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

\\

V.

Т а б л и ц а XVII.3

і

местах или увеличивают ширину полок в месте сужения рамы или устанавливают усилители. При закрытом профиле лонжеронов отпадает необходимость делать их прямыми из соображений проч­ ности.

На рис. ХѴІІ.З показаны три варианта соединения лонжеронов с поперечинами. Крепление поперечин к полкам (о.) создает наи­ более жесткий узел. Такой узел при кручении рамы препятствует депланацип сечения и в материале возникают напряжения стес­

ненного кручения. Наличие отверстий в полках под заклепки при­ водит к концентрации напряжений и к снижению усталостной прочности узла.

При креплении к стенке и одной полке (рис. ХѴІІ.З, б] отвер­ стия выполняются в той полке, которая при изгибе лонжерона подвергается сжатию. Крепление поперечины к стенке лонжерона уменьшает напряжения, возникающие при кручении рамы, но одновременно снижает ее угловую жесткость (рис. ХѴІІ.З, в).

Рамы, применяемые для легковых автомобилей с закрытыми

бины устанавливаются на раме на пружинных или резиновых опорах, которые предохраняют их от перенапряжений при пере­ косах рамы.

Для самосвалов применяют более жесткие рамы. При опроки­ дывании кузова на раму действуют сосредоточенные нагрузки и ее деформации могут привести к опрокидыванию автомобиля.

482

§ 83. КУЗОВА

Кузова автомобилей служат для размещения груза, пассажи­ ров и водителя. На грузовых автомобилях кабина водителя вы­ полняется отдельно от кузова. По типу конструкции кузова де­

ный, с несущим основанием и панельный.

Каркасные кузова применяются на легковых автомобилях и автобусах. На рис. XVII.4 показан каркас несущего кузова автобуса, состоящий из основания 1, панелей 2— 4 я 6 я крыши 5 и представляющий жесткую пространственную стержневую си­ стему. Продольные стержни (стрингеры) и поперечные (шпанго­ уты), выполненные из сварных труб прямоугольного сечения со­ единяются сваркой, заклепками или болтами. К каркасу кре­ пятся внутренняя и наружная обшивки, пространство между" ко­ торыми может быть заполнено теплоизолирующим материалом. В качестве обшивки могут применяться легкие сплавы и стекло­ пластики. Все нагрузки передаются через стержни каркаса. Обшивка не воспринимает нагрузки.

Несущее основание является плоской системой. У легковых автомобилей несущее основание представляет собой панель пола, усиленную ребрами жесткости и глубокими выдавками, которые служат туннелями для карданного вала, тяг управления и т. д. Для установки двигателя и подвески к основанию обычно спереди и сзади крепятся короткие лонжероны.

На рис. XVI 1.5 показано несущее основание кузова автобуса, выполненное из штампованных открытых профилей. Несущее осно­ вание часто применяется у открытых кузовов. Соединение верх­ него строения с основанием может быть жестким (заклепки, сварка, болты) или упругим.

Панельный кузов представляет оболочку, состоящую из боль­ ших штамповок, соединенных между собой в пространственную систему. Штампованные панели имеют фланцы, которые уве­ личивают их жесткость и служат для соединения панелей между собой (обычно посредством сварки). Наиболее нагруженные панели могут быть подкреплены стержнями, приваренными с вну­ тренней стороны. При соединении панелей стержни стыкуются и свариваются. Стержни и фланцы панелей в этом случае обра­ зуют каркас, который воспринимает нагрузки совместно с листами панелей. Такие кузова называют каркасно-панельными.

Применение несущих кузовов не только улучшает использо­ вание материала, но и позволяет снизить высоту автомобиля по

с к и е и с п е ц и а л ь н ы е .

483

Автобусные кузова по вместимости имеют четыре категории: 1) особо малые — до 10 чел. (автобусы связи, служебные, об­

служивания, маршрутные такси);

2)малые — для местных, городских и пригородных маршру­ тов вместимостью 28—50 чел.;

3)средние— городские вместимостью 75—90 чел.;

4)большие-— на 100— ПО чел.

При планировке автобусного кузова исходят из нормативов

Отечественные автобусы малой и особо малой вместимости, выпускаемые на базе шасси легковых и грузовых автомобилей, имеют разгруженные (рамные) кузова. Это позволяет на одном шасси выпускать различные модификации.

На автобусах средней и большой вместимости применяются несущие кузова. Вес каркасного кузова с основанием, полом и оборудованием (без сидений), отнесенный к его габаритной пло­ щади составляет около 1100 Па (112 кгс/м2), а вес, приходящийся на одного пассажира находится в пределах 390—460 Н (40—■ 47 кгс). У городского автобуса вес кузова составляет 22—25% от его полного или 39—44% от собственного веса.

Каркасные кузова обладают высокой жесткостью. Жесткость кузова оценивается углом его закручивания при опоре груженого автобуса на три колеса (вывешено одно переднее колесо). Угол закручивания, отнесенный к полной длине, составляет 3,5— 5,5 мин/м (угловой минуты на метр).

Система вентиляции и отопления кузова должна обеспечивать в салоне необходимый микроклимат. В кузовах, предназначенных для северных районов, теплоизоляция н отопление должны обес­ печивать температуру +18° С при температуре окружающего воздуха до —35°С с автоматическим ее регулированием. В зимнее время подача воздуха на одного пассажира должна быть не менее 0,4 м3/мин. Скорость движения воздуха на уровне головы пасса­ жиров не более 0,15 м/с. Уровень шума в салоне не более 75 дб.

Высокая жесткость кузова обеспечивает его общую статиче­ скую и усталостную прочность. Основной причиной разрушения автобусных кузовов является коррозия. В хороших дорожных условиях при надежной защите от коррозии срок службы кузова составляет 400—500 тыс. км. Для защиты кузова от коррозии штамповка его деталей производится с применением специальных эмульсий, улучшающих качество поверхности. Детали после сварки промываются, фосфатируются и грунтуются.

Некоторые зарубежные фирмы для штамповки деталей кузовов применяют оцинкованную сталь. Даже при повреждениях по­ крытия оно обеспечивает электрохимическую защиту основного металла от коррозии. При применении в конструкции кузова цвет­ ных и черных металлов они должны быть разделены от непосред­ ственного контакта с целью исключения электрохимических про­

486

цессов. Развитию процессов коррозии способствует повышенная влажность воздуха и его загрязнение углекислым газом, серни­ стым ангидридом и т. д.

Для защиты кузова от абразивного воздействия частиц песка на днище и крылья наносится специальное покрытие.

Оборудование кузова определяется его назначением (маршрут­ ный, экскурсионный, междугородный, туристский и т. д.). Ком­ поновка должна обеспечивать удобство посадки, выхода и пере­ мещения пассажиров в салоне, хороший комфорт, обзор, а также травмобезопасность внутреннего оборудования.

К у з о в а л е г к о в ы х а в т о м о б и л е й классифици­ руются в зависимости от числа дверей и конструкции верха (крыши). Наибольшую безопасность и удобства для пассажиров обеспечивают закрытые кузова. Они имеют лучшую обтекаемость по сравнению с открытыми.

Самым распространенным кузовом является закрытый четырех­

седана наличием стеклянной перегородки за спинкой передних сидений. Устанавливается на автомобилях высшего класса (ЗИЛ-114). Тот и другой кузова могут иметь и дополнительный ряд откидных сидений. К у п е — закрытый двухдверный кузов. Необходимость откидывать передние сидения для доступа к зад­ ним ухудшает условия посадки пассажиров. Применяется только на малолитражных автомобилях, рассчитанных на индивидуаль­ ных владельцев.

Открытые кузова имеют меньшую жесткость, требуют более прочного основания. Они имеют значительно меньшее распростра­ нение (для районов с теплым климатом, спортивные и специальные автомобили). Кузов типа ф а э т о н чшеет крышу в виде убираю­ щегося тента и съемные боковины, в которых выполнены окна (ГАЗ-69). К а б р и о л е т — кузов с убирающейся жесткой или мягкой крышей и опускающимися стеклами в дверях и боковинах. Кузов типа X а р д т о п имеет жесткую неубирающуюся крышу без боковых стоек. Боковые стекла опускающиеся.

На легковых автомобилях массового производства приме­ няются преимущественно панельные и каркасно-панельные ку­ зова. На рис. XVII.6 показан кузов легкового автомобиля, со­ стоящий из штампованных стальных, панелей. Панели имеют вы­ пуклую форму и соединяются электросваркой.

Кузов является наиболее ответственной и дорогой частью легко­ вого автомобиля. Стоимость кузова составляет в среднем 55% его стоимости (30% приходится на стоимость двигателя и силовой передачи и 15% на стоимость ходовой части). Вес несущего кузова легкового автомобиля составляет 45—50% от его сухого веса. Отношение веса кузова к площади его горизонтальной проекции в пределах 650—700 Н/ма (65—70 кгс/м2).

487

488

внутренней обшивки, для отделки и для изготовления мадонагруженных деталей. Кузова, в конструкции которых пластмассы являются основным материалом, называют пластмассовым. По силовой схеме они делятся на каркасные и панельные.

Каркас пластмассового кузова выполнен из стальных штампо­ ванных профилей и выполняет функции несущей системы. Обли­ цовка кузова изготавливается из пластмассовых панелей, которые получают методом горячего прессования из листового материала или вакуумного формования. После отвердения панели склеи­ ваются в единую оболочку, которая устанавливается на каркас («Трабант», ГДР).

Объемный вес высокопрочных пластмасс в 4—5 раз меньше стали. Если толщина панели в 2—3 раза больше стального листа, то она будет обладать большей жесткостью и меньшим весом. Поэтому вес пластмассового кузова может быть уменьшен на 15—30% по сравнению с металлическим. Пластмассовые панели не требуют рихтовки и подгонки при сборке, что упрощает произ­ водство.

Время формовки или прессования пластмассовых панелей до­ стигает нескольких минут. Поэтому для производства пластмассо­ вых панелей необходимо в 40—50 раз больше единиц оборудова­ ния, чем для штамповки того же количества стальных деталей. В связи с этим пластмассовые кузова применяются главным обра­ зом в мелкосерийном производстве.

Панельные кузова собираются из армированных пластмассо­ вых панелей без каркаса. Штампованная стальная арматура заформовывается в панели в местах их соединения с другими пане­ лями. Кромки арматуры соединяются между собой сваркой, за­ клепками или винтами.

Отдельные пластмассовые детали кузовов изготавливаются ме­ тодом литья под давлением (щиток приборов, раскладки окон

ит. д.).

Ка б и н ы грузовых автомобилей обычно выполняются сталь­ ными каркасно-панельной конструкции. Реже, в условиях мелко­ серийного производства, применяют кабины с деревянным карка­ сом, обшитым листовой сталью. Деревянные детали должны быть пропитаны антисептическим составом.

Кабины, применяемые на грузовых автомобилях, различаются числом мест и компановкой. Одноместные кабины (внутренняя ширина 1000 мм) применяются на самосвалах, автокранах и дру­ гих специальных автомобилях. Ширина двухместной кабины 1500, трехместной 2000 мм. На автомобилях для междугородных пере­ возок применяют кабины со спальным местом и санузлом. Требова­ ния к кабинам регламентируются ГОСТ 9734—61 «Кабины. Ра­ бочее место водителя».

Кабины, устанавливаемые над двигателем, выполняют откиды­ вающимися или снабжают люком для демонтажа двигателя. Отки­

489

дывающаяся кабина должна иметь жесткое основание и повышен­ ную прочность.

чения устанавливают металлические, деревянные или деревянные с металлической оковкой бортовые платформы. Деревянные де­ тали платформ изготавливаются по ГОСТ 9008—64.

Платформы обладают малой жесткостью, их крепят к лонже­ ронам рамы стремянками. Размеры платформ стандартизованы (ГОСТ 8891—58). При грузоподъемности до 2000 кгс удельная емкость платформ 2 -ІО-3 м8/кгс с увеличением грузоподъемности она снижается и при грузоподъемности более 6000 кгс составляет 1 ■10“ 3 м3/кгс. Для перевозки грузов с малым объемным весом применяют плафтормы увеличенной емкости с надставными ре­ шетчатыми бортами и закрытые кузова — фургоны.

С а м о р а з г р у ж а ю щ и е с я кузова применяются для перевозки насыпных грузов. По назначению они делятся на три категории: для сельскохозяйственных грузов, для-строительных

менее 45°, а ковшовые — 65°. Для улучшения разгрузки приме­ няют механизмы встряхивания кузова при подъеме.

Жесткость кузова должна быть достаточной, чтобы исключить его деформации и перекосы при подъеме, когда он опирается на три точки. Кроме того, при погрузке экскаваторами на кузов дей­ ствуют ударные нагрузки.

Стальные кузова разрушаются преимущественно вследствие истирания и коррозии. Лучшей износостойкостью обладают алю­ миниевые кузова. Однако они хуже сопротивляются ударным на­ грузкам и применяются для мелкозернистых материалов (песок, гравий и т. д.). Несмотря на большую стоимость материалу при­ менение алюминиевых сплавов дает общую экономию благодаря снижению веса кузова на 30% и увеличению его срока службы

вчетыре раза.

Ци с т е р н ы для наливных пищевых продуктов изготавли­ ваются из нержавеющей стали Х18Н10Т. Технические требова­ ния по ГОСТ 9218—59.

перевозки и как топливозаправщики. Последние снабжаются ме­ ханическим насосом с раздаточными кранами, фильтром тонкой очистки топлива и другим оборудованием согласно ГОСТ 6030—62.

Крутильная жесткость корпуса цистерны во много раз больше рамы. Поэтому их жесткое соединение не допускается, так как приводит к ограничению угловых деформаций рамы на участке

490