книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

случаях целесообразно делать сменные вкладыши, втулки, гильзы. Это, прежде всего, относится к сложным и дорогим деталям, так как при износе их основных рабочих поверхностей нередко при­ ходится выбраковывать всю деталь.

3.При конструировании деталей необходимо предусматри­ вать сохранность базовых поверхностей, что облегчит выполне­ ние ремонта независимо от степени износа детали.

4.Необходимо учитывать недопустимость уменьшения жест­ кости детали после ее ремонта. Это, в частности, относится к тор­ мозным барабанам, толщина стенок и жесткость которых после многократных расточек уменьшается, что приводит к усиленному

износу обшивок и скрипу тормозов.

5. Соблюдение указанных ремонтных требований не должно идти за счет существенного ухудшения технологичности конструк­ ции, ее усложнения и удорожания. В каждом случае должен быть

Характер дорожных условий имеет решающее влияние на типаж автомобильного парка. При недостаточной протяженности автомобильных дорог, плохих дорогах п бездорожыі автомобили повышенной и высокой проходимости имеют важное значение. Повышение проходимости автомобиля достигается за счет уве­ личения числа ведущих осей, применения шин увеличенного профиля с развитыми груптозацепами и с переменным давлением воздуха, пневмокатков, самоблокирующихся дифференциалов, лебедок самовытаскивателей, увеличения дорожных просветов, снижения радиусов проходимости и других мероприятий. Все это влечет за собой усложнение и удорожание автомобиля, увели­

удельная стоимость значительно увеличивается с повышением проходимости автомобиля прежде всего за счет усложнения и

с твердым покрытием (точка А на оси абсцисс) автомобилей повы­ шенной и высокой проходимости нецелесообразно. Оптимальным является использование в этом случае автомобиля ограниченной проходимости. Для плохой грунтовой дороги (точка Б) наимень­ шая энергоемкость транспортной работы будет у автомобиля

ю

высокой проходимости. Точка.В, соответствующая полному без­ дорожью, характеризует предельную (по энергоемкости транспорт­ ной работы) целесообразность применения автомобиля высокой проходимости по сравнению с вертолетом, который принят как транспортное средство, обладающее наивысшей проходимостью. Отметим, что термины — ограниченная, средняя, повышенная, высокая и особо высокая проходимости—-являются условными. Одна и та же колесная машина может иметь различную проходи­ мость при изменении размера п конструкции шин, величины давления воздуха в них, наличии блокируемого дифферен­ циала и т. д.

Рис. 1.1. Экономические (а) и энергетические (б) показатели автомобилей различной проходимости:

/ — ограниченной; 2 — повышенной; 3 — высокой

Ориентировочные значения удельной энергоемкости транспорт­ ной работы, выполняемой автомобилями различных типов и верто­ летом, приведены в табл. 1.1.

Автомобили высокой и особо высокой проходимости нельзя рассматривать как средство для перевозки массовых грузов. Они необходимы для специальных целей и для перевозок в наиболее тяжелых условиях пути. Обычно они не могут быть изготовлены за счет незначительных изменений конструкций базовых машин народного хозяйства. Специфичность конструкций этих машин определяет необходимость организации специального производ­ ства лишь с частичным использованием базовых машин.

Некоторые параметры, характеризующие проходимость авто­ мобилей, приведены в табл, 1.2. Особо высокой проходимостью отличаются многоосные автомобили и автопоезда с активными (т. е. ведущими) осями прицепов благодаря хорошей приспособ­ ляемости последних к неровностям местности.

В табл. 1.2 приняты следующие обозначения: Z — вертикаль­

11

Специальные требования к автомобилям высокой проходимости и автопоездам:

а) геометрические параметры, обеспечивающие хорошую про­ ходимость автомобиля и автопоезда при движении по плохим дорогам и местности;

б) способность преодолевать с полной нагрузкой на низшей передаче значительные подъемы как одиночной машиной,, так и автопоездом с активными прицепами, а также длительно рабо­ тать при большом поперечном уклоне (крене);

в) высокие динамические качества (Dmax 1 на низшей передаче);

г) возможность использования автомобиля в качестве тягача; д) малые удельные давления на грунт для машин, предназна­ ченных для движения по снегу и заболоченной местности, и воз­ можность изменять давление воздуха в шинах применительно

к дорожным условиям; е) хорошее сцепление шин с различными типами грунтов,

поверхностью заснеженных дорог и дорог с твердыми покрытиями; ж) расширенный диапазон скоростей от 2 до 100 км/ч и выше;

12

<N

та

Я

К

ч

о

та

Н

Параметры, характеризующие проходимость автомобиля

13

з) приспособленность для работы (с дооборудованием двига­ теля, кабины, кузова, агрегатов трансмиссии, тормозной системы) в различных климатических условиях в широком диапазоне тем­ ператур;

и) наличие лебедок с тяговым усилием до 0,9mgg Н (0,9Ga кгс).'

§ 4. ТРЕБОВАНИЯ К «БЕЗОПАСНОМУ» АВТОМОБИЛЮ

Вопросы повышения безопасности движения автомобиля при­ надлежат к числу важнейших, актуальность которых будет возрастать по мере роста числа автомобилей.

Число'аварий с человеческими жертвами возрастает с каждым годом и становится поистине национальным бедствием.

Проведенные исследования показали, что может быть создан «безопасный» автомобиль, выдерживающий без значительных разрушений передний или задний лобовой удар при скорости соударения1 до ѵ = 80 км/ч и боковые удары при ѵ=^64 км/ч.

У безопасного автомобиля уровень травматизма снижается на 50% по сравнению с существующими стандартными автомобилями 1967— 1968 гг. Считают, что число смертельных случаев при ло­ бовом и боковом столкновениях сократится на 75%, а при ударе сзади — на 90%, Соответственно уменьшится число неизлечимых повреждений пассажиров.

Травматизм в случае столкновения и наезда определяется величиной замедлений, возникающих при соударении автомобиля с препятствием, а также продолжительностью действия замедле­ ния. Если возникающие при столкновениях замедления превос­ ходят 20g, то возможны значительные травмы пассажиров. В слу­ чае, если замедление приближается к 60—70g, даже при продол­ жительности его воздействия не свыше 3 мс смертельные случаи для водителя и пассажиров весьма вероятны, несмотря на ряд предохранительных и защитных устройств (ремни безопасности, легко деформируемые панели в кабине водителя и пассажирском салоне и т. д.).

Процент повреждаемости людей, сидящих внутри кузова, от ударов о крышу, пол, боковые стенки и разные детали автомобиля при авариях выражается следующими цифрами (данные США): рулевое управление — 14,6; щиток приборов — 19,4; ветровое стекло — 15,9; зеркало заднего вида — 3,7; крыша — 4,6; пол — 5,3; боковые стенки— 18,6; спинка сиденья — 6,1; другие при­ чины — 11,8%.

Значительный интерес представляет оценка степени серьез­ ности аварии по величине деформации автомобиля при столкно­ вении. Результаты опытов, проведенных в США, представлены на рис. 1.2. Деформация передней части автомобиля достигала 0,8— 1,0 м.

14

Обращает на себя внимание большой разброс величин дефор­ мации автомобиля при одной и той же скорости удара. Поэтому величина деформации автомобиля недостаточна для оценки сте­ пени серьезности аварии.

Программа мероприятий по повышению безопасности движе­ ния автомобилей весьма обширна. Она включает в себя комплекс а к т и в н ы X мероприятий, предотвращающих аварии, и п а с - с и в и ы X, защищающих водителя и пассажиров уже потерпев­ шей аварию машины оттравм.

Полной безопасности при движении автомобиля не может обеспечить ни одно из конструктивных мероприя­ тий. Однако существенное повышение безопасности дви­ жения и снижения травм при авариях вполне реально.

А к т и в н ы е м е р о- п р и я т и я (способствую­ щие предотвращению ава­ рий):

а) повышенная прочность, износостойкость и надеж­ ность действия узлов авто­ мобиля, определяющих безо­ пасность движения (тормоза, рулевое управление и др.);

б) высокая устойчивость автомобиля во всех направ­ лениях;

в) улучшение управляемости автомобиля и стабильности его движения; малая чувствительность аутомобиля к воздействию бокового ветра;

г) повышение тормозных свойств автомобиля за счет приме­ нения тормозных систем, обеспечивающих полное использование сцепного веса каждого колеса; применение противоблокировочных устройств и шин с высокими сцепными свойствами (высокими значениями ср) во всех направлениях; применение быстродей­ ствующих приводов к тормозам, высокие величины замедления при торможении независимо от температуры тормозов; увеличение нормы максимального замедления при торможении до 0,8—0,9g;

■д) отличный обзор и видимость с места водителя во всех на­ правлениях; применение устройств, исключающих снижение ви­ димости при попадании пыли и грязи на стекло; большая площадь очистки ветрового стекла стеклоочистителем; предохранение от замерзания помимо ветрового также задних и боковых стекол; мероприятия по предотвращению ослепления водителя от осве­ тительных приборов встречной или попутной машины; отсутствие

15

бликов от полированных поверхностей и деталей автомобиля; яркие и четкие сигналы и стоп-сигналы, сигнализирующие не только о торможении впереди идущей машины, но и об интенсив­ ности торможения; указатели дистанции между последовательно идущими машинами, особенно при движении в ночное время; лампы, освещающие дорогу на поворотах и при движении задним ходом;

е) удобная посадка водителя, обеспечивающая возможность длительной его работы без повышенной утомляемости, а также пассажиров; регулируемое по росту и комплекции водителя сиденье, обладающее определенной формой и жесткостью; обшивка сиденья — воздухопроницаемая и плотная;

ж) снижение усилий н упрощение управления автомобилем за счет автоматизации (применение автоматических трансмиссий, усилителей тормозов, рулевых механизмов с усилителями и т.д.); уменьшение числа органов управления;

з) привод на все колеса, повышающий устойчивость движения автомобиля на скользких дорогах.

П а с с и в н ы е м е р о п р и я т и я (защита водителя, пас­ сажиров, пешеходов в случае уже совершившейся аварии):

1.Применение легко монтируемых и демонтируемых предо­ хранительных ремней или фартуков; указатели, сигнализиру­ ющие о незастегнутом ремне; предохранительные ремни, обеспе­ чивающие достаточную свободу перемещения для управления; ширина поясного ремня 64—76 мм, плечевого — 51—64 мм; крепление поясного и диагонального ремней безопасности, вы­ держивающее кратковременную нагрузку 2270 ± 20 кгс *; огра­ ничение перемещения сидящих относительно сиденья; установка сидений на салазках, обеспечивающих возможность продольного перемещения сиденья (на расстояние до 250 мм) при возникнове­ нии «аварийных» замедлений.

2.Обеспечение защитной зоны вокруг каждого пассажира; применение безосколочных стекол и деформируемых рулей, вы­ держивающих большие перегрузки при соприкосновении с грудью водителя без поломки на отдельные куски; приборная панель, не имеющая выступающих приборов, кнопок и других деталей.

Рулевая колонка, расположенная перед водителем, значительно снижает энергию удара. В худших условиях находятся пасса­ жиры, сидящие рядом с водителем.

с возможной глубиной деформации при ударе до 230 мм. При этом не должен происходить обратный отброс головы после удара, неизбежный в случае применения упругого материала. Лучшие результаты получены при применении панели из стиреиа с стекло­ волокном.

1 ОН 025 326—69.

16

5. Применение в кузове автомобиля легкодеформпруемых материалов, снижающих травматизм при авариях, пенистого пластика, материалов, имеющих сотовую структуру и др.

Послеаварнйная ситуация не должна создавать дополнитель­ ных опасностей для пассажиров и водителя. В частности, проч­ ность топливного бака и его расположение должны снижать воз­

стойких материалов вместо обычных, ударостойкого топливного бака, не допускающего течи топлива при повреждении; наличие легкодоступных средств пожаротушения.

Определение -величии замедлений при соударении автомо­ биля с препятствием не может быть получено аналитическим путем.

Экспериментально с помощью акселерографа могут быть полу­ чены кривые замедления в функции времени j = f (і). Вследствие кратковременности соударения автомобиля с препятствием запись отрицательных ускорений должна производиться, с высокой ско­ ростью, так как весь процесс соударения укладывается за время ~0,1 с. Осредненная кривая замедлений ABCDEFH современ­ ного легкового «типового» автомобиля при столкновении с бетон­ ным блоком со скоростью 48,3 км/ч представлена на рис. 1.5, а. Как видно из рисунка, величина максимального замедления, равного 20g-, имеет место через 0,076 с (точка Е). Величина за­

18