Файл: Конструкция автомобилей.pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Автомобили»
629.113(07)
Г93
А.В. Губарев, С.С. Никифоров
КОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
Конспект лекций
Часть 1
Допущено УМО вузов РФ по образованию в области
транспортных машин и транспортно-технологических
комплексов в качестве учебника для студентов вузов,
обучающихся по специальности «Автомобиле- и трак-
торостроение»
Челябинск
Издательский центр ЮУрГУ
2010

2
УДК 629.113.001.2 (075.8)
Г93
Одобрено
учебно-методической комиссией автотракторного факультета
Рецензенты:
В.И. Костюченко, А.Д. Рулевский.
Г93
Губарев, А.В.
Конструкция автомобилей: конспект лекций / А.В. Губарев,
С.С. Никифоров. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. –
Ч. 1. – 107 с.
Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения при подготовке инженеров по специальности «Автомобиле- и тракторо- строение», бакалавров по направлению «Наземные транспортные систе- мы», а также может быть полезным для студентов других специальностей, связанных с автомобильной отраслью.
В пособии рассмотрены вопросы конструкции и работы систем, агрегатов и механизмов автомобилей.
Пособие рекомендуется использовать при изучении курсов «Конструкция автомобилей и тракторов», «Конструирование и расчет автомобилей», «Техни- ка транспорта».
УДК 629.113.001.2 (075.8)
© Издательский центр ЮУрГУ, 2010

3
ВВЕДЕНИЕ
Курс «Конструкция автомобилей» является базовым курсом для дальнейшего успешного освоения специальных дисциплин «Теория автомобиля», «Конструи- рование и расчет автомобилей» и др. В результате освоения курса студент должен знать основные конструктивные решения и принципы работы автомобиля в целом и его основных узлов и агрегатов.
В настоящее время существует множество моделей автомобилей, имеющих различное назначение, технические характеристики и потребительские свойства.
Такое многообразие не в последнюю очередь вызвано расширением применения автотехники для личных нужд потребителей. Для удовлетворения запросов раз- личных групп потребителей в конструкцию автомобилей закладываются самые передовые технические решения, направленные не только на улучшение их тех- нических характеристик, но и на максимально возможную роботизацию, т.е. мак- симально возможное ограничение, вплоть до полного устранения, вмешательства водителя в работу систем автомобиля. Это приводит к усложнению конструкции систем и агрегатов автомобиля, в особенности систем управления и контроля.
Следует отметить, что, несмотря на сложность конструкции современных ав- томобилей, в них заложены общие конструктивные принципы, а в большинстве случаев и общие конструктивные решения, изучение которых создает необходи- мую теоретическую базу для понимания конструкций любых моделей.
Тема № 1. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ АВТОМОБИЛЬНОГО
ТРАНСПОРТА
1.1. Понятие подвижного состава
Подвижной состав (ПС) автомобильного транспорта это:
– автомобили,
– автомобильные поезда,
– прицепы и полуприцепы.
1.2. Назначение подвижного состава
ПС предназначен для выполнения транспортных и нетранспортных работ, а именно:
– перевозка грузов,
– перевозка пассажиров,
– перевозка спецоборудования.
1.3. Классификация подвижного состава
ПС классифицируется по различным признакам, определяющим многообразие назначения составляющих ПС, а, следовательно, и их конструкции, рис. 1.1.
1.3.1. Классификация подвижного состава по назначению
По назначению подвижной состав подразделяют:
– ПС общего назначения, предназначенный для выполнения транспортных перевозок,

4
– специализированный ПС, предназначенный для транспортных перевозок определенных типов грузов или пассажиров,
– специальный ПС, предназначенный для производства нетранспортных ра- бот.
Конкретное содержание данного разделения становится более понятным при рассмотрении классификации подвижного состава по типу.
1.3.2. Классификация подвижного состава по типу
1. Пассажирский ПС – предназначен для перевозки людей. а) Легковые автомобили, т.е. механические транспортные средства, имеющие не менее четырех колес, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места водителя, не более восьми мест для сидения:
– общего назначения – для перевозки всех категорий пассажиров, для лично- го пользования потребителей;
– специализированные – для перевозки определенных категорий пассажиров
(скорая помощь, такси);
– специальные – оборудованные специальными устройствами, аппаратурой
(лаборатории, милиция). б) Автобусы, т.е. механические транспортные средства, имеющие не менее че- тырех колес, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения:
– общего назначения – для перевозки всех категорий пассажиров, подразде- ляются на городские, пригородные, междугородные;
– специализированные – для перевозки определенных категорий пассажиров
(санитарные, туристические, школьные);
Рис. 1.1. Классификация подвижного состава автомобильного транспорта
ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
ПО НАЗНАЧЕНИЮ
ПО ПРОХОДИМОСТИ
ОБЩЕГО
НАЗНАЧЕНИЯ
СПЕЦИАЛИ-
ЗИРОВАННЫЙ
СПЕЦИАЛЬ-
НЫЙ
ГРУЗОВОЙ
АВТОМОБИЛИ
АВТОПОЕЗДА
ПАССАЖИРСКИЙ ПРИЦЕПНОЙ
ЛЕГКОВЫЕ
АВТОМОБИЛИ
АВТОБУСЫ
ПРИЦЕПЫ
ПОЛУПРИЦЕПЫ
ОБЫЧНОЙ
ПРОХОДИМОСТИ
ВЫСОКОЙ
ПРОХОДИМОСТИ
ПОВЫШЕННОЙ
ПРОХОДИМОСТИ
ПО ТИПУ

5
– специальные, т.е. всевозможные лаборатории на базе автобусов общего на- значения, форма кузова может быть изменена для адаптации под конкрет- ное оборудование.
2. Грузовой ПС – предназначен для перевозки различных видов грузов (грузо- вые автомобили, автомобили-тягачи, автопоезда). а) Грузовые автомобили, т.е. механические транспортные средства, имеющие не менее четырех колес, используемые для перевозки грузов:
– общего назначения – для перевозки всех видов грузов, кроме жидких без тары, оборудуются кузовами в виде бортовых платформ (рис. 1.2);
– специализированные (рис. 1.3) – для перевозки определенных видов гру- зов, оборудованные кузовами определенных типов (самосвалы, цистерны, фургоны, рефрижераторы и т.п.), а также приспособлениями для погрузки- разгрузки;
– специальные (рис. 1.4), т.е. автомобили, основным назначением которых является выполнение нетранспортных операций (мастерские, краны, бето- номешалки, компрессоры, коммунальные, пожарные).
Рис. 1.2. Грузовой автомобиль об- щего назначения УРАЛ-43202
Рис. 1.4. Специальный грузовой подвижной состав
Рис. 1.3. Специализированный грузовой автомобиль

6 б) Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприце- пов:
– прицепные (грузовой автомобиль с одним или несколькими прицепами);
– седельные (седельный автомобиль-тягач с полуприцепом, рис. 1.5);
– роспуски (грузовой автомобиль с прицепом-роспуском для перевозки длинномерных грузов, например, лес, трубы, рис. 1.6 и 1.7).
Рис. 1.5. Седельный автомобиль-тягач УРАЛ-44202-31 с полуприцепом
Рис. 1.6. Трубовозный автопоезд
Рис. 1.7. Лесовозный автопоезд

7 3. Прицепной ПС. В эту группу входят прицепы и полуприцепы.
Полуприцепы, рис. 1.8б, это буксируемые транспортные средства, ось или не- сколько осей которого расположены позади центра масс полностью загруженного транспортного средства. Полуприцепы имеют опорно-седельное устройство, ко- торое воспринимает горизонтальные нагрузки и нагрузку от значительной доли веса полуприцепа и груза.
Прицепы, буксируемые транспортные средства, разделяются на две подгруп- пы. Полные прицепы (рис. 1.8а) оборудованы, по меньшей мере, двумя осям, имеют буксирное устройство, которое может перемещаться вертикально по от- ношению к прицепу, и не передает вертикальных нагрузок. Сцепное устройство в этом случае – типа «крюк-петля» или «шкворень-петля». Другая группа прицепов
– это прицепы с центральной осью, имеющие буксирное устройство, которое не может перемещаться вертикально по отношению к прицепу. Поэтому статическая вертикальная нагрузка в пределах 10% от веса прицепа передается на тягач.
Сцепное устройство в этом случае может быть также в виде шаровой опоры.
По конструкции прицепы и полуприцепы подразделяются по количеству осей
(одноосные, двухосные и многоосные) и наличию привода на его оси (с активным приводом или без активного привода). По типу автомобилей-тягачей, для которых они предназначены, прицепы и полуприцепы подразделяются на легковые и гру- зовые, а по назначению подразделяются по тем же принципам, что и грузовые ав- томобили:
– общего назначения, т.е. универсальные с кузовами в виде бортовых плат- форм,
– специализированные, например, прицепы-цистерны, прицепы для перевоз- ки катеров и т.п.,
– специальные, например, прицепы-дачи, прицепы-компрессоры и т.п.
1.3.3. Классификация подвижного состава по проходимости
В зависимости от назначения автомобиля в его конструкции заложены техни- ческие решения, обеспечивающие различную степень его проходимости, т.е. воз- можности передвигаться по опорной поверхности различного состояния. Показа- тели проходимости автомобиля подразделяют на геометрические и опорно- сцепные. Геометрические показатели характеризуют соответствие размеров авто- мобиля и дорожных неровностей (например, глубины колеи дороги и дорожного просвета автомобиля).
Рис. 1.8. Прицеп (а) и полуприцеп (б) а) б)

8
Одним из параметров, характеризующих опорно-сцепные показатели прохо- димости, является колесная формула, в левой части которой записано общее чис- ло колес, в правой части после разделительного знака «×» – число ведущих колес, т.е. колес, приводимых во вращение от силовой установки автомобиля.
По проходимости автомобили делятся на следующие группы. а) Автомобили обычной (ограниченной) проходимости, предназначенные для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, сухих грунтовых дорогах. Колес- ная формула таких автомобилей 4×2, т.е. автомобиль имеет один ведущий мост
(передний или задний). б) Автомобили повышенной проходимости, способные преодолевать заболо- ченные, глинистые, заснеженные участки дорог с крутыми подъемами, преодоле- вать водные преграды ограниченной глубины. Колесная формула таких автомо- билей 4×4, автомобиль имеет два ведущих моста, т.е. все четыре колеса автомо- биля являются ведущими. Другой вариант – автомобиль 6×4 с двумя ведущими из имеющихся трех мостов. в) Автомобили высокой проходимости, способные преодолевать серьезные препятствия (ямы, рвы, сильно заснеженные и заболоченные участки, глубокие броды). Такие автомобили являются многоосными со всеми ведущими колесами.
Колесные формулы 6×6, 8×8 и т.п.
1.4. Классификация механических транспортных средств и прицепов
по ГОСТ Р 52051-2003
Транспортные средства – это устройства, предназначенные для перевозки лю- дей или грузов. Подразделяются на механические (оборудованные двигателем) и буксируемые (прицепы, полуприцепы).
Согласно ГОСТ Р 52051-2003 механические транспортные средства и прицепы разделены на категории. Внутри категории также существует разделение на груп- пы, объединяющие транспортные средства по общим конструктивным признакам или по назначению.
Категория L – механические транспортные средства, имеющие менее четырех колес, и квадрициклы. Подразделяется в свою очередь на семь групп. Например, к категории L
1 относятся двухколесные мопеды, к категории L
4
– мотоцикл с коля- ской, а к категории L
6
– легкий квадрицикл.
Категория M – механические транспортные средства, имеющие не менее че- тырех колес и используемые для перевозки пассажиров:
– M
1
– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров и имеющие, помимо места водителя, не более восьми мест для сидения, т.е. легковые автомобили;
– M
2
– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, макси- мальная масса которых не превышает 5 т (автобусы);
– M
3
– транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие, помимо места водителя, более восьми мест для сидения, макси- мальная масса которых превышает 5 т (автобусы).

9
Категория N - механические транспортные средства, имеющие не менее четы- рех колес и предназначенные для перевозки грузов (грузовые автомобили):
– N
1
– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу не более 3,5 т;
– N
2
– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу свыше 3,5 т, но не более 12 т;
– N
3
– транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 12 т.
Категория O – прицепы (включая полуприцепы):
– O
1
– прицепы, максимальная масса которых не более 0,75 т;
– O
2
– прицепы, максимальная масса которых свыше 0,75 т, но не более 3,5 т;
– O
3
– прицепы, максимальная масса которых свыше 3,5 т, но не более 10 т;
– O
4
– прицепы, максимальная масса которых более 10 т.
Кроме названных категорий в стандарте дано определение и обозначение транспортных средств специального назначения, категории T (тракторы) и кате- гории G (транспортные средства повышенной проходимости). Изучение этого ма- териала предлагается провести самостоятельно.
1.5. Обозначения автомобилей и прицепов (полуприцепов)
Система обозначения автомобильного подвижного состава регламентируется отраслевой нормалью ОН 025 270-66. В основу этой системы положено разделе- ние автомобильного ПС на следующие типы:
– легковые автомобили,
– автобусы,
– грузовые автомобили различных типов,
– прицепы и полуприцепы.
Каждый тип подразделяется на классы. В классе – ряд моделей транспортного средства. Различают базовую (основную) модель и ее модификации, отличаю- щиеся от базовой модели конструкцией отдельных узлов и агрегатов.
Обозначение автотранспортного средства согласно ОН 025 270-66 состоит из аббревиатуры завода изготовителя и цифрового индекса, обозначающего тип
(вторая цифра), класс (первая цифра), модель (третья, четвертая или в некоторых случаях пятая цифры), модификацию и исполнение (последующие цифры).
Наряду с этим подвижному составу присваивались обозначения в соответст- вии с заводскими реестрами обозначений, включающими, как правило, буквенные обозначения завода-изготовителя и порядковый номер модели подвижного соста- ва (ГАЗ-52, ЗИЛ-130, МАЗ-500 и т.п.). Заводские обозначения подвижного соста- ва практикуются на ряде моделей до настоящего времени, главным образом на подвижном составе специализированного и специального назначения.
1.5.1. Обозначения легковых автомобилей
Общий вид цифрового индекса – А1ххz. Здесь вторая цифра «единица» обо- значает тип автомобиля – «легковой автомобиль» (категория M
1
по
ГОСТ Р 52051-2003). Первая цифра, обозначенная буквой «А», класс автомобиля