/
Автор: Гольд Б.В.
Теги: машиностроение механика автомобили автодорожный транспорт автомобилестроение
Год: 1956
Текст
Б. В. ГОЛЬД
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
АВТОМОБИЛЕЙ
(ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ)
Под редакцией проф. А. А. ЛИПГ APT А
МАШГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 19 5 6
В книге проанализированы пути развития отече-
ственных и зарубежных моделей автомобилей (легко-
вых, грузовых и автобусов) и исследованы основные
эксплуатационно-конструктивные параметры этих авто-
мобилей (тяговые качества, топливная экономичность^
срок службы и т. п.). На основании проделанного ана-
лиза даны рекомендации по выбору эксплуатационно-
конструктивных параметров для перспективных типов,
автомобилей, а также приведены соображения по
перспективному типажу отечественных автомобилей.
Книга рассчитана на конструкторов и работников,
экспериментальных отделов автомобильных заводов и
научно-исследовательских организаций, а также на
преподавателей и студентов автомобильных втузов.
Редактор инж. И. М. Бауман
Редакция литературы по автомобильному, тракторному
и сельскохозяйственному машиностроению
Зав. редакцией инж. В1 В, БРОКШ
ПРЕДИСЛОВИЕ
Автомобили, которые выпускаются в настоящее время отече-
ственной автомобильной промышленностью, при многих положитель-
ных качествах имеют ряд недостатков. Они выполнены на различ-
ном уровне по своей конструкции и технологии, унифицированы
лишь в незначительной степени, а в серии объединены, обычно,
только в пределах завода-изготовителя.
В шестом пятилетием плане развития народного хозяйства
СССР, наряду с повышением выпуска, предусматривается замена
устаревших моделей автомобилей, автобусов и двигателей новыми
моделями с более высокими эксплуатационными качествами.
Количество моделей, входящих в типаж отечественных автомо-
билей, недостаточно и не может удовлетворить растущие транспорт-
ные потребности народного хозяйства.
Основная задача отечественной автомобильной промышленно-
сти — наиболее полно удовлетворить транспортные потребности
различных отраслей народного хозяйства возможно минимальным
количеством моделей, находящихся в производстве, широко унифи-
цированных между собой и выполненных на высоком уровне по
конструкции и технологии.
Таким образом, при проектировании новых моделей автомоби-
лей для социалистической промышленности необходимо, во-первых,
определить их место в системе перспективного типажа автомоби-
лей и, во-вторых, правильно выбрать параметры, характеризующие
их эксплуатационно-конструктивные качества, с тем, чтобы эти
модели находились на надлежащем уровне по конструкции и тех-
нологии и удовлетворяли особенностям социалистического транс-
порта. В феврале 1943 г. на первой конференции конструкторов
автомобильных заводов автор выступил с предложением объеди-
нить отдельные модели отечественных автомобилей в единый пер-
спективный типаж. В дальнейшем в течение ряда лет он разраба-
тывал эту проблему в автомобильной лаборатории Академии наук
1* 3
СССР, руководимой акад. Е. А. Чудаковым, который придавал
этой проблеме большое значение, направляя общее ее развитие и
способствуя внедрению ее в промышленности. Автор отмечает это
с чувством глубокого уважения и благодарности.
В последние годы перспективный типаж отечественных автомо-
билей прорабатывался в НАМИ. В материалы по данному вопросу,
приведенные в настоящей книге, внесены соответствующие уточне-
ния и дополнения на основании упомянутых работ НАМИ.
Проектирование новой модели автомобиля начинают с создания
общей компоновки и с установления основных эксплуатационно-
конструктивных параметров автомобиля в целом. Затем переходят
к детальному проектированию отдельных агрегатов автомобиля.
Данная книга содержит материалы по первому разделу. Для
детального проектирования отдельных агрегатов автомобиля суще-
ствуют специальные пособия.
В процессе научного редактирования этой книги
проф. А. А. Липгарт поделился с автором своим большим опытом
в области проектирования автомобилей. Его высказывания учтены
автором при работе над рукописью и снабжены соответствующими
ссылками. Автор выражает проф. А. А. Липгарту глубокую благо-
дарность.
ГЛАВА I
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО АВТОМОБИЛЯ
И ПАРАМЕТРЫ ОЦЕНКИ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННО-
КОНСТРУКТИВНЫХ КАЧЕСТВ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТИРУЕМОГО АВТОМОБИЛЯ
Основную характеристику проектируемого автомобиля устана-
вливают в зависимости от эксплуатационного задания. Вид грузов,
предназначенных к перевозке, определяет тип автомобиля (грузо-
вой или пассажирский) и тип кузова (открытая платформа, фур-
гон и т. п.).
Условия перевозок (объем грузо- или пассажиропотоков, орга-
низация транспортных хозяйств и т. п.) позволяют установить
класс грузоподъемности (или вместимости) автомобиля. Дорожно-
климатические условия эксплуатации определяют выбор типа
шасси по проходимости. От топливных рессурсов страны и их
распределения по районам зависит выбор типа двигателя по по-
требляемому топливу (жидкое, твердое, газообразное) для проек-
тируемого автомобиля.
Приведем пример основной характеристики проектируемого
автомобиля: грузовой автомобиль с бортовой платформой или кузо-
вом — фургоном, средней грузоподъемности, высокой проходимо-
сти, с бензиновым двигателем.
Затем устанавливают и увязывают основные эксплуатационно-
конструктивные качества проектируемого автомобиля и уточняют
конструкцию.
В условиях социалистического планового хозяйства намечают
возможную унификацию по агрегатам проектируемого автомобиля
с автомобилями, находящимися в производстве. В зависимости
от потребного количества проектируемых автомобилей решают
вопрос о целесообразности введения в производство новых основ-
ных агрегатов (двигателя, коробки передач и т. п.) или создания
модификации одной из существующих конструкций, со сниже-
нием до возможного предела оптимальных требований к проекти-
руемому автомобилю. По основной характеристике проектируемого
5
автомобиля составляют эксплуатационно-техническую характери-
стику. Например:
Грузоподъемность (по дорогам с твердым по-
крытием) в т.............................
Число колес (из них ведущих)..............
Собственный вес в кг......................
Максимальный динамический фактор на прямой
передаче в кг/кг ..........................
Максимальная скорость (по шоссе) в км1час . .
Тип двигателя ............................
Максимальная мощность в л. с.
Рабочий объем вл ...........................
Минимальный расход топлива в л/100 км . . .
Шины (сзади двухскатные)....................
Типы кузовов ...............................
0,07
80
Бензиновый,
карбюраторный,
четырехтактный
НО л. с. при
3600 об/мин
3,5
18,0
7,50-20
Нормальная
и высокобортная
платформы, фур-
гон и цистерна
Эксплуатационно-техническая характеристика автомобиля может
содержать и значительно большее число параметров.
Для того чтобы составить основную характеристику проектируе-
мого автомобиля, необходимо установить классификацию автомоби-
лей по основным признакам. Эксплуатационно-техническую харак-
теристику определяют на основании анализа конструктивных
качеств автомобиля.
Автомобили классифицируются по основным признакам следую-
щим образом.
По назначению все автомобили подразделяются на транс-
портного назначения (транспортные) и на специаль-
ного назначения (специальные). Первые предназначаются
для перевозки грузов и пассажиров, вторые — для перевозки уста-
новленного на них производственного или специального оборудова-
ния, а также для каких-либо других целей (например, гоночные
автомобили).
Транспортные автомобили, по роду перевозимого груза, подраз-
деляют на грузовые, пассажирские и грузо-пасса-
жирские. Пассажирские автомобили, имеющие до 9 мест (вклю-
чительно) для сидения, расположенных в поперечных (двух или
трех) рядах, называют легковыми автомобилями, а свыше
9 мест — автобусами. Транспортный автомобиль, снабженный
сцепным приспособлением и буксирующий прицеп, называется
буксирным. Автомобиль, специально предназначенный для
буксирования прицепов или полуприцепов, называется тягачом.
Седельным тягачом называется тягач, который предназна-
чен для буксировки полуприцепов и снабжен опорной площадкой,
воспринимающей вертикальную нагрузку от полуприцепа и перево-
зимого на нем груза. Прицепом называется повозка, предназна-
ченная для перевозки грузов и транспортируемая буксирным авто-
6
мобилем или тягачом. Нагрузка от собственного веса прицепа и
полезной нагрузки, лежащей на нем, передается на опорную по-
верхность через его колеса. Полуприцепом называется по-
возка, предназначенная для перевозки грузов и сцепляемая с
седельным тягачом. Нагрузка от части собственного веса полупри-
цепа и полезной нагрузки, лежащей на нем, передается на седель-
ное устройство тягача, а остальная часть — на опорную поверх-
ность через колеса полуприцепа.
Роспуском называется прицеп (обычно с дышлом) для
перевозки длинномерных грузов. Длина дышла может быть изме-
нена в зависимости от длины перевозимого груза. Буксирный
автомобиль с одним или несколькими прицепами, а также тягач
с полуприцепом называется автопоездом.
По конструктивным признакам автомобили классифицируются
по роду двигателя, трансмиссии и движителя.
По роду двигателя автомобили классифицируются следую-
образом:
тепловые — с тепловым двигателем (внутреннего сгорания
или паровым);
электрические — с электрическим двигателем, питаю-
щимся от аккумуляторной батареи или от внешней сети.
Тепловые автомобили в свою очередь подразделяются на:
карбюраторные — с поршневым двигателем внутреннего
сгорания, работающим на карбюрированном жидком топливе;
дизельные — с поршневым двигателем внутреннего сгора-
ния, работающим на тяжелом жидком топливе, с воспламенением
от сжатия;
газобаллонные — с поршневым двигателем внутреннего
сгорания, работающим на сжатом или сжиженном газе, поступаю-
щем из специальных баллонов;
газогенераторные — с поршневым двигателем внутрен-
него сгорания, работающим на газе, поступающем из генераторной
установки;
паровые — с паросиловой установкой;
газотурбинные — с газотурбинной силовой установкой.
Электрические автомобили в свою очередь подразделяются на:
аккумуляторные — с электрическим двигателем, питаю-
щимся от аккумуляторной батареи, установленной на автомобиле;
троллейные — с электрическим двигателем, питающимся
от внешней сети.
По роду трансмиссии автомобили классифицируются следующим
образом:
с механической (ступенчатой или бесступенча-
той) трансмиссией — с преобразованием крутящего момента
только механическим путем (со ступенчатой или бесступенчатой
механической коробкой передач); эти автомобили иногда снабжают
гидродинамической муфтой (например, автомобиль ЗИМ);
с гидравлической трансмиссией — с преобразова-
нием крутящего момента только гидравлическим путем; эти авто-
7
мобили снабжаются механической передачей для осуществления
заднего хода и иногда дополнительной (запасной) механической
передачей (например, автомобиль «Бьюик»); (
с гидромеханической трансмиссией — с преобра-
зованием крутящего момента гидравлическим путем (обычно гидро-
динамическим трансформатором) и, кроме того, механическим
путем (обычно планетарной передачей);
с электрической трансмиссией — с преобразованием
крутящего момента электрическим путем (например, автобус
ЗИС-154).
По роду движителя автомобили классифицируются следующим
образом:
колесные, имеющие в качестве движителей колеса;
полугусеничные, имеющие в качестве движителей колеса
и гусеницы;
колесно-гусеничные, имеющие в качестве движителей
сменные колеса и гусеницы.
Колесные автомобили в свою очередь по числу колес (осей)
подразделяются на:
четырехколесные (двухосные), имеющие четыре
колеса (две оси), из которых ведущими могут быть колеса перед-
ней оси, задней оси или обеих осей (4X2 или 4X4);
шестиколесные (трехосные), имеющие шесть колес
(три оси), из которых ведущими могут быть колеса одной оси, двух
осей, или всех трех осей (6X2, 6X4 или 6X6);
многоколесные (многоосные), имеющие более шести
колес (более трех осей), у которых может быть любое возможное
сочетание поддерживающих и ведущих колес.
По проходимости автомобили классифицируются следующим
образом:
ограниченной проходимости, предназначенные в
основном для эксплуатации по дорогам с твердым покрытием;
нормальной проходимости или автомобили общего
назначения, предназначенные для эксплуатации по дорогам всех
классов;
высокой проходимости, предназначенные для эксплуа-
тации по дорогам всех классов, а также по бездорожью.
Автомобили, которые по своим весовым и габаритным пара-
метрам не могут работать на дорогах общего назначения и экс-
плуатируются лишь на специально подготовленных дорогах (тяже-
лые самосвалы и т. п.), выделяются в особую группу внедорож-
ных (например, самосвал МАЗ-525).
По роду перевозимого груза или по категории пассажиров авто-
мобили подразделяются на:
универсальные, предназначенные для перевозки всех
видов грузов или всех категорий пассажиров;
специализированные, предназначенные для перевозки
определенных видов грузов (жидкостей в цистернах, готового
платья, кондитерских изделий и т. п. в фургонах со специальным
8
оборудованием) или для перевозки определенных категорий пасса-
жиров (туристов, экскурсантов, школьников, больных и т. п. —
в автобусах; врачей, почтовых служащих и т. п. — в легковых авто-
мобилях) .
По эксплуатационным условиям автомобили могут дополни-
тельно классифицироваться следующим образом:
городские, предназначенные в основном для внутригород-
ских перевозок;
междугородные (магистральные), предназначенные в
основном для междугородных перевозок по магистральным
дорогам;
внутрирайонные, предназначенные в основном для вну-
трирайонных и пригородных перевозок по дорогам всех классов.
Легковые автомобили дополнительно классифицируются
(в зависимости от интенсивности эксплуатации) следующим
образом:
легковые личного пользования, предназначенные в
основном для индивидуального обслуживания, эксплуатация кото-
рых характеризуется небольшим суточным пробегом;
легковые общественного пользования, предназна-
ченные в основном для ведомственного обслуживания или для ком-
мунальной службы (такси), эксплуатация которых характеризуется
значительным суточным пробегом.
Легковые автомобили принято классифицировать по рабочему
объему двигателя.
Под рабочим объемом двигателя, выраженным в литрах, пони-
мается величина V h, подсчитанная по формуле
Vh = 0,001-^5/,
где D —диаметр цилиндра в см;
S — ход поршня в см;
i — число цилиндров.
По рабочему объему легковые автомобили могут быть подраз-
делены на четыре класса:
легковые особо малого литража с рабочим объе-
мом двигателя до 1,0 л;
легковые малого литража (малолитражные) с
рабочим объемом двигателя от 1,0 До 2 л;
легковые среднего литража (среднелитраж-
н ы е) с рабочим объемом двигателя от 2,0 до 4,0 л;
легковые большого литража (м н о г о л и т р а ж-
н ы е) с рабочим объемом двигателя 4,0 л и более.
Следует отметить условность намеченных пределов рабочего
объема двигателя. В соответствии с развитием конструкции двига-
телей и ростом их литровой мощности эти пределы со временем
могут меняться.
Часто бывает необходимо классифицировать автомобили по типу
кузова.
9
Грузовые автомобили по типу кузова классифицируются сле-
дующим образом:
грузовые с открытым кузово м-п латформой (без-
бортовой, бортовой или высокобортный);
грузовые с закрытым кузово м-ф у р г о н о м (универ-
сальным или специализированным);
грузовые с тентовым кузовом;
грузовые с кузово м-с амосвалом;
грузовые с кузово м-ц истерной.
Пассажирские автомобили по типу кузова классифицируют сле-
дующим образом:
пассажирские с закрытым кузовом, т. е. с кузо-
вом, у которого верхняя его часть не снимается и не открывается
(за исключением люка в крыше);
пассажирские с открывающимся кузовом, т. е.
с кузовом, верхнюю часть которого можно снять или открыть.
Эта классификация охватывает лишь основные разновидности
кузовов грузовых и пассажирских автомобилей.
Транспортные автомобили необходимо, кроме того, классифици
ровать по их грузоподъемности и вместимости. Можно рекомендо-
вать следующую классификацию грузовых автомобилей общего
назначения: особо малой грузоподъемности до 1,0 т; малой грузо-
подъемности свыше 1,0 до 3,0 т; средней грузоподъемности свыше
3,0 до 5,0 т; большой грузоподъемности свыше 5,0 т до грузо-
подъемности, установленной весовыми дорожными ограничениями:
для двухосных автомобилей — ориентировочно 9,5 т, для трехосных
автомобилей — ориентировочно 17,0 т (включительно); особо боль-
шой грузоподъемности — свыше предела, установленного дорож-
ными весовыми ограничениями.
К тому или иному классу по грузоподъемности грузовые автомо-
били следует относить по их «номинальной» грузоподъемности, ко-
торую устанавливают с учетом эксплуатации на хороших дорогах
с твердым покрытием (т. е. по максимальной грузоподъемности
автомобиля для данного типа кузова). Аналогичные классы грузо-
подъемности предлагались и ранее [17]. В настоящей классифика-
ции верхний предел для автомобилей большой грузоподъемности
увеличен с 7,0 т до предела, установленного дорожными весовыми
ограничениями. При этом учтен возможный рост грузоподъемности
автомобиля типа МАЗ-200 в связи с его модернизацией и уменьше-
нием собственного веса. Вместе с тем все большее значение в на-
родном хозяйстве начинают приобретать грузовые автомобили особо
большой грузоподъемности, которые предназначаются для эксплуа-
тации вне дорог общего назначения. Эти автомобили целесообразно
выделить в самостоятельную группу.
Если один и тот же грузовой автомобиль завод-изготовитель
выпускает с различными по емкости кузовами для перевозки раз-
личных грузов как компактных (земля, песок), так и грузов с ма-
лым весом единицы объема (свекла, картофель, пустая тара
и т. п.), то, помимо классификации по грузоподъемности, целесо-
10
образно ввести дополнительную классификацию по вместимости
(емкости) кузова. Кузовы большой емкости часто устанавливают
на шасси с удлиненной базой. Таким образом, автомобиль данной
грузоподъемности с различными по емкости кузовами может быть
дополнительно классифицирован по вместимости — малой, средней,
большой и т. д. (в зависимости от числа вариантов кузовов).
Можно рекомендовать следующую классификацию легковых
«автомобилей по вместимости (по полному числу мест, включая
место водителя): легковой автомобиль малой вместимости не более
трех мест, средней вместимости от четырех до шести мест; большой
вместимости от семи до девяти мест (включительно).
Автобусы (городские и внутрирайонные) классифицируют по
вместимости (т. е. по числу мест для сидения, не считая водителя
и кондуктора) следующим образом: автобус особо малой вмести-
мости от 10 до 15 мест; малой вместимости от 16 до 25 мест; сред-
ней вместимости от 25 до 35 мест; большой вместимости от 36 до
45 мест; особо большой вместимости от 46 мест и более.
Классификация междугородных автобусов по вместимости носит
условный характер, так как их вместимость в большой мере зави-
сит от вспомогательных помещений и дополнительного оборудова-
ния, которые могут быть различными (багажные отделения, уста-
новка для кондиционирования воздуха, буфет и т. п.).
Почти все параметры, характеризующие эксплуатационно-кон-
структивные качества автомобиля, зависят от его весовой характе-
ристики. Между тем основные понятия весовой характеристики до
сих пор не уточнены.
Начнем с определения грузоподъемности автомобиля. Старые
модели отечественных автомобилей выпуска 1930—1935 гг. имели
строго установленную грузоподъемность при эксплуатации в основ-
ном на плохих дорогах. Так, например, грузовые автомобили
ГАЗ-АА, а позднее автомобили ГАЗ-MM имели грузоподъемность
1,5 т, автомобили ЗИС-5 — 3,0 т, автомобили ЯГ-6—5,0 т и т. д.
В 1937—1938 гг. было сделано предложение [16] перейти на опре-
деление грузоподъемности грузовых автомобилей двойной цифрой:
более высокая грузоподъемность при эксплуатации по дорогам с
твердым покрытием и более низкая грузоподъемность при эксплуа-
тации в основном по плохим дорогам.
При эксплуатации автомобилей главным образом по дорогам
с твердым покрытием можно повышать грузоподъемность автомо-
билей без снижения срока их службы, так как динамические на-
грузки на этих дорогах по сравнению с нагрузками на плохих
дорогах ниже. В связи с ростом сети дорог с твердым покрытием
все чаще начали появляться транспортные организации, которые
эксплуатировали автомобили в значительной части на хороших до-
рогах, что позволило увеличивать нагрузку автомобилей выше номи-
нальной без снижения срока их службы. Для последних моделей
отечественных автомобилей была установлена соответственно двой-
ная грузоподъемность: автомобили ГАЗ-51—2,0/2,5 г, автомобили
ЗИС-150 — 3,5/4,0 т, автомобили МАЗ-200 — 5,0/7,0 т, автомобили
11
ЗИС-151—2,5/4,5 т и т. д. Целесообразно ли сохранять двойную
грузоподъемность для перспективных типов грузовых автомобилей?
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте автомобиль-
ного транспорта (ВНИИАТ) в последние годы были собраны мате-
риалы приблизительно по 100 автохозяйствам, эксплуатирующим
грузовые автомобили ГАЗ-51 и ЗИС-150 в различных районах
страны. В отдельных автохозяйствах (Ленметрострой, Дорстрой
Юго-Западной ж. д., транспортный отдел Решетихинской фабрики
Министерства рыбной промышленности, Южтяжстрой и др.) свыше
50% транспортной работы (в некоторых хозяйствах до 90%) совер-
шается на дорогах с твердым покрытием в исправном состоянии.
Однако подавляющее большинство автохозяйств все еще продол-
жает эксплуатировать автомобили главным образом на плохих вы-
битых дорогах с каменным покрытием и на грунтовых дорогах раз-
личных категорий. Поэтому двойное обозначение грузоподъемности
целесообразно еще сохранить по крайней мере на ближайшие
10—15 лет.
При планировании транспортной работы в тех автохозяйствах,
автомобили которых большую часть времени работают по хорошим
дорогам с твердым покрытием, следует исходить из высшего пре-
дела грузоподъемности. Даже если небольшая часть рейса будет
совершаться по плохим дорогам, то грузоподъемность автомобиля
можно не снижать, а для сохранности автомобиля водитель должен
соответственно уменьшить скорость движения при прохождении
короткого участка плохой дороги. При эксплуатации автомобилей
в основном на грунтовых дорогах, а также на выбитых дорогах с
каменным покрытием, целесообразнее планировать транспортную
работу, принимая низший предел грузоподъемности. Это позволит
поддерживать более высокую среднюю техническую скорость, обес-
печивая высокие нормы перевозок, без снижения заданного срока
службы автомобиля.
Практика эксплуатации отечественных и импортных автомоби-
лей показала, что при движении в основном по выбитым дорогам
с каменным покрытием и по грунтовым дорогам грузоподъемность
следует снижать до 75—80% от верхнего предела грузоподъемно-
сти, устанавливаемого для движения по хорошим дорогам с твер-
дым покрытием.
Грузоподъемность самосвалов следует устанавливать, учитывая,
что самосвалы на крупных строительствах работают на временных
дорогах. Самосвалы, обслуживающие мелкие строительства и
используемые при дорожно-ремонтных работах, небольшую часть
пути (обычно в месте погрузки и выгрузки) двигаются по плохим
дорогам, а в основном работают на хороших дорогах или на город-
ских улицах. Поэтому их грузоподъемность определяют одним
числом. Для самосвалов, выполненных на шасси бортовых автомо
билей, грузоподъемность следует устанавливать по верхнему пре-
делу грузоподъемности бортового автомобиля с таким расчетом,
чтобы полный вес самосвала был таким же, как и полный вес соот-
ветствующего бортового автомобиля с максимальной нагрузкой.
12
Автомобили высокой проходимости эксплуатировать на х£
дорогах допустимо лишь в виде исключения, хотя в настЬи
время некоторые хозяйства используют автомобили типа ЗИС^К
на хороших дорогах с повышенной грузоподъемностью. Эсплуата^
ция автомобилей высокой проходимости экономически оправды-
вается только в местностях с плохими дорогами и на бездорожьи.
Поэтому их грузоподъемность должна определяться только одним
нижним пределом.
Грузовые автомобили общего назначения по грузоподъемности
классифицируются по верхнему ее пределу. Например, автомобиль
МАЗ-200 должен быть отнесен к автомобилям высокой грузоподъ-
емности по верхнему пределу (7,0 т), а не к автомобилям средней
грузоподъемности по нижнему пределу (5,0 т).
При весовом анализе грузовых автомобилей часто вес водителя
и пассажиров в кабине не учитывают, так как он не относится ни
к полезной нагрузке в кузове (грузоподъемности), ни к собствен-
ному весу. Поэтому для грузовых автомобилей, помимо понятия
грузоподъемности (полезной нагрузки в кузове), следует дополни-
тельно ввести понятие полной грузоподъемности, в которую входит
максимальная для данного автомобиля полезная нагрузка в кузове,
вес водителя и обслуживающего персонала (пассажиров) в кабине.
Грузоподъемность автобусов характеризуется как числом мест
для сидения, так и полным числом мест, считая стоящих пассажи-
ров. К полной грузоподъемности автобусов относится, кроме того,
вес водителя и обслуживающего персонала. При определении пол-
ной грузоподъемности междугородных автобусов учитывают также
и вес багажа (обычно 16 кг на одного пассажира).
Вес пассажиров, водителя и прочего персонала при расчетах
принимают равным 75 кг на одного человека.
Установим весовые параметры автомобилей без полезной на-
грузки. Для оценки автомобилей в отношении расхода материала
на их изготовление целесообразно ввести понятие сухого веса
автомобиля, т. е. веса незаправленного и неснаряженного автомо-
биля без полезной нагрузки.
Незаправленным называется автомобиль без топлива, без воды
в системе охлаждения, без масла в картерах двигателя и других
агрегатах автомобиля, без рабочих жидкостей в гидравлической
муфте, гидравлическом подъемнике самосвального механизма и т. п.
Неснаряженным называется автомобиль без предусмотренного
техническими условиями шоферского инструмента, запасных колес
с шинами, шанцевого инструмента, цепей противоскольжения и т. п.
Собственным весом автомобиля называется вес полностью за-
правленного и снаряженного автомобиля без полезной нагрузки,
водителя и обслуживающего персонала.
Полным весом автомобиля называется сумма собственного веса
автомобиля’, полезной нагрузки, а также веса водителя и обслужи-
вающего персонала.
Максимальным полным весом автомобиля называется полный
его вес при максимально допустимой полезной нагрузке в кузове.
13
При компоновке автомобиля и при расчете дорожных сооруже-
ний большое значение имеет распределение веса по осям. Поэтому
в весовую характеристику автомобиля необходимо ввести понятие
максимального осевого веса, который представляет собой часть
максимального полного веса неподвижного автомобиля, передавае-
мого на горизонтальную опорную плоскость через колеса одной
оси.
По правильно составленной весовой характеристике автомобиля
можно судить о его классе, с необходимой точностью оценивать
эксплуатационно-конструктивные качества автомобиля и сопоста-
влять различные автомобили по весовым параметрам.
ЭКСПЛУАТАЦИОННО-КОНСТРУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЯ
Эксплуатационно-конструктивные качества автомобиля могут
быть охарактеризованы параметрами, зависящими лишь от кон-
структивных особенностей автомобиля (размеры платформы, соб-
ственный вес, максимальная мощность двигателя, давление в ши-
нах и т. п.), и параметрами, зависящими от условий эксплуатации
(средняя техническая скорость на различных дорогах, использова-
ние грузоподъемности при перевозке различных характерных грузов
и т. п.). Параметры первой группы дают общую оценку данного
качества, а параметры второй группы позволяют характеризовать
данное качество в зависимости от типичных для данного автомо-
биля условий эксплуатации. Поясним сказанное примерами.
Коэффициент вместимости характеризует соответствие размеров
кузова грузоподъемности автомобиля. Оценочным параметром
служит удельная площадь (или удельная емкость) кузова, которая
представляет собой отношение полезной площади (или емкости)
кузова к грузоподъемности автомобиля. Этот параметр необходимо
уточнить. Пользуясь спецификацией характерных для данного авто-
мобиля грузов (кирпич, картофель, свекла и т. п.) и учитывая
емкость кузова и вес единицы объема этих грузов, подсчитывают
для каждого вида груза возможную предельную загрузку данного
автомобиля. Это позволяет определить использование (в процен-
тах) грузоподъемности данного автомобиля для характерных пере-
возимых на нем грузов.
Использование собственного веса автомобиля определяется
отношением максимальной его грузоподъемности к собственному
весу или отношением грузоподъемности шасси к его сухому весу.
Этот параметр в данных условиях (см. ниже) характеризует каче-
ство конструкции в отношении использования материала.
Тяговые качества автомобиля определяются величиной динами-
ческого фактора и характером его изменения в зависимости от
характеристики двигателя, передаточных чисел силовой передачи,
полного веса автомобиля, радиуса качения колеса и других кон-
структивных особенностей данного автомобиля.
Задаваясь длиной перегона и качеством дороги, можно на осно-
вании расчета построить кривую разгона для осредненных условий
14
эксплуатации. О тяговых качествах автомобиля можно также
судить по отношению максимальной мощности и максимальной
величины крутящего момента двигателя к максимальному ролному
весу автомобиля (удельная мощность и удельный крутящий момент
автомобиля). .
В зависимости от характерных для данного автомобиля условий
эксплуатации (движение по центральным улицам больших городов,
по проселку, по горным дорогам и т. п.) тяговые качества следует
оценивать по средней технической скорости в данных условиях.
Тормозные качества характеризуются контрольным путем тор-
можения на определенной дороге (обычно асфальтированное сухое
шоссе) при нажатии на тормозную педаль с заданной силой в
момент движения с определенной скоростью. Тип дороги и скорость
движения в момент начала торможения могут изменяться в зави-
симости от условий эксплуатации, характерных для данного авто-
мобиля.
Топливная экономичность определяется расходом топлива на
единицу пути при движении с заданной средней скоростью по дан-
ному маршруту, или на основании экономической характеристики,
построенной для движения с различной скоростью по ровной
дороге с асфальто-бетонным покрытием, или теми же параметрами,
но отнесенными к единице полного веса автомобиля.
При определении топливной экономичности в первом случае
следует учитывать условия эксплуатации (движение по централь-
ным улицам больших городов, по проселочной дороге, по горным
дорогам и т. п.).
Срок службы обычно характеризуется пробегом автомобиля в
километрах (или в часах работы) или отдельных его агрегатов до
капитального ремонта с учетом количества промежуточных средних
ремонтов. При проектировании автомобиля срок службы опреде-
ляется по среднему нагрузочному режиму, установленному для
данного типа автомобиля. Для определения срока службы (долго-
вечности) отдельных агрегатов автомобиля пользуются и косвен-
ными параметрами. Например, долговечность двигателя оценивают
по средней скорости поршня или по пути поршня на единицу пути,
пройденного автомобилем (jw/100 м).
Срок службы необходимо, кроме того, определять для всех
основных агрегатов автомобиля в зависимости от характерных для
данного автомобиля условий эксплуатации (эксплуатация в северных
районах при очень низкой температуре, на пыльных дорогах, на
горных дорогах, эксплуатация в городе с частыми остановками
и т. п.).
Надежность и простота технического обслуживания характери-
зуются числом мест обслуживания и их доступностью, числом и
трудоемкостью регулировок, степенью унификации деталей и нор-
малей для данного автомобиля и для группы унифицированных
Между собой автомобилей. Более полно эти качества можно оцени-
вать временем простоя (из-за неполадок или необходимости обслу
Живания) при эксплуатации в условиях, характерных для данного
15
автомобиля, с учетом средней квалификации лиц, проводящих тех-
ническое обслуживание.
Удобство погрузки и разгрузки характеризуется высотой по-
грузки {или высотой пола кузова), числом откидных бортов (в гру-
зовых автомобилях) или числом, размером и расположением дверей
(в пассажирских автомобилях).
Более полно эти качества оцениваются временем простоя под
погрузкой и разгрузкой в характерных условиях эксплуатации
(у элеваторов, железнодорожных складов и т. п.) и для характер-
ных перевозимых грузов (для грузового автомобиля) или временем
стоянки на остановках (для автобусов).
Удобство управления характеризуется посадочными размерами
места водителя и расположением ор1анов управления, числом опе-
раций, необходимых для управления автомобилем (степенью авто-
матизации управления), а также величиной усилий, которые надо
приложить к органам управления. Кроме того, удобство управления
характеризуется утомляемостью водителя в условиях эксплуатации,
типичных для данного автомобиля (движение по центральным
улицам больших городов, по горным дорогам и т. п.).
Плавность хода определяется параметрами подвески (напри-
мер, числом и отношением колебаний в минуту для передней и зад-
ней подвесок или величиной и отношением статических прогибов
передней и задней подвесок). Более полно плавность хода оцени-
вается интенсивностью и частотой толчков в характерных условиях
эксплуатации (на булыжной мостовой, на проселочной дороге
и т. п.).
Комфортабельность характеризуется посадочными размерами!
пассажирских мест, наличием отопления, вентиляции, кондициони-
рования воздуха и т. п. Более полно комфортабельность должна
оцениваться утомляемостью пассажиров в характерных условиях
эксплуатации (для городского транспорта при коротких поездках,
для внегородского транспорта при длительных поездках, в условиях
жаркого и холодного климата и т. п.).
Обзорность характеризуется диаграммой видимости, задней
обзорностью и освещенностью дороги фарами в ночное время.
Кроме того, обзорность определяется для характерных для данного
автомобиля условий эксплуатации (движение по горным дорогам,
по шоссе в ночное время, по бездорожью и т. п.).
Маневренность определяется внешним габаритным радиусом по-
ворота и шириной поворота.
Кроме того, следует установить характерные для данного авто-
мобиля условия эксплуатации (ширина проездов, радиусы закруг-
ления и т. п.) и оценивать маневренность, например, необходимым
числом включений заднего хода для разворота на дороге данной
ширины и т. п.
Проходимость характеризуется просветами, радиусами проходи-
мости и углами переднего и заднего свеса (проходимость по неров-
ным грунтам), отношением сцепного веса к полному весу автомо-
биля (проходимость по скользким грунтам) и удельным давлением
16
на грунт или, косвенно, внутренним давлением в шинах (проходи-
мость по мягким грунтам). Следует также оценивать проходимость
автомобиля его способностью преодолевать бездорожье или плохие
дороги (движение по песку, болоту, снегу, проселочным дорогам
и т. п.) в характерных для данного автомобиля условиях.
Эксплуатационно-экономические качества автомобиля зависят
от тех или иных конструктивных его качеств. Например, производи-
тельность автомобиля зависит от его тяговых и тормозных качеств,
от степени использования грузоподъемности, от маневренности,
устойчивости, плавности хода, удобства погрузки и разгрузки, на-
дежности и простоты технического обслуживания и, наконец, от
срока службы автомобиля.
Себестоимость перевозок зависит от производительности авто-
мобиля, его топливной экономичности, затрат на ремонт
и т. д.
Как уже упоминалось, эксплуатационно-конструктивные каче-
ства автомобиля характеризуются параметрами, зависящими как
от особенностей конструкции автомобиля, так и от условий эксплуа-
тации. Параметры первой группы для автомобиля данной модели,
очевидно, являются неизменными, тогда как параметры второй
группы со временем могут изменяться вне зависимости от кон-
струкции данного автомобиля. Например, при расширении ассорти-
мента грузов, перевозимых автомобилем, или при необходимости
[направить автомобиль в новые районы (на дальний север, где ранее
использовались автомобили других типов), или в том случае, когда
отпадает необходимость эксплуатировать автомобиль в данных
условиях (в зоне пустынь, так как для этих условий эксплуатации
начат выпуск специального типа автомобиля) и т. д.
Вследствие изменения эксплуатационных параметров конструк-
торы должны менять конструктивные параметры, т. е. конструкцию
автомобиля. Кроме того, анализ параметров, зависящих от условий
эксплуатации, позволит наметить мероприятия для лучшего при-
способления автомобиля к условиям эксплуатации, т. е. к созда-
нию модификаций основной модели (например, монтаж специаль-
ных шин, установка более мощных фильтров для эксплуатации
автомобиля на пыльных дорогах, усиленная система охлаждения
для районов с высокой температурой, повышение передаточного
числа главной передачи для горных местностей и т. п.).
Параметры, зависящие от условий эксплуатации, в настоящее
время разработаны еще недостаточно подробно, и конструкторы
при проектировании новых моделей автомобилей, обычно, оцени-
вают их эксплуатационно-конструктивные качества по параметрам,
зависящим лишь от особенностей конструкции. Как уже говори-
лось, этого недостаточно для всесторонней оценки эксплуатационно-
конструктивных качеств автомобиля.
Сравнительную оценку автомобилей необходимо производить,
Рассматривая одновременно несколько параметров.
Поясним это примером. Чазовой автомобиль ГАЗ-51 имеет зна-
чительно меньший динами'шеях^ фактор на прямой передаче, чем
2 Гольд 2757 17
автомобиль ГАЗ-MM. Отсюда можно сделать ошибочный вывод,
что этот автомобиль обладает худшими тяговыми качествами по
сравнению с прежним автомобилем ГАЗ-MM. Однако, как показы-
вает практика, автомобиль ГАЗ-51 имеет во всех характерных для
него условиях эксплуатации более высокую техническую скорость,
чем автомобиль ГАЗ-MM. Объясняется это тем, что плавность хода
и устойчивость автомобиля ГАЗ-51 значительно выше, чем у авто-
мобиля ГАЗ-MM. Из-за недостаточной плавности хода и плохой
устойчивости на автомобиле ГАЗ-MM нельзя развивать в эксплуа-
тации высокую скорость, соответствующую его тяговым возможно-
стям.
На основании тенденций развития тех или иных параметров по
годам нельзя устанавливать для этих параметров предельные вели-
чины. Следует помнить, что предельная величина для каждого
параметра, характеризующего конструкцию, зависит от качества
конструкции, применяемых материалов и совершенства технологии
на данном этапе автомобилестроения. Непрерывно совершенствуя
конструкцию автомобиля и технологический процесс его изготовле-
ния, надо стремиться повышать пределы напряжения в механизмах.
Так, например, нельзя устанавливать предел форсировки двигателя
(предельного числа оборотов, степени сжатия, средней скорости
поршня и т. п.). Устанавливать предельные величины параметров
можно лишь для данного конструктивного и технологического
уровня. Одновременно следует искать конструктивные и техноло-
гические решения для возможности дальнейшей форсировки дви-
гателя без снижения, а, быть может, и с повышением срока его
службы. Увеличение интенсивности смазки, выбор более совершен-
ной формы поршня и поршневых колец, введение новых материа-
лов и технологических операций позволят еще более повысить
среднюю скорость поршня и фактор оборотности при сохранении
заданного срока службы двигателя. Все эти соображения являются
решающими при установлении тенденций в развитии конструкции
автомобилей.
Было бы неправильно анализировать эксплуатационно-конструк-
тивные качества автомобилей лишь на основании развития отече-
ственных автомобилей, в отрыве от мирового автомобилестроения.
Вместе с тем анализ эксплуатационно-конструктивных качеств за-
рубежных автомобилей чрезвычайно затруднен многочисленностью
моделей, выпускаемых за рубежом, обусловленной в основном кон-
куренцией между отдельными фирмами, которые стремятся захва-
тить все категории покупателей, а потому вынуждены выпускать
автомобили многих типов и разновидностей. Если одна из фирм
готовит к выпуску новую модель, имеющую какие-либо специфиче-
ские особенности (по грузоподъемности, комфортабельности, про-
ходимости и т. п.), то конкурирующие фирмы немедленно начи-
нают готовить аналогичную модель, чтобы не потерять определен-
ную группу покупателей. Эта «конкуренция моделей» значительно
увеличивает и без того огромную разнотипность автомобильного
парка капиталистических стран.
18
Так, например, в США 22 фирмы, производящие грузовые авто-
мобили, выпускают около 330 типо-размеров автомобилей различ-
ной грузоподъемности, которые модифицируются по типам кузовов
(низкобортные, высокобортные, закрытые, открытые, самосвалы,
цистерны и пр.), по базе и, следовательно, по вместимости кузовов,
по главной передаче и размерам шин, позволяющим значительно
изменять грузоподъемность автомобиля в пределах данного типа.
Фиг. 1. Изменение по годам количества выпускаемых моделей легковых
автомобилей в различных странах:
/ — Англия; 2 —Франция; 3 — США; 4— Германия.
В Англии 38 фирм выпускают до 380 типо-размеров грузовых
автомобилей.
В отношении легковых автомобилей за границей также наблю-
дается большое разнообразие типов и моделей. Так, например, в
США 19 фирм выпускают около 55 типо-размеров легковых авто-
мобилей, в Англии 35 фирм выпускают до 80 типо-размеров легко-
вых автомобилей, в Западной Германии 12 фирм выпускают
22 типо-размера легковых автомобилей.
При этом большинство выпускаемых за границей легковых
автомобилей модифицируются путем установки на них кузовов
весьма разнообразных типов (закрытые, открытые, четырехдверные,
Двухдверные, многоместные, двухместные, пикапы, грузо-пассажир-
ские фургоны и пр.).
В отношении автобусов можно указать, что в США 13 фирм
выпускают около 75 типо-размеров автобусов, на которых устана-
вливают разнообразные типы кузовов как по вместимости, так' и
по назначению (городские, пригородные, междугородные, турист*
ские, школьные « пр.).
Большое разнообразие наблюдается за границей и в автомоби-
лях высокой проходимости гражданского типа. Так, в США,
Фиг. 2. Изменение по годам количества выпу-
скаемых автомобильными фирмами США
моделей грузовых автомобилей.
16 фирм выпускают до
180 основных типо-разме-
ров этих автомобилей, а
в Англии 17 фирмами
выпускаются до 130 типо-
размеров автомобилей вы-
сокой проходимости.
Отметим, однако, что
в условиях капиталисти-
ческого производства чи-
сло автомобильных фирм
и число моделей автомо-
билей, выпускаемых эти-
ми фирмами, с каждым
годом сокращается. Это
явление (фиг. 1—3) со-
провождается объедине-
нием отдельных автомо-
бильных фирм в крупные
Фиг. 3. Изменение по годам в различных странах количества фирм, произ-
водящих автомобили:
/ — США (грузовые); 2 —Англия (легковые); 3— США (легковые); 4 — Франция (легковые);
5— Германия (легковые).
Упомянутое огромное количество моделей автомобилей в капи-
талистических странах затрудняет обработку статистических данных
при подсчете средних значений эксплуатационно-конструктивных
параметров. Воспользоваться же готовыми статистическими сводка-
20
ми, которые приводятся в иностранных журналах (главным образом
американских), не всегда возможно, так как эти сводки часто носят
рекламный характер и искажают действительную картину, вводя
в заблуждение читателя. Поэтому была поставлена цель провести
объективную обработку статистических данных по основным пока-
зателям, характеризующим эксплуатационно-конструктивные каче-
ства иностранных автомобилей. Следует отметить, что также не-
сколько условны и статистические сведения, приведенные в настоя-
щей работе, так как исходные данные, положенные в основу анализа
и заимствованные из американских сводок, сами иногда имеют
условный характер (например, заведомое преувеличение каталож-
ной мощности двигателей). Эти условности в дальнейшем каждый
раз соответствующим образом оговорены.
При обработке статистических сводок выбор моделей иностран-
ных автомобилей, подлежащих статистической обработке для под-
счета средних значений оценочных параметров, представляет неко-
торую трудность.
Анализ развития легковых автомобилей США произведен на
основании обработки статистических данных по моделям легковых
автомобилей, выпускаемых фирмами, имеющими годовой сбыт
свыше 20 000 шт. Анализ развития грузовых автомобилей США
произведен на основании обработки статистических данных по
моделям грузовых автомобилей, выпускаемых фирмами, имеющими
годовой сбыт свыше 2500 шт. (хотя бы за один год существования).
При обработке статистических сводок по автобусам США и по
европейским автомобилям были выбраны модели, получившие,
согласно литературным данным, наибольшее распространение.
По данным за 1955 г. наибольшее распространение в Европе
(по сбыту) имеют легковые автомобили следующих фирм (пере-
числены в порядке распространенности): Форд (во всех странах
Европы), Опель, Фольксваген, Рено, Ситроен, Фиат, Пежо, Мер-
седес-Бенц и Воксхолл.
ГЛАВА II
КОЭФФИЦИЕНТ ВМЕСТИМОСТИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕСА
КОЭФФИЦИЕНТ ВМЕСТИМОСТИ
Выше было сказано, что коэффициент вместимости характери-
зуется удельной площадью (или удельной емкостью) кузова, т. е.
отношением полезной площади (или емкости) кузова к грузо-
подъемности автомобиля.
При выборе этого параметра конструктор учитывает общую
компоновку автомобиля, распределение веса по осям и характери-
стику перевозимых грузов, ограничивая емкость кузова из опасе-
ний частой перегрузки автомобиля в эксплуатации. Увеличивать
емкость кузова, повышая высоту бортов, не следует, особенно
При открывающихся бортах. При перевозке некоторых компакт-
ных грузов (земля, песок и т. п.) при движении автомобиля соз
дается большая нагрузка на высокие борта вследствие чего они
деформируются. Поэтому борта универсальных платформ не сле-
дует делать выше 600—650 мм. Кроме того, высота бортов кузова
должна обеспечить некоторый резерв для перевозки грузов с мень-
шим объемным весом (зерно, картофель).
Для перевозки грузов с особо малым объемным весом (ка-
пуста, сено, пустые бочки и т. п.) выпускают специальные кузова
с высокими бортами (обычно решетчатыми). Вместе с тем емкость
универсального кузова должна быть такой, чтобы была обеспечена
полная загрузка автомобиля (до установленного предела) всеми
грузами, на перевозку которых в основном рассчитан данный
проектируемый автомобиль. Учитывая ограничение высоты бор-
тов универсальной платформы, для лучшего использования грузо-
подъемности необходимо при проектировании автомобиля обеспе-
чить достаточную полезную площадь кузова. В табл. 1 указана
величина коэффициента вместимости для всех отечественных гру-
зовых автомобилей, а в табл. 2 — для некоторых заграничных
грузовых автомобилей. Как видно из этих таблиц, коэффициент
вместимости уменьшается с увеличением грузоподъемности авто-
мобиля. Средняя величина этого коэффициента с годами изме-
няется мало. Следует отметить, что при составлении табл. 2 были
выбраны модели заграничных автомобилей со стандартной базой
в том случае, когда фирма выпускает несколько модификаций (по
базе) данной модели автомобиля. Размеры платформы авто-
22
мобиля ГЛЗ-51 приведены
как для стандартной мо-
дели, так и увеличенные,
в соответствии с решением
комиссии, проводившей го-
сударственные испытания
этих автомобилей. На фиг. 4
нанесены величины коэффи-
циентов вместимости для
различных отечественных и
немецких грузовых автомо-
билей в зависимости от их
грузоподъемности. На фиг. 4
проведены две граничные
кривые и штриховая кри-
вая, соединяющая точки, от-
носящиеся к отечественным
автомобилям. Как видно,
эта кривая занимает сред-
нее положение между гра-
ничными кривыми. Номера
точек на фиг. 4 соответ-
ствуют порядковым номерам
в табл. 2.
Таблица 1
Коэффициент вместимости
для отечественных грузовых
автомобилей
Марка автомобиля Максимальная грузоподъемность в т Внутренние размеры плат- формы в мм Коэффициент вместимости в м2/т
Длина 1 Ширина
ГАЗ-М-415 0.4 1610 1100 4,40
ГАЗ-ММ 1,5 2450 1870 3,25
ГАЗ-51 * 2,5 2940 1990 2,35
ГАЗ-51 ** 2.5 3080 2070 2.60
ЗИС-5 3,0 3085 2085 2.15
ЗИС-150 4,0 3540 2250 2,00
ЯГ-6 5,0 3780 2330 1,75
МАЗ-200 7,0 4500 2480 1,60
ЯАЗ-210 12,0 5770 2450 1,20
* Стандартная модель.
** Модель с увеличенной плат-
формой.
Для определения коэффициента использования грузоподъем-
ности характерные грузы подразделены на следующие группы:
Фиг. 4. Изменение коэффициента вместимости в зави-
симости от грузоподъемности грузового автомобиля.
разные грузы (перевозимые на универсальных грузовых автомо-
билях), сельскохозяйственные и торговые грузы. Грузы последней
23
Таблица 2
Коэффициент вместимости для некоторых немецких грузовых
автомобилей выпуска 1950 — 1954 гг.
№ точек по фиг. 4 Фирма Модель Г рузо- подъем- ность в т Внутренние размеры платформы в мм Коэффи- циент вместимо- сти в м^т
длина ширина
1 Ллойд LJC300 0,3 1100 900 3,3
2 Форд Таунас 0,5 2075 975 4,1
3 V 0,53 1525 975 2,8
4 Опель Олимпия 0,53 1630 1300 4,0
5 дкв F89L 0,75 2000 1390 3,7
6 Гутброд Хекк 604 0,75 2200 1650 4,9
7 Мандербах 750 0,75 2300 1500 4,6
8 Фольксваген VW2 0,76 2000 1500 4,0
9 од Рикс 1,0 2500 1670 4,2
10 Джип Салвгитер 1,0 1800 1450 2,6
11 Темпо Матадор 1,0 3000 1700 5,1
12 Боргвард 1250 1,25 2500 1800 3,6
13 Вендакс 1200 1,28 3250 1750 4,4
14 Опель-Блитц 1,5—45 1,70 2900 1800 3,1
15 Форд Спешэл G38T 1,80 2800 1950 3,0
16 Ханомаг 1,5т Дизель 1,85 3000 1800 2,9
17 Мерседес-Бенц LK3500 3,0 3200 2100 2,2
18 Форд РейнО398ТБ 3,0 3500 2110 2,3
19 V Рур G398T 3,3 3500 2110 2,3
20 Кельбле К410К 3,5 2500 2100 1,5
21 Мерседес-Бенц 3500 3,5 3800 2100 2,3
22 Боргвард В4000 4,0 4400 2200 2,4
23 Бюссинг 5000S 4,8 4000 2200 1,8
24 Мерседес-Бенц L5000 5,0 5000 2300 2,3
25 Ханомаг STA100 5,0 3500 2450 1,7
26 Кельбле К610К 5,0 2500 2100 1,1
27 МАН МК25 5,0 5000 2400 2,4
28 Бюссинг 5000S 5,3 5000 2200 2,1
29 Хеншель MS6 6,0 4000 2350 1,6
30 HS6 6,4 5000 2350 1,8 .
31 МАН МК26 6,5 5000 2240 1,7
32 Бюссинг 8000S 7,8 5500 2350 1,7
33 Фаун L7Z 8,0 4500 2320 1,3
34 * L7Z 8,0 5500 2330 1,6
35 * L7V 8,0 6500 2320 1,9
36 Бюссинг 8000S 8,2 5500 2350 1,6
37 Кельбле К631К 8,8 4500 2350 1,2
38 • К631К 9,0 5500 2400 1,5
24
группы можно перевозить на специализированных грузовых авто-
мобилях.
При определении коэффициента использования грузоподъемно-
сти необходимо учитывать, что высота навалочных грузов в кузове
должна быть на 5 см ниже уровня борта, чтобы предотвратить
высыпание груза при перевозке; высота штучных грузов может
быть на 20—30 см выше уровня бортов (80 см от уровня пола
платформы). Такая погрузка допустима без дополнительной увязки
груза.
Данные подсчета сведены в табл. 3. Как видно из этой
таблицы, при перевозке грузов разных групп на универсальных
грузовых автомобилях коэффициент вместимости для всех отече-
ственных автообилей, кроме автомобиля МАЗ-200, равен 1,0 или
100;%. Это значит, что перечисленными грузами (названными
«разные») указанные автомобили можно загрузить до верхнего
предела их грузоподъемности.
Как видно из табл. 3, при перевозке сельскохозяйственных гру-
зов полностью использовать грузоподъемность отечественных авто-
мобилей не представляется возможным.
На фиг. 5 приведены кривые зависимости нагрузки (в г) оте-
чественных автомобилей от объемного веса (в т/м3) перевозимых
навалочных и штучных грузов.
Предельной нагрузке ограниченной грузоподъемностью данного
автомобиля (по верхнему пределу), соответствуют горизонтальные
линии. По штриховым прямым можно определять перегрузку авто-
мобилей при перевозке грузов с большим объемным весом при
полном использовании емкости кузова.
Прямая аб на фиг. 5 показывает, что с увеличением грузо-
подъемности автомобиля, для полного использования ее необхо-
димы грузы большего объемного веса.
Следует иметь в виду, что основная часть выпускаемых в Совет-
ском Союзе грузовых автомобилей малой и средней грузоподъем-
ности будет работать на сельскохозяйственных перевозках и по-
этому эти автомобили должны удовлетворять требованиям, которые
сельское хозяйство предъявляет к автомобильному транспорту. Та-
ким образом, надо признать, что размеры платформы автомобилей
ГАЗ-51 и ЗИС-150 недостаточны. При разработке перспективных
типов грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности
необходимо снабдить их кузовами, которые обеспечивали бы пере-
возку навалом основных сельскохозяйственных грузов при полном
Использовании грузоподъемности. Принимая во внимание, что
сельскохозяйственный транспорт в основном работает на грунто-
вых дорогах, размеры кузовов допустимо определять по низшему
пределу грузоподъемности.
В табл. 4 приведены результаты подсчетов размеров платформ
Для перевозки основных сельскохозяйственных грузов весом от 2,1
Д° 5,0 т: при нагружении картофеля навалом (объемный вес
0,68 т/м3) вровень с бортами и ржи (объемный вес 0,73 т/м3) на
5 см ниже уровня бортов.
25
Таблица
Коэффициент использования грузоподъемности
отечественных автомобилей
Груз Упаковка Объемный вес в m/.w3 Коэффициент использования грузоподъемности автомобиля
Группа Наименование ГАЗ-ММ ГАЗ-51 ЗИС-5 ЗИС-150 МАЗ-200
Р Железо сор- В связках 2,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
товое
а Гравий Навалом 1,6 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
3 Кирпич Без упаков- 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
ки
н Земля сухая Навалом 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
ы Пиломате- Без упаков- 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
риалы ки
е Уголь ка- Навалом 0,78 1,0 0,8 0,9 0,9 0,7
менный
Бревна раз- Без упаков- 0,75 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
ные ки
Жидкости Бутыли в 0,7 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9
разные корзинах
Мука В мешках 0,67 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Зерно То же 0,67 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Жидкости В бочках 0,65 1,0 1,0 1.0 1,0 0,8
разные
Крупа В мешках 0,6 1,0 1,0 1,0 1,0 0,8
Рожь Навалом 0,73 0,95 1,0 0,85 0,85 0,65
Картофель 0,68 0,9 0,95 0,8 0,8 0,6
Свекла 0,65 0,85 0,9 0,75 0,75 0,55
Сельско- Овощи раз- 9 0,55 0,8 , 0,6 0,6 0,6 0,5
хозяйст- ные
венные Овес 9 0,47 0,65 0,65 0,55 0,55 0,4
Капуста 9 0,35 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3
свежая
Сено прес- В кипах 0,28 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4
сованное
Галантерея и парфю- В ящиках 0,5 1,0 1,0 0,9 0,8 0,6
мерия
Ткани раз- В кипах 0,4 1,0 0,8 0,7 0,7 0,5
Торговые ные
Платье го- товое В тюках 0,32 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4
Пряжа раз- ная В кипах , 0,22 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3
26
При значительном удлинении платформы автомобили большой
грузоподъемности не смогут надежно работать на плохих грунто-
вых дорогах вследствие увеличения их базы. Поэтому их следует
Нагрузка.
Фиг. 5. Зависимость величины нагрузки (в т) отечественных автомобилей
от объемного веса перевозимых грузов:
а —навалочные грузы; б —штучные грузы; 1 — МАЗ-200; 2 — ЗИС-150; 3—ЗИС-5; 4 — ГАЗ-51,
5—ГАЗ-ММ.
Таблица 4
Размеры платформ при перевозке основных сельскохозяйственных
____________________________грузов___________________________
Размеры кузова в мм , 1 о >< i «о । 2 _ oj с я 2 х м « " и М я К я £ х о у £ х 2 Q. “ в в ¥ О Г 1) Ч L. * С « <и и СП 2 о Л 5 * Л h О u К сП Коэффициент вместимости < в м21т Удлинение Платформы по сравнению с существую- щей в мм Примечание
Длина Ширина Высота бортов
2940 3085 3510 3540 3780 4320 5400 4640 — 1990 2085 2150 2250 2250 2330 2330 2330 540 600 600 600 600 600 600 700 2,1 2,5 3,0 3,2 3,5 4,0 5,0 5,0 2,80 2,60 2,50 2,50 2,45 2,50 2,50 2,15 145 570 240 780 1860 1100 Существующая ГАЗ-51 По сравнению с ГАЗ-51 То же Существующая ЗИС-150 По сравнению с ЗИС-150 То же
27
в основном использовать на массовых перевозках разных грузов,
Однако, как видно из табл. 3, даже при перевозке разных грузов
габаритные размеры кузова автомобиля МАЗ-200 необходимо не-
сколько увеличить.
Торговые грузы в основном надо перевозить в специализиро-
ванных кузовах-фургонах. Коэффициент использования грузоподъ-
емности при этом увеличивается, так как полезная высота кузова-
фургона больше, чем у бортовой платформы.
КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕСА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Сравнивать различные автомобили в отношении их веса можно
по удельной грузоподъемности (коэффициенту использования
cvxoro или собственного веса), т. е. по отношению максимальной
грузоподъемности автомобиля соответственно к его сухому или
собственному весу. Так как на одно и то же шасси грузового авто-
мобиля устанавливают кабины и кузовы различных типов (в том
числе и выполненные из дерева) и поскольку автомобили могут
быть снабжены разным оборудованием и иметь неодинаковый запас
воды, топлива и масла, то оценку металлоемкости конструкции
автомобиля правильнее производить по отношению грузоподъемно-
сти шасси к его сухому весу [16] и [25]. При заданном сроке службы
этот параметр достаточно точно характеризует совершенство кон-
струкции и технологии изготовления автомобиля данного типа.
Из табл. 5 видно, что удельная грузоподъемность шасси грузо-
вых автомобилей Горьковского завода имени Молотова весьма
большая (1,9). С годами этот параметр почти не изменился,
однако, срок службы автомобилей за тот же период сильно возрос
(с 60 до 95 тыс. км).
Для грузовых автомобилей Московского завода имени Сталина
при большей грузоподъемности этот параметр имеет меньшую ве-
личину (1,77 для автомобиля ЗИС-150). С годами наблюдается
некоторое повышение коэффициента использования веса (от 1,57
до 1,77) при увеличении срока службы с 85 до 95 тыс. км. Повы-
шение этого параметра от 1,57 до 1,98 с годами наблюдается и для
автомобилей Ярославского и Минского заводов.
Анализ весовых параметров зарубежных грузовых автомобилей
осложняется тем, что понятие грузоподъемности за последнее время
в заграничной технической литературе трактуется весьма широко;
в связи с этим классификация заграничных автомобилей по грузо-
подъемности затруднена.
Уже начиная с 1934—1935 гг. в сводных спецификациях США
грузоподъемность автомобилей указывается в известном интервале.
Иногда этот интервал устанавливают в зависимости от дорожных
условий эксплуатации, аналогично тому, как это делают в специ-
фикациях отечественных грузовых автомобилей последних моделей;
в некоторых случаях нижний предел грузоподъемности относится
к автомобилю с кузовом-самосвалом при работе в карьерных усло-
виях, а верхний — к автомобилю той же модели с бортовой плат-
формой при использовании прицепов на автомагистралях. В этом
28
66
gooOOW^cnOOQWWW О 5 <Ь > Ю ~ do 2 § > о — > g о > Автомобиль
XXXXXXXXz хххх 4^4^O4^4^NDNDNDNDNDNDNDND Тип
c©c©co<oc©c©c©cctcco<ococ© ОЭОО^СоСЛ^ОэООО —‘ Oi QO Nj Год выпуска
NDND^-J^ND^lCnJ^OJNDND — — О О СЛ О О О О О О Сл СП СП Сл Максимальная грузоподъемность 0е в т
00 — Сл^ЮОЭСл^ООЮЬО — — NDOOCnND4^4^QO — ООЧОг 00 SScnocnSSoSoocno Собственный вес автомобиля Go в кг
ND — — — СлСООООД^СОООООСлСлСООО OOCnNDOOOO — NDNDCnOOCnJ*. CnND^JQONDNSCnaoCnQOibOCn ОСлОоСлСлОСлОООСлО Полный вес автомобиля Оъ кг а
*q**JQOCiCn^OO**JOiQiCT>CnCn 00 Qi »й> СЛ СЛ — О Ч О СЛ OO QD ND О СП ОООСЛООООСОО Вес кабины, кузова и оперения в кг
ND^14^ND — J^NDNDND — 4^ M 4* 00 Сл — Сл 4 Q Q? 00 Q О СлСлСлоОООСлООСлОО Вес воды, масла, топлива и снаря- жения в кг
NDOOJ^OO — ^OONDNDND^ — — — *qNDOO^JCn<COOo — OOND—k СлОООСлСло8з§О^лСлО Сухой вес шасси °ш в кг
С04^СГ>Сп№<ОСЛСлС00000ЮЮ — *4OO00ON3ND<O00Cn00ND *>J Oi — Q0CnCnO“4CnOii—»— м СЛСЛООООООООСЛОО Г рузоподъемность шасси Q в кг
О*— ООО — —1 7-0000 0 о О 00 О 00 — О О О оо О 00 00 C0OD — Сл — ООО^ООЬООСО автомобиля Удельная грузоподъемность
Й Ь1 Ь> О сл ’-ч Ч сл о о о О300 — OO0044ND4ONDND 1 5
’ ® 1 1 S 8 8? S 1 S8o L %U. Пробег до перво- го капитального ремонта в тыс. км
Удельная грузоподъемность отечественных автомобилей и их шасси (по данны взвешивания на заводах)
случае номинальная грузоподъемность автомобиля указана в та-
ких широких пределах (2—5 т), что по ней совершенно невозможно
судить о классе рассматриваемого грузового автомобиля [16]. В
американских спецификациях последних лет грузоподъемность
автомобилей обычно совсем не указывается.
Нельзя сопоставлять автомобили только по максимальному пол-
ному весу, который в США устанавливают при условии оборудо-
вания автомобиля шинами максимального размера. Номинальный
(стандартный) размер шин для данного автомобиля в США обычно
занижен для искусственного снижения цены автомобиля с тем,
чтобы затем по желанию потребителя, за особую плату поставить
шины повышенного размера. При этом вес шасси (с капотом, стан-
дартным оборудованием, с полной заправкой маслом и водой, а
также с пятью галлонами топлива в баке, но без кабины) указы-
вают при шинах номинального размера и при минимальной базе,
если данная модель автомобиля выпускается в различных модифи-
кациях по длине базы. Таким образом, разность между максималь-
ным полным весом и весом шасси, кузова и кабины не будет
равна грузоподъемности автомобиля, если весовые данные брать
непосредственно по американским спецификациям. При сравнитель-
ном весовом анализе американских автомобилей приходится вно-
сить некоторые поправки.
Основным отборочным признаком при выборе американских
моделей автомобилей для сравнительного весового анализа следует
принять максимальный полный вес автомобиля и размеры шин
(максимальные). Так, например, при весовом анализе автомоби-
лей средней грузоподъемности (типа ЗИС-150) отбирались
автомобили с максимальным полным весом в пределах
8,0—10,5 т, так как максимальный полный вес автомобиля ЗИС-150
равен 8125 кг, а максимальный вес аналогичного автомобиля при
увеличении грузоподъемности до 5,0 т составит приблизительно
9500 кг. Максимальные по размеру шины на отобранных автомо-
билях 9,00—20 и 10,00—20.
По указанным отборочным признакам были выбраны 65 моделей
грузовых автомобилей, включая автомобиль Студебеккер с макси-
мальным полным весом 8150 кг (шины 9,00—20), который часто
сопоставляют с автомобилем ЗИС-150 [23]. Грузоподъемность авто-
мобилей, не указанная в американских литературных источниках,
может быть определена вычитанием из максимального полного веса
автомобиля, веса шасси, веса трех человек (225 кг), веса кузова,
кабины, запасного колеса, инструментов и топлива в баке (минус
вес пяти галлонов). В вес шасси следует внести поправку с учетом
установки максимальных шин и привести к определенной базе на-
пример, к базе автомобиля ЗИС-150. Поправка.на длину базы была
принята равной 125 кг на 1 м длины базы. Вес кузова, кабины,
запасного колеса, инструментов и топлива был принят для всех
автомобилей таким же, как у автомобиля ЗИС-150.
Анализ показывает, что только пять моделей (8%) американ-
ских автомобилей класса автомобиля ЗИС-150 имеют удельную
30
грузоподъемность шасси (т. е. отношение грузоподъемности шасси
к его сухому весу) меньше 2,0.
Из средней для 65 моделей американских автомобилей удель-
ной грузоподъемности шасси, равной 2,15, получается, что для
соответствующего улучшения показателей автомобиля ЗИС-150
надо было бы снизить вес его шасси приблизительно на 500 ка-
или увеличить грузоподъемность автомобиля до 5,0 т.
Не следует рассматривать эту величину как норму рациональ-
ного снижения веса, так как последняя может быть достаточно*
точно установлена лишь путем тщательного поагрегатного и поде-
тального весового анализа — при сопоставлении веса узлов ряда
моделей автомобилей в сочетании со всесторонними стендовыми
испытаниями узлов. Должны быть также учтены специфические
условия эксплуатации автомобилей в СССР, отличные от американ-
ских. Однако несомненно, что весовые показатели автомобилей
ЗИС-150 ниже среднего уровня для современных автомобилей и
что возможно некоторое снижение веса этих автомобилей не в
ущерб их качеству.
В табл. 6 приведена весовая поагрегатная характеристика оте-
чественных грузовых автомобилей. Следует отметить, что сухой вес
шасси грузовых автомобилей по табл. 6 несколько больше, чем
сухой вес агрегатов, так как при взвешивании отдельных агрега-
тов учтены не все детали их крепления и т. п.
Для отечественных грузовых автомобилей сухой вес двигателя
составляет 13—18% от сухого веса шасси.
В табл. 7 приведены весовые показатели двигателей отечествен-
ных грузовых автомобилей.
Как видно из табл. 7, для двигателя ЗИС-120, имеющего прак-
тически такой же срок службы и экономичность как и двигатель
ГАЗ-51, вес, приходящийся на 1 л. с., составляет 4,85 кг, а для
двигателя ГАЗ-51 эта величина равна 3,47 кг.
Одно это сопоставление показывает какие возможности имеются
в отношении снижения веса двигателя для перспективного грузо-
вого автомобиля средней грузоподъемности. В основном вследствие
малого веса двигателя собственный вес 2,5-тонного грузового авто-
мобиля ГАЗ-51 на 140 кг меньше веса автомобиля АМО-3 той же
грузоподъемности. При этом одновременно срок службы и произво-
дительность автомобиля ГАЗ-51 в 1,5—2,0 раза больше, а топлив-
ная экономичность на 20% выше, чем у автомобиля АМО-3.
В настоящее время на Московском заводе имени Сталина уда-
лось увеличить мощность двигателя ЗИС-120 до 120 л. с. при
3000 об/мин, в связи с чем вес двигателя на 1 л. с. уменьшился
До 3,6 кг.
Наилучших весовых и габаритных показателей двигателя можно
Добиться, применяя V-образную схему расположения цилиндров.
Снижение веса двигателя и одновременное уменьшение его длины
позволяет, кроме того, улучшить компоновку всего автомобиля в
Делом при сокращении его базы и габаритной длины. В связи
с этим удается уменьшить собственный вес рамы. По данным
31
Таблица
Вес отдельных агрегатов отечественных грузовых автомобилей типа 4X2
(в кг и в процентах от сухого веса шасси)
Вес
Наименование агрегата или параметра ГАЗ-ММ ГАЗ-51 ЗИС-5 ЗИС-150 МАЗ-200
в кг В о/о в кг В % в кг В о/о в кг В °/о в кг В о/о
Силовая передача Двигатель с обору- дованием ... 182 15 250 13,5 410 17,8 435 15,6 825 17,7
Сцепление с отвод- кой и педалью — — 9,9 0,5 18,5 0,8 24,3 0,8 26 0,6
Коробка передач с картером сцепления 44 3,6 59 3,2 140 6,0 109,7 3,7 224 4,8
Карданная передача — — 25 1,4 23 1,0 26,8 0,9 67 1,4
Задний мост со сту- пицами колес и тормозами .... 2151) 17,7 243,4 13,2 449.5 19,5 447,8 15,1 474 16,0
Ходовая часть Рама с кронштейнами 173 14,3 220 11,9 218 9,5 380 12,8 540 11,6
Передняя ось со сту- пицами колес, ру- левой трапецией и тормозами . . . 105 2) 8,7 127 6,9 167 3) 7.3 251 8,5 352 7,5
Передняя подвеска с амортизаторами — — 66,4 3,6 — — 80,3 2,7 158 3,4
Задняя подвеска с амортизаторами . 98 8.1 120,6 6,1 — — 212,8 7,2 271 5,8
Колеса с шинами в сборе 252 20,8 390 21,1 462 20,1 582 19,7 864 18,5
Буксирный прибор . 20 1,6 23,2 1,3 — — 19 0,6 23 0,5
Механизмы управления Руль с продольной тягой и деталями крепления . . . 17 1,4 22 1,2 20,5 0,9 38,9 1,3 45 1,0
Центральный тормоз с управлением — — 14,1 0,8 — — 26,0 0,9 28 0,6
Механизмы привода тормозного управ- ления 5 0,4 11 0,7 — — — — 20 0,4
Прочие агрегаты управления Топливные баки с трубопроводами . 15,5 0,8 31 1.3 39,2 1,3 45 1,0
Глушитель с трубо- проводами 8,1 0,4 11 0,5 11,4 0,4 16 0,3
Радиатор со шлангами — — 31,2 1,7 — — 41,7 1,4 44 0,9
Аккумуляторные батареи 39,5 2,1 — — 48,2 1,6 104 2,2
Приборы и детали их крепления 4 0,3 3 0,2 — — 14,5 0,5 15 0,3
32
Продолжение табл, о
Наименование агрегата или параметра Вес
ГАЗ-ММ ГАЗ-51 ЗИС-5 ЗИС-150 МАЗ-200
в кг В °/о в кг В % в кг В % в кг В % в кг В %
Сухой вес шасси4) . 1215 100 1845 100 2305 100 2965 100 4675 100
Кузов6) ... 250 14,1 328 13,0 400 13,8 500 13,5 840 13,8
Кабина6) 220 12,4 215 8,5 200 6,9 270 7,2 425 7,0
Оперение и пр.6) Сухой вес автомо- 90 5.1 137 5,4 — — — — 150 2,5
биля4) Вода, масло, топливо 1775 100 2525 100 2905 100 3735 100 6090 100
и снаряжение6) . . Собственный вес 100 5,3 185 6,8 195 6,3 275 6,8 410 6,3
автомобиля4) . . . Распределение соб- ственного веса по осям: 1875 100 2710 100 3100 100 4010 100 6500 100
на переднюю . . 769 40.8 1300 48,0 1260 40,7 1850 46,3 3120 48
на заднюю . . . 1116 59.2 1410 52,0 1840 59,3 2160 53,7 3380 52
1) С карданным валом и трубой. 2) с передней подвеской. 3) Без ру-
левой трапеции. 4) По данным завода. 5) В процентах от сухого веса
автомобиля. 6) В процентах от собственного веса автомобиля
Таблица 7
Весовые показатели двигателей отечественных грузовых автомобилей
Двигатель
Тип
N.
vh
«й-s
о. &
° О'*
Ne ^шах vh
ГАЗ-51
ЗИС-120
ЯАЗ-204
ЯАЗ-206
Карбюратор-
ный четырех-
тактный . .
То же ....
Дизель двух-
тактный . .
То же ....
3,48
5,55
4,64
6,98
72
90
НО
165
20,7
16,2
23,7
23,6
840
1117
1077
1450
250
435
13,5
15,6
3,47
4,85
71,8
78,4
825
1300
17,7
7,50
7,85
178
186
s
X
! i
58
* Соответственно для грузовых автомобилей ГАЗ-51, ЗИС-150 и МАЗ-200.
1АМИ, при установке на шасси автомобиля ЗИС-151, вместо дви-
ателя ЗИС-120, V-образного шестицилиндрового двигателя, раз-
евающего 135 л. с., удалось сократить базу автомобиля на 365 мм,
i его габаритную длину — на 700 мм, сохранив длину кузова преж-
3 Гольд 2757 33
ней. Вес такого двигателя с V-образным расположением цилиндров
равен 320 кг, что составляет 2,37 кг/л. с.
На грузовом автомобиле Додж выпуска 1954 г., имеющем
максимальный полный вес 8850 кг (шины 9,00—20), установлен
V-образный восьмицилиндровый бензиновый двигатель, развиваю-
щий 150 л. с. при 3600 об/мин (рабочий объем 5,43 л). Сухой вес
этого двигателя 325 кг, что составляет 2,16 кг/л. с.
Следует отметить, что в связи с увеличением быстроходности
дизелей за последнее время удалось значительно снизить их вес.
Четырехтактный дизель Перкинс с рабочим объемом 5,56 л, уста-
новленный на грузовом автомобиле Додж (для Англии) грузоподъ-
емностью 5—7 т, развивая мощность 108 л. с. (при 2700 об/мин),
имеет сухой вес всего лишь 415 кг, т. е. 3,84 кг/л. с. Двухтактный
дизель с рабочим объемом 3,55 л, установленный на грузовом
автомобиле Шевроле грузоподъемностью 4—5 т, развивая мощ-
ность 90 л. с. (при 2800 об/мин), имеет сухой вес 445 кг,
т. е. 4,95 кг/л, с.
В двигателях (карбюраторных и дизелях) с цилиндрами, рас-
положенными в ряд (в рядных двигателях) современных грузовых
автомобилей наибольший относительный вес имеют следующие их
детали и агрегаты: блок цилиндров с картером 28—35%; головка
цилиндров 7—15%; коленчатый вал с гасителем колебаний 8—14%;
маховик 6—12:%; электрооборудование 7—11%.
Вес литых деталей двигателя составляет 65—7Q% от его общего
веса, поэтому значительного снижения веса двигателя можно до-
биться более широким применением легких сплавов для литых де-
талей, а также внедрением технологии, обеспечивающей их упроч-
нение. Применяя подшипниковые материалы, которые могут вы-
держивать более высокую удельную нагрузку, чем современные
баббиты, можно сократить длину шеек коленчатого вала. Наконец,
значительного улучшения удельных весовых показателей двигате-
лей можно добиться дальнейшим увеличением их форсировки.
Вес механизма сцепления (с отводкой и педалью, но без кар-
тера) для грузовых автомобилей составляет 0,3—0,7s% от сухого
веса их шасси. В табл. 8 приведены весовые показатели сцеплений
отечественных грузовых автомобилей.
Таблица 8
_____Весовые показатели сцеплений отечественных грузовых автомобилей
Автомобиль Максималь- ная грузо- подъем- ность автомобиля Ge в m Тип сцепления Наиболь- ший крутящий момент двигателя ^дв. max в кгм Вес сцепления °сЧ ’ Кг GCU -^-•100% ui °СЦ
^дв. max
ГАЗ-51 2,5 Однодисковое . . 21,0 9,9 0,5 0,47
ЗИС-150 4,0 Двухдисковое . . 30,5 24,3 0,7 0,80
МАЗ-200 7,0 Однодисковое . . 48,0 26,0 0,6 0,54
ГАЗ-63 2,0 21,0 9,9 0,5 0,47
ЗИС-151 4,0 Двухдисковое . . 30,5 24,3 0,5 0,80
ЯАЗ-210 12,0 Однодисковое . . 48,0 28,0 0,3 0,58
На автомобилях средней грузоподъемности ЗИС-150 и ЗИС-151
установлены тяжелые двухдисковые сцепления, в то время как на
1втомобилях высокой грузоподъемности МАЗ-200 и ЯАЗ-210 вполне
1адежно работают однодисковые сцепления при достаточно высо-
ком качестве фрикционной накладки. При переходе на однодиско-
зое сцепление в отечественных автомобилях средней грузоподъем-
юсти можно получить экономию в весе около 10 кг.
Вес коробки передач (с картером сцепления) составляет 2,6—
),Q%i от сухого веса шасси грузовых автомобилей. В табл. 9 при-
ведены весовые показатели коробок передач отечественных грузо-
5ЫХ автомобилей.
Таблица 9
Весовые показатели коробок передач отечественных грузовых автомобилей
Автомобиль Максималь- ная грузо- подъем- ность автомобиля Ge в т Тип коробки передач Максималь- ный крутящий момент за коробкой передач ^шах I в кгм Сухой вес коробки передач ° к. п в кг °.- „ -^-5-100% °к. п ^max I
ГАЗ-51 2,5 Четырехступенча- тая со скользя- щими шестерня- ми 134,5 59 3,2 0,4
ГАЗ-63 2,0 То же 134,5 59 2,7 0,4
ЗИС-150 4,0 Пятиступенчатая с шестернями постоянного за- цепления 190,0 ПО 3,7 0,6
ЗИС-151 4,0 То же 190,0 115 2,7 0,6
МАЗ-200 7,0 в 296,0 224 4,8 0,8
ЯАЗ-210 12,0 в 296,0 224 2,6 0,8
Следует отметить, что коробка передач автомобиля ГАЗ-51 уста-
рела по' своей конструкции: она не имеет шестерен постоянного за-
цепления, синхронизатора и т. п. При модернизации, повидимому,
фидется несколько увеличить ее вес. Коробки передач автомо-
билей ЗИС-150 и МАЗ-200 более совершенны по своей конструкции,
*о их собственный вес несколько завышен. Так, например, коробка
передач автомобиля ЗИС-150, имеющая на вторичном валу макси-
мальный крутящий момент 190 кгм, весит ПО кг, т. е. 0,58 кг/кгм,
1 то время как аналогичная пятиступенчатая коробка передач
автомобиля Студебекер (выпуска 1951 г.), рассчитанная на крутя-
Ции момент 198 кгм, весит всего лишь 85 кг, что соответствует
»43 кг/кгм. Пятиступенчатая .коробка передач грузового автомо-
3* ’ 35
биля Додж (выпуска 1954 г.) грузоподъёмностью 5 т, имеющая на
вторичном валу максимальный крутящий момент 255 кгм, весит
112 кг, что соответствует 0,44 кг]кгм.
Сухой вес заднего ведущего моста со ступицами колес, тормо-
зами и тормозными барабанами составляет 11 —16% от сухого веса
шасси грузовых автомобилей. Уменьшение веса ведущего моста
желательно не только из общих соображений экономии веса, но,
кроме того, еще и потому, что этот вес является неподрессоренным
и его уменьшение снижает величину динамической нагрузки на
автомобиль и на дорогу при движении, что повышает срок их
службы.
В табл. 10 приведены весовые показатели задних мостов оте-
чественных грузовых автомобилей.
Таблица 10
Весовые показатели задних мостов отечественных
грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность автомо- биля G в m Тип заднего моста Максимальный осевой вес G в кг Вес заднего моста GM в кг °/оЭ И •i О о" о °
ГАЗ-51 2,5 Разъемный литой 3 760 243,5 13,2 6,5
ЗИС-150 4,0 Цельный литой 6 090 448 15,1 7,4
МАЗ-200 7,0 То же 10120 747 16,0 7,4
ГАЗ-63 2,0 Разъемный литой 3 370 244 11,2 7,2
ЗИС-151 4,0 То же 7 880* 650 ** 15,3 8,3
ЯАЗ-210 12,0 Цельный литой 18 940* 917** 10,7 4,9
* Вес, приходящийся на тележку. ** Вес тележки.
На Московском автомобильном заводе имени Сталина в 1936 г.
была проведена работа по анализу веса и себестоимости задних
ведущих мостов различных конструкций для автомобиля ЗИС-150
[10]. Сравнивали литые балки ведущего моста, выполненные из
ковкого чугуна, и сварные балки различной конструкции:
а) из двух стальных труб, сваренных в поперечном направле-
нии;
б) из двух половин, выштампованных из стального листа и
сваренных в продольном направлении.
в) из одной сварной стальной трубы.
Результаты сравнительного анализа приведены в табл. 11.
Как видно из табл. 11, сварные конструкции дают значитель-
ную экономию веса (до 18 кг) при снижении себестоимости изго-
товления. Наиболее технологичной является конструкция из одной
сварной стальной трубы.
36
Таблица 11
Весовые показатели и себестоимость изготовления балок
различных конструкций заднего моста автомобиля ЗИС-150
Тип конструкции Чистый вес в кг Вес отходов при обра- ботке в кг Стоимость материала в руб. Себестои- мость в руб.
Литье из ковкого чугуна Из двух стальных труб, сваренных 83 22 118 135
в поперечном направлении Из двух половин, выштампованных из стального листа и сваренных в про- 67 6 64 95
дольном направлении 65 5 62 91
Из одной сварной стальной трубы . . 65 — 62 91
Значительной экономии веса ведущего моста можно достичь,
применяя одинарную передачу вместо двойной. При этом, однако,
необходимо понизить передаточное число главной передачи и в
связи с этим конструировать коробку передач с пятью замедляю-
щими передачами (без ускоряющей). По такой схеме сконструи-
рована трансмиссия грузового автомобиля Додж грузоподъем-
ностью 5 т. Задний ведущий мост этого автомобиля с одинарной
гипоидной передачей (/0 = 6,66) весит всего лишь 345 кг. По такой
схеме весьма желательно выполнить трансмиссию перспективного
автомобиля средней грузоподъемности. Подробнее этот вопрос рас-
смотрен в конце гл. III.
Снижения веса ведущего моста можно добиться также, отли-
вая картеры редукторов вместо обычного ковкого чугуна из моди-
фицированного высокопрочного чугуна, обладающего сопротивле-
нием разрыву 50—70 кг/мм2 при удлинении до 10%.
Вес рамы (с кронштейнами) для грузовых автомобилей соста-
вляет 9—15;% от сухого веса шасси.
В табл. 12 приведены весовые показатели рам некоторых гру-
зовых автомобилей.
Таблица 12
Весовые показатели рам грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность автомо- биля Gg в m База L в мм Вес рамы с кронштейнами Gp в кг °р юоо/о °р L
ГАЗ-51 2,5 3300 220 11,9 6,7
ЗИС-150 4,0 4000 380 12,8 9,5
МАЗ-200 7,0 4520 540 11,6 11,9
ГАЗ-63 2.0 3300 234 10,7 7.1
ЗИС-151 4,0 4225 528 12,4 12,5
ЯАЗ-210 12,0 5750 925 10,8 16,1
ОМС 7.0 4810 758 15.0 15,7
Броквей 7,0 3810 505 11,5 13,2
37
Обеспечение максимальной прочности и жесткости рамы при
минимальном ее весе достигается тщательной экспериментальной
проверкой опытных образцов рам. Большого эффекта при этом
можно достичь применением местных усилений. Чтобы придать
достаточную прочность раме автомобиля ЗИС-150, были наварены
полосы на верхнюю полку лонжерона в местах образования склад-
чатой поверхности (гофров) при штамповке, вызывавшей поломку
рамы в эксплуатации. Изготовление лонжеронов рамы из более
толстого материала дало бы необоснованное увеличение веса рамы.
Приведем другой пример местного усиления рамы. Лонжерон рамы
троллейбуса одного из первых выпусков в наиболее широкой ча-
сти имел сечение с модулем сопротивления 119 см3, В результате
приварки к наружным поверхностям его полок полос толщи-
ной 8 мм модуль увеличился до 185 см3, т. е. на 55;%. При длине
усиливающихся полос 2 м рама утяжеляется лишь на 16 кг.
Вместе с тем следует отметить, что местными усилениями не
всегда можно повысить прочность рамы. При работе лонжеронов
на скручивание следует обеспечить возможность их деформации
на большой длине. Поломку лонжеронов рамы автомобиля ЗИС-151
пытались устранить постановкой в лонжероны вставок различной
длины. Однако при этом поломки рамы не прекращались, только
место излома каждый раз перемещалось на конец вставки.
В данном случае лонжероны ломались не от напряжений изгиба,
для уменьшения которых требуется увеличить прочность путем
применения вставок, а от усталостных напряжений при скру-
чивании рамы. Поэтому поломки удалось устранить путем измене-
ния способа крепления кронштейна балансирной подвески (крепле-
ние было перенесено с нижней полки на вертикальную стенку
с одновременным устранением усиливающих вставок). В результате
лонжероны получили возможность деформироваться (скручиваться)
на большой длине, напряжения в них уменьшились и поломки пре-
кратились. В этом случае срок службы рамы удалось увеличить
не только при сохранении ее веса, но даже при его уменьшении
приблизительно на 100 кг за счет изъятия вставок.
При изготовлении рам из стали мало легированной титаном
(типа стали 25Т) вес их может быть снижен, так как прочность
при этом повышается приблизительно на 30% по сравнению
с такой же по конструкции рамой, выполненной из стали типа 25кп.
Введение титана, кроме того, обеспечивает хорошую штампуемость
деталей рамы в холодном состоянии [5].
Вес передней оси со ступицами колес, рулевой трапецией, тор-
мозами и тормозными барабанами составляет 5,0—9,0% от сухого
веса шасси грузовых автомобилей. В табл. 13 приведены весовые
показатели передних осей некоторых грузовых автомобилей.
Передние оси, выпускаемые фирмой Тимкен для грузовых
автомобилей различной грузоподъемности, имеют отношение
8-4-10:%. Таким образом, передняя ось автомобиля ЗИС-150
более тяжелая по сравнению с осями других грузовых автомоби-
38
Таблица 13
Весовые показатели передних осей грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность автомо- биля Gg в т Максимальный осевой вес G, в кг Вес передней оси Gn о в кг -°"' ° -100О/, ш -^l2_.1000/o
ЗИС-51 2,5 1600 127 6,9 7,9
ЗИС-150 4,0 2145 250 8,5 11,7
МАЗ-200 7,0 3605 352 7,5 9,8
GMC 7,0 3400 310 6,4 9,1
Броквей 7,0 3325 225 5,3 6,8
лей. Уменьшение нагрузки на переднюю часть рамы от веса сило-
вого агрегата (в особенности в связи с переходом на V-образную
конструкцию двигателя) позволит снизить собственный вес перед-
ней оси.
Вес передней и задней подвесок (с амортизаторами) для грузо-
вых автомобилей составляет соответственно 1,5—3,5 и 5,5—8,Q%
от сухого веса шасси.
В табл. 14 приведены весовые показатели подвесок некоторых
грузовых автомобилей.
Таблица 14
Весовые показатели подвесок грузовых автомобилей
Автомобиль Количество колес, из них ведущих Максимальная грузоподъемность автомобиля G вт Передняя подвеска Задняя подвеска
Максимальный осевой вес в кг Вес подвески „ в кг п. п 1 с с О о о f с с о О Максимальный осевой вес О2 в кг Вес подвески °з. п в кг f с еГ D > 5 'О 1 с «*) О <5
ГАЗ-51 4X2 2,5 1600 66,5 3,6 4,2 5 360 120,5 6,1 3,2
ЗИС-150 4X2 4,0 2145 80,5 2,7 3,8 8235 213,0 7,2 3,5
МАЗ-200 4X2 7,0 3605 158,0 3,4 4,4 13 725 271,0 5,8 2,7
ГАЗ-63 4X4 2,0 1980 80,0 3,7 4,0 5 350 142,0 6,5 4.2
ЗИС-151 6X6 4,0 2410 112,0 2,6 4,7 10 290 224,5 5,3 2,9
ЯАЗ-210 6X4 12,0 4570 127,0 1,5 2,8 23 510 663,5 7,7 3,5
GMC 4X2 7,0 3400 146,0 3,0 4,3 10 200 345.5 7,1 3,4
Броквей 4X2 7,0 3325 80,0 1,85 2,4 10 275 277,5 6,4 2,7
При конструировании подвески уменьшать вес упругого эле-
мента следует осторожно, так как при чрезмерно легкой и короткой
рессоре подвеска становится жесткой, а усталостная прочность
Упругого элемента недостаточной.
Уменьшения веса подвесок без снижения срока их службы и
комфортабельности можно добиться, вводя поверхностное упрочне-
ние (обдувку дробью упругих элементов подвески).
39
Вес комплекта колес с шинами (без запасного колеса) соста
вляет 17—21% от сухого веса шасси грузовых автомобилей.
В табл. 15 приведены весовые показатели по колесам с шинами.
Таблица Ц
Весовые показатели комплекта колес с шинами
для грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальный полный вес °а в кг Число шин в комплекте Обозначение шин Норма нагруз- ки по ГОС Г на комплект °ГОСТ в ** Вес в кг £ о3 о о U о
шины колеса комплекта Gk. ш т ' -’о $ 3 о ЛЛ т Э а О
ГАЗ-51 5 360 6 7,50—20 6 000 35,0 30,5 393,0 21,1 7,3 0,90
ЗИС-150 8125 6 9,00—20 9 300 53,0 44,0 582,0 19,6 7,0 0,87
МАЗ-200 13 725 6 12,00-20 14 400 67,5 76,5 864.0 18,5 6,3 0,95
ГАЗ-63 5 350 4 10,00-18 6 800 63.0 36,5 398,0 18,3 7,4 0,79
ЗИС-151 10 290 10 8,25-20 13000 46.0 36,0 820,0 19,3 8,0 0,79
ЯАЗ-210 23 510 10 12,00-20 24000 67,5 76,5 1440 16,8 6,1 0,98
В табл. 16 приведены показатели по весу покрышки, камеры
и ободной ленты для шин различных размеров с «дорожным» ри-
сунком протектора по ГОСТ 5513-54 (СССР) и Tire and Rim Ass.
(США), а также по весу соответствующих колес, определенному
взвешиванием, для отечественных автомобилей и по упомянутому
выше источнику для автомобилей США.
Таблица 16
Весовые показатели колеса с шиной по отечественным автомобилям
и по автомобилям США
Обозначение шины Вес в кг Страна
покрышки, камеры и ободной ленты колеса комплекта
7,50—20 39,0 25,0 64,0 СССР
7,50-20 34,5 20,5 55,0 США
9,00-20 58,0 36,0 94,0 СССР
9,00—20 51,0 25,0 76,0 США
10,50-20 75,0 44,0 119,0 СССР
10,50-20 70,0 32 102,0 США
Сопоставим вес комплекта колес с шинами размера 9,00—20 для
автомобиля ЗИС-150 (Gfl=8125 кг) с весом комплекта колес и
шин того же размера, стоящих на автомобилях Додж ВЗКА
(Gfl =8165 кг) Pho-F21A (Gfl = 8165 кг). У автомобиля ЗИС-150
комплект колес с шинами весит 582 кг (по взвешиванию,
согласно табл. 6) и 564 кг (по нормам, согласно табл. 16), тогда
40
как комплект колес с шинами указанных американских автомоби-
лей весит всего лишь 456 кг. При этом американские шины имеют
больший срок службы по сравнению со сроком службы отечествен-
ных шин. Экономия в весе комплекта колес с шинами на отечест-
венных автомобилях должна достигаться как выпуском шинной
промышленностью более легких шин, так и уменьшением веса ко-
лес. Так, например, при использовании обода колеса облегчен-
ного профиля с одним съемным бортовым кольцом и уменьшения
веса диска колеса выштамповкой в нем отверстий удалось снизить
вес комплектов колес автомобиля ГАЗ-51 на 25 кг.
Вес деревянных кузовов грузовых автомобилей (бортовых плат-
форм) составляет 10—14|% от сухого веса автомобиля. Кузова
самосвалов, к которым предъявляется требование повышенной
прочности и жесткости, значительно тяжелее — их вес составляет
14—19% от сухого веса автомобиля. В табл. 17 приведены весо-
вые показатели кузовов некоторых грузовых автомобилей.
Таблица 17
Весовые показатели кузовов грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность автомо- биля Ge в т Тип кузова Вес кузова Qк в кг f 8 о О О
* о о*
ГАЗ-51 2,5 Деревянная платформа 328 13,0 13,1
ЗИС-150 4,0 То же 504 13,5 12,6
МАЗ-200 7,0 W 840 13,8 12,0
ГАЗ-63 2,0 - 412 14,0 20,6
ЗИС-151 4,0 570 11,2 14,3
ЯАЗ-210 12,0 - 1228 11,7 10,2
ГАЗ-93 2,25 Цельнометаллический самосвальный 537 19,1 23,9
КАЗ-585Б 3,5 То же 620 15,1 17,7
МАЗ-205 6,0 910 14,3 15,2
ЯАЗ-210Е 10,0 1800 15,9 18,0
МАЗ-525 25,0 6000 26,0 24,0
GMC 7,0 Деревянная платформа высокоборт- ная 843 14,0 12,0
Броквей 7,0 Цельнометаллический самосвальный 1175 19,6 16,8
Значительной экономии в весе цельнометаллических самосваль-
ых кузовов можно добиться, заменяя черный металл алюминием,
'ак, например, кузов автомобиля ЯАЗ-210Е из листовой стали при
мкости 8 м3 весит 1800 кг, кузов фирмы Коммершэл емкостью
,5 м3, выполненный из листовой стали и установленный на грузо-
ом автомобиле GMC, весит 1720 кг. Алюминиевый самосвальный
узов фирмы Гарвуд емкостью 8,25 м3 весит всего лишь 650 кг.
Сохраняя на производстве грузовые автомобили с деревянными
патформами, вряд ли удастся добиться заметной экономии в их
"се путем изменения конструкции кузова, в особенности учи-
11
тывая увеличение их емкости на автомобилях малой и средней
грузоподъемности, вызванное необходимостью полностью использо-
вать грузоподъемность этих автомобилей при перевозке основных
сельскохозяйственных грузов.
Вес кабины со щитком и оперением для грузовых автомоби-
лей составляет 5,0—14%, а вес только кабины — 2—8,5% от
сухого веса автомобиля, причем эта величина резко снижается
с увеличением грузоподъемности автомобиля. Так, например, ка-
бина самосвала ЯАЗ-210Е грузоподъемностью 10,0 т весит 400 кг,
а кабина самосвала МАЗ-525 грузоподъемностью 25,0 т весит
510 кг; таким образом, при увеличении грузоподъемности автомо-
биля в 2,5 раза вес кабины увеличивается менее, чем на 30%.
Вес кабины зависит от числа мест в ней (двухместная или
трехместная кабина) и от ее внутренних габаритных размеров.
В табл. 18 приведены весовые показатели кабин некоторых гру-
зовых автомобилей.
Таблица 18
Весовые показатели кабин грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность автомо- биля G в m Тип кабины Вес кабины °каб в кг о* §
45 <2 О*
ГАЗ-51 2,5 Металлическая двухместная 215 8,5
ЗИС-150 4,0 Металлическая трехместная 270 7,2
МАЗ-200 7,0 С деревянным каркасом трехместная 425 7,0
ГАЗ-63 2,0 Металлическая двухместная 215 7,3
ЗИС-151 4,0 Металлическая трехместная 270 5.3
ЯАЗ-210 12,0 С деревянным каркасом трехместная 400 4,0
ГАЗ-93 2,25 Металлическая двухместная 215 7,6
КАЗ-585Б 3,5 Металлическая трехместная 250 6,1
МАЗ-205 6,0 С деревянным каркасом трехместная 425 6,7
ЯАЗ-210Е 10,0 То же 400 3,5
МАЗ-525 25,0 Металлическая трехместная 510 2,1
Броквей 7,0 Металлическая двухместная 244 5,6
В табл. 19 указан вес цельнометаллических кабин различных
типов для грузовых автомобилей GMC.
Так как необходимо улучшить изоляцию от пыли и повысить
комфортабельность (ввести подогрев и вентиляцию) кабин отече-
ственных грузовых автомобилей, то при их модернизации трудно
ожидать заметного снижения веса.
Обобщенный поагрегатный весовой анализ грузового автомо-
биля ЗИС-150 показывает, что без снижения срока его службы
собственный вес этого автомобиля можно снизить, примерно, на
300—350 кг в основном путем полной реконструкции двигателя,
сцепления, коробки передач, заднего моста, передней оси и колес,
42
Таблица 19
Вес цельнометаллических кабин разных типов для грузовых
автомобилей различной грузоподъемности
Грузоподъемность автомобиля в m Тип кабины Вес кабины в кг
со щитком без щитка
1,0 Стандартная 205 165
1,5-4,0 » 230 205
1,5-4,0 Комфортабельная 240 215
1,5-4,0 Спальная 375 350
4-7,0 Стандартная 390 325
4—7,0 Спальная 530 465
5,5 и более Повышенной прочности 450 390
5,5 и более Спальная 585 485
а также установкой шин облегченного веса; при этом не предусма-
тривается более широкое использование легких сплавов, чем это
делается сейчас. Если принять собственный вес автомобиля
ЗИС-150 равным 3900 кг (по ГОСТ), то при указанной реконструк-
ции его собственный вес может быть доведен приблизительно до
3550 кг и тогда коэффициент использования собственного веса для
этого нового автомобиля повысится с 1,03 (для автомобиля
ЗИС-150) до 1,12. Следует еще раз подчеркнуть,, что в этом слу-
чае придется переходить на совершенно новую конструкцию с но-
выми агрегатами (двигателем, сцеплением, коробкой передач
и т. д.) при новой компоновке всего автомобиля в целом.
Значительно проще как в конструктивном, так и в технологи-
ческом отношении улучшать весовые показатели данной модели
автомобиля при одновременном увеличении грузоподъемности. При
этом удается использовать запас прочности там, где он имеется,
и усиливать отдельные слабые места. Так, например, задавшись
коэффициентом использования собственного веса в 1,16 и увеличи-
вая грузоподъемность новой модели автомобиля типа ЗИС-150 до
5,0 т, получим предельную величину собственного веса, равную
4300 кг. Осуществить таким способом модернизацию автомобиля
Для улучшения его весовых показателей легче, чем при сохранении
прежней грузоподъемности. Вследствие необходимости увеличения
габаритов кузова для перевозки на автомобиле ЗИС-150 основных
сельскохозяйственных грузов потребуется еще большее увеличение
собственного веса автомобиля. Между тем даже и при указанном
собственном весе в 4300 кг этот вес увеличивается на 400 кг по
сравнению с весом автомобиля ЗИС-150, что поведет не к умень-
шению расхода металла, а к его увеличению.
Модернизация грузового автомобиля МАЗ-200 проводилась на
Ярославском автомобильном заводе [33] для доведения грузо-
подъемности этого автомобиля до 9,0 т при собственном весе авто-
43
мобиля 7700 кг. Отношение грузоподъемности к собственному вес>
в данном случае составляет 1,17.
Увеличение собственного веса автомобиля МАЗ-200 на 1300 к<
при повышении его грузоподъемности до 9,0 т объясняется увели
чением емкости кузова и введением необходимых усилений.
Вместе с тем завод, переходя на новую технологию, предпола
гал снизить собственный вес автомобиля на 600 кг с учетом
широкого применения магниевых сплавов для деталей, изготовляе
мых литьем, штамповкой и из проката с последующей дробеструй
ной обработкой их для увеличения усталостной прочности. Чугун
ные детали автомобиля МАЗ-200, которые могли быть изготовлень
из магниевых сплавов, весят примерно 400 кг и экономия в весе
могла составить 270 кг. При замене стального литья и ковкогс
чугуна новым модифицированным чугуном с сопротивлением раз-
рыву 50—70 кг/мм2 при удлинении 10% удалось бы увеличить
прочность деталей и повысить нагрузку на них без увеличения их
веса. Кроме того, был намечен переход с горячей штамповки
деталей рамы из стали 25кп на холодную штамповку из стали 251
(мало легированной титаном). Повышая прочность и долговеч-
ность рессорных листов путем дробеструйной обработки их, можно
при незначительном увеличении собственного веса рессоры до-
биться увеличения веса подрессоренных масс на 30%. Применяя
дробеструйную обработку некоторых деталей (полуосей, шестерен
и т. д.), можно увеличить нагрузку на них, не увеличивая их веса.
Если исключить широкое применение в ближайшее время легких
сплавов в автомобилестроении, то возможное снижение веса при
модернизации автомобиля МАЗ-200 с доведением его грузоподъем-
ности до 9,0 т составит приблизительно 400 кг и, следовательно,
его собственный вес будет равен 7400 кг, а коэффициент исполь-
зования веса—1,22.
Согласно утвержденным в 1953 г. нормам подвижных верти-
кальных нагрузок для расчета искусственных сооружений на авто-
мобильных дорогах (взамен ГОСТ 2775-44), предельный полный
вес для двухосного автомобиля установлен равным 18 т. Таким
образом, принимая для этого автомобиля отношение грузоподъем-
ности к собственному весу 1,22, получим предельную грузоподъем-
ность для двухосного автомобиля с бортовой платформой, допу-
стимую по весовому ограничению, приблизительно равной 9,5 т
при собственном весе 8000 кг и для автомобиля-самосвала —
9,0 т при собственном весе 8700 кг.
Наименьшие возможности имеются для снижения собственного
веса автомобиля ГАЗ-51. В данном случае можно требовать неко-
торого увеличения грузоподъемности (примерно до 3,0 т) при со-
хранении собственного веса. При этом отношение грузоподъемности
к собственному весу будет 1,11.
На основании изложенных выше соображений на фиг. 6 приве-
дена штриховая кривая, характеризующая изменение собственного
веса перспективных грузовых автомобилей в зависимости от их
грузоподъемности. Эта кривая намечена в предположении сохра-
44
Кения сортамента материалов, которыми в настоящее время рас-
полагает автомобильная промышленность, без применения легких
сплавов. Снижение веса обеспечивается лишь модернизацией кон-
струкции и более совершенной технологией (широкое применение
дробеструйной обработки деталей и т. п.). Применяя легкие сплавы
в автомобилестроении, можно добиться большего снижения соб-
ственного веса грузовых автомобилей, чем это следует из штри-
ховой кривой, приведенной на фиг. 6. Для сравнения на фиг. 6
Фиг. 6. Изменение собственного веса грузовых автомобилей в зависимости от
их грузоподъемности (по верхнему пределу). Пунктирная линия — перспектив-
ные грузовые автомобили; сплошная линия — отечественные грузовые авто-
мобили.
нанесена кривая изменения собственного веса современных отече-
ственных грузовых автомобилей в зависимости от их грузоподъем-
ности. Отдельные точки на фиг. 6 относятся к некоторым совре-
менным заграничным грузовым автомобилям выпуска 1951—
1954 гг., весовые параметры которых приведены в табл. 20; цифры
У точек соответствуют порядковым номерам в табл. 20.
Собственный вес перспективных типов автомобилей установлен
с учетом запаса хода по топливу, равного 450 км, При установке
на шасси различных кузовов собственный вес нормируется для
наиболее распространенного кузова (в грузовых автомобилях —
для деревянной бортовой платформы).
45
Таблица 2t
Весовые параметры грузовых автомобилей
I № точек на фиг. 6 Завод или фирма Модель Максимальная грузо- подъемность по шоссе °е в кг Собственный вес Go в кг о| о № точек на фиг. 6 Завод или фирма Модель Максимальная грузо- подъемность по шоссе G в кг Собственный вес Gj в кг 2е О»
1 Темпо Бой 500 650 0,77 29 Додж ВЗКА 4515 3955 1,14
2 Стандарт 610 1320 0,50 30 Геншель HS100 4800 4200 1,14
3 ДКВ 89 750 985 0,76 31 Форд 1 EQ84 4900 3570 1,37
4 Фольке- VW2 750 935 0,80 32 Рио 22А 5015 3905 1,28
ваген 33 Мак АЗОН 5190 4160 1,25
5 Коммер 845 1470 0,57 34 Интерна- L170 5345 4485 1.19
6 Форд FK1000 1000 925 1,08 । ционал
7 Остин 25 1270 1190 1,07 35 Мерседес L5500 5500 5080 1,08
8 Темпо Матадор 1400 1110 1,26 Бенц
1400 36 Интерна- LC182 5675 4000 1,42
9 Моррис Коммер- 1525 1630 0,94 ционал
шал LC5 37 Бюссинг 6000 5700 5925 0,96
10 Боргвард В 15000 1600 1265 1,26 38 Рио F22RL 5815 4005 1,45
(карбю- 39 Уайт WC20 6010 4270 1,41
раторный 40 Геншель HS140 6200 5650 1,10
двига- 41 Торнк- Нобиан 6240 4500 1,30
тель) 1 рофт TFB80
11 Боргвард В1500Д 1600 1465 1,09 \42 МАИ МК26 6500 5600 1,16
(дизель) 43 Магирус S6500 6750 5950 1,13
12 Ганомаг L 28/1,5 1800 2000 0,90 44 Сентинел DV 64 6760 5210 1,39
13 Опель Блитц 1985 1615 1,23 (UF)
14 Остин 2 2030 1720 1,18 45 Денис Макс 6 7110 4865 1,46
15 Ганомаг L 28/2 2160 2240 0,96 46 Мерседес L6600 7200 5790 1,24
16 Боргвард В 2000 2250 1955 1,15 Бенц
17 Ганомаг 2,5 2600 2450 1.06 47 Сентинел; DV44 7315 4650 1,57
18 Додж 64 (анг- 3050 2390 1,28 (UF)
лийский) 48 Фаун T601L 7400 6300 1,18
19 Форд 3 (анг- 3050 2645 1,15 \49 Альбион HD73LW 7470 5515 1,35
лийский) \50 МАИ 758L1 7500 7000 1,07
20 Гай Вулф 2-3 3050 2140 1,43 57 Фаун L8V 8000 8000 1,00
21 Мерседес 3500 3500 2880 1,22 52 Аткинсон L746EXL 8130 5500 1,48
Бенц 53 МАИ F8 8400 7700 1,09
22 Магирус S 3500 3600 3560 1,01 54 Сентинел DV64 8480 6000 1,41
23 Бюссинг 4000 4000 4000 1,00 (UF)
(1953 г.) 55 Геншель HS170 8500 7100 1,20
24 Боргвард В 4000 4100 3225 1,27 56 Кельбле К631К 9000 8070 1,12
25 Студебе- 2R17A 4145 2965 1.40 57 Лейланд 5AL 9800 7000 1,40
26 кер Студебе- 2R17A 95 4305 3000 1,44
27 28 кер Бюссинг 4000 (1954 г.) 4500 4200 1,07
Уайт WC16 4510 3510 1,28
46
По упомянутым нормам подвижных вертикальных нагрузок для
расчета искусственных сооружений на автомобильных дорогах вес
трехосных автомобилей ограничивается 30 т.
Вследствие большего количества осей собственный вес трех-
осного автомобиля всегда выше собственного веса двухосного
автомобиля одинаковой с ним грузоподъемности. Вместе с тем
коэффициент использования собственного веса с ростом грузо-
подъемности повышается. Учитывая эти соображения, примем для
трехосного автомобиля типа 6 X 4 с предельно допустимой грузо-
подъемностью коэффициент использования собственного веса 1,3.
В данном случае предельная грузоподъемность трехосного авто-
мобиля по максимальному полному весу в 30,0 т равна 17,0 т при
собственном его весе 12 800 кг.
КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕСА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Переходим к анализу веса легковых автомобилей. Для легко-
вых автомобилей коэффициент использования собственного веса
носит несколько условный характер, так как он в значительной
степени зависит от класса и комфортабельности легкового авто-
мобиля. Поэтому в дальнейшем весовой анализ для легковых авто-
мобилей проведен лишь по абсолютному весовому параметру (по
сухому или собственному весу). Изменение по годам собственного
веса отечественных легковых автомобилей Горьковского автомо-
бильного завода имени Молотова и американских легковых авто-
мобилей массового выпуска (автомобили Форд, Плимут и Шев-
роле) представлено на фиг. 7. Как видно из этой фигуры, соб-
ственный вес автомобилей отдельных фирм с переходом на новую
модель значительно изменяется.
Средняя величина собственного веса легковых автомобилей
США (с пятиместным, четырехдверным кузовом «седан»), выпу-
скаемых фирмами, имеющими годовой выпуск свыше 20 тыс. авто-
мобилей, до 1950 г. изменялась чрезвычайно мало и с 1932 г. по
1950 г. составляла около 1600 кг. В 1952 г. эта величина возросла
до 1700 кг, а в 1955 г. снова снизилась до 1650 кг.
Следует отметить, что неизменность собственного веса амери-
канских легковых автомобилей, несмотря на увеличение дополни-
тельного оборудования, повышающего комфортабельность автомо-
биля и легкость управления, объясняется расширением применения
легких сплавов.
На фиг. 8 представлены кривые, характеризующие среднюю
величину собственного веса в зависимости от рабочего объема дви-
гателя для английских легковых автомобилей выпуска 1934, 1947
и 1952 гг. и для французских легковых автомобилей выпуска 1938
и 1952 гг. Из кривых видно, что собственный вес европейских
легковых автомобилей в последние годы имеет тенденцию к сни-
жению.
В табл. 21 приведены весовые параметры отечественных легко-
вых автомобилей.
47
Увеличение с годами собственного веса легковых автомобилей
производства Горьковского автомобильного завода имени Молотова
объясняется повышением их комфортабельности без расширения
использования легких сплавов.
В табл. 22 приведены веса отдельных агрегатов отечествен-
ных легковых автомобилей.
Фиг. 7. Изменение по годам собственного веса отечественных легковых
автомобилей Горьковского автомобильного завода имени Молотова
и американских легковых автомобилей массового выпуска:
/ — Шевроле; 2—Плимут; 3—Форд.
Сухой вес автомобиля в табл. 22 указан по данным завода при
взвешивании автомобиля перед его разборкой для взвешивания
агрегатов. Сумма сухих весов агрегатов шасси, двигателя и кузова
не полностью совпадает с сухим весом автомобиля из-за некоторой
неточности при взвешивании.
Сухой вес двигателей легковых автомобилей составляет
14—17% от сухого веса автомобиля. В табл. 23 приведены весо-
вые показатели двигателей отечественных легковых автомобилей
и легковых автомобилей Бьюик выпуска 1952 г. с рядным 8-цилин-
дровым двигателем и выпуска 1953 г. с V-образным 8-цилиндровым
48
двигателем. Как уже говорилось, V-образный двигатель имеет
значительно лучшие весовые и габаритные показатели, чем рядный
двигатель с тем же числом
цилиндров, что подтверждает-
ся данными, приведенными в
табл. 23. Кроме того, при не-
большой длине и малом весе
двигателя улучшается компо-
новка легкового автомобиля в
целом. Применяя этот метод,
удалось выполнить автомобиль
ЗИМ на 625 кг легче, чем
автомобиль ЗИС-110 при прак-
тически одинаковых посадоч-
ных размерах кузова у обоих
автомобилей.
На фиг. 9 показаны срав-
нительные габаритные разме-
ры двигателей с рядным и
V-образным расположением
цилиндров для автомобиля
ЗИС-110 и для перспективного
автомобиля большого литража.
В главе IX более подробно
рассмотрено влияние габари-
тов двигателя’ на компоновку
автомобиля.
Фиг. 8. Изменение собственного веса
европейских легковых автомобилей
в зависимости от рабочего объема дви-
гателя:
/—Англия (1934 г.); 2-Англия (1947 г.); 3—Франция
(1938 г.); 4 — Англия (1952 г.); 5—Франция (1950 г.)
На фиг. 10 показаны сравнительные габаритные размеры
8-цилиндровых двигателей Бьюик с цилиндрами, расположенными
Таблица 21
Весовые параметры отечественных легковых автомобилей
Тип автомобиля Марка и модель Год выпуска Число мест для сидения 1 Собственный вес автомо- биля О0 в кг Полный вес автомобиля °а в кг Go i Пробег до пер- вого капиталь- ного ремонта в тыс. км
Легковые 4X2 КИМ-10 1940 4 840 1140 210
„Москвич4* 1946 4 850 1150 212 60
ГАЗ-А 1932 5 1080 1455 216 60
ГАЗ-М-1 1936 5 1370 1745 274 60
М-20 .Победа’ 1946 5 1460 1835 292 100
ЗИМ 1950 6 1940 2390 323 160
ЗИС-101 1936 6 2550 3000 425 75
ЗИС-110 1946 7 2575 3100 368 200
Высокой прохо- ГАЗ-67Б 1943 4 1320 1720 330 60
димости 4X4 ГАЗ-69 1953 8 1525 2175 190 —
4 Гольд 2757
49
Таблица 22
Вес отдельных агрегатов отечественных легковых автомобилей
(в кг и в °/0 от сухого веса автомобиля)
Наименование агрегата или параметра Автомобиль
.. . 1 М-20 -Москвич* | .победа* I ЗИМ I ЗИС-110
Вес
в кг 1 в °/о | В кг | в % | в кг | в о/о I в кг В °/о
Силовая передача Двигатель с оборудованием .... Сцепление с отводкой и педалью Коробка передач с картером сце- пления Карданная передача Задний мост со ступицами колес и тормозами Ходовая часть Рама с кронштейнами Передняя подвеска с амортизато- рами, ступицами колес, тормоза- ми и рулевой трапеиией Задняя подвеска с амортизаторами Колеса с шипами в сборе .... Механизмы управления Руль с продольной тягой и деталями крепления Тормозное управление Прочие агрегаты автомобиля Топливные баки с трубопроводами Глушитель с трубопроводами . . . Радиатор со шлангами Аккумуляторная батарея ...... Приборы и их крепление Кузов с оперением Сухой вес автомобиля 5) Вода, масло, топливо и снаряжение6) Собственный вес автомобиля6) . Число мест в кузове (включая место водителя) .... Полный вес автомобиля 1 С гидравлической муфтой. 2 К подвеске отнесены все элементы рул 1 С тормозными барабанами и тормозами 4 С масляным радиатором. 5 По данным завода. • В процентах от полного веса автомобш 135,5 4,7 23,3 9,5 35 62,7 21,6 61,6 11,4 12 6,2 3,8 9,5 14,5 309,5 810 45 855 4 1155 евого 1. 1Я. 16,8 0,6 2,9 1,2 4,2 7,7 2,7 7,6 1,4 1,5 0,8 0,5 1.2 1,8 38,2 100 5,2 100 100 привод 193 11 38 11 60 56 51 96 16 463) 15 17 12 24 19 644,5 1360 100 1460 5 1885 а (с к( 14,2 0,8 2.8 0,8 4,4 4,1 3,8 7,1 1,2 1,1 1,3 0.9 1,8 1,4 47,4 100 6,8 100 100 )онште 245 12 50 О 14 68 75 55 120 18 473) 13 18 254) 25 982 1800 140 1940 6 2450 инами) 13,6 0,7 2.8 0,8 3,8 4.2 3.1 6,7 1,0 0,7 1,0 1,4 1,4 54,5 100 7,2 100 100 к 393 18,9 50 17,5 117 212 223,52) 72,7 152 26,4 15,2 18,5 18,8 27 45,9 1095 2425 150 2575 7 3100 16,2 0,8 2,1 0,7 4,8 8,8 9,3 3,0 6,3 1,1 0,6 0,8 0,8 1,1 1,9 45,2 100 7,8 100 100
50
Таблица 2.
Весовые показатели двигателей легковых автомобилей
- Автомобиль Рабочий объем двигателя Vв я Максимальная мощ- ность Ne max в ’• с• Габаритная длина L^e н мм Сухой вес в кг Литровая мощность N ппигото па гпах r/*J т я с в О 5 н О'* « о5 Ne max. 4*
двигателя с оборудованием °дв автомобиля ♦ °сух
„Москвич** 1,07 26 565 135,5 808 24,3 16,8 5,22 126,5
М-20 „Победа* 2,12 52 1110 193 1360 24,5 14,2 3,71 91,0
ЗИМ 3,48 95 840 245 1800 27,3 13,6 2.58 70,5
ЗИС-110 6,0 140 1060 393 2425 23,4 16,2 2,81 65,5
Бьюик-70 5,25 152 1160 360 — 29,0 2,37 68,6
Бьюик V-8 5,28 180 815 283 1860 34,1 15,2 1,57 53,6
* По взвешиванию.
в ряд и V-образно. В технической литературе [53] указывается, чт<
стоимость изготовления V-образного двигателя Бьюик на 7°/(
И---------- 800 -----------
Ь*------------Ю60---------------------
фиг. 9. Сравнительные габаритные размеры двигателей с рядным и V-образньи
расположением цилиндров для автомобиля ЗИС-110.
меньше, чем рядного двигателя, причем 3,5% экономии дости
гаются снижением веса двигателя. Следует также отметить, чт<
при изготовлении V-образного двигателя применялся тот же сор
тамент материалов, что и ранее при изготовлении двигателя с рас
Положением цилиндров в ряд. В табл. 24 приведены сравнитель
4* 51
Н ' 8/5-------------------*
-------------//60--------------------
Фиг. 10. Сравнительные габаритные] размеры
двигателей с рядным и V-образным j располо-
жением цилиндров для автомобиля Бьюик.
ные весовые данные по двигателям Бьюик с рядным и V-образным
расположением цилиндров.
Следует отметить, что для двигателей с V-образным располо-
жением цилиндров головка цилиндров, впускные и выпускные
трубопроводы и агрегаты системы питания имеют несколько боль-
ший вес, чем для двигателей с цилиндрами, расположенными
в ряд, так как число этих агрегатов в V-образном двигателе
удваивается.
При рассмотрении весовых параметров двигателей грузовых
автомобилей были указаны пути снижения веса двигателей без
применения V-образных
двигателей. Необходимо
добавить, что на Москов-
ском заводе малолитраж-
ных автомобилей был
изготовлен штампованно-
паяный блок для двигате-
ля автомобиля «Москвич»
с применением высоко-
температурной пайки в
восстановительной среде.
При этом процессе изго-
товления блока удалось
добиться снижения его
веса в 2 раза по сравне-
нию с литьем. Однако
такие блоки пока еще не
нашли применения на
массовых автомобилях.
Проводя унификацию
двигателей для данной
группы легковых и гру-
зовых автомобилей и автобусов, на некоторые модели автомоби-
лей приходится устанавливать более тяжелый двигатель, чем
это требуется. Так, например, при унификации двигателя лег-
кового автомобиля большого литража с двигателем городского
автобуса на легковой автомобиль устанавливают V-образный дви-
гатель с рабочим объемом около 6 л, полученный уменьшением
хода поршня автобусного двигателя (с рабочим объемом 7 л),
сухой вес которого составляет около 380 кг. Проектирование
V-образного двигателя с рабочим объемом 6 л только для легко-
вого автомобиля позволило бы довести его сухой вес до 320 кг.
При массовом выпуске унифицируемых типов автомобилей сле-
дует детально продумать вопрос о целесообразности унификации
их двигателей. Тяжелые модификации двигателей будут оправданы
только при их установке на модели автомобилей малого выпуска.
Вес сцепления в легковых автомобилях составляет 0,6—0,8%,
а сухой вес коробки передач (с картером сцепления) — 2,0—3,0%'
от сухого веса автомобиля. В. Ф. Родионов [361, указывает, что
52
Таблица 24
Сравнительные весовые данные по двигателям Бьюик с рядным
и V-образным расположением цилиндров
Детали и агрегаты двигателя Двигатель Разница в весе в кг
рядный (1952 г ) V-образный (1953 г.)
Блок цилиндров и картер ИЗ 80 -33
Головка цилиндров 42.3 48 +5.7
Картер маховика и сцепления 9.3 5 -4,3
Коленчатый вал 51.8 25,4 -26,4
Гаситель крутильных колебаний 6.2 — -6,2
Маховик 5,5 4,3 -1,2
Шатуны, поршни и кольца 14 13 -1,0
Масляный поддон блока цилиндров и картера 6,2 4,3 -1,9
Масляный насос и привод 2,6 2,3 -0,3
Масляный фильтр Крышка распределительного механизма перед- 2.3 2,4 +0.1
няя 3,1 5,5 +2,4
Вентилятор и его привод 2,1 4,3 +2,2
Водяной насос и привод 6,0 3,5 -2,5
Термостат и детали охлаждения двигателя . . Впускной и выпускной трубопроводы с регу- 1,9 2,8 +0,9
лятором подогрева 21 23 +2
Карбюратор 4,5 4,7 +0.2
Воздухоочиститель и глушитель 4.5 5,9 + 1.4
Топливный насос Распределительный вал с приводом, клапанные 2,7 2,3 -0.4
пружины и толкатели 7,7 6,2 —1,5
Генератор 11,3 10,2 -1,1
Стартер с управлением 11,7 10,9 -0.8
Распределитель 2,8 2,9 +0,1
Свечи, катушка зажигания и проводка .... Сухой вес двигателя со стандартным обору- 2,2 2,9 +0.7
дованием 360 283 -77
сухой вес ступенчатых коробок передач (без картера сцепления)
для легковых автомобилей может быть ориентировочно подсчитан
по межцентровому расстоянию А коробки передач (выраженному
в см) по формуле:
0<>л = оЛ8 кг.
Для трехступенчатых коробок передач с постоянным зацепле-
нием шестерен второй передачи и одним синхронизатором (авто-
мобили ЗИМ, ЗИС-110 и др.) коэффициент с принимается равным
0,064 кг/см3\ для трехступенчатых коробок передач с постоянным
зацеплением шестерен первой и второй передач и с одним синхро-
низатором коэффициент с принимается равным 0,071—0,076. Для
четырехступенчатых коробок передач с постоянным зацеплением
шестерен второй и третьей передач и двумя синхронизаторами
коэффициент с принимают равным 0,084. Коэффициенты с опре-
53
делены для коробок передач с управлением шаровым рычагом,
расположенном на коробке передач.
Так как вес чугунного картера ступенчатой коробки передач
легкового автомобиля составляет примерно 30% от ее полного
сухогсг веса, при изготовлении картера из алюминиевого сплава
сухой в^с коробки передач уменьшается приблизительно на 18,5%.
В табл. 25 приведены весовые показатели ступенчатых коробок
передач отечественных легковых автомобилей.
Таблица 25
Весовые показатели ступенчатых коробок передач
отечественных легковых автомобилей
, Автомобиль Число мест Сухой вес автомо- биля * Gcyx в кг Вес коробки передач * (с карте- ром сцеп- ления) п в кг Макси- мальный крутящий момент за коробкой • передач -Мщах 1 в кгм о. •1000'» GK. п Мщах I
„Москвич" 4 808 23,3 19,6 2,9 1,2
М-20 „Победа" 5 1360 38,0 35,2 2,8 1,1
ЗИМ 6 1800 50** . 67,0 2,8 0,7
ЗИС-110 7 2425 50 97,0 2,1 0,5
ГАЗ-69 8 1420 39,0 36,6 2,8 1,1
* По взвешиванию.
** С гидродинамической муфтой.
Вес гидромеханических и гидравлических трансмиссий, получив-
ших распространение на многих современных заграничных легко-
вых автомобилях, несколько больше, чем вес ступенчатых коробок
передач, применявшихся на этих автомобилях ранее. Так, напри-
мер, автоматическая гидромеханическая трансмиссия, которая
с 1949 г. устанавливается на легковых автомобилях Форд, прибли-
зительно на 30 кг тяжелее, чем прежняя трехступенчатая коробка
передач с фрикционным сцеплением.
Вес гидромеханических трансмиссий (включая планетарный
механизм, органы автоматического управления и прочее, но без
жидкости) составляет 0,67 кг/л. с. Жидкость весит 10—15 кг. По
этой норме вес гидромеханической передачи для легкового авто-
мобиля ЗИС-110 (двигатель мощностью 140 л. с.) должен соста-
вить 95 кг при весе существующей коробки передач и сцепления
равном 70 кг. Таким образом, в связи с переходом на гидромеха-
ническую трансмиссию сухой вес легкового автомобиля ЗИС-110
увеличится приблизительно на 25 кг, а собственный вес автомо-
биля (учитывая вес жидкости в гидротрансформаторе) возрастет
приблизительно на 35—40 кг,
54
Вес заднего ведущего моста со ступицами колес составляет
3,5—5% сухого веса легкового автомобиля. В табл. 26 приведены
весовые показатели задних ведущих мостов отечественных легко-
вых автомобилей.
Таблица 26
Весовые показатели задних ведущих мостов (со ступицами колес)
отечественных легковых автомобилей
Автомобиль Тип заднего ведущего моста Сухой вес автомобиля* °сух в кг Осевой вес (под веду- щими колеса- ми) G3 в кг Вес заднего моста GM в кг GM 7^-lOCo/o сух o’jo
„Москвич* Цельный, штампо- ванно-сварной . . 808 615 35 4,2 5,7
М-20 „Победа* Разъемный из трех частей: литого кар- тера и двух свар- ных кожухов . . 1360 1010 60 4,4 5,9
ЗИМ Цельный, состоящий из литого картера и двух запрессо- ванных в него труб 1800 1260 68 3,8 5,4
ЗИС-110 Цельный, штампо- ванно-сварной . . 2425 1650 117 4,8 7,1
ГАЗ-69 Разъемный из трех частей: литого картера и двух сварных кожухов 1420 1230 70 4,9 5,7
* По взвешиванию.
В легковых автомобилях оптимальных весовых показателей
можно добиться при цельной конструкции балки ведущего моста,
состоящей из литого картера и двух запрессованных в него труб
(по типу ведущего моста автомобиля ЗИМ). Сварная конструкция
из двух штампованных половин (типа ведущего моста автомобиля
ЗИС-110) нерентабельна из-за большого отхода металла (до 45%)
при высечке контура [10].
На современных легковых автомобилях переднюю подвеску вы-
полняют независимой, при зггом невозможно разграничить элементы
передней оси и собственно подвески. Поэтому в дальнейшем будем
рассматривать совместно вес элементов подвески (рычаги, пру-
жины, амортизаторы и т. п.) и элементов передней оси (ступицы
колес с тормозами, рулевая трапеция и т. п.). В табл. 27 приве-
дены весовые показатели передних подвесок и элементов передней
оси для отечественных легковых автомобилей.
55
Таблица 27
Весовые показатели передних подвесок и элементов передней оси
для отечественных легковых автомобилей
Автомобиль Сухой вес автомо- биля °сух в кг Осевой вес (под передними колесами) * в кг Вес элементов подвески и передней оси °л. п в кг -2±Л_.100о/0 сух °п.п 1пЛЛ, —Q 100%
.Москвич" 808 540 (У2,7 7,7 11,6
М-20 „Победа" 1360 875 56,0 4,1 6,4
ЗИМ 1800 1190 75,0 4,2 6,3
ЗИС-110 2425 1450 223,5 ** 9,3 •15,4
* По взвешиванию.
** К элементам подвески ЗИС-110 отнесены все детали рулевого
привода с кронштейнами.
Следует отметить, что вместе с элементами передней подвески
и передней оси автомобиля ЗИС-110 были взвешены все рулевые
штанги, рычаги, их кронштейны и некоторые другие детали, кото-
торые правильнее было бы отнести к раме. Поэтому вес элементов
передней подвески и передней оси автомобиля ЗИС-110, приве-
денный в табл. 27, искусственно несколько завышен. Относительно
веса элементов передней подвески и передней оси автомобиля
«Москвич» следует отметить, что этот вес излишне велик из-за
особенностей конструкции независимой подвески э^гого автомо-
биля. Это нельзя признать рентабельным. При модернизации
малолитражного автомобиля завод отказался от прежней схемы
подвески и применяет такую же схему подвески, как у автомоби-
лей М-20 «Победа» и ЗИМ.
В табл. 28 приведены весовые показатели задней подвески оте-
чественных легковых автомобилей.
Таблица 28
Весовые показатели задней подвески отечественных
легковых автомобилей
Автомобиль Сухой вес авто- мобиля 1 °сух в кг Осевой вес (под задними колесами)1 (7, в кг Вес задней подвески (с амортиза- торами) Q3 п в кг Оз. п ,пЛл, исух
„Москвич" 808 615 21,6 2.7 3,5
М-20 „Победа" 1360 1010 51,0 3.8 5,1
ЗИМ 1800 1258 55,0 3.1 4,4
ЗИС-110 2425 1650 72,7 3,0 1,4
ГАЗ-69 1420 1230 51,0 3,6 4,2
1 По взвешиванию.
56
Вес колес и шин отечественных легковых автомобилей, так же
как и грузовых, завышен (главным образом вес шин). Вес ком-
плекта колес с шинами (не считая запасного колеса) составляет
от 6,3 до 8,5% от сухого веса автомобиля. Шина 6,00-16, устано-
вленная на автомобиле М-20 «Победа», весит 14,7 кг и при вну-
треннем давлении 2,2 кг/см1 2 * * * * * В допускаемая максимальная нагрузка
на нее составляет 460 кг. Шина того же размера американского
производства весит при внутреннем давлении 2,1 кг/см2 и макси-
мальной нагрузке 500 кг всего лишь 11,0 кг. Таким образом, на
комплекте колес с шинами автомобиля М-20 «Победа» можно полу-
чить экономию в весе около 20 кг.
В табл. 29 приведены весовые показатели комплектов колес
с шинами для отечественных легковых автомобилей.
Таблица 29
Весовые показатели по комплектам колес с шинами
для отечественных легковых автомобилей
Москвич"
М-20
.Победа"
ЗИМ
ЗИС-110
808
1360
1800
2425
1150 5,00—16
1835 6,00-16
2390 7,00-15
3100 7,50-16
4
4
4
4
6,6 10,6
11,5 14,7,
13,5 18,7
13,5 25,0
68,8 1280
104,8 1840
128,8 2425
154,0 3140
0,90
1,00
0,98
0,99
8,5
7,7
7,2
6,3
1 По взвешиванию.
Вес кузовов легковых автомобилей составляет от 38,5 до 55%
от сухого веса-автомобиля. Весовые параметры кузовов отече-
ственных легковых автомобилей приведены в табл. 30.
При сопоставлении веса кузовов автомобилей ЗИМ и ЗИС-110
следует учитывать, что кузов автомобиля ЗИМ несущий при без-
рамном шасси, а кузов автомобиля ЗИС-110 не несущий и уста-
навливается на раму шасси, которая весит 212 кг. Таким образом,
вес кузова автомобиля ЗИС-110 вместе с рамой шасси составляет
1307 кг или 54% от сухого веса автомобиля.
Снижения веса легкового автомобиля следует добиваться не
только снижая вес его шасси, но и снижая вес кузова, так как
этот вес составляет около половины всего сухого веса автомобиля.
В табл. 31 приведены средние значения веса кузовов легковых
автомобилей по данным взвешивания.
57
Таблица 30
Весовые параметры кузовов отечественных легковых автомобилей
Автомобиль Сухой вес автомобиля °сух в кг Вес кузова 0куз в кг Тип кузова ^•10П исух
.Москвич" 808 309,5 Цельнометалличе- ский несущий 38,5
М-20 .Победа" 1360 644,5 То же 47,5
ЗИМ 1800 982,0 54,5
ЗИС-110 2425 1095,0 Цельнометалличе- ский на рамном шасси 45,2
Таблица 31
Средние значения веса кузовов легковых автомобилей
Автомобиль Вес остова кузова в кг Вес оборудо- вания и оперения в кг Вес кузова в сборе в кг
Малолитражный европейский .... Легкого типа американский Среднего . . Большого „ . Высокой проходимости (типа автомо- биля ГАЗ-69) 180-200 250-300 290—350 400—475 175—200 100-150 150-250 200-300 300—450 75-100 280-350 400-550 490-650 700-925 250-300
Сравнение данных табл. 30 и 31 показывает, что кузова оте-
чественных легковых автомобилей несколько тяжелее кузовов
автомобилей США. Следует, однако, учитывать, что кузова оте-
чественных автомобилей несущего типа. В табл. 32 приведены дан-
ные по весу различных материалов в конструкциях кузовов авто-
мобилей «Москвич» и М-20 «Победа».
Как следует из табл. 32, вес черных металлов в кузове авто-
мобиля «Москвич» составляет 78;%, а в кузове автомобиля М-20
«Победа» 72% от полного веса кузова; вес цветных металлов
(в основном цинка) в кузове автомобиля «Москвич» составляет
2%, а в кузове автомобиля М-20 «Победа» 5% от полного веса
кузова.
Как показали проведенные в НАМИ испытания кузовов оте-
чественных легковых автомобилей при помощи тензометрирования,
многие детали кузовов можно изготовлять из более тонких листов
материала без какого-либо изменения конструкции, а в некоторых
случаях уменьшение толщины материала возможно при незначи-
тельном изменении конструкции. Снижать вес кузовов можно не
только за счет металлических деталей, а также за счет, например,
58
Та6^а 32
Вес материалов, применяемых для изготовления кузовОв
автомобилей „Москвич* и М-20 „Победа* <
Материал Вес в кг Вес в о/о к весу кузова
М-20 .Победа" .Москвич" М-20 .Победа" .Москвич"
Листовая сталь 347,8 184,2 54,6 59,5
Поковка, чугун Цветные металлы (кроме 101,0 45,1 15,5 14,6
оплавки) 14,0 1,9 2,2 0,6
Припой (оплавка)1 . . . 17,0 5,0 2,6 1,6
Дерево 5,7 2,8 0,9 0,9
Стекло 28,4 14,2 4,4 4,6
Резина 21,2 8,9 3,3 2,9
Пластмасса 1,3 0,2 0,2 0,1
Картон и бумага .... Ткани, ковры, обивочные 31,3 6,6 4,9 2,1
материалы Войлок, вата и др. на- 24,5 13,6 3,8 4,4
бивки Пасты, клей, грунтовка, 3,0 0,4 0,5 0,1
краски 13,0 4,0 2,0 1,3
Прочее 36,3 22,6 5,1 7,3
Всего. . . . 1 После рихтовки. 644,5 309,5 100 100
уменьшения толщины стекла. Чтобы уменьшить вес обивки, сле-
дует применять тонкий плотный картон с накладкой по контуру
второго слоя для его усиления.
Широкое применение пластмасс в кузовах также позволит
уменьшить их вес. Дальнейшего облегчения веса кузовов можно
добиться при широком использовании листов и профилей из лег-
ких сплавов.
Таким образом, уменьшение сухого веса перспективных отече-
ственных легковых автомобилей следует предусматривать при
проектировании всех основных агрегатов и, в первую очередь, ку-
зова, а также колес и шин. Уменьшение сухого веса многолитраж-
ных легковых автомобилей может быть, кроме того, получено при-
менением коротких V-образных двигателей. Учитывая изложенное,
при модернизации автомобиля М-20 «Победа» можно ожидать
снижения веса на 155—165 кг. При модернизации легковых авто-
мобилей ЗИМ и ЗИС-110 одновременно с переходом на более
легкие V-образные конструкции двигателей потребуется примене-
ние автоматических трансмиссий (гидромеханических или гидра-
влических), которые, как это указывалось, весят на 30—40 кг
59
больше обычных ступенчатых коробок передач. Кроме того, воз-
можна установка на эти автомобили дополнительного оборудова-
ния, повышающего их комфортабельность. При этом, модернизируя
автомобиль ЗИМ, можно ожидать снижения его сухого веса на
135—145 кг, а при модернизации автомобиля ЗИС-110, при усло-
Фиг. 11. Зависимость собственного веса легковых автомобилей от их базы.
жения сухого веса на 350—375 кг.«При модернизации автомобиля
«Москвич» необходимо значительно повысить его комфортабель-
ность, для чего надо расширить колею и увеличить габариты ку-
зова. Это приводит к существенному увеличению веса автомобиля,
а потому при модернизации малолитражного автомобиля снизить
его собственный вес вряд ли удастся, вследствие увеличения габа-
ритных размеров.
На фиг. 11 показана зависимость собственного веса легковых
автомобилей от базы. Штриховая кривая проведена по точкам,
00
соответствующим собственным весам существующих оте4ественных
легковых автомобилей. Сплошная линия характеризует собствен-
ные веса перспективных типов легковых автомобилей при условии
сохранения существующего сортамента основных материалов, иду-
щих на их изготовление. Отдельные точки, нанесенные на фиг. 11?
относятся к заграничным автомобилям выпуска 1955 г., специфи-
кация которых приведена в приложении 1. На фиг. 11 нанесены
также собственные веса некоторых заграничных автомобилей,
определенные непосредственным их взвешиванием (табл. 33).
Таблица 33
Результаты взвешивания некоторых заграничных легковых
автомобилей
Фирма Модель Год выпуска Собственный вес в кг База в мм
Бьюик Родмастер 1950 2000 3200
Линкольн Космополитэн 1950 2100 3175
Кадилак 62 1949 2010 3200
Стандард Вангард 1954 . 1310 2390
Форд Касюмлайн 1954 1570 2930
Шевроле Стильлайн 1954 1630 2920
Студебекер Командор 1954 1595 2954
Додж Коронэ 1954 1665 3020
Точки, соответствующие этим весам распологаются в общем
поле точек на фиг. 11, что подтверждает достаточную точность
данных, взятых из литературных источников.
Следует отметить, что по зависимости собственного веса лег-
ковых автомобилей от рабочего объема их двигателей нельзя
произвести правильную сравнительную их оценку по весу, так как
разные конструкторы по-разному подходят к подбору двигателя
для автомобиля данного веса.
КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕСА АВТОМОБИЛЕЙ
высокой ПРОХОДИМОСТИ
В табл. 34 приведены весовые показатели отечественных авто-
мобилей высокой проходимости и аналогичных автомобилей США.
Для сравнения в табл. 34 приведены данные по шестиколесному
автомобилю Студебекер US6 выпуска 1941 —1946 гг., с которым
часто сравнивают автомобиль ЗИС-151.
Такой большой собственный вес американских автомобилей
высокой проходимости (табл. 34) объясняется тем, что вследствие
предъявления повышенных требований к этим автомобилям их при-
ходится оборудовать некоторыми дополнительными тяжелыми при-
способлениями. Эти автомобили должны:
а) преодолевать броды при работе двигателя под водой (гер-
метизация картера двигателя и электрооборудования, вывод вы-
61
Таблица 34
Весовые параметры некоторых автомобилей высокой проходимости
Автомобиль Коли- чество колес, из них ведущих Число шин Грузо- подъем- ность по 1^унту в кг Собствен- ный вес автомо- биля Go в кг Макси- мальный полный вес авто- мобиля Оа в кг Ое Оо
ГАЗ-69 4X4 4 650 1 525 2175 0,43
ГАЗ-63 4X4 4 1500 3 440 5 170 0,44
ЗИС-151 6X6 10 2500 5 845 8 570 0,43
Виллис М38А1 4X4 4 1360 1 200 1560 0,30
Додж М-37 4X4 4 *5 690 2 700 3 540 0,26
Рио М-35 6X6 6 2300 5 950 8 400 0,39
GMC Т-51Е1 6X6 6 4400 7 150 11 700 0,61
Аллис-Чал- мерс-МВЕ2 8X8 8 8250 20 200 28 600 0,41
Студебекер US6 6X6 10 2500 4 475 7125 0,56
Примечание. Собственный вес автомобилей ГАЗ -63 и Студебекер
US6 дан с весом лебедки, а автомобилей Виллис М38А1, Додж М-37,
Рио М-35, GMCT-51E1 и Аллис-Чалмерс-МВЕ2 — с весом полного обо- рудования.
пускной трубы и патрубка для забора воздуха выше крыши ка-
бины, герметизация тормозной системы, картеров ведущих мостов,
коробок передач и рулевого механизма);
б) быть оборудованы с учетом работы в условиях повышен-
ной и пониженной температуры (металлические кабины с тепло-
изоляцией и отоплением, пусковые подогреватели двигателей
и приспособления для их обогрева на длительных стоянках;
теплые стеганые тенты на кузовах, теплоизоляция пола кузова
и т. п.);
в) быть оборудованы самоблокирующимися дифференциалами
и самовключающимися приводами на передние колеса;
г) иметь приспособления для ускоренного снятия и установки
агрегатов;
д) безотказно работать на 20 %-ном боковом уклоне;
е) иметь запас хода по топливу 480 км при скорости 50 км/час\
ж) быть оборудованы приспособлениями, обеспечивающими воз-
можность транспортировки воздушным транспортом;
з) иметь лебедки, буксирующие устройства;
и) иметь централизованную накачку шин с изменением давле-
ния в них на ходу автомобиля.
Как уже упоминалось, для того чтобы удовлетворить всем этим
требованиям, приходится значительно повышать собственный вес
автомобилей. Этим объясняется то, что современные автомобили
высокой проходимости США значительно тяжелее по сравнению
с подобными автомобилями, эксплуатировавшимися во время вто-
62
рой мировой войны (автомобили Студебекер, ПнтернацИОН^1
И др.).
В СССР автомобили высокой проходимости имеют большое
народнохозяйственное значение, так как при огромной территории
Советского Союза еще значительное время будут существовать
районы с плохо развитой дорожной сетью, где автомобили
большую часть года работают в условиях плохих дорог или
даже по бездорожью. Значительное распространение автомобили
высокой проходимости должны получить в сельском хозяйстве
(например, при работе непосредственно в полевых условиях). При
этом вряд ли целесообразно, чтобы автомобили удовлетворяли
перечисленным выше требованиям. Достаточно лишь при проекти-
ровании этих автомобилей предусмотреть возможность оборудова-
ния их всеми необходимыми приспособлениями для работы в спе-
цифических условиях.
В настоящей работе автомобили высокой проходимости рас-
сматриваются главным образом с точки зрения использования их
в народном хозяйстве. Так как автомобили высокой проходимости,
обычно конструируют с использованием агрегатов автомобилей
общего назначения, собственный вес их в некоторой степени зави-
сит от собственного веса соответствующего базового автомобиля.
В табл. 35 приведены веса агрегатов отечественных автомоби-
лей высокой проходимости.
Лебедка, устанавливаемая на автомобиль ГАЗ-69, весит 240 кг,
а лебедка, устанавливаемая на автомобиль ЗИС-151, весит 300 кг.
Собственный вес автомобиля ГАЗ-63 (без лебедки) на 490 кг
больше, чем вес базового автомобиля ГАЗ-51. Это увеличение
веса в основном определяется утяжелением следующих агрегатов
автомобиля ГАЗ-63 по сравнению с агрегатами автомобиля ГАЗ-51
(в кг)*. переднего моста на 160,0; карданной передачи на 8,5;
рамы на 13,0; подвесок (передней и задней) на 35,0; шин и колес
на 8,0; бензиновых баков на 4,0; кузова на 84,0, а также увели-
чения веса воды, масла, топлива и снаряжения на 60,0 кг.
Кроме того, вес силовой передачи автомобиля ГАЗ-63 увели-
чивается вследствие добавления раздаточной коробки, которая
весит 55,0 кг. Для того чтобы колесный автомобиль обладал удо-
влетворительной проходимостью по мягким и топким грунтам, его
осевой вес следует ограничить величиной около 5000 кг. При таком
осевом весе даже шина сверхнизкого давления будет иметь вну-
треннее давление около 1,6—1,8 кг!см2. Каркас шины, в зависи-
мости от ее профиля и конструкции, принимает на себя в среднем
10—20% нагрузки. Таким образом, удельное давление на опорную
поверхность при указанном внутреннем давлении будет около
1,75—2,0 кг/см2. Такое опорное давление является предельным по
проходимости на мягких и топких грунтах, даже учитывая допу-
стимое погружение шины в грунт.
На основании этого подсчитаем по осевому весу, равному
5000 кг, предельную грузоподъемность для автомобилей типов
4 X 4, 6 X 6 и 8 X 8. Для автомобиля типа 4X4, принимая отно-
63
Таблица 35
Веса отдельных агрегатов отечественных автомобилей
высокой проходимости
! Наименование агрегата или параметра ГАЗ-69 ГАЗ-63 ЗИС-151
Вес
в кг В °/о в кг В о/о в кг В °/о
Тип автомобиля (количество колес и число ведущих из них) .... Силовая передача Двигатель с оборудованием .... Сцепление с отводкой и педалью . Коробка передач с картером сцеп- ления Раздаточная коробка Карданная передача Передний мост со ступицами колес и рулевой трапецией, тормозами и тормозными барабанами .... Задний мост (тележка) со ступи- цами колес, тормозами и тормоз- ными барабанами Ходовая часть Рама с кронштейнами Передняя подвеска с амортизато- рами Задняя подвеска е амортизаторами Колеса с шинами в сборе Буксирный прибор Механизмы управления Руль с продольной тягой и деталями крепла ния Центральный тормоз с управлением Тормозная аппаратура и привод управления Прочие агрегаты автомобиля Топливные баки с трубопроводами Глушитель с трубами Радиатор со шлангами Аккумуляторная батарея Приборы и детали их крепления . . С центральным тормозом. 2) Без амортизаторов. 3) Без трубопровода. 4) С масляным радиатором. Леги 4; 194 10 39 18 100 70 138 46 51 118 12 13 7 25 9 204) 24 18 :овой <4 13,7 0,7 2,8 1,3 7,0 4,9 9,7 3,2 3,6 8,3 0,9 0,9 0,7 1,8 0,6 1,4 1,7 1,3 Груз' 4) 250 9,9 59 55 33,3 287 244 233,3 80 1422) 398 23,2 22 13,4 11 зз3) 8,2 31,4 39,5 ОВОЙ <4 11,5 0,5 2,7 2,5 1,5 13,2 11,2 10,7 3,7 6,5 18,3 1,1 1,0 0,6 0,5 1,5 0,4 1,4 1,8 Груз 6) 440 24,3 115 1521) 93,8 372 650 528 112 224,5 820 37,3 50,7 10,4 55,64) 56 ОВОЙ <6 10,3 0,6 2,7 3,6 2,2 8,7 15,3 12,4 2,6 5,3 19,3 0,9 1,2 0,2 1,3 1,3
64
Продолжение табл. 35
ГАЗ-69 ГАЗ-63 ЗИС-151
Наименование агрегата или параметра Вес
в кг В о/о в кг В °/о в кг В °/о
Сухой вес шасси5) 1010 — 2175 100 4263 100
Кузов6) • . . 350 24,6 412 14 569 11,2
Кабина6) — — 215 7,3 270 5,3
Оперение и прочее 60 4,2 153 5,2 — —
Сухой вес автомобиля5) 1420 100 2955 100 5102 100
Вода, масло, топливо и снаряже-
ние7* 105 6,9 245 7,6 443 8,0
Собственный вес автомобиля5) . . . 1525 100 3200 100 5545 100
Распределение собственного веса по осям:
на переднюю 857 56,2 1640 51,2 2292 41,2
„ заднюю 670 43,8 1560 48,8 3274 58,8
Примечание. Вес отдельных агрегатов < автомобиля ГАЗ-69 дан
в процентах к сухому весу автомобиля, а автомобилей ГАЗ-63 и ЗИС-151-
в процентах к сухому весу шасси. 5) По данным завода.
6' В процентах от сухого веса автомобиля. В процентах от собственного веса автомобиля.
шение полезной грузоподъемности к собственному весу равным 0,6
и считая, что на заднюю ось может приходиться до 60% полного
веса, предельная грузоподъемность
Для автомобиля типа 6 X 6, задаваясь отношением полезной
грузоподъемности к собственному весу 0,7 и считая, что на ка-
ждую заднюю ось может приходиться до 35% полного веса,
получим
07-^
°о=-Г+^-~6'0 т-
Для автомобиля типа 8X8, задаваясь отношением полезной
грузоподъемности к собственному весу 0,75 и считая, что полный
вес распределяется равномерно по осям (самый благоприятный
случай), получим:
~ 1 + 0,75 ~ 8,5 т'
5
Гольд 2757
65
Таким образом, колесные автомобили грузоподъемностью
свыше 8,5—10,0т, даже типа 8X8, не могут обладать особенно
высокой проходимостью из-за чрезмерно большого осевого веса.
Более детально вопросы проходимости разобраны ниже в гл. VIII.
КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЕСА АВТОБУСОВ
Собственный вес автобусов в значительной степени зависит от
их комфортабельности и от дорожных условий работы. Как пока-
зывает весовой анализ современных городских автобусов с вагон-
ным кузовом, их собственный вес, отнесенный к одному месту для
сидения, составляет от 170 до 220 кг на одно место для сидения,
независимо от вместимости автобуса (табл. 36). Собственный вес
Таблица 36
Собственный вес отечественных и американских автобусов
в снаряженном состоянии
Автобус Назначение Тип Число мест для сидения (без мест водителя и кондук- тора) Собствен- ный вес в снаря- женном состоянии в кг Собствен- ный вес на одно место для сидения
ГЗА-651 Ведомствен- ный С двигателем спереди 19 3840 202
ЗИС-16 Городской и пригород- ный То же 25 5100 205
ЗИС-155 То же Вагонный сдви- гателем спе- 28 6290 225
GMC я реди Вагонный с дви- гателем сзади 27 4600 170
ACF W То же 27 5000 185
Фитцджон 29 5750 200
ACF » - 31 5330 172
GMC - 32 6400 200
Уайт Я » 35 7400 210
МАК 33 7250 220
GMC - 45 7900 175
МАК - » 41 8800 215
Уайт 44 9190 208
МАК 45 9100 202
ACF 48 9000 188
ЗИС-127 Междугород- ный С двигателем сзади 32 9500* 297
ACF-Брилл То же С двигателем под полом 37 9050* 245
Аэрокоч я С двигателем сзади 37 7750 * 210
Фитцджон GMC * Без уст » С двигателем спереди 36 8200* 228
п ановки для кон. С двигателем сзади акционирования во 41 здуха 8600* 210
66
автобуса ЗИС-154 с электрической трансмиссией составляет
8000 кг. Вместимость этого автобуса — 34 места для сидения (не
считая мест водителя и кондуктора), что составляет 235 кг на одно
место для сидения. Генератор ДК-505, установленный на авто-
бусе ЗИС-154, развивающий мощность 50 кет (нормальное число
оборотов 2000 об/мин), весит 420 кг. Тяговый электродвигатель
ДК-305, который работает в общей цепи с генератором ДК-505 и
развивает 43 кет (нормальное число оборотов 1020 в минуту),
весит 465 кг. Генератор приводится во вращение двухтактным
дизелем ЯАЗ-204, развиваю-
щим НО л. с. при 2000 об/мин
(с регулятором). Если суммар-
ный вес генератора и тягового
электродвигателя отнести к еди-
нице мощности дизеля, то
получим удельный показатель
веса тягового электрооборудо-
вания 8 кг/л. с. Вес прочего
электрооборудования (ревер-
сора, щитка с сопротивле-
ниями, проводки и т. п.)
составляет дополнительно
0,75 кг/л. с.
Тяговое электрооборудова-
ние американских автобусов
с электрической трансмиссией
весит несколько меньше, чем
у автобуса ЗИС-154 и соста-
вляет приблизительно 7 кг!л. с.
(без реверсора, проводки
и т. п.).
В технических условиях на
многоместный городской авто-
бус, утвержденный Транспорт-
ным управлением Москов-
ского совета, предусматривается
более 190 кг на одно место длз
гидромеханической трансмиссии.
Фиг. 12. Изменение собственного веса
городских автобусов в зависимости от
числа мест для сиденья:
/, 5, 10 и 11 — GMC; 2, 3 и 15— ACF; 4 и
9— Фитцджон; 5, 12 и 14—МАК; 7 и 13 — Уайт;
8 — Аэрокоч; 16 — ACF-Брилл.
Сплошная линия —современные городские авто-
бусы; штриховая линия —перспективные город-
ские автобусы.
норма для собственного веса не
сидения при механической или
Эту норму можно принять при
определении собственного веса перспективных типов городских авто-
бусов.
Для внутрирайонных автобусов, которые будут передвигаться
по относительно плохим дорогам, норму собственного веса сле-
дует увеличить до 200 кг на одно место для сидения, так как иначе
нельзя будет обеспечить для них необходимый срок службы. Для
междугородных (магистральных) автобусов, оборудованных ба-
гажным отделением и специальными сидениями, норму собствен-
ного веса придется увеличить до 230 кг на одно место для сиде-
ния (без установки для кондиционирования воздуха). Американ-
ские междугородные автобусы выпуска 1952—1953 гг. (вмести -
5*
67
местью 37—41 место для сидения) имеют собственный вес
210—245 кг на одно место для сидения.
На фиг. 12 показано изменение собственного веса перспектив-
ных городских автобусов с гидромеханической или гидравлической
трансмиссией в зависимости от числа мест для сидения, подсчитан-
ное на основании приведенной выше нормы. На фиг. 12 также на-
несена кривая изменения собственного веса для современных
городских автобусов; точками отмечены данные по отечественным
и наиболее распространенным американским автобусам выпуска
1952—1953 гг., а звездочками — по междугородным автобусам.
Перспективные типы автомобилей с собственным весом, реко-
мендованные в настоящей главе, должны удовлетворять нормам
по сроку службы, рекомендованным ниже в гл. V.
ГЛАВА III
ТЯГОВЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЯ
Тяговые качества автомобиля по кривой динамического фак-
тора [45] характеризуются следующими параметрами (фиг. 13):
а) величиной максимального динамического фактора Dmax 1 на
низшей передаче;
б) величиной макси-
мального динамическо-
го фактора Dmaxnp на
прямой передаче;
в) интенсивностью
падения динамического
фактора на прямой пе-
редаче
г) минимальной ско-
ростью движения авто-
мобиля
д) максимальной
скоростью движения
автомобиля на высшей
передаче vamax.
Под интенсивностью
падения динамического
фактора понимается от-
Фиг. 13. Типовой график динамического фактора:
/ — низшая передача; 2—прямая передача; 3— высшая пере-
дача.
ношение максимальной
величины динамическо-
го фактора к величине
динамического фактора,
соответствующей максимальной
отношение ближе к единице,
мощности двигателя. Чем это
тем более пологий вид имеет
кривая изменения динамического фактора и тем лучшие предель-
ные тяговые качества сохраняет автомобиль при повышенной ско-
рости движения.
Автомобильный двигатель при установившемся движении
обычно работает е неполностью открытой дроссельной заслонкой,
при разгонах и преодолении подъемов пользуются замедляю-
щими передачами. Поэтому нет оснований опасаться, что отноше-
ние максимальной величины динамического фактора к величине
69
динамического фактора, соответствующей максимальной мощности
двигателя, будет близким к единице.
Критическая скорость (т. е. скорость, соответствующая макси-
мальной величине динамического фактора) также не имеет суще-
ственного значения при оценке тяговых качеств автомобиля, так
Фиг. 14. Характеристики двигателей ЗИС-110
и М-20, работающих с обслуживающими
агрегатами и без них:
1 — двигатель ЗИС-110 без обслуживающих агрега-
тов; 2—двигатель ЗИС-110 с обслуживающими агре-
гатами; 3—двигатель М-20 без вентилятора и глуши-
теля; 4—двигатель М-20 с вентилятором; J—двига-
тель М-20 с вентилятором и глушителем.
как двигатель редко рабо-
тает при полностью откры-
той дроссельной заслонке,
а замедляющие передачи
включают заблаговременно.
Получить реальные и
сравнимые величины, харак-
теризующие тяговые каче-
ства автомобилей, пользуясь
кривыми изменения динами-
ческого фактора, можно,
только имея характеристики
двигателей, снятые на стен-
де при определенных стан-
дартных условиях (с данным
оборудованием: вентилято-
ром, глушителем, генерато-
ром и т. п., при работе на
соответствующем топливе,
при заданном температур-
ном режиме и т. д.).
Особенно трудно сравни-
вать тяговые качества за-
граничных автомобилей, так
как в литературных источ-
никах и заводских инструк-
циях в большинстве слу-
чаев указывается лишь
номинальная (каталожная)
мощность двигателя без
обслуживающих двигатель
агрегатов: генератора, венти-
лятора, глушителя и т. д.
Между тем действительная
мощность двигателя (с об-
служивающими агрегатами)
значительно ниже номиналь-
ной. Для иллюстрации сказанного на фиг. 14 приведены характе-
ристики двигателей легковых автомобилей ЗИС-110 и М-20 «Победа»
со вспомогательными обслуживающими агрегатами (вентиля-
тором и глушителем) и без них, полученные при заводских испы-
таниях.
Американские фирмы часто указывают номинальную мощность
не только без вспомогательных обслуживающих агрегатов (венти-
70
Таблица 37
Номинальная и'действительная мощность дв
некоторых американских легковых автомобилей^11
Фирма Модель Мощность лви1ателя в л" г
номинальная (каталожная) /^й^тпительная (по испытаниям)
——
Паккард 180 165 129
Бьюик 90 165 135
Кадилак V-8 150 110
Линкольн V-8 200 170
Крайслер 1953 г. 200 175
Ольдсмобиль V-8 175 146
лятора, глушителя и т. п.), но даже и без основных обслуживаю-
щих агрегатов (генератора, водяного насоса и т. д.). Если при
этом учесть возможность приме-
нения различных топлив, то раз-
ница между номинальной и дей-
ствительной мощностью двигателя
может получиться еще больше,
что подтверждается данными
завода имени Сталина, приведен-
ными в табл. 37.
Таким образом, разница меж-
ду каталожной и действительной
мощностью двигателя может со-
ставлять 20—25%.
В дополнение к сказанному
на фиг. 15 приведено распределе-
ние потерь в двигателе Континен-
таль (для грузового автомобиля)
по результатам испытаний НАМИ.
Следует иметь в виду, что при
движении автомобиля с высокой
скоростью при большом числе
оборотов коленчатого вала дви-
гателя вентилятор находится во
встречном потоке воздуха, спо-
собствующем его вращению;
вследствие этого в реальных усло-
виях движения потери мощности
на приведение вентилятора во
вращение на большой скорости
Фиг. 15. Распределение потерь в дви-
гателе Континенталь:
/—мощность двигателя без вентилятора, воз-
духоочистителя, регулятора и генератора, ра-
ботающего на бензине повышенного качества;
2—то же двигателя, работающего на стан-
дартном бензине; 3—мощность двигателя со
всем вспомогательным оборудованием; 4—то
же без регулятора; / — потери из-за неполно-
ценности топлива; // — потери на вентилятор,
воздухоочиститель и генератор; /// — потери
на заслонку регулятора.
движения меньше, чем потери мощности при испытании на стенде.
Ввиду того, что действительные характеристики двигателей
(полученные при испытании их на стенде) многих автомобилей
71
найти невозможно, при подсчете динамических факторов прихо-
дится основываться на каталожных данных (максимальной мощ-
ности двигателя и соответствующих ей оборотов коленчатого вала
двигателя в минуту) и по ним строить номинальную характеристику
двигателя по способу проф. И. М. Ленина [31] или С. Р. Лейдер-
мана [30].
Проф. И. М. Ленин считает, что все карбюраторные двигатели
имеют единую относительную скоростную характеристику (фиг. 16).
В относительной скорост-
ной характеристике мощ-
ность Ne и число оборо-
тов пе выражены в про-
центах по отношению к
максимальным значениям
ДаННЫХ ВеЛИЧИН (А^тах
И «етах). На фиг. 16
нанесены данные обработ-
ки действительных ско-
ростных характеристик
карбюраторных двигате-
лей Горьковского автомо-
бильного завода имени
Молотова (двигателей
ГАЗ-А, ГАЗ-MM, ГАЗ-51
и ЗИМ). Эти двигатели
20 40 S0 80 100 п7» имеют различную макси-
пе мальную мощность (от 40
Фиг. 16. Относительная скоростная характе
ристика карбюраторных двигателей
до 90 л, с.), а наиболь-
шее число оборотов их ко-
ленчатых валов меняется
от 2200 до 3600 об/мин. Тем не менее, как видно из фиг. 16, точки
их скоростных характеристик ложатся весьма близко к кривой
относительной скоростной характеристики. Можно нанести на этот
график данные, полученные при испытании двигателей в значи-
тельно большем диапазоне мощностей и чисел оборотов и тем
не менее все точки будут располагаться весьма близко к относи-
тельной характеристике. Если принять, что все двигатели имеют
единую относительную характеристику, то, следовательно, единой
будет и относительная кривая измененаия крутящего момента по
оборотам. Значит и коэффициент приспособляемости двигателей
(т. е. отношение максимального крутящего момента двигателя
к моменту при его максимальной мощности) при одинаково отрегу-
лированных карбюраторах должен быть единым. Для карбюратор-
ных двигателей коэффициент приспособляемости можно принять
равным 1,25, а для четырехтактных дизелей 1,10.
В дальнейшем при подсчете динамических характеристик при-
няты следующие допущения:
1. Механический к. п. д. силовой передачи для легковых
автомобилей был принят равным 0,92, для двухосных грузовых
72
автомобилей и для автобусов 0,90 и для трехосных автомоби-
лей 0,85.
2. Радиус качения гк в м был подсчитан по условной фор-
муле [16]:
гк = 0,96x0,025 =0,0121 (d + 2b),
где d — диаметр обода в дм\
b — ширина покрышки в
Радиусы качения гк для
Таблица 38
Радиусы качения для отечественных
автомобилей
Автомобиль Обозначение шин Радиус качения в мм
.Москвич* 5,00-16 317
М-20 .Победа* 6,00-16 344
ЗИС-110 7,50-16 382
ЗИС-150 9,00-20 485
МАЗ-200 12,00-20 552
дм.
отечественных автомобилей, опреде-
ленных экспериментально [29], приведены в табл. 38.
3. Коэффициент сопротивле-
ния воздуха К в зависимости
от года выпуска легкового
автомобиля принимался по кри-
вой, изображенной на фиг. 17.
Коэффициент сопротивления
воздуха для заграничных лег-
ковых автомобилей выпусков
с 19Г22 г. по 1938 г. был
принят по штриховой кривой,
с 1938 г. по 1950 г. — 0,03,
а с 1950 г. — 0,023, как у авто-
мобиля ЗИМ. Коэффициент со-
противления воздуха для грузовых автомобилей, независимо от года
их выпуска, принят равным 0,065. По литературным данным коэф-
Фиг. 17. Изменение коэффициента сопротивления воздуха К
по годам для отечественных легковых автомобилей:
I — Руссо-Балт; 2 — ГАЗ-АА; 3 — ГАЗ-М-1; 4 — ГАЗ-11-73; 5 — ЗИС-101;
6 — .Москвич"; 7—ЗИС-110; 8— М-20 „Победа"; 9—ЗИМ.
фициент сопротивления воздуха для автобусов мало зависит от их
компоновки (с капотом или вагонным кузовом), но значительно
меняется с изменением формы кузова. Автобусы с необтекаемыми
кузовами (выпуска до 1936 г.) имели коэффициент сопротивления
воздуха около 0,05. Автобусы вагонного типа позднейших выпусков
73
более обтекаемой формы имеют коэффициент сопротивления воз-
духа 0,035—0,030.
4. Площадь лобового сопротивления F была определена как
произведение колеи передних колес на полную высоту автомобиля
(от земли до верха кузова или кабины).
Так как легковые автомобили (за исключением междугород-
ных такси) редко работают с полной нагрузкой, их тяговые каче-
ства целесообразно оценивать не только при максимальном пол-
ном весе, но и при эксплуатационной нагрузке, которую для авто-
мобилей малого и среднего литража следует принимать равной
3 пассажирам, а для многолитражных автомобилей — 4 пасса-
жирам.
Динамический фактор для грузовых автомобилей был подсчи-
тан с учетом максимального полного веса.
При подсчете полного числа мест городских автобусов необхо-
димо учитывать число стоящих пассажиров, которое обычно
составляет 3 пассажира на 1 м2 свободной площади кузова,
а в часы пик увеличивается до 5 пассажиров. Дальнейшее увели-
чение числа стоящих пассажиров следует рассматривать каю вре-
менную перегрузку автобуса.
При всех сравнительных расчетах полное число мест городских
автобусов можно определять, считая, что число стоящих пасса-
жиров составляет 40% от числа мест для сидения. Кроме того,
следует учитывать вес кондуктора и водителя.
До настоящего времени при построении динамических харак-
теристик коэффициент сопротивления качению принимался по-
стоянным и не зависящим от скорости движения автомобиля [45].
Однако при скорости движения современных легковых автомоби-
лей это допущение приводит к значительным ошибкам. Для опре-
деления максимальной скорости современных легковых автомоби-
лей, оборудованных шинами низкого давления с вискозным
кордом, значительно более точные результаты можно получить,
пользуясь формулой, принятой в США.
При построении динамической характеристики коэффициент f
сопротивления качению согласно этой формуле для скорости дви-
жения автомобиля выше 50 км/час определяется из выражения
f = 0,0165 [1 +0,01 (v -50)],
где v — скорость движения автомобиля в км/час.
ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Как уже отмечалось, динамические характеристики, построен-
ные на основании каталожной мощности, носят условный характер
и могут служить лишь для сравнительных подсчетов. Для того
чтобы дать представление о том, насколько действительная дина-
мическая характеристика отличается от условной, на фиг. 18 при-
ведены динамические характеристики легкового автомобиля Ка-
дилак V-8, подсчитанные по каталожной номинальной мощности
74
(без оборудования), по максимальной мощности, указанной в ката-
логе с учетом стандартного оборудования, и по действитель-
ной характеристике, полученной при испытании двигателя на
стенде (со всем оборудованием). Динамические характеристики
автомобиля, соответствующие действительной мощности двигателя,
построены для условной эксплуатационной нагрузки (4 пассажира)
и при полной нагрузке (7 пассажиров) для того, чтобы показать,
как изменяются динамические качества легкового автомобиля
Фиг. 18. Сравнительные динамические характеристики американского легкового
автомобиля Кадилак V-8:
/ — по каталожной мощности Ng то = 150 л. с. без стандартного оборудования и при условной
эксплуатационной нагрузке; 2—по каталожной мощности Ng max = 130 л. с. со стандартным оборудо-
ванием и при условной эксплуатационной нагрузке; 3— по действительной мощности ^етях =
— 111 л. с. и при полной нагрузке; 4—по действительной мощности ^е|пах = Ш л. с. и при
условной эксплуатационной нагрузке.
с изменением числа пассажиров. На той же фигуре показано изме-
нение коэффициента сопротивления качению f в зависимости от
скорости движения автомобиля.
На фиг. 19 приведены аналогичные кривые для отечественного
автомобиля ЗИС-110. Верхняя кривая построена по стендовой
мощности двигателя без вентилятора и глушителя при условной
эксплуатационной нагрузке (4 пассажира), средняя кривая — по
стендовой мощности двигателя со всем оборудованием и пр*и услов-
ной эксплуатационной нагрузке, а нижняя кривая — по стендовой
мощности двигателя со всем оборудованием и при полной нагрузке
(7 пассажиров).
На фиг. 20 приведены действительные динамические характери-
стики отечественных легковых автомобилей, подсчитанные по стен-
довым характеристикам соответствующих двигателей, снятым при
75
Фиг. 19. Сравнительные динамические характеристики легкового автомобиля
ЗИС-110:
/ — по стендовой мощности max = 140,5 л. с. без вентилятора и глушителя и при условной
эксплуатационной нагрузке; 2 —по стендовой мощности Ng тах = 133,5 л. с. со всем оборудованием
и при эксплуатационной нагрузке; 3 — по стендовой мощности ^етах = 133,5 л. с. со всем обору-
дованием и при полной нагрузке.
Фиг. 20. Динамические характеристики отечественных легковых автомобилей:
/-ЗИС-110; 2—ЗИС-101; 3 —ГАЗЛ1-73; 4 —„Москвич"; 5—КИМ-10; 6 г-М-20 „Победа"; 7—ГАЗ-А;
5—ГАЗ-67Б; 9—ГАЗ-М-1.
76
Таблица 39
Тяговые показатели отечественных легковых автомобилей
Автомобиль Год выпуска Рабочий объем двигателей в .« Тяговые качестиа
va max км1нас pmax. пр в кг)кг VqD max в км[час ртах. пр max
КИМ-10 1940 1,17 96 0,097 30.5 2,77
.Москвич- 1946 1,07 94 0,079 33,5 1,46
ГАЗ-А 1932 3,28 94 0,122 28,0 2,26
ГАЗ-М-1 1936 3,28 102 0,115 42,5 1,81
ГАЗ-И-73 1940 3,48 122 0,127 47,0 2,08
М-20 .Победа" 1946 2,12 112 0,095 40,0 1,44
ЗИМ 1949 3,48 130 0,118 44,0 1,53
ГАЗ-67Б 1943 3,28 96 0,114 40,5 1,90
ЗИС-101 1937 5,75 122 0,130 34,5 2,02
ЗИС-110 1946 6,00 143 0,140 50,0 1,48
работе двигателя со всем оборудованием и при эксплуатационной
нагрузке на автомобиль (см. выше). В табл. 39 приведены основ-
ные тяговые показатели отечественных легковых автомобилей,
полученные на основании динамических характеристик, построен-
ных по результатам стендовых испытаний двигателей.
При анализе тяговых качеств легковых автомобилей США были
выбраны модели автомобилей, выпускаемых фирмами, имеющими
сбыт свыше 20 тыс. штук в год. При наличии в производстве в дан-
ном году нескольких моделей какой-либо фирмы одного класса по
литражу, для построения динамической характеристики выбиралась
модель с максимальным отношением мощности к собственному
весу. Таким образом, были построены динамические характеристики
свыше 100 моделей американских легковых автомобилей выпуска
1930, 1934, 1938, 1942, 1946, 1950 и 1954 гг. Аналогичным образом
были построены динамические характеристики 54 моделей англий-
ских легковых автомобилей за те же годы, 5 моделей французских
легковых автомобилей (Пежо и Рено) и свыше 50 моделей немец-
ких легковых автомобилей выпуска 1926, 1930, 1934 и 1938 гг.
Более тщательно проанализированы динамические качества 11 мо-
делей легковых автомобилей Опель. На основании указанного выше
анализа были построены «средние» динамические характеристики
легковых автомобилей различных стран по годам. Для примера
приведем средние динамические характеристики легковых автомо-
билей США большого и среднего литража по годам (фиг. 21 и 22)
и средние динамические характеристики английских малолитраж-
ных автомобилей (фиг. 23).
77
Фиг. 21. Средние динамические характеристики легковых автомобилей США
1930—1955 гг. большого литража:
/ — 1955 г.; 2—1950 г.; 3—1946 г.; 4—1942 г.; 5—1938 г.; 6-1934 г.; 7—1930 г.
Фиг. 22. Средние динамические характеристики легковых автомобилей США:
/ — 1955 г.; 2 — 1950 г.; 3 — 1946 г.: 4-1938 г.; 5—1934 г.: 6—1930 г.
78
На основании данных по моделям автомобилей рассматривае-
Фиг. 23. Средние динамические характеристики английских малолитраж-
ных автомобилей 1934—1955 г.
/—1955 г.: 2—1950 г.; 3—1946 г.; 4—1938 г.; 5 — 1934 г.
максимальной скорости для европейских легковых автомобилей и
легковых автомобилей США.
фактора на прямой передаче и максимальной скорости для легковых автомо
билей США:
vmax для многолитражных автомобилей; 2-г/тах для среднелитражных автомобилей; 3—Dmax
для многолитражных автомобилей; 4 — ^тах для среднелитражных автомобилей. С?
79
На фиг. 26 приведены максимальные скорости отечественных
легковых автомобилей Горьковского автомобильного завода имени
Фиг. 25. Изменение по годам средней величины максимального дина*
мического фактора на прямой передаче и максимальной скорости для
английских легковых автомобилей:
1 — ^тах для много- и среднелитражных автомобилей; 2—г/тах Для малолитражных
автомобилей; 3—Dmax Для много- и среднелитражных автомобилей; 4 — &т&х для
малолитражных автомобилей.
Фиг. 26. Максимальные скорости отечественных легковых автомобилей
Горьковского автомобильного завода имени Молотова, определенные
подсчетом и по заводским нормам:
1 — ГАЗ-А; 2— ГАЗ-М-1; З-ГАЗ-11-73; 4-ЗИМ; 5— М-20 „Победа-.
Сплошные линии —по сравнительному подсчету; штриховые линии —по испытаниям.
фактора (по фиг. 2Q), и фактические. Как видно, максимальная
скорость, определенная по кривым изменения динамического фак-
тора с учетом увеличения коэффициента сопротивления качению со
80
скоростью, достаточно точно совпадает с фактической МайС11Маль“
ные скорости движения заграничных легковых автомобилеЙт,*РпРе"
деленные по динамическим характеристикам, несколько завЫПЙЙы»
так как последние были построены по каталожной, завышенной
мощности двигателей.
Развитие тяговых качеств легковых автомобилей (на прямой
передаче) сначала шло по пути одновременного повышения как
максимальной величины динамического фактора, так и максималь-
ной скорости движения автомобиля. Так, например, величина макси-
мального динамического фактора для легковых автомобилей США
среднего литража повысилась в среднем за четыре года (с 1930 г.
по 1934 г.) с 0,13 до 0,15 кг/кг, а максимальная скорость за то же
время возросла в среднем со 105 до 125 км/час. Эта тенденция к
одновременному значительному росту как величины Z)max пр , так и
величины v а тах особенно ясно видна на примере немецких легко-
вых автомобилей среднего литража. В данном случае с 1926 г. по
1934 г. средняя величина Dmax пр увеличилась с 0,09 до 0,12 кг/кг,
а средняя величина vamax—с 90 до 110 кг/час.
Начиная с 1934 г., максимальная величина динамического фак-
тора продолжает расти значительно менее интенсивно. Так, напри-
мер, из сравнения значения Dmax пр за 1934 и 1950 гг. видно, что
величина максимального динамического фактора для легковых
автомобилей США за указанный период времени практически не
увеличилась. Максимальная скорость продолжает возрастать доста-
точно интенсивно: с 1934 г. по 1950 г. средняя величина для средне-
литражных автомобилей повысилась со 125 до 145 км/час. Для
немецких автомобилей среднего литража с 1934 г. по 1938 г. рост
максимальной скорости со НО до 125 км/час происходил даже за
счет снижения максимальной величины динамического фактора,
которая за этот же период времени снизилась с 0,12 до 0,10 кг/кг.
Как известно, уменьшая передаточное число главной передачи,
можно при данном двигателе повышать максимальную скорость
движения автомобиля за счет снижения динамического фактора.
Очевидно, этим путем и шли немецкие конструкторы автомобилей,
так как для немецких среднелитражных легковых автомобилей
средняя величина передаточного числа главной передачи в 1934 г.
была несколько выше 5,0, а в 1938 г. она понизилась до 4,25.
Возможно также, что в связи с увеличением сети автострад по-
высилась средняя скорость движения автомобилей, а передаточное
число главной передачи пришлось снизить для обеспечения устано-
вленного срока службы двигателя (см. гл. V).
С 1950 г. по 1955 г. увеличивается как максимальный динами-
ческий фактор легковых автомобилей США, так, в особенности,
максимальная скорость их движения. Значительное увеличение
скорости движения автомобилей наблюдается и в Англии. Это
объясняется увеличением мощности двигателей, устанавливаемых
на автомобилях соответствующих классов.
Тяговые показатели перспективных типов легковых автомобилей
целесообразно устанавливать в зависимости от рабочего объема их
6 Гольд 2757 81
двигателей. На фиг. 27 приведены значения максимального дина-
мического фактора на прямой передаче для отечественных легко-
вых автомобилей и для некоторых наиболее распространенных
типов заграничных легковых автомобилей, перечисленных в
табл. 40.
На фиг. 27 нанесена кривая, характеризующая изменение макси-
мальной величины динамического фактора в зависимости от рабо-
Фиг. 27. Зависимость величины макси-
мального динамического фактора
легковых автомобилей на прямой
передаче от рабочего объема их
двигателей:
/ — легковые автомобили США и Англии
(выпуска 1954—1955 г.); 2 —перспективные
легковые автомобили; 3 — отечественные лег-
ковые автомобили.
чего объема двигателя для совре-
менных европейских и американ-
ских легковых автомобилей и ана-
логичная кривая для существую-
щих типов отечественных легко-
вых автомобилей. Следует по-
мнить, что динамические факторы
для заграничных автомобилей
были подсчитаны по каталожной
мощности двигателя и потому не-
сколько завышены (см. фиг. 18).
Максимальную величину динами-
ческого фактора на прямой пере-
даче для перспективных типов
легковых автомобилей рекомен-
дуется выбирать по сплошной кри-
вой, проведенной на фиг. 27.
На фиг. 28 приведены свод-
ные данные по максимальным
скоростям легковых автомобилей
(отечественных, европейских и
американских). Нижняя кривая
характеризует зависимость изме-
нения максимальной скорости от
рабочего объема двигателя (вл)
для отечественных легковых авто-
мобилей по заводским нормам,
верхняя кривая — для загранич-
ных автомобилей. Номера точек на фиг. 28 соответствуют порядко-
вым номерам табл. 41. Средняя кривая на фиг. 28 рекомендуется
для установления нормы максимальной скорости легковых автомо-
билей перспективных типов.
Основным параметром, служащим для оценки тяговых качеств
автомобиля в условиях эксплуатации, служит средняя техническая
скорость движения. Отметим, что этот параметр почти не зависит
от максимальной скорости движения автомобиля. Поясним это при-
мерами. Рассмотрим сначала движение автомобиля по городским
улицам.
В 1939 г. в НАМИ были проведены испытания малолитражного
автомобиля Остин-Ю выпуска 1938 г., имевшего максимальную
скорость 97 км/час. В процессе испытаний определялась средняя
техническая скорость автомобиля в различных условиях городского
82
Таблиц0 ы
Динамический фактор некоторых американских и английских
легковых автомобилей
№ точек на фиг. 27 Фирма Модель Рабочий объем двигателя в л Максимальный динамический фактор на прямой передаче ^тах. пр в кг1кг
1 Форд Префект 1,17 0,103
2 Остин А-40 1,20 0,101
3 Воксхолл Уайверн 1,44 0,112
4 Нэш Стайтсмен 3,21 0,133
5 Хадсон Уошп 3,31 0,125
6 Студебекер Командор 3,68 0,160
7 Плимут Савой Р26 3,77 0,142
8 Додж Коронет 3,77 0,143
9 Шевроле Корветт 3,86 0,170
10 Нэш Амбассадор 4,13 0,150
11 Студебекер Президент 4,25 0,173
12 Плимут Савой Р27 4,27 0,157
13 Шевроле Бел Эр 4,35 0,172
14 Додж Кастэм Ройал 4,43 0,154
15 Понтиак Стар Чисф 4,70 0,161
16 Де Сото Файрэдоум 4,77 0,147
17 Форд Сандербед 4,79 0,177
18 Меркюри Монт клир 4,79 0,178
19 Бьюик Родмастер 70 5,28 0,155
20 Олдсмобиль 98 5,32 0,178
21 Кадилак 75 5,44 0,171
22 Крайслер Империал 5,44 0,158
23 Паккард 5580 5,77 0,148
движения — по диаметральным и кольцевым улицам центра Москвы
в период самого оживленного движения. Средняя техническая ско-
рость движения в различных городских условиях для этого автомо-
биля колебалась от 24,5 до 27 км/час.
Средняя техническая скорость движения по городу для автомо-
биля Форд-Префект составляла 24,5—28,5 км/час. По литератур-
ным данным малолитражный автомобиль Триумф-Юниор, имею-
щий максимальную скорость 90 км/час, при пробеге 50 тыс. км по
улицам Берлина с интенсивным движением имел среднюю техниче-
скую скорость в часы наиболее оживленного движения 36,0—
40,0 км/час, в ночное время 45,5 км/час.
Наблюдения за скоростью движения автомобильного транс-
порта на улицах Москвы, имеющих разную интенсивность движе-
ния, показали, что средняя скорость легковых автомобилей на
четырех относительно узких центральных улицах составляет
25—28 км/час, а на магистральной улице, переходящей в загород-
ное шоссе, — 40—42 км/час.
6* 83
В табл. 42 приведены данные по средним техническим скоро-
стям движения при эксплуатации в Москве легковых автомобилей
«Москвич», М-20 «Победа» и ЗИС-110.
По данным испытаний, проведенных в Московском автомехани-
ческом институте (МАМИ) [20], средняя техническая скорость
Фиг. 28. Изменение максимальной скорости отечественных,
европейских и американских легковых автомобилей в зависи-
мости от рабочего объема их двигателей:
/ — легковые автомобили США и Европы (выпуск 1955 г.); 2—перспективные
легковые автомобили; 3 — отечественные легковые автомобили.
автомобилей ЗИС-110 и «Москвич» на центральных улицах
Москвы оказалась одинаковой и равной 27 км/час.
Приведенные данные свидетельствуют, что при езде в городских
условиях средняя скорость малолитражных автомобилей не отли-
чается от скорости многолитражных автомобилей и практически
не зависит от их тяговых качеств и максимальной скорости.
В условиях интенсивного городского движения менее высокие
тяговые качества малолитражных автомобилей компенсируются
более высокой маневренностью.
84
Таблица 41
Максимальная скорость некоторых европейских и американских
легковых автомобилей
№ точек по )иг. 28 Фирма Модель Рабочий объем двигателя в л Максимальная скорость V a max в км1час
1 Изетта Изетта 0,236 85
2 Ситроен 2 н. л. с. 0,375 75-80
3 Чемпион 400Н 0,398 90-95
4 500G 0,448 90
5 6 Гутброд Супериор 600 Люксус 700 0,593 0,658 105 115
7 Голиаф 700Е 0,688 100-110
8 Рено 4 н. л. с. Спорт 0,747 100-105
9 Остин АЗО Севен 0,803 105
10 Стандарт Эйт 0,803 100
11 Панар Дина 0,851 130
12 дкв Зондерклассе 0,896 125
13 Фиат Нуова 1100 1,089 120
14 Форд Таунус 12 М 1,172 ПО
15 Фольксваген Люкс 1,191 ПО
16 Нэш Метрополитэн 1,200 120
17 Симка Аронда 1,221 120-125
18 Шкода 1200 1,221 105
19 Уолслей 4-44 1,250 133
20 Хильман Минке (Серия III) 1,265 ПО
21 Пежо 203 1,290 115-120
22 Опель Олимпия Рекорд 1,488 115-120
23 Леа Франсис 14 н. л. с. 1,767 120
24 Мерседес 180 1,767 125
25 Альфа-Ромео 1909 1,884 150
26 Фиат 1900А 1,901 135
27 Ситроен 11BL 1,911 125
28 Татра Татраплан 1,950 125—130
29 Рено Фрегат 1,997 135
30 Ровер 90 1,997 140
31 Стандард Вангард (Серия III) 2,088 120-125
32 Генри Джей (Кайзер) Корсэр 543 2,199 120-130
33 Остин А70 Хэафорд 2,199 130
34 Моррис Сикс 2.215 125
35 Форд Зодиак Сикс 2,262 135
36 Лянчиа Аурелия (Серия II) 2,266 150
37 Форд Ведетта-Трианон 2,353 146
38 Опель Капитан 2,473 135
39 Генри Джей (Кайзер) Корсэр 544 2,638 135
40 Виллис Аэро 685В 2,638 160
41 Студебекер Чемпион 15G 2,779 130-140
42 Олвис' ТА21 2,993 145
43 Нэш Рамблер 3,016 125-135
44 Хадсон Джет Лайнэр 3,310 135-150
45 Амстронг-Сиделей Сэпайрэ 3,435 165
46 Плимут Р25 3,569 130
47 Форд Сикс 3,654 145
48 Кайзер К542 Манхеттен Спэшэл 3,706 155
85
Продолжение табл. 41
№ точек по фиг. 28 Фирма Модель Рабочий объем двигателя V В Л Максимальная скорость V a max в к Ml час
49 Додж Д-53 3,770 160
50 Студебекер Командор 5Н 3,811 150-160
51 Шевроле Серия 2400 3,859 135
52 Форд Эйт Крестлайн 3,917 150
53 Понтиак 25 Чифтайн Сикс 3,919 130-140
54 Остин А135 Принцесс III 3,993 125-135
55 Хамбер Супер Снайп (серия IV) 4,139 140-145
56 Нэш Амбассадор 4,139 150-160
57 Меркюри Спэшэл Кастем 4.195 155-170
58 Бьюик 40 Спэшэл 4,326 145
59 Крайслер С-62 Виндзор де Люкс 4,334 140
60 Де Сото S-19 Файре Доум 4,524 160
61 Рольс-Ройс Сильвер Рейс 4,*566 145-150
62 Паккард Клиппер Спэшэл 5400 4,719 150
63 Хадсон Хорнет 5,047 155-160
64 Бьюик 70 Родмастер 5,276 160
65 Нэш Супер 88 5,314 165
66 Кадилак Серия 62 5,424 160-170
67 Паккард Бэлбоа 5,883 170
При увеличении средней технической скорости движения всего
потока автомобилей в городе большое значение приобретает
быстрота разгона автомобиля данного типа. Определить среднюю
техническую скорость движения легковых автомобилей в заданных
условиях можно, установив среднюю дистанцию между вынужден-
ными остановками (например, 500 м), максимальную скорость на ди-
станции (например, 50 км/час)
и среднее замедление при тор-
можении (например, 2$ м/сек2).
При этом кривые движения
Таблица 42
Средние технические скорости
движения легковых автомобилей
в Москве
Модель Средняя техническая скорость в км/час
по данным НАМИ по данным Академии коммунального хозяйства
„Москвич* М-20 „Победа* ЗИС-110 ЗИМ 26,5 27,5 24,0 28,0 23,5 22,0
автомобиля на перегоне можно
построить, пользуясь динами-
ческой характеристикой авто-
мобиля на всех передачах,
подсчитывая по ней соответ-
ствующие значения ускорений.
При разгоне автомобиля дви-
гатель работает на неустано-
вившемся режиме, вследствие
чего величина ускорения сни-
жается [39]. Чтобы учесть
это снижение, в знаменатель
приведенного ниже выражения
«6
дополнительно вводят коэффициент 8* (^установившегося режима,
примерно равный 0,075:
где 8 = 14- (§1 + М • «1 + 82 = 1 4- (0,04 4- 0,075) • ?к + 0,03.
Кривые ускорений, пути и времени разгона (фиг. 29 и 30) по-
строены для автомобиля М-20 «Победа» обычным методом [45].
Фиг. 30. Кривые времени и пути
разгона легкового автомобиля М-20
„Победа".
По кривым пути и времени разгона и заданным ранее условиям
можно построить кривую движения легкового автомобиля на пере-
гоне (фиг. 31), а по ней определить среднюю техническую скорость
движения автомобиля на перегоне.
vт = 3,6у км/час.
п 500-3.6 ,п
Для данного случая vm = —— = 40 км/час.
Время и путь разгона автомобиля зависят от числа передач в
коробке передач и значения передаточных чисел.
Для примера на фиг. 32 даны кривые изменения времени и
пути разгона автомобиля М-20 «Победа» при .двух различных пере-
даточных числах главной передачи (5,125 и 4,7). По этим кривым
87
можно судить, насколько повышается интенсивность разгона с уве-
личением передаточного числа.
При уменьшении максимальной скорости на том же перегоне
Фиг. 31. График движения легковых автомобилей М-20 „Победа" на перегоне.
34 км/час (фиг. 31). Чем меньше максимальная скорость на пере-
гоне, тем больше средняя техническая скорость приближается к
/ — первая передача; 2—вторая передача;
3—третья передача (/0 = 5,125); 4—третья
передача (/0 = 4,7).
ней. Для всех крупных отече-
ственных городов среднюю тех-
ническую скорость движения мож-
но принимать равной 28 км/час
для легковых автомобилей всех
типов.
При эксплуатации автомоби-
лей за городом максимальная ско-
рость движения в основном огра-
ничивается качеством дороги (со-
стоянием и типом дорожного по-
крытия, профилем дороги и т. п.),
интенсивностью движения, плав-
ностью хода и устойчивостью
автомобиля, его техническим со-
стоянием, видимостью и индивиду-
альными особенностями водителя.
Иногда максимальная скорость
на дорогах ограничивается прави-
лами безопасности движения. Так,
например, на германских автострадах, обеспечивающих, по литера-
турным данным, безопасность езды со скоростью до 120 км/час,
в 1940 г. не разрешалось движение со скоростью более 80 км/час
при мощности двигателя менее 100 л. с. и 85 км/час при мощности
двигателя более 100 л. с. По данным испытаний МАМИ [20] сред-
88
няя техническая скорость автомобиля ЗИС-110 на асфальто-бетон-
ном шоссе (от черты города до 42 км) составила 70 км/час. Как
видно, в настоящее время водители не развивают высокую ско-
рость и на магистралях, невидимому, учитывая недостаточные стой-
кость шин и устойчивость автомобиля при большой скорости дви-
жения.
Для движения по ровному асфальтированному шоссе среднюю
техническую скорость при расчетах можно принимать равной 0,6—
0,7 от максимальной скорости. Нижний предел следует принимать
для легковых автомобилей, имеющих максимальную скорость
120 км/час и более, а высший предел — для легковых автомоби-
лей, максимальная скорость которых менее 120 км/час. При дви-
жении легковых автомобилей всех классов по дорогам среднего
качества с булыжным, щебеночным или гудронированным покры-
тием средняя скорость движения может быть принята 35 км/час.
При смешанной эксплуатации автомобиля (в разных условиях)
среднюю техническую скорость движения vcp можно подсчитать по
формуле:
_ vcpx + ОсрУ + Vcp* + • • *
Vср 100 ’
где v'cpi v"cp, v"cp — средние скорости движения в заданных усло-
виях эксплуатации;
х, у, z — длительность движения в соответствующих
условиях эксплуатации в процентах к общему
времени движения, принятому за 100.
Как уже отмечалось, о тяговых качествах автомобилей можно
судить по отношению максимальной мощности двигателя к полному
весу автомобиля (удельная мощность автомобиля).
На фиг. 33 даны величины удельной мощности отечественных и
заграничных легковых автомобилей в зависимости от рабочего
объема их двигателей. Номера точек на фиг. 33 соответствуют по-
рядковым номерам приложения 1, в котором приведены основные
данные по соответствующим легковым автомобилям.
На фиг. 33 штриховой линией проведена кривая по точкам,
соответствующим современным отечественным легковым автомоби-
лям. Кривая, проведенная сплошной линией, может служить для
ориентировочного определения удельной мощности перспективных
легковых автомобилей. При этом принята фактическая мощность
двигателя, т. е. мощность двигателя, работающего со всеми обслу-
живающими агрегатами. Точки на фиг. 33 относятся к заграничным
автомобилям, для которых мощность принята каталожной, т. е. не-
сколько завышенной.
На фиг. 34 даны кривые изменения максимальной мощности
двигателей тех же легковых автомобилей различных классов в за-
висимости от их полного веса.
Обеспечение необходимой величины максимального динамиче-
ского фактора на низшей передаче для легковых автомобилей не
89
представляет затруднений. Это достигается правильным выбором
передаточного числа первой ступени в коробке передач.
Как указывает акад. Е. А. Чудаков [45], первая ступень в ко-
робке передач служит для того, чтобы автомобиль мог преодоле-
вать сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом Ф,
Фиг. 33. Изменение удельной мощности легко-
вых автомобилей в зависимости от рабочего
объема их двигателей.
равным 0,3—0,35. Об-
щее передаточное чис-
ло низшей передачи
Е. А. Чудаков рекомен-
дует проверять по сцеп-
ному весу автомобиля
при коэффициенте сце-
пления ср, равном 0,7.
Следует отметить так-
же, что передаточное
число первой ступени
следует выбирать с уче-
том минимальной ско-
рости движения (va mln
на фиг. 13), которую
для легковых автомо-
билей устанавливают
из условий маневриро-
вания (в гараже) в пре-
делах 3,5—6,5 км/час
(при 500 об/мин колен-
чатого вала двигателя).
Передаточное число
первой ступени в ко-
робке передач выби-
рают независимо от
числа ступеней в ней.
Соотношение пере-
даточных чисел после-
дующих ступеней в ко-
робке передач акад.
Е. А. Чудаков предла-
гает выбирать по воз-
можности ближе к гео-
метрической прогрес-
сии. Однако в ступен-
чатых коробках пере-
дач современных легковых автомобилей передаточные числа значи-
тельно отклоняются от геометрической прогрессии. При низких
динамических качествах автомобиля (на прямой передаче) знаме-
натель ряда приходится уменьшать по мере перехода к высшим
ступеням для того, чтобы улучшить использование мощности дви-
гателя при включении высших ступеней (наиболее часто применяе-
мых) и облегчить переключение передач на этих ступенях, с учетом
90
диапазона рабочих чисел оборотов вала двигателя. Вторую пере-
дачу выбирают достаточно высокой, чтобы практически исключить
пользование первой передачей при движении автомобиля, сохраняя
ее лишь для трогания с места и для маневрирования при’движении
с минимальной скоростью.
Фиг. 34. Изменение мощности двигателей легковых автомобилей
различных классов в зависимости от их максимального полного веса.
В связи с тем, что легковые автомобили часто работают при
резко различных скоростных режимах (внутри города и на автомо-
бильных магистралях), их коробки передач начиная с 1932—
1935 гг. стали снабжать ускоряющими передачами, которые авто-
матически включаются при движении автомобиля с большой скоро-
стью вне города. В этом случае улучшается топливная экономич-
ность автомобиля и повышается срок службы двигателя.
В табл. 43 приведены средние значения передаточных чисел сту-
пенчатых коробок передач современных легковых автомобилей,
согласно данным В. Ф. Родионова [36].
С переходом на гидравлические и гидромеханические ко-
робки передач общее передаточное число трансмиссии автомобиля
91
Таблица 43
Средние значения передаточных чисел ступенчатых коробок
передач современных легковых автомобилей
Тяговые качества автомобиля Передачи
Тип коробки передач первая вторая третья четвер- тая уско- ряющая
Трехступенчатая с ускоряю- щей передачей То же Четырехступенчатая Высокие Низкие 2,61 3,14 3,62 1,63 1,70 2,20 1,00 1,00 1,44 1,00 0,71 0,73
приходится увеличивать по сравнению с передаточными числами
трансмиссий автомобилей, снабженных обычными ступенчатыми
коробками передач. Это объясняется тем, что в случае установки
гидротрансформатора нельзя использовать кинетическую энергию
маховика при трогании автомобиля с места. Одновременно умень-
шается эффективность торможения двигателем. Чтобы компенси-
ровать эти недостатки гидравлических передач, приходится увели-
чивать общее передаточное число трансмиссии автомобиля при
малой скорости движения. Чтобы компенсировать другой недоста-
ток гидравлических передач — повышенный расход топлива, —
одновременно уменьшают передаточное число главной передачи и
тем самым улучшают топливную экономичность. В табл. 44 приве-
дены соответствующие сравнительные данные.
Таблица 44
Изменение передаточных чисел трансмиссии легковых автомобилей
с переходом на гидравлические и гидромеханические коробки передач
Автомобиль Тип коробки передач Общее пере- даточное число трансмиссии Передаточное число главной передачи Автомобиль Тип коробки передач Общее пере- даточное число трансмиссии Передаточное число главной передачи
Бьюик Ступенчатая Гидравлическая 9,30 15,20 3,90 3,40 Форд Ступенчатая Гидромехани- ческая 10,80 18,20 3,90 3,54
Шевроле Ступенчатая Гидравлическая 10,55 13,55 3,70 3,55 Мерку- рий Ступенчатая Гидромехани- ческая 10,30 17,00 3,91 3,31
Де-Сото Ступенчатая Гидромехани- ческая 10,00 16,70 3,90 3,73 Паккард Ступенчатая Гидравлическая 9,50 18,10 4,10 3,90
Додж Ступенчатая Гидромехани- ческая 10,00 16,70 3,90 3,54 Студе- бекер Ступенчатая Гидромехани- ческая 10,50 17,/0 4,10 3,54
92
На фиг. 35 даны кривые пути и времени разгона для автомоби-
лей Додж и Студебекер с гидромеханическими передачами в срав-
нении с автомобилем ЗИМ того же класса. В табл. 45 приведены
Фиг. 35. Кривые пути и времени разгона легковых автомобилей
с гидромеханической передачей:
/ — Додж; 2—Студебекер; 3 — ЗИМ.
Как видно из фиг. 36 легковые автомобили с гидромеханиче-
скими передачами имеют весьма интенсивный разгон.
Таблица 45
Основные параметры легковых автомобилей
Автомобиль Полный вес в кг Рабочий объем двигателя в л Максимальная мощность max В Л. с. Передаточное число главной передачи /0
ЗИМ 2400 3,48 90 4,55
Студебекер Командор 2100 3,81 127 3.54
Додж Короне 2165 3,95 150 3,54
ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Анализ тяговых качеств грузовых автомобилей начнем с рассмо-
трения их динамических характеристик.
На фиг. 36—38 приведены действительные динамические харак-
теристики на прямой и ускоряющей передачах для отечественных
грузовых автомобилей, построенные на основании стендовых испы-
93
Фиг. 36. Динамические характеристики грузовых автомоби-
лей Горьковского автомобильного завода имени Молотова:
/ —ГАЗ-ММ; 2 —ГАЗ-АА; 3— ГАЗ-51.
Фиг. 37. Динамические характеристики грузовых автомо-
билей завода имени Сталина:
/ — АМО-Ф-15; 2 —АМО-3; 3 — ЗИС-5: 4 и 5 —ЗИС-150.
Сплошные линии —прямая передача; штриховая линия —ускоряющая передача.
94
таний двигателей, а в табл. 46 приведены основные тяговые показа-
тели этих автомобилей, полученные по этим динамическим харак-
теристикам.
Таблица 4(
Тяговые показатели отечественных грузовых автомобилей
Автомобиль Максимальная грузоподъем- ность в m Тяговые качества
V a max в кмчас ^тах пр. в кг1кг VD max в клцчас ^тах пр. Dm 14 max
ГАЗ-АА ГАЗ-ММ ГАЗ-51 1,5 1,5 2,5 60,0 65,0 70,0 0,060 0,067 0,048 28,5 29,0 30,0 1.91 1,89 1,56
АМО-Ф-15 1,5 55,0 0,065 27,5 1,18
АМО-3 2,5 65,0 0,063 21,0 1,94
ЗИС-5 3,0 70,0 0,057 21,0 1,64
ЗИС-150 4,0 65,0 * 0,055 ** 19,0 1,56
Я-5 5,0 65,5 0,053 22,5 1,59
ЯГ-3 5,0 49,0 0,051 15,5 1,60
ЯГ-4 5,0 49,0 0,053 16,5 1,47
ЯГ-6 5,0 45,0 0,051 17,5 1,56
МАЗ-200 7,0 62,0* 0,046 ** 29,5 1,35
* На ускоряющей передаче в коробке передач (с регулятором). * * На прямой передаче в коробке передач.
Как видно из фиг. 36, кривая изменения динамического фактора
для автомобиля ГАЗ-51 имеет более пологий вид, чем соответствую-
щая кривая для автомобиля ГАЗ-АА, причем начиная со скорости
42 км/час тяговые качества автомобиля ГАЗ-51 выше тяговых
качеств автомобиля ГАЗ-АА.
Резкое падение максимальной скорости при переходе с модели
Я-5 на модели ЯГ-3, ЯГ-4 и ЯГ-6 (фиг. 38) объясняется установ-
кой на ярославских грузовых автомобилях начиная с 1932 г. вместо
двигателей мощностью 90 л. с. двигателя ЗИС-5 мощностью
73 л. с.
'При анализе тяговых качеств грузовых автомобилей США были
выбраны модели автомобилей, выпускаемых фирмами, имеющими
годовой сбыт свыше 2,5 тыс. шт. (в среднем). Таким образом,
были построены динамические характеристики свыше 70 моделей
американских грузовых автомобилей грузоподъемностью от 1,0 до
10,0 т выпуска тех же лет, что и легковые автомобили. Характери-
стики двигателя были построены по каталожным и журнальным
95
Фиг. 38. Динамические характеристики грузовых автомо-
билей Ярославского и Минского автомобильных заводов:
/ —Я-5; 2—ЯГ-4, 3—ЯГ-6; 4 —ЯГ-3; 5 и 5—МАЗ-200.
Сплошные линии —прямая передача; штриховая линия —ускоряющая передача.
Фиг. 39. Средние динамические характеристики грузовых
автомобилей США большой и особо большой грузоподъемности:
/ — 1934 г.; 2—1938 г.; 3 — 1946 г.; 4 — 1950 г.; 5—1954 г.
Сплошные линии —автомобили большой грузоподъемности; штриховые
линии — автомобили особо большой грузоподъемности.
96
данным. Аналогичным образом были построены динамические
характеристики свыше 60 английских грузовых автомобилей грузо-
подъемностью от 0,4 до Юти свыше 50 немецких автомобилей гру-
зоподъемностью от 0,3 до 6,0 т. На основании указанного анализа
были построены средние динамические характеристики грузовых
автомобилей различных типов по грузоподъемности и различных
годов выпуска аналогично тому, как это было сделано для легко-
вых автомобилей.
В качестве примера на фиг. 39 приведены средние динамические
Фиг. 40. Средние динамические характеристики немец-
ких грузовых автомобилей средней грузоподъемности:
/ и 5 — 1934 г.; 2 и 5 — 1938 г.; 3 — 1954 г.; 4 — 1930 г.
Сплошные линии — автомобили с карбюраторными двигателями;
штриховые линии —автомобили с дизелями.
большой и особо большой грузоподъемности, а на фиг. 40 — сред-
ние динамические характеристики немецких грузовых автомобилей.
До 1940 г. в Германии грузовые автомобили средней грузоподъ-
емности выпускались как с карбюраторными, так и с дизельными
двигателями. В настоящее время автомобили данного класса вы-
пускаются в основном с дизельными двигателями.
На фиг. 41—43 приведены сводные кривые средних величин
максимального динамического фактора на прямой передаче для
грузовых автомобилей.
Из фиг. 39—43 следует, что с годами кривая динамической
характеристики становится более пологой, причем максимальная
величина динамического фактора для грузовых автомобилей малой
грузоподъемности с годами практически не изменяется, а для гру-
зовых автомобилей средней и большой грузоподъемности несколько
уменьшается.
На фиг. 44 приведены значения максимального динамического
фактора на прямой передаче для отечественных грузовых автомо-
билей и для некоторых наиболее распространенных типов грузовых
7 Гольд 2757 97
Фиг. 41. Изменение по годам средней величины максимального динами-
ческого фактора по прямой передаче для грузовых автомобилей малой
грузоподъемности:
1— ГАЗ-ММ; 2—США; 3 — ГАЗ-АА; 4— Германия; 5—Англия; 6— ГАЗ-51.
Фиг. 42. Изменение по годам средней величины максимального динами-
ческого ' фактора на прямой передаче грузовых автомобилей средней
грузоподъемности:
Фиг. 43. Изменение по годам средней величины максималь-
ного динамического фактора на прямой передаче грузовых
автомобилей большой и особо большой грузоподъемности:
/ — Германия (автомобили с дизелями); 2 —США; 3— Англия (автомобили
с дизелями); 4 — Англия; 5—МАЗ-200.
Сплошные линии —автомобили большой грузоподъемности; штриховые
линии —автомобили особо большой грузоподъемности.
98
автомобилей США выпуска 1954 г. в зависимОсти цх макси-
мального полного веса (табл. 47). Приведенная кривая характери-
зует тенденцию понижения максимальной величины динамического
фактора с увеличением максимального полного веса грузовых
автомобилей. Для грузовых автомобилей США особо большой гру-
зоподъемности, обычно трехосных, характерно резкое снижение
максимальной величины динамического фактора по сравнению с
Фиг. 44. Изменение максимального динамического фактора грузовых автомоби-
лей на прямой передаче в зависимости от максимального полного веса.
автомобилями средней и большой грузоподъемности (см. штрихо-
вую линию). Это объясняется тем, что на эти автомобили часто
устанавливают такие же двигатели, как на соответствующие модели
двухосных автомобилей меньшей грузоподъемности. При наличии
тихоходных двигателей с регулятором дальнейшее снижение макси-
мальной скорости для трехосных автомобилей уже не предста-
вляется возможным, в связи с чем и приходится мириться с пони-
жением динамического фактора для них. Создавая перспективный
типаж отечественных грузовых автомобилей, вряд ли целесообразно
перенимать эту тенденцию. Не следует задавать величину динами-
ческого фактора для перспективных грузовых автомобилей боль-
шой и особо большой грузоподъемности меньше 0,05 кг/кг. Для
обеспечения этого требования должны быть предусмотрены соответ-
ствующие двигатели высокой мощности (200—250 л. с.), которые
7* 99
Таблица 47
Динамический фактор и удельная мощность некоторых американских грузовых автомобилей выпуска 1954 г.
№ точек по фиг. 44 Фирма Модель Максималь- ный пол- ный вес °а в кг Обозначе- ние шин Рабочий объем двигателя КАвл Мощность двигателя Nе в л. с. Соответ- ствующее этой мощности число обо- ротов в мин. Максималь- ный кру- тящий мо- мент дви- гателя в кгя Удельная мощность автомобиля в л. elm гл1гя я •с/у
1 Шевроле Д-54 1 860 6,70—17 3,87 115 3700 27,6 61,8 0,130
2 Форд Седан Деливери 2040 7,10—15 3,89 130 4200 26,7 63,8 0,140
3 Студебекер 2R5 2 090 6,50-16 2,79 85 4000 19,1 40,7 0,120
4 Додж С-1-В6 2 220 6,50 — 16 3,57 100 3600 24,5 45,0 0,130
5 Додж С-1-Д6 3 630 7,50-17 3,77 ПО 3600 30,7 30,4 0,100
6 Шевроле L54 4 000 7,00-18 3,87 112 3700 27,6 28,0 0,080
7 Форд Коул 4 300 7,50-16 3,92 130 4200 29,6 30,3 0,100
8 Студебекер 2R15-31 4 540 7,00-20 2,79 85 4000 19,1 18,7 0,060
9 Шевроле SV54 6810 9,00-20 3,87 112 3700 27,6 16,5 0,048
10 Додж ’ С-1-Н8 7260 8,25-20 3,95 133 3800 29,0 18,3 0,053
11 Студебекер 2R17B 8170 9,00-20 4,02 102 3200 28,3 12,5 0,045
12 Форд F-700 8 850 9,00-20 4,2 138 3900 31,2 15,6 0,049
13 Рио F-22-1 9090 10,00—20 4,8 124 3300 30,9 13,7 0,043
14 Додж C-1-V8 10900 11,00—20 5,42 172 4000 40,6 15,8 0,051
15 Рио F-50T 11800 11,00-20 5,42 160 3200 40,0 13,5 0,052
16 Броквей 148W 12200 10,00—20 7,0 145 2800 45,8 11,9 0,053
17 Форд F-900 12 250 11,00-22 5,20 170 3900 39,5 13,9 0,041
18 Автокар CL85 16350 11,00-22 8,85 207 3000 63,5 12,7 0,057
19 Броквей 260XWL 17250 12,00—24 9,4 203 2800 61,0 11,8 0,045
20 Стерлинг НВ 2001 18150 12,00-24 8,61 172 2700 58,7 9,5 0,057
21 Додж (6X4) С-1-УХ6 18150 10,00—20 6,77 171 3200 57,3 9,4 0,044
22 Рио (6X4) F-536-М 22 700 11,00-22 5,43 160 3200 40,0 7,1 0,032
23 Федерал (6X4) 6554 20400 11,00-20 9,87 205 3000 66,3 10,0 0,035
24 Рио (6X4) F-236 20400 11,00—20 7,0 163 2800 48,0 8,0 —
25 Стерлинг (6X4) НВ 2755 25000 12,00-24 8,6 172 2700 58,7 6,9 —
26 Федерал (6X4) 6654 27 200 12,00-20 9,88 205 3000 66,2 7,6 0,035
27 Стерлинг (6X4) НВ 2205 19950 11,00-22 6,97 142 2250 58,6 7,1 0,047
28 Мак (6X4) NR-4 19750 11,00-22 18,36 138 2400 50,0 7,0 0,040
29 Автокар (6X4) ДС-10064Б 28200 12,00-24 8,20 165 2700 54,5 5,9 0,047
найдут применение и на других типах автомобилей. При этом на
базе грузовых автомобилей особо большой грузоподъемности
можно будет создать автопоезда с достаточно высокими тяговыми
качествами. Для таких автопоездов максимальную величину дина-
Риг. 45. Изменение по годам средней величины максимальной скорости
немецких грузовых автомобилей разных классов по грузоподъемности:
1—особо малая грузоподъемность; 2—малая грузоподъемность; 3— средняя грузо-
подъемность; 4—большая грузоподъемность.
мического фактора на прямой передаче нельзя допускать менее
0,03 кг/кг. При выборе динамического фактора для перспективных
типов грузовых автомобилей по фиг. 44 следует пользоваться кри-
вой, проведенной сплошной линией.
Фиг. 46. Изменение по годам максимальной скорости отечественных
грузовых автомобилей (по заводским данным):
7—ГАЗ-АА; 2— ГАЗ-ММ; 3 — ГАЗ-51; 4 —АМО-Ф-15; 5 —АМО-3; 6 — ЗИС-5; 7 —ЗИС-150;
5 — ЯГ-3; 9 —яг-4; 10— ЯГ-6; 11 — ЯАЗ-200; /2—МАЗ-200.
На фиг. 45 приведен сводный график изменения по годам сред-
ней величины максимальной скорости движения немецких грузовых
автомобилей разных классов по грузоподъемности, а на фиг. 46 —
аналогичный график для отечественных грузовых автомобилей (по
заводским данным). На фиг. 47 приведена зависимость максималь-
ной скорости для немецких грузовых автомобилей выпуска 1950—
101
1954 гг. от грузоподъемности (табл. 48). Прямые штриховые линии
ограничивают пределы изменения скоростей. На фиг. 47 нане-
сены также значения максимальных скоростей отечественных авто-
мобилей (по заводским нормам). Назначать максимальную ско-
рость для перспективных типов грузовых автомобилей можно,
пользуясь сплошной линией, проведенной на этой фигуре. Выбран-
ная таким образом максимальная скорость может быть обеспечена
и при включении ускоряющей передачи. Задавать чрезмерно высо-
кую скорость на прямой передаче для грузовых автомобилей боль-
Фиг. 47. Изменение максимальной скорости грузовых автомобилей
в зависимости от их грузоподъемности.
шой и особо большой грузоподъемности не следует, так как это
поведет к необходимости устанавливать на них очень мощные дви-
гатели, которые не смогут обеспечивать требуемой топливной эко-
номичности. Кроме того, ограничивать скорость движения этих
автомобилей необходимо из условия сохранности дорог и дорож-
ных сооружений.
Для грузовых автомобилей выбор максимального динамического
фактора на низшей передаче (£)тах/на фиг. 13) и минимальной
скорости движения (wmIn на фиг. 13) обусловливается условиями
эксплуатации. Минимальную скорость движения для грузовых авто-
мобилей выбирают не только из условий удобства маневрирования,
но и для повышения проходимости автомобиля по мягким и топ-
ким грунтам. При этом минимальную скорость грузовых автомоби-
лей устанавливают не выше 1,5—2,0 км/час (при 500 об/мин. ко-
ленчатого вала двигателя).
Первую ступень в коробке передач грузовых автомобилей в
основном применяют для трогания с места с прицепом, преодоле-
ния трудных участков пути и для маневрирования. Разгон авто-
мобиля на хороших дорогах начинают со второй ступени, так как
102
Таблица 48
аксимальная скорость германских двухосных грузовых автомобилей 1954 г.
№ точек по фиг. 47 Фирма Модель Грузоподъем- ность Qg в т 1 Мощность двигателя N е в л. с. Максимальная скорость V a max в км(час
1 Ллойд LT500 0,50 13 60
2 Опель L-53 0,50 40 115
3 Форд Таунас-12 0,60 38 105
4 DKW Шнель-Ластер 0,75 22 70
5 Голиаф Экспресс 0,80 30 90
6 Фольксваген VW Кастенваген 0,80 30 80
7 Форд FK1000 1,0 38 95
8 Ханомаг L28/1.5 * 1,5 50 75
9 Боргвард В1500 О 1,5 60 90
10 * В1500 D* 1,5 42 75
11 Опель 1,75-375-52 1,75 58 95
12 Боргвард В2000* 2,0 60 75
13 Ханомаг L28/2 * 2,0 50 75
14 * L28/2.5 * 2,5 65 80
15 Даймлер Бенц LA3500 * 3,5 90 80
16 Боргвард В4000 * 4,0 95 75
17 * В4500* 4,5 95 85
18 Даймлер Бенц LA4500 * 4,5 90 70
19 * L4500 ♦ 4,5 90 75
20 Хеншель HS100E * 4,75 100 85
21 МАН 515L1* 5,0 115 65
22 Хеншель HS115* 5,0 115 65
23 * HS100 * 5,5 100 80
24 Даймлер Бенц L5500* 5,5 120 60
25 Крупп L55* 6,0 ПО 60
26 МАН 630L1* 6,0 130 65
27 Бюссинг 6000* 6,5 130 70
28 МАН 758L1* 7,5 155 70
29 Хеншель HS140* 7,25 140 70
30 Бюссинг 7500* 7,5 160 65
31 Даймлер Бенц L6600* 7,25 145 70
32 МАН 830L1* 7,5 130 70
33 Крупп L70M* 7,5 145 65
' 34 МАН F8 * 8,0 180 60
35 Крупп L80* 8,0 210 70
36 Бюссинг 8000* 8,0 190 65
37 Хеншель HS170 Хаубе* 8,75 170 65
* С дизелем.
103
из-за высокого передаточного числа первой ступени значительная
часть энергии затрачивается на разгон вращающихся частей сило-
вой передачи, вследствие чего ускорение уменьшается.
На фиг. 48 приведены значения максимального динамического
фактора отечественных грузовых автомобилей на первой передаче.
Опыт эксплуатации самосвалов на крупных строительствах пока-
зывает, что в местах погрузки и разгрузки, из-за недостаточной тяги
на колесах, водители при трогании с места часто развивают высо-
кое число оборотов вала двигателя и резко отпускают педаль сце-
Фиг. 48. Максимальный динамический фактор отечественных
грузовых автомобилей на первой передаче.
резком отпускании педали сцепления величина передаваемого на
трансмиссию автомобиля инерционного момента маховика двига-
теля превышает статический момент трения сцепления вследствие
добавления к усилию рабочих пружин, сжимающих диски сцепле-
ния, инерционного усилия нажимного диска.
Как показали испытания [32], момент на первичном валу
коробки передач автомобиля при указанном методе трогания с
места с использованием инерционного момента маховика двигателя
может превзойти максимальный момент двигателя более, чем в
три раза. Высказывались предположения [47], что при увеличении
максимального динамического фактора на первой ступени для
самосвалов от 0,35 примерно до 0,50 кг/кг вследствие соответствую-
щего увеличения тяги на ведущих колесах можно будет не прибе-
гать к описанному методу вождения автомобиля. В результате этого
увеличится надежность работы трансмиссии автомобиля, несмотря
на увеличение передаточного числа первой ступени в коробке
передач.
Чтобы составить представление о тяговых качествах автомоби-
лей-самосвалов особо большой грузоподъемности в табл. 49 приве-
дены данные по отечественному самосвалу МАЗ-525 и по некото-
рым самосвалам США.
Специально сконструированные, а не выполненные на базе грузо-
вых автомобилей самосвалы большой и особо большой грузоподъ-
104
емности должны иметь динамиче-
ский фактор на прямой передаче
не менее 0,06 кг/кг при макси-
мальной скорости около 30 км/час.
Остановимся на выборе кон-
струкции ускоряющей передачи
для грузовых автомобилей. Сле-
дует установить, как целесообраз-
нее конструировать пятиступенча-
тую коробку передач и главную
передачу: с ускоряющей переда-
чей в коробке передач и с относи-
тельно высоким передаточным чи-
слом главной передачи (по типу
автомобилей ЗИС-150 и Л4АЗ-200)
или со всеми пятью замедляющими
ступенями в коробке передач и со-
ответственно пониженным переда-
точным числом главной передачи.
На тяговые качества это не
влияет. Поясним на примере авто-
мобиля ЗИС-150.
Первый вариант. Общее
передаточное число силовой пере-
дачи на прямой передаче 10бщ =
= 7,63 X 1,0 = 7,63. Общее пере-
даточное число силовой передачи
на ускоряющей передаче 10бш =
= 7,63X0,81 =6,18.
Второй вариант. Общее
передаточное число силовой пере-
дачи на прямой передаче 10бш> =
= 6,18X1,0 = 6,18. Общее пере-
даточное число силовой пере-
дачи на предпоследней передаче
*общ = 6,18 X 1,23 = 7,63.
При конструировании силовой
передачи по второму варианту
автомобиль будет работать на
предпоследней передаче в тех слу-
чаях, в которых он в настоящее
время работает на прямой пере-
даче, а на прямой передаче он
будет работать в тех случаях, в
которых он в настоящее время ра-
ботает на ускоряющей передаче.
Если понижение передаточного
числа главной передачи при вто-
ром варианте (в нашем примере
а
з*
з
<3
4 2 а с > га s е >и я ХЕШ о А .гл1?м а (1U ХЕШ а о Г- UO сч сч ЙСОСОООСО
«5 ggggs о“ О о о о
1 Двигатель Ах Ан -ин я aoiodogo О1ГЭИЬ ихэон -ТПОИ ИОНЧ1ГВИ -иэивн ээтп -снАяхэхэяюоэ gii§8 ' сч сч сч сч
Ч1ЭОНТПОН ВВНЧУВИИЭИВДО О СЧ tQ ОО О со^-^-сч ю
v я нэядо tfHhOQBd ОО 1^0 СЧ тГ 00 СЧ СО СЧ* тГ СО^ сч
Тип Дизель четырехтактный То же Дизель двухтактный То же 9
3 X X а эинэненеодо СЧ тГСЧ со сч со 1,11, 8 1 88 1 тГ СО
OlfDHfr cocococo ।
гл а VO ээя Ц1ЧНи*ОЦ 88888 СО Ю со LO СЧ C2SNOOQ Tfr-СЧ Tt*cO
гл я Го ээя ц1чннэя1Э9Оэ 88888 со сч — со О ТГ 00 СО О сч »—• сч со
хин ей хитпЛгэя О If ЭИ h и ЭЭ1ГОЯ ОЯ1ЭЭЬИ1ГОИ СЧ тг СЧ СЧ тг ххххх ТГ «ф тг ТГСО
ш Я 9 о 4i3OHwa<i.iroiioeAdj 8^88
1ГВ0Э -OHeo-qifHQOwoifly МАЗ-525 FWD Юклид в в
105
с 7,63 до 6,18) дает возможность выполнить более простую и лег-
кую одинарную главную передачу вместо двойной, то в любых усло-
виях эксплуатации целесообразно применять пятиступенчатую ко-
робку передач со всеми пятью замедляющими передачами. При
этом передаточное число предпоследней передачи в коробке передач
следует выбирать независимо от закона геометрической прогрессии.
Если конструкция ведущего моста в обоих вариантах сохра-
няется одинаковой, то в отношении к. п. д. трансмиссии автомо-
биля целесообразнее применять конструкцию коробки передач
1 — вторая передача; 2—третья передача; 3—четвертая передача; 4— пятая передача.
с ускоряющей передачей, когда по условиям эксплуатации автомо-
биля меньшее общее передаточное число (6,18) используется зна-
чительно реже, чем повышенное передаточное число (7,63).
На фиг. 49 дана кривая пути разгона грузового автомобиля
МАЗ-200, включая разгон на пятой ускоряющей передаче.
Автомобили высокой проходимости должны иметь такие же
тяговые показатели (на прямой передаче), как и грузовые автомо-
били общего назначения.
В табл. 50 приведены тяговые качества отечественных и амери-
канских автомобилей высокой проходимости.
Переходим к анализу средних технических скоростей для грузо-
вых автомобилей. Как уже было отмечено, средняя техническая
скорость автомобиля в условиях движения по относительно плохим
дорогам будет зависеть не столько от динамической характери-
стики, сколько от некоторых других качеств, в первую очередь от
плавности хода и от устойчивости. Этим объясняется, что средняя
техническая скорость, например, для автомобиля ГАЗ-51 выше, чем
для автомобиля ГАЗ-АА, хотя кривая динамической характери-
стики автомобиля ГАЗ-АА до скорости 42 км/час лежит выше, чем
соответствующая кривая для автомобиля ГАЗ-51 (см. фиг. 36).
106
Таблица 50
Тяговые качества автомобилей высокой проходимости
Автомобиль Страна Количество колес и число ведущих из них Грузоподъ- емность в т Полный вес в т Тяговые качества
V а шах в кмщас D max пр. в кг]кг
ГАЗ-69 СССР 4X4 0,65 2175 90 0,078
ГАЗ-63 СССР 4x4 1,5 4 850 65 0,053
ЗИС-151 СССР 6X6 2,5 8 270 60* 0,045
М-38 США 4X4 0,35 1 750 95 0,115
М-37 США 4X4 0,70 3.500 85 0,090
М-34 США 6X6 2,25 10 000 90* 0,050
М-41 США 6X6 4,5 15 630 80* 0,052
Студебекер США 6X6 2,5 7 230 70* 0,052
* На ускоряющей передаче.
Зависимость средней технической скорости грузовых автомоби-
лей от качества дороги дана в табл. 51 и 52.
Таблица 51
Средние технические скорости автомобилей различных моделей
в км/час
Характеристика дороги Автомобиль и время испытаний
ГАЗ-АА и ЗИС-5 ♦ (июль—октябрь 1933 г.; сен- тябрь — ноябрь 1936 г.) ГАЗ-51 ♦♦ (октябрь - ноябрь 1946 г.) ЗИС-150 (июнь — сентябрь 1959 г.) МАЗ 200** (май — июнь 1949 г.)
С усовершенствованным покрытием (асфальт, бетон, клинкер) в хо- рошем состоянии 38-42 40-50 35—50 40-50
С булыжным, щебеночным или гудронированным покрытием в хорошем состоянии 23-30 31-38 25-35 29-40
Грунтовые, сухие и ровные в хо- рошем состоянии 28-40 27-36 — 30-38
Грунтовые разного качества и со- стояния 10-12 23-29 18-25 25-30
С каменным или асфальтовым по- крытием по горному рельефу в хорошем состоянии 16-27 27-32 — 17 25
* Каракумский пробег 1933 г. и шинный пробег 1936 г.
** Государственные испытания. *** Испытания НАМИ и Всесоюзного научно-исследовательского
института автомобильного транспорта (ВНИИАТ).
107
Таблица 52
Средние технические скорости по данным автохозяйств
Условия эксплуатации Автомобиль Средняя техническая скорость в км1час
Перевозки сельскохозяйственных грузов в основном ГАЗ-51 25—28
по грунтовым дорогам за период июль — декабрь ЗИС-5 20
1948 г. ЗИС-150 20
Городские перевозки по Москве; дороги с асфаль- ГАЗ-51 18
товым и булыжным покрытием ЗИС-5 15
ЗИС-150 16
ЯГ-6 14
Перевозки по обслуживанию строительств (пре- ЗИС-585 12-20
имущественно по дорогам с каменным покры- (самосвал)
тием и при работе в карьерах)
Загородные перевозки по дорогам с асфальтовым ЗИС-150 25-35
и булыжным покрытием
Как видно из табл. 51 и 52, грузовой автомобиль ГАЗ-51 вслед-
ствие лучших конструктивно-эксплуатационных качеств (плавности
хода, устойчивости и т. п.) почти во всех случаях движения имеет
большую среднюю техническую скорость, чем автомобили старых
моделей ГАЗ-АА и ЗИС-5.
По данным ВНИИАТ, средняя техническая скорость движения
автомобиля ГАЗ-51 с полной нагрузкой была, при всех прочих рав-
ных условиях, на 10—15% ниже, чем при движении без груза; по
грунтовой дороге эта разница уменьшилась до 4—9%. На мокрой
асфальтированной и грунтовой дороге средняя техническая скорость
движения снижалась на 8—9% по сравнению с движением по
сухой дороге.
Скорость движения в ночное время на различных дорогах сни-
жалась на 5—9%, несмотря на хорошую освещенность дороги*
обеспечиваемую сильным светом фар автомобиля ГАЗ-51.
Испытания, проведенные во ВНИИАТ, показали, что при вожде-
нии автомобиля различными шоферами отклонения от средних
значений скоростей составляют: на асфальтированной дороге +8%,
на дороге с булыжным покрытием +6% и на грунтовой дороге
+3%. Таким образом, на дорогах, на которых движение может
происходить с большой скоростью, индивидуальные особенности
водителя сказываются в большей степени, чем на грунтовых доро-
гах, на которых скорость движения ограничивается состоянием
дороги. Как показали испытания автомобилей ГАЗ-51 в условиях
движения в городе, средняя техническая скорость для этих автомо-
билей по широким московским улицам составляет около 30 км/час
в утренние и вечерние часы и снижается до 21 км/час в дневные
часы в связи с ростом интенсивности движения. На улицах с бу-
лыжным покрытием средняя техническая скорость для автомобиля
108
ГАЗ-51 составляет около 20 км/час и сохраняется неизменной в раз-
личное время суток. В городских условиях движения средняя тех-
ническая скорость для грузовых автомобилей различных моделей
изменяется незначительно, так как в основном она определяется
средней скоростью всего потока транспорта.
При сравнительных расчетах среднюю техническую скорость
движения грузовых автомобилей можно определять согласно при-
веденным ниже данным.
Условия эксплуатации Средняя техниче- ская скорость движения в км(час
Городские улицы Дороги с усовершенствованным покрытием (асфальт, клин- 20
кер) Дороги с булыжным, щебеночным или гудронированным покрытием среднего качества и грунтовые дороги сухие 50
и ровные 35
Грунтовые дороги в плохом состоянии 15-20
При эксплуатации грузового автомобиля в разных условиях
среднюю техническую скорость движения vcp подсчитывают по при-
веденной выше формуле.
На фиг. 50 нанесены величины удельной мощности отечествен-
ных грузовых автомобилей старых и новых моделей, а также наи-
более распространенных грузовых автомобилей США выпуска
1952—1954 гг., в зависимости от максимального полного веса
автомобиля. На фиг. 50 приведены две кривые: штриховая, характе-
ризующая изменение удельной мощности в зависимости от макси-
мального полного веса для существующих отечественных грузовых
автомобилей, и сплошная, по которой рекомендуется выбирать
удельную мощность для перспективных типов грузовых автомоби-
лей. Повысить удельную мощность грузовых автомобилей необхо-
димо в связи с ростом требований к их тяговым качествам. Вместе
с тем чрезмерное повышение мощности ведет к снижению топлив-
ной экономичности. Поэтому не следует ориентироваться на совре-
менные заграничные модели грузовых автомобилей, имеющие за-
вышенные удельные мощности. Исключение из этого правила соста-
вляют лишь грузовые автомобили большой и особо большой грузо-
подъемности. Как уже упоминалось, в практике США наблюдается
тенденция к установке на эти автомобили, обычно трехосные, тех
же двигателей, что и на соответствующие двухосные автомобили
меньшей грузоподъемности. Однако, чтобы используя трехосные
автомобили особо высокой грузоподъемности создать автопоезд,
обладающий высокими тяговыми качествами, не следует значи-
тельно снижать удельную мощность для этих автомобилей по срав-
нению с двухосными. Этим объясняется, что на фиг. 50 правая
109
ветвь рекомендуемой кривой проходит над всеми точками, харак-
теризующими удельную мощность для современных американских
грузовых автомобилей большой и особо большой грузоподъемно-
сти, в то время как для грузовых автомобилей меньшей грузоподъ-
емности левая ветвь рекомендуемой кривой проходит примерно в
середине поля (сравнить фиг. 50 и 44). На фиг. 51 приведены
max п с
Фиг. 50. Изменение удельной мощности грузовых автомобилей
в зависимости от их максимального полного веса.
абсолютные величины максимальной мощности двигателей грузо-
вых автомобилей различных классов по грузоподъемности.
Данные по грузовым автомобилям, на основании которых по-
строены кривые (фиг. 50 и 51), были приведены в табл. 48. Номера
точек на фиг. 50 и 51 соответствуют порядковым номерам
в табл. 47.
На базе грузовых автомобилей обычно конструируют тягачи для
автопоездов. Поэтому, выбирая основные параметры грузовых
автомобилей, часто приходится учитывать и требования, предъ-
являемые к автопоездам. Как показали проведенные в СССР испы-
тания автопоездов особо высокой грузоподъемности с тягачами
ПО
Даймонд, при отношении мощности двигателя к полному весу авто-
поезда меньше 5,0 л. с./т уже не обеспечиваются предельно допусти-
Фиг. 51. Мощности двигателей грузовых автомобилей
различных классов по грузоподъемности.
мне тяговые качества автопоезда. Поэтому при проектировании
тяжелых автопоездов грузоподъемностью 25 т и выше этот пара-
метр должен быть не ниже 5,5 л. с./т.
АВТОБУСЫ
Остановимся теперь на анализе тяговых качеств автобусов. На
фиг. 52 приведены действительные динамические характеристики
отечественных автобусов, а в табл. 53 — их основные тяговые ка-
чества.
Для автобусов, двигатели которых не имеют регулятора, макси-
мальная скорость была определена по числам оборотов, соответ-
ствующим максимальной мощности двигателя.
При анализе тяговых качеств автобусов были построены дина-
мические характеристики свыше 50 моделей американских автобу-
сов вместимостью от 21 до 45 мест для сидения, свыше 30 моделей
английских автобусов вместимостью от 20 до 40 мест для сидения
111
Таблица 53
Тяговые качества отечественных автобусов
Автобус Год выпуска Число мест для сидения Тяговые качества
^тах в км/час ^тах пр в кг/кг ^тах в км/час ^тах пр £^тах
ГАЗ-ОЗ-ЗО 1933 16 63,0 0,068 27,5 1,61
ГЗА-651 1950 19 66,5 0,052 30,0 1,44
АМО-4 1931 21 58,0 0,054 20,0 1,54
ЗИС-8 1933 20 60,0 0,062 17,5 1,50
ЗИС-16 1938 25 62,5 0,070 21,0 1,57
ЗИС-155 1949 28 65,0* 0,054 25,0 1,28
ЗИС-127 1952 32 95,0 0,040 37,5 2,67
НАМИ-40 1939 40 63,0 0,057 25,0 1,37
* На ускоряющей передаче.
и свыше 20 моделей немецких автобусов вместимостью от 20 до
44 мест для сидения.
Фиг. 52. Динамические характеристики отечественных автобусов:
1 — ЗИС-16; 2 — ГАЗ-ОЗ-ЗО; 3 — ЗИС-8; 4 — НАТИ-40; 5 — ЗИС-155; 6— ГЗА-651;
7 —АМО-4; 8 — ЗИС-127.
Так как количество моделей автобусов, выбранное в каждой
группе по вместимости для анализа тяговых качеств, невелико,
кривые по средним данным для автобусов не построены. На
112
фиг. 53 и 54 приведены динамические характеристики некоторых
распространенных американских автобус^ соеДНвЙ и большой
вместимости. Е
Фиг. 53. Динамические характеристики американских автобусов средней вме-
стимости:
1— ACF Брилл С-27; 2 — ACF Брилл С-31; 3—Джиемси TGH3102;/ — Фитцджон FTG „Стиллайнер**;
5 — Мармон-Герингтон 8МВ; 6 — Флексибл 218F1 (междугородный); 7—Фитцджон 510. „Дюралайнер“
(междугородный).
Фиг. 54. Динамические характеристики американских автобусов большой вме
сти мости:
1 — Флексибл Твин Коч FT-33; 2—Флексибл Твин Коч FT-30; 3—XCF Брилл С-44; 4—Бевер 35-РТ
5—ACF Брилл УС-41 А; (междугородный); 6 — Флексибл 218В7 (междугородный).
В табл. 54 приведены основные параметры автобусов, динами-
ческие характеристики которых построены на фиг. 53 и 54.
Динамические характеристики отечественных и американских
городских автобусов (фиг. 53 и 54) построены в предположении,
что заняты все места для сидения, а число стоящих пассажиров
составляет 40% от числа мест для сидения.
8 Гольд 2757 113
. Таблица 54
2 Основные параметры некоторых городских и междугородных автобусов (с карбюраторными двигателями)
_________________ США выпуска 1954 г.
Фирма Модель Тип Число мест для сидения Сухой вес автобуса в кг Емкость топлив- ных баков в л Макси- мальный полный вес автобуса Ga в кг Обозначе- ние шин Двигатель
Мощность Ng в л. с. Соответ- ствующее ей число оборотов в минуту Макси- мальный крутящий момент в кгм Ne °а
ACF-Брилл С-27 Городской 27 4820 245 7 835 8,25—20 140 2850 38,9 17,9
9 С-31 V 31 5130 245 8565 9,00-20 149 2750 44,0 17,4
9 С-44 44 8080 405 13000 11,00—22 208 2200 74,5 16,0
* УС-41А Междугородный 40 9080 565 13 800 11.00—22 220 2200 86,3 24,2
GMC TGH-3102 Городской 31 4370 225 7 790 8,25-20 124 3200 32,0 15,9
Мармон-Геррингтон 8МВ 27 4450 225 7 450 8,25—20 104 3000 29,3 14,0
Флексибл Твин-Коч FT-30 9 36 6550 300 10 550 10,00-20 180 2800 52,3 17,0
9 FT-33 9 40 7180 470 11 735 10,00-20 200 2800 61,0 17,1
Бевер 35РТ 9 37 6120 300 11225 9,00-20 152 2600 49,5 13,5
Фитцджон FTG 9 30 5450 225 8 875 8,25-20 131 3000 37,5 14,8
510 Междугородный 30 6100 275 9 700 9,00-20 131 3000 37,5 13,5
Фексибл 218В7 37 6850 300 10 985 9,00-20 144 3400 38,5 13,1
• 218F1 29 7100 300 10 400 9,00—20 162 2800 50,0 15,6
Максимальная величина динамического фактора на Прямой
передаче как для европейских, так и для американских автобусов
составляет в среднем 0,055 кг/кг\ только для некоторых моделей
эта величина поднимается до 0,065 кг/кг. Максимальная скорость
для современных заграничных городских автобусов находится
в пределах 75—80 км/час.
Следует отметить, что из 8 моделей городских автобусов, вы-
пускаемых фирмой GMC в 1955 г., вместимостью от 27 до 51 места
для сидения, 6 моделей автобусов оборудованы гидротрансформа-
Фиг. 55. Изменение максимального динамического фактора
городских автобусов на прямой передаче в зависимости от их
вместимости:
1, 2 и 5 —Твин Коч; 3, 4, 12 и 14—ACF; 6, 3, 15, 16, 17 и 19— GMC:
7—Мармон-Геррингтон; 9 и 11 — Фитцджон; 10 и 20—МАК; 13—Бевер; 18 и
21 — Уайт.
тором и 2 модели трансмиссией типа «Гидроматик». Все модели
городских автобусов МАК выпуска 1955 г. вместимостью от 23 до
49 мест для сидения и все модели городских автобусов Уайт 1955 г.
вместимостью от 36 до 50 мест для сидения оборудованы гидро-
трансформаторами. При наличии гидротрансформатора обеспечи-
вается интенсивный разгон при сравнительно невысокой величине
максимального динамического фактора на прямой передаче (около
0,05 кг/кг).
На фиг. 55 приведены кривые зависимости максимального дина-
мического фактора на прямой передаче от вместимости для отече-
ственных и некоторых наиболее распространенных американских
автобусов с учетом стоящих пассажиров в количестве 40% от
числа мест для сидения. Автобус ЗИС-155 имеет сравнительно вы-
сокую величину динамического фактора на прямой передаче,
однако следует помнить, что эта величина получена за счет очень
большого передаточного числа главной передачи, а максимальная
скорость в 64 км/час достигается при включении ускоряющей пере-
дачи. Все американские автобусы (с гидротрансформаторами), при-
8* 115
веденные на фиг. 55, имеют максимальную Скорость движения
около 80 км/час на прямой передаче (фиг. 56).
По сплошной кривой, приведенной на фиг. 55, можно выбирать
максимальную величину динамического фактора на прямой пере-
даче для перспективных городских автобусов при условии уста-
новки на них гидротрансформатора. Максимальная скорость их не
должна быть меньше 75 км/час (фиг. 56). Для внутрирайонных
автобусов желательно динамический фактор иметь более высоким,
а скорость в 75—80 км/час можно обеспечивать на ускоряющей
Фиг. 56. Изменение максимальной скорости городских
автобусов в зависимости от их вместимости:
/, 3, 5 и 6—ACF; 2, 4, 8 и 9—GMC; 7 —Уайт.
передаче, включаемой при движении по шоссе с твердым покры-
тием. Для междугородных автобусов, эксплуатируемых на маги-
стральных дорогах, максимальный динамический фактор на пря-
мой передаче может быть установлен в 0,045 кг/кг (не менее), а
максимальная скорость должна быть доведена до 100 км/час. Уста-
навливать гидротрансформатор на междугородные автобусы не сле-
дует, так как они в основном работают на прямой передаче при
относительно больших скоростях.
На фиг. 57 приведены кривые пути разгона для автобуса
ЗИС-155 и автобуса ЗИС-154 с электрической передачей при экс-
плуатации в городе и за городом. Городской режим выбран из
условий допустимой температуры при работе электродвигателя
в эксплуатации.
Сопоставим тяговые качества автобуса ЗИС-154 с тяговыми
качествами 40-местных автобусов МАК с электротрансмиссией
Вестингауз и GMC ТД-4001 с гидротрансформатором. Основные
данные по сравниваемым автобусам приведены в табл. 55.
116
В табл. 56 приведены сравнительные показатели тяговых качеств
этих автобусов по пути и времени разгона до скорости
20 и 40 км/час.
Фиг. 57. Кривые пути разгона для автобусов ЗИС-155 и ЗИС-154:
/ — автобус ЗИС-154 (загородный режим); 2—автобус ЗИС-155; 3 —автобус ЗИС-154
(городской режим).
Из табл. 56 следует, что на рассмотренных скоростях движения
тяговые качества автобуса ЗИС-154 практически не хуже тяговых
качеств автобусов МАК и GMC, хотя удельные мощности автобу-
сов ЗИС-154, МАК и GMC, находятся в соотношении 1 : 1,2 : 1,6.
Таблица 55
Основные данные городских автобусов, прошедших
сравнительные испытания
Автобус Тип передачи Максимальный полный вес ‘ в кг Полезная нагрузка в кг Максимальная мощность двигателя в л. с. Удельная мощность в л. с. 1т
ЗИС-154 Электриче- ская 12400 4000 105 8,45
МАК То же 13000 » 4500 131 10,0
GMC Гидротранс- форматор- ная 12 000 4500 165 13,7
117
Таблица 56
Сравнительные показатели тяговых качеств городских автобусов
Автобус До скорости 20 км/чаг До скорости 40 км/час
Время разгона в сек. Путь разгона в м Время разгона в сек. Путь разгона в м
ЗИС-154 (загородный режим) 6,2 20,3 23,3 172
ЗИС-154 (городской режим) 7,0 27,0 27,5 210
МАК 6,0 20,3 23,0 180
GMC ТД-4001 7,6 35,0 21,2 174
На фиг. 58 приведены кривые пути разгона для автобусов
ЗИС-154, МАК и GMC ТД-4001.
Фиг. 58. Кривые пути разгона для автобусов ЗИС-154, МАК и GMC:
/ — автобус Джиемси ТД-4601 с гидротрансформатором; 2 —автобус ЗИС-154 (загородный
режим); 3—автобус МАК; 4—автобус ЗИС-154 (городской режим).
(например, 2,5 км/час). Для сравниваемых автобусов ускорение
при скорости 2,5 км/час составляет (в м/сек2):
Автобус ЗИС-154 (загородный и городской режим) .... 1,39
GMC . . ; . - - ’ ...... . . L32
Таким образом, этот параметр у автобуса ЗИС-154 выше, чем
у автобуса GMC, но несколько ниже, чем у автобуса МАК.
118
Для городских автобусов средняя техническая скорость в зна-
чительной мере зависит от расстояния между остановками и от
предельной скорости движения на городских улицах. А. П. Алек-
сандров [2] отмечает, что при повышении предельной скорости дви-
жения с 30 до 40 и до 50 км/час средняя техническая скорость
Фиг. 59. График движения автобуса ЗИС-155 на перегоне.
30 км/час, а на других улицах без ущерба для безопасности движе-
ния она может быть повышена до 40 и до 50 км/час. Это даст
возможность в конечном итоге повысить среднюю техническую ско-
рость автобуса на линии.
На фиг. 59 построены кривые движения автобуса ЗИС-155 на
перегоне 500 м при ограничении максимальной скорости движения
50 и 35 км/час и при среднем замедлении во время торможения
2 м/сек2. При этом средняя техническая скорость движения авто-
буса получается соответственно 37,5 и 30,5 км/час. Повысить сред-
нюю техническую скорость движения можно также, увеличивая
расстояние между остановками. Изменение этого расстояния с 350
до 500 м (при прочих равных условиях) повышает среднюю техни-
ческую скорость движения автобуса на 7—8%. Ниже приведены
данные, полученные на основании анализа работы московских
автобусов [2].
Расстояние между оста- новками в м 300 400 ' 500 600
Средняя техническая ско- рость: в км/час в °/о 14,0 80 15,8 90 17,5 100 18,5 106
119
Продолжительность стоянки автобуса на остановках зависит от
числа этажей автобуса, удобства входа и выхода пассажиров, от
вместимости автобуса и от коэффициента наполнения. В среднем
при большом потоке пассажиров для автобуса большой вместимости
затрата времени на остановку составляет 10—12 сек. Кроме того,
как показало обследование работы автобусов в Москве, на каждом
перегоне автобус тратит еще 10—12 сек. на вынужденные остановки
у светофоров, на перекрестках и т. п. В городах с менее интенсив-
Фиг. 60. Изменение удельной мощности автобусов в зависимости
от числа мест для сидения:
/, 3, 10 и 13—ACF; 2— Мармон-Геррингтон; 4, 7 и /5—ОМС; 5 —Фитцджон;
6 и 8 — Твин Коч; 9, 11 и 14 — МАК; /2—Уайт.
ным движением эта потеря времени уменьшается приблизительно
в 2 раза.
А. П. Александров отмечает, что при увеличении среднего уско-
рения автобуса с 0,6 до 0,7 м/сек2 средняя техническая скорость
повышается на 2%, а при увеличении с 0,7 до 0,8 м/сек? — еще на
1,5—2,0%. Дальнейшее повышение ускорения (свыше 0,8 м/сек2)
не оказывает существенного влияния на увеличение средней
технической скорости автобуса даже в условиях городского дви-
жения.
Для того чтобы средняя величина ускорения при разгоне соста-
вляла 0,7—0,8 м/сек2, максимальное ускорение при разгоне на пер-
вой передаче должно составлять 1,5—2,0 м/сек2. При еще боль-
шем повышении максимального ускорения во время разгона ухуд-
шается комфортабельность, что имеет особенное значение для
стоящих в кузове пассажиров.
На фиг. 60 приведены кривые изменения удельной мощности
автобусов в зависимости от их вместимости, а на фиг. 61—абсо-
лютные величины максимальной мощности автобусных двигателей.
120
По сплошным кривым, приведенным на фиг. 60 и 61 можно уста-
новить соответствующие параметры для перспективных ТИПОВ авто-
бусов.
Фиг. 61. Мощности двигателей автобусов различных классов по вместимости
(число стоящих пассажиров составляет 4О°/о от числа мест для сидения):
/-Мармон-Геррингтон; 2, 5, 13, 14—GMC; 3—Фитцджон; 4 и /5—Фитцджон (междугородный); 6, 7,
19 и 20— ACF; 8 и 9—Флексибл (междугородный); 10, И и 12—МАК; 16 и /7—Твин Коч; 18 —
Уайт; 2/ —ACF (междугородный).
ВЫВОДЫ
Тяговые качества автомобилей целесообразно устанавливать
одновременно по двум параметрам: максимальному динамическому
фактору на прямой передаче и максимальной скорости движения
по горизонтальному асфальтированному шоссе, допуская некоторое
Лаимное изменение этих параметров в зависимости от передаточ-
ного числа главной передачи, которое может быть различным для
разных условий эксплуатации (для горных местностей, для между-
городных сообщений, для внутригородских сообщений и т. п.).
Это дает возможность заводу-изготовителю, несколько уменьшая
рекомендуемую максимальную скорость, соответственно увеличить
максимальный динамический фактор, и наоборот.
Перемножая правые и левые части известных формул, дающих
связь между скоростью движения автомобиля на данной передаче
и числом оборотов коленчатого вала двигателя, а также между
максимальным динамическим фактором (пренебрегая сопротивле-
нием воздуха) на той же передаче и максимальным крутящим
121
моментом двигателя, получаем зависимость, по которой можно
спределить суммарные тяговые качества автомобиля:
„ __ клтах гк о с. Г) ______^дв max' Л' А>
утахлр— зо • /о ^тахлр— r/(.Ua
D,. _ о Q7A тах‘лтахТ1
max пр' %ах лр == U>d/C> -’
где ^тахлр—максимальный динамический фактор на прямой
передаче в кг/кг;
г»тахлр—максимальная скорость движения на прямой пере-
даче в км/час-,
МЭвтах—максимальный крутящий момент двигателя в кгм\
nmta— максимальное число оборотов в минуту коленча-
того вала двигателя, соответствующее максималь-
ной скорости автомобиля;
») — к. п. д. трансмиссии автомобиля;
Ga — максимальный полный вес автомобиля в кг.
Для автомобилей, двигатели которых снабжены регулятором,
последний ограничивает не. только максимальное число оборотов
коленчатого вала двигателя, но и максимальную скорость. Следует
помнить, что в данную формулу надо подставлять максимальную
скорость движения на прямой передаче, так как Dmtxпр
соответствует прямой передаче. На ускоряющей передаче макси-
мальная скорость будет увеличиваться вследствие соответствующего
снижения максимального динамического фактора. Для легковых
автомобилей максимальная скорость ограничивается балансом
мощности. Максимальное число оборотов вала двигателя, соответ-
ствующее максимальной скорости движения автомобиля, при сту-
пенчатой коробке передач обычно на 20% выше числа оборотов
вала двигателя, соответствующего его максимальной мощности, т. е.
"max = 1 >2nW •
max max
Для примера, воспользовавшись этой формулой, определим тяговые каче-
ства легкового автомобиля ЗИМ
л „ 21.5X0,92X3600X1,2 ,,,
^тах прутах пр я 0»376 2400 = *
vmaxnp по заводской инструкции равна 120 км/час. Тогда
13,4
^тах пр я |20 = 0*112 кг/кг.
При снижении vmax пр до 100 км/час Dmaxnp повышается до 0,134 кг/кг.
Следует отметить, что для современных легковых автомобилей
с гидравлической или гидромеханической трансмиссией в связи с
понижением передаточного числа главной передачи максимальное
число оборотов вала двигателя, соответствующее максимальной
скорости движения автомобиля, практически совпадает с числом
122
оборотов вала двигателя, соответствующим его Максимальной
мощности, т. е.
"max ~ -
При весьма мощных двигателях, устанавливаемых на современ-
ных легковых автомобилях, некоторое снижение запаса мощности
при этом не имеет практического значения.
Для ориентировочных расчетов тяговых качеств проектируемых
автомобилей или отдельных моделей заграничных автомобилей
приведенная выше формула весьма удобна, так как она содержит
лишь основные параметры, которые обычно приводятся в техниче-
ской документации. Если в технической документации отсутствует
величина максимального крутящего момента двигателя, но изве-
стна его максимальная мощность Nmax и соответствующее ей число
оборотов в минуту п N тах, то максимальный момент двигателя
ориентировочно можно подсчитать по формуле:
Mdemaj( = aX716,2^,
^max
где а — коэффициент приспособляемости двигателя.
Таблица 57
Рекомендуемые нормы максимального динамического фактора
на прямой передаче и максимальной скорости движения
для различных автомобилей (не менее)
Типы автомобилей Тяговые качества
^тах пр в кг(кг va max в км1час
Легковые:
малолитражный 0,09 100
среднего литража (экономичный) 0,11 115
среднего литража (комфортабельный) 0,13 135
большого литража 0,15 155
Грузовые (средней и высокой проходимости): 0,08
особо малой грузоподъемности 90
малой грузоподъемности 0,06 80
средней грузоподъемности 0,05 75*
большой грузоподъемности 0,05 75 *
особо большой грузоподъемности 0,05 60*
Самосвалы (внедорожные): 0,06 30
с собственным весом до 18,0 т
с собственным весом свыше 18,0 т 0,06 25
Автобусы: 0,05 ** 70
городские
междугородные 0,045 100
на шасси грузовых автомобилей 0,05 75
* Допускается применение ускоряющей передачи.
** С гидротрансформатором.
123
Как уже было указано, для карбюраторных двигателей коэф-
фициент а может быть принят равным 1,25, а для четырехтактных
дизелей 1,10.
По приведенной формуле можно также подсчитать требуемую
мощность двигателя для обеспечения заданных тяговых качеств
автомобиля с определенным полным весом:
Г) v — с Ата*
^тах пр max пр u '
С достаточной точностью можно принять для автомобилей:
легковых с мощностью двигателя до 150 л. с. — с = 340;
легковых с мощностью двигателя свыше 150 л. с. — с = 320;
грузовых с карбюраторными двигателями, снабженными регуля-
тором — с = 280;
грузовых с четырехтактными дизелями, снабженными регуля-
тором — с = 265.
В табл. 57 приведены рекомендуемые нормы, характеризующие
тяговые качества перспективных автомобилей (при стандартном
передаточном числе главной передачи).
Величину рекомендованного динамического фактора, приведен-
ную в табл. 57, следует определять на основании характеристики
двигателя, работающего со всем оборудованием. Величина макси-
мального динамического фактора автопоездов любой грузоподъ-
емности (на прямой передаче) должна быть не менее 0,03 кг/кг.
ГЛАВА IV
ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
Топливную экономичность автомобиля определяют по его эко-
номической характеристике. На фиг. 62 приведена примерная эко-
номическая характеристика легкового автомобиля, построенная на
основании дроссельных характеристик двигателя по методу
акад. Е. А. Чудакова [45]. При определении экономической харак-
теристики во время дорожных испытаний автомобиля, обычно огра-
ничиваются построением лишь одной кривой, соответствующей го-
ризонтальной дороге с асфальто-бетонным покрытием, так как на
дорогах с высоким сопротивлением качению практически невоз-
можно поддерживать равномерную скорость движения при изме-
рении расхода топлива.
Для определения топливной экономичности автомобиля на эко-
номической характеристике выделяют отдельные точки, характери-
зующие:
1) минимальный расход топлива (?mln при движении по гори-
зонтальной дороге с асфальто-бетонным покрытием с экономиче-
ской скоростью движения v9K , соответствующей минимальной
точке кривой (фиг. 62);
2) расход топлива в заданных дорожных условиях движения
(с сопротивлением дороги, характеризуемым коэффициентом ф) и
при заданной скорости движения va по этой дороге.
Топливная экономичность автомобиля характеризуется не только
отдельными точками на кривых, но и формой кривых: чем меньше
их кривизна, тем меньше отличается расход топлива на различных
скоростях движения от минимального расхода топлива, соответ-
ствующего скорости v эк , и следовательно, тем экономичнее будет
работать автомобиль в эксплуатации при движении по дороге
с данным коэффициентом сопротивления Ф.
В эксплуатации топливная экономичность определяется нормой
расхода топлива, которую устанавливают для данного автомобиля
в характерных для него условиях движения, с учетом холостых
пробегов и маневрирования.
Сравнительная топливная экономичность оценивается расходом
топлива на единицу пройденного пути и на единицу максимального
полного (или собственного) веса в кг/ткм или на единицу полезной
нагрузки (например, кг!пасс-км).
125
В настоящее время в официальной технической документации
обычно приводятся два показателя: расход топлива на 100 км про-
бега с полной нагрузкой по шоссе (при средней технической ско-
рости около 40 км/час) и эксплуатационная норма расхода топлива
на 100 км пробега. В нормативах Министерства автомобильного
траспорта и других организаций, ведающих эксплуатацией авто-
мобильного транспорта, в настоящее время дается просто норма
расхода топлива, которая, согласно официальным данным, уста-
новлена на 100 км пробега для средних условий эксплуатации
с учетом маневрирования на местах погрузки и разгрузки. При
работе автомобилей на трактах и магистралях с усовершенство-
ванным покрытием (асфальто-бетон, брусчатка, гудронированное
шоссе) нормы расхода топлива снижаются на 15%, на других хо-
роших дорогах с каменным покрытием — на 10%. При работе ав-
томобилей в зимнее время нормы расхода топлива могут быть по-
вышены на 10%.
Для автомобилей, работающих в черте города с частыми оста-
новками (автобусы, автомобили, работающие по очистке почтовых
ящиков, по вывозке мусора и т. п.), разрешается увеличение норм
расхода топлива до 10%. Для автомобилей, работающих по
очистке снега на шоссейных дорогах и улицах, разрешается уве-
личение норм расхода топлива до 15%. Таким образом, дается
общая норма с некоторой дефференциацией в зависимости от ха-
рактера дорог и от климатических условий.
Так как эксплуатационная норма расхода топлива в очень боль-
шой степени зависит от условий эксплуатации, а минимальный
расход топлива при движении по дороге с асфальто-бетонным по-
крытием в основном определяется качеством конструкции автомо-
126
оиля, сравнительный анализ топливной экономичное^ т31^илей
целесообразнее вести по второму параметру. В чЬ
Топливная экономичность автомобиля главным °бра30М1Ьи-
сит от экономичности установленного на нем двигателя и
насколько правильно выбран рабочий режим двигателя в сОотвеТ-
ствии с условиями эксплуатации автомобиля.
Топливная экономичность карбюраторного автомобильного дви-
гателя в основном зависит о его степени сжатия и от механиче-
ского к. п. д. По опытным данным можно ориентировочно опреде-
лить, насколько повышается топливная экономичность двигателя
Таблица 58
Средние величины степени сжатия
наиболее распространенных
американских легковых
автомобилей и октановые
числа бензина
Годы Средняя вели- чина степени сжатия Октановое число бензина
1930 5,15 60
1934 5,70 69
1938 6,30 72
1941 6,65 74
1954 7,50 80
Фиг. 63. Экономия бензина в процен-
тах при испытании автомобиля ГАЗ-ММ
с двигателями, оборудованными голов-
ками, обеспечивающими различные сте-
пени сжатия.
с увеличением его степени сжатия. Ниже приведены соответствую-
щие данные по иностранным литературным источникам.
Степень сжатия.............................. 4,0 6,0 7,0
Удельный расход топлива в °/0............• 100,0 82,0 76,5
С повышением степени сжатия двигатель может работать на
более бедной смеси, что в значительной мере и обусловливает та-
кое снижение удельного расхода топлива.
По данным НАМИ [4] повышение степени сжатия на 2 единицы
у стандартных двигателей позволяет увеличить их мощность на
11!% и снизить удельный расход топлива на 14% при соответствую-
щем увеличении октанового числа бензина.
Акад. Е. А. Чудаков [44] приводит данные по экономии бензина
при дорожных испытаниях автомобиля ГАЗ-ММ с двигателями,
оборудованными головками, обеспечивающими различные степени
сжатия. На фиг. 63 приведены кривые, показывающие экономию
бензина в процентах для головок, обеспечивающих различные
степени сжатия, по сравнению с головкой, при которой степень
сжатия равна 4,8.
Увеличение степени сжатия с 5,9 до 6,4 дало весьма неболь-
шое повышение экономичности автомобиля главным образом из-за
127
того, что топливо, имевшее слишком низкое октановое число, не
соответствовало степени сжатия двигателя. В табл. 58 показано,
как в США в связи с ростом средней величины степени сжатия
в двигателях легковых автомобилей (см. фиг. 64) увеличивалось
октановое число рыночного бензина.
Фиг. 64. Изменение средней величины степени сжатия двигателей легковых
автомобилей по годам и странам:
/ — США; 2—Франция; 3—Англия; 4— Германия.
Расход топлива двигателем опытного легкового автомобиля
Крайслер (сконструированного в 1952 г.) при степени сжатия 12,0
составлял 160 г/э. л. с. ч. При такой степени сжатия необходимо
иметь бензин с октановым числом 125.
Степень сжатия карбюраторных двигателей грузовых автомоби-
лей с годами повышалась так же интенсивно, как и двигателей
легковых автомобилей (фиг. 65).
Вследствие резкого увеличения октанового числа стандартного
отечественного автомобильного бензина потребуется применение но-
вых методов переработки нефти и в связи с этим коренная рекон-
струкция нефтяной промышленности. Поэтому до решения этого
вопроса перспективные автомобильные двигатели следует конструи-
ровать с учетом увеличения октанового числа отечественных стан-
дартных бензинов лишь до 66—70. При этом конструкция двигате-
лей должна обеспечить максимально возможную степень сжатия
при указанном октановом числе бензина. К конструктивным
мероприятиям, проводимым для увеличения степени сжатия, отно-
сятся:
1. Создание рациональных форм камер сгорания (полусфериче-
128
ских, конусообразных, клиновидных), обеспечиваю^ТЧ^
короткий путь распространения пламени и завихрений Д
ее сжатии. 3 4
2. Устранение перегрева отдельных мест в камере с
(интенсивное охлаждение выпускных клапанов, применение
ниевых сплавов для поршней и головок и т. п.).
Фиг. 65. Изменение средней величины степени сжатия двигателей
грузовых автомобилей по годам и странам:
/ — Англия; 2—США; 5—ГАЗ-51: 4 — ЗИС-150; 5—ЗИС-5; 6—ГАЗ-ММ; 7—АМО-3;
5 —ГАЗ-АА; Р-АМО-Ф-15.
3. Питание всех цилиндров двигателя однородной смесью (при-
менение многокамерных карбюраторов, рациональная форма впуск-
ных трубопроводов и т. п.).
4. Автоматическое уменьшение опережения зажигания на режи-
мах, опасных в отношении детонации.
Учитывая сказанное, степень сжатия перспективных карбю-
раторных двигателей при работе на бензине с октановым числом
66—70 может быть легко доведена приблизительно до 6,8—7,0.
Вместе с тем двигатели должны быть сконструированы так, чтобы
при дальнейшем увеличении октанового числа бензина было воз-
можно увеличение степени сжатия (до 8,0—8,5) без значительной
их реконструкции.
Улучшение механического к. п. д. двигателя, также влияющего
на топливную экономичность, возможно при уменьшении внутрен-
них потерь на трение. Это достигается применением двигателей
с коротким ходом, т. е. двигателей с отношением хода поршня к
диаметру цилиндра меньшим единицы (до 0,8).
ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Для того чтобы проследить, как изменяется топливная эконо-
мичность легковых автомобилей в зависимости от их класса по ра-
бочему объему двигателя, были использованы данные чехословац-
кого журнала «Свит-Мотору» и некоторые другие литературные
9 Гольд 2757 129
источники. Зависимость минимального расхода топлива при дви-
жении по горизонтальной дороге е асфальто-бетонным покрытием
от рабочего объема двигателя для легковых автомобилей различ-
ных стран и различных лет выпуска (1934—1950 гг.) оказалась
одинаковой. Это показывает, что, несмотря на повышение с годами
топливной экономичности автомобильных двигателей (в основном
в связи с ростом их степени сжатия), топливная экономичность
легковых автомобилей (в среднем) не повышается.
В некоторых случаях это объясняется тем, что при модерниза-
ции данной модели легкового автомобиля повышается собствен-
ный вес автомобиля, так как с годами увеличивается его комфор-
табельность (внутренние габаритные размеры кузова и добавочное
его оборудование: радио, гидравлические подъемники окон, отопле-
ние и т. п.). Кроме того, в связи с переходом на более мягкие
шины увеличивается коэффициент сопротивления качению. В из-
вестной степени ухудшение топливной экономичности легкового
автомобиля может вызываться чрезмерным ростом удельной мощ-
ности двигателей легковых автомобилей.
Следует, однако, отметить, что увеличение мощности двигателя
в определенных пределах не снижает топливной экономичности
автомобиля, а может даже способствовать ее улучшению. Так,,
например, новый автомобиль Московского завода малолитражных
автомобилей (МЗМА), несмотря на увеличение собственного веса
на 50 кг и увеличение мощности двигателя с 26 л. с. до 35 л. с.„
имеет минимальный расход топлива 6,3 л/100 км, тогда как авто-
мобиль «Москвич» имеет минимальный расход топлива 7,4 л/100 км.
Английская фирма Стандарт на своих легковых автомобилях
Эйт и Тэн по желанию покупателя устанавливает двигатели раз-
личной мощности. На модели Эйт устанавливают или двигатель,
развивающий мощность 28 л. с. при 4 500 об/мин или двигатель,
развивающий мощность 37 л. с, при 5 000 об/мин. Одновременно
меняется передаточное число главной передачи с 4,875 до 4,55. При
более мощном двигателе максимальная скорость автомобиля уве-
личивается со 100 км/час до 120 км/час, время разгона с места
до скорости 65 км/час сокращается с 15,3 сек. до 9,25 сек., а расход
топлива на скорости 65 км/час уменьшается с 6,2 л/100 км до
6,0 л/100 км.
На модели Тэн может быть установлен или двигатель, разви-
вающий мощность 33 л. с. при 4500 об/мин, или двигатель, разви-
вающий мощность 42 л. с. при 5000 об/мин при одинаковом пере-
даточном числе главной передачи (Zo = 4,55). При более мощном
двигателе максимальная скорость автомобиля увеличивается со
110 км/час до 130 км/час, а расход топлива при скорости движения
65 км/час сокращается с 6,5 л/100 км до 6,3 л/100 км.
Если сравнить модели легковых автомобилей, имеющих равные
собственные веса, с установленными на них двигателями одинако-
вого рабочего объема, то можно отметить улучшение их топлив-
ной экономичности за последние 20 лет. Так, например, по литера-
турным данным, если принять расход топлива на 100 км пути
130
в 1933 г. за 100%, то в последующие годы расход тощпЛВкчи-г»-
влял:
Г оды...........
Расход топлива в °/0
1933 1938 1946 1’Jrq
100 90 80 70
На фиг. 66 приведены экономические характеристики отечест-
венных легковых автомобилей (на прямой передаче) производства
Горьковского автомобильного завода имени Молотова, построенные
на основании испытаний
сельным расходам то-
плива.
Из фиг. 66 видно,
что экономичность этих
легковых автомобилей
при движении по гори-
зонтальному асфальти-
рованному шоссе (f =
= 0,015) с годами воз-
растает.
На фиг. 67 приве-
дены кривые расхода
топлива, полученные
при непосредственных
дорожных испытаниях
легковых автомобилей
«Москвич», Г АЗ -М-1,
М-20 «Победа», ЗИМ
и ЗИС-110.
двигателей на стенде по удельным дрос-
Фиг. 66. Экономические характеристики (теоре-
тические) легковых автомобилей (на прямой
передаче) Горьковского автомобильного завода
имени Молотова:
Экономические ха-
рактеристики автомоби-
1-ГАЗ-11-73; 2—ГАЗ-М-1; 3 — М-20 „Победа-; 4—ГАЗ-А.
Сплошные линии —полное открытие дроссельной заслонки,
штриховые линии — ф =0,015.
лей, полученные при
испытании (фиг. 67), несколько отличаются от расчетных (фиг. 66),
в особенности при большой скорости движения. Это объясняется
тем, что при теоретических подсчетах сопротивление качению было
принято постоянным, тогда как в действительности оно увеличи-
вается с повышением скорости движения.
Для сравнения топливной экономичности отечественных легко-
вых автомобилей составлена табл. 59, в которой указан минималь-
ный расход топлива (в литрах на 100 км и в литрах на 100 км • т)
и повышение топливной экономичности в процентах на скорости
20 км/час и на скорости, равной 80% от максимальной для дан-
ного автомобиля скорости движения.
Применение ускоряющей передачи на легковых автомобилях по-
вышает их топливную экономичность главным образом при экс-
плуатации вне города по дорогам с асфальто-бетонным покры-
тием.
При установке на автомобиле ЗИС-110 ускоряющей пере-
дачи с передаточным числом 0,72 и при сохранении стандартной
главной передачи с передаточным числом 4,36 расход топлива на
9* 131
горизонтальном асфальтированном шоссе уменьшился в среднем
на 19% (фиг. 68). Для повышения тяговых качеств легкового авто-
мобиля при городской эксплуатации обычно одновременно с введе-
нием ускоряющей передачи увеличивают передаточное число глав-
ной передачи. При увеличении передаточного числа главной пере-
дачи автомобиля ЗИС-110 с 4,36 до 4,70 с одновременным введе-
нием ускоряющей передачи расход топлива на горизонтальном
Фиг. 67. Экономические характеристики (дорожные) отече-
ственных легковых автомобилей:
/-ЗИС-110; 2 — ГАЗ-М-1; 3—ЗИМ; 4—М-20 „Победа"; 5-„Москвич“.
асфальтированном шоссе уменьшился в среднем не на 19%, а лишь
на 14% по сравнению со стандартным автомобилем ЗИС-110 [37].
В табл. 60 приведены данные по экономии топлива, достигну-
тые водителями при соревнованиях на отечественных легковых
автомобилях.
Следует отметить, что приведенные в табл. 60 результаты спор-
тивных соревнований на экономию бензина не могут служить осно-
ванием для изменения существующих норм расхода бензина. Та-
кие низкие расходы топлива, получаемые на соревнованиях, обычно
связаны с рядом мероприятий, которые не могут быть применены
в практике повседневной эксплуатации. К таким мероприятиям
относятся: значительное увеличение давления в шинах, снижающее
комфортабельность автомобиля; применение масел с очень малой
вязкостью для смазки трансмиссии, что уменьшает срок ее
132
Таблица 59
Сравнение топливной экономичности отечественных
легковых автомобилей
Автомобиль Полный вес в кг Минимальный расход топлива Расход топлива в °/о к мини- мальному Эксплуатацион- ная норма рас- хода топлива Увеличение эксплуатацион- ной нормы по сравнению с минимальным расходом в о/о
в л/100 км в л/100 км на 1 m полного веса при va =20 км1час при va — 0’8pmax в л/100 км в л/100 км на 1 тп полного веса
„Москвич- 1150 7,4 6,45 108 127 9,0 7,80 12,0
М-20 „Победа* 1835 9,5 5,17 ПО 150 13,5 7,35 14,0
ЗИМ 2390 10,5 4,40 НО 162 17,0 7,10 16,0
Г А 3-М-1 1750 13,3 7,60 101 135 14,5 8,3 11,0
ЗИС-110 3100 18,5 6,00 120 150 27,0 8,7 14,5
службы; специальная регулировка карбюратора, снижающая макси-
мальную скорость автомобиля, и т. п. Однако опыт соревнований
во многом может быть использо-
ван при модернизации конструк-
ции автомобиля для повышения
топливной экономичности.
Чтобы можно было определять
топливную экономичность легко-
вых автомобилей независимо от
их классов по рабочему объему
двигателя, расход топлива сле-
дует относить не только к 100 км
пути, но и к 1 т собственного
веса автомобиля. Произведенные
подсчеты по большому числу мо-
делей выявили, что средняя вели-
чина топливной экономичности
Фиг. 68. Экономическая характери-
стика автомобиля ЗИС-110 на прямой
и ускоряющей передачах при полном
открытии дроссельной заслонки и при
движении по горизонтальной дороге
с асфальто-бетонным покрытием:
легковых автомобилей при движе-
нии по горизонтальному шоссе
с асфальто-бетонным покрытием,
независимо от класса автомобиля
по рабочему объему двигателя,
от года
дится в
и на
Фиг. 69
Номера
выпуска и страны, нахо-
пределе 7,5—10 л/100 км
1 т собственного веса.
/ — полное открытие дроссельной заслонки;
2—горизонтальная дорога.
Сплошные линии —прямая передача; штрихо-
вые линии —ускоряющая передача.
подтверждает сказанное.
точек на фиг. 69 совпадают с порядковыми номерами
в табл. 61, в которой приведены основные данные по соответствую-
щим заграничным автомобилям. Как видно из фиг. 69, топливная
экономичность отечественных легковых автомобилей последних
133
Таблица 60
Лучшие результаты, достигнутые в соревнованиях
на экономию бензина
Автомобиль Норма расхода топлива в л/100 км Минимальный расход топлива в л/100 км Расход топлива на соревнованиях в л} 100 км Экономия по отношению к норме в %
„Москвич" 9,0 7,4 2,88 68
М-20 „Победа" 13,5 9,5 4,22 69
ГАЗ-М-1 14,5 13,3 6,18 54
ГАЗ-11 17,0 15,3 7,25 54
ЗИС-101 25,5 16,0 8,56 64
ЗИС-110 27,0 18,5 9,20 63
моделей (автомобиль М*-20 «Победа», ЗИМ) вполне удовлетвори-
тельная.
На фиг. 70 и 71 показана топливная экономичность автомоби-
лей при движении по шоссе с асфальто-бетонным покрытием в за-
висимости от рабочего объема их двигателей и их собственного
веса.
Фиг. 69. Изменение удельной оптимальной топливной экономич-
ности легковых автомобилей в зависимости от рабочего объема
двигателей.
Минимальный расход топлива для легковых автомобилей, снаб-
женных гидромеханической или гидравлической трансмиссией, бу-
дет таким же, как соответствующий расход для того же автомо-
биля со стандартной ступенчатой коробкой передач, если при эко-
номической скорости движения, соответствующей минимальному
расходу топлива, гидротрансформатор блокируется или переходит
на режим работы муфты. Расход топлива в городских условиях
эксплуатации для легковых автомобилей с гидротрансформаторной
передачей повышается на 10—12% по сравнению с расходом то-
плива автомобиля со стандартной ступенчатой коробкой передач
из-за частых разгонов и сравнительно низкого к. п. д. гидротранс-
форматора. Как было указано в гл. III, передаточное число главной
134
Таблица 61
Удельная топливная экономичность европейских и американских
легковых автомобилей при движении по шоссе с асфальто-бетонным
покрытием
№ точек на фиг. 69—71 Фирма Модель Рабочий объем двигателя vh в л Собственный вес автомо- биля (в сна- ряженном состоянии) в кг Расход топлива в л/100/сле Удельная то- пливная эко- номичность в л/100 км на 1 т соб- ственного веса
1 Моррис Минор 0,92 795 6,0 7,6
2 Форд .Англия* 0,93 795 7,0 8,8
3 .Префект* 1,17 839 7,4 8,8
4 Санбим Тальбот-80 1,18 1165 9,8 8,4
5 Остин А-40 1,20 995 7,6 7,7
6 Хиллман Минке 1,27 940 7,3 7,7
7 Воксхолл Уайверн 1,44 995 9,2 9,3
8 Уолслей 4-50 1,48 1200 10,8 9,0
9 Моррис Оксфорд 1,48 1045 9,0 8,6
10 Санбим Тальбот-90 1,94 1280 12,1 9.5
11 Хэмбер Хоук 1,94 1280 12,1 9.5
12 Ровер 75 2,10 1520 12,0 8,0
13 Остин А-70 2,20 1370 13,0 9,5
14 Уолслей 6-80 2,22 1400 14,0 10,0
15 Остин А-90 2,66 1450 13,0 9,0
16 Форд V-8 3,66 1600 15,8 9,9
17 Остин А-125 4,00 2030 19,8 9,8
18 Шкода 1102 1,09 900 7,0 7,8
19 Остин А-135 4,00 2070 18,5 8,9
20 Додж Короне 3,95 1665 15,0 9,0
21 Хамбер Супер 4,09 1840 18,0 9,8
22 Опель Олимпия 1,48 920 7,3 8.0
23 Хамбер Пульман 4,09 2250 18,0 8,0
24 Рено Фрегат 2,0 1230 11,0 9.0
25 Ситроен 6 2,87 1530 15,0 9,9
26 Рено 4CV 0,75 650 6,4 9,8
27 Пежо 203 1,29 960 7,7 8,0
28 Форд Комет 2,16 1500 15,2 10,0
29 Студебекер Чемпион 2,79 1290 13,0 10,1
30 Нэш 600 2,83 1330 12,0 9,0
31 Шевроле Флитмастер 3,55 1470 14,0 9,5
32 Фразер V-47 3,72 1560 16,0 10,3
33 Олдсмобиль 76 3,90 1665 16,0 9,6
34 Паккард 2111 4,62 1850 16,0 8,7
35 Линкольн — 4,99 1900 19,5 10,2
36 Крайслер Нью-Йоркер 5,3 1950 19,5 10,0
37 Кадилак 75 5,68 2188 22,0 10,0
38 Паккард 2103 5,83 1950 19,0 9.8
л Л
100 км
20,0 s' ЗИС- ^зкс-по [01
13 < [6^ 77 '21u23^S ° Х^ Г—4t— 35 °36 38О 1
12,0 // с °г{ г°5 о/4 , O/J 15^29 of2 '''ЗС знм^зг о. х ГЯЗ-11 ' °31 к М-1 ) V3 ° го
к —Москвич". 2о 26° /о о8 о4 п X & *&'г7 ^М-20 *ГЛЗ-Л
4,0 6 °22
’ 1,0 2,0 J.0 4,0 5,0 6,0 Vh/>
Фиг. 70. Изменение расхода топлива в зависимости от рабочего объема
двигателей для легковых автомобилей.
Фиг. 71. Изменение расхода топлива в зависимости
от собственного веса для легковых автомобилей.
136
передачи автомобиля в связи с установкой гидротрансформа-
тора уменьшают для повышения топливной экономичности при дви-
жении автомобиля с относительно большой скоростью, в то время
как общее передаточное число трансмиссии автомобиля при этом
увеличивается.
На фиг. 72 приведены кривые топливной экономичности при
движении по горизонтальной дороге с асфальтобетонным покры-
тием для легковых автомо-
билей Студебекер Командор,
Додж Короне и Форд Ка-
стомлайн с гидромеханиче-
скими трансмиссиями. Для
сравнения на фиг. 72 нане-
сена экономическая характе-
ристика автомобиля ЗИМ.
Топливная экономичность
этих автомобилей приведена
в табл. 62.
Резкого повышения то-
пливной экономичности мож-
но добиться включением в
трансмиссию автомобиля та-
кой прогрессивной коробки
передач, которая автомати-
чески устанавливала бы
между двигателем и веду-
щими колесами автомобиля
передаточное число, дающее
возможность двигателю всег-
да развивать необходимую
мощность на наиболее эко-
номичном для этой мощно-
сти режиме. Акад. Е. А. Чу-
даков [43] указывает, что при
установке такой прогрессив-
ной коробки передач можно
‘было бы добиться сниже-
Фиг. 72. Экономические характеристики
(дорожные) легковых автомобилей с гид-
ромеханической трансмиссией:
/-Студебекер-Командор; 2—Додж-Короне; 3—Форд-
Кастомлайн; 4 — ЗИМ.
ния расхода топлива на 40%. Значительное снижение расхода то-
плива можно также получить, используя наддув двигателя. Однако-
пока еще оба эти мероприятия не вышли из стадии эксперимен-
тальных разработок, а потому вряд ли в ближайшее время можно*
ориентировать нашу автомобильную промышленность на их широ-
кое применение.
Как уже упоминалось, расход топлива изменяется с условиями
эксплуатации. Для примера сравним расход топлива легкового
автомобиля ЗИМ при загородной и при городской эксплуатации.
Число вынужденных остановок в городских условиях составляет
около 100 на 100 км\ число торможений и притормаживаний
около 225 на той же дистанции. Расход топлива для автомобиля
137
Таблица 62
Сравнение топливной экономичности легковых автомобилей
с гидромеханическими трансмиссиями
Автомобиль Полный вес в кг Минимальный расход топлива Расход топлива в °/0
в л/100 км в л/100 км на 1 т полного веса при vu = 20 км/час при va =0,8г/а тах
Студебекер Командор 2100 10,9 5,20 159 155
Додж Короне 2165 12,1 5,60 124 165
Форд Кастом- лайн 2000 10,5 5,25 130 178
ЗИМ 2400 10,5 4,40 ПО 162
ЗИМ с полной нагрузкой при внегородской эксплуатации по доро-
гам с асфальто-бетонным покрытием без больших подъемов со-
ставляет 15,5 л/100 км\ как показывают испытания, при городской
эксплуатации (ут=28 км/час) средний расход топлива для того
же автомобиля повышается приблизительно до 17 л/100 км. При
практически одинаковом качестве покрытия дорог наибольший рас-
ход топлива получается на горных дорогах. Новый автомобиль
Московского завода малолитражных автомобилей (МЗМА) имеет
минимальный расход топлива 6,3 л/100 км\ при городской эксплуа-
тации этот автомобиль расходует 9,8 л/100 км, а на горных
дорогах Крыма—10,4 л/100 км при средней скорости движения
42 км/час.
В табл. 63 приведены средние расходы топлива для автомоби-
лей с гидромеханической трансмиссией по сравнению с топливной
экономичностью автомобиля ЗИМ в различных условиях эксплуа-
тации.
Таблица 63
Расходы топлива легковых автомобилей в различных условиях
эксплуатации
Условия эксплуатации Тип и состояние дорожного покрытия Средняя скорость движения в км'час Автомобиль
Додж Короне Студе- бекер Командор зим
расход топлива в л/100 а.и
В городе За городом Улицы с асфальто бе- тонным покрытием . Ровное асфальтобетон- ное шоссе Булыжное шоссе сред- него качества . . . Твердая грунтовая до- рога 24-26 60-65 45—47 20 20,0 16,4 17,8 24,5 19,0 13,0 17,1 26,2 18,4 13,6 18,3 21,2
138
Норму расхода топлива целесообразно устанавливать по мини-
мальному расходу топлива, отнесенному не к единице собствен-
ного веса, как это иногда делают (табл. 61), а к единице
полного веса автомобиля. При этом результаты получаются
более сравнимыми, а, кроме того, экономическую характеристику
обычно снимают на горизонтальном шоссе с асфальто-бетонным
покрытием при полной нагрузке автомобиля.
Для перспективных легковых автомобилей всех типов, кроме
автомобиля большого литража, можно принять единую норму ми-
нимального расхода топлива, равную 4,75 л на 100 км и на 1 т
полного веса. Для легкового автомобиля большого литража эту
норму можно повысить до 5,25 л/100 км на 1 т полного веса, так
как этих автомобилей в народном хозяйстве очень немного; особое
внимание при их конструировании должно быть обращено на высо-
кие тяговые показатели, в то время как топливная экономичность
этих автомобилей не окажет ощутимого влияния на топливный
баланс страны. При установлении норм топливной экономичности
следует задать, хотя бы ориентировочно, форму кривой расхода
топлива. Например, расход топлива при скорости движения 0,8 иотах
не должен превосходить 160% от минимального расхода топлива и
при скорости 20 км/час— 110% от того же расхода при обычной
ступенчатой коробке передач и 150% при гидромеханической транс-
миссии.
ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Улучшение топливной экономичности отечественных грузовых
автомобилей с годами можно видеть из сопоставления экономиче-
ских дорожных характеристик автомобилей ГАЗ-ММ и ГАЗ-51 на
/ — ГАЗ-ММ; 2-ГАЗ-51.
фиг. 73. При этом сопоставлении следует помнить, что грузоподъ-
емность автомобиля ГАЗ-ММ 1,5 л а автомобиля ГАЗ-51 2,5 т.
На фиг. 74 приведены экономические характеристики грузовых
автомобилей, полученные при дорожных испытаниях, показываю-
щие расход топлива на 100 ткм в зависимости от скорости движе-
ния. Для увеличения топливной экономичности отношение рабочего
139
объема двигателя к 1 т полного веса для автомобиля ГАЗ-51 было
уменьшено с 0,95 (для автомобиля ГАЗ-MM) до 0,64 л/'т. Вслед-
ствие уменьшения этого отношения, а также в результате совер-
шенствования конструкции карбюратора удалось уменьшить расход
топлива, приходящийся на 1 т перевезенного полезного груза, при-
чем падение динамического фактора, как уже упоминалось, компен-
сировано улучшением плавности хода и устойчивости.
Сравнение расходов топлива в л на 100 ткм автомобиля ГАЗ-51
с заграничными автомобилями того же класса выпуска 1943—
1945 гг. показывает, что автомобиль ГАЗ-51 имеет более высокую
отнесенные к 100 ткм при движении на прямой передаче:
1 — ГАЗ-51 (2,5 т); 2—Шевроле (2,0 т); 3 — Форд (2,0 т); 4— Опель-Блитц (2,6 т)\ 5— ГАЗ-ММ
(1,5 т)\ 6 — ЗИС-5 (3,0 т); 7 —Додж WF-32 (2,0 т); 8 — ЗИС-150 (4,0 т).
экономичность. Большим преимуществом автомобиля ГАЗ-51
является то, что кривая экономической характеристики этого авто-
мобиля более пологая (в большом диапазоне изменения скорости
движения), чем у автомобилей, взятых для сравнения.
На фиг. 75 приведены сравнительные эксплуатационные данные
по расходу топлива в л на 100 ткм в зависимости от полного веса
автомобиля для отечественных автомобилей старых и послевоен-
ных моделей. Из приведенных кривых следует, что послевоенные
модели автомобилей экономичнее старых моделей и что с увели-
чением грузоподъемности автомобиля экономичность его улуч-
шается. Автомобиль МАЗ-200, обладающий высокой грузоподъем-
ностью, является наиболее экономичным еще и потому, что на нем
установлен дизель.
В табл. 64 приведен минимальный расход топлива при движе-
нии на прямой передаче с полной нагрузкой и эксплуатационная
норма расхода топлива для отечественных грузовых автомобилей.
Разница между эксплуатационной нормой и минимальным рас-
ходом топлива зависит от длительности эксплуатации автомобилей
в плохих дорожных условиях, а также от количества холостых
пробегов (без груза). Как видно из табл. 64, эксплуатационная
140
Таблица 64
Топливная экономичность отечественных грузовых автомобилей
Автомобиль Грузо- подъем- ность в т Макси- мальный полный вес в кг Эксплуатационная норма расхода топлива Минимальный расход топлива с полной нагрузкой Увеличение эксплуатацион- ной нормы по сравнению с минимальным расходом в %
в л/100 км в л/100 к и на 1 т пол- ного веса в л/100 км в л/100 км на 1 т пол- ного веса
ГАЗ-ММ 1.5 3,450 20,5 5,95 18,0 5,20 11,5
ГАЗ-51 2.0/2,5 5,360 26,5 4,95 17,8 3,32 15,0
ЗИС-5 3,0 6,250 34,0 5,45 27,0 4,32 12,5
ЗИС-150 3,5/4,0 8,235 38,0 4,62 28,0 3,40 13,5
ЯГ-6 5.0 10,150 43,5 4,30 35,0 3,45 12,5
МАЗ-200 5,0/7,0 13,625 35,0* 2, .56* 25,5 * 1,85* 13,5
* Дизель.
норма расхода топлива для грузовых автомобилей обычно превы-
шает минимальный расход топлива приблизительно на 11,5—15,0%.
На фиг. 76 приведена эконо-
мическая характеристика грузово-
го автомобиля ЗИС-150 с полной
нагрузкой. Расходы топлива на
прямой передаче показаны сплош-
ными линиями. При достижении
Фиг. 75. Сравнительные эксплуатацион-
ные данные по расходу топлива для
старых и послевоенных моделей оте-
чественных грузовых автомобилей на
100 ткм.
/-ГАЗ-А А (1932 г.) и ГАЗ-ММ (1938 г.); 2—ЗИС-5
Д933 г.); З-ЯГ-6 (1936 г.); 4-ГАЗ-51 (1946 г.);
5—ЗИС-150 (1946 г.); 6 — МАЗ-200 (1947 г.).
Фиг. 76. Экономическая характер?
стика автомобиля ЗИС-150 на ра:
личных передачах:
7 —ф = 0,06; 2-—ф = 0,05; 3 — ф = 0,04; 4—ф=
= 0,035; 5— ф = 0,03; 6 — ф = 0,02; 7 — ф = 0,0
Сплошная линия —прямая передача; штрих
вая линия —ускоряющая передача; штрн
пунктирная линия—третья передача.
определенной скорости движения по дороге с данным сопротивле
нием качению расход топлива начинает резко возрастать из-з
включения в работу жиклера мощности в экономайзере карбюрг
141
тора. По этой характеристике можно определить, какую экономию
топлива и в каких условиях движения можно получить, применяя
ускоряющую передачу в коробке передач. На дороге с коэффициен-
том сопротивления ф = 0,03 экономии топлива (около 1Q%) можно
добиться при движении на ускоряющей передаче со скоростью ниже
35 км/час. На дорогах с более высоким сопротивлением движение
на ускоряющей передаче может повести лишь к перерасходу то-
плива. При движении автомобиля по шоссе без груза ускоряющая
Фиг. 77. Экономические характеристики (дорож-
ные) на прямой и ускоряющих передачах авто-
мобиля МАЗ-200 при работе с прицепом и без
прицепа:
7 —четвертая передача (прямая); 2 — пятая передача (уско-
ряющая).
Сплошные линии—с нагрузкой 7,0 т\ штриховые линии —с
нагрузкой 7,0 т и прицепом с нагрузкой 6,0 т.
передача дает значи-
тельную экономию то-
плива. По данным
Я. X. Закина экономия
топлива (по сравнению
с прямой передачей)
при включении уско-
ряющей передачи в ко-
робке передач для
автомобиля МАЗ-200
составляет: 23,5% при
движении по шоссе
без груза, 17,5% при
движении с грузом
7,0 т, 12,5% при дви-
жении с прицепом (об-
щая грузоподъемность
13 т) (фиг. 77).
В табл. 65 приведены результаты, достигнутые лучшими води-
телями в соревнованиях за экономию бензина.
Основным преимуществом применения дизелей на грузовых
автомобилях является снижение (до 40—45'%) расхода топлива по
сравнению с карбюраторными автомобилями.
Вместе с тем опыт производства и эксплуатации показывает*
что по всем остальным показателям — первоначальной стоимости,.
трудоемкости производства и ремонта, эксплуатационным качест-
вам (шумность работы, дымность, пусковые качества, простота
обслуживания), весу и габаритным размерам — дизели резко усту-
пают карбюраторным двигателям.
Таблица 65
Лучшие результаты, достигнутые в соревнованиях
за экономию бензина
Автомобиль Норма расхода топлива в л/100 км Минимальный расход топлива в л/100 км Расход топлива в соревнованиях в л/100 км Экономия по отношению к норме в °/0
ГАЗ-ММ 20,5 18,0 10,80 47
ГАЗ-51 26,5 17,8 14,95 43
ЗИС-5 34,0 27,0 17,00 50
ЗИС-150 38.0 28,0 15,85 58
142
Стоимость топливной аппаратуры, составляющая существенную
часть общей стоимости дизелей, почти не зависит от мощности
двигателя, а зависит в основном от числа цилиндров. Таким обра-
зом, учитывая высокую стоимость дизелей, целесообразнее в пер-
вую очередь производить мощные дизели для автомобилей большой
грузоподъемности.
Чем выше грузоподъемность автомобиля, тем меньше перечис-
ленные недостатки дизеля влияют на его эксплуатационные каче-
ства и тем существеннее становится преимущество дизеля по топ-
ливной экономичности, особенно если учесть, что автомобили боль-
Фиг. 78. Распространение дизелей на грузовых автомобилях малой
и средней грузоподъемности.
1 и 2— Германия; 3 и 4—Англия; 5—США. Штриховые линии —автомобили малой
грузоподъемности; штрихпунктирпые линии —автомобили средней грузоподъемности.
шой грузоподъемности по условиям их эксплуатации имеют наи-
больший пробег в течение года.
На фиг. 78 показано распространение дизелей на грузовых
автомобилях малой и средней грузоподъемности, а на фиг. 79 —
на автомобилях большой и особо большой грузоподъемности (в %
по числу моделей).
Как видно из фиг. 78 и 79, дизели на автомобилях малой гру-
зоподъемности применяются в основном в Германии. На автомоби-
лях средней грузоподъемности дизели, помимо Германии, применя-
ются в Англии. В США во время войны дизели получили некоторое
распространение на грузовых автомобилях средней грузоподъемно-
сти (фиг. 78), но в настоящее время их устанавливают в основном
на грузовых автомобилях большой и особо большой грузоподъем-
ности (фиг. 79). По количеству выпуска автомобилей с дизелями
производится значительно меньше, чем с карбюраторными двига-
телями. Так например, в США в 1954 г. грузовых автомобилей и
автобусов с дизелями было выпущено всего лишь 1,5% от общего
годового производства грузовых автомобилей и автобусов, причем
автомобили с дизелями (в США) в основном предназначаются для
экспорта. Характерно, что за последние 5 лет в США прироста
выпуска автомобилей с дизелями не наблюдается. В Западной
143
Германии в 1954 г. выпуск грузовых автомобилей и автобусов
с дизелями составлял 33-% от общего годового производства дан-
ных автомобилей. Во Франции в 1953 г. было выпущено приблизи-
тельно 10% грузовых автомобилей и автобусов с дизелями от об-
щего годового производства данных автомобилей.
Распространение дизелей на автомобилях за рубежом зависит
от топливных ресурсов, которыми располагает данная страна. Ди-
зели вытесняют бензиновые двигатели прежде всего в тех странах,
в которых жидкое топливо привозное. Поэтому наиболее широкое
Фиг. 79. Распространение дизелей на грузовые автомобили большой
и особо большой грузоподъемности:
/ и 3 — Германия; 2 и 4 — Англия; 5 и 6 — США. Сплошные линии —автомобили большой
грузоподъемности; штриховые линии — автомобили особо большой грузоподъемности.
применение дизели получили за последние годы в странах Запад-
ной Европы, которые не располагают собственными ресурсами
жидкого топлива и в которых цены на дизельное топливо значи-
тельно ниже (на 20—25%), чем цены на бензин.
Разграничение областей применения на грузовых автомобилях
карбюраторных (бензиновых) двигателей и дизелей в первую оче-
редь определяется рациональным использованием различных фрак-
ций жидкого топлива, получаемых при переработке нефти, т. е.
балансом жидкого топлива в стране.
При современной технологии переработки нефти не могут быть
получены любые соотношения между выходом из нефти бензина и
дизельного топлива. Это соотношение с достаточной степенью точ-
ности можно принять равным 1:1.
В Советском Союзе при относительно малом удельном весе
легковых автомобилей в общем составе автомобильного парка весь
бензин, получающийся при переработке нефти, не может быть из-
расходован легковыми автомобилями.
Учитывая растущее потребление дизельного топлива другими
транспортными и стационарными двигателями, следует признать,
что автомобильный транспорт является в настоящее время основ-
144
НЫМ массовым потребителем бензина, а поэтому помимо легковых
автомобилей бензин, бесспорно, может служить топливом и для
грузовых автомобилей малой грузоподъемности. Таким образом, на
ближайшие годы в СССР применять дизели рационально на гру-
зовых автомобилях большой грузоподъемности (начиная от 5,0—
7,0 т) и на междугородных автобусах. На грузовых автомобилях
средней грузоподъемности 3,5—4,0 т (типа автомобиля ЗИС-150)
общего назначения можно рекомендовать устанавливать дизели
лишь на части выпускаемых автомобилей.
Для автомобилей высокой проходимости (двух- и трехосных)
независимо от их грузоподъемности следует применять бензиновые
двигатели, так как современные дизели значительно тяжелее бен-
зиновых, что приводит к перегрузке передней оси автомобиля
или вызывает увеличение базы и в конечном счете весьма небла-
гоприятно отражается на проходимости колесных автомобилей.
Для четырехосных автомобилей высокой проходимости вес дви-
гателя не имеет такого существенного значения, так как вес перед-
ней части автомобиля воспринимается двумя осями и опасность
перегрузки передних колес отпадает, поэтому для четырехосных
автомобилей применение дизелей вполне возможно.
Необходимо вместе с тем отметить, что граница применения
дизелей и бензиновых двигателей будет изменяться в зависимости
от баланса в стране производства и потребления бензина и ди-
зельного топлива, а также в зависимости от совершенствования
двигателей обоих типов.
В дальнейшем дизели, повидимому будут применяться еще шире
по мере их совершенствования. В то же время экономичность бен-
зиновых двигателей не остается неизменной, а неуклонно повы-
шается вследствие улучшения качества бензина и конструктивного
совершенствования самих двигателей. Вполне возможно, что будут
разработаны новые, более экономичные рабочие процессы для бен-
зиновых двигателей, как, например, двухступенчатого (факельного)
зажигания.
Для определения топливной экономичности грузовых автомоби-
лей перспективных типов построены кривые (фиг. 80) изменения
удельного расхода топлива при движении с эксплуатационной ско-
ростью по шоссе с асфальто-бетонным покрытием в зависимости
от грузоподъемности этих автомобилей. Эти кривые показывают
снижение указанного параметра с ростом грузоподъемности. Но-
мера точек на фиг. 80 соответствуют порядковым номерам
табл. 66, в которой приведены данные по соответствующим
английским, американским и германским автомобилям выпуска
1952—1954 гг.
При увеличении грузоподъемности автомобиля МАЗ-200 с до-
ведением его максимального полного веса до 17 т удельный рас-
ход дизельного топлива предполагалось сократить на 20% [331, что
при движении по шоссе с асфальто-бетонным покрытием соответ-
ствует удельной топливной экономичности 2,1 л/100 км на 1 т пол-
ного веса автомобиля.
Ю Гольд 2757 145
Статистические данные по английским дизельным грузовым
автомобилям большой и особо большой грузоподъемности пока-
зывают, что с 1934 г. по настоящее время их удельный расход
топлива при движении по шоссе составляет приблизительно
2 л/100 км на 1 т полного веса и почти не изменяется с годами.
Как и для легковых автомобилей, норму топливной экономич-
ности для перспективных грузовых автомобилей целесообразно ука-
зывать по удельному минимальному расходу топлива (в литрах на
100 км и на 1 т полного веса автомобиля) с установлением предель-
0
ыяз-мм
___л___
ЮОкмт
ьГЯЗ-МЫ5
5?
I
7F
^32
.О35
56 26
0
55
Условные обозначения
Автомобили Англии и
Германии с карбюратор-
ными двигателями
х Автомобили Англии и
Германии с дизельными
двигателями
°5</. 7
JO
ЬЗИС-5
К,31Ч
H1J/L
^*7724'
15* 18
.„<22 ЗИС-150
£Л2'28__31_36*---«А
‘J25*29 Т34 37с 5 j
2733
5J
30
.Карбюраторные
Дизельные I
\ **5
г \ 4”
I «л
♦/7 х50
--X---------
52
*Ь6;Ч7.
к 99 \мЛЗ-200
Г*и
0 12 3 4 5 6 7 &ет
Фиг. 80. Изменение удельного расхода топлива грузовых
автомобилей при движении по шоссе с асфальто-бетонным
покрытием в зависимости от их максимальной грузоподъем-
ности.
ных значений расходов топлива на минимальной и максимальной
скоростях движения. На основании табл. 64 и фиг. 80 эту норму
следует дифференцировать в зависимости от грузоподъемности
автомобиля и от типа двигателя:
а) грузовые автомобили грузоподъемностью от 2,0 т и выше
с карбюраторным двигателем должны иметь минимальный удель-
ный расход топлива не более 3,15 л/100 км на 1 т полного веса;
б) грузовые автомобили грузоподъемностью 4,0 т и выше с ди-
зелями должны иметь минимальный удельный расход топлива не
более 1,75 л/100 км на 1 т полного веса. Как видно из фиг. 74, для
автомобилей с карбюраторными двигателями можно требовать,
чтобы при движении со скоростью 15 км/час расход топлива не
превышал 110% от минимального, а на максимальной скорости (по
регулятору) на прямой передаче соответствующий расход не должен
превышать 130% от минимального.
146
Таблица 66
Расход топлива при движении со средней технической скоростью
по шоссе с асфальто-бетонным покрытием английских, американских
и германских грузовых автомобилей
М» точек на фиг. 80 Фирма Модель Грузоподъем- ность по шоссе в т Расход топлива в л/100 км на 1 т полного веса
—
1 Фордзон 5СН 0,25 5,5
2 Бедфорд 5-6СН 0,30 5,0
3 Австро-Фиат AFL 1,25 5.0
4 Мерседес-Бенц L1500 1,5 5,0
5 L1500* 1,5 3,1
6 L20001 2,0 4,7
7 Крупп LD2H242 2,0 4,3
8 LD2H242 * 2,0 3,4
9 Мерседес-Бенц L2000* 2,0 2,8
10 L2500 2,5 4,7
11 Крупп LD2.5 Н242 2,5 4,0
12 Денис Аякс 2,5 3,6
13 Крупп LD2.5 Н242* 2,5 3,3.
14 Мерседес-Бенц 42500* 2,5 3.1
15 Заурер 10RD * 2,5 2,5
16 Хеншель 25Т* 2,5 2,8
17 Австро-Фиат SRM* 2,5 2,9
18 Хеншель 28Т1 * 2,8 2,6
19 28Т2* 2,8 3,1
20 Рио 3L3 3,0 3,6
21 МАН Е-2* 3,0 3,1
22 Бедфорд 3 3,0 3,3
23 Хеншель 30Т1 * 3.0 2,9
24 30Т2* 3,0 2,9
25 МАН Z-2* 3,5 2,8
26 Крупп LD3.5 М222 3,5 4,0
27 LD3.5 М222 * 3,5 2,6
28 Австро-Фиат MRM6* 3,5 2,9
29 Фомаг 3L* 3,5 2.8
30 Заурер 2CRD * 3,5 2,0
31 Мерседес-Бенц L3750 * 4,0 2,9
32 Крупп LD4M232 4,0 3,9
33 LD4M232 * 4,0 2,6
34 Хеншель 40S1 * 4,0 2,7
35 Рио 4 4,0 3,6
36 Фомаг 4,5L ♦ 4,5 3,1
37 Моррис-Коммершел 5 4,8 2,8
33 МАН М-1 * 5,0 2,8
39 Австро-Фиат FD6* 5,0 , 2,6
40 Хеншель 5G1 ♦ 5,0 2,9
41 Фомаг 54* 5,0 2,2
42 Заурер 5WTD * 6,0 2,2
43 Фомаг 64* 6,0 2,4
44 Коммер Суперпоиз 6,0 2,8
45 Лейланд Линкс 6,0 3,1
46 Геншель 6J1 * 6,5 2,9
47 МАН F4* 6,5 2.9
48 Крупп ZD6.5M242* 6,5 2,5
10*
147
Продолжение табл. 66
№ точек на фиг. 80 Фирма Модель Грузоподъем- ность по шоссе в m Расход топлива в л/1Ь0 км на 1 m пол- ного веса
49 Мерседес-Бенц L600 * 6,5 2,6
50 Бюссинг 5000S* 5,3 2,1
51 Магирус S3500* 3,5 2,0
52 Мерседес-Бенц L5000* 5,0 2,0
53 Г аномаг 1,5 ♦ 1.8 2,6
54 Опель Блитц 1,7 4,4
55 Форд G38T 1.8 4,2
56 • G398TS 3,0 4,0
* С дизелем
Удельная топливная экономичность грузовых автомобилей
особо малой грузоподъемности должна быть увязана с нормами
удельной топливной экономичности, установленными для легко-
вых автомобилей, так как эти автомобили часто выполняют на
шасси легковых автомобилей.
Топливную экономичность автомобилей высокой проходимости
(при движении по горизонтальному шоссе с твердым покрытием)
можно устанавливать по нормам, принятым для дорожных авто-
мобилей с повышением этих норм приблизительно на 10% вслед-
ствие увеличения числа агрегатов силовой передачи.
Существующее положение о нормировании расхода топлива
для автопоездов предусматривает на 1 т буксируемого на крюке
веса (включая вес самого прицепа) надбавку к норме в следую-
щем размере при условии полной загрузки автомобиля:
для автомобилей грузоподъемностью до 2 m...............До 8°/0
„ „ свыше 2 m...................... 6 %
Эти нормы не могут быть распространены на автопоезда боль-
шой грузоподъемности. Для этого требуется дальнейшая диффе-
ренциация надбавки (выраженной в процентах) в зависимости от
грузоподъемности.
По данным эксплуатации [48] автомобиль МАЗ-200 с нагрузкой
7,0 т при полном весе 13,5 т на дороге с твердым покрытием рас-
ходует 27 л/100 км, что составляет 2 л на 100 км пути на 1 т пол-
ного веса. Расход топлива для того же автомобиля с прицепом
общим весом 9,5 т при полном весе автопоезда 23 т, составил
37 л/100 км или 1,6 л на 100 км пути на 1 т полного веса. Таким
образом, удельный расход топлива для автомобиля с прицепом
составляет 80% от удельного расхода топлива для автомобиля без
прицепа. ,
148
Нормы оптимальной топливной экономичности для автопоездов
Фиг. 81. Изменение удельной топливной ^экономичности автопоездов
с ростом их полного веса: / — автомобиль ЗИ С-150 с прицепом и на
накатанной грунтовой дороге (ЦНИИМЭ); 2 — автомобиль МАЗ-200
с прицепом на булыжном шоссе [(ВНИИАТ).
ности, установленной для соответствующего тягового автомобиля,
уменьшая удельный расход топлива на 25%. Правильность этих
соображений подтверждается кри-
выми (фиг. 81), построенными
по результатам испытаний автомо-
билей ЗИС-150 с одноосным при-
цепом при вывозке леса и автомо-
билей МАЗ-200 при работе с при-
цепами и без них. При рассмотре-
нии фиг. 81 можно сделать за-
ключение, что рекомендованный
метод подсчета расхода топлива
для автопоездов можно распро-
странить на различные дорожные
условия.
Проследим теперь, как изме-
няется топливная экономичность
грузового автомбиля в различ-
ных условиях эксплуатации.
ВНИИАТ [11] проводил испыта-
ния автомобилей ГАЗ-51 по че-
тырем различным маршрутам
Москвы:
Фиг. 82. Изменение средней техниче-
ской скорости движения и расхода
бензина автомобилем ГАЗ-51 в зави-
1) широкая кольцевая маги- симости от условий эксплуатации,
страль — 27 светофоров;
2) пригородное шоссе с асфальто-бетонным покрытием —
16 светофоров;
3) набережные—10 светофоров;
4) улицы с булыжным покрытием — без светофоров,
149
При испытании автомобиль с полной нагрузкой двигался
в общем потоке транспорта. На фиг. 82 приведены кривые, пока-
зывающие изменение средней технической скорости движения и
расхода топлива в зависимости от времени суток. Цифры 1—4 на
фиг. 82 относятся к перечисленным выше маршрутам. Как уже
указывалось, на, основных московских магистралях интенсивность
движения, а вместе с ней и средняя техническая скорость движе-
ния транспорта, значительно изменяется по времени суток. Вместе
с изменением средней технической скорости движения изменяется
топливная экономичность (от 21 до 25,5 л/100 км). Наблюдения
показали, что, приближаясь к наиболее загруженным перекрест-
кам в часы интенсивного уличного движения, грузовой автомобиль
принужден двигаться на низших передачах иногда на дистанции
200—300 м, что сильно снижает среднюю техническую скорость
и неизбежно повышает расход топлива.
АВТОБУСЫ
На фиг. 83 приведены дорожные экономические характеристики
городских автобусов ПАЗ-651, ЗИС-154 (на городском и загород-
ном режимах) и ЗИС-155 (на четвертой и пятой передачах). По
Q л/100км
60 vQ км/час
Фиг. 83. Экономические характеристики (дорожные) отече-
ственных автобусов:
/ — автобус ЗИС-154 (загородный режим); 2—автобус ЗИС-154 (городской
режим); 3 — автобус 3V1 С-155 (четвертая передача); 4—автобус ЗИС-155 (пятая
передача); 5автобус ПАЗ-651 (четвертая передача).
этим кривым можно установить зависимость топливной экономич-
ности автобуса от типа трансмиссии.
Автобус ЗИС-154 по сравнению с автобусом ЗИС-155 имеет
более высокие расходы топлива, несмотря на то, что на нём уста-
новлен дизель ЯАЗ-204, обладающий большей экономичностью,
150
чем карбюраторный двигатель ЗИС-120, установленный на шасси
автобуса ЗИС-155.
Такое снижение экономичности объясняется наличием у авто-
буса ЗИС-154 электрической трансмиссии. При этом механиче-
ская энергия первичного двигателя — дизеля — преобразуется
в электрическую энергию генератора постоянного тока, которая,
в свою очередь, в тяговом электродвигателе превращается снова
в механическую энергию, передающуюся через карданную пере-
дачу к заднему мосту автобуса и колесам.
Двукратное преобразование энергии влечет за собой повышен-
ный расход топлива из-за уменьшения к. п. д. трансмиссии. Сле-
дует, однако, отметить, что повышенный расход топлива автобу-
сом с электрической трансмиссией может частично компенсиро-
ваться работой дизеля на наиболее благоприятном экономическом
режиме.
Из фиг. 83 видно также, что в случае пригородной эксплуатации
автобуса с механической передачей на хорошем шоссе при вклю-
чении ускоряющей передачи можно повысить топливную экономич-
ность автобуса и увеличить скорость движения.
В соревнованиях за экономию топлива на автобусе ЗИС-155
С. В. Ивановым была установлена рекордная норма расхода
24,5 л/100 км, что дает экономию в 40% к государственной норме,
установленной для данных автобусов. Следует вместе с тем отме-
тить, что расход топлива, достигнутый в соревнованиях, не является
исключительным. Бригада тов. И. Н. Зарубина в 1951 г. на авто-
бусе ЗИС-155, работавшем на пригородном машруте, в некоторые
летние месяцы в эксплуатационных условиях получала расход
топлива 27—29 л/100 км, давая экономию к норме 28—33% [3].
С тем чтобы установить топливную экономичность современных
автобусов с карбюраторными двигателями и дизелями, построена
зависимость удельного расхода топлива при движении по шоссе
со средней технической скоростью для современных автобусов
(фиг. 84). Номера точек на фиг. 84 соответствуют порядковым
номерам табл. 67, в которой приведены сведения по соответствую-
щим английским и германским автобусам.
Как видно из сравнения фиг. 80 и 84, для перспективных типов
городских автобусов вместимостью 20 мест и более можно реко-
мендовать такую же норму минимального удельного расхода то-
плива, как и для грузовых автомобилей, т. е. 3,15 л на 1 т полного
веса для карбюраторных автобусов и 1,75 л на 1 т полного веса
Для дизельных автобусов. При этом полный вес городского авто-
буса необходимо определять с учетом стоящих пассажиров из
расчета 40% от числа мест для сидения.
Топливную экономичность автобуса, выполненного на шасси
грузового автомобиля, следует согласовать с топливной экономич-
ностью соответствующего базового грузового автомобиля.
Следует отметить, что в мировом автобусостроении с годами
распространение дизелей увеличивается. В США дизели начали
применять для автобусов примерно с 1932 г., причем в 1932 г.
151
в США было всего лишь несколько экспериментальных автобусов
с дизелями, а в 1942 г. уже эксплуатировались 5000 дизельных
Фиг. 84. Изменение удельного расхода топлива автобусов при
движении по шоссе с асфальто-бетонным покрытием в зависимости
от их вместимости.
автобусов, что составляло почти 10% всех автобусов, находящихся
в то время в эксплуатации. В 1953 г. в США V3 всех выпускаемых
Фиг. 85. Изменение топливной эконо-
мичности городского автобуса в за-
висимости от среднего расстояния
между остановками.
автобусов (по числу моделей)
была снабжена дизелями, причем
дизели устанавливались на 15%
автобусов большой вместимости
и на 80% автобусов особо боль-
шой вместимости.
Фирма GMC на своих автобу-
сах большой и особо большой
вместимости (на пяти моделях
городского типа и двух моделях
междугороднего) устанавливает
двухтактные дизели.
Большое распространение име-
ют дизели на английских автобу-
сах большой вместимости (фирмы
Альбион, Лейланд и Сентинел).
Особенно большое распростране-
ние дизели получили на немец-
ких автобусах. Начиная с 1936 г.
на все немецкие автобусы боль-
шой вместимости устанавливали
дизели.
Применение дизелей на перспективных отечественных город-
ских автобусах зависит от того, насколько удачно будет разрабсь
152
Таблица 67
Удельный расход топлива английских и германских автобусов
при движении по шоссе с асфальто-бетонным покрытием
№ точек на фиг. 84 Фирма Модель Тип двига- теля Число мест лля сиде- ния Полный вес при испыта- ниях в кг Расход топлива в л/100 км Удельный расход топлива в л/10и км на 1 т полного веса
/ DKW F89 Карбюра- A ntlLin 8 1 750 9,0 5,0
2 Боргвард В1250 торный 14 2480 10,0 4,0
3 Опель Блитц 16 3 375 16,0 4,7
4 Форд G798 26 6 600 26,5 4,0
5 Опель Блитц 31 6 070 22,0 3,6
6 Форд G790B 34 7 200 29,0 4,0
7 Ганомаг Клаб омнибус Дизель 15 3 800 10,0 2,6
8 Боргвард В04000 40 8000 16,0 2,0
9 Бюссинг 5000TU 43 13 000 22,0 1,7
10 Фаун 07V 48 15 800 30,0 1,9
11 Краус-Маффей КМО-133 44 12100 28,0 2,3
12 Краус-Маффей (легкий) — и 40 8400 15,0 1,8
13 Магирус 0-3500 36 8000 14,0 1,8
14 МАН MKN-261 * 44 11 800 20,0 1,7
15 Мерседес-Бенц 0-3500 30 8 250 15,0 1,8
16 0-3500 23 8 250 15,0 1,8
17 0-6600Н 45 13 800 22,0 1,6
18 Джексон (лег- кий) — 40 7 580 18,5 2,4
19 Кросслей — 32 8 950 14,0 1,6
20 Моррис-Ком- и А Г ITT А п ОР 9 32 7 755 14,5 1,9
21 мершел Лейланд MCW Олимпия 9 40 9630 23,0 2,4
22 Ройал Тайгр 9 44 10830 20,5 1,9
23 Сентинелл — 9 41 11 130 18,0 1,6
24 Аткинсон (лег- кий) — 9 44 8 780 15,5 1,8
25 Альбион Виктэ-М39АЫ 9 31 8160 17,0 2,1
26 Гай Араб 9 40 10 980 19,5 1,8
тана конструкция дизелей. Если дизель будет обладать хорошей
приемистостью и безотказно работать при переменном режиме,
свойственном городской эксплуатации, и не будет давать дымного
выпуска, то его установка на городской автобус будет целесооб-
разна. Пока не будет отработана конструкция такого дизеля, на
городские автобусы следует устанавливать карбюраторные дви-
гатели.
Как было сказано выше, в первую очередь дизели следует
устанавливать на междугородных автобусах.
Минимальный расход топлива для автобусов, снабженных
гидравлической или гидромеханической трансмиссией (как и для
легковых автомобилей), не отличается от расхода для автобусов
153
со стандартной ступенчатой коробкой передач. В городских усло-
виях эксплуатации автобус с гидравлической или гидромеханиче-
ской трансмиссией дает расход топлива на 10—12% выше по
сравнению с расходом топлива автобусом, снабженным ступенча-
той стандартной коробкой передач.
Расход топлива городских автобусов существенно зависит от
среднего расстояния между остановками, а также от экономич-
ности двигателя при разгоне. А. П. Александров [2] приводит кри-
вую (фиг. 85), характеризующую изменение топливной экономич-
ности (в %) автобуса с карбюраторным двигателем в зависимости
от среднего расстояния между остановками. Расход топлива для
расстояния между остановками 500 м принят за 100%.
ГЛАВА V
СРОК СЛУЖБЫ АВТОМОБИЛЯ И ЕГО АГРЕГАТОВ
ПАРАМЕТРЫ, ОЦЕНИВАЮЩИЕ СРОК СЛУЖБЫ АВТОМОБИЛЯ
В большинстве случаев детали автомобиля выходят из строя
из-за износа вследствие трения, усталости материала и коррозии.
Принятый нами термин «срок службы» является более общим, чем
термин «износостойкость».
Сравним срок службы отечественных автомобилей старых и
послевоенных моделей по нормам межремонтных пробегов, со-
гласно официальным нормам, приведенным в табл. 68.
Таблица 68
Нормы межремонтных пробегов отечественных автомобилей старых
и послевоенных моделей
Автомобиль Год выпуска Нормы пробега до капитального ремонта в тыс. км
для новых автомобилей лля автомобилей, прошедших капиталь- ный ремонт
Легковые
.Москвич* 1946 60 50
ГАЗ-А 1932 — 40
ГАЗ-М-1 1936 — 60
М-20 .Победа* 1946 100 80
ЗИМ 1951 160 140
ЗИС-101 1937 — 8J
ЗИС-110 1946 200 160
Г рузовые
ГАЗ-ММ 1938 60 50
ГАЗ-51 1946 95 80
ЗИС-5 1933 85 70
ЗИС-150 1946 95 80
ЯГ-6 1936 — 50
МАЗ-200 1947 95 80
Автобусы
ЗИС-8 1933 — 85
ЗИС-16 1938 — 100
ЗИС-155 1950 150 120
155
Эти данные свидетельствуют о неуклонном повышении сроке
службы отечественных автомобилей всех типов.
В примечаниях к нормам межремонтных пробегов предусмо-
трена некоторая дифференциация срока службы в зависимости от
условий эксплуатации.
Для автомобилей, работающих по дорогам с усовершенство-
ванными типами покрытий, норма межремонтных пробегов увели-
чивается на 10%, за исключением автомобилей ЗИС-110 и ЗИМ,
для которых норма межремонтных пробегов установлена с учетом
работы в основном по дорогам с усовершенствованными типами
покрытий.
Для автомобилей-самосвалов и бортовых автомобилей, загру-
жаемых из бункера или экскаватором, а также для автомобилей,
постоянно работающих на лесовывозках, в карьерах, на нефте-
разведках и геологоразведочных работах, нормы межремонтных
пробегов снижаются на 10%.
Для автомобилей, работающих в районах Крайнего Севера,
нормы межремонтных пробегов снижаются на 20%.
Для автомобилей, непрерывно используемых на протяжении
межремонтного пробега с двумя прицепами или в качестве спе-
циальных тягачей, нормы межремонтных пробегов снижаются
на 30%.
Для автомобилей, непрерывно используемых на протяжении
межремонтного пробега с одним прицепом или полуприцепом,
нормы межремонтных пробегов снижаются на 20%.
Для автомобилей, периодически используемых с прицепами,
но не менее половины пробега, нормы межремонтных пробегов
снижаются соответственно при работе с двумя прицепами на 15%
и при работе с одним прицепом или полуприцепами на 10%.
Положение (от 1947 г.) Министерства автомобильного транс-
порта РСФСР о профилактическом обслуживании и ремонте авто-
мобилей учитывало также и срок службы отдельных агрегатон
автомобиля. Если среднюю норму, назначенную для автомобиля
в целом принять за 100%, то срок службы отдельных агрегатов
до первого промежуточного ремонта составлял (в %):
коробка передач, ведущий мост, рулевое управление . . . 100
двигатель................................................ ^0
передняя ось........................................... 25
В новых положениях о техническом обслуживании и ремонте
автомобилей, утвержденных Министерством автомобильного транс
порта РСФСР в 1949 г., пробег до капитального ремонта основные
агрегатов (двигатель, коробка передач, задний мост, рулевое упра
вление и передний мост) для автомобилей новых моделей приня'
одинаковым и равным 100%.
Министерство автомобильного транспорта РСФСР в своих по
ложениях дифференцирует норму пробега в зависимости от класс:
дорог. Для примера в табл. 69 приведены соответствующие данные
для легковых автомобилей М-1 и М-20 «Победа».
156
Таблица 69
Нормы пробега В тыс. км До капитального ремонта для автомобилей
ГАЗ-М-1 и М-20 «Победа44 в зависимости от класса дорог
Класс дорог Тип дорожного покрытия Автомобиль
ГАЗ-М-1 М-20 .Победа"
Норма в тыс. км
1 Асфальто-бетонное Бетонное Брусчатая и мозаиковая мостовая 75 90
II Черное щебеночное и гравийное Клинкерная мостовая 70 85
III Булыжная мостовая Щебеночное и гравийное Грунтовое, черное 60 80
IV. Булыжная мостовая Деревянное и гравийное Грунтовое (профилированное и есте- ственное) 50 70
V Плотное снежное Грунтовое (профилированное и есте- ственное) 40 60
Ремонтные нормы Министерства автомобильного транспорта
предусматривают сокращение срока службы грузового автомобиля
при эксплуатации на дорогах V класса на 33—100% по сравнению
с эксплуатацией на дорогах I класса.
Следует отметить, что в зависимости от характера грунта и
погоды состояние дорог V класса (грунтовые профилированные
и естественные) резко меняется; оно может быть вполне удовле-
творительным при сухом плотном грунте и превратиться в «без-
дорожье» при глинистом вязком грунте во время дождей. Следова-
тельно, разделение дорог на классы не является достаточно чет-
ким. Срок службы автомобиля (норма пробега до капитального
ремонта) зависит не столько от класса дорог, на которых эксплуа-
тируется автомобиль, сколько от их состояния. При эксплуатации
на дороге с асфальтобетонным покрытием в очень плохом состоянии
автомобиль изнашивается значительно больше, чем на хорошей
укатанной грунтовой дороге.
По статистическим данным [51] средний срок службы (в км про-
бега) американских автомобилей всех типов с годами возрастает
и ориентировочно может быть определен по графику, приведенному
на фиг. 86 (учитывая промежуточный ремонт двигателя). По тем
157
Фиг. 86. Изменение по годам среднего
срока службы автомобилей США.
же данным средний «возраст» грузовых автомобилей, находящихс*
в эксплуатации, в США составляет 6,6 лет, в то время как в 1941 г
он составлял 5,6 лет.
Повышение нормы межремонтных пробегов отечественных авто
мобилей стало возможным, так как был увеличен срок службь
отдельных их агрегатов. Срок службы двигателя в основном опре
деляется износостойкостью двух трущихся пар: цилиндр — поршне
вая группа и коленчатый вал — подшипники (коренные и шатун
кые), а также клапанного механизма.
В качестве примера приведем данные сравнительных испытание
легковых автомобилей ЗИС-110, ЗИС-101 и ГАЗ-М-1 [26] при дли
тельных пробегах (преимуще
ственно по шоссе) с высоко!
средней технической скоростьк
(60 км[час) и с редкими
остановками. Средний износ
цилиндров двигателей отече-
ственных легковых автомоби-
лей упомянутых моделей
может быть установлен пс
табл. 70.
Данные табл. 70 показы-
вают, что в отношении износа
цилиндров двигатели ЗИС-11С
являются более совершен-
ными, чем двигатели ЗИС-101
Следует, однако, упомянуть,
что двигатели ЗИС-110 в отли-
чие от двигателей ЗИС-101
и М-1 испытывались на бензи-
нах и смазках повышенной:
качества.
Проф. А. А. Липгарт указывает, что износ двигателей, повиди-
мому, начинается с износа цилиндров. В дальнейшем пропуск
газов из-за износа цилиндров приводит к износу колец, вклады-
шей и шеек коленчатого вала. Наблюдения за характером износа
цилиндров показали, что максимальный износ наблюдается
в верхней части цилиндра, причем этот износ обусловливается
Таблица 7С
Средний износ цилиндров легковых автомобилей
Двигатель Степень сжатия Максимальная мощность в Л. с. Число испытанных двигателей Максимальный средний износ на 101'0 км пробега в мк
ЗИС-110 6,85 140 6 2,9
ЗИС-101 4,8 90 5 3,6
М-1 4,6 50 6 5,5
158
коррозией и неудовлетворительной смазкой верхней части цилин-
дров. Коррозия верхней части цилиндров особенно резко про-
является при частичных нагрузках двигателя (при неполном откры-
тии дроссельной заслонки), т. е. когда стенки цилиндров имеют
пониженную температуру. При увеличении нагрузки двигателя и
соответственном увеличении температурного режима коррозия
резко уменьшается. В литературе имеются указания, что износ
цилиндров при температуре охлаждающей воды 50° в 8 раз больше,
Фиг. 87. Влияние вида и сорта топлива на износ цилиндров
для различных негильзованных двигателей.
чем при температуре воды около 1009. Это позволяет сделать
вывод, что кислоты в камере сгорания активны при низкой темпе-
ратуре, а при высокой температуре (выше точки росы) они теряют
свою активность. Коррозия в очень сильной степени зависит,
также от свойств топлива, в первую очередь от его летучести [55].
На фиг. 87 приведены данные Горьковского автомобильного
завода имени Молотова, характеризующие влияние вида и сорта
топлива на износ цилиндров, отнесенный к 1000 км пробега, для
различных негильзованных двигателей (отечественных и загранич-
ных). Кроме качества топлива и температуры стенок цилиндра,
интенсивность коррозийного износа зависит от прочности масля-
ной пленки, которая, в свою очередь, зависит от качества масла
и от количества газа, пропускаемого поршневыми кольцами. При-
меняя чистое масло (своевременная смена фильтрующих элемен-
тов) и поддерживая тепловой режим двигателя на высоком уровне,
Удалось значительно снизить износ цилиндров двигателей автомо-
билей Виллис и Додж, доведя его соответственно до 9,3 и 8,8 мк
на 1000 км пробега. Аналогичных результатов (10 мк на 1000 км
пробега) удалось добиться и Горьковскому автомобильному заводу
с двигателем ГАЗ-63, только поддерживая высокий тепловой ре-
159
жим. Величина коррозийного износа зависит, наконец, от пра-
вильно выбранного момента зажигания и от состава смеси (при
богатой смеси износ увеличивается). По литературным данным
изменение момента зажигания на 5° может дать увеличение кор-
розийного износа цилиндров на 50—100%.
Особенно сильно изнашиваются цилиндры двигателя при пуске
его в холодную погоду. При пуске и во время прогрева дви-
гателя в цилиндры поступает очень богатая и плохо распыленная
смесь, которая смывает масляную пленку или снижает ее проч-
ность. В особенности плохо смазываются при пуске стенки цилин-
дров, смазка к которым подается разбрызгиванием.
Проф. А. А. Липгарт перечисляет следующие мероприятия, ко-
торые позволили увеличить срок службы цилиндров шестицилин-
дрового двигателя ГАЗ между расточками с 10 до 15—20 тыс. км:
1) тщательная очистка воздуха, поступающего в карбюратор;
2) установка термостата в системе охлаждения;
3) усиленный местный подогрев впускного трубопровода;
4) принудительная вентиляция картера;
5) жалюзи перед радиатором, регулируемые с места водителя;
6) карбюратор с переменным сечением диффузора (для улуч-
шения смесеобразования при неполных нагрузках двигателя);
7) пусковой подогреватель; ’
8) мощный стартер, обеспечивающий удвоенную скорость вра-
щения коленчатого вала двигателя в данных условиях пуска.
Одновременного увеличения срока службы подшипников двига-
теля удалось достигнуть следующими мероприятиями:
1) надежной фильтрацией масла (введением фильтра тонкой
очистки);
2) охлаждением масла, которое обеспечило его максимальную
температуру в пределах 100—150°;
3) ограничением числа оборотов (с 3400 до 2800 об/мин).
Увеличения срока службы цилиндров двигателя ГАЗ до
80 тыс. км при работе на существующих автомобильных бензинах
удалось достигнуть, лишь применяя в цилиндрах двигателя корот-
кие (на длине 50 мм) аустенитные (антикоррозийные) гильзы
с толщиной стенок 2 мм. Кривые, приведенные на фиг. 88, пока-
зывают, что износ гильз цилиндров на 1000 км пробега при этом
составил от 1,4 до 6,7 мк (в среднем). Максимальный износ
(6,7 мк) относится к автомобилю ГАЗ-51, который эксплуатиро-
вался в очень плохих условиях. Это подтверждается тем, что
в данном двигателе износ цилиндра ниже гильзы значительно
больше, чем износ гильзы, из-за исключительно плохой смазки.
Износ средней части цилиндров (ниже гильзы) зависит от каче-
ства смазки, своевременной смены ее и т. п.
Кутаисский автомобильный завод, используя опыт Горьковского
автомобильного завода имени Молотова, выпустил около тысячи
двигателей ЗИС-120 с короткими вставками и добился уменьшения
износа цилиндров в 4 раза. В настоящее время вставки выпол-
няются из высоколегированного металла, содержащего 12—14%
160
никеля. Весьма существенно заменить этот металл другим, не со-
держащим дефицитных элементов, например, кремне-хромистым
сплавом или металло-керамикой.
Применение аустенитных коротких гильз резко сокращает также
износ колец как компрессионных, так и маслосъемных. Дальней-
шего повышения срока службы двигателя можно достигнуть по-
крытием верхних компрессионных колец пористым хромом.
а —перпендикулярно продольной оси блока; б—параллельно продольной оси блока;
1—4—автомобили ГАЗ-51, проходившие испытания.
На фиг. 89 показана величина износа колец двигателя ГАЗ-51,
в котором в трех цилиндрах (/, 3 и 5) верхние компрессионные
кольца были хромированы, а в трех цилиндрах (2, 4 и 6) не хро-
мированы. Двигатель прошел стендовые испытания в течение
125 час. и дорожные при пробеге автомобиля 6000 км. Испытания
показали, что уменьшается износ не только хромированных колец,
но и всех колец, находящихся под ними. По литературным дан-
ным, хромирование колец в свою очередь уменьшает износ цилин-
дров (до 50%).
На фиг. 90 приведены кривые, характеризующие средний износ
Цилиндров автобусных двигателей, отнесенных к 1000 км пробега.
Как видно из фиг. 90, средний износ цилиндров двигателя
ЗИС-5А с хромированными кольцами, установленного на шасси
автобуса ЗИС-8, уменьшился по сравнению с износом цилиндров
Двигателя ЗИС-5 с обычными кольцами (установленного на шасси
Н Гольд 2757 1 61
того же автобуса) на 35% (данные московского автобусного
парка № 2 по шести двигателям).
Срок службы клапанного механизма и в первую очередь тру-
щейся пары (стержень клапана — направляющая втулка) в основ-
Фиг. 90. Средний из-
нос цилиндров авто-
бусных двигателей,
отнесенный к 1000 км
пробега.
ном зависит от правильной смазки. Для вы-
пускных клапанов необходимо применять
вставные седла из жароупорного материала
высокой твердости.
Указанные мероприятия не исчерпывают
всех возможностей повышения срока службы
двигателей. Так, например, улучшение
формы поршневых колец может способство-
вать дальнейшему увеличению срока службы
двигателя.
Срок службы автомобильного двигателя
косвенно характеризуется средней скоростью
поршня, при числе оборотов коленчатого
вала двигателя nmax, соответствующем его
максимальной мощности (или по регуля-
тору)
= М1сек’
где S — ход поршня в м.
Средняя скорость поршня автомобильных
двигателей с годами сначала возрастает, а
потом стабилизируется. Это можно просле-
дить на примере двигателей легковых авто-
мобилей (фиг. 91). Средняя скорость поршня двигателей грузовых
автомобилей, как видно из фиг. 92, с годами возрастает, прибли-
жаясь к соответствующей величине для легковых автомобилей.
На фиг. 93 приведена кривая изменения средней скорости поршня
162
для современных двигателей легковых автомобилей, на фиг. 94 —
грузовых автомобилей и автобусов с карбюраторными двигателями,
а на фиг. 95 — с дизелями в зависимости от их рабочего объема.
/ — Германия; 2—США; 3—Англия; 4 — Франция; 5 —ЗИМ; 6— М-20 „Победа", 7 —ГАЗ-11
8 — ГАЗ-М-1; 9-ГАЗ-А.
Номера точек на фиг. 93 соответствуют порядковым номерам при-
ложения 1. Номера точек на фиг. 94 и 95 соответствуют порядко-
вым номерам приложений 2 и 3.
бюраторных двигателей грузовых автомобилей:
/ — США; 2—Англия. Сплошные линии —автомобили большой грузоподъем-
ности; штриховые линии— автомобили особо большой грузоподъемности.
Следует отметить, что средняя скорость поршня определяется
по числу оборотов коленчатого вала двигателя nmax, соответствую
Щего максимальной мощности двигателя. Для легковых автомо-
билей среднего и большого литража этому числу оборотов соот-
ветствует весьма высокая скорость движения, особенно для моде-
лей последних лет выпуска. При эксплуатационной скорости
11 * 163
Фиг. 93. Изменение средней скорости поршня карбюраторных двига-
телей легковых автомобилей в зависимости от их рабочего объема.
Фиг. 94. Изменение средней скорости поршня карбюратор-
ных двигателей грузовых автомобилей и автобусов в зави-
симости от рабочего объема.
*31
/я J0 42 Л 17 < *19 о/ 0 23 , ° о 35 % ч L °* *21 *5 22 13 о о
й *38 29* i t *2 ° 37 •°39 ?!*34 30°940 1 *70 о *28 11 26
О ZJ5 5 Z5 10 /£5 15 17,5 20 Vh/i
Фиг. 95. Изменение средней скорости поршня дизелей грузовых
автомобилей и автобусов в зависимости от рабочего объема.
164
движения этих легковых автомобилей рабочая средняя скорость
поршня будет значительно меньше, чем подсчитанная по /гтах. Для
грузовых автомобилей и автобусов, имеющих регуляторы, ограни-
чивающие лтах , расчетная средняя скорость поршня незначительно
отличается от рабочей средней скорости поршня. Точно также и
двигатели малолитражных автомобилей относительно часто рабо-
тают с числом оборотов, соответствующим их максимальной мощ-
ности, а поэтому и для них средняя скорость поршня, подсчитанная
по я ты» не будет очень отличаться от рабочей средней скорости
поршня.
Допустимая величина средней скорости поршня зависит от
условий смазки цилиндров, качества обработки поверхностей, при-
меняемых материалов и т. п.
Проф. А. А. Липгарт предлагает среднюю скорость поршня
принять в качестве основного параметра, определяющего форси-
рование двигателя, и рекомендует следующие нормы (в м/сек)\
, для дизелей.......................................... 10
для малолитражных карбюраторных двигателей............. 10
для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и ав-
тобусов ....................................... ••.... 11
для карбюраторных двигателей легковых автомобилей (кроме
малолитражных)...................................• . . 12.5
Если средняя скорость поршня ограничена, то, чем короче ход
поршня 5, тем быстроходнее может быть выполнен двигатель без
ущерба для его срока службы. Таким образом, двигатели с боль-
шим ходом поршня нерациональны. До 1944 г. в Англии автомо-
бильные двигатели делались с большим ходом, так как налог на
автомобиль в этой стране исчислялся в зависимости от диаметра
цилиндра и от их числа. В связи с этим заводы для привлечения
потребителей стремились подобрать параметры двигателя так,
чтобы налог получился минимальным. Чтобы устранить органи-
ческий недостаток своих двигателей, английское правительство
изменило в 1944 г. налоговую формулу, поэтому двигатели
с большим ходом в Англии в настоящее время исчезают.
Из фиг. 96 видно, как с годами уменьшается отношение хода
поршня к диаметру цилиндра, т. е. как двигатели становятся более
короткоходными. Эти кривые построены для наиболее распростра-
ненных двигателей легковых автомобилей. То же самое наблю-
дается и для двигателей грузовых автомобилей и автобусов. Уве-
личение короткоходности английских двигателей начинается после
изменения налоговой формулы.
В табл. 71 приведено несколько примеров, характеризующих
тенденцию увеличения короткоходности двигателей.
Переход на конструкцию двигателя с уменьшенным отношением
хода поршня к диаметру цилиндра, как уже отмечалось, позво-
ляет при заданной средней скорости поршня увеличить его быстро-
ходность без снижения срока службы. Кроме того, при уменьше-
нии хода поршня легче обеспечить хорошую смазку зеркала
165
цилиндров, что способствует дальнейшему увеличению срока
службы поршней и поршневых колец. Вместе с тем следует отме-
тить, что при переходе на короткоходные конструкции двигателя
срок службы его цилиндров не увеличится, так как износ цилин-
Фиг. 96. Изменение по годам отношения хода поршня к диаметру
цилиндра для карбюраторных двигателей легковых автомобилей:
1 — Англия; 2 —США.
дров в основном вызывается коррозией верхней части зеркала
цилиндров, которая не зависит от хода поршня.
Несмотря на увеличение быстроходности при укорочении хода
поршня, механический к. п. д. двигателя не ухудшается, так как
Таблица 71
Изменение короткоходности некоторых двигателей легковых автомобилей
Фирма Тип двигателя Год выпуска Отношение хода к диаметру
Паккард 8 цилиндров в ряд V-8 До 1951 1951-1954 После 1954 1,32 1,21 0,76
Крайслер 8 цилиндров в ряд V-8 До 1951 После 1951 1,50 0,95
Линкольн 8 цилиндров в ряд V-8 До 1951 1951-19.54 После 1954 1,25 0,92 0,89
Кадиляк 8 цилиндров в ряд V-8 До 1948 После 1948 1,29 0,95
Бьюик 8^ цилиндров в ряд До 1953 После 1953 1,26 0,80
166
потери на трение в двигателе в связи с укорочением хода умень-
шаются. Одновременно улучшается наполнение двигателя вслед-
ствие того, что в головке короткоходного двигателя размещаются
клапаны большего размера, чем в головке длинноходного двига-
теля с относительно меньшим диаметром поршней.
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра для всех типов
Фиг. 97. Изменение по годам быстроходности карбюраторных двигателей
легковых автомобилей:
/ — Англия; 2—Франция; 3 — США; 4— США (средняя для массовых автомобилей —Форд,
Плимут, Шевроле); 5 —Германия; 6 — ГАЗ-М-20 и ЗИМ; 7— ГАЗ-11; <S —ГАЗ-М-1; 9— ГАЗ-А.
в пределах 0,9—1,0. Для дизелей отношение хода поршня к диа-
метру цилиндра следует доводить до несколько меньшей величины
(около 1,0—1,1), так как при небольшом объеме камеры сгорания,
свойственном дизелям, небольшая неточность хода при большом
Диаметре цилиндра значительно сказывается на степени сжатия.
Вследствие уменьшения с годами отношения S/d можно соот-
ветственно увеличивать быстроходность двигателей легковых авто-
мобилей (фиг. 97). На некоторых моделях легковых автомобилей
167
США (например, Крайслер, 1954 г.) быстроходность двигателя
доходит до 5200 об/мин, а на некоторых современных двигателях
европейских легковых автомобилей до 6000 об/мин.
Быстроходность дизелей растет значительно менее интен-
сивно (фиг. 98), только на некоторых моделях дизелей для
грузовых автомобилей малой грузоподъемности (например, ди-
зель Форд в Западной Германии) быстроходность доходит до
3000 об/мин.
Ограничивать быстроходность двигателей часто приходится из
условий надежности коренных и шатунных подшипников коленча-
того вала. Однако практика показывает, что при применении валов
Фиг. 98. Изменение по годам быстроходности дизелей:
1, ?. и 3—Германия; 4, 5 и 6—Англия; 7 —ЯАЗ-204. Сплошные линии— автомобили срелнэй
грузоподъемности; штриховые линии —автомобили большой грузоподъемности; штрих-
пунктирные линии —автомобили особо большой грузоподъемности.
с максимальным числом опор и при ограничении верхнего предела
температуры масла в картере даже двигатели автобусов и грузо-
вых автомобилей могут надежно работать при максимальном числе
оборотов до 3500 в минуту. Только для двигателей большого
рабочего объема, развивающих значительную мощность (свыше
250 л. с.), требуется снижение быстроходности. Абсолютная вели-
чина хода поршня этих двигателей получается слишком большой,
что заставляет даже для короткоходных конструкций, задаваясь
определенной допустимой величиной средней скорости поршня,
ограничивать быстроходность этих двигателей.
Срок службы двигателя в значительной мере зависит от пра-
вильного выбора передаточных чисел в трансмиссии автомобиля.
Завышение передаточного числа главной передачи ведет к повы-
шенному износу двигателя, так как при этом он принужден рабо-
тать с более высоким числом оборотов, соответствующим данной
эксплуатационной скорости движения автомобиля.
Определить срок службы двигателя в соответствии с выбран-
ным передаточным числом главной передачи можно по двум пара-
метрам: по фактору оборотности и по пути поршня на пройденной
автомобилем дистанции 100 м.
168
Фактор оборотности Ф, т. е. число оборотов коленчатого вала
двигателя, приходящееся на пройденную автомобилем дистанцию
100 м, подсчитывают по формуле
Ф = iQ = 15,92-^- об/мин,
где /0— передаточное число главной передачи;
гк — радиус качения колеса в м.
Путь поршня Se на пройденной автомобилем дистанции 100 м,
выразится отношением
Sv = 2Ф • S = 31,85 .
г,- 100 м
Применение ускоряющих передач в трансмиссии автомобиля
приводит к облегчению условий работы двигателя. Так, например,
как показали испытания автомобиля ЗИС-110 с ускоряющей
передачей, при внегородской эксплуатации на хороших дорогах
с асфальто-бетонным покрытием, среднее число оборотов колен-
чатого вала двигателя уменьшилось приблизительно на 20%,
а температура масла в двигателе снизилась на 17—20° по сравне-
нию с числом оборотов коленчатого вала и температурой двигателя
автомобиля, не оборудованного ускоряющей передачей.
Анализ статистических данных показывает, что фактор оборот-
ности, независимо от года выпуска и страны, для малолитражных
автомобилей составляет приблизительно 240—260, для легковых
автомобилей среднего литража 190—200 и для легковых автомо-
билей большого литража 175—190. С переходом на автоматиче-
скую коробку передач, как уже упоминалось в гл. III, обычно
уменьшают передаточное число главной передачи, в связи с чем
фактор оборотности снижается до 145—170 (табл. 72).
Следует отметить, что при установке автоматической (гидра-
влической или гидромеханической) трансмиссии вместо обычной
ступенчатой срок службы двигателя увеличивается также и потому,
что исключается длительная работа двигателя с низким числом
оборотов, опасным в отношении детонации.
Для грузовых автомобилей всех типов по грузоподъемности
фактор оборотности, независимо от года выпуска и страны, колеб-
лется в пределах 230—250 об/100 м, а для автобусов — в пределах
160—210 об/100 м. По литературным данным [56] ход поршня в м
на 100 м пути, пройденного автомобилем, для длинноходных дви-
гателей составляет 44,5 jw/100 м, а для короткоходных (с отноше-
нием хода поршня к диаметру цилиндра меньше единицы) ука-
занный параметр падает до 35,5 jw/100 м. В табл. 73 сопоставлены
параметры, характеризующие условия работы двигателей легковых
автомобилей Горьковского автомобильного завода имени Молотова.
Путь поршня на 100 м пути для современных грузовых автомо-
билей обычно получается бблыпйм, чем для легковых автомобилей,
и составляет 50—60 jw/100 м, повышаясь до 65—70 для грузовых
автомобилей большой и особо большой грузоподъемности, Путь
169
Таблица 72
Изменение фактора оборотности некоторых легковых автомобилей
Фирма Тип коробки передач Год выпуска Фактоэ оборотности
Бьюик 0 9 9 9 Ступенчатая Гидравлическая 0 0 0 1942 1946-1948 1949 1950-1952 1953 1954 191 184 178 171 158 149
Кадилак Ступенчатая 1 Гидромеханическая 1 } 1942 | 179 158
0 1 0 | 1950-1952 | 186 164
9 Г идромеханическая 19.53-1955 164
Крейслер Ступенчатая 1 Гидромеханическая 1 0 } 1946 | 1947-1950 1951-1955 176 151 148 146
Паккард 0 9 9 9 Ступенчатая 0 Ступенчатая 1 Гидравлическая 1 1942 1946-1947 1948-1949 } 1950-1953 | 189 176 178 171 156
9 0 1954-1955 { 178 169
1 Ступенчатая или гидравлическая (гидромеханическая) передач ставилась по желанию покупателя. коробка
Таблица 73
Параметры легковых автомобилей Горьковского автомобильного
завода имени Молотова, характеризующие условия работы
их двигателей
Двигатель Отношение хода поршня к диаметру Рабочий объем в л Ход поршня в мм Средняя скорость поршня В MjCSK Литровая мощность В Л. С. 1л, Степень сжатия в Число оборо- тов вала дви- гателя, соот- ветствующее максимальной мощности в об/мин Фактор обо- ротности в об/10Э м Путь поршня на 100 м пути в м
ГАЗ-А ,,0 1 3,28 108 7,9 12,8 4,2 2200 165 35,8
М-1 1,10 3,28 108 10,0 15,2 4,6 2800 192 41,5
ГАЗ-11 1,34 3,48 по 12.5 21,8 5,7 3400 192 42,2
М-20 1,22 2,12 100 12.0 23.6 6,2 3600 237 47,4
ЗИМ 1,34 3,48 по 13,3 26,0 6,7 3600 208 45,8
170
поршня на 100 м пути для перспективных легковых автомобилей
следует допускать не выше 35 л</100 м и для грузовых автомоби-
лей всех типов по грузоподъемности не выше 60 Л//100 м.
Как уже отмечалось, значительного повышения срока службы
деталей автомобиля можно добиться, подвергая их упрочнению.
По данным Центрального научно-исследовательского института
технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ) и соответствующих
автомобильных заводов поломки клапанных пружин двигателей
отечественных автомобилей после обработки дробью были пол-
ностью устранены.
По данным завода имени Молотова срок службы задних рессор
автомобиля М-20 «Победа» после обработки их дробью увели-
чился в 4—5 раз, а рессор автомобиля ГАЗ-51 в 3 раза.
По данным автомобильного завода имени Сталина срок службы
рессор автомобиля ЗИС-110 после обработки их дробью увели-
чился в 2,5—3 раза.
После внедрения обдувки дробью практически полностью были
устранены случаи скручивания полуосей троллейбусов в эксплу-
атации.
В настоящее время нередки случаи, когда кузовы легковых
автомобилей и автобусов, а также кабины грузовых автомобилей
приходится заменять через 3 года эксплуатации из-за коррозии
металла. Значительного повышения срока службы кузовов и кабин
можно добиться введением специальных покрытий, защищающих
металл от коррозии. Срок службы деталей автомобиля может быть
повышен путем нахождения более совершенных конструктивных
форм. Так, например, при испытании рессорных листов на уста-
лость было установлено, что усталостные трещины появляются,
в первую очередь, на стороне, подвергающейся растяжению; кроме
того, у краев листа материал при деформации стремится к выпу-
чиванию. Срок службы рессоры можно увеличить, если листы
прямоугольного сечения заменить листами с параболическим про-
филем. При сохранении момента инерции сечения листа рессоры
в обоих случаях одинаковым напряжение на стороне, подвергаю-
щейся растяжению при переходе на рессоры, с параболическим
профилем уменьшается и одновременно прекращается выпучивание
материала у краев листа. Как показали испытания, проведенные
на автомобильном заводе имени Молотова, рессора, собранная из
листов прямоугольного профиля, выдерживала до появления уста-
лостных трещин 76 200 циклов нагружения; с переходом на пара-
болический профиль срок службы рессоры увеличился до
92 600 циклов. Вес рессоры в связи с переходом на параболиче-
ский профиль листа несколько понижается.
Изменение условий эксплуатации может по-разному отразиться
на сроках службы различных узлов и деталей автомобиля. Так,
например, наличие пыли в первую очередь скажется на снижении
сроков службы двигателя, скользящих шарнирных соединений
и т. п.; ухудшение качества покрытия дорог—-на сроке службы
рессор; длительная эксплуатация автомобиля в гористых местно-
171
стях — на сроке службы шестерен и подшипников коробки пере-
дач и главной передачи, а также на сроке службы тормозов
и т. д.
Большое влияние на срок службы автомобильных двигателей
оказывает температура окружающего воздуха. При прочих равных
условиях дольше служат двигатели автомобилей, эксплуатируемых
в теплом климате. Длительные безостановочные пробеги обусло-
вливают хороший прогрев двигателя, равномерный режим его ра-
боты и способствуют снижению износа цилиндров и поршневых
колец; наоборот, при коротких рейсах разрушение ускоряется. Про-
веденные заводом имени Сталина [26] исследования показали, что
средний износ цилиндров двигателя ЗИС-5А на 1000 км пробега
автомобиля ЗИС-5 (на который установлен этот двигатель), совер-
шающего ежесуточный пробег более 200 км преимущественно по
пригородным шоссе, оказался в 2 раза меньшим, чем износ таких
же двигателей при коротких рейсах (главным образом в городских
условиях) и среднесуточном пробеге 30—40 км.
Рессора, выдерживающая в лабораторных условиях около
100 тыс. циклов максимального нагружения, обеспечивает при
движении автомобиля по автострадам срок службы около
150 тыс. км, а при эксплуатации автомобиля на проселочных
дорогах может выйти из строя ранее 15 тыс. км пробега. Это
объясняется тем, что срок службы рессоры определяется не столько
ее статическим напряжением, сколько амплитудой изменения* на-
пряжений при колебаниях [34]. Чем хуже состояние дороги, тем
больше амплитуда колебаний рессоры и тем меньше срок ее
службы.
Приведенные примеры подтверждают то, что фактические сроки
службы различных агрегатов автомобиля зависят от специфиче-
ских условий эксплуатации и что, следовательно, срок службы
агрегатов необходимо во всех случаях устанавливать с учетом
особенностей данного эксплуатационного режима.
Для того чтобы задать срок службы перспективных автомоби-
лей в смешанных условиях эксплуатации, проанализируем срок
службы автомобилей, эксплуатирующихся в настоящее время в
крупных автомобильных хозяйствах. Следует отметить, что в про-
цессе освоения новых моделей автомобилей в эксплуатации срок
их службы повышается. Так например, в 1-й автобазе Московского
треста хлебопечения средний пробег автомобилей ГАЗ-51 до капи-
тального ремонта (при государственной норме 95 тыс. км) изме-
нялся по годам следующим образом: 1950 г. — 95 200 км\
1951 г.— 105 840 км. В 1952 г. некоторые автомобили имели сред-
ний пробег 180 000 км. Эти пробеги были достигнуты при работе
с несколькими прицепами, при коротких ездках и частых останов-
ках [40].
В 5-м московском таксомоторном парке пробег автомобилей
М-20 ^Победа» достигает 150 тыс. км до капитального ремонта.
Водители-новаторы на автобусах ЗИС-155 при государственной
норме пробега до капитального ремонта 150 тыс. км добились про-
172
бега 300 тыс. км и более (без расточки цилиндров и шлифования
шеек коленчатого вала). Первая замена деталей поршневой группы
(поршней и поршневых колец) производилась через 130—
140 тыс. км. При этом следует помнить, что двигатель ЗИС-120,
установленный на автобусе ЗИС-155, не имеет аустенитных гильз
и других усовершенствований, повышающих износостойкость дви-
гателя.
Учитывая сказанное, нужно добиваться следующих сроков
службы перспективных автомобилей до капитального ремонта
(в тыс. км)\ легковых малолитражных автомобилей 150; прочих
легковых автомобилей и автобусов всех типов 250; грузовых авто-
мобилей всех типов по грузоподъемности 200. При этом следует
учитывать, что эти автомобили еще относительно долгое время
принуждены будут работать в трудных дорожных условиях.
Легковой малолитражный автомобиль в основном предназначен
для личного пользования. Среднесуточный пробег такого автомо-
биля обычно не превышает 50 км, в то время как среднесуточный
пробег легкового автомобиля общественного пользования дости-
гает 250 км. Вместе с тем учитывая, что основными качествами
малолитражного автомобиля являются небольшой собствен-
ный вес и небольная цена, вполне допустимо устанавливать
для них меньший срок службы, чем для автомобилей других
типов.
Выдержать намеченные сроки службы автомобилей в целом и
отдельных их агрегатов в различных условиях эксплуатации можно
только при широкой модификации основных конструкций, позво-
ляющей приспособить автомобиль к специфическим условиям экс-
плуатации: снабдить двигатели специальными фильтрами при
работе в пыльных местностях, подогревателями — при работе в хо-
лодных климатических зонах, предусмотреть более высокие пере-
даточные числа главной передачи при работе в холмистых и гор-
ных местностях и т. д.
При установлении сроков службы агрегатов автомобилей воз-
никают различные толкования понятий видов ремонта (текущего,
среднего и капитального). В существующих положениях [6] раз-
борка агрегатов и замена основных деталей допускаются не только
при капитальном, но и при среднем и даже при текущем ремонте.
Между тем, именно срок службы основных деталей до замены их
является наиболее надежным и достоверным критерием для выбора
срока службы агрегата. Поэтому наиболее удачной классифика-
цией видов ремонта следует признать классификацию, предложен-
ную Р. В. Ку гелем.
Текущим считается ремонт, при котором не производится
полной разборки агрегата, а лишь устраняются повреждения и мел-
кие неисправности отдельных деталей, узлов, агрегатов, являю-
щиеся следствием плохого вождения и некачественного техниче-
ского обслуживания (поломка стяжных болтов или листов рессор,
чрезмерный износ тормозных барабанов, шкворней, втулок под-
шипников поворотного кулака и т. п.).
173
Средним считается ремонт, при котором производится раз-
борка агрегата и замена некоторых легкосменных быстроизнаши-
вающихся деталей (поршневых колец, тонкостенных вкладышей,
сальников, опорных шайб, прокладок и т. п.).
Капитальным считается ремонт, при котором произво-
дится разборка агрегата и замена хотя бы некоторых основных его
деталей (шестерен, подшипников качения, валов, картеров и т. п.)
или их восстановление с применением трудоемких операций (шли-
фование шеек коленчатого вала, расточка цилиндров и т. п.).
РАСЧЕТНЫЙ НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЖИМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СРОКА СЛУЖБЫ ПОДШИПНИКОВ И ШЕСТЕРЕН
До настоящего времени расчетный нагрузочный режим для
определения сроков службы автомобильных подшипников устана-
вливается по кривой, приведенной на фиг. 99, по которой можно
определить расчетный момент для трансмиссии автомобиля (в про-
центах от максимального момента двигателя) в зависимости от
полного веса автомобиля, приходящегося на единицу максималь-
Фиг. 99. Расчетный момент для определения срока службы подшип-
ников и шестерен трансмиссии автомобиля (за коробкой передач).
ного момента двигателя. При отношении полного веса автомобиля
к максимальному моменту двигателя свыше 3,3 расчетный момент
для трансмиссии автомобиля принимают равным максимальному
моменту двигателя.
При заданных дорожных условиях, чем больше максимальный
полный вес автомобиля, на котором установлен двигатель, раз-
вивающий определенный максимальный момент, тем больше отно-
сительное использование этого момента (в процентах от макси-
мального момента). Так, например, на автомобилях ЗИС-150
и ЗИС-151 установлены одинаковые двигатели, развивающие
максимальный крутящий момент 31,0 кгм. Между тем максималь-
ный полный вес автомобиля ЗИС-150 8125 кг, а автомобиля
174
ЗИС-151 10 250 кг. Унифицированные агрегаты трансмиссии на
автомобиле ЗИС-151 должны в заданных условиях эксплуатации
изнашиваться сильнее, чем на автомобиле ЗИС-150. Это подтвер-
ждается фиг. 99. Расчетный эксплуатационный момент в транс-
миссии автомобиля ЗИС-150 составляет 27 кгм (-ъга-— =
\ ^дв шах
= 2,6 кг/кгсм^, а в трансмиссии автомобиля ЗИС-151 31,0 кгм
(-.. °а— = 3,3 кг/кгсм} .
\ Мде max /
Расчетный момент на маховике двигателя по указанной реко-
мендации при MGa— до 1,0 принимают таким же, как и в транс-
^demax
миссии; при .. а > 1,0, расчетный крутящий момент прини-
детях
мают равным половине максимального крутящего момента двига-
теля. Расчетные числа оборотов .вала трансмиссии автомобиля
подсчитывают по средней скорости движения, которая установлена
для грузовых автомобилей и автобусов 35 км/час и для легковых
автомобилей 50 км/час.
Расчетное число оборотов маховика устанавливают по прямой
передаче в коробке передач.
Эти данные (рекомендованные американскими подшипнико-
выми фирмами) по определению расчетных режимов при выборе
срока службы автомобильных подшипников перешли в нашу лите-
ратуру без всякого научного анализа. Опыт применения этого
метода для предварительного определения срока службы подшип-
ников качения отечественных автомобилей показал практическую
его пригодность. Однако большим недостатком этого метода
является невозможность связать срок службы с условиями эксплу-
атации, которые для разных типов автомобилей могут быть весьма
различными.
Для анализа этой зависимости на кафедре «Автомобилестрое-
ние» МАМИ были проведены испытания по установлению расчет-
ных нагрузочных режимов в агрегатах автомобиля в соответствии
с режимом эксплуатации [20].
Нагрузочные режимы в трансмиссии автомобиля изменяются
в весьма широких пределах. При движении автомобиля, в зависи-
мости от вида дорожного покрытия и уклона, непрерывно изме-
няется сопротивление дороги. В соответствии с интенсивностью
движения, видимостью, качеством дороги и т. п. водитель часто
принужден изменять скорость движения. С повышением скорости
движения резко возрастает сопротивление воздуха. Иногда води-
тель для экономии топлива совсем отключает трансмиссию авто-
мобиля от двигателя, продолжая некоторое время двигаться нака-
том, за счет кинетической энергии автомобиля.
При движении по неровной дороге на колесах автомобиля
возникает ударная нагрузка, зависящая для данного автомобиля
от скорости движения и от высоты и формы неровности или впа-
дины на дороге.
175
В эксплуатации в широких пределах изменяется также полный
вес автомобиля, так как временами автомобиль работает с макси-
мальной нагрузкой, а иногда совсем без нагрузки.
При включении замедляющих ступеней в коробке передач во
время движения по тяжелым дорогам или при разгоне общее пере-
даточное число трансмиссии легкового автомобиля может возра-
стать приблизительно в 3 раза, а грузового автомобиля в 7 раз.
Ускоряющие передачи уменьшают передаточное число трансмиссии
на 20—30%. Пределы изменения нагрузочных режимов для авто-
мобилей различных классов разные, причем для автомобилей
одного класса особенно резко меняются одни параметры, а для
автомобилей другого класса — другие. Например максимальная
скорость современных легковых автомобилей доходит до 160—
175 км/час, в связи с чем и максимальную мощность их двига-
телей приходится иметь очень большой (200 л. с. и более), так
как легковой автомобиль редко двигается с максимальной ско-
ростью, редко используется и максимальная мощность его двига-
теля.
Современные легковые автомобили обычно двигаются по доро-
гам с твердым покрытием при сравнительно небольших динамиче-
ских нагрузках. Автомобили высокой проходимости при движении
по дорогам с твердым покрытием достигают максимальной ско-
рости около 80 км/час, а при движении по неровному грунту могут
подвергаться значительным динамическим нагрузкам.
Условия движения автомобилей в городе и на шоссе резко
отличаются. Как уже указывалось, в крупных городах средняя ско-
рость движения автомобильного транспорта, независимо от тяго-
вых качеств отдельных автомобилей, составляет 20—27 км/час при
частых остановках у светофоров и сравнительно интенсивных раз-
гонах. На шоссе при редких остановках средняя скорость движе-
ния часто значительно превышает 60 км/час и зависит от класса
автомобиля. Движение в городе характеризуется частым пользо-
ванием коробкой передач, в то время как движение по шоссе
в основном происходит на прямой передаче.
Таким образом, для выбора расчетных режимов данного авто-
мобиля прежде всего нужно установить характерные условия его
эксплуатации: время (в процентах) движения автомобиля в городе
и вне города по дорогам различного качества и профиля с харак-
терными для этих условий эксплуатации средней скоростью дви-
жения, расчетный крутящий момент, развиваемый двигателем, и
длительность пользования передачами.
Выбор расчетного режима для автомобиля, кроме того, ослож-
няется тем, что в современном автомобилестроении агрегат пере-
стает быть принадлежностью данного автомобиля, а становится
общим для целой группы автомобилей, каждый из которых пред-
назначен для определенных характерных условий эксплуатации.
Таким образом, следует установить расчетный режим для каждого
агрегата, а не расчетный режим для автомобиля в целом. Поясним
это примером.
176
В настоящее время ведущие мосты одного и того же типо-
размера устанавливают на двухосном грузовом автомобиле ГАЗ-51
грузоподъемностью 2,0—2,5 т, на двухосном грузовом автомобиле
fАЗ-63 высокой проходимости грузоподъемностью 1,5—2,0 т, на
трехосном грузовом автомобиле ЗИС-151 высокой проходимости
грузоподъемностью 2,5—4,5 т и на автобусе ПАЗ-651.
Каждый из этих автомобилей имеет свою компоновку и эксплу-
атируется в специфических условиях: автомобили высокой проходи-
мости ГАЗ-63 и ЗИС-151 в основном работают на плохих доро-
гах, тогда как автобус работает главным образом на дорогах
с твердым покрытием. Нагрузочный режим при расчете ведущего
моста должен быть выбран с учетом характерных условий работы
всех типов автомобилей, на которых данный мост устанавливается.
Иногда унифицируют агрегаты легкового автомобиля с агрегатами
грузового автомобиля (например, на легковом автомобиле ЗИМ
установлен форсированный двигатель грузового автомобиля
ГАЗ-51).
Установление расчетного метода определения срока службы
агрегата становится особенно необходимым в связи с разработкой
перспективного типажа отечественных автомобилей, который преду-
сматривает максимальную унификацию агрегатов.
Посмотрим, какое влияние на срок службы автомобильных под-
шипников и шестерен оказывают различные факторы, определяемые
условиями эксплуатации.
Срок службы шестерен и подшипников трансмиссии автомобиля
изменяется приблизительно пропорционально скорости движения
или вращения соответствующего вала. Например, наблюдения за
сроком службы подшипников ступиц задних колес легковых авто-
мобилей типа ЗИС-110 показали, что при движении по ровной
асфальтированной дороге в связи с увеличением средней техниче-
ской скорости движения автомобиля с 50 до 65 км/час срок службы
подшипников понизился на 25%. При движении по неровной
дороге с повышением скорости будут, кроме того, увеличиваться
динамические нагрузки на колеса автомобиля, что вызовет более
интенсивное снижение срока службы. Повышение скорости враще-
ния может привести также к ускоренному разрушению некоторых
деталей, подверженных действию инерционных сил. Так, если ско-
рость вращения коленчатого вала двигателя повышена на 10%, то
нагрузка на шатунные и коренные подшипники коленчатого вала
возрастает примерно на 20%. Возрастает также при этом напря-
женность деталей клапанного механизма, повышается температура
выпускных клапанов, шатунных и коренных подшипников.
Срок службы деталей автомобиля значительно больше зависит
от изменения величины напряжения или нагрузки; зависимость
Между числом циклов N до разрушения от усталости и напряже-
нием а, с которым работает данная деталь, выражается уравнением
Nm
те А и т — постоянные
тально.
Отсюда
величины, определяемые эксперимен-
N =
A'
qTTI
По литературным данным для цилиндрических шестерен коро-
бок передач и для роликовых подшипников т = 6 [28] и [36], для
конических шестерен главной передачи т = 7 [27] и для шарико-
вых подшипников т = 10 [28]. Если известна зависимость напря-
жения а от нагрузки Р или от момента М, то приведенное выше
выражение примет вид
А"
мп
В шестернях, разрушение которых вызывается контактным на-
пряжением, и в роликовых подшипниках напряжения пропорцио-
нальны квадратному корню из приложенной нагрузки (или из дей-
ствующего на валу момента). В шариковых подшипниках напря-
жения пропорциональны кубическому корню из приложенной
нагрузки.
Следовательно, для цилиндрических шестерен коробок передач
и для роликовых подшипников ^=“2 = 3. Для конических шесте-
7
рен главной передачи п — = 3,5. Для шариковых подшипни-
1° Q QQ
ков п = ~^= 3,33.
При изучении нагрузочных режимов трансмиссий автомобилей
на кафедре «Автомобилестроение» МАМИ [20] для испытаний были
выбраны автомобили различных типов («Москвич», ЗИС-110,
ЗИС-150 и автобус ЗИС-155). Автомобили испытывались как в го-
родских, так и в загородных условиях. Для каждого типа автомо-
биля были подобраны наиболее характерные эксплуатационные
маршруты. Испытания проводились как с полной нагрузкой, так
и без нагрузки, а грузовой автомобиль ЗИС-150, кроме того, был
испытан с прицепом.
Не имея возможности ставить на испытываемые автомобили
различные коробки передач для того, чтобы выяснить, как влияет
число ступеней на работу трансмиссии, испытания автомобиля
ЗИС-110, снабженного гидродинамической муфтой, проводились
как во время движения с обычным переключением всех трех передач
в коробке, так и при движении только на прямой (третьей) пере-
даче, включая и трогание с места, что с гидромуфтой вполне воз-
можно, конечно с соответствующим снижением тяговых качеств.
Автобус был выбран не только типичный среди городских авто-
бусов, но такой, который по некоторым параметрам может быть
сравнен с грузовым автомобилем, участвовавшим в испытаниях,
так как имеет одинаковый с ним двигатель (с той лишь разницей,
что у автобусного двигателя мощность на 10 л. с., а крутящий
178
Момент на 2 кгм больше,
^еМ у двигателя грузово-
го автомобиля), одинако-
вую коробку передач, уни-
фицированный ведущий
мост (с измененным пере-
даточным числом главной
передачи) и шины одина-
ковых размеров.
Мощность двигателя в
условиях эксплуатации
‘определялась по разре-
жению во впускном тру-
бопроводе. Оборудование
стендов, на которых про-
водилось испытание дви-
гателей, было обычным и
состояло из двигателя,
тормозной установки, ве-
сов, тахометра и пьезо-
метра.
На полном и нескольких
частичных, произвольно
выбранных, но постоян-
ных открытиях дроссель-
ной заслонки была
кривая изменения
ности (крутящего
мента) в функции числа
оборотов в минуту колен-
чатого вала двигателя.
В качестве примера на
фиг. 100 приведена такая
кривая для автомобиля
ЗИС-110. Для записи ско-
рости движения автомо-
билей был использован
прибор «Путь—скорость—
время» с «пятым» коле-
сом.
На ленте прибора еже-
секундно отмечались ско-
рость движения и путь,
проходимый автомобилем,
включаемая передача ре-
гистрировалась на той же
•ленте, для чего прибор
Мел второй карандаш,
который вр все время
12*
снята
МОЩ-
мо-
179
движения ленты чертил горизонтальную линию. По высоте распо-
ложения этой линии можно было судить о том, на какой передаче
в коробке передач • работал автомобиль на данном участке пути.
Кроме того, на той же ленте было записано разрежение впуска
с помощью специального приспособления, состоящего из обычного
вакуум-корректора системы зажигания.
Зная скорость движения и включенную передачу в коробке
передач, легко для каждого момента движения подсчитать и число
оборотов в минуту коленчатого
Таблица 74 вала двигателя, что необхо-
Форма протокола испытаний
и обработка записи на ленте
регистрирующего прибора
Секун- ды va в км1час h в мм рт. ст. Ne в л. с. М в кгм
170 15,0 200 39 21,6
171 15,0 200 39 21,6
172 16,0 225 38 19,7
173 16,5 225 39 19,6
174 17,5 130 53 25,1
175 18,0 120 55 25,4
176 16,0 150 48 24,0
177 16,0 200 39 20,2
178 18,5 200 46 20,6
179 18,5 200 46 20,6
180 20,0 220 48,5 20,2
Примечание. Автомобиль
двигался на третьей передаче.
димо для пользования кривой,
приведенной на фиг. 100. По
записям регистрирующего при-
бора был составлен про-
токол. В табл. 74 показана
форма такого протокола при
испытании одного из автомо-
билей.
Анализ результатов город-
ских испытаний показывает,
что крутящий момент то уве-
личивается от некоторой мини-
мальной величины до вели-
чины, близкой к максимуму,
то снова падает до минимума,
в то время как скорость
движения (или вращения ,ва-
лов) незначительно колеблется
около средней величины, лишь
изредка падая до нуля или
приближаясь к максимуму.
С достаточной степенью точ-
ности можно предположить, что крутящий момент при движении
автомобиля в городе распределяется по времени равномерно отно-
сительно своей средней величины, как это показано слева на
фиг. 101. При внегородской эксплуатации действующие в транс-
миссии автомобиля моменты колеблются относительно средних ве-
личин значительно меньше.
Как указывалось, срок службы подшипников качения и шесте-
рен трансмиссии автомобиля пропорционален нагрузке (или крутя-
щему моменту) в степени 3,0—3,5. Определим, насколько отлича-
ются расчетные моменты в данных условиях испытаний, если
ориентироваться на средние арифметические величины и на вели-
чины, подсчитанные с учетом степени п. Определим расчетный
момент Мрасч на валу для шестерни или подшипника, работающие
часть времени а с моментом Л4Ь часть времени 0 с моментом М:
и т. д. В этих условиях работы шестерня или подшипник выдер-
живают Nрасч циклов нагружения. Если бы во время работы дей-
ствовал момент Л41, то шестерня или подшипник выдерживала бы
180
циклов нагружения, при действии момента М2 — N2 циклов
нагружения и т. д. При этом в заданных условиях работы с мо-
ментом Mi используется —100% срока службы подшипника,
_ >4 №1расч , ..
при работе с моментом М2 используется —— ЮОи/о и т. д.
Следовательно,
юо + ЮО + • • • = 100"/,,.
Откуда
—__I__?--L . . .
Ni N2
Как было установлено
и т. д.
Окончательно получим
+ ••• Мпрасч
или
^расч
п/~ЛАп~ йЛАп---------- Фиг. Ю1- Примеры распределения крутящих
= V +₽М2 + .... моментов в трансмиссии автомобиля по вре-
мени.
Для случая распределения момента, показанного на фиг. 101
слева, средняя арифметическая величина момента составит
ЛЛ 20.5 4- 20.10 + 20.15 4- 20.20 + 20.25 <.
Ю0
Расчетный момент с учетом степени 3,33:
мрасч = 3’jZ0,2-253,33 + 0.2-203-33 + 0,2-153-33 + 0,2-103-33 + 0.2-53-33 = 18 кгм.
Один момент от другого отличается примерно на 20%.
Если бы характер распределения моментов был иным, с пикой
(как показано на фиг. 101 справа), то разница в моментах получи-
лась бы значительно большей. Действительно:
80-5 + 20-55 1С
мсР =----1об—=15 кгм’
Мросч = 3’+ 0,8 • 53,33 + 0,2 • 553'33 = 34 кгм.
181
В данном случае один момент отличается от другого на 230%.
Как показывают результаты испытания, автомобили значитель-
ное время двигаются накатом, при этом крутящий момент в транс-
миссии падает до нуля. Если учесть время, в течение которого
момент равен нулю, то величины Мгр и Мрасч соответственно пони-
жаются. Следует отметить, что при торможении двигателем мо-
мент в трансмиссии становится отрицательным.
Контрольные подсчеты показали, что при обработке результа
тов испытаний в определенных условиях движения
можно пользоваться средними величинами, подсчитанными без
учета движения накатом. При этом подсчитанные средние вели-
чины получаются несколько выше истинных средних величин, что
значительно приближает подсчитанную таким образом среднюю
величину крутящего момента к расчетной. Вместе с тем это зна-
чительно облегчает обработку результатов испытания.
При вычислении суммарных расчетных моментов в различ-
ных характерных для данного автомобиля условиях дви-
жения необходимо пользоваться указанной выше формулой
с учетом соответствующей степени.
Приведем пример подсчета средней мощности для автобуса
ЗИС-155 с полной нагрузкой в городских условиях движения при
работе на второй передаче. Суммарное время Е/2 движения
на второй передаче за ездку составило 108 сек. Величина Е#26»
подсчитанная по протоколу, составила 3509 л. с. сек. Тогда сред-
нюю мощность за ездку при движении на второй передаче можно
определить из выражения
. т S ^2^2 3509 qq г
” “sir = "к» =32'5 л-с-
Аналогичным образом подсчитывались средние величины и дру-
гих параметров.
В результате обработки материалов городских испытаний со-
ставлены табл. 75 и 76, а также построены кривые, характе-
ризующие средний нагрузочный режим автомобилей. Такие кри-
вые для автомобиля ЗИС-110 без пассажиров при городской
эксплуатации приведены на фиг. 102. Эти кривые характеризуют
изменение мощности и крутящего момента двигателя, а также
скорости движения автомобиля в зависимости от пройденного рас-
стояния в м.
На фиг. 103 приведены кривые для грузового автомобиля
ЗИС-150 с полной нагрузкой и с прицепом (вверху для дви-
жения в городе, внизу для движения по ровному асфальтиро-
ванному шоссе). Участок пути, соответствующий фиг. 103, соста-
вляет ’/8 часть общего маршрута. Интересно сравнить некоторые
цифры, полученные на этом участке городского маршрута, со сред-
ними параметрами по ездке и по всем ездкам данной группы
в целом.
Средняя расходуемая мощность по фиг. 103 составила 25,5 л. с.,
средний крутящий момент на вторичном валу коробки передач
182
Таблица 75
Величины средних и наибольших мощностей в л. с. для автомобилей
различных типов при движении в городе
— Мощность Автомобиль
.Москвич" ЗИС-110 ЗИС-150 ЗИС-155
На трех передачах На прямой передаче
Средняя без на- грузки .... 5,8 16,1 15,7 14,3 35,0
Средняя с нагруз- кой 6,3 20,2 16,5 24,0 41,6
Наибольшая без нагрузки . . . 15,9 77,5 82,0 50,0 85,0
Наибольшая с на- грузкой .... 20,0 91,0 88,0 55,0 97,0
Средняя с при- цепом 27,6
Наибольшая с прицепом . . — — — 65,5 —
Таблица 76
Величина средних и наибольших крутящих моментов в кгм
для автомобилей различных типов при движении в городе
Крутящий момент .Москвич" ЗИС-110 ЗИС-150 ЗИС-155
Первичный вал Вторичный вал На трех передачах На прямой передаче Первичный вал Вторичный вал Первичный вал Вторичный вал
Первич- ный вал Вторичный вал Первич- ный вал Вторичный вал
Средний без нагрузки 2,5 3,1 9,3 12,0 11.7 11,7 9,7 10,1 19,2 22,2
Средний с нагрузкой 2,7 3,5 11,5 14,8 13,5 13,5 14,8 17,4 19,8 27,5
Наибольший без нагрузки 5,1 16,7 36,3 55,4 36,1 36,1 27,4 52,8 27,2 81,6
Наибольший с нагрузкой 5,7 18,2 36,2 61,0 36,3 36,3 29,3 61,8 29,4 88,5
Средний с прицепом — — 18,6 — — —
Наибольший с прицепом — — — — — — 29,2 92,5 — —
23,2 кгм, а средняя скорость 19,5 км/час. Средний крутящий мо-
мент на вторичном валу на 0,9 кгм меньше, чем средний для всех
ездок, и всего на 0,1 кгм больше среднего по данной ездке, тогда
183
Фиг. 102. Изменение мощности, крутящего момента двигателя и скорости движения автомобиля ЗИС ПО на прямой
передаче при городской эксплуатации.
Фиг. 103. Изменение мощности, крутящего момента двигателя и скорости движения автомобиля ЗИС-150 с прицепом
на различных передачах при городской и внегородской эксплуатации.
как мощность на 2 л. с. меньше мощности по всем ездкам с при-
цепом и всего на 0,4 л. с. больше мощности данной ездки. Таким
образом, выбранный для определения нагрузок участок является
вполне типичным для характеристики движения грузового автомо-
биля ЗИС-150 с прицепом, так как полученные на участке вели-
чины чрезвычайно мало отличаются от общих величин, полученных
при испытаниях.
Использование мощности при движении автомобиля в городе
чрезвычайно низкое (фиг. 104). В среднем использование наиболь-
шей мощности при движении колеблется от 12% для автомобиля
ЗИС-ИО без полезной нагрузки до 43% для автобуса ЗИС-155
с полной нагрузкой. Даже для грузового автомобиля с полной на-
грузкой и с прицепом мощность двигателя использовалась в сред-
нем всего на 35%.
Крутящий момент двигателя использовался всеми автомобилями
значительно больше (фиг. 105) и в среднем составил от 25% для
автомобилей ЗИС-110 без нагрузки до 62,5% для автобуса ЗИС-155
с полной нагрузкой.
Наибольшая мощность при отдельных ездках достигала предель-
ного значения по внешней характеристике лишь у автобуса, нагру-
женного полностью. Даже у грузового автомобиля, движущегося
с прицепом, наибольшая мощность в эксплуатации составила 75%
от наибольшей мощности двигателя, причем эта «пиковая» мощ-
ность передавалась через трансмиссию автомобиля в течение всего
лишь 1—3 сек.
Крутящие моменты на первичном валу коробки передач практи-
чески достигали наибольших значений на всех автомобилях. Лишь
у автобусов наибольшая величина крутящего момента составляла
около 95% от максимального момента по внешней характери-
стике.
Наибольшие величины крутящих моментов на вторичном валу
коробки передач при работе на передачах были использованы у
185
всех автомобилей (кроме автомобиля «Москвич») всего лишь ш
половину по низшей передаче. Например, для автобуса ЗИС-15
этот момент мог быть 31,6X6,24= 197 кгм, а достиг лишь велг
чины 88,5 кгм. Только у автомобиля «Москвич» момент на вторш
ном валу на первой передаче достиг 90% от максимально воз
можного.
Значительно более низкое использование мощности по сравнс
нию с использованием крутящего момента объясняется малой сред
ней скоростью движения в городе. Крутящие моменты использова
лись лучше при разгонах, которых в городе было очень много из-з
частых остановок или притормаживания, но и в этом случае над
отметить, что наибольшей величины крутящие моменты достигал]
только при разгонах в гору. Уплотненное движение в городе н
позволяло обычно брать такой разгон на горизонтальном участке
при котором можно было бы использовать максимальный крутящш
момент двигателя.
Средние скорости движения получились почти одинаковым]
и практически не зависящими от нагрузки на автомобиль: дл:
легковых, автомобилей они составили величину около 27-
28 км/час, для грузового автомобиля и автобуса 18—20 км/час
Максимальные скорости достигли (в км/час)\
для автомобиля ЗИС-110..................62,5
. . .Москвич- .................55
. . ЗИС-150..................42
. автобуса ЗИС-155..................45
Среднее число оборотов первичных валов коробок передач ко
лебалось в пределах 1060—1700 в минуту.
В табл. 77 приведена длительность пользования передачами npi
движении автомобилей в городе в процентах к общему времен!
движения.
Таблица 7
Длительность пользования передачами при движении автомобилей
в городе в процентах к общему времени движения
Автомобиль Условия работы Передача Движе- ние накатом
Первая Вторая Третья Четвер- тая Пятая
Мпгкпии • Без нагрузки 3,0 8,2 54,0 — — 34.8
glUUl/IxDn Л С нагрузкой 3,2 10,0 50,3 — — 36,5
ЗИС-110 Без нагрузки 3,5 12,2 42,0 — — 42,3
UrlVi * 1 IV С нагрузкой 2,5 13,0 37,5 — — 47,0
Без нагрузки — 2,3 18,2 19,5 30,0 30,0
ЗИС-150 С нагрузкой — 5,6 24,0 23,4 26,5 20,5
С прицепом — 6,4 34,3 23,0 19,3 17,0
ЗИС-155 Без нагрузки — 7,2 14,5 31,6 16,2 30,5
kJ ж 1 Vrf 1UU С нагрузкой — 6,5 25,8 30,2 5,0 32,5
186
Как видно из табл. 77, все автомобили значительное время дви-
гались накатом, причем к движению накатом отнесено движение
как при нейтральном положении коробки передач, так и при тор-
можении двигателем на прямой передаче.
Время движения (в процентах от общего времени движения)
накатом колеблется от 17% для автомобиля ЗИС-150 (с грузом и
с прицепом) до 47% для автомобиля ЗИС-110 (с нагрузкой).
Таким образом, некоторые автомобили около половины времени
движутся в городе накатом.
Из табл. 77 видно также, что для легковых автомобилей изме-
нение нагрузки не имело существенного влияния на длительность
пользования промежуточными передачами. Как на автомобиле
ЗИС-150 (даже при движении с прицепом), так и на автобусе в
городских условиях эксплуатации ни разу не приходилось пользо-
ваться первой передачей коробки передач. Пользование же осталь-
ными передачами соответствовало условиям нагрузки автомобилей,
что нагляднее всего видно из сравнения времени работы автомоби-
ля ЗИС-150 с прицепом и без нагрузки на второй и третьей переда-
чах, а для автобуса соответственно — на третьей и пятой переда-
чах. У автобуса вторая передача почти исключительно служит для
трогания с места. Так как число троганий с места у автобуса с на-
грузкой и без нагрузки было примерно одинаковым, то и время
пользования этой передачей в обоих случаях отличается незначи-
тельно.
Движение за городом на всех дорогах (кроме выбитых, нахо-
дящихся в очень плохом состоянии) отличается значительно боль-
шей стабильностью как по скорости движения, так и по исполь-
зуемой мощности. На хороших дорогах можно использовать мощ-
ность двигателя в большей степени и почти исключается необходи-
мость включения промежуточных передач. Лишь на длительных
крутых подъемах на грузовых автомобилях приходится переклю-
чать передачи. Так, например, автомобиль ЗИС-110, испытывав-
шийся за городом по хорошему асфальтированному шоссе, прохо-
дил весь путь от черты города до дачного поселка, расположенного
на расстоянии 42 км от Москвы, на прямой передаче, без остано-
вок в пути, со средней скоростью около 70 км/час.
Средняя мощность на этом маршруте составила 30 л. с., т. е.
в 1,5 раза превзошла среднюю мощность двигателя ЗИС-110 при
обычном движении в городе (при пользовании всеми передачами
коробки передач) и почти в 2 раза мощность, затрачиваемую при
движении в городе только на прямой передаче. Следует при этом
отметить, что крутящий момент (одинаковый в данном случае для
первичного и вторичного валов) также понизился.
Вместо прерывистых линий мощности и крутящего момента,
вызванных частым переключением передач и снижением скорости
в городе (см. фиг. 103, вверху), при движении по шоссе получа-
ются непрерывные относительно мало меняющиеся кривые мощ-
ности, скорости и крутящего момента (см. фиг. 103, внизу). Так
например, движение автобуса ЗИС-155 на загородном маршруте по
187
шоссе осуществлялось почти исключительно на пятой передаче.
В течение 20 сек. крутящий момент колебался всего лишь на
0,6 кгм, мощность же в диапазоне 30—40 л. с. поддерживалась
непрерывно в течение 43 сек., а скорость на всем выбранном для
испытания участке колебалась в пределах 35—50 км/час.
Средняя используемая мощность автобуса так же как и у авто-
мобиля ЗИС-110 резко возросла по сравнению с используемой
мощностью при эксплуатации в городских условиях. Средняя ско-
рость составила около 39,5 км/час.
Средний используемый крутящий момент двигателя автобуса
ЗИС-155 повысился по сравнению с величиной крутящего момента,
используемого при городской эксплуатации, незначительно, а на
вторичном валу коробки передач, наоборот, снизился так же как
и у автомобиля ЗИС-110 главным образом вследствие более
равномерного движения, при редком включении замедляющих
передач.
Наибольшие, но кратковременно действующие крутящие мо-
менты скорости вращения валов силовой передачи и мощности мало
отличаются от соответствующих максимальных величин, получен-
ных при городской эксплуатации.
На дорогах с сильно выбитым булыжным покрытием или просе-
лочных дорогах с большими ухабами характер изменения тех же
параметров совершенно иной и средние величины их другие. Чем
хуже дорога, тем меньше скорость и используемая мощность дви-
гателя.
Средняя мощность грузового автомобиля ЗИС-150 с полной
нагрузкой, средняя скорость движения которого на дороге
с выбитым покрытием была на 70% ниже, чем в городе,
снизилась на 68%, почти на столько же уменьшился средний
крутящий момент на первичном валу и значительно меньше пони-
зился средний крутящий момент на вторичном валу (всего
на 2,5%). Данные испытаний по проселочной дороге показывают,
что приблизительно при той же средней скорости движения, что и
на разбитом булыжном покрытии, крутящий момент на вторичном
валу из-за увеличения сопротивления дороги повышается для гру-
зового автомобиля ЗИС-150 на 35%, а для «Москвича» на 75%
по сравнению с величиной крутящего момента при эксплуатации
в городе.
При движении по грунтовой дороге автомобиль «Москвич» часть
участка проходил по рыхлому песку, только что насыпанному для
ремонта дороги, что вызвало значительное увеличение сопротивле-
ния движению и особенно резкое повышение потребного крутящего
момента.
Крутящий момент на вторичном валу в основном повышался
вследствие более длительного пользования промежуточными замед-
ляющими передачами.
Как видно из табл. 78, автомобиль ЗИС-150 на дороге с булыж-
ным покрытием, в плохом состоянии двигался на третьей передаче
до 86% времени, а автомобиль «Москвич» на грунтовой дороге в
188
Таблица 78
Длительность пользования передачами при движении автомобилей
по плохим дорогам в процентах к общему времени движения
Автомобиль Тип дороги Передачи Движе- ние нака- том
Первая Вторая Третья Четвер- тая Пятая
.Москвич- Грунтовая в плохом состоянии 24,0 45,0 11,0 — — 20,0
ЗИС-150 Грунтовая укатанная С булыжным покры- тием в плохом со- стоянии — — 63,0 86,0 7,0 6,0 — 30,0 8,0
плохом состоянии двигался на первой и второй передачах до 69%
от общего времени движения.
Следует указать, что при внегородской эксплуатации величины
крутящих моментов на первичном валу уменьшались при увеличе-
нии нагрузки автомобиля, в то время как величины крутящих мо-
ментов на вторичном валу возрастали с увеличением нагрузки.
Объясняется это, видимо, желанием водителей в условиях загород-
ной езды двигаться с более высокой средней скоростью, что, в свою
очередь, ведет к более частому пользованию промежуточными пере-
дачами. Необходимо отметить, что при использовании промежуточ-
ных передач средняя скорость движения автомобиля повышается
лишь в некоторых пределах, а при чрезмерно частом пользовании
ими может даже снизиться.
Время работы на пятой (ускоряющей) передаче для автомобиля
ЗИС-150 при движении на выбранных, участках дороги составило
без полезной нагрузки 69,5%, с полной нагрузкой в кузове 36,5%,
с полной нагрузкой в кузове и с прицепом 14,5% от общего вре-
мени движения.
Как и при движении в городе, на коленчатом валу двигателя
на короткое время развивался максимальный или почти макси-
мальный крутящий момент.
Данные табл. 79 и 80 дают представление о средних вели-
чинах мощности и крутящих моментов для загородной эксплуа-
тации.
Сравнивая табл. 76 и табл. 80, можно сделать общее заключе-
ние, что наиболее стабильными являются величины средних крутя-
щих моментов на первичном валу, которые весьма близки для всех
видов эксплуатации как в городе, так и за городом. Крутящие
моменты на вторичном валу, а следовательно, и во всех остальных
(за коробкой передач) элементах трансмиссии изменяются больше.
Наиболее значительно при движении в городе и по шоссе разли-
чается длительность работы на передачах.
189
Таблица 7.
Величины средней и наибольшей мощности в л. с. для автомобилей
различных типов при движении за городом
«Москвич- ЗИС-110 ЗИС-150 ЗИС-155
Мощность Булыж- ное шоссе Просе- лочная дорога разби- тая Асфаль- тирован- ное шоссе Булыжное шоссе разбитое Просе- лочная дорога Подъемы на асфаль- тированном шоссе Булыж- ное шоссе
С нагрузкой Без на- грузки С нагрузкой Без на- грузки С на- грузкой С при- цепом С на- грузкой
Средняя 6,3 4,7 31,0 10,6 14,0 12.3 42,8 43.5 44,7 55,7
Наиболь- шая 18,5 13,0 95,0 55,0 60,0 52,5 64,0 72,5 72,0 90,0
Таблица 81
Величина средних и наибольших крутящих моментов в кгм
для автомобилей различных типов при движении за городом
«Москвич- ЗИС-110 ЗИС-150 ЗИС-155
Крутящий момент Булыж- ное шоссе Просе- лочная дорога Асфаль- тирован- ное шоссе Булыжное шоссе разбитое Просе- лочная дорога Подъемы на асфаль- тированном шоссе Булыж- ное шоссе
С нагрузкой Без на- грузки С на- грузкой Без нагрузки С на- грузкой С при- цепом С на- грузкой
Средний: на пер- 2,9 3,0 9,3 8,0 9,2 13,4 22,8 19,0 17,65 21,2
вичном
валу на вто- 3,5 6,1 9,3 11,0 17,0 23,5 22,8 22,6 31,8 21,2
ричном валу
Наиболь-
ший: на пер- вичном 5,1 5,8 36,0 28,8 28,8 27,0 28,2 28,9 28,8 28,5
валу на вто- 8,7 18,8 58,0 52,5 55,5 50,7 28,2 62,3 79,2 86,7
ричном валу
190
По результатам испытаний различных автомобилей в разных
дорожных условиях была подсчитана средняя удельная тяга по
формуле:
В табл. 81 приведены полученные средние значения удельной
тяги для испытанных автомобилей.
Таблица 81
Средние значения удельной тяги Dcp для отечественных автомобилей
Тип дороги Автомобиль
„Москвич" ЗИС-110 ЗИС-150 ЗИС-155
Городские улицы Дороги с асфальто-бетонным покры- 0,057 0,055 0,038 0,060
тием (без больших подъемов) . . 0,040 0,038 0,035 0,038
Дороги с булыжным покрытием . . . Грунтовые дороги в плохом состоя- 0,050 0,045 0,042 ‘ 0,045
нии Грунтовые дороги очень тяжелые 0,080 — 0,080 —
(песок) 0,100 — 0,100 —
Из рассмотрения табл. 81 следует, что средние значения удель-
ной тяги Dcp незначительно меняются в зависимости от класса
автомобиля (легковой, грузовой, автобус) и сильно зависят от типа
дороги. Это не трудно объяснить, если вспомнить тяговый баланс
автомобиля
DcP = ^ = ^ + ^2a+Bja,
где А и В — постоянные величины;
Ф — коэффициент сопротивления дороги.
При движении по дорогам в плохом состоянии и по очень тяже-
лым дорогам скорость движения невелика и меняется незначи-
тельно. Следовательно, величина Dep в основном зависит от коэф-
фициента сопротивления дороги Ф, так как величина последних
Двух членов уравнения незначительна.
При движении в городе коэффициент Ф не больше, чем на хоро-
ших дорогах с асфальто-бетонным покрытием; в этом случае
в уравнении тягового баланса величина последнего члена возра-
стает вследствие частых остановок и разгонов. При этом легковые
автомобили и автобусы имеют большие ускорения, чем грузовые
автомобили, а потому и средняя величина удельной тяги для них
получается большей, чем для грузовых автомобилей.
По результатам проведенных экспериментов можно разра-
ботать метод расчета нагрузочных режимов, определяющих срок
191
службы механизмов автомобиля в зависимости от условий эксплу-
атации. Характерные условия эксплуатации сведем к трем группам:
1) городская эксплуатация, 2) внегородская эксплуатация, 3) сме-
шанная эксплуатация (х% времени в городе и у % времени вне
города на дорогах различного типа).
Только в городе эксплуатируются в основном городские авто-
бусы и такси. Внегородская эксплуатация характерна для автомо-
билей, работающих в местностях, отдаленных от больших городов,
и для междугородных автобусов и такси. При сравнительных рас-
четах можно принять, что внегородская эксплуатация автомобилей
совершается 40% времени по дорогам с асфальтобетонным покры-
тием, 30% времени по дорогам с булыжным покрытием и 30% вре-
мени по грунтовым дорогам. Внегородская эксплуатация междуго-
родных автобусов и такси совершается только на дорогах с
асфальто-бетонным покрытием.
При сравнительных расчетах можно принять, что смешанная
эксплуатация совершается 50% времени в городе и 50% времени
вне города: 20% времени на дорогах с асфальто-бетонным покры-
тием, 15% времени на дорогах с булыжным покрытием и 15%
времени на грунтовых дорогах.
Как уже упоминалось, эксплуатационный полный вес автомоби-
лей при сравнительных расчетах устанавливают на основании сле-
дующих соображений.
Для легковых автомобилей малого и среднего литража при
городской эксплуатации полезную нагрузку подсчитывают с учетом
наличия в кузове трех пассажиров, а для легковых автомобилей
большого литража — четырех пассажиров. При внегородской экс-
плуатации легковых автомобилей нагрузка подсчитывается по пол-
ной вместимости кузова.
При подсчете эксплуатационной нагрузки городских автобусов
полное число пассажиров в автобусе определяют по общему числу
мест для сидения и для стоящих пассажиров. Число последних
нормально составляет 40:% от числа мест для сидения. Кроме того,
следует учитывать вес водителя и кондуктора. Эксплуатационную
нагрузку междугороднего автобуса подсчитывают по числу мест
для сидения (без учета стоящих пассажиров) и по весу багажа,
который ориентировочно принимают 16 кг на одного пассажира.
Вес одного человека при. расчетах принимают равным 75 кг.
Полезную нагрузку в кузове грузового автомобиля можно при-
нять равной 0,6—0,8 от максимальной грузоподъемности автомо-
биля, в зависимости от количества холостых пробегов и коэффи-
циента использования грузоподъемности. Верхний предел относится
к грузовым автомобилям, предназначенным для перевозок массо-
вых грузов.
Среднюю техническую скорость движения и среднюю величину
удельной тяги для автомобилей в зависимости*от дорожных усло-
вий можно устанавливать по данным, приведенным в табл. 82.
Определив эксплуатационный полный вес Ga автомобиля,
можно по средней технической скорости движения и средней удель-
192
Таблица 82
Средняя техническая скорость и средняя удельная тяга в зависимости
от дорожных условий для сравнительных расчетов
— - ' Тип дороги Средняя техническая скорость в км/час Средняя удельная тяга в кг/кг
Легковой автомо- биль Грузовой автомо- биль Автобус Легковой автомо- биль Грузовой автомо- биль Автобус
.— Городские улицы . Дороги с усовер- шенствованным покрытием (ас- фальт, бетон, 28 20 20 0,06 0,04 0,06
клинкер) .... Дороги с булыж- ным щебеночным или гудрониро- ванным покры- тием среднего качества и грун- товые дороги 0,6— 50 50-75 ** 0,04 0,04 0,04— 0,05 **
сухие и ровные Грунтовые дороги в плохом состоя- 35 35 35 0,05 0,05 0,05
нии 20 20 — 0,08 0,08 —
* Нижний пр при ^тах менее едел при 1 120 км/ча >атах = Г20 КМ 1 час 1 1С. d более, в< грхний предел —
** Нижнии предел при пригородной эксплуатации городских автобу- сов, верхний предел для междугородных автобусов.
ной тяге (табл. 82) подсчитать для заданных дорожных условий
средний крутящий момент на вторичном валу коробки передачМ€>рП
по формуле:
М =D °а'Гк.
срИ иср ’
где /0 — передаточное отношение главной передачи;
гк -радиус качения колеса автомобиля в
— к. п. д. трансмиссии автомобиля.
При расчетах этот к. п. д. можно принимать равным для легко-
вых автомобилей 0,92; для двухосных грузовых автомобилей и для
автобусов 0,9 и для трехосных автомобилей 0,85.
Расчетный момент на вторичном валу при работе автомобиля
в различных дорожных условиях надо определять по формуле:
Ц fit й У
Мрасчц = У “100" ^ср\\ 100 ^ср\\ 100 ерИ + ’ ’ ’ ’
где а, р, у—время движения автомобиля по дороге данного каче-
ства в % от общего времени движения.
13 Гольд 2757
193
Значение степени п выбирают в зависимости от типа подшип-
ника (шариковый или роликовый) или шестерен (цилиндрические
или конические). Соответствующие значения п были приведены
выше.
Средний крутящий момент двигателя может быть подсчитан по
формуле:
где 1ср—среднее передаточное отношение коробки передач.
Если через k, Z, т обозначить длительность работы на переда-
чах в % к общему времени движения, то
: __ 4- + ЛМ*1П + • • •
~ 100
В табл. 83 приведены данные для расчета средней длительности
пользования передачами при различных условиях эксплуатации.
Таблица 83
Средняя расчетная длительность пользования передачами в 0/0
к общему времени движения
Эксплуатация Тип автомобиля Передачи Движе- ние на- катом
Первая Вторая Третья Четвер- тая Уско- ряющая
Легковые малого лит- ража 3,0 10,0 50,0 37,0
Городская Легковые среднего и большого литража . . 3,0 10,0 40,0 — — 47,0
Грузовые 0,5 4,5 20,0 50,0* 25,0 2ад 25,0
Городские автобусы . . 0,5 6,5 23,0 50,0 — 20,0
Легковые 2,0 12,0 70,0* 40,0 — зад 16
Внегород- Междугородные такси . 0,5 4,5 80,0* 40,0 — 4ад 15
ская Грузовые 1,0 3,0 30,0 50,0 * 30,0 2ад 16
Междугородные авто- бусы . . 0,5 2,5 7,0 75,0 — 15
Смешанная Легковые . . ... 2,0 8,0 70,0* 40,0 60,0* "зад 20
Грузовые . .. 0,5 3,5 20,0 35 2ад 16
* Верхняя цифра указана для автомобилей, у которых отсутствует
ускоряющая передача.
194
При определении среднего передаточного отношСНИя коробки
передач время движения накатом следует относить к движению
прямой передаче.
Среднее число оборотов вторичного вала коробки передач п п
можно подсчитать по средней скорости движения, которую опре-
деляют по формуле
_ V + V + + •••
vcP — 100
где v'cp, v''cp, v”'p—средние скорости движения в заданных усло-
виях эксплуатации (см. табл. 82);
х, у, z — длительность движения в соответствующих
условиях эксплуатации в % к общему времени
движения.
Тогда
дгсрп=2,66 об/мин.
гк
Среднее число оборотов коленчатого вала двигателя опреде-
ляется по Iср:
^ср. дв ^ср. II ’ ^ср'
Следует заметить, что крутящий момент Мср j двигателя, опре-
деленный для расчета долговечности подшипников и шестерен
трансмиссии автомобиля, выше действительного момента, разви-
ваемого двигателем в соответствующих условиях эксплуатации.
Определим расчетным путем средние нагрузочные режимы для
определения сроков службы шариковых подшипников (п = 3,33)
грузового автомобиля ЗИС-150 в различных условиях эксплуата-
ции. Эксплуатационный полный вес автомобиля ЗИС-150:
3900 + 0,7 X 4000 = 6700 кг.
Для городской эксплуатации крутящий момент
Л л п пл 6700’0,485
^,-°.04 7,63-6.9 = 19 КгМ’
а скорость движения по табл. 82
vcp - 20 км/час.
В соответствии с табл. 83
. _ 0,5-6,24 + 4,5-3,32 + 20-1,84-j-50 + 25-0,81 _ .
1ср~ 100 —1,^0,
19,0 . _ „
М.в ==т‘ок’= 15,2 кгм,
1,хо
п сс 20-7,63 о.п ,,
п<-/,п=2-66 ол85 =840 об/мин.
пс„.дв — 840• 1,25 = 1050 об/мин.
• 13*
195
Для внегородской эксплуатации:
1) по дорогам с усовершенствованным покрытием
... ппл 6-700-0,485 1П
Мг/,ц —0,04 763.0у —19 кгм,
2) по дорогам с булыжным покрытием
а ас 6-700-0,485 OQ с
= °’05 7,63-0,9 = 23’8 КгМ'
3) по плохим грунтовым дорогам
лл" п по 6-700-0,485 QO п
МсР\\= 0,08 ' 763-09 = 38,0 КгМ}
Моасч = 3'1У~0.4 193’33 + 0,3 23,83’33 + 0,3 • 383,33 = 30 кгм,
50-40 4- 35-30 + 20-30
v =--------------------------=
ср 100
36,5 км/час,
6,24 + 3-3,32 4-30-1,84 + 46 + 20.0,81 i qq
lcp— 100 ““ 1’66’
Мср =Лг=22,5 кгм,
1,иО
всрп=2,66 36„54^63 = 1525 об/мин; псрдв = 1525-1,33 = 2000 об/мин.
Для смешанной эксплуатации
Мрасч = ’+ 0,5 • 193’33 + 0,2 • 193-33 4-0,15- 23,83’33 -j- 0,15 • 383’33 = 26,3
20-50 + 50-20 + 35-15 + 20-15 по „
vcp =-------------i------------= 28,2 км/час,
. _ 0,5-6,24-|-3,5-3,32 + 20-1,84 + 51 + 25-0,81 _ . 9„
‘ср 100 — 1,2г5,
МсР =^--21,4 кгм,
1 ,Z«j
и.„п=2,66 2 л2,?’63 = 1180 об/мин, пе 1180-1,23= 1450 об/мин.
с//11 и,4оэ СР- °"
Определим нагрузочный режим при эксплуатации автомо-
биля ЗИС-150 только на плохих дорогах: крутящий момент
Л4ра(.чп = 38 кгм, скорость движения ofp = 20 км/час.
Согласно табл. 78 и 83
0,5-6,24 + 3,5-3,32 + 63-1,84 ->-33 . „ ,
‘ср =------------1об----------------= 1 ’64’
„ сс 20-7,63 о ,А л
м 38 9ЧП ^.„ = 2,66-5^=840 об/мин.
Л4,„п-гст = 23,0 кгм.
Р пср_дв = 840• 1,64 = 1380 об/мин.
196
Полученные нагрузочные режимы для определения сроков
службы шариковых подшипников грузового автомобиля ЗИС-150
0 различных условиях эксплуатации сравним с нагрузочным режи-
мом, подсчитанным по существующим рекомендациям подшипнико-
вой промышленности (см. фиг. 99).
Как уже было определено для автомобиля ЗИС-150 при
G 8125 г
отношении ———= о|ПП =2,6 кг!кгсм, согласно фиг. 100 рас-
четный момент за коробкой передач составляет 27 кгм. По
рекомендациям подшипниковой промышленности расчетный крутя-
щий момент двигателя составляет половину от максимального
момента двигателя, т. е. 15,5 кгм. Среднее расчетное число оборо-
тов вала двигателя при эксплуатационной скорости 35 км/час,
рекомендованной для грузовых автомобилей, получается
1470 об/мин. Результаты расчетов сведены в табл. 84.
Таблица 84
Расчетные нагрузочные режимы трансмиссии автомобиля ЗИС-150
Расчетные параметры По рекомен- дациям под- шипниковой промышлен- ности По условиям эксплуатации
Городская Внегород- ская Смешан- ная По плохим дорогам
Крутящий момент двига- теля в кгм 15,5 > 15,2 22,5 21,4 23,0
Крутящий момент за ко- робкой передач в кгм 27,0 19,0 30,0 26.3 38,0
Число оборотов коленча- того вала двигателя в ми- нуту 1470 1050 2000 1450 1380
Скорость движения в км/час 35,0 20 36,5 28,2 20,0
Аналогичным образохМ подсчитаем средние нагрузочные режимы
для легкового автомобиля «Москвич» в различных условиях экс-
плуатации. Данные расчета сведены в табл. 85.
Таблица 85
Расчетные нагрузочные режимы трансмиссии автомобиля „Москвич44
Расчетные параметры По рекомен- дациям под- шипниковой промышлен- ности По условиям эксплуатации
Городская Внегород- ская Смешанная
Крутящий момент двигателя в кгм 2,75 3,6 3,8 3,8
Крутящий момент за коробкой пере- 4,3
дач в кгм 4,25 4,1 4,2
Число оборотов коленчатого вала
двигателя в минуту 2280 1475 2200 1775
Скорость движения в км/час . . . 50 28 42 35
197
Как видно из табл. 84 и 85, нагрузочные режимы для расчета
шариковых подшипников, определенные по рекомендациям под-
шипниковой промышленности, достаточно близко совпадают с на-
грузочными режимами, определенными по предлагаемому методу
для средних условий эксплуатации (смешанная эксплуатация).
При установлении срока службы подшипников коробки передач
подшипниковая промышленность рекомендует пользоваться
табл. 86, в которой установлена средняя длительность работы на
передачах вне зависимости от условий эксплуатации.
Из сравнения табл. 83 и 86
Таблица 86 видно, что длительность пользова-
Определение средней длительности
пользования передачами
(в процентах) по рекомендациям
подшипниковой промышленности
Передача Тип коробки передач
Трехступен- чатая Четырех- ступенча- тая
Первая .... 2 5
Вторая .... 5 10
Третья .... 93 15
Четвертая . . — 70
ния передачами в коробке передач
по данным подшипниковой про-
мышленности занижена, особенно
для городской эксплуатации и
для внегородской эксплуатации
при значительном времени дви-
жения по дорогам среднего каче-
ства.
Преимуществом предлагаемо-
го в настоящей работе метода
определения нагрузочных режи-
мов для установления сроков
службы подшипников качения и
шестерен трансмиссии автомобиля
является возможность увязать срок службы с условиями эксплуа-
тации. Для определения нагрузочного режима вновь проектируе-
мого автомобиля, предназначенного для различных условий экс-
плуатации, следует вести расчет, для смешанных условий эксплуа-
тации.
Срок службы агрегатов ходовой части автомобиля в значитель-
ной мере зависит от длительности работы автомобиля на дорогах
с различным состоянием покрытия. Существующая практика рас-
четного определения срока службы деталей ходовой части автомо-
биля основывается на введении в расчетные формулы динамического
коэффициента. Так, например, при подборе подшипников ступиц
колес в настоящее время динамический коэффициент принимается
равным 1,5 независимо от дорожных условий [19]. Между тем,
величина этого коэффициента для данного автомобиля будет изме-
няться в зависимости от качества дороги, а каждой дороге будет
соответствовать своя средняя скорость движения. Если будет изве-
стен динамический коэффициент Кд для данного типа дороги
(асфальт в хорошем состоянии, дороги с булыжным покрытием
среднего качества и т. д.), а также длительность движения авто-
мобиля по данной дороге, то может быть определен и средний
динамический коэффициент для заданных условий эксплуата-
ции.
Так как срок службы подшипников качения изменяется с изме-
нением нагрузки приблизительно в степени 3,33, то для определс-
198
ния суммарного динамического коэффициента целесообразн
воспользоваться формулой
3,33
кд= V
а ^з,зз .
100 ^дХ '
Р zz3.33 । 7 ^-3,33
100 * 100 ~Ь • • • ,
где а, р, у — время действия на колесо нагрузки с соответ
ствующим динамическим коэффициентом в °/0 0
общего времени движения;
Koi, Кдг Кдз— динамические коэффициенты, соответствующи
данным типам дорог при заданной средней ско
рости движения по ним.
Эти коэффициенты для автомобилей типа ЗИС-110 могут быт
определены по результатам исследования жесткости полуоси, кото
рое проводилось на кафедре «Автомобилестроение» МАМИ [18].
Величина динамической нагрузки в данном случае определи
лась по деформации полуоси автомобиля ЗИС-110, измерялась н;
ходу автомобиля с помощью индуктивных датчиков и регистриро
валась осциллографом. Вертикальная составляющая максимально!
деформации полуоси, вызванная статической нагрузкой, соста
вляла 150 мк.
В качестве примера в табл. 87—89 приведены соответствующи!
результаты испытания жесткости полуоси автомобиля ЗИС-llOnpi
движении по дороге с асфальтированным покрытием в xopoineiv
состоянии, по булыжной мостовой и по грунтовой дороге.
Таблица 8
Средняя продолжительность максимальной вертикальной деформации полуоа
(в процентах от общего времени движения автомобиля на участке 1 км)
и среднее число деформаций, превышающих статическую (на 1 км пути),
при движении по дороге с асфальтированным покрытием в хорошем состояиш
Деформация в мк Во сколько раз превышается статическая нагрузка Средняя продолжительность верти- кальной составляющей при скорости в км1час Среднее число деформации на 1 км при скорости в км1час
22 38 57 80 97,5 22 38 57 80 97,5
200 1,2 31,55 34,9 41,45 37.7 37,9 170 146 80 88 35
250 1,4 11,64 12,8 19,73 22,5 25,2 137 198 180 113 104
300 1,6 1,22 1,6 5,73 8,6 12,7 30 39 96 80 100
350 1,9 — 0,07 0,365 2,06 4,9 — 4 15 31 55
400 2,1 — — 0,173 0,71 2,03 — 4 9 15
450 2,4 — — 0,03 0,22 1,03 — — 1 4 14
500 2,7 — — 0,003 0,045 0,3 — — 1 1 4
550 3,0 — — — 0,014 0,17 — — — 1 1
600 3,3 — — — — 0,07 — — — — 1
650 3,6 — — — 0,016 — — — — 1
Итого 337 387 377 327 330
Таблица 88
Средняя продолжительность максимальной вертикальной деформации полуоси
(в процентах от общего времени движения автомобиля на участке 1 км)
и среднее число деформаций, превышающих статическую (на 1 км пути),
при движении по булыжной мостовой среднего качества
Деформация в мк Во сколько раз превышается статическая нагрузка Средняя продолжительность нормаль- ной составляющей при скорости в км/час Среднее число деформаций на 1 км пути при скорости в км)час
20 25 36,5 43,5 20 25 36,5 43,5
200 1,2 46,7 49,6 65,2 49,5 240 176 76 36
250 1,4 29,3 35,2 49,5 42,0 284 176 152 124
300 1,6 13,5 19,0 30,7 30,0 272 300 116 144
350 1,9 3,5 7,8 15,9 18,3 104 196 236 124
400 2,1 1,07 2,5 7,5 12,0 40 80 162 80
450 2,4 0,32 0,8 3,6 8,3 16 40 108 92
500 2,7 0,08 0,29 1,2 5,5 12 12 36 60
550 3,0 — 0,08 0,5 3,24 — 4 36 56
600 3,3 — — 0,25 2,12 — — — 24
650 3,6 — — 0,12 1,40 — — 4 8
700 4.0 — — 0,07 0,80 — — — 24
750 4,3 — — 0,06 0,28 — — 12
800 4,7 — — 0,04 0,116 — — — 4
850 5,0 — — — 0,115 — — — 4
Итого . . 968 984 926 792
Следует отметить, что при движении по любым дорогам иногда
(весьма кратковременно) на колесо действуют нагрузки меньше
статической (повидимому при подпрыгивании колеса и при раска-
чивании кузова на рессорах).
Величины деформаций можно заменить коэффициентами, пока-
зывающими, во сколько раз данная деформация превышает стати-
ческую. При этом деформации 200, 600 и 850 мк можно заменить
соответствующими коэффициентами: 1,2; 3,3 и 5,0. На величину
деформаций будет влиять не только качество дороги, но и уело*
вия движения (например, повороты, интенсивные разгон и тормо-
жение и т. п.). Именно эти обстоятельства и увеличивают динами-
ческие нагрузки на колесо при городской эксплуатации по сравне-
нию с эксплуатацией того же автомобиля на асфальто-бетонных
шоссе при одинаковом качестве покрытий городских улиц и
асфальто-бетонных дорог.
Для сопоставления деформаций полуоси автомобиля ЗИС-110
при движении по различным дорогам приведена табл. 90.
Если принять, что динамический коэффициент показывает, во
сколько раз действительная нагрузка превышает статическую, то
для определения динамических коэффициентов Kai, Ка2»
200
Средняя продолжительность максимальной вертикальной деформации полуос»
(в процентах от общего времени движения автомобиля на участке 1 км)
и среднее число деформаций (на 1 км пути) при движении по проселку
3 й раз :я ста- агрузка Средняя продолжительность вертикальной составляющей при скорости12 км/час на участках Число деформаций на участках
5 со 2 о. о & сколько гвышаетс «еская н; см со тГ UO СО 7 CI ю со г-
(V Д Е Н 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
200 1,2 39,0 57,0 47,0 33,7 44,8 50,0 33,5 43,6 21 32 42 37 39 43 51 265
250 1,4 26,6 41,2 32,8 24,0 34,4 38,2 23,2 31,5 98 87 69 49 56 67 55 481
300 1,6 15,2 21,5 18,0 12,7 22,1 17,6 12,6 17,0 53 74 55 38 70 69 63 422
350 1,9 7,63 5,82 8,0 5,88 10,7 8,15 5,66 7,4 19 37 17 10 31 38 36 188
400 2,1 3,77 1,20 5,57 4,24 6,3 2,46 2,44 3,7 12 12 3 1 17 18 27 90
450 2,4 2,70 0,25 4,80 3,44 3,85 0,91 0,90 2,4 6 5 4 4 10 7 10 46
500 2,7 1,62 — 3,54 2,54 2,34 0,25 0,23 1,5 4 — 3 4 5 1 3 20
550 3,0 1,16 — 2,95 2,12 1,40 0,03 0,07 1,1 — — — — 4 — 2 6
600 3,3 0,67 — 2,21 1,85 0,71 0,01 — 0,78 2 — 4 — 3 1 — 10
650 3,6 0,37 — 1,23 1,54 0,38 — — 0,53 2 — — 2 3 — — 7
700 4,0 0,12 — 0,69 1,20 0,04 — — 0,3 1 — 4 2 — — — 7
750 4.3 — — 0,20 0,77 0,02 — — 0,14 — — — 2 1 — — 3
800 4,7 — — 0,07 0,38 — — — 0,06 — — 1 1 — — — 2
И т ого 218 247 202 150 239 244 247 1547 I
Таблица 96
Максимальные вертикальные деформации полуоси при движении по дорогам
с различными покрытиями
Скорость движе- ния в км/час Тип дороги Продолжительность деформаций, превышающих статическую в т раз в % от общего времени движения Число деформа- ций, превышаю- щих статическую, на 1 км Максимальная ве- личина деформа- ции в мк
т = 1,2 т = 2 т = 3 т = 4 т = 5
38 Дорога с асфальтирован- ным покрытием в хо- рошем состоянии . . 34,9 387 350
32,5 Асфальтированные ули- цы Москвы 48,6 5,3 1,0 0,3 — 337 800
36,5 Дорога с булыжным покрытием 65,2 11 0,5 0,07 — 926 800
12 Грунтовая дорога с большими у лабам и . . 64,5 38 14,5 5,5 1,6 495 1000
201
и т. д. на соответствующих дорогах можно также пользоваться
приведенной выше формулой
з,зз/ —--------------
К — I/ /п3-33 I
— У loo i
JL m3,33 I _J_ тз,зз
100 2 100 3
где т2, т3 — числа, показывающие, во сколько раз данная на-
грузка больше статической;
а, р, у— длительность действия на колесо данной на-
грузки в % от общего времени движения.
Из табл. 87 видно, что при движении по хорошему асфальтиро-
ванному шоссе со скоростью 22 км/час 32% времени движения
Фиг. 106. Зависимость динамического коэф-
фициента от скорости движения и типа
дорог:
/ — проселок; 2 —булыжная мостовая; 3 — асфальтиро-
ванная улица (город); 4 — асфальтированное шоссе.
нагрузка на колесо была
более 1,2 статической (де-
формация 200 мк и более);
при нагрузке, равной 1,2—
1,4 статической нагрузки,
автомобиль работал при-
близительно 20 % времени,
так как
31,55— 11,64= 19,91о/ож2О°/п.
С нагрузкой, равной
1,4—1,6 статической нагруз-
ки, автомобиль работал
10,5% времени, так как
11,64- 1,22=10,42°/о^1О,5°/о.
1 % времени на колесо действовала нагрузка, превышавшая
статическую в 1,6 раз.
Следовательно, нагрузка на колесо, превышающая статическую
в пределах 1,2—1,6, действовала 20 10,5 + 1 = 31,5% времени.
Остальные 68,5% на колесо действовала нагрузка, составляющая
0,8—1,2 от статической. Таким образом, с достаточной степенью
точности динамический коэффициент на асфальтированном шоссе
хорошего качества при движении по нему со скоростью 22 км/час
может быть определен из выражения
= 1 * 3,^/’о,685 +0,315-1.43,33 = 1,17.
Аналогичным образом можно подсчитать динамические коэф-
фициенты для различной скорости движения по разным дорогам.
Результаты подсчетов представлены на фиг. 106.
Определим средний динамический коэффициент для автомобиля
типа ЗИС-110 при смешанной эксплуатации: 50% времени движе-
ния в городе со скоростью 28 км]час, 20% времени по дорогам с
асфальто-бетонным покрытием со скоростью 80 км/час, 15% вре-
202
мени по дорогам с булыжным покрытием со скоростью 35 км/час
и 15% времени по грунтовым дорогам со скоростью 12 км/час
Кср= 3’У0,5-1,223,33 + 0,2 • 1,183’33 + 0,15 • 1.З3’33 + 0,15-1,553,33 = 1,3.
Таким образом, по предложенному методу можно определить
средние динамические коэффициенты на колесо для заданных
условий эксплуатации. Для установления этих коэффициентов при-
менительно к автомобилям различных классов требуется провести
новую серию испытаний. Одновременно следует определить умень-
шение Этого коэффициента для различных агрегатов данного авто-
мобиля от ступиц колес до коробки передач. Как известно, в на-
стоящее время изменение этого коэффициента (по данным под-
шипниковых фирм), независимо от условий эксплуатации [19], при-
нимают для подшипников ступиц колес и дифференциала 1,50; для
подшипников промежуточного вала двойного редуктора 1,25; для
подшипников ведущей шестерни главной передачи и для подшип-
ников коробки передач 1,0.
Срок службы двигателя изменяется по совершенно иным зако-
нам, чем срок службы трансмиссии и ходовой части. Как видно
из табл. 84 и 85, крутящий момент, развиваемый двигателем, со-
храняется приблизительно одинаковым при самых разнообразных
условиях эксплуатации, а изменение момента, действующего
в трансмиссии, обуславливается работой коробки передач. С ухуд-
шением дорожных условий скорость движения резко снижается,
а число оборотов коленчатого вала двигателя, даже при интен-
сивном пользовании коробкой передач, сохраняется относительно
невысоким.
Как показали испытания, износ двигателя сравнительно мало
увеличивается с ростом развиваемого им крутящего момента и
резко увеличивается с повышением числа оборотов. Поэтому срок
службы двигателя мало изменяется с изменением дорожных усло-
вий эксплуатации и заметно снижается с повышением скорости
движения на хорошей дороге с асфальто-бетонным покрытием.
ГЛАВА VI
НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ И ЕГО АГРЕГАТОВ
Со сроком службы тесно связана надежность автомобиля.
Однако эти понятия разные. Надежностью называется способность
автомобиля работать в заданных условиях эксплуатации без поло-
мок и без трудоемкого технического обслуживания.
В некоторых характерных условиях эксплуатации автомобиль
может оказаться вполне надежным, а в других не менее характер-
ных для него условиях часто будет требоваться выполнение трудо-
емких операций по обслуживанию. Следует также учитывать и
средства, которые требуются для технического обслуживания авто-
мобиля того или иного типа.
Прочность деталей трансмиссии автомобиля должна быть обес-
печена при возникновении пиковых нагрузок в различных возмож-
ных условиях эксплуатации автомобилей. Эти «пиковые» нагрузки
могут возникать: 1) при разгоне автомобиля; 2) при торможении
автомобиля; 3) при трогании с места в трудных дорожных усло-
виях.
Как было сказано, при интенсивном разгоне автомобиля его
трансмиссия иногда нагружается моментом, доходящим на первич-
ном валу коробки передач до максимального момента двигателя.
Этот «пиковый» момент может нагружать трансмиссию автомо-
биля в течение 2—3 сек. При торможении автомобиля централь-
ным тормозом все детали трансмиссии от центрального тормоза до
колес иногда нагружаются тормозным моментом, максимальная
величина которого лимитируется сцепным весом автомобиля’ При
этом момент на валу тормоза Мт определяется из выражения
где G2 — сцепной вес автомобиля в кг;
т2 — коэффициент перераспределения нагрузки при тормо-
жении;
ср — коэффициент сцепления шины с дорогой;
гк — радиус качения колеса в м\
/0—передаточное число главной передачи;
т] — к. п. д. трансмиссии автомобиля.
204
Для практических расчетов «пиковый» момент при торможении
автомобиля центральным тормозом можно опре;1еля^ь п0 упрощен-
ной формуле
Мт = 0,7-^.
т IQ
При торможении автомобиля колесным тормозом без выключе-
ния сцепления его трансмиссия нагружается инерционным момен-
том двигателя [42]. Этот инерционный момент подсчитывают по
формуле:
где Jм— момент инерции вращающихся частей двигателя (ма-
ховика) в кгм/сек2\
dw о
— замедление маховика двигателя в секг2\
iK — передаточное число коробки передач;
jm—замедление автомобиля при торможении в м/сек2.
Замедление автомобиля при торможении на пределе юза при
наличии тормозов на всех колесах определяют из выражения:
откуда
Jm & • ’
где 8 — коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс
автомобиля.
Максимальная величина замедления автомобиля при экстрен-
ном торможении на пределе юза составляет приблизительно
7 м/сек2.
В этом случае инерционный момент, нагружающий трансмис-
сию автомобиля, достигает максимальной величины при экстрен-
ном торможении на пер^рй передаче в коробке передач. Для лег-
ковых автомобилей инерционный момент редко превосходит макси-
мальный момент двигателя, тогда как для грузовых автомобилей
инерционный момент обычно в 1,5—3,0 раза больше максималь-
ного момента двигателя.
При торможении до юза (колеса не вращаются) величина
инерционного момента зависит от быстроты блокировки колес и от
упругости трансмиссии автомобиля [42]. Величина инерционного
момента при этом определяется из выражения
205
где <оо — угловая скорость маховика в момент блокировки колес;
а — угол поворота маховика двигателя в момент блокировки
колес;
Ж — жесткость трансмиссии автомобиля.
1 £4*3
Ж G-Ji"1” G Ja"1” 2GJ8 ’
где /2, /3—длины соответственно первого (промежуточного)
карданного вала, второго (главного) карданного
вала и полуоси;
А, Л—соответственно полярные моменты инерции первого
(промежуточного) карданного вала, второго (глав-
ного) карданного вала и полуоси;
G — модуль упругости второго рода, который может
быть принят равным 80 000 кг/см2\
В этом случае инерционный момент, нагружающий трансмис-
сию автомобиля, достигает максимальной величины при экстрен-
ном торможении на прямой передаче в коробке передач, что
является вполне реальным эксплуатационным случаем.
При торможении до юза с большой скорости (при числе оборо-
тов маховика около 2000—2500 в минуту) инерционный момент
может в 15—20 раз превосходить максимальный момент дви-
гателя.
При торможении до юза центральным тормозом (без выклю-
чения сцепления) инерционный момент двигателя достигает еще
большей величины, так как при этом упругость полуосей и кардан-
ного вала не смягчают действия инерционного момента. Однако
при этом инерционный момент двигателя нагружает только детали
трансмиссии от двигателя до центрального тормоза (т. е. обычно
только детали коробки передач). Акад. Е. А. Чудаков указы-
вает [42], что механизм сцепления служит предохранителем транс-
миссии, ограничивая передаваемый на нее момент величиной, рав-
ной моменту трения сцепления. В связи с этим акад. Е. А. Чудаков
рекомендует не допускать при конструировании механизма сцепле-
ния чрезмерно высоких коэффициентов запаса сцепления (по мот
менту трения).
При трогании с места, особенно при цезком отпускании педали
сцепления, величина инерционного момента, передаваемого на
трансмиссию, может превысить статический момент трения сцепле-
ния вследствие добавления к усилию рабочих пружин, сжимающих
диски сцепления, инерционного усилия нажимного диска, которое
возникает при его движении в момент включения сцепления. Это
повышенное динамическое давление нажимного диска и увеличи-
вает момент трения сцепления, а следовательно, и инерционный
момент, передаваемый на трансмиссию автомобиля [32].
Экспериментальная проверка «пиковых» динамических нагру-
зок, возникающих в трансмиссии автомобиля, проводилась на ка-
206
феДРе «Автомобилестроение» МАМИ на автомобиле ГАЗ-51. При
9том регистрировались:
1) крутящий момент в трансмиссии автомобиля при различных
условиях эксплуатации;
у 2) скорости вращения маховика и колес автомобиля;
3) нажимное усилие на обшивку ведомого диска сцепления;
4) скорость включения сцепления.
Для измерения крутящих моментов на промежуточном кардан-
ном валу автомобиля применялись наклеенные проволочные дат-
чики сопротивления с ртутными токосъемными устройствами.
Нажимное усилие на обшивку ведомого диска сцепления изме-
рялось также проволочными датчиками, наклеенными на специаль-
ных пластинчатых пружинах, укрепленных между нажимным
диском и корпусом сцепления. Скорость включения сцепления кос-
венно оценивалась по скорости изменения усилия на вилке выклю-
чения сцепления, которое регистрировалось проволочным датчи-
ком, наклеенным на конец вилки выключения. Скорость вращения
маховика определялась по количеству разрывов первичной цепи
зажигания на единицу времени. Скорость вращения ведущего ко-
леса автомобиля измерялась с помощью прерывателя, установлен-
ного на тормозном барабане и диске.
Проведенные эксперименты показали, что механизм сцепления
при резком опускании педали не может служить предохранителем
трансмиссии от передачи повышенных инерционных моментов, зна-
чительно превосходящих статический момент трения.
Ниже приведены величины максимальных крутящих моментов
на первичном валу коробки передач автомобиля ГАЗ-51 (в кгм):
Максимальный момент двигателя.........................20,5
Момент по сцепному весу...............................28,0
Момент трения сцепления...............................35,5
Момент при резком торможении без выключения сцепления 35,5
Момент при резком включении сцепления.................80,0
Инерционный момент, измеренный на карданном валу (Мк,в,)г
получается меньшим, чем момент, определенный на первичном
валу и умноженный на передаточное число коробки передач
так как при включении замедляющих передач в коробке
передач уменьшается жесткость системы (фиг. 107).
Максимальные инерционные моменты в трансмиссии автомо-
биля возникают при выезде из глубокой колеи на мягком грунте
(песок, сухой торф и т. п.) методом «раскачивания», когда води-
тель включает первую передачу и пытается тронуться с места,
используя кинетическую энергию вращающихся частей двигателя,
Для чего резко отпускает педаль сцепления. Эту операцию иногда
приходится повторять несколько раз. На фиг. 108 показана экспе-
риментально определенная зависимость величины инерционного
момента, нагружающего трансмиссию автомобиля, от времени
включения сцепления. Как видно из фиг. 108, с уменьшением вре-
207
мени включения сцепления инерционный момент резко увеличи-
вается. Практически в описанных условиях время включения сце-
пления составляет не менее 0,4 сек.
Как показали аналогичные исследования автомобилей ЗИС-585
и МАЗ-205, проведенные в лаборатории двигателей Академии
Фиг. 107. Влияние жесткости транс-
миссии на величину инерционного
момента, отнесенного к колесам.
наук СССР, «пиковые» моменты
того же порядка возникают в
трансмиссии автомобиля и в мо-
мент переключения на низшую
передачу при подъеме в гору.
Пружины гасителя на ведомом
диске сцепления снижают инер-
ционные моменты в трансмиссии
автомобиля. При числе оборотов
маховика около 500 в минуту
пружины гасителя снижают инер-
ционные моменты в трансмисси
на 10—15%. С ростом скорости
вращения до 2500 об/мин сни-
жение инерционных моментов
пружинами гасителя уменьшается
до 5%.
Весьма значительно снижают-
ся инерционные моменты, нагру-
жающие трансмиссию автомоби-
ля при установке гидравлических
и гидромеханических передач.
По литературным данным на некоторых автомобилях США в связи
с установкой гидравлических или гидромеханических передач
удавалось уменьшить
размеры деталей транс-
миссии автомобиля, так
как при этом «пико-
вые» нагрузки значи-
тельно уменьшались по
сравнению с «пиковы-
ми» нагрузками при
обычной ступенчатой
передаче.
Инерционное усилие
нажимного диска, кото-
рое в момент резкого
включения сцепления
добавляется к усилию
рабочих пружин, зави-
сит от величины хода
Фиг. 108. Влияние скорости включения сцепле-
ния на величину инерционного момента, отне-
сенного к промежуточному карданному валу:
/ — первая передача; 2 —вторая передача.
нажимного диска, т. е. от зазора между нажимным и ведомым
дисками при включенном сцеплении. Поэтому инерционный
момент на карданном валу проверялся при различных зазорах
208
между нажимным и ведомым дисками в пределах от 0,5 до 1,5 мм.
14а фиг. 109 показано влияние величины хода нажимного
диска (зазора между дисками в момент выключения сцепления)
на инерционный момент, нагружающий трансмиссию автомо-
биля ГАЗ-51.
Таким образом, при эксплуатации автомобиля ГАЗ-51 в тяже-
лых условиях момент на первичном валу его коробки передач
может достичь величины 80 кгм, т. е. в 3,9 раза превзойти макси-
мальный момент двигателя. На ведущих колесах момент может
дойти до 280 кгм, т. е. в 2,4 раза превзойти момент по сцепному
весу .
Фиг. 109. Влияние хода нажимного диска сцепления
на величину инерционного момента, отнесенного к про-
межуточному карданному валу. Зазор в выключенном
сцеплении между нажимным и ведомыми дисками:
/ и 1' —1,5 мм\ 2 и 2'—0,5 мм\ Г и 2'—третья передача,
1 и 2—четвертая передача.
По данным Горьковского автомобильного завода имени Моло-
това при испытании на статическую прочность задних мостов авто-
мобиля ГАЗ-51 поломки отдельных их деталей происходят при
крутящем моменте, превышающем максимальный момент по дви-
гателю в 3,5—4,0 раза.
При оценке прочности деталей ходовой части автомобиля сле-
дует учитывать динамические нагрузки, величина которых зависит
от типа дорожного покрытия, как это было показано в гл. V.
В табл. 91 приведены установленные Министерством автомо-
бильного тр-анспорта РСФСР нормы времени по принятым видам
технического обслуживания для отечественных грузовых автомо-
билей, рассчитанные на автомобильные хозяйства, мало оснащен-
ные оборудованием и инструментами. При наличии в автохозяй-
стве новейшего оборудования и инструментов эти нормы снижа-
ется с учетом конкретных условий.
Как видно из табл. 91, нормы времени по всем видам техни-
ческого обслуживания для послевоенных моделей отечественных
автомобилей больше, чем для старых моделей. Однако пробеги
автомобиля между обслуживаниями непрерывно увеличиваются.
Так, например, согласно заводским инструкциям, полная смена
масла в картере двигателя для автомобиля ГАЗ-ММ была преду-
14 Гольд. 2757 2 09
Таблица 9>
Нормы времени по видам технического обслуживания (для планирования)
Автомобиль Нормы времени в чел.-час. по видам обслуживания
Ежедневный уход Первое техническое обслуживание Второе техническое обслуживание
ГАЗ-М-1 .... 1,4 4,7 21,0
М-20 „Победа" . . 1,6 6,0 27,0
ГАЗ-ММ . . . 1,5 4,9 20,0
ГАЗ-51 1,6 5,5 23,0
ЗИС-5 1,8 6,0 25,0
ЗИС-150 2,0 6,5 27,0
ЯГ-6 1,9 6,3 26,0
МАЗ-200 2.2 । 7.0 30,0
смотрена через 750—1000 км пробега, в то время как для автомо-
биля ГАЗ-51 ее производят через 1500 км.
Наиболее правильно оценивать простоту технического обслу-
живания по числу операций (или по норме времени) на единицу
пробега, например, на 10 000 км пробега [12]. В табл. 92 приведены
данные по количеству смазочных и крепежных операций, приходя-
щихся на 10000 км пробега, для послевоенных и старых моделей
отечественных автомобилей. Эти расчетные данные показывают,
что трудоемкость обслуживания более поздней отечественной мо-
дели автомобиля уменьшается по сравнению с соответствующей
старой моделью.
Из табл. 92 следует, что по послевоенной модели Горьков-
ского автомобильного завода имени Молотова (автомобиль
ГАЗ-51) требуется в среднем на каждые 10 000 км пробега сма-
зочных операций на 49%, а крепежных на 57% меньше, чем по
старой модели ГАЗ-MM; соответственно по послевоенной модели
ЗИС-150 автомобильного завода имени Сталина требуется сма-
Таблица 92
Количество смазочных и крепежных
операций для отечественных
автомобилей
Автомобиль Всего операций на 10 000 км пробега
смазочных крепежных
ЗИС-5 .... 1610 10 695
ЗИС-150. . . 1047 4 784
ГАЗ-ММ . . 1102 8 320
ГАЗ-51 . . . 602 3 582
ЯГ-6 .... 1360 —
МАЗ-200 . . 408 —
Таблица 93
Сравнительная трудоемкость
технического обслуживания
отечественных автомобилей (в %)
Автомо- биль Ежед- невный уход Первое техниче- ское обслу- живание Второе техниче- ское обслу- живание
ГАЗ-51 100 100 100
ГАЗ-ММ 60 134 198
ЗИС-5 70 158 262
210
зочных операций на 35% и крепежных на 55% меньше чем по
старой модели ЗИС-5; по послевоенной модели МАЗ-200 Мин-
ского автомобильного завода требуется смазочных операций на
70% меньше чем по старой модели ЯГ-6. Вместе с тем объем сма-
зочных работ по грузовому автомобилю ЗИС-150 на 444 операции
или на 74% больше чем по автомобилю ГАЗ-51, что не оправдано.
В табл. 93 приведена сравнительная трудоемкость технического
обслуживания автомобилей старых и послевоенных моделей, отне-
сенная к 1000 км пробега, по данным эксплуатации [40].
Условия технического обслуживания в соответствии со сред-
ствами обслуживания можно подразделить на три группы [12].
1. Техническое обслуживание в крупных хозяйствах и на круп-
ных станциях обслуживания, характеризуемое плановым обслужи-
ванием поточным методом с применением высокопроизводитель-
ного гаражного оборудования, специализированных приспособлений
и контрольных приборов.
2. Техническое обслуживание в средних хозяйствах и на сред-
них станциях технического обслуживания, характеризуемое инди-
видуальным методом обслуживания с применением простейшего
гаражного оборудования и инструмента.
3. Техническое обслуживание в мелких хозяйствах и в поле-
вых условиях, характеризуемое производством работ в неутеплен-
ных помещениях с применением, в основном, комплекта шоферского
инструмента и простейших приспособлений.
Учитывая расширение сети авторемонтных предприятий и стан-
ций технического обслуживания, при проектировании перспектив-
ных автомобилей можно рассчитывать на техническое обслужива-
ние групп 1 и 2 более широко, чем в настоящее время. Однако
нельзя не учитывать, что для автомобилей некоторых типов техни-
ческое обслуживание группы 3 сохранится еще относительно дол-
гое время.
Таблица 94
Распределение перспективных типов автомобилей по группам
• технического обслуживания
Тип автомобилей Разновидность Группа техниче- ского обслужива- ния
Легковые Грузовые (дорож- ные) Грузовые (высо- кой проходи- мости) Автобусы Все разновидности ....... Особо малой и малой грузоподъемности . Средней и большой грузоподъемности Особо большой грузоподъемности . . Все разновидности .... Городские и междугородные Специализированные 1 и 2 1 и 2 1, 2 и 3 1 и 2 2 и 3 1 и 2 2 и 3
14*
211
В табл. 94 приведено предполагаемое распределение перспек-
тивных автомобилей по группам технического обслуживания.
В настоящее время затруднительно рекомендовать нормы по ви-
дам технического обслуживания для перспективных типов автомо-
билей. Можно лишь сформулировать общие пожелания по облегче-
нию технического обслуживания перспективных автомобилей:
1) уменьшение числа точек смазки и улучшение доступности
к ним;
2) увеличение пробега и унификация периодичности смазок
для автомобилей различных типов;
3) унификация крепежного инструмента для автомобилей раз-
личных типов;
4) более широкое применение конструкций, не требующих
смазки и регулировки в процессе эксплуатации;
5) унификация эксплуатационных материалов для автомобилей
различных типов.
ГЛАВА VII
УДОБСТВО УПРАВЛЕНИЯ
В данной главе в основном рассмотрены автоматизация упра-
вления и величины усилий на органах управления, так как поса-
дочные размеры места водителя и относительное расположение
органов управления достаточно просто можно выбрать по разра-
ботанным в настоящее время нормам.
Для повышения удобства управления трансмиссией автомобиля
в настоящее время применяется следующее.
1. Облегчение управления ступенчатой коробкой передач:
а) синхронизаторы;
б) расположение рычага переключения передач на рулевой ко-
лонке;
в) автоматическое управление сцеплением;
г) частичная автоматизация управления передачами (обычно
автоматизация включения и выключения ускоряющей передачи);
д) применение гидродинамической муфты (сцепления);
е) автоматизация управления ступенчатыми коробками передач.
2. Гидравлические и гидромеханические передачи.
3. Электрические передачи.
4. Фрикционно-механические бесступенчатые передачи.
Рассмотрим сначала основные конструктивные мероприятия,
повышающие удобство управления ступенчатыми коробками
передач.
Синхронизаторы обеспечивают безударное переключение пере-
дач и в то же время при применении их не требуются усложненные
методы управления автомобилем (переключение передач с «паузой»
и с «подгоном»). Кроме того, при наличии синхронизаторов срок
службы шестерен коробок передач повышается. Синхронизаторы
получили широкое распространение в период с 1934 г. по 1938 г.
Так, например, во Франции в 1934 г. синхронизаторы устанавли-
вались на 23% моделей малолитражных и на 62,5% моделей про-
чих типов легковых автомобилей, а в 1938 г. синхронизаторы уже
применялись на 70% моделей малолитражных и на всех моделях
прочих типов легковых автомобилей. В США в 1934 г. 56,5% мо-
делей легковых автомобилей были оборудованы синхронизаторами,
в в 1938 г. уже на всех легковых автомобилях устанавливались
213
синхронизаторы. В Англии в 1934 г. на 98% моделях легковых
автомобилей всех типов применялись синхронизаторы. Все отече-
ственные легковые автомобили! в настоящее время снабжаются син-
хронизаторами. В коробках передач грузовых автомобилей и авто-
бусов синхронизаторы, к сожалению, не получили столь широкого
распространения.
Современные конструкции синхронизаторов просты и компактны
и, в случае применения их на последних, наиболее часто переклю-
чаемых ступенях, габариты и вес ступенчатых коробок передач
увеличиваются незначительно.
Расположение рычага переключения передач на рулевой ко-
лонке способствует дальнейшему повышению удобства управления
и, кроме того, повышает удобство посадки пассажиров на перед-
нем сидении. Для трехступенчатых коробок передач привод к упра-
влению на рулевой колонке получается простым. При числе сту-
пеней в коробке передач более трех расположение рычага пере-
ключения передач на рулевой колонке значительно усложняет кон-
струкцию привода.
Автоматическое управление сцеплением осуществляется в за-
висимости от положения педали управления дроссельной заслон-
кой с использованием разрежения во впускном трубопроводе кар-
бюраторного двигателя или сжатого воздуха пневматической тор-
мозной системы. Это приспособление целесообразно применять на
грузовых автомобилях большой и особо большой грузоподъемности
и на автобусах для облегчения труда водителя.
Частичная автоматизация управления передачами, как уже
упоминалось, сводится, обычно, к автоматизации управления уско-
ряющей передачей, которая повышает топливную экономичность
автомобиля и срок службы двигателя. В большинстве случаев пла-
нетарный механизм ускоряющей передачи в отдельном картере
устанавливают на задней стенке стандартной коробки передач.
Для включения ускоряющей передачи центральная (солнечная)
шестерня планетарной передачи стопорится с помощью собачки
с электромагнитным приводом, а для прямой передачи освобо-
ждается и крутящий момент передается через заклинивающий
механизм свободного хода. Низший предел скорости, при которой
возможно включение ускоряющей передачи, ограничивается цен-
тробежным автоматом. Этот автомат действует на выключатель
электрической системы, который управляет стопорящей собачкой
планетарной передачи. Для включения ускоряющей передачи, когда
автомобиль достиг соответствующей скорости, требуется на мгно-
вение отпустить педаль управления дроссельной заслонкой.
Для перехода на прямую передачу при большой скорости дви-
жения (например при обгоне) требуется нажать до упора на пе-
даль управления дроссельной заслонкой. При этом приводится в
действие выключатель системы управления, связанный с педалью
управления дроссельной заслонкой, который автоматически осу-
ществляет требуемое переключение. Чтобы освободить стопорящую
собачку от действия реактивного момента, зажигание двигателя
214
в момент переключения автоматически краткоВОеме®Ю замы“
кается на массу. р
Автоматический переход с ускоряющей передачи на Прямую
при замедлении автомобиля предохраняет двигатель от работы
при низких неустойчивых оборотах. Из-за наличия механизма
свободного хода в электрическую систему управления ускоряющей
передачей приходится вводить еще одну кнопку, управляющую
блокировкой механизма свободного хода при торможении двигате-
лем и при пуске двигателя буксировкой автомобиля.
В грузовых автомобилях целесообразность включения ускоряю-
щей передачи зависит главным образом от величины полезной на-
грузки и от качества дороги, при этом ускоряющую передачу
обычно включают принудительно.
Применение гидродинамической муфты способствует повыше-
нию удобства управления, так как в этом случае допустимо дли-
тельное пробуксовывание между ведущим и ведомым элементами
муфты без опасения их перегрева и повреждения, что дает воз-
можность трогаться с места на второй и даже на прямой передаче.
При этом, однако, снижаются тяговые качества автомобиля
вследствие того, что без пользования замедляющими передачами
уменьшается тяговое усилие и, следовательно, интенсивность раз-
гона.
При установке на автомобиле обычной ступенчатой коробки пе-
редач гидродинамическая муфта не может обеспечить безударного
переключения передач, из-за чего, помимо гидродинамической
муфты, нужно вводить в силовую передачу автомобиля фрикцион-
ное сцепление, управлять которым необходимо, как обычно, при
переключении ступеней в коробке передач (автомобиль ЗИМ).
Были попытки избежать установки фрикционного сцепления, при-
меняя специальную гидродинамическую муфту (например, с опо-
ражниванием рабочей полости муфты от жидкости в момент пере-
ключения передач), однако момент инерции ведомой части такой
муфты получается все же слишком большим, вследствие чего не
обеспечивается безударное переключение шестерен. Описанные
конструкции в настоящее время не применяются.
Автоматизация управления ступенчатых коробок передач полу-
чила значительное распространение как в США (Гидроматик), так
и в Европе (Вильсон, Коталь).
Коробки передач с автоматическим управлением обычно выпол-
няют планетарными и их часто снабжают гидродинамической
муфтой для более мягкой работы всей трансмиссии в момент
переключения передач (Гидроматик).
Автоматическое управление передачами осуществляется в зави-
симости от двух параметров: скорости движения автомобиля и на-
грузки двигателя (по разрежению во впускном трубопроводе или
по положению дроссельной заслонки) [1]. Следует отметить, что
и при автоматическом управлении на рулевой колонке или на
Щитке имеется рычажок управления, который может быть уста-
новлен в следующие положения: нормального движения вперед,
215
принудительного включения низшей передачи, нейтральное и зад-
него хода.
Автоматическую ступенчатую коробку передач Гидроматик
в 1955 г. устанавливали на 8 моделях (из 18) легковых автомоби-
лей США (Кадилак, Ольдсмобиль, Нэш, Понтиак и др.). Кроме
того, такая коробка передач получила распространение на автобу-
сах, грузовых автомобилях типа 4 X 2, 4X4 и 6X6 и на специ-
альных автомобилях. Выпуск коробок передач Гидроматик, насчи-
тывающих 13 типо-размеров, достигает миллиона штук в год. Ко-
робки передач типа Гидроматик устанавливаются и на нескольких
моделях английских легковых автомобилей, например Рольс-Ройс.
В Англии, кроме того, продолжают выпускать трансмиссии Вильсон
с приселективным управлением. Получившую распространение не-
сколько лет назад во Франции автоматическую ступенчатую ко-
робку передач Коталь с электрическим управлением за последнее
время не выпускают из-за недостатков автоматического управле-
ния. Как указывается в литературе [54] и подтверждается опытом
эксплуатации в СССР импортных автомобилей с автоматическим
управлением, переключение передач, осуществляемое автоматиче-
скими устройствами, в отношении тяговых качеств, топливной эко-
номичности и плавности движения всегда уступает принудитель-
ному управлению, осуществляемому опытным водителем. Поэтому
заслуживают внимания трансмиссии типа Гидроматик или Коталь
с принудительным управлением передачами рычажком на рулевой
колонке. В этих трансмиссиях отсутствуют автоматические устрой-
ства, что значительно упрощает конструкцию.
Переключение передач на ходу автомобиля электрическим пере-
ключателем при отсутствии педали сцепления очень простое и не
может утомлять водителя.
Гидродинамические и гидромеханические трансмиссии получили
широкое распространение в США. В 1955 г. на 11 из 18 моде-
лей легковых автомобилей такие трансмиссии устанавливались в
качестве основного оборудования или за особую плату.
К. п. д. гидротрансформатора изменяется от нуля до некоторой
предельной величины и затем при дальнейшем увеличении числа
оборотов вала трансмиссии снова начинает резко падать. Поэтому
в момент, соответствующий переходу на прямую передачу при
ступенчатой коробке передач, гидротрансформатор автоматически
переводят на режим гидромуфты или блокируют. Это позволяет
резко увеличить к. п. д. передачи на высоких числах оборотов вала
трансмиссии.
Перевод гидротрансформатора на режим гидромуфты конструк-
тивно, с помощью механизма свободного хода, осуществляется
относительно просто. Вместе с тем приходится учитывать, что, ра-
ботая на режиме гидромуфты, гидротрансформатор должен иметь
малое проскальзывание между рабочими колесами, т. е. малые
потери. Это требование заставляет ограничить коэффициент транс-
формации гидротрансформатора, т. е. ограничить увеличение кру-
тящего момента двигателя при помощи гидротрансформатора.
216
Автоматическая блокировка гидротрансфорМат конструк-
тивно осуществляется значительно сложнее, чем пер°го'ДО Ре“
ЖИМ гидромуфты, но при этом удается получить высокий коЗФФи‘
циент трансформации и полностью устранить потери в гидротранс-
форматоре при его блокировке. р
Для увеличения коэффициента трансформации и для обеспече-
ния высокого к. п. д. на относительно широком диапазоне чисел
оборотов увеличивают число элементов гидротрансформатора, пре-
дусматривая несколько рабочих и направляющих аппаратов.
Гидродинамические передачи, в которых преобразование кру-
тящего момента осуществляется гидротрансформатором, получили
распространение главным образом на автобусах, начиная с 1932 г.
(Лисхольм-Смит). Этот тип гидродинамической передачи с блоки-
ровкой гидротрансформатора выпускался многими фирмами: Спай-
сер (США), Лейланд (Англия), Крупп (Германия). Подобный ги-
дротрансформатор сконструирован и на заводе имени Сталина для
городского автобуса.
Гидродинамические передачи применялись и для легковых авто-
мобилей (Бьюик, Шевроле). Однако преобразование крутящего
момента одним гидротрансформатором оказалось недостаточным
для легковых автомобилей и не обеспечило хороших тяговых ка-
честв при разгоне с места. Кроме того, из-за относительно низкого
к. п. д. гидротрансформатора ухудшилась топливная экономич-
ность. Поэтому, начиная с 1953 г., на автомобилях Шевроле пе-
решли на гидромеханические передачи с планетарными комплек-
тами, а на автомобиле Бьюик планетарная передача была кон-
структивно объединена с гидротрансформатором.
В гидромеханических передачах гидротрансформатор исполь-
зуется для трогания с места и для начального разгона, а затем
гидротрансформатор автоматически блокируется или переходит
на режим гидромуфты. Дальнейший разгон автомобиля совер-
шается на механической понижающей передаче, а затем и эта пе-
редача автоматически блокируется. Второй механической переда-
чей в легковых автомобилях обычно управляют принудительно, как
и в гидродинамических передачах. Чем короче время работы на
гидротрансформаторе, тем меньше влияет низкая величина его
к. п. д. на топливную экономичность автомобиля.
Следует отметить, что на автомобилях Плимут в 1953 г. уста-
навливалась гидромеханическая трансмиссия, состоящая из гидро-
трансформатора, переходящего на режим гидромуфты, совместно
с обычной трехступенчатой коробкой передач с принудительным
Ручным управлением и с фрикционным сцеплением. Таким образом,
эта трансмиссия является как бы дальнейшим развитием трансмис-
сии автомобиля типа ЗИМ с заменой гидромуфты гидротрансфор-
матором, обеспечивающим плавный и достаточно интенсивный раз-
гон, который в случае необходимости может быть сделан еще бо-
лее интенсивным за счет ступенчатой коробки передач. При обгоне
и в тяжелых дорожных условиях также может быть использована
ступенчатая коробка передач. В Европе в 1953 г. появилась гидро-
механическая трансмиссия Боргворд, состоящая из гидротрансфор.
матора и ступенчатой коробки передач с двумя валами, в которой
переключение передач осуществляется с помощью кулачковых
муфт и многодискового фрикционного сцепления с автоматическим
управлением гидравлического типа. Гидротрансформатор работает
кратковременно, только на первой стадии разгона, обеспечивая
плавное трогание с места, затем он блокируется, и дальнейшее
движение автомобиль совершает сперва на понижающей механиче-
ской передаче, а затем на прямой. Трансмиссия такого типа должна
обеспечить высокие тяговые качества и хорошую топливную эконо-
мичность, так как в основном работа происходит на механических
передачах с высоким к. п. д.
Аналогичная по схеме гидромеханическая трансмиссия Гидро-
Медиа применяется в Европе на городских автобусах большой
вместимости.
В табл. 95 приведены данные по гидродинамическим и гидро-
механическим трансмиссиям, а также по ступенчатым трансмис-
сиям с автоматическим управлением,, устанавливаемым на легко-
вых автомобилях США.
Электрические трансмиссии, так же как и гидромеханические,
обеспечивают легкость управления и плавный разгон, в связи
с чем одно время начали получать распространение на город-
ских автобусах (автобус ЗИС-154, автобус GMC и др.). Однако
значительный собственный вес электрической установки (см.
гл. II) и низкий к. п. д. препятствовали их распространению.
С 1954 г. в США электрические трансмиссии совсем не приме-
няются.
Фрикционно-механические бесступенчатые передачи до настоя-
щего времени не получили заметного распространения. В серийном
производстве на малолитражных автомобилях Остин в середине
30-х годов применялась лишь фрикционная бесступенчатая пере-
дача Хейс с роликами. Автоматическое управление этой коробкой
осуществлялось гидравлическим серво-механизмом. Коробки пере-
дач Хейс вышли из употребления, повидимому, из-за быстрого из-
носа. Между тем теоретически коробки передач этого типа пред-
ставляют большой интерес, так как дают возможность изменять
передаточное число по любому закону, тогда как в гидродинами-
ческих, гидромеханических и электрических трансмиссиях переда-
точное число меняется автоматически, вследствие чего крутящий
момент на выводном валу автоматически увеличивается в соответ-
ствии с увеличением нагрузки.
Чтобы автоматические трансмиссии не только облегчали упра-
вление автомобилем, но и обеспечивали наилучшие тяговые каче-
ства автомобиля и наилучшую топливную экономичность, необхо-
димо, чтобы водитель мог плавно регулировать мощность на валу
двигателя и чтобы при любой заданной мощности двигатель рабо-
тал на таком скоростном режиме и при таком открытии дроссель-
ной заслонки, которые обеспечивают минимальный расход топлива
при данной мощности.
218
Таблица 95
Типы и характеристика гидродинамических, гидромеханических
и автоматических ступенчатых трансмиссий легковых автомобилей США
Двтомо- би.11, Модель трансмис- сии Год внедрения Дополнитель- ная стоимость в долларах Тип трансмис- сии Характеристика трансмиссии
Кади- лак Ольдсмо- биль Понтиак НЭШ Кайзер Гидро- матик 19401 125 Автома- тическая ступен- чатая Четырехступенчатая планетарная коробка передач с автоматиче- ским управлением, действующим от гидравлического серво-меха- низма, и гидромуфта
Бьюик Дайна- флоу 19472 200 Гидрав- лическая Четырехэлементный гидротранс- форматор, переходящий на режим, гидромуфты, с дополнительной ступенью турбины, взаимодей- ствующей с основной через пла- нетарную передачу, и понижаю- щая планетарная передача с руч- ным управлением
Шевроле Пауэрг- лайд 19503 — Гидро- механи- ческая Трехэлементный гидротрансформа- тор, переходящий на режим гидро- муфты, и планетарная коробка передач с одной понижающей передачей с автоматическим управлением, действующим от гидравлического серво-механизма
Паккард Ультра- матик 1949 — Гидро- механи- ческая Четырехэлементный гидротранс- форматор с автоматической бло- кировкой и понижающая пла- нетарная передача с ручным управлением
Форд Меркюри Форло- матик 1949 — Гидро- механи- ческая Трехэлементный гидротрансформа- тор, переходящий на режим гидро- муфты, и планетарная коробка передач с двумя понижающими передачами, из которых одна с автоматическим и одна с руч- ным управлением
219
Продолжение табл. 9;
Автомо- биль Модель трансмис- сии Год внедрения Дополнитель- ная стоимость в долларах 1 Тип трансмис- сии Характеристика трансмиссии 1 1
Студебе- кер Борг- Ворнер 1950 200 Гидро- механи- ческая Трехэлементный гидротрансформа- тор с автоматической блокиров- кой и планетарная коробка пе- редач с двумя понижающими передачами, из которых одна с автоматическим управлением и одна с ручным управлением
Плимут Крайслер Де-Сото Додж Пауер- флайт 19534 — Гидро- механи- ческая Четырехэлементный гидротрансфор- матор, переходящий на режим гидромуфты, и планетарная ко- робка передач с одной понижаю- щей передачей с автоматическим управлением
1 На автомобилях Кадилак с 1950 г. применяется как стандартное оборудование. 2 С 1948 г. применяется как стандартное оборудование. До 1953 г. устанавливалась гидродинамическая трансмиссия (без планетарной передачи в турбине). 3 До 1953 г. устанавливалась гидродинамическая трансмиссия. 4 До 1954 г. на автомобилях Плимут устанавливалась гидродинамическая передача с коробкой передач с двумя валами и фрикционным сцепле- нием при ручном управлении.
Акад. Е. А. Чудаков [43] для получения максимальной топлив-
ной экономичности автомобиля предложил дроссельную заслонку
карбюратора устанавливать в положение, соответствующее работе
двигателя на наиболее экономичном режиме, а передаточные числа
в коробке передач изменять принудительно, в зависимости от со-
противления дороги и от желательной скорости движения авто-
мобиля. В этом случае органы управления автомобилем свелись
бы к педали изменения передаточного отношения в заданных пре-
делах, при бесконечном числе промежуточных ступеней. При этом
водитель управлял бы этой педалью, как обычной педалью упра-
вления дроссельной заслонкой, и следовательно, легкость управле-
ния была бы такой же, как у автоматических трансмиссий. По
такому же принципу была построена экспериментальная фрик-
ционно-механическая коробка передач конструкции акад. А. А. Ми-
кулина для автомобиля М-20 «Победа». Однако до настоящего
времени получить надежно работающую трансмиссию данного типа
не удалось.
220
* * *
На основании изложенного можно сделать следующие рекомен-
дации по облегчению управления для перспективных типов отече-
ственных автомобилей.
Для легковых автомобилей следует рекомендовать применение
ступенчатой коробки передач с синхронизаторами, с расположе-
нием рычага переключения на рулевой колонке и с автоматически
управляемой ускоряющей передачей. Одновременно (в первую оче-
редь на городских такси) следует устанавливать гидромеханиче-
ские передачи. На легковые автомобили личного пользования сле-
дует по желанию покупателя устанавливать более дешевую
ступенчатую коробку передач или более дорогую гидромехани-
ческую.
Проф. А. А. Липгарт рекомендует следующие схемы гидромеха-
нических трансмиссий для легковых автомобилей перспективных
типов.
1. Для автомобиля малого литража (при относительно малой
удельной мощности автомобиля) — гидратрансформатор с высоким
коэффициентом трансформации, который после первой стадии раз-
гона блокируется, и коробку передач с двумя валами. Одна пони-
жающая ступень этой коробки передач используется для дальней-
шего разгона и затем автоматически блокируется.
2. Для автомобилей среднего литража (повышенной экономич-
ности и повышенной комфортабельности) — гидротрансформатор,
переходящий на режим гидромуфты, и двухступенчатую планетар-
ную коробку передач с замедляющей и прямой передачами, упра-
вляемыми автоматически.
3. Для легкового автомобиля большого литража (при высокой
удельной мощности автомобиля) — четырехэлементный гидротранс-
форматор, переходящий на режим гидромуфты, и понижающую
планетарную передачу с ручным управлением.
Для грузовых автомобилей можно рекомендовать следующие
схемы трансмиссий.
Для грузовых автомобилей особо малой грузоподъемности ре-
комендуется применять ступенчатую коробку передач с синхрони-
заторами и расположением рычага переключения на рулевой
колонке.
Для автомобилей малой, средней и большой грузоподъемности
следует рекомендовать обычную ступенчатую коробку передач
с синхронизаторами и расположением рычага переключения на
картере или (для модификаций типа «кабина над двига-
телем») — в полу кузова. Для грузовых автомобилей большой
грузоподъемности, кроме того, можно предусмотреть гидромехани-
ческую передачу, состоящую из гидротрансформатора, переходя-
щего на режим гидромуфты или блокируемого, и из ступенчатой
коробки передач планетарного типа с ручным дистанционным
управлением.
Аналогичную гидромеханическую трансмиссию следует устана-
вливать на грузовые автомобили особо большой грузоподъемности,
221
так как на этих автомобилях принудительное переключение сту-
пеней обычной коробки передач становится затруднительным для
водителя и гидротрансформатор необходим для смягчения ударных
нагрузок. Такая же по схеме трансмиссия должна применяться и
на автомобилях высокой проходимости средней и большой грузо-
подъемности.
Городские автобусы должны быть снабжены только гидромеха-
нической передачей, выполненной по схеме, при которой первая
стадия разгона совершается на гидротрансформаторе, работающем
совместно с понижающей передачей, затем гидротрансформатор
блокируется и дальнейший разгон совершается на понижаю-
щей передаче, автоматически переключающейся на прямую
передачу.
Междугородные автобусы, автобусы, выполненные на шасси
грузовых автомобилей, и специализированные должны снабжаться
ступенчатыми коробками передач с синхронизаторами и ручным
управлением.
Таблица 96
Рекомендуемые типы передач для перспективных автомобилей
Типы автомобилей Разновидности । Типы передач 1 j
Легковые Все разновидности 16 и II
Грузовые (вклю- чая самосвалы) Особо малой грузоподъемности Малой и средней грузоподъемности . . . Большой грузоподъемности .... Особо большой грузоподъемности .... 16 1а 1а и II II
Грузовые высо- кой проходи- мости Особо малой грузоподъемности Малой и средней грузоподъемности . . . Большой грузоподъемности 16 и II 1а и II II
Автобусы Городские Междугородные Специализированные II 1а 1а
В табл. 96 указаны рекомендуемые типы передач для
перспективных автомобилей. Условные обозначения приведены
ниже:
1а — ступенчатая коробка передач с синхронизаторами и рас-
положением рычага переключения на картере или в полу кузрва
(при дистанционном управлении);
16 — ступенчатая коробка передач с синхронизаторами и рас-
положением рычага переключения на рулевой колонке и автома-
тически управляемой ускоряющей передачей;
II — гидромеханическая передача.
222
Легкость управления тормозами зависит от усилия, которое
олжно быть приложено к педали, и от величины хода педали,
/силия, которые водитель должен прикладывать к педали или
рычагу, не должны превышать значений, указанных в табл. 97 [9].
Таблица 97
Предельные значения усилий, прикладываемых к органам управления,
и величины их хода
Органы управления При частом включении При редком включении
Усилие в кг Ход в см Работа в к гем Усилие в кг Ход в см Работа в к гем
Педаль 25 15 375_400 50 16 800
Рычаг 1 20 25 500 30 30 900
При торможении с замедлением около 2,5—3,5 м/сек2 давле-
ние на педаль не должно превосходить 25 кг. Практически
92—95% от общего числа торможений соответствуют указанной
величине замедления.
Норму контрольного пути обычно устанавливают при тормо-
жении автомобиля на хорошей сухой дороге с асфальтированным
покрытием на пределе юза. При этом, как видно из табл. 97, уси-
лие на педали следует ограничить величиной 50 кг. Минимальный
контрольный путь торможения автомобиля на хорошей дороге
(пренебрегая сопротивлением качению) определяют по выра-
жению [45]
° 2^? (3,6)2 254? ’
где va — скорость движения автомобиля, с которой производится
торможение, в км/час\
ср — коэффициент сцепления; для сухого асфальта ср = 0,6-4- 0,7.
Таким образом, минимальный путь торможения определяется
состоянием дороги (коэффициентом сцепления ср) и не зависит от
веса автомобиля.
Если принять коэффициент сцепления ср = 0,6, то минимальный
путь торможения от скорости 30 км/час до полной остановки (неза-
висимо от веса автомобиля) равен 6 м, а при торможении от ско-
рости 50 км/час— 16,5 м. Следовательно, при правильном расчете
задавать контрольный путь торможения можно от любой исходной
скорости.
Сила нажатия на тормозную педаль для обеспечения указан-
ного контрольного пути торможения зависит от полного веса авто-
мобиля и от конструкции тормозного механизма и тормозного
привода.
Контрольный путь торможения от скорости 30 км/час полной
остановки для всех автомобилей должен быть установлен равным
6 м (не более) при ограничении силы нажатия на тормозную пе-
223
даль в 50 кг. На основании этих норм конструктор должен выби-
рать схемы тормозного механизма и тормозного привода.
В табл. 98 приведен экспериментально определенный путь тор-
можения (до полной остановки) для отечественных грузовых авто-
мобилей с полной нагрузкой при движении по сухому горизонталь-
ному асфальтированному шоссе со скоростью 30 км/час, при
максимальном нажатии на тормозную педаль рабочего тормоза.
Таблица 98
Путь торможения отечественных грузовых автомобилей, определенный
экспериментально
Автомобиль Г рузоподъемность в m Путь торможения в м Тип тормозного привода
ГАЗ-М-415 0,4 1 Механический
ГАЗ-ММ 1,5 10
ГАЗ-51 2,5 8 Гидравлический
ЗИС-5 3,0 9 Механический
ЗИС-150 4,0 8 Пневматический
ЯГ-6 5,0 9 Механический с усилителем
МАЗ-200 7,0 8 Пневматический
Как видно из табл. 98, путь торможения, который имеют оте-
чественные грузовые автомобили старых и послевоенных моделей
при максимальном (не ограниченном значениями, указанными
в табл. 97) нажатии на тормозную педаль, больше, чем расчетный.
Для городских автобусов, учитывая безопасность стоящих пасса-
жиров, средняя величина замедления при торможении не должна
быть выше 3,0 м/сек2, что соответствует контрольному пути, рав-
ному 10 м при торможении со скорости 30 км/час. Торможение на
меньшем пути для этих автобусов следует считать аварийным.
В легковых автомобилях при гидравлических тормозных приво-
дах обычно удается обеспечить умеренную силу нажатия на тор-
мозную педаль при заданном контрольном пути торможения без
усилителей.
На легковых автомобилях с большим полным весом устанавли-
вались или усилители торможения с использованием разрежения
во впускном трубопроводе карбюраторного двигателя (автомобиль
ЗИС-101), или применялись тормозные механизмы с самозаторма-
живающимися колодками (автомобиль ЗИС-110). Однако тормоз-
ные механизмы с самозатормаживанием снижают плавность и
безопасность торможения. Поэтому за последнее время их приме-
няют все реже, и на автомобилях с относительно большим полным
весом снова начали устанавливать вакуумные усилители.
На грузовых автомобилях США, Англии и Германии грузо-
подъемностью до 5,0 т преимущественное распространение имеют
гидравлические тормоза, причем на автомобилях грузоподъем-
ностью свыше 3,0 т обычно применяются вакуумные усилители,
224
работающие с использованием разрежения во впускном трубопро-
воде карбюраторного двигателя. На грузовых автомобилях грузо-
подъемностью свыше 5,0 т в основном применяются пневматиче-
ские или пневмогидравлические тормозные приводы. В последних
основное усилие создается сжатым воздухом, а передача усилия
к тормозным механизмам осуществляется гидравлическим путем.
Для перспективных типов легковых автомобилей можно реко-
мендовать гидравлические тормозные приводы. На легковых авто-
мобилях большого литража в случае необходимости надо преду-
смотреть установку усилителя тормозного привода, но от примене-
ния тормозных механизмов с самозатормаживанием следует
отказаться. На грузовых автомобилях особо малой и малой грузо-
подъемности рекомендуется устанавливать гидравлические тормоз-
ные приводы. Начиная с автомобилей средней грузоподъемности
(типа автомобиля ЗИС-150), целесообразно применять пневмати-
ческие или пневмогидравлические тормозные приводы. Это обес-
печит надежное торможение автопоездов при широком использова-
нии прицепов и даст возможность унифицировать тормозные
приводы на автомобилях средней грузоподъемности с карбюратор-
ными двигателями и дизелями, что невозможно сделать при уста-
новке вакуумных усилителей. .
Пневматические или пневмогидравлические тормозные приводы
должны быть также предусмотрены на всех городских и между-
городных автобусах.
Легкость управления зависит также от усилия на рулевом ко-
лесе при повороте на определенной дороге с данной ско-
ростью и от перемещения рулевого колеса при повороте напра-
вляющих колес на определенный угол, а кроме того от передачи
на рулевое колесо ударов колес о неровности дороги (обратимость
рулевого механизма). С увеличением углового передаточного числа
рулевого управления уменьшается усилие на рулевом колесе, но
увеличивается его перемещение. На грузовых автомобилях боль-
шой и особо большой грузоподъемности и на автобусах, разви-
вающих большие скорости (междугородных), следует применять
рулевые механизмы с усилителями. Усилители рулевого управле-
ния целесообразно также устанавливать на городских автобусах
большой вместимости.
Усилители рулевого управления, помимо облегчения управле-
ния, повышают безопасность движения, так как при наличии уси-
лителей можно удержать на дороге автомобиль с большим полным
весом в случае прокола шины даже при движении с очень большой
скоростью.
ГЛАВА VIII
МАНЕВРЕННОСТЬ И ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ
МАНЕВРЕННОСТЬ
Маневренность автомобиля характеризуется (фиг. ПО) внеш-
ним габаритным радиусом Rz поворота, соответствующим макси-
управляемых колес, наименьшим ра-
мальному углу поворота
Фиг. ПО. Параметры, характеризую-
щие маневренность автомобиля.
диусом R поворота по колее пе-
реднего внешнего колеса и шири-
ной. Ьг поворота, представляющей
собой разность между внешним
и внутренним габаритными радиу-
сами поворота автомобиля при
максимальном повороте управляе-
мых колес.
Максимальный угол поворота
передних колес легковых автомо-
билей, при их конструктивном
развитии, остается с годами прак-
тически неизменным. Максималь-
ные габаритные размеры легковых
автомобилей данного класса (по
рабочему объему) несколько уве-
личиваются, что могло бы повести к увеличению габаритного ра-
диуса и ширины поворота, однако это компенсируется уменьшением
базы легковых автомобилей соответствующих классов. Таким обра-
зом, маневренность легковых автомобилей данного класса с годами
практически изменяется незначительно. С увеличением габаритных
размеров автомобиля и его базы маневренность ухудшается.
В табл. 99 приведены данные по параметрам, характеризующим
маневренность отечественных и некоторых заграничных легковых
автомобилей.
Использование габаритной площади (отношение полезной пло-
щади кузова к габаритной площади автомобиля) также характе-
ризует маневренность автомобиля. Чем ближе это отношение
к единице, тем совершеннее компоновка автомобиля.
Для легковых автомобилей полезная площадь кузова была
подсчитана, как произведение внутренней ширины кузова (на
226
Таблица 99
Параметры, характеризующие маневренность отечественных и некоторых
заграничных легковых автомобилей
Автомобиль База в мм Внешний габаритный радиус поворота в м Ширина поворота в м Наименьший радиус пово- рота по колее переднего внешнего колеса в м
„Москвич- 2340 6,4 2,1 6,00
М-20 „Победа- 2700 6,5 2,7 6,30
ГАЗ-М-1 2845 6,8 2,7 6,35
ГАЗ-11-73 2845 6,8 2,7 6,35
ЗИМ 3200 7,5 3,2 6,80
ЗИС-101 3605 8,1 3,1 7,70
ЗИС-110 3760 8,1 3,4 7,40
Студебекер Командор (1954 г.) 2955 6,4 2,8 6,20
Додж Коронэ (1954 г.). . 3020 6,8 3,0 6,20
уровне переднего сиденья) на его внутреннюю длину (от перед-
него щитка до задней плоскости заднего сиденья на уровне его
спинки). В табл. 100 приведены данные по использованию габа-
ритной площади для отечественных легковых автомобилей и для
автомобиля Татра-87 с задним расположением силового агрегата.
Как видно, заднее расположение силового агрегата в легковых
автомобилях большого преимущества в отношении использования
габаритной площади не дает. Использование габаритной площади
в легковых автомобилях с годами улучшается в связи с совершен-
ствованием их компоновки.
Таблица 100
Использование габаритной площади в легковых автомобилях
Автомобиль Габаритные размеры в м Габаритная площадь в ж2 Внутренние раз- меры кузова в м Полезная пло- щадь кузова в М2 Использование габаритной площади в %
Длина Ширина Длина Ширина
ГАЗ-М-1 4,625 1,770 8,19 2,100 1,130 2,37 29
ГАЗ-11-73 4,655 1,770 8,23 2,100 1,130 2,37 29
М-20 «Победа* . . 4,665 1,695 7,92 1,920 1,360 2,61 33
ЗИМ 5,350 1,873 10,03 2,460 1,510 3,71 37
Татра-87 ...... 4,740 1,670 7,92 1,760 1,440 2,53 32
При обычной компоновке грузовых автомобилей (с капотом)
с годами их маневренные качества изменяются мало (они ухуд-
шаются с увеличением базы автомобиля и его габаритных разме-
15* 227
ров). В табл. 101 приведены данные по параметрам, характеризую-
щим маневренность отечественных грузовых автомобилей.
Таблица 101
Параметры, характеризующие маневренность отечественных грузовых
автомобилей
Автомобиль База в мм Внешний габарит- ный радиус поворота в м Ширина поворота в м Наименьший ра- диус поворота по колее переднего внешнего колеса в м
ГАЗ-ММ . . 3340 8,1 3,1 7.5
ГАЗ-51 . . . 3300 8,2 3,3 7,6
ЗИС-5. . . . 3810 9,2 3,35 8,6
ЗИС-150. . . 4000 8,8 3,9 8,0
ЯГ-6. . . . 4200 9,2 3,9 8,5
МАЗ-200 . . 4520 10,0 4,5 9,2
Для грузовых автомобилей маневренность можно значительно
увеличить с переходом на компоновку типа «кабина над двига-
телем» (см. фиг. 135, в), так как при этом сокращается как габа-
ритная длина автомобиля, так и его база, при одновременном
увеличении полезной длины рамы, занимаемой кузовом. В подтвер-
ждение сказанного в табл. 102 приведены данные по двум моделям
английских грузовых автомобилей фирмы Лейланд, близких по
грузоподъемности и различных по компоновке.
Таблица 102
Сравнение маневренности грузовых автомобилей Лейланд с двигателем
под капотом и с кабиной над двигателем
Модель Тип компоновки Грузо- подъем- ность в т База в мм Полезная длина рамы в мм Минималь- ный радиус поворота по колее передних колес в м
Бевер 12В1 Супер-Бевер Кабина над двигате- лем Двигатель под капо- том 7,0 6,1 4570 5100 5790 5250 8,7 9,5
В табл. 103 приведены данные по использованию габаритной
площади для отечественных грузовых автомобилей.
Грузовые автомобили с кабиной над двигателем имеют несо-
мненное преимущество перед грузовыми автомобилями с двигате-
лем под капотом в отношении использования габаритной площади.
Общая оценка преимуществ и недостатков автомобилей типа
«кабина над двигателем» сделана в гл. X.
228
Таблица 103
Использование габаритной площади грузовых автомобилей
Автомобиль Габаритные размеры в м Габаритная площадь в М1 Внутренние размеры кузова в м Полезная площадь кузова в м? Использо- вание га- баритной площади в %
длина | ширина длина | ширина
ГАЗ-ММ 5,335 2,040 10,9 2,450 1,870 4,58 42
ГАЗ-51 5,670 2,280 12,9 3,080 2,070 6,38 50
ЗИС-5 6,060 2,235 13,5 3,085 2,085 6,43 48
ЗИС-150 6,720 2,385 16,0 3,540 2,250 7,96 50
ЯГ-6 6,500 2,500 16,25 3,780 2,330 8,80 54
МАЗ-200 7,620 2,650 20,2 4,500 2,480 11,15 55
При кузове вагонного типа маневренность городских автобусов
значительно улучшается. В табл. 104 приведены параметры, по
которым можно сравнить маневренность автобуса ЗИС-16 (с дви-
гателем под капотом) и автобуса ЗИС-155 (с кузовом вагонного
типа).
Таблица 104
Сравнительные параметры, характеризующие маневренность городских
автобусов ЗИС-16 и ЗИС-155
Автобус Число мест для сидения База в мм Габаритная длина в мч Наименьший радиус поворота по колее переднего внешнего колеса в м
ЗИС-16 25 4970 8525 11,2
ЗИС-155 28 4090 8260 8,5
Табл. 105 показывает, как изменяется маневренность вагонных
автобусов с изменением их вместимости.
Таблица 105
Маневренность вагонных автобусов Твин-Коч различной вместимости
Серия Число мест для сидения База в мм Наибольшая длина в мм Внешний габаритный радиус поворота в м
вправо влево
R 25 4520 7 205 9,26 9,40
R 27 5335 8 015 10,75 10,70
R 31 5980 8 665 11,60 12,00
RL 31 4560 8 510 9,30 9,60
RL 35 5270 9320 10,90 10,70
RL 41 6085 10 035 12,25 12,00
229
В табл. 106 приведены нормы внешнего габаритного радиуса
поворота, которые можно рекомендовать для перспективных типов
автомобилей.
Таблица 106
Внешний габаритный радиус поворота (не более) для перспективных
типов автомобилей
Тип автомобилей Разновидности Внешний габа- ритный радиус поворота (не более) в м
Легковые Малолитражный Среднего литража Большого литража . 6,5 7,0 8,0
Грузовые (до- рожные и высо- кой проходи- мости) Особо малой грузоподъемности Малой грузоподъемности Средней и большой грузоподъемности . . . Особо большой грузоподъемности . ... 7,5 8,5 13,0 14,0
Автобусы Специализированные Городские Междугородные 8.5 12,0 13,0
ПРОХОДИМОСТЬ
Параметры, характеризующие проходимость автомобиля, выби-
рают в зависимости от грунта, по которому должен передвигаться
автомобиль. Грунт может быть неровным (твердым), скользким
и мягким или топким.
Способность автомобиля проходить по неровному твердому
грунту, не задевая за его выступы осями, картерами двигателя и
других механизмов автомобиля, а также деталями кузова, харак-
теризуется параметрами проходимости: просветами, минимальными
углами переднего и заднего свесов, продольным и поперечным
радиусами проходимости (фиг. 111 и 112).
Все эти параметры определяют при максимальном полном весе
автомобиля и в предположении, что автомобиль стоит на горизон-
тальной плоскости. Давление в шинах должно соответствовать
указанному в инструкции.
Просветом называется расстояние от деталей передней и
задней осей или картеров силовой передачи автомобиля до опор-
ной плоскости (Ль Л2 и Л3 на фиг. 111 и 112). При независимой
подвеске передних колес минимальная величина просвета под
передней осью находится не по середине оси, а ближе к колесам,
причем чем ближе она находится к колесам, тем меньше опасность
задеть соответствующей точкой оси за выступ дороги.
Поперечный радиус проходимости (/?" и на фиг. 111) ха-
рактеризует способность автомобиля проходить по неровному
230
грунту не только по величине соответствующего просвета, но и с
учетом того, в каком месте величина этого просвета в поперечной
плоскости автомобиля (ближе или дальше от колес) будет мини-
мальной.
По продольному радиусу R' проходимости (фиг. 112) анало-
гичным образом можно определить проходимость автомобиля по
Фиг. 111. Просветы и поперечный радиус проходимости автомобиля:
« — передняя ось; б—задняя ось.
неровному грунту, учитывая величину просвета под подрессорен-
ными частями автомобиля, и место, в котором величина этого про-
света в пределах базы автомобиля будет минимальной. Для авто-
мобилей высокой проходимости необходимо обеспечить возмож-
ность движения по глубокой
колее, что заставляет преду-
сматривать соответствующий
просвет по всей ширине
н длине автомобиля. По-
этому на автомобилях высо-
кой проходимости обычно
устанавливают шины боль-
шого диаметра.
Углы переднего и заднего
свесов (аир на фиг. 112)
Фиг. 112/ Продольный радиус проходимости
автомобиля и углы въезда и съезда.
характеризуют способность автомобиля передвигаться по неров-
ному (наклонному) грунту, не задевая за него при въезде на уклон
или съезде с него.
Данные по осевым просветам и углам свесов для отечествен-
ных легковых автомобилей приведены в табл. 107.
Способность автомобиля проходить по мягким грунтам харак-
теризуется, в основном, условным удельным давлением колеса, т. е.
•отношением веса, приходящегося на колесо, к площади отпечатка
шины (по внешнему контуру отпечатка при опоре колеса на твер-
дую поверхность). Эта величина для шины данного типа (по числу
•слоев, конструкции корда и т. п.) пропорциональна внутреннему
давлению воздуха в шине. Для обычных современных шин низкого
давления легковых автомобилей условное удельное давление ко-
231
Таблица 107
Параметры, характеризующие проходимость отечественных
легковых автомобилей по неровному твердому грунту
Автомобиль Просветы в ми Углы свесов в град. Радиус проходимости продольный в м
под передней осью под задней осью переднего заднего
„Москвич* 200 190 35 23 3,2
ГАЗ-А 265 205 60 34 —
ГАЗ-М-1 215 210 35 22 3,5
ГАЗ-11-73 215 210 35 22 3,5
М-20
„Победа* 210 200 27 19 3,5
ЗИМ 200 200 24 18 5,3
ЗИС-101 200 190 25 15 7,3
ЗИС-110 210 210 23 17 8,3
леса примерно на 10—20% выше давления воздуха в шине. Таким
образом, сравнительную оценку проходимости автомобилей с ши-
нами данного типа можно проводить по внутреннему давлению
воздуха в шине.
Резкое снижение внутреннего давления воздуха в шинах на-
блюдалось в период 1923—1925 гг.% когда шины высокого давления
заменялись шинами низкого давления. Так, например, на легковом
автомобиле модели Т, выпускаемом заводом Форда, применялись
шины высокого давления размером ЗО.ХЗУг с внутренним давле-
нием воздуха 4 кг/см2, а затем на модели А устанавливались бал-
лоны размером 5,50—19 с внутренним давлением воздуха 2,2 кг/см2.
Это, однако, делалось не из соображения повышения проходимости
по мягким грунтам, а для повышения комфортабельности. После
перехода на шины низкого давления внутреннее давление в них
для автомобилей соответствующего класса понижалось уже не так
значительно. В последние годы, однако, оно вновь было понижено
до 1,65—1,75 кг/см2 при одновременном увеличении ширины обода,
что обеспечило хорошее сцепление шины с дорогой и устойчивость
автомобиля на большой скорости движения.
Проходимость автомобиля по скользкой дороге характери-
зуется отношением сцепного веса к полному весу автомобиля,
а также формой и рисунком протектора шины.
Вес в процентах, приходящийся на ведущую (заднюю) ось лег-
ковых автомобилей (сцепной вес) в период 1930—1935 гг., сни-
жался, а следовательно, и проходимость автомобилей по скольз-
ким дорогам при этом ухудшалась.
Вместе с тем снижение сцепного веса, выраженного в процентах
от полного веса, дало возможность конструкторам повысить другие
эксплуатационные качества современных автомобилей, в первую
очередь добиться более комфортабельного размещения пассажи-
ров в кузове (в результате перемещения сиденья вперед), лучшей
232
устойчивости и равномерного распределения нагрузки на шины,
а в связи с этим и более равномерного их износа.
В 1930—1935 гг. полный вес легковых автомобилей распреде-
лялся так: на передние колеса 42%, на задние колеса 58%. Затем
к 1940 г. распределение этого веса стабилизировалось приблизи-
тельно следующим образом: на передние колеса 48%, на задние
колеса 52%. Попытки некоторых заграничных фирм перейти в то
время на распределение полного веса поровну на передние и
задние колеса (50X50%) не увенчались успехом из-за того, что
при этом вследствие снижения сцепного веса ухудшилась прохо-
димость автомобилей по скользким дорогам. В настоящее время
с улучшением конструкции шин и повышением сцепления их с до-
рогой удалось уравнять нагрузку на передние и задние шины
(автомобиль ЗИМ) и даже еще несколько разгрузить задние ве-
дущие шины, доведя нагрузку на них до 48% от полного веса.
В табл. 108 приведены данные по распределению собственного
и полного веса (по взвешиванию) для современных легковых авто-
мобилей выпуска 1954 г.
Таблица 108
Распределение собственного и полного веса современных легковых
автомобилей (1954)
Фирма Модель Собственный вес Полный вес
общий в кг на переднюю ось на заднюю ось общий в кг на переднюю ось на заднюю ось
в кг | В о/о в кг в о/о в кг В о/о в кг В °/о
Студе- бекер Командор 1595 915 57,5 680 42,5 2100 1085 51,5 1015 48,5
Додж Коронэ 1665 925 51,5 740 48,5 2164 1082 50,0 1082 50,0
Форд Кастомлайн 1570 885 56,5 685 43,5 1990 1010 51,0 980 49,0
Шевроле Стильлайн 1630 890 54,5 740 45,5 2060 1030 50,0 1030 50,0
На фиг. 113 приведены кривые изменения (по годам) полного
веса (с эксплуатационной и полной нагрузкой) и полезной на-
грузки, приходящихся на переднюю (неведущую) ось, в процентах
от соответствующих суммарных величин для легковых автомо-
билей.
Следует признать, что проходимость легковых автомобилей сни-
жается с годами в первую очередь в связи с требованиями устой-
чивости и комфортабельности (понижение центра тяжести автомо-
биля, равномерное распределение веса по колесам и т. п.). Это
оказалось возможным, так как легковой автомобиль все более и
более приспосабливают к движению по гладким дорогам с твер-
дым покрытием, а для движения по плохим дорогам создают спе-
циальные легковые автомобили высокой проходимости (типа авто-
мобиля ГАЗ-69) .
233
В табл. 109 приведены параметры, характеризующие проходи-
мость отечественных грузовых автомобилей по неровным грунтам.
Следует отметить, что от проходимости автомобиля по неров-
дит. 113. Полный вес и полезная нагрузка
(в процентах), приходящиеся на переднюю
ось легковых автомобилей:
зависит и проходимость авто-
мобиля по мягким, топким
и сыпучим грунтам, учиты-
вая погружение колес авто-
мобиля в грунт.
Для того чтобы получить
удовлетворительную про-
ходимость по неровным
твердым грунтам для грузо-
вых автомобилей различных
классов по грузоподъемно-
сти, просвет под подрессо-
ренными и неподрессорен-
ными частями приходится
увеличивать с ростом грузо-
подъемности. Это подтвер-
ждается статистическими
данными по английским гру-
зовым автомобилям различ-
7 —с эксплуатационной нагрузкой; 2 —с полной на-
грузкой; 3 — полезная нагрузка (вес пяти пассажиров).
ных классов по грузоподъ-
емности выпуска различных
годов (фиг. 114).
С годами, при переходе на компоновки, обеспечивающие более
равномерную нагрузку шин, передние и задние свесы увеличи-
ваются, что приводит к уменьшению соответствующих углов све-
сов. Одновременно с укорочением базы продольные радиусы про-
ходимости для грузовых автомобилей с годами уменьшаются.
Таким образом, для дорожных грузовых автомобилей различные
параметры, характеризующие их проходимость по неровным грун-
там, изменяются по-разному: одни ухудшаются, а другие улуч-
шаются.
Таблица 109
Параметры, характеризующие проходимость отечественных грузовых
автомобилей по неровным (твердым грунтам)
Автомобиль Просветы в мм Углы свесов в град. Радиус прохо- димости про- дольный в м
под передней осью под задней осью переднего заднего
ГАЗ-ММ 300 200 59 37 3,10
ГАЗ-51 305 245 40 32 2,70
ЗИС-5 295 250 62 19 5,25
ЗИС-150 325 265 40 24 3,90
ЯГ-6 310 300 79 32 4.20
МАЗ-200 290 290 43 29 5,50
234
На грузовых автомобилях также в связи с переходом с шин
высокого давления на шины низкого давления понизилось внутрен-
нее давление в них и, следовательно, понизилось удельное давле-
ние колес на грунт.
Следует помнить, что от правильного выбора шин в значитель-
ной степени зависит не только проходимость, но и расход топлива,
а также боковая устойчивость автомобиля.
Для движения со сравнительно большой скоростью по горным
дорогам с твердым покрытием при большом числе поворотов при-
Фиг. 114. Изменение по годам просветов грузовых автомобилей
различных классов по грузоподъемности.
меняют шины со специальным протектором, называемые южно-
автострадными. Эти шины обеспечивают хорошую устойчивость
автомобиля на поворотах и небольшие потери на перекатывание,
а следовательно, и хорошую топливную экономичность. Вместе
с тем эти шины не обеспечивают удовлетворительной проходи-
мости по грунтовым дорогам.
Универсальные шины предназначены для смешанной эксплуа-
тации: в городе, на дорогах с твердым покрытием и на грунтовых
дорогах в удовлетворительном состоянии. Они обеспечивают в этих
условиях хорошую устойчивость на поворотах, хорошую топливную
экономичность и удовлетворительную проходимость. Однако на
плохих грунтовых дорогах они не могут обеспечить должной про-
ходимости.
Для обеспечения хорошей проходимости по скользким грунто-
вым дорогам выпускают специальные шины с различными рисун-
ками протектора (фиг. 115). Следует помнить, что повышение
235
Таблица 110
Внутреннее давление в шинах
Автомобиль Полный вес в кг Обозначение шин Давление в шинах в кг1см*
передних колес задних колес
ЗИС-5 6 250 34X7 5,0 5,75
ЗИС-150 8 235 9,00 - 20 3,50 4,25
ЯГ-6 10150 40X8 5,0 6,50
МАЗ-200 13 625 12,00 — 20 4,25 5,50
проходимости при этих шинах часто ведет к значительному сни-
жению топливной экономичности при движении автомобиля* по
дорогам с твердым покрытием из-за увеличения потерь на перека-
тывание, а также к снижению устойчивости на поворотах при дви-
жении по горным дорогам с твердым покрытием.
Фиг. 115. Типы рисунков протектора шин, предназначенных для тяжелых
дорожных условий.
При рисунке «косая елка» (фиг. 115, а) значительно увеличи-
вается проходимость автомобиля по влажным слабым грунтам и
по рыхлому снегу при хорошей боковой устойчивости в упомяну-
тых условиях движения.
При движении по ровному твердому покрытию такая шина
работает с вибрацией и имеет повышенный износ [7]. Рисунок
«елка» (фиг. 115,6) уступает по проходимости рисунку «косая
елка», так как рисунок «елка» забивается грунтом и снегом, но
вследствие сплошной полосы посредине беговой дорожки обеспе-
чивает более спокойную работу при движении по ровному твер-
дому покрытию. Рисунок «прямая елка» (фиг. 115, в) обеспечи-
вает практически такую же проходимость по влажным и рыхлым
236
грунтам, как и «кое;1я не забиваясь гру111()м’^„11()ЛШ;
удовлетворительную раг,Оту ’ движении по ровному тЯкпому
покрытию, но обладает ОЧе„ь плохой боковой У СТО Й Ч И В -
бснно на снегу.
Рисунок «расчлененная елка» (фиг Ц5^) представляет
модификацию рисунка «елка»; п ’выступаютая часть nporQK.
тора разделена на отдельные элементы, соединенные перемычками.
При этом облегчается деформация шины в продольном и попереч-
ном направлениях и уменьшаются потери на перекатывание.
Одновременно шины меньше забиваются грунтом. Этот рисунок
является одним из наиболее универсальных в группе рисунков,
повышающих проходимость.
Рисунок типа шеврона (фиг. 115, д) обеспечивает хорошую
проходимость по мягким грунтам и по снегу, совершенно не заби-
ваясь. На ровных твердых покрытиях работает без вибраций, но
с большими потерями на перекатывание и, следовательно, значи-
тельно снижает топливную экономичность автомобиля в этих усло-
виях движения.
Рисунок «спираль» (фиг. 115, е) обладает хорошим сцеплением
в плоскости колеса и сравнительно небольшими потерями на пере-
катывание, но не обеспечивает надлежащей боковой устойчивости,
особенно при движении по снегу.
При движении по хорошо уплотненному скользкому снегу или
сухому льду, а также по рыхлым сухим песчаным грунтам шины
с гладким рисунком протектора работают лучше, чем шины
с крупным, рельефным рисунком, как в отношении склонности
к буксованию, так и в отношении боковой устойчивости.
Как уже упоминалось, склонность к буксованию зависит от
сцепного веса, т. е. веса, приходящегося на ведущую ось, выражен-
ного в процентах от полного веса. Если в 1930—1935 гг. полный вес
грузовых автомобилей (типа 4<Х2) распределялся на передние
колеса 25%, на задние колеса 75%, то к 1940 г. он уже был дове-
ден в среднем до 30% на передние колеса и 70% на задние колеса
главным образом для более равномерной нагрузки шин (учитывая
двухскатные шины на задней ведущей оси). При дальнейшем по-
нижении сцепного веса ухудшалась проходимость грузового авто-
мобиля по скользким дорогам. Равномерное распределение веса
по шинам, обеспечиваемое при нагрузке на задние колеса
около 67%, допускается обычно лишь для грузовых автомобилей,
в основном предназначенных для эксплуатации в хороших дорож-
ных условиях (фургоны городской торговой сети и т. п.).
Для обеспечения удовлетворительной проходимости автомо-
биля без груза нельзя при компоновке грузового автомобиля до-
пускать, чтобы на ведущую ось приходилось меньше 48% от соб-
ственного веса.
В гл. II было указано, что для обеспечения хорошей проходи-
мости автомобиля по мягким и топким грунтам необходимо, чтобы
удельное давление на опорную поверхность не превосходило
1,75— 2,0 кг/см2 и, следовательно, чтобы внутреннее давление в
237
шине не превышало 1,6—1,8 кг/см2. Это требование, конечно,
должно быть предъявлено только к специальным автомобилям вы-
сокой проходимости. При использовании шин сверхнизкого давле-
ния с указанным выше давлением в ближайшее время вряд ли
можно будет увеличить осевую нагрузку свыше 5000 кг. На основа-
нии этого были определены предельные грузоподъемности двухос-
ных, трехосных и четырехосных автомобилей. Эти автомобили для
преодоления вертикальных препятствий и скользких грунтов должны
быть со всеми ведущими колесами (типа 4Х4;6Х6и8Х8). Пре-
дельная грузоподъемность (по бездорожью) была установлена для
автомобилей типа 4X4 — 3,0 т, для автомобилей типа 6X6 —
6,0 т и для автомобилей типа 8X8— 8,5 т. Колесные автомобили
типа 8X8 грузоподъемностью свыше 8,5 т могут иметь лишь огра-
ниченную проходимость.
При движении по влажным пластическим деформируемым грун-
там, что особенно часто встречается в условиях бездорожья, опти-
мальные результаты обеспечиваются при установке односкатных
шин на всех осях. Сопротивление движению в этих условиях опре-
деляется остаточными деформациями грунта. Если все колеса
идут по одной колее, то суммарный объем остаточных деформаций
уменьшается, так как колеса второй оси идут по грунту, уже
уплотненному первой осью, и деформируют его меньше, чем если
бы они шли по целине, и т. д. Грунтозацепы шин задних колес,
врезаясь в уплотненный грунт, позволяют развить большее тяго-
вое усилие, чем на неуплотненном грунте. При односкатных коле-
сах обычно устанавливают шины большего диаметра и более ши-
рокого профиля, чем при двухскатных колесах. Это одновременно
повышает просветы автомобиля и, следовательно, его проходимость
по мягким и неровным грунтам. Таким образом, автомобили высо-
кой проходимости следует выполнять односкатными. Так как пе-
редние колеса прокладывают колею по целине, а колеса последую-
щих осей передвигаются по уже уплотненному передними коле-
сами грунту, желательно под передними колесами (в условиях без-
дорожья) иметь меньший вес, чем под колесами последующих
осей.
Снабжение автомобилей высокой проходимости шинами сверх-
низкого давления обеспечивает их проходимость по мягким и топ-
ким грунтам, но при движении по дорогам с твердым покрытием,
как уже упоминалось, при установке этих шин будет расходоваться
большая мощность на перекатывание, вследствие чего будут сни-
жаться тяговые и экономические показатели автомобиля. Совре-
менный автомобиль высокой проходимости должен преодолевать
бездорожье (в том числе и мягкие, топкие грунты) и вместе с тем
по шоссе с твердым покрытием двигаться с такой же скоростью,
как и соответствующие дорожные автомобили. Полностью удовле-
творить это требование можно только применяя централизо-
ванное накачивание шин, что позволяет при движении по мягким
и топким грунтам снижать на ходу автомобиля давление в шинах
до установленного низшего предела, а при выезде на дорогу
238
с твердым покрытием повышать его до установленного верхнего
предела.
На основании сказанного для автомобилей высокой проходи-
мости можно рекомендовать применение односкатных шин широ-
кого профиля и сравнительно большого диаметра, которые могут
длительное время в любых дорожных условиях работать с внутрен-
ним давлением 1,6—1,8 кг/см2. Эти шины с пониженным до
0,5 кг/см2 давлением надежно работают на мягких грунтах.
При этом внутреннему давлению в шине 1,6—1,8 кг/см2, как
уже указывалось, соответствует давление на грунт приблизительно
на 20% большее, т. е. 2,0 кг/см2. При снижении внутреннего давле-
ния в шине жесткость покрышки будет все более заметно сказы-
ваться на увеличении давления на грунт и при внутреннем давле-
нии в шине 0,5 кг/см2 давление на грунт уже будет на 50—60%
больше внутреннего давления в шине, т. е. составит приблизительно
0,80 кг/см2. Такое давление на грунт позволяет автомобилю пре-
одолевать сыпучие пески и снежную целину. На хороших шоссе
с асфальто-бетонным покрытием внутреннее давление в шине
может быть с места водителя повышено до 3,0 кг[см2 для макси-
мального снижения потерь на перекатывание.
Для преодоления неоднородных скользких грунтов целесооб-
разно снабжать автомобили высокой проходимости самоблокирую-
щимися дифференциалами, которые позволяют преодолевать труд-
ные участки пути без потери энергии движения, что делает эти
дифференциалы более эффективными, чем дифференциалы с при-
нудительной блокировкой. По той же причине передние ведущие
оси, выключаемые при движении по гладкой дороге с твердым по-
крытием, из-за возможной циркуляции мощности должны быть
оборудованы механизмом самовключения. Гидродинамические пере-
дачи повышают проходимость автомобилей по грунтам с перемен-
ным сопротивлением качению, так как автоматически и своевре-
менно изменяют передаточное число трансмиссии, позволяя авто-
мобилю преодолевать участок пути с повышенным сопротивлением
при непрерывном подведении мощности к колесам, тогда как в
случае ступенчатой передачи при каждом переключении передач
происходит перерыв в подаче мощности.
Автомобили высокой проходимости должны быть снабжены ле-
бедками для самовытаскивания и вытаскивания других машин. Кар-
теры двигателя, трансмиссии и механизмов управления автомоби-
лей высокой проходимости, а также органов электрооборудования
должны быть полностью герметизированы для возможности преодо-
ления глубоких бродов.
Городские и междугородные автобусы в основном предназна-
чены для движения по дорогам 1-го и 2-го класса. В настоящее
время их конструируют с распределением веса: 30% на переднюю
ось и 70% на заднюю, ведущую ось. Стремясь повысить устойчи-
вость автобусов и удобство входа и выхода пассажиров, иногда
кузов располагают настолько низко, что он начинает задевать за
неровности дороги при переезде трамвайных линий, железнодорож-
239
240
Таблица Hl
Основные параметры» характеризующие проходимость по неровным грунтам перспективных
автомобилей общего назначения
Тип автомобилей Разновидности На дорогах с асфальто-бетонным покрытием в хорошем состоянии На дорогах всех типов, включая грунтовые
Просветы под частями в мм (не менее) Радиус про- дольной прохо- димости в м (не более) Углы свесов в град, (не менее) Просветы под частями в мм (не менее) Радиус про- дольной про- ходимости в м (не менее) Углы свесов (не менее) в град.
подрессо- ренными неподрес- еоренными перед- ний задний подрес- сорен- ными непод- рессо- ренными перед- ний задний
Легковые Малого и среднего лит- ража 200 250 3.5 18 18 210 275 2,0 30 30
Большого литража . . . 200 250 6,0 15 15 250 300 3,0 25 25
Особо малой грузоподъ- емности 200 250 3,5 18 18 220 280 2,0 30 30
Малой грузоподъем- ности 225 285 6,0 22 22 245 295 3,5 30 30
Грузовые Средней грузоподъем- ности 225 285 8,0 20 20 265 325 4,5 25 25
Большой и особо боль- шой грузоподъемно- сти 225 285 12,0 18 18 290 350 6,0 25 25
Особо малой и малой вместимости . . 200 250 7,0 12 12 245 295 7,0 25 25
Автобусы Средней вместимости 225 275 12,0 12 12 265 325 12,0 25 25
Большой и особо боль- шой вместимости . . 225 275 15,0 12 12 — — — — 1
ных переездов и т. п. Так» например, продольный радиус проходи-
мости некоторых американских автобусов большой вместимости
достигает 19,0 м, а углы переднего и заднего свесов 7°. Угол зад-
него свеса автобуса ЗИС-154 также достигал 7°30'.
Для автомобилей перспективных типов общего назначения
нормы, характеризующие их проходимость по неровным грунтам,
следует назначать с учетом дорожных условий эксплуатации.
В табл. 111 приведены значения соответствующих параметров.
Когда завод выпускает одну и ту же модель грузового автомо-
биля в нескольких модификациях по емкости кузова, то для моди-
фикаций повышенной вместимости (на шасси с большой базой)
величины основных параметров, характеризующих проходимость
по неровным твердым дорогам, могут быть ограничены нормами,
предусмотренными для эксплуатации на дорогах 1-го и 2-го класса,
независимо от дорожных условий эксплуатации основной модели
(со стандартной базой).
ГЛАВА IX
ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЯ
В главе III была установлена зависимость между показателями
тяговых качеств автомобиля (максимальной величиной динамиче-
ского фактора на прямой передаче Dmaxnp и максимальной ско-
ростью движения Удшах), полным весом Ga автомобиля и макси-
мальной мощностью Nemax двигателя:
_ Dmax пр/ Ga Vu max
** е max ’
где с = 269,3арт].
В этом выражении:
а—коэффициент приспособляемости, который, как уже
упоминалось, для карбюраторных двигателей может
быть принят равным 1,25, а для четырехтактных ди-
зелей 1,10. Для быстроходных дизелей этот коэффи-
циент повышается до 1,15;
р—отношение максимального числа оборотов итах колен-
чатого вала двигателя (при максимальной скорости
движения автомобиля) к числу оборотов вала двига-
теля, соответствующему его максимальной мощно-
сти nNmax, т. е.
о __ л max
""max ’
т]—к. п. д. трансмиссии автомобиля.
Следовательно, для обеспечения заданных тяговых качеств авто-
мобиля с полным весом Gа требуется двигатель определенной мощ-
ности, независимо от его рабочего объема, быстроходности и других
параметров.
Изменение параметров двигателей легковых автомобилей Горь-
ковского автомобильного завода показано в табл. 112.
Возьмем в качестве примера для расчета легковой автомобиль
с параметрами, близкими к параметрам автомобиля ЗИМ.
242
Таблица 112
Двигатели легковых автомобилей Горьковского автомобильного завода
имени Молотова
Двига- тель Рабочий объем vhвл Степень сжатия в Макси- мальная мощность N emax В Л. с. Число оборо- тов, соответ- ствующее максимальной мощности в об/мин Макси- мальный крутящий момент в кгм Литровая мощность в л. с.}л Литровый крутящий момент в кгм)л
М-1 3,28 4,6 50 2800 17,0 15,2 5,2
ГАЗ-11 3,48 5,7 76 3400 20,0 21,8 5,8
ЗИМ 3,48 । 6,7 95 3600 22,0 27,3 6,3
Параметры легкового автомобиля, выбранного для сравнительных расчетов
Параметр Обозначение Величина
Полный вес автомобиля в кг ........... Ga 2390
Радиус качения колеса в м гк 0,35
Площадь лобового сопротивления в .и2 F 2,3
Коэффициент сопротивления воздуха К 0,03
К. п. д. трансмиссии । 0,90
Сравнительные расчеты произведем в предположении установки
на этот автомобиль различных двигателей, параметры которых при-
ведены в табл. 113. При sh'OM предположим, что все эти двигатели
сходны по остальным конструктивным параметрам и выполнены на
одинаковом технологическом уровне.
Двигатель № 1 по своим параметрам близок к двигателю М-1.
Двигатель № 2 представляет собой тот же двигатель с увеличенной
степенью сжатия и с соответственно большей мощностью при той
же быстроходности. Двигатель № 3 представляет собой новый дви-
гатель, имеющий такую же мощность, как и двигатель ЗИМ, но
в котором эта мощность получена не форсировкой, а только увели-
чением рабочего объема. При этом рабочий объем пришлось уве-
личить до 4,5 л. Наконец двигатель № 4 по своим параметрам
близок к двигателю ЗИМ.
16* 243
Таблица 113
Параметры двигателей, выбранных для сравнительных расчетов
№ двигателя Рабочий объем в л Степень сжатия (ориенти- ровочно) Максималь- ная мощ- ность в л. с. Число оборотов, соответствую- щее макси- мальной мощ- ности в об/мин Макси- мальный крутящий момент в кгм Литровая мощность в л. с./л Литровый крутящий момент в кгм/л
1 3,3 4,6 50 2800 16,0 15,0 4,9
2 3,3 5,7 65 2800 21,0 20,0 6,3
3 4,5 5,7 90 2800 29,0 20,0 6,4
4 3,3 6,7 90 3600 22,0 27,0 6,7
Таким образом, выбранные двигатели обусловливают различ-
ные варианты легкового автомобиля: с двигателем уменьшенной
мощности, что иногда рекомендуется для повышения топливной
экономичности (двигатели № 1 и № 2), с заданной мощностью
при нефорсированном двигателе для увеличения срока службы
Фиг. 116. Скоростные характеристики выбранных двигателей:
N N
1 — Vn = 3,3 ---= 15 л. с.1л; 2—V. = 3,3 л;-= 20 л. с./л;
Vh h Vh
N N
3—Vh = 4,5 л; ---=20 л. с./л: 4— Vh = 3,3 л;--= 27 л. с./л.
Л Vh h Vh
двигателя и для снижения требований к топливу (двигатель № 3)
и с современным форсированным двигателем (двигатель № 4).
На фиг. 116 приведены характеристики двигателей, параметры
которых даны в табл. 113. Эти характеристики построены по ме-
тоду проф. И. М. Ленина на основании единой скоростной харак-
теристики (см. фиг. 16). На фиг. 117 показаны кривые изменения
крутящего момента в зависимости от чисел оборотов для тех же
двигателей.
Чтобы судить о влиянии параметров двигателя на тяговые ка-
чества автомобиля, на фиг. 118 построены динамические характе-
ристики автомобиля для всех четырех двигателей, указанных
в табл. 113, с учетом заданной величины динамического фактора
автомобиля на прямой передаче, равной 0,108 кг/кг,
244
Передаточное число главной передачи для каждого двигателя
определяется при этом (если пренебречь сопротивлением воздуха)
по формуле
. __ Dm^.np'rK Ga ~ 0,108X0,35X2390 _ 101,5
0 max 0,9Л1^бе тах ^дв. max
На фиг. 118, кроме того, нанесена динамическая характеристика
автомобиля с двигателем № 3, но при передаточном числе главной
Фиг. 117. Кривые крутящих моментов для выбранных двигателей:
Фиг. 118. Динамические характеристики автомобилей при разных двигателях
1 — 4 — двигатели.
передачи, подсчитанном с учетом увеличения динамического фак-
тора до 0,13 кг/кг, что часто предлагают делать для легкового
автомобиля (такси), предназначенного для эксплуатации в городе.
245
Данные фиг. 118 и результаты сравнительных подсчетов све-
дены в табл. 114. В той же таблице приведены числа оборотов
коленчатого вала двигателя, соответствующие скорости движения
автомобиля 40 км/час, и факторы оборотности.
Таблица 114
Сравнение тяговых качеств автомобиля при различных вариантах
двигателей
Параметры № двигателя
1 2 3 4 5
Коэффициент использования мощности в л. с./т Коэффициент использования крутящего момента в кгм/т Максимальный динамический фактор в кг/кг Максимальная скорость в км/час Число оборотов коленчатого вала двига- теля при vmax в об/мин Число оборотов коленчатого вала двига- теля при 40 км/час в об/мин Фактор оборотности в об/100 м Передаточное число главной передачи . . 2,10 6,75 0,108 82,5 3950 1905 286 6,3 27,4 8,80 0,108 102,0 3800 1475 221 4,88 38,0 12,3 0,108 125,0 3350 1065 160 3,53 38,0 9,4 0,108 125,0 4300 1370 206 4,53 38,0 12,3 0,130 118,0 3800 1290 193 4,23
Сравним сначала тяговые качества автомобиля и условия ра-
боты двигателя, учитывая заданную величину динамического фак-
тора 0,108 кг/кг. Двигатели № 3 и 4, развивающие одинаковую
максимальную мощность в 90 л. с. при различном рабочем объеме
(3,3 и 4,5 л), имеют одинаковую кривую динамического фактора
и, следовательно, обеспечивают одинаковые тяговые качества авто-
мобиля на всем диапазоне скоростей, независимо от быстроходности
двигателя, его рабочего объема и литровой мощности. Чем меньше
мощность двигателя (двигатели № 1 и 2), тем меньше максималь-
ная скорость автомобиля и тем резче падает кривая динамического
фактора. Кроме того, при использовании двигателя со слишком
малой мощностью (двигатель № 1) приходится подбирать главную
передачу с очень большим передаточным числом и резко повышать
фактор оборотности и число оборотов коленчатого вала двигателя
при эксплуатационной скорости движения. При движении с макси-
мальной скоростью, величина которой сравнительно низка
(82,5 км/час), двигатель в этом случае работает с высоким числом
оборотов (3950 об/мин), значительно превосходящим число оборо-
тов при максимальной мощности (2800 об/мин). Вследствие этого
двигатель будет работать в тяжелых условиях и быстрее изнаши-
ваться. Двигатель № 3, развивающий 90 л. с. при 2800 об/мин, дает
оптимальные результаты в отношении тяговых свойств и условий
работы (наименьший фактор оборотности и невысокое число оборо-
тов коленчатого вала двигателя при эксплуатационной скорости
246
движения). На максимальной скорости движения (относительно
высокой 125 км/иас^ двигатель работает с числом оборотов,
превосходящим число оборотов при максимальной мощности
(2800 об/мин), но не чрезмерно (3350 об/мин). При установке
более форсированного двигателя № 4, развивающего 90 л. с. при
3600 об/мин, приходится снова несколько повысить передаточное
число в главной передаче из-за падения максимального крутящего
момента (фиг. 117). При этом соответственно увеличивается фактор
оборотности (до 206 об/100 м) и число оборотов коленчатого вала
двигателя (до 1370 об/мин) при принятой для сравнения скорости
движения.
В случае применения двигателя
№ 3 можно увеличить динамический
фактор от 0,108 до 0,130 кг/кг, при
этом все остальные показатели
остаются лучшими, чем для двига-
теля № 4 при динамическом фак-
торе 0,108 (см. табл. 114).
Проанализируем как изменяется
топливная экономичность автомо-
биля при установке на него различ-
ных двигателей. Двигатель № 1
Фиг. 119. Относительная кривая
удельного расхода топлива для
карбюраторных двигателей.
можно больше не анализировать, так как из сказанного выше оче-
видна его полная непригодность для заданного автомобиля в отно-
шении тяговых качеств и срока службы.
Для анализа топливной экономичности автомобиля при уста-
новке на него двигателей № 2, 3 и 4 (табл. 113) воспользуемся
снова данными проф. И. М. Ленина, согласно которым можно
принять для всех этих двигателей единую кривую относительного
удельного расхода топлива (фиг. 119). Расход при максимальной
мощности двигателя принят равным 100%. Предположим сначала,
что все эти три двигателя дают одинаковый минимальный удель-
ный расход топлива, равный 260 г/э. л. с. ч. По данным
И. М. Ленина, для всех карбюраторных двигателей минимальный
расход топлива получается при числе оборотов, равном 70% от
числа оборотов, соответствующих максимальной мощности. Осно-
вываясь на этом и пользуясь фиг. 119, можно построить предпола-
гаемые кривые удельного расхода топлива для всех трех двигате-
лей (фиг. 120).
Удельные расходы топлива для двигателей № 2 и 3 совпадают.
Если исключить влияние карбюратора, то следует предположить,
что й дроссельные характеристики будут одинаковыми для всех рас-
сматриваемых двигателей. Зададимся характером кривой наиболь-
шего удельного расхода топлива, а кривые, соответствующие дру-
гим скоростным режимам, построим как эквидистантные по дан-
ным фиг. 120 для 100% Ne. На фиг. 121 каждая кривая данного
двигателя построена для определенного скоростного режима, соот-
ветствующего такому числу оборотов, которое составляет опреде-
ленный процент от пе. Так, например, для двигателя № 4
247
(пе = 3600 об/мин) нижняя кривая соответствует 2520 об/мин
(70% от 3600 об/мин), а для двигателей № 2 и 3— 1960 об/мин
(70% от 2800 об/мин). Построив график запаса мощности (фиг.
122) для заданного автомобиля при движении по данной дороге
(/ = 0,015), можно определить использование мощности двигателя
(в процентах) для каждой скорости движения и подсчитать соот-
ветствующий расход топлива ge по фиг. 121. Затем можно опреде-
лить расход топлива на 100 км пути
Q = кг/Ю0 км,
где Ne— мощность, расходуемая при движении с данной скоро-
стью по данной дороге.
Фиг. 120. Удельные расходы топлива для выбранных двигателей:
2, 3 и 4 — номера двигателей по табл. 113.
Подсчитанные таким образом экономические характеристики
автомобиля с двигателями № 2, 3 и 4 приведены на фиг. 123.
На фиг. 122 и 123 проанализированы экономические характери-
стики автомобилей с двигателями № 3 и с различными передаточ-
ными числами главной передачи, соответственно обеспечивающими
динамические факторы 0,108 и 0,130 кг/кг (фиг. 118). Кривые эко-
номических характеристик автомобиля с максимальным динамиче-
ским фактором 0,108 для двигателей № 3 и 4 на фиг. 123 совпа-
дают. Однако это не совсем верно. Ранее для всех двигателей был
принят одинаковый минимальный удельный расход топлива
260 г/э.л.с.ч. Двигатели № 2 и 3 (табл. 113) имеют одинаковую
форсировку и одинаковую степень сжатия (около 5,7), тогда как
двигатель № 4 имеет степень сжатия около 6,7. Вследствие этого
минимальный удельный расход топлива для двигателя № 4 будет
на 7—8% меньше, чем для двигателя № 3 (см. стр. 127).
Следовательно экономичность автомобиля с двигателем № 4
будет большей, чем с двигателем № 3. Таким образом, более фор-
сированный двигатель № 4 обеспечит большую топливную эконо-
мичность автомобиля, чем менее форсированный двигатель № 3
той же мощности. Повидимому топливная экономичность автомо-
биля с двигателем № 4 будет даже более высокая, чем с двигате-
лем № 2, развивающем значительно меньшую максимальную
248
мощность. Этот двигатель по сравнению с двигателем № 3
(фиг. 123) дает экономию топлива всего лишь около 5%, в то
время как при повышении степени сжатия на одну единицу можно
ожидать большей экономии топлива.
Увеличение динамического фактора до 0,13 кг/кг при установке
на автомобиль двигателя № 3 приводит к значительному снижению
Фиг. 121. Дроссельные характери-
стики для выбранных двигателей:
2, 3 и 4 — номера двигателей табл. 113.
Фиг. 122. Баланс мощности автомобиля
с выбранными двигателями:
топливной экономичности автомобиля (фиг. 123). Следовательно
чрезмерно завышать максимальный динамический фактор на пря-
мой передаче не следует, так как обеспечить хорошую приемистость
автомобиля, как уже упоминалось, можно, подбирая соответствую-
щим образом предпоследнюю передачу в коробке передач, чтобы
разгоняться на ней сравнительно длительное время. Так как во
время разгона величина расходуемой мощности, а следовательно»
и величина открытия дроссельной заслонки сравнительно велики»
топливная экономичность автомобиля не ухудшается с повышением
при этом общего передаточного числа трансмиссии.
249
При выборе передаточного числа главной передачи легковых
Фиг. 123. Экономические характеристики автомобиля с раз-
личными двигателями:
2, 3 и 4 — двигатели.
числа главной передачи основных тяговых качеств автомобиля, фак-
тора оборотности и числа оборотов вала двигателя, соответствующего
Фиг. 124. Сводный график тяговых качеств
и фактора оборотности для легкового автомобиля.
максимальной скоро-
сти движения по ров-
ному асфальтированно-
му шоссе (/=0,015).
Для построения этих
кривых необходимо
предварительно постро-
ить динамические ха-
рактеристики данного
легкового автомобиля
при различных пере-
даточных числах его
главной передачи. Как
видно из кривых
(фиг. 124), для данного
автомобиля (М-20 «По-
беда») нижним пре-
делом передаточного
числа главной переда-
чи является 3, 7, так
как при дальнейшем
уменьшении передаточ-
ного числа снижаются
как максимальная ско-
рость движения, так и
динамический фактор, определяющий приемистость автомобиля.
Верхний предел передаточного числа главной передачи устана-
вливают по предельно допустимому (при данном двигателе) фак-
тору оборотности. Таким образом, в данном случае передаточное
250
число главной передачи целесообразно выбирать в пределах
3,70—5,38 в зависимости от условий эксплуатации автомобиля,
улучшая приемистость за счет снижения максимальной скорости
движения автомобиля или наоборот.
После того, как установлены желательные мощности двигателя
для перспективных типов автомобилей, можно приступить к опре-
делению основных параметров этих двигателей. Прежде чем это
делать, проанализируем те двигатели, которые в. настоящее время
выпускает наша автомобильная промышленность.
Отечественная автомобильная промышленность в настоящее
время выпускает восемь карбюраторных двигателей и два двух-
тактных дизеля (табл. 115).
Таблица 11
Основные параметры двигателей, выпускаемых отечественной
автомобильной промышленностью
Двигатель Тип двигателя Число цилиндров Диаметр ци- линдра и ход поршня в мм Рабочий объем в л Степень сжатия Максимальная мощность В Л. с. Число оборотов, соответ- ствующее максимальной мощности, в об/мин. Наибольший крутящий момент в кгм Средняя скорость поршня в м(сек Сухой вес двигателя в кг Удельный вес двигателя в кг{л. с.
„Москвич" Карбю- 4 67,5X75 1,07 6,30 26 4000 5,5 10,0 136 5,20
ГАЗ-М раторный То же 4 98,4X108 3,28 4,60 50 2800 17,0 10,0 182 3,65
М-20 4 82,0X100 2,12 6,20 52 3600 12,5 12,5 195 3,75
ГАЗ-51 6 82,0ХН0 3,48 6,20 72 2800 20,5 10,2 250 3,45
ЗИМ 6 82.0XU0 3,48 6,70 95 3600 22,0 13,3 250 2,65
ЗИС-5М 6 101,6X114,3 5,55 5,30 76 2400 28,5 9,2 410 5,40
ЗИС-120 6 101,6X114,3 5,55 6,00 95 2700 31,0 10,3 430 4,50
ЗИС-120 6 101,6X114,3 5,55 6,00 ПО 3000 33,0 11,4 430 3,90
модернизи- рованный ЗИС-110 8 90,0X118 6,00 6,85 140 3600 40,0 14,2 418 3,00
ЯАЗ-204 Дизель 4 108X127 4,65 16,0 ПО 2000 47,0 8,5 800 7,30
ЯАЗ-206 6 108X127 6,97 16,0 165 2000 70,5 8,5 960 5,80
Из этих двигателей только шестицилиндровые двигатели Горь-
ковского автомобильного завода (двигатели ГАЗ-51 и ЗИМ) и
четырехцилиндровый двигатель автомобиля М-20 «Победа» макси-
мально унифицированы между собой. Остальные двигатели раз-
личны по конструкции, они не унифицированы, имеют разный срок
службы и выполнены на неодинаковом технологическом уровне.
Наиболее совершенными по конструкции являются двигатели
ГАЗ-51 (ЗИМ) и М-20. Эти двигатели имеют высокие мощностные,
экономические и весовые показатели при достаточно высоком сроке
службы.
251
Указанные двигатели предельно форсированы и дальнейшее
существенное увеличение их мощности и крутящего момента без
увеличения их рабочего объема невозможно. Следует заметить, что
некоторое увеличение рабочего объема двигателя М-20 путем уве-
личения диаметра цилиндра осуществить можно. Увеличить же ра-
бочий объем двигателя ГАЗ-51 нельзя, а между тем при модерни-
зации автомобиля ГАЗ-51, учитывая необходимость буксировки
прицепов, потребуется увеличение мощности и крутящего момента>
развиваемого двигателем этого автомобиля.
Двигатель ЗИС-120 имеет низкую литровую мощность и может
быть несколько форсирован при модернизации. Однако у этого дви-
гателя большая величина хода поршня, а потому дальнейшее увели-
чение его быстроходности ограничивается допустимой средней ско-
ростью поршня.
Двигатель легкового автомобиля ЗИС-110 также имеет относи-
тельно большой вес, большую габаритную длину и высокую сред-
нюю скорость поршня, вследствие чего его нельзя устанавливать
на автобусы и автомобили высокой проходимости.
В настоящее время полностью отсутствуют мощные карбюратор-
ные двигатели, необходимые для многоместных автобусов и грузо-
вых автомобилей высокой проходимости. Двухтактные дизели
ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 по весовым и габаритным показателям, а также
по сроку службы и надежности уступают современным четырехтакт-
ным дизелям.
Таким образом, отечественная автомобильная промышленность
в ближайшее время будет принуждена перейти на производство
новых двигателей.
Проф. А. А. Липгарт в 1952 г. выдвинул ряд положений, кото-
рые следует принять за основу при разработке перспективных типов
двигателей. Эти положения сводятся к следующему.
Применение короткоходных конструкций позволяет повысить
число оборотов коленчатого вала двигателей грузовых автомобилей
и этим приблизить эти двигатели к двигателям легковых автомо-
билей, что дает возможность для легковых и грузовых автомобилей
применять одни и те же двигатели лишь с соответствующей моди-
фикацией их по быстроходности. Двигатели должны быть объеди-
нены в серии для обеспечения максимальной их унификации, при
этом должны быть предусмотрены и газогенераторные двигатели
достаточной мощности, максимально унифицированные с карбюра-
торными двигателями.
Для автомобилей большой и особо большой грузоподъемности
должна быть создана серия мощных четырехтактных дизелей.
Все перечисленные двигатели рекомендуется выполнять с верх-
ними клапанами при нижнем расположении распределительного
вала. В современных автомобильных двигателях наибольшее рас-
пространение получили камеры сгорания следующих трех типов:
1) полусферическая камера с наклонными клапанами, уста-
новленными в два ряда, и со свечой зажигания в центре ка-
меры;
252
2) клинообразная (в поперечном сечении) камера с наклонными
клапанами, расположенными в один ряд, свечой, установленной
сбоку камеры, и завихрителями смеси;
3) конусообразная (в поперечном сечении) камера с наклон-
ными клапанами, установленными в один ряд, со свечой, располо-
женной в центре камеры (в вершине конуса), с завихрителями
смеси и с поршнем, имеющим выступ.
Для перспективных двигателей следует рекомендовать макси-
мальное использование V-образных конструкций.
Отметим, что V-образные шестицилиндровые двигатели, имея
уменьшенный вес и длину, по сравнению с шестицилиндровыми
рядными двигателями, несколько уступают им в отношении уравно-
вешенности. При расположении цилиндров под углом 60° крутящий
момент двигателя получается равномерным вследствие равномер-
ного чередования вспышек во всех шести цилиндрах; силы инерции
первого и второго порядка уравновешиваются у V-образного двига-
теля противовесами, так же как и у обычного рядного двигателя.
Моменты силы инерции первого порядка, как показали расчеты,
проведенные в НАМИ, также могут быть полностью уравновешены
противовесом. Моменты сил инерции второго порядка не уравнове-
шиваются, однако этот недостаток при современных упругих под-
весках двигателей на резиновых подушках практического значе-
ния, повидимому, не имеет. За последнее время начинают по-
являться V-образные шестицилиндровые двигатели с расположением
цилиндров под углом 90°.
При уточнении параметров перспективных двигателей, на осно-
вании конструктивных и технико-экономических соображений,
прежде всего выбирают общую схему компоновки и число цилин-
дров двигателя. Затем по заданной мощности двигателя устанавли-
вают его рабочий объем, который должен быть минимально воз-
можным для повышения топливной экономичности и снижения веса
двигателя.
На фиг. 125 приведены данные (по годам), характеризующие
увеличение литровой мощности двигателей легковых автомобилей,
выпускаемых Горьковским автомобильным заводом имени Молотова.
На фиг. 125 также нанесены аналогичные данные для двигателей
американских легковых автомобилей массового выпуска (Форд,
Шевроле и Плимут) и средние данные для наиболее распро-
страненных американских и европейских легковых автомобилей.
Как видно из фиг. 125, литровая мощность с годами сначала резко
возрастала, затем с 1938 г. по 1952 г. увеличивалась незначительно
и с 1952 г. снова начинает возрастать. Рассматривая кривую изме-
нения литровой мощности для двигателей грузовых автомобилей
особо малой и малой грузоподъемности (фиг. 126), а также сред-
ней, большой и особо большой грузоподъемности (фиг. 127 и 128),
можно сделать заключение, что литровая мощность грузовых авто-
мобилей США всех типов непрерывно возрастает. Для английских
грузовых автомобилей средней, большой и особо большой грузо-
подъемности литровая мощность, в период с 1938 по 1950 гг.,
253
стабилизировалась. В Германии за последние годы грузовые а
мобили средней, большой и особо большой грузоподъемности
пускают только с дизелями. На фиг. 129 приведена кривая ли
вой мощности для четырехтактных дизелей грузовых автомобр
США и Англии.
Фиг. 125. Изменение по годам литровой мощности карбюраторных
двигателей легковых автомобилей: / — Германия; 2 —США;
3 — Форд, Плимут, Шевроле; 4 — Англия; 5 — Франция.
Следует отметить, что у некоторых четырехтактных дизелей с[
нительно небольшого рабочего объема литровая мощность дохо
до 23,5 л. с./л (например дизели Боргвард, Даймлер-Бенц и д
а у дизелей с большим рабочим объемом — до 18,5 л. с./л (напри
дизель Континенталь с рабочим объемом 9,9 л). На кривых, г
веденных на фиг. 130 и 131, нанесены в зависимости от рабо1
объема двигателя значения литровой мощности для карбюрат
ных двигателей легковых и грузовых автомобилей, а та]
для двухтактных и четырехтактных дизелей. Номера точек
254
фиг. 130 и 131 соответствуют порядковым номерам в приложениях
1, 2 и 3.
Связь между максимальной мощностью Nemax> максимальным
крутящим моментом двигателя Л4йвтпах и максимальным числом
Фиг. 126. Изменение по годам литровой мощности карбюраторных
двигателей грузовых автомобилей:
/—Германия; 2—Англия; 3—США. Сплошные линии —автомобили особо малой
грузоподъемности; штриховые линии —автомобили малой грузоподъемности.
оборотов коленчатого вала двигателя /гтах определяется по выра-
жению
д/ ____ ^дв тах'^тпах
*та* а.р.716,2
Литровый крутящий момент М л , равный максимальному крутя-
щему моменту двигателя A4demax, деленному на рабочий объем
двигателя Vпропорционален среднему эффективному давлению.
Ре'
Мл==^тах = 0>796ре.
255
Фиг. 127. Изменение по годам литровой мощности карбюраторных
двигателей грузовых автомобилей средней грузоподъемности:
1—США; 2—Англия; 3—Германия.
7
. -о*
/Х
2>/ f /
1 \' ‘
// г- —' * - — — S3* •
//
1930 1932 1939 1936 1938 1990 1992 1999 1996 1996 1950 1952 год
Фиг. 128. Изменение по годам литровой мощности карбюраторных
двигателей грузовых автомобилей большой и особо большой гру-
зоподъемности.
/ — Германия; 2—Англия; 3—США.
Сплошные линии — автомобили большой грузоподъемности, штриховая линия —
автомобили особо большой грузоподъемности.
256
Фиг. 129. Изменение по годам литровой мощности
четырехтактных дизелей для грузовых автомобилей:
/ — США; 2— Англия.
^ета* Л С-
17 Гольд 2757
257
Выразим мощность через литровый крутящий момент
Л/ ______M^VftHtnax
ар 716,2 *
Таким образом, при заданной мощности Nemax рабочий объем
двигателя VЛ будет тем меньше, чем больше быстроходность птах
и литровый крутящий момент Мл . Выбор быстроходности двига-
теля, как указывалось в гл. V, зависит от средней скорости поршня,
Метан Л. С.
Ъ> /7
-П
\U\___________________I_________I____________________I______________
О 40 8,0 • 12,0 16,0 20,0 24,0 vhn
Условные обозначения
• Грузовые автомобили и автобусы США с карбюраторными двигателями
о Грузовые автомобили и автобусы США с дизельными четырехтактными
двигателями
Фиг. 131. Изменение литровой мощности карбюраторных двигателей и дизелей
грузовых автомобилей и автобусов в зависимости от рабочего объема.
которая является одним из основных факторов, определяющих срок
службы двигателя на данном технологическом уровне его произ-
водства. На фиг. 93—95 были приведены кривые изменения сред-
ней скорости поршня в зависимости от рабочего объема для двига-
телей современных легковых и грузовых автомобилей. Для перспек-
тивных отечественных автомобильных двигателей были рекомендо-
ваны следующие нормы средней скорости поршня ср (в м/сек):
для дизелей...........................................10
» малолитражных карбюраторных двигателей.............10
, карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и авто-
бусов ............................................11
. карбюраторных двигателей легковых автомобилей (кроме
малолитражных)....................................12,5
Выбор среднего эффективного давления или литрового крутя-
щего момента в значительной мере зависит от степени сжатия
проектируемого двигателя. На фиг. 132 и 133 приведены кривые
изменения литровой мощности и литрового крутящего момента для
некоторых двигателей в соответствии с увеличением степени сжа-
тия. Параметры этих двигателей приведены в табл. 116.
258
Фиг. 132. Изменение литровой мощности двигателей
легковых автомобилей в зависимости от их степени сжатия.
I —ГАЗ; II —ЗИС; III — Бьюик; IV—Остин; V—Кадилак V.
Фиг. 133. Изменение литрового крутящего момента
двигателей легковых автомобилей в зависимости от их
степени сжатия:
I — ГАЗ; II — ЗИС: III — Бъюик; IV— Остин; И—Кадилак V.
17*
259
Таблица lh
Основные параметры некоторых двигателей легковых автомобилей
Двигатель / Страна Год выпуска Степень сжатия е Рабочий объем в д Максимальная мощность Н в л. с. е max Число оборотов, соответ- ствующее максимальной МОЩНОСТИ, Лжг в об/мин ;>тах Максимальный крутящий мо- мент М в кгк аз. max ^emax I
КИМ-10 1940 5,75 1,17 30 4000 6,5 25,7 5,6
„Москвич" СССР 1946 5,80 1,07 23 3600 5,5 21,5 5,1
» 1954 6,30 1,07 26 4000 5,5 24,3 5,1
Остин 7 1934 5,64 0,75 13 3200 3,4 17,5 4,5
Остин 7 Англия 1938 6,00 0,75 17 3900 3,9 22,7 5,2
Остин 8 1946 6,80 0,90 25 4000 5,4 27,8 6,0
Остин А-40 1950 7,20 1,20 40 4300 8,2 33,3 6,9
Моррис Каули 4 1934 5,65 1,55 32,5 3000 9,7 21,0 6.3
Моррис 12 серия III Англия 1938 6,00 1,55 39 3800 9,2 25,1 5,9
Моррис Оксфорд 1950 6,90 1,48 40,5 4200 8,6 27,4 5.8
Воксхолл 12 1934 5,50 1,53 36 4000 8,1 23,5 5,3
Воксхолл DY-12 Англия 1938 6,43 1,53 36 4000 8,1 23,5 5,3
Воксхолл 12 1946 6,80 1,44 35 3600 8,7 24,3 6,0
ГАЗ-А 1932 4,20 3,28 42 2200 15,5 12,8 4,7
ГАЗ-М-1 1936 4.60 3,28 50 2800 17,0 15,2 5.2
ГАЗ-11 СССР 1940 5,70 3.48 76 3400 20,0 21,9 5,8
М-20 1946 6,20 2,12 52 3600 12,5 23,6 5,9
ГАЗ-51 * 1946 6,20 3,48 78 3300 21,0 22,4 6,0
ЗИМ 1948 6,70 3,48 90 3600 22,5 27,3 6,5
Форд V8-65 1938 6,12 3,63 85 3800 20,0 23,4 5,5
Форд 01А 1940 6,15 3,63 85 3800 20,0 23,4 5,5
Форд V8 21А США 1942 6,20 3,63 90 3300 21,5 24,8 5,9
Форд GA 1947 6,70 3,71 90 3300 24,8 24,3 6,7
Форд ОНА 1950 6,80 3,71 95 3600 22,4 25,6 6,0
Шевроле 1933 5,20 3,39 65 2800 20,8 19,2 6,2
Шевроле Мастер 1935 5,60 3,39 80 3300 21,7 23,6 6,4
Шевроле Мастер 85 США 1940 6,25 3,55 85 3200 23,5 23,9 6,6
Шевроле Сикс 1946 6,50 3,55 90 3300 24,0 25,4 6,8
Шевроле Флитлайн * Без регулято ра. 1950 6,60 3,55 90 3300 24,0 25,4 6,8
260
Продолжение табл. 116
Двигатель Страна Год выпуска Степень сжатия е Рабочий объем Vв л Максимальная мощность N. В С' с тли Число оборотов, соответ- ствующее максимальной мощности, пм в об/мин ^тах Максимальный крутящий мо- мент МАо в кгм ов. max 1 "“’л/ й Е «0 5
Плимут 1931 4,60 3,22 48 2800 15,4 14,9 4,8
Плимут Р-3 1934 5,80 3,30 77 3600 19,2 23,3 5,8
Плимут Р-4 1937 6,70 3,30 82 3600 20,0 24,9 6,1
Плимут Р-9, Р-10 США 1940 6,50 3,30 84 3600 20,9 25,5 6,3
Плимут Р-14 1942 6,80 3,57 95 3400 23,7 26,6 6,6
Плимут Р-15 1947 6,60 3,57 95 3600 23,7 26,6 6,6
Плимут Р-20 1950 6,60 3,57 97 3600 24,1 27,2 6,8
ЗИС 101 * 1937 4,80 5,75 90 2800 33,0 15,7 5,7
ЗИС-101 ** СССР 1937 5,50 5,75 110 3200 35,0 19,2 6,1
ЗИС-110 1946 6,85 6,0 140 3600 40,0 23,4 6,7
Бьюик 50 1930 4,30 5,43 98 2800 31,3 18,0 5,8
Бьюик 8-80 1931 4,50 5,65 104 2800 33,2 18,4 5,9
Бьюик 34-90 1934 4,95 5,65 116 3200 34,9 20,5 6,2
Бьюик 37-60 США 1937 5,75 5,25 130 3400 35,6 24,8 6,8
Бьюик 60 1940 6,25 5,25 141 3600 37,1 26,9 7,1
Бьюик 70 1947 6,60 5,25 144 3600 38,1 27,5 7,3
Бьюик 70 1950 6,90 5,25 152 3600 38,7 29,0 7,3
Паккард 8 1934 6,00 5,25 120 3200 33,6 22,9 6,2
Паккард Суппер-Эйт США 1937 6,50 5,25 130 3200 41,3 24,8 7,9
Паккард Эйт 2103 1947 6,85 5,83 165 3600 40,3 28,3 6,8
Паккард Кастэм-Эйт 2306 1950 7,00 5,83 160 3600 39,8 27,5 6,8
Кадилак V8. 314 1927 4,75 5,20 84 26,5 16,2 5,1
Кадилак V8.341 1928 5,40 5,62 95 — 29,0 17,2 5,2
Кадилак V8. 353 США 1934 6,25 5,80 108 — 33,0 18,5 5,7
Кадилак V8.346 1936 6,30 5,70 118 — 34,0 20,5 6,0
Кадилак V8. 346 1948 7,30 5,70 125 — 36,0 22,0 6,3
Кадилак V8. 346 * Для двигате ** Для двигате !ЛЯ С Чугу !ЛЯ С ПОрИ 1950 иным пнями 7,50 и пор’ из aj 5,30 ШНЯМ1 чюмин 130 f. иевоп 0 СПЛЗЕ 35,0 ia. 24,5 6,6
261
Литровая мощность и литровый крутящий момент с увеличе-
нием степени сжатия при развитии конструкции данного двигателя
повышается приблизительно по закону прямой линии. Относитель-
ное расположение этих прямых линий по вертикали для разных дви-
гателей объясняется тем, что литровая мощность и литровый мо-
Фиг. 134. Развитие восьмицилиндровых V-образных двигателей Кадилак
по годам.
мент обусловливаются не только степенью сжатия, но также и сте-
пенью наполнения, которая может быть увеличена, например, путем
улучшения формы и увеличения сечения впускных каналов, приме-
нения нескольких карбюраторов, установления оптимальной степени
подогрева рабочей смеси и т. п. Если с увеличением степени сжа-
тия одновременно увеличивать и степень наполнения, то литровая
мощность и литровый крутящий момент с изменением степени сжа-
тия могут изменяться и не по прямой линии, а по некоторой восхо-
дящей кривой.
262
Кривые, приведенные на фиг. 134, характеризуют развитие вось-
мицилиндровых V-образных двигателей Кадилак с 1915 г. по
1954 г. Весовые параметры двигателей указаны со стандартным
оборудованием.
При переходе на конструкции двигателей с укороченным ходом
поршня для сохранения рабочего объема приходилось увеличивать
диаметр цилиндров. Казалось бы при этом должна была увеличи-
ваться склонность двигателя к детонации, однако это не привело ни
к уменьшению степени сжатия, ни к повышению требований к окта-
новому числу топлива. Следует отметить, что в 1955 г. наиболее
высокая степень сжатия 9,0 была у двигателя Бьюик, имевшем
при этом наибольший диаметр цилиндров (101,6 мм), причем этот
двигатель работал на том же топливе, на котором работали другие
двигатели. Одновременно по мере увеличения рабочего объема и
мощности двигателя несколько повышается его механический к. п. д.
Таким образом, с увеличением диаметра цилиндра при выборе
основных параметров перспективных двигателей нет необходимости
понижать наибольшее среднее эффективное давление. Для пер-
спективных карбюраторных двигателей всех типов наибольшее
среднее эффективное давление можно принять равным 8,4 кг/см2,
что соответствует литровому крутящему моменту 6,7 кгм/л.
Для четырехтактных дизелей величина наибольшего среднего
эффективного давления может быть принята равной 7,5 кг/см2, что
соответствует литровому крутящему моменту 6,0 кгм/л.
Степень сжатия перспективных автомобильных двигателей необ-
ходимо устанавливать в соответствии с топливом, которым будет
снабжаться автомобильный парк. По данным НАМИ перспектив-
ные карбюраторные двигатели нужно конструировать так, чтобы
они могли надежно работать при степени сжатия около 8,5. В бли-
жайшее время эти двигатели должны будут работать с понижен-
ными степенями сжатия, соответствующими топливу с октановым
числом 66—70. При этом необходимо обеспечить минимально воз-
можную потерю их мощности и экономичности.
Когда установлен рабочий объем двигателя Vh . можно уточнить
значения хода поршня S и диаметра цилиндра d, пользуясь выра-
жением
vh = 0,001 — S i л.
Перспективные двигатели целесообразно выполнять короткоход-
ными, с отношением хода поршня к диамеатру S/d = 0,8 ч- 1,0.
Особого внимания заслуживает вопрос о выборе параметров
дизеля, взаимозаменяемого с карбюраторным двигателем, при их
установке на одно и то же шасси. Тяжелый тихоходный дизель при
той же мощности, что и у карбюраторного двигателя, обладает
большим крутящим моментом, вследствие чего требуется усиление
агрегатов силовой передачи автомобиля, а из-за повышенного его
веса приходится усиливать раму и переднюю ось. Таким образом,
можно получить две модификации автомобиля одного класса по
263
грузоподъемности: с дизелем и с карбюраторным двигателем, при
ухудшенных весовых показателях для дизельного автомобиля по
сравнению с карбюраторным. Наиболее удачными параметрами в
отношении взаимозаменяемости с бензиновыми двигателями обла-
дают быстроходные четырехтактные дизели, предложенные и раз-
работанные чл.-корр. АН СССР Н. Р. Брилингом.
Весовые параметры карбюраторных двигателей и дизелей были
рассмотрены в гл. II. Далее будет показано, как при использова-
нии коротких легких двигателей (в основном V-образных)
можно выполнить рациональную компоновку шасси и добиться
максимального снижения веса не только двигателя, но и всего авто-
мобиля.
ГЛАВА X
КОМПОНОВКА АВТОМОБИЛЯ
ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Компоновка грузового автомобиля в основном характеризуется
распределением его максимального полного веса по осям.
До начала 30-х годов грузовые автомобили имели компоновку,
при которой на заднюю ведущую ось приходилось до 73% полного
веса (фиг. 135, а). Затем наблюдается переход на компоновку, при
которой передняя ось сдвинута назад (фиг. 135, б); в этом случае
на заднюю ведущую ось приходится до 70% полного веса. Переход
на эту компоновку сперва осуществляется с сохранением основных
агрегатов автомобиля без всяких изменений. При этих условиях
удавалось сдвинуть назад переднюю ось на 350 мм. По такому
пути в середине 30-х годов развивались американские грузовые
автомобили GMC, Автокар и др. Позднее, одновременно со сдви-
гом назад передней оси, кабина надвигалась на двигатель. Это
позволяло при сокращении базы автомобиля увеличивать длину
грузовой платформы.
При колесах с двойными скатами на задней оси наилучшим
в отношении равномерного износа всех шести шин является
такое распределение полной нагрузки, при котором на заднюю ось
приходится до 67% и даже несколько меньше, учитывая, что
задние шины являются ведущими и, следовательно, изнашиваются
интенсивнее, чем неведущие. Такого распределения полного веса по
осям можно добиться при компоновке автомобиля по схеме «ка-
бина над двигателем» (фиг. 135, в). В этом случае двигатель
находится или под полом кабины (при горизонтальном располо-
жении цилиндров), или внутри кабины под герметически закры-
вающимся колпаком (при вертикальном расположении цилин-
дров) .
В США в период с 1936 г. по 1941 г. распространение грузовых
автомобилей с кабиной над двигателем интенсивно росло. В 1936 г.
таких автомобилей было продано менее 5 тыс. шт., а в 1941 г. их
сбыт уже превысил 30 тыс. В настоящее время сбыт автомобилей
с кабиной над двигателем стабилизировался и составляет
25—30 тыс. шт. в год. В США автомобили этого типа главным
образом производятся большой и особо большой грузоподъемности
265
и их количество составляет приблизительно 30—40% от общего
выпуска грузовых автомобилей данного класса по грузоподъемно-
сти. В группе средней и малой грузоподъемности их количество
составляет около 20%.
При компоновке по типу «кабина над двигателем» можно макси-
мально уменьшить длину и собственный вес автомобиля, а также
добиться наилучшей маневренности.
Однако данная схема компоновки
имеет два существенных недостатка:
уменьшается сцепной вес автомобиля,
что увеличивает склонность к буксова-
нию на скользких дорогах, и затруд-
няется доступ к двигателю.
Особенно ухудшается проходимость
автомобиля с кабиной над двигателем
по скользким дорогам без полезной на-
грузки, когда вес, приходящийся на
переднюю неведущую ось, достигает
55% от общего веса автомобиля.
Таким образом, автомобиль с каби-
ной над двигателем в основном соот-
ветствует городским условиям эксплу-
атации при хорошо организованном
техническом обслуживании.
Компоновка грузового автомобиля
оценивается:
1) отношением веса, приходящегося
на заднюю ведущую ось, к общему
весу автомобиля (при максимальной
полезной нагрузке в кузове и без по-
лезной нагрузки);
2) отношением внутренней длины
платформы к базе автомобиля; <
3) отношением габаритной площади к максимальной полезной
нагрузке;
4) отношением максимальной полезной нагрузки к собственному
весу автомобиля при заданном сроке службы.
Последнее отношение, как уже было указано, характеризует
совершенство конструкции и технологии изготовления автомобиля
данного класса.
Чем короче база автомобиля при данной внутренней длине
кузова, тем лучше маневренность автомобиля и тем меньше его
сухой вес. Одновременно при этом увеличивается доля полного
веса, приходящаяся на переднюю ось.
В табл. ) 17 приведены данные, характеризующие компоновки
отечественных грузовых автомобилей.
Как отмечалось в гл. II, компоновка автомобиля в значитель-
ной мере зависит от веса и габаритов двигателя. На фиг. 136 при-
ведены схемы автомобилей ЗИС-5 (штриховыми линиями) и ГАЗ-51
266
а)
б)
в)
Фиг. 135. Основные схемы ком-
поновки грузовых автомобилей.
Таблица 117
Данные, характеризующие компоновку отечественных грузовых автомобилей
Параметры Автомобиль
ГАЗ-АА ГАЗ-51 ЗИС-5 ЗИС-150 Я г-6 МАЗ-200
Часть веса, при- ходящегося на заднюю ось, в °/о: максимального полного . . 76,0 70,0 76,5 74,0 75,0 73,5
Собственного (без полезной на- грузки) .... 59,5 52,0 59,5 54,0 57,0 52,0
Отношение вну- тренней длины платформы к базе в <*/0 . . . 73,5 89,0 81,0 88,5 90,0 99,5
Отношение габа- ритной площади к максимальной грузоподъемно- сти 7,3 5,0 4,5 4,0 3,2 2,9
Отношение макс- имальной гру- зоподъемности к собственному весу в °/0 . . . 83,0 92,0 96,5 102,5 101,5 113,5
(сплошными линиями) с кузовами одинаковых размеров. Сопо-
ставление схем этих двух автомобилей показывает преимущества
компоновки автомобиля с передней осью, сдвинутой назад, и каби-
ной, надвинутой на двигатель (фиг. 135,6), по сравнению с ком-
поновкой, показанной на фиг. 135, а. На фиг. 136 видно также,
какое преимущество дает короткий двигатель ГАЗ-51 по сравне-
нию с более длинным двигателем ЗИС-5.
На фиг. 137 показаны сравнительные схемы установки на шасси
грузового автомобиля МАЗ-200 двухтактного четырехцилиндрового
рядного дизеля ЯАЗ-204 мощностью 110 л. с. и четырехтактного
шестицилиндрового V-образного дизеля мощностью 180 л. с., спроек-
тированного в НАМИ. Как видно, несмотря на увеличение мощно-
сти и числа цилиндров, длина V-образного дизеля несколько меньше,
чем рядного.
На фиг. 138 показана компоновка трехосного автомобиля
ЗИС-151 с рядным двигателем ЗИС-120 в сравнении с компоновкой
трехосного тягача с V-образным двигателем мощностью 135 л. с.
при практически одинаковых размерах кузова.
При проектировании грузовых автомобилей и прицепного инвен-
таря к ним следует помнить, что технические условия на автомо-
267
Фиг. 136. Сопоставление компоновок грузовых автомо-
билей ЗИС-5 и ГАЗ-51.
Фиг. 137. Установка на шасси автомобиля МАЗ-200 двухтактного четырехци-
линдрового рядного дизеля ЯАЗ-204 и четырехтактного шестицилиндрового
V-образного дизеля.
----------3565
-3560----------
3860
------------4225------------------
Фиг. 138. Сопоставление компоновок трехосного автомобиля
ЗИС-151 и трехосного тягача НАМИ с V-образным двигателем.
268
биль должны быть увязаны с техническими условиями на дороги.
В США с 1920 г. по 1941 г. было построено свыше 2 300 000 км
дорог с твердым покрытием в соответствии со следующими техни-
ческими условиями на автомобили [52]:
Габаритная высота с грузом в мм (не более) ............. 3800
Габаритная длина в м (не более):
автомобиля..........................................10,0
тягача с полуприцепом...............................15,0
автопоезда..........................................18,3
Габаритная ширина в мм (не более)........................ 2440
допускае-
Фиг. 139. Предельные ширина
и высота автомобиля и прицепа.
Позднее было внесено уточнение, согласно которому
мая габаритная ширина неподрессоренных частей увеличивалась
до 2600 мм. Это мотивировалось тем, что габаритная ширина по
подрессоренным частям (по кузо-
ву) при движении может увеличи-
ваться вследствие бокового рас-
качивания кузова на упругих эле-
ментах подвески, тогда как габа-
ритная ширина неподрессоренных
частей при движении практически
не изменяется и, следовательно,
может быть соответственно увели-
чена без снижения безопасности
движения при встрече на дороге
двух автомобилей.
Нагрузка на ось с пневмати-
ческими шинами была допущена
не более 8200 кг.
Как уже отмечалось в гл. II,
в СССР, согласно утвержденным
в 1953 г. нормам подвижных вер-
тикальных нагрузок для расчета
искусственных сооружений на автомобильных дорогах, предельный
полный вес для двухосного автомобиля установлен равным 18 т,
а для трехосных автомобилей 30,0 т.
Считая, что на ведущую ось двухосного грузового автомобиля
может приходиться до 73% его полного веса, предельное значение
осевого веса автомобиля ограничивается 13 000 кг. Учитывая тре-
бование эксплуатации (в частности, возможность перевозки грузов
в контейнерах) и дорожные нормы, габаритные размеры автомоби-
лей могут быть ограничены следующим образом:
Габаритная высота автомобиля (с грузом) в м (не более) . . 4,0
Габаритная длина в м (не более):
автомобиля..........................................12,0
тягача с полуприцепом...............................15,0
автопоезда.......................................... 20,0
Автомобили и прицепы по своей габаритной ширине не должны
выходить за контур CDEFGK, построенный по размерам, приведен-
ным на фиг. 139.
269
Автопоезда, предназначенные для магистральных дорог, могут
иметь габаритную длину до 25,0 м.
Свес груза, выходящий за габариты кузова по длине, обычно,
допускается не более, чем на 2,0 м (фиг. 140). Чтобы осевой вес
автомобиля или прицепа был достаточно рассредоточен по полотну
дороги, необходимо установить предельное минимальное межосевое
Фиг. 140. Основные предельные размеры автопоезда.
расстояние (базу) для автомобиля в целом и для всех смежных
осей автопоезда (фиг. 140). Межосевое расстояние (база) L может
быть определено по формуле:
L > 0,2 (Р. + Р2) м,
где Pi и Р2 — осевые веса двух смежных осей в кг.
Для тележек со спаренными осями Р2 представляет собой сум-
марный вес, приходящийся на тележку, т. е. на обе спаренные оси,
Фиг. 141. Основные предельные
размеры шестиколесного (трех-
осного) автомобиля.
Фиг. 142. Размещение кузова .
на шасси грузового автомобиля.
как показано на фиг. 141. Межосевое расстояние между спаренными
осями тележки может не ограничиваться.
Правильное размещение кузова на шасси грузового автомобиля
характеризуется размером А (фиг. 142), т. е. расстоянием от задней
стенки кабины до средней линии задней оси. SAE (Общество авто-
мобильных инженеров в США) рекомендует выдерживать допуск
на этот размер +25 мм. Центр тяжести кузова должен быть распо-
ложен так, чтобы было обеспечено заданное распределение полного
веса автомобиля по его осям в зависимости от выбранной схемы
компоновки. Обычно размер 12 (фиг. 142) составляет 2—10% от
базы L.
Внутренняя длина кузова современных двухосных грузовых авто-
мобилей (скомпонованных по схеме, показанной на фиг. 135,6) со
270
стандартной базой обычно составляет 85—120% от базы. Для гру-
зовых автомобилей с компоновкой по схеме, показанной на
фиг. 135, в, внутренняя длина кузова повышается до 150%
от базы. Для грузовых автомобилей с
длина кузова снижается до 75% от
базы. (
Следует отметить, что в США гру-
зовые автомобили выпускаются фир-
мами с весьма широкой модификацией,
по базам. Так, например, грузовые
автомобили Рио с максимальным пол-
ным весом 8150 кг выпускаются на
шасси с длиной базы 4700—3180 мм.
На фиг. 143 показаны в масштабе гру-
зовые автомобили Уайт одной и той же
модели с самой короткой базой (кузов-
самосвал) и с самой длинной базой
(кузов с решетчатыми бортами для
короткой базой внутренняя
Фиг. 143. Грузовые автомобили
на шасси одной и той же мо-
дели с самой короткой и самой
длинной базой.
перевозки емких грузов).
Грузовые автомобили особо малой грузоподъемности (пикапы)
выполняются обычно на шасси легковых автомобилей, и их компо-
новка поэтому зависит от требований, предъявляемых к основному
(легковому) автомобилю, на базе которого они спроектированы.
ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Компоновка легкового автомобиля в основном зависит от вы-
бранной схемы расположения силового агрегата и ведущего моста.
Распространение получили следующие схемы компоновки легковых
автомобилей:
1) силовой агрегат расположен спереди, ведущий мост — задний
(фиг. 144);
2) силовой агрегат расположен спереди, ведущий мост — перед-
ний (фиг. 145);
3) силовой агрегат расположен сзади, ведущий мост — задний
(фиг. 146).
Тенденция развития схем компоновки легковых автомобилей с
силовым агрегатом, расположенным спереди, и с задним ведущим
мостом характеризуется смещением задних сидений вперед и рас-
положением их в зоне комфорта. Кроме того, смещение задних
сидений вперед за колесные дуги кузова позволяет расширить по-
лезную ширину задних сидений, не увеличивая габаритной ширины
кузова.
Указанную тенденцию можно проследить, сопоставляя ком-
поновку легкового автомобиля ГАЗ-А 1932 г. (фиг. 144,а), с ком-
поновкой автомобиля М-20 «Победа» 1946 г. (фиг. 144,6). Смеще-
ние двигателя вперед и сидений в зону комфорта в современных
легковых автомобилях удалось осуществить в связи с переходом
на независимую подвеску передних колес.
271
Фиг. 144. Схема компоновки легкового автомобиля
с силовым агрегатом, расположенным спереди, и
задним ведущим мостом:
а —ГАЗ-А (1932 г.); б—М-20 „Победа- (1946 г.).
Фиг. 145. Схема компоновки легкового автомобиля
с силовым агрегатом, расположенным спереди, и
с передним ведущим мостом.
272
В табл. 108 и на фиг. ИЗ (см. гл. VIII) было показано распре-
деление по осям полного и эксплуатационного веса для легковых
автомобилей.
Современные отечественные и европейские легковые автомобили
обычно конструируют с несущим кузовом (автомобили «Москвич»,
М-20 «Победа», ЗИМ) реже с рамным шасси (автомобиль ЗИС-110)
и еще реже с хребтовым шасси (автомобиль Шкода). Компоновка
Фиг. 146. Схема компоновки легкового
автомобиля с силовым агрегатом, располо-
женным сзади, и с задним ведущим мостом.
легкового автомобиля Шкода с передним расположением двигателя
на'хребтовом шасси показана на фиг. 147. Компоновка легкового
автомобиля с несущим кузовом позволяет при минимальном весе
обеспечить наибольшую жесткость конструкции и хорошую про-
фильную проходимость.
На фиг. 148 показано, как отражается на компоновке легкового
автомобиля применение короткого V-образного двигателя.
На фиг. 148, а показан автомобиль ЗИС-110 с рядным двигателем,
а на фиг. 148,6 модернизированный легковой автомобиль ЗИС-110
с коротким V-образным двигателем. В данном случае двигатель
сдвинут вперед не для укорочения базы, а для повышения
комфортабельности автомобиля, путем перемещения вперед сиде-
ний. При этом заднее сиденье перемещается вперед в зону ком-
форта на 150 мм. Однако преимущества V-образного двигателя
(сокращение его габаритной длины и веса) в этой компоновке
18 Гольд 2757 273
использованы еще не полностью. При изменении конструкции
передней подвески, переднюю ось можно подвинуть назад, что
позволит сократить базу автомобиля, его габаритную длину и даст
возможность еще снизить собственный вес автомобиля (фиг. 148, в).
Это небольшое сокращение базы автомобиля не должно сказаться
на уменьшении его устойчивости и плавности хода, так как в на-
стоящее время автомобили ЗИС-110 и Крейслер имеют наиболь-
шую базу из всех легковых автомобилей высшего класса
(3760—3800 мм).
Фиг. 147. Компоновка легкового автомобиля с передним расположением
двигателя на хребтовом шасси (Шкода).
Автомобили с силовым агрегатом, расположенным спереди, и с
передним ведущим мостом (см. фиг. 145) по сравнению с автомо-
билями, выполненными по схеме, показанной на фиг. 144, обладают
большей устойчивостью на повороте вследствие того, что в этих
автомобилях соответственно повороту колеса изменяется направле-
ние тягового усилия. Кроме того, при такой компоновке отсутствует
продольный карданный привод, что позволяет максимально снизить
пол кузова и тем самым повысить устойчивость автомобиля. В этих
автомобилях полный вес обычно распределяется поровну на обе
оси, а иногда на передний ведущий мост допускается несколько
большая нагрузка (52—54% от полного веса). При движении авто-
мобиля (в особенности на подъем) передний мост под влиянием
274
ведущего момента разгружается и сцепной вес автомобиля умень-
шается. В результате этого автомобили с передним ведущим мостом
обладают худшей проходимостью по скользким дорогам, чем авто-
мобили с задним ведущим мостом. Кроме того, конструкция моста
с ведущими и направляющими колесами получается сложной
Фиг. 148. Компоновка легкового автомобиля большого
литража с рядным и V-образным двигателем.
Автомобили с передним ведущим мостом могут быть выполнены
по двум схемам: с размещением всего силового агрегата в преде-
лах базы (см. фиг. 145, а) и с размещением двигателя и сцепления
в пределах базы, а коробки передач — за передним мостом
(фиг. 145,6). В последнем случае усилие от сцепления передается
(помимо главной передачи) к коробке передач, а от нее подводится
к ведущей шестерне главной передачи. Легковые автомобили
18* 275
4740
с передним ведущим мостом в настоящее время имеют небольшое
распространение и только в Европе.
Имеются три основные схемы компоновки автомобилей с задним
ведущим мостом и силовым агрегатом, расположенным сзади
(см. фиг. 146); с продольным размещением всего силового агрегата
за задним ведущим мо-
стом (фиг. 146, а), с про-
дольным размещением
двигателя и сцепления
перед задним ведущим
мостом, а коробки пере-
дач за задним мостом
(фиг. 146, б) и с попереч-
ным размещением силово-
го агрегата у заднего веду-
щего моста (фиг. 146, в).
Автомобили с задним
ведущим мостом и сило-
вым агрегатом, располо-
женным сзади, так же как
автомобили с передним
ведущим мостом, не име-
ют продольного кардан-
ного привода, что позво-
следовательно, и центр тя-
жести автомобиля. При этой компоновке конструкция ведущего моста
не усложняется по сравнению с конструкцией ведущего моста при
Фиг. 149. Компоновка хребтового легкового
автомобиля с задним расположением двига-
теля (Татра-87).
ляет максимально снизить пол кузова, а
Фиг. 150. Компоновка легкового автомобиля (скон-
струированного в НАМИ) с задним расположением
силового агрегата и с задним ведущим мостом.
компоновке по схеме, показанной на фиг. 144. Кроме того, при
расположении силового агрегата сзади выпускные газы, тепло и
шум работающего двигателя не проникают в кузов. Распростране-
ние легковых автомобилей с силовым агрегатом, расположенным
сзади, ограничивается из-за сравнительно большого веса современ-
ных двигателей, который вызывает перегрузку задней оси и ухуд-
шает устойчивость автомобиля при движении с большой скоростью
по скользким дорогам. Удовлетворительное распределение веса по
осям у автомобилей с двигателем, расположенным сзади, полу-
чается только в том случае, когда вес двигателя мал по сравнению
276
с весом пассажиров. Выпускаются единичные модели (Татра, Рено,
Порше) автомобилей с силовым агрегатом, расположенным сзади.
На фиг. 149 приведена компоновка хребтового легкового авто-
мобиля Татра-87 среднего литража с V-образным двигателем воз-
душного охлаждения, расположенным сзади. Задний ведущий мост
у этого автомобиля разрезной с независимой подвеской на кантиле-
верных рессорах, закрепленных на развилках хребтовой рамы.
На фиг. 150 показана компоновка легкового автомобиля, скон-
струированного в НАМИ, с задним ведущим мостом, с силовым
агрегатом, расположенным сзади. Эту компоновку, однако, нельзя
рекомендовать из-за слишком большого смещения сидений вперед.
При этом затрудняется посадка пассажиров на переднее сиденье
автомобиля. Кроме того, эти сиденья уже выходят из зоны ком-
форта и оказываются над передней осью.
АВТОБУСЫ
Компоновка автобуса в основном зависит от выбранной схемы
расположения двигателя: с двигателем вне кузова [под капотом
(фиг. 151)] или с двигателем внутри кузова [вагонный тип
(фиг. 152)].
Фиг. 151. Компоновка автобуса с двигателем вне кузова
(под капотом).
Тенденция развития схем компоновок автобусов с двигателем
вне кузова (под капотом) аналогична тенденции развития схем
компоновок грузовых автомобилей и характеризуется увеличением
нагрузки на передний мост до 33% от полного веса за счет раз-
грузки заднего ведущего моста при наличии на нем двухскатных
колес. Добиться такого распределения веса по осям для автобусов
с двигателем вне кузова (под капотом) не трудно даже при вы-
полнении их на шасси грузовых автомобилей, сконструированных
по схеме, показанной на фиг. 135, а.
Автобусы с кузовом вагонного типа выполняют со следующими
вариантами расположения двигателя: спереди внутри кузова
277
(фиг. 152, а); между осями автомобиля под полом кузова
(фиг. 152,6), что возможно при двигателе с горизонтальным рас-
положением цилиндров, и сзади за задней осью (фиг. 152, в).
Для автобусов с кузовом вагонного типа можно добиться рас-
предетения полного веса по осям в отношении 33 и 67% при рас-
Фиг. 152. Компоновка автобуса вагонного типа
с двигателем внутри кузова.
положении двигателя сзади; для схем, приведенных на фиг. 152, а
и 152,6, полный вес по осям распределяется поровну. При этом на
передней и задней осях применяют или односкатные колеса с ши-
нами одинакового размера, или на задней оси устанавливают двух-
скатные колеса, но с шинами меньшего размера, чем шины перед-
них колес. Последний вариант более рационален, так как при
меньшем размере шин задних колес можно удобнее сконструиро-
вать кузов,; вместе с тем наличие шин разных размеров для совре-
менны^ городских/ автобусов не является недостатком, так как
автобусы при эксплуатации на линии обычно не снабжаются запас-
ными колесами. Уменьшение сцепного веса до 50% для автобусов
вызывает снижение их проходимости по скользким дорогам.
Получить распределение полного веса по осям в отношении,
близком к 33 и 67%, можно и при расположении силового агрегата
спереди и внутри кузова, если уменьшить передний свес и не рас-
полагать пассажирских сидений в передней части кузова, как это
сделано, например, в автобусе ЗИС-155 (фиг. 153).
Основным преимуществом компоновки автобуса с кузовом вагон-
ного типа по сравнению с компоновкой автобуса с двигателем вне
Фиг. 153. Компоновка автобуса ЗИС-155.
кузова (под капотом) является лучшее использование габаритной
площади. Для автобуса с двигателем вне кузова (под капотом)
полезная площадь составляет 75—85% от габаритной, для автобуса
с кузовом вагонного типа она доходит до 95—98% (места, зани-
маемые кондуктором и водителем, отнесены к полезной площади).
В автобусах с кузовом вагонного типа без автоматической транс-
миссии необходимо предусматривать дистанционное управление дви-
гателем, сцеплением и коробкой передач. Наибольшие затруднения
в этом отношении представляет автобус с задним расположением
силового агрегата. Несколько ухудшаются при этом и условия охла-
ждения двигателя, что заставляет применять более мощный радиа-
тор, который при расположении силового агрегата поперек автобуса
помещается сбоку, вдоль стенки кузова. При расположении двига-
теля под полом радиатор устанавливают спереди и передача к вен-
тилятору от двигателя осуществляется карданным валом
(фиг. 152,6).
Наилучшими следует признать компоновки автобусов с кузовом
вагонного типа, при расположении двигателя между осями под
279
Фиг. 1М. Схема силовой передачи для автобуса с установкой силового
агрегата сзади и карданным валом, расположенным под углом.
280
полом кузова и при расположении двигателя сзади, за задней
осью. Однако в первом случае профильная проходимость автобуса
меньше, что позволяет рекомендовать эту схему для автобусов,
предназначенных для движения по очень гладким дорогам хоро-
шего качества. Кроме того, доступность к силовому агрегату этих
автобусов затруднена и для ухода за ними требуются хорошо обо-
рудованные станции обслуживания. Во втором случае проходи-
мость автобуса по неровным твердым грунтам и доступность к си-
ловому агрегату улучшаются. Поэтому следует рекомендовать ком-
поновку с задним расположением двигателя. При этом преимуще-
ственное распространение получили две схемы силовой передачи:
с продольным карданным валом и с карданным валом, располо-
женным под углом. При первой схеме передача усилия в ко-
робке передач осуществляется помимо главной передачи; затем
от коробки усилие подводится через пару конических шестерен к
карданному валу.
При второй схеме (фиг. 154) передача усилия производится
посредством конических шестерен, оси которых пересекаются не
под прямым углом.
В городских вагонных автобусах с электрической трансмиссией
(например, автобус ЗИС-154) силовой агрегат обычно распола-
гался сзади, а тяговый электродвигатель — в пределах базы
(фиг. 155).
Фиг. 155. Компоновка автобуса вагонного типа с электрической
передачей (автобус ЗИС-154).
Компоновка междугородных автобусов отличается от компо-
новки городских автобусов в основном тем, что в кузове между-
городного автобуса необходимо предусмотреть багажное отделе-
ние. Так как в междугородном автобусе вход и выход пассажиров
происходит сравнительно редко и мест для стоящих пассажиров
281
нет, целесообразно багажное отделение расположить в нижних
отсеках кузова, а пассажирские места несколько поднять
(фиг. 156). В данном случае центр тяжести автобуса расположен
невысоко, что обеспечивает устойчивость автобуса при большой
скорости движения. Размещать багаж на полках в верхней части
кузова не рационально из-за увеличения высоты расположения
Фиг. 156. Компоновка междугородного автобуса.
центра тяжести автобуса и неблагоприятной нагрузки на элементы
каркаса кузова.
Современные автобусы со средним и большим числом мест
обычно имеют несущий кузов. Расположение мест в кузове и шаг
между сиденьями выбирают в зависимости от назначения авто-
буса (городской или междугородный).
При компоновке автобусов следует руководствоваться весовыми
и габаритными ограничениями, приведенными выше.
ГЛАВА XI
РАЗВИТИЕ ТИПАЖА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Дореволюционная Россия, как известно, не имела собственной
автомобильной промышленности. Отдельные попытки по созданию
автомобилей собственной конструкции, которые делались в цар-
ской России, ни к чему не привели, и ни один из предложенных
проектов не был реализован в масштабах, заслуживающих сколь-
ко-нибудь серьезного внимания.
До первой мировой войны 1914 г. автомобили в России были
мало распространены и автомобильный транспорт практически не
имел никакого значения в хозяйственной жизни страны. К началу
первой мировой войны в автомобильном парке России насчиты-
валось всего 10—11 тыс. автомобилей разнообразных моделей, из
которых грузовых автомобилей было около двух тысяч. Автомо-
бильный парк пополнялся исключительно за счет ввоза автомоби-
лей из-за границы.
Первая мировая война убедительно показала, какое огромное
значение имеет автомобиль в хозяйственной жизни страны.
В соответствии с этим в годы первой мировой войны в России
была сделана попытка построить несколько автомобильных заво-
дов для выпуска собственных автомобилей. Однако, несмотря
на то, что объем продукции проектировавшихся заводов был не-
большим (1500—3000 автомобилей в год) сроительство ни одного
из намеченных заводов не было закончено. Производство автомоби-
лей в нашей стране началось только после Великой Октябрьской
социалистической революции.
Учет автомобилей, произведенный в 1924 г. (табл. 118), пока-
зал, что в нашей стране на указанный год имелось около 18,5 тыс.
автомобилей. Хотя количество грузовых автомобилей по сравнению
с 1914 г. сильно возросло, их все же для удовлетворения потреб-
ности в автомобильном транспорте было безусловно недостаточно,
так как большинство этих автомобилей было* сильно изношено и их
было необходимо ремонтировать. Особое внимание было обращено
на поддержание в исправном состоянии грузовых автомобилей, ре-
монт которых производился на некоторых заводах.
Общее состояние промышленности в нашей стране, в частно-
сти металлургии, не давало в то время возможности ставить вопрос
О развертывании автомобильного производства в масштабах, соот-
283
Таблица IL
Автомобильный парк Советского Союза в 1924 г.
Тип автомобилей Техническое состояние
На ходу В ремонте Всего
шт. 1 ’/•
Грузовые 4 986 3470 8 456 45,6
Легковые 5 792 3235 9 027 48,6
Специальные 624 386 101J 5,8
Всего ... И 402 7091 | 18 493 100 |
ветствующих потребностям страны. Однако небольшое производ-
ство автомобилей все же было начато.
С 1924 г. по 1929 г., т. е. до начала первой пятилетки, произ-
водство автомобилей было сосредоточено только на двух заводах:
в Москве (завод АМО) и в Ярославле, которыми за этот период
времени было выпущено 3298 автомобилей (табл. 119). Кроме того,
в 1928 г. на заводе «Спартак» в Москве начался выпуск легковых
малолитражных автомобилей НАМИ-1, которых к началу первой
пятилетки было выпущено около 500 шт.
Таблица 119
Производство отечественных грузовых автомобилей с 1924 по 1929 г.
Автомобиль 1924 1925 1926 1927 1928 1929 Всего
АМО-Ф-15 10 113 342 407 692 1293 2857
Я-3 — 3 24 68 65 — } 441
Я-4 — — — — 28 253
Таким образом к началу первой пятилетки (1929 г.) парк отече-
ственных автомобилей состоял из сравнительно небольшого количе-
ства грузовых автомобилей АМО-Ф-15 грузоподъемностью 1,5 т,
автомобилей Я-4 (Я-3) грузоподъемностью 3—4 т и четырехместных
легковых малолитражных автомобилей НАМИ-1.
По мере развития народного хозяйства все острее ощущалась
большая потребность в автомобильном транспорте. Существующий
парк автомобилей как по количеству, так и по типажу ни в какой
мере не мог удовлетворить растущие потребности различных отра-
слей народного хозяйства в автомобильных перевозках. Резкое
увеличение автомобильного парка за счет ввоза автомобилей из
зарубежных стран было нецелесообразным. Строительство значи-
тельного числа небольших заводов, как это предполагалось в цар-
284
ской России во время первой мировой войны, не позволило бы при-
менить технологию массового производства и автомобили получи-
лись бы очень дорогими. Следовательно, этот путь автомобилизации
Советского Союза также не являлся целесообразным.
В результате широкого обсуждения возможных путей быстрей-
шего и наиболее рационального создания и развития в нашей
стране автомобильной промышленности было принято решение
организовать в Советском Союзе массовое производство автомоби-
лей, которое наиболее полно соответствовало бы социалистическому
характеру развивающейся промышленности.
В 1929 г. было вынесено решение о строительстве двух автомо-
бильных заводов-гигантов: в Горьком — производительностью
100 000 в год грузовых (грузоподъемностью 1,5 т) и легковых авто-
мобилей и в Москве с ежегодной производительностью 25 000 гру-
зовых автомобилей грузоподъемностью 2,5 т. Кроме того, было ре-
шено значительно расширить Ярославский автомобильный завод,
который должен был выпускать грузовые автомобили большой
грузоподъемности (5 т и выше).
Во всех других странах массовым производством автомобилей
овладевали постепенно, пройдя предварительно долгий путь серий-
ного выпуска, во время которого накапливался опыт конструиро-
вания и производства автомобилей. В Советском Союзе за не-
сколько лет была создана автомобильная промышленность на базе
наиболее передовой для того времени технологии массового произ-
водства. При этом были использованы готовые конструктивные
образцы с отработанной технологией. Это явилось началом широ-
кой автомобилизации Советского Союза.
Строительство автомобильных заводов и освоение на них тех-
нологии массового производства шло исключительно быстрыми тем-
пами. Уже в 1932 г., т. е. через три года после принятия решения,
автомобильные заводы Советского Союза выпустили более 25 000
автомобилей.
К этому времени, в связи с пуском Горьковского и Московского
автомобильных заводов, типаж советских автомобилей был расши-
рен, а конструкции автомобилей качественно улучшены. Типаж со-
стоял из следующих основных моделей: грузового автомобиля
ГАЗ-АА грузоподъемностью 1,5 т, грузового автомобиля АМО-3
грузоподъемностью 2,5 т, грузового автомобиля ЯГ-3 грузоподъем-
ностью 5 т, пятиместного легкового автомобиля ГАЗ-А.
На базе этих основых моделей автомобилей были созданы
их модификации, в том числе и автомобили специального назна-
чения.
В 1933 г. автомобиль АМО-3 был подвергнут значительной
конструктивной переработке, его грузоподъемность была повышена
до 3 т и Московский завод имени Сталина начал выпускать авто-
мобили ЗИС-5, которые на длительный срок явились основным
объектом производства этого завода.
Вследствие бурного развития промышленности Советского
Союза потребовался пересмотр производственного задания для
185
Горьковского и Московского автомобильных заводов. Годовой вы-
пуск грузовых автомобилей ЗИС-5 в количестве 25 000, грузовых
автомобилей ГАЗ-АА и пятиместных легковых ГАЗ-А в количестве
100 000 уже не удовлетворял все растущие потребности нашей
страны в автомобильном транспорте. Поэтому в 1933 г. было при-
нято решение о дальнейшем расширении производственной мощно-
сти Московского завода имени Сталина с увеличением его годо-
вой программы до 80 000 автомобилей, а в 1934 г. Горьковского
завода имени Молотова с доведением его годового выпуска до
300 000 автомобилей. Одновременно была увеличена производ-
ственная мощность Ярославского автомобильного завода.
Уже в 1935 г. Московский завод имени Сталина превысил
проектную мощность (25 000 автомобилей в год), выпустив за год
свыше 30 000 грузовых автомобилей. Горьковский завод имени
Молотова также быстро осваивал производственную мощность.
Наряду с последовательным повышением выпуска автомобилей
ЗИС-5 и ГАЗ-АА с бортовой грузовой платформой заводы, исполь-
зуя эти автомобили как базовые, создали новые модификации: авто-
мобили высокой проходимости, тягачи, автомобили-самосвалы, авто-
бусы, шасси для пожарных автомобилей, санитарные автомобили,
газогенераторные, газобаллонные и др.
В 1936 г. на Московском заводе имени Сталина было начато
производство легковых автомобилей ЗИС-101. В этом же году на
Горьковском заводе имени Молотова был начат выпуск новой мо-
дели легкового автомобиля. Вместо автомобиля ГАЗ-А был по-
ставлен на производство пятиместный автомобиль ГАЗ-М-1 более
высокого класса с закрытым четырехдверным кузовом и с более
мощным двигателем (50 л. с,).
В 1937—1938 гг. грузовой автомобиль ГАЗ-АА был существенно
модернизирован и его стали выпускать под маркой ГАЗ-ММ.
К началу Великой Отечественной войны Горьковский завод
имени Молотова подготовил к производству новый более мощный
(76 л. с.) шестицилиндровый двигатель, который был предназна-
чен для установки на легковые и грузовые автомобили.
Для обеспечения широкого развития в нашей стране пассажир-
ского автомобильного транспорта и для достижения одновременно
с этим экономии топлива, смазки, металла и резины необходимо
было наряду с выпускаемыми Горьковским и Московским заво-
дами двумя типами легковых автомобилей ГАЗ-М-1 и ЗИС-101,
приступить к выпуску в достаточно большом количестве также и
малолитражных легковых автомобилей.
В 1938 г. по этому вопросу было вынесено решение, согласно
которому для выпуска малолитражных автомобилей был расширен
и соответственно оборудован Московский завод имени КИМ, на
котором до этого времени производилась сборка автомобилей ГАЗ.
К 1 мая 1940 г. были выпущены первые образцы малолитраж-
ных автомобилей КИМ-10.
К началу Отечественной войны наша промышленность выпу-
скала автомобили 12 типов, не считая самосвалов, тягачей, пожар-
286
ных, санитарных и других автомобилей, выпускавшихся заводами
в виде различных модификаций.
Этими основными типами автомобилей были следующие:
Грузоподъемность в т
Грузовые автомобили
Двухосный ГАЗ-ММ................................ 1,5
„ ЗИС-5................................... 3,0
„ ЯГ-6.................................... 5,0
Трехосный ГАЗ-ААА (повышенной проходи-
мости) ..................................... 1,5—2,0
Трехосный ЗИС-6 (повышенной проходимости) 2,5—4,0
Пассажирские автомобили Число мест для
сидения
Автобус ГАЗ-ОЗ-ЗО................................ 17
. ЗИС-16..................................... 26
Легковой КИМ-10 (малолитражный)................... 4
ГАЗ-М-1 (ГАЗ 11-73).................... 5
ЗИС-101........................ . 6
Кроме того, автомобильные заводы в то время выпускали две
модели генераторных автомобилей: ГАЗ-42 грузоподъемностью
1,2 т и ЗИС-21 грузоподъемностью 2,5 т и две модели газобаллон-
ных автомобилей ГАЗ-44 и ЗИС-ЗО грузоподъемностью 1,2 и 2,5 т
соответственно.
Со времени пуска первого отечественного автомобильного за-
вода AM О в 1924 г. выросли кадры советских специалистов-кон-
структоров и технологов, которые в 1941 г. подготовили несколько
новых оригинальных моделей автомобилей. Однако война поме-
шала реализовать эти конструкции.
На конференции конструкторов автомобильных заводов в фев-
рале 1943 г. обсуждался типаж автомобилей для производства
в СССР после окончания Великой Отечественной войны.
Сразу же по окончании войны в июне 1945 г. образцы новых
отечественных автомобилей были приняты к производству. Это
послужило началом нового этапа развития отечественной автомо-
бильной промышленности. Четвертый пятилетний план восстано-
вления и развития народного хозяйства предусматривал дальней-
шее увеличение выпуска автомобилей, а автомобильная промышлен-
ность смогла поставить на производство новые модели оригиналь-
ных отечественных автомобилей.
К началу пятой пятилетки (1951 г.) выпускались автомобили
следующих основных типов:
Грузоподъ-
емность в m
Грузовые автомобили
Двухосный ГАЗ-51............................... 2,0—2,5
ю ЗИС-150................................. 3,5—4,0
„ МАЗ-200 ............................ 5,0-7,0
Трехосный ЯАЗ-210.............................. 10,0—12,0
Двухосный ГАЗ-67Б (высокой проходимости 4X4) . . 0,4
, ГАЗ-63 (высокой проходимости 4X4) . . . 1,5—2,0
Трехосный ЗИС-151 (высокой проходимости 6X6) . . 2,5—4,5
Самосвал МАЗ-525 .............................. 25
287
Пассажирские автомобили Число мест для
г сидения
Автобус ПАЗ-651................................... 19
„ ЗИС-155 (ЗИС-154)........................ 28 (34)
Легковой „Москвич* (малолитражный)..................... 4
„ М-20 „Победа”................................. 5
ЗИМ.......................................... 6
ЗИС-110...................................... 7
Кроме того, было сохранено производство старой модели гру-
зового автомобиля ЗИС-5 (УралЗИС).
На базе указанных основных моделей автомобилей и их агре-
гатов был организован выпуск автомобилей специальных типов и
значительное количество модификаций: грузовые газобаллонные
автомобили ГАЗ-51 Б и ЗИС-156, газогенераторный автомобиль
Урал ЗИС-352, тягачи для прицепов и полуприцепоз ЯАЗ-210Г,
ЯАЗ-210Д, МАЗ-205А и МАЗ-200В, автомобили-самосвалы ГАЗ-ЗЗ,
ЗИС-585, КАЗ-585Б, МАЗ-205 и ЯАЗ-210Е, а также автопогруз-
чики, автокраны, пожарные автомобили, санитарные и др.
Все эти модели автомобилей, поставленные на производство
после окончания Великой Отечественной войны и выпускаемые в
настоящее время, имеют существенные конструктивно-эксплуата-
ционные преимущества по сравнению с довоенными моделями. К
числу этих преимуществ, как уже было сказано, можно отнести:
увеличение мощности и производительности, улучшение тяговых
качеств и топливной экономичности, уменьшение затрат на техни-
ческое обслуживание и ремонт, увеличение срока службы, повы-
шение комфортабельности и устойчивости. В результате этого себе-
стоимость перевозок снизилась. Однако .унифицированы эти автомо-
били лишь в незначительной степени, выполняются они на различ-
ном уровне как по конструктивному совершенству, так и по каче-
ству изготовления, и объединены в серии лишь частично в преде-
лах отдельных заводов-изготовителей.
Кроме того, если к началу выпуска (1946—1947 гг.) эти авто-
мобили находились на уровне современной им мировой автомо-
бильной техники, а некоторые из них, (например, автомобили
ГАЗ-51 и М-20 «Победа») можно было считать в своем классе луч-
шими в мировом автостроении, то за последние годы, в связи со
значительным усовершенствованием конструкций передовых зару-
бежных автомобилей и существенным повышением их эксплуата-
ционно-технических качеств, отечественные модели автомобилей и
двигателей несколько отстали от соответствующих лучших зару-
бежных образцов по экономическим, динамическим и весовым по-
казателям, так как за прошедшие 8—10 лет не подвергались су-
щественным конструктивным изменениям.
Необходимо также отметить, что типаж выпускаемых в настоя-
щее время в СССР автомобилей недостаточен. Он не удовлетво-
ряет потребности различных отраслей нашего народного хозяйства
в автомобильном транспорте. Так, например, автомобильная про-
мышленность не выпускает грузовые автомобили особо малой гру-
288
зоподъемности (1,0—1,5 т), мощные большегрузные автомобили-
тягачи грузоподъемностью 10—15 т для магистральных перево-
зок, городские автобусы большой вместимости, междугородные
автобусы; недостаточно развит выпуск автомобилей высокой про-
ходимости, прицепов и полуприцепов.
Для развития народного хозяйства грузовые автомобили имеют
несравненно большее значение, чем легковые. Анализ статистиче-
ских данных показывает, что по выпуску грузовых автомобилей
Советский Союз находится в настоящее время на втором месте в
мире (уступая только США) и на первом месте в Европе. Однако
производство в нашей стране грузовых автомобилей по классам
грузоподъемности (малой, средней и большой) нельзя признать
правильным. Если по годовому выпуску грузовых автомобилей
грузоподъемностью от 2 до 5 т СССР превосходит все страны мира
(в том числе и США), то по выпуску грузовых автомобилей боль-
шой грузоподъемности (свыше 5 т) СССР уступает не только
США, но и некоторым другим странам, в том числе Франции, а
грузовые автомобили особо малой и малой грузоподъемности
(до 2 т) в Советском Союзе в настоящее время выпускаются в та-
ком небольшом количестве (фургоны «Москвич» и частично авто-
мобили ГАЗ-69 с универсальным кузовом для перевозки людей и
грузов), что их значение в составе автомобильного парка страны
практически неощутимо.
Для сравнения можно указать, что в США в 1954 г. выпуск
грузовых автомобилей особо малой и малой грузоподъемности со-
ставлял 66%, средней грузоподъемности 20% и большой грузо-
подъемности 14% от общего количества произведенных грузовых
автомобилей в стране. Соответствующие цифры для Франции и
Западной Германии на 1954 г. следующие: Франция — грузовые
автомобили особо малой и малой грузоподъемности 77,6%, средней
грузоподъемности 11,6% и большой грузоподъемности 10,8%.
Западная Германия соответственно 66, 24 и 10%.
Указанную выше структуру выпуска в СССР грузовых автомо-
билей различного класса по грузоподъемности нельзя признать
рациональной. В ближайшие годы необходимо значительно увели-
чить производство грузовых автомобилей малой (до 2,0 т) и боль-
шой (свыше 5,0 т) грузоподъемности с тем, чтобы резко повысить
их относительное количество в составе автомобильного парка.
Средняя грузоподъемность автомобильного парка СССР непре-
рывно растет: в 1940 г. она составляла 2,1 т, а в 1950 г. до-
стигла 3,0 т [46]. В США средняя грузоподъемность автомобиль-
ного парка меньше 1,5 т. В социалистическом государстве, при
концентрации массовых перевозок, средняя грузоподъемность авто-
мобильного парка должна быть большей. При планировании мас-
штабов производства грузовых автомобилей особо малой и малой
грузоподъемности, а также большой грузоподъемности не следует
допускать снижения средней грузоподъемности автомобильного
парка, а может быть нужно даже предусмотреть дальнейшее ее
повышение.
19 Гольд 2757 2 89
Недостатки выпускаемых автомобилей и их отставание от
уровня современной техники могут быть в значительной мере устра-
нены путем усовершенствования и модернизации моделей автомо-
билей, находящихся в производстве. Этим путем можно значи-
тельно продлить срок технически и экономически целесообразного
их выпуска. Однако модернизацией нельзя резко улучшить эксплуа-
тационно-конструктивные качества автомобилей, вследствие чего
необходима замена выпускаемых моделей автомобилей новыми.
Очевидно, что наиболее полное удовлетворение разнообразных
потребностей различных отраслей народного хозяйства в автомо-
бильном транспорте минимальным количеством типов и моделей
автомобилей возможно только в том случае, если эти новые авто-
мобили будут созданы по единому плану и будут составлять опре-
деленную систему, построенную на основе определенных исходных
принципов.
ГЛАВА XII
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО ТИПАЖА
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Эффективность использования автомобилей в различных усло-
виях эксплуатации в очень большой мере зависит от соответствия
конструкции автомобилей этим условиям. На конструкцию автомо-
биля оказывает влияние большое число факторов, характеризую-
щих условия его эксплуатации. К таким факторам относятся: вид
перевозимого груза, массовость и регулярность перевозок, дорож-
ные и климатические условия, система организации автомобильных
хозяйств, а также технического обслуживания и ремонта автомо-
билей, качество применяемых топлива и масел и пр.
Перспективный типаж автомобилей не может оставаться неиз-
менным на очень большой период времени. Он должен изменяться
в соответствии с меняющимися условиями эксплуатации автомоби-
лей и общим прогрессом автомобильной техники. Но в каждый
данный момент типаж должен соответствовать технической поли-
тике отечественной промышленности. Типаж отечественных авто-
мобилей должен быть составлен на основании следующих исход-
ных принципов:
1. Наиболее полного удовлетворения потребностей различных
отраслей народного хозяйства Советского Союза в автомобильном
транспорте при минимальном числе типов автомобилей и целесооб-
разной унификации их агрегатов, узлов и деталей.
2. Учета существующего уровня автомобильной промышленно-
сти СССР для наиболее рационального использования производ-
ственной базы при постепенном переходе от выпускаемых в настоя-
щее время моделей автомобилей к новым.
3. Обеспечения следующих эксплуатационно-технических пока-
зателей перспективных типов автомобилей:
а) возможно меньшего собственного веса при высокой надеж-
ности конструкции;
б) большого срока службы и высокого межремонтного пробега;
в) высокой топливной экономичности;
г) высоких тяговых качеств и скорости, в соответствии с общей
тенденцией мирового автомобилестроения;
д) приспособленности к дорожным и климатическим условиям,
характерным для эксплуатации автомобиля данного типа;
19* J91
е) легкости и простоты управленйя;
ж) удобства и простоты технического обслуживания и ре-
монта.
4. Соответствия общему развитию энергетики Советского Союза
с учетом имеющихся ресурсов топлива и их специфических особен-
ностей (по качеству).
Для того чтобы выполнить основное требование—минималь-
ным количеством типов автомобилей наиболее полно удовлетворить
транспортные потребности различных отраслей народного хозяйства,
необходимо выпускать каждый тип автомобиля в нескольких мо-
дификациях, наиболее полно отвечающих специфическим усло-
виям эксплуатации (по емкости кузова, передаточному числу глав-
ной передачи, разновидности покрышек, мощности воздухоочисти-
телей и т. п.).
Выбор правильных исходных параметров является основным
вопросом при создании типажа. От правильности выбора исход-
ных параметров зависит практическая ценность типажа в целом,
развитие конструкций автомобилей, а также развитие автомобиль-
ной промышленности и автомобильного транспорта.
АВТОМОБИЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА ЖИДКОМ ТОПЛИВЕ
Переходим к рассмотрению перспективного типажа легковых
автомобилей, работающих на жидком топливе (бензине), и к уста-
новлению исходных параметров для них.
Существующие типы легковых автомобилей общего назначения
достаточно полно удовлетворяют потребностям народного хозяйства
в легковом автомобильном транспорте. Поэтому нет необходимо-
сти расширять типаж этих автомобилей. Однако народное хозяй-
ство недостаточно обеспечено легковыми автомобилями высокой
проходимости. Для обслуживания персонала машинно-тракторных
станций в условиях плохих дорог, помимо существующего типа
легкового автомобиля среднего литража со всеми ведущими коле-
сами (автомобиль ГАЗ-69), необходимо предусмотреть выпуск лег-
кового малолитражного автомобиля со всеми ведущими колесами,
приспособленного для перевозки двух пассажиров (включая води-
теля) и 150 кг груза.
В результате перспективный типаж легковых автомобилей
общего назначения и высокой проходимости намечается следующим:
I. Легковой автомобиль малого литража с двухрядным распо-
ложением сидений (4 места).
II. Легковой автомобиль среднего литража высокой экономич-
ности с двухрядным расположением сидений (5 мест).
III. Легковой автомобиль среднего литража повышенной ком-
фортабельности с трехрядным расположением сидений (7 мест).
IV. Легковой автомобиль большого литража с трехрядным
расположением сидений и с высокими тяговыми качествами
(7 мест).
292
V. Легковой малолитражный автомобиль высокой проходимо-
сти с двумя местами для сидения и с багажником для перевозки
150 кг груза, сконструированный с использованием агрегатов лег-
кового автомобиля типа I.
VI. Легковой автомобиль среднего литража высокой проходи-
мости с двухрядным расположением сидений (5 мест), унифици-
рованный с автомобилем высокой проходимости особо малой гру-
зоподъемности (0,6 т).
Легковой автомобиль типа I должен быть более просторным,
чем существующий автомобиль «Москвич», и иметь лучшие тяго-
вые и экономические качества по сравнению с ним, а также обла-
дать большими надежностью и сроком службы. Легковой автомо-
биль типа II является развитием автомобиля М-20 «Победа» с луч-
шими тяговыми и экономическими качествами, с новым кузовом
(более просторным) и с меньшим собственным весом. На некото-
рой части выпускаемых автомобилей должна устанавливаться гид-
ромеханическая трансмиссия.
Легковой автомобиль типа III является развитием автомобиля
ЗИМ, с лучшими тяговыми качествами, меньшим собственным ве-
сом и с облегченным управлением вследствие применения гидроме-
ханической трансмиссии.
Легковой автомобиль типа IV по своей компоновке должен
сильно отличаться от устаревшего автомобиля ЗИС-110 и иметь
новый кузов с кондиционированием воздуха и другими устрой-
ствами, повышающими комфортабельность, а также с облегчен-
ным управлением за счет применения гидромеханической или гид-
равлической трансмиссии.
Легковой автомобиль типа VI является развитием автомобиля
ГАЗ-69, но с лучшими тяговыми качествами и с новыми кузовами
двух вариантов: закрытый и с открывающимся верхом.
Основные параметры легковых автомобилей' приведены в
табл. 120.
Как уже указывалось, в настоящее время правильная органи-
зация работы автомобильного транспорта во многих хозяйствах
затрудняется из-за отсутствия грузовых автомобилей особо малой
грузоподъемности. Разрыв в грузоподъемности от 0,25 т (фургон
: «Москвич») до 2,0—2,5 т (автомобиль ГАЗ-51) в существующем
типаже автомобилей недопустим. Это приводит к тому, что авто-
• мобили средней и большой грузоподъемности часто работают со
значительной недогрузкой, что ухудшает экономические показатели
отечественного автомобильного транспорта.
Не считая фургона, устанавливаемого на шасси легкового ма-
лолитражного автомобиля, в перспективном типаже следует пред-
, усмотреть основной тип грузового автомобиля (в группе особо
малой грузоподъемности) грузоподъемностью 0,5—0,6 т. Этот
автомобиль должен надежно работать не только в городских усло-
виях, обслуживая коммунальное хозяйство и городскую торговую
сеть, но и на дорогах всех классов (включая грунтовые), обслужи-
вая районную торговую сеть и сельское хозяйство. Целесообразно
293
Эксплуатационно-технические характеристики перспективных типов легковых автомобилей
Таблица 120
Основные данные Автомобили нормальной проходимости Автомобили высокой проходимости
Ьласс по рабочему объему
Малого литража Среднего литража Малого литража Среднего литража
Экономичный Повышенной комфорта- бельности и тяговых качеств Большого литража
Тип 1 II III IV V VI
Количество мест в кузове, включая место водителя: обшее спереди сзади откидных 4 2 2 5 9 3 7 2 3 2 7 2 3 9 2+150 кг 2 5 2 3
Количество колес и число ведущих из них Шины: обозначение количество 4X2 5,60-15 4 4X2 6,70-15 4 4X2 7,00-15 4 4X2 8,5''-15 4 4X4 5,60-15 4 4X4 6,50-16 4
Собственный вес в снаряженном состоянии в кг ориентировочно 900 1350 1800 2200 9'0 1500
Максимальный полный вес в кг 1250 1775 2375 2775 1300 1925 1
Продолжение табл. 120
Основные данные Автомобили нормальной проходимости Автомобили высокой проходимости
Класс по рабочему объему
Малого литража Среднего литража Малого литража Среднего литража
Экономичный Повышенной комфорта- бельности и тяговых качеств Большого литража
Двигатель: тип: максимальная мощность в л, с. рабочий объем в л Бензиновый, карбюраторный, четырехтактной
35-45 1.1-1,2 80-85 2,5 130—140 3,5-4.5 200—220 5,5-6,0 35-45 1,1-1,2 60-70 2,0-2,5
Минимальный расход топлива на 100 км пути по шоссе с полной нагру <кой в л не более 6,0 8,5 11,5 15,0 7,0 10,0
Максимальная скорость с полной на1рузкой по шоссе в км/час не менее 103 120 140 160 85 95
Максимальный динамический фактор на пря- мой передаче в кг{кг не менее 0,10 0,12 0.13 0,15 0,12 0,12
Основные виды кузовов Закрытый и фургон Закрытый и такси Закрытый, такси и санитарный Закрытый и с откры- вающимся верхом Закрытая кабина и место для груза Закрытый и с откры- ваю щи vf ся верхом
этот пикап унифицировать не с легковыми автомобилями, как это
обычно делается за рубежом, а с автомобилем высокой проходи-
мости того же класса по грузоподъемности. В этом случае перед-
ний ведущий мост автомобиля высокой прохрдимости надо заме-
нить неведущим и снять раздаточную коробку.
Кроме того, следует начать выпуск грузовых автомобилей
грузоподъемностью 1,25—1,5 т, необходимость в которых давно
уже отмечалась транспортными организациями. Эти автомобили
могут быть использованы в сельском хозяйстве (для перевозки
мелких грузов в колхозах, совхозах и МТС), в торговой сети (фур-
гоны для развозки товаров по магазинам), в коммунальном хозяй-
стве (грузовые такси, техническая помощь, хозяйственное обслу-
живание больниц, прачечных и т. п.), в почтовом ведомстве (для
связи между почтовыми отделениями, для перевозки посылок
и т. д.).
Так как при массовых перевозках стоимость тонно-километра
непрерывно снижается с увеличением грузоподъемности транспорт-
ной единицы, грузоподъемность автомобилей высокой и особо вы-
сокой грузоподъемности должна быть доведена до возможного
предела, в соответствии с утвержденными в 1953 г. нормами вер-
тикальных нагрузок для дорожных сооружений. Как было устано-
влено в гл. II, эта предельная грузоподъемность для двухосных
автомобилей составляет 9,5 т, а для трехосных 17,0 т. На базе
этих автомобилей могут быть созданы седельные тягачи с полу-
прицепами при максимальной грузоподъемности соответственно
18,0 и 32,0 т.
Трехосный автомобиль с предельной грузоподъемностью 17,0 т,
как указывалось, не может обладать высокой проходимостью из-за
слишком большого осевого веса. Поэтому его следует конструиро-
вать с двумя задними ведущими мостами (типа 6X4) ив основ-
ном он должен быть предназначен для перевозки массовых грузов
по дорогам с твердым покрытием.
Таким образом, можно наметить следующий перспективный
типаж грузовых автомобилей:
I. Особо малой грузоподъемности (0,20—0,25 т) кузов-фургон
на шасси легкового малолитражного автомобиля.
II. Особо малой грузоподъемности (0,5—0,6 т), унифицирован-
ный с легковым автомобилем высокой проходимости типа ГАЗ-69.
III. Малой грузоподъемности (1,25—1,50 т).
IV. Малой грузоподъемности (2,0—2,5 т), являющийся разви-
тием автомобиля ГАЗ-51 с другим двигателем.
V. Средней грузоподъемности (3,5—4,5 т), являющийся разви-
тием автомобиля ЗИС-150 с другим двигателем и новой более
совершенной компоновкой.
VI. Большой грузоподъемности, двухосный (7,5—9,5 т), являю-
щийся развитием автомобиля МАЗ-200 с другим двигателем.
Ввиду того что при столь высокой полезной нагрузке бортовая
платформа может получиться чрезмерно больших размеров (см.
гл. II), а также учитывая, что сеть дорог с твердым покрытием
296
в СССР пока еще развита недостаточно широко, на ближайшее
время грузоподъемность автомобиля этого типа может быть сохра-
нена на уровне грузоподъемности автомобиля МАЗ-200 (6,0—
7,5 т).
VII. Большой грузоподъемности (14,0—17,0 т) трехосный (6X4),
являющийся развитием автомобиля Я АЗ-210 с другим двигателем.
На ближайшее время грузоподъемность этого автомобиля по
соображениям, указанным выше, может быть ограничена 12—15 т.
Грузовые автомобили, начиная с грузоподъемности 2,0—2,5 т,
необходимо выпускать в нескольких модификациях по базе для
возможности установки на шасси с большой длиной базы кузовов
повышенной вместимости, предназначенных для перевозки грузов
с малым объемным весом.
Для всех грузовых автомобилей, кроме автомобилей малой гру-
зоподъемности, должен быть предусмотрен выпуск двух разновид-
ностей с двигателем под капотом (основной тип) и с кабиной над
двигателем (для городской и пригородной эксплуатации, а также
для эксплуатации на автомагистралях).
В табл. 121 приведены основные параметры перспективных
типов грузовых автомобилей.
Используя двухосные грузовые автомобили общего назначения
типов II—IV как базовые, целесообразно создать автомобиль высо-
кой проходимости (4X4).
Возможно, что автомобиль типа IV, который представляет собой
развитие автомобиля ГАЗ-63, будет производиться лишь временно,
так как после освоения в производстве нового автомобиля высокой
проходимости с грузоподъемностью 1,0 т (тип III), унифицирован-
ного с грузовым автомобилем грузоподъемностью 1,25—1,5 т, и
после замены трехосного автомобиля ЗИС-151 более совершен-
ной моделью необходимость в автомобиле типа ГАЗ-63 отпадает,
так как при этом все мелкие грузы можно будет перевозить на
автомобилях типа III, а более массовые — на трехосных автомо-
билях.
Опыт Великой Отечественной войны показал . рентабельность
эксплуатации на плохих дорогах и бездорожье автомобиля типа
6X6 грузоподъемностью 3,0—3,5 т. Для рентабельной транспорт-
ной работы на плохих дорогах и по бездорожью целесообразно
предусмотреть, кроме того, трехосный автомобиль с максимальной
грузоподъемностью, ограничиваемой условиями проходимости.
Грузоподъемность такого автомобиля, как было установлено
в гл. И, составляет 5—6 т. Эти два трехосных автомобиля могут
быть выполнены с использованием некоторых агрегатов двухосных
грузовых автомобилей.
Четырехосный тягач высокой проходимости может иметь гру-
зоподъемность до 10,0 т. Как было установлено в гл. II, колесные
автомобили, даже четырехосные, при грузоподъемности свыше
8—10 т имеют ограниченную проходимость.
Однако для перевозки тяжелых неделимых грузов требуются
тягачи для транспортировки прицепов грузоподъемностью до 70 т
297
Таблица 121
' Эксплуатационно-технические характеристики перспективных типов грузовых автомобилей общего назначения
Основные данные Класс автомобиля по грузоподъемности
особо малой малой средней большой
Тип 1 11 III ‘ IV V VI VII
Грузоподъемность в т\ по грунтовым дорогам по шоссе 0,20 0,25 0,50 0,60 1,25 1,50 2,0 2,5 3,5 4.5 6,0 7,5 • 12 15
Количество колес и число веду- щих ИЗ НИХ; 4X2 4X2 4X2 4X2 4X2 4X2 6X4
Шины: обозначение количество 5,50-15 4 6,70-15 4 7,00-18 6 7,50 -20 6 9,00-20 6 12,00—20 6 12.00-20 10 I
Собственный вес в снаряжен- ном состоянии в кг ориентиро- вочно 900 1250 1650 2450 3650 6400 12000
Максимальный полный вес в кг 1225 2000 3300 5100 8375 14125 27225
Продолжение табл. 121
Основные данные Класс автомобиля по грузоподъемности
особо малой | малой средней большой
Двигатель: тип максимальная мощность в л. с. рабочий объем (ориентиро- вочно) в л Бензиновый» карбюраторный, четырехтактный Бензино- вый или дизель четырех- тактный 130-140 5,2-5,5 Дизель двухтакт- ный (ЯАЗ-204) или четы- рехтактный 145-180 4,652-11,0 Дизель двухтакт- ный (ЯАЗ-206) или четы- рехтактный 225-240 6,972-15,0
35-45 1,1-1,2 65-70 2,0-2,5 70-75 2,5 100-110 3,5—3,75
Минимальный расход топлива на 100 км пути по шоссе с пол- ной нагрузкой в л не более 6,5 10,0 13 16,5 27—16 26,5 52
Максимальная скорость с полной нагрузкой по шоссе в км[чяс не менее 100 90 80 80 75 75 60
Максимальный динамический фактор на прямой передаче в кг/кг не менее 0,10 0,10 0,07 0,07 0,06 0.05 0,05
Основные типы кузовов 1 Ку зовы-фургоны должны ( 2 Двухтактный. Фургон 1 5ыть снабжеь Фургон 1 грузопас- сажирский и санитар- ный 1Ы специальн Платформа нормальная фургон \ фургон-реф- рижератор и санитарный ым оборудов Платформа нормальная и высокобортная, фургон 1, фургон-рефри- жератор, цистерна, коник со стойками анием для перевозки отд< Платформа нормальная и высокобортная, фургон 1, цистерна и коник со стойками ельных видов грузов.
(например, для перевозки агрегатов мощных экскаваторов) по
временным дорогам. Для этого потребуется четырехосный тягач
повышенной проходимости, с мощным двигателем, грузоподъем-
ность которого составит приблизительно 15,0 т.
Таким образом, типаж автомобилей высокой проходимости на-
мечается следующим:
I. Особо малой грузоподъемности (0,6 т), типа 4 X 4, на базе
грузового автомобиля типа II.
II. Малой грузоподъемности (1,0 т), типа 4X4, на базе гру-
зового автомобиля типа III.
III. Средней грузоподъемности (2,0 т), типа 4X4 на базе гру-
зового автомобиля типа IV.
IV. Средней грузоподъемности (3,5 т), типа 6X6, с использо-
ванием агрегатов грузовых автомобилей.
V. Большой грузоподъемности (6,0 т), типа 6X6, с использова-
нием агрегатов грузовых автомобилей.
VI. . Особо большой грузоподъемности (10,0 т), типа 8X8, спе-
циальный.
VII. Особо большой грузоподъемности (15,0 т), типа 8X8,
специальный.
В табл. 122 приведены основные параметры автомобилей высо-
кой проходимости.
В перспективный типаж автомобилей высокой проходимости не
входит группа специальных автомобилей, к которым предъявляются
особые требования и типаж которых должен быть разработан
отдельно.
На базе грузовых автомобилей общего назначения типа
IV—VII должны быть созданы седельные тягачи для транспорти-
ровки полуприцепов по дорогам с твердым покрытием. При этом
типаж тягачей с полуприцепами получится следующим:
I. Грузоподъемностью (5,0 т), на базе грузового автомобиля
типа IV.
II. Грузоподъемностью (8,0 т), на базе грузового автомобиля
типа V.
III. Грузоподъемностью (18,0 т), на базе грузового автомобиля
типа VI.
IV. Грузоподъемностью (32,0 т), на базе грузового автомобиля
типа VII.
Основные параметры автопоездов приведены в табл. 123. Учи-
тывая, что тягачи этих автопоездов должны быть выполнены на
базе соответствующих грузовых автомобилей, при увязке тяговых
показателей учтены установленные ранее ориентировочные мощ-
ности двигателей (см. табл. 121).
Автомобили-самосвалы (двухосные) в настоящее время выпу-
скаются следующей грузоподъемности: 1,75 т (автомобиль ГАЗ-93),
3,5 т (автомобиль ЗЙС-585), 5,0 т (автомобиль МАЗ-205) и 25,0 т
(автомобиль МАЗ-525). Неоднократные заявления потребителей
указывают, что автомобили-самосвалы такой грузоподъемности не
удовлетворяют требованиям народного хозяйства Советского
300
- • • -• -- -------- •— - - - - - - -------- *• ---- ' r - - - -- Таблица 12?
Эксплуатационно-технические характеристики перспективных типов грузовых автомобилей высокой проходимости
Основные данные Класс автомобиля по грузоподъемности
особо малой малой средней большой особо большой
Тип I •II III IV V VI VII
Грузоподъемность в т 0,6 1,0 2,0 3,5 6,0 10,0 15,0
Количество колес и число веду- щих из них 4X4 4X4 4X4 6X6 6X6 8X8 8X8
Шины: обозначение количество 6,50-16 4 9,00-16 4 10,00-18 4 10,00—18 или 7,50-20 6 или 10 13,00-18 или 9,00-20 6’ или 10 13,00-20 8 13,00-20 12
Собственный вес в снаряженном состоянии в кг ориентировочно 1500 2100 2900 4700 7 500 12 000 21000
Максимальный полный вес в кг 2250 3250 5050 8425 13 725 22225 36 225
Продолжение табл 122
Основные данные Класс автомобиля по грузоподъемности
особо малой малой средней большой особо большой
Двигатель: тип максимальная мощность в л. с. рабочий объем в л Бензиновый, карбюраторный, четырехтактный дизель четырехтактный
65-75 2,0—2,5 70-100 2,5-3,0 105-115 3,7—4,0 135-150 5,2-5,5 180—200 7,0-7,5 300-350 22-24 500- 525 34-36
Минимальный расход топлива на 100 км пути по шоссе с пол- ной нагрузкой в л не более 11,0 14,0 18,0 30,0 50 50 75
Максимальная скорость с полной нагрузкой по шоссе в км/час (не менее) 90 80 80 70 70 60 50
Максимальный динамический фактор на прямой передаче в кг/кг не менее 0,10 0,07 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06
Основные типы кузовов Фургон грузопасса- жирский и санитарный Платформа нормальная, фургон и санитарный Платформа нормальная и высоко- бортная, фургон, цистерна и конек со стойками Платформа нормальная и фургон
Таблица 123
Эксплуатационно-технические характеристики перспективных
типов автопоездов
Основные данные Тип тягача
1 1 11 1 IV
Грузоподъемность букси- руемого полуприцепа по шоссе в т 5,0 8.0 18,0 32,0
Количество колес тягача и число ведущих из них 4X2 4X2 4X2 6X4
Удельный собственный вес автопоезда в кг/кг 0,78 0,70 0,60 0,55
Собственный вес тягача в снаряженном состоя- нии с полуприцепом в кг ориентировочно 3900 5600 10 700 17 500
Максимальный полный вес автопоезда в кг 9050 13 825 28 925 49 725
Максимальный динамиче- ский фактор автопоезда на прямой передаче . в кг/кг не менее 0,04 0,035 0,030 0,030
Максимальная скорость автопоезда с полной на- грузкой по шоссе в км/час не менее .80 65 50 40
Двигатель: тип Максимальная мощность в л. с. (ориентировочно) Карбюратор четырех- тактный (с регуля- тором) 100-110 Карбюратор четырех- тактный (с регуля- тором) и дизель 125-135 Диз 180-190 >ель 230—250
Минимальный расход то- плива на 100 км пути по шоссе с полной на- грузкой в л не более 22,0 33,0—22,5 42,0 70,0
303
Союза. Необходимо увеличить грузоподъемность автомобилей-
самосвалов первых трех типов соответственно до 2,0, 4,5 и 6,0 т.
Кроме того, необходимо создать автомобили-самосвалы двух новых
типов грузоподъемностью 9,0 и 15,0 т, специально предназначен-
ных для погрузки экскаватором.
Таким образом, можно наметить следующие основные типы
перспективных автомобилей-самосвалов:
I. Малой грузоподъемности (2,0 т), на базе грузового автомо-
биля типа IV.
II. Средней грузоподъемности (4,5 т), на базе грузового авто-
мобиля типа V.
III. Большой грузоподъемности (9,0 т), на базе грузового авто-
мобиля типа VI.
IV. Особо большой грузоподъемности (15,0 т) внедорожный.
V. Особо большой грузоподъемности (25,0 т) внедорожный.
Впредь до освоения самосвала с предельной (по дорожным
условиям) грузоподъемностью 9,0 т необходимо выпускать само-
свалы грузоподъемностью 6,0 т на базе автомобилей МАЗ-200.
Следует отметить, что для модернизированного экскаватора Э-6
с ковшом емкостью 8 м3 при погрузке скальных пород вес породы
в ковше будет доходить до 24 т. Для этого экскаватора в дальней-
шем придется предусмотреть еще один тип автомобиля-самосвала
грузоподъемностью около 50 т.
Основные параметры перспективных типов самосвалов приве-
дены в табл. 124.
Автомобили самосвалы типа I грузоподъемностью 2,0 т пред-
назначены в основном для дорожно-ремонтных работ, а также
(с кузовом повышенной емкости) для перевозки сельскохозяйствен-
ных грузов^
Автомобили-самосвалы типа II грузоподъемностью 4,5 т пред-
назначены для коммунальных и строительных работ (перевозка
строительных материалов, грунта и т. д.). Автомобиль-самосвал
грузоподъемностью 4,5 т может применяться для перевозки сель-
скохозяйственных грузов, для чего на них должны быть устано-
влены кузовы увеличенной емкости.
Автомобили-самосвалы типов III, IV и V грузоподъемностью
9,0, 15 и 25 т предназначены для массовой перевозки грунта при
погрузке экскаватором с ковшами большой емкости на крупных
строительствах и для вывозки полезных ископаемых при открытых
разработках, в карьерах и т. д. Самосвалы типов IV и V предна-
значены для работы только в карьерах и на временных дорогах.
Для создания автомобилей-самосвалов первых трех типов гру-
зоподъемностью 2,0, 4,5 и 9,0 т должны быть использованы шасси
грузовых автомобилей общего назначения грузоподъемностью 2,5,
4,0 и 9,5 г с повышением их прочности путем усиления агрегатов
и, в первую очередь, рамы, рессор и шин.
Автомобили-самосвалы грузоподъемностью 15 и 25 т являются
специальными, т. е. не имеющими в качестве прототипов базовых
грузовых автомобилей общего назначения.
304
20 Гольд 2757
Таблица 124
Эксплуатационно-экономические характеристики перспективных типов автомобилей-самосвалов
Основные данные Класс автомобиля-самосвала по грузоподъемности
малой средней большой особо большой
Тип 1 II Временный III IV V
Грузопозъемность в т 2,0 4,5 6,0 9,0 15 25
Количество колес и число ведущих из них 4X2 4X2 4X2 4X2 4X2 4X2
Шины: обозначение количество 7,50X20 6 9,00X20 6 12,00-20 6 13,00-20 6 16,00-26 6 17,00-32 6
Собственный вес в снаряженном состоянии в кг ориентировочно 2950 4800 6400 8750 14000 22000
Максимальный полный вес в кг 5100 9525 12 625 17 975 29225 47 225
Двигатель: тип максимальная мощность в л. с, рабочий объем в л * Двухтактный Карбюра- торный четырех- тактный 100-110 3,5-3.75 Карбюра- торный или дизель четырех- тактный 130-140 5,2-5,5 Дизель двухтакт- ный (ЯАЗ-204) или четы- рехтактный 145-150 4,65*—9,0 Дизель четырех- та ктный 175-185 11,0-12,0 Дизель двухтакт- ный (ЯАЗ-206) или четы- рехтактный 225-240 6,97*-15,0 Дизель четырех- тактный 300-350 22,0-24,0
Продолжение табл. 124
Основные данные Класс автомобиля-самосвала по грузоподъемности
малой средней большой особо большой
Минимальный расход топлива на 100 км пути по шоссе с полной нагрузкой в л не более 16,5 30-18 23,5 • 33,5 60 90
Максимальная скорость с полной нагрузкой по шоссе в км[час не менее 80 70 65 65 35 35
Максимальный динамический фактор на пря- мой передаче в кг/кг не менее 0,07 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06
Основные типы кузовов Опрокиды- вающийся назад с открываю- щимся бортом и то же повышен- ной емкости Опрокиды- вающийся назад с открываю- щимся бортом, то же по вышенной емкости и опроки- дывающийся на две стороны Опрокиды- вающийся назад с открываю- щимся бортом и опрокиды- вающийся на две стороны Опрокидывающийся назад корытообразный и опрокидывающийся на две стороны Опрокиды- вающийся назад ко- рытообраз- ный
Основным типом кузова для всех перспективных автомобилей-
самосвалов является самосвальный кузов, опрокидывающийся
назад. На самосвалах грузоподъемностью 4,5, 6,0 и 9,0 т следует
предусмотреть также возможность применения кузовов, опрокиды-
вающихся на две стороны.
Для производительной работы экскаватора и устранения недо-
пустимой ударной нагрузки при сбрасывании груза в кузов авто-
мобиль-самосвал должен загружаться 3—5 ковшами. На основа-
нии этих условий выбирают автомобиль-самосвал и экскаватор для
совместной работы.
Некоторые хозяйственные и строительные организации выдви-
гают требование производства автомобилей-самосвалов на шасси
автомобилей высокой проходимости. Основную группу автомобилей-
самосвалов, предназначенных для строительных грузов, следует
выпускать на двухосных шасси с одной ведущей осью, так как
автомобили-самосвалы с двумя и тремя ведущими осями будут
иметь значительно более высокий собственный вес и повышенный
расход топлива. Для бесперебойной работы автомобилей-само-
свалов необходимо подготовить временные дороги в местах погрузки
и разгрузки.
Автомобили-самосвалы на шасси автомобилей высокой прохо-
димости целесообразно выпускать для сельскохозяйственных грузов
(свекла, картофель и т. п.) при вывозке их непосредственно с полей
на склады. В этом случае автомобилям-самосвалам придется пере-
двигаться непосредственно по полям в различных направлениях, что
затрудняет подготовку временных дорог. Одновременно автомо-
били-самосвалы должны будут иметь повышенную емкость кузова.
Так как для этих автомобилей-самосвалов можно использовать
шасси автомобилей высокой проходимости (с небольшими усиле-
ниями), а самосвальные механизмы использовать от самосвалов
соответствующих типов с одной ведущей осью, эту группу автомо-
билей-самосвалов можно рассматривать как модификацию основ-
ных перспективных типов автомобилей.
Перспективное развитие автобусного транспорта в общей
системе городского транспорта представлено в табл. 125. Как видно
из этой таблицы, транспортные потребности городов с населением
менее 150—200 тыс. жителей удовлетворяются в основном автобус-
ным транспортом [35].
Автобусы для больших городов, предназначенные в основном
для эксплуатации в хороших дорожных условиях, должны быть
большой вместимости. В крупных городах при напряженных пасса-
жиропотоках вместимость автобусов должна быть максимально
возможной для уменьшения стоимости пассажиро-километра. Вме-
стимость городских автобусов в этих условиях лимитируется уста-
новленными весовыми и габаритными ограничениями (см. гл. X),
с учетом комфортабельности размещения сидений. Ориентироваться
на двухэтажные автобусы не следует, учитывая их отрицательные
эксплуатационные качества (очень большое время простоя на оста-
новках, недостаточная устойчивость и др.). Вместимость городских
20* 307
Таблица 125
Развитие городского транспорта в СССР
Население городов в тыс. чел. Общее количество жителей в тыс. чел. Среднее число ездок на одного жителя в 1940 г. Ожидаемое число ездок, приходя- щееся на одного жителя в год, в 1960—1965 гг. Увеличение числа ез- док, приходящихся на одного жителя в год Относительное коли- чество автобусов в городском транспорте В °/г
Трамвай Троллей- бус Автобус Метро Общая
Свыше 1000 500- 1000 300-500 200-300 100 -200 50-100 Менее 50 7 350 5 900 3 250 5 000 6100 6 800 20500 540 333 202 198 137 57 3 400 400 300 250 150 50 125 50 25 25 25 25 125 100 100 100 125 125 50 150 800 550 425 375 300 200 50 48 65 ПО 90 125 250 16 18 24 27 42 63,5 100
автобусов для крупных городов ограничивается приблизительно
45 местами для сидения. Этот тип автобуса следует конструировать
с задним расположением силового агрегата и с гидромеханической
трансмиссией. ;
Автобусы для городов с населением менее 300 тыс. жителей
должны быть рассчитаны на движение по дорогам среднего каче-
ства. Их вместимость может быть меньше, чем вместимость автобу-
сов, обслуживающих крупные города с интенсивным пассажиро-
потоком. Целесообразно в перспективном типаже предусмотреть
две модели городских автобусов с кузовом вагонного типа для не-
больших городов: один с гидромеханической трансмиссией, а другой
с максимальным использованием агрегатов грузовых автомобилей
типа ГАЗ-51 и ЗИС-150.
Для эксплуатации на грунтовых дорогах и плохих дорогах с
твердым покрытием целесообразнее применять автобусы с двига-
телем под капотом на рамных шасси грузовых автомобилей. Кузовы
таких автобусов могут изготовляться и ремонтироваться на неболь-
ших местных заводах, не имеющих дорогого и сложного оборудо-
вания. В перспективном типаже можно предусмотреть два таких
автобуса на шасси грузовых автомобилей грузоподъемностью
1,25—1,5 т и 2,0—2,5 т.
Как указывалось, автобусы (кроме городского автобуса большой
вместимости) должны быть сконструированы с учетом движения по
дорогам среднего и плохого качества для обеспечения пригородной
и внутрирайонной связи. На шасси этих автобусов можно устана-
вливать и различные специализированные кузовы — санитарные,
для туристов и т. п.
Для междугородного транспорта по автомагистралям может
быть предусмотрен один тип автобуса большой вместимости.
308
Таким образом, перспективный типаж автобусов намечается
следующим:
I. Особо малой вместимости (12 мест для сидения), на базе
грузового автомобиля типа III, служебный и для внутрирайонной
связи.
II. Малой вместимости (22 места для сидения), на базе грузо-
вого автомобиля типа IV, служебный и для внутрирайонной связи.
III. Малой вместимости (22 места для сидения), вагонный с
использованием агрегатов грузовых автомобилей типа IV и V —
городской и пригородный.
IV. Средней вместимости (30 мест для сидения), вагонный,
городской.
V. Большой вместимости (36—40 мест для сидения), вагонный,
городской.
VI. Большой вместимости (40 мест для сидения), междугородный.
В табл. 126 приведены основные параметры, характеризующие
перспективные типы автобусов.
В общем типаж автомобилей, работающих на жидком топливе
(карбюраторных и дизельных), состоит из 20 базовых автомобилей
(типы II—VII грузовых автомобилей, типы I и IV—VII автомоби-
лей высокой проходимости, типы IV—V автомобилей-самосвалов,
типы I—IV легковых автомобилей и типы IV—VI автобусов).
Для увеличения эффективности использования автомобильного
транспорта в СССР необходимо при эксплуатации грузовых авто-
мобилей в хороших дорожных условиях широко применять прицепы
различных типов. Освоение перспективного типажа автомобилей
должно идти одновременно с освоением перспективного типажа
прицепов, полуприцепов, роспусков и т. п.
Ориентировочная схема перспективного типажа автомобилей,
работающих на жидком топливе, приведена на фиг. 157. Этот типаж
охватывает следующие группы автомобилей и прицепного инвен-
таря:
1) легковые автомобили;
2) грузовые автомобили;
3) автомобили высокой проходимости;
4) тягачи для полуприцепов;
5) прицепы;
6) автомобили-самосвалы;
7) автобусы.
На фиг. 157 различные автомобили характеризуются следующим:
1. Легковые автомобили — числом мест в кузове, включая место
водителя (цифра на кузове).
2. Грузовые автомобили, автомобили высокой проходимости,
тягачи с полуприцепами, прицепы и автомобили-самосвалы грузо-
подъемностью в т (одна или две цифры, написанные над каждым
автомобилем):
а) грузовые автомобили общего назначения — двумя пределами
грузоподъемности, из которых нижний относится к грунтовым доро-
гам, а верхний — к шоссейным дорогам с твердым покрытием.
309
Таблица 126
Co
О
Эксплуатационно-технические характеристики перспективных типов автобусов
Автобусы
Основные данные Городские Междугород- ные дальнего следования Служебного и районного назначения
Класс по вместимости
малой средней | | большой большой особо малой | | малой
Тип III IV V VI I II
Количество мест: для сидения (не считая мест кондук- тора) и водителя полное 22 29 30 41 36—40* 60* 40 12 13 22 29
Количество колес и число ведущих из них Шины: обозначение количество 4X2 7,50-20 6 4X2 9,00-20 6 4X2 12,00-20 6 4X2 11,00-20 6 4X2 7,00-18 6 4X2 7,50-20 6
Собственный вес в снаряженном состоянии в кг ориентировочно 4100 6000 7500 8800 2150 4000
Максимальный полный вес в кг 6275 9300 12 000 12 400 ** 3125 6175
♦ Параметры заданы для 40-местного автобуса. ** Включая вес багажа из расчета 15 кг на одного пассажира.
Продолжение табл. 126
Основные данные Автобусы
Городские Междугород- ные дальнего следования Служебного и районного назначения
Класс по вместимости
малой | средней | большой | большой особо малой | малой
Двигатель: тип максимальная мощность в л. с. рабочий объем двигателя в л Бензиновый, карбюраторный, четырехтактный Дизель двухтакт- ный (ЯАЗ-206) или четырех- тактный 225-240 6,971-15,0 Бензиновый, карбюра- торный, четырех- тактный
100—110 3,5-3,75 130-140 5,2-5,5 180 - 185 7,0 / 65-70 2,0-2,5 100-110 3,5-3,75
Минимальный расход топлива на 100 км пути по шоссе с полной нагрузкой в л не более 20,0 30,0 40,0 24 12 20,0
Максимальная скорость с полной нагрузкой по шоссе в км/час не менее 80 80 75 ПО 90 80
Максимальный динамический фактор на пря- мой передаче в кг/кг не менее 0,06 0,06 0,05 0,05 0,07 0,06
Основные типы кузовов 1 Двухтактный. Закрытый (вагонный) санитарный и экскур- сионный Закрытый (вагонный) и санитар- ный Закрытый (вагонный) Закрытый (с капотом или вагон- ный), сани- тарный и экскурси- онный Закрытый (с капотом) санитарный и экскур- сионный
Автомобили Тягачи и полуприцепы
легковые грузовые высокой проходимости
1 7 1 0,20/0,25 (j-—(6^
YL 5^ 11 0,5/0,6 1 0,6 @1
И Ш 1,25/1,5 1,0
ш <—X <б) ®Р 2,0/2,5 ш Т г-П1 5,0 ч@ г-^эрч >
77 /—^7 \ сЦ-^ --^Р 7 3,5/4/1 27 ^3,5 я / Z—гп 8,0 I
7 —гп 6'° <Ьв—
И 6.0/7,5 7,5/9,5 ш ( г"| 18,0 3
т 12/15 — 14/П TZ Г~\ 32,0
И 10,0
5§ЙНео1
Фиг. 157. Схема перспективного типажа
312
Прицепы Самосвалы Я в глобусы
двухосные и многоосные одноосные и роспуски
хх‘ 0,5 J @J
ж 10 — _l 1 —J ,2 fist-—(1J1
* Т7Г 3,0/6,0 IT I 2,0 X ш 2?Л / 22 \ (SP
Ж 4,0 JF 5,0/10,0 П 1 *Х8г 1 Ч БГ
7 / 36/40 Л
Ж 1,0 ж 9,0/18,0 Д £7-®^ ш 9)0 —@Г
тт 16,0/32,0 ff ж 15,0 w-^(§r
X 25,0 Т rqi\ 4(g) —@г
IX 70,0
автомобилей, работающих на жидком топливе.
313
б) автомобили высокой проходимости — грузоподъемностью по
бездорожью;
в) тягачи — грузоподъемностью буксируемого полуприцепа по
дорогам с твердым покрытием. Прицепы и полуприцепы характери-
зуются грузоподъемностью по шоссе, за исключением роспусков,
для которых указана двойная грузоподъемность. При этом мень-
шее число показывает грузоподъемность самого роспуска, т. е.
часть веса перевозимого длинномерного груза, приходящегося
непосредственно на роспуск, а большее число показывает
грузоподъемность всего автопоезда, т. е. полный вес всего
длинномерного груза, перевозимого роспуском и тяговым автомо-
билем;
г) автомобили-самосвалы — одним пределом грузоподъемности,
относящимся к работе как в карьерах, так и по шоссе.
3. Автобусы — числом мест для сидения, не считая мест води-
теля и кондуктора (цифра на кузове).
Ведущие колеса автомобилей на схеме фиг. 157 зачернены.
Характеристика двигателей перспективных типов автомобилей при-
ведена в гл. XIII.
Кроме автомобилей, работающих на жидком топливе (бензине
и дизельном), должны выпускаться автомобили, использующие
другие виды топлив (газообразные и твердые) или электроэнергию.
АВТОМОБИЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА ГАЗООБРАЗНОМ, ТВЕРДОМ
И НА ТОПЛИВАХ ДРУГИХ ВИДОВ
Автомобили, работающие на газообразном, твердом и других
видах топлива, подразделяются на три основных типа.
1. Газобаллонные автомобили:
а) работающие на сжиженном газе;
б) работающие на сжатом газе.
2. Электрические (аккумуляторные и троллейные) автомобили.
3. Автомобили, работающие на твердом топливе:
а) газогенераторные;
б) паровые.
Сжимаемые и сжижаемые газы не следует рассматривать как
заменители бензина. Они являются полноценным топливом для
автомобильных и многих других типов двигателей внутреннего
сгорания.
Газобаллонные автомобили по основным технико-экономическим
показателям не уступают автомобилям, работающим на жидком
топливе.
Быстрое внедрение газобаллонных автомобилей в народное
хозяйство Советского Союза возможно, так как конструкция газо-
баллонных автомобилей, унифицированных с бензиновыми автомо-
билями, достаточно отработана.
По запасам горючих газов СССР разделяет с США первое
место в мире.
314
Добыча природного газа к концу 1960 г. должна возрасти по
сравнению с 1956 г., почти в 5 раз, а производство газа из угля и
сланцев должно увеличиться вдвое. В связи с этим, уже в ближай-
шее время отечественная автомобильная промышленность должна
изготовить 11 тыс. автомобилей, работающих на сжиженном газе,
и 9 тыс. автомобилей, работающих на сжатом газе. Одновременно
должно быть построено свыше 100 газонаполнительных станций
сжиженного и сжатого газа.
В США неуклонно растет применение сжиженных бутано-пропа-
новых и бутилено-пропиленовых газов в качестве топлива для дви-
гателей внутреннего сгорания, причем это топливо уже не рассма-
тривается как заменитель, а является основным высококачествен-
ным топливом. В 1960 г. в США предполагается 16% общего коли-
чества бензина, потребляемого автомобильным парком, заменить
сжиженным газом. Любопытно отметить, что за последнее время
крупная автобусная компания в Чикаго переоборудовала свой ди-
зельный автобусный парк, состоящий из 750 автомобилей, для
работы на сжиженном газе.
Источники, способы получения и ресурсы баллонных газов при-
ведены в табл. 127 и 128 [14].
Таблица 127
Источники, способы получения и ресурсы сжимаемых баллонных газов
Вид газа Источник и способ получения Ресурсы
Природный или естественный Непосредственно из недр земли че- рез газовые скважины —
Нефтяной Непосредственно из недр земли. Со- путствует нефти, извлекается по- средством герметизации нефтя- ных скважин и отвода газа 50—100 жЗ на 1т добываемой нефти
Канализационный Аэрационные станции городской канализации. Извлекается посред- ством сбора газа из отстойников сточных вод в газгольдеры —
Коксовый Является побочным продуктом при коксовании угля на коксовых ба- тареях 300 м3 коксового газа выделяется при выработке 1 т кокса
Светильный Получается при сухой перегонке газовых каменных углей —
Газы полукоксо- вания Получаются при полукоксовании каменных и бурых углей 50-200 м3 с 1 т угля
Примечав и сжатию до 350 [ и е. Все указанные газы подвергают кг1см2 на компрессорных станциях. ся очистке, осушке
315
Таблица 128
Источники, способы получения и ресурсы сжижаемых баллонных газов
Вид газа Источники и способы получения Ресурсы
Нефтяной Побочный продукт пред- приятий по переработке нефти До 5О°/о к основной про- дукции — легкому бен- зину и до 1О°/о к основ- ной продукции крекинг- бензину
Газ пиролиза Побочный продукт заво- дов пиролиза До 15°/0 к основной про- дукции заводов пиролиза
Газ гидрогенизации Примечани в стабилизационны Побочный продукт заво- дов по выработке бен- зина из угля е. Все указанные газы подв х установках. До 15°/0 к основной про- дукции (искусственному бензину) 1ергаются очистке от серы
Во многих городах Украинской ССР с начала 1950 г. работают
на сжатом газе сотни газобаллонных автомобилей ЗИС-156 и
ГАЗ-51 Б. По данным эксплуатации газобаллонных автомобилей
в УССР, потери мощности двигателя (без изменения степени сжа-
тия, в связи с переходом на питание газом) при работе на сжижен-
ном газе достигают 4—5}%, на сжатом природном Дашавском газе
7—8!%, на сжатом синтез-газе 12—14% и на сжатом коксовом
газе 20% и более. Вследствие высоких антидетонационных свойств
горючих газов, снижения нагарообразования и отсутствия разжи-
жения картерного масла срок службы двигателей до среднего и
капитального ремонтов увеличился при работе на газе в 1,5 раза.
В табл. 129 приведены технические характеристики автомобилей
ЗИС-150 и ГАЗ-51 при работе на сжиженном и сжатом газах по
данным НАМИ [38].
В табл. 130 приведены тяговые показатели автомобилей ЗИС-150
и ГАЗ-51 при работе на бензине, сжиженном и сжатом газах по тем
же данным.
Результаты эксплуатации большого количества газобаллонных
автомобилей ЗИС-156 и ГАЗ-51Б на коксовом газе в Донбассе по-
казывают, что средняя техническая скорость движения автомоби-
лей ЗИС-156 на 11%, а автомобилей ГАЗ-51Б на 10% ниже, чем
при работе на бензине.
Двигатели газобаллонных автомобилей, выпускаемых в Совет-
ском Союзе, в настоящее время переведены на питание газом без
всяких переделок. Однако, если в бензиновый двигатель внести
некоторые изменения, то мощностные и экономические показатели
двигателя при переводе его на газ могут быть выше показателей
базового (бензинового) двигателя,
316
Таблица 129
Технические характеристики автомобиля ГАЗ-51 и ЗИС-150 при работе
на газообразном топливе
Показатель Сжиженный газ Сжатый (природный газ)
ЗИС-150 ГАЗ-51 ЗИС-156 ГАЗ-51 Б
Полезная грузоподъем- ность в т 4,0 2,5 3,5 2,1
Количество баллонов в шт. 2 1 8 5
Максимальное рабочее да- вление газа в баллонах в кг /см2 16 16 200 200
Полная емкость баллонов вл 200 100 400 250
Расход газа в л/ЮО км 52 36 38 26
Запас хода автомобиля по запасу топлива в км . . 345 240 210 190
Вес газовой установки в кг 120 70 550 350
Таблица 130
Тяговые качества автомобилей ЗИС-150 и ГАЗ-51 при работе на бензине,
сжиженном и сжатом газах
Тяговые качества ЗИС-150 ГАЗ-51
Бензин Сжижен- ный газ Сжатый газ Бензин Сжижен- ный газ Сжатый газ
Мощность двигателя при 2800 об/мин в л. с 90 85 77 70 66 56
Максимальная ско- рость автомобиля в км!час 70,5 69,0 68,5 82,0 78,0 74,5
Средняя скорость автомобиля при раз- гоне с места на уча- стке 1 км в км/час Минимальная устой- чивая скорость ав- томобиля на прямой передаче в км/час 48,2 46,2 45,0 50,0 49,5 48,5
8,2 8,5 7,8 8,7 10,0 н,о
Переделка бензинового двигателя для его наилучшего приспо-
собления для работы на газе состоит:
1) в замене головки цилиндров (для увеличения степени сжа-
тия) ;
2) в разделении впускного и выпускного трубопроводов для
избежания излишнего подогрева газа;
3) в увеличении проходных сечений трубопроводов.
317
Кроме того, необходима установка специального газового смеси-
тельного устройства вместо карбюратора.
При внесении в конструкцию двигателя указанных выше незна-
чительных изменений эксплуатационные качества газобаллонных
автомобилей при работе на среднекалорийных сжатых газах стано-
вятся равноценными аналогичным качествам бензиновых автомо-
билей; при работе же на высококалорийных сжатых и сжиженных
газах основные эксплуатационные качества газобаллонных автомо-
билей выше, чем бензиновых.
При повышении степени сжатия двигателя ЗИС-120 с 6,0 до
9,0 с переходом на верхнее расположение впускного клапана с уве-
личенным диаметром канала, и при раздельном расположении
впускного и выпускного трубопроводов без подогрева горючей смеси
максимальная мощность двигателя составила 134% на сжиженном
газе, 117% на московском городском газе и 110% на канализацион-
ном газе по отношению к принятой за 100% мощности стандарт-
ного двигателя ЗИС-120 при его работе на бензине.
Если при разработке новых типов двигателей заранее учесть
необходимость этих переделок, то можно будет создать полноцен-
ные модификации газовых двигателей без усложнения и удорожа-
ния базовых карбюраторных двигателей.
Как видно из табл. 129 и 130, сжиженный газ по сравнению
со сжатым газом рентабельнее для использования на автомобиль-
ном транспорте, так как он обладает значительно большей тепло-
творной способностью, кроме того, сжиженный газ удобен для
транспортировки и для него не требуются баллоны высокого давле-
ния, что упрощает снабжение газом и эксплуатацию.
Для переоборудования грузовых автомобилей средней грузо-
подъемности для работы на сжатом газе требуется 350—550 кг ме-
талла, а на сжиженном газе только 70—120 кг. Поэтому автомо-
бильную промышленность следует в первую очередь ориентировать
на производство газобаллонных автомобилей, работающих на сжи-
женном газе и в меньшей степени работающих на сжатых газах.
В перспективном типаже следует предусмотреть газобаллонные
автомобили на базе грузовых автомобилей и городских автобусов
(фиг. 158). Переводить на газ легковые автомобили не следует.
Электрификация страны открывает широкие возможности для
использования электрических автомобилей в народном хозяйстве
СССР.
Как уже упоминалось, электрические автомобили разделяются
на два типа: троллейные и аккумуляторные.
Пассажирские троллейные автомобили — троллейбусы — должны
эксплуатироваться в городах с интенсивными пассажиро-потоками.
По кузову и по некоторым агрегатам шасси троллейбусы целесо-
образно унифицировать с городским автобусом большой вмести-
мости.
Грузовые троллейные автомобили будут рентабельно работать
на коротких трассах с постоянным грузопотоком (например, вы-
возка руды из шахт на место ее переработки). При этом их целе-
318
автомобили газобаллонные Электромобили Автомобили,рибо тающие на твердых топливах
г азо г енераторные паровые
1 1,5/2,0 <(^3ос^ 1 0/26 I ^^1,5/2/)
3,0/3,5 и 2>° —(joj^
ш -ММ ЛГ Y HjSUST
11 12/16 лг ) 36/40 Л G©x—до)-3 1 5,0/7,0 «/(jO
г / 22 Л м§)>-
ЕГ ? зо Л
27 ) 36/40 Л <-(©)—ooo^-J
Фиг. 158. Схема перспективного типажа автомобилей, работающих
на газообразном, твердом и на топливах других видов.
319
сообразно делать особо большой грузоподъемности (около 25 т).
Аккумуляторные автомобили, качество которых зависит от кон-
струкции аккумуляторных батарей, могут быть использованы для
работы в городах для подметания и поливки улиц, вывозки снега,
мусора и т. п., для внутренних почтовых перевозок, доставки багажа
с вокзалов и развозки товаров на дом покупателям.
В табл. 131 приведены технические характеристики электромо-
билей различных типов по грузоподъемности и различных годов
выпуска [13]
Таблица 131
Техническая характеристика электромобилей
№ по пор. Тип электромобиля по гру- зоподъемности Год выпуска Весовая характе- ристика Аккумуляторная батарея Эксплуата- ционная характе- ристика
Г рузоподъемность в т Полный вес в кг Отношение гру- зоподъемности к полному весу Емкость в квт-ч Вес в кг Вес на единицу емкости в кг]квт-ч Вес в °/0 от пол- ного веса Пробег на 1 за- | рядку в мм Максимальная скорость в км!час
1 Малой 1924 1,6 4 585 0,35 27,0 1000 37,2 22,0 70 26,5
2 0 1926 1,0 3 600 0,28 17,0 900 52,0 24,5 75 20,5
3 0 1945 0,9 3 000 0,30 17,5 880 50,0 29,5 70 27,0
4 0 1948 0,5 2 270 0,28 16,0 800 50,0 35,0 55 34,5
5 0 1948 1,5 4140 0,36 25,0 1290 51,0 31,5 70 31,0
6 Средней 1929 3,5 8 750 0,40 28,5 1560 56,0 17,8 60 26,0
7 1945 2,7 7 200 0,38 35,0 1760 50,0 24,5 70 25,0
8 Большой 1923 5,4 12100 0,45 45,0 1600 35,5 13,5 55 22,0
9 1924 6,5 13 900 0,47 52.5 2150 41,0 15,5 45 18,0
10 W 1926 4,0 9100 0,44 28,5 1500 52,5 16,5 60 17,0
И 1932 4,0 10000 0,40 75,5 —. — — 90 25,0
12 0 1945 6,0 12 535 0,48 50,5 2535 50,0 20,2 60 25,0
Первые образцы специально спроектированных электромобилей
в СССР были созданы НАМИ в 1948 г. (№ 4 и 5 в табл. 131). Эти
электромобили были подвергнуты всесторонним испытаниям, в том
числе и междуведомственным, и, кроме того,, проходили опытную
эксплуатацию. С учетом результатов проведенных испытаний
в 1951 г. Львовским автобусным заводом была выпущена партия
электромобилей ЛАЗ-750 (грузоподъемностью 0,5 т) и ЛАЗ-751
(грузоподъемностью 1,5 т).
Дефицитность свинца, недостаточная надежность и малый срок
службы свинцовых аккумуляторов привели к отказу от них и к не-
обходимости применения щелочных аккумуляторов.
В 1951 г. были изготовлены два образца железо-никелевых
тяговых аккумуляторов типа ЭМЖН для электромобилей
ЛАЗ-750 и ЛАЗ-751.
320
В 1952 г. в НАМИ были закончены лабораторно-дорожные
испытания этих аккумуляторных батарей. Срок службы аккумуля-
торных батарей ЭМЖН, гарантированный заводом-изготовителем,
составляет 750 циклов.
Эти аккумуляторные батареи имеют одинаковые электрические
и весовые показатели со свинцовыми аккумуляторными батареями
типа ТЭ, а стоимость их много ниже свинцовых. Удельный вес
аккумуляторных батарей ЭМЖН равен 40—50 кг на 1 квт-ч запа-
сенной энергии. Долговечность их равна 5—6 годам.
Однако щелочная тяговая аккумуляторная батарея является
далеко не совершенным источником электроэнергии для электро-
мобиля: это тяжелый, дорогой и недостаточно надежный агрегат
с малой емкостью. Нужно искать других более совершенных спо-
собов аккумулирования электрической энергии или непосред-
ственного преобразования тепловой или химической энергии в элек-
трическую.
Тем не менее можно считать, что в настоящее время созданы
необходимые предпосылки для внедрения электромобилей в город-
ской транспорт (фиг. 158): внутригородская перевозка товаров
с баз по торговой сети и на дом покупателям (электромобили гру-
зоподъемностью 1,5—2,0 т); коммунальное обслуживание — вы-
возка мусора, уборка и поливка улиц, работы по благоустройству
городов и т. п. (электромобили грузоподъемностью 3,5—4,0 т);
почтовая служба (электромобиль грузоподъемностью 0,25 т). Опыт
коммунального хозяйства крупных городов показывает, что на
100 тыс. городского населения требуется 2—3 автомобиля почто-
вой службы, 10—15 автомобилей для обслуживания торговой сети
и 20—25 автомобилей коммунального обслуживания. Если одну
треть всех перечисленных транспортных нужд крупных городов
Советского Союза перевести на электромобильный транспорт, то в
течение 5 лет нашей автомобильной промышленности придется вы-
пустить приблизительно 10 тыс. шт. электромобилей перечисленных
выше трех типов по грузоподъемности.
При использовании местного твердого топлива для транспорта
так же, как и газообразного топлива, освобождается известное
количество жидкого топлива в стране для других нужд и сокра-
щаются перевозки жидкого топлива в районы, удаленные от место-
рождений нефти.
Для перевозки I т бензина на расстояние 6000 км затрачивается
работа 6000 ткм\ полезная работа автотранспорта, совершенная
при расходе бензина равном 1 т и средних эксплуатационных пока-
зателях составляет приблизительно 5400 ткм. Этот пример наглядно
показывает нерентабельность далеких перевозок бензина в районы,
богатые местными видами топлив.
По запасам торфа и древесины Советский Союз занимает пер-
вое место в мире, а по запасам угля — второе место. Запасы дре-
весного топлива и торфа в основном сосредоточены в РСФСР, за-
пасы угля в РСФСР, а также в УССР, Казахской и Киргизской
ССР.
21 Гольд 2757
321
Как газогенераторные, так и паровые автомобили работают на
твердых топливах, поэтому проблема применения их в народном
хозяйстве СССР должна решаться комплексно. К сожалению, од-
нако, оба упомянутые типа автомобилей по своим технико-экономи-
ческим показателям значительно уступают автомобилям, работаю-
щим на жидком топливе, что затрудняет их распространение.
Для газогенераторных автомобилей необходимо топливо более
высокого качества, чем для паровых, поэтому для правильной их
эксплуатации необходима предварительная организация обработки
и хранения местных видов твердых топлив. Вместе с тем газогене-
раторные автомобили имеют лучший к. п. д. установки, более низ-
кую стоимость изготовления и более простое обслуживание и ре-
монт, чем паровые автомобили. Газогенераторные автомобили мо-
гут быть значительно шире унифицированы с базовыми автомоби-
лями, работающими на жидком топливе, чем паровые.
Применение паровых автомобилей, работающих на жидком то-
пливе (бензин, дизельное топливо), не может быть рекомендовано,
так как по основным технико-эксплуатационным показателям эти
автомобили резко уступают автомобилям с карбюраторными двига-
телями и дизелями, которые работают на тех же сортах топлива.
Следует заметить, что в 1940 г. СССР по количеству газогенера-
торных автомобилей занимал первое место в мире, причем только
в Советском Союзе газогенераторные автомобили изготовлялись
на автомобильных заводах. Парк газогенераторных автомобилей
перед Отечественной войной в Советском Союзе составлял 4%
общего парка грузовых автомобилей.
Во время второй мировой войны в некоторых европейских стра-
нах (Франция, Швейцария, Швеция, Германия и др.) количество
газогенераторных автомобилей составляло от 40 до 100% всего
автомобильного парка страны. В 1944 г. общий парк газогенера-
торных автомобилей в капиталистических странах в 20 раз пре-
высил парк газогенераторных автомобилей в Советском Союзе.
После войны, в связи с отменой лимитов на бензин, во всех стра-
нах начался перевод газогенераторных автомобилей на бензин, и
в 1947 г. в Советском Союзе газогенераторных автомобилей стало
больше, чем во всех капиталистических странах мира.
Эксплуатация газогенераторных автомобилей только в самых
отдаленных от нефтяных месторождений районах дает экономию,
а в большинстве случаев обходится дороже, чем эксплуатация авто-
мобилей, работающих на жидком топливе. Однако применение газо-
генераторных автомобилей имеет весьма важное народнохозяйствен-
ное значение как в отношении использования местных видов твер-
дых топлив, так и в отношении создания резерва, который может
быть в любое время расширен в случае затруднений со снабжением
автомобильного парка жидким топливом.
В первую очередь следует применять древесное топливо для
автомобилей, занятых на вывозке леса. Помимо вывозки леса, авто-
мобили, работающие на твердом топливе, можно использовать и
для других транспортных целей в районах, богатых древесиной,
322
торфом и углем. В таких районах в настоящее время работает
около одной трети всего грузового автомобильного парка страны.
Если считать, что 15—20% потребности этих районов страны
в грузовом автомобильном транспорте могут быть удовлетворены
автомобилями, работающими на твердом топливе, то в течение
5 лет придется выпустить примерно 100 тыс. шт. таких автомобилей,
работающих на древесных чурках, древесном угле, буром и камен-
ном угле, торфе и антраците. Однако задача создания надежного
в эксплуатационном отношении газогенераторного автомобиля в
настоящее время может считаться решенной только для газогене-
раторов, работающих на древесных чурках.
Следует отметить, что для рациональной эксплуатации в райо-
нах концентрации газогенераторных автомобилей необходимо со-
здать топливозаготовительные предприятия, специальные базы по
заготовке топлива и заправочные пункты твердого топлива.
В типаже автомобилей, работающих на твердых топливах
(фиг. 158), целесообразно предусмотреть газогенераторные авто-
мобили, выполненные на базе двухосных грузовых автомобилей
грузоподъемностью 2,0—2,5 т и 3,5—4,0 т, а также на базе трех-
осного автомобиля высокой проходимости грузоподъемностью 3,5 т.
Газогенераторные автомобили большей грузоподъемности нерента-
бельны из-за большого расхода древесных чурок и необходимости
возить с собой значительный их запас, а также вследствие необхо-
димости устанавливать тяжелый двигатель (см. ниже). В этом слу-
чае следует применять паровые автомобили, обладающие высокими
тяговыми качествами и работающие на дровах, а не на мелких
чурках.
Паровой автомобиль высокой грузоподъемности надо выполнять
с использованием агрегатов грузового автомобиля грузоподъемно-
стью 7,5—9,5 т. В СССР изготовлены две унифицированные между
собой модели паровых автомобилей: НАМИ-012 (типа 4X2)
с собственным весом 8345 кг и НАМИ-018 (типа 4X4) с собствен-
ным весом 8675 кг\ грузоподъемность автомобилей 5—7 т. Пароси-
ловая установка состоит из парового двигателя и котельной уста-
новки повышенного давления с конденсацией отработавшего пара.
Максимальная скорость паровых автомобилей 40 км/час.
Нет необходимости предусматривать в перспективном типаже ни
легковых автомобилей, ни автобусов, работающих на твердом
топливе.
При переводе бензиновых двигателей на генераторный газ их
мощность, как известно, падает и для верхнеклапанных двигателей
составляет, по данным НАМИ, не более 12 л. с. с 1 л рабочего
объема. Поэтому для приближения тяговых качеств газогенератор-
ных автомобилей к тяговым качествам соответствующих типов авто-
мобилей, работающих на жидком топливе, в перспективном типаже
следует предусмотреть повышение рабочего объема двигателей,
устанавливаемых на газогнераторных автомобилях [15].
При замене двигателя на автомобиле грузоподъемностью 2,0—
2,5 т двигателем с автомобиля грузоподъемностью 3,5—4,0 т соот-
21* 2757 323
ветственный вес газогенераторного автомобиля увеличивается при-
близительно на 70 кг. Кроме того, добавляется собственный вес
газогенераторной установки (около 350 кг). Это приводит к необ-
ходимости снизить грузоподъемность базовых автомобилей с 2,0—2,5
до 1,5—2,0 тис 3,5—4,5 т до 3,0—3,75 т. Аналогично при переводе
на питание генераторным газом грузоподъемность базового трехос-
ного автомобиля (3,5 т) на бездорожье должна быть снижена
до 3,0 т.
При установке на газогенераторных автомобилях двигателей
с повышенным рабочим объемом по сравнению с базовыми авто-
мобилями, работающими на жидком топливе, их максимальный ди-
намический фактор может быть сохранен примерно на том же
уровне, что и у соответствующих базовых автомобилей (0,05—
0,06 кг/кг). Максимальную скорость газогенераторных автомобилей
при этом допустимо несколько снизить (до 50—60 км/час), учиты-
вая специфические условия эксплуатации этих автомобилей. Бо-
лее подробные данные о перспективных газогенераторных двигате-
лях даны в гл. XIII.
ГЛАВА XIII
УНИФИКАЦИЯ И МОДИФИКАЦИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ
ТИПОВ АВТОМОБИЛЕЙ
При перечислении принципов, положенных в основу перспек-
тивного типажа автомобилей, было указано на необходимость
унификации агрегатов и деталей отдельных типов автомобилей.
Целесообразность унификации в каждом случае должна опре-
деляться в зависимости от масштаба производства того или иного
типа автомобиля. Унификация будет оправдана при использовании
какого-либо агрегата базового массового автомобиля на другом
типе автомобиля с небольшим сравнительно масштабом производ-
ства, даже если этот агрегат для данного автомобиля не вполне от-
вечает всем требованиям (например, обладает излишним запасом
прочности, излишней мощностью и т. п.). При увеличении выпуска
автомобилей этого типа в определенный момент окажется более це-
лесообразным отказаться от унификации и перейти на выпуск спе-
циального агрегата, что при возросшем масштабе производства мо-
жет дать заметную экономию металла или увеличить эффектив-
ность эксплуатации данного вида транспорта, получившего большое
распространение.
Другим не менее важным принципом при создании перспектив-
ного типажа автомобилей является необходимость наиболее пол-
ного удовлетворения потребностей социалистического народного хо-
зяйства в автомобильном транспорте, с учетом дорожных и клима-
тических условий Советского Союза. Для удовлетворения этого
принципа необходимо наилучшим образом приспособить каждый
тип автомобиля к условиям эксплуатации. Для этого необходимо
предусмотреть различные модификации одного и того же типа
автомобиля. Для того чтобы автомобиль наилучшим образом соот-
ветствовал заданным условиям эксплуатации, может быть произ-
ведено следующее.
1. Модификация двигателя (изменение степени форсировки,
эффективности воздушных фильтров, мощности вентиляторов, по-
верхности охлаждения радиаторов, установка дополнительных при-
способлений обогрева, охлаждения масла и т. п.).
2. Модификация силовой передачи (изменение передаточных
чисел главной передачи в зависимости от рельефа местности,
в которой эксплуатируется автомобиль, герметизация механизмов
и т. п.).
325
3. Модификация ходовой части (установка рессор различной
жесткости, шины с разным рисунком протектора, рамы с усиле-
ниями и т. п. в зависимости от дорожных условий).
4. Модификация механизмов управления (установка рулевых
механизмов с усилителями, тормозов с различной рабочей поверх-
ностью колодок и степенью герметичности и т. п.).
5. Модификация кузова (по емкости, погрузочно-разгрузочным
приспособлениям и т. п. в зависимости от характера перевозимого
груза в данных условиях эксплуатации).
Таким образом, каждая модель автомобиля должна быть макси-
мально унифицирована с другими моделями и в то же время дол-
жна выпускаться в нескольких модификациях (по оборудованию
двигателя, передаточным числам силовой передачи, типам шин, ку-
зовов и т. п.).
Унификация агрегатов при большем числе модификаций широко
применяется специализированными фирмами США. Так, например,
фирма Тимкен выпускает серию задних ведущих мостов различ-
ной грузоподъемности, создавая ряд типо-размеров. Каждый типо-
размер, кроме того, состоит из отдельных модификаций по переда-
точному числу и конструкции. К балке моста данного типо-размера
могут быть прикреплены различные картеры главных передач:
с одинарной главной передачей (при небольшом передаточном
числе), с двойной главной передачей (при повышенном передаточ-
ном числе) и с двухступенчатой двойной главной передачей
(фиг. 159).
Намеченный перспективный типаж автомобилей, работающих
на жидком топливе, для производства в СССР, как было устано-
влено, состоит из 20 базовых автомобилей, а всего из 35 типов.
Наметим для этого типажа автомобилей возможную унификацию
двигателей.
В гл. XII были установлены основные параметры перспективных
типов автомобилей, в том числе и ориентировочная потребная мощ-
ность их двигателей (табл. 120—124 и 126). Учитывая намеченный
для данного автомобиля тип двигателя по потребляемому топливу
и приняв, что для легковых и грузовых автомобилей можно при-
менять одни и те же двигатели, лишь с соответствующей модифика-
цией по быстроходности (см. гл. IX), нетрудно установить возмож-
ную унификацию двигателей между отдельными типами автомоби-
лей перспективного типажа.
Возможная перспективная схема типажа карбюраторных дви-
гателей показана на фиг. 160, а на фиг. 161 показана соответ-
ствующая схема дизелей. В табл. 132 и 133 приведены эксплуата-
ционно-конструктивные параметры этих двигателей.
Как видно из фиг. 160, для 35 типов автомобилей достаточно
шесть типов карбюраторных двигателей, из которых некоторые
модифицированы. Так, например, двигатель типа II с диаметром
цилиндра 92 мм имеет две модификации по длине хода: 92 мм и
75 мм. Каждая модификация в свою очередь имеет две разновид-
ности по быстроходности. Двигатель с ходом 92 мм (рабочий
326
Фиг. 159. Пример унификации и модификации задних ведущих мостов
Тимкен.
327
Автомобили Автобусы Типы двигателей
легковые грузовые высокой проходимости самосвалы
0,2/0,25 4-72*67~1,1л Ж 40/4500 <Г 125кг
Чо)— (ор 65/4200 0,5/0,6 {©Г (oj 65/4200 0,6 (oj 65/4200 4-92^75=2,0л 65/4200 72/4500 200кг
с/ТХ 80/4000 70/3600 , 1,0 (сЗ 70/3600 70/3600 кШ, 4-92x92 =2,5л ЦГ 70/3600 80/4000 200кг
i—г хх 120/4000 r-^2,0/2,5 105/3600 г^2,0 4jj>—'—©г 105/3600 2,0 ($у 105/3600 ^21^, 1^21 аД 105/3600 V6-92*92-3,7л ШШк 105/3600 ИВ 120/4000 250кг
3,5/4,0 SO—©г1 г-,3,5 Х§)—^-(о>@г . 4,5 30 гЛ L© цр>-2» JfL У6-108*95-5,2л JMHk 135/3200 Д» 320кг
гп м 4g)—«-©)©) 180/3200 ) 36/40 Л 180/3200 V8-108*95=7,0л 180/3200 й, 200/3600 ^JL| 380 кг
{—? X V8-100*95 =5,0л ' 200/4000 380кг
I ** W У8-120*110=10/)л 240/2800 *ж ««
Фиг. 160. Схема перспективного типажа карбюраторных двигателей.
Д в т о м о биди Д в глобусы Типы двигателей
грузовые самосвалы двухтактные четырех тактные
3,5/4,0 ц 4,5 V6-108* 100=5,5л 130/3000 500кг
6,0/7,5 —г— 145/2100 -а 6,0 145/2100 ^9>0\ 180/2ЮО ШО 4-108*127=4,65л 150/2100 800кг V6-130*1^0=11,1n 180/2100 800кг Модификация: Уб-9л. 145/2100 800 кг
12,0/15,0 ,w-— -=n 15,0 Х^)——<jgjj 40 L®—@3 6-108*127=6,07л ШЖ 225/2100 V8-130x140=14£n 240/2100 1000кг
Ю'° ШшШ. У8-150*170=24,0л 350/1900 1500кг
© т г3© (Л 712-150x170=36,0/1 525/1900 2200кг
Фиг. 161. Схема перспективного типажа дизелей.
Таблица 132
go Параметры перспективных бензиновых карбюраторных двигателей (исходное наибольшее среднее эффективное
о______________________________________________ давление 8,6 кг/см2)_______________
Основные данные Тип двигателя
I п ш IV V VI
Рабочий объем (округленно) вл 1,1 1,22 2,0 | 2,5 3,7 3,8 5,2 6,0 7,0 10
Количество и расположение цилиндров * . . . . 4 в ряд 4 в ряд V-6 V-6 V-8 V-8
Диаметр поршня в мм * 72 78 92 92 100 108 100 I 108 120
Ход поршня в мм * 67 64 75 92 92 80 95 95 ПО
Соотношение хода поршня к диаметру цилиндра 0,93 0,82 0,82 | 1 1,0 1,0 0,8 0,88 0,95 1 0,88 0,92
Сухой вес (прокатный) в кг не более 125 125 200 2 50 320 380 450
Максимальный крутящий момент в кгм . . . Для легковых автомобилей: 7,5 8,3 13,5 16,5 25 >,о 35,5 40,5 | 47,0 63,5 **
максимальная мощность в л. с число оборотов в минуту, соответствующее 40 45 72 80 120 135 — 20 Ю —
максимальной мощности 4500 4500 4500 4000 4000 4600 — 4000 3600 —
литровая мощность в л. с./л 36,7 36,7 36,0 32,7 32,7 36 — 28,5 33,3 —
средняя скорость поршня в м/сек удельный вес (проектный) в кг/л. с. не 10 9,6 11,3 12,3 12,3 12,3 — 11,4 12,6 —
более Для грузовых автомобилей: 3,1 2,8 2,8 2,5 2,1 1,9 — — 1,9 —
максимальная мощность в л. с число оборотов в минуту, соответствующее — — 65 70 105 110 135 — 180 240
максимальной мощности — — 4200 3600 3600 3800 3200 — 3200 2800
литровая мощность в л. с — — 32,5 28,6 28,6 36,0 26 — 26 24
средняя скорость поршня в м/сек удельный вес (проектный) в кг}л. с. не — — 10,5 11 11 10 10,1 — 10,1 10,3
более — — 3,1 2,85 2,4 2,3 2,4 — 2,1 1,9
Предназначен для замены двигателя .Москвич* М-20 ГАЗ-51 и ЗИМ ЗИС-120 ЗИС-110 —
* Приведенные конструктивные размеры (диаметр цилиндра, ход поршня и пр.) указаны ориентировочно и могут
быть уточнены при проектировании намеченных моделей двигателей с сохранением заданного для объема. ** Исходное наибольшее среднее эффективное давление для этого двигателя 8,0 кг/см2. них рабочего
Таблица 133
Параметры перспективных дизелей
Основные данные Тип дизеля
I п ш IV V
Рабочий объем в л .... Количество и расположение 5,5 11,1 14,8* 24,0* 36,0*
цилиндров . . V-6 V-6 V-8 V-8 V-12
Диаметр поршня** в мм . . . 108 130 130 150 150
Ход поршня** в мм .... Отношение хода поршня к 100 140 140 170 170
диаметру цилиндра • . . Максимальная мощность 0,92 1,08 1,08 1,13 1,13
в л. с. . . Число оборотов в минуту, соответствующее максималь- 130 180 240 350 525
ной мощности ♦ . . 3000 2100 2100 1900 1900
Литровая мощность в л. с./л. Максимальный крутящий мо- 23,6 16,4 16,4 14,6 14,6
мент в кгм . . Максимальное среднее эффек- 35 63-65 84-86,5 137-141 205-210
тивное давление в кг/см2- . Сухой вес (проектный) в кг 8,0 7,2-7,4 7,2-7,4 7,2-7,4 7,2-7,4
не более Удельный вес (проектный) 550 750 1000 1500 2200
в кг/л. с. не более Средняя скорость поршня 4,2 4,16 4,16 4,3 4,2
в м/сек 10 9,8 9,8 10,8 10,8
* В конструкции дизелей типов III, IV и V должна быть преду-
смотрена возможность применения наддува для дальнейшего повышения их мощности.
** Приведенные конструктивные размеры (диаметр цилиндра, ход
поршня и пр.) указаны ориентировочно и могут быть уточнены при
проектировании намеченных моделей для них рабочего объема. двигателей с сохранением заданного
объем 2,5 л) может развивать 70 л. с. при 3600 об/мин и 80 л. с.
при 4000 об/мин. Двигатель с укороченным ходом 75 мм (рабочий
объем 2,0 л) может развивать 65 л. с. при 4200 об/мин и 72 л. с. при
4500 об/мин. Для нового легкового автомобиля типа М-20 «Победа»
можно также применять двигатель V-6 с диаметром цилиндра
85 мм и ходом поршня 73 мм, развивающий 85 л. с. при
4200 об/мин.
Двигатели типов III и V также имеют свои разновидности.
Для газогенераторных грузовых автомобилей из приведенной
на фиг. 160 серии двигателей пригодны два двигателя с рабочим
объемом 5,2 и 7,0 л. Если принять для газогенераторного двига-
теля литровую мощность 12 л. с.1л, то их мощности при работе на
331
Типы трансмиссий
Симы Характеристика fl 6 т о м о б и л и Тягачи Самосвалы Автобусы
I Механические ступенчатые с синхронизатором н Г1 дромехани ческие и гидравлические легковые грузовые высокой проходимости
zgr Оа = 1200кг Ндв max =1,5кгм vmax • ЮОкм/час r-JW
3 ступени ^Й й G.a-1725-1900кг Htt та* =1б,5кгм Углах = 110км/час (Ор 0,5/0,6 —@1
0а~1875-2150кг мМтах~13,5кгм утах = 90 км/час 0,6
0а = 2375кг МдВтах =25 кгм Утах = 135км/час
0а=2925кг Мдвтах=47,5кгм Утах =155км/час —
л 4 у^Гитцпени Оа^ЗЗООкг МдВтах = 1б-5кгм Утах = 80 км /час 1,25/1,5 ко @1 12 j@!>
Ь к X степени Са = 5100-9000кг ^двтах = 25кгм Утах =80 км/час 2,0/2,5 /л 2,0 п Ч©)--—(joT ^ 22 ~l Ч@) (Ор
$ \£ступеней L— h Са-7800-13825кг НМтах=35.0кги Углах “80 км/час 3,5//t,0 3,5 4,5р?р —(от
5 ступеней В~С- Са = 15725 кг Мдвтах =**7.0кгм Утих = 50 км/час Г-уМ J
генераторном газе будут равны: для двигателя с рабочим объемом
5,20 л — 63 л. с., а для двигателя с рабочим объемом 7,0 л — 84 л. с.
При разработке серии дизелей для автомобилей перспективного
типажа необходимо прежде всего установить тактность двигателей
(двух или четырехтактные). Двухтактные дизели ЯАЗ-204 и
ЯАЗ-206, как показывает опыт эксплуатации, отстают по всем
показателям от современных четырехтактных дизелей, для них
требуется топливо и масло определенного качества, кроме того,
они имеют некоторые недостатки, снижающие их эксплуатационные
качества, и сложны в производстве и ремонте. Поэтому предста-
вляется целесообразным дальнейшую модернизацию дизелей
ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 проводить только в пределах, определяемых
наличным производственным оборудованием с сохранением воз-
можно полной взаимозаменяемости узлов и деталей.
При составлении перспективного типажа автомобилей следует
ориентироваться на четырехтактные дизели. Как видно из фиг. 161,
для 11 типов автомобилей достаточно пять типов четырехтактных
дизелей, объединенных в серии. Учитывая специфические требова-
ния в отношении габаритов и веса, которые предъявляются к ди-
зелю для грузового автомобиля средней грузоподъемности 3,5—
4,5 т, его следует выделить в самостоятельный тип.
Дизель типа II должен обеспечить необходимые тяговые каче-
ства двухосным автомобилям большой грузоподъемности.
Дизель типа III предназначен для трехосного автомобиля боль-
шой грузоподъемности (типа 6X4), для междугородного автобуса
и для внедорожного самосвала грузоподъемностью 15,0 т. Этот
двигатель может быть установлен и на грузовые автомобили с пре-
дельным полным весом, ограниченным нормами подвижных верти-
кальных нагрузок для автомобильных дорог.
Четырехтактные дизели типов II и III унифицированы по порш-
невой группе. Дизель типа IV предназначается для внедорожного
самосвала грузоподъемностью 25,0 т и для четырехосного тягача
грузоподъемностью 10,0 т.
Последний тип четырехтактного дизеля предназначен для че-
тырехосного тягача грузоподъемностью 15,0 т. Он унифицирован
по поршневой группе с двигателем предыдущего типа.
Вопросы унификации не могут иметь единого решения. Напри-
мер, при создании легкового автомобиля большого литража можно
унифицировать его двигатель с двигателем трехосного автомобиля
и автобуса или производить для него самостоятельный тип двига-
теля с меньшим рабочим объемом и с меньшим весом. На
легковой автомобиль типа II можно устанавливать двигатель с ра-
бочим объемом 2,5 л или двигатель с рабочим объемом 2,0 л (при
небольшом снижении максимальной скорости). В тех случаях,
когда по условиям эксплуатации требуется максимальная эконо-
мичность автомобиля (городские такси), целесообразнее применять
двигатель с меньшим рабочим объемом. Для автомобиля индиви-
дуального пользования целесообразнее применять двигатель боль-
шего рабочего объема.
332
Как было показано в гл. IX, для повышения топливной эко-
номичности и снижения веса целесообразно повышать быстроход-
ность двигателей. В этом отношении дизели типов II и III
(табл. 133) желательно было бы делать с меньшим рабочим объ-
емом при повышенной быстроходности, сохраняя установленную
для них мощность (табл. 134).
Таблица 134
Эксплуатационно-конструктивные параметры перспективных
четырехтактных быстроходных дизелей типов 11 и 111
Расположение и число цилиндров Диаметр цилинд- ров в мм Ход поршня в мм Рабочий объем в л Максимальная мощность в л. с. Число оборотов, соответствующее максимальной мощности Сухой вес в кг Отношение хода поршня к диамет- ру Литровая мощ- ность в л. с. 1л. । Удельный вес в кг(л. с.
V6 125 по 8,1 180 2800 700 0,88 22 3,9
V8 125 по 10,8 240 2800 940 0,88 22 3,9
На фиг. 162—166 приведены трансмиссии, ведущие и неведу-
щие мосты и шины различных типо-размеров для перспективных
автомобилей.
Таким образом, для удовлетворения всех типов автомобилей
перспективного типажа автомобилей, работающих на жидком
топливе, требуется:
а) 6 типо-размеров карбюраторных двигателей;
б) 5 типо-размеров четырехтактных дизелей;
в) 7 типо-размеров ступенчатых коробок передач с фрикцион-
ными сцеплениями;
г) 13 типо-размеров гидромеханических трансмиссий;
д) 15 типо-размеров ведущих задних мостов;
е) 7 типо-размеров ведущих передних мостов;
ж) 13 типо-размеров неведущих передних мостов;
з) 16 типо-размеров шин.
Для перехода на новые перспективные модели автомобилей при
расширении их типажа потребуется перестройка отечественной
автомобильной промышленности, расширение действующих авто-
мобильных заводов и постройка новых заводов.
На основании намеченного выше перспективного типажа авто-
мобилей могут быть спроектированы новые модели отечественных
автомобилей и их агрегатов. Перспективный типаж может уточ-
няться в процессе создания новых моделей, однако при этом
должны сохраниться принципы, положенные в основу перспектив-
ного типажа автомобилей: минимальное число отдельных типов
автомобилей при максимальном удовлетворении требований экс-
плуатации, унификация, обеспечение заданных высоких эксплуата-
ционно-конструктивных качеств и т. п.
333
0—5“ ступеней 0а-13225-20500кг Мдвтах^ЗЗкгм Vmax=65км/час 6,0/7,5 ХДГ*- 12,0 A Q^n,~ ~v§>v J > «их^ 1 о
0а=17725~28925кг ММтах=65кгм ?тах -65км/час 7,5/S^ @г
0а-30000-99725кг Мдв max =86,0 кгм Утах=65 км/час 1^Л/17,0 rnL 3Zy0
&а =29225кг ММтах=86кгм Утах=35км/час 4^-—(p)-1
0а=47225кг НйНпах^Окгм Ута,=35кг1/час L^) (py*
0а = 9150 кг Мдвтах=35кгм Утах=80км/час
0а=13175кг Мд8 тах^ОУкгм Утах =80 км/час I 35/40 ' > —‘
Oq » 12600кг Мдвтах =86кгм vrnax = 110 км/час
0а~ 24725кг MdStnax-^Окгм Углах-30 КМ/час 10,0
—38000кг Исвтах-2Юкгм Утах=50км/час 15,0
Фиг. 162. Схема перспективного типажа трансмиссий.
Типы задних постов (ведущих)
Схемы Характеристика Автомобили Тягачи Самосвалы Автобусы
легковые грузовые высокой проходимости
Осевой вес = 600кг Шины 5,60-15 (одинарные) Ндв.тах^вхгм г/ р\ Kg)— г-\<№ Ч§)-—©S
TZ/^/ZZ^WZ/Oz Осебой бес=950-ПООк? Шины \^о*^(обинарные) Т1вв.тах~1^5кгм 0,6
0,5/0,6
/ZZ^ZZ^ZZ/Z*ZZz Осевой вес =1250кг Шины 7,00-15 (одинарный Мдвтах -25 кгм 7
zZ<OzZ^W^^z Осевой бес =1600кг Шины 8,50-15 (одинарные) Мдв.тах =47,5 кгм 7
TUUT" V/TwzWZZzH^/ Осебой вес =2200кг Шпии [Т.00-18(двойные) Шины (одинарные) Мдв.тах =1О.Окгм 1,25/1,5 С&Й'—<61> 1,0 ц@) (jay
[[L-fr-JT Осевой 6ес=3000-3500кг \10/)0-18(одинарные) Шины у^о-гоМдойныв) м„ _[25кгн(4*2и4х9) ^Лтах~]35кгм(6хб) 2,0/2)5 @н 2,0 (S? 5,0 —<§3 2,0^ —@) 1—Z 22 1 Ц©) (op
/fcJz
Осевой вес =5800кг Шины 9,00-20 (двойные) Мдв.гпах^35,0кгн 3,5/6,0 '
^VP/ZVZw’azz
Осевой вес=5500кг ш' [9,00-20 (двойные) шины ум др-18 (одинарные) Мдвтах = 47,0 кгм 6,0
Осевой вес =10000кг Шины 12,00-20(двойные) ^дв.тах^^Зкгм 5,0/7,0 <7^ "и” J U(c^L. [фГ Г> ) I 'V
Осевой вес = 12500кг Шины 13,00-20(двойные) „ J 65 кгм (4x2) nM.mtu \86,0кгм(6х4) 7,5/9,5
14,0/17,0 с^К<охо?
У^/ХХ^/Х/0> Осевой вес =620Окг Шины 13,00 -20 (одинарные) Мд8.тах~М0кгм 10,0 г-^ I ЧбХо)—
Осевой вес=20000кг Шины 16,00-26(двойные) Мм.тах=86кгм 75.Д^п £(§)>- @Г
Осевой вес =32000кг Шины 17,00 -32(двойные) Мд6.тах = М>кгм
fcffl Осевой вес=12500кг Шины 13,00-20(двойные) М08. max ^*210 кгм 15,0
, Осевой вес = 9200кг Шины 12,00-20(двойные) м \47кгм (городской) пдв.тах^8кгм (между город ний) ) 36/40 Л <S)—1
Фиг. 163. Схема перспективного типажа задних мостов (ведущих).
Типы передних мостов (не ведущих)
Схемы Характеристика. Автомобили Тягачи Самосвалы Автобусы
легковые грузовые
Осевой вес =60Окг Шины 5,50-15 г^4\ у©)—
Осевой вес=950кг Шины 6,70-15 •w—-©н 0,5/0,6
Осевой вес=1150кг Шины 7,50-15 с—7 7 S Xj§j). —@2
J)cjL Осевой вес = 1425кг Шины 8,50-15 г—7 7 X ц@) -—(ор
,ГЫ1 Осевой вес =1100кг Шины 6,00-20 1,25/1,5 t—> 12 1 d(j§j) @5
Осевой вес =1650кг Шины 7,50-20 2,0/2,5 А ^(ojl (©)-! 2,0 1—1 22 I ч§)—(йи
Осевой вес =2500кг Шины 9,00-20 3,5/9,0 Г-S^f 8>° 4,5 й—(Sr
^///////л^тт, Осебой вес=3000кг Шины 9,00-20 J _ 30 Л
Осевой вес =4100кг Шины 12,00-20 Б,0/7,5 f "X -Г-1' 12,0 ' (@uJ ,
IK—(1 Осевой, вес =4500кг Шины 12,00-20 f 36/40 Л
Осевой, бес =5ЪО0кг Шины 13,00 -20 7,5/9,5 £(§>->— >-,[ 18,0 1 9.0
14,0/17,0
i—j 32,0
Qs&sxq?
<zZ7zzzzz//z//’7zz/ Осевой вес = Юу000кг Шины 16,00-26
—@r
ГУ 71 I Осевой вес = 15250кг Шины 17,00-32
^3^
'////////////////
Фиг. 164. Схема перспективного типажа передних мостов (неведущих).
Обозначение Нагрузка на | одну тину и максимальная скорость автомобили Тягачи и полуприцепы Прицепы Самосвалы Рвтобусы 1
легковые грузовые высокой про- ходимости двухосные Одноосные и роспуски
(5,60-15 ) 300кг vama^lOO км/час Г'7Т\ 0J5
( 6,70-15) 000-475кг Ид = 4j©) (ОН 0,5/06 —(jjj1 0,51 4 i Ч§Р
( 7,00-15) 625кг у a max —135км/ча с W- (ОХ
(8,50-15) 750кг Va таг“155км/час rzr7 7 X ч!)—-—(§?
( 6,50-16 ) 475-540 кг уааМ1*~50 км/час \ (iojy
(9,00-1б) 775кг уатах =80 км/час ]
(10,00-18) 1600 -1700кг уа max =80 км/час 2$^ —@г
( 13,00-18) 2700 кг Уатак~60кп/час 6,0
(7,00-18) 550кг va max e 90км/час 1.25/1.5 1.0 5^12 Д
( 7,50-20 ) 900кг / Уатах=80км/час 2,0/2,5 1 (©р^уОД— (©)- 1,5 2,0 - @T 22 1 A§) (§H ;
( 8,25-2о) 1200 кг Уатах = 70*м/час 2,5 3,0/6,0 Д i '^г
1550 кг Уагпах=80кн/час 3,5/4,0 с=г^х8,0 А W 5,0/10,0 ft zziz^^c 4,5_^ 4^—
( 9,00-20 ) f 30 Л 4©) (op
(12,00-20) 2200-2300кг va max =80 км/час ^6,0/7,5 1* 1 <fep- -ФУ"J 16,0/32/)j\ § 'k • ! S 36/40 Л 4^)——©—>
2300кг Уатах^ИОкм/час
(13,00-2р) 3100кг Уата>=65км/час -,7,5/9,5 чЦ)—»—(OJ 7f0 /©-X-<or
140/1/0 г-П1 32fi 9,0/18,0П
.1 J
дшд ©!qioig 1 J !
(/16,00-26) 5000 кг Уата>:-=30кп/тс (§T । j i
017,00-32) 8000кг Ката к =30 км/час |25^jx l^)J— j
Фиг. 165. Схема перспективного типажа шин.
Так как автомобили выпускаются поточным производством,
конструкции моделей следует предварительно тщательно довести
и проверить, чтобы исключить постановку на производство не про-
веренных конструкций.
Типаж отечественных автомобилей не может быть неизменным.
Общее развитие народного хозяйства, прогресс автомобильной тех-
ники потребуют непрерывного внесения дополнений и уточнений
в типаж автомобилей в процессе его освоения в производстве.
Типы передних мостов (ведущих)
Схемы Хар а к т еп ист ика Автомобили
легковые высокой проходимости
'T^ST/sy//^//, Осевой вес - ОООкг Шины 5,50-15 мдвта* = 15кгм у_ °>15
77///7//7//7/S Осевой вес =1000кг Шины 6,50-16 Ндвтих = 15кгм r-J 5 \ ч§) (Ор —i 4б>-—
Осевой вес = 1100кг Шины 9,00 -16 Мдв глох ~16^к г м \
d) 'О-1 чП Осевой вес =2000-2400кг Шины 10,00-18 или 7,50-20 (25кгм (4x4) ПдВтах\35кгм(6х6) 4g> (б/
3,5
н—о—( Осевой вес=5000кг Шины 13,00-18или 900-20 Нов шах = 47,0кгм 6,0 П
7/77777777777777,
Jh±dl Осевой вес = 6200кг Шины 13,00-20 Мдвтах= 140 кгм IOJj-^
00 нН Т! Осевой вес = 6500кг Шины 13,00-20 мдвтах =210 кгм 15,0
’7//7777/ 7 7/7/7/7/7
Фиг. 166. Схема перспективного типажа передних мостов (ведущих).
Одновременно должны улучшаться условия эксплуатации авто-
мобиля: развиваться сеть дорог с твердым покрытием, строиться
гаражи и станции обслуживания, совершенствоваться гаражное
оборудование и т. п. Кроме того, качество топливо-смазочных ма-
териалов должно быть резко улучшено.
Коллективы заводов в содружестве с работниками научно-
исследовательских институтов должны в кратчайший срок решить
задачу резкого подъема нашей автомобильной техники.
342
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ДВИГАТЕЛИ ЕВРОПЕЙСКИХ И АМЕРИКАНСКИХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ВЫПУСКА 1954—1956 гг.
Со
й
о. о с о с 2 Фирма Модель Диаметр цилиндра в мм Ход поршня в мм Максимальная мощ- ность в л. с. Рабочий объем в л Литровая мощность в л. с./л. Число оборотов, соот- ветствующее макси- мальной мощности в об/мин Средняя скорость поршня в м/сек Собственный вес авто- мобиля в кг Максимальный вес автомобиля в кг Удельная мощность л. с./1т собственного веса База в мм
1 Ситроен 2 н. л. с.1 62,0 62,0 9 0,38 23,4 4000 8,3 520 670 17,5 2400
2 Рено 4 н. л. с. Спорт 1 54,5 80,0 21 0,75 28,2 4100 10,7 590 740 35,5 2100
3 Остин АЗО Севен 2 58,0 76,2 30 0,80 37,6 4800 12,2 710 1010 42,0 2020
4 Морис Минор (серия 11) 2 58,0 76,2 30 0,80 37,5 4800 12,2 830 ИЗО 36,0 2180
5 Панар Дина (54)2 85,0 75,0 42 0,85 49,3 5000 12,5 680 980 62,0 2570
6 Форд 1956 г. Нью-Англия 2 63,5 92,5 36 1,17 30,7 4400 13,5 800 1100 45.0 2210
7 Фольксваген2 1956 г. 1/11 77,0 64,0 30 1,19 25,2 3400 7,3 800 1100 37,5 2400
8 Остин А-40 Самерсет 2 65,5 88,6 42 1,20 35,0 4500 13,3 970 1270 43,5 2350
9 Симка 1956 г. Аронда 2 72,0 75,0 45 1,22 36,9 4500 11,2 940 1240 48,0 2445
10 Шкода 12002 72,0 75,0 36 1,22 29,5 4000 10,0 980 1280 37,0 2680
11 Хиллман Минке (серия VII) 2 65,0 95,0 37,5 1,27 29,5 4200 13,3 940 1240 40,0 2360
12 Пежо 1956 г. 203 2 75,0 73,0 45 1,29 34,9 4500 11,0 950 1250 47,5 2580
13 Фиат 1400А 2 82,0 66,0 50 1,40 35,7 4800 10,6 1020 1320 49,0 26-50
14 Опель 1956 г. Олимпия Рекорд2 80,0 74,0 51 1,49 34,2 4400 10,8 900 1200 57,0 2490
1 Двухместный кузов. 2 Четырехместный кузов-седан.
Четырехместный кузов-седан.
Пятиместный кузов-седан.
№ по пор.
s=|a>202^S0On>2SS0 * £ 3 >= 2 £ S Й ё ° S * -L-fsSeS§= s^§g- г 1 2*gsa8; ° -J СП co £) П -j -J • QJ Сл $Л • • -j 05 OS 05 Фирма
T>^TW9>ODO>^OD^COH Юсо^Опоч-ГОЯ « *^C0*rjC0ft» СП a X )=l 0-7-5 bi X "" X cd S« *< w s w s wO°00w-’T«>X и PJ 05 W “ OS XJ 4- 05 x g n X XJ н я n X •£ w S 00 w )=I co «> О co "5 /-s Ф О -в* П Sc ° to >a X to co » co Модель
сосю^ччччччогоооочоо ND JO OO co co Сл co 00 co О Сл Си CO ND Си О О 4*> Сл О 4*> СЛ 4*> О О 4* О Диаметр цилиндра в мм
>*сосочооао^)Оои-чсооочч ш*-Ю-0)ЧСлС)Чн-юЮОорр О СЛ ND О СЛ ND О 00 О О ND СО Ход поршня в мм
ОООоочооооОзЧ05СОО)Оз4^ф NDONDNDO*-J00OC0N^Q0O4b.O Максимальная мощ- ность в л. с.
CO NDNDtONDtONDNDtONDlO ND^-^f- Сл 4^ СО ND ND ND ND ND ND ND О О Сл Сл N-sl^OJNCOOKDOOCD О Рабочий объем в л
NDOOCOOOCOCOOOCOC3O4k.CONDND4^ ОО О СЛ н- СП Q0 О — м—‘ -- ND СО СО О Ь 4^ ОС — Сл Сл bo Ьо Сл О О Литровая мощность в л. с.1л
С0Л.4^4^*»*»*»4^СаЭ4ь.4^4*.^4^ OiO^NDOOCoO^OOQoNDOOCn OQQOOOOQOOCOQO оооооооооооооо Число оборотов соот- ветствующее макси- мальной мощности, в об/мин
C0©toOC0NDOND4b — ND^-OO СО СО ND ND СО ND ОО О Oi СО ’*4 ND СЛ Средняя скорость поршня в м/сек
CpND4^ND4^Ca3 — ND СО Ср ND ND О О ОС. ^СлОООООСфСлЮСлО ООСЛООООООООСЛОО Собственный вес автомобиля в кг
ООСлаоО-^0>4ь0500>0>СлСОСО -J-4Ql' ^J*^^JOi-4^JNDQO^iQ СлСлОСлСлСлСлСЛСлСлСлООО Максимальный вес автомобиля в кг
ООСлСлСлООСлСл*4Сл4ь4*О ОС № Ч Ч Ч NO Д СО - 4^ ОС Ю О О Сл Сл Си О О О Сл О О Сл О О О Удельная мощность л. с./1т собственного веса
NDNDNDNDNDNDNDNDNDNDNDNDKOND ср Сл СП СП ^100О*ЧСл00СЛ000>4^ 0*4ND4^COONDCO^— NDCOONDCO ООООСЛООСЛОООООО База в мм
Продолжение прилож.
КЗЧ^’ОСоЧ^ОлДСсК: <О № по. пор.
I Р Пятиместный куа XlO'eata^OX?:'© > s СО to«>noOOE',BjPG)O*aT3rtS * Е s § 5 ё S М 5е 5 £ * “й ь ° * н *8 S * = ° О S § Фирма
’ о и п О) )= СО X Аэро 685Вз 300 3 Сепфайр з Сикс 3 Манхэттен 3 Уошн 3 Командор 5Н з 24003 Д-53 3 25 Чиэфтайн. Сикс 3 Эйт Крестлайн 3 А-125 Ширлайн 3 Амбасседор 3 Супер-Снайп (серия IV)3 Модель
ооооооооооо^еоосооо© со ос ч оо а> n оо о ч о сл о 4^ to о сл со ’со со О со Сл 00 СП Vq Сл ’ь-» © О О 4*. Диаметр цилиндра в мм
н-и-и-ЧОСООООфи-ф СО ОО ОС Г- Г- Г- Р° ~ 9° <5 ьо Р° Г- Г- О ро ро >—1 1 ~-Ч' СЛ сл о Сл 4* ►— 4*. ’о О со Ход поршня в мм
ю со ср OTtOtObJCDtON004Q04 Сл со О Максимальная мощ- ность в л. с.
4^ 00 00 ро оо ро оо 00 00 00 СО 00 N5 “н- ’н- о (О Ю СО 00 ОО Ьо Ч Ъ 4k Q О) 4^ДС0ЮЮСл0)'--О'-‘ Сл 4х О 4^ Рабочий объем в л
ьооооооооооооооосооооо оо д со 00 4^- 00 00 С ОО К) СО 00 Н- to р р Д 'и- CJ L- Ч д Сл Ь Сл СО 'оо 1 1 Литровая мощность в л. С.(Л
4000 4600 4700 3900 3650 4400 4000 4000 4400 3800 4200 3800 4000 3600 Число оборотов, соот- ветствующее макси- мальной мощности, в об/мин
00 4^ NO К) СО — 4^ СО м—1 4^.00^- 00 оо О СО '*-* СО © 4*> Сл СО Сл То Средняя скорость поршня в м/сек
ОО^ОООООСЛООфО??71 Р5 > 8gggggg88So 88S Собственный вес автомобиля в кг
~ 55 a g в a w8 а а 88 ааа Максимальный вес автомобиля в кг
£ s a g g ts .a g s a a a s s ^Л Сл сл О О о Сл о Сл Сл Сл ООО Удельная мощность л. г./lm соответствен- ного веса
®8Sg“gggggg S о SSggggglgoS 8 8 8 База в мм
Продолжение прилож.
о я с 2 Фирма Модель Диаметр цилиндра в мм Ход поршня В ММ
43 Меркюри Кастэм 3 92,0 73J
44 Бьюик 40 Спешал3 92,1 81,4
45 Понтиак 27 Чифтайн Эйт3 85,7 95,2
46 Де Сото Файрэ Доум S19 3 92,1 84,9
47 Бентли R3 92 0 114,3
48 Рольс-Ройс 1956 г. Сильвер Рэйс 3 92,0 114,2
49 Паккард Клиппер Спешал 540 3 88,9 95,3
50 Хадсон Хорнет 3 96,8 114,3
51 Линкольн Космополитен 3 96,5 83,9
52 Бьюик Родмастер 70 3 101,6 81.4
53 Олдсмобиль 1956 г. Супер 883 98,4 87,3
54 Кадилак 753 96,8 92,0
55 Кадилак 62 3 96,8 92,0
56 Крайслер Кастэм Империал С-643 96,8 92,0
57 Паккард Патришэн 3 90,5 114,3
3 Пятиместный кузов-седан.
Продолжение прилож. 1
Максимальная мощ- ность в л. с. Рабочий объем в л Литровая мощность в л. с./л Число оборотов соот- ветствующее макси- мальной мощности, в об/мин Средняя скорость поршня в м/сек Собственный вес автомобиля в кг Максимальный вес автомобиля в кг Удельная мощность л. с.11т собственного веса База в мм
162 4,19 38,6 4400 11,5 1700 2075 95,5 3000
152 4,33 35,1 4200 11,4 1800 2175 84,5 3100
128 4,40 291 — — 1750 2125 73,0 3100
172 4,52 38,1 4400 12,4 1800 2175 95,5 3190
150 4,57 32,8 — — 1950 2325 77,0 3050
150 4,57 32,8 — — 1980 2355 76,0 3280
142 4,72 30,1 4000 12,3 1800 2175 79,0 3100
145 5,05 28,7 4000 15,3 1775 2150 82,0 3150
208 5,20 40,0 4200 12,8 2000 2375 104,0 3120
202 5,28 38,2 4100 11,1 1950 2355 103,0 3225
187 5,31 35,3 4000 11,6 1800 2175 104,0 3100
233 5,42 43,1 4400 13,5 2255 2630 103,0 3800
233 5,42 43,1 4400 13,5 1975 2350 118,0 3280
238 5,42 43,8 4400 13,5 1875 22.50 126,5 3187
215 5,88 36,6 4000 15,2 2000 2375 107,0 3230
Продолжение прилож. 1
с о с ъ Фирма Модель Диаметр цилиндра в мм Ход поршня в мм Максимальная мощ- ность в л, с. Рабочий объем в л Литровая мощность в л. с./л Число оборотов, соот- ветствующее макси- мальной мощности, в об/мин Средняя скорость поршня в м]сек Собственный вес * автомобиля в кг Максимальный вес автомобиля в кг Удельная мощность л. с./1 т собственного веса База в мм
58 Плимут 1956 г. Бельведер Р274 87,4 82,5 157 3,95 28.6 4400 12,1 1510 1885 104,0 2920
59 Студебекер 1956 г. Командор 16G84 90,4 82,5 162 4,25 38,1 4400 12.4 1420 1800 114,0 2960
60 Шевроле 1956 г. Бел Эр4 95,2 76,2 162 4,35 37,3 4400 11,2 1470 1850 114,0 2920
61 Додж 1956 г. Д-554 92,2 82,8 175 4,43 39,5 4400 12,0 1550 1925 113,0 3040
62 Форд 1956 г. Фэрлайн 84 92,0 83,8 162 4,46 36,7 4400 12,3 1450 1825 112,0 2930
68 Понтиак 1956 г. Чифтайн 55—274 95,2 82,5 180 4,70 38,3 4600 12,7 1600 1975 112,0 3100
64 Паккард 1956 г. Клиппер Кастам4 101,5 88,9 245 5,77 42,6 4600 13,6 1775 2125 138,0 3100
65 Линкольн 1956 г. Кастам 73А4 101,1 88,9 225 5,59 40,0 4400 12,8 1950 2325 115,0 3120
66 Бьюик 1956 г. Родмастер 704 101,5 ' 81,4 236 5,28 44,5 4600 12,5 1950 2325 120,0 3225
67 Кадилак 1956 г. 754 96,8 92,1 250 5,42 46,0 4600 14,0 2000 2375 125,0 3800
68 Кадилак 1956 г. 624 96,8 92,1 250 5,42 46,0 4600 14,0 1975 2350 126,0 3280
69 Крайслер 19^6 г. Кроун-Империал4 96,8 92,1 250 5,42 46,0 4600 14,0 1875 2250 133,0 3800
4 Б И Т. Пяти- шестиместный кузов-седан. Дополнительное оборудование автомобиля (усилитель рулевого управления, гидравлические п.) может весить до 50—75 кг. Установка для кондиционирования воздуха весит дополнительно стеклоподъемники 70—95 кг.
ы . ПРИЛОЖЕНИЕ 2
rfr АМЕРИКАНСКИЕ КАРБЮРАТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОБУСОВ ВЫПУСКА 1954—1955 гг.
№ по пор. Фирма Модель Для каких автомобилей предназначен Диаметр цилиндра в мм Ход поршня в мм 1 Максимальная ; мощность в л. с.** Рабочий объем 1 в л । । Литровая мощ- ность в л. с.1л Максимальное । число оборотов ! по регулятору 1 в об/мин Максимальный ; крутящий момент > в кгм/л Удельный крутя- ] щий момент । в кгм1л Средняя скорость < поршня в м[сек
1 Автокар 377 Грузовых 101,5 127,0 119 6,16 19,5 2800 39,2 6,35 11,8
2 0 447 0 108,0 133,0 145 7,32 20.0 2700 48,0 6,55 12,0
3 0 501 0 114,0 133,0 165 8,20 20,0 2700 54,5 6,65 12,0
4 Континенталь F-4124 0 76,0 111,0 47 2,04 23,0 3200 12,8 6,30 12,0
5 0 F-4140 0 81,0 111,0 52 2,30 22,5 3200 14,7 6,40 12,0
6 0 F-6186 0 76,0 111,0 77 3,05 25,0 3500 19,3 6,25 13,0
7 0 М-6271 Грузовых и автобусов 92,0 111,0 97 4,45 22,0 3000 28,4 6,40 11,0
8 0 М-6290 То же 95,0 111,0 108 4,75 22,5 3000 31,0 6,50 11,0
9 0 В-6371 0 105,0 117,5 124 6,10 20,5 3000 38,5 6,30 11,8
10 V R-6513 0 114,3 136,6 180 8,40 21,5 2800 55,5 6,60 12,8
11 0 S-67 9 Г рузовых 136,5 139,7 250 12,30 20,0 2800 78,0 6,35 13,0
12 0 S-6820 0 143,0 139,7 275 13,40 20,5 2800 85,5 6,40 13,0
13 Додж Т309* 9 82,5 111,0 97 3,55 27,0 3600 24,0 6,75 13,4
14 0 Т318* 0 87,3 114,3 114 4,10 28,0 3600 28,0 6,80 13,5
15 0 VT348 0 96,8 92,0 153 5,43 28,0 3600 35,0 6,50 11,0
16 форд 8МВ* Автобусов 89,0 112,0 104 4,15 25,0 3000 29,0 7,00 11,2
* Выпускались до 1954 г.
** Без вспомогательных агрегатов.
Продолжение прилож. 2
о = о с 2 Фирма Модель Для каких автомобилей предназначен Диаметр цилиндра в мм Ход поршня В ММ Максимальная мощность в л. с.** Рабочий объем в л Литровая мощ- ность в л. с.1л Максимальное число оборотов по регулятору в об/мин Максимальный крутящий момент в кгм(л Удельный крутя- щий момент в кгм/л Средняя скорость поршня в Mjcex
17 Форд EAL Г рузовых 90,5 89,0 152 4,57 33,3 3800 34,0 7,45 11,3
18 GMC 248 0 94,5 96,8 125 4,07 30,8 3600 29,0 7,15 11,6
19 GMC 426 0 108,0 127,0 177 7,00 25,5 3200 47,2 6,75 13,5
20 GMC 270 Автобусов 96,0 101,6 125 4,42 28,3 3400 32,0 7,25 11,5
21 Холл-Скотт 480* Г рузовых 146,0 152,5 274 15,30 18,0 2200 110,0 7,22 11,2
22 , То же 1091 0 146,0 177,5 332 17,90 18,0 2200 132,5 7,40 13,0
23 935 0 146,0 152,5 295 15,30 19,5 2400 110,0 7,22 12,0
24 Геркулес JXB 0 82,5 101,5 46 2,18 21,1 3200 12,7 5,82 10,8
25 0 JX4C 0 95,2 108,0 60 3,08 19,5 29 00 19,3 6,28 10,5
26 0 JXD 0 101,5 108,0 113 5,25 22,5 3000 33,1 6,32 10,0
27 0 НХЕ Грузовых и автобусов 146,0 152,5 227 15,30 15,0 2000 103,5 6,77 10,0
28 Ле Руа ТН540 То же 114,5 108,0 206 8,85 23,0 3000 62,1 7,02 11,4
? МАК EN401 Г рузовых 103,0 129,0 152 6,57 23,2 3000 45,6 6,93 12,9
30 МАК EN707A 0 127,0 152,5 197 11,60 17,0 2000 75,0 6,47 10,2
31 Рио ОА-331 Грузовых и автобусов 108,0 108,0 140 5,42 23,0 3200 35,9 6,65 11,5
32 Уайт 260А Г рузовых 111,0 127,0 170 7,40 23,0 2800 47,5 6,40 12,0
33 ‘ Уайт 21АК Автобусов 105,0 108,0 210 11,20 19,0 2700 68,0 6,10 10,0
♦ Выпускались да 1954 г.
** Без вспомогательных агрегатов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
§ АМЕРИКАНСКИЕ И ЕВРОПЕЙСКИЕ ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЕ ДИЗЕЛИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОБУСОВ
ВЫПУСКА 1954-1955 гг.
о с о с 2 Фирма Модель Страна На каких автомо- билях устанавли- вается Диаметр цилиндра в мм Ход поршня в мм Максимальная мощ- ность в л. с. Рабочий объем в л Литровая мощность В Л. С.1л Максимальное число оборотов (по регуля- тору) в об/мин. Максимальный крутя- щий момент в кгм Удельный крутящий момент в кгм{л Средняя скорость поршня в м[сек
1 Буда 6-ЛТ-317 США Г рузовых 92,0 133,5 90 5,20 17,3 2300 30,9 5,95 10,2
2 6-ДТ-468 108,0 139,7 113 7,70 14,7 2000 37,1 4,82 9,4
3 6-ДА-779 133,5 152,5 185 12,70 14,5 2100 74,5 5,87 10,5
4 6-ДА-844 133,5 165,0 215 13,80 15,5 2100 87,0 6,30 11,5
5 8-ДА-1125 133,5 165,0 288 18,40 15,5 2100 114,5 6,22 11,5
6 Континенталь ТД-6427 я Грузовых и авто- 110,0 124,0 116 7,00 16,6 2400 42,5 6,07 10,0
7 КД-6572 оусах То же 121,0 136,5 162 9,40 17,2 2400 58,4 6,22 10,9
8 Камине А-600 я 101,6 127,0 100 6,15 16,3 2200 37,5 6,10 9,3
9 HR-400 я 133,5 152,5 ПО 6,83 16,1 1800 49,7 7.30 9,2
10 Н-600 я 124,0 152,5 150 11,00 13,6 1800 69,0 6,27 9,2
11 HR-600 я 133,5 152,5 165 12,20 13,5 1800 74,5 6,10 9,2
12 NH-600 9 133,5 152,5 200 12,20 16,5 2100 73,8 6,06 10,7
13 NVH-1200 Грузовых 133,5 152,5 400 24,30 16,5 2100 148,5 6,12 10,7
14 Геркулес DFXD я Грузовых и авто- 139,7 152,5 217 14,00 15,5 2100 89,0 6,36 10,7
15 D1X4B оусах То же 82,5 101,6 46 2,18 21,0 3000 13,0 6,00 10,2
16 D1X4D 92,0 101,6 57 2,70 21,0 3000 16,5 6,10. 10,2
17 DOOD 108,0 114,3 79 4,18 19,0 2600 25,0 6,00 10,0
18 DXXC 95,0 114,3 83 4,87 17,0 2600 28,5 5,85 10,0
19 DWXC 101,6 120,5 120 5,86 20,5 2600 38,5 6,55 10,8
20 DFXC 133,5 152,5 204 12,75 16,0 2100 80,0 6,30 10,7
21 V DFXH я » 146,5 152,5 260 15,30 17,0 2100 102,0 6,65 10,7
Продолжение прилож. 3
do u ou к Фирма Модель Страна На каких автомо- билях устанавли- вается Диаметр цилиндра в мм Ход поршня в мм Максимальная мощ- ность в л. с. Рабочий объем в л Литровая мощность в л. с.1л Максимальное число оборотов (по регуля- тору) в об/мин Максимальный кру- тящий момент Удельный крутящий момент в кгм[л Средняя скорость поршня в MjceK
22 Геркулес DNX-V8D США Грузовых и авто- бусах Грузовых 159,0 152,5 388 24,00 16,2 1800 152,0 6,35 10.7
23 МАК END-510* * 112,5 141,0 138 8.36 17,0 2400 50,0 6,10 113
24 МАК END-673 V Автобусах и гру- зовых 124,0 152,5 170 11,00 15,5 2100 66,3 6,02 10,7
25 Вокеша 148DKB V То же 133,5 152,5 200 12,70 15,8 2150 80,7 6,35 10,9
26 WAKD 159,0 165,0 224 19,60 11.4 1600 116,0 5,92 8,8
27 АЕС — Англия 112,0 130,0 112 7,75 14.5 2000 45,0 5,81 8,7
28 АЕС — 131,0 142,0 150 11.30 13,3 1800 69,5 6,15 8,5
29 Альбион — 108,0 133,0 75 4.88 15,1 2000 28,7 5,90 8.9
30 Лейланд — 127,0 146,0 150 11,10 13,5 2000 62,0 5,60 9,8
31 Перкинс — » - 101,6 141,0 108 5,56 19,4 2700 33,1 5,95 12,7
32 Роллс-Ройс — 130,0 152,0 180 12,20 14,2 2000 65,0 5,32 10,2
33 Торникрофт — 120,0 165,0 155 11,33 13,7 1900 70,0 6,18 10,5
34 Бюссинг — Германия 110,0 140,0 130 7,98 16,3 1800 51,0 6,40 8,4
35 а — 118,0 150,0 150 9,85 15,3 2000 64,0 6,48 10,0
36 Даймлер-Бенц — 90,0 120,0 90 4,58 19,6 2800 27,0 5,90 11.2
37 Даймлер-Бенц — а 112,0 140,0 145 8,27 1,6 2100 55,0 6,65 9.8
38 МАИ — - 92,0 110,0 50 2,92 17,2 2400 16,0 5,46 8,8
39 МАИ — 110,0 140,0 120 7,98 15,0 2000 45,0 5,63 9.3
40 МАН — - 115,0 140,0 180 11,64 15,5 2000 70,0 6,00 9,3
41 Боргвард в 99 90,0 130,0 60 3,30 18,1 2600 20,3 6,15 Н.З
42 * * Выпускались 1 - до 1955 г. в 90,0 130,0 95 4,96 19,2 2400 31,5 6,35 10,4
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзерман М. А., Автоматика переключения передач, Машгиз, 1948.
2. Ал е кс а н д р ов А. П., Автобусный транспорт, изд. Министерства
коммунального хозяйства РСФСР, 1948.
3. Андреев П. С., Зарубин И. Н., Иванов И. В., Титов Я. И.,
Опыт эксплуатации автобуса ЗИС-155, Машгиз, 1952.
4. Аронов Д. М. и Панкратов Г. П., Влияние степени сжатия на
мощность и экономичность автомобильного бензинового двигателя, «Автом>
бильная и тракторная промышленность» № 3, 1955.
5. Ассонов А. Д., Новые советские высококачественные стали с титаном,
«Автомобильная и тракторная промышленность» № 4, 1950.
6. Бронштейн Л. А., БрусянцевН. В. и др., Автотранспортный
справочник, Машгиз, 1953.
7. Бронштейн Я. И., Рациональное использование шин высокой про-
ходимости, «Автомобиль» № 9, 1948.
8. Бронштейн Л. А. и Намоконов К. Г., Улучшение использова-
ния автомобилей и снижение себестоимости перевозок, Машгиз, 1954.
9. Бухарин Н. А., Тормозные системы автомобилей, Машгиз, 1950.
10. Вашков И. В., О выборе конструкции заднего моста автомобиля
ЗИС-150, «Автомобильная и тракторная промышленность» № 9—10, 1946.
11. Великанов Д. П., Эксплуатационные качества отечественных авто-
мобилей, Машгиз, 1953.
12. Великанов Д. П., Требования к конструкции автомобиля, возни-
кающие при техническом обслуживании, серия «Развитие конструкций автомо-
билей», вып. 9, Машгиз, 1952.
13. Галкин Ю. М., Анализ развития электромобилей и перспективы их
применения в СССР. Серия «Развитие конструкций автомобилей», вып. 7,
Машгиз, 1951.
14. Г е н к и н К. И., Газобаллонные автомобили. Серия «Развитие кон-
струкции автомобилей», вып. 2, Машгиз, 1949.
15. Г и н ц б у р г Б. Я., Перспективный типаж газогенераторных и унифи-
кация автомобильных двигателей. Серия «Развитие конструкции автомобилей»,
вып. 5, Машгиз, 1950.
16. Гольд Б. В., Пути развития грузовиков и автобусов1, изд. Наркомхоза,
1938.
17. Гольд Б. В., Компоновка автомобилей, ЭСМ, т. II, Машгиз, 1948.
18. Гольд Б. В. и Островский В. С., Применение индуктивных дат-
чиков для изучения переменных нагрузочных режимов в агрегатах автомобиля,
«Вестник машиностроения» № 10, 1952.
19. Гольд Б. В. и Островцев А. Н., Шасси автомобиля, ЭСМ, т. II,
Машгиз, 1948.
20. Гольд Б. В. и Смирнов Г. А., Исследование переменных режимов
работы силовой передачи автомобиля, Сборник «Прочность при неустановив-
шихся режимах переменных напряжений», изд. АН СССР, 1953.
352
21. Гольд Б. В., Определение нагрузочных режимов трансмиссии
Мобиля. Научные труды МАМИ, Автотрансиздат, вып. 1, 1954. вто‘
22. Закин Я. X., Автомобильные поезда. Серия «Развитие конгтп,,..
автомобилей», вып. 12, Машгиз, 1954. Инструкции
23. Зим ел ев Г. В., Снижение веса автомобилей, «Автомобильная
торная промышленность» № 9, 1950. и тРак’
24. К а л и ш Г. Г., О двигателях для автомобилей, «Автомобильная
торная промышленность» № 5, 1953. Рак'
25. Кор ото нош ко Н. И., Методика определения удельной грузоподъем-
ности автомобилей, «Автомобильная и тракторная промышленность» № 4 1951”
26. Ку гель Р. В., Износ цилиндров поршневых колец, Машгиз, 1949
27. К у г е л ь Р. В., Ведущие мосты автомобилей. Серия «Методы испыта-
ния автомобиля и его механизация», вып. 3, Машгиз, 1952.
28. К У г е л ь Р. В., Подшипники качения автомобилей. Серия «Методы
испытания автомобиля и его механизмов», Машгиз, 1953.
29. Л а п т е в С. А., Определение радиуса качения автомобильного колеса,
«Автомобильная и тракторная промышленность» № 10. 1950.
30. Лейдерман С. Р., Характеристика автомобильных двигателей,
«Автомобильная и тракторная промышленность» № 9, 1948.
31. Ленин И. М.. Весовое наполнение и скоростная характеристика авто-
мобильного карбюраторного двигателя. Сборник «Вопросы машиноведения»,
изд. АН СССР. 1950.
32. Л у к и н П. П., Исследование максимальных динамических нагрузок
в трансмиссии автомобиля, Научные труды МАМИ, вып. 1, Автотрансиздат,
1954.
33. Осе пч у го в В. В., Развитие конструкций грузовых автомобилей вы-
сокой грузоподъемности. Сборник «Вопросы машиноведения», изд. АН СССР,
1950.
34. П а р х и л о в с к и й И. Г, Автомобильные листовые рессоры, Машгиз,
1954.
35. Петров В. К., Перспективы развития и реконструкции городского
транспорта. Сборник «Городской транспорт», изд. Министерства коммунального
хозяйства РСФСР. 1948.
36. Родионов В. Ф., Ступенчатые коробки передач легковых автомоби-
лей. Серия «Развитие конструкции автомобилей», вып. II, Машгиз, 1953.
37. Р о д и о н о в В. Ф., Влияние гидромуфты и повышающей передачи на
свойства автомобиля ЗИС-110, «Автомобильная и тракторная промышлен-
ность» № 3. 1948.
38. С а моль Г. И. и Гольдблат И. И., Газобаллонные автомобили,
Машгиз, 1953.
39. Фальк ев ич Б. С., Тяговые качества автомобилей при неустановив-
шемся режиме работы двигателя. Сборник «Вопросы машиноведения»,
изд. АН СССР, 1950.
40. Ф и н г а р е т Л. Б., Передовые методы труда на автомобильном
транспорте, Машгиз. 1953.
41. Чистозвонов С. Б., Сравнение технико-экономических характеристик
автомобильных двигателей, «Автомобильная и тракторная промышленность»
№ 7. 1952.
42. Ч у д а к о в Е. А., Расчет автомобиля, Машгиз. 1947.
43. Ч у д а к о в Е. А., Пути повышения экономичности автомобиля,
изд. АН СССР. 1948.
44. Чудаков Е. А.. Пути повышения экономичности карбюраторного
автомобильного двигателя, изд. АН СССР. 1948.
45. Чудаков Е. А., Теория автомобиля, Машгиз, 1950.
23 Гольд 2757 353
46. Чудаков Ё. А., Советский автомобиль, изд. Ан СССР, 1952.
47. Чудаков Е. А. и Великанов Д. П., Автомобили-самосвалы для
строек пятой пятилетки. «Автомобильная и тракторная промышленность» Ns 8,
1952.
48. Шлиппе И. и Манусаджянц О., Топливная экономичность и
средние технические скорости автомобиля ЯАЗ-200, «Автомобиль» № 9, 1952.
49. Automotive Industries, Статистические номера за 1955 и другие годы.
50. Auto-typenblatter, Umschau Verlag. 24 Ausgabe, 1954.
51. Automobile facts and figures, 1954.
52. Bachman В. B., Truck design — guesses on how it will develop, SAE
Journal, v. 52, № 9.
53. M a t h e w s W. P. and Tarlay, New Buick V-8 engine offers many advan-
tages., SAE, Transactions, v. 61, 1953.
54. Rail ton R., The truth about automatic transmission, the Motor (L)
№ 2617 и № 2618, 1952.
55. T a u b A., Cylinder bore wear and corrosion, Automotive and Aviation
Industries, № 6, 1944.
56. The trend of design, Autocar. 31/X 1952.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......................................................... 3
Глава I. Характеристика проектируемого автомобиля и параметры
оценки его эксплуатационно-конструктивных качеств . ....... 5
Характеристика проектируемого автомобиля ..................... 5
Эксплуатационно-конструктивные качества автомобиля......... 14
Г лава II. Коэффициент вместимости и использование веса............... 22
Коэффициент вместимости....................................... 22
Коэффициент использования веса грузовых автомобилей ... 28
Коэффициент использования веса легковых автомобилей ... 47
Коэффициент использования веса «автомобилей высокой прохо-
димости ..................................................... 61
Коэффициент использования веса автобусов..................... 66
Глава III. Тяговые качества автомобиля.............................. 69
Легковые автомобили...................................... 74
Грузовые автомобили........................................ 93
Автобусы.................................................. 111
Выводы.................................................... 121
Глава IV. Топливная экономичность автомобиля....................... 125
Легковые автомобили....................................... 129
Грузовые автомобили....................................... 139
Автобусы ................................................. 150
Глава V. Срок службы автомобиля и его агрегатов.................... 155
Параметры, оценивающие срок службы автомобиля............. 155
Расчетный нагрузочный режим для определения срока службы
подшипников и шестерен................................... 174
Глава VI. Надежность автомобиля и его агрегатов................... 204
Глава VII. Удобство управления..................................... 213
Глава VIII. Маневренность и проходимость автомобиля................ 226
Маневренность............................................. 226
Проходимость.............................................. 230
Г лава IX. Выбор основных параметров двигателя при проектировании
автомобиля................................................... 242
Г лава X. Компоновка автомобиля.................................... 265
Грузовые автомобили ...................................... 265
Легковые автомобили....................................... 271
Автобусы.................................................. 277
23* 355
Глава XI. Развитие типажа отечественных автомобилей............ 283
Глава XII. Основы построения перспективного типажа отечественных
автомобилей............................................... 291
Автомобили, работающие на жидком топливе............... 292
Автомобили, работающие на газообразном, твердом и на топли-
вах других видов....................................... 314
Глава XIII. Унификация и модификация перспективных типов автомо-
билей .................................................... 325
Приложения..................................................... 343
Приложение 1.............. . . ....................... 343
Приложение 2.......................................... 348
Приложение 3........................................... 350
Литература..................................................... 352
Борис Васильевич Гольд
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ
Технический редактор С. М. Попова Корректор Л. Ф. Никифорова
Переплет художника Ю. И. Копылова
Сдано в произв. 26/Х1 1955 г. Подпис. к печати 4/VI 1956 г.
Т-05951 Тираж 5000 экз. Печ. л. 22,25 Уч.-изд. л. 23,8.
Бум. л. 11,13. Формат 60 x92/16. Заказ 2757.
1 -я типография Машгиза Ленинград, ул. Моисеенко, 10
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стра- ница Строка Напечатано Должно быть
205 11-я сверху кгм! сек2 кгм* сек2
330 Табл. 132, 1-я графа, 6-я сверху прокатный проектный
Б. В. Гольд „Проектирование автомобилей", Заказ 2757.