2.1.5. Розробка схеми загального компонування автомобіля

Визначальний вплив на вибір схеми загального компонування автомобіля, що проектується, мають умови його експлуатації.

При розробці схеми загального компонування автомобіля перш за все визначають загальну кількість його осей та кількість ведучих осей, виходячи із призначення і умов експлуатації та орієнтуючись на існуючі конструкції.

При визначенні кількості осей вантажного автомобіля та автобуса визначають також кількість коліс на кожній осі. Вантажні автомобілі загального призначення мають здвоєні колеса задньої осі (середньої та задньої осей). У повноприводних вантажних автомобілів та автобусів всі колеса одинарні. Для автобусів необхідність виконання одинарними коліс середньої та (або) задньої осей обумовлюється також тим, що іноді ці колеса роблять керованим.

Для вантажних автомобілів та автобусів відмітною ознакою усіх можливих компонувань є взаємне розташування кабіни та двигуна. Відповідно існують капотна (кабіна за двигуном), безкапотна (кабіна над двигуном) та напівкапотна (кабіна частково насунута на двигун) схеми компонування вантажних автомобілів. Крім того для автобусів використовуються розтташування двигуна під підлогою: в середній частині, задній частині, під підлогою причепа. При виборі схеми компонування слід звертати увагу на співвідношення довжини вантажного відсіку та габаритної довжини автомобіля, розподіл маси по осях, складність конструкції привода зчеплення і коробки передач, оглядовість, пасивну безпеку, легкість доступу до двигуна, вплив на водія шуму та вібрацій, висоту підлоги кабіни, ширину дверей кабіни.

У компонуванні легкових автомобілів основною відмінністю є розташування двигуна в передній або задній частині автомобіля та виконання ведучими передніх, задніх коліс чи повного приводу. Класичним компонуванням вважають розташування двигуна у передній частині автомобіля з приводом на задні колеса. Таке компонування ще називають задньоприводним. Останнім часом все більш популярною для легкових автомобілів класу А, В та, частково, С є передньоприводне компонування -двигун у передній частині автомобіля, розміщений вздовж або впоперек поздовжньої осі автомобіля, ведучі колеса передні.

У минулому широке розповсюдження мала задньомоторна схема: двигун у задній частині автомобіля, вздовж або впоперек відносно поздовжньої осі автомобіля, ведучі колеса задні. При виборі схеми компонування легкового автомобіля беруть до уваги габаритну довжину, повну масу, компонування салону, об'єм багажника, стійкість, прохідність, трудомісткість виробництва, технічного обслуговування і ремонту, можливість створення вантажних та вантажопаспжирських модифікацій.

Компонування автобуса залежить в основному від розташування двигуна: ззовні кузова під капотом або всередині кузова (вагонний тип). Для автобусів вагонного типу можливе розташування двигуна спереду (у передньому звисі або над віссю), у задньому звисі (поздовжньо або поперечно), у межах колісної бази (під підлогою або зі зміщенням до борту).

Додатковою відмітною ознакою схеми компонування автобуса є наявність однієї або декількох секцій - коли автобуси особливо великого класу з метою забезпечення необхідної маневреності виконують зчленованими. Компонування зчленованих автобусів, крім того, розрізняється в залежності від виконання ведучими коліс передньої або задньої секції (так звані "тягнуча" та "штовхаюча" схеми) та розташуванням двигуна в межах колісної бази певної секції. Вибираючи схему компонування автобуса, звертають увагу на розподіл маси по осях, зручність компонування салону (в тому числі рівень пілоги та кількість і розташування дверей) та місця водія, мінімізацію шуму та загазованості у салоні, можливість уніфікації з вантажними автомобілями.

Відмітними ознаками компонувальних схем сучасних легких вантажних автомобілів, виконаних на базі легкових, будуть, як і для легкових автомобілів, виконання ведучими передніх або задніх коліс, а також розміщення двигуна вздовж або впоперек автомобіля.

Для вантажних та вантажопасажирських фургонів повною масою від 2,0 до 3,5т (маса вантажу 800 ... 1800 кг), автобусів на їх шасі слід звертати увагу на взаємне розташування кабіни та двигуна (точніше, на взаємне розташування робочого місця водія та двигуна), розміщення двигуна вздовж або впоперек автомобіля та на те, які колеса є ведучими.

Навантаження на кожну з осей автомобіля визначають, виходячи з того, що в існуючих конструкціях навантаження на ведучі осі становить:

- у двовісних вантажних автомобілів з кабіною за двигуном (рис.2.3 а), а також у автобусів капотного компонування на шасі вантажних автомобілів

G₂ = (0,70...0,75) * G_a (2.10);

- у двовісних вантажних автомобілів з кабіною над двигуном та зі здвоєними колесами задньої осі (рис. 2.3 г), а також у двовісних автобусів вагонного компонування

G₂ = (0,65...0,70) * G_a (2.11);

- у двовісних вантажних автомобілів з кабіною над двигуном та з одинарними колесами задньої осі (рис. 2.3 г)

G₂ = (0,55...0,60) * G_a (2.12);

- у двовісних вантажних автомобілів напівкапотного компонування зі здвоєними колесами задньої осі (рис. 2.3 в), а також автобусів на їх базі

G₂ = (0,67...0,68) * G_a (2.13);

- у двовісних вантажних автомобілів напівкапотного компонування зі одинарними колесами задньої осі (рис. 2.3 в), а також автобусів на їх базі

G₂ = 0,56 * G_a (2.14);

- у тривісних вантажних автомобілів як капотного, так і безкапотного компонування (рис.2.3, б, д) зі здвоєними колесами задніх осей

G₂ + G₃ = (0,75...0,78) * G_a (2.15);

- у тривісних вантажних автомобілів з одинарними колесами задніх осей

G₂ + G₃ = (0,68...0,74) * G_a (2.16);

- у задньоприводних легкових автомобілів та автобусів на їх базі

G₂ = (0,50...0,56) * G_a (2.17);

- у передньоприводних легкових автомобілів, автобусів та вантажних на їх базі

G₁ =(0,51... 0,56) * G_a. (2.18)

де:

G₁ - навантаження на передню вісь автомобіля, Н;

G₂ - навантаження на задню вісь двовісного автомобіля або середню вісь тривісного, Н;

G₃ - навантаження на задню вісь тривісного автомобіля, Н;

G_а = М_а * g – сила тяжіння від повної маси автомобіля, Н.

При балансирній підвісці середнього та заднього мостів тривісних автомобілів навантаження на середню та задню вісь приймають однаковими - G₂ = G3.

Навантаження на іншу вісь (вісі) визначається як різниця між повною масою та навантаженням на ведучу.

Навантаження на осі причепів та напівпричепів визначають в залежності від кількості осей, їх розташування, виходячи з параметрів аналогів та наведених вище співвідношень.

При проектному розрахунку вантажного автомобіля, автобуса чи причепа після визначення навантажень на осі може виникнути необхідність уточнити кількість осей згідно з допустимими навантаженнями на осі, передбаченими ДСТУ "Засоби транспортні дорожні. Маси та габарити". Цими нормами встановлено, що навантаження на вісь (осі) не повинно перевищувати: на одинарну вісь – 10 т.; здвоєну – 16 т.; зтроєну – 22т. Осі слід вважати здвоєними, зтроєними, якщо відстань між ними не перевищує 2,5 м.

а)	б)
в)	г)

Рисунок 2.3 Схеми компонування легкових автомобілів:

а) класичне в) задньогпривідне

б) передньопривідне г) повнопривідне

Рисунок 2.4 Схеми компонування автобусів

Рисунок 2.5 Схеми компонування вантажних автомобілів:

2.1.6 Підбір шин

Шини для дорожнього транспортного засобу, що проектується, вибирають виходячи з призначення автомобіля; найбільшого навантаження G_Kmax, що припадає на одне колесо відповідно до визначених навантажень на його осі, та допустимих згідно з технічними характеристиками шин навантажень на них (звернути увагу на розмірність допустимого навантаження). Крім того необхідно врахувати відповідність швидкісних характеристик шин максимальній швидкості автомобіля, вказаній у завданні.

Навантаження на одне колесо будь-якої осі становить

G_Kі = G_і / n_Kі (2.19)

де: і - номер осі;

n_Kі - кількість коліс, встановлених на осі (кожне здвоєне колесо враховується як два).

Характеристики шин для легкових автомобілів, вантажних автомобілів та автобусів наведені у відповідних державних стандартах або технічних умовах на шини.

У розрахунково-пояснювальній записці обов'язково слід навести означення та технічну характеристику шини: призначення, тип рисунка протектора, масу, норму шаровості, позначення обода, розміри (зовнішній діаметр, ширину профіля, статичний радіус), максимально допустиме значення навантаження і тиск, що відповідає цьому навантаженню, мінімально допустиме значення тиску і навантаження, допустиме при цьому тиску, допустиму швидкість.

Основні геометричні параметри автомобіля, причепа тобто його габаритні розміри (довжину L_a, ширину В_а, висоту Н_а), базу L (для двовісного автомобіля) або бази L (для тривісного автомобіля), колію В₁ та В₂ кожного з мостів вибирають, орієнтуючись на існуючі конструкції.

Габаритні розміри автотранспортних засобів наводяться з урахуванням розмірів знімних кузовів. При цьому при визначенні довжини, ширини та висоти автотранспортних засобів не враховуються певні пристрої, змонтовані на транспортному засобі, зокрема пристрої для очищення стекол і бризковики; дзеркала заднього огляду, антени; пристрої для пломбування і захисні пристосування для них; пристрої для закріплення брезенту і захисні пристосування для них; пристрої для розпізнавання ушкодження шин; індикатори тиску в шинах; частина поверхні шини, що виступає за точку її контакту з поверхнею дороги; сходи підвісної платформи та інше аналогічне устаткування.

При виборі габаритних розмірів автомобіля, що проектується, слід враховувати вимоги ДСТУ "Засоби транспортні дорожні. Маси та габарити" (таблиця 2.4).

База двовісного автомобіля - відстань між його осями, тобто між геометричними осями обертання коліс відповідно переднього і заднього мостів, для тривісного автомобіля - відстані між передньою і середньою та середньою і задньою осями.

Колія - відстань між центральними площинами обертання коліс одного моста.

Координати центра маси по базі „а” та „b” (рис.2.3) двовісного автомобіля:

, м, (2.20)

, м. (2.21)

Для тривісного автомобіля з балансирною підвіскою середнього та заднього мостів, які утворюють задній візок,

, м. (2.22)

Координата b для такого автомобіля є відстанню від центра мас до осі балансира:

, м. (2.23)

Таблиця 2.4 - Максимальні габаритні розміри автотранспортних засобів

Тип автотранспортного засобу	Максимальні габаритні розміри, м, не більше
	Довжина			Ширина***	Висота
	Україна	Угода*	Директива**
1	2	4	5	6	7
Легковий автомобіль	12,00	-	-	2,65	4,00
Вантажний автомобіль	12,00	12,00	12,00
Автобус, тролейбус	13,50	12,00	13,50
Автобус, тролейбус (з числом осей більше двох)	15,00	15,00	15,00
Причіп	12,00	-	12,00
Напівпричіп	14,00	-	-
Автомобіль з напівпричепом	22,00	-	16,50
Автомобіль з причепом	22,00	-	18,75
Триланковий автопоїзд	25,00	-	-
Зчленований автобус, тролейбус	25.00	20,00	18,75
Рефрижератор та ізотермічний кузов-фургон	допускається збільшення габаритної ширини до 2,70 м

Примітки:

* Угода про маси і габарити транспортних засобів держав – учасниць Співдружності Незалежних Держав.

** Директива 96/53/ЕС Європейського Парламенту і Ради від 09.03.2002 p., a також Директива зі змінами 70/156/ЕЕС.

*** Максимальні розміри автотранспортних засобів, зазначені в таблиці, містять у собі розміри знімних кузовів і тари для вантажів, включаючи контейнери. Встановлений у кузові дорожнього транспортного засобу вантаж не повинний виступати за задню зовнішню точку автомобіля або причепа більш ніж на 2,00 м.

Для тривісного автомобіля з індивідуальною підвіскою середнього та заднього мостів

, м. (2.24)

Координата b для такого автомобіля є відстанню від центра мас до задньої осі:

, м. (2.25)

Координати центра маси напівпричепа визначаються аналогічно автомобілям за умови – навантаженням передньої вісі вважається навантаження на сідельний пристрій.

Висоту центра мас - h_g автомобіля з максимальним завантаженням приймають у межах: (0,7...0,8) м. для легкових автомобілів, (0,9...1,1) м. - для вантажних автомобілів і автобусів, (1,2 ...1,5) м. – для спеціальних вантажних автомобілів (автокрани, автовежі, бурові установки та ін.)