Обеспечение сохранности баз при разборке и сборке.

3. Приспособленность конструкции к современным методам ремонта.

4. Обеспечение достаточной жесткости и прочности после ремонта со снятием металла.

5. Для мало износостойких деталей обеспечение возможности нескольких ремонтов.

Компоновка и планировка современных автомобилей

Компоновка – взаимное размещение основных узлов и агрегатов, образующих данную конструкцию автомобиля.

Планировка – выбор геометрических размеров и взаимное размещение мест водителя, пассажиров, груза и багажа.

В процессе компоновки решаются задачи:

1. Обеспечение минимально возможного габарита и веса узлов и агрегатов.

2. Обеспечение максимально возможной компактности автомобиля в целом.

3. Обесп. необходимой развесовки по осям.

4. Обесп. макс. возможного просвета между дорогой и узлами шасси.

6. Рациональное использование встречного потока воздуха для охлаждения термонагруженных агрегатов и узлов авто.

7. Обесп. макс. простоты органов упрвления узлами и агрегатами.

8. Обесп. надежной защиты узлов от повреждений при движении по дорогам низкого качества.

9. Обесп. легкости демонтажа узлов.

Задачи планировки:

1. Удобство посадки – высадки, погрузки.

2. Размещение водителя в зоне наибольшего комфорта.

3. Хорошая обзорность для водителя и пассажиров.

4. Свободные проходы между сидениями.

5. Наилучшая защита людей при ДТП.

6. Придание необходимых геометрических и эстетических форм кузову.

Анализ компоновочных схем современных автомобилей

Грузовые автомобили:

1. Капотная: двигатель над передней осью, кабина за двигателем.

Представителем такой компоновки считается автомобиль КрАЗ

- преимущества: 1-удобный доступ к узлам силового блока; 2-хорошая развесовка по осям (у груженого около 30% веса приходится на передний мост); 3-удобное расположение кабины для доступа водителем.

- недостатки: 1- недостаточно большой кузов; 2-ограниченная обзорность.

2. Короткокапотная: двигатель над передней осью, кабина надвинута на двигатель.

Представителем такой компоновки можно считать автомобиль ЗИЛ-4331

- 1- увеличение площади грузовой платформы; 2-достаточный доступ к силовому агрегату; 3-хорошая развесовка по осям; 3-уменьшение длины автомобиля.

- 1- ухудшен доступ к задней части двигателя и к сцеплению; 2-пол кабины поднялся и доступ в кабину затруднился.

3. Кабина над двигателем: двигатель над передней осью, кабина над двигателем.

Такое решение имеет автомобиль ГАЗ-66

- 1- увеличение площади грузовой платформы; 2-хорошая обзорность.

- 1-перегружена передняя ось (это может быть полезным для автомобилей повышенной проходимости); 2-очень высоко кабина, что значительно затрудняет доступ; 3-двигатель в кабине (шум, вибрации, запахи, температура, затрудняет установку третьего сидения); 4-трудный доступ к силовому агрегату (требуется откидывать вперед кабину, что в свою очередь усложняет конструкцию рулевого вала и приводов управления сцеплением и коробкой передач); 5-повышенная лобовая площадь из-за высокой кабины.

Это компоновочное решение считается мало приемлемым в силу большого количества недостатков.

4. Передняя кабина: двигатель сдвинут назад, кабина выведена перед передней осью.

Такое компоновочное решение имеет автомобиль КамАЗ

- 1-максимальная обзорность; 2-наибольшая площадь грузовой платформы; 3-удобная для водителя и пассажиров кабина.

- 1-перегружена передняя ось (если она не ведущая, то значительно снижается проходимость по бездорожью); 2-усложнен привод органов управления; 3-кабина находится в зоне повышенных вертикальных колебаний на подвеске.

Для автомобилей особо большой грузоподъемности применяются компоновочные решения, когда двигатель впереди, а кабина над двигателем сбоку (одна или две), как, например, у автомобиля БелАЗ

Автобусы:

В целях унификации некоторые автобусы изготавливают путем установки пассажирского салона на шасси грузового автомобиля. Но такое компромиссное решение для автобуса не является оптимальным из-за уменьшения пассажировместимости (много места занимает капот). Наилучшей для автобуса является вагонная компоновка. Автобусы вагонной компоновки различают по расположению двигателя:

1. Переднее (центральное или боковое):

В таких решениях двигатель занимает много места, отнимая его у пассажиров. Водитель испытывает неудобства сидя рядом с двигателем (шум, вибрации, газ, температура и т.д.).

2. Расположение двигателя под полом:

Двигатель расположен под полом. Двигатель плоский (оппозитный или рядный, повернутый набок). Несмотря на это, пол несколько поднимается, что затрудняет вход пассажирам.

Наиболее удачной для автобусов средней и большой пассажировместимости является компоновка с задним расположением двигателя (продольным или поперечным).

При такой компоновке негативное влияние двигателя на пассажиров и водителя наименьшее.

ЛЕКЦИЯ № 3

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.

Рама и тягово-сцепное устройство

Рама является несущей системой автомобиля. Она воспринимает все нагрузки, возникающие при движении автомобиля, и служит основанием, на котором монтируют двигатель, агрегаты трансмиссии, механизмы органов управления, дополнительное и специальное оборудование, а также кабину, кузов или грузо-несущую емкость (цистерну).

Все грузовые автомобили и легковые автомобили с большим (обычно более 3,5 л) рабочим объемом цилиндров двигателя имеют раму. На легковых автомобилях особо малого и малого классов и автобусах рама отсутствует, ее функции выполняет несущий кузов.

Рамы. В зависимости от конструкции рамы (рис. 15.1) делятся на лонжеронные (лестничные) и центральные (хребтовые). Наибольшее распространение в автомобилестроении получили первые из них.

Лонжеронная рама грузовых автомобилей (рис. 15.1, а) состоит из двух продольных балок — лонжеронов — переменного сечения и нескольких поперечин. Лонжероны рамы могут сходиться в передней части (автомобили ЗИЛ) или располагаться параллельно один другому (автомобили ГАЗ). Спереди к лонжеронам крепятся буксирные крюки и передний буфер, предохраняющий автомобиль от повреждений.

На первой поперечине рамы крепятся радиатор и передние опоры (одна или две) двигателя, задние его опоры — кронштейны — приклепаны к лонжеронам. Передние рессоры устанавливают на кронштейнах. Резиновые буфера предохраняют лонжероны от ударов. Между кронштейнами рессор на левом лонжероне крепится кронштейн для крепления картера рулевого механизма.

Рис. Автомобильные рамы:

а—лонжеронная; б—центральная; б2- хребтовая; в – Х-образная

На второй поперечине рамы снизу крепится промежуточная опора карданной передачи. В задней части рамы на лонжеронах расположены кронштейны для крепления задних рессор и кронштейны, служащие опорами для концов дополнительных рессор.

На левом лонжероне рамы имеется гнездо для крепления аккумуляторной батареи, а на правом — откидной кронштейн запасного колеса. Кронштейны служат для крепления платформы, а кронштейн — для фиксации положения пусковой рукоятки. На задней поперечине расположено тягово-сцепное устройство, а на заднем конце правого лонжерона — кронштейн указателя поворота.

На легковых автомобилях семейства «Москвич» и ГАЗ в передней части кузова установлена полурама (подрамник), прикрепленная болтами к полу кузова. К ней крепится двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач.

Центральная рама (рис. 15.1, б) состоит из центральной несущей балки с поперечинами. Несущая балка может иметь круглое или швеллерное сечение. В некоторых случаях рама обрузуется в результате соединения специальными патрубками картера раздаточной коробки и картеров главных передач. Между фланцами патрубков и картеров установлены поперечины, служащие опорами двигателя, кабины, кузова и других агрегатов. Такие рамы обладают высокой прочностью на изгиб, но из-за сложности их изготовления широкого распространения в отечественном и зарубежном автомобилестроении они не получили.

Тягово-сцепное устройство. Это устройство предназначено для сцепки автомобилей-тягачей с прицепами и сглаживания осевых толчков в обоих направлениях, возникающих при движении автопоезда. Тягово-сцепное устройство (рис. 15.2) представляет собой стальной кованный крюк, на стержне которого между двумя упорными шайбами и установлен резиновый упругий элемент-буфер,— поджимаемый гайкой. Стержень крюка в сборе с буфером помещен в корпусе, который вместе с крышкой болтами прикреплен к задней поперечине рамы. Выступающий из стакана конец стержня с зашплинтованной на нем гайкой закрывается колпаком.

Рис. Тягово-сцепное устройство

Защелка крюка застопорена собачкой, установленной на оси, а также шплинтом, соединенным цепочкой и входящим в отверстие собачки.

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:

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.