Основи конструювання автомобілів
Рекомендовано навчально-методичною комісією напрями підготовки бакалаврів 190700.62 «Технологія транспортних процесів» профілів 190701.62 «Організація перевезень на автомобільному транспорті» та 190709.62 «Організація та безпека руху» як електронне видання для використання у навчальному процесі
Особливістю розвитку автомобілебудування в даний час є висування низки нових і важливих проблем, пов'язаних із забезпеченням якості автомобілів.
Для створення автомобіля високої якості конструктор повинен добре знати функціональне призначення агрегатів і систем автомобілів, які пред'являються до них загальні та специфічні вимоги, особливості їх сучасних конструкцій та методи розрахунків.
Бакалавру за напрямом «Технологія транспортних процесів» знання основ конструювання та розрахунку агрегатів та систем автомобілів необхідне з точки зору оцінки їх експлуатаційних можливостей (знання розрахункових та допустимих навантажень дозволяє встановити режими правильної експлуатації автомобіля).
Цей навчальний посібник написаний відповідно до робочої програми курсу «Основи конструювання автомобілів».
Цей курс має на меті:
ознайомити студентів з основними вимогами до конструкцій агрегатів та систем автомобілів, розвинути навички щодо критичного аналізу нових конструкцій;
дати відомості про навантажувальні та розрахункові режими агрегатів і систем автомобілів, що мають місце в різних умовах експлуатації;
повідомити основні відомості про робочі процеси та сучасні методи розрахунку деталей автомобіля на міцність, жорсткість, витривалість, довговічність, нагрівання.
навчити оцінювати величини навантажень і напруг, і навіть можливі зноси деталей.
Вивчення цього курсумає передувати вивчення пристрою та теорії автомобіля, а також загальнотехнічних дисциплін.
1. Основи проектування автомобілів
1.1. Властивості автомобілів
Автомобіль має цілу низку властивостей, які характеризують його як транспортний засіб, призначений для перевезення вантажів, пасажирів, спеціального обладнання та як об'єкт безпеки руху.
Зазвичай розглядають такі властивості автомобіля: експлуатаційні, споживчі та властивості безпеки.
Експлуатаційні властивостіхарактеризують виконання автомобілем транспортних та спеціальних робіт. Вони визначають пристосованість автомобіля до умов експлуатації, а також ефективність та зручність використання автомобіля.
Експлуатаційні властивості автомобіля поділяються на дві основні групи: експлуатаційні властивості, пов'язані з рухом автомобіля та не пов'язані з його рухом.
Тягово-швидкісні та гальмівні властивості, паливна економічність, керованість, повертаність, маневреність, стійкість, прохідність, плавність ходу, екологічність та безпека руху забезпечують рух автомобіля та визначають його закономірності.
Місткість, міцність, довговічність, пристосованість до технічного обслуговування та ремонту, до вантажно-розвантажувальних робіт, до посадки та висадки пасажирів багато в чому визначають ефективність та зручність використання автомобіля.
Експлуатаційні властивості, що забезпечують рух автомобіля, суттєво залежать від конструкції та технічного стану систем та механізмів автомобіля. Чим досконаліша конструкція автомобіля і краще його технічний стан, тим вищі експлуатаційні властивості автомобіля. Системи та механізми автомобіля проектують таким чином,щоб отримати експлуатаційні властивості, необхідні для заданих умов експлуатації та забезпечують ефективне використання автомобіля у цих умовах.
Зв'язок експлуатаційних властивостей, що забезпечують рух автомобіля, з системами та механізмами автомобіля, конструкція та технічний стан яких мають найбільший вплив на ці властивості, показано нижче.
Властивості безпекихарактеризують активну, пасивну, післяаварійну та екологічну безпеку автомобіля.
Активна безпека– це властивість автомобіля знижувати ймовірність виникнення ДТП та повністю його запобігати. Воно проявляється в небезпечній дорожній обстановці, коли водій може змінити характер руху автомобіля. Активну безпеку автомобілю забезпечують його високі тягово-швидкісні та гальмівні властивості, хороші стійкість, керованість, маневреність, недостатня повертаність, висока плавність ходу, хороші оглядовість та комфортабельність, що різко знижують стомлюваність водія та створюють умови для тривалої безаварійної роботи.
Пасивна безпека– це властивість автомобіля зменшувати тяжкість наслідків ДТП у його кульмінаційній фазі. Виявляється воно, коли водій не в змозі керувати автомобілем і змінювати характер його руху, тобто. при зіткненні, наїзді, перекиданні. Розрізняють внутрішню пасивну безпеку, що знижує травматизм пасажирів, водія та забезпечує збереження вантажу, та зовнішню пасивну безпеку, яка зменшує ймовірність заподіяння шкоди іншим учасникам руху.
До конструктивних заходів, що забезпечують внутрішню пасивну безпеку, відносять створення життєвого простору, зниження інерційних навантажень у процесіудару, обмеження переміщень людей усередині автомобіля, обмеження переміщення вантажів та інших предметів, що у автомобілі. Забезпечують внутрішню пасивну безпеку висока міцність салону, ремені безпеки, надувні подушки безпеки, травмобезпечне кермо, підголівники, надійне скло.
Конструктивні заходи, що забезпечують зовнішню пасивну безпеку, призначені для зменшення травмування пішоходів, збереження як самого автомобіля, так і навколишніх автомобілів та предметів.
Вказані функції елементів зовнішньої пасивної безпеки забезпечують відповідним оформленням зовнішніх виступів автомобілів; застосуванням захисних пристроїв, що запобігають попаданню пішоходів під колеса автомобілів, а також попаданню автомобілів малого розміру під великогабаритні транспортні засоби; конструкцією та розташуванням бамперів автомобіля.
Післяаварійна безпека– це властивість автомобіля зменшувати тяжкість наслідків ДТП у його кінцевій фазі та запобігати виникненню нових аварій. Післяаварійна безпека забезпечується евакопристосованістю, пожежобезпечністю та герметичністю автомобіля.
Евапристосованість залежить від конструкції замків, дверей, наявності запасних виходів, аварійної сигналізації, медичної аптечки. Конструкція системи живлення двигуна та розташування паливного бака на автомобілі забезпечують пожежну безпеку. Обов'язковою є комплектація автомобіля одним або декількома вогнегасниками.
Екологічна безпека– це властивість автомобіля зменшувати шкоду, що завдається учасникам руху та навколишньому середовищу в процесі експлуатації. Екологічна безпека автомобіля забезпечується конструкцією окремих систем, механізмів та їхелементів, що знижують створюваний автомобілем шум і зменшують токсичність газів, що відпрацювали. З іншого боку, екологічна безпека досягається використанням екологічно нешкідливих матеріалів і пристосованістю автомобіля до утилізації, тобто. повторної переробки після виходу з ладу автомобіля, його систем та механізмів.
Параметри безпеки регламентуються ГОСТами та Правилами ЄЕК ООН, які застосовуються в Україні.