1.3.1 Зниження металоємності та власної маси автомобіля

Для зниження маси автомобіля проводять роботи в трьох напрямках:

• пошук раціональних компоновочних рішень;

• пошук раціональних форм деталей;

• використання конструкційних матеріалів, які мають малу густину при забезпеченні достатньої міцності.

Полегшення конструкції значно зменшує вагу кузова і відповідно навантаження на мости [3]. Значно зменшується маса при використанні пластмас. Армовані пластмаси мають густину приблизно в 4 рази меншу ніж густина сталі, при тій же масі мають більшу міцність і властивість до поглинання енергії. Товщина стінок кузова залишається такою ж самою. Лише в деяких місцях для підвищення жорсткості виконуються ребра жорсткості. Поширюється виготовлення із композитних матеріалів таких відповідальних деталей, як ресори, карданні вали та ін. Зрозуміла потреба заміни стальних деталей двигуна на деталі з алюмінієвого сплава і сучасних композитних матеріалів.

Маса кузова складає значну частину загальної маси автомобіля (у даній базовій моделі вона рівна 220 кг). Найбільший ефект для зниження маси кузова дає використання кузовів і окремих деталей (капот, кришка багажника, буфер,крила, облицьовочні деталі і т. п.) із матеріалів, що мають меншу масу, хоча і коштують більше. Обчислим зменшення маси кузова автомобіля зарахунок видалення салону, встановлення пластикового капоту та крил і встановлення трубчастого металічного каркасу:

де -густина сталі, кг/дм .

Знаючи густину сталі визначаємо масу кузова з додатковим каркасом:

, підсиливши кузов трубчастим каркасом, до маси кузова добавиться ще 76кг маси. Маса кузова становитиме:

,

маса інших деталей становить

,

тоді маса сконструйованого автомобіля становитиме

.

Повна маса автомобіля із водієм та штурманом по 75кг всередньому:

1.3.2 Забезпечення активної та пасивної безпеки автомобіля

Актвна безпека – це властивість автомобіля зменьшувати імовірність ДТП. Вона закладається в конструкції автомобіля і проявляється постійно в русі і в аварійній ситуації [3]. Для підвищення активної безпеки автомобіля слід підвищити слідуючі показники його роботи:

- обзорність з місця водія;

- сигналізацію;

- освітленість;

- керованість і маневреність;

- ергономічність умов робочого місця водія;

- стійкість і т.п.

Велике значення для підвищення активної безпеки має поліпшення гальмівних властивостей в тому числі встановлення антиблокуючої системи гальм (АБС) , що підвищує гальмівні властивості автомобіля на слизькій дорозі при заносі і т.п.

Пасивна безпека – це властивість автомобіля знижувати наслідки аварії. Вона направлена на зниження травматизму водія та пасажирів. Пасивна безпека досягається за рахунок наступних застосувань:

- рульвої колонки , яка при ударі зламується;

- лобове скло, яке при ударі розсипається на дрібні кусочки;

- повітряної подушки, яка при ударі захищає водія та пасажирів.

Також в автомобілі обов‘язково повинні бути: вогнегасник та аптечка для зниження важкості при аварії.

Для покращення активної безпеки на автомобілі Москвич 2140 пропонується встановити стабілізатор поперечної стійкості для задньої осі. Стабілізатор поперечної стійкості - пристрій в підвісці автомобіля, що служить для зменшення бічних кренів у поворотах.

Працюючий на кручення торсіон, призначений для створення опору крену автомобіля. Закріплюється в ступичні вузлі лівого колеса, далі проходить до шарнірного вузла кріплення до кузова, далі в поперечному напрямку до протилежного борту автомобіля, де кріпиться аналогічно першому борту. Відрізки торсиона, що проходять в напрямку руху, працюють як важелі при роботі підвіски у вертикальному напрямку. При відсутності крену обидва відрізка повертаються на один і той же кут, торсіон не скручується і провертається в вузлах кріплення до кузова як одне ціле. При крені автомобіля лівий і правий відрізки торсиона повертаються на різні кути, скручуючи його і створюючи пружний момент, що чинить опір крену. На залежних задніх підвісках він часто відсутній, натомість поздовжні важелі прикріплюються до балки жорстким з'єднанням, здатним передавати крутний момент. Таким чином, вся балка в зборі з подовжніми важелями виконує роль торсиона. Але, на жаль в автомобілі Москвич-2140 використано класичну ресорну підвіску, елементи якої не можуть виконувати функції поперечної стабілізації.

Крім зменшення крену, стабілізатор виконує ще одну функцію. Співвідношення жорсткості переднього і заднього стабілізатора впливає на керованість автомобіля в повороті, точніше, на його обертальність. Необхідний баланс жорсткості переднього і заднього стабілізаторів. Занадто жорсткий передній стабілізатор (в порівнянні з заднім) призводить до зменшення зчеплення передніх коліс з дорогою, а значить, до збільшення радіуса повороту. Зворотна пропорція між жорсткістю переднього і заднього стабілізатора призводить до збільшення навантаження на передні колеса і, як наслідок, до зменшення кута повороту.

Не всі автомобілі в конструкції підвіски мають стабілізатор. Британський виробник Morgan Motor Company використовував свою оригінальну систему стабілізації «sliding pillar» suspension для залежних ресорних підвісок. Використаємо розробку британських виробників в підвісці автомобіля Москвич-2140. Для цього виберемо менш жорсткий стабілізатор задньої осі ніж встановлено на передній для покращення стійкості та збереження надлишкової обертальності автомобіля. Після варіантного пошуку зупинилися на поперечному стабілізаторі автомобіля Москвич 412. Він виконаний з високо вуглецевої сталі діаметром 18 мм., порівняно з переднім стабілізатором Москвич-2140 діаметром 22 мм. Приймаючи, що обидва пристрої виконані з однакового матеріалу, то умова забезпечення обертальності виконується. Вся процедура установки та підгонки деталей детально описана в [4] На спеціальні хомути стабілізатор поперечної стійкості кріпиться до заднього моста, а своїми кінцями до задніх лонжеронів (рис. 1.1).

а б

Рисунок 1.1 – Кріплення стабілізатора поперечної стійкості на задню вісь

автомобіля Москвич 2140: а – кріплення до ведучого моста,

б – кріплення до кузова.