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

где а ■— число изделий, за которыми ведется наблюдение; tt — наработка изделия до отказа в ч.

3. Наработка на отказ ремонтируемого изделия. Оценивается средним значением наработки между отказами по следующей

Детали,%

Рис. II.6. Количество детален, имевших первый отказ в зависимости от пробега:

/ —крестовина кардана зад­ няя: 2 — накладка задних колодок; 3 —накладка сцеп­ ления; 4 —шкворень н втул­ ка передняя; 5 — диафрагма заднеі'І камеры; 6 — рессора

передняя

на рис. 11.6. Как видно из приведенных данных по шести деталям, первый отказ наступает при пробеге менее 10 000 км для кресто­ вины кардана задней и при 30 000—40 000 км для рессоры пе­ редней.

4. Ресурс — наработка изделия до предельного «состояния». Как известно, «предельное состояние» изделия определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации, либо обуслов­ ленным снижением эффективности, либо требованиями безопас­ ности и оговаривается в технической документации.

Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный ресурс и т. д.

Высокие нагрузки в деталях автомобиля создают напряжения, превышающие предел выносливости металла, следствием чего являются усталостные поломки.

Повышение надежности и износостойкости деталей осуще­ ствляется за счет применения материалов повышенной прочности и выносливости, улучшения поверхностной обработки, существен­

30

ного повышения антикоррозионных свойств металла, разработки конструкций, снижающих величины пиковых нагрузок, и других

мероприятий.

Оценка эксплуатационной надежности автомобиля и его агре­ гатов может быть произведена при дорожных и лабораторных испытаниях.

Мк-Ю^Н-м

Рис. II.7. Программа испытаний полуоси на стенде

К' недостаткам дорожных испытаний относятся длительность и высокая стоимость проведения испытаний, а также невозмож­ ность обеспечить одинаковые условия работы при повторных испытаниях. Стоимость проведения лабораторных испытаний и их продолжительность меньше, чем дорожных, что п ззволяет уде­ шевить и ускорить отработку опытных образцов.

31

Лабораторные стендовые испытания могут проводиться при нагрузочных режимах, как соответствующих реальным условиям эксплуатации, так и формированных по нагрузке и частоте. Условия эксплуатации закладываются в программный автомат. При стендовых испытаниях с программированием нагружения может быть достигнута идентичность результатов дорожных и лабораторных испытаний.

В основу программирования стендовых испытаний должны быть положены статистические параметры, характеризующие нагрузочные режимы в разных условиях эксплуатации.

На рис. II.7 представлена программа испытания полуосей 4-тонного автомобиля на выносливость. Программа воспроизво­ дит режим нагружения полуоси, соответствующий движению автомобиля по разбитой грунтовой дороге с грузом в кузове 4 т. Ступени 1, 2, 3, . . ., 24, 25 соответствуют возрастанию нагрузки,

и долговечности автомобиля и его агрегатов. Подробнее этот вопрос рассмотрен в специальной литературе [11.6].

§ 9. СРОК СЛУЖБЫ

Сроки службы автомобилей зависят от их типа, совершенства технологии изготовления, условий эксплуатации, транспорти­ ровки и хранения, колеблясь в широких пределах.

рующимся с особо высокой интенсивностью.

Ресурс автомобилей и автобусов до 1-го капитального ремонта приведен в табл. П.5.

Приведенные нормы соответствуют пробегу автомобилей по дорогам с твердыми покрытиями без прицепов при первом тех­ ническом обслуживании ТО-1 через 5000—6000 км и втором ТО-2 через 20 000—25 000 км (меньшие цифры для автобусов).

Срок службы автомобилей после капитального ремонта со­ ставляет 40—50% от срока службы нового автомобиля. Однако при повышении качества ремонта срок службы автомобилей после капитального ремонта может быть повышен до 80% от срока службы нового автомобиля и выше.

На срок службы деталей и узлов автомобиля существенно влияют условия эксплуатации. Так, при определении величины моментов в деталях трансмиссии путем тензометрирования на разных дорогах получены весьма различные кривые распределе­ ния нагрузок, действующих на полуось (см. рис. IV.7). Как

32

видно из кривых, наименьшие величины моментов действуют на полуось при движении автомобиля по хорошим дорогам с твердыми покрытиями (кривые 1 и 2), большие—-при движении по тяжелым дорогам — целине и мокрому лугу (кривые 4 и 5). В последнем случае плотность распределения будет наименьшей, так как до­

эта составляющая обозначена буквой Л!. К постоянным расходам относятся оплата водителя, стоимость ГСМ (горюче-смазочных материалов) и обтирочных материалов, а также др.

Вторая составляющая расхода А 2 уменьшается с увеличением пробега автомобиля. К ней относятся’ амортизационные отчисле­ ния, величина которых на 1 км пробега меняется по закону гп-

Третья составляющая удельного расхода А 3 возрастает с уве­ личением пробега. Это, прежде всего, расход на ремонт.

Суммируя эти три составляющие, можно получить точку ми­ нимальной стоимости Лт1п 1 км пробега автомобиля, соответству­ ющую его оптимальному сроку службы. При дальнейшей эксплуа­ тации стоимость 1 км пробега А^=А1~\-А24~А3 может возрастать.

На рис. 11.8, б. представлен построенный по изложенному методу график с т оим ости пробега А для 40 автомобилей-само­ свалов ЗИЛ-ММЗ-555. В соответствии с установленной системой учета к первой составляющей удельной стоимости (расходам, мало зависящим от срока эксплуатации) относятся расходы на

д) А,коп/км

на топливо, несколько повышающиеся в период зимней эксплуа­ тации 5.

Вторая составляющая, уменьшающаяся с увеличением пробега автомобиля, — это амортизационные расходы 2.

Третья составляющая удельной стоимости, возрастающая с увеличением пробега, включает в себя расходы на техническое обслуживание и текущий ремонт 4, на ремонт и восстановление шин 8, накладные расходы 6.

34

Суммарная кривая 1 стоимости 1 км пробега автомобиля имеет минимум А mln.

Теоретически точка Л т1п соответствует оптимальному сроку службы. Однако величина стоимости 1 км пробега справа и слева от Л т1п повышается медленно. Поэтому оптимальный пробег sonT до точки А т|П может быть существенно повышен при малом уве­

бега s возрастает до 200 000 км, т. е. на 75%. Поэтому некоторое

Удобство посадки водителя и хороший обзор являются важ­ ными требованиями к конструкции автомобилей. Усилия, которые водитель должен прикладывать к рычагам и педали, а также их перемещения должны лежать в определенных пределах и не вызывать утомления водителя.

Положение сиденья водителя для грузовых автомобилей (согласно ГОСТ 9734—61) представлено на рис. II.9. Основные размеры: высота сиденья Н не менее 350 мм; внутренняя ширина кабины не менее 750, 1250 и 1700 мм соответственно для одно-, двух- и трехместной кабины; глубина сиденья L x не менее 400 мм;

центра рулевого колеса до педалей сцепления и тормоза. Продольное перемещение сиденья водителя может осуще­

ствляться в пределах ±45 мм; перемещение по высоте в пределах ±30 мм.

Хороший обзор (видимость) с сиденья водителя имеет большое значение, так как обеспечивает «точность» и безопасность вожде­ ния, особенно скоростных автомобилей и автомобилей высокой проходимости, двигающихся в сложных дорожных условиях.

Обзор пути с сиденья водителя улучшается при приближении места водителя к передней части автомобиля, увеличении перед­ него стекла и исключении металлических непрозрачных стоек, создающих «слепые» зоны (стекло панорамного типа).

Обзор с места водителя хорошо представлен эпюрой обзора (рис. II. 10), представляющей собой площадь, видимую с места водителя среднего роста (173 см). Величина угла вертикального обзора у определяется исходя из необходимости водителю видеть светофор, подвешенный на высоте 5 м, с расстояния L не более

9 м для легковых и 12 м для грузовых автомобилей. Площадь стекла, очищаемая стеклоочистителем, по длине 5^600—750 мм и ширине г^гЗОО—400 мм (меньшие значения относятся к грузовым автомобилям).

Обзор назад с сиденья водителя достигается с помощью зеркал заднего вида.

В зависимости от типа автомобиля изменяются требования к обзору для пассажиров. Обзор с места водителя всегда должен быть отличным.

36

Величины сил Р, прикладываемых к органам управления, не должны быть значительными.

Перемещения (ход) s должны лежать в определенных преде­ лах (табл. II.6).

Так как сила Р обычно изменяется в зависимости от хода педали или рычага s, то при подсчете работы R принимаются средние значения Р; R = Pcps.

Максимально допустимые усилия, развиваемые водителем на органах управления грузового автомобиля, по данным СЭВ в Н (кгс):

Как видно, приведенные данные близки к данным табл. 11.6 для случаев редкого включения.

1 В отдельных случаях допускаются до 700 Н (70 кгс).

37

§ 11. КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ

Компоновка автомобиля определяется его назначением, усло­ виями эксплуатации, весовыми п габаритными ограничениями и др.

Двигатель может быть расположен в передней части автомо­ биля (у автомобилей всех типов), в задней части автомобиля (у автобусов и некоторых легковых автомобилей), между кабиной водителя и кузовом (у грузовых автомобилей), за кабиной (у гру­ зовых автомобилей КамАЗ), в нижней части автомобиля между

для размещения грузовой платформы или помещения для пасса­ жиров /п, уменьшается. При одной и той же общей длине La авто­ мобили с передним расположением двигателя (рис. 11.11, а) вследствие меньшего значения К„ могут перевозить груз меньшей длины и меньшего объема, чем автомобили с двигателем в кабине. Кроме того, при этом ухудшается обзор вперед.

циента Ки повышается. При расположении двигателя в кабине уменьшается емкость, кабины, требуется тщательная звуковая,

Для улучшения доступа к двигателю, размещенному в кабине, применяется откидывающаяся кабина, что влечет за собой не­ которое усложнение конструкции (рис. 11.11, б), однако доступ к двигателю удобен.

Существенное уменьшение габаритной длины грузового авто­ мобиля будет при переходе на новую более современную ком­

38

При этом кузов или грузовая платформа могут быть продви­ нуты вперед на 800— 1000 мм (для,автомобиля КамАЗ), что позво­ ляет увеличить грузоподъемность автомобиля, не увеличивая нагрузки на задний мост.

Преимуществами подобной компоновки являются сокращение (для 8-тонной машины) на 400—500 мм базы автомобиля с улуч­ шением его маневренности и улучшение обзора за счет сокращения непросматриваемой зоны перед автомобилем.

части; б — то же у автомоби­

лей с откидной кабиной;в— в кабине; а — за кабиной

Расположение двигателя сзади применяется на некоторых легковых автомобилях и большинстве автобусов, так как при такой компоновке достигаются компактность силового агрегата и трансмиссии, хороший обзор впереди, высокий коэффициент Кю лучшая изоляция двигателя от помещения для пассажиров.

Схема легкового автомобиля с задним расположением дви­ гателя представлена на рис. 11.12, в. Как видно, при одинаковой длине автомобиля емкость кузова в случае заднего расположения двигателя несколько возрастает. Однако при подобной компоновке имеет место перегрузка шин заднего моста, усложняется управ­ ление двигателем и агрегатами трансмиссии, размещенными на значительном расстоянии от водителя.

39