Компоновка автомобилей

Наиболее распространены четыре варианта схем компоновки грузовых автомобилей. Они различаются расположением двигателя и кабины.

I. Капотная компоновка. Двигатель располагается над передним мостом, кабина за двигателем (КрАЗ-6505). Обеспечивается хороший доступ к двигателю, удобный вход и выход из кабины, наименьшая нагрузка на передний мост. Недостаток – ограничена передняя обзорность.

II. Короткокапотная компоновка. Двигатель располагается над передним мостом, кабина частично надвинута на двигатель (ЗИЛ-433100). Уменьшается длина автомобиля, умеренная нагрузка на передний мост. Недостатки: повышается высота пола кабины, затруднен доступ к задней части двигателя, уменьшается ширина двери, увеличивается уровень шума.

III. Кабина над двигателем. Двигатель располагается над передним мостом, кабина над двигателем (ГАЗ-66). Преимущества: уменьшается длина автомобиля, для полноприводного автомобиля увеличивается нагрузка на переднюю ось, хорошая обзорность. Недостатки: большая высота пола кабины, затруднен вход и выход, в кабине не размещаются три человека, для доступа к двигателю нужно откидывать на шарнирах всю кабину.

IV. Передняя кабина. Двигатель располагается сзади переднего моста, кабина сдвинута вперед (МАЗ-5432). Преимущества: хорошая обзорность, удобство входа и выхода, умеренная высота пола, ровный пол. Недостатки: для доступа к двигателю нужно поднимать кабину, действие на водителя больших вертикальных ускорений (больше трясет).

Таблица 2

Применяются три варианта компоновочных схем автобусов.

I. Двигатель впереди (ЛиАЗ-677). Применяется для городского автобуса, вариант считается не перспективным. Недостатки: перегрузка передней оси, место водителя стеснено, неудобная компоновка салона, шум и загазованность кабины, высокий уровень пола салона.

II. Двигатель под полом между передней и задней осями (Икарус-260). Недостатки: требуется специальный двигатель с горизонтальным расположением цилиндров, высокий уровень пола, уменьшается объем багажного отделения по полом. Преимущества: ровность пола, применяется стандартный задний мост, удовлетворительное распределение нагрузок на оси.

III. Двигатель сзади. Преимущества: наилучшее распределение нагрузок по осям, наименьший уровень пола в передней части салона, снижены уровень шума и загазованность салона. Недостатки: нестандартный задний мост, в задней части салона поднимается пол. Этот вариант наиболее перспективен.

Существует классификация автомобилей по числу осей. Автомобили подразделяют на двухосные, трехосные, четырехосные и многоосные автомобили. Для обозначения многоосных автомобилей применяют колесную формулу, показывающую число осей и число ведущих осей.

Наибольшее распространение имеют двухосные автомобили. Трехосные автомобили имеют широкое распространение и применяются для повышения несущей способности и проходимости. Выпускаются специальные автомобили с четырьмя и более осями.

У седельных тягачей ведущими являются мосты тягача. Редко применяются активные автопоезда, которых мосты полуприцепа выполняются ведущими. На сочлененных автобусах ведущим мостом чаще является мост базового автобуса, реже оба моста. Часто применяется сочлененный автобус с одним ведущим задним мостом: это позволяет существенно уменьшить высоту пола.

Схемы трансмиссий

Двигатель преобразует тепловую энергию сгорания топлива в механическую работу. С маховика двигателя снимается крутящий момент. Двигатель закрепляется на кузове (легковой автомобиль) или на раме (грузовой автомобиль).

Трансмиссия автомобиля состоит из следующих агрегатов.

Крутящий момент двигателя передается к колесам через сцепление. Сцепление предназначено для плавного троганья с места и кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач.

От сцепления крутящий момент подводится к коробке передач. Коробка передач представляет собой редуктор с различным передаточным числом. Коробка передач предназначена для подвода наибольшего крутящего момента к колесам при движении автомобиля с различной скоростью.

От коробки передач крутящий момент передается к ведущему мосту с помощью карданной передачи. Она обеспечивает передачу момента при изменяющемся угле и расстоянии (от коробки передач до моста) к ведущему мосту.

Ведущий мост обычно включает главную передачу и дифференциал. Главная передача обеспечивает увеличение крутящего момента и передачу его под углом 90 градусов. Дифференциал обеспечивает независимое вращение колес оси. Он распределяет крутящий момент поровну между колесами. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью при движении автомобиля на повороте и по неровной дороге. Снижается износ шин и деталей трансмиссии, повышается безопасность движения на повороте, сокращается расход топлива, но снижается проходимость автомобиля.

Автомобиль с приводом на задние колеса и расположением двигателя спереди часто называют автомобилем классической компоновки (рис.1, а).

Рис. 1. Трансмиссии автомобилей: а) заднеприводный автомобиль;

б) Переднеприводный; в) – Полноприводный 4х4; г) трехосный автомобиль 6х4;

д) Полноприводный 6х6; Заднеприводный с электрической трансмиссией 4х2

Крутящий момент двигателя 1 снимается с маховика и подается к сцеплению 2. Затем он преобразуется в коробке передач 3 и подводится к карданной передаче 4. На некоторых грузовых автомобилях выходной вал коробки передач используется для торможения автомобиля стояночной тормозной системой. Карданная передача раскручивает ведущий вал моста 5, и крутящий момент подводится к ведущим колесам. Передние колеса крепятся к балке переднего моста, которая подвешивается на пружинах передний подвески. Широко применяется независимая подвеска передних колес, обеспечивающая лучшую плавность хода автомобиля.

В настоящее время легковые автомобили выпускаются с приводом на передние колеса (рис.1,б). К двигателю 1 крепится сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача и дифференциал 5. Образуется единый силовой агрегат. К ведущим колесам крутящий момент подводится с помощью двух карданных передач. В них используются карданные шарниры равных угловых скоростей 6.

При применении переднего привода задние колеса не нагружены тяговыми силами. Сопротивление боковому уводу задних колес выше, возрастает критическая скорость движения автомобиля. Повышаются безопасность движения и проходимость автомобиля. Недостаток: снижается максимальный, преодолеваемый угол дороги при движении в гору.

Полноприводные автомобили оснащаются более сложной трансмиссией (рис.1,в). Для подвода крутящего момента к передним и задним колесам устанавливается раздаточная коробка передач 7. Равные по величине моменты передаются карданными передачами 4 к ведущим мостам. На передней оси устанавливается ведущий мост, включающий главную передачу и дифференциал 5. Такие автомобили предназначены для перевозки грузов и пассажиров по бездорожью.

Трехосные автомобили чаще всего оборудуются двумя ведущими мостами (рис.1,г). Применяются ведущие мосты одинаковой конструкции. Их устанавливают на одной подвеске, образующуюся конструкцию называют тележкой. На современных автомобилях в средний мост устанавливает дополнительный, межосевой дифференциал.

Трансмиссия полноприводных, трехосных автомобилей (рис.1,д) оснащается раздаточной коробкой 7, с которой снимаются три одинаковых крутящих момента. На передней оси останавливается ведущий мост с главной передачей и дифференциалом. Для сокращения расхода топлива применяют межосевые дифференциалы, снижающие проходимость автомобиля. Для повышения проходимости используют блокировку дифференциалов.

В настоящее время для большегрузных, карьерных самосвалов применяется электрическая трансмиссия (рис.1,е). К дизельному двигателю подсоединяется генератор постоянного тока 9. В ведущие колеса большого размера устанавливают электродвигатели и редукторы.