Текст
Ь. М. ФИТТЕРМАН
Канд, техн наук
МИКРОАВТОМОБИЛИ
ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ
IОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОИ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1961
В книге рассмотрены конструкции автомобилей малого класса в главным образом микроавтомобилей, выпускаемых в настоящее время в разли шых странах.
Дан анализ развития компоновочных схем и конструкций микро-автомобилей и показаны направления для создания достаточно комфортабельных и надежных автомобилей при малом их весе и малых габаритных размерах.
Книга предназначена для ознакомления инженерно-технических работников с достижениями отечественной и зарубежной техники в области микроавтомобилей
Рецензент д-р техн, наук Б. В. Гольд
Редактор канд. техн, наук О. В. Дыбов
Редакция литературы по автомобильному и транспортному машиностроению Зап. редакцией инж. И. М. БАУМАН
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для удовлетворения потребностей населения необходим отече-। । ценный микроавтомобиль более легкий, экономичный и дешевый, чем автомобиль «Москвич-407».
В данной книге излагается материал, накопленный в процессе подготовки к созданию микроавтомобилей.
Первым раздел этой книги посвящен общим вопросам, поясняющим, что представляют собой мнкроавтомобнли по сравнению с малолитражными автомобилями. В других разделах дан обзор и анализ конструкций микроавтомобилей в целом и их агрегатов.
Специальный раздел посвящен анализу результатов различных и* пытаний микроавтомобилей, а также вопросам, которые решались при выборе типа и конструкции советского микроавтомобиля.
Выводы, приводимые в данной книге, могут быть спорными и <у биективными, однако, цель автора будет достигнута, если чита-н*ль найдет в ней материал, который может быть использован з практической работе.
Раздел «Двигатели» написан инж. А. С Айзенбергом.
При подготовке данной книги были использованы статьи из многочисленных журналов, изданных зарубежом в 1956—1959 гг., в •i.iri пости, из журналов: «Motor Rundschau», «Autocar», «Revue I i lmique Automobile», Kraftfahrzeugtechnik», «Revue automobile», a также статьи из «Экспресс-информации» Академии наук СССР.
КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ МАЛОГО КЛАССА
Последнее десятилетне характеризуется все более широким распространением легковых автомобилей как в различных странах, пак и среди разных слоев населения. Это неизбежно приводит к необходимости расширения типажа выпускаемых автомобилей главным образом в направлении создания дешевых, легких и экономичных автомобилей, одновременно достаточно надежных и комфортабельных в эксплуатации.
Наряду с дорогими автомобилями высшего класса с двигателя ми большой мощности и приближающимися к ним по эксплуатационным качествам автомобилями среднего класса, все большее распространение, особенно в Европе, получают автомобили, которые обобщенно могут быть названы автомобилями малого класса
Ранее выпускались автомобили только одной группы с рабочим объемом двигателя 0,9—1,5 л, получивших в связи с этим иаимепо ванне малолитражных.
Однако по мере роста спроса на дешевые экономичные автомобили и развития автомобильной техники начали разрабатываться и выпускаться автомобили еще двух групп, получившие наименование микроавтомобилей и мотоколясок.
Автомобили этих двух последних групп предназначались для удовлетворения запросов весьма широкого круга потребителей, для которых цена современного малолитражного автомобиля и расходы па его эксплуатацию являются слишком высокими. Однако по надежности и сроку службы, динамическим качествам и комфорта-бельности эти более дешевые автомобили не должны очень резко отличаться от малолитражных. Мотоколяски являются дальнейшим шагом в сторону удешевления, переходной ступенью между автомобилем и мотоциклом.
Применяемое иногда вместо микроавтомобилей наименование микролитражные автомобили следует считать неправильным, так как в эту группу не входят мотоколяски, имеющие двига к’лп с еще меньшим рабочим объемом. Кроме того, в характерис-гику группы или класса автомобилей, помимо рабочего объема, ибн ьтгельно должен входить вес автомобиля. Только совокупность но меньшей мере этих двух показателей определяет принадлежит и. автомобиля к той или иной группе и классу, характеризует в
основном его величину, технико-эксплуатационные качества и стоимость.
Таким образом, автомобили малого класса в настоящее время можно подразделить на следующие группы:
1. Мотоколяски, вес которых в снаряженном состоянии составляет не более 450 кг, рабочий объем двигателя — не более 0,35 л. Необходимо отметить, что на мотоколясках преимущественно применяются двухтактные двигатели.
2. Микроавтомобили, вес которых в снаряженном состоянии не более 700 кг, рабочий объем четырехтактных двигателей не более 0.85 л, двухтактных — 0,5 л.
3. Малолитражные автомобили, вес которых в снаряженном состоянии не более 1000 кг, рабочий объем двигателя (четырехтактного) не более 1,5 л.
В табл. 1 приведены данные по выпуску наиболее распространенных моделей автомобилей малого класса в 1955 и 1958 гг.
Из табл. I следует, что наибольшее распространение имеют малолитражные автомобили. Однако выпуск микроавтомобилей также возрастает и становится сопоставимым с выпуском малолитражных автомобилей. Распространение мотоколясок сравнительно невелико.
В Советском Союзе по группе малолитражных автомобилей в настоящее время осуществляется выпуск автомобиля «Москвич-407», имеющего вес в снаряженном состоянии 1000 кг и рабочий объем двигателя 1,36 л.
По группе макроавтомобнлей в I960 г. на Запорожском автозаводе был начат выпуск микроавтомобиля модели ЗАЗ-965 «Запорожец». Вес снаряженного автомобиля 640 кг, рабочий объем двигателя 0,75 л.
По группе мотоколясок с 1957 г. на Серпуховском мотозаводе выпускается мотоколяска СЗА весом в снаряженном состоянии 427 кг и рабочим объемом двухтактного двигателя 0,35 л.
Для дальнейшего анализа и сопоставлений были собраны сведения по наиболее распространенным зарубежным автомобилям малого класса выпуска 1955—1959 гг. Значительная часть этих зарубежных автомобилей проходила испытания в НАМИ.
В табл. 2—4 приводятся технические характеристики рассматриваемых автомобилей.
Для сравнительной оценки автомобилей были использованы обычно сопоставляемые параметры (размеры, вес, максимальная скорость, расход топлива, мощность, рабочий объем двигателя и т. д.), а также некоторые удельные параметры (табл. 5—7). С помощью последних параметров, перечисленных ниже, значительно расширяются возможности сравнительной оценки как в пределах одной группы автомобилей, так и различных групп между собой.
N &
Литровая мощность двигателя л. с./л определяет
степень форсирования двигателя и его соответствие современному состоянию техники.
Выпуск автомобилей малого класса
Модель Страна Вес в снаряженном состоянии в кг Рабочий объем в см1 Выпуск в шт.
1955 г. 1958 г.
Мотоколяски
Гоггомобиль 250 .... ФРГ 245 7 009
» зло ... . » [ 407—433 296 2 970 36 672
» 400 . > 392 — •—
БМВ Изетта > 361 298 12917 21 200
Цюндап Янус > 455 248 Не выпу- 5170
скался
Мессершмит КР 20и . . » 230 191 11 909 10 000
Фульдамобиль » 349 197 701 не более
М и к р о а в т о м о б и . л и
Фиат 600 Фиат 500 Италия » 600 487 633 479 | 87 000 210 000
Рено 4CV Франция 620 747 139 853 73 420
Рено Дофин » 662 845 — 28)604
Ситроен 2CV . . Ллойд 4ло (двигатель » 500 425 81 151 ,126 392
двухтактный) . . . . ФРГ 500 386 47 903 —
Ллойд LP690 ФРГ 530 596 774 49 033
БМВ 6'4) ФРГ 561 585 — 27 2»)0
Ill тонер 500 Австрия 485 493 — 15 000
ИСУ Принц ФРГ 510 583 — 13017
Веспа . . Франция 375 394 — 12 130
Гоггомобиль 600 и 700 . ФРГ 640 586 и 688 6 700
Малолитражные автомобили
Фольксваген ФРГ 715 1192 278 986 497 600
Опель Олимпия Рекорд ФРГ 900 1488 111 643 276 960
Симка Аронд . . Франция 930 1290 97 5'4) 125 000
ДКВ 3 6 ФРГ 940 895 38 Р18 64 4: 0
Папар Дина Франция 800 851 18 9(4) 34 784
Форд Таунус 12А^ . . . ФРГ 860 1172 15 787 27 204
00
Таблица 2
Техническая характеристика мотоколясок
Наименование СЗЛ* Мессершмит КР 200* Во ид Минн-кар* , Изстта* Фульдамо-биль NWF 2UU* БМВ Изстта* Фрискм Салон АС Петит П Г оггоиобиль ТЗОй* Цюндап Янус*
Страна Год выпуска Расположение двигателя Ведущие колеса Число мест в кузове СССР 1957 За/ За/ 2 ФРГ 1955 [нее чнпе 2 Англия 1955 Переднее Переднее 2 Италия 1955 2 [ФРГ 1955 2 Возд 1 2 197 6.6 9.5 4900 1,45 4000 ФРГ 1957 3< Зг о Англия 1958 >днее |дние 24-2 2 2 325 7,25 16 (по SAE) 5500 2,5 4000 Англия 1959 2 1 2 353 7 8,75 3500 1.7 3000 ФРГ 1956 24-2 2 2 293 6 14,8 4800 2,35 4100 ФРГ 1957 Среднее
Двигатель: тип охлаждения число цилиндров тактность рабочий объем Vв с.ч3 . степень сжатия номинальная мощность вл с .. 1 2 346 6 8.3 3400 1,94 2400 1 2 191 6.6 Ю 5250 1,45 4000 1 о 197 8 9 4500 0,95 4000 1 о 236 6,5 9.5 4500 1,68 4100 Уш н'>е 1 4 298 7 13 5200 1.9 4000 4 1 2 248 6,7
число оборотов коленчатого вала в минуту пн, соответствующее номинальной мощное^! максимальный крутящий момент Мк шах в кгм.. . число оборотов коленчатого вала в минуту п/;, соответствующее максимальному крутящему моменту 14 5000 2.15 4800
диаметр цилиндра d в лг.ч 72 65 59 48 62 72 57 75 58 67
R5 58 72 65,15 66 73 63,5 80 56 70
ХОД ПОРШНИ О В /ИЛ* отношение хэда поршня к
S диаметру цилиндра 1.18 0.893 1,22 1.36 1.06 1,015 1.И 1,065 0,966 1,04
База Б в лг ч ................ 1650 2030 1650 1500 1840 1500 1524 1820 1800 1825
Колея в лги:
передних колее 1114 1080 Одно ’ 1200 1200 1200 1225 Одно 1060 1150
колесо колесо
Q Л 7IIUY к’П ПРГ 1050 О л но 1274 500 Одно 520 813 1066 1064 1180
колесо колесо
Габаритные размеры автомоби-
ля в лглг:
длина Д 2625 2820 2973 2250 3100 2285 2820 3120 2870 2875
ширина Ш 1315 1220 1450 1340 148) 1380 1420 1320 1315 1400
высота без нагрузки 1380 1200 1270 1320 1360 1340 1295 1320 1320 1410
Дтина свеса в лги;
переднего 332 497 — 425 775 443 — — 440 525
заднею 643 293 — 325 485 342 — 630 525
Угол свеса в град:
передний 43 33 21 36.5 38 —— — 39.5 38,5
задний 27 55 18 51,5 31 53 18,5 об
Дорожный просвет в лг.ч мото-
коляски под нагрузкой: •
минимальный по данных, фирмы под двигателем — 170 — — — — 127 100 152 135
Наименование сзл* Мессершмнд КР 2ии* Бонд* Минн кар Изетта* Фульдэмо-бил». NU F200* БМВ* Изетта Фрискн Салон АС Петит П Гоггомобиль тзии* Цюндап Янус*
под вентилятором двигателя 152
под кронштейном двигателя под картером главной передачи 170—180 115 кша -
пол передним мостом под задним мостом пол глушителем под серединой мотоколяски Наименьший радиус поворота по колее переднего наружного колеса в ч 3.41 145 155 * 4.5 232 180 1.7 120 132 4.3 215 157 3 3 155 4 6,1 4.5 171 3,75 200 4
Размер шин в дюймах Радиус качения г * в ,ч.ч 5.0Л—10 236 4.00—8 197 •1,00—8 197 1.5-10 217 4,00-8 197 4.8—10 230 4^—10 218 4,00-12 230 4,4—10 215 4,4—12 240
Расстояние от выжатой педали сиепленкя до тызьнпй стороны спинки заднего сиденья С в ли Сухой вес мотоколяски Gc в кг ....................... 1160 405 1660 1140 1030 1095 1070 -1500 1090 1755 387 1920 429
% Вес мотоколяски в снаряженном состоянии: общий G 0 в кг ......... 427 230 239 335 349 363 372 • 394 407 455
на переднюю ось: в кг ................... 155 114 139 180 211 195 179 138 225
в % 36,3 49,5 58 54 60.5 53,7 48,2 — 33,9 49,4
на заднюю ось: в кг ................... 272 63,7 116 50,5 100 42 155 46 138 39.5 168 46.3 193 51,8 — 269 66,1 230 50,6
в %
Полный вес мотоколяски ♦*: обший Gn в кг .......... 577 380 389 485 499 512 597 514 632 755
на переднюю ось: в кг .................. 210 201,5 173 283 323 к 295 236 373
в % 36,4 53 44,5 58 64,6 57,5 — — 37,4 49,4
на заднюю ось: в кг .................. 367 178.5 216 202 176 217 396 382
в % 63,6 40 5.65 4.25 47 55,5 42 35,4 42,5 — — 62,6 50.6
Максимальная скорость в км! час Суммарное передаточное отношение icyM на высшей пере-ДЗ . 88 4,2 4,17 4,76 14 69 75 5.17 3,65 65 4,95 87 6.23 85 5,28 80 4,85 85 5,07 78 6,72
Контрольный расход топ шва *** в л/100 км ................. 3,75 3,75 3.7 3,7 4-5 5,15 5.5
Эксплуатационный расход топлива в л/100 км ............ Емкость бензинового бака в л 7.56 12 4,08 15 5,25 13 5.2 17 4,5—6,2 13 5 16 13 5,68 25 7-8,5 21
• Мотоколяски, испытанные в ПАМП. • • Учитывается только вес пассажиров без багажа (вес ребенка принят рав» ым 37,5 кг), • •• Расход топлива приведен при движении мотоколясок по сухому асфальту со скоростью 30—40 км/час (для мотоколяски Мессер-
шунт КР 2С0 — со скоростью 60 км/час). Для мотоколясок Фрискн Салон и АС Петит П приведены данные фирм
Техническая характери
Наименование ЗАЗ-965 «Запорожец» Веспа 400 Фиат 500* ШтсАср 500 Ситроен 2CV НС У Принц*
Страна Год выпуска Расположение двигателя . . Ведущие колеса Число мест в кузове . . . Двигатель: тип охлаждения . . . число цилиндров . . . тактность рабочий объем Vh в с-«3 степень сжатия . . . номинальная мс щность Ne В А. с число 01 оротов коленчатого вала в минуту пн, соптв тетвующее номинально!! мощности максимальный крутящий момент Мк тах в кги . число ебсротов коленчатого ।ала в минуту пк, соответствующее макетуальному крутящему моменту . . диаметр цилиндра d в мм ход поршня S в мм . . отношение хода поршня к диаметру цилиндра d База автомобиля Г> в мм , . СССР 1960 4 4 4 746 6.2— 6,5 20*** 4000 4,5 220(j— 2500 66 54,5 0.826 2023 Франция 1958 За. За, 2+2 2 2 394 6,6 14 4350 2,7 2200 63 63 1 1693 Италия 1958 шее типе 2+2 2 4 479 6,55 15** 4250 3 2500 66 70 1,06 1840 Австрия 1957 4 Возду! 2 4 493 6,5 16 (по SAE) 4600 3,2 2800 70 64 е 0,92 1840 Франция 1956 Переднее Передние 4 иное 2 4 425 6,25 12 3500 2,9 2100 66 62 0,94 2400 ФРГ 1958 Заднее Задние 4 2 4 583 7,2 20 4600 4,2 2200 75 66 0.88 2000
: -» Ллойд LP 600* Чемпион 400* БМВ 600* ДАФ- Майко 500 Моррис Мини Минор Фиат 600* Трабант* Гоггомобиль T6U0 Рено ^CV (стандартный) Рено Дофин*
ФРГ ФРГ ФРГ Голландия ФРГ Англ ия Италия ГДР ФРГ Франция Фракция
1956 1955 1958 1959 1958 1959 1958 1958 1958 1959 1957
11сред-нсе Передние Зад нее Переднее За/ Заднее ;ние Переднее Заднее Перс Пере днее днке Зад Зад нее ние
4 О Аа Водяное 4 Всзду 4 шное 4 4 Водяное 4 1 4 Возд. 4 утиное 4 Вод} 4 тное
2 2 2 2 2 4 4 2 2 4 4
4 2 4 4 2 4 4 о «о 4 4 4
59G 398 585 590 452 848 633 500 586 747 845
G,6 6,6 6,5 7,1 7,2 8,3 7,5 6,7 6,5 7,75 7,25
20 15 19,5 19 18 34 21,5** 18 20 21 26,5
4500 4000 4500 4000 4000 5500 4600 3750 5000 4100 4200
3,9 2,8 4 4,3 3,7 6,1 4 4,3 £ 4,6 6,3
3000 3200 2500 2500 зооо 2900 2860 2500 3300 2000 2000
77 61 74 76 66 62,9 60 66 72 54,5 58
61 68 68 65 66 68,26 56 73 72 80 80
0,83 1,115 0,92 0,8G 1 1,084 0,935 1.П 1 1,18 1,38
2000 1800 1700 2050 2070 2030 2000 2020 2000 2Ю0 2270
Наименование ЗАЗ-965 «Запорожец»* Веспа 400 Флат 500* Штейер 500 Ситроен 2CV НСУ Принц*
Колея в л.и:
передних колее .... 1144 1100 1121 1120 1265 1200
задних кслсс Габаритные размеры в хм: 1160 1100 1135 1135 1265 1200
длина Д 3330 2854 2970 2965 ^795 3145
ширина LU 1395 1271 1320 1320 1160 1420
высота (без нагрузки) Длина свеса в леи; 1150 1250 1325 1325 1560 1370
переднего 526 — 495 — 686 527
заднего Угол свеса в град : 781 — 635 — 709 618
передний 36 — 39 — 32 33,5
задний Дорожный просвет н автомобиля под нагрузкой: минимальный пи дай- 25 26 26,5 23
ным фирмы .... под трубой воздухоочи- • 40 — 160 — —
ститсля под кожухом топливно- — 1 •*— —
го бака под картером сцепле- — — —— — —
НИЯ 187 — • —
под передним местом 170 — 144 — 164 125
под задним мостом . . под серединой автомо- 190 — 130 — 153 —
биля 184 — 160 — 154 148
под глушителем . . . Наименьший радиус поворота по колее переднего — — — 169 •
наружного колеса ъ м. . 4,8 3,87 4,3 4 5.5 4.3
Размер шип в дюймах . . 5,2— 4,00— 125- 125- « 125— 4.4—
13 10 12 12 400 12
Радиус качения гк в мм. . Расстояние от выжатой педали сцепления д<» тыльной стороны спинки зад- 280 215 240 240 286 240
него сиденья С в л<л< . . 1840 -1775 1640 1816 1745
Ллойд LP 600* Чемпион 400* БМВ 600* ДАФ* Майко 500 Моррис Минн Минор Фиат 600* Трабант* Гоггомобиль T60U Рено 4CV (стандартный) Рено Дофин*
1200 1200 1220 1180 1200 1210 1150 1200 1200 1220 1 50
1200 1150 1160 1180 1155 1140 1160 1220 1179 1220 1215
3338 3176 2900 3600 3430 3030 3215 3375 3430 3640 зчзо
1-112 1470 1400 1440 1470 1390 1380 1500 1470 143 । 1530
1392 1285 1375 1450 1355 1350 1405 1395 1380 1470 1433
590 677 '530 630 — — 505 580 670 801
74S 705 670 920 — — 710 775 760 — 859
34 18 33 26 — — 33 25 30 24'30'
28.5 25 25 14 — 29 23,5 16,5 19
— — — — 195 181 — — — 180 —
— — —• — — — — — — 149
— — — — — — — — — — 168
119 176 132 215 ч 154 146 175 —
163 188 152 193 — — 175 161 155 — —
143 — 132 — — — 172 190 168 — —
— — 138 135 — — — — — — —
5,19 4.56 4 4 25 5.5 4.57 5.51 5 4,5 4.2 4,49
4,25— 4,25— 5,2- 5,2- 5,2— 5.2— 5,2— 5,2— 4,8- 4,50- 5.00—
15 15 10 12 15 10 12 13 12 15 15
276 279 240 260 293 240 262 271 249 286 292
1755 — 1125 1820 1780 — — 1835 1830 / 1740 1865 1730 1860
• о • я
5 4 о X
Наименование о V5 X •о с о о. О о а О о to сГ «X О о. Б. С >.
6g Е (J 2 о О
men м О CQ ё 3 ой X
Сухой вес автомобиля Gc в кг 600 —• 458 — 470 479
Вес автомобиля в снаря-
ряженном состоянии: 510
общий Go в кг .... на переднюю ось: 640 375 487 485 500
в кг п в 273 144 212 — 296 220
42,6 38,4 43,5 59,2 43
на заднюю ось:
3 К2 367 231 275 204 290
В % 57.4 61,6 56.5 40,8 57
Полный вес автомобиля
(учитывается вес пассажиров без багажа):
общий в кг 910 600 712 785 800 810
на переднюю ось:
в кг 380 314 — 376 405
в % 40,5 — 44 — 47 50
на заднюю ось:
в кг 560 398 — 424 405
И /0 ........ 59,5 — 56 — 53 50
Максимальная скорость в км/час Суммарное передаточное от-н< шенне icyM на высшей передаче 80 90 92 95— 100 70 5,7 100
4,92 4,25 5,12 4,57 4,41
Контрольный расход топлива в л/100 км .... 5.5 5,95 4,3 4,5— 5,3 5
5,5
Эксплуатационный расход топлива л/100 км .. . Емкость бензинового бака 7.4 7,6 5,61 24 5,92 6,6
21 20 25
вл 30 23
Примечания I. Для атомобплей. прошедших испытания, расход топлива ирнве прошедших испытания, расход топлива взят по данным <|нрм.
2 По автомобилю ЗЛЗ-%5 «Запорожец» понведсиы данные опытного образна.
3. В 196! г. начнется выпуск автомобиля Фиат GOOD с двигателем мощностью - и рабочим объемом 767 см'.
• Автомобили испытаны в НАМИ н на МЗМА.
• • По данным фирмы, без вентилятора, воздухоочистителя и водяного насоса, по Фиат 500 с вентилятором н воздухофильтром 13 л. с.
•’•Без вентилятора 22 л. с.
1 Ллойд LP 600* Чемпион 400* БМВ 600* ДАФ* Майко 500 Моррис Минн Минор Фиат 600* Транбант* Гогтомобиль Т600 Рено 4CV (стандарт- ный) Рено Дофин*
497 — 533 600 — — 555 585 — — 617
530 533 561 650 580 587 600 620 640 620 662
316 224 219 310 — 364 240.5 366 365 200 252
60 12 39 48 62 40 59 57 32,5 38
214 309 342 340 223 359.5 254 275 420 410
- 40 58 61 52 — 38 60 41 43 67,5 62
830 683 861 950 880 887 900 920 940 920 962
382 303 341 445 488 362 460 470 мм 394
46 41,4 39,6 47 55 40,2 50 50 — 41
448 280 520 505 399 538 460 470 — 568
54 55,6 60.4 53 45 59,8 50 50 — 59
79,5 85 95 85 95 120 92 90 100 106 108
5,96 5,05 4,57 4,4 5,09 3,76 4,816 5,03 5,43 5,05 4,68
6,13 5 4,4 5,2 5,5 6 5 6 5,3 4,5 6
6,67 7,5 5,6 7 6.5 7,1 6,11 8,1 7,2 6-7 7,5
25 24 23 28 25 25 27 24 30 27.5 32
ден при движении по сухому асфальту со скоростью 60 км/час Для автомобилей, не
данным испытаний в НАМИ: для автомобиля Фиат 600 без вентилятора 19,6 л. < ; для
2 Зак. 656
17
малол
* • Наименование 1 ► • А чг и О 1 * Москвич-407>* Фольксваген стандартный* Остии Л-40* • Oz-d 1 ‘Норд Тяупус 1 2М 1 Опель Олимпия Pt корд ; « Голиаф 1100 • о т со ? 3 ч о G. <5 £ О SO а со • о со а ю с. « СО
Страна Год выпуска . . . Расположение двигателя Ведущие колеса а СССР 1955 Пер? СССР 1958 'Диес За, ФРГ 1958 Заднее Т.НИС Англия 1959 ГДР 1956 Перед- ФРГ 1958 За ФРГ 1958 Перс тине ФРГ 1958 :днсе Перед- ЧССР 1957 За Франни; 1958 дние ГДР 1957 Перед-
Число мест в кузове . . . 4 1 4 4 4 и не 4 4 нве 4 1 f НИР
Двигатель: 1 4 4 4 4
тип охлаждения . . . Водяное Виздуш- Водяное
число цилиндров . . . тактность рабочий объем в см'3 степень сжатия .... номинальная мощность 4 4 1070 6,3 4 4 1360 7 нос 4 4 1192 6,6 4 4 948 8.3 2 о 690 G.8 4 4 1172 6.8 4 4 1488 6,9 4 4 1093 7,45 4 4 1089 7,45 .1 4 1290 ' 6,7 3 2 900 6,6
» Ne в л. с число оборотов колеи- 26 45 30 34 90 38 15 40 40 48SAE 37
чатого вала пн в ми-
нуту, соответствующее
номинальной мощно-
CTII максимальныГг крутящий 4000 4500 3400 4750 3500 4250 3900 4250 •1200 4810 3600
момент АД- гплх в л<?л? число оборотов колен- 5,5 9,0 7,8 7,44 5,8 7,56 10,0 8,2 7,5 9 «4,3
чатого вала в минуту
nAi, соответствующее
максимальному кру-
тяшсму мо.ментх 2200 2600 1900 2000 2500 2200 2000 2750 3000 2800 2200
Наименование 1 1 t । : : .< lot-bitojooYV» • А О т с О . «г- V • Фольксваген стандартный* Ос г ин А-40 P-7U Форд Тпунус 12М Опель Олимпия Рекорд Голиаф 1 1 Он 4 о 1 я Симка Дроид 1300 Вартбург 31 1 /0*
1 и ы . 1 . . • 1 . i lt • . • • •
t Г.«> • • . драметр цилиндра « в > r,<MMj\ . . хсл поршня S в мм . . 67.5 76 77 62,9 76 63,5 80 74 68 74 70
75 75 61 76.2 76 92.5 74 64 75 75 78
отношение хода поршня к диаметру цилиндра
S . • • • ... 1,111 (>,99 0,83 1,21 1 1.4 0,926 0,865 1 « 1 1,01 1,112
d База автомобиля Б в .ил. 2340 2370 2400 2120 2380 2490 2541 2270 2400 2443 2450
Колея в мм: передних колес .... задних колес 1105 1168 1220 1220 287 1269 1210 1190 1190 1200 1220 1220 1260 1268 1290 1250 1210 1250 Г255 1250 1185 1260
Габаритные размеры в мм. длина Д ширина Ш ... высота (без нагрузки) 3850 4i 55 4( 63 3664 3740 4(60 4215 4020 4055 4115 4285
14-10 1555 1540 1560 1532 153 1518 1441 1500 1480 1580 1550 1625 1550 1630 1450 1595 1430 1558 1445 1590 1452
Длина свеса в мч. переднего заднего 612 903 685,5 999,5 699 964 735 929 — 624 946 — 750 1000 600 1055 — 755 1С80
Угол свеса в град : передний . ... задний 35 23 33 22u30' 26 16 27 19°30' — »— —-— — 40 17 — оо 15
Дорожный просвет в мм 1 >
автомобиля под нагрузкой: 2 • 1
минимальный по дан- 200 140
ным фирмы ... — 1 — 160 175 190 —
под передним мостом 215 200 169 146 м —• — —— — —
1 — - —
Наименование •Москвич-401»* • Л ь. о -г tr я с к и о * Фольксваген стандартный* Остин А-40 Р-70 Форд Таунус 12М Опель Олимпия Рекорд Г олиаф 1100 I • о -чГ о а < < Симка Аронд ; 1300 j • 4 — с Вартбург 311/0* < •
под задним мостом . . под серединой автомо- 202 205 153 — — — — — — — —.
биля под глушителем . . под рычагами передней 209 •— 155 154 144 — — — 185 150 — 195 155
подвески Наименьший радиус поворота по колее переднего наружного колеса вл . . Размер шин в дюймах . . Радиус качения гк в мм . Расстояние от выжатой пе- 6 5,00—16 315 6 5,6-15 317 5,25 5,6—15 302 5,18 5,20—13 272 5 5,00—16 317 5,75 5,6—13 290 5,3 5,6-13 280 • 5,35 5,6—13 280 5 5,5-15 312 5,5 5,6-14 290 5,62 5,9—15 313
дали сцепления до тыль-
ной* стороны спинки зад-
него сиденья С в мм . Сухой вес автомобиля Gc в 1755 1936 1910 1835 1800 2005 1970 — 1890 1880 2020
кг Вес автомобиля в снаряженном состоянии: 810 930,8 680 — — — — — 850 — —
общий Go в Л .... на переднюю ось: 855 1000 715 762 800 860 900 900 910 930 950
в кг . . в % ....... на заднюю ось: 430 5С,5 530 53 301,5 42,2 416 54,6 — 456 53 500 55 525 58 455 50 470 50,5 515 54,2
в кг . . в % • 425 49,5 470 47 413,5 57,8 346 45,4 —• 404 47 400 45 375 42 455 50 460 49,5 435 45,8
Продолжение табл. 4
Наименование «Москвич-401 »* «Москвич-407»* фольксваген стандартный* 1 о -г < CJ О о CL. Форд Таунус 12М Опель Олимпия Ракорд Голиаф 1100 Шкода 44 0* С имка Аронд 1300 Вартбург 311/0*
Полный вес автомобиля (учи-
тывастся вес пассажиров 4
без багажа): общий Ga в кг .... 1155 1300 1015 1062 1100 1160 1200 1200 1210 1230 1250
на переднюю ось: в кг в % 540 47 650 50 425 42 483 45,5 — 556 48 590 49 600 50 510 42 590 48 625 50
на заднюю ось: в кг R 615 53 650 50 590 58 579 54,5 604 52 610 51 600 50 700 58 640 52 625 50
Максимальная скорость итах в км 1 час Суммарное передаточное от- 90 115 105 117 90 НО 123 124 108 125 НО
ношение icyM на высшей передаче 5,14 4,71 3,54 4,55 5,8 4,375 3,9 4.1 4,78 4,44 4,64
Контрольный расход топлива в л/100 км 7,45 7,1 5,7 5,75 7 7,7 6,4 6,0 6,28 6,1 7,Н
Эксплуатационный расход топлива в л/100 км . 9,3’ 9,57 7,4 7-9 — 8,4 8,5—10,5 8,8 7,3 9,2 10,34
Емкость бензинового бака вл . 31 35 40 28 32 34 40 45 32 43 40
Примечая не. Для автомобилей, прошедших испытания, ростью 60 км/час. Для автомобилей, не прошедших испытания,
расход топлива приведен при движении расход топлива взят по данным фирм.
по
сухому асфальту со ско
• Автомобили, испытанные в НАМИ в на МЗМА.
(W «с
Удельные параметры мотоколясок
Таблица 5
• Наименование СЗА Мессершмит КР 200 Бонд Мнннкар Нзетта Фульдам бпль NWF 200 БМВ Изеття • Фристси Салон АС Петит II 3 ч? с u< LH (X Е С5 5 £
Литровая мощность /V , двн-
гателя в л. с./л .... Фактор оборотности z в 24 52,4 45.6 40,2 48.2 43,6 49.3 24.8 50,5 56,4
об/км Средняя скорость поршня 3800 3400 •— 3820 40( -0 4 110 3860 3360 3760 4 150
f ст в м/сек Коэффициент износостой 9.65 10,15 10.8 9,85 10.1 12,65 Н.6 9,35 8,95 П.7
кости У Коэффициент п риспоссбля- 36.6 31,5 —• 37,6 40.4 55,8 44.9 31.4 33,6 52
смости ? . Удельная мощность /Vv дви- 1,57 1/1 0.75 1 00 1.28 ‘1.38 1.65 1,11 1.25 I.II
гателя в л. с./т для автомобилей: •
в снаряже-нном спето-
ЯНИН * с полно* нагрузкой Удельная нагрузка Gt дви- 19.5 14.4 43,5 26.4 37.6 23 28,3 19.6 27 2 19 35.8 25,4 # 43 26.8 22.2 16,2 36.4 23.4 30,8 18.6
гателя в т/л для автомобилей: •
в снаряженном состоянии с полной нагрузкой 1.23 1.66 1,205 1,99 1,21 1,97 1,42 2,05 1.77 2,53 1,22 1.72 1,143 1,83 1,114 1.54 1.391 2,16 1,83 3,04
— 1 • 1
Продолжение гРаол. 5
Наименование * ео и Мессершмит КР 200 Бонд Миинкар Изет га Фульда мобиль NW.F 200 БМВ Нзетга Фрискн Салон \С Нети Г II Гоггомобнль Т300 Июндап Янус
Удельная нагрузка Gy двигателя в кг/л. с. для автомобилей: в снаряженном состоянии с полной нагрузкой 51,3 69.5 23 37.9 26,6 41.3 35,4 51 36.8 52.5 27,9 39.4 23,2 37,2 • 45 62.2 27.5 42.7 32.5 54
Удельное тяговое усилие на колесах D в кг/кг . . . 0.1 8 0J82 — 0.083 0.073 0,1 0,101 0.С663 0.088 0,0825
Контрольный расход топлива на одного пассажира в л/100 км 2,13 2.08 1 .87 1,83 1.87 1.85 1,85 2—2,5 1.72 1,37
Вес снаряженного автомобиля на единицу базы в кг/м 258 113,3 143 223 190 242 244 216,2 226 235
Врс 1 .w2 горизонтально!! проекции снаряженного автомобиля Gnp в кг/м2 124 67 , 55.6 111 76 118 93 95.5 108,2 106
. Удельная площадь А' в м2/пасс 1,73 1.72 2.15 1.51 2,3 1,58 1,33 2,05 1.26 1,02
Коэффициент использования газы Ка . 0,7 0,818 0.68 0/88 0,595 0.714 0.987 0.598 0.975 •1,05
• • • - -
Т
Удельные параметры
Наименование ЗАЗ-965 «Запорожец» Веспа 400 Фиат 500 Штеер 500 Ситроен 2CV ПСУ Принц — Ллойд LP 600
Литровая мощность А(л двигателя в л. с./л 26,8 35,6 31.4 32,5 28.2 34.3 33,6
Фактор оборотности г в об!км 2800 3160 3390 2860 3180 2920 3440
Средняя скорость поршня ст в м/сск 7,33 9,13 9,92 9.85 7,25 10,1 9,6
Коэффициент износостойкости У 20,5 28,8 33.6 28,1 23 29,6 33
Коэффициент приспособляемости Ф 2.29 2,31 2,02 2,12 1,72 2.82 1,84
Удельная мощность Nv двигателя в л. с./т для автомобилей: в сна ряженном состоянии 31,2 37,6 30,9 33 24,0 39.2 37.8
с полной нагрузкой . . 21,3 23,4 21.1 20,4 15 24,7 24.1
Удельная нагрузка 6Л двигателя в /л/л для автомобилей: в снаряженном состоянии 0.85 0.95 1,015 0,985 1,175 0,875 0,89
с полной нагрузкой . . 1,25 1.52 1.49 1,59 1,88 1,39 1,39
Удельная нагрузка 6у двигателя в кг/л. с. для автомобилей: в снаряженном состоянии 32 26,6 32,4 30.2 41,5 25,5 26,5
с полной нагрузкой . . 47 42,7 47,4 49 . 66.6 40,5 41,5
Удельное тяговое усилие на колесах D в кг/кг .... 0,0841 0.0895 0,09 0.073 0,072 0,095 0,101
Контрольный расход топлива на одного пассажира в л/100 км .......... 1,37 1.98 1,43 1.12- 1,32 1,25 1,53
Вес снаряженного автомобиля на единицу базы G^ в кг/м 316 220 264 1,37 263 255 265
Вес 1 м- горизонтальной проекции снаряженного автомобиля Gnp в кг/м2 .... 138 • 102 124 124 89 114 112,2
Удельная площадь X в м2/пасс 1,16 1.21 1.3 0,98 1,4 1,11 1,19
Коэффициент использования базы Ка 0,91 1,05 0,89 — 0,75 0,875 0,88
мнкроавтомобнлей
Чемпион 400 БМВ 600 ДАФ Мабко 500 Моррис Мини Минор Фиат 600 Трабант Гогго-мобиль 600 Рено 4CV Рено Дофин
37,8 33.3 32,3 39,9 40 34 36 34,2 28.1 31.4
2980 3040 2700 2760 2500 2930 2960 3480 2810 2600
9,05 10.2 8,22 8.8 12,5 8.6 9,11 12 10,9 11,2
26,9 31 22,2 24,2 31.2 25,2 27 41,8 30.6 29,2
1.3 2,32 1,82 1,53 2.61 1,96 1,87 2,12 2.56 2.94
28,2 34.8 29,2 31.1 58 35,8 29 31,2 33,9 40
22 22,6 20,0 20,5 38,4 23.9 19,6 21,3 22,8 27,6
1.34 0,96 1,1 1,28 0,692 0,95 1,24 1,09 0,83 0.784
1,71 1.47 1.61 1,95 1,04 1,42 1.84 1.6 1,23 1.14
35,6 28.8 34.2 32,2 17.2 27.9 34,4 32 29,5 25
45,6 44,2 50,0 49 26 41,8 51 47 43,5 36,3
0,0765 0.0885 0,0766 0,073 0,108 0,082 0,188 0,093 0,0885 0,105
1.25 1,1 1.3 1.37 1.5 1,25 1.5 1.32 1.12 1.5
296 330 317 280 289 300 307 320 295 292
114 138 125 115 139 135 122 126,5 119 НО
2,32 1,01 1,295 1,26 1,05 1.И 1,26 1.27 1.3 1.5
0,625 1,07 0.87 — 0,885 0,915 0,86 0,932 0.825 0,82
Сдельные параметры малолитражных автомобилей
п I 1£ Jd.\9ideq co iQ О m tn cr. CD OO X CD 04 OI CO 'tF tC X Г О ~ О" CD X CO co i-. co • co - - - - * • - - - • CO — - • — O< О — Ci ~ it. co о —• — о -г — см co 04 oi
О0£1 Vnouv bmiviij in CM О CO 04 1.0 — 04 to CO t~~ OI — DI — iQ 1' С. — О — щ. t^ ~T co t-~ t- cm oi c cm —ci co ci m o’ — "° ~’ о CO — 04 1O CO — 04
0IV ДОохц] 0DI1 C" CO I- — LO on oc CO — Q -т —* —co C C4 — 04 — c: co on — co co co о cm oc no cc -CO - - - CO 04 о — —CO. C CT -r co to со — - с. о с. с: со — х см о ш ОС t с S . - . . - СО _ . . — см о — — о С4 С*Э — Т — Ю О. со СО - _ • - со — • — С41 о о — — СМ СО
V 41TOU0 Wo 1 aXiiAtj. Vdo.p OZ d i.o cc i-O I'' C— — CM 1O cc T CO O' 1.0 <c OG О «0 — - — - - - tQ • - - OI - C. 04 Cl — 04 I—- ОС CD О CO CM CM CO OI 1.0 ОС JO LO CO co c — — —X CM CM to OGGI CD CD C 04 cm m — 04 — cm oc oi о c: cT — co т co о co> m co о ос CD OO — ~ co CC bO — 1.0 -г о — 04 ОС IQ — 1-0 — —’ CO О — CO CM OI Oi co |Q I v v 1.75 1.92 1.6 336 390 362 148 135 131 1.4 1,6 1,71 0.783 (1.81 0,791
ov-v iiHiao , m CO О CM 04 О N — ОС -CO — CO - - • co co — cm T 04 *T CO сэ оо СМ — СО iQ со — тг сс — -Г — о т со - - -- . -Щ С’"' - • — СМ— с. — со — — с СМ СП
п.ивп -элчуоф 1.0 О OI CC 04 |Q OI co <£, 00 00 00 c m r- co of oi ci о о f o'" с 04 — О OI 04 CO X 1-0 w OI CD — 1Q CD ~T OI — IQ Г— — — О
«ZOV ния -M3OJV» m lO — О CM 1.0 1- 1-0 CD I- СГ CO — CO - -=F* о CO 04 — 04 CM CO СО Г'' Cl'- — CD 04 CD — r-.cn СОЮ . - -- - - см co m - О CM СО о — T3- — -о 04 CM —
•10 V hMH -njojv» 1.0 co -s о см — т m cc -04 — - - - - T CD to 04 CD OI C OI OJ CM CO 04 oo X I-. CD OO m g. x tn о x m -r co r- D4—O — co О CO -M-
11 .«именование Литровая мощность Л’л двигателя в .1. с. /л Фактор оборотности г в пи/к.и . . . Средняя скорость поршня ст в м се;; Коэффициент износостойкости и Коэффициент приспособляемости Ф Удельная мощность i\'y двигателя в л., с /т для автомооилей: в снаряженном состоянии с полной нагрузкой Удельная нагрузка Gt двигателя в m/л для автомобилей: в снаряженном состоянии С ПОЛНОЙ H3I рузКой Удельная нагрузка Оу двигателя в кг/л. с. для автомобилей: а снаряженном состоянии . . с потной нагрузкой С дельное тяговое усилие на колесах D в кг кг . ж Контрольный расход топлива на одного пассажира в л/10<> к.и . . . Вес снаряженного автомобиля на единицу базы в кг/.м . Вес 1 .и- горизонтальной проекции снаряженного автомобиля (jnp в кг/м- Удельная площадь Л в м-/пасс . . Коэффициент использования базы Ка
Число оборотов двигателя на 1 км пути при условии включения
IOOO./fV и гысшсп передачи так называемого фактора оборотности z= —~—— 2ггл.
5 пн
и средняя скорость поршня ст = "^j" м)сек характеризуют износостойкость двигателя. Однако оказалось, что нх нельзя сопоставлять раздельно, так как двигатель может иметь низкую среднюю скорость поршня ст и большой фактор оборотности 2, который уничтожит преимущества, получаемые в результате низкой скорости порш 1я. Поэтому был введен условный коэффициент износостойкости 4= cmz, определяющий износные качества двигателя, в первую очередь его цилиндра и поршневой группы.
Коэффициент (!) приспособляемости двигателя к изменяющимся сопротивлениям па пути движения автомобиля равен отношению максимального крутящего момента к моменту при максимальной мощности, умноженному па обратное отношение соответствующих чисел оборотов:
(|j _ Мятах 11 н
М» к
Чем больше различаются максимальный крутящий момент и момент при максимальной мощности, тем лучше способность двигателя преодолевать нарастающие сопротивления пути. Это положение общеизвестно. Но на это качество дополнительно влияет также и отношение оборотов • пк
Так как оборотность находится в прямой связи со скоростью движения автомобиля, то отношение чисел оборотов эквивалентно отношению кинетических энергий, запасенных автомобилем при скоростях, соответствующих максимальной мощности /VelIUIX и максимальному крутящему моменту Л1Атлх« Чем больше отношение этих скоростей, тем больший запас кинетической энергии может быть истрачен на преодоление увеличивающихся сопротивлений пути. Таким образом, коэффициент приспособляемости характеризует способность двигателя самостоятельно, без включения низших передач, преодолевать дополнительные сопротивления пути.
Удельная мощность AZV представляет собой количество лошадиных сил, приходящихся на 1 т полного njcca G () или веса Go явтомобп 1я в снаряженном состоянии:
AL, = —— л.е./т б'п
ПЛИ
Л'., — л.с/т. 5
Величина Ny может быть заменена обратной величиной, т. е. ч'.есом снаряженного или полностью нагруженного автомобиля, от-
27
несенным к одной лошадиной силе. Таким образом, удельная нагрузка
Gv = кг/л.с. и Gv — кг/л.с. vNe yNc
Этот параметр широко используется в зарубежной литературе-поэтому целесообразно оценивать автомобиль и таким образом, чтобы имелась возможность сравнения с данными, приводимыми в зарубежной технической литературе.
Необходимо установить еще один показатель, дающий представление о величине нагрузки, которую испытывает двигатель в зависимости от веса автомобиля. Таким параметром является удельная литровая нагрузка G t в тоннах, приходящаяся на 1 л рабочего объема двигателя:
= т/л
И
G. — т/л.
А
Удельное тяговое усилие D на колесах определяет тяговое усилие автомобиля, приходящееся на 1 кг полного веса автомобиля:
р = кг/кг.
Г к Gа
Показателем экономичности служит контрольный расход топлива Q в л/ЮО км, отнесенный к одному пассажиру.
Вес снаряженного автомобиля, приходящийся на 1 пог. м базы,, характеризует рациональность компоновки и прочностные качества конструкции,
G6 = -^~ кг/м.
По весу снаряженного автомобиля, приходящемуся на ризонтальной проекции автомобиля,
6 = С° - кг/м2
пр DxlU
1 м2 го-
внешних
можно судить о рациональности компоновки и о влиянии форм автомобиля на его вес.
Комфортабельность автомобиля и степень пригодности его для ‘ перевозки установленного числа пассажиров оцениваются рядом параметров.
I. Отношением площади горизонтальной проекции автомобиля к числу пассажиров, так называемой, удельной площадью,
X = ------------------ зг/пасс.
Число пассажиров
2. Отношением полезной длины пассажирского помещения С «(от тыльной стороны спинки заднего сидения до нажатой до отказа педали сцепления) к базе автомобиля Б. Этот параметр называется коэффициентом К использования базы.
С
Размером С и отношением можно характеризовать не только комфортабельность, но и критически оценить степень рациональности компоновки автомобиля в целом, которая должна возрастать с увеличением отношения — .
Представляет интерес и такой условный параметр, как цена, приходящаяся на 1 кг веса автомобиля. Так как ibo всех странах существуют заградительные пошлины, изменяющие соотношение цен между отечественными и импортными автомобилями, были взяты прейскурантные цены Швейцарии, не производящей автомобили и накладывающей одинаковую пошлину на все ввозимые автомобили (цены в книге приведены по курсу, действовавшему в 1960 г.).
Анализируя этот параметр, удалось определить, что цена автомобиля в основном зависит от его веса, но что значительные изменения вносятся объемом производства. Даже как будто очень большие упрощения конструкции, применяемые отдельными фирмами с целью конкуренции, не могут сильно влиять на цену, приходящуюся на 1 кг веса автомобиля, так как число обрабатываемых поверхностей в деталях достаточно стабильно. Только в результате установки дополнительных приборов и оборудования и проведения качественной отделки цена более комфортабельных моделей возрастает даже при равном весе.
Рассмотрение показателя — удельной литровой нагрузки вл для полного веса автомобиля подтверждает правильность предлагаемой классификации. Если средняя величина 6Л (табл. 8) для мотоколясок равна для четырехтактных двигателей 1,72 т/л и для двухтактных 2,09 т/л, то в группе микроавтомобилей удельная нагрузка соответственно падает уже до 1,42 и 1,75 т/л, а в группе малолитражных автомобилей до 0,995 и 1,49 т/л. Даже наибольшие и наименьшие величины этого показателя для автомобиля каждой группы в очень незначительной степени перекрывают противоположные величины в смежных группах.
Как видно из табл. 2—4, мощность двигателей (по DIN) мотоколясок составляет 8,3—14,8 л. с., микроавтомобилей 12,0— 34 л. с. и малолитражных автомобилей 26—45 л. с.
Интересно сопоставить и величины крутящих моментов. Для мотоколясок этот параметр не превышает 2,5 кгм, для микроавтомобилей он уже поднимается до величины 6,3 (кгм и, наконец, для малолитражных автомобилей доходит до 9—10 кгм, причем минимальный крутящий момент не падает ниже 5,5 кгм даже у автомобиля самой старой модели.
Из сравнения габаритной длины автомобиля по всем трем группам следует, что наибольшая длина мотоколясок составляет 3120 мм, наименьшая 2250 мм; длина самого маленького четырех
местного микроавтомобиля равна 2900 льи, а самого большого 3930 леи. Наименьшая длина малолитражных автомобилей составляет 3664 льп; наибольшая 4285 мм. При этом нужно указать, что мотоколяски, как правило, двухместные, микроавтомобили обязательно имеют не менее четырех пассажирских мест (два места мо гут быть детскими) и малолитражные автомобили нс юнее четырех мест для взрослых. Соответственно комфортабельность пассажирского места наиболее высока у малолитражного автомобиля и у двухместной мотоколяски и наименьшая — у микроавтомобиля.
Эксплуатационные показатели также соответствуют определенным группам автомобилей. Мотоколяски, как правило, развивают максимальную скорость не выше 80—85 км/час, микроавтомобили не менее 90—100 км/час и малолитражные автомобили 100 120 км/час. Расход топлива (контрольный) мотоколясок, как правило, не превосходит 4—5 л/100 км, мнкроавтомобнлей 5,5— 6 л/100 км, расход топлива малолитражных автомобилей доходит уже до 6—7,7 л/100 км.
Если рассматривать не абсолютные величины параметров, а удельные показатели автомобилей по группам (табл. 5—7), разграничение автомобилей малого класса па три отдельные группы также оправдывается.
Литровая мощность мотоколясок очень высока п, за исключением двух устаревших двигателей мотоколясок АС Петита и СЗА, составляет 40—56 л. с./л. Ее среднее значение равно почти 44 л. с./л (табл. 8). Если принять этот показатель за 100%, то степень фор енрования двигателей малолитражных и мнкроавтомобнлей значительно меньше. Средняя литровая мощность двигателей микроавтомобилей и малолитражных автомобилей составляет всего 77% лит ровой мощности мотоколясок.
Наиболее форсированным в группе мнкроавтомобнлей является двигатель автомобиля Моррис Мини Минор, имеющий литровую мощность 40 л. с./л, а среди малолитражных автомобилей — двигатель автомобиля Вартбург с литровой пошлостью 41,2 л. с./л.
Двигатель микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» имеет лиг рову ю мощность 26,8 л. с./л.
Для оценки износостойкости двигателя приняты, как уже было сказано выше, следующие параметры: фактоР оборотности, средняя скорость поршня и коэффициент износостойкости.
Если принять средний фактор оборотности двигателей мотоколясок за 100% (3860 об/км), то у микроавтомобнЛей он будет меньше па 23%, ау малолитражных автомобилей—па 37% (абсолютное значение 2430 об/км).
Наиболее форсированным является двигатель мотоколяски Цюндап Янус с фактором оборотности 4450 об/км, наименее форсированным — двигатель малолитражного автомобиля Фольксваген с фактором оборотности 1870 об/км. Фактор оборотности двигателя автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» равен 2800 об/км. зп
Средние значения параметров мотоколясок и автомобилей
• Н «именованно Мотоколяскт Мик роавто-мебнли Малолатр лж -ные автомо билн
Литровая мощность .V, двигателя в л. с./л \ 13,5 33. 1 33 6
Фактор оборотности z в об/км 3860 2960 2130
Средняя сксрость поршня ст в м/сек 10.48 9.75 Ю.4
Коэффициент износостойкости 2 40.8 28,8 25.2
Коэффициент приспособляемости 4» 1.272 2,17 2,17
Уделы ая мощность Л\ двигателя в л. с./т:
в снаряженном состояний 32, 13 34.8 12,1
с полной нагрузкой . . . 21.28 23,2 31,2
Удельная нагрузка G, двигателя в т л для автомобилей:
в снаряженном состоянии . . . 1,22* 0.935* 0,76
1 рз** 1 2** 1,11**
с полной нагрузкой . . . . 1,72* 1.12* 0,995*
2.09** 1.75** 1,19**
Удельная нагрузка 6V двигателя в кг/л. с. для автомобилей:
в снаряженном состоянии . . . 32,92 29.6 24,6
с полной нагрузкой 49.07 14.') 33 2
Удельное тяговое усилие па колесах D
в кг/кг 0,(81 0,094 0.1
Контрольный расход т< и.шва на од
него пассажира в л/1(10 км 1.88 1.38 1.65
Вес снаряженного автомобиля на едя ницу базы G,j в кг/м ...... 2(9 282 369
Гес 1 Л12 горизонтальней проекта сна
ряженного автомобиля Gnp в кг/м2 95.43 119,2 139,3
> дельная площадь X в м2/пасс 1. 665 1.28 1,57
Коэффициент использования базы /<„ 0,78 0.82 0.8
Цент 1 кг веса в руб/кг ...... 6.7 • f 6 25
• Четырехтактный двигатель /
•* Двухтактный двигатель.
Средняя скорость поршня у мотоколясок и малолитражных автомобилей почти одинакова (10,4 м/сек), у мнкроавтомобнлей несколько ниже (9,75 м/сек).
Однако, как уже указывалось, средняя скорость поршня еще не определяет износостойкости двигателя. При низком факторе оборотности, даже при относительно высокой средне!! скорости поршня, можно иметь хорошие показатели по износом стойкости двигателя. Коэффициент износостойкости хорошо пл люстрирует это положение, что но (тверж дается испытаниями и практиком эксплуатации.
Если принять среднюю величину коэффициента износостойкости двигателей мотоколясок за 100% (40,8). то у двигателей
микроавтомобилей он Составит только 70,5%. а у двигателей малолитражных автомобилей 61,8. Двигатель автомобиля Фольксваген, показавший на испытаниях износ цилиндров 1,5 мк из 1000 км, имеет коэффициент износостойкости 13,55, т. е. всего 33,2% по сравнению с коэффициентом износостойкости двигателя мотоколясок. Двигатель автомобиля Фиат 600, работавший в одинаковых условиях с автомобилем Фольксваген, имел износ цилиндров 3,2 мк на 1000 км. Его коэффициент износостойкости равен 25,2, т. е. почти в 2 раза больше, чем у двигателя автомобиля Фольксваген, что полностью соответствует результатам испытания. Двигатель микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» имеет коэффициент износостойкости больший, чем у двигателя автомобиля Фольксваген, но меньший, чем у микро-автомобиля Фиат 600. Его абсолютная величина равна 20,5. Поэтому можно быть уверенным, что износостойкость микро-автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» будет достаточно высокой.
Удельная мощность двигателя мотоколясок с полной нагрузкой в среднем равна 21,28 л. с./т. У двигателей микроавтомобн-лей с такой же нагрузкой она на 9% больше (23,2 л. с./т) и у малолитражных автомобилей — на 47% (31,2 л. с./т).
На 1 л. с. мощности, имеющейся на валу двигателя, у мотоколясок приходится почти 49 кг веса. Если принять эту величину за 160%. то нагрузка на двигатель микроавтомобилей в среднем падает на 9%, а малолитражных автомобилей — на 32,5%.
Наиболее нагружен двигатель микроавтомобиля Ситроен 2 CV. Удельная нагрузка его составляет 66,6 кг/л. с., в то время как у большинства других микроавтомобилей она не превышает -42—49 кг/л. с.
Если приведенный параметр характеризует нагружениость двигателей, то следующие показатели определяют, какими динамическими качествами обладают автомобили.
Средняя величина удельного тягового усилия на колесах на высшей передаче для малолитражных автомобилей равна 0,1. Примем ее за 100% и будем считать, что эту величину должны стремиться получить конструкторы микроавтомобилей и мотоколясок для того, чтобы эти автомобили не препятствовали городскому движению. Среднее удельное тяговое усилие на колесах у микроавтомобилей меньше, чем у малолитражных, только на 6%, что нужно считать вполне удовлетворительным. Удельное тяговое усилие у мотоколясок несколько хуже. У них этот показатель понижается на 16%.
Особый интерес в отношении использования автомобилей в ’различных дорожных условиях представляет рассмотрение коэффициента приспособляемости. У малолитражных автомобилей и у микроавтомобилей его среднее значение одинаково, а у мотоколясок меньше на 41%. Это означает, что при езде на мотоколясках необходимо часто переключать передачи и работать все время при максимальном числе оборотов двигателя Езда 32
на микроавтомобилях по ощущению водителей сходна с ездой на обычном малолитражном автомобиле.
Микроавтомобиль ЗАЗ-965 «Запорожец» обладает удельным тяговым усилием, равным 0,0841, и коэффициентом приспособляемости 2,29, что превышает показатели такого микроавтомо-бнля, как Фиат 600.
По топливной экономичности первое место занимают микроавтомобили.
Контрольный расход топлива, приходящийся на одного пассажира, у микроавтомобилей меньше, чем у мотоколясок, на 26,5% и у малолитражных автомобилей—на 12%. Наиболее экономичным оказался автомобиль БМВ 600, у которого контрольный расход топлива на одного пассажира составляет всего 1,1 л/100 км.
При уменьшении рабочего объема двигателя ниже 600 сл!3, как правило, повышается расход топлива вследствие необходимости езды па пониженных передачах и наличия высокого передаточного числа в главной передаче. Так. например, удельный контрольный расход топлива автомобиля Ситроен 2CV с рабочим объемом двигателя 425 см3 составляет 1,32 л/100 км, для автомобиля Фиат 500 с рабочим объемом 500 см3 — даже 1,43 л/100 км. Автомобиль Фиат 600 с рабочим объемом 633 см9 расходует топлива на 12,5% меньше, чем автомобиль Фиат 500.
По коэффициенту использования базы микроавтомобили являются наиболее прогрессивными. Средняя величина этого коэффициента равна у них 0,82. Как у малолитражных автомобилей, так и у мотоколясок полезная площадь используется гораздо хуже. У первых это связано, как правило, с передним расположением двигателя и стремлением создать пассажирам больший комфорт, у вторых — с невозможностью при меньших размерах автомобиля обеспечить нормальный вход и выход пассажиров среднего и высокого роста. Единственным исключением являются автомобили с торцовой дверью, у которых этот па раметр достаточно велик
Площадь горизонтальной проекции, приходящаяся на одного пассажира (в среднем), для микроавтомобилей равна 1,28 л?; для мотоколясок и малолитражных автомобилей эта площадь значительно больше. Это объясняется тем, что мотоколяски имеют обычно только два пассажирских места. На малолитражных автомобилях увеличение площади связано не только с повышением комфортабельности пассажирского помещения, но и с наличием значительного багажника/
Если принять средний вес, приходящийся на 1 м базы малолитражных автомобилей за 100%, то у микроавтомобилен он составит только 76,5%, а у мотоколясок 56,6%.
У микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» на 1 .и базы приходится 316 кг, а у легкого и одновременно достаточно прочного малолитражного автомобиля Фольксваген 298 кг. Испытания автомобилей Фольксваген и микроавтомобилен различных 3 Зак. 656 3.3
марок подтвердили близкие прочностные показатели в тех случаях, когда веса, приходящиеся на 1 м базы, были примерно равнозначные. У малолитражного автомобиля «Москвич-407» вес, приходящийся на 1 м базы больше, чем у автомобиля Фольксваген, на 42%. Это увеличение веса является не только показателем повышенной прочности данного автомобиля по сравнению с микроавтомобилем, но также и показателем менее рациональной конструктивной схемы как автомобиля в целом, так и его отдельных агрегатов.
Сравнение весов, приходящихся на 1 м2 горизонтальной проекции автомобилей, также подтверждает правильность разделения автомобилей малого класса на три группы. Однако в группе малолитражных автомобилей есть модели, которые, несмотря на значительные размеры автомобиля в целом и двигателя, из-за оригинальной конструкции большинства узлов по этому параметру приближаются к микроавтомобилям (например, автомобиль Фольксваген).
Средняя цена, приходящаяся на 1 кг веса микроавтомобилен, составляет около 6,70 руб!кг. Наиболее дешевым является автомобиль Фиат 600 (массовое производство) с ценой 6,2 руб/кг, наиболее дорогим — автомобиль БМВ 600 (крупносерийное производство), стоящий 6,8 руб{кг.
Цена, приходящаяся на 1 кг веса автомобиля Гоггомо-биль 400 особо упрощенной конструкции, но имеющего выпуск только 37 000 шт. в год, составляет около 7,40 руб 1кг.
Средняя величина цены для малолитражных автомобилей составит 6,25 руб!кг, цто очень близко к цене микроавтомобиля. Наиболее дешевым является автомобиль Фольксваген (5,85 руб/кг с выпуском 700 000 автомобилей в 1959 г.) и наиболее дорогим — автомобиль Опель Олимпия Рекорд, у которого на 1 кг, веса приходится 6 р. 80 к. (выпуск составляет около 270 000 шт. в год).
Особо выделяются две французские модели автомобилей массового производства Ситроен 2CV (выпуск 126 000 шт. в год) и Рено Дофин (выпуск 280 000 шт. в год), цена которых очень высока и равна в первом случае 8,40 руб{кг, а во втором 8,55 руб {кг. По-видимому, это объясняется чисто конъюнктурными рыночными соображениями, так как другая модель автомобиля фирмы Реио 4CV, имеющая гораздо меньший спрос, продается относительно дешевле, несмотря на то, что ее выпуск в 3 раза меньше, чем автомобиля Рено Дофин, конструкция которого значительно технологичнее и совершеннее.
На основании изложенного можно сделать Следующие выводы.
1. Класс малых автомобилей неоднороден Его следует разделить на несколько групп, и это деление не искусственно, а закономерно.
2. Приведенные параметры как абсолютные, так и относительные (удельные) подтверждают нс только правильность раз-34
деления в принципе, но и границы вышеуказанных трех групп автомобилей.
3. Мотоколяски характеризуются общей напряженностью конструкции и непригодностью к полноценной работе в условиях, где эксплуатируются автомобили более высоких классов.
4. Микроавтомобили по большинству своих показателей пригодны для использования в качестве транспортного средства наряду с малолитражными автомобилями. Недостатками микроавтомобилей являются стесненное положение пассажиров второго ряда и отсутствие вместительного багажника. Однако для двух пассажиров они пригодны к эксплуатации даже на автострадах на большие расстояния.
5. Современные микроавтомобили могут заменить ранее выпускавшиеся малолитражные автомобили, в то время как современные малолитражные автомобили приблизились к автомо билям среднего класса по всем эксплуатационным показателям, включая надежность и износостойкость.
6. Основным критерием производственной стоимости автомобиля является его собственный вес, в связи с чем особенис важно найти такие конструктивные формулы, при которых вес автомобиля будет наименьшим.
।
• .1.
КОМПОНОВКА МНКРОАВТОМОБНЛЕЙ И ИХ КУЗОВОВ
• При компоновке автомобиля конструктор стремится воплотить свою идею создания данного типа автомобиля, наиболее полно отвечающего условиям эксплуатации, назначению, определенной стоимости, характеру производства и т. д. Конструкция будет удачной, если поставленная задача была решена принципиально правильно. Конструктор должен создать такую конструкцию, которую можно было бы в дальнейшем совершенствовать. Конструкции, не допускающие широких возможностей для модернизации, быстро приводят производство данной модели в такое положение, из которого можно выйти только при полной ломке всего старого, что подчас недоступно без больших капиталовложений. Поэтому очень важно при конструировании понять, как создавались и как будут дальше развиваться конструкции автомобилей данной группы.
СХЕМЫ И КОМПОНОВКИ МИКРОАВТОМОБИЛЕЙ
За последнее время в мировой автомобильной промышленности наметилось определенное направление в отношении общей компоновки микроавтомобилей, а также мотоколясок,— отказ от трехколесной схемы компоновки и переход к четырехколесной. Автомобили, скомпонованные по трехколесной схеме, не имеют необходимой комфортабельности, устойчивости и проходимости.
В связи с этим трехколесныс автомобили, как неперспективные, в настоящей работе не рассматриваются.
По числу мест в кузове микроавтомобили могут быть раз делены на три типа: двухместные, 2 + 2 местные (два места для взрослых и два места для детей) и четырехместные. Двухместные автомобили почти не встречаются. Широко распространенные 2 + 2-местные автомобили почти полностью их вытеснили.
Прежде чем рассматривать конструкцию отдельных узлов микроавтомобиля, нужно оценить компоновку автомобиля в целом, т. е. его схему. Выбор рациональной схемы для микроав-томобнля заключается прежде всего в решении проблем веса, распределения нагрузки по осям, прочности и, наконец, необходимого пространства для пассажиров.
Иногда для принятой конструктивной схемы требуется создание специальных агрегатов, которые по уровню техники данного периода еще недостаточно совершенны и не обеспечивают надежной и качественной работы автомобиля. Тогда от такн^ схем обычно отказываются и вновь приходят к ним, спустя определенное время, когда уровень производства и наличие необходимых материалов позволяют это осуществить. В качестве примера можно указать на внедрение несущих кузовов, известных еще в 20-х годах, но вошедших в практику массового производства только в конце 30-х годов и особенно после второй мировой войны.
Автомобиль небольших размеров нелегко сделать достаточ но просторным и комфортабельным. В связи с этим почти ежегодно появляются все новые компоновочные схемы. Известно, что для получения просторного и удобного для пассажиров кузова необходимо вынести двигатель за пределы колесной базы Но это оказалось сложно нс только ’конструктивно, но и технологически. В течение многих лет делались попытки построить автомобили такого типа, но уровень техники фактически до последнего десятилетия был таков, что надежность этих автомобилей была недостаточно высока. Например, автомобили с задним расположением двигателя стали .появляться еще в 30-х годах, однако из-за большого веса выпускавшихся тогда двигателей и связанной с этим плохой устойчивостью автомобилей они не имели в то время распространения.
Микроавтомобили первых массовых выпусков были уменьшенной копией больших автомобилей, но со стесненными и недостаточными размерами пассажирского помещения. Они были относительно тяжелы и главное очень мало надежны. С момента появления микроавтомобилей прошло более 30 лет. За эти годы техника шагнула далеко вперед. При небольших габаритных размерах автомобилей стало возможным комфортабельно разместить пассажиров и обеспечить надежность таких автомобилей и достаточный срок их службы.
Чтобы достигнуть этого, пришлось отказаться от обычных схем компоновки. В настоящее время для микроавтомобилей в основном применяются следующие схемы (фиг. 1):
I—двигатель установлен впереди; передние колеса ведущие; 2 — двигатель установлен впереди; задние колеса ведущие; 3— двигатель расположен сзади; задние колеса ведущие. Для последней схемы компоновки возможны следующие ва рианты. Если первый ряд мест для пассажиров расположен над передней осью, то такие схемы компоновок условно называют вагонными. Если же первый ряд мест для пассажиров расположен в пределах базы, но ноги пассажиров находятся в зоне передней оси, то такие схемы компоновок условно называю! полувагониыми.
Вынесение двигателя за базу, вперед или назад, которое сейчас стало обязательным для микроавтомобилей, в значитель
ной степени расширяло пассажирское помещение. Одной из первых такую конструкцию применила фирма Штейер на автомобиле модели 500 выпуска 1938 г. У этого автомобиля четырех-цилнндровый двигатель с противолежащими цилиндрами водяного охлаждения был вынесен вперед за переднюю ось; ведущими были задние колеса. При короткой базе на автомобиле можно было относительно удобно разместить четырех пассажиров, однако карданный вал, проходящий в туннеле под полом кузова, создавал неудобства пассажирам. После появления нескольких автомобилей подобных типов стало ясно, что до тех
Фиг. I. Конструктивные схемы микроавтомобилей.
пор, пока не удастся отказаться от карданного вала, как передаточного элемента трансмиссии (между коробкой передач и главной передачей), сделать удобным пассажирское помещение автомобиля при короткой базе будет затруднительно.
Поэтому следующим этапом в создании микроавтомобиля при выносе двигателя за переднюю ось было применение привода на переднюю ось. Такой привод позволяет объединить двигатель, коробку передач и главную передачу в единый блок. При этом не только увеличилось пространство для размещения пассажиров, но и уменьшился вес автомобиля из-за отсутствия карданного вала и уменьшения веса картера главной передачи. Кроме удобного расположения пассажиров, автомобиль с передними ведущими колесами обладал, как известно, хорошей устойчивостью на поворотах.
Казалось, что эта схема является наилучшей для создания легкого и удобного микроавтомобиля. В 30-х годах много автомобильных фирм начали выпускать автомобили подобной конструкции. Например, в 1934 г. во Франции началось массовое производство автомобилей Ситроен 7. В Германии еще в 20-х годах 38
-фирмой Форан была разработана конструкция автомобиля с приводом на передние колеса. По этому типу были построены автомобили Адерл Трумпф и Юниор, Ганза — Ллойд, Ауди, ДКВ-600 и ряд других. Даже в США также была создана модель автомобиля с приводом на переднюю ось (Корд). Однако в большинстве случаев эти автомобили не выдержали испытания временем. Только две фирмы (Ситроен и ДКВ) сохранили в своем типаже подобные модели.
Это произошло прежде всего потому, что привод к передней ведущей оси, особенно узел кардана полуоси, был несовершенен. Применяемые конструкции так называемого двойного кардана не имели достаточного срока службы. Однако в течение последующих лет был создан ряд специальных карданных сочленений, обеспечивающих равномерность угловой скорости. Карданы Рцеппа, Бендикс-Вейсса и Тракта оказались наиболее удачными. В результате этого конструкция передней ведущей оси оказалась достаточно совершенной, поэтому было начато массовое производство автомобилей с приводом на переднюю ось. Две крупные фирмы, изготовляющие микроавтомобйли, — •Ситроен во Франции и Ллойд в ФРГ организовали выпуск таких автомобилей, доходивший у фирмы Ситроен до 126 000 и у Ллойда до 50 000 автомобилей в год.
Однако в процессе эксплуатации выявились также существенные недостатки такой компоновки. Главный из них — недостаток сцепного веса автомобиля при движении по скользким грунтам и на подъемах. Это понижает проходимость, а устранить этот дефект затруднительно. Например, у автомобиля Ситроен 2CV (нагрузка на переднюю ведущую ось при полном чис-~те пассажиров равна <всего лишь 47%. а У автомобиля Ллойд 600 — даже 46%. Необходимо учесть, что при передаче крутящего момента передняя ось разгружается. Кроме того, привод на передние колеса как конструктивно, так и технологи чески оказался намного сложнее и дороже привода на задние колеса.
Недостатком схемы с передним расположением двигателя является относительно низкий коэффициент использования базы, не превышающий 0,88.
Компоновка автомобиля Ситроен 2CV с приводом на передние колеса показана на фиг. 2, а общий вид силового блока лого автомобиля — на фиг. 3. Двигатель при этой компоновке расположен впереди оси, двухвальная коробка передач — сзади, а главная передача — между ними. Весь силовой блок с колесами и подвеской составляет один общий агрегат, который может быть снят с шасси. Это значительно облегчает производство сложных ремонтных работ и замену в случае необходимости одного агрегата другим. Последнее обстоятельство особенно важно, так как потребность в ремонте у микроавтомобилей возникает чаще, чем у автомобилей более высоких классов, и эксплуатационная надежность в значительной мере связана с 'правильной организацией ремонта и обслуживания.
Фиг 2 Компоновка автомобиля Ситроен 2С\ с приводом на передние колеса.
Фиг. 3. Общий вид силового aiрегата автомобиля Ситроен 2CV.
Ремонт автомобиля для потребителя должен осуществляться путем быстрой замены неисправных узлов новыми, причем вышедшие из строя узлы следует отправлять на ремонтные заводы. Замена узлов должна быть под силу рядовому вла дельцу автомобиля. Конструкция автомобиля Ситроен 2CV вполне отвечает этим условиям. Его передние крылья являются легкосъемными; каждое из них закреплено только па трех болтах, которые легко отвернуть. После снятия крыльев силовой блок доступен для любых работ. Так как двигатель расположен сверху рамы, то после снятия болтов крепления подвески силовой блок может быть легко выдвинут вперед
Фиг. 4. Вид силового агрегата автомобиля Ллойд 600 в сборе.
Особенностью силового блока автомобиля Ллойд 600 с передним расположением двигателя (фиг. 4) является поперечное расположение двигателя с наклоном цилиндров вперед. Этим достигается уменьшение переднего свеса, увеличение утла въе да и упрощение конструкции главной передачи.
Возможность снятия с автомобиля всего силового блока вместе с колесами значительно облегчает его замену. Доступ к отдельным механизмам двигателя достаточно удобен. Большим недостатком компоновки автомобиля Ллойд 600 нужно считать очень низкое расположение двигателя, в результате чего минимальный просвет под двигателем достигает всего только 119 мм, что для наших дорожных условий недостаточно. Картер двигателя защищен от повреждения специальной штампованной и сварной лЛиой (фиг. 4). Однако эта лапа хотя и предохраняет двигатель от ударов при переезде через длинное и ровное препятствие (например, выступающий дорожный колодец), но ш спасает от повреждений при наезде на острые выступающие
камни, кирпичи и т. п Кроме того, на этой лапе колеса автомобиля легко вывешиваются при движении, например, по мягким грунтам.
В 1960 г. фирмой ВМС поставлена на массовое производство (800 шт. в день) еще одна модель микроавтомобиля с передними ведущими колесами под двумя названиями — Моррис Минн Минор (фиг. 5) и Остин 7. Эти два автомобиля отличаются только облицовкой радиатора. Фирма объясняет это привычкой потребителя не только к определенной марке автомобиля, но и к соответствующей станции обслуживания.
Этот автомобиль выпущен в качестве конкурента автомобиля Рено Дофин (с задним расположением двигателя), пользующегося большим спросом.
Особенностью автомобилей Моррис Мини Минор и Остин 7 является не только передняя ведущая ось, но и оригинальная компоновка силового блока, который при наличии водяного охлаждения расположен поперек автомобиля за передней осью Для того чтобы поставить за двигателем радиатор, пришлось объединить одним общим масляным картером двигатель, коробку передач и сцепление. Такая схема с использованием колес малого диаметра (5,2—10) позволила при базе, равной 2030 мм, и общей габаритной длине 3030 мм сильно продвинуть вперед переднее сиденье и разместить достаточно комфортабель по четырех человек (коэффициент использования бызы примерно равен 0,9). Распределение весов между осями при полной нагрузке составляет 55 и 45%, что обеспечивает хорошие тяговые качества, которых автомобили с передней ведущей осью до сих пор еще не имели. Если при этом удалось получить хорошую подвеску и необходимую устойчивость (автомобиль не проходил испытания в НАМИ), то этот автомобиль может оказаться пригодным для разнообразных условий эксплуатации. Автомобиль имеет цельнометаллический несущий кузов. В подвеске вместо рессор или пружин применены резиновые элементы, работающие на сжатие. В результате вес снаряженного автомобиля (587 кг) оказался рекордно малым для такой базы и двигателя •с рабочим объемом 850 см3 и водяным охлаждением.
Однако, несмотря на ряд преимуществ, конструкция автомобилей с передним расположением двигателя и передними ведущими колесами не получила широкого распространения.
В 1957 г. на автомобильной выставке во Франкфурте па Майне фирма Ганс Глясс выставила новую модель—Гоггомобиль 600 (фиг. 6), которая должна была конкурировав с микроавтомобилем Фиат 600 и БМВ 600. На этом автомобиле впереди был установлен четырехтактный двухцилиндровый (с противолежащими цилиндрами) двигатель воздушного охлаждения. Ведущими колесами являлись передние, и вся конструкция автомобиля соответствовала этой схеме. В 1958 г. поступивший в продажу серийный автомобиль Гоггомобиль 600 (фиг. 7) хотя и сохранил внешние формы и переднее расположение двигателя, 42
Фиг. 5. Компоновка автомобиля Моррис Мини Мипор
но ведущими колесами стали уже задние. Видимо, недостатки автомобилей с передними ведущими колесами были признаны настолько очевидными, что от таких автомобилей пришлось отказаться. Конечно, двигатель уже нельзя было передвинуть
Фиг. 6. Компоновка опытного образца автомобиля Гоггомобиль 600
назад, так как кузов был спроектирован, а производство оснащено штампами и приспособлениями; поэтому пришлось при
Фиг. 7 Компоновка серийного автомобиля Гоггомобиль 600. е
мириться с появлением карданного вала, проходящего через все пассажирское помещение.
Из результатов опубликованных испытаний модели с передними ведущими колесами видно, что конструкторы не могли добиться необходимого распределения весов между передней и задней осями и соответственно нужной проходимости. В случае использования в качестве ведущих задних колес при двигателе. 14
расположенном впереди, удалось устранить этот недостаток, хотя компоновка автомобиля сильно от этого пострадала.
Одновременно с появлением автомобилей с передними ведущими колесами широко велись экспериментальные работы по созданию автомобилей с задним расположением двигателя и приводом на задние колеса, что и позволило не только сохранить компоновочные и монтажные преимущества автомобилей с передними ведущими колесами, но и получить лучшее распределение нагрузок между осями и даже сократить длину автомобиля.
В результате этих работ* появились совершенные силовые блоки, расположенные сзади, которые получили широкое рас-пространение. Однако задняя ось при этом оказалась у некоторых автомобилей перегруженной. Например, у современного автомобиля Фиат 600 с задним расположением двигателя отношение нагрузок между передней и задней осями составляет 40,2 и 59,8%» У легкового автомобиля Фольксваген 42 и 58% и т. д. Вследствие этого не только перегружаются задние шины, но и может произойти уменьшение устойчивости автомобиля на повороте.
Уменьшения нагрузки на задние колеса можно добиться разными способами: переносом бензинового бака, запасного колеса и багажника вперед; облегчением двигателя, для чего применяют систему воздушного охлаждения, отливки для картеров из легких магниевых сплавов и т. д.; выдвижением как можно дальше вперед сидений пассажиров и водителя.
На недавно выпущенном автомобиле Фиат 500 с задним расположением двигателя распределение нагрузок между передней и задней осями составляет 44 и 56%, что уже приемлемо.
Следует считать, что компоновка автомобилей с задним расположением двигателя является наиболее перспективной в области микроавтомобилей. Однако она имеет следующие недостатки:
1) трудность превращения автомобиля с задним расположением двигателя в грузопассажирский, так как при этом становится неудобной загрузка автомобиля через заднюю торцовую дверь, которая может иметь очень небольшие размеры;
2) повышение нагрузки на заднюю ось;
3) трудность устройства системы отопления и обдува ветрового стекла;
4) усложнение схемы управления двигателем, сцеплением и коробкой передач
Прогресс в области автоматизации управления позволяет надеяться, что от последнего недостатка можно освободиться.
С применением горизонтальных двигателей (фургон Фольксваген) облегчается использование подобных автомобилей для перевозки грузов. Затруднения в отношении отопления могут быть устранены путем применения независимых отопителей. Остается лишь один недостаток — повышенная нагрузка на задние колеса, влияние которого, как было указано выше, поддается снижению.
Совершенствование этого вида компоновки можно проследить по развитию конструкций автомобилей Фиат. На фиг. 8, а показан автомобиль Фиат Тополино 500 весом 580 кг, длиной 3345 мм, перевозящий всего двух пассажиров (1939 г.). На фиг. 8, б — автомобиль Фиат 600 (1953 г) длиной 3215 мм, весом также 580 600 кг, но перевозящий уже четырех человек.
-Ш
Фиг. 8. Схемы конструкций автомобилей Фиат на различных этапах развития.
На фиг. 8, в показан автомобиль Фиат 500 (1957 г.) длиной 2970 мм, весом 487 кг, перевозящий двух взрослых и двух детей.
На фиг. 8, а изображен автомобиль с передним расположением двигателя, а на фиг. 8, б и в — автомобили с задним расположением двигателя.
Внешний вид автомобиля Фиат 600 и его конструктивная схема показаны на фиг. 9. Хорошо видно расположение силового блока с четырехцилиндровым двигателем водяного охлаждения. В результате установки радиатора и вентилятора рядом с двигателем значительно сократилась длина заднего свеса. На автомобиль более раннего выпуска (1947 г.) фирмы Рено 4CV (фиг. 10) радиатор и вентилятор установлены именно таким образом, поэтому при \базе 2100 мм (всего на 100 .ч.и больше базы автомобиля Фиат 600) 46
Фиг. 9. Конструктивная схема автомобиля Фиат
габаритная длина автомобиля Рено 4CV больше на 425 мм. Коэффициент использования базы у Рено 4CV составляет 0,825, а у автомобиля Фиат 600 равен 0,915. Следующим шагом по пути создания новой компоновки явились автомобили фирмы БМВ. На автомобиле БМВ 600 (1957 г.) двигатель и силовой блок также установлены сзади. При проектировании этого авюмобиля кон структоры (фиг. 11) стремились максимально использовать длину с тем, чтобы наиболее удобно расположить четырех человек. Для этого пришлось отказаться от обычной системы размещения пассажиров в пределах базы.
Фиг. И. Компоновка автомобиля БМВ 601».
В качестве очень удачного примера фирма располагала ком поновкой ранее выпущенной двухместной мотоколяски БМВ Изет-та, в которой ноги водителя и переднего пассажира размещаются впереди передних колес. Выход осуществляется через открывающуюся вперед дверь. Для того чтобы пассажиры, сидящие в заднем ряду, могли выйти и войти, не беспокоя водителя, а также на случай невозможности выхода через переднюю дверь из-за близко стоящего впереди автомобиля, сбоку с правой стороны сделана еще одна дверь.
Особенностью автомобиля БМВ 600 является такое же откидывание рулевого колеса при открывании двери, как у мотоколяски БМВ Изетта.
В автомобиле БМВ 600 фирма применила рамную конструкцию с каркасным кузовом, а не несущий кузов, как это делают другие фирмы Такое решение, очевидно, зависело от масштаба производства. Выпуск автомобилей БМВ 600 не превышает 100 в день. Вероятно, затраты на оснастку для несущего кузова относительно
4 Зак 656 44
велик», так что при небольшом выпуске нерентабельно применение конструкции, для которой требуется большее количество штампов и приспособлений, чем для простой рамы и каркасного кузова. Кроме того, возможность смены модели проще, чем в случае несущего кузова. Весовые показатели автомобиля БМВ 600 в результате применения кузова оригинальной конструкции оказались достаточно хорошими, однако распределение нагрузки между передней и задней осями (39,6 и 60,4%) те лучше, чем у автомобиля Фиат 600.
Такая компоновка дала возможность при габаритной длине 2900 и базе 1700 льи разместить четырех взрослых пассажиров Автомобиль Фиат 500 с габаритной длиной 2970 мм и базой
Фиг. 12 Автомобиль «Белка»
1640 мм' может перевозить только двух взрослых и двух детей. Для перевозки четырех человек на автомобиле Фиат 600 потребовалась уже база, равная 2000 мм, и габаритная длина 3215 мм Таким образом, полезная площадь у автомобиля БМВ 600 увеличена против обычных микроавтомобилей с задним расположением двигателя типа автомобиля Фиат 600 на 7%, а против автомобилей с передним расположением двигателя типа автомобиля Ллойд — на 15%. Вес БМВ 600 составляет 561 кг, т. е. 93% веса автомобиля Фиат 600. Таким образом, уменьшение веса эквивалентно процентному уменьшению размера горизонтальной проекции автомобиля. Это свидетельствует о том, что при равных размерах пассажирского помещения при такой компоновке автомобили могут быть не менее прочными, несмотря на снижение веса.
Компоновку автомобиля БМВ 600 можно условно назвать полу-вагонной. Вагонная компоновка с размещением мест водителя и пасажира над передней осью или между колесами применена, например, для автомобиля Фиат Мультипла, автомобиля «Белкам, конструкции НАМИ и Ирбитского завода (фиг. 12). Вопрос о применимости вагонной и полувагонной компоновок еще не разрешен окончательно. Опыты с подобными автомобилями показывают, что 50
при полувагонной компоновке можно хороню и удобно разместить водителя и переднего пассажира, у которых только ноги находятся между передними колесами, в то время как при вагонной компоновке их нужно сажать или высоко над колесами (Фиат Мультип-ла), или сильно стеснить, если они сидят между колесами («Бел* ка»). Кроме того, при вагонной компоновке чрезвычайно трудно создать удобный вход в автомобиль и выход из него.
Если пассажир и водитель должны пользоваться боковой дверью, расположенной впереди колеса, то вход и выход затруднены. Так, это имеет место, например, в автомобиле Фиат Мультипла (фиг. 13), представляющем собой типичный автомобиль для хозяйственных нужд (полугрузовой автомобиль, такси микроавтобус) .
Фиг. 13. Компоновка автомобиля Фиат Мультипла.
Удлинением этого автомобиля всего на 339 мм против базовой модели Фиат 600 удалось расположить три ряда сидений, обеспечивающих достаточно удобное размещение еще четырех пассажиров, в то время как водитель и передний пассажир сильно стеснены. Средние и задние сиденья можно сложить, и получается грузовое помещение большого размера.
В результате увеличения нагрузки почти вдвое на переднюю ось (до 50% от веса автомобиля) по сравнению с автомобилем Фиат 600 потребовалось значительное усиление как узла передней подвески, так и рулевого механизма. При испытаниях, проведенных в Советском Союзе, было установлено, что автомобиль Фиат Мультипла имеет недостаточно прочный кузов и не приспособлен для движения по неровным дорогам, так как из-за наличия больших масс, удаленных от центра тяжести, он сильно раскачивается.
На фиг. 14 изображен грузовой фургон Гоггомобиль TL 400 малой грузоподъемности вагонной компоновки. Преимущества такой схемы кузова для автомобиля данного назначения очевидны, а так как водителю такого автомобиля не приходится часто входить и выходи гь, то неудобства входа и выхода не имеют большого значения -г
Фш 14 Компоновка автомобиля Гоггомобиль И 400
Фиг. 15 Откидывающиеся наверх двери мотоколяски Ириски
Если откидывать вперед в виде двери переднюю стенку автомобиля (автомобиль БМВ 600) или даже целую часть кузова с крышей (автомобиль «Белка»), то вход и выход из автомобиля несколько облегчаются, но зато появляются другие недостатки Технологически и конструктивно трудно сделать герметичным проем двери, имеющей линию стыка с кузовом не в одной плоскости, а в нескольких. Это особенно заметно на кузове автомобиля «Белка» или мотоколяски Фриски 1 (фиг. 15).
Весьма существенным недостатком конструкций с открыванием двери вперед является необходимость выхода на грязную дорогх перед автомобилем, а не на сухой тротуар. Неудобен выход из такого автомобиля и по той причине, что порог находится на гаком расстоянии от спинки сиденья, что человек должен проходить вперед, находясь в полусогнутом положении, так как из-за малой высоты кузова он не может выпрямиться. Так же неудобна и посадка, потому что пассажир должен двигаться назад или поворачиваться внутри автомобиля.
Таким образом, можно констатировать, что на данном этапе развития автомобилестроения задача создания удобного кузова вагонной или полувагонной компоновки еще не решена.
В 1959 г. фирма БМВ, не меняя схему и агрегачы шасси модели 600, выпустила еще одну модель микроавтомобиля БМВ 700 с обычной схемой кузова. Отказ от полувагонной компоновки и создание кузова по обычной схеме автомобиля с задним расположением двигателя (фиг. 16) весьма примечательны. Мощность двигателя была увеличена с 19,5 до 30 л. с. при 5000 об/мин. Рабочий объем также увеличен до 696 см3. Для повышения дорожного просвета размер колес увеличен с 5,00—10 до 5,2—12.
Однако преимущества вагонной компоновки настолько велики (коэффициент использования базы доходит до 1,18), что работы в этой области продолжаются (в частности, в НАМИ) Создан автомобиль НАМИ-048 с далеко продвинутыми вперед сиденьями водителя и пассажира, но с выходом сбоку (фиг. 17). Для облегчения выхода и входа передние сиденья в этом автомобиле легко сдвигаются назад и возвращаются в прежнее положение при помощи пружины.
Интересна конструкция мотоколяски Цюндап Янус (фиг. 18). в которой коэффициент использования площади горизонтальной проекции коляски для размещения пассажиров очень велик. В этой мотоколяске применена как бы удвоенная схема мотоколяски БМВ Изетта при помощи поворота второго ряда сидений так, что задние пассажиры обращены липом назад. Двигатель для полного использования полезной длины мотоколяски и равномерности распределения нагрузок расположен в середине между спинками сидений.
Необычность расположения заднего сиденья мотоколяски БМВ Изетта вызвала много нареканий. Также мало удобен вход и вы-
1 Опытный образен 1956 г
Б4
Фиг. 17. Компоновка автомобиля НАМИ-048.
Фиг. 18. Компоновка мотоколяски Цюндап Янус.
ход всех пассажиров через торцовые двери. Однако очень важно, что при малой длине (2875 льч) четверо взрослых люден могут располагаться с одинаковым комфортом так же, как в автомобиле большой вместимости. При раскладывании спинок обоих сидений создаются два полных спальных места, а при откидывании спинки задних сидений — емкий багажник.
Преимуществом компоновки мотоколяски Цюндап Янус является также очень благоприятное распределение веса .между осями (49,4 и 50.6%), что обеспечивает хорошую подвеску и высокую устойчивость мотоколяски.
Фиг. 19. Компоновка автомобиля ПСУ Принц.
1
Искания в области наиболее рациональной компоновки ведутся и по другим направлениям. Так, особенностью автомобиля НСУ Принц модели 1958 г. (фиг. 19) является установка двигателя поперек автомобиля, что позволяет сократить задний свес и общую длину его. У автомобиля НСУ Принц при базе 2000 мм общая длина составляет 3145 льи (длина автомобиля Фиат 600 равна 3215 мм); вес 510 кг является особо малым для автомобиля такого размера.
Нагрузка между осями распределяется поровну, что для автомобиля с задним расположением двигателя является трудно достижимым. Коробка передач и главная передача скомпонованы в общий блок и имеют только цилиндрические шестерни (фиг. 20) Трансмиссия такого типа получила достаточно широкое распространение
Мотоколяска Гоггомобиль 300 (1956 г) также имеет подобную компоновку (фиг. 21). В отношении использования длины конструкция мотоколяски Гоггомобиль 300 является удачной. При базе 1800 льч и длине 2870 в этой мотоколяске могут удобно раз-56
меститься двое взрослых и двое детей (полезная длина пассажирского помещения 1755 зьм). Переднее сиденье выдвинуто настолько вперед, насколько это позволяет передняя подвеска; при этом ноги водителя и педаль оказались на линии центра колес, между колесными кожухами. Распределение нагрузок на оси 37,4 и 62,6% Необходимо отметить, что такая компоновка мало удобна для холодных климатических условий, так как при узкой колее для ног водителя в зимней обуви оказывается недостаточно места.
Примером использования длины кузова является конструкция французского автомобиля Веспа 400 модели 1957 г. (фиг. 22). Как и мотоколяска Гоггомобиль 300, автомобиль Веспа имеет двигатель типа Твин (два рядом расположенных вертикальных цилинд-
Фиг. 22. Компоновка автомобиля Веспа 400
ра). Двигатель находится сзади, за задней осью, вдоль автомобиля. При базе 1693 мм и длине 2854 мм в автомобиле размещаются двое взрослых и двое детей. Длина пассажирского помещения примерно 1775 мм, что дает очень высокое отношение длины пассажирского помещения к базе автомобиля (1,05). Это единственный автомобиль обычной компоновки с таким показателем. Такие высокие показатели получены путем еще более значительного, по сравнению с другими микроавтомобилями подобной схемы, продвижения вперед мест для водителя и сидящего рядом с ним пассажира. Это удалось достигнуть применением передней подвески и рулевого управления специальных конструкций. Рулевой механизм приподнят так высоко, что в образовавшееся пространство между рычагами подвески и рулевыми тягами свободно проходят ноги водителя.
Особенностью первого голландского микроавтомобиля ДАФ (фиг. 23) является переднее расположение двигателя с двумя противолежащими цилиндрами и задние ведущие колеса. Отсутствие 58
обычной коробки передач и сцепления, замененных автоматической клиноременной передачей, расположенной под задним сиденьем, позволило значительно продвинуть место водителя вперед, почти так же, как на автомобиле Веспа 400. Для освобождения пространства для ног водителя приподняты вверх рулевые тяги, как и на автомобиле Веспа 400, а поперечная рессора расположена снизу. При такой компоновке распределение нагрузок на переднюю ось составляет 47%, на заднюю — 53%-
Автомобиль снабжен хребтовой рамой с вилкой сзади, на которой закреплены трансмиссия, рычаги и пружины подвески. В пе-
Фиг. 23. Компоновка автомобиля ДАФ
редней части труба рамы переходит в передний щит с закрепленной передней рессорой.
Автомобиль Манко 500 (фиг. 24) — единственный представитель микроавтомобнлсй с двухцилиндровым двухтактным двигателем с рабочим объемом 452 см3, имеющим водяное охлаждение. Двигатель расположен сзади. Особенностью является наличие рамы с центральной трубой, обладающей! повышенной жесткостью на скручивание, что уменьшает нагрузку на элементы кузова. Как и у автомобиля ДАФ, рама автомобиля Манко 500 в задней части снабжена вилкой, на которой установлен двигатель с радиатором. В передней части рамы укреплена поперечина подвески. Рычаги задней подвески смонтированы на специальной поперечине. Под-рессоривание задних колес производится при помощи „пружин Передняя подвеска обычного типа, независимая, пружинная, с двумя рычагами неравной длины. Кузов цельнометаллический, не несущий. Автомобиль имеет большую базу (2070 мм) и соотвстствсн-
но большую длину. Вес автомобиля относительно большой 580 кг.
В новой модели автомобиля Ллойд Александр TS вместо ранее применявшегося несущего кузова с задней независимой подвеской с помощью полуэллиптических листовых рессор использована хребтовая трубчатая рама (фиг. 25) с закреплением силового агрегата
Фиг. 24. Шасси автомобиля Майко 500.
на фланце трубы и независимая пружинная подвеска по типу автомобиля БМВ 600. Стальной съемный кузов установлен на поперечинах. Вес автомобиля составляет всего 565 кг.
Фиг. 25. Рама автомобиля Ллойд Александр TS е
Австрийский автомобиль Штейер Пух 500 (фиг. 26), выпущенный в 1957 г., создай на базе итальянского автомобиля Фиат 500. который вмещает двух взрослых пассажиров и двух детей (схема 2 + 2). Для получения четырех мест для взрослых при обязательном использовании штампованных деталей кузова и ряда готовых узлов шасси Фиат 500 в автомобиль был внесен ряд изменений. Вместо задней подвески автомобиля Фиат 500 с качаю*
щимися треугольными рычагами были применены качающиеся кожухи полуосей. Только в результате этого мероприятия удалось увеличить длину пассажирского помещения на 50 мм. При замене вертикального двухцилиндрового двигателя автомобиля Фиат 500 типа Твин горизонтальным двигателем с противолежащими цилиндрами стало возможным еще дальше сдвинуть назад заднее сиденье и вместо детей поместить двух взрослых пассажиров. Для удобства посадки крыша над задним сиденьем была приподнята В результате был создан микроавтомобиль, отвечающий запросам
Фиг 26- Компоновка автомобиля Штейер Пух 500
потребителей, максимально использующим детали и узлы базовой модели и вследствие этого достаточно дешевый
В 1959 г. фирма Фиат в Италии также начала выпускать четырехместный автомобиль Фиат 500.
МИКРОАВТОМОБИЛИ ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ И ГРУЗО-ПАССАЖИРСКИЕ
Результаты, полученные при эксплуатации многочисленных моделей микроавтомобилей, позволили значительно расширить области их применения.
На базе легковых микроавтомобилей выпускаются грузовые микроавтомобили разного назначения, микроавтобусы и автомобили повышенной проходимости.
Компоновка этих автомобилей в каждом случае зависит от характера их использования. Если автомобиль используют в городе для грузовых перевозок, то стараются максимально снизить высоту платформы с тем, чтобы облегчить погрузку и разгрузку. По этому в грузовых микроавтомобилях заднее расположение двигателя оказывается менее целесообразным.
Примером удачной конструкции грузового автомобиля малой грузоподъемности является автомобиль Ситроен Н7 (фш 27),
хотя рабочий объем двигателя этого автомобиля выходит за пределы, определяющие класс микроавтомобилей.
Двигатель расположен впереди, ведущие ко теса передние, вследствие чего получается особо низкая погрузочная высота плат-
с
Фиг. 27. Автомобиль Ситроен HZ: а — с открытой кабиной: б — с закрытой кабиной.
формы (580 лме от земли). Кузов несущий с кабиной, расположенной над двигателем. Несущими элементами являются двойные
Фиг. 28. Грузо-пассажирский автомобиль Ситроен AZUL.
борта из листового гофрированного металла. Грузоподъемность автомобиля 850 кг. Нагрузка по осям распределяется поровну.
На базе микроавтомобиля Ситроен 2CV, описанного выше, фирмой выпускается грузо-пассажирский автомобиль AZUL (фиг. 28) грузоподъемностью 250 кг. Кузов типа фургон установлен на рамном основании, но одновременно воспринимает часть нагрузки. 62
Боковые стенки до линии окон двойные, конструктивно схожие со стенками кузова грузового автомобиля HZ. Они и являются дополнительным элементом несущей системы. Техническая характеристика грузового автомобиля AZUL и конструкция его агрегатов такие же, как и для модели 2CV.
Фирма Рено в 1959 г. выпустила грузовой автомобиль Эстафета, скомпонованный на базе узлов микроавтомобиля Рено Дофин. Он имеет ряд модификаций кузовов: бортовой кузов, фургон, микроавтобус (фиг. 29), туристский вариант автобуса и пр. Вес автомобиля составляет 975—1000 кг с распределением по осям: 67% на передние колеса и 33% на задние. При полезном
Фиг. 29. Микроавтобус Рено Эстафета.
грузе 450—600 кг (в зависимости от типа кузова) распределение нагрузок несколько меняется«на передние колеса приходится уже только 55%, на задние — 45%. Такое распределение нагрузок предопределило расположение ведущих колес. Автомобиль имеет передние ведущие колеса, но для унификации в принципе сохранен весь силовой блок автомобиля Рено Дофин. За счет увеличения степени сжатия (до 8 вместо 7,25) и числа оборотов (до 4350 вместо 4200) мощность двигателя повышена до 28,5 л. с.\ максимальный крутящий момент равен 6,7 кгм при 2000 об/мин. Фактор оборотности при этом составил очень высокую величину, равную 2890 об!км. Число передач в коробке четыре, ib то время как в легковом автомобиле Рено Дофин по желанию потребителя применяются как трех-, так и четырехступенчатые коробки. Задний мост гипоидный, с передаточным числом 5,83:1. Подвеска агрегатного типа пружинная, независимая для всех четырех колес.
Все кузова с несущим основанием; их детали сделаны с помощью закрытых профилей. При базе 2270 мм и общей длине 4100 мм длина грузового помещения составляет 2480 мм (при высоте платформы от земли 410 мм). Шины установлены размером
6,5—15. Скорость автомобиля до 85 км/час, эксплуатационный расход топлива 9—10 л/100 км.
Фирма Фиат для грузо-пассажирских перевозок выпускает автомобиль Фиат Мультипла, базирующийся на основных агрегатах автомобиля Фиат 600, за исключением передней подвески и рулевого механизма. Так как силовой агрегат расположен сзади, то погрузка и разгрузка возможны только через боковые двери. Проходимость этого автомобиля в результате применения задних ведущих колес выше, чем у автомобиля Рено Эстафета
Фиг 30 Автомобил! Штейер Пух 700 АР высокой проходимости
Фирма Ганс Глясс уже несколько лет выпускает небольшой 1 рузовой автомобиль по вагонной схеме (см. фиг. 14) с дверью кузова, расположенной сзади. В нем использован силовой агрегат, применяемый на легковых микроавтомобилях этой фирмы Агрегаты шасси аналогичны по схеме узлам автомобиля Гогго-мобиль 300 или 400. В связи с задним расположением двигателя погрузочная высота, несмотря на применение шин очень малого размера (4,80—10"), достигает 745 мм. Вес снаряженного автомобиля равен 600 кг, полезная нагрузка 250 кг, расход топлива (контрольный) составляет по данным фирмы всего лишь 5 л/100 км Максимальная скорость 90 км/час.
Недостаточная проходимость грузовых и грузо-пассажирских автомобилей типа 4x2, независимо от расположения привода, препятствовала их применению в сельском хозяйстве. Поэтому фирма Ситроен на базе модели 2CV построила автомобиль со всеми ведущими колесами. Для этого в задней части автомобиля был установлен второй стандартный силовой блок, приводящий в действие задние колеса. Вследствие сложности управления двумя ве-лушими силовыми блоками конструкцию автомобиля нельзя счи-$4
тать пригодной для крупного производства и массовой эксплуатации.
В 1959 г. фирмой Штейер Пух (Австрия) был создан с использованием узлов микроавтомобиля Штейер Пух 500 автомобиль 700 АР (фиг. 30) со всеми ведущими колесами (4X4). Автомобиль имеет трубчатую раму, пружинную подвеску всех четырех колес и двигатель, расположенный сзади. Кузов металлический, в виде платформы. В модификации для сельского хозяйства автомобиль
Фиг. 31. Американский автомобиль «Механический мул» повышенной проходимости.
выпускают и типа 4x2. Двигатель аналогичен двигателю автомобиля Штейер Пух 500, но имеет увеличенный рабочий объем (G43 см3) и мощность 22 л. с. при 4500 об/мин. Коробка передач’че-тырехступенчатая, с синхронизаторами па всех ступенях. Дифференциалы могут быть блокированы. Автомобиль снабжен механизмом отбора мощности для привода вспомогательных агрегатов. Собственный вес снаряженного автомобиля 580 кг, грузоподъемность 400 кг, максимальная скорость 65 км{час, эксплуатационный расход топлива 8,5 л/100 км.
В США построено несколько микроавтомобилей грузо-пассажирского типа. Один из них под названием «Механический мул» (фиг. 31) имеет малый вес, большую грузоподъемность, высокую проходимость, простую конструкцию; скорость движения равна 2—40 км/час-, водитель может управлять автомобилем, находясь вне его. При этом рулевое колесо откидывается вбок.
В качестве несущего элемента приняты два трубчатых лонжерона, одновременно использованные как воздухопроводы для дви-5 Зак. 65G ' 65
гателя. Кузов сделай в виде легкой решетчатой платформы, с сиденьем, расположенным на полу платформы, и с опорой для ног вне ее. Подвеска, а также и дифференциалы в обоих ведущих мостах отсутствуют. Повышенный дорожный просвет автомобиля и необходимое передаточное число обеспечиваются с помощью специальных колесных редукторов.
Горизонтальный четырехцилиндровый двигатель с противолежащими цилиндрами мощностью 17 л. с. и принудительным воздушным охлаждением расположен сзади под платформой. Все основные литые детали изготовлены из магниевых сплавов, вследствие чего получается значительное снижение веса. Колесные тор-
Фиг. 32. Грузо-пассажирский автомобиль, построенный на базе микроавтомобиля «Механический мул».
моза отсутствуют и заменены центральным, установленным на трансмиссии. В результате достигнут исключительно малый вес (376 кг) при грузоподъемности 450.кг.
Другая модификация этого автомобиля (фиг. 32) снабжена подвеской, колесными тормозами и обычной системой управления. Ведущими колесами являются передние и задние. Вес этого автомобиля 700 кг при грузоподъемности 700 кг. Недостатком автомобиля является неудобство погрузки и разгрузки, так как нельзя установить задний откидной борт из-за наличия двигателя (фиг. 32, справа).
В экспериментальном грузо-пассажирском микроавтомобиле «Огонек» (фиг. 33) повышенной проходимости конструкции Н/\МИ и Ирбитского мотозавода этот недостаток устранен. Микроавтомобиль «Огонек» предназначен для эксплуатации в сельском хозяйстве. Его кузов имеет достаточно большую грузовую площадку (1,25x1,25 м), вполне обеспечивающую грузоподъемность 300 кг. В результате установки двигателя впереди достигнута очень незначительная высота погрузочной платформы (525 мм). Высокий дорожный просвет (300 мм) достигнут применением колесного ре-66
дуктора. Собственный вес автомобиля в снаряженном состоянии равен 762 кг.
В нагруженном состоянии на передние колеса приходится 44,2% ст веса и задние 55,8%, что является преимуществом этого автомобиля.
В снаряженном состоянии (без груза) только с водителем и пассажиром распределение нагрузки на оси изменяется: на переднюю ось передается 52%, па заднюю ось 48%• Это вынуждает на скользких грунтах включать все ведущие колеса, что несколько ухудшает экономические показатели автомобиля.
Фиг. 33. Автомобиль «'Огонек».
Незначительный вес автомобиля был достигнут в результате широкого применения пластмассы в качестве основного материала для изготовления кузова.
В автомобиле «Огонек» к несущему основанию — днищу приварены стоики дверною проема, заднего борта и ветровой рамы. Все элементы облицовки кузова, включая крышку, двери, капот и стенки кузова, склеены из стскловолокнистого анизотропного материала клеем БФ-2; сопротивление растяжению полученного материала равно 48—50 кг!см*.
Технические данные по грузо-пассажирским и грузовым микроавтомобилям повышенной проходимости приведены в табл. 9—11.
Удельные показатели этих автомобилей хотя не могут сравниваться с подобными же данными легковых автомобилей малого класса, но все же представляют интерес для примерной оценки автомобилей этого типа, особенно для сравнения в дальнейшем с отечественными автомобилями, изготовленными на базе автомобиля ЗЛЗ-965 «Запорожец» (модификациями микроавтомобиля для использования в сельском хозяйстве).
5* 67
0> о°
Техническая характеристика микроавтомобнлей повышенной проходимости и грузо-пассажирских
Наименование Гоггомо-биль TL 400 Рено Эстафета Фиат Му и,.и-ила Ситроен нг Ситроен 2CV (4x4) ШтеЛег Пух 7CG АР (4x4) •Механически Я мул» (4X4) «Огонек» (4X4)
Страна Год выпуска Расположение двигателя . . Ведущие колеса Грузоподъемность в кг или количество мест Двигатель: тип охлаждения . . число цилиндров . . . тактпость рабочий объем в с. и3 степень сжатия .... номинальная мощность П? в л. с число оборотов коленчатого оа^а в минуту пн соответствующее номинальной мощности, максимальный крутящий момент А4а- „ в кгм шах • В дальнсПшем мощность двнгат< ФРГ 1958 Заднее Задние 250 Воздушное 2 9 392 6 20 5600 3,2 ?ля была ув Франция I960 Переднее Передние 600 4 4 845 8 28.5 4350 6,7 сличена до Италия I958 Заднее Задние 6 Водяно 4 4 633 7,5 21,5 4609 4 25 л. с. Франция 1955 Переднее Передние 850 е 4 4 1911 6.5 34 3500 1 Франция 1438 Заднее и переднее Передние и задние 4 2X2 4 425x2 7,0 28 4290 «5,88 Австрия 1959 Зад По 400 Воздх 2 4 543 6,7 • 22 4500 4 США |9.г8 нее родине и зад 454 • шне.е 4 4 850 6,5 17* 3200 5,5 СССР 1958 Переднее НИР 4 2 4 750 6,5 22 4200 4,6
о ю
Продолжение табл. 9
Гоггомо- Рено Фиат Ситроен Ситроен ШгсЛер Пух «Мехапиче- ♦Огонек»
Наименование биль TL 400 Эстафета Мульти-пл а HZ 2CV (4X4) 7CU АР (4x4) СК ИЙ МУЛ» (4x4) (4X4)
число оборотов КОЛРЦ-
чатого t-ала в минуту пк, соответствующее максимальному крутящему момепту . . . 4900 2000 2800 —— 2500 2500 2100 2200
диаметр цилиндра d в 70
.4.4 . . ’ 67 58 60 78 66 80 78
хол поршня S в мм 56 80 56 100 62 64 57,15 78
отношение хода порш-
ня к диаметру ци-
S динара — 0,836 1,38 0,935 1,28 0.94 0,8 0,82 1
и База автомобиля Б в мм . . 1800 2270 2000 2515 2490 1500 1450 1800
Колея в .ч.ч: передних колес .... 1090 1320 1235 1618 1260 изо 950 1300
задних колос 1090 1465 1151 1650 1260 изо 950 1300
Габаритные размеры автомс-
биля в льч: длина Д 2910 4100 3554 4260 3780 2800 2980 3313
ширина 111 высота без нагрузки . 1300 1780 1478 1990 1480 1350 1170 1620
1695 1930 1580 2285 1600 720 1195 1735
(платформа) (до рулевой
КОЛОНКИ)
Длина свеса в лги: 680 700 769 540 670 843
переднего заднего — 1985 745 804 750
Продолжение табл. У
Наименование Гоггомо-биль TL 4 00 Рено Эстафета Фиат Мульти-пла Ситроен HZ Ситроен 2CV (4X4) Штейер Пух 700 АР (4X4) «Механический мул> (4x4) «Огонек> (4X4)
Угол свеса а лглг: передним задний .... Дорожный просвет в лги Наименьший радиус попорота в м Размер шин Радиус качения гк в лглг . . Расстояние С ст нажатой до отказа педали сцепления до тыльной стороны спинки заднего сиденья в мм , . . Сухой в'.с автомобиля Gc в кг Вес автомобиля в снаряженном состоянии: 5 общий Gp в кг на переднюю ось: ь кг в % it о о mi £ । а и s । । со 00 245 (задний буфер) 4.5 165x380 (6,5-15) 322 1000 670 67 22 27 156 (передний мост), 181 (задний мост) 4.55 5,2-12 2G5 2360 696 742 333 44,9 1 350 6 17X400 333 1400 205 (задний мост) 5 25 155x400 296 1910 6-10 324 50,6 45 40 210 3.75 5.20—12 267 580 41 36 292 (двигатель) 3 7,5—10 270 340 376 31 38 300 4.5 5.6 -13 290 720 762 398 52,2
Продолжение табл. У
Наименование Гоггомо-биль 1L 400 Рено Эстафета Фиат Мульти-пла Ситроен HZ Ситроен 2CV (4X4) Шгсйер Пух 700 АР (4X4) «Механический мул» (4X4) «Огонек» (4X4)
на заднюю ось:
в кг — 330 409 — 316 — — 364
в % — 33 55,1 — 49,4 — — 47,8
Полный вес автомобиля:
общий Ga в кг . . 1000 1750 1192 2400 940 изо 830 1062
на переднюю ось:
в кг 485 -962 • 600 1200 404 —— — 469
n 0Z в 48,5 55 50,4 50 43 — 44,2
на заднюю ось:
в кг 515 —788 592 1200 536 — — 593
в % 51,5 45 49,6 50 57 — 55,8
Максимальная скорость отах в км/час 90 85 90 85,5 78 65 42 80
Суммарное передаточное число на высшрй передаче . . 6.1 5,83 5,38 5,05 5,7 6,7 12,09 6,71
Контрольный расход топлива в лДЮО км 5.2 7,6 5,5 9,4 — 8,5 9 7.Н
Экспл)атационный расход тспл ива в л/100 км .... 6,35 9,4 6,58 — 6—11 — — —
Емкость бензинового бака в л 25 38 29 60 — — 30 20
fC
Передаточные числа в коробках передач и главных передачах микроавтомобилей повышенной проходимости и । рузо пассажирских
Передаточные числа • Гогго-мобиль TL 4 00 Рено Эстафета Фиат Мульти-пла Ситроен HZ Ситроен 2CV (4x4) Шг< йер П\х 710 АР «Механический мул» «Огонек»
। Передачи: первая /1 вторая /2 т ретья /3 четвертая Демультспликатгр Главная передача /0 _ ь Отношение — /2 / •> * —~ . 'з > — Отношение радива качения к суммарному передаточному числу на . гк высшей передаче 1сум • Колесный редуктор. • • Различные передаточные числа кол 6,0 3,2 2,09 1.48 4,11 • 1,88 1,525 1,415 37,8 ссного род} 4,4 2,59 1,55 I 5,83 1.7 1,67 1,55 55,3 Эктора в за 3,385 2,055 1,280 0,838 6.428 1.6 1.7 1,53 49,3 внснмости 3,87 2,04 1,044 1.83 1.9 1,95 66 от услови/ 6,69 3,22 1,93 1.47 -3,88 2,07 1.67 1,31 52 работы. 3,73 2,18 1.3 0,7! 4.22X2.27; 3; 2,38** 1,71 1,68 1,83 39,8 8,35 4,86 2,83 1,87-1,0 1.92X2,22* 1,72 1,72 22,4 3,68 2,29 1,39 1,04 4,63X1,39* 1.6 1,65 1,31 43,2
Таблица 11
Удельные параметры микроавтомобилей повышенной проходимости и грузо-пассажирских
Наименование Гоггомо-бнль TL 400 Рено Эстафета Фиат Мульти-пла Ситроен HZ Ситроен 2CV (4X4) [Шейер Пух 700 АР «Механический мул» «Огонек»
GO Литровая мпшнгсть в a.cJa ...... Факир оборотности г в сб км Средняя скорость першпя с,п в м/сек . . . Коэффициент износостойкости У Коэффициент приспособляемости Ф Удельная мсшнссть двигателя Ny в л.е./т для автомобилей: в снаряженном состоянии с полней нагрузкей Удел» нач нагрузка Ъл двигателя в т/л для автомобилей: в снаряженном состоянии с полней на рузкей Удельная нагрузка 6у двигателя в кг/л.с. для автомобилей: в снаряженном состоянии с полней нагрузксй У дольние тяговое усилие на колеса D в кг/кг Контрольный расход топлива на 75 кг грузоподъемности1 вл/10ик.« Вес снаряженного автомобиля на единицу базы Ол в кг/м ............ Вес приходящийся на 1 .я2 горизонталь- ней . проекции снаряженного автомобили, в кг/м'1 . .......... Коэффициент использования базы Ки . . . 1 Величина 75 кг выбрана для сопоставления 51 4220 • 9 33 39,4 1,4 33,4 20 1,53 2,56 30- 50 0.С85 1,73 334 158 показателе 3.3,7 2890 11,6 33,5 3.1 34 19,4 1,185 2,07 35.1 61.5 0,0695 0,95 440 137 й автсмсб 34 3240 8.6 27.8 1,96 29 18 1.17 1,88 34,5 55.5 0,069 0,916 371 14! 1.18 илей повыш 17.9 3070 8.67 26,6 2,32 24.3 14,2 1.65 2.82 41.2 70,5 0,ь583 0,83 560 165 енной прох 3.3 3< 60 8.7 26.6 2,06 43.8 29,8 0,755 1.1 22,8 33,5 0,12 267 114 0,75 одимостн с 34.2 4<К.О 9.6 38,4 2,06 38 19,5 0,92 1,76 26.4 51.4 0.С89 1,59 387 153 легковыми 20 7159 6.1 43.6 2.2 45,2 20.5 0,442 0,976 99 1 48> 0,296 1,485 259 107,5 микроавто 29.4 .?69 ) 10.9 40,3 2,34 28,9 20,7 1.13 1.42 34.6 48.4 0.1 1.78 423 142 мобилями.
ВЫБОР КОЛЕС И ШИН
Подбор размера колес и шип очень важен, так как связан непосредственно с выбором компоновки автомобиля.
На современных мпкроавтомобнлях наблюдается определенная тенденция к уменьшению размеров колес при сохранении величины поперечного сечения шины.
В настоящее время на некоторых автомобилях диаметр обода составляет всего 9—10 дюймов. При этом ширина шины равна 4,40—5,20 дюймов. Причин к появлению колес такого малого размера много. Прежде всего это стремление понизить центр тяжести, облегчить колеса и шины, уменьшить величину колесных кожухов
Фиг. 34. Диск колеса с тормозным барабаном автомобиля Рено Дофин.
для лучшего размещения ног водителя и пассажиров, что особо важно при продвижении переднего сиденья вперед. Однако уменьшение размеров колес приводит к уменьшению дорожных просветов и к ухудшению проходимости при движении по снегу, песку и грязным дорогам.
На большинстве зарубежных микроавтомобилей дорожный просвет не превышает 160—180 дя, что допустимо только при эксплуатации автомобиля по дорогам с усовершенствованным покрытием. При движении автомобилей с изменяющимся дорожным просветом (что свойственно независимой подвеске колес) по булыжному шоссе часто возникают повреждения картеров. С повышением же дорожных просветов за счет приподнимания силового агрегата увеличиваются постоянные углы в карданах полуосей до недопустимых величин (5—7°). Поэтому если нужно эксплуатировать микроавтомобили в одинаковых дорожных условиях с остальными легковыми автомобилями, то при этом дорожный про-74
свет не должен быть меньше 200 мм и, следовательно, диаметр обода не менее 12—13 дюймов, а ширина шины — не менее 5,00— 5,20 дюймов.
Колеса почти у всех микроавтомобилей обычные дисковые. Представляет интерес колесо автомобиля Рено Дофин, имеющее весьма малый вес. Это штампованный диск (фиг. 34) с большим центральным отверстием, крепящийся болтами к тормозному барабану. Диск из-за наличия отбортовки очень жесткий. Сделан диск из материала толщиной 2,5 мм вместо обычно применяемого материала толщиной 3—3,5 мм.
Колесо автомобиля Ситроен 2CV отличается от стандартных дисковых колес тем, что оно не имеет центрального отверстия для прохода ступицы. Диск колеса служит одновременно декоративным колпаком. Колесо крепится только на трех шпильках при помощи стандартных крепежных (а не специальных колесных) гаек с особыми литыми Стопорными шайбами, заложенными в общую выштампованную в колесе канавку. В 1959 г. на автомобиле Рено Дофин также стали применять подобные колеса, по с декоративным колпаком, крепящимся при помощи центрального болта.
. СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ кузовов
Схема расположения пассажирских мест зависит от компоновки автомобиля в целом и от расположения его агрегатов. Конструкция кузова прежде всего определяется его силовой схемой, т. е. системой воспринимающих нагрузку элементов.
Для оценки комфортабельности посадки пассажиров на задних сиденьях учитывают расстояние между спинками переднего и заднего сидений, ширину заднего сиденья и расстояние между кожухами задних колес.
Комфортабельность посадки на сиденьях переднего ряда можно оценить расстоянием от спинки до педалей, шириной сиденья и шириной кузова по линии подоконного бруса.
Примером удобного расположения пассажиров па обоих рядах сидений может служить автомобиль «Москвич-407» (фиг. 35).
Если принять условно для всех автомобилей в качестве удобного среднего размера расстояние между педалями и торцом переднего сиденья 440 лея, то при этом расстояние между спинками у автомобиля «Москвич-407» равно 795 лл!. Ширина заднего сиденья составляет 1200 мм, ширина переднего сиденья 1 100 мм, а внутренняя ширина кузова на высоте подоконника 1260 мм.
У автомобиля Ллойд LP600 (фиг. 36) расстояние между спинками 685 лл!, ширина заднего сиденья 860 мм, ширина передних сидении 1015 мм (с учетом промежутка между сиденьями) и ширина кузова по подоконнику 1050 мм. Размеры заднего 'сиденья такие, что нельзя посадить двух взрослых пассажиров, как это предлагает фирма. Несомненно, что заднее сиденье фактически предназначено только для детей
Автомобиль Фиат 600 (фиг. 37) с задним расположением двигателя имеет такие внутренние размеры, что хотя его база равна ба<е автомобиля Ллойд LP 600, местам второго ряда пассажиров уже отведено большее пространство, расстояние между спинками составляет 675 льп, ширина заднего сиденья 1250 мм, ширина передних сидений, включая расстояние между ними, 1085 мм, а ширина по подоконному брусу 1105 .иле. Если продвинуть переднее
Фиг 35. Внутренние размеры кузова автомобили «Москвич-407».
сиденье еще вперед на 35 мм, как это сделано на последующей модели микроавтомобиля этой же фирмы (Фиат 500)5то при такой же базе (2000 км) можно уже получить пространство длиной 710 мм для размещения мест второго ряда пассажиров. В автомобиле Фиат 500 не использована эта возможность и вместо этого сокращена база автомобиля для уменьшения его размеров и веса.
При дальнейшем продвижении переднего сиденья вперед компоновка автомобиля становится вагонной пли полувагониой. При. мером такой конструкции служит расположение сидений в кузове
По и си абтомобит
Z6CI .| — _ — iltJi
Фиг. 36 Внутренние размеры кузова автомобиля Ллойд LP 6G0 (размер 1180 дан по подлокотнику).
15 по оси рулевого колесо
230 по оси aOfnoMoOur.fi
3?15
Фиг. 37. Внутренние размеры кузова автомобиля Флат 600.
автомобиля БМВ 600 (фиг. 38). Переднее сиденье этого автомобиля продвинуто вперед по сравнению с автомобилем Фиат 600 примерно на 425 мм. Это расстояние в основном использовано фирмой для сокращения базы (на 300 леи). Расстояние между спин-
Фиг. 38. Внутренние размеры кузова автомобиля БМВ 600
ками 760 лл1, дополнительно компенсировано более прямой посадкой (угол между подушкой и спинкой равен 93° вместо обычного 100°) и очень большой шириной заднего сиденья (1185 мм). Ширина переднего сиденья равна 1050 лья при ширине кузова по подоконному брусу 1180 льи. v
Примером неудачной компоновки мпкроавтомобнля является, как уже указывалось, автомобиль Гоггомобиль 600 (см. фиг. 7).
Если сиденье водителя отодвинуть от педалей на те же 440 мм, как это делается при анализе остальных автомобилей, то оно окажется удаленным от передней осп на 657 мм. При базе 2000 льи это позволяет иметь расстояние между спинками сидений 675 мм, что в сочетании с малой высотой сиденья делает посадку очень неудобной.
По схеме и конструкции несущей системы кузовы можно разделить на следующие:
1) несущие цельнометаллические;
2) цельнометаллические с несущим основанием пли рамой;
3) каркасные, несущие или рамные и комбинированные, состоящие из металла и пластмассовых панелей;
4) пластмассовые.
Фиг. 39. Конструкция несущего кузова автомобиля Фиат 600.
Несущие цельнометаллические кузовы для микроавтомобилей обычно делают такими же, как и аналогичные кузовы автомобилей более высоких классов и групп, например малолитражных.
Особенностью двухдверного несущего кузова автомобиля Фиат 600 является применение крупных панелей, соединенных между собой точечной сваркой. Передняя часть кузова состоит всего из трех наружных панелей. Вся боковина штампована как одно целое, включая проем двери и заднее крыло. Крыша служит замыкающим звеном для всех наружных панелей кузова. Несмотря на возможность получения больших отходов из-за проемов дверей и окон, выгода от применения крупнопанельных блоков в процессе сборки превышает затраты па сложные штампы и некоторые потери из-за трудности использования отходов Панель пола переходит в нижнюю часть переднего щита и в несущую панель задней части кузова. Нижняя панель переднего щита усилена специальными контрфорсами, которые являются основой крепления передней рессоры. Верхняя часть переднего щита переходит в пол багажника и соединяется с обоими кожухами передних колес, в свою очередь, сваренных с крыльями. Все эти части связываются щитом приборов. Таким образом, передняя часть кузова является 80
ipoc гранственно жесткой системой Существенным недостатком этого кузова является неразборное крепление крыльев.
По середине панели пола проходит кожух туннельного типа четырехугольного сечения, одновременно являющийся воздухопроводом для системы отопления и обдува ветрового стекла, а также защитой для тяг и механизмов управления коробкой передач, ручным тормозом, стартером и карбюратором. Кожух присоединен точечной сваркой по всей длине к полу и торцами <к переднему щиту и задней панели основания. Задняя панель основания значи тельно усилена кожухами задних колес и двумя лонжеронами коробчатого сечения, а также специальной поперечиной, идущей от одного колесного кожуха к другому. С помощью колесных кожухов, порогов, переднего щита и панели, отделяющей двигатель от пассажирского помещения, основание очень прочно связано с наружными облицовками, образующими как бы «скорлупу» кузова.
Интересной особенностью этого кузова являются места фланцевых соединений отдельных панелей. Все отбортовки выведены наружу, поэтому можно широко применять роликовую и контактную сварку, плотно сжимая при этом связываемые панели.
При эксплуатации выявилось, что Он достаточно прочен и удобен Слабыми местами оказались узлы крепления кронштейнов задней подвески и маятника поперечной рулевой тяги, где после 15—18 тыс. км пробега по булыжному шоссе появились трещины.
В процессе модернизации автомобиля Фиат G00 (кузов выпускается с 1953 г.) в модели 1958 г. были внесены изменения. В частности, на модели 1953—1957 гг. стекла были раздвижными и это объяснялось фирмой не столько желанием упростить и удешевить конструкцию, сколько стремлением несколько расширить зону кузова в месте расположения рулевого колеса за счег. применения более тонких дверей. Однако длительная эксплуатация автомобилей с таким оконным устройством показала, что раздвижные стек, ла неудобны. Их легко заедает в направляющих, они стучат при движении по плохим дорогам и в условиях езды зимой примерзают, не давая возможности ни открыть, ни закрыть окно, особенно если автомобиль выехал из теплового помещения. В 1958 г. раздвижные стекла были заменены опускающимися; при этом пришлось отказаться от специальных «выемок» во внутренней панели двери, куда могли заходить локти водителя и пассажира.
Недостатком кузова Фиат 600 является малый объем расположенного спереди багажника, так как в нем одновременно располагаются бензобак, запасное колесо и инструменты. Поэтому за спинкой заднего ряда сидений создано пространство, которое может служить дополнительным помещением для багажа. Несколь ко стеснено место расположения педалей управления. Обычно считают, что для их свободного размещения и удобства управления автомобилем необходимо пространство шириной около 350 100 мм. В кузове же автомобиля Фиат 600 для педалей отведено всего 340 ял1, причем положение ног с одной стороны ограничено кожухом колеса, а с другой — центральным туннелем
•' Зах 656 HI
Весьма оригинальна и эффективна система отопления кузова и обдува ветрового стекла (фиг. 40) Для отопления используется горячий воздух, нагревающийся при прохождении его через радиатор. Так как радиатор находится рядом с двигателем, то воздух, прошедший через него, не насыщен масляными парами и отработавшими газами и достаточно чист для использования в кузове. Пройдя радиатор, он может быть или выпущен прямо в атмосферу (летом), или направлен через усилительный туннель в кузов. По желанию водителя теплый воздух с помощью регулировочной заслонки можно направить на обдув ветрового стекла и через специальное отверстие на обогрев кузова
Фиг 10 Отопление кузова автомобиля Фиат 600
Конструктивная схема кузова более позой модели микроавтомобиля Фиат 500 похожа па кузов автомобиля Фиат 600, но в него введен ряд конструктивных и технологических изменений. В кузове Фиат 500 цельнометаллическая крыша для уменьшения стоимости и глушения шума заменена мягким складным верхом (фиг. 41). Конструкция мягкого верха такова, что для его натягивания на запорное устройство не требуется особых усилий пли специального направляющего устройства. Верх свертывается в трубку и крепится сзади резиновым ремнем.
Кроме опускающихся стекол, кузов снабжен вентиляционными бессквозннковыми форточками. Кузов дополнительно может вентилироваться через специальные воздуховоды, распложенные в передней облицовке. Отверстия в воздуховодах закрываются при помощи специальной рукоятки, находящейся в кузове. Схема отопления кузова напоминает схему отопления автомобиля Фиат 600. но вместо теплого воздуха, идущего через радиатор, используется воздух, охлаждающий двигатель. Во избежание попадания отработавших газов в кузов для отопления берется воздух, идущий вне 82
юны выпускных патрубков. Технологически кузов сделан весьма совершенно.
В автомобиле Фиат 500 широкое применение получили крупные панели. Вся боковая сторона, включая переднее и заднее крылья боковые части крыши и задняя часть составляют одно целое. Спереди кузов замыкается одной крупной панелью облицовки, у ветрового стекла — двумя небольшими панелями, создающими верх и низ ветровой рамы, (и сзади — двумя поперечными элементами, образующими помещение для двигателя.
Фиг. 4!. Компоновка автомобиля Фиат 500
Кожухи колес сварены с наружными облицовками и основанием кузова. Последнее имеет большое сходство с основанием ку-юва Фиат 600, но передняя рессора укреплена не на контрфорсах а опирается на днище кузова. Там, где были у автомобиля Фиат 600 контрфорсы и крепилась рессора, у автомобиля Фиат 500 установлены рулевой механизм и маятник поперечной тяги. Нужно указать, что прочность кузова Фиат 500 в этих местах оказалась также недостаточной и после пробега 18 тыс. км по булыжному шоссе были обнаружены трещины, нарушающие жесткость кузова.
На автомобиле Веспа 400 установлен несущий кузов с числом мест 2-{-2 (фиг. 42). Для упрощения и удешевления часть внутренних несущих панелей заменена усилителями каркасного типа. Нол усилен по краям двумя мощными порогами закрытого сечения и в средней части туннелем, через который проходят тяги управления и воздух для обогрева ветрового стекла. Запасное колесо уложено под правым передним сиденьем в специальной вы давке V 83
в полу, что, конечно, не может считаться удачным вследствие того, что уличная грязь вместе с колесом попадает в кузов.
Для массового производства также широко применяются цельнометаллические кузовы, имеющие несущее основание или рамы. Кузов этого типа применен, например, на автомобиле Ситроен 2CV, выпуск которого составляет около 400 шт. в день. Автомобиль Ситроен 2CV (см. фиг. 2) предназначен для удовлетворения широких слоев населения, и вся конструкция, включая кузов, пре следует одну цель — дать наиболее дешевый автомобиль Для
Фиг 42 Конструкция кузова автомобиля Веспа 400
удешевления и упрощения кузов лишен металлической крыши и снабжен скатывающимся тентом оригинальной конструкции. Тент натягивается по двум направляющим, одновременно служащими водосливами, и поддерживается при помощи поперечных резиновых ремней. Внешние формы кузова весьма п^сты и не могут быть признаны красивыми. Панели выполнены по возможности без глубоких вытяжек, что, конечно, несколько облегчает процесс самого изготовления, но влияет на формы и жесткость. Кузов автомобиля Ситроен 2CV весит всего 217 кг, в то время как вес кузова автомобиля Фиат G00 при меньших размерах равен 286 кг. Небольшой вес, безусловно, является следствием упрощенной внешней формы.
Фиг 43. Расположение сиЛенин и дверной стоики автомобили Ситроен 2CV.
двери не ослабляется, несмотря на при-
Так же как у кузовов Фиат 600 и 500, заметно стремление применить в этом кузове крупнопанельные элементы. Вся боковина, от задних крыльев до ветрового стекла, включая боковую часть крыши, ‘выштампована как одно целое.
Весьма просто решена задача навески тверей на стойке (фиг. 43). Плоская дверь висит на штампованных петлях, образованных из загнутого во внутрь писта двери по всей ее высоте. Осью петли служит круглый пруток алиной, равной высоте двери, закрепленный в полу и в верхней части дверного проема в специальных одинаковых для всех четырех две р е й и а п р а вл я ющи х. Вследствие большой длины опорной поверхности петли мало изнашиваются и 'крепление митивноегь конструкции.
Очень просто, по неудовлетворительно, выполнены дверные стекла. Нижняя половина стекла откидывается вверх и крепится резиновыми кнопками. Такая конструкция имеет ряд недостатков. Кнопки не в состоянии удержать стекло и на ходу, от тряски оно закрывается. Открывать и поднимать стекла можно только обеими руками, поэтому водитель должен остановить автомобиль Проем открытого стекла мал, низко распопожен и не дает возможности высунуть голову из автомобиля.
Оригинально сконструирована система вентиляции и обдува ветрового стекла. Внизу по всей длине ветрового стекла расположен короб, куда при поднимании (с помощью (Винта) специальной крышки поступает встречный воздух, очищая запотевшее стекло Сетка в коробе предохраняет кузов от попадания крупных частичек пыли Опробование этого устройства в зимних условиях Советского Союза показало, что эта система работоспособна, од нако руки водителя при этом сильно охлаждаются.
Для отопления кузова используют теплый воздух, омывающий цилиндры впереди расположенного двигателя и выпускные трубы В зимних условиях эта система недостаточно эффективна.
Очень просты и легки сиденья. Они состоят из трубчатого каркаса с резиновыми перемычками па спинке и сидспьи, покрытыми гонким ватником, обтянутым матерней. Такие сиденья достаточно удобны, но трубчатый каркас их непрочен
В автомобиле Ситроен 2CV рама является несущим основанием кузова (фиг. 44). Она состоит из двух легких штампованных лонжеронов коробчатого профиля, образованных путем роликовой сварки двух легких штампованных швеллеров. Сверху и снизу оба лонжерона покрыты тонкими стальными листами, приваренными к ним точечной сваркой. Таким образом создана конструкция. обладающая большой жесткостью и позволяющая полностью разгрузить кузов от скручивающих и изгибающих усилий Верхний лист одновременно служит полом. Кузов укреплен болтами. присоединенными к раме на специальных кронштейнах.
Каркас кузова изготовлен из листового материала (см. фиг. 2). Правая и левая продольные каркасные фермы связаны между собой профилированными, очень легкими поперечинами, также сделанными из листового материала. Ветровая рама замыкает верхнюю часть каркаса; внизу силовой деталью служит щит двигателя. Все элементы каркаса кузова связаны с облицовкой точечной, часто одноконтактной сваркой, причем следы сварки не закрываются; не применены ни сплавка, Ии декоративные штабики.
Штампованное несущее основание применяет другая французская фирма — Рено в последней модели Рено Дофин. Ежедневный выпуск этой модели доходит до 1400 автомобилей.
В отличие от автомобиля Ситроен 2CV автомобиль Рено Дофин имеет цельношгампованный сварной кузов, по внешности не уступающий самым современным автомобилям, а по соединениям элементов близкий к ранее описанному кузову Фиат 600. Его несущее основание (фиг. 45) состоит из глубоких поперечин и краевых лонжеронов, образующих мощный обвод по нентуру кузова. Профиль лонжеронов закрытый. Все элементы основания сварены между собой точечной сваркой. Форма основания сложная, повторяющая внешние обводы кузова, с выемками для колесных кожухов. Точность изготовления основания должна быть высокой. II? такой большой штампованной детали важно выдерживать с необходимой точностью расположение отверстий для крепления передней и задней подвесок, так как разница в базе справа и слева 86
не должна превышать 2—3 мм. Кузов (фиг. 46) сварен с основа ином по всему внешнему обводу точечной сваркой, причем везде можно применять контактные сварочные клещи вследствие того, что все соединения являются открытыми. Из-за сложности фор-
Фиг. 45. Основание кузова автомобиля Рено Дофин •
мы кузова лонжероны разделены по длине на две части и соединены между собой при помощи вкладки, служащей одновременно усилителем. Все соединения по линии сопряжения кузова и основания сконструированы таким образом, что каждое соединение является только двухслойным.
Поперечины основания, имеющие сложную форму, получены при помощи глубокой вытяжки. Снизу они закрыты листом, а в местах соединения с деталями крепления подвески усилены специальными накладками. Соединяются отдельные элементы поперечин при помощи точечной сварки. В отличие от несущих кузовов автомобиля Фиат кузов автомобиля Рено Дофин из-за наличия несущего основания имеет съемные крылья, крепящиеся на болтовых соединениях. В результате тщательной отработки конструкции и применения тонких листовых материалов толщиной эколо 0,7 .W3t кузоз автомобиля Рено Дофин отличается от других подобных кузовов небольшим весом.
Система отопления, принятая на стандартной модели автомобиля Рено Дофин, отличается простотой и дешевизной. Теплый
воздух от радиатора поступает через специальные уловители в трубопроводы, идущие в пассажирское помещение и к ветровом} стеклу. Воздух нагнетается с помощью вентилятора двигателя. Так как воздух забирается непосредственно за радиатором, то он
Фи! 46. Детали кузова автомобиля Рено Дофин
достаточно чист и не имеет запаха. Однако такая система пригодна только для автомобилей, эксплуатирующихся в странах, где температура зимой не понижается ниже —10° С. На автомобилях, предназначенных для всех остальных стран, фирма устанавливает специальный воздухоподогреватель с отводом в него горячей во ды из головки цилиндров двигателя. Подача теплого воздуха осуществляется центробежным вентилятором с приводом от электродвигателя. Воздух из подогревателя поступает в кузов и к вет ровому стеклу по отопительным воздуховодам.
За последнее время, наряду со штампованными несущими кузовами, появилось довольно много разновидностей каркасных кузовов.
Каркасный кузов технологически более прост; для его изготовления не требуется такого количества сложного инструмента и приспособлений, как для цельноштампованных конструкции. Это прежде всего объясняется отсутствием внутренних^ несущих панелей и необходимостью их соединения с внешними панелями кузова. Каркасные кузовы имеют жесткую пространственную ферму, облицованную наружными и внутренними декоративными панелями. Эти панели в некоторых случаях могут служить также и силовыми элементами, разгружая каркас, но, как правило, основные нагрузки воспринимает каркас 88
Г
Представляет интерес каркасная конструкция кузова а.втомо биля Цюндап Янус (фиг. 47). Его конструкция представляет собой продольные легкие профили, связывающие боковые шпангоу ты снизу, усиленные в среднем поясе боковыми несущими панелями. Крыша как бы заменяет шпренгель, замыкающий ферму. Элементы подвески автомобиля укреплены на кованых кронштейнах (см. фиг. 18) к специальным выступам, выштамлованным в основании и усиленным накладками. Вперед и назад от мест крепления подвесок идут лонжероны коробчатого сечения На этих лонже
ронах установлена главная передача и кронштейн маятника ру левого привода.
Передняя и задняя торцовые двери одинаковы, вследствие чего одна должна открываться направо, другая налево. Хотя все элементы несущей системы изготовлены из легких профилей, каркасы дверных проемов сделаны из гнутых труб, что сообщает им большую жесткость. Двери навешены на больших петлях, прикрепленных болтами к трубам. Несмотря на то, что форма кузова симметричная, передние и задние крылья не одинаковы по размерам и форме, что сделано художником, очевидно, для внешнего отличая передней и задней частей автомобиля. В отношении ремонта было бы желательно иметь попарно одинаковые передние и задние крылья, отличающиеся только декоративными накладками.
Другой кузов каркасного типа — кузов автомобиля БМВ 600 снабжен достаточно прочной рамой с лонжеронами закрытого профиля (фиг. 48). Вследствие применения передней подвески типа Дюбонс балка передней оси, также штампованная из листа и приваренная к лонжеронам, используется в качестве одной из поперечин рамы
Кузов съемный, соединяющийся с рамой при помощи болтов, < применением резиновых прокладок. Каркас кузова комбинированный, состоящий из двух трубчатых замкнутых ферм, одна из которых является каркасом дверного проема (аналогично кузову Цюндап Янус), и штампованных поясов, служащих в качестве подоконного бруса н обвода крыши. Эти штампованные пояса имеют Q-образное сечение.
Конструкция кузова очень жестка и прочна. Это показали испытания, проведенные в СССР в тяжелых дорожных условиях.
Фиг. 4Ь. Шасси автомобиля БМВ 600
Боковая дверь для заднего ряда сидений не ослабляет кузова. Особенностью конструкции задней двери является отсутствие рамки у дверного подъемного стекла. Навески передней двери и их метод закрепления на каркасе отличаются надежностью, а конструкция аналогична кузову Цюндап Янус. Как и у последнего, замок передней двери не защелкивающий, а затяжной, что обеспечивает хорошую плотность прикрывания двери. Уплотнение достигается мягким резиновым профилем, идущим по периметру двери. Надежность крепления запертой двери важна особенно потому, что на ней установлен верхний кронштейн рулевой колонки, которая откидывается при открывании двери. Облицовка кузова в месте соединения с трубчатым каркасом дверного проема сваривается одноконтактным способом, но во всех остальных местах, где проходят штампованные пояса, применяется обычная точечная сварка. **
Следует отметить, что конструкция кузова автомобиля БМВ 600, так же как и кузова автомобиля Цюндап Янус, была обусловлена незначительными масштабами производства. Принято считать, что затраты на изготовление штампов полностью окупаются примерно после одного миллиона штамповок. Производительность каждого из этих заводов не превышает 50—100 автомобилей в день (15—30 тыс. в год), поэтому если бы для их производства были
затрачены большие средства на изготовление штампов, то даже при выпуске модели в течение пяти лет затраты на штампы, сварочные кондукторы и приспособления не окупились бы. Издержки на организацию производства увеличили бы стоимость автомобиля, что понизило бы его конкурентные возможности. Поэтому конструкция кузова, составляющего в легковом автомобиле около 40% его стоимости, должна соответствовать масштабу производства. В данном случае наиболее подходящей являлась конструкция каркасного типа как более простая в отношении организации и оснащения производства.
Представляет интерес в этом отношении конструкция каркасного кузова (фиг. 49), изготовленного в качестве эксперименталь-
Фиг 49 Схема конструкции каркасного кузова
ного образца в НАМИ. В этом кузове рама, выполненная из закрытого Q-образного профиля, является неотъемлемой частью каркаса, который к ней приварен. Нижняя часть рамы-каркаса несет на себе переднюю и заднюю подвески. Наклонная часть рамы, начинающаяся от среднего шпангоута, образованного поперечиной, вертикальными стоиками и дугой крыши, связывается с задними стоиками, являющимися основой каркаса задней части кузова. Подоконный брус связывает средний шпангоут и задние стойки, образуя жесткую и прочную конструкцию.
Передняя ветровая рама как силовой элемент отсутствует. Крыша из пластмассы укреплена на дуге шпангоута и поддержана стойками переднего и заднего стекол. В пластмассовую крышу заделан круговой водослив, приваренный ко всем стойкам. Несущим элементом передней части кузова является передний щит, связанный с полом внутренними кожухами колес и днищем багажника и укрепленный щитом приборов. Сварка производится, как обычно, по фланцам собираемых деталей. Передний щит и пол
усилены кожухом, через который проходят тяги от рычага пере ключения ручного тормоза. Вся передняя часть и пол кузова при-
варены к лонжеронам. Детали
Фиг 50 Резиновый уплотнитель стекла дверей.
наружных панелей закреплены на силовом каркасе кузова и не воспринимают усилий, вследствие чего их можно делать из пластмассы. На экспериментальном образце из пластмассы сделаны передние крылья, «капот, облицовка передней части кузова и крыша, соединенные с остальными деталями точечной сваркой через специальные фланцы, вклеенные при полимеризации пластмассы.
Переднее стекло установлено в формованную резину, одновременно закрепленную на стойках и на специальной штампованной детали, приваренной к водосливу крыши, в результате чего отпадает необходимость в сложной декоративной детали — рамс переднего стекла. Снизу стекло приподнимается наклонными нажим ними регулируемыми упорами, которые создают необходимую плотность в месте соединения с текла и крыши. Боковые стекла вставлены в резиновые уплотнители подобного типа. Для таких уплотнителей не требуется точного изготовления оконного проема, так как стекла дверей не имеют рамок, и нужное уплотнение достигается особой формой резинового уплотнителя (фиг. 50).
Примером комбинированного кузова, имеющего металлическую основу и пластмассовые панели, является кузов автомобиля Трабант (фиг. 51). В качестве материала применяется так называемый бумлитье-дуропласт, представляющий собой полимеризованные креозольные и фенольные смолы с наполнением из очесов хлопка и соломы Этот материал имеет сравнительно низкую стоимость. Однако при его применении для панелей кузовов выигрыша в весе, по сравнению с металлическими кузовами, не получается, так как из-за низких физико-механических свойств этого материала (сопротивление растяжению равно 9,5 кг/мм2) требуется увеличенная толщина панелей.
На новой модели автомобиля Трабант полностью отказались от деревянных элементов в каркасе, применяемых ранее фирмой на автомобиле Р-70. Кузов автомобиля Трабант имеет несущее штампованное основание с металлическим каркасом, образуемым внутренними панелями, контуром дверного проема, рамой ветрового стекла и внутренним обводом крыши. Передний щит связывает каркас с несущим основанием. Силовой агрегат, расположенный спереди, крепится при помощи двух фланцев к передней части несущего основания, в зоне соединения с передним щитом. На силовой каркас закрепляются съемные декоративные облицовочные панели из дуропласта. Места соединений закрыты штабнками. 92
Фиг. 51. К^зов автомобиля Трабант
К пластмассовым кузовам относятся кузова автомобилей Аво-летт и Виктория Шпатц (фиг. 52) упрощенной формы. Они обычно выполняются по типу «мыльницы» из двух соединяющихся по средней линии частей. В верхней половине вместо дверей сделаны еырезы для входа в автомобиль. Автомобили с кузовами такого типа имеют, как правило, незначительный вес Вес автомобиля Виктория Шпатц всего 320 кг, несмотря на большую длину (3400 мм). В ка-1естве материала для кузова применяется пластмассма, состоящая из стекловолокна и полимеризованных полиамидных смол.
Кузов из пластмассы применен на ряде английских автомобилей малого класса, в том числе на мотоко
ляске Фриски. На опытном образце мотоколяски Фриски кузов закрытый, с откидывающимися вверх дверями (см. фиг. 15) для сохранения высокого порога, обеспечивающего необходимую проч
Фиг 52. Автомобиль Виктория Шпатц
ность кузова. Кузов этого типа оказался непрактичным прежде всего потому, что при ломаной линии стыка дверей с кузовом чрезвычайно трудно получить качественное уплотнение. Серийная модель автомобиля Фриски имеет упрощенный открытый кузов (фиг. 53).
В Чехословацкой республике был построен опытный образен автомобиля Авиа 350 (фиг. 54) с алюминиевым кузовом и алюминиевым или пластмассовым верхом (с применением стекловолокна и
Фиг. 53. Автомобиль Фрискн.
полиэфирных смол). У этого автомобиля колпак крыши сдвигается назад по специальным направляющим. В стыке колпака с рамкой переднего стекла имеются резиновые уплотнители и специальный водослив, защищающий внутреннюю часть кузова от попадания воды. Надлежащего уплотнения от влаги такая конструкция не обеспечивает.
Фиг. 54. Автомобиль Авиа 350.
Кроме применения пластмассовых деталей, в этом кузове представляет интерес расположение сидении. Количество мест — три, причем водитель сидит в середине несколько впереди, а два пассажира— по бокам. Вход в автомобиль на сиденье водителя и 94
выход из автомобиля с этого сиденья затруднительные и неудобные. В частности, это объясняется тем, что порог достигает высоты 405 мм. В результате широкого применения алюминия и пластмассы, а также легкости агрегатов шасси и двигателя вес автомобиля составляет всего 365 кг.
При оценке компоновки п конструкции кузовов необходимо принимать во внимание обзорность, связанную со схемой кузова. Для получения объективных показателей в НАМИ принят метод фотографирования участка дороги, видимого с места водителя При этом объектив аппарата устанавливают на уровне глаз водителя среднего роста (170 см). Участок дороги представляет собой ровную площадку размером 10 X 13 м, разделенную на квадраты размером 1X1 м. Автомобиль устанавливают по средней линии передними колесами у границы испытательной площадки.
На фиг. 55 показана панорама, снятая фотоаппаратом, уста позленным в автомобиле Фиат 600.
Отношение заснятой фотоаппаратом площади к общей площади 130 л!2 испытательной площадки называется коэффициентом обзорности. В табл. 12 приведены эти коэффициенты по ряду автомобилей, проходивших испытание в Н\Д\И. Наилучшей обзорностью
Фиг. 55. Обзорность автомобиля Фиат 600
обладают автомобили, у которых место водителя придвину го к передней оси
Коэффициенты обзорности
Таблица I
Автомобиль Коэффн-Ц1 СНТ б-зорности Оценка обзорности Автомобиль Коэфф н цнент обзорности Оценка обзор пости
«Москвич-407» Фиат 500 Фиат Мультн-пла Гоггомобиль Т 300 0,40 0,72 0,78 0.80 Удовлетворится ьн ал Отличная » » Фиат 600 Цюндап Янус Ситроен 2CV Ллойд 600 Фольксваген 0.74 0,76 0,52 0,66 0,67 Отлична^ » Удовлетвори тельная Хорошая »
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
Подводя итоги по компоновкам и конструкциям микроавтомо Силен и их кузовов, следует прийти к выводу, что при равной габаритной длине автомобиля наибольшее пассажирское помещение имеют автомобили, выполненные по вагонной и полувагонной схемам, а также автомобили с задним расположением двигателя. Однако в последнем случае багажники меньше, чем у автомоби лей с передним расположением двигателя.
Наименьший вес, при равной прочности, имеют кузовы автомобилей с задним расположением двигателей, с далеко продвинутым передним рядом сидений пассажиров, а не автомобили вагонного типа. Это происходит потому, что для упрочнения кузовов с пас сажирскими помещениями больших размеров требуется увеличение количества материала, а сильно нагруженная передняя подвеска нуждается .в усилении.
Наилучшей проходимостью обладают автомобили с задним расположением двигателя с повышенной нагрузкой на ведущие колеса.
Худшую проходимость имеют автомобили с передними ве дущими колесами, а также автомобили вагонного типа вследствие распределения нагрузок по осям, близкого к 50%, и значительного переднего свеса.
Наилучшей маневренностью обладают автомобили вагонного типа, так как имеют короткую базу. Однако их устойчивость из-за более высокого расположения центра тяжести и склонности к раскачиванию хуже, чем у автомобилей других типов.
Кроме того, они обладают тем существенным недостатком, что в случае наезда на препятствие водитель и рядом сидящий пассажир могут быть легче травмированы, чем в автомобилях обычной схемы.
Таким образом, наиболее целесообразной компоновкой мик роавтомобнлей в настоящее время является компоновка с задним расположением двигателя и со значительным продвижением пе реднего ряда сидений вперед, причем сдвиг вперед определяется удобством выхода через боковую дверь.
В заключение можно отметить определенные тенденции в решении вопросов создания автомобилей малого класса.
1. Достижение возможно меньших габаритных размеров, допускающих, однако, размещение с достаточным комфортом предполагаемого числа пассажиров.
2. Получение таких динамических свойств, которые позволили бы эксплуатировать автомобили этого класса в Потоках автомобилей высших классов, сохранив минимальные рабочие объемы двигателя, что предопределяет высокую экономичность.
3. Увеличение надежности и износостойкости автомобиля в целом и его агрегатов до уровня автомобилей высших классов.
Для комплексного решения всех этих задач нужно отказаться от стандартных схем компоновки и искать новые, не останавлнва-96
ясь перед созданием агрегатов принципиально новых типов. Эти положения, в частности, объясняют многообразие конструкций выпускаемых моделей микроавтомобилей.
Однако уже в настоящее время наметился ряд наиболее целесообразных перспективных решений, к числу которых относятся следующие:
1) передний ряд сидений должен продвигаться по возможности ближе к передней оси;
2) во всех случаях, когда автомобиль должен использоваться не только на хороших дорогах, целесообразно применение силового блока, расположенного сзади;
3) несмотря на медленное внедрение искусственных материалов в автостроение, можно ожидать, что пластмасса будет все шире использоваться как внутри самих агрегатов, так и для создания наиболее сложной и дорогой части легкового автомобиля — кузова.
Таким представляется общее направление конструктивного развития микроавтомобилей — нового дешевого транспортного средства, предназначенного для широких слоев населения.
РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ СОВЕТСКОГО МИКРОАВТОМОБИЛЯ
Работе по созданию советского микроавюмобиля предшествовало ознакомление с компоновкой и конструкцией зарубежных автомобилей малого класса, стендовые и дорожные испытания в различных условиях, проведение подробного весового анализа, выяснение применяемых материалов и т. д.
Выбор компоновки советского микроавтомобиля вызвал много дискуссий. Многие считали, что наиболее рационально было бы остановиться на вагонной компоновке, как на опытном автомобиле «Белка», построенном на Ирбитском мотозаводе (ИМЗ) в 1955 г. Однако тщательный анализ преимуществ и недостатков различных схем автомобиля и учет специфики эксплуатации в СССР, связанной с низкими температурами зимой, а также необходимостью пользоваться грунтовыми дорогами, показал, что вагонная компоновка в настоящее время не может быть принята как оптимальная. Вместо нее была применена схема с задним расположением двигателя и максимально возможным продвижением переднего ряда сидений вперед при сохранении боковых дверей.
В 1956—1957 гг. был создан уже ряд экспериментальных конструкций (фиг. 56), которые подвергались различным испытаниям.
На МЗМА (Московском заводе малолитражных автомобилей) был построен опытный автомобиль «Москвич-444». Он имел четырехместный несущий кузов, расположенный сзади, двухцилиндровый двигатель воздушного охлаждения с рабочим объемом 650 си3 (модели ИМЗ), шестеренчатую передачу в колесах, введенную для повышения дорожного просвета, переднюю подвеску с поперечной рессорой.
7 Зак. 656 97
В Научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте (НАМИ) и на Серпуховском мотозаводе (СМ3) был построен опытный автомобиль для инвалидов 031 рампой конструкции, также с двигателем Ирбитского мотозавода. На базе материалов, полученных при испытании этого автомобиля, была модернизирована ранее выпускавшаяся трехколеспая мотоколяска СЗЛ, которая в четырехколесном варианте получила маркировку СЗА. В ней был использован ряд элементов автомобиля 031, в том числе передняя торсионная подвеска и рулевой механизм.
При конструировании всех этих моделей стремились создать такие агрегаты, из которых можно было бы компоновать автомобили различных типов, меняя в основном только кузовы.
Была принята следующая монтажная схема агрегатирования автомобиля:
А. Силовой агрегат, состоящий из двигателя, сцепления, коробки передач и главной передачи, объединенных вместе.
Б. Передний мост с подвеской и рулевым механизмом, ступицами колес и тормозами.
В. Задняя подвеска со ступицами колес и тормозами.
Г. Кузов, включающий в себя механизмы управления и топливный бак.
Таким образом, создались предпосылки для создания целого семейства микроавтомобилей, состоящего из легкового четырехместного автомобиля общего назначения; легкового автомобиля для инвалидов, рассчитанного на 4 места; грузопассажирского автомобиля, рассчитанного на 4 места или 2 места 4- 250 кг груза; грузопассажирского автомобиля повышенной проходимости со всеми ведущими колесами, рассчитанного на 4 места или 2 места 4-250 кг груза.
В результате проведенных исследований сделано заключение, что можно создать микроавтомобиль, пригодный для эксплуатации в различных дорожных и климатических условиях Советского Союза. Его освоение даст значительную экономию для народного хозяйства как при производстве, так и при эксплуатации. Ходовая часть кузова, несущие системы и ряд других элементов на отечественных автомобилях должны быть более прочными, чем эти узлы на зарубежных автомобилях. Учитывая условия эксплуатации автомобилей в Советском Союзе, нужно улучшить фильтрацию воздуха и масла для двигателя. Дорожные просветы зарубежных автомобилей недостаточны, их нужно увеличивать.
При испытаниях было также установлено, что двигатели воздушного охлаждения имеют ряд преимуществ для наших условий; они легче и практически имеют такой же срок службы, что и двигатели водяного охлаждения.
В 1958 г. на основании полученного материала испытаний проектные и опытные работы были значительно расширены. В 1959 г. на МЗМА, Запорожском заводе «Коммунар» и НАМИ начали проектировать новый микроавтомобиль ЗАЗ-965 «Запорожец».
Фиг. 56. Образцы микроавтомобилей:
бщего назначения; б—грузо-пассажирские; в—для инвалидов;/—НАМИ-059. 1956 г.; 2—«Белка». 1955 г.; 3— «Москвич-444», I., 4—НАМИ сне. 195У I., а—НлММи-Ь. i958 г., t>—НАМИ Ази. 1У5У /—«Белка», 1955 г.; в—НАМИ-031, 1957 Г; 9— С1А, 1956 г.;
/О—СЗА. 1957 г.
При создании автомобиля ЗАЗ 965 был принят за основу автомобиль «Москви»:-444» с существенными изменениями. В силовой передаче пришлось отказаться от колесного редуктора и усилить коробку передач; рессорная передняя подвеска была заменена торсионной; кузов был внешне изменен и усилен и т. д. Все эти изменения в конструкции автомобиля несколько увеличили его вес по сравнению с весом зарубежных образцов, но зато значительно повысили его надежность и срок службы.
На ИМЗ совместно с НАМИ были изготовлены и испытаны новые образцы грузо-пассажирского автомобиля «Огонек» повышенной прохо
Фиг. 57. Автомобиль ЗАЗ-965 «Запорожец» а—внешний вид; б—компоновка автомобиля.
димости с закрытым кузовом (см. фиг. 33) и дородным просветом 300 мм, предназначенного для эксплуатации в сельских местностях. В результате этого удалось установить, что можно изготовлять серии автомобилей со специальными кузовами с помощью крупных панелей из пластмасс без особо больших затрат на необходимую оснастку и инструмент.
Во время испытаний было установлено, что по способности преодолевать бездорожье микроавтомобили повышенной проходимости 100
не уступают таким автомобилям, как ГАЗ-69, Виллис, «Москвич-410».
Большое внимание было уделено проектированию двигателя воздушного охлаждения для микроавтомобиля. Основой для этого послужили эксперименты по созданию двигателей воздушного охлаждения, проводимые в НАМИ, МЗМА и ИМЗ. На основе полученных данных были спроектированы и построены опытные двухцилиндровые двигатели с рабочим объемом 650 и 750 си3, мощностью около 20—23 л. с. при 4000 об/мин (с противолежащими цилиндра ми и рядный).
В НАМИ и на Мелитопольском мотозаводе был спроектирован четырехцилиндровый двигатель с противолежащими цилиндрами воздушного охлаждения с рабочим объемом 752 си3 и затем четы-рехцилнндровый V-образиый двигатель с оригинальной системой уравновешивания. Последний двигатель имел ряд момтажных технологических и весовых преимуществ и обеспечивай значительное облегчение условий обслуживания при заднем расположении его на автомобиле.
Испытания автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» подтвердили его преимущества и пригодность для наших условий эксплуатации и он был принят для производства на Запорожском автозаводе.
Описание узлов автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» (фиг. 57) приведено в соответствующих главах. Ниже приведена техническая характеристика автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец».
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ ЗАЗ-965 «ЗАПОРОЖЕЦ»
Вес сухой (без полезной нагрузки, воды, масла, бензина, запасного колёса, комплекта шоферского инструмента, деталей и узлов системы отопления кузова) в кг ..................................
Вес снаряженного автомобиля в кг без нагрузки ...................................................
с полной нагрузкой........................................
Распределение веса снаряженного автомобиля с полной нагрузкой по осям в %: на переднюю ось.................................................
на заднюю ось.............................................
Габаритные размеры (номинальные) в мм:
длина ....................................................
ширина ...................................................
высота (без нагрузки).....................................
база (расстояние между осями) в мм........................ ....
Колея передних колес (по грунту) в мм ..........................
Колея задних колес (при полной нагрузке) в лм<..................
Дорожный просвет (под кронштейнами передней подвески при полной нагрузке) в мм...........................................
Наименьший радиус поворота (по следу наружного переднего колеса) в Л1......................................................
Углы свеса (с полной нагрузкой) в град.: передний .......................................................
задний ...................................................
Наибольшая скорость на горизонтальном участке ровного сухого шоссо при полной нагрузке (не менее) в км(час................
600
650
950
40
60
3330 1395
1150 2023 1144 1160
175
5
36 25
Применяемое топливо •• Бензин автомобильный А-74 (ГОСТ 2084-56) или А-72 Контрольный расход бензина на 100 км пробега летом для исправного, прошедшего обкатку автомобиля с полной нагрузкой при постоянной скорости на горизонтальном и ровном шоссе, равной 30—40 км)час в л ............................. 5,5
Примечание Контрольный расход бензина янляется иоказчтелсм, определяющим исправность автомобиля Эксплуатационный расход бензина зависит от условий эксплуатации и заводом не устанавливается.
Двигатель
Тип ..................
Число цилиндров ......
Расположение цилиндров Диаметр цилиндра в jkx Ход поршня в мм.......
Рабочий объем цилиндров в см9 .............
Степень сжатия (номинальная) .............
Мощность максимальная (прн 4000 об/мин) В Л. С. ..............
Крутящий момент максимальный (при 2200— 2500 об/мин) в кгм ••••
Удельный расход топлива минимальный в г. э. л. с. ч ........
Пор*док работы цилиндров ..................
Цилиндры .............
Картер коленчатого вала
Головки цилиндров ....
Поршни ...............
Коленчатый вал .......
Коренные подшипники ..
Клапаны ..............
Фазы газораспределения
Газопровод впускной ...
Система смазки .......
Очистка масла ........
Масляный насос........
Охлаждение двигателя . Вентилятор ...........
Охлаждение масла......
Карбюратор ...........
Воздухоочиститель ....
Бензиновый насос .....
Вентиляция картера •••• 102
Бензиновый, четырехтактный, карбюраторный, с верхним расположением клапанов, воздушного охлаждения
4 V-образное 66 54,5
746
6,5
23
4,5 (не менее)
260
1—2—4—3
Чугунные, с ребрами охлаждения, раздельные. Угол развала в 90°
Туннельного типа из алюминиевого или магниевого сплава
Из алюминиевого сплава, съемные, общие на каждые два цилиндра, гнезда клапанов вставные
Из алюминиевого сплава, имеют два компрессионных и одно маслосъемное кольцо
Из магниевого чугуна, литой, трехопорный
Три из алюминиевого сплава
Верхние, расположены наклонно в головках цилиндров
Впускные клапаны: открытие 10° до в. м. т, закрытие 45° после н. м. т., выпускные клапаны: открытие 45° до н. м. т., закрытие 10° после в. м. т.
Общин на четыре цилиндра
Комбинированная под давлением и разбрызгиванием
Полноточной центрифугой
Шестеренчатый, привод непосредсЛенно от коленчатого вала двигателя
Воздушное, принудительное, вакуумное
Осевой, расположен на одной оси с генератором Возд) шно-масляным радиатором
Вертикальный, с падающим потоком
Комбинированный, мнерционно-масляный с фильтрующим элементом
Диафрагменный: имеет рычаг для ручной подкачки
Открытая
Сцеплеиие.............
Коробка передач .......
Передаточные числа:
Первой передачи ......
Второй > .......
Третьей > .......
Четвертой > .......
Заднего хода ..........
Главная передача ......
Дифференциал...........
Полуоси ...............
Передача толкаюших усилий к восприятие реактивного момента ..
Шины.................
Ступицы передних колес
Подвеска передних колес Подвеска задних колес.. Амортизаторы.........
Тип рулевого механизма Передаточное число ....
Тормоза ................
Приводы тормозов: ножного ................
ручного ..............
Силовая передача
Однодисковое, сухое Наружный диаметр ведомого диска 170 мм
Трехходовая, четырехступенчатая. Четыре передачи вперед и одна назад. Шестерым второй, четвертой и третьей передач с косыми зубьями и снабжены синхронизаторами
3.83
2.29
1.39
0.96
4,75
Пара конических шестерен со спиральными зубьями, передаточное число — 5.12 (41 и 8 зубьев)
Конический с друмя сателлитами
Полностью разгруженного типа
Рычагами задней подвески *
Ходовая часть
Низкого давления, бескамерные: размер 5,20—13
Литые из ковкого чугуна как одно целое с тормозным барабаном, на роликовых подшипниках
Независимая, торсионная с двумя амортизаторами Независимая, пружинная с двумя амортизаторами Гидравлические, поршневые двустороннего действия, телескопического типа
Рулевое управление
Глобоидалыиый червяк с двойным роликом 17 (среднее)
Тормоза
Колодочные на четыре колеса
Гидравлический, на все колеса
Тросовый, только на задние колеса
Система проводки.......
Номинальное напряжение в в ..................
Генератор .............
Реле-регулятор ........
Аккумуляторная батарея Катушка зажигания ......
Распределит ель зажигания ...................
Свечи зажигания .......
Стартер ...............
Фары ..................
Подфарники.............
Электрооборудование
Однопроводная, «минус» соединен с массой
12
Г-114, параллельного возбуждения мощностью 160 вт
13 а
РР-109, с регулятором напряжения и реле обратного тока
6СТ-42. емкостью 42 п. ч.
По типу Б-1
Р-358, с центробежным m вакуумным регуляторами опережения зажигания и октан-корректором *
А 9У-Э315 с резьбой 14 мм
СТ-114, последовательного возбуждения, мощностью
0 6 л. с., с механическим включением
ФГ-110, с днухнитиевой лампой дальнего и ближнего света (60 и 40 св)
ПФ-110 с дву.хнптиеными лампами: для света стоянки 6 св и для указателя поворота 21 св
Задние фонари ........
Фонарь номерного знака Центральный переключатель света ...........
Ножной переключатель света ................
Плавкие предохранители
Приборы ..............
Стеклоочиститель .....
Плафон ...............
Включатель стоп-сигнала
Звуковой сигнал .......
Выключатель отопителя
Тип кузова ..........
Оборудование кузова ...
Сидения ..............
Вентиляция кузова ....
Отопление кузова ......
ФП-110, два, с двухннтиевымн лампами; для света стоянки 6 св и для указателя поворотов 21 св и однонитиевой лампой для стоп-сигнала 2! св
ФП-1 II, с лампочкой 3 св
П-44, имеет три положения рукоятки* освещение выключено, включен свет для городской езды, включен свет для загородной езды, имеется реостат для регулирования освещения щитка
П-39
В цепях: сигнала, приборов, стеклоочистителя; блок предохранителей расположен в багажнике на щит ке передней части кузова
Щиток приборов содержит: указатель уровня бенви-на, контрольную лампу температуры масла, контрольную лампу давления масла, указатель поворотов « дальнего света фар, спидометр с суммарным счетчиком пройденного пути
СЛ-210, электрический с двумя щетками. Имеет переключатель на два положения: включено и выключено
ПК-ПО, один), с лампой 3 св, с выключателем
BK-I2 включает стоп-сигнал при нажатии на педаль тормоза; расположен на главном тормозном цилиндре
С-44 электромагнитный, вибрационный. Расположен на (передней подвеске
П7-Б, имеет два положения: включено и выключено Кузов
Закрытый, двухдверный, цельнометаллический, несущий
Багажник в передней части кузова, зеркало задне- • го вида, два противосолнечных козырька, стеклоомыватель, коврики на полу кузова
Передние — мягкие, из губчатой резины, раздельные, регулируемые в продольном направлении. Заднее — мягкое, пружинное, с двухместной сплошной подушкой и спинкой
Местная, бессквозняковая, осуществляется поворотом части стекол дверей «ли опусканием стекол в дверях
Осуществляется независимым отопителем типа 015
Заправочные емкости и нормы в л
Бензинового бака ............................................. 30
Системы смазки двигателя ..................................... 3,5
Воздушного фильтра............................................ 0.22
Картера коробки передач и главной передачи.................... 1.5 •
Картера рулевого механизма.................................... 0.14
Ступины передних колес (каждой) в г..................... 100
Системы гидравлического привода тормозов ..................... 0.40
Передних амортизаторов (каждого).............................. 0.200
Задних амортизаторов (каждого) ............................... 0,150
ДВИГАТЕЛИ
Широкому распространению микроавтомобилен в значительной мере способствовало успешное решение вопроса о типе и конструкции двигателей для них. Несмотря на то, что двигатели эти различ ны по рабочему объему, количеству цилиндров, конструктивным схемам, способу охлаждения и т. д., общими в них являются высокие надежность и экономичность, малый вес и сравнительно большой срок службы.
Прежде чем перейти к описанию конструкций двигателей, применяемых на микроавтомобилях, нужно рассмотреть ряд принципиальных положений, которые были приняты за основу при создании этих новых силовых агрегатов.
ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ МИКРОАВТОМОБИЛЯ
В настоящее время стало совершенно очевидным, что применявшиеся ранее на микроавтомобилях обычные мотоциклетные двигатели или уменьшение копии автомобильных четырехцилиндровых двигателей не могут удовлетворить предъявляемым требованиям-первые из-за недостаточного срока службы и надежности, а также несоответствия их характеристик требуемым динамическим и экономическим качествам, а вторые из-за невозможности приспособления их к компоновке микроавтомобнлей и высокой цены.
В результате многолетнего опыта ряда ведущих фирм в области развития конструкции и технологии производства созданы вполне работоспособные двигатели.
Созданию таких двигателей сопутствовали экспериментальные работы по сравнению разных конструктивных схем, очистке и охлаждению масла, очистке воздуха, выбора системы охлаждения, подбора фаз газораспределения и специальных карбюраторов, которые обеспечивают наряду с высокой экономичностью дзета точно хорошие мощностные показатели и желательный характер протекания кривой крутящего момента.
Большинство двигателей современных микроавтомобнлей имеет воздушное принудительное охлаждение; однако некоторые ведущие фирмы, как, например, Фиат, выпускают автомобили как с воздуш ным (модель 500), так и с водяным охлаждением (модель ООО).
В двигателях воздушного охлаждения отвод тепла осуществляется посредством теплопередачи от оребренных поверхностей цилиндров и головок в воздушный поток, создаваемый вентилятором. В двигателях жидкостного охлаждения промежуточной средой теплопередачи от двигателя в воздух является преимущественно вода. Для увеличения поверхности теплоотдачи от воды в воздух применяют радиаторы. Радиаторы сложны по конструкции и дороги в производстве. Среди неисправностей двигателей одно из основных «мест занимают неполадки водяного охлаждения. В зимнее время имеется опасность замораживания двигателя и радиатора, чреватая •самыми серьезными последствиями В жаркую погоду или в горных условиях вода может закипеть. Применение жидкостей, замерзающих при низкой температуре (антифризов), устраняющих опасность повреждения блоков и головок двигателей и радиаторов от размораживания, ограничивается трудностями снабжения и усложнением пуска холодного двигателя.
Двигатели воздушного охлаждения лишены этих недостатков.
На привод вентилятора и водяного насоса у двигателей водяного охлаждения и вентилятора у двигателей воздушного охлаждения затрачивается в разных конструкциях двигателей от 3 до 12% полезной мощности двигателя. Меньшие величины относятся к двигателям водяного охлаждения и к двигателям воздушного охлаждения, имеющим примитивную систему охлаждения, рассчитанную на сравнительно легкие условия эксплуатации, а также на установку двигателя (обычно двухцилиндрового с противолежащими цилиндрами) в передней части автомобиля. В этом случае двигатель получает дополнительный естественный обдув при движении автомобиля. Однако, как показали опыты, эта система не обеспечивает достаточного охлаждения при езде с пониженными скоростями на грунтовых дорогах и в жаркую погоду.
В двигателях воздушного охлаждения, имеющих эффективную систему принудительного охлаждения, необходимые температуры достигаются при любых нагрузках и скоростях движения. Приведем ряд данных, полученных на основе проведенных в НАМИ испытаний двигателей как водяного, так и воздушного охлаждения.
У двигателей воздушного охлаждения температура стенок цилиндров и головок выше примерно на 50° С, чем у двигателей водяного охлаждения. Температура в наиболее нагретой верхней зоне цилиндра ограничивается условиями смазки и не превышает 180° и лишь кратковременно достигает 200°. Неравномерный нагрев цилиндров, особенно по периметру, вызывает их деформацию и увеличенный износ рабочих поверхностей цилиндров и »олсц. Разница температур отдельных цилиндров двигателей микроавтомобилей составляет примерно 30°. При высокой температуре головки цилиндра уменьшается коэффициент наполнения. Местные перегревы способствуют возникновению детонации. Прочность применяемых алюминиевых сплавов с повышением температуры выше 200° резко уменьшается. При нагревании от 0 до 300° временное сопротивление разрыву алюминиевых сплавов уменьшается в 2—3 раза. При этом J06
возможно коробление, остаточные деформации и нарушение герметичности в стыке между головкой и цилиндром, деформация клапанных седел и ослабление их посадки. Температура внутренних поверхностей камеры сгорания обычно не превышает 230—250°С.
Неравномерность распределения температур в стенках головки цилиндров допускается большей, чем в цилиндрах. Однако в зоне "выпускного клапана не рекомендуется иметь слишком высокие температуры и большую разницу по периметру клапанного седла, чтобы не вызвать коробления седла и ухудшение контакта при посадке клапана.
Положительным качеством двигателей воздушного охлаждения является то, что вследствие более высокого уровня температур стенок цилиндров и головок на частичных нагрузках не наблюдается конденсации паров воды и других продуктов сгорания, содержащих серу, образования кислот и быстрого старения масла. Это обстоятельство приводит к снижению коррозионного износа деталей цилиндро-поршневой группы по сравнению с двигателями водяного охлаждения и является особенно существенным при работе на бензинах с повышенным содержанием серы. Характер износа рабочей поверхности цилиндров у двигателя воздушного охлаждения более благоприятен, чем у двигателей водяного охлаждения. В нем отсутствует зона пикового износа в верхней части цилиндра, величина которой и определяет необходимость расточки цилиндра при ремонте. Одной из причин меньшего износа цилиндров является более быстрый прогрев стенок цилиндров после пуска.
Хотя высокие температуры теплоотдающих поверхностей в двигателях воздушного охлаждения и приводят к некоторому снижению коэффициента наполнения, но опыт показал, что двигатели воздушного охлаждения по мощностным и экономическим показателям мало отличаются от двигателей водяного охлаждения.
В результате более высокой средней температуры стенок камеры сгорания у двигателей воздушного охлаждения снижается интенсивность отложения нагара, и поэтому требуется менее частая очистка от нагара.
Наконец, двигатели воздушного охлаждения менее чувствительны к изменению температуры окружающего воздуха из-за большего температурного перепада между теплоотдающими поверхностями двигателя и воздухом и оказались, следовательно, лучше приспособленными для работы в тропическом климате, чем двигатели водяного охлаждения.
Для предохранения двигателей воздушного охлаждения микро-автомобилей от переохлаждения зимой применяют специальные устройства для поддержания требуемого температурного режима. Для этой цели вводят ручные или автоматические терморегулирующие механизмы, основанные либо на дросселировании воздуха на входе в вентилятор (автомобиль ЗЛЗ-965Г), либо на организации замкнутого движения охлаждающего воздуха (автомобиль Фиат 500 и ЗАЗ-965В).
Ряд зарубежных микроавтомобилей не имеет терморегули
рующего устройства, что можно объяснить мягким, умеренным климатом европейского континента. Эксплуатация таких автомобилей зимой в условиях Советского Союза оказалась затруд пенной и приводила к быстрому износу двигателей.
Существует мнение, что в условиях эксплуатации зимой дви гатели воздушного охлаждения труднее пустить, чем двигатели водяного охлаждения, так как у них отсутствует возможность облегчения пуска за счет применения горячей воды. Однако следует иметь в виду, что одна горячая вода (без подогрева масла) хотя и облегчает пуск, но уже не гарантирует его при температурах ниже —20°. Для обеспечения надежного пуска при любых отрицательных температурах двигатели водяного охлаждения должны иметь специальное устройство для подо грева масла и охлаждающей жидкости. Двигатель воздушного охлаждения, снабженный подобным пусковым подогревателем, в равных условиях можно разогреть и пустить значительно быстрее, чем двигатель водяного охлаждения Опыты, проведенные в НАМИ, по пуску чстырехцилиндрового двигателя воздушного охлаждения показали, что с помощью специального подогревателя его удается разогреть и пустить в течение 8—10 мин. при температуре до —40°. В этих условиях для пуска двигателей водяного охлаждения требуется вдвое больше времени.
Недостатком двигателей воздушного охлаждения является повышенная шумность. Это обстоятельство несколько мешает их распространению на легковых автомобилях. Повышенная шумность двигателей воздушного охлаждения является следствием наличия большого количества тонких охлаждающих ребер на поверхности головок и цилиндров, хорошо передающих все звуки, возникающие при работе двигателя (во время процесса сгорания, работы клапанного механизма, поршней, шестерен и т. д.). В двигателях водяного охлаждения шум в значительной мере поглощается двойными стенками водяной рубашки и самой охлаждающей жидкостью.
Следует отметить, что уровень шума, создаваемого современным двигателем воздушного охлаждения микроавтомобиля, в случае применения ряда предохранительных мер (звукоизоля ция отделения для двигателя, поддержание минимального зазора между поршнем и цилиндром, смещение поршневого пальца, установка клиноременного привода вентилятора, введение устройства, способствующего бесшумной работе шестерен распре деления, и т. д.) незначительно выше уровня шума, создаваемого двигателем водяного охлаждения.
В отличие от двигателей водяного охлаждения, 'у которых цилиндры н картер отливаются в одном блоке и головка цилиндров является общей для всех цилиндров (за исключением V-образных двигателей), двигатели воздушного охлаждения микроавтомобилей имеют отдельные цилиндры, устанавливаемые на общий картер, и отдельные съемные головки цилиндров. В некоторых конструкциях двигателей головка цилиндров общая наг 108
каждые два цилиндра. Вследствие наличия съемных цилиндров существенно упрощаются ремонтные работы и получаются некоторые выгоды при производстве двигателей. При браковании одного из цилиндров не нужно списывать в брак такую сложную и дорогостоящую деталь, какой является блок цилиндров в двигателях водяного охлаждения.
«Сборная» конструкция двигателя (из отдельных цилиндров и головок) облегчает создание на базе основных деталей кривошипно-шатунного механизма, а также деталей газораспределительного и вспомогательных механизмов, семейства двигателей с разным числом цилиндров и различного назначения, отличающихся в основном только конструкциями картеров и валов. Эта возможность 'предусмотрена и для вновь созданного двигателя советского микроавтомобиля ЗАЗ-965.
Анализ стоимости производства двигателей водяного и воздушного охлаждения по данным фирм, выпускающих как те, так и другие двигатели, показывает, что при равном выпуске стоимость производства двигателей обоих типов практически одинакова. В условиях крупного массового производства стоимость изготовления двигателей воздушного охлаждения может быть даже ниже из-за большей приспособленности некоторых деталей двигателя (цилиндры, головки) к условиям автоматизации производства и широкого применения таких производительных методов, как, например, литье под давлением, в кокиль и др.
При выборе тнпа двигателя для нового автомобиля Фиат 500 фирма построила и испытала ряд двигателей с разным числом цилиндров, различными конструктивными схемами и системами охлаждения и .в результате (выбрала рядный двухцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением в основном из-за низкой стоимости его производства.
На микроавтомобилях обычно применяют двух- и четырехцилиндровые двигатели.
Четырехцилиндровый двигатель по сравнению с двухцилиндровым того же рабочего объема, как показал анализ конструкций зарубежных двигателей и опыт постройки соответствующих двигателей в СССР, имеет примерно одинаковый вес, но более сложен из-за увеличения числа цилиндров.
Однако четырехцилиндровый двигатель обладает бесспорными эксплуатационными преимуществами, из которых основные; больший срок службы (из-за меньшей скорости поршня), лучшие динамические и тяговые свойства, большая равномерность крутящего момента, меньшие требования к октановому числу бензина (вследствие небольших размеров диаметра цилиндра) и лучшие «пусковые качества.
Стоимость двух- и четырехцилиндровых двигателей при массовом производстве различается примерно на 10—12%.
Двухцилиндровые двигатели, как правило, имеют воздушное •охлаждение и выполняются или с рядным расположением цилиндров типа Твин (автомобиль Ллойд 600, Гоггомобиль 300, Фиат 500), 10-*
или с противолежащими цилиндрами (автомобили БМВ 600, Гог-юмобиль 600 и 700. Штейер-Пух и др.).
Двигатели с рядным расположением цилиндров хуже уравновешены по сравнению с двигателями с противолежащими цилиндрами и при их установке требуется усложнение конструкции подвески двигателя, чтобы вибрации элементов кузова и шасси были в допустимых пределах. Однако они дают несомненные преимущества при компоновке автомобиля и облегчают уход и ремонт, позволяя полнее использовать преимущества «сборной» конструкции двигателей с воздушным охлаждением.
Горизонтальный двухцилиндровый двигатель с противолежащими цилиндрами, имеющий даже при минимальном рабочем объеме габаритную ширину около 650 мм, при расположении на автомобиле сзади хотя и размешается между колесными кожухами, но его обслуживание и тем более разборка (снятие головки, цилиндра и т. д ) без демонтажа двигателя с шасси представляет определенные трудности.
У такого двигателя распределительный вал устанавливают обычно под коленчатым валом, что приводит к уменьшению дорожного просвета.
Кроме того, в двигателе с противолежащими цилиндрами трудно организовать замкнутую циркуляцию охлаждающего воздуха,, являющуюся одной из наиболее эффективных систем терморегулирования в зимних условиях.
Конечно, двухцилиндровые двигатели воздушного охлаждения с противолежащими цилиндрами удобны при установке их в передней части автомобиля, перед передней осью. В этом случае может быть широко использован естественный обдув в помощь вентилятору для открытых цилиндров и головок (автомобиль Панар Дина) или наддув, усиливающий эффективность вентилятора, продувающего воздух через цилиндры и головки, закрытые дефлекторными1 кожухами (Ситроен 2CV). В этих случаях как вентилятор, так и вся система воздушного охлаждения могут быть сделаны более примитивно, и расход мощности на охлаждение снижен (до 3%). Однако при движении в тяжелых условиях и высокой температуре-окружающего воздуха эта система охлаждения оказывается неудовлетворительной, что было подтверждено испытаниями автомобиля Паиар Дина. Нужно указать, что с 1958 г. эта фирма стала применять двигатели с принудительным воздушным охлаждением обычного типа.
Охлаждение масла в двигателях (воздушного охлаждения является обязательным. Интенсивное охлаждение маслив известной мере снижая тепловую напряженность двигателя, разгружает основную систему охлаждения. Масляные радиаторы с особенно большой охлаждающей поверхностью имеют двигатели, предназначенные для тяжелых условий работы. У них количество воздуха, проходящего через масляные радиаторы, достигает 15—20% от количества воздуха, подаваемого вентилятором. Рабочая температура масла у двигателей с воздушным охлаждением, снабженных мас-110
ляным радиатором, находится примерно в тех же пределах, что и у двигателей водяного охлаждения (80—95°).
К сортам масел и присадкам к ним для двигателей воздушного1 охлаждения никакие дополнительные требования не предъявляются. Поэтому для микроавтомобиля с двигателями воздушного и водяного охлаждения применяют одинаковые масла.
Различают две основные схемы воздушного принудительного охлаждения, применяемые на микроавтомобилях:
I) работающую под давлением, создаваемым вентилятором;
2) работающую под разрежением.
Система, работающая под давлением, имеет преимущественное распространение. В этой системе охлаждающий воздух из подкапотного пространства продувается через охлаждающие оребренные поверхности цилиндров и головок. Нагретый воздух удаляется вниз и может быть использован для отопления кузова (автомобили Фиат 500, БМВ 600, Фольксваген). Равномерность охлаждения различных цилиндров достигается установкой дефлекторных щитков.
При использовании для отопления воздух не должен быть загрязнен отработавшими газами, парами топлива и масла и т. д. Для этого применяются общие головки цилиндров (одна на два цилиндра), в которых выпускные каналы направлены вперед и назад по оси двигателя таким образом, что кожухи системы охлаждения не перекрывают фланцев выпускных труб и сами трубы.
Система, работающая под разрежением, характерна несколько большим расходом мощности, но зато дает значительно более равномерное распределение температуры в цилиндрах и головках. Разница температур может быть доведена до 10—15°, т. е. до показателей двигателей водяного охлаждения. Это достигается подводом холодного воздуха к наиболее нагретым местам, для чего используется разрежение, имеющееся внутри кожуха (с помощью трубок, устанавливаемых в соответствующие отверстия кожуха). Так как вентилятор при этой системе работает с нагретым воздухом, имеющим меньшую плотность, условия его работы, естественно, ухудшаются. Однако такая система дает возможность конструктивно относительно легко обеспечить замкнутую циркуляцию охлаждаю, щего воздуха в подкапотном пространстве без устройства сложных и громоздких кожухов.
На двигателях микроавтомобнлей применяются как центробежные, так и осевые -вентиляторы. Выбор типа вентилятора определяется общей компоновкой двигателя. Большее распространение получили центробежные вентиляторы. Хотя осевые вентиляторы при одинаковой производительности и давлении занимают значительно меньше места, чем центробежные, их направляющий аппарат сложен по конструкции и в производстве. Подбор осевого вентилятора к двигателю производится экспериментальным путем и достаточно труден. Все это ограничивает их широкое применение. Шум, создаваемый при работе вентиляторов обоих типов, как показали сравнительные испытания, у осевых вентиляторов незначительно выше.
В двигателях воздушного охлаждения нет определенного места для размещения вентилятора и способа их привода. Например, в двигателях автомобилей Ситроен, Панар Дина и БМВ 600, вентиляторы установлены на переднем конце коленчатого вала, в двигателе автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» — на валу генератора над картером, на двигателе автомобиля Фиат 500 — рядом с цилиндрами.
Наиболее распространенным в двигателях микроавтомобилей является привод вентилятора клиновым ремнем, для чего требуются, конечно, ремни высокого и стабильного качества.
Испытания показали, что количество необходимого воздуха, приходящегося на 1 л. с. в час, колеблется ib пределах 45— 75 м2}л.с.ч. и находится в определенной зависимости от мощности, затрачиваемой на охлаждение. Опыты, проведенные при отработке конструкции советского двигателя для микроавтомобиля, показали, что можно получить достаточно низкий уровень температуры и практически обеспечить надежную работу двигателя даже в тяжелых условиях при температуре окружающего воздуха до 4-40° С при удельном расходе воздуха ~ 70 лР/л. с. ч.
Расстояние между цилиндрами в рядных двигателях водяного охлаждения обычно определяется толщиной стенок цилиндров и проходным сечением для охлаждающей жидкости между стенками. В двигателях воздушного охлаждения расстояние между цилиндрами требуется большим из-за наличия охлаждающих ребер необходимой высоты. Это вызывает увеличение общей длины двигателя воздушного охлаждения для микроавтомобилей. Однако с повышением среднего эффективного давления для всех двигателей потребовалось увеличение жесткости кривошипного механизма и соответственно увеличение размеров элементов коленчатого вала по отношению к диаметру цилиндра. В результате этого в современных двигателях микроавтомобилей расстояние между цилиндрами определяется не только диаметром цилиндра, но и размерами коленчатого вала. Это обстоятельство существенно уменьшило разницу в необходимом расстоянии между цилиндрами двигателей обоих типов.
Отношение расстояния между осями соседних цилиндров к диаметру цилиндра у двигателей микроавтомобилей с воздушным охлаждением обычно находится в пределах 1,3—1,6.
Как уже было отмечено выше, при низкой средней скорости поршня существенно повышается долговечность деталей цилиндра и поршневой группы. Поэтому отношение хода поршня к диаметру у большинства двигателей микроавтомобнлей меньц^е единицы (см.
S
табл. 3). Минимальное значение "jy у зарубежных моделей двигателей этого класса составляет 0,83.
Существует мнение, что в двигателях с воздушным охлаждением S
не следует применять отношение значительно меньше 1, так 112
как при уменьшении хода укорачивается и активная (в смысле охлаждения) длина цилиндра, что может привести к увеличению тепловой напряженности двигателя. Однако, как показали испытания,
S
даже при отношении = 0,775 такое явление не обнаруживается. Объяснить это можно тем, что основная теплоотдача происходит через головку и верхнюю часть цилиндров, а общая длина цилиндра не имеет особо большого значения.
S
Вместе с тем уменьшение отношения дает, кроме снижения средней скорости поршня, еще и другие 'преимущества:
1) приводит к уменьшению габаритных размеров двигателей (по ширине у двигателей с противолежащими цилиндрами, и по высоте у рядных двигателей);
2) дает некоторую экономию веса и возможность сделать шатун меньшей длины (и веса), что приводит к известному уменьшению нагрузки на шатунные подшипники;
3) позволяет без превышения допустимых пределов средней скорости поршня увеличить число оборотов, что является одним из наиболее целесообразных путей к улучшению показателей двигателя;
4) коленчатый вал получается очень жестким из-за большого перекрытия шеек.
В двигателях с двухрядным расположением цилиндров длина двигателя (расстояние между цилиндрами) определяется не только диаметром цилиндра, но в основном размерами элементов коленчатого вала (шатунных и коренных шеек и щек). В этом случае
S
увеличение диаметра цилиндра (при уменьшении и одинаковом рабочем объеме) не приводит к увеличению длины двигателя, а сама конструктивная схема при этом дает возможность повысить структурную жесткость картера.
При невысокой форсировке двигателей микроавтомобилей можно получить такое протекание кривой крутящего момента, при котором максимум его смещен в область низких чисел оборотов, что обеспечивает высокое значение коэффициента приспособляемости. Такие характеристики двигателей обеспечивают автомобилям хорошие тяговые качества и способность преодолевать на высших передачах затяжные подьемы. а также возможность движения на высших передачах при относительно низких скоростях (фиг. 58).
При высокой форсировке двигателей, имеющих малый рабочий объем, одновременно с повышением динамических качеств автомобилей резко сокращается срок службы двигателей.
Как показали испытания, требования к октановому числу бензина для двигателей с водяным и воздушным охлаждением практически почти одинаковы.
Так как двигатели микроавтомобилей имеют относительно меньший диаметр цилиндра, чем двигатели малолитражных автомоби-8 Зпк. 656 ИЗ
лей, то естественно, что октановое число бензинов для них может
быть несколько ниже.
Раньше на микроавтомобилях применяли двухтактные двигатели с рабочим объемом 175—200 см3, однако проверка в эксплуатации показала их несоответствие предъявляемым требованиям и за-
ставила конструкторов отказаться от них и перейти к выпуску двп-
Фиг. 58. Внешняя характеристика двигателя автомобиля БМВ 600.
гателеи с увеличенным рабочим объемом цилиндров.
Как показывает практика, увеличение объема до 600—750 см3 у четырехтактных двигателей и до 400—500 см3 у двухтактных обеспечивает значительное улучшение динамических качеств и надежности автомобиля и уменьшение износа деталей. незначительно повышает стоимость автомобиля, а также мало влияет на средний эксплуатационный расход топлива. В ряде случаев расход топлива при увеличении рабочего объема
двигателя даже снижался. В качестве примера улучшения общих показателей при увеличении рабочего объема может быть приве-
ден автомобиль Ситроен 2CV, у которого он был увеличен с 375 до 425 см3.
КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ МИКРОАВТОМОБИЛЕЙ
Двигатель автомобиля Фиат 600. Четырехтактный чстырехци-линдровый двигатель (фиг. 59) имеет рабочий объем 633 см3, диаметр цилиндра 60 мм, ход поршня 56 мм, степень сжатия 7,5. По результатам испытаний, проведенным в НАМИ, максимальная мощность равна 19,6 л. с. при 4700 об/мин без вентилятора и 18,4 л. с. с вентилятором. Максимальный крутящий момент составляет 3,8 кгм при 2700 об/мин. Расположение цилиндров рядное, вертикальное. Охлаждение водяное. Двигатель установлен t в задней части автомобиля.
Для уменьшения общей длины силового агрегата радиатор, водяной насос и вентилятор расположены рядом с двигателем. Корпус водяного насоса изготовлен из алюминиевого сплава как одно целое с опорным кронштейном, через полость которого вода из водяного насоса попадает в водяную рубашку блока цилиндров.
Блок цилиндров обычной конструкции отлит из чугуна Коленчатый вал стальной, кованый. Осевая фиксация коленчатого вала 114
производится средним коренным подшипником. Вкладыши крайних коренных подшипников тонкостенные стале-баббитовые. Нижний вкладыш среднего коренного подшипника залит свинцовистой бронзой. Вкладыши шатунных подшипников также тонкостенные стале-баббитовые.
Привод литого чугунного распределительного вала осуществляется двухрядной роликовой цепью. Распределительный вал вращается в металлокерамических втулках. Толкатели литые, чугунные. Штанги толкателей изготовлены из углеродистой стали, сферические концы их закалены с нагревом т. в. ч. Диаметр впускного клапана 24,2 мм, выпускного клапана 22,2 мм; угол фаски 45°. На двигателе установлены следующие фазы газораспределения:
Открытие впускного клапана...................10° до в. м т.
Закрытие » » 35° после и м. т.
Открытие выпускного > 35° до и. м. т.
Закрытие » » 2° после в. м. т.
Головка цилиндров, отлитая из алюминиевого сплава, имеет iKa-меры сгорания клинового типа.
В зависимости от температуры окружающего воздуха можно питать двигатель холодным воздухом или теплым, нагревающимся при омывании горячей выпускной трубы. Выбор способа питания производится вручную.
Вентилятор диаметром 230 мм, насаженный на вал водяного насоса, имеет девять лопастей и вращается внутри кольцевого кожуха. Система охлаждения замкнутая, отрегулированная на необычно высокое давление (1,6—1,8 кг/см3), что позволило уменьшить размеры радиатора. Радиатор служит одновременно и для отопления кузова, так как нагретый воздух, продутый через радиатор, может направляться внутрь кузова.
Двигатель автомобиля Фиат 500. Четырёхтактный двухцилиндровый двигатель (фиг. 60) с рядным (вертикальным) расположением цилиндров (типа Твин) имеет диаметр цилиндра 66 мм, ход поршня 70 мм, рабочий объем 479 см3, степень сжатия 6,55. Максимальная мощность равна 13 л. с. при 4000 об/мин. Максимальный крутящий момент составляет 2,5 кгм при 3000 об/мин (по данным испытаний в НАМИ). Охлаждение воздушное. Картер коленчатого зала отлит под давлением из алюминиевого сплава. Цилиндры раздельные, чугунные. Головка цилиндров общая, отлитая из алюминиевого сплава. Камера сгорания клипового типа, клапаны параллельные, установлены с наклоном к оси цилиндра. Диаметр впускного клапана 30 мм, выпускного 27 леи; седла клапанов вставные.
Двигатель имеет следующие фазы газораспреЛления:
Открытие впускного клапана ...................20" до в. м. т.
Закрытие » > .............50° после н. м. т.
Открытие выпускного » .............50° до к м т.
Закрытие » » .............20° после в. м. т.
Коленчатый вал двухопорвый литой, с противовесом, расположенным посередине между цилиндрами. Вкладыши коронных подшипников толстостенные, монометаллические, из антифрикционно-116
игатель автомобиля Фиат 500.
трубопроводу большого диаметра
Фиг. 61. Система охлаждения двигателя автомобиля Фиат 500.
го алюминиевого сплава. Вкладыши шатунных подшипников тонкостенные, залитые свинцовистой бронзой.
Большой интерес в этом двигателе представляет система охлаждения (фиг. 61). Центробежный вентилятор приводится от коленчатого вала клиновым ремнем. Шкив на коленчатом валу изготовлен из легкого сплава и служит одновременно корпусом центробежного маслоочистителя. Воздух к вентилятору поступает по гибкому из коробки, помешенной в задней стенке кузова (под задним окном). Выходя из вентилятора, воздушный поток обдувает цилиндры и головку; часть его проходит через воздушный фильтр и поступает в карбюратор. Некоторое количество воздуха, продуваемое через каналы, образуемые выштамповками в масляном поддоне и фигурной накладкой, охлаждает масло в картере. Нагретый воздух, выходящий из междуреберного пространства цилиндров и головок, собирается в специальном кожухе. Из этого кожуха воздух может выйти тремя путями: в атмосферу, в кузов автомобиля для отопления или возвратиться обратно в вентилятор,
так как при температуре окружающего воздуха ниже +23° заслонка управления термостатом уже становится в такое положение, при котором уменьшается поступление свежего воздуха. Выпускные каналы расположены с торцов головки цилиндров, и их фланцы не перекрываются кожухом системы охлаждения. Это исключает попадание отработавших газов в систему отопления кузова при неплотностях в этих соединениях.
Замкнутая циркуляция охлаждающего воздуха обеспечивает при низкой температуре быстрый прогрев двигателя после пуска и работу при оптимальной температуре, что способствует значительному уменьшению коррозионного износа цилиндров и обеспечивает надежную работу двигателя в зимних условиях.
Количество воздуха, подаваемого вентилятором систему охлаждения. при 4000 об/мин коленчатого вала составляет 0.33 м*!сек при статическом давлении в кожухе 100 льн вод. ст. Расход мощности на привод вентилятора равен при этом 2 л. с., что соответствует 13,3% эффективно!! мощности. Вентиляция картера осуществляется при помощи специального клапана, расположенного на крышке клапанной коробки. Клапан сообщает внутрикартервое пространство с атмосферой при повышении давления (когда поршни дви-118
жутся вниз). Клапан представляет собой пружинный диск, прижимаемый к седлу пружиной. При полностью закрытом клапане остается возможность перетекания некоторого количества воздуха в картер через выемку в седле клапана.
Система смазки смешанная. От шестеренчатого масляного насоса масло по каналу подается во внутреннюю полость распределительного вала, на входе в которую помещены специальная шайба с пружиной, служащая в качестве перепускного клапана.
К коленчатому валу масло поступает из полости распределительного вала через отверстие в моменты, когда оно совпадает с соответствующим каналом в картере. Коренные и шатунные подшипники смазываются через отверстия в шейках маслом, поступающим из коленчатого вала. Масло очищается в центробежном фильтре-шкиве, находящемся на переднем конце вала.
Для получения равномерного чередования рабочих ходов в двухцилиндровом рядном двигателе необходимо, чтобы поршни двигались одновременно вверх и вниз. В таком двигателе остаются неуравновешенными силы инерции первого и второго порядка, поэтому для получения необходимой комфортабельности автомобиля особое внимание следует уделять подвеске двигателя. В данном случае применена подвеска необычной конструкции. Две опоры (передние) выполнены на резиновых подушках и расположены па боковых стенках коробки передач. Задняя опора (фиг. 60) представляет собой спиральную пружину большого диаметра с низкой частотой собственных колебаний. Кроме того, задняя опора имеет специальную серьгу, связанную с двигателем и кузовом, воспринимающую реактивный момент и качающуюся на четырех резиновых втулках. Вертикальные перемещения двигателя ограничиваются двумя резиновыми буферами. Такая подвеска двигателя хотя и допускает перемещение двигателя в вертикальной плоскости со значительной амплитудой, но обеспечивает удовлетворительную комфортабельность, так как в большой мере поглощает вибрации, создаваемые двигателем.
Двигатель автомобиля Ситроен 2CV. Двигатель (фиг. G2 и 63) двухцилиндровый, четырехтактный, с горизонтально-противолежащими цилиндрами. Рабочий объем цилиндров 426 см2\ диаметр ци.
S
линдра 66 мм\ ход поршня 62 мм\ отношение =0,94; степень сжатия 6,25. Максимальная мощность равна 12 л. с. при 3500 об/мин. Максимальный крутящий момент составляет 2,9 кгм при 2400 об/мин. Литровая мощность равна 28.2 л. с./л, минимальный удельный расход по скоростной характеристике 240 г/э. л. с. ч.
Двигатель имеет сравнительно невысокие мощностные показатели; однако конструкция его достаточно отработана, что обеспечивает надежную работу при простоте и дешевизне его изготовления и эксплуатации.
Цилиндры чугунные, с механически обработанными охлаждающими ребрами, крепятся тремя болтами одновременно с головкой цилиндров. Головки отлиты из алюминиевого сплава и имеют по-
ьо
Ф| г. 62 Поперечный и продольный разрезы двигателя автомобиля Ситроен 2CV.
лусферические камеры сгорания. Клапаны установлены наклонно, с углом между ними 70°. Седла клапанов вставные; диаметр впускного клапана 34 мм, угол фаски 30°. Выпускной клапан имеет диаметр 30 .мл и угол фаски 45°.
Двигатель имеет следующие фазы газораспределения:
Открытие впускного клапана....................15° до в. м. т.
Закрытие > » ................50° поеден м. т.
Открытие выпускного > ................50° до н м. т.
Закрытие » > ................15° после в. м. т.
Распределительный вал стальной, двухопорный. Задний подшипник распределительного’вала одновременно является корпусом масляного насоса. На переднем конце распределительного вала установлен прерыватель с центробежным автоматом опережения зажигания. Шестерни распределительного механизма стальные, с косым1» зубьями. Для уменьшения шума шестерня распределительного вала имеет два зубчатых венца, из которых основной жестко связан с валом, а другой, узкий, свободен и соединяется с первым с помощью трех пружин, постоянно устраняющих боковой зазор в зацеплении.
Коленчатый вал стальной, кованый, двухопорный, с противовесами. составной. Шатуны имеют неразрезные нижние головки с вкладышами, залитыми свинцовистой бронзой. Картер коленчатого вала из алюминиевого сплава состоит из двух частей с разъемом в вертикальной плоскости.
Шестерни масляного насоса имеют внутреннее зацепление. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, а также подшипники распределительного вала и клапанный механизм. Масло, поступающее к клапанному механизму, проходит через кольцевую выточку, в головке цилиндров вокруг средней части направляющей втулки выпускного клапана, в результате чего улучшаются условия охлаждения клапана. Масло охлаждается в масляном радиаторе, расположенном в потоке воздуха на выходе его из вентилятора.
Охлаждение двигателя осуществляется шестилопастным осевым вентилятором, установленным непосредственно на переднем конце коленчатого вала Рабочее колесо вентилятора окружено кольцом, изготовленным как одно целое с кожухом, направляющим поток охлаждающего воздуха к цилиндрам и головкам. Как показали стендовые испытания в НАМИ, система охлаждения этого двигателя обеспечивает достаточно низкую температуру на в€£х режимах работы, кроме режима полной нагрузки при числе оборотов выше 3000 в минуту. На автомобиле двигатель установлен спереди и на этом режиме, соответствующем движению с максимальной скоростью, вентилятор получает естественный наддув и подает соответственно большее количество воздуха, достаточное для охлаждения двигателя требуемое в этих условиях работы.
Температура цилиндров, измеренная при испытаниях, находит*
ся в пределах 140—180° С, головок 170—210°, что считается вполне удовлетворительным. Производительность вентилятора при 1400 об/мин составляет 0,14 м3/сек и при 3400 об/мин равна 0,33 м3/сек. На привод вентилятора расходуется всего 3,5% эффективной мощности двигателя. Такой -низкий расход мощности на охлаждение объясняется тем, что двигатель установлен на автомобиле спереди и допускает, как уже было сказано, использование естественного скоростного напора воздуха.
В двухцилиндровых двигателях с противолежащими цилиндрами особое внимание нужно уделять системе вентиляции картера, так как при одновременном движении поршней вниз давление в картере повышается. В двигателе Ситроен 2CV вентиляция картера достаточно проста. Внутри маслоналивной горловины установлен резиновый клапан, открывающийся при возрастании давления внутри картера и сообщающий в этот момент полость картера с воздухоочистителем, находящимся под некоторым разрежением. Это устройство обеспечивает постоянное разрежение в картере.
Двигатель автомобиля Рено Дофин. Двигатель (фиг. G4) чсты-рехцилнндровый, рядный с водяным охлаждением, имеет рабочий объем 845 см3 и развивает мощность 26,5 л. г». при 4200 об/мин. Двигатель характерен длинным ходом поршня, что нс соответствует современным тенденциям. При диаметре цилиндра 58 мм ход пор-
S
шня равен 80 лм: и отношение D~ =1,38. Это .приводит к высоким значениям средней скорости поршня (11,2 м/сек), в известной степени влияющей на износ цилиндра и деталей поршневой группы. Однако вследствие малого диаметра цилиндра уменьшается длина двигателя.
Блок цилиндров и головка блока отлиты из алюминиевого сплава. В блок цилиндров вставлены мокрые гильзы. Коленчатый вал литой, трехопорный. Нижняя головка шатуна имеет косой разъем по условиям монтажа. На поршне установлены три компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Клапаны расположены в головке параллельно и приводятся от распределительного вала через толкатели, штанги и коромысла.
Двигатель сконструирован специально для установки в задней части автомобиля и поэтому имеет необычное расположение привода водяного насоса и вентилятора системы охлаждения. Четырех-лопастный штампованный вентилятор находится на валу водяного насоса со стороны маховика. Шкив привода вентилятора установлен на конце распределительного вала со стороны маховика.
Двигатель автомобиля Панар Дина. Двигатель (фиг. 65) четырехтактный, двухцилиндровый, с противолежащими цилиндрами.
S
Диаметр цилиндра 85 мм, ход поршня 75 мм, отношение = 0,88, рабочий объем 850 см3, степень сжатия 7,25. Мощность по данным испытаний в ПЛАХИ равна 40,5 л. с. при 5000 об/мин (по данным фирмы 42 л. с. при 5000 об/мин). Литровая мощность равна 47,7 л. с /л.
Фиг. 64. Двигатель автомобиля Рено Дофин.
В этом двигателе нашли отражение современные тенденции _в развитии автомобильных двигателей, выражающиеся в форсировании по числу оборотов, увеличении степени сжатия, уменьшении
Фиг. 65. Общий вид двигателя Панар Дина
S т,
отношения — , применении легких сплавов и т. д. Как видно из при
веденных данных, основные показатели двигателя очень высокие.
Двигатель отличается повышенной жесткостью конструкции, обеспечиваемой применением картера туннельного типа и изготовлением головки цилиндра как одно целое с цилиндром. Двигатель имеет также и ряд других особенностей, отличающих его от обычных двигателей этого типа. К ним относятся: клапан
ные пружины, выполненные в виде торсионных валиков, гидравлическое устройство для устранения зазоров в клапанах н
Фиг. 66. Схема механизма с торсионными клапанными пружинами двигателя автомобиля Панар Дина.
механический сапун, поддерживающий
разрежение в картере цилиндров на всех режимах работы дви-
гателя.
Схема механизма с торсионными клапанными пружинами показана на фиг. 66. Рычаги 1 и 4 имеют вильчатые концы, постоянно
Фиг. 67. Схема приспособления для устранения зазоров в клапанах двигателя авто мобиля Панар Дина.
нажимающие на бортики втулок, устанавливаемых с помощью конических сухарей на стержнях 6 клапанов, что и создает постоянное усилие, прижимающее клапаны к седлам. Эти рычаги могут поворачиваться вокруг оси на подшипниках качения, установленных в головке цилиндра. Каждый из рычагов с помощью мелких остроугольных шлицев соединен с соответствующим трубчатым торсио-ном 2 или 5, опирающимся другим концом на подшипник качения. Внутренний торсион 3 шлицами связан с обоими трубчатыми торси-онамп. Таким образом, система торсионов является замкнутой, и при подъеме одного из клапанов сила прижатия другого клапана к свое му седлу увеличивается Сила предварительной затяжки торсионов (угол предварительной закрутки) может быть изменена закручиванием внутреннего торсиона с помощью специального приспособления.
Схема приспособления для автоматического устранения зазоров в клапанах показана на фиг. 67. Коромысло 2 качается относительно центра сферической опоры, выполненной на оси 3, причем сама ось может перемещаться вдоль направляющей 11, ввернутой в тело головки цилиндра. Масло под давлением попадает в полость 4 и от
жимает ось 3 вправо, перемещая соответственно и коромысло до устранения зазора. Во избежание выдавливания масла из полости 4 при подъеме клапана 10 в направляющей И установлен обратный клапан 7. Масло, поступающее через отверстие 8 из магистрали, направляется по двум путям. До заполнения полости 4 масло в нее поступает по каналам через клапан 7 (стрелка /). При достижении определенного давления срабатывает перепускной лепестковый клапан 9, и масло свободно сличается, возвращаясь в картер двигателя (стрелка II}. В дальнейшем по первому пути поступает только такое количество масла, которое необходимо для компенсации утечки масла через зазоры между деталями 10 и 2 и деталями 5 и 3.
Первоначальная регулировка зазора между клапаном 10 и коромыслом 2 в пределах 0,10—0,15леи производится гайкой 5 и контр-126
гайкой 6. Ход шарикового клапана устанавливается в пределах 0,3—0.6 мм с помошыо регулировочных прокладок. Направляющая 1 служит для обеспечения качания коромысла в нужной плоскости, что является необходимых! из-за наличия сферической опоры.
Механический сапун (фиг. 68) состоит из золотника 3, вращающегося с валиком 1 масляного насоса в корпусе 2 с числом оборотов, в 2 раза меньшим числа оборотов коленчатого вала. В корпусе золотника имеются четыре прорези, расположенные попарно в диаметральной плоскости и сообщающие картер с атмосферой в моменты, когда в картере возникает избыточное давление (при встречном движении поршней). Паз в верхней части золотника используется для привода распределителя и топливного насоса. Золотник сообщается с атмосферой через промежуточную полость 4. каналы 6 и трубку 5. Среднее разрежение в картере при 2500— 2700 об/мин и полной нагрузке поддерживается в пределах 300 мм вод. ст. и достигает 900 мм вод. ст. при 4800 об/мин., т. е. является очень высоким.
Оригинальным является также метод подвески двигателя с использованием выпускных труб, на которые двигатель опирается в двух точках; третья опора расположена на коробке лере-
Фиг. 68. Схема механического сапуна двигателя автомобиля Панар Дина.
цач.
Как было сказано выше, цилиндры изготовлены как одно целое из алюминиевого сплава и хорошо оребрены. В цилиндр запрессована тонкостенная чугунная гильза, выступающая из алюминиевого цилиндра и входящая в картер. Цилиндры крепятся к картеру четырьмя шпильками. Коленчатый вал составной с шейками, запрес-
сованными в щеки.
Шатунные и коренные подшипники
скного клапана 40 мм, выпускного клапана 34 .и.и; угол фаски обоих клапанов равен 30°. На двигателе фазы газораспределения:
Открытие впускного клапана
Закрытие > »
Открытие выпускного »
Закрытие > >
роликовые. Диаметр впу-у установлены следующие
26—29° до в. м. т.
57—60° после н. м. т.
57—60° до н. м. т.
26—29° после в. м. т.
Система охлаждения двигателя примитивная. Охлаждение осуществляется с помощью двухлопастного штампованного осевого вентилятора, помещенного на переднем конце коленчатого вала Обычно применяемое в автомобильных двигателях дефлектирова-ние цилиндров и головок отсутствует. Такое охлаждение, как показали испытания, является недостаточным для обеспечения работы двигателя под нагрузкой и рассчитано на то, что двигатель, расположенный в передней части автомобиля, свободно обдувается ветре-
чным воздухом, и автомобиль движется по хорошим дорогам с относительно высокими скоростями.
В 1958 г. фирма отказалась от упрощенной системы охлаждения и применила центробежный вентилятор с дефлекторными кожухами обычного типа (фиг. 69).
Двигатель автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец». Двигатель четы-рехцилнндровый, воздушного охлаждения, с рабочим объемом 746 см3. Относительно большой рабочий объем цилиндров, находящийся на верхнем пределе для современных микроавтомобилен.
Фиг. 69. Вентилятор двигателя автомобиля Панар Дина, 1958 г.
был принят исходя из отечественных климатических и дорожных условий, качества топлив и масел, возможной перегрузки в эксплуатации и специфики обслуживании. Такой рабочий объем оправдывается также желанием получить не напряженный двигатель с небольшим сроком службы, а надежный и долговечный, нуждающийся в ремонте не чаще, чем двигатель малолитражного автомобиля.
Как показали испытания зарубежных микроавтомобнлей, некоторое увеличение рабочего объема не вызывает повышения эксплуатационных расходов топлива.
Двигатель был сконструирован в двух вариантах: первоначально с горизонтально-противолежащими цилиндрами ^фнг. 70), затем с V-образным (под углом 90 ) расположением цилиндров (фиг. 71). Последний вариант был принят для производства. Для того чтобы на практике оценить преимущества и недостатки каждой из схем, были изготовлены двигатели обоих вариантов. V-образный двигатель дает возможность увеличения дорожного просвета автомобиля на 35 мм, имеет значительно меньшую ширину и облегчает обслуживание и ремонт. Оба двигателя имеют одинаковый рабочий объем 128
Фиг. 70. Продольный и поперечный разрезы двигателя автомобиля ЗАЗ-965Г.
Фиг. 71. Продольный и поперечный разрезы двигателя автомобиля ЗЛЗ-965В.
и одинаковые диаметры цилиндра (66 мм) и ход поршня (54,5 мм), отношение = 0,826. Степень сжатия у обоих двигателей равна
6.5. Мощностные показатели двигателей примерно одинаковые tVe=2l4-22 л. с. при 4000 об/мин *; максимальный крутящий момент 4,5 кгм при 2200 об/мин. Двигатель с такими показателями обеспечивает микроавтомобилю хорошие динамические качества.
Картер коленчатого вала отлит из магниевого сплава. У двигателя с противолежащими цилиндрами картер состоит из двух половин с разъемом в вертикальной плоскости, а у V-образного двигателя картер туннельного типа. Цилиндры раздельные, чугунные с литыми охлаждающими ребрами. Головка цилиндров общая на каждые два цилиндра, отлита из алюминиевого сплава.
Клапаны параллельные и имеют одинаковые размеры в обоих вариантах двигателя. Диаметр впускного клапана 28 мм, выпускного 26,5 леи. Угол фаски обоих клапанов 45°. Для увеличения срока службы выпускного клапана его фаска наплавлена специальным сплавом с высоким содержанием хрома и никеля. Седла клапанов вставные из хромистого чугуна.
Двигатели имеют следующие фазы газораспределения:
Открытие впускного клапана
Закрытие > »
Открытие выпускного >
Закрытие » >
С противолежащими цилиндрами
. . 18° ДО В. М. Т.
. . 62° после и. м. т, . . 54° до н. м. т.
26° после в. м. т.
V-образпый двигатель
10° ДО В. М. T.
44° после н. м. т.
46° до н. м. т.
10° после в. м. т.
Распределительный вал двигателя с противолежащими цилиндрами имеет всего четыре кулачка и изготовлен из чугуна. Поверхность кулачков закалена т. в. ч.; толкатели стальные цементованные. В V-образном двигателе распределительный вал стальной и имеет цементованные кулачки и опорные шейки; толкатели чугуна ныс с отбеленной тарелкой.
Коленчатый вал двигателя с противолежащими цилиндрами стальной с шейками, поверхность которых закалена при нагреве т. в. ч. Коленчатый вал V-образи-ого двигателя литом из высокопрочного чугуна. Вкладыши коренных подшипников толстостенные, монометаллические, из антифрикционного алюминиевого сплава. Вкладыши шатунных подшипников тонкостенные, залитые свинцовистой бронзой.
В двигателе с противолежащими цилиндрами, как известно, силы инерции за исключением момента сил инерции второго порядка, имеющего очень незначительную величину, уравновешены полностью. В V-образном двигателе не уравновешен момент сил инерции первого порядка, который обязательно нужно уравновесить, так как он значителен по величине. Уравновешивание этого момента в двигателе выполнено с помощью дополнительного вала, вращающегося с числом оборотов коленчатого вала в обратном на
* Мощность двигателя с вентилятором.
правлении и имеющего на концах грузы. Этот вал расположен внутри распределительного и приводится во вращение шестерней, напрессованной на коленчатый вал.
Шатуны в обоих двигателях разные. В двигателе с противолежащими цилиндрами из-за необходимости иметь минимальную габаритную ширину болт нижней головки шатуна ввернут со стороны поршня, а резьба сделана в теле крышки шатуна. Шатун V-образно. го двигателя имеет обычную конструкцию.
Охлаждение у обоих двигателей воздушное, по выполнено по принципиально разным схемам. В двигателе с противолежащими цилиндрами применена система охлаждения под давлением, которое создается центробежным вентилятором, установленным на валу генератора и приводимым клиновым ремнем от коленчатого вала с передаточным числом 1,95: 1. В кожухе вентилятора установлены разделители «воздушного потока, обеспечивающие равномерный обдув каждого из рядов цилиндров и головок. В потоке воздуха, охлаждающего пра/вый ряд цилиндров, находится масляный радиатор. Цилиндры и головки окружены штампованными кожухами (дефлекторами). С помощью этих кожухов достигается правильное обтекание цилиндров >и головок охлаждающим воздухом и получение равномерного распределения температуры. Нагретый воздух выходит из дефлекторного кожуха вниз и может быть с помощью заслонок, управляемых с места водителя, направлен назад в окружающую среду или вперед для отопления кузова. Выпускные патрубки в головке цилиндров у обоих двигателей направлены вперед и назад и не заключены в дефлекторные кожухи, что уменьшает возможность подачи для отопления воздуха, загрязненного отработавшими газами *.
На V-образном двигателе 'применена система охлаждения, работающая под разрежением. Разрежение создается осевым вентилятором, расположенным между рядами цилиндров и направленным назад по ходу автомобиля. Рабочее колесо вентилятора устано«влено на валу генератора, который, в свою очередь, укреплен в ступице направляющего аппарата вентилятора. Воздух просасывается через оребренные поверхности цилиндров и головок, а также через масляный радиатор, расположенный между рядами цилиндров (спереди), и удаляется через вентилятор и отверстие в крышке отделения для двигателя.
Натяжение ремня в двигателе с противолежащими цилиндрами производится с помощью набора шайб, расположенных между половинами шкива на генераторе. В V-образиэм двигателе натяжение ремня осуществляется поворотом эксцентричного корпуса направляющего аппарата вентилятора.
Оба двигателя имеют терморегулирующее устройство для поддержания нормального теплового состояния при работе в зимних условиях. В двигателе с противолежащими цилиндрами подача ох-
1 Отопление горячим воздухом, выходящим из системы охлаждения, предусматривалось только для автомобиля, имеющего двигатель с противолежащими цилиндрами.
лаждаюшего воздуха уменьшается перемещением дроссельного кольца, суживающего проходное сечение на входе в вентилятор. Дроссельное кольцо перемещается с помощью термостата через систему рычагов и тяг, расположенных в потоке охлаждающего воздуха, выходящего из левого ряда цилиндров.
У V-образного двигателя термостат расположен на выходе из вентилятора. Термостат, в зависимости от температуры выходящего из системы охлаждения воздуха, поворачивает заслонку и направляет нагретый воздух в окружающую атмосферу или же осуществляет замкнутую циркуляцию охлаждающего воздуха в отделении для двигателя.
Воздух Для питания и охлаждения двигателя в обоих случаях поступает в отделение для двигателя через окна в боковинах задней части кузова.
Количество воздуха, подаваемого вентилятором при 4000 об/мин коленчатого вала для V-образиого двигателя и для двигателя с противолежащими цилиндрами, составляет 0,5 м3/сек и расход мощности на привод вентилятора при этом равен около 2 л. с.
Система смазки двигателей комбинированная. Двигатель с противолежащими цилиндрами имеет сменный фильтр танкой очистки масла, а V-образный— механическую центрифугу, расположенную на переднем конце коленчатого вала в шкиве.
Особенности конструкции двигателей некоторых других автомобилей. Для конструкций, менее распространенных чем описанные выше (двигатели автомобилей ПСУ Принц, Штейер Пух, Гогго-мобиль. DMB 600 и др.), ограничимся описашием их характерных особенностей.
Параметры этих двигателей можно найти ib табл. 3.
Двигатель автомобиля Ллойд 600 (фиг. 72) двухцилиндровый, рядный, типа Твин с воздушным охлаждением, расположен поперек автомобиля в передней его части Цилиндры установлены наклонно под углом 40° к вертикали.
Распределительный вал расположен на головках цилиндров, приводится цепью от коленчатого вала и действует на клапаны через коромысла. Подшипники коленчатого нала (коренные и шатунные) являются подшипниками качения.
Вследствие неуравновешенности двигателя особое внимание при конструировании было уделено его установке на автомобиль. На фиг. 73 показаны детали этой подвески. Эластичные резиновые подушки позволяют двигателю совершать большие колебания без передачи их на автомобиль.
Па автомобилях БМВ 600 и ПСУ Принц установлены мотоциклетные двигатели, приспособленные для работы на микроавтомобилях.
Двигатель БМВ 600 (фиг. 74) отличается от мотоциклетной модификации меньшей степенью форсировки (19,5 л с. вместо 27 л. с.) и характеристикой протекания кривой крутящего момента. Принудительный обдув двигателя создается центробежным вентилятором, расположенным на роторе дниастартсра, обеспечивающего пуск
двигателя и зарядку аккумуляторной батареи. Карбюратор автомобильного типа, горизонтальный. В этом исполнении двигатель обеспечивает автомобилю хорошие динамические качества, экономим-
Фиг. 72. Продольный и поперечный разрезы двигателя автомобиля Ллойд G00.
ность, удовлетворительную комфортабельность и может служить примером удачной переделки мотоциклетного двигателя в автомо-
Фиг.- 73 Конструкция узла крепления силового агрегата автомобиля Ллойд 600.
бильный.
Двигатель автомобиля НСУ Принц (см. фиг. 20) двухцилиндровый типа Твин с воздушным охлаждением и наклонными цилиндрами, устанавливается, как и двигатель автомобиля Ллойд 600, поперек автомобиля. Вентилятор системы охлаждения установлен на коленчатом валу; на другом конце вала находится династартер. Характерным для
этого двигателя, еак и для мотоциклетного двигателя МАКС, является кривошипный механизм привода распределитель
ного вала, расположенного на головках цилиндров.
Двухцилиндровый двигатель автомобиля Штойер Пух (фиг. 75) с противолежащими цилиндрами и с рабочим объемом 493 си3 устанавливается на автомобиле Фиат 500, который выпускается в Ав-
стрии по итальянской лицензии. При рабочем объеме, почти равном рабочему объему двигателя автомобиля Фиат 500 (479 си3), этот
S
двигатель более короткоходный (отношение — 0,92 вместо 1,06 у
Фиг. 75. Двигатель автомобиля Штейер Пух в разрезе.
автомобиля Фиат 500). Несмотря на увеличение числа оборотов при максимальной мощности до 4600 в минуту, средняя скорость поршня у этого двигателя не повысилась (9,85 м/сек вместо 9,92 м/сек у автомобиля Фиат 500).
Оригинальным в этом двигателе является также привод к кла
панам, позволивший при нижнем расположении распределительною вала расположить клапаны в вертикальной плоскости (для улучшения обтекания головки воздушным потоком) и сделать полусферическую камеру сгорания с относительно простыми по конструкции коромыслами. Достигается это с помощью специальных угловьп рычагов, н<! одно плечо которых действует кулачок, а в другое упирается наконечник штанги.
Для уменьшения размера от оси коленчатого вала до нижней точки масляного поддона крышки шатуна укреплены болтами, ввер-
Фиг 76 Общин вид силового агрегата автомобилей Гоггомо би.чь 600 и 700.
нутыми в пих со стороны поршня, что даст возможность поднять распределительный вал, вследствие чего также несколько уменьшается габаритная ширина двигателя.
Двухцилиндровый, с воздушным охлаждением, двигатель автомобиля Гоггомобиль Т 700 (фиг. 76) с противолежащими цилиндрами и рабочим объемом 688 aw3 развивает мощность 30 л. с. при 4900 об/мин. Максимальный крутящий момент равен 5 кгм при 3”)00 об/мин. Эти параметры свидетельствуют о высоком степени форсирования двигателя. Коленчатый и распределительный валы вращаются в подшипниках скольжения. Охлаждение осуществляется центробежным вентилятором, находящимся на переднем конце коленчатого вала, па котором также установлен династартер Двигатель сконструирован применительно к установке его в передней части автомобиля и объединен в одни блок со сцепленном и коробкой передач.
На автомобиле Веспа установлен двухтактный двигатель (фиг. 77) типа Твин с рабочим объемом 393 см . развивающий мощность 14 л. с. при 4350 об/мин. Двигатель снабжен специальным вентилятором, приводимым во вращение с помощью ремня. Все детали вентилятора штампованные.
Фиг. 77. Двигатель автомобиля Веспа
В этом двигателе оригинальна схема газораспределения. Карбюратор расположен внизу двигателя, непосредственно на картере, поэтому можно нс устанавливать топливного насоса и ввести в отличие от других двухтактных двигателей механизм, улучшающий управление впуском рабочей смеси. Этот механизм создается скосами и срезами на шеках коленчатого вала, которые служат вращающимся золотником. По данным фирмы, такая конструкция обеспечивает хорошее направление потоков газо-воздушной смеси, смазывающей коленчатый вал и зеркало цилиндра, что позволило уменьшить содержание масла в бензине до 2%.
На автомобиле Трабант установлен двухцилиндровый двухтактный двигатель (фиг. 78) типа Твин с воздушным охлаждением. При рабочем объеме 500 см3 двигатель развивает мощность 18 л. с. при 3750 об/мин (D1N). Двигатель длинноходный (диаметр цилиндра 138
66 мм, ход поршня 73 льи) с кривошипно-камерной продувкой. На коленчатом валу установлены диски специальной формы, которые
Фяг. 78. Двигатель автомобиля Трабант.
должны, как и в двигателе Веспа, улучшить смесеобразование и смазку. Однако, несмотря на это, содержание масла в бензине рекомендовано фирмой в пределах 4%.
ТРАНСМИССИИ
СЦЕПЛЕНИЯ
На микроавтомобилях применяются сцепления трех типов: однодисковое сухое, дзухдискоьэе сухое, многодисковое, работающее в масле. Последние два типа сцеплений применяются в тех случаях, когда па автомобили устанавливают мотоциклетные или переделанные из мотоциклетных силовые агрегаты.
Наряду с обычными конструкциями на микрзавтомобилях начинают применять сцепления автоматического или полуавтоматического типа, облегчающие управление автомобилем.
Стремление автоматизировать управление сцеплением объясняется широким распространением движущихся в общем транс портном потоке микроавтомобилен, при движении которых из-за малой мощности двигателя требуется частое переключение передач
При автоматическом сцеплении полностью исключается участие водителя в процессе включения и выключения сцепления при трогании с места, переключении передач и остановке. Автомобиль, снабженный таким механизмом, имеет только две педали — управления подачей! топлива и тормозами.
При полуавтоматическом сцеплении для трогания автомобиля с места и остановки его нет необходимости управлять сцеплением, но при переключении передач требуется вмешательство водителя, и для этого сохраняется педаль управления сцеплением. Не случайно, что сцепления этих типов применяются на самых дешевых массовых автомобилях в виде стандартного оборудования (автомобиль Ситроен 2CV, выпускаемый в Англин по лицензии , БВЧ Изетта, ДКВ и т. д.) или оборудования, устанавливаемого по желанию (автомобиль Рено Дофин).
Следует отметить, что, кроме облегчения вождения и тем самым уменьшения утомляемости водителя, автоматические и полуавтоматические сцепления предотвращают удары в трансмиссии при трогании автомобиля с места или при неумелом переключении передач.
Автоматические сцепления должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Выключаться при работе двигателя па холостом ходу.
2. Включаться тем быстрее, чем больше скорость перемощения педали подачи топлива, т. с. чем резче будет нажата педаль 140
Фиг. 79 Конструкция сцепления автомобиля Ситроен 2CV.
3. Обеспечивать возможность торможения двигателем и пуск двигателя при буксировании автомобиля.
4. Работать без пробуксовки, на любых режимах работы двигателя и на любых передачах.
Наиболее простым является автоматическое центробежное сцепление (фиг. 79), установленное на четырехместном автомобиле Ситроен 2CV с двигателем, имеющим рабочий объем 425 с.и3. В результате применения автоматического сцепления облегчается езда на этом автомобиле в городе, так как двигатель не может остановиться при движении на высших передачах с малой скоростью. Можно, резко затормозив, остановить автомобиль с певыключенным сцеплением н начать движение опять на этой же передаче, используя только педали управления подачей топлива и тормозами. Сцепление состоит из автоматического центробежного сцепления и стандартного одиоднекового, с ножным или вакуумным приводом. Оба сцепления поставлены последовательно.
На коленчатом валу 3 установлен маховик 4, на котором приклепаны подвижные колодки 2. Ведомый барабан 1 центробежного сцепления имеет беговую поверхность 5, на которую нажимают колодки 2. Стандартное сцепление состоит из ведомого диска 6, нажимного диска и опорной поверхности на барабане. Первичный вал 7 коробки передач сцепляется с диском 6.
Колодки центробежного сцепления представляют собой криволинейные пружинящие пластины с приклепанными к ним грузиками; к грузикам приклеены фрикционные накладки. Когда
двигатель и ведущий барабан сцепления начнут вращаться с числом оборотов большим, чем 820 в минуту, грузики отходят наружу под действием центробежной силы, прижимая накладки к ведомому барабану. При 1200 об/мин сцепление полностью включается и может передать крутящий момент, равный 2.5 кгм.
Стандартное сцепление выключают в момент выключения передачи или при быстром включении ее, так как центробежное сцепление не мгновенно отключает двигатель и в течение некоторого времени «ведет» при числе оборотов, превышающих 820 в минуту.
Таким образом, дополнительно к центробежному сцеплению приходится пользоваться обычным, но включать и выключать это сцеп-111
ление можно не плавно. В этом случае сохраняется обычная педаль управления. К ней может быть добавлен простейший вакуумный механизм, устраняющий необходимость выключать сцепление на жатием на педаль (фиг. 80).
Рычаг 6 переключения передач при выходе из нейтрального положения, поднимая шток-клапан 7, соединяет полость впускной трубы 3 с сервоцилиндром 5. Под действием создающегося разрежения сцепление выключается. При включении передачи сцепление включается вследствие сообщения полости сервоцнлппдра с атмосферой При наличии центробежного механизма для обеспечения плавности
Фиг. 80 Схема автоматического управления сцеплением для сличая, когда имеется центробежное сцепление (применительно к автомобилю Ситроен 2CV):
/—клапан двойного действия; 2—кран; 3 — впускная труба; 4—привод управления сцеплением; 5—сервоцилнндр; 6—рычаг переключения передач; 7—шток-клапан с шариком.
включения сцепления не нужны следящие устройства, что значительно упрощает и удешевляет «всю установку.
Сцепления этого типа удовлетворяют пп. 1 и 2 указанных выше требований и частично п. 3, так как осуществить пуск двигателя при буксирования автомобиля в этом случае невозможно, хотя подтормаживание двигателем происходит примерно до скорости 20 км{час.
Испытания, проведенные в СССР, показали, что сцепление этого типа работает вполне надежно; однако введение в него устройств, блокирующих центробежное сцепление, значительно его усложняет.
Фирма Ферлек разработала и автоматическое электромагнитное сцепление (фиг. 81), устанавливаемое на автомобилях Рено Дофин за добавочную плату.
Принцип действия сцепления Ферлек заключается в том, что сила давления пружин заменена силами электромагнитного притяжения. В маховике / расположена обмотка возбуждения электромагнита, непосредственно рядом с маховиком — якорь 2. Обмотка воз-142
маховиком осуществляется
Фиг. 81. Конструкция электромагнитного сцепления Ферлек
Суждения и якорь связаны с помощью трех пластинчатых пружин, допускающих осевое перемещение якоря 2 относительно маховика. Якорь отжимается от маховика цилиндрическими пружинами. Упорный диск 3 крепится к маховику 1, а нажимной диск 4— к якорю. Регулировка зазора между якорем и специальными .прокладками. На нажимном диске 4 расположены контактные кольца, по которым скользят две угольные щетки. Ток от колец поступает в обмотку возбуждения. Ведомый диск 5 изготовлен из металлокерамического материала на бронзовой основе и снабжен гасителем крутильных колебаний.
Схема управления сцсплснщ м показана на фиг. 82. При установившемся движении ток в обмотку сцепления подается от генератора 15, через переключатель 14, реостат // или 8, сопротивление 12, реле 1, переключатель 6, щетки 18 и 19. Переключатель 14 связан с рычагом переключения передач. При включении первой передачи или заднего хода ток идет через реостат 8, а нрп включении второй и третьей передач— через реостат 11. Это сделано для того, чтобы при включении первой передачи и заднего хода сцепление могло передать меньший крутящий момент, тем самым предохраняя двигатель от остановки в момент трогания, автомобиля с места.
Величина сопротивления реоста-
та зависит от положения дроссельной заслонки карбюратора 9.
Размыкание цепи тока, идущего от генератора, производится рычагом переключения передач. Движением рычага 13 замыкается переключатель, вследствие чего ток, идущий через реле 1, выключает цепь питания обмотки 5 возбуждения. Когда двигатель работает на холостом ходу, ток настолько мал, что не может обеспечить передачу крутящего момента, и сцепление даже не включается.
С увеличением числа оборотов ток возрастает, и сцепление плавно включается. При дальнейшем открытии дросселя постепенно выводятся ступени реостата, ток растет и увеличивается крутящий момент, передаваемый сцеплением.
Так как обмотка возбуждения питается током генератора, то возможно торможение двигателем почти до полной остановки. Для пуска двигателя при буксировании автомобиля генератор отклю-
чается, и ток идет от аккумуляторной батареи; после пуска двигателя происходит обратное переключение. Потребный ток составляет 4,5—5 а при напряжении 6 в.
Таким образом, электромагнитное сцепление Ферлек полностью отвечает всем требованиям, которые предъявляются к конструкции «идеального» автоматического сцепления. Недостатки этого сцепления заключаются в расходовании тока при холостых числах оборотов, наличии большего количества контактов, могущих выйти из строя, ограничения в передаче крутящего момента па первой пере-
Фиг. 82 Электрическая схема управления электромагнитным сцеплением Ферлек:
1—111. 3.x— соответствующие передачи; /—репе; 2—катушка зажигания;
3—замок зажигания; 4—аккумуляторная батарея. 5—обмотка возбуждения. 6—двухнознциониый переключатель; 7—постоянное сопротивление, в—реостат первой передачи и заднего хода; 9— карбюратор. 10—контакт, закорачивающий сопротивление; //—реостат второй и третьей передач /2—регулируемое сопротивление, /3—рычаг переключения передач с контактным устройством; /'/—переключатель, связанный с рычагом переключения передач; /5—генератор. 16—реле-регулятор; /7—сигнальная лампа, /3 н 19—угольные щетки.
даче величиной, примерно на 35% меньшей по сравнению с передаваемым моментом при обычном сцеплении.
Испытания этого сцепления в НАМИ показали, что оно достаточно надежно работает, но передачи включаются не плавно, а с небольшим толчком. Одновременно подтвердились рекомендации фирмы о необходимости проверки электроприборов через каждые 10 000 км пробега.
На английском автомобиле малого класса Стандарт-10 применяется обычное центробежное сцепление с дополнительным управлением при помощи вакуумного сервомеханизма. В такой комбинации сцепление становится полностью автоматическим, отвечающим всем перечисленным выше требованиям, за исключением требования пуска двигателя при буксировании автомобиля.
Принцип действия такого управления заключается в следующем. На рычаг выключения сцепления воздействует вакуум-цилиндр 9 (фиг. 83), приводимый р действие через специальный контрольноклапанный блоц 8 с соленоидным управлением. До 800 об/мин центробежное сцепление выключено. С повышением числа оборотов сцепление плавно включается. При переключении передач кнопка-контакт 3, расположенная на головке рычага переключается, соединяет соленоид 2 контрольно-клапанного блока с генератором /. При этом сердечник втягивается в соленоид и, перемещая центральный клапан, подводит к рабочему цилиндру разрежение. Поршень, перемещаясь, выключает сцепление.
Фиг. 83. Схема механизма автоматического управления сцеплением: /—ге «оратор; 2—соленоид; 3—кнопка на рычаге переключения; 4—яедаль подачи топлива; 5—вакуум-ресивер, 6—впускной трубопровод; 7—обратный клапан; 8—контрол ьно-клапапный блок, 9— вакуум-цилиндр выключения сцепления; 10—кнопка воздушной заслонки.
Переключив передачу, водитель отпускает рычаг, тем самым выключая ток; клапан пропускает воздух в вакуум-цилиндр 9, и сцепление медленно включается. Ускорение включения сцепления происходит при дальнейшем нажатии на педаль 4 подачи топлива. При этом приоткрывается еще один клапан, и воздух начинает быстрее поступать в рабочий цилиндр.
Для того чтобы тронуть автомобиль с места, нужно отпустить кнопку рычага переключения и нажать на педаль подачи топлива; для выключения сцепления нужно только прекратить подачу топлива.
Сцепление этого типа работает очень хорошо, но с применением центробежного механизма. В настоящее время в СССР ведутся работы по созданию подобного автоматического механизма, но действующего без центробежного сцепления и свободного от его основного недостатка — невозможности осуществить пуск при буксировании автомобиля.
10 Зак 656 145
В ФРГ создало автоматическое сцепление Саксомат, близкое по своей схеме к английском}' сцеплению Ньютон драйв. Оно состоит из центробежного сцепления, вакуумной диафрагмы для выключения и клапана управления с электроприводом Это сцепление снабжено автоматическим блокирующим механизмом для торможения двигателем на стоянке и для пуска двигателя при буксировании автомобиля. Применяется такое сцепление па ряде автомобилей малого класса по желанию покупателя автомобиля (ДКБ, Форд, Тау-яус и др.).
Общим недостатком всех описанных сцеплений является их чувствительность к колебаниям чисел оборотов холостого хода.
Гидромуфты и гидротрансформаторы на автомобилях малого класса и особенно на микроавтомобилях не находят применения ввиду сложности, дороговизны и неэкономичности работы автомобилей с подобными механизмами. Кроме того, ввиду малой мощности двигателей динамические качества таких автомобилей резко ухудшаются.
КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ И ГЛАВНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Особенности коробок передач микроавтомобилен. Коробки передач микроавтомобнлей, как правило, принципиально отличаются от коробок передач автомобилей более высоких классов. Это отличие заключается в отсутствии прямой передачи и наличия обычно только двух валов вместо трех. Эта особенность коробок передач у микроавтомобнлей определяется объединением коробки передач и главной передачи вне зависимости от того, какие колеса являются ведущими — передние или задние. Оба вала коробки передач располагаются один под другим, причем нижний приводит в действие главную передачу, расположенную между картером коробки и картером сцепления.
Такая конструкция, обеспечивая компактность агрегата и незначительный вес, обладает одним существенным недостатком. Каждую ступень передачи образует только одна пара шестерен, а не две пары, как в обычных коробках. Передаточное число одной пары шестерен, конечно, ограничено. Максимальное передаточное число на первой передаче определяется минимально допустимым числом зубьев на ведущей шестерне и межосезым расстоянием. Межосевое расстояние, в свою очередь, зависит от допустимого дорожного просвета.
Число зубьев ведущей шестерни доводят до девяти, но при этом ее приходится делать как одно целое с валом, что усложняет н удорожает ремонт. А передаточное число все же нельзя поднять <выше 3,5-4,5.
В случае применения двухвальных схем коробок передач приходится решать еще одну грудную задачу — обеспечить достаточную прочность валов и их малые деформации, учитывая, что коробка передач состоит из цепочки пар шестерен, расположенных в один ряд, причем, по меньшей мере, три передачи из четырех снабжены 146
синхронизаторами или, в редких случаях, механизмами для облегченного включения. Применение тех или других механизмов обязательно, так как при трогании автомобиля с места в незначительном запасе мощности двигателя уменьшение времени разгона достигается быстротой переключения передач.
Из-за малого запаса мощности двигателей микроавтомобнлей применяют четырехступенчатые коробки передач вместо трехступеи-чатых, используемых па легковых автомобилях большего размера.
По этим же соображениям приходится тщательно выбирать передаточные числа для всех передач При конструировании автомобилей .высших классов, как правило, часто стремятся подобрать эти числа по закону геометрической прогрессии. Однако на автомоби лях малого класса отношение между передаточными числами третьей и четвертой передач делается, как правило, самым меньшим. У микроавтомобнлей оно составляет 1,5—1,31 (в среднем 1,42), у малолитражных 1,61 —1,41 (в среднем 1,49).
Отношение между передаточными числами второй и третьей передач больше. У микроавтомобилен это отношение составляет 1,76— 1,52 (в среднем 1,64), у малолитражных автомобилей 1,68—1,49 (в среднем 1,61).
Наконец, отношение передаточных чисел первой и второй передач у микроавтомобнлей составляет 2,07—1.59 (в среднем 1,86), а у малолитражных автомобилей 1,78—1,53 (в среднем 1,65).
Передаточные числа и отноню<Ш1я между ними приведены в табл. 13, 14 и 15.
Для опенки подобранных передаточных чисел введен условный показатель — отношение радиуса качения шин к суммарному передаточному числу на высшей передаче. Этот показатель является частью уравнения, определяющего удельное тяговое усилие на колесах. Наименьшая величина этого отношения для мотоколясок составляет 35,8 (Цюндап Янус) и наибольшее 47,5 (Петит); для микроавтомобилей эти величины равны соответственно 46 (Гоггомобиль Т600) и 59 (ДАФ), а для малолитражных автомобилей 60 (Остин А-40) п 85,5 (Фольксваген). Таким образом, чем ниже крутящий момент двигателя, тем меньше эта условная величина.
Как Biijftio из табл 14, передаточные отношения коробки передач автомобиля Фиат 600 не укладываются в ряд геометрической прогрессии. В действительности соотношения передаточных чисел в этой коробке равны 1.65; 1,54 и 1.49. Подобное отклонение от геометрической прогрессии имеется и в других коробках. Такое отклонение объясняется тем, что если для наиболее часто применяемых передач (в данном случае четвертой и третьей) при переходе с низшей на высшую потребуется длительное время для ра гона, то в условиях городского движения или горных дорог водитель нс сможет пользоваться высшей передачей, так как у него не будет ни необходимого пути, ни времени для разгона Движение при наличии часто встречающихся препятствий будет происходить на третьей передаче, что приведет к перерасходу топлива и к понижению средних скоростей движения. В связи с этим, чем меньше мощность дви-1G* 147
00
Передаточные числа коробок передач и главных передач мотоколясок
Таблица 13
Передаточные числа СЗА , Мессершмит КР 200 Бонд Ми-ннкар С Изетта Фульдо-мобиль NUF 200 БМВ Изетта Фриски АС Петит Марк П Гогго-мобнль Т300 Цюндап Янус
‘1 4,32 1 3,62 3,25 4,42 4,89 10,05 3,06 3,91 6.0 4,16
'11 2,24 1,85 > 1.7 2,55 2,60 5,17 1,9 1,8 3,2 2,1
'111 1,40 1,24 1,0 1,54 1,57 3,54 1,325 1 2,09 1,33
‘IV .• 1. 1,00 2,08 • 0,86 2,31 • 2,2 1.0 . \17 3,15 2,70 2,31 1 5,28 4,85 1,48 3,438 1,0 2,69
1 '11 1,93 1,95 1.91 1,74 1,88 1,94 1,61 2,12 1,88 2,08
'11 '111 1,6 1,49 1,7 1,65 1,66 1,46 1,43 1,84 1,525 1,575
'll. '1V 1.4 1,44 — 1,54 •— 1.3 1,325 мм 1.415 1,33
Отношение радиуса качения к суммарному передаточному числу на вь.с- - ГК шеи передаче . . . (сум 41,8 47 42 39,8 37 41.3 47,5 42,5 35,8
• Коробка пер яг/13/ II 'Il 'Ill IIV «0 «I 'П «II 'ill 'HI «IV Отношение радиуса качения к суммлр* ному передаточному числу на ныс-и Гк titl-fli ПрпЛПлагА Передаточные ,числа Продолжение табл. 14 11 ••••••• '11 '111 'IV *о '11 '11 Г? 'Ill 'IV Отношение радиуса качения к суммарному передаточному числу на высшей пере Гк даче ”.... 1сум Передаточные числа Передаточные числа коробок передач и главных передач Таблица 14 мнкроавтомобилей
Q J3 ЬЭ £ X Ъ X О -о о 2 п S X СП — " — СПО— — СО to . . . . . . . . . & СП 00 О. ояю СО СЛ CD NO NO СО 4х 4ь 4b. БМВ 600 £Л — — — ел О — КЗ JO - 4ь 'cD Oi — tO GJ ’O CO to Cn cn *4 NO tO tO CO СП ЗАЗ-965
S l_ 1 1 -”l 1 ДАФ*
cn — to 4ь О — CO Веспа 400
01 w— — _ -T4 co ’-4 - "° я» ел <D co - gj oo — cn cn II X -t* cn Майко 500 . 1 О 0 4b | CO СП *0 СП СЛ CD 4b О co -4 СП
СЛ — — — cd 0 — to co -W 4b \n ’cn ’00 ”jJ Ъ NO СЛ to to to to *4 О CD -4 СП СП О *4 to Фиат 500
Cl — to 4b — — co -P | CD CD Г1 Ъ DO ^-4 CD 00 tn — «О CD СП 4b Рено 4CV
СП — — — CD О — to СО 1 . . ...... • 4ь CD -4 — 00 CO — -4 CD CD 00 — 4ь CO C CO CO Ш-ейер 500
CD —tO 4b — — NO 1 - | - • CO - 1 -JO CO 1 О 00 CO GJ -'J -4 СП *-4 СП Рено Дофин
Cn — — NO CO — — CO JD .° 'so CD О ’(Я *4ь ’<O ’tO -D to — —4 -4 03 -4 CO GJ CO Ситроен 2 CV
— — — GJ — — to CO CT> ... ... 4b 4b СП CD -J 4b — CD — 4ь О СП — Oo СП Моррис Минн Минор
сл — — “ Г 7 ? 4b Cn ’oo 4b О 4b to — 4b - CD M - О - - 4b НСУПринц
СП О — to GJ 5ь 7* 7" 'cOOOto”:D СО . 4ь Сп CD -4 tO СО Л 00 4ь CO 4ь СП СП CD GJ СП СЛ Фиат 600
cn •— J-* 7“ J4-5 P1 *4b ’tn tO OO О CD CO CD О to CH to -4 CO 4b co 00 CD Ллойд Александр
СП — • — 4b — — to 4b ’4 00 ~4 to 0 "cn co 0 CD M CD — CO tO 00 OO Трабант
— to 4b — to 4b 5” 1 CJ О СП 1 GJ СЛ GO *4 4b — CO 00 On Ллойд Lp 600
4*. — — — СП — — to 4b 7^ co -4 ’<£5 4b CO to -4b. О CO — -4 CO CO-O 00 Гоггомо-биль Т600
cn “ - OJ . 7- “ У* Го oo 00 1 CO — CO w 4b CO 00 О CO Чемпион 400
4b — — — cn “ “ to 4b О _ . - ... - CO ~4 О О CO to £ 00 CO — - 1 CO ' CD Гоггомо-бнль Т70 0
Передаточные числа коробок передач и главных передач малолитражных автомобилей
jdAg л<!ед 3,273 СО ОС CD CD СЧ СО CD IQ Ю СО CD СО — СО О оо Ю cQ хг Ю СЧ — О Х? — — — CD
tfiiody ЕНКИЭ 3.69 Ш Г- т? ОО х? О X? Щ CD х? х? СЧ — — х? — — — LO CD
он-L’tfoMni 4,27 CD О СО х? IQ СО X? LO О Г- 1^ Ю Ш СО СЧ — — т? — — — U0 CD
001 I фетгод 1 4.00 _ - ь- — со ю — О Т Ю Ь CD CD СО DI — С хГ — — — со CD
4irauo 1.0 — — СО 00 О СЧ ОС сч cd с | о о сего — — со — — 1 £
, WZl ЭЛhKht 1 1 3,6 , сП — -г о -у г- -у х? X? СЧ — — т? — —- — <D* CD
oz-ii 3.44 О'. со о tD | СО О CD —* — СО* СЧ* —* 1 -- ID
ov-v иплэо 3.63 ь- — ю со оо — СО xr 1-" 1Q CD т О - - - . - со СЧ — — т — — —
налез -□МЧИ'Оф 3.60 S- Ю со оо CD CD ю О Cl 00 X? t- CD CH . - - - . - . 1-0 M — о XT — — — co
• A *5 о T 2 » * и — СЧ СЧ t'- Г- со со Т »О CD iQ CD iH . . x? О - • • — СО СО СЧ • - т? — — • со СОТ''^~--СЧСЧ -т СО Ю Г- С | О lx. | СО — — •’Г СЧ — CD
«Моск» вич-401» со -у ’Т со -г Ю 1-^ О | — с Ь- со — — ю сч —• i 2- CD
Передаточные числа ° "W • nr? III ; "> h 0.1 Ab Hl, lb Gv Отношение радиуса качения к суммарному передаточному числу на высшей гк передаче-;— 1сум
• В знаменателе приведены данные по четырехступенчатой коробке передач, поставленной на производство в январе 1960 г.
гателя, тем больше нужно сближать передаточные числа высших передач.
В коробке передач микроавтомобил’я ЗАЗ-965 «Запорожец» поэтому приняты отношения между передаточными числами 1,67; 1,65 и 1,45, iB то время как, исходя из геометрической прогрессии, отношение должно было бы иметь значение 1,585 для всех передач.
В связи с постоянным движением па пониженных передачах и в особенности ввиду того, что прямая передача отсутствует, шестерни изготовляют из высококачественных материалов. Широко применяют хромоникельмолибденовые (1,5% Сг, 1,0—1,1% Ni и 0,2% Мо) цементуемые стали. Гораздо реже используют хромистые, цнаниру-<емыс стали типа 35Х.
Представляет интерес сравнение предела прочности на изгиб зубьев шестерен и удельные давления на них на различных передачах некоторых коробок передач, в том числе и малолитражных. Эти величины были подсчитаны для 3—4-ступенчатых коробок передач автомобилей «Москвич-407», Фиат 600 и ЗАЗ-965 «Запорожец» /табл. 16.).
Таблица 16
Предел прочности на изгиб зубьев шсстер°н и удельное давление на них на р пличных передних коробки передач
Автомобиль Напряжение на нзггб в кг/мм* Номинальное удельное давление в кг/ле.м2
I 11 111 IV 3. X 1 II in IV
«Москвич-407» 18 21 20 — 45 193 167 145 145
Фиат 600 33,6 15,7 11 8.25 48.8 166.5 115 92,5 84,4
ЗАЗ4 65 «Запорожец* 19,0 • 13,6 9.75 7.61 — 163 130 100 90
Как видно из табл. 16, по напряжению на изгиб зубья коробок микроавтомобиля на ходовых передачах нагружены меньше, чем <убья коробки передач автомобиля «Мэсквнч-407», причем на высших передачах величину напряжения уменьшают в связи с более продолжительным временем движения при их включении. Соответственно меньше и удельные давления.
Для изготовления шестерен наиболее употребительны модули 2,0—2,25, реже 2,5 с применением высотной коррекции зуба. Шестерни в большинстве коробок передач косозубыс (за исключением первой передачи и заднего хода) с углом винтовой линии, близким к 30°. Применяя высотную коррекцию, можно даже при малом числе зубьев (9 в коробке передач автомобиля Панар Дина) получить достаточно прочные шестерни, что подтверждают проведенные испытания.
В коробках передач широко применяют эвольвентные шлицы. В качестве упорных подшипников ведущей шестерни главной передачи используют как радиально-упорные шариковые подшипники, так и конические. Эти подшипники одновременно являются опорами нижнего вала коробки передач. Располагаются упорные подшипники около ведущей конической шестерни или с другого конца вала коробки передач.
Как уже было сказано выше, особое внимание уделено уменьшению прогиба валов коробки передач. При сравнительном расчете четырехступенчатой коробки передач автомобиля «Москв.ич-407», выполненной по обычной схеме, и четырехступенчатой коробки передач автомобиля Фиат 600 двухвальной конструкции оказалось, что прогиб ведущего вала коробки передач Фиат 600 все же почти на 45% превышает прогиб вторичного вала коробки передач автомобиля «Москвич-407». Для того чтобы уменьшить прогиб, или увеличивают диаметр валов за предел, требуемый по запасу прочности, или так располагают опоры между парами шестерен, чтобы расстояния между опорами были бы минимальными.
В коробке передач автомобиля Панар Дина установлены две пары шестерен с шевронными зубьями (фиг. 84). Шестерни этого типа еше больше повышают прочность и износостойкость всего агрегата. Шевронные зубья применяются в ней для привода промежуточного вала (постоянное зацепление) и для четвертой ускоряющей передачи. При наличии шевронных шестерен подшипники разгружаются от осевых усилий.
Картеры коробок передач делают из магниевых или из алюминиевых сплавов. Иногда их выполняют с вертикальным разъемом по осевой линии (фиг. 85). причем переходные стальные стаканы между обоймой подшипников и телом картеров не применяют.
Иногда неразъемные картеры отливают под давлением (автомобиль Фиат 600). Для осуществления такого технологического процесса картер автомобиля Фиат 600 был сконструирован в виде колоколообразной детали без передней торцовой стенки Опа заменена специальной съемной литой пластиной, крепящейся на болтах. Такая схема, облегчая технологический процесс литья, усложняет механическую обработку. На последующей модели коробки передач этого автомобиля конструкция была изменена, и съемная торцовая крышка заменена литой стенкой.
Картеры с вертикальным разъемом облегчают сборку узла, однако из-за сложности изготовления их нельзя рекомендовать для производства, хотя автомобиль массового производства Фольксваген имеет такой разъем.
Фирма БМВ сконструировала коробку передач с неразъемным картером (фиг. 86), надевающимся сразу на все подшипники.
Конструкция коробок передач. В коробке передач автомобиля Фиат 600 (фиг. 87) для уменьшения прогиба валов шестерни второй передачи размешены за пределами основного картера, что значительно сократило расстояние между подшипниками. Однако, как было сказано выше, все же прогиб значителен и достигает па ведо-152
мом валу 0,06 мм, а на ведущем 0,07 мм. Четвертая передача этой коробки — ускоряющая. Вторая, третья, четвертая передачи снабжены синхронизаторами. Ведущие шестерни первой, третьей и четвертой передач выполнены в одном блоке. Ведущая шестерня главной передачи изготовлена как одно целое с вторичным валом. Шестерни четвертой, третьей и второй передач находятся в постоянном зацеплении и вращаются на стальных (высокой твердости) втулках. Между шестернями четвертой и третьей передач расположен блок синхронизаторов, на котором находится скользящая шестерня первой передачи.
Втулки шестерни смазываются через каналы в теле шестерен во впадинах между зубьями.
Трехступенчатая коробка передач автомобиля Рено Дофин исполнена по такой же двухвальной схеме (фиг. 88). Валы имеют большой диаметр для уменьшения их прогиба. Па вторичном и первичном валах установлены конические роликоподшипники, причем на «вторичном валу применен двойной подшипник, воспринимающий осевые усилия в обоих направлениях. Толкающее усилие передается от колес на картер главной передачи через несущие кожухи полуосей, качающиеся на специальных шипах. Кожухи герметичны и напоминают ранее применявшиеся толкающие трубы карданных валов со штампованными шаровыми чашками.
Коробка передач автомобиля Ситроен 2CV четырехступепчатая, расположена в общем картере с главной передачей (фиг. 89). Шестерни трех передач снабжены синхронизаторами. Схема коробки передач о^гинальная. Несмотря на то, что внешне она напоминает двухвальную коробку, в ней расположены три вала, дающие возможность получить передаточные числа на различных ступенях почти так же, как в обычных коробках передач.
Высокое передаточное число первой передачи (6,71) получено вследствие передачи усилия по следующей цепи:
а) от первичного вала на блок шестерен промежуточного вала;
б) от блока шестерен через блок синхронизатора вторичного вала на вторичный вал;
в) от крайней шестерни вторичного вала на большую шестерню ведущего вала главной передачи.
Конструкция синхронизатора показана на фиг. 90. Для предотвращения деформации валов увеличен их диаметр и применены мощные подшипники.
В автомобиле Ситроен 2CV представляет интерес конструкция механизма переключения коробки передач. Для включения первой передачи водитель должен повернуть головку рычага влево и вытянуть рычаг на себя Включение второй передачи производится только движением рычага от водителя. Третью передачу после второй водитель включает простым движением рычага на себя; для включения четвертой передачи нужно повернуть головку рычага направо и передвинуть рычаг на себя.
Это приспособление облегчает езду на микроавтомобиле, так как от водителя не требуется особого внимания к процессу пере-
Фш 8b. Коробка передач автомобиля БМВ G00.
Фиг. 87. Коробка передач автомоГиля Фиат 600.
а—продольный н поперечный разрезы; б—установочные штифты для взаимного центрирования картера промежуточной пластины и задней к; ышки; в—стояночный тормоз, г—привод спидометр.1.
Фиг. WN Коробка передач автомобиля Рено Дофин.
Фиг. 89. Коробка передач автомобиля Ситроен 2CV
ключения. Конструкция механизма очень проста: это упор со специальными скосами, направляющими конец рычага в вилку нужной каретки переключения.
Фиг. 90 Конструкция синхронизатора коробки передач автомобиля Ситроен 2CV.
Коробка передач автомобиля Ллойд 600 (фиг. 91) двухвальная, без синхронизаторов. Коробки передач такого типа довольно ши-
Фиг. 91. Коробка передач автомобиля Ллойд 600.
роко распространены вследствие их простоты и дешевизны. Поперечное расположение двигателя позволило конические шестерни в главной передаче заменить цилиндрическими косозубыми.
Силовая передача автомобиля Моррис Мини Минор (фиг. 92) заслуживает особого внимания. Как уже говорилось в разделе компоновок, перся конструкторами стояла трудная задача — разместить поперек между передними ведущими и управляемыми колесами че-гырехцилппдровый двигатель с водяным охлаждением и радиатором и совместить по месторасположению с силовой передачей.
Для этого было принято решение — объединить в одном общем масляном блоке три картера — двигателя, коробки передач и главной передачи. Это дало возможность настолько сблизить все три
агрегата, что их размеры не вышли за пределы обычно принятых габаритных размеров, присущих конструкции с передним расположением двигателя.
Для уменьшения длины обычное сухое однодисковое сцепление было скомпоновано по принципу мотоциклетных. Нажимной и ведомый диски расположены не за маховиком, а между ним и последним подшипником коленчатого вала. На этой же шейке вала свободно сидит ведущая шестерня, передающая вращение от ведомого диска сцепления первичному валу коробки передач через промежуточную шестерню. Ведомый диск приклепан к ступице со
Фиг. 92. Трансмиссия автомобиля Моррис Мини Минор.
шлицами, с помощью которых он связан с ведущей шестерней. Косозубая шестерня привода первичного вала коробки передач насажена на его шлицованный конец. Схема коробки передач стандартная, трс.хвальная, с четырьмя передачами. Три шестерни четвертой, третьей и второй передач косозубые с синхронизаторами.
На выходном конце вторичного вала консольно сидит ведущая цилиндрическая шестерня главной передачи. Шестерни главной передачи бесшумные косозубые. Дифференциал с двумя сателлитами— конический. На коротких полуосях вне пределов картера расположены карданы с резиновыми втулками. Шипы крестовины карданов имеют форму обратного конуса п снабжены резиновыми втулками. Втулки зажаты с помощью штампованных обоим и хомутиков. Резиновые втулки не только облегчают уход за авюмо-билем, уменьшая количество точек смазки, ио и снижают те nail Зак 656 161
пряжения в трансмиссии, которые возникают при движении на поворотах на больших скоростях у автомобилей с передними ведущими колесами.
На автомобиле Гоггомобиль Т300 установлена коробка передач постоянного зацепления с электромагнитным переключением (фиг. 93 и 94). Через обычное сцепление и пару шестерен постоян-
Флг. 93. Схема коробки передач автомобиля Гоггомобиль Т300:
/—/V. L. R, //—клеммы и провода соответствующих передач; /—избиратель передач (ссединеи с ма со.1); 2—включатель заднего хода педаль сцепления; 4—провод управления нейтральным положением; 5—пговод у правления задним ходом; б—главный кабель; 7—вытяжная шпонка; 8—переключатель сцепления (контакты выключения); И—аккумуляторная батарея; 10—сцепление; //—катушка заднего хода.
ного зацепления вращение передается па ведущий вал. На нем сидят, свободно вращаясь на втулках, ведомые шестерни второй, третьей и четвертой передач. На валу, сцентрированном на малой ведущей шестерне, связанной со сцеплением, также свободно вращаются промежуточные шестерни этих же передач. Та или иная пара шестерен может быть соединена жестко с валами при помощи шариков-шпонок. принцип действия которых показан на фиг. 95. Специальный замыкатель выдвигает шарики наружу, запирая шестерни (включая их). Замыкатель перемещается вдоль оси при помошн соленоидного устройства (фиг. (G). Для того чтобы под влиянием центробежной силы не могло происходить само-162
включение передач, применяют специальные замки в виде иголок, удерживающих шарики от выскакивания. Замыкатель фиксируется обычным способом при помощи фиксаторных шариков и пружинок.
Избиратель передач расположен на щитке приборов. Он имеет четыре положения для выбора передач для движения вперед и
Фиг. 94 Коробка передач автомобиля Гоггомобиль ТЗО
I—IV— соответствующие передачи; /—сцепление; 2—коленчатый вал двиатсля, 3—иготкн шарикового приспособления ллч включения, 4—шестерня приводя зидпей оси; 5—блох шестерен заднего хода; б—катушка заднего хода; 7—избиратель передач, 8—замок зад ie-го хода (блокирован); Р—замок псрвой-чствертоП передач (блокирован); /0—катушка второй передачи; //—контакты (включены). /2—катушка первой передачи.
специальную кнопку включения передачи заднего хода. При нейтральном положении рычажка обеспечивается свободное качение автомобиля (см. фиг. 94). Задний ход может быть включен только при этом положении рычажка. Избирательное устроиство предусматривает возможность включения первой передачи только после того, как рычаг пройдет через нейтральное положение, что достигается легким нажатием на рычаг переключения. Остальные передачи могут быть включены в любом порядке с помощью специального замочного устройства механического типа Подвод электрического тока в цепь соленоида для выбора нужной передачи производится нажатием на педаль сцепления, снабженную 11* 161
выключателем линии, подводящей ток от аккумуляторной батареи. Таким образом, исключается возможность включения передач при невыключенном сцеплении. При 'выборе последующей передачи ранее поставленная передача выключается механическим путем, кулачками, управляемыми сердечниками включаемого и выключаемого соленоидов.
Фиг. 95. Включение шестерни при помощи шариков коробки передач автомобиля Гоггомобиль Т300:
/—шестерня первой передачи; 2— шестерня второй передачи (пключеип); 3—ша рик первой передачи (застопорен); 4—иголки; 5—шпоика-фкксатор.
На автомобиле Панар Дина установлена четырехступенчатая коробка передач (см. фиг. 84), объединенная в один блок с главной передачей. Однако в отличие от других подобных агрегатов главная передача находится за коробкой передач, поэтому удалось сохранить обычную трехвальную схему коробки передач.
ч’иг. УЬ. Нейтральное положение коробки передач автомобиля I огто мобиль T3Q0:
/—шестерня первой передачи. 2—шестерня второй передачи; <$—изоляция; 4— бронированный кожух; 5—привод.
Главная передача имеет двойную редукцию с помощью конических и цилиндрических косозубых шестерен.
Оригинальную схему силозой передачи имеет микроавтомобиль Д/\Ф (фиг. 97). В ней обычная коробка передач и дифференциал отсутствуют, а их функции выполняет бесступенчатая автоматическая клиноременная передача со шкивами переменного диаметра, обеспечивающая прогрессивное изменение передаточного числа в пределах 4,4—20.
Крутящий момент от двигателя через центробежную м^фту сцепления и короткий карданный вал 1 (фиг. 98) передается на ведущую коническую шестерню главной передачи, находящуюся в IS4
постоянном зацеплении с двумя коническими шестернями. Последние свободно вращаются на шариковых подшипниках, установленных в картере главной передачи, и могут соединяться с валом посредством кулачковой муфты 7, сидящей на шлицах вала. Ку-лучковой муфтой 7 водитель управляет с помощью ручного привода. В зависимости от того, с какой из конических шестерен соединяется кулачковая муфта, осуществляется движение вперед или назад.
Ведущие шкивы установлены на концах поперечного вала по обе стороны картера главной передачи. Посредством клинового ремня вращение перелается на соответствующие ведомые щкнвы, смонтированные на концах валов привода задних колес. Для обеспечения надлежащей боковой поверхности трения и большей гибкости ремни сделаны зубчатыми.
Ведущие и ведомые шкивы состоят из двух половин, одна из которых закреплена на валу неподвижно, а вторая может перемешаться относительно первой вдоль оси по шлицам 2, чем и достигается изменение эффективного диаметра шкива, а следовательно, и передаточного числа.
Передаточные числа клиноременной передачи изменяются ав
Фиг 97. Коробка передач автомобиля ДАФ
томатически в зависимости от со
вокупного действия следующих трех факторов.
1. Под влиянием центробеж-
ной силы грузы 3 расходятся, заставляя по мере увеличения чисел оборотов двигателя подвижную половину шкива приближаться к неподвижной 6 и осуществляя тем самым постепенное увеличение
эффективного диаметра ведущего шкива, а следовательно, и пере-
ход к повышенным передачам.
2. Под действием усилия натяжения ремня ведущий шкив стремится раздвинуться, чем обеспечивается пониженная передача, когда требуется повышение тягового усилия при увеличении сопротивления движению или преодоления подъема, но этому препятствует усилие нажимных пружин. До начала движения автомобиля эффективный диаметр ведущих шкивов меньше, чем ведомых.
3. Под действием разрежения в цилиндре, соединенном трубкой 4 со впускным трубопроводом, поршень 5 перемещается в цилиндре, изменяя положение подвижной половины шкива и уста-
навливая передаточное число, соответствующее величине открытия дроссельной заслонки.
Таким образом, передаточное число в силовой передаче устанавливается в зависимости от скорости автомобиля, нагрузки и положения дроссельной заслонки.
Фиг. 98. Устройство конической передачи и ведущего шкива коробки передач автомобиля ДАФ.
Центробежный и вакуумный регуляторы можно корректировать специальным устройством (фиг. 99), снабженным тремя клапанами 2, 6 и 7.
Фиг. 99. Схема i принцип действия корректирующего устройства трансмиссии автомобиля ДЛФ:
/—впускная трхба; 2. 6 н 7—клапаны. Л—главная передача; 4—ремни; 5—педаль подачи топлива.
Клапан 2 связан с педалью 5 подачи топлива. При открытии дроссельной заслонки даже наполовину (схема /) достигается дополнительный нажим на передвижную половину шкива и включается наивысшая передача, обеспечивающая низкие расходы топлива. При вытянутом положении кнопки клапана 7 (схема //) 166
и при положении дроссельной заслонки, соответствующем холостому ходу, передаточное число быстро увеличивается.
При нажатии на кнопку клапана 7 (схема ///) при полном открытии дроссельной заслонки первоначально устанавливается самая низшая передача, в то время как при положении заслонки, близком к холостому ходу, достигается возможность медленного маневрирования, а при легком нажатии па тормозную педаль, связанную с клапаном, обеспечивается торможение двигателем.
Трогание с места осуществляется автоматическим включением центробежного сцепления при самом низком передаточном числе силовой передачи. Так как передача является бесступенчатой, то отключить ее от двигателя необходимо только при остановке автомобиля с работающим двигателем. Благодаря этому упрощена конструкция сцепления. w
Конструкция сцепления аналогична конструкции сцепления автомобиля Ситроен 2CV (см. фиг. 79), но отличается от пего тем, чю имеет две ступени включения с различными колодками. Первая ступень включается при 1100 об/мин, а вторая при 22 об/мин, чем достигается плавность трогания с места в гору и мягкость включения сцепления.
При различном сопротивлении движению колес клнноремеппая передача служит самоблокирующимся дифференциалом. Клипо-ременная передача размещается под задним сиденьем автомобиля и, таким образом, не занимает полезного объема кузова. Для получения необходимого дорожного просвета и сохранения небольших размеров ведомых шкивов между ними и ведущими валами задних колес установлены редукторы. Гибкая клнноремеппая передача устраняет необходимость установки карданных соединений для ведущих колес с независимой подвеской.
К недостаткам силовой передачи автомобиля ДАФ следует, по-видимому, отнести относительную ненадежность и недолговечность ее, так как вода, грязь, песок, камни, попадая на ремень и шкивы, могут вызвать пробуксовку и разрывы ремней. Фирма отрицает эту возможность и указывает, что ремни изготовлены из периленовего корда, предотвращающего пробуксовку и увеличивающего срок службы ремней до 19—30 тыс. км.
Коробка передач советского микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» (фиг. 100) двухвального типа с тремя синхронизированными передачами. Первая передача и задний ход включаются при помощи передвижных кареток. Все детали нижнего вала стянуты при помощи ганки. Радиально-упорный подшипник расположен около консольной шестерни, что, в отличие от конструкции коробки передач автомобиля Фиат 600, делает всю систему еще более короткой и более жесткой и прочной. Поэтому прогиб вторичного вала не превышает 0.058 /г.ч, несмотря на значительное увеличение крутящего момента.
Конструкция синхронизатора выполнена по схеме синхронизатора последней модели четырехступепчатой коробки передач автомобиля «Москвич-407». Фиксирующие шарики с цилиндрическими
Фиг. 100 Коробка передач автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец».
пружинкам» заменены на штампованные сухари, распираемые двумя пружинящими кольцами большого диаметра. Штампованные сухари передают усилие на конусы синхронизаторов. Такие синхронизаторы значительно надежнее ранее применявшихся конструкций, проще и дешевле в изготовлении.
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧ К ВЕДУЩИМ КОЛЕСАМ
На микроавтомобнлях применяются две системы передач к ве-
дущим колесам в зависимости от расположения оси двигателя. При продольном расположении оси двигателя на автомобиле устанавливают обычную пару конических шестерен, причем ведущая
шестерня сидит на вторичном валу коробки передан (автомобили Фиат, Ситроен, БМВ и др.). При поперечном расположении оси двигателя вместо конических шестерен применяют обычные цилиндрические шестерни с косыми зубьями (автомобили «Плойд, НСУ Принц, Го1гомобиль и др ). При такой конструкции можно получить больший до-
Фиг. 101. Резиновая эластичная муфта полуоси автомобиля Фиат 600.
рожный просвет, что очень важно в случае применения шин малого размера. В обоих случаях устанавливают дифференциалы стандартного типа, обычно с двумя сателлитами.
Главная передача автомобиля Фиат 600 находится между коробкой передач и двигателем. Особенностью этой конструкции является дифференциал, внутри которого расположены шипы полукардана. На концы шипов, напрессованных на полуоси, надеты четырехугольные сухари в виде параллелепипедов, скользящие по пазам полуосевых шестерен. Установкой полукардана этого типа достигается исключительно малое расстояние (76 мм) между центрами качения полуосей, что значительно сокращает углы в кар
дане полуоси при подъеме колес.
На микроавтомобнлях устанавливают полуоси к ведущим колесам различной конструкции. Иногда их разгружают от передачи изгибающих и осевых усилии введением двух карданных шарниров с соединением при помощи скользящей шлицевой муфты или резиновых шарпиров, допускающих осевые перемещения.
На автомобилях Фиат 600 и 500 применены резиновые муфты с ограниченной степенью деформации (фиг. 101).
На модели Фиат 600 наружный диаметр муфты равен 70 мм и длина 44,5 jimi.
Толщина слоя зигзагообразной резиновой м^фты 3,2 — 4 ami. Слой резины не только смягчает толчки в трансмиссии, но и допускает незначительные перекосы в пределах до 1°. На модели Фиат 500 применена муфта меньшего размера. Ее наружный диаметр ра-
Фиг. 102. Резиновая муфта полуоси автомобиля БМВ 600.
вен 60 льч, ширина 32 льч, толщина слоя резины 4—5 лис Несмотря на то. что крутящий момент, передаваемый полуосями автомобиля Фиат 500, на высшей передаче на 40% меньше крутящего момента на автомобиле Фиат 600, муфта автомобиля Фиат 500 оказалась недостаточно падежной, и резиновый слой вышел из строя во время испытаний примерно через 18 тыс. км пробега.
На автомобиле БМВ 600 полуось вместо карданов снабжена двумя резиновыми муфтами (фиг. 102). Эти муфты установлены по две на каждую полуось и воспринимают крутящий момент, максимально закручиваясь на угол до 9°. Муфты имеют угол перекоса до 13° и допускают осевое перемещение до 6 мм. Подобные муфты применены з трансмиссии автомобиля повышенной проходимости «Москвич-410».
Полуоси других конструкций воспринимают изгибающий момент
и осевые усилия. Такие полуоси наиболее широко распространены.
Фиг. 103. Резиновая упругая муфта полуоси автомобиля Панар Дина.
В коробке передач автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец», как и в коробке передач автомобиля Фиат 6U0, усилия на полуоси передаются при помощи полукар даиов. находящихся внутри полуосевых шестерен. Специально проведенные испытания показали их высокую износостойкость по сравнению с обычными игольчатыми карданами. Кроме того, они позволяют получить малое
расстояние между центрами сочленений (всего 68 лги против 200—228 мм, необходимых в том случае, если применяются игольчатые карданы, расположенные снаружи картера).
Оригинально исполнены сальники полуосей, закрепленные ня качающихся полуосях и связанные с неподвижным картером с помощью резиновых чехлов. Эта конструкция значительно на-
дежнее вращающихся резиновых чехлов автомобиля Фиат 600, в которых возникают трещины и разрывы уже после 10—12 тыс. км пробега из-за больших деформаций, получающихся при качаниях полуосей.
На машинах с приводом на передние ведущие колеса в силовой передаче наблюдаются неприятные вибрации и толчки из-за неравномерности угловых скоростей вращения отдельных элементов карданной передачи полуосей. Особенно сильно это проявляется прп движении на крутых поворотах с малыми скоростями. Для ликвидации возможных последствий подобных внбрапий в полуось авто-
Фиг. 105. Характеристика м\фты полуоси и автомобиля Пенар Дииа.
Фиг. 104. Схема упругой муфты полуоси автомобиля Панар Дина.
мобиля Панар Дина введен мягкий гаситель крутильных колебаний, представляющий собой резиновую муфту (фиг. ЮЗ), которая допускает угловое закручивание ч>„асч = 27° при моменте Мрасч — кгм- На фиг. 104 показана схема этой муфты, па фиг. 105—характеристика ее. Подобное устройство применено на
полуосях грузового автомобиля Репо Эстафета.
На малолитражных автомобилях Вартбург (ГДР) и Голиаф (ФРГ) подобных гасителей не имеется. Во время испытаний у обоих автомобилей наблюдались поломки карданов ведущих колес. На передних ведущих колесах применяются карданные шарни-‘ ры разных конструкций.
На автомобиле Панар Дина установлен двойной кардан игольчатого типа (фиг. 103), а па автомобиле Моррис Мини Минор —
Фиг 106 Привод к передним ведущим колесам автомобиля Моррис Мини Минор
Фнг 107. Привод к передним ведущим колесам автомобиля Ситроен 2CV
Фиг. 108. Конструкции шарнира привода передних колес автомобиля Ллойд 600.
ся специального оборудования, распивающим угловые скорости.
кардан равных угловых скоростей типа Рцеппа, закрытый от пойадания пыли и грязи резиновый чехлом (фиг. 106). Такой дорогой кардан применен пото-му^ что скорость движения этого автомобиля очень высока.
Па автомобиле Ситроен 2CV кардан одинарный, игольчатый (фиг. 107).
11а автомобиле Ллойд 600 установлен очень компактный дешевый кардан (фиг. 108), допускающий углы между осями свыше 30°. Для изготовления этого кардана не требует-Кардан снабжен делителем, вы-
ПОДВЕСКИ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Высокие скорости движения, короткая база, большая разница в весах порожнего и нагруженного автомобиля, часто неблагоприятное распределение нагрузок между осями значительно осложняют вопросы создания качественных подвесок у микроавтомобилей и приводят к разнообразию конструктивных схем. Затруднительным является также сочетание мягкого подрсссоривания и устойчивости автомобиля на дороге.
Известно, что основным назначением подвески является обеспечение плавности хода автомобиля и его устойчивости на дороге.
Под плавностью хода принято понимать способность автомобиля преодолевать препятствия, не вызывая при этом больших ускорении подрессоренных масс, и быстро погашать возникающие колебания, ограничивая сами колебания пределами, не вызывающими неприятных ощущений у пассажиров.
Под устойчивостью понимается способность автомобиля сохранять заданное устойчивое направление движения и противодействовать боковому скольжению (заносу) и опрокидыванию.
Плавность хода и устойчивость автомобиля зависят от подвески и шин (диаметра шины, сечения профиля, внутреннего давления, рисунка протектора и конструкции каркаса).
Кроме шин, на устойчивость автомобиля влияет распределение нагрузок между осями, положение центра тяжести (по высоте и по длине) и кинематическая схема подвески.
В значительной степени устойчивость автомобиля зависит от способности шины противостоять уводу. Под последним подразумевается отклонение от направления поступательного движения колеса на некоторый угол от плоскости его вращения под действием боковых сил Р за счет боковой упругости шины (фиг. 109).
Чем больше упругость шины, т. е. чем меньше внутреннее давление в ней и тоньше ее стенки, тем она хуже сопротивляется боковым силам. Угол между плоскостью вращения колеса и фактическим направлением поступательного движения называется углом а бокового увода.
Способность шипы сопротивляться уводу оценивается коэффициентом сопротивления уводу. Этот коэффициент равен боковой 174
силе, выраженной в кг и необходимой для поворота отпечатка
шины на дороге при прямолинейном движении автомобиля на угол, равный одному радиану, т. е. 57,3’.
Чем больше внутреннее давление и чем жестче каркас шины, тем больше коэффициент сопротивления уводу.
Например, шина размером 5,60—15" при внутреннем давлении 1,8 кг/см2 имеет коэффициент сопротивления уводу 2050 кг!рад, а для шины 7,00 — 15" при давлении 2,25 кг! см2 этот же коэффициент равен 3550 кг(рад.
Таким образом вито, что при повышении внутреннего давления ухудшаются амортизационные качества шины, но улучшается устойчивость автомобиля.
Однако за счет правильного выбора конструкции подвески можно добиться сохранения допустимою по нагрузкам низкого давления в шине и одновременно хорошей устойчивости автомобиля.
При движении по криволинейному пути на автомобиль действует центробежная сила, которая приложена к его центру тяжести Центробежная сила Р v уравновешивается силами бокового сцепления шип с дорогой, равными произведению веранкяльиой составляющей веса на коэффициент сцепления.
Абсолютная величина сил сцепления зависит от положения центра тяжести. Чем выше расположен центр тяжести, тем больше он влияет на пинамнческое распределение нагрузок между внутренними н наружными колесами автомобиля на повороте.
Центробежная сила 7\ воздействует на подрессоренные массы автомобиля, вызывая наклон его кузова относительно вертикальной плоскости симметрии. Кузов поворачивается вокруг воображаемой продольной оси. проходящей через мгновенные центры поворота передней п задней осей (фиг. НО). Мгновенный
центр поворота оси располагается на Пересе- ф1(г уц
чепин вертикальной плоскости симметрии ав- ,,г‘ 'с,ав°Я коле
томобиля и перпендикуляра к направлению
перемещения точки контакта шины с дорогой при работе подвески. На фиг. 111 показаны мгновенные центры О поворота оси при различных схемах подвески. В случае перемещения колос в плоскости их вращения мгновенный центр поворота оси лежит в плоскости дороги (фиг. 111,о, б и в); при перемещении колос по не-
прямолинемпон траектории (фиг. Ill, г, О и е) мгновенный центр
поворота осп поднимается вверх по плоскости симметрии автомо
биля на высоту, определяемую пересечением этой плоскости с перпендикуляром к траектории перемещения колеса.
В случае наклона кузова при независимой подвеске колес ме
няются углы наклона колес относительно земли и относительно плоскости симметрии кузова. Если колесо наклоняется в сторону действия боковой силы Ру (например, центробежной), то угол увода колеса увеличивается (фиг. J 12. б, в, г) и, наоборот, наклон
Фиг. 110 Положение теоретической оси поворота подрессоренной массы.
Л1О — мгновенные центры поворота; Ру — центробежная сила, приложенная к центру тяжести, т—расстояние от земли до мгновенного центра поворота на передней оси, л—расстояние от земли до мгновенного центра поворота на задней оси, h—расстояние между осью поворота и центром тяжести автомобиля.
колеса против направления действия боковой силы (фиг. 112, д) способствует уменьшению угла увода. Изменение угла наклона колеса на 5—6° вызывает уменьшение или увеличение угла увода примерно на 1°. При наличии жесткой оси углы увода не меняются (фиг. 112, а).
Кроме абсолютных величин углов увода, на устойчивость авто мобиля влияет соотношение между этими величинами. Если угол аг (фиг. 113) увода задних колес больше угла щ увода передних колес, то такой автомобиль обладает так называемой излишней поворачиваемостью — движение его будет неустойчивым, и он будет склонен к заносу. Двигаясь по заданной кривой, такой автомобиль стремится уменьшить радиус поворота.
Если угол а2 увода задних колес будет меньше щ угла увода передних, то автомобиль, двигаясь по заданной кривой, стремится выпрямлять траекторию. Движение его будет более устойчив вым.
Фиг 111 Положение мгновенного центра поворота оси в зависимости от направляющего устройства подвески
f)
г) а)
Фиг. 112. Схемы наклона колос автомобиля в зависимости от направляю того устройства подвески
Такой автомобиль обладает недостаточной поворачиваемостью.
Таким образом, можно сделать вывод, что подвески, которые способствуют увеличению угла увода передних колес при наклоне кузова и уменьшении угла увода задних колес, обеспечивают большую устойчивость, чем подвески, вызывающие обратные явления.
Стремление получить автомобиль с недостаточной поворачи
ваемостыо может привести к увеличению усилия на рулевом ко-
Фиг. 113. Характер движс ния автомобиля на повороте в зависимости от степе-
ни поворачиваемости-А—траектория движения авто мобиля с нормальной поворачиваемостью; Б— траектория
движения автомобиля с излишней поворачиваемостью; В— траектория движения автомобиля с недостаточной поворачиваемостью.
лесе, необходимого для ввода автомобилей на криволинейный участок пути. Это происходит потому, что для получения нужного радиуса поворота нуж но повернуть рулевое колесо на какой-то ешс дополнительный угол и проти подействовать стремлению автомоби ля автоматически восстановить прямо линейное движение. Поэтому рекомендуется не превышать величину разности в углах увода передних и задних колес больше чем в 2—3°.
Все подвески, независимо от того, подрессоривают ли они переднюю или заднюю часть автомобиля, можно разделить на два основных типа:
зависимые подвески, у которых перемещение одного колеса в поперечной плоскости передается другому колесу,
независимые подвески, у которых
такое взаимодействие между колесами оси отсутствует.
Независимые подвески также не единообразны и подразделяются на ряд групп:
I) с перемещением колеса в пло-
скости, перпендикулярной к оси симметрии автомобиля;
2) с перемещением колеса в плоскости, параллельной оси симметрии автомобиля;
3) с перемещением колеса одновременно в обеих плоскостях.
В свою очередь, внутри каждой группы можно классифицировать подвески, исходя уже из чисто конструктивных признаков.
Применяемые передние подвески (фиг. 114) имеют обычно следующие конструктивные схемы (типы):
А. Две поперечные рессоры.
Б. Одна поперечная рессора и по одному качающемуся поперечному рычагу с каждой стороны.
В. Два поперечных рычага неравной длины. В качестве упругого элемента применяется пружина.
Г. Рычаги (один или два), качающиеся в продольном направлении. Упругим элементом являются пружины, торсионы, а иногда резиновые элементы, работающие на скручивание. При этой схеме, для компенсации Меняющегося наклона шкворня назад, этот угол при статической нагрузке доводится даже до величины 22° (автомобиля Ситроен 2CV).
Д. Один качающийся в поперечном направлении рычаг с каждой стороны, обычно в виде треугольника. Упругий элемент — пружина или торснон.
Е. Рычаг, качающийся в плоскости, перпендикулярной к оси симметрии автомобиля, причем наружный конец его связан шарнирно с цилиндрической направляющей. На направляющей установлен поворотный кулак, который скользит по ней или вместе с ней двигается вверх и вниз. В последнем случае скольжение происходит по верхней опоре. Упругим элементом является обычно цилиндрическая пружина, иногда поперечная рессора, как, например, у автомобиля ДАФ.
Задние подвески мткроавтомобилей также можно привести к аналогичным конструктивным схемам. Наиболее часто встречаются следующие схемы (фиг. 114):
Г. Рычаги, качающиеся в продольном направлении, обычно по одному, редко по два с каждой стороны. Упругий элемент — пружины или торсион.
Д. Один качающийся в поперечной плоскости рычаг с широко расставленными шарнирами. Упругий элемент — пружина или торсион.
3. Рычаги, при которых колесо перемещается в двух плоскостях. Рычаги располагаются под углом к плоскости симметрии автомобиля. Упругий элемент — пружина. Данная схема подвески является комбинацией схем Д и Г и позволяет при незначительном изменении колеи иметь переменные углы наклона колес, доходящие до отрицательных.
Ж. Неразрезные оси с упругим элементом в виде рессор, пружин, торсионов. Они имеют специальное направляющее устройство в виде реактивных тяг.
Подвески по конструктивным схемам А, Б, В, Д и Е относятся к первой группе независимых подвесок, по схеме Г — ко второй группе и по схеме 3— к третьей группе.
Кинематика всех перечисленных передних и задних подвесок имеет следующие особенности при перемещении колес под нагрузкой или при переезде препятствий:
а) колея изменяется, а углы наклона колес почти неизменны (схема Л);
б) колея неизменна или почти неизменна, но меняются углы наклона колес (схемы Б, В и Ж);
в) изменяются и колея, и углы наклона колес (схемы Д, 3);
ииа
Фиг 114. Схемы подвесок
се
t
% г) колея и углы наклона колес теоретически постоянные схема Г). j
д) колея и углы наклона колес меняются незначительно (схема Е).
Изменение колеи и схода колес обычно нежелательно, так как, кроме повышения износа шин и выхода из строя каркаса, на скользких грунтах ухудшается устойчивость автомобиля и увеличивается возможность заносов из-за потери сцепления шины с дорогой в момент ее поперечного сдвига при колебаниях подвески.
Изменение угла наклона колес, если оно происходит в нужном направлении, полезно. В этом случае должны увеличиваться углы увода передни.^ колес и уменьшаться углы увода задних колес. Изменение угла наклона колес часто является сопутствующим фактором при стремлении сохранить неизменную колею. Однако при этом может случиться, что кинематика подвески не всегда будет обеспечивать нужные для устойчивости углы увода.
Два типа подвесок — с продольными рычагами (схема Г), с рычагом, одновременно выполняющим функции шкворня (схема Е), не вызывают изменения колеи и углов наклона колес при наезде на препятствие при прямолинейном движении. Во время движения на поворотах, вследствие наклона кузова, при установке подвесок этих типов колеса наклоняются на ту же величину. То же происходит и с подвесками типа А.
У передних подвесок типа Б и В при движении на повороте угол наклона колеса увеличивается в сторону действия центробежной силы, что способствует росту углов увода передних колес.
Передняя подвеска типа Д изменяет угол наклона колес в сторону, противоположную направлению действия центробежной силы, и поэтому угол узода передних колес при крене автомобиля уменьшается. Для сохранения необходимых углов увода при установке подвески этого типа увеличивают сверх общепринятой нормы постоянный угол бокового наклона колеса. При доведении этого угла до 2’/2—5° обеспечивается удовлетворительная устойчивость. В случае применения задней подвески типа Д колеса на повороте наклоняются в сторону, обратную направлению действия центробежной силы, что способствует уменьшению угла увода. Это придает автомобилю свойства недостаточной поворачиваемости. Чем длиннее рычаги и чем ниже расположена их точка качания, тем эффективнее действие подвески в отношении получения недостаточной поворачиваемости. »
Часто с целью упрощения и удешевления конструкции для задних колес применяют подвеску типа Г. При крене кузова угол наклона колеса увеличивается, что, конечно, ухудшает устойчивость автомобиля, и в качестве компенсации требуется значительное увеличение угла увода колес передней оси. Если для передней оси применяют подвеску типа Г или Д, то необходимые углы увода получаются за счет постоянного бокового наклона передних колес, большего чем при установке подвесок других типов. 182
Подвеска типа 3 получила в настоящее время широкое распространение для задних колес. Она обеспечивает хорошую устойчивость в сочетании почти с любой из передних подвесок.
На фиг. 115 показана зависимость между углом крена и удельной центробежной силой ц для одного автомобиля, снабженного задней подвеской различных типов. Под удельной силой р пони-
мается отношение
Vs
’
где g — ускорение
силы тяжести;
R —
радиус кривой, по которой движется автомобиль со скоростью и. Наибольшая величина углов крена получается при зависимой подвеске задних колес и жестком мосте. О влиянии угла крена па
устойчивость автомобиля упоминалось выше
Фпг 115 Угол крена подрессоренной массы:
I — неразрезний мост; 2 — разрезной мост; 3 — одношарпнрный разрезной мост.
Для характеристики подвесок в табл. 17 приводятся данные по величине углов установки передних колес у автомобилей различных моделей.
Углы установки передних колес Таблица 17
Модель автомобиля Тип (см. схему фиг. 114) подвески Наклон шкворня назад Наклон шкворня вбок Схождение колес В Л1Ч
Ллойд 600 . . . А 0° 4-2° 2—3
Фиат G00 Б 9° — 1° 3—5
Фнят 500 .... Б 9° — 1° 3-5
Рено Дофин . . В 10° -Н°зо' 3-5
Фиат Мультнпла .... В 0° +0°20' ±1
Ситроен 2CV Г 22° 4-0°30' 3
БМВ 600 . . Г 16° 4-1 ° 2—3
Цюп ian Янус . Г 15° 4-1°30' 2—3
БМВ Изетта . . Г 12° 4-Г30' 4-5
Фольксваген . Г 2°3(Г 4-6°4(Г 1—3
Гоггомобнль 300 . . Д 0° 4-5° 2-3
Моррис Мини Минор В 1°30' 4-1° 3
В табл. 18 приводятся данные по результатам испытании в НАМII подвесок нескольких малолитражных автомобилей и микроавтомобилей. Рассматривая эти материалы, можно установить, что испытанные автомобили достаточно четко делятся на две группы.
В первую группу входят автомобили «Москвич» моделей 401 и 407, а также автомобили Рено Дофин и Фиат Мультипла, во вторую — автомобили Шкода 440, Фольксваген и Фиат 600.
Особое положение занимает автомобиль Ситроен 2CV, имеющий так называемую уравнительную подвеску.
Отличительной особенностью первой группы автомобилей является более мягкая передняя подвеска по сравнению с задней. Статический прогиб передних упругих элементов больше, чем задних. Соответственно частоты колебаний передней и задней подвесок у нагруженного автомобиля таковы, что их отношение меньше единицы. Разница между частотами колебаний составляет 6—15%.
Чем жестче задняя подвеска по сравнению с передней, тем ближе сдвинется вперед точка наименьшей амплитуды качаний кузова относительно передней и задней осей !. Такой сдвиг центра зоны комфорта преследует цель уменьшить углы наклона кузова при последовательном пересечении препятствия сначала передними, а потом задними колесами. Считалось, что при этом задняя подвеска, получая толчок с некоторым опозданием после передней и перемещаясь от статического положения, как бы догоняет точку, расположенную над передней подвеской, что выравнивает кузов.
Однако такое предположение справедливо только в том случае, если вертикальные препятствия в одиночном виде встречаются изредка, т. е. на хороших гладких дорогах. Если же толчки следуют часто и в беспорядке, то пассажиры заднего ряда сидений будут чувствовать себя менее комфортабельно, чем пассажиры переднего ряда, в связи с тем, что задние сиденья будут расположены в зоне больших амплитуд колебаний. Для такой подвески требуется, как уже было указано выше, чтобы отношение частот колебаний передней и задней подвесок было меньше единицы или близко к ней. Наилучшие результаты в отношении комфортабельности получаются при примерно равном распределении нагрузок по осям.
Конструкции таких подвесок характерны для американских автомобилей среднего класса, в связи с чем автомобили первой группы условно могут быть названы «американскими».
Автомобили второй группы, к которой принадлежат большинство микроавтомобнлей, созданы по другому принципу. Прежде всего их отличает от «американских» несколько иное распределение нагрузок по осям, особенно в случае применения схем с зад-
* Певзнер Я. Э., К теории колебании автомобиля на неровной дороге, «Автомобильная промышленность» № 3. 1959.
Таблица /6
Характеристики годвесок малолитражных автомобилей и микроавтомобилей
Параметры «Москвич-401» «Москвич 407» Шкода 440 Фольксваген Ситроен 2CV Фиат 600 Гоггомобиль Т300 Фиат 1 Мульт нала Рено Дофин
Передняя подвеска Статический прогиб в лги Жесткость в кг]см: подвески шин Вес в кг: неродрессоренной части подрессоренной части: без iiai рузкн . . . с нагрузкой . . . Отношение весов подрессорен нон части автомобиля к неподрессореннон: без нагрузки . . . с нагрузкой . . . Собственные частоты автомобиля: без нагрузки . . . с на рузкой . . Сила трения в подвеске в кг Задняя подвеска Статический прогиб в лги Жесткость в кг]см: подвески шин Вес в кг'. неподрессоренной части подрессоренной части: без нагрузки . . с на рузкой Отношение весов подрессоренной части автомобиля к ненодрсссорениой: без на рузкн . . . с нагрузкой Собственные частоты авто мобиля: без нагрузки . . с на»рузкой . . . Сила трения в подвес»\.е в кг Отношение. частот передней и задней подвесок: без нагрузки . . с нагрузкой . . • По результатам нспыта» 142 34 390 52 3G8 483 7.1 9.3 91 80 25 125 39 415 102 304 489 3 4.8 108 86 29 0.83 0.93 Ий в 165 34 360 80 442 566 5.5 7.1 83 74 33 114 46 360 99 349 525 3.5 5,3 109 97 50 0.76 0,85 лабор 88,5 57 300 62 401 503 6.5 8,1 ПО 100 55 148 40 400 70 394 592 5.7 8.5 96 78 75 1,15 1,28 ITOpHW 124 33 300 54 256 410 4,75 7,6 95 83 32 156 38 490 50 370 596 7.4 И.9 104 76 32 0.91 1,09 подвес 205 18 200 50 254 371 5.0 7.4 72 10 166 18—24 200 46 168 401 3,7 8.7 72 12 ок НАЛ 66.5 47 320 38 201 312 5.4 8.2 1 13 115 44 148 34 400 46 314 506 6.8 11 98 81 14 1.45 1.42 41. I-2 >> со н о ь о н о <и 2 X X сз d 67,5 47 320 31 238 365 7.7 11.8 134 107 17 135 39 325 51 282 529 5,5 Ю.4 112 82 20 122 14 450 46 363 538 7.9 11,7 104 86 27 1.07 0,96 127 28,4 181 33 219 351 6.65 10.7 127 8-1,8 17,5 114 48,1 53 357 578 6,75 Ю.9 107 90,5 15.0 1,43 0.94
ним расположением двигателя. Нагрузка на задние колеса может превышать нагрузку на передние колеса весьма значительно, доходя до 60% от общей.
При короткой базе второй ряд сидений должен располагаться близко от задней оси. Для того чтобы этот ряд сидений был достаточно удобным, необходимо сдвинуть центр зоны комфорта ближе к заднему сиденью. Это может быть осуществлено при установке сзади более мягкой подвески по сравнению с передней. В этом случае соотношение частот колебаний передней и задней подвесок становится больше единицы. Конструктивно хорошие качества по комфортабельности получаются у автомобилей второй группы только при применении независимых подвесок сзади, в то время как у «американской» группы жесткие оси сзади дают вполне удовлетворительные результаты.
Автомобиль Ситроен 2CV, благодаря уравнительной подвеске, обладает очень большой мягкостью и большими ходами колес. Общее число колебаний всей подвески равно 72 в минуту: однако этот показатель не вполне сравним с другими, получаемыми при обычных методах расчета.
Внутреннее трение в подвесках больше у тех автомобилей, для которых в качестве упругих элементов используются листовые рессоры или пластинчатые торспоны. Сила трения доходит у подобных автомобилей до 55 кг в передней подвеске, в то время как при использовании пружин она падает до 20—30 кг. Соотношение между усилиями отбоя и сжатия в амортизаторах колеблется в пределах от 3 : I до 7 : 1.
Приведем в качестве примера несколько цифр. Усилие отбоя •переднего амортизатора автомобиля Фиат 600 равно 45 кг, сжатия 15 кг, а заднего — соответственно 80 и 20 кг.
У автомобиля «Москвич-402» (407) величина усилия отбоя передних амортизаторов равна 150 кг, сжатия 35 кг, а задних—соответственно 85 и 35 кг.
Ускорение, сообщаемое пассажиру или водителю, на переднем сидепьи автомобиля Фиат 600 при движении со скоростью до 70 км/час по асфальтовому шоссе равно 3,6 м/сек2, на заднем 2,25 м/сек2-, при движении по булыжному шоссе со скоростью до 60 км/час ускорение равно соответственно 5 и 3.0 м/сек2. Для автомобилей «Москвич» моделей 402 и 407 при этих же испытаниях ускорение было равно соответственно 2,5 и 2,75 кг/'см2 и 3,5 и 4 м/сек2.
Автомобиль Ситроен 2CV, испытанный в таких же условиях, имел при движении по асфальтовому шоссе ускорение 1,8 и 2,0 м/сек2, а по булыжному шоссе 3,75 и 3,8 м/сек2. Почти полное равенство ускорений па обоих сиденьях является следствием применения уравнительной подвески. На испытываемом образце высокая мягкость и малое число колебаний вызывали раскачивание всего автомобиля в целом, что приводило к укачиванию пассажиров
КОНСТРУКЦИИ ПОДВЕСОК
Подвески автомобилей Ллойд Александр 600 (фиг. 116) и Панар Дина (фиг. 117) выполнены по схеме А (см. фиг. 114). В обоих случаях обе рессоры закреплены в средней части хомутами. На автомобиле Ллойд Александр точкой крепления служит фланец, на котором с одной стороны установлен силовой агрегат, а другая сторона служит местом крепления центральной трубы кузова.
На автомобиле Панар Дина рессоры закреплены на специальной фасонной детали с двумя лапами, которые связывают ее с силовой обвязкой кузова.
Фиг 116 Передняя подвеска и силовой агрегат автомобиля Ллойд Александр 600.
Нижняя рессора автомобиля Ллойд Александр (фиг. 116) является основной, несущей всю силовую нагрузку, а верхняя—дополнительной, служащей верхним звеном направляющего аппарата подвески. Она имеет всего четыре листа, из которых при статической нагрузке работают только два вследствие того, что оба верхних листа имеют обратную кривизну и вступают в действие только при динамической нагрузке. Н у верхней и у нижней рессор вторые листы усиливают ушко коренного листа, не препятствуя его удлинению.
Два сильно наклоненных телескопических амортизатора создают эффект, в некоторой степени аналогичный действию стабилизатора поперечной устойчивости. Несмотря на эти усовершенствования, подвеска автомобиля Ллойд Александр 600, как и автомобиля Папар Дина, жесткая и не обеспечивает достаточной комфорта-
бельности. Это является следствием недостаточной длины рессор, имеющих большую жесткость при малом статическом прогибе.
Подвески типа Б (см. фиг. 114) широко распространены и применяются на массовых моделях автомобилей Фиат 600, Фиат 500, а также на автомобиле Трабант. Конструктивно они значительно различаются, ио кинематическая схема их одинакова.
Представляет интерес плавающая рессора автомобилей Фиат 600 и Фиат 500 (фиг. 118) Рессора не закреплена в середине,
Фиг. 117 Передняя подвеска и силовой агрегат автомобиля Панар Дина (вид спереди).
как обычно принято делать, так как это приводит к (выключению определенной части рессоры из работы, что увеличивает напряжения и уменьшает прогиб. Вместо этого рессора имеет две резиновые опоры, достаточно широко разнесенные. На этих опорах рессора может свободно поворачиваться, изгибаясь под действием нагрузки. В качестве основания для резиновой подушки служит верхний укороченный лист со специальными загибами на концах, к которым и привулканизированы сами резиновые подушки.
Вместо металлических втулок, соединяющих pcccopv с узлом шкворня, применены резино-металлические втулки (сайлент-бло-ки), не нуждающиеся в смазке. Ход рессоры ограничен резиновыми буферами прогрессивного действия, закрепленными па кузове. Зазор под статической нагрузкой нс превышает 13 мм, что предопределяет динамический ход колеса 30—35 мм. Для большей надежности второй лист рессоры обвит вокруг ушка коренного 188
I «9
листа, так как при поломке ушка весь узел подвески остается закрепленным только в одной верхней точке, которой он связан со штампованным поперечным рычагом, укрепленным на кронштейнах на стенке кузова. В качестве подшипников для оси рычага применяются резиновые втулки типа Харриса ’, также не нуждающиеся в смазке.
Регулировка узлов стабилизации, необходимая на производстве в случае колебаний рессоры по длине в пределах допусков, а также по мере уменьшения прогиба в эксплуатации производится при помощи прокладок, установленных под кронштейнами оси рычага. Опыт эксплуатации автомобилей Фиат 600 и Фиат 500 на больших дорогах плохого качества показал, что необходимость регулировки наступала через 11—12 тыс. км, причем часто в течение этого пробега отмечались поломки четвертого и третьего листов рессоры. Для уменьшения контактных напряжений и устранения шума при работе рессоры между всеми листами проложены прокладки из полиамидной пластмассы.
Так как поперечные рессоры имеют ограниченные длины, то напряжения в них достаточно велики, а жесткости, число колебаний и стрела прогиба при статической нагрузке не удовлетворительны. Напомним, что напряжение в рессоре Фиат 600 равно 52,6 кг!мм1 2, число колебаний составляет 115 в минуту, жесткость 47 кг!см, а статический ход подвески по колесу не превышает 70 мм. Правда, благоприятное сочетание передней и задней подвесок дает пассажирам ощущение удовлетворительной комфортабельности, несмотря на, казалось бы, плохие показатели передней подвески. Стабилизаторы поперечной устойчивости фирма Фиат при наличии поперечной передней рессоры, обладающей достаточной степенью сопротивляемости крену, не применяет. Сопротивляться крену также помогают и телескопические амортизаторы, поставленные под углом. Отличительной особенностью передней подвески Фиат как модели 600, так и 500 является полное отсутствие точек смазки. Все шарниры, как уже было сказано, снабжены резиновыми втулками Харриса или сайлент-блоками.
Подвеска автомобиля Трабант (фиг. 119) отличается от конструкции Фиат, хотя она также имеет только одну поперечную рессору. В этой конструкции рессора расположена сверху, а вильчатые штампованные рычаги— снизу. Безопасность движения на случай поломки ушка рессоры и разгрузка при нормальной работе обеспечиваются охватом его дополнительным наружным листом, расположенным сверху основных листов рессоры и соединенным с ней специальными хомутиками. Сильно наклоненные внутрь телескопические амортизаторы повышают устойчивость автомобиля.
Подвески типа В (см. фиг. 114) имеют относительно малое применение, хотя их используют на одном из автомобилей малого класса с массовым выпуском — автомобиле Рено Дофин (фиг. 120).
1 Втулки, зажимаемые при помощи торцового нажатия и работающие как
разборные резнно-мсталличсскне втулки.
Фиг 119 Передняя подвеска с силовым агрегатом автомобиля Трабант.
Фиг 120. Передняя подвеска автомобиля Рено Дофин.
Это не случайно, так как для подвески этого типа требуется особо точное выдерживание размеров и тщательное выполнение передней части кузова. Последнее доступно только при создании качественных дорогостоящих штампов и сборочных приспособлений, окупающихся только при массовом производстве. Поэтому обычно эту схему применяют на моделях, выполненных в массовом порядке.
Особенность подвески автомобиля Рено Дофин Аэро-стабль выпуска 1960 г. (фиг. 121) состоит в том, что она имеет вспомогательные специальные пустотелые упругие резиновые элементы, дополняющие пружины. В результате их совместной работы обеспечивается непрямолинейность характеристики подвески, что дает очень хороший эффект при эксплуатации автомобиля с различной нагрузкой, например только с одним водителем. Такая нагрузка вызывает деформацию пружины, равную 10 льи; при двух пассажирах упругая деформация достигает уже 30 мм, а при четырех 50 льи. Если сравнить эти данные с аналогичными величинами у ранее применявшейся подвески этого же автомобиля, то подвеска автомобиля Рено
. ,О| „ Дофин Аэростабль оказывает-
Фнг 121. Передняя и задняя подвески г 1СП/
автомобиля Рено Дофин Аэростабль. - МЯГЧе примерно на 15 /о.
В 1960 г. по этой же схеме сконструирована подвеска еще одного автомобиля массового выпуска — автомобиля Моррис Мини Минор (Остин 7). Подвеска характерна не только необычной конструкцией, но и применением резины в качестве материала для упругих элементов. Статическая жесткость подвески составляет только 20,8 кг}см и число колебании 100 в минуту.
Качающиеся рычаги не штампованные, а кованые. Тяговое и тормозное усилия воспринимаются специальными реактивными тягами, направленными вперед и закрепленными в резиновых подушках в передней части подрамника двигателя. Нужно отметить, что подобные конструкции нашли применение также на значительно более тяжелых автомобилях фирм Фиат и Крайслер. Нижний рычаг подвески двутаврового сечения качается на резиновых втулках, верхний — на игольчатых подшипниках.
В результате применения бесшкворнсвой подвески удалось
совместить наружные шарниры рычагов с шаровыми сочленениями.
Опора упругого элемента близко расположена к центру тяжести автомобиля; поэтому стремление к крену настолько уменьшается, что можно обойтись, по заявлению фирмы, без стабилизатора поперечной устойчивости. Упругий элемент представляет собой резиновый блок (см. фиг. 106), работающий, как и подушки двигателя, на срез, что обеспечивает высокие показатели подвески. Верхний рычаг подвески воздействует на блок с помощью спе-
Фиг. 122. Передняя подвеска Фиат Мультппла циалыюго толкателя с шаровым наконечником и вкладышем из нейлона
Однако в отношении комфортабельности автомобиля подвеска типа В имеет много преимуществ перед остальными. Укажем, что завод Шкода в Чехословацкой республике, долго выпускавший автомобили с подвеской типа А, при расширении экспорта в условиях конкуренции был вынужден для экспортной модели Октавия разработать пружинную подвеску типа В.
Автомобиль Фиат Мультипла (фиг. 122) также имеет спереди подобную подвеску, хотя на автомобилях Фиат 500 и Фиат 600 • применена подвеска типа Б.
Конструкция подвески типа Б является более простой и дешс вой. В ней упругий элемент одновременно служит направляющим 13 Зак 656 193
чем для уменьшения веса
Фиг. 123. Передняя подвеска автомобиля НСУ Прннц.
сальникам штока, которые
рычагом узла подвески. Но вследствие малой длины рессоры повышение нагрузки на нее вызвало бы значительное увеличение жесткости подвески. В автомобиле Фиат Мультипла, благодаря равному распределению нагрузок между осями, нагрузка на переднюю ось составляет 600 кг вместо 362 кг на автомобиле Фиат 600. Поэтому пришлось отказаться от поперечной рессоры и заменить ее пружинами, что привело к другой конструктивной схеме.
Как у подвески автомобиля Рено Дофин, так и у подвески автомобиля Фиат Мультипл вильчатые рычаги штампованные, при-шподрсссоренных частей в них сделаны отверстия. Для уменьшения крена кузова подвеска автомобиля Фиат Муль-.типла снабжена стабилизатором поперечной устойчивости. Шарниры поперечных рычагов у обоих автомобилей выполнены с помощью резиновых втулок и не нуждаются в смазке.
На автомобиле Рено Дофин выпу ска 1956 г. были установлены однотрубные телескопические амортизаторы диаметром 36 мм, отличающиеся очень малым весом (1 кг). Однако на автомобиле выпуска 1959 г. фирма от казалась от этого, казалось бы, прогрессивного типа амортизатора и установила опять обычные двухтрубные амортизаторы. Вероятно, это было свя зано с повышенными требованиями к не предохраняли амортизаторы от по
падания пыли и грязи, и амортизаторы изнашивались.
Амортизаторы подвески Фиат Мультипла диаметром 32 .и.ч (передние) и 27 мм (задние) оказались по испытаниям в НАМИ недостаточно эффективными для автомобиля с таким распределением нагрузки на оси. Значительный вынос передней части автомобиля относительно передней оси и большая нагрузка в этой части (два пассажира) приводят к сильному раскачиванию при движении по булыжному шоссе, а особенно по проселочной дороге.
Подвеска автомобиля НСУ Принц (фиг. 123 и 19) аналогична подвескам, описанным выше. Для нее характерна жесткая несущая поперечина закрытого профиля, на которой также установлен механизм рулевого управления. Опора пружины приварена к этой же поперечине.
Группа подвесок типа Г весьма обширна. В нее входят как передние, так и задние подвески.
Типичным представителем двухрычажной подвески с продольными балансирами, направленными назад, является подвеска мик-роавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» (фиг. 124). Ее особенностью является не только сохранение колеи и угла наклона колеса вбок 194
при ходе подзескн вверх и вниз, но и незначительное при этом изменение угла наклона шкворня назад. По два качающихся рычага с каждой стороны соединяются стойкой, несущей поворотный шкворень, запрессованный в поворотный кулак. Каждый качающийся рычаг вращается в двух подшипниках из пластмассы, запрессованных в поперечную рамку, состоящую из двух труб, соединенных вместе и являющихся как бы балкой передней оси. Упругим элементом подвески служат два пластинчатых торсиона, расположенных внутри труб и закрепленных в середине их в специальных сухарях с квадратными отверстиями. Такие же квадратные отверстия имеются в каждом качающемся рычаге.
От продольного перемещения торсионы и качающиеся рычаги удерживаются стопорными винтами. Для подвески этого типа характерно то, что по мере износа отдельных элементов не происходит нарушения углов стабилизации, которые не нуждаются в регулировке также и при сборке.
Установка нужных углов наклона колеса и шкворня определяется геометрической точностью изготовляемых деталей. Регулировать нужно только схождение колес, причем каждой тягой в отдельности, во избежание нарушения правильного положения каждого колоса.
Упругим элементом служат, как это было указано выше, пластинчатые торсионы. Под пластинчатым торсионом в данном случае понимается пакет, набранный из семи пластин, толщиной 2,85 мм и шириной 19,5 льи. Пластины после проката и калибровки подвергают только термической обработке. Чтобы облегчить монтаж, пакет по торцам сваривают электросваркой. Такой торсион работает нс только на кручение, но частично на изгиб, что дополнительно его нагружает.
Преимущества подобной конструкции заключаются в следующем: при неизменной длине наборный пластинчатый торсион мягче целого. Если завод выпускает ряд модификаций с различной величиной нагрузок на ось, то, изменяя число листов в пакете, т. е. их толщину, можно при сохранении поперечного сечения пакета получать торсионы различной жесткости, причем с довольно большим разбегом. Изготовление подобного торсиона при налаженном производстве полосы очень просто и дешево. Наконец, поломка одного из листов, как и в рессоре, не влечет выхода из строя всей подвески в целом.
Для повышения усталостной прочности отдельные пластины торсиона рекомендуется обработать дробью. Существенным недостатком подвески этого типа является большое количество точек смазки, и поэтому на заводе «Коммунар» и в НАМИ ведутся работы по применению пластмассовых втулок из полиамидных смол, не нуждающихся в смазке.
Однорычажиая схема передней подвески с рычагом, обращенным вперед, применена на автомобилях Ситроен 2CV (фиг. 125 ‘ и 3) и Цюпдап Янус (фиг. 126 и 18).
Рычаги задней подвески автомобиля Ситроен обращены назад.
Фиг. 124. Передняя подвеска автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец»
Фиг. 125. Детали передней подвески автомобиля Ситроен 2CV
Фиг. 126 Детали передней подвески автомобиля Цюндап Янус.
В качестве упругого элемента использованы по две пружины, ю-ризонтально расположенные с каждой стороны под лонжеронами в пределах базы. Пружины сжимаются при помощи тяг и могут при ходе резинового амортизатора перемещаться вдоль автомобиля при одновременном опускании одного рычага и поднимании другого. При ходе только одного рычага частично нагружается одна пружина и разгружается другая (уравнительная схема). Особенностью подвеска этого типа является значительный ход колес, доходящий у автомобиля Ситроен 2CV до 200 льн и у Цюндап Янус до 220 мм.
Опорами для рычагов подвески на автомобиле Ситроен 2CV служат конические роликовые подшипники (фиг 125), а на автомобиле Цюндап Янус—резиновые втулки с торцовым нажатием
Фиг 127. Конструкция фрикционного амортизатора подвески автомобиля Ситроен 2CV.
(втулки Харриса). Рычаги изготовлены путем штамповки и сварки из листовой стали толщиной 3 мм.
При езде по дорогам низкого качества рычаги автомобиля Ситроен 2CV. несмотря на значительные размеры, деформируются из-за наличия напряжений изгиба и кручения. Опыты показали, что при такой конструкции запас прочности не должен быть менее 2,5
Фирма Цюндап для облегчения этого узла применила несколько иную схему. В качестве упругого элемента служит цилиндрическая пружина, опирающаяся на рычаг вблизи места крепления поворотного кулака. Поэтому напряжения изгиба под влиянием весовой нагрузки были уменьшены и в результате вес одного рычага подвески автомобиля Цюндап Янус составляет только 4,0 кг при весе рычага подвески автомобиля Ситроен 2CV 7,6 кг.
На автомобилях Ситроен 2CV применены амортизаторы фрикционного типа очень несовершенной конструкции (фиг. 127).
На автомобиле Цюндап Янус установлены обычные телескопические амортизаторы двойного действия, а также стабилизатор поперечной устойчивости в виде круглого торсиона, связывающего оба рычага (см фиг. 18).
На японском микроавтомобиле Субару также использована однорычажная подвеска, но с рычагами, обращенными назад (фиг. 128). В качестве упругого элемента применены круглые тор-
Фиг. 128. Передняя подвеска автомобиля Субару.
сиоиы. Кроме торсионов, в схему подвески введена еще цилиндрическая пружина, связывающая торсионы в средней точке их защемления с кузовом. Очевидно это сделано для получения достаточно мягкой подвески при наличии короткого торсиона. Лморти заторы фрикционные.
Следует иметь в виду, что при рычагах, направленных вперед, не происходит «кивка» автомобиля в момент торможения, обычного для всех других видов подвески. Однако при наезде на препятствие ощущается жесткий и неприятный толчок, вызванный тем, что реактивное усилие стремится приподнять подрессорен ные массы вверх.
Кроме того, при рычагах, обращенных назад, уменьшается склонность автомобиля к галопированию из-за увеличения расстояния между точками крепления подвески. «Кивок» автомобиля при торможении может быть компенсирован несколько
повышенной жесткостью упругих элементов.
В конструкцию подвески Ситроен 2CV введено интересное новшество. На колесах автомобиля установлены динамические гасители колебаний (фиг. 129). Принцип их действия заключается в следующем. В герметически закрытом цилиндре расположен груз, подвешенный на пружине. В цилиндр залито масло. Груз снабжен уплотнительным кольцом и является одновременно поршнем. Через груз проходит трубка с двумя отверстиями в верхней и нижней частях. Гаситель привернут к рычагу колеса. При наезде на препятствие колесо стремится подскочить вверх против действия инерции груза. В результате перетекания масла через трубку из полости над поршнем в полость под поршнем и обратно раскачивание груза уменьшается. Для эффективного действия гасителя требует ся установка шины низкого давления. По инструкции фирмы Снт-
20 Г
роен давление должно быть в пределах 1,1—1,2 кг/см2, Вес гасителя в сборе составляет 6 кг.
Задняя подвеска автомобиля Моррис Минн Минор (Остин 7) выполнена по схеме Г (см. фиг. 114). Ее интересной особенностью является резиновый упругий элемент (фиг. 130), по конструкции аналогичный переднему, описанному выше. Статическая жесткость
Фиг. 132. Задняя подвеска автомобиля БМВ 600.
Фиг. 131. Подвеска переднего колеса автомобиля БМВ 600.
упругого элемента также невелика и равна 17,5 кг]см. Число колебаний составляет 83 в минуту. В отличие от упругого элемента передней подвески, упругий элемент задней подвески закреплен горизонтально, но усилие передается подобным же толкателем, опирающимся на специальный рычаг, приваренный к рычагу подвески. Вкладыш шаровой опоры нейлоновый, не нуждающийся в смазке.
Весь узел подвески скомплектован на специальной рамке и крепится с помощью болтов на основании кузова.
Таким образом передняя и задняя подвески автомобиля Моррис и Мини Минор являются самостоятельными сборочными узлами, а углы стабилизации колес не зависят от точности изготовления основания кузова и не требуют подрегулировки при сборке автомобиля.
Подвеска автомобиля Б.МВ 600 (фиг. 131) выполнена также по схеме Г (см. фиг. 114).
Принципиально эта подвеска аналогична подвескам, перечисленным ранее, но ее конструктивное решение заслуживает внимания. Балка передней оси приварена к раме автомобиля. Кулак колеса сидит на качающемся рычаге, ось которого закреплена в специальной алюминиевой отливке (аналогично схеме подвески 202
автомобиля «Москвич-401»). Алюминиевая отливка — суппорт служит одновременно поворотным кулаком и упором цилиндрической пружины. Рычаг кулака направлен вперед. Максимальная величина хода колеса достигает 120 мм
На булыжном шоссе среднего качества часто используется весь ход пружины (до упора).
Задняя подвеска автомобиля БМВ 600 (фиг. 132) представляет собой штампованный сварной рычаг, закрепленный па двух кронштейнах на поперечине рамы.
В качестве подшипников применяются резиновые (втулки. Па конце рычага закреплена неподвижная ступица колеса. Пружина опирается на рычаг в точке, близко расположенной к ступице колеса. Верхний 'конец пружины упирается в специальную поперечину рамы.
Внутрь пружины вставлен телескопический амортизатор.
Передние подвески типа Д применяются крайне редко. В качестве примера может служить подвеска автомобиля Гоггомобиль Т300. В этой подвеске два рычага, изготовленные из труб, качаются каждый в двух опорах с резино-металлическими втулками. Муфта, соединяющая обе трубы, является опорой пружины и телескопического амортизатора, а также местом установки шкворня поворотного кулака.
Эта подвеска отличается небольшим статическим прогибом, так как при качаниях рычагов очень сильно уменьшаются углы увода, что неблагоприятно. Поэтому хсд подвески ограничен.
Для задних осей подвеска этого типа широко распространена. Такую подвеску применяют на французских автомобилях Рено 4CV и Рено Дофин (фиг. 133), различающихся только опорами пружин, положением амортизаторов и ограничителей хода. В качестве качающихся рычагов использованы кожухи полуосей, подвешенные к картеру главной передачи на двух шипах со специальными защитными чашками.
Оси качания кожухов полуосей совладают с осями карданов полуосей. На автомобиле Рено 4CV применены два наклонных телескопических амортизатора, улучшающих устойчивость автомобиля. Ограничение хода отбоя 'производится с помощью специальных тяг.
В задней подвеске автомобиля Рено Дофин Аэростабль (см. фиг. 123) внесено оригинальное добавление к обычному пружинному упругому элементу. Это как бы дополнительная пневматическая рессора, вступающая в действие только после определенной деформации пружины. Опа представляет собой резервуар с одной эластичной резиновой стенкой, в котором воздух находится под атмосферным давлением. Специальный упор с шаровой поверхностью при соприкосновении с резервуаром начинает вдавливать резиновую стенку, сжимая находящийся в камере воздух. Такая • комбинированная подвеска имеет прогрессивную характеристику, обеспечивающую повышение комфортабельности при неполном числе пассажиров.
По данным фирмы суммарные показатели жесткости для перед ней и задней подвесок при одном пассажире улучшились примерно на 30%.
На одной из опытных моделей советского микроавтомобиля НАМИ-059 (фиг. 134) была применена подвеска, несколько отличная от описанной выше. В ней, как и в моделях автомобиля Рено
Фиг. 133. Задняя подвеска автомобиля Рено Дофин
Дофин, имеются два центра качания несущих элементов подвески В отличие от конструкции автомобиля Рено Дофин, вместо цапф использованы штампованные шаровые чашки, обладающие двумя степенями свободы. К качающимся чашкам приварены трубчатые кожухи полуосей, несущие подшипники колес и опорные щиты тормозов. Толкающее усилие передается двумя пластинчатыми реактивными штангами, изготовленными из термически обработанной листовой стали (твердость около HRC 35) и присоединенных болтами к трубе полуоси, так как пластины штанги передают не только толкающее усилие, но и реактивный момент; другой их конец связан с наконечником круглого торсиона, расположенного в трубе, присоединенной болтами к основанию кузова. Так как при качании полуосевых кожухов меняются колея и угол наклона колеса, то пластины все время деформируются в поперечном направ лении.
В качестве опор для качающихся пластин применяются резиновые втулки, установленные в трубе-кожухе торсиона по две с каждой стороны, причем одна втулка находится в трубе-кожухе, а вторая — в наружной крышке, прикрепленной болтами к кожуху. В середине трубы расположена втулка, куда на шлицах входят торсионы. Телескопические амортизаторы присоединены к пластн-204
нам. Подвеска этого типа отличается малым весом и простотой изготовления.
Фиг. 134 Задняя подвеска автомобиля НЛМ11-059
По схеме Д (см. фиг. 114) сконструированы задние подвески автомобилей Веспа (фиг. 135), Порше (фиг. 136) и НСУ Принц (см фиг. 19).
Фиг 135. Задняя подвеска автомобиля Веспа.
Фиг 136 Задняя подвеска гоночною автомобиля Порше
В задней подвеске автомобиля Ллойд 600 применяется упругий элемент—полуэллиптическая рессора, причем сохранен поперечный рычаг в качестве направляющей детали (фиг. 137). Поперечные рычаги закреплены в середине автомобиля на резино-металлических втулках. Другой конец рычага переходит в цапфу заднего колеса. Листовая рессора па стремянках крепится к рычагу. На переднем конце рессоры в двух листах пробиты отверстия, в которых установлен шаровой палец. В качестве опоры использована резиновая полушка, закрепленная на кузове. Подвеска это го типа отличается легкостью. Однако относительно короткая рессора предопределяет большую жесткость.
Подвеска типа Е применяется только для передних осей. Кон структивные формы подвески и упругих элементов различны
В качестве упругих элементов применяются пружины, поперечные рессоры и комбинации пружин н резиновых пустотелых цилиндров.
На фиг. 138 показана передняя подвеска автомобиля Веспа.
Качающиеся в продольном направлении коленчатые рычаги за креплены на кузове с помощью резиновых опор, имеющих форму параллелепипедов. На конце рычага находится упор цилиндрического шкворня, имеющего вторую опору в высоко расположен-
Фнг. 137. Задняя подвеска автомобиля Ллойд 600.
ной траверсе кузова. По шкворню скользит специальной формы поворотный кулак, на который сверху опирается цилиндрическая пружина. Вследствие высокого расположения рулевого механизма с поперечными тягами образуется пространство для продвижения ног пассажиров переднего ряда сидений. Резервуар амортизатора телескопического типа служит продолжением направляющей шкворня.
Подвеска автомобиля ДАФ (фиг. 139) сходна с подвеской автомобиля Веспа. Она отличается от последней тем, что в ней используется в качестве упругого элемента рессора, концы которой зажаты в специальные кронштейны поворотного кулака. Телескопический амортизатор встроен в систему поворотного кулака. Следует указать, что первая экспериментальная модель автомобиля ДАФ имела рессору с ушками и пальцами, а в окончательной модели, поступившей в продажу, вместо ушков применены шаровые опоры для кронштейнов крепления концов рессор.
Передняя подвеска автомобиля Фрнски (фиг. 140) вследствие своей простоты не нуждается в пояснениях.
В передней подвеске автомобиля Гоггомобиль 600 или 700 (фиг. 141) оригинально использована схема Е, но без конструктивно сложного элемента — скользящего по шкворню поворотного 206
Фиг. 138. Передняя подвеска и рулевой механизм автомобиля Веспа.
Фиг. 139. Передняя подвеска автомобиля ДЛФ
кулака Применяется беешкворневая схема с шаровыми опорами,
причем неподвижную верхнюю опору заменяют штампованным рычагом, который качается в продольном направлении В качест-
ве упругого элемента применена пружина в сочетании с резиновыми пустотелы-мы блоками.
Резиновый элемент вступает в действие после хода пружины 10 мм. Телескопический амортизатор вставлен внутри пружины. Подвеска типа Ж (неразрезная ось) применяется только для задних колес.
На фиг. 142 показана жесткая ось.
Фиг 140 Передняя подвес- установленная по линии центров колес, ка автомобиля Фрнски и высоко расположенная поперечная рессора. Эта конструкция, применяемая фирмами ДКВ (ФРГ) и Трабант (ГДР), по немецкой термииоло гин, называется «плавающей». Такая высоко расположенная рес-
Фнг. 111. Передняя подвеска автомобиля Гоггомобиль 600
сора в результате совпадения точки закрепления с центром тяжести хорошо сопротивляется крену. Толкающее усилие передается реактивными тягами.
Телескопические амортизаторы расположены наклонно. Подвеска этого типа отличается жесткостью.
Представляет интерес торсионная подвеска (фиг. 143 и 144). установленная на автомобиле Панар Дина. Перед конструкторами стояла задача — для автомобиля небольшого размера создать мягкую подвеску при наличии жесткой оси и без возникновения большого крена кузова па повороте. Была применена «плавающая» схема с относительно высоким центром подвеса. Ось соединена с кузовом при помощи резиновых втулок.
Упругий элемент состоит из трех торсиопов с каждой стороны— одного центрального и двух периферийных. Два периферийных 208
торсиона включены последовательно к центральному. Кованые рычаги передают нагрузку от веса и реактивные усилия Испыта-
Фиг. 142. Задняя подвеска автомобиля ДКВ 3-6.
нис этого автомобиля в НАМИ показало, что подвеска обеспечивает достаточную комфортабельность и предохраняет кузов от
Фиг. 143. Задняя подвеска автомобиля Панар Дина.
большого крена на поворотах при скоростях, превышающих 100 км/час.
На автомобилях Гоггомобиль 600 и 700 применена обычная жесткая ведущая ось с двумя полуэллиптичсскими рессорами. Вследствие небольших размеров автомобиля нельзя для обеспечения необходимой мягкости подвески применить достаточно длин-, ные рессоры. Поэтому дополнительно к рессорам введены такие же резиновые блоки, как и на передней подвеске, с гой только разницей, что они начинают работать после 50 мм хода рессор.
14 Зах 656 2и9
Подвески типа 3, несмотря на то, что они конструктивно сильно отличаются одна от другой, объединяются одним общим положением: качание рычагов происходит в плоскости, расположенной под углом к оси автомобиля. При этом ось качания рычага проходит через центр кардана полуоси, в результате чего теоретически
Фиг. 144. Детали задней подвески автомобиля Панар Дина.
отпадает надобность во втором кардане полуоси у ступицы колеса
У автомобилей Фиат 600 и 500 качающийся рычаг подвески, элементы которого штампованы из листа, образует общий треугольник, усиленный косынками (фиг. 145 и 146). На верхнюю косынку опирается пружина, внутри которой расположен амортизатор. В состоянии статической нагрузки ось колеса наклонена к горизонтальной плоскости на угол минус 1° 30' (обратный развал). При наибольшем ходе подвески этот угол доходит до минус 8° 30'.
Рычаги установлены па резино-металлических втулках и не нуждаются в смазке. Ограничителем хода отбоя служит телескопический амортизатор, а сжатия — резиновый буфер. Несмотря на то, что теоретически при дайной кинематике подвески полуось не нагружена, для предохранения от возможного нарушения разме-210
ров и взаимного расположения деталей при сборке полуось соединена со ступицей колеса при помощи резиновой эластичной муфты (см. фиг. 101), а положение рычага может быть изменено с помощью регулировочных шайб. Кроме того, введена еще предохранительная пружина, которая позволяет полуоси двигаться в пределах 1 —1,5 мм, что дает возможность шарниру устанавливаться строго по оси начатия при небольших отклонениях размеров.
Схождение задних колес при этой подвеске составляет 0°20' под. статической нагрузкой.
Фиг. 145. Общий вид задней подвески автомобиля Фиат 600.
Задние подвески автомобилей ДАФ (фиг. 147) и ЗАЗ-965 «Запорожец» (фиг. 148) имеют ту же принципиальную схему, что и подвеска автомобилей Фиат 600.
Преимущества подвесок типа 3 (см. фиг. 114), объединивших лучшие качества схем Г и Д, позволили фирме БМВ улучшить конструкцию своих автомобилей. Если на автомобиле БМВ 600 при выпуске в 1958 г. применялась задняя подвеска типа Г, состоящая из двух качающихся в продольном направлении рычагов, подшипники которых были расположены на одной оси, то в автомобиле БМВ 700 выпуска 1959 г. (фиг. 149) оси рычагов наклонены и пересекаются несколько сзади линии, соединяющей их центры.
В случае установки такой подвески при наклоне кузова на по-* вороте можно увеличить углы наклона задних колес вбок и повернуть плоскость их вращения таким образом, что углы увода уменьшаются, в результате чего улучшается устойчивость автомобиля 14* 21!
Фнг. 148. Рычаг задней 1годвескн с тормозами в сборе автомобиля 3A3-9G5 «Запорожец».
Для автомобиля БМВ 700 это было необходимо, так как автомобиль БМВ 600 на высоких скоростях не был достаточно надежен на поворотах. Интересно отметить, что для перехода от одной схемы к другой почти не потребовалось изменения конструкции деталей, было изменено только положение кронштейнов крепления.
На автомобиле Гоггомобиль 300 в качестве качающегося треугольника служит толкающая тяга с повернутой под углом к оси автомобиля головкой и сама полуось (фиг. 150), причем ось
качания проходит через резиновую втулку, закрепленную на кузове, и центр кардана полуоси. При возможном несовпадении направления оси качания с центром кардана при жесткой резине тяга будет изгибаться. Испытания показали, что подвеска обеспечивает надежную работу только при движении по розному асфальтовому шоссе. При испытаниях по булыжному шоссе в таком состоянии были поломаны обе тяги, справа и слева. Поломка произошла при значительных перемещениях колеса.
Упругим элементом является пружина, в которую вставлен телескопический амортизатор.
На автомобиле Цюндап Янус применена подвеска (фиг. 151), сходная с подвеской автомобиля Гоггомобиль 300. Ее реактивная тяга представляет собой легкую ферму. Подвеска автомобиля Цюндап Янус отличается очень большим ходом колес, достигающим 200 лмк Как и в конструкции автомобиля Гоггомобиль 300, полуось полностью нагруженная. Подвеска автомобиля Цюндап Янус обладает малым весом.
Из сопоставления разнообразных схем и многочисленных конструкций можно сделать ряд выводов по выбору наилучших подвесок в отношении мягкости и устойчивости, технологичности и стоимости и дать некоторые рекомендации для новых проектируемых автомобилей.
По передней подвеске удовлетворительную устойчивость автомобилей обеспечивают подвески всех типов, за исключением подвески типа Д.
Подвеска этого типа не может быть рекомендована для проектируемого автомобиля. Преимуществами этой подвески являются только дешевизна и простота, ио эти два качества не могут оку-
Фиг. 150. Задняя подвеска с силовым дгрегатом автомобиля Гоггомобиль 300.
лить перечисленные ранее недостатки. Наилучшие результаты получаются при установке подвесок типа В или Г (последние при наличии двух рычагов) и также подвески типа Е. Подвески с поперечными рессорами (типа А и £)хотя и имеют удовлетворительные показатели, однако недостатки, изложенные выше, заставляют отказываться от них и устанавливать упругие элементы в виде пружин. В однорычажных подвесках типа Г, вследствие значительных колебаний при наклоне шкворня назад во время хода подвески, следует увеличивать угол наклона шкворня для статически нагруженного состояния, что ухудшает условия вождения автомобиля (к рулевому колесу требуется прикладывать большое усилие).
Все подвески с поперечно расположенными упругими элементами, которые должны иметь значительную линейную протяженность (рессоры, торсиопы), обладают большой жесткостью (обеспечивают меньшую комфортабельность) по сравнению с пружинными. Единственным исключением являются подвески с пластинчатыми горсионами. Подвеска типа Д, несмотря на наличие пружины, 215
также не отличается большей мягкостью, так как повышенный ход подвески вызывает сильное изменение наклона колеса вбок, и поэтому ход подвески приходится искусственно ограничивать. В отношении технологичности и стоимости должны быть рассмотрены три фактора: простота конструкции, вес и технологическая надежность при сборке. Технологически наиболее простыми являются подвески с двумя поперечными рессорами (типа Л), наиболее сложными — подвески типа В и близкие к ним подвески типа Е
Наибольшим весом обладают подвески типа особенно в однорычажном варианте. Правда, их детали крепления (поперечные
Фиг. 151. Задняя подвеска автомобиля Цюндап Янус
элементы — трубы) частично являются элементами несущей системы кузова или рамы. Наиболее легкими являются подвески типа Д.
Технологическая надежность при сборке заключается в отсутствии необходимости во время сборочных операций регулировать параметры стабилизации колес. Желательно, чтобы регулировка была обеспечена только сборочными зазорами. В этом отношении наиболее совершенны подвески, в которых параметры стабилизации обеспечиваются геометрией детален и, в крайнем случае, регулировкой при сборке узла, а не после установки на шасси автомобиля.
Этому требованию, весьма существенному, так как от изменения установочных углов стабилизации и величины схождения колес сильно изнашиваются шины, отвечают только подвески типа Г 216
Стабилизирующие качества подвесок с поперечными рессорами зависят в значительной степени от точности их изготовления, оз длины коренных листов, а в подвеске автомобиля Фиат 600 — и оз размеров кузова. Точность сборки пружинных рычажных подвесок зависит от точности изготовления передней части несущих кузовов В обоих случаях чрезвычайно затруднен ремонт, потому что запас ные части должны быть изготовлены с большой точностью, чзо не всегда возможно выполнить. Ремонт кузовов должен производиться тщательно, так как регулировочных средств подвески (проклад кн, эксцентрики), предусмотренных конструктором, может не хва тить для исключения получившихся геометрических отклонений.
Анализ, приведенный выше для передней оси, справедлив и для задней с той разницей, что в отношении устойчивости наиболее удовлетворительными являются подвески типов Д и 3, особенно последние при условии, что отрицательные углы, наклона колеса под статической нагрузкой не превышают 4°.
Неразрезные задние оси для микроавтомобилей не обеспечивают хороших показателей, устойчивости и комфортабельности, особенно при наличии продольных полуэллиптичсских рессор, ко торые из-за незначительной длины всегда оказываются жесткими. При их применении нужен специальный подбор передних подвесок.
Хорошая устойчивость автомобиля достигнута при некоторых комбинациях передних и задних подвесок, как, например, на автомобилях Фиат 500 и 600, имеющих /впереди подвеску типа Б, а сзади типа 3. Еще более устойчивым оказался советский опытный образец автомобиля с передней подвеской типа Г и задней — типа 3. Передняя подвеска имеет два направляющих рычага. Эта комбинация подвесок и была принята для советского микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец». Несколько худшей оказалась на этом же автомобиле комбинация передней подвески типа Г (аналогичная предыдущей) и задней типа Д.
Значительно менее устойчивыми оказались автомобили с под веской типа Д впереди и типа 3 сзади (автомобиль Гоггомобиль Т300) или с подвеской типа В впереди и типа Д сзади (автомобиль Рено Дофин).
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ И ТОРМОЗА
В этой группе агрегатов специфика конструкции и компоновки микроавтомобиля гораздо менее выражена по сравнению с другими элементами автомобиля. Конструктор, как правило, стремится •создать наиболее дешевые и простые в изготовлении механизмы, одновременно добиваясь сохранения той степени надежности, которая присуща современным транспортным средствам, двигаю-шимся с большой скоростью в общем потоке автомобилей.
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Из многочисленных типов рулевых механизмов, применяемых •на микроавтомобилях, наиболее простым и дешевым в производстве является механизм типа шестерня — рейка. Кроме того, при рулевом механизме этого типа можно установить по крайней мере на два шаровых сочленения тяг меньше, чем при механизмах других типов.
Однако этот рулевой механизм, наряду с перечисленными преимуществами, обладает и большим количеством недостатков:
небольшое передаточное число, редко превышающее 10—12;
отсутствие такого нужного в эксплуатации качества, которое создает у водителя ощущение движения по прямой;
трудность компенсации неравномерного износа по длине зубчатой рейки;
повышенные потери на трение в рулевом механизме.
Ограниченное передаточное число обусловлено трудностью изготовления ведущей шестерни с числом зубьев меньше семи. Шестерни с меньшим количеством зубьев не обеспечивают достаточ-•ной плавности зацепления и прочности из-за недостаточной степени перекрытия зубьев. Увеличение числа зубьев ведущей шестерни автоматически влечет за собой увеличение хода рейки и, естественно, удлинение поворотных рычагов системы рулевой трапеции, что конструктивно невозможно, особенно при переднем расположении ее.
Отсутствие ощущения у водителя движения по прямой объясняется неизменностью зазоров между ведущим и ведомым элементами рулевого механизма в любом положении и, кроме того, сохранением постоянства передаточного числа.
Трудность компенсации зазоров при износе как зубьев шестерни, так и рейки заключается в том, что обычно по мере эксплуатации сильно изнашиваются один зуб шестерни и два смежных зуба рейки, причем последние даже выкрашиваются. Если и возможно шестерню поворачивать на определенное число градусов с тем, чтобы ввести в зацепление при движении по прямой новый зуб. то с рейкой этого сделать нельзя.
Фиг. 152. Рулевой механизм автомобиля Ситроен 2CV.
Уменьшать зазоры путем применения эксцентриковых втулок «ала ведущей шестерни можно только в пределах устранения зазоров, получаемых при изготовлении и сборке, так как в противном случае возможно заедание при попадании в зацепление зубьев шестерни с неизиошеинымн зубьями рейки (на повороте). Повышенные потери на трение в основном зависят от конструкции и технологии изготовления пары шестерня — рейка.
Ниже указаны меры, применяемые для устранения некоторых из перечисленных недостатков.
Представляет интерес рулевой механизм автомобиля Ситроен 2CV (фиг. 152). Передаточное число механизма 13,3. Нагрузка на
единицу передаточного числа 1 равна 28,2 кг, в то время как на автомобиле «Москвич-407» эта нагрузка достигает 36,2 кг. Увеличение передаточного числа до 13,3 стало возможным за счет снятия тормозов с передних колес и переноса их на главную передачу. В результате появились возможности к увеличению длины поворотных рычагов из-за приближения поворотного шкворня к центру колеса.
Рулевой механизм устроен следующим образом. В вырез несу щей трубы передней подвески вставлен трубчатый элемент 5, являющийся направляющей для трубчатого ползуна, в котором за прессована рейка 13. В трубчатом ползуне закреплены пальцы 1 и 3 поперечных тяг рулевого управления. Шаровые головки пальцев зажаты с (помощью вкладышей 7, 8, 10 и 11, пружины 9 и гайки 6. Упором для вкладыша 11 служит запрессованная втулка 12. Крышка 4 служит для предохранения рулевого механизма от попадания пыли. Она движется вместе с шаровыми пальцами.
Рулевой механизм вставлен в трубу подвески. В литом картере находится ведущая шестерня 17 со спиральным зубом. Она вращается на радиально-уперном подшипнике 16, застопоренной специальной гайкой, в которую заложен войлочный сальник 15. Нижним подшипником служит втулка 14. На ползун с рейкой 13 надет и закреплен заклепкой шаровой вкладыш 2, служащий опорой рейки в трубчатом элементе 5. Благодаря наличию шаровой опоры рейка может слегка наклоняться относительно горизонтальной оси. Это необходимо, так как зазор между зубьями шестерни и рейки устраняется автоматически с помощью плавающего упора 18, поджимаемого пружиной 19 к обратной стороне рейки. От проворота рейку удерживают шаровые пальцы, двигающиеся в прорези.
Таким образом, в рулевом механизме автомобиля Ситроен 2CV устранены два существенных недостатка — малое передаточное число и трудность компенсации износа зубьев шестерни и рейки. Особенностью рулевого механизма также является наличие опоры между шаровыми пальцами, что уменьшает нагрузку на рейку. Рулевой вал и ведущая шестерня соединены шлицованной муфтой, затянутой хомутом. Верхний подшипник (полиамидная втулка) рулевого вала закреплен в кронштейне на переднем щите
Реечный рулевой механизм автомобиля Ситроен 2CV является хорошим примером продуманной и технологически простой конструкции. Его недостаток заключается в плохой защите механизма от попадания пыли и воды.
В противоположность рулевому механизму автомобиля Ситроен 2CV рулевой механизм автомобиля Ллойд Александр 600 сконструирован по стандартной схеме шестерня — рейка (фиг. 153) и обладает рядом недостатков, присущих рулевому механизму это
1 Нагрузка на единицу передаточного числа являете?! условной величиной, полученной от деления нагрузки, приходящейся на передние колеса, на перо даточное чпело рулевого механизма. Этой величиной можно условно оценить нагрузку, преодолеваемую водителем при вращении рулевого колеса. 220
го типа. Пальцы поставлены на консольном конце рейки, что вынуждает делать ее особо прочной. Устранение зазора между зубьями осуществляется праворотом алюминиевой втулки-подшипника седущей шестерни, имеющей эксцентрицитет 0,5 льп. От проворота рейка удерживается шпонкой. Труба рулевого механизма соединяется с ведущей шестерней с помощью двух стальных тонкостенных термически обработанных разрезных втулок, служащих штифтами.
По этой /ке схеме сделан рулевой механизм мотоколяски СЗА (фиг. 154).
Особенностью реечного рулевого механизма автомобиля Рено Дофин (фиг. 155), наиболее совершенного из механизмов этого ти-
Фиг. 153 Рулевое управление автомобиля Ллойд Александр.
па, является высокое передаточное число, равное 24. Ведущая шестерня имеет всего шесть зубьев, модуль очень мал (1,7), однако прочность и степень перекрытий зубьев вполне допустимые. Угол подъема спирали весьма велик.
Зазоры регулируются при помощи плавающего упора с поджимной пружиной, причем, как и в автомобиле Ситроен 2CV, упор служит одним из подшипников рейки. Для самовозврата в среднее положение, соответствующее движению по прямой, и смягчения мелких толчков имеется одна общая пружина, работающая в обе стороны. Для уменьшения радиальных нагрузок на рейку и ее опоры по осевой линии рейки стоят шаровые пальцы, а поперечные тяги являются как бы се продолжением. При этой конструкции угол между поперечной тягой и рейкой равен почти 180°, в то время как у автомобиля Ситроен 2CV он доходит до 30°.
Реечный рулевой механизм автомобиля Веспа интересен тем, что он имеет фиксатор среднего положения (фиг. 156). который представляет собой два ролика, прижатых одной пружиной к канавке, проточенной в рейке. В остальном по своей конструкции он сходен с рулевым механизмом автомобиля Ситроен 2CV
Фиг 154. Рулевой механизм мотоколяски СЗА.
Фиг. 155. Рулевой механизм автомобиля Рено Дофин.
Реечные рулевые механизмы автомобилей Панар Дина (фиг. 157) и ДКВ (фиг. 158) в отличие от других конструкций имеют дополнительные опоры для рейки, устраняющие консольное
Фиг. 156. Рулевой механизм автомобиля Веспа
крепление рейки в местах крепления пальцев, что уменьшает напряжения на изгиб.
Фиг. 157. Детали рулевого механизма
автомобиля Панар Дина
На автомобилях Фиат 600 установлены рулевые механизмы г и-'па червяк — сектор. Передаточное число равно 13 : 1. Рулевой механизм этого типа устаревший, дорогой, но испытания показали, что он износоустойчив.
I I
Фиг 158. Рулевое управление автомобиля ДКВ
Фиг 159 Рулевой механизм автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец»
На автомобиле Гоггомобнль 600 применен обычный рулевой механизм типа червяк — ролик (см. фиг. 141).
На микроавтомобиле ЗАЗ-965 «Запорожец» с подвеской, выполненной по схеме Г (см. фиг. 114), также установлены рулевой механизм типа червяк — ролик с передаточным числом 17, аналогичный по конструкции рулевому механизму автомобиля «Москвич-407», и трехзвенная передняя рулевая трапеция (фиг. 159 и 124) с дополнительным маятником. Другим маятником служит сошка рулевого механизма. Для уменьшения числа точек смазки шаровые вкладыши пальцев рулевой трапеции изготовлены из пластмассы типа полиуретана. Такой вкладыш шарового пальца не нуждается в добавлении смазки.
На автомобиле Фиат Мультипла применяется рулевой меха низм червяк — ролик с передаточным числом 16,4. Установка рулевого механизма этого типа вместо рулевого механизма червяк — сектор, применяемого на Фиате 600, по-видимому, связана с повышенной нагрузкой на переднюю ось. Его особенность— удлиненный вал рулевой сошки, имеющий одну наружную опору, закрепленную на днище кузова. Двухзвенная трапеция снабжена центральным маятником (см. фиг. 122).
Рулевой механизм автомобиля Цюндап Янус типа шестерня — рейка воздействует на поворотные поперечные тяги при помощи маятника значительных размеров (см. фиг. 18). Такая конструкция принята из-за необходимости переноса точки управления тягами назад, как можно ближе к оси качания рычагов подвески.
Приводы к управляемым колесам разнообразны. Если схема подвески позволяет, то применяют двухзвенную рулевую трапецию; однако при подвесках типа Б (см. фиг. 114), которые установлены на автомобилях Фиат 500 и Фиат 600, двухзвенная трапеция приводит к повышенному износу шин вследствие неточности кинематики системы управления.
Поэтому с 1957 г. на автомобилях Фиат 500 и Фиат 600 устанавливают трехзвенную трапецию. Испытания автомобилей Фиат с обоими видами трапеций, проведенные в СССР в одинаковых условиях, подтвердили правильность изменения конструкции.
Двухзвенную схему применяют в основном на автомобилях с подвесками, выполненными по схемам А, Е, Г и Л.
ТОРМОЗА
Надежные тормоза при движении в потоке автомобилей, обладающих хорошими динамическими качествами, являются главным условием безопасности. Именно поэтому, несмотря на относительно высокую стоимость, на большинстве микроавтомобилей применяются тормоза с гидравлическим приводом
Однако в отношении безопасности одно только применение гидравлического привода не является решающим Тормоза должны быть нс только надежными, но и иметь постоянный коэффициент трения независимо от многочисленных повторных торможений
Учитывая тенденцию к уменьшению диаметра ободов и увели ченню сечения шин, особенно важно правильно подобрать размеры и обеспечить необходимою жесткость и отсутствие деформаций тормозных барабанов, часто служащих также фланцами для крепления колес. При углублении тормозных барабанов в колеса ухудшается охлаждение тормозов и приходится применять меры для усиленного обдува.
Фиг 160. Передний тормоз с плавающими колодками.
Сама конструкция разжимающих систем и колодок тормоза мало чем отличается от конструкций, широко применяющихся на ав томобилях более высоких классов.
В частности, получили распространение тормоза с плавающими колодками типа тормозов автомобиля «Москвич-407», примененные и на советских мпкроавтомобилях (фиг. 160).
От сдвига в вертикальном направлении колодки удерживаются натяжными пружинами, прижимающими их к опорной пяте с клиновыми упорами. Зазоры регулируют путем поворота эксцентриковых ограничителей хода колодок.
Сервосистемы, как правило, на мпкроавтомобилях не приме няют.
Примером тщательного подхода к вопросу охлаждения тормозных барабанов является конструкция тормоза автомобиля Цюндап Янус (фиг. 161). Ступица колеса, одновременно являющаяся и тормозным барабаном, снабжена специальными ребрами, распо ложенными на боковой стенке. При вращении колеса воздух заса-
сывается через радиальные зазоры между диском колеса и ступи-
цей и движется к периферии, обдувая при выходе рабочую поверхность барабана.
Практикой установлено, что при колесах с ободом диаметром 10 дюймов затруднительно установить тормозной барабан диаметром больше чем 180 Л1Л1.
Из табл. 19 видно, что у большинства автомобилей тормозные барабаны имеют диаметры 170— 200 ЛМ1 и только у автомобилей, приближающихся к малолитражным, с диаметром обода колеса больше 13 дюймов (автомобили Напав Дина. Репо Дофин), диаметры тормозных барабанов превышают эту величину.
Диаметр тормозного барабана неполностью характеризует возможности эффективного торможения.
Фиг. 161. Тормоз автомобили Цюндап Янус.
Для оценки тормозов принят параметр, названный коэффициентом
эффективности:
К9 = — И кг/см\
9 F
где Ga — полный вес автомобиля;
F — суммарная площадь тормозных накладок;
А — коэффициент, равный отношению радиуса качения к радиусу тормозного барабана (~) .
Чем меньше, коэффициент тем тормоза эффективнее.
У малолитражных автомобилей «Москвич-407» и Фольксваген, обладающих хорошими тормозами, коэффициент К3 равен соответственно 5,1 и 5,14. Если принять коэффициент эффективности автомобиля «Москвич-407» за 100%, то у большинства микроавтомобилей он составляет 100—107%, и только автомобили последних моделей обладают несколько более эффективными тормозами.
Укажем, что коэффициент трения современных асбобакелиго-вых накладок доходит до 0,4 в холодном состоянии и не падает ниже 0.3 при 200°.
Накладки часто крепят на колодках при помощи специального клея.
Таблица 19
Параметры тормозов мотоколясок, микроавтомобил ей н малолитражных автомобилей
Автомобиль Диаметр тормозных колодок в мм Суммарная площадь тормозных накладок/7 веж* Радиус качения г в мм К Полный пес автомобиля ° а в кг К °* %- А F в кг/см1 Путь торможения в м при ci орости 30 км/час
СЗА 185 172 236 577 8,55 14,5
031 . ... 185 502 236 735 3,73 6
БМВ Изетта 180 325 230 512 4,03 5
Фриски 177.8 325 218 597 4,44 20,4*
Гоггомобиль ТЗОО .... 180 405 215 632 3,72 3
Цюндап Янус 180 488 240 755 4,12 5.38
ЗАЗ-965 «Запорожец» 200 510 280 940 5,15 5.5
Веспа 400 170 412 215 600 3,68 4,39
Фиат 500 . . 185 432 240 712 4,29 5,5
Штейер 500 185 452 240 785 4,52 5,25
1 Ситроен 2CV 200**
180 448 286 800 5,1 6
ИСУ Принц 180 404 240 810 5,35 5,4Ь
Ллойд LP600 200 456 276 830 5.02 6
БМВ 600 180 440 240 861 5,23 5,3
ДАФ 180 420 260 900 6,17 —
Рено 4CV 180 402 286 885 7,0 5.38
Моррис Мини Минор 178 435 240 887 5,5 10,8***
Фиат 600 185 432 262 900 5.9 5.5
Гоггомобиль 600 и 700 230 488 249 940 4,15 ——
«Москвич-407» 230 704 317 1300 5,1 5
Рено Дофин . . . 229 532 292 962 4.6 6
Фольксваген 230 520 302 1015 5,14 6
203**
Остин А40 . . . 492 272 1062 5,8 3,77
178
Панар Дина . . 225 665 300 1175 4,72 6.5
Форд Таунус 12М 203 590 290 1160 5,65 5.8
Олимпия Рекорд 200 704 280 1200 4,8 5,75
Голиаф 1100 230 736 280 1206 3,97 5.75
Шкода 44U 230 672 312 1210 4,88 5.5
Симка Аронд 255 852 290 1230 3.35 5.75
Вартбург — 920 313 1250 — —
Фиат Мультипла 220 665 265 1192 4.3 J 6.25
• При скорости 40 км/час.
•• В числителе указан диаметр передних тормозных колодок
••• При скорости 50 км/час.
На фиг. 162 показана типичная тормозная система. Ее особен костью является применение в качестве стояночного небольшою барабанного трансмиссионного тормоза. Однако ряд фирм откй вались от тормоза этого типа и перенесли стояночный тормоз па задние колеса. Основным аргументом был большой износ пакли док вследствие того, что этот тормоз, даже будучи полностью затянутым, не может преодолевать крутящий момент двигателя н выходит из строя, когда его забывают освободить после стоянки
Fla автомобиле Фиат 500 фирма, видимо из соображений дешевизны (и снижения веса по сравнению с моделью Фиат 600, пернона чально уменьшила диаметр тормозного барабана со 185 мм до
Фнг 162. Тормозная система автомобиля Фиат 600
170 льи. В качестве компенсации была на 15% увеличена ширина тормозной накладки. Хотя общая площадь тормозных накладок осталась неизменной, эксплуатация показала неправильность этого мероприятия. При таком изменении отношение увеличилось на 9%, в результате чего тормоза стали малоэффективными. Поэтому в дальнейшем фирма стала выпускать автомобиль Фиат 506 с диаметром тормозного барабана 185 льи, т. е. таким же, как у ав томобиля Фиат 600. Модификация автомобиля Фиат 500, предназначенная для горных дорог Австрии, в проекте имела диаметр тормозных барабанов 180 мм. Однако в дальнейшем диаметр был увеличен также до 185 мм,
Па автомобиле Ситроен 2CV передние тормоза с гидравлнче ским приводом были сняты с колес и перенесены на выводные ва лы полуосей (фиг. 163). Такое решение было принято из-за стрем * ления поставить тормоза в более защищенные от пыли и грязи ме ста и одновременно освободить пространство для размещения карданов привода передних колес. На эти же колодки действует тро<
совын привод стояночного тормоза. На автомобиле Ллойд Александр тросовый привод стояночного тормоза также выведен на передние колеса.
Тормоза автомобиля Рено Дофин отличаются от других тем, что их колодки имеют разную длину для обеспечения равномерного из-
Фнг 163 Передний тормоз автомобиля Ситроен 2CV.
носа. Новым является применение на этом автомобиле прозрачного резервуара для тормозной жидкости
ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ, СЦЕПЛЕНИЕМ И ТОРМОЗАМИ
На микроавтомобилях, как и иа автомобилях более высоких классов, применяются механизмы переключения шестерен коробки передач трех типов.
I. Рычаг проходит через щиток приборов. Эта конструкция применяется исключительно для автомобилей с передним распо ложением двигателя и передними ведущими колесами.
Фиг. 164 Рычаг коробки передач.
„ 2. Рычаг расположен на кожухе рулевого вала под рулевым
колесом. Такая конструкция применяется очень редко, так как при заднем расположении двигателя привод коробки передач становится сложным и дорогим.
3. Рычаг расположен на полу кузова, ® середине между сидень ими. Эта конструкция (фиг. 164) наиболее распространенная Ее применение облегчено тем, что по оси кузова для увеличения жесткости и прочности основания почти на всех автомобилях проходит туннель прямоугольного сечения, внутри которого и нахо дятся тяги переключения. Соединение между тягой и валиком пере ключения коробки передач осуществляется при помощи резиновых муфт, компенсирующих неточность расположения силового блока и рычага управления.
Рычаги переключения имеют небольшую высоту и расположены на уровне переднего сиденья, что облегчает пользование ими.
Обычно несколько сзади, на той же продольной оси автомобиля, устанавливается и рычаг привода ручного тормоза. Конструкция такого рычага, простая и дешевая, показана на фиг. IG5.
Управление педалями микроав томобилей также обычное. Наблю-
Фиг 165 Рычаг ручного тормоза, дается тенденция перехода к подвесным педалям сцепления и тормоза, что позволяет водителю вытя нуть ноги, в результате чего уменьшается его утомляемость. Часто педали расположены настолько близко одна к другой, что управление автомобилем в некоторых случаях затрудняется. Привод к механизмам сцепления обычно механический, тросовый, редко гидравлический. Недостаток тросового привода, расположенного под днищем автомобиля, заключается в трудности защиты от попадания влаги в оболочку, что вызывает замерзание троса зимой и выход из строя механизма выключения сцепления.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ ПО МИКРОАВТОМОБИЛЯМ
ИСПЫТАНИЯ
Для того чтобы выяснить, можно ли рентабельно эксплуатировать микроавтомобили в дорожных условиях СССР, в НАМИ в 1958—1959 гг. были проведены широкие испытания ряда зарубежных автомобилей: трех моделей Фиат 500. шести — Фиат 600 (из
Фиг. 166 Испытательный участок грунтовой дороги.
которых два югославского производства), двух — Фиат Мультип-ла, двух—БМВ 600. Одновременно для сравнения были испытаны по два малолитражных автомобиля Фольксваген и «Москвич-407»
Для получения наиболее правильной оценки автомобили были разделены на две одинаковые по составу группы. Пробег для обеих групп был установлен по 25 тыс. /си. Автомобили первой группы испытывались только на дорогах хорошего качества, по шоссе, в г. Москве и в горах Крыма, автомобили второй группы — по булыжным шоссе и грунтовым дорогам. Такое разделение позволило, с одной стороны, определить, насколько справедливы литературные данные об эксплуатационной надежности автомобилей этого типа в дорожных условиях, близких к заграничным, и, с другой стороны, получить представление о прочностных показателях в условиях работы на плохих дорогах (фиг. 166 и 167).
По хорошим дорогам автомобили испытывались с полной нагрузкой согласно спецификации фирм, а по плохим — с нагрузкой 75%.
В качестве топлива был использован бензин А-74, а для смазки двигателя — моторное масло НКЗАС-9,5 с 5%-ной присадкой ВНИИНП-360.
Автомобили первой группы содержались в гараже, а второй — на открытой площадке.
После обкатки были проведены динамические испытания, подтвердившие в основном данные фирм. В табл, 20, кроме этих данных, приведены средние скорости движения за весь период испытаний.
Фиг. 167. Испытательный хчасток булыжного шоссе
Если принять время разгона автомобиля «Москвич-407» за 100%. то у лучшего по динамическим качествам микроавтомобиля БМВ 600 время разгона только на 20% больше. Время разгона автомобилей Ллойд Александр и НСУ Принц соответственно равно 12,5 и 13 сек., что! близко совпадает, с данными автомобиля «Москвич-407». Время разгона автомобиля Фиат 600 больше, чем автомобиля «Москвич-407»; очнако средние скорости движения по городу у этих автомобилей незначительно различаются (31,7 км/час у автомобиля Фиат 600), а по асфальтовому и булыжному шоссе, грунтовым и горным дорогам почти совпадают. Даже самый небольшой из испытанных автомобилей — автомобиль Фиат 500 по средним скоростям движения близок к автомобилю «Москвич-407», котя его время разгона соответствует времени разгона автомобиля Фиат 600. Указанное обстоятельство объясняется наличием у автомобилей Фиат четырехступенчатой коробки передач с хорошо юдобраннымн передаточными числами.
Высокие средние скорости движения зависят от эффективности тормозов. Максимальное отрицательное ускорение у микроавтомо-234
Динамические качества автомобилей
Параметры Фиат 500 БМВ G00 Фиат 600 Фиат Мультип-ла Фольксваген «Моск-! внч-407»
Время разгона в сек : на расстоянии 400 м 28,9 27,75 29,0 30 26 8 25,7
на расстоянии 1000 м 57,55 54,1 57,4 58,3 53,35 48.7
Макси л алгнач скорость в км/час 91,45 94,65 92,8 90,5 105 115,1
Время разгона: с переключением пере/ ач от 0 до 6L км/час . . 17,5 13,75 17,5 17.5 12.5 Н,5
на прямой передаче от 20 до 80 км/час 64,25 53,5 63,5 60,8 49 37,3
Средние скорости движения в км/час: в гсроле 32,8 25,2 30.6 29,3 30.6 31,7
на асфальтовом шоссе 58,2 58,5 59,7 59,4 59.6 59,5
на булыжном шоссе 44,6 39,1 46.4 46,8 47.5 47,2
на грунтовой дороге 30.5 25,3 31.6 31,5 35 31.4
на горной дороге . 36.5 — 37,9 — 42,2 37,9
Таблица 21
Необходимые октановые числа и углы опережения за жигания
Параметры Фиат 500 БМВ 600 Фиат 600 Фиат 600 Ю Фиат Мульт ип ла Фольксваген «Москвич-407»
Степень сжатия двигателя Угол опережения зажигания в град.: 6,55 6.8 7.5 7.0 7,5 6,6 7,0
оптимальный . . . рекомендуемый фир- 15 15 24 25 32 20 20
мой Октаногос число бензина: 10 5 10 10 10 7,5 5
оптимальное . . потребное при фирменной установке 79 76 83 83 84 84 81
зажш ания Выбранный угол опережения зажигания в град. 76 68 66 68 66 78 66
для бензина Л-74 .... • Для бензина Л-70. 5 10 15 12 15 0 10*
билей доходит до 6,4 м/сек2 (автомобиль БМВ 600) и не падает ниже 5,8 м/сек2 (автомобиль Гоггомобиль 600), что вполне соответствует лучшим образцам малолитражных автомобилей.
Перед определением эксплуатационного расхода топлива были проведены испытания по выбору угла установки зажигания и определению необходимого октанового числа бензина (табл. 21).
В результате этой работы была установлена возможность применения одного сорта бензина с октановым числом 74 (бензин А-74) при относительно небольших изменениях углов опережения зажигания, рекомендуемых фирмами, и расходов бензина.
Топливная экономичность микроавтомобилен оказалась высокой и, что особенно важно, расход топлива не очень значительно колебался в зависимости от различных дорожных условий (табл. 22).
Увеличение расхода топлива при повышении скорости движения оказалось примерно одинаковым для автомобиле!*! всех моделей Несколько увеличенный расход наблюдался при движении по дорогам плохого качества у автомобилей с меньшим рабочим объемом двигателя (автомобили Фиат 500 и БМВ Ь00) из-за более частого пользования понижающими передачами, что подтверждает предположения, высказанные в предыдущих разделах, о выборе оптимального рабочего объема двигателя для микроавтомобиля.
Двигатель. Особое внимание было уделено наблюдению за работой двигателей. По эксплуатационной надежности все двигатели без дефектов прошли 25 тыс. км. Исключение составил автомобиль Фиат 500, испытывавшийся во второй группе, который вышел из строя из-за износа поршневых колец и обрыва юбки поршня.
Для проверки состояния двигателей постоянно учитывали рас ход масла на всем протяжении пробега. Данные по расходу масла сведены в табл. 23. Из нее следует, что наименьший расход масла оказался у двигателей автомобилей Фольксваген; он был стабильным на всем протяжении пробега и не превышал 20 г/100 км. Несколько бсльше расходовали масла двигатели автомобилей Фиат 600 (до 40 г/100 км). Повышенный расход масла наблюдался у двигателя автомобиля Фиат 500 (до 60 г/100 км) после пробега 25 тыс. км.
По окончании пробега был измерен износ цилиндров. Оказалось, что у двигателя автомобтя Фиат 500, испытывавшегося в первой группе автомобилей, износ составил 3,4 мк на 1000 км (0,085 мм за 25 тыс. км). У двигателей автомобилей Фиат 600 из этой же группы максимальный износ был несколько меньше и составил 3,2 мк на 1000 км (0.08 лиг за 25 тыс. км).
По второй группе автомобилей износ двигателей этих же авто мобилей оказался большим. Абсолютная величина износа составила 0,17—0,22 мм за 25 тыс. км, что соответствует 7—12 мк на 1000 км.
Двигатель автомобиля Фольксваген имел значительно меньший износ. По первой группе автомобилей износ не превышал 0,41 мк на 1000 км (0,03 мм за 25 тыс. км), а по второй группе 1,2 мк на 236
о к
А I4» СО
о ’Т СП с чг •>
-ЧГ * Л7 LJ см I'- "Т
! С с=^1
X ~~^ч **4» ”**Чч 'Ч-ч,
а со ^7* ««•ч "Si
X о со гГ оо
U а> см о ОО
о СО {р^ £4,4 оо *—* ц П
СП
V
4 “ 04 сп ю СП
X •> со «
о СО см СП » О1
о •М со см
<1 <о о — **
<0 ""«ч^ **ч^ 0=4
О СО со о "Чччч IQ
JJ ю сп ю со 00 см
е; * •» * о •
о Tj* L? СО СО СО J4^
Э
’Г со "Т о
ез е; ч-j*
Е • О о Ч" с 04
ь X СМ О »
го н. 00 *ч«ч "*>w
X Л со Ш СО ЬЛ
о ч СО см "Т со СМ ’Г
Л >: «• СО LQ О- СО со
О 00 СП СП о
о *т о см «л
о * О о •—ч со см
<о ю о
СО ^ч»ч -ч^
^•ч •’Г СО СО со со
X см СП тг о> со СП
е *Т Tt* СО ю г- СО 1Л
—г МТ см
о о со’ ОО СО
о о О СМ :м
о о •—»
о ““Чч^ **>.
со ю LO о-
о ^7" сО СО ”Т
аэ •»г м- ’* Ю сЛ
СМ
• * * 1Л
О Е==Ч1 со о •
о с см ю
ю сл с •—‘ 00 'J*
сп **Чч^ см
"'чч *Ч-ч, СО СО см
СП —— со СП со оо
е со Tf" ’Г ’Т (Чч. ю сл'
X X X О.
СО
К х х и £ и ч
га сх
х X в» X И
X я X
о X
п W X о Е
X о о о.
ч
о о О
Г5 X CJ я га X И
контрольный расход топлива
Продолжение табл. 22
Расход масла в двигателях в г/100 км
Автомобиль Первая группа автомебнлей Вторая группа автомобилей
Средний Минимальный Максимальный Средн нй Миннмаль ный Максимальный
Фиат 500 . . . 31 12 60 — . -
Фиат Мульти пл а 21 13 30 19 14 24
Фиат 600 7 3 26 19 14 34
Фиат 600 (югославе кии) 15 10 27 33 13 39,5
Фольксваген 4 3 7 14 6 20
«Москвич-407» . 39 28 59 34 23 47 *
1000 км (0,05 мм за 25 тыс. км). Интересно отметить, что износ хорошо работающего в отечественных условиях двигателя автомобиля «А\осквич-407» оказался таким же.
Для проверки состояния автомобилей и двигателей после 25 тыс. км пробега были проведены повторные испытания их динамических качеств; у автомобиля «Москвич-407» показатели по раз гону ухудшились на 20%, а у а-втомобиля Фиат 600 — на 15%.
Много внимания было уделено сравнению тепловых режимов ра боты двигателей воздушного охлаждения и степени их пригодности для работы в СССР. Была измерена температура головок и самих цилиндров/а также картерного масла на различных режимах как на стендах, так и в пути.
Испытания показали, что температура стенок головки и цилин дра при работе на стенде на режиме максимального крутящего мо мента для двигателя автомобиля Фиат 500 равна 185° и 175°, а для двигателя автомобиля БМВ 600 соответственно 212° и 155°.
Температура масла в картере двигателя автомобиля Фиат 500 доходила при этом до 100° и стабилизировалась, а у двигателя автомобиля БМВ 600 — до 115° и обнаруживала дальнейшие тенденции к росту. Это заставило провести специальные, дорожные испытания при температуре воздуха +30° С. Оказалось, что температура головок и цилиндров двигателя автомобиля Фиат 500 была выше, чем х двигателя автомобиля БМВ 600, па 45°, ио температура масла у двигателя автомобиля Фиат 500 была стабильна и равнялась 100°. У двигателя БМВ 600 при скорости 80 км!час температура масла составляла 86э, ио при повышении скорости движения до 90 км}час или при езде по горным дорогам Крыма температура доходила до 105—107°.
Если сравнить эти данные с показателями двигателя воздушно го охлаждения малолитражного автомобиля Фольксваген, то ока жется, что у последнего система охлаждения работала еще лучше.
Температура масла в картере при скорости 8U км!час была на 12—15° ниже, чем у двигателя автомобиля Фиат 500, и также стабильно сохранялась. .
Испытания на пуск в зимних условиях проводились после суточного безгаражного хранения. Если аккумуляторные батареи перед этим находились в исправном и заряженном состоянии, то до темпе ратуры— 15° пуск двигателей всех испытывавшихся микроавтомобилей осуществлялся без всяких дополнительных мероприятии. Особенно легко начинал работать двигатель автомобиля Фольксваген, пуск которого происходил при температуре — 15° через 2,3 сек Двигатели автомобилей Фиат 600 и БМВ 600 при этой температуре пускались через 5,0 сек., двигатель автомобиля «Москвич-407» — через 8 сек., двигатель автомобиля Фиат 500 — через 33 сек. Данные по пуску двигателей сведены в табл. 24.
Пусковые качества двигателей
Таблица 24
Автомобиля Интсрвчлы температур в °C
От—1 до —4 | От —5 до—8 От —9 до —12 От —13 до —15
Фиат 500 9.7/174 20,5/160 23,4/146 33.0/127
Фиат 600 2,0/224 5,2/198 7,2/202* 5.0/156
Фиат 600 2,5/190 1 8/240* 2.0/190 5,0/180
БМВ 600 3,0/180 2,8/184 4,8/150 —
Фольксваген 1.8/145 1,4/141 2,2/125 2,3/125
«Москвич-4( 7» 6,0/191 5,0/130 7 5/120 8,0/70
Примечание. В числителе указано время, необходимое для пуска двигателя, в сек., а в знаменателе—пусковое число оборотов двигателя.
• Увеличение числа оборотов двигателей произошло из-за лучшего состояния аккумуляторной батареи.
Трансмиссия. Сцепления и силовые передачи у всех автомобилей работали надежно и имели незначительный износ.
На автомобиле Фиат 600 наблюдалось повреждение защитного чехла полуосей после пробега 12—20 тыс. км. На автомобиле Фиат 500 выходили из строя резиновые муфты полуосей после пробега 12,5 тыс. км и 24 тыс. км. На автомобиле Фиат 600 два раза разрушался картер сцепления вследствие удара о камни из-за малого дорожного просвета.
Подвеска. По подвескам замечания сводятся к следующим. Рес соры передней подвески автомобилей Фиат 500 и Фиат 600 второй группы выходили из строя через 10—12 тыс. км из-за поломки тре гьего, четвертого и пятого листов. Пружины задней подвески автомобиля Фиат 600 итальянского производства оказались нестойкими а аналогичные детали на автомобилях Фиат 600 югославского производства и Фиат 500 — вполне прочными. На автомобиле Фольксваген был сломан один передний пластинчатый торсион через 12 тыс. км. На автомобилях первой группы поломок деталей подвески не было.
На всех автомобилях второй группы отмечен износ шкворней и шкворневых втулок, ио не настолько большой, чтобы препятствовать дальнейшей эксплуатации.
Рулевое управление. Рулевые механизмы всех автомобилей оказались в полной исправности, но на автомобилях второй группы был замечен значительный износ шарниров рулевых тяг (срок службы И—25 тыс. км). Исключение составлял автомобиль Фиат 500. Его шарниры не нуждались в замене. При разборке оказалось, что шаровые вкладыши у этого автомобиля сделаны из пластмассы (полиуретана). В случае применения этого материала добавления смазки во время эксплуатации не требуется.
Отопление кузова. Специальной проверке подвергались механизмы отопления. При этом была определена эффективность систем обдува ветрового стекла. Оказалось, что автомобили с воздушным охлаждением не обладают интенсивно действующей системой отопления кузова и обдува ветрового стекла. Если температура в кузове автомобиля Фиат 600 может поддерживаться на 30° выше, чем температура окружающего воздуха, то при наиболее интенсивно действующей системе отопления автомобиля Фольксваген с двигателем воздушного охлаждения перепад температур составлял только 20- 25е, что следует считать недостаточным.
Шины. По износу шин наиболее удовлетворительные результаты показал автомобиль Фольксваген, у которого передняя подвеска сделана по схеме Г (см. фиг. 114), а задняя — по схеме Д. Износ шин на каждые 1000 км составлял: у передних колес 24,4 г, у задних 26,4 г. На других автомобилях износ шин доходил до 60 г на 1000 км.
Причиной такого повышенного износа было нарушение углов установки передних колес у автомобилей Фиат 600 (подвеска типа Б) и «Москвич-407» (подвеска типа В) и нарушение положения рычагов задней подвески. У автомобилей Фиат 600 и Фиат Мультипла вследствие разрушения кузова износ быстро увеличивался.
Несмотря на то, что нагрузка на передние шины автомобиля Фиат Мультипла завышена вследствие применения вагонной схемы автомобиля, износ шин не превышал 40 г на 1000 км. Проверка углов установки передних колес показала, что они на протяжении всего пробега нс подвергались изменениям и не нуждались в регулировке.
Кузовы. Кузовы почти всех микроавтомобилей второй группы оказались недостаточно прочными в местах крепления узлов подвесок и рулевых механизмов.
Характерными разрушениями были трещины в местах сварочных соединений и нарушения точечной сварки. Трещины иногда возникали в местах, в которых не было соединений, по которые подвержены динамической нагрузке. Особенно эта дефекты имели место в вагонном к\зовё автомобиля Фиат Мильтппла, который при боль-*ших размерах и повышенной нагрузке оказался недостаточно прочным.
16 Зак 65G
211
Наиболее прочным был кузов автомобиля Фиат 500, имевший только незначительные трещины в местах крепления маятника передней подвески.
Электрооборудование. Системы электрооборудования работали вполне удовлетворительно; однако нужно указать на плохую работу реле-регулятора автомобилей Фиат 600, в результате чего емкость аккумуляторных батарей этих автомобилей к концу пробега (25 тыс. км) уменьшилась примерно иа 20%.
АНАЛИЗ ВЕСА МИКРОАВТОМОБИЛЕЙ
Взвешивание как автомобиля в целом, так и его отдельных узлов дает возможность оценить прочностные показатели конструкции и сделать некоторые выводы о степени целесообразности использования материала.
Анализ, приведенный ниже, базируется на результатах определения весов узлов и агрегатов 17 моделей автомобилей малого класса, данные по которым приведены в табл. 25 и 26.
Вес мотоколясок, микроавтомоби.тей и мадолитраж-
Параметры Сухой вес автомобиля в кг Вес автомобиля в снаряжением состоянии: общий на переднюю ось: в кг в % на заднюю ось: в кг в % Полезная нагрузка в кг ... Полньй в«с автомобиля: обший вес в кг на переднюю ось: в кг в % на заднюю ось: в кг в % з « с с. с° с С .о w Зо. (J _ — 418 443 1(5 37.3 278 62.7 150 593 234 39,5 359 60,5 со о X u 56! 585 249 42,5 336 5”,5 150 735 314 42.7 421 57,3 J ОСЙ1 • w о t Г* ООО С — Ю СЧ Ф v tc О J УЪ 0 1 UUt.L 00 СО СО • СО • Ol (Г Г' • с - RLUQoWOJJQJ СО ’в’ — СО СЧ сс сч о сч г • со сч со со со «о СЛ Л. СП Ль СЛ О С*Э » W О КО О Ль Ль ПЮИДОПЯНТ с. • ОЭ • *4 Сл • СО - to СП Ю 1ПМ . Ch КЗ ЛЬ СЛ СП С О) О — СП СЛ СО 19Е’7г. . СП л» ... , w ю сл to со so л. ль фиат 500, СЛ о Ль — — ( 0 • - 1 - — 00 сл if.ee. О 00 — Ль (О> сл сл СП Си N0 -4 О0 1 58 г. А ЯГ ЯГ а и х со ст •< — * 616 656 278 42,4 328 57.6 30<> 956 3°2 41 564 59 га СО «о =4 IQ си о Л „ С° О' с_<® < ОЛ CQ Е — 630 668** 270 40,5 398 59.5 300 968 38° 40,2 579 59 8 ОТ W СП СО — л 05 СО 00 со 4 СО О to сл сл фиат 6ПП - сл оо '-•CH.IO со й у*” v"Ui — о э с с >i to woo о сл 1956 г •
При определении весов была принята единая условная схема комплектации автомобиля.
В агрегат включались такие узлы и детали, с которыми он составляет технологически законченный объект, подаваемый на сборку
Из агрегата исключались такие узлы и детали, которые технологически хотя и включены в него, однако имеют принципиально другое назначение. Например, балка передней оси автомобиля БМВ 600 хотя и приварена к раме, но при сравнении исключается из веса рамы, так как она является элементом передней подвески. То же относится к кожуху заднего торсиона автомобиля Фольксваген, приваренного к несущему основанию, но отнесенному по классификации к подвеске.
Разделение деталей и узлов автомобиля па перечисленные ниже группы основано на тщательном анализе конструкции и сборки агрегатов взвешиваемых автомобилей. Оно отличается от принятого в советских стандартных спецификациях деления па детали и группы.
Однако в данном случае нельзя было придерживаться деления
ных автомобилей, испытанных в НАМ И и на МЗМА
Таблица У5
Параметры Фиат Муль-гипла, 1958г БМВ 600, 1958 г. Ллойд 600, 1958 г. Ситроен 2CV, 1956 г. НСУ Принц*, 195 8 г. Панар Дина. 1956 г Рено Дофин. , 1957 г. Фольксваген (экспорта я модель), 1956г «Москвич-407>. 1958 г.
Сухой вес автомобиля в кг Вес автомобиля в снаряженном СОСТОЯНИИ’ 696 533 497 470 479 754 617 680 920
общий на переднюю ось 742 561 530 500 510 800 662 730 990
в кг 333 219 316 296 220 455 252 310 528
в % на заднюю ось 44,9 39 60 59,2 43 43.1 38 42,5 53.3
в кг 4(9 312 214 204 290 345 410 420 462
в % 55.1 61 40 40,8 57 56.9 62 57,5 46 7
Полезная нагрузка в кг ... Полный вес автомоб» ля: 450 300 300 300 300 375 300 300 300
общий вес в кг па переднюю ось: 1192 861 830 800 810 1175 962 1030 1290
в кг 600 341 382 376 405 555 394 424 615
в % на заднюю ось: 50,4 39,6 46 47 50 47,2 41 41 47,7
в кг 592 520 448 424 405 620 568 606 675
в % • По литературным данным. • • Ьсз инструмента. 49,6 60.4 54 53 50 52,8 59 59 52,3
16*
243
Вес агрегатов мотоколясок, микроавтомобилей и малолитражных автомобилей
Агрегаты н параметры СЗД (опытный образен) НАМИ-031 Гоггомобнлъ ТЗОО Цюидап Янус Фиат 500
в кг в % в кг в % в кг в % в кг в % в кг в %
Силовой агрегат (двигатель в сборе со сцеплением, оборудованием, коробкой передач. главной передачей и полуосями) .. Двигатель в сборе с оборудованием без электрооборудования Бензиновый бак Глушитель Радиатор Сцепление в сборе Силовая передача (коробка передач, главная передача и полуоси) Карданная передача Передняя подвеска в сборе Задняя подвеска в сборе Рулевое управление в сборе Электрооборудование и аккумуляторная батарея Колеса в сборе ... Кузов в сборе с рамой, дверями, сиденьями. стеклами осветительной арматурой. буферами, рычагом переключения передач, педалями, пучками электропроводов. щитком приборов стеклоочистителем, отопителем, главным тормозным цилиндром с проводкой, коврами Крепеж прокладки и т. п , не учтенные взвешиванием Расчетный сухой вес автомобиля (суммарный) Сухой вес автомобиля по результатам взвешивания 89.2 54 , 294<4> 3,5 5,7 (6 Главная передача 20,2 33,8 27,2 9, 1 29 33,6 202 418,4 418 21.4 13 0,84 1,36 4,83 8,09 6,5 2, 18 6,95 8,05 48,3 100 112,65 59,3 (5] 4 7,3 36,22 39, 1 43 10,6 33,65 33,6 292,6<13) 1,63 559,37 5о1 20 10,56 0,712 1 ,3 6,46 6,97 7,67 1 ,89 6,0 5,99 52, 1 0,29 1 0 61.150 <1> 66 40,045 5,75 6,75 3,120 9,765<J) 14.765 25,0 22.375(1 1) 5,95 15,57 22,68 218,57 11,425 375,575 387 1 5.8 17, 1 10,35 1.485 1,741 0,806 2.52 3,82 6,46 5,78 1,54 4,02 5,86 56, 6 2,04 100 63,63 41,05<‘‘) 4,25 6,6 (6) Главная передача 14,8 1,42 26,2 22,8<1> 27 6,6 18,6b 29, 76 253,293 3,58 425,423 429 14,8 9,6 0,992 1,54 3,46 0,332 6. 12 5.32 6.3 1.54 4,36 6,94 Б9. 1 0,84 100 83,435 49 5,3 4,235 2,31 21 ,8 26,3 25,8 8,35 22.9 33, 18 259 458,18 458 18,2 10,7 1,16 0,92 0, 505 4,76 5.75 5,63 1 ,83 5,0 7.25 56,6 100
Продолжение табл. 26
Агрегаты и параметры <Москвич-444» ЗАЗ-965 «Залорожеи> Фиат 600 БМВ 600 Ллойд 600 Ситроен 2CV
в кг в % в кг В % в кг в % в кг в % в кг в % в кг в %
Силовой агрегат (двигатель в сборе со сцеплением, оборудованием, коробкой пе- Ю6,3> 16,85 1ОЗ.Я27Г?) 19, 0 105,38 19,8 93,7 18,82 80,45 17. 1
108,8 17,65 110,482
редач, главной передачей и полуосями).. 1 14 18,1 20.6 •
Двигатель в сборе с оборудованием без 59,3 9,61 580) 9,2 64,74 12,05 60,3 1 1.3 51,26 10,3 45,43 9,64
электрооборудования 66 10,45
Бензиновый бак 5,3 5,4 0,86 0,876 5,3 5,4 0,84 0,86 3,915 3.07 0,73 0,57 5,2 3,56 0,94 0,668 3,18 5, 4 0,64 1,09 2,5 3,3 0.534 0.7
Глушитель 6, 665 1,24 «от» от» —
Радиатор «1 9 0,52 О £ 0,4 2.785 0^52 2,16 0,405 1,73 0,35 5,77 1.23
Сцепление в сборе Z •о
Силовая передача (коробка передач, глав 47.29<7) 7.68 5,65 31,1 5,8 33,46 36,3(3) 6,28 20, 1 4,05 21,4 4,55
ная передача н полуоси) Карданная передача 33,52 5,44 35,6 54 11,5
Передняя подвеска в сборе 38.4 6, 23 47,7 7.57 31,775 5,94 6,81 41,88 8,41 66,0(9) 34,6 14,0(9) 7.36
Задняя подвеска в сборе 34,33 5,57 40,7 6,45 32,765 6,12 28,4 5.32 30, 07 6,05 46.6(9) 9.94(9)
Рулевое управление в сборе 10,7 1 735 13,8 2, 19 7,465 1,395 10,45 1,96 7,88 1 ,59 4,0 0,845
Электрооборудование и аккумуляторная 32,4 5,26 7,15 25 3,96 7 А 22,7 41,2 4,25 7,68 21,385 30.К14) 4,0 5,63 21,465 40.0 4,33 8,05 21,06 38,0 4.4 8,08
4 4 4б,о
Кузов в сборе с рамой, дверями, сиденьями, стеклами, осветительной арма- •
турой, буферами, рычагом переключения передач, педалями, пучками электропроводов. щитком приборов стеклоочистителем, отопителем, главным тормозным цнлннд-ром с проводкой, коврами 336 54,5 336 53,3 285,78 53,5 301,3<14> 56,5 274,28 55, 2 217 46,3
Крепеж, прокладки к т. п , не учтенные взвешиванием — — 13,4 2,13 1,04 0.2 — —- — — — —
Расчетный сухой вес автомобиля (сум- 616,32 616,6 533,96 отот 532,615 — 497,245 — 471,115 —
Сухой вес автомобиля по результатам взвешивания 616 по 63С 100 535 100 533 100 497 100 470 100
Продолжение тибл. 26
по спецификации, так как оно оказалось не соответствующим современным конструктивным схемам микроавтомобнлей.
Автомобиль пришлось условно разбить на такие узлы, которые соответствовали бы установленным выше принципам комплектации.
Так, например, сцепления были выделены из подгруппы «Силовая передача» в самостоятельную. Это сделано потому, что иначе было бы невозможно оценить этот специфический узел. Выделение карданной передачи было вызвано тем, что такая передача имеется только в двух автомобилях (Цюндап Янус и «Москвич-407»).
Прн определении веса силовой передачи автомобиля «Москвич-407» картер заднего моста вошел в группу задней подвески, а полуоси совместно с главной передачей и дифференциалом, а также их картер — в силовую передачу, что соответствует комплектации прочих микроавтомобилен.
Наконец, пришлось соединить в одну группу подвески, колесные тормоза и ступицы колес, потому что при попытке их разделить ряд деталей затруднительно было куда-либо отнести, так как каждая из них имела одновременно различное назначение.
Для анализа было принято следующее агрегатирование:
силовой агрегат (двигатель в сборе со сцеплением, оборудованием, коробкой передач, главной передачей и полуосями); двигатель в сборе с оборудованием без элсктроагрегатов; топливный бак в сборе; глушитель в сборе; радиатор в сборе; сцепление в сборе; силовая передача (коробка передач, главная передача, полуоси1, колесный редуктор (если он имеется) в сборе; карданная передача; передняя подвеска в сборе с колесными тормозами и ступицами колес; задняя подвеска в сборе с колесными тормозами и ступицами колес; рулевое управление в сборе, включая тяги; электрооборудование и аккумуляторная батарея; колеса и шины; кузов с несущей системой в сборе; крепежные детали, не вошедшие в узлы.
Для получения сопоставимых данных, кроме абсолютных значений веса (табл. 25 и 26), были определены относительные показатели (табл. 27).
Помимо отношения веса агрегата к сухому весу автомобиля, в качестве удельных параметров условно были приняты следующие величины:
I. Для двигателя — вес двигателя, отнесенный к мощности и к рабочему объему. Эти параметры позволяют оценить конструктивные особенности двигателя.
2. Для сцепления и силовой передачи — вес агрегата на 1 кгм передаваемого крутящего момента (показатель использования материала).
Для получения более правильных выводов вес деталей из чугунных отливок и отливок из магниевых сплавов был условно пересчитан па вес алюминиевых сплавов. В обоих случаях поправочные ко-
1 В понятие полуоси входят все детали, передающие крутящий момент до ступиц колес.
Основные параметры двигателей и силовых агрегатов
Параметры СЗА НАМИ-031 Г оггомобнль Т300 Цюндап Янус Фиат 500 «Москвич. 444» ЗАЗ-965 «Запорожец» Фиат 600
Тип охлаждения ...... Количество цилиндров . . Тактиость . Рабочий объ ем в л .... Наибольшая мощность в л с. при об/мин^ Литровая мощность в л. с /л Сухой вес двигателя в кг О гношение веса двигателя к сухому весу автомобиля в % Вес двигателя в кг па 1 л. с. Вес двигателя в кг на I л рабочего объема Сухой вес силового агрегата в кг О । ношение веса силового arperaia к сухому весу автомобиля в % 1 о 0,316 8.3 3400 24 54,294<2) 13 6,55 157 89,2 21,3 2 4 0,650 16 3000 24.6 59,3 10,56 3,71 91,5 112,65 20,0 Во 2 2 0,293 14,8 4800 50,5 40,045 10.35 2,71 136,5 61,14(4) 15,8 здушно< 1 2 0,248 14 5000 56,4 41,05(2) 9,6 • 2.93 165 63,63 14,8 г 2 4 0,479 • 15 4250 31,4 49 10,7 3,27 102,2 83,435 18,2 2 4 0,650 21,5 4000 33,8 59,3 9,61 2,76 91,5 108,8 17.6 4 4 0,746 20 4000 26,8 58( 3> 66 9,2<3> 10,45 2.9(3) 3,3 77(3) 88 106<3> 114 16.85<3> 18,1 Водяное 4 4 0,633 21,5 4600 34 64,74 12.05 3,01 102 103,827 110,482(5) 19 20.6
Продолжение табл 27
Параметры Фиат Муль« типла БМВ 600 Ллойд G00 Ситроен 2CV НСУ Принц Паиар Дина Рено Дофин Фольксваген «Москвич-407»
Тип охлаждения Количество ни--ЛИПЛПОВ • 4 4 0,633 _21,5_ 4600 34 64,74 9,34 3,01 102 103.827 Е 2 4 0,585 19,5 4500 33,3 60,3 11,3 3,1 103 105,38 19.8 5кой пе| 1И. 1оздуш 2 4 0,596 20 4500 31,9 51,26 10,3 2,56 86 93,7 18,82 >едач ное 2 4 0,425 12 3500 28,2 45,43 9,64 3,78 106,5 80.45 17J 2 4 0,583 20 4600 34,3 89,83 19,55 2 4 0,851 40,5_ 5000 47,7 68,34 9,06 1.71 80,3 122,54 16,3 Водяное 4 4 0,845 30 4250 35,5 77,14 12,5 2,57 91,4 121,82 Воздушное 4 4 1,192 30 3400 25,2 68,71 10,1 2,29 57,5 107,04 15,71 Водяное 4 4 1,36 45 4500 33 122,29 13,3 2,72 90 187,2 199(5) 20,4 21,6<5>
Тактиость ... Рабочий объем в л .... Наибольшая мощность в л. с. при об/мин .... Литровая мощность в л. с /л .. Сухой вес двигателя В К’
Отношение веса двигателя к сухому весу автомобиля в %
Вес двигателя в кг на 1 л с. .... Вес двигателя в кг на 1 л рабочего объема Сухой вес силового агрегата в кг Отношение веса силового агрегата к сухому весу автомобиля в % . (I) По данным * (2) Со сцепленI (3) В магипеней (4) Без полуосе (5) С рад пат о
11О,482(5) 14,9 15,9(5) 4»рм ем и коро( и исполнен й ром 128,62С5> 19,6 20.9(5)
СЛ
Основные параметры механизмов сцепления
Параметры СЗА НАМИ 031 Гоггомобнль ТЗОО Цюндап Янус Фиат 500 «Москвич-444» ЗАЗ 965 « За порожен» Фиат боо Фиат Мультипла БМВ 600 ЛлоЛд 600 Ситроен 2CV НСУ Принц Панар Дина Рено Дофин Фольксваген «Москвич-4и7»
1 п сцепления . . Наружный диаметр в мм ........ Передаваемый кру тящий момент в кгм Вес сцепления в кг Вес сцепления в кг на НО кг сухого веса) автомобиля (коэффи циент удельного веса] Показатель использования материала в кг/кгм ...... Диаметр сцепления в см на 1 кгм крутящего момента (коэффициент надежности, ^С центробежным с Трех-дископос в масле 134 1,94 20,7 цеплени Двухдиско ВОС сухое 180 4,35 3,2 73d) 0,57 Двух-дш ко-. ВОС □ масле 150 2,35 3,12 0,806 1,33 12,77 Трех-диск о-вое в масле 150 2,15 • 20,9 Одно диско вое сухое 140 3 2,31 0,505 0,77 4,68 Двух диско вое су хое 180 4,35 3.2 0,52 0,735 8,3 170 4.5 2.5 0.4 0,556 3.78 155 4 2.785 0,52 0,697 3.88 Oj 155 4 2.785 0,4 0,697 3,88 хнодж 162 4 2.16 0,405 0,54 4,05 :ковое -160 3,9 1.73 0,35 0,46 4.1 сухое 160 2,9 5.77<*> 1,23 1,99 5,52 4.2 182 7.2 5,08 0.675 0,706 2,52 • 166 6.7 2.145 0.357 0,32 2.48 1 Од ПОЛИС к и-вое сухое без гасителя 180 7,8 3,66 0,538 0,469 2,3 Одно-дт новое сухое 181 9 4,79 0,515 0,533 2,04
1,3«!> 0,732
1,68(1) 8.3 гм.
Таблица 29
Основные параметры силовых передач
Параметры СЗА НАМН-031 Гоггомобнль ТЗОО ut’Vnoin Фиат 500 «Москвич-444» ЗАЗ-965 «Запорожец» Фиат 600 Фиат Мультипла БМВ 600 ЛлоАд 600 Ситроен 2CV НСУ Принц Панар Дина Рено Дофин Фольксваген «Москвич-407»
Вес силовой передачи в кг . . . Вес силовой передачи в кг на 100 кг сухого веса автомобиля (коэффициент удельного веса) 20,2(|) 4,83 36,22 6,46 14,765 3,82 14,8 (главная передача) 3,46 21,8 4,76 33,52(2) 35,6 31.1 31.1 4,48 33,46 6,28 20,1 4,05 21,4 4.55 34,65 4.6 29,5 4,78 32.6 41,29
47,29 5,44(2) З5(3) 4.8 З7,88(3) 4,49
7,68 5,65 5,8 1 5,1^ 4,12(3)
Передаваемый крутящий момент в кгм . . 1,94 4,35 2,35 2.15 3 4,35 4,5 4 4 4 3,9 2.4 4.1 7,2 6.7 7.8 9.0
Вес силовой передачи в кг на I кгм крутящего момента (по-
казатель использования материала) 10,4 8,35 6.25 6,88 7,26 7,7™ 7,92 7,78 7,78 8,36 5,16 8,92 4,81 4.4 4,18 4,59
10,88 4,48(3) 4,12(3)
^Без коробки передач. (2) Без колесного редуктора. (3)„ ' С алюминиевым картером.
Продолжение табл. 29
«ZOV- -ьияяэо;^» G> co co - c _ S'S Ol •2 c1* о c о о*
нэлсвэячы-оф . о н л = cCl^2S IO — -e- » .'=£5 <N S£sg& 3 Cl£ U
ни фо)? oiia(j to CM - О CO ~ CM co « " CO a rt
Binitf dewcu •5 g- ° 3 * -g g •v - о
tiiiHdij дэн -Ф 1 CM 1 1
лэг iiaodiHQ • • CM “ Xx £ 5 CM oc T. «ао&р. cm •— X Q 0) °* ь c
009 tfuoirif CO | C4 | 1
009 flWSI eiruH inirXw ХРИф 009 ХРИф in О t"~ •rf CM b- = Я in — -4* о = CM - CO * я Tf ~ ct co — ° X. m — tT £.“• CM • CO H j-. *t* * . CO —
<)1эжо<]оии£» 99 6-EVE 2 2 cd ТГ >. >4 CM т CL b CD о CL
«tt-V -ьиаяэом» a a ь m oc Tf <- O CM - rr — “ CO —
009 хвнф in m ТГ CM r^- CM m —
эЛн# UEtfuoin и-* и 0*09 • г I’ м
OO£JL ч широко J JO J о _ о -if 2 - = - CM co с Г. н о о
IE0HWVH И £ = CL Щ 00 О-£- о> - хг « ь Ь С СМ -с- X со —
V£9 О оо ^1^0“ ‘°- in СМ
Параметры • • • CQ г? • ь е с>. ° £• i а> • СЗ гд л —. ”• ч й = • с? X _ - S • О — О и» О с; X Q, д 5 ЮО К О ж 1 “ О . S5 - о о « -е. = S- _! 2 с 8 с 8 3 »- о То д-0 5 :< га m то х § X О X ± ex X CJ О. ш О CL М О к о С5 <: сх о &
Шевронные шестерни.
эффициенты приняты равными 1,5. Эти поправочные коэффициенты были подобраны иа основе работ по замене чугунного литья алюминиевым, а также анализа веса отливок из магниевых сплавов.
Кроме того, для сцепления определен диаметр сцепления в см, приходящийся иа I кгм крутящего момента, а для силовой передачи — расстояние между валами коробки передач в см па 1 кгм крутящего момента (табл. 28 и 29). Эти показатели названы коэффициентами надежности.
3. Для передней и задней подвесок — веса подвесок и упругих элементов, отнесенные к 100 кг нагрузки (показатели использования материала и коэффициенты надежности).
При сравнении цилиндрических пружин торсионов и листовых рессор учитывалась разница в коэффициентах использования объема упругих элементов. Был принят метод сравнения энергоемкостей исходя из чего и были подобраны поправочные коэффициенты, равные примерно трем для пружин и листовых рессор и единице для пружин и•торсионов (табл. 30 п 31).
Оценочным параметром для амортизаторов (табл. 32) является отношение веса всех амортизаторов к полному весу автомобиля и к нагрузкам иа переднюю и заднюю оси (в %).
Оценивались только амортизаторы одинаковой конструкции телескопического типа. Однотрубные амортизаторы автомобиля Рено Дофин были условно пересчитаны па двухтрубную конструкцию (с защитным кожухом), аналогичную всем остальным.
4. По рулевому управлению — вес, приходящийся на передние колеса, разделенный па передаточное число рулевого механизма (табл. 33)
5. По кузову — вес кузова, приходящийся на I м2 горизонтальной проекции и 1 м2 полезной площади автомобиля, а также вес сидений иа одного пассажира (табл. 3^).
Так как конструкция автомобилей и агрегатов различна, то пришлось принять, что степень их совершенства одинакова и они разнятся только по схемам, что не совсем верно; однако без такого допущения сравнение было бы невозможным.
Необходимо отметить, что цель весового анализа конструкции не заключается в утверждении, что наиболее тяжелый агрегат является и наиболее прочным, как это может показаться с первого взгляда. Наоборот, применение разнообразных новых материалов и новых конструктивных схем часто может дать значительно больший эффект по сравнению с увеличенными размерами.
Примером может служить описанный выше новый автомобиль Моррис Минн Минор, в котором большое снижение веса достигнуто применением оригинальной схемы.
Но все же можно сказать, что дополнительный вес, включаемый в конструкцию, в какой-то мере способствует увеличению прочности, конечно, в том случае, если это сделано за счет веса несущих элементов. С другой стороны, это является показателем отсталости конструкции и ярким выражением стремления конструктора обеспечить прочность узла самым примитивным и простым способом.
Параметры СЗА НАМИ-031 Гоггомобиль ТЗОО Цюндап Янус Фиат 500 «Москвич-• «144» ЗАЗ-965 «Запорожец»
Во- подвески в кг . . . Вес автомобиля, приходящийся на переднюю ось при полной нагрузке, а кг Вес подвески в кг на 100 кг нагрузки (показатель использования материала).... Тип подвески Вес упругого элемента, приходящийся на одно колесо, в кг Полный вес автомобиля, приходящийся на одно переднее колесо, в кг Вес упругого элемента в кг на 100 кг нагрузки (коэффициент надежности упругого элемента) ... Вес подвески в кг на 100 кг сухого веса автомобиля (коэффициент удельного веса) ^Без гасителей колебаний (2). Несмотря па значителы достаточно прочной. (3) С учетом коэффициента 33,8 234 14,4 Тсрси 1,66 117,0 1,42 8,09 1. 1ЫЙ пес нсполъ 39. 1 314 12,5 онная 1,75 157 1,12 6,97 при ЭКС1 зо в ан в я 25 236 10,6 Прух 0,8 118 • 0,678 6,46 тлуатац сбъсма 26,2 373 7,02 чинная 2,5 186,5 1,34 6,12 ин в СС< упруг OJ 26,3 314 8,4 Россо 3.5 157 л 2,23 ,744(3> 5,75 2Р подвес о элемента 38,4 392 9,8 рная 4,3 196 2,19 1 0,73(3) 6,23 ка сказ 1. 47,7 389 12,2 Торсион- ная 2,45 194,5 1,26 7,57 алась нс-
• Фиат 600 Фиат Мультипла БМВ 6 0 Ллойд 600 Си । роен 2CV НСУ Принц Панар Дина Рено Дофин Фольксваген tr X со X О Л V Т
31.775 47 36.3 41,88 54 (1) 32,1 59.3 35,9 49.-17 7(1.4
339 600 341 382 376 405 555 394 424 615
9,35
Ресс< р на я 7,85 10,6 10.9 14,35(2) 7,95 10,7 9.1 И.7 11.4
Пружин- Рос- Пружинная Р< С- Пру Т р- Пру
пая с р- с< р- Ж1'Н ся< н- жнн
и ан ная нам ная пая
3.9 2.73 1,16 6,62 2.62 — 8,83 1.8 2,35 3.35
169,5 300 170.5 181 188 202,5 277,5 197 212 307,5
2.3 0.765<3) 0,91 0.68 3 66 1,22<3' 1.39 — 3.18 1,06(3) 0.915 1.Н 1,09
5.94 6,77 6,81 8,41 Н.5 7,0 7,88 5,81 7.26 7,65
Параметры СО О НАМИ-031 Г оггомобиль тзоо Цюндап Янус 00S 1?нф । V и ° А О Л, ЗАЗ-965 «Запорожец* Фиат 600
Вес подвески в кг . . . Вес автомобиля, приходящийся на заднюю ось при полной нагруз- 27,2 43,0 22,375(1) 27,0 ° > 25,6 34.33 40.7 32,765
ке, в кг Вес подвески в кг на 100 кг нагрузки(показа гель использования 359 421 396 382 398 564 579 541
материала) Тип подвески Вес упругого элемента, приходящийся на одно 7,56 Пружин ная 10,2 Торсионная 5,65 7,05 6.5 1руж 6,1 нниая 7,05 6,05
колесо, в кг Вес автомобиля, приходящийся на заднее ко лесо при полной на 2,0 2,65 0.8 2,56 2,29 3 3,42 2,9
грузке, в кг Вес упругого элемента в кг на 100 кг нагрузки (коэ|){> щиенг надеж ноет и у пругого элемен- 179.5 210,5 198 191 199 282 289,5 270,5
та) Вес подвески в кг на 100 кг сухого веса автомобиля (коэффици- 1,12 1.16 0,4 1.34 1.15 1,063 1.18 1,07
ент удельного веса) 6.5 7,67 5,78 6,3 5,63 5,57 6,45' 6,12
С полуосями; полуоси включены в заднюю подвеску, так как являются и элементом подвески. Без гасителей колебаний. (3) С учетом коэффициента использования объема упругого элемента.
Фиат Мультипла БМВ 600 Ллойд 600 Ситроен 2CV ПСУ Принц Панар Дина 1 Рено Дофин Фольксваген «Москвич* -407»
36,9 28,4 30,07 34,6(2) 34,22 55,3 39.5 45 56.81
592 520 448 424 405 620 568 606 675
6,25 5,46 6,7 8,18 . 8,4 8,95 6,96 7.4 8,4
Пруж иНная Рессорная Пруя свиная Торсионная Пружинная Торсионная Рессорная
3,03 2,3 5,63 2,62 — 6,05 2,55 2,12 12,05
295,5 260 224 212 • 202,5 310 284 зоз 337,5
1,025 0,885 2,52 0,84(3) 1,235 1,95 0.9 0,8 3,58 1,19(3>
5,3 5,32 6,05 7,36 7.48 7,35 6.4 6.6 6,17
ч
1 7 Зак. 636
257
Параметры амортизаторов микроавтомобилей и малолитражнных автомобилей
Таблица 32
Параметры Цюндап Янус Фиат 500 ЗАЗ-9 65 «Запорожец» Флат 600 Фиат Мульт нп-ла БМВ 600 Рено Дофин Фольксваген «Моск-вич-407»
Полный вес автомобиля в кг ... Полный вес автомобиля, приходя- 755 712 940 880 1192 861 962 1030 1290
шийся на переднюю ось, в кг . . Полный вес автомобиля, приходя- 373 314 375 339 600 341 394 424 615
щийся иа заднюю ось, в кг . . Вес переднего амортизатора: 382 398 565 511 592 520 568 606* 675
в г в % от полного веса автомо- 893 1200 1640 1435 1630 870 950 1533< 0.4 1400 1360
били, приходящегося на переднюю ось 0,24 0,383 0,436 0,424 0,272 0,254 0.33 0,222
олоз*1*
Вес заднего амортизатора:
в г в % от полного веса автомо- 343 • 1000 1450 1325 1180 1075 1035 1764(1) 0,184 1350 2050
биля, приходящегося на зад-
нюю ось 0,22 0,252 0,257 0,245 0,2 0,207 о.зН1) 0,222 0,304
Ход штока амортизатора в лиг:
переднего 202 123 144 130 104 90 91 133 100
заднего 178 93 112 ПО 113 108 111 138 200
Объем заправленной в амортизатор
жидкости в с«3:
в передний —- 130 170 130 155 125
в задний — 110 140 НО 120 — 200
Рес комплекта амортизаторов: 3,97 6,69(1)
в кг 3,472 4,4 6,18 5,52 5,62 3,89 5,50 6,82
в % от полного веса автомобиля 0,46 0,619 0,657 0,628 0,471 0,452 0,412 0,695(|) 0.535 0,528
При пересчете на двухтрубный амортизатор.
'Таблица 33
259
Параметры рулевых механизмов
Параметры СЗА НАМИ-031 Гоггомобнль 300 Нюндап Янус Фиат 500 ... - _ — 1 А ’’Г т а и о Е V ЗАЗ-965 «Запорожец» Фиат 600 Фиат Мультипла БМВ 600 Ллойд 600 Ситроен 2CV ПСУ Принц Панар Дина Рено Дофин Фольксваген «Москвнч--107»
Тип Шестерня-—рейка Червяк — сектор Червяк — ролик Червяк — сектор Чер-вяк — ролик Шестернг — рейка Винт — гайка Червяк — ролик
Вес рулевого управления в сборе в кг 9.1 10,6 5.95 6,6 8,35 10,7 13,8 7,465 17,76 10,45 7,88 4 ~.-8 6,3 9.1 10,811 15,65
Вес рулевого управления в кг на 100 кг сухого веса автомобиля (коэффициент удельного веса) . . 2,18 1,89 1,54 1,54 1,83 1,735 2,19 1,395 2,56 1,96 1.59 »0,845 1.7 0,837 1,475 1,59 1.7
Передаточное число рулевого механизма . . . 12 12 п.з 15,9 13 13 17 13 16,4 15,4 17,65 13,3 13,2 12,7 24 14,5 17 •
Полный вес автомобиля, приходящийся на передние колеса, в кг ... . 234 314 236 373,0 314 392 389 339 600 341 382 376 405 555 394 424 615
Нагрузка на единицу пе-ре.датс'чного числа рулевого механизма (коэффициент напряженности) в кг 19,5 26,2 20,9 23,4 24,2 30,2 22,9 26,1 36,6 22,2 21,6 28,2 30,7 43,7 16,4 29,2 36.2
1. СЗА И АМН-031 Гоггомобиль Т300 Цюндап Янус Фиат 500 А •г ’’Г ТУ • X Q О О V ЗАЗ-965 «Запорожец» Фиат 600 Фиат Мультипла
Параметры
•
t —_—
Тип KV3OB3 • Кар- кас- вы»"1 Рамный цель-номс-таллн-ческнй Несущий цель-неметалл л ческнй Несущий каркасный цель-номс-таллн-ческнй Н есу-щнй цель-номс-тал-лнче-скнй^1 Несущий цельнометаллический
Вес кузова в кг ... Отношение веса кузова к сухому весу а втомо-биля (коэффициент 202 292,6<2> 218.57 253.293 259 • 336 336 285,74 416,6
удельного веса) . . Габаритная площадь проекции автомобиля 0,483 0’521 0.565 0.591 0.566 0,545 0,533 0.535 0.6
в JW2 । Вес кузова, приходящийся на 1 ж* горизонтальной проекции автомобиля (показатель использования 3.46 • • 4,07 3,78 4,08 3,89 4,55 4,63 4,5 5,12
материала), вкг/м2 Полезная площадь ку- 58,5 72,0 58.0 62 66,6 74,0 72,6 63,6 81,4
зова в м2 Вес кузова, приходящийся на 1 м~ его полезной площади (коэффициент использования веса), в кг/м2 Отношение полезной площади кузова к площади гор и зо н т ал ь-ной проекции автомо-। биля (коэффициент использования пло- 1.34 1,33 1.84 • 1.91 1,8 2,05 2,05 2,02 3.09
151 220 119 132,5 • 144 164 164 141,5 135
Щади) в % Вес переднего сиденья, приходящийся на од- 38,8 32.8 48,7 46,9 46,3 45 44,3 45 60,5
ного пассажира, в кг । Вес заднего сиденья, приходящийся на одного пассажира, в кг 9,9 10,6 7,0 5.35 7,15 6,9 6.7 0) 11.1 0,2 9 10,2 9,0 7,925 9,28 10,1 <б> 8 32
Пр(дилжсние табл. 34
Параметры БМВ 600 Ллойд 600 С итроен 2CV НСУ Принц Панар Дина Рено Дофин Фольксваген А О «г 3* X со X U о
« Тип кузова Вес кузова в кг ... . Отношение веса кузова к сухому весу автомобиля * (коэффициент удельного веса) . . . Габаритная площадь проекции автомобиля ВЛ2 Вес кузова, приходящийся на 1 .м2 горизонтальной проекции автомобиля (показатель использования материала). в кг/м'-^ . Полезная площадь кузова в .и2 ...... Вес кузова, приходящийся на 1 м2 его полезной площади (коэффициент использования веса), в кг/м2 .... Отношение полезной площади кузова к площади горизонтальной проекции автомобиля (коэффициент использования площади) в % Вес переднего сиденья, преходящийся на одного пассажира, в кг . Вес заднего сиденья, приходящийся на одного пассажира, в кг . О (’) Со складным мягким Ной разницей площадь про томобиля. <4> Сиденье жег Каркасный рамный 301,3 0,565 4,06 74 2,15 140 53 8,7 7.1 верхом, акции к гкос, не Несущий ц ель-ном с-т алл if-ческнй 274,28 0.552 4.7 58.5 1.84 149 39,2 8,5 5 505 <2) с тс узова п съемное С несущим основа-н нем (рамой/*) 217 0,463 5,54 39.2 2,09 104 37,8 4,0 3,25 )ПЛИВ11Ы жнимае ;.(5) Срс Несу цельно?» лнче 248,225 0,54 4,47 55,5 —1,92 129 43 7,7 6,1.5 м баком тся рав» ‘дпие сщ щий <стал-ский 434,95 0,576 7,6 57,1 2,4 181 31,6 9,0 9,45 <3) Вс ЮЙ пло пенья. С несущим основанном цель-но-штам-пован-ный 327,76 0,53 6.01 54,5 2,21 148 36.8 7.9 6,75 'ВЯЗИ с щади п С несущим основанием цел ь-номе-тал-л иче-скнй(’) 374,84 0,551 7,1 52,8 2,18 172 30,7 11,45 8,175 юэначн! роекцвн Несущий цельно метал-лнче-ск mi 459 0,498 6,25 73,5 2,44 188 39,1 12,225 8,775 гель-an-
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОНСТРУКЦИЙ АВТОМОБИЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВЕСА
Приведенный анализ веса в сочетании с конструктивными оценками, приведенными в других разделах, дает возможность сравнить особенности материалов, применяемых в узлах микроавтомобилен и малолитражных автомобилей, и оценить совершенство конструктивных схем.
На основании полученных данных были сделаны следующие выводы.
Двигатель. Удельный вес двигателя в общем весовом балансе ав-‘ томобнля достаточно стабилен и колеблется в пределах от 9 до 11 % для двигателей с воздушным охлаждением (кроме мотоколяски СЗА) и от 12 до 13% Для двигателей с водяным охлаждением. Это подтверждает соответствие размеров двигателя и автомобиля у исследованных автомобилей.
Удельный вес радиатора охлаждения также стабилен и не зависит от класса автомобиля. Так, например, у автомобиля Фиат 600 относительный вес радиатора составляет по отношению к двигателю 10,3% и к весу автомобиля 1,24%, а у автомобиля «Москвич-407» соответственно 9,65 и 1,28%.
Литровый вес двухтактных двигателей больше, чем вес четырехтактных, несмотря на более простую конструкцию. Это обусловлено прежде всего мсныиим рабочим объемом и увеличением оребрения цилиндра и головок двухтактных двигателей, для которых требуется более эффективное охлаждение.
Увеличение или уменьшение рабочего объема не 'всегда соответствует пропорциональному изменению веса двигателя и может быть связано со схемой двигателя (вертикальной или с противолежащими цилиндрами, одно- или многоцилиндровой и т. д.).
Сцепления. Сцепления микроавтомобнлей и мотоколясок по своим показателям близки к сцеплениям малолитражных автомобилей. Чем меньше рабочий объем двигателя, тем больше запас по сцеплению.
Коэффициент удельного веса сцепления автомобиля Гоггомобиль Т300 вследствие работы его в масле больше, чем у автомобиля «Москвич-407», на 56%» а показатель использования материала — на 150%. Коэффициенты удельного веса сцепления у автомобилей Фиат 600, «Москвич-407» равны, а показатель использования материала у автомобиля Фиат 600 на 30% больше.
Для микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» эти показатели выбраны таким образом, что коэффициенты удельного веса на 23% меньше, чем у автомобиля «Москвич-407», а показатели использования материала почти равны.
По условной величине — диаметру сцепления в см* на 1 кгм крутящего момента, названной коэффициентом надежности, микро-автомобили имеют еще больший запас по сравнению с малолитражными.
♦ Условно считается, что удельные давления на исследуемых сцеплениях пропорциональны наружным диаметрам.
Силовые передачи. Силовые передачи микроавтомобилен по принятым показателям удельных нагрузок относительно причин, чем аналогичные и хорошо работающие агрегаты малолитражных автомобилей «Москвич-407» и Фольксваген.
Межосевые расстояния коробок передач автомобилей Фиат 6()0 и БЛ1В 600 даже по абсолютным значениям больше межосевых расстояний коробок передач автомобилей «Москвич-407» и Фольксваген. Наименее нагруженными являются узлы силовой передачи автомобилей Фиат 600, БМВ 600 и Ситроен 2CV.
Коэффициент удельного веса силовой передачи микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» близок к соответствующему коэффициенту автомобилей Фиат 600 и БМВ 600.
Подвески. На передние подвески зарубежных микроавтомобилен приходятся большие удельные нагрузки по сравнению с теми, которые приняты в СССР после испытания и длительной эксплуатации советских автомобилей.
Упругие элементы передних подвесок микроавтомобнлей по удельным параметрам нагружены больше, чем упругие элементы автомобиля «Москвич-407».
Сравнительные испытания на булыжных шоссе низкого качества полностью подтверждают оба предыдущих вывода.
Первоначально принятая конструкция передней подвески опытного микроавтомобпля «Москвич-444» с поперечной рессорой по запасу прочности не отличалась от запаса прочности подвески автомобиля Фиат 600 и для отечественных условии должна была быть пересмотрена для увеличения прочности.
Подвески торсионного типа автомобилей НАМИ-031 и СЗА и ЗАЗ-965 «Запорожец», близкие по своим конструктивным параметрам к подвеске автомобиля Фольксваген, по коэффициентам удельного веса приближаются к подвеске автомобиля «Москвич-407».
Задние подвески микроавтомобилен нагружены значительно больше, чем задние подвески малолитражных автомобилей. Степень перегрузки как упругих элементов, так и несущих деталей задней подвески микроавтомобнлей составляет примерно 30—35% по сравнению с малолитражными.
Задняя подвеска опытного автомобиля «Москвич-444» нуждалась го усилении, что было учтено в конструкции автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец».
Автомобили, показавшие хорошие результаты по комфортабельности, при испытаниях по булыжным шоссе и проселочным дорогам имеют отношение веса амортизаторов к полному весу автомобиля в пределах от 0,528% (автомобиль «Москвич-407») до 0,695% (автомобиль Рено Дофин). На автомобилях с явно неудовлетворительной подвеской, обусловливающей так называемое галопирование (автомобили БМВ 600 и Фиат Мультипла), вес амортизаторов составляет только 0,452 и 0,471%.
Галопирование не устраняется увеличенными размерами передних амортизаторов, установленных на автомобиле Фиат Мультипла.
Это связано с распределением масс автомобиля при применении вагонной компоновки.
Рулевое управление. Рулевые механизмы микроавтомобилей по коэффициенту напряженности (за исключением автомобиля Фиат Мультипла) нагружены меньше, чем рулевой механизм автомобиля «Москвич-407».
Совершенно оправданно доведение показателей механизмов для микроавтомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» до норм, принятых у современных моделей автомобилей малого класса.
Кузовы. Показатель использования материала кузовов микроавтомобилей меньше, чем этот показатель для кузова автомобиля «Москвич-407».
Кузов вагонного типа автомобиля БМВ 600 вместе с рамой ана логичен по показателю использования материала кузову автомобиля «Москвич-407». Кузовы с несущим основанием имеют значительно меньшие показатели использования материала по сравнению с кузовом автомобиля «Москвич-407». Показатель использования материала несущего каркасног’о туннельного типа кузова автомобиля Цюндап Янус относительно высокий.
Понижение показателей использования материалов кузовов мик-
Таблица 35-
Толщина листового материала крупных панелей кузовов (в мм)
Панель Фиат 600 Фиат 500 Нюндап Янус Фольксваген Рено Дофин
Облицовка передней части
кузова Капот передней части ку- 0,7 0,7 —— — 0,7
зова 0,8 0,7 — 0,7 0,7
Переднее крыло 0.7 0,7 0,7 0.7 0.7
Брызговик переднего крыла 0,8 0.9 — 0,9 0,7
Щит передней части кузова Брызговик боковины: 1,0 1,0 — 0.8 0.7
передний 0,8 1,0 — — 0,7
задний 1.0 1,0 0,7 0,7 0.7
Крыша Панель двери: 0,8 Мягкая 0,7 0,9 0.7
наружная 0,8 0.8 0.7 0.7 0,7
внутренняя .... Панель боковины: 0,7 0,6 0,7 0.7 0,7
наружная 0.7 0,7 0.7 0,7 0,7
внутренняя Стенка отделения для двн- — — 0,7 — —
гателя Наружная панель задней 0,7 0,8 — — —
части кузова 0.7 0,7 — 0,7 0,7
Капот задней части кузова 0.7 0.8 — 0.7 0,7
Передний пол 0,9; 1,0 1.0 1.0 1.0 0.8
Задний пол 0,9 1,0 1.0 0,8
Заднее крыло 0,7 0,7 0.7 0,7 0,7
роавтомобилей происходит в основном за счет значительного уменьшения багажного помещения и уменьшения габаритной длины.
По данным испытаний на расстоянии 25 тыс. км, проведенных в НАЛАМ, прочность несущих кузовов типа кузова автомобиля Фиат 600 при эксплуатации по дорогам ( оветского Союза оказалась удовлетворительной. В усилении нуждаются в основном только места креплений подвесок.
Вес сидений отечественных автомобилей составляет значительный процент от веса кузова и на их конструкцию нужно-обратить серьезное внимание. Сиденья опытного микроавтомобиля «Москвич-444» были чрезмерно тяжелы. В конструкции автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» этот недостаток был учтен.
Незначительный вес кузовов микроавтомобилей объясняется также малой толщиной листа для отдельных элементов (табл. 35), доходящей до 0,7 мм.
Удельный вес (в процентах) отдельных элементов кузова автомобиля с задним расположением двигателя примерно следующий’
Каркас кузова и облицовки (без дверей, капота и крыш-
ки багажника)..................................... 41—44
Двери в сбире....................................... 13—17
Капот и крышка багажника, не более.................. 5
Синенья, не более............................... ... 13
Внутренние детали кузова............................ 17—18
Переднее ветровое и заднее стекла ................ 4—5
Внешняя отделка и буферы ........................... 4
Колеса и шины. Па малолитражных автомобилях вес колес в сбо ре с шинами составляет примерно 8% от веса автомобиля.
Мнкроавтомобили по этому показателю можно разделить на две группы: одну, у которой удельный вес колес и шин составляет 7,2—7,8% от веса автомобиля, и другую, обладающую колесами и шинами небольших размеров с удельным весом 6—6,5%.
Первые автомобили, как это установлено испытаниями, обладают проходимостью, близкой к проходимости малолитражных автомобилей; вторые приспособлены только для движения по асфаль товым шоссе, зимой очищенным от снега.
Принятый размер 5,2—13 для колес и шин советского микроав томобиля вполне отвечает условиям эксплуатации в СССР.
Электрооборудование. Отношение веса всего электрооборудования к весу автомобиля (табл. 36) примерно одинаково для автомобилей рассматриваемых типов, за исключением двух советских мотоколясок, снабженных электроагрегатами автомобилей «Москвич? моделей 401 и 402.
Применение династартера не дает при равных показателях уменьшения веса, но получается более удачная конструктивная компоновка двигателя для установки на шасси.
Нужно считать обязательным применение на советских микро автомобилях специально сконструированного для них электрооборудования, при этом вес генератора и стартера будет уменьшен на 3 кг, а вес аккумуляторной батареи — на 4 кг.
а
а х X
а
о а. ь х а> ч т
со a
-2
X о. X
о а>
50
«ZOfr-ьия -xjoiv* ст г- со со О с Т — СО со г2 cd —’ —« о" оо
нэлен -эич«гоф ОО со <£> 1D тТ тг СО Г- СО О CD —* с" о’ С4
нифо)/ OlldJ ЧТ CD ID СО СЧ СЧ LQ СО СО со Г* ID О О О со
CHHtf dEHBU ID т СТ СТ — т со г- со - п - - . . со О b- -S’ —• о О — с м
ДЭЗ нэойхнэ ID ID С СТ CD -Т СО | CD СО СО о СО тг с о сч ° • ю
009 ID Ю ID — — СЧ СТ СЧ ОО СЧ о СЧ CD CD Г» хг -ГТ ~ СО 'У О О О ,?
БМВ 600 ID ® — г. сч — СО ID ID £ ст о о" О* —” а в=в
Фиат <Мос- 600 и квич- Флат 44 4> Муль-типла 5,34 4,275 5,36 3,27 0,51(3) 1,045 0,790 0,845 0,655 19,3 12,71 >ыватель. (4]
Фиат 500 о 2? С с- С id Е СО t'» — CD ID —• -Т сч оо Г" CD С'' О? ID СО О СТ СТ сч
Цюндап Янус
7,78 (2) 0,33(<1) 0,43<4> 10,9 пастартср,
Гоггомобиль T300
7,22 (2) о.зз*4) 0,42<4) 7,6 тановлен д
НАМИ-031 8,6 6,65 — 1,0 1,7<4> 20 (2) ус
С ЗА сч со << С СО со 'Sj 21 о с* —" £
Прибор Генератор .... Стартер Распределитель. . Катушка зажигания Реле-регулятор . . Аккумуляторная батарея . . . (1) С вентнлятс
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
Для того чтобы доказать допустимость критическом оценки конструкции с помощью весового анализа, был проведен расчет на прочность 1 ряда агрегатов: сцеплений, коробок передач и главных передач, упругих элементов подвесок н рулевых механизмов.
Были просчитаны агрегаты микроавтомобилей Фиат 600, ЗАЗ-965 «3 а п о р о ж е ц»,
НАМИ-031 и «Москвич-444» и для сравнения с ними узлы малолитражного автомобиля «Москвич-407» и передняя подвеска автомобиля Фольксваген (табл. 37). Из сравнения можно сделать следующие выводы.
Сцепление. Было проверено удельное давление на единицу поверхности трения и запас сцепления но усилиям пружин. Расчет показал, что сцепление автомобиля «Москвич-407» нагружено в среднем больше на 5%, чем сцепление микроавтомобилей. Коэффициент, принятый для сравнительной оценки надежности автомобиля Фиат 600, превышает подобный коэффициент для сцепления автомобиля «Москвич-407» на 90%.
Силовая передача. Были рассчитаны на изгиб зубья шестерен, определены удельное давление, деформация валов, дологовечпость подшипников, запас прочности для полуосей, исходя из предела текучести данного материала.
Напряжения в шестернях коробки передач автомобиля «Москвич-407» по сравнению с шестернями коробки передач
1 Расчет выполнения расчетной группой автомобильного отдела НАМИ
Результаты расчета деталей автомобилей
Показатели Микроавтомобнлн «Москвич 407»
Зарубежные Огечс ст венные опытные образць
Удельное давление Сцепление 1 2,12 1 1,45 1 2.23
Номинальные напряжения изгиба шестерен в кг/мм2: косозубых Коробка перс 8,25—15 дач 7,64—13,6 19.6—21,0
прямозубых 19.0 19.0 18,2
Номинальное удельное давление в полюсе зацепления шестерен в кг/мм2: косозубых 34—115 90—130 145—167
прямозубых 166 163 193
Допускаемые^*) параметры в зависимости от числа циклов нагружений шестерен при пробеге 100 тыс. км в кг/мм2: напряжение изгиба: косозубые шестерни . . 33—34 31—33 25—26
прямозубые шестерни . 58-66 58-66 40—46
удельное давление: косозубые шестерни . . 166—206 190—240 280—300
прямозубые шестерни. . 265—305 260—300 300
Минимальный запас прочности^*); по напряжению изгиба: косозубые шестерни . . 2,25 2,42 1,22
прямозубые шестерни . . 3,45 3,45 2,4
по удельному давлению: косозубые шестерни . . 1.8 1,84 1.8
прямозубые шестерни . 1.86 1,84 1,56
Суммарное напряжение в валах в кг/мм2 ..... 13—20 10—20 7.8—21
Долговечность подшипников (суммарная) в час 700—9500 5500—34000 880—3000
Г ла Напряжение изгиба зубьев шестерен в кг/мм2 от максимального момента двигателя вная передач Нет данных а 14.7—24.5 50.1—87,8
от момента по сцепному весу То же 25,8—43,5 44—77
Напряжение при скручивании в кг/мм2 Полуоси 22 22 • 37
Напряжение при заносе автомобиля в кг/мм2 Не нагружается 33
Продолжение табл. 37
М нк роа втомоб и л и
Показатели Зарубежные Отечественные опытные образцы «Москвич-407»
Подвеска
Напряжение рессоры на изгиб в кг/мм2 ......... Напряжение пружины на кручение в кг/мм2 Суммарное напряжение торси-она на изгиб и кручсиие в кг/мм2 . 52 48,8 Не применяется 48 40/80<2) 60
80 72—76 —
Рулевой механизм •
Ведущая пара, удельные дав-^ ления в полюсе зацепления в кг/мм2 ......... 159 91 142
О) Эти параметры являются условной величиной и подсчитаны по специальным формулам, рекомендуемым по методике расчета шестерен, созданной лабораторией силовых передач НАМИ. Запасы прочности определяются отношением расчешых напряжений к этим условным нагрузкам, зависящим от времени использования передач.
(2) В числителе указано напряжение от веса, в знаменателе—суммарное от веса и силы тяги.
автомобилей Фиат 600 и ЗАЗ-965 «Запорожец» при включенной четвертой передаче больше на 60—64%, третьей — на 50%, второй— на 60% и только при включении редко используемой первой передачи у микроавтомобнлей — больше на 4%.
Шестерни главной передачи автомобиля «Москвич-407» при расчете на изгиб оказались в 3,5 раза более нагруженными, чем шестерни автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец».
Полуоси микроавтомобилей по запасам прочности и по пределу текучести нагружены меньше на 65% по сравнению с полуосями «Москвич-407».
Деформация ведущих и ведомых валов у коробки передач автомобиля «Москвич-407», выполненной по обычной схеме, несколько меньше, чем.у двухвальных коробок передач микроавтомобнлей Однако в результате принятых мер абсолютные значения деформаций очень невелики. Вторичный вал коробки передач автомобиля «Москвич-407» имеет прогиб 0.047 мм, промежуточный 0,02 льч. Ведущий вал коробки передач автомобиля Фиат 600 имеет прогиб 0,067 мм, ведомый — 0,058 мм.
Подшипники коробок передач микроавтомобнлей в несколько раз долговечнее подшипников коробки передач автомобиля «Москвич-407».
Таким образом, выводы на основании анализа весов о меньшей нагруженности силового агрегата микроавтомобилен по сравнению 268
с силовым агрегатом малолитражных автомобилей достаточно обо снованы.
Упругие элементы подвески. Сравнения велись по определению запаса прочности по пределу текучести. Если сравнить листовые рессоры автомобилей Фиат 600 и «Москвич-407», то согласно весовому анализу рессора автомобиля Фиат 600 перегружена примерно на 50%; аналитический расчет подтверждает перегрузку, но показатель получается несколько меньшим (30%).
Оказалось также, что пружины автомобилей «Москвич-407» и Фиат 600 по всем показателям соответствуют оценке, вытекающей из весового анализа и расчета. Результаты эксплуатации автомобилей Фиат 600 югославского производства подтвердили эти выводы. Пружины на итальянской модели Фиат 600 ломались. Анализ причин поломки показал, что недостаточная долговечность была следствием применения устаревшей конструкции, при которой вследствие прижатия концевых витков появлялись контактные напряжения с весьма высоким температурным потенциалом, что и привело к поломкам пружин в этом месте.
Исследование пружин передней и задней подвесок более новых моделей — автомобилей Фиат 500 и Фиат Мультипла подтвердило сделанный вывод.
Были также просчитаны пластинчатые торсионы советских мнк роавтомобилен и автомобиля Фольксваген. Напряжение в торсио-нах автомобиля Фольксваген оказалось на 7—11% выше1.
Рулевые механизмы. Расчету подвергались только элементы зацепления. Удельное давление в полюсе зацепления рулевого механизма автомобиля «Москвич-407» (червяк — ролик) на 50% больше, чем у автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец»1 2. Конструктивно устаревшая пара червяк — сектор рулевого механизма автомобиля Фиат 600 оказалась значительно более (нагружена, и не случайно на более тяжелой модели (автомобиль Фиат Мультипла) применяется рулевой механизм, как на автомобилях «Москвич-407» или ЗАЗ-965 «Запорожец». Таким образом, можно констатировать, что аналитические расчеты подтверждают правильность общего направления выводов весового анализа.
Агрегаты, передающие мощность на ведущие колеса, у микроавтомобилей относительно прочнее, чем у малолитражных автомоби
. лей, в то время как элементы подвески менее надежны. Рулевые механизмы микроавтомобилен нагружены меньшими усилиями от веса, а напряжения при одинаковых конструкциях элементов зацепления у них меньше, чем у малолитражных автомобилей.
Приведенный анализ позволил уточнить влияние размеров и веса на конструкцию микроавтомобнлей и сравнить их с малолитражными.
1 Напряжения в пластинчатых торсионах квадратного сечения подсчитаны по формулам проф Бернштейна Я. И.
2 Эти рулевые механизмы имеют одинаковую конструктивную схему, я поэтому их сравнение особенно показательно.
Исследованные микроавтомобили можно разделить на две группы: автомобили, приспособленные для движения только по асфальтовым шоссе, и автомобили, которые можно эксплуатировать вместе с малолитражными на дорогах ухудшенного качества, в том числе на булыжных шоссе и грунтовых дорогах.
К первой группе относятся автомобили типа Гоггомобиль ТЗОО, Цюндап Янус, Фиат 500. Ситроен 2CV, ко второй — автомобили типов Фиат 600. БАШ 600.
Вес автомобилей первой группы слишком мал (375—470 кг) Двигатели имеют очень небольшой рабочий объем, сильно форсированы. Ходовая часть обычно значительно перегружена. Только силовая передача (коробки передач, главная передача) сделана с достаточным запасом прочности. На этих автомобилях наблюдался ряд поломок ходовой части и повышенный износ двигателей..
Автомобили второй группы, обладающие большими коэффициентами удельного (веса, работали лучше.
Сухие веса автомобилей второй группы почти одинаковы и близки к 535—540 кг. Разница в весе между автомобилями первой и второй групп составляет от 77 кг (автомобиль Фиат 500) до 140 кг (автомобиль Гоггомобиль 300).
Экономия в весе автомобиля Фиат 500 по сравнению с автомобилем Фиат 600 составляется из следующих элементов:
кузов весит на 27 кг меньше из-за уменьшенной длины (число мест 2+2) и применения мягкой крыши;
двигатель легче на 23 кг за счет уменьшения рабочего объема на 150 см3 и применения воздушного охлаждения;
силовая передача легче на 9 кг, а ходовая часть на 18 кг.
Если сравнить по узлам вес автомобилей Фиат 600 и малолитражного автомобиля Фольксваген, то при общей разнице в весе 145 кг 98 кг (67%) приходится на кузов увеличенного размера, включая топливный бак и глушитель, 14 кг (10%) —на колеса и шины и 33 кг (23%) — на ходовую часть.
Таким образом, при увеличении общего веса на 27% почти пропорционально увеличивается вес ходовой части. Это еще раз убеждает в том, что микроавтомобили второй группы достаточно прочны.
Для доведения их узлов по прочности и долговечности до узлов малолитражных автомобилей, эксплуатирующихся в СССР, необходимо некоторое их усиление. Это подтвердили испытания советских опытных микроавтомобилей. В первую очередь должны быть усилены подвески. Коэффициент надежности упругих элементов микроавтомобилей не должен превышать соответствующего коэффициента автомобиля «Москвич-407». Для этого упругие элементы нужно увеличить в весе примерно на 50%, что в абсолютных цифрах составит 2—3 кг на ось. Если сохранить вес, то нужно применять более высококачественные материалы, а также улучшить технологию производства. Общее суммарное увеличение веса остальных деталей подвески должно составить около 10—12 кг на обе оси при условии применения стандартных материалов и сохранения существующих схем конструкции. 270
Увеличение веса кузова вследствие его усиления <o< t<ibhi ?0 30 кг, деталей рулевого управления — около 7 кг, колес и шин 4—5 кг, т. е. всего 50—60 кг.
Результаты взвешивания узлов автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» очень близки к показателям, рекомендованным выше, ио у< и лению агрегатов зарубежных микроавтомобилей. Это позволне! предположить, что надежность автомобиля ЗАЗ-965 «Запорожец» будет достаточна высока и что по этому показателю он не должен сильно уступать хорошо работающему автомобилю «Москвич-407».
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОШ ЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Должно быть
6 23-я снизу макроавтомобилей микроавтомобилей
к 2-я сверху называемого фактора сцепление называемый фактор
42 20-я сверху главную передачу
53 1-я н 2-я снизу БМВ Изетта Цюндап Янус
63 7-я снизу Задний Ведущий
65 3-я снизу вбок вбок и вперед
67 4-я сверху и задние и на задние
70 1-я графа. 1-я сверху в мм в град.
167 8-я сверху с клапаном с клапаном 6
167 18-я сверху 22 2200
245 8-я графа. 9-я снизу 36.3(S) 36.3(8)
245 8-я графа, 5-я снизу 30,1<14> 30.1
М. Фнттерман, Мнкроавтомобнлн, зак 656
СОДЕРЖАНИЕ
Классификация автомобилей малого класса ...........................
Компоновка микроавтомобилен и их кузовов ..........................
Схемы и компоновки микроавтомобилен .........................
Мнкроавтомобнли. повышенной проходимости и грузо-пассажирские Выбор колес и шин ...........................................
Схемы и конструкции кузовов ..................................
Краткие выводы ..............................................
Работы по созданию советского микроавтомобиля ...............
Двигатели .........................................................
Выбор двигателя для мнкроавтомобнли .........................
Конструкции двигателей микроавтомобнлей .....................
Трансмиссии .......................................................
Сцепления ....................................................
Коробки передач и главные передачи ..........................
Системы передач к ведущим колесам ...........................
Подвески ..........................................................
Общие положения .............................................
Конструкции подвесок ........................................
Рулевое управление и тормоза .......................................
Рулевое управление ..........................................
Тормоза ......................................................
Органы управления коробкой передач, сцеплением и тормозами .........
Исследовательские работы по микроавтомобилям ......................
Испытания ...................................................
Анализ веса микроавтомобнлей .................................
Сравнительная оценка конструкций автомобилей с помощью анализа веса ......................................................
Расчет на прочность .........................................
5
36
36
61
75
96
97
105
105
114
140
140
146
169
174
174
187
218
218 •
225
231
233
233
242
262
266
Борис Михайлович Ф и т т е р м а и
МНКРОАВТОМОБНЛИ
Редактор издательства В. А. Нахимсон
Технический редактор А. Ф. Уварова Корректор И. Г. Петрове
Сдано в производство 27/VII—1960 г. Подписано к печати 1/11—1961 г.
Т-01148 Тираж 10.000 экз. Печ. л. 17.0 Уч.-изд. л. 18,5
Бум. л. 8,5 Формат 60X92* /,в
Типография Металлургиздата. Моква. Цветной бульвар. 30