Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Компоновка грузового автомобиля должна обеспечить выполнение следующих основных требований: максимальные размеры грузовой платформы при заданных общих габаритах автомобиля или минимальные габариты автомобиля при заданных размерах платформы и рациональное распределение нагрузок между осями. Компоновка в значительной мере определяет также маневренность и проходимость автомобиля, доступность к агрегатам для обслуживания и ремонта и некоторые другие эксплоатационные качества автомобиля.
Возможность получения необходимых размеров грузовой платформы при заданных общих габаритах грузового автомобиля, а также распределение нагрузок между осями определяется в основном взаимным расположением двигателя, осей, кабины и грузовой платформы (кузова).
На схеме с фиг. 715 представлена компоновка, при которой двигатель размещен за передней осью, а кабина - за двигателем.
Недостаток такой компоновки заключается в малой площади кузова по отношению к общей площади автомобиля; длина кузова составляет обычно не более 50-60% общей длины грузового автомобиля, что при перевозке целого ряда легковесных грузов не позволяет полностью использовать его грузоподъемность. Увеличение площади кузова за счет увеличения базы и общей длины ухудшает маневренность, особенно у грузовых автомобилей большой грузоподъемности.
Ширина кузова также не может быть больше определенного предела, так как зависит от норм на ширину проездов.
Рациональное использование резины требует, чтобы нагрузка на шины всех колес была одинаковой, поэтому, исходя из такого распределения нагрузок, при котором на переднюю ось приходится 1/3,а на заднюю 2/3 полного веса грузового автомобиля, на задней оси устанавливаются двухскатные колеса, а на передней - односкатные.
У грузовых автомобилей, выполненных по схеме а, нагрузка на шины передней оси составляет обычно меньше 1/3 полного веса, и шины колес задней оси, являющейся к тому же ведущей, получаются перегруженными.
На схеме б показан грузовой автомобиль, передняя ось которого сдвинута назад, чем достигается как увеличение полезной площади шасси для размещения груза (кузова), так и увеличение нагрузки на переднюю ось (примерно до 30% общего веса). Развитием этой схемы является схема в грузового автомобиля с кабиной, сдвинутой вперед - на двигатель. У такого автомобиля двигатель иногда частично, выступает в кабину и специальным кожухом изолируется от ее внутренней части.
Преимущества компоновки по схемам бив подтверждаются сопоставлением автомобилей ГАЗ-ММ, выполненного по схеме а, и ГАЗ-51 (фиг. 716), у которого двигатель установлен частично над осью и кабина сдвинута на двигатель.
Автомобиль ГАЗ-51 отличается компактностью и высокой маневренностью, при небольшой базе размеры его платформы приближаются к размерам платформы автомобиля средней грузоподъемности.
Наибольшая длина платформы грузового автомобиля может быть получена установкой кабины над двигателем (фиг. 715, г). При этом пол кабины и сиденье водителя располагаются значительно выше, чем обычно. Двигатель изолируется от внутренней части кабины капотом, который образует выступ в средней части пола; иногда капот двигателя разделяет места водителя и пассажира, расположенные по сторонам двигателя. Иногда при расположении кабины над двигателем последний сдвигают в сторону. Для снижения уровня пола кабины применяют двигатели V-образные или с горизонтально расположенными цилиндрами.
При заданной длине платформы установка кабины над двигателем позволяет получить наименьшие длину и собственный вес и лучшую маневренность автомобиля. Нагрузка на переднюю ось такого автомобиля обычно составляет треть его полного веса.
Однако для грузовых автомобилей с одним ведущим мостом уменьшение нагрузки на заднюю ось (сцепной вес) ухудшает их проходимость по плохим дорогам. Кроме того, установка кабины над двигателем несколько затрудняет обслуживание двигателя, которое возможно только через кабину.
Приведенные на фиг. 715 схемы компоновок двухосных грузовых автомобилей применяются также и для грузовых автомобилей с обоими ведущими мостами. Грузовые автомобили этого типа имеют больший вес и иное распределение нагрузок на оси. При компоновке по схеме а на переднюю ось обычно приходится до 30% полного веса. Сдвиг передней оси назад, сдвиг кабины на двигатель (например ГАЗ-63-фиг. 718) и установка кабины над двигателем увеличивают нагрузку на переднюю ось до 35-50%, что обеспечивает более полное использование вращающего момента двигателя и улучшает тяговые качества автомобиля на слабых грунтах.
При размещении двигателя за передней осью, а кабины за двигателем у трехосного грузового автомобиля нагрузка на переднюю ось составляет обычно 16-20% общего веса; при этом передние колеса делаются односкатными, задние - двухскатными. У трехосных автомобилей с передней осью, сдвинутой назад, с кабиной, сдвинутой на двигатель или установленной над ним, нагрузка на переднюю ось часто составляет около трети общего веса автомобиля, в этом случае все колеса автомобиля делаются односкатными.
Шасси двухосных грузовых автомобилей. Двухосные грузовые автомобили выполняются с одним или двумя ведущими мостами.
На фиг. 717 представлено шасси грузового автомобиля ГАЗ-51. Двигатель 1 в одном блоке со сцеплением 2 и коробкой передач 3 установлен в передней части шасси. От коробки передач через карданные валы 4 и 5 вращающий момент передается к главной передаче заднего моста 6, колеса которого являются ведущими. Так как на заднюю ось автомобиля приходится около 70% общего веса автомобиля, ведущие колеса выполнены двухскатными. Передние колеса - неведущие, управляемые.
Двухосные грузовые автомобили с обоими ведущими мостами обычно выполняются грузоподъемностью до 2,5-3,0 т. Их основное достоинство - хорошая проходимость по плохой и скользкой дороге. Проходимость автомобиля с одним ведущим мостом на таких дорогах ограничивается недостаточным сцеплением ведущих колес с дорогой, а следовательно, недостаточной силой тяги, которая может быть создана на ведущих колесах.
Сила сцепления ведущих колес с дорогой Рсц зависит от сцепного веса и коэфициента сцепления, т. е.
Рсц = f*Gcц,
где f - коэфициент сцепления;
Gсц-вес, приходящийся на ведущие колеса (или сцепной вес).
У грузовых автомобилей с одним ведущим мостом сцепной вес составляет 65-75% полного веса автомобиля. Сцепной вес автомобиля с двумя ведущими мостами равен полному весу. Благодаря этому автомобиль с обоими ведущими мостами на том же грунте может иметь тяговое усилие на 25-35% больше, чем автомобиль с одним ведущим мостом, и, следовательно, преодолевать большие сопротивления дороги. Кроме того, передние ведущие колеса дают возможность автомобилю преодолевать встречающиеся на пути препятствия (бревна, крутые уступы и т. п.), так как колеса стремятся переехать через препятствия, а не толкать их перед собой. На сухом твердом грунте автомобили со всеми ведущими колесами преодолевают подъемы до 30-35°.
В автомобилях с обоими ведущими мостами используются в основном стандартные агрегаты автомобилей с одним ведущим мостом с включением в конструкцию дополнительных механизмов.
Шасси автомобиля ГАЗ-63, оба моста которого являются ведущими, показано на фиг. 718. От коробки передач 2 через карданный вал вращающий момент передается к двухступенчатой раздаточной коробке 4 и далее через карданные валы 5 и 3 - к главным передачам переднего 1 и заднего 6 ведущих мостов.
Шасси многоосных грузовых автомобилей. Максимальная грузоподъемность стандартных двухосных грузовых автомобилей обычно не превышает 7-9 т и обусловливается специальным дорожным законодательством, ограничивающим полный вес или нагрузку на ось автомобиля. Эти весовые ограничения устанавливают исходя из соображений сохранности дорог и дорожных сооружений, что зависит от удельного давления на дорогу, нагрузки на ось, а также скорости движения.
Как показывает практика эксплуатации грузовых автомобилей, стоимость перевозки единицы груза уменьшается с повышением грузоподъемности. Последнее может быть достигнуто при сохранении допустимых нагрузок на ось увеличением числа осей, т. е. выполнением автомобиля многоосным. При одинаковой грузоподъемности с двухосным автомобилем многоосный автомобиль благодаря меньшим нагрузкам на ось имеет меньшее удельное давление на грунт, а вследствие этого и лучшую проходимость по мягким грунтам.
Наибольшее распространение из многоосных автомобилей получили трехосные, значительно меньшее - четырехосные.
Трехосные грузовые автомобили выполняются с одним, двумя и тремя ведущими мостами.
Трехосные грузовые автомобили с одним ведущим мостом (фиг. 719) обычно выполняются на базе двухосного автомобиля. Они имеют третий поддерживающий мост и более длинную раму. Установка третьего моста дает возможность увеличить грузоподъемность автомобиля, а удлинение рамы - установить кузов большей емкости. Проходимость такого автомобиля по сравнению с двухосным автомобилем обычно ухудшается из-за небольшого сцепного веса (30-40% общего веса). Поэтому автомобили такого типа целесообразно использовать только на дорогах с искусственным твердым покрытием.
Большое распространение имеют трехосные грузовые автомобили с двумя ведущими мостами. При двух ведущих мостах у трехосного грузового автомобиля сцепной вес составляет 70-80% общего веса, что дает возможность иметь большую тягу на колесах. Шасси трехосного автомобиля с двумя ведущими мостами представлено на фиг. 720. Двигатель 1 в одном блоке со сцеплением и коробкой передач 2 установлен на передней части рамы. От коробки передач с помощью карданного вала 3 вращающий момент передается к дополнительной коробке передач 4 и далее через карданный вал 5 - к червячной передаче среднего моста 6 и промежуточный карданный вал 7 - к червячной передаче заднего моста 8. Подвеска задних мостов балансирная, что дает возможность колесам автомобиля хорошо приспосабливаться к неровностям пути.
Трехосные автомобили со всеми ведущими мостами широко используются как для перевозки грузов, так и в качестве тягачей. Небольшое удельное давление на грунт и большая сила тяги обеспечивают автомобилям этого типа высокую проходимость по плохим дорогам и бездорожью. Тяговое усилие у трехосного автомобиля со всеми ведущими мостами передается через шесть колес, поэтому на участок грунта, соприкасающийся с одним из колес, приходится небольшая сила тяги. Это дает возможность автомобилю развивать большую тягу даже на слабых грунтах.
Шасси трехосного автомобиля со всеми ведущими мостами показано на фиг. 721. Передача вращающего момента к главным передачам ведущих мостов осуществляется от раздаточной коробки 5 отдельными карданными валами. Карданным валом 4 вращающий момент передается к главной передаче переднего моста, валом 6 - среднего моста и через валы 7 и 5-к главной передаче заднего моста.
При таком выполнении привода в качестве главной передачи для ведущих мостов используется более простая коническая передача стандартного двухосного автомобиля. Другое достоинство раздельного привода заключается в том, что в случае поломки одного из карданных валов автомобиль может продолжать движение. По этим причинам раздельный привод получил широкое применение для трехосных автомобилей как со всеми, так и с двумя ведущими мостами. Он применен, в частности, в автомобиле ЗИС-151. Показанное на фиг. 721 шасси автомобиля имеет лебедку 3, установленную спереди (перед радиатором), привод которой выполнен от двигателя через коробку отбора мощности 1 и карданный вал 2.
На фиг. 722 представлена схема шасси трехосного автомобиля, имеющего раздельный привод к колесам правой и левой стороны. Все колеса автомобиля выполнены ведущими. От коробки передач вращающий момент передается к раздаточной коробке 3. Раздаточная коробка снабжена дифференциалом, распределяющим вращающий момент между колесами правой и левой сторон. Вращающий момент подводится к ведущим колесам каждой стороны средней и задней оси при помощи двух карданных валов 4 и 6 и конических шестеренчатых передач 5. К передним колесам вращающий момент подводится при помощи карданных лалов 2 и шестеренчатых передач 1.
Для увеличения проходимости по пересеченной местности автомобиль снабжен двумя парами катков с пневматическими шинами, поставленными на вращающихся ступицах впереди автомобиля и между передней и средней осями. В средней части шасси установлена лебедка 7; привод лебедки выполнен карданным валом от раздаточной коробки. Не имея существенных преимуществ и отличаясь сложностью, раздельный привод к колесам каждой стороны автомобиля распространения не получил.
Четырехосные автомобили выполняются с одним, двумя и всеми ведущими мостами. Автомобили с одним и двумя ведущими мостами применяются для перевозки грузов по хорошим дорогам и имеют обычно большую грузоподъемность. Четырехосные автомобили со всеми ведущими мостами грузоподъемностью до 10-12 т применяются для перевозки грузов по плохим дорогам или используются в качестве тягачей для автопоездов. Автомобили последнего типа благодаря небольшому удельному давлению на грунт и большой силе тяги имеют весьма высокую проходимость, а при определенном расположении осей могут также преодолевать значительной ширины канавы и рвы. Для получения хорошей маневренности четырехосные автомобили обычно выполняются с двумя парами управляемых колес - на двух передних осях или на передней и задней.
На фиг. 723 показано шасси четырехосного грузового автомобиля грузоподъемностью 16 т. Ведущий мост у автомобиля один. Двигатель автомобиля сдвинут в сторону, что позволяет разместить рядом с ним место водителя; кабина устанавливается над двигателем. Управляемыми выполнены колеса двух передних осей.
На фиг. 724 представлено шасси четырехосного тягача со всеми ведущими мостами. Шасси тягача имеет несколько необычную компоновку. Двигатель 1 в одном блоке со сцеплением и коробкой передач 3 установлен в стороне от продольной оси тягача, что освобождает справа от двигателя место для водителя. Сзади двигателя установлен радиатор 2 системы охлаждения. От коробки передач вращающий момент передается через карданный вал 4 к дополнительной коробке 5 и далее через главный карданный вал 6 и шестеренчатый редуктор 7 осуществляется привод к главной передаче заднего моста, а через карданные валы 8 - к главным передачам переднего и средних мостов. Главные передачи у всех мостов - червячные. Подвеска мостов балансирная и выполнена при помощи полуэллиптических рессор. Четыре колеса -- два передних и два задних - управляемые, что обеспечивает тягачу небольшой радиус поворота. Запасные колеса расположены перед двигателем, так как иное размещение их при значительном размере шин затруднительно.
Четырехосные автомобили не получили широкого распространения главным образом из-за сложности и высокой стоимости конструкции.
Первоначально на развитии грузовиков отразилась малая надежность ранних легковых автомобилей. Грузовыми машинами по-настоящему занялись лишь после того, как автомобиль стал более надежным. На фабриках чаще всего заменяли заднюю часть пассажирского кузова большой легковой машины ящиком и создавали таким образом фургончики на колесах, обладавшие теми же ходовыми свойствами, что и базовая легковая модель. Но если легковой автомобиль успешно соревновался с конной пролеткой в скорости и экономичности, то фургон на его базе уступал конному. К тому же объем кузова был небольшим. Положение изменилось лишь в начале XX в. Автомобилестроители создавали машины все большей грузоподъемности. От легкового автомобиля в них сохранялись только общая схема и двигатель. Грузовики приобрели большую площадь кузова, массивную ходовую часть, двойные задние колеса, сплошные резиновые шины вместо пневматических. Несмотря на примитивность первых грузовых автомобилей, они уже значительно превосходили гужевую повозку по скорости, а легковую машину - по отношению массы полезной нагрузки к массе конструкции. Так начался век грузового автомобиля.
В 1891 г. фабрикант Готлиб Даймлер и его партнер Вильгельм Майбах в очередной раз объединили свои усилия с целью создания моторизированной тележки, на которой можно было бы перевозить грузы. В 1896 г. Даймлер в одном из рекламных проспектов предложил покупателям свой первый грузовой автомобиль. К сожалению, данных о количестве первых выпущенных грузовых автомобилей не сохранилось. Известно лишь, что покупателям предлагалось четыре модели различной грузоподъемности - 1500, 2500, 3750 и 5000 кг. Ни одной подобной машины до нашего времени не сохранилось, однако по имеющимся в архивах «Мерседеса» изображениям и чертежам инженерам удалось построить копию первого грузовика: подвеска автомобиля выдает его родство с каретой, спереди кузов покоится на листовых рессорах, а в подвеске задней оси использованы винтовые пружины. Управление автомобилем осуществлялось с помощью рулевого колеса, которое цепью было соединено с передней осью. Интересен тот факт, что первый грузовик имел уже не ручной, а ножной тормоз, который воздействовал не на колеса, а на трансмиссию. Среди материалов, применявшихся при изготовлении автомобиля, преобладало дерево, из которого были сделаны рамы, колеса и кузов.
Прошло немало времени, прежде чем грузовые машины в полной мере заявили о себе. Производители грузовиков, видя возрастающий интерес к своей продукции, приступили к ее усовершенствованию. Готлиб Даймлер одним из первых переместил силовой агрегат своих автомобилей с задней части вперед, под сиденье. Спустя еще семь лет машины, выпускаемые Даймлером, приобрели очертания грузовика, которые по сей день просматриваются в капотных машинах. Мощность используемых на транспортных средствах моторов также продолжала расти.
Первая мировая война отрицательно повлияла на развитие конструкций грузовиков. Первые попытки создания дизельных двигателей, начатые Венцем в 1909 г. и Даймлером в 1911 г., были забыты. Помешало быстрому развитию грузовиков и то, что многие производители комплектующих к автомобилям оказались по разные стороны фронта. Это повлекло за собой серьезные проблемы с комплектацией машин. Вторая мировая война тоже не могла не сказаться на развитии грузового автотранспорта. Многие заводы и фабрики, занимавшиеся до этого времени производством грузовых машин, были выведены из строя, а то и вовсе разрушены. Несмотря на это, в послевоенные годы многие фирмы наладили производство грузовых автомобилей. В 50-е гг. грузовые перевозки имели большее значение, чем раньше. Более того, они составили серьезную конкуренцию железнодорожному транспорту. Развивающиеся страны Азии и Африки нуждались в простых и надежных транспортных средствах, способных перевозить не только людей, но и грузы по самым плохим дорогам в условиях тропиков. К разработке и производству подобных грузовиков в начале 70-х гг. приступила немецкая фирма «Фольксваген». Она открыла филиалы своих заводов непосредственно на местах и поставляла туда двигатели, коробки передач, рулевое управление. Первое время двигатели располагались сзади, позже на смену им пришло несколько семейств широко унифицированных моделей с силовым агрегатом впереди и задним ведущим колесом. Сборка автомобилей из получаемых комплектующих была организована в обычных ремонтных мастерских, имеющих несложное оборудование. Развернув такую активную деятельность, «Фольксваген» значительно расширил свои рынки сбыта. Среди производителей грузовых автомобилей в Европе следует отметить еще несколько фирм - «Татра», «Шкода» и МАН. Сейчас МАН - один из крупнейших производителей грузовых автомобилей полной массой свыше 8 т и автобусов большой и особо большой вместимости. В программу компании входит свыше 330 базовых моделей общего и специального назначения с количеством осей от двух до пяти, для оснащения которых предлагаются 10 основных вариантов двигателей мощностью от 112 до 600 л.с. Отдельное направление в деятельности компании - создание специализированных автомобилей для работы в условиях полного бездорожья, шасси для установки строительного и подъемно-транспортного оборудования, пожарной техники.
На сегодняшний день грузовой автомобильный транспорт является одной из жизненно важных основ экономики, с помощью которой осуществляются ежедневные перевозки груза более 13 млрд. тонн, а так же связь между производителями и теми, кто нуждается в их продукции.