7. Сведения из истории развития конструкции и устройства автомобильных кузовов.

Рис. 4 Кузов автомобиля в начале XX в.

Первые автомобили (легковые), представлявшие собой безлошадные кареты, собирались по технологии гужевых повозок и конструктивно практически не отличались от них. Все нагрузки передавались на раму, на которой устанавливался деревянный кузов (рис.4). В некоторых из первых автомобилей вообще не было кузова - только места для пассажиров, сворачивающаяся мягкая крыша и небольшая защитная передняя переборка.

Серьезные изменения произошли в начале XX в., когда конструкторы оценили потенциальные возможности кузова. Обеспечить жесткость, особенно жесткость на кручение, легче в трехмерной конструкции кузова, чем в плоской. Это послужило причиной создания объемной, жесткой конструкции (см. рис. 3), которая до сих пор используется для большинства автомобильных кузовов.

Начиная с 30-х гг. прошлого века, большинство автомобильных кузовов представляли собой конструкцию, состоящую из штампованных металлических листов, соединенных вместе точечной сваркой в строго определенной последовательности, что позволяло формировать жесткий каркас, к которому крепились двигатель, трансмиссия, узлы шасси, сиденья и все остальное оборудование.

Внутреннее оборудование кузова постоянно совершенствовалось, начиная с простых сидений и обивки, нескольких простейших приборов и ацетиленовых ламп и кончая совре­менными автоматизированными системами безопасности, обеспечения комфорта и передачи информации. Трудно поверить, что первые автомобили не имели стольких необходимых элементов. Например, обогреватели получили широкое распространение только в середине прошлого века, сейчас же кондиционирование воздуха используется как стандартное оборудование автомобиля. Самый большой прогресс произошел в электросистемах. Столетие назад можно было купить автомобиль, который практически не имел электрического оборудования, кроме магнето, управляющего зажиганием. Сегодня, потребление электроэнергии средним автомобилем начинает опережать возможности 12-вольтовой системы электропитания. Другая область интенсивного прогресса - системы безопасности. Ремни и надувные подушки безопасности сегодня используются как стандартное оборудование.

Основы КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ КУЗОВОВ

В зависимости от конструкции кузова выполняют каркасными, полукаркасными или бескаркасными.

Каркасный кузов имеет жесткий пространственный каркас, к которому крепятся наружная и внутренняя облицовки.

Полукаркасный кузов имеет только некоторые части каркаса (отдельные стойки, дуги, усилители и т. п.), соединенные между собой наружной и внутренней облицовками.

Для придания бескаркасному кузову необходимой жесткости отдельным его частям придают специальную форму и сечение.

.

Требования к КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ КУЗОВОВ

Особенности устройства, основы конструкции пассажирских кузовов

Можно сказать, что кузов современного автомобиля, особенно легкового и автобуса, является центральной, наиболее важной частью этих транспортных средств. От конструкции кузова зависит безопасность, удобство использования, срок службы, привлекательность автомобиля. Кузов во многом определяет величину затрат на производство и эксплуатацию автомобиля, на общее совершенство автомобиля. Поэтому к кузову предъявляется огромное число разнообразных требований (табл. 1), зачастую противоречивых, причем и со стороны потребителя (владельца) автомобиля, и со стороны производителя.

Таблица 7.1. Требования к автомобильным кузовам

Требования потребителя	Требования производителя
- привлекательный внешний вид - максимальная безопасность транспортировки - соответствие условиям перевозки - возможность применения универсального технологического оборудования - высокий комфорт водителя и пассажиров при транспортировке - универсальность - длительный срок службы - невысокая цена - низкие затраты на ТО и ремонт и т. д.	- низкая стоимость производства - простота сборки - ограниченное количество деталей - приспособленность деталей к существующим технологическим процессам (штамповка сварка и т. д.) - максимальная унификация деталей для различных моделей (принцип единой платформы) - приспособленность деталей к последующей утилизации и т. д.

Пассажирские кузова АТС категории «В»

Кузова с количеством пассажиров не более 8 человек, включая водителя

В зависимости от степени защиты воздействия атмосферы, кузова категории «В» разделяются согласно общему признаку: открытые, закрытые, а также комбинированные.

Тип конструкции кузова большинства современных АТС категории «В», как правило, несущего типа. Особенностью несущего кузова категории «В», является присутствие в его конструкции специального устройства для размещении силового агрегата – подрамника.

.Рис.5. Подрамник несущего кузова

Первым советским легковым автомобилем с несущим кузовом был ГАЗ-М20 «Победа» (1946 г.).

Рис.6. Автомобиль ГАЗ М-20 Победа

Ненесущий (рамный) кузов обеспечивает лишь условия для размещения пассажиров. Устанавливается в виде отдельного конструктивного элемента на шасси АТС, как правило, на несущую часть шасси (остов) в виде специальной рамы, либо конструкции, выполняющей ее функции. Большинство АТС категории «В», выпуска до начала 50-х годов прошлого века, имели ненесущий кузов

Сегодня ненесущие кузова, как правило, устанавливаться на АТС повышенной комфортности, проходимости, представительского класса, либо спец. назначения. Однако в истории советского автомобилестроения имеется пример создание семи местного легкового автомобиля повышенной комфортности ГАЗ-12 (1949г.) с несущим кузовом.

Рис.5. Автомобиль ГАЗ – 12 (ЗиМ)

Несущий кузов, как правило, превосходит по весу ненесущий, однако вес АТС в целом при установке несущего кузова снижается.

Требования к кузову АТС категории В.

1. Обеспечение размещения сидений для необходимого числа пассажиров;

2. Обеспечение условий для удобной посадки и высадки пассажиров из кузова (наличие дверей);

3. Обеспечение пассивной безопасности пассажиров;

4. Создание комфортных условий согласно степени защиты от атмосферы;

5. Соответствие требованиям дизайна

6. Защита от коррозии

Типы автомобильных кузовов категории «В» согласно внешней формы

Внешняя форма кузова АТС категории «В», зависит от существующих эстетических представлений на момент конструирования кузова, а также требований, определяемых пассажировместимостью, комфортностью, безопасностью, компоновочными особенностями самого АТС,

Первоначально, внешняя форма кузова полностью копировала форму кузова гужевого транспорта для перевозки пассажиров, т.е. кареты (см. рис.4). По мере совершенствования конструкции АТС в целом, расширения числа требований, предъявляемых к кузову, появился целый ряд кузовов, типы которых обозначаются условными, либо имеющими основу от иностранных слов терминами

Основные факторы, определяющими тип кузова легковых согласно внешней формы АТС

- число объёмов;

- количество мест в пассажирском салоне;

- количество дверей;

- устройство крыши;

- длина базы

- дополнительные функции (перевозка груза).

Композиция современного автомобильного кузова складывается из трёх основных отсеков: пассажирского (обитаемое пространство), мотора и багажного. При компоновке АТС секции кузова могут быть объединены в различ­ных вариантах, либо представлены раздельно, образуя чётко выраженные объёмы, придающие кузову определённую внешнюю форму. По числу объёмов кузова подразделяются на трёх, двух и одно объёмные.

Трёх объёмный - кузов, состоящий из трёх отсеков: отсека для двигателя или багажа (I), отсека для пассажиров (II) и отсека для багажа или двигателя (III), (рис.6а).

Рис.6а Типы конфигураций закрытых кузовов легковых АТС категории «В»

Двух объёмный - кузов, состоящий из двух отсеков: отсека для мотора или багажа I) и отсека для пассажиров и багажа или мотора(II), (рис.6б).

Рис.6б. Типы конфигураций закрытых кузовов легковых АТС категории «В»

Одно объёмный - кузов, состоящий из объединённых в одно целое пассажирского отсека и отсеков двигателя и багажа [I], (рис.6в).

Рис.6.в Типы конфигураций закрытых кузовов легковых АТС категории «В»

В зависимости от особенностей конструкции крыши, кузова легковых АТС подразделяют­ся: закрытые, открытые, комбинированные.

Закрытый - кузов легкового автомобиля, имеющий жёсткую несъёмную кры­шу.

Открытый - кузов с мягким складывающимся тентом или съёмной жёсткой крышей.

Комбинированный - кузов с частично открытой или с частично открываемой крышей.

В зависимости от длины базы, придающей АТС характерный внешний вид, выделяют кузова:

с удлинённой базой L >2,5 К;

с нормальной базой L = (1,82,5) К;

с укороченной базой L <1,8 К,

где L – длина базы АТС (расстояние между осями АТС)

К – колея колес оси

При типизации кузова легковых АТС, кроме перечисленных выше признаков для кузова с жёсткой стационарной крышей, принимается во внимание наличие:

- центральной боковой стойки (стойки “Б”);

- двери в задней панели кузова;

- перегородки с открывающимся окном за передним рядом сидений;

- постоянного места для груза и стационарной перегородки, отделяющей гру­зовой отсек от салона.

Для открытых кузовов учитывается способ открывания боковых окон, а для комбинированных - какая именно часть крыши складывается.

Таким образом, все кузова легковых автомобилей, имеющие жёсткую стационарную крышу, классифицируются как закрытые, и к этой группе можно отнести тринадцать типов кузовов. Девять основных и четыре как производные от них (табл.1).

Кузовы легковых АТС имеют индивидуальные названия.

1. Седан - трех объемный пассажирский кузов с двумя или тремя рядами сидений и двумя рядами полноразмерных сидений. Седан (рис.7.3а) является трехобъемным закрытым четырехдверным кузовом с двумя (реже тремя) рядами сидений (третий ряд - откидной).

(ВАЗ-2101)

2. Купе - стесненные посадочные размеры задних сидений. Кузов типа купе обладает отличительной особенностью - уменьшенной величиной расстояния между осями колес (Более короткой по отношению к ширине автомобиля). Купе (рис. 7.3в) - трехобъемный закрытый двухдверный кузов с одним или двумя рядами сидений. Для доступа к задним сиденьям необходимо откидывать передние, что ухудшает условия посадки пассажиров

3.Фастбек - крыша плавно опускается назад, багажник изолирован от пассажирского салона и имеет проем от нижней части окна до пола. Фастбек (рис. 7.3т) — двухобъемный пассажирский кузов с двумя или четырьмя дверями и плавно спускающейся назад крышей (нечто среднее между хэтчбеком и седаном; в настоящее время не используется

(ГАЗ-М20 Победа)

(Иж-Комби, ВАЗ – 2108,2109)

7. Лимузин – два, три ряда сидений, за передним сиденьем перегородка с открывающимися окнами Лимузин (рис. 7.36) представляет собой трехобъемный закрытый четырехдверный кузов с двумя или тремя рядами сидений (третий ряд сидений откидной). За передним рядом сидений расположена подъемная стеклянная перегородка, служащая при необходимости для отделения водителя от задних пассажиров

.(ЗиЛ – 41047)

6. Лифтбек - трех объемный пассажирский кузов с двумя рядами полноразмерных сидений, крышка багажника выполнена совместно с задним окном кузова

(ЗАЗ-1105 «Славута»)

7. Универсал повышенной вместимости (мини вен) - одно объемный, центр рулевого колеса находится за передней осью, дверь в задней панели кузова. Бескапотный кузов (рис. 7.3у) — однообъемный пассажирский кузов, центр рулевого колеса которого находится перед передней осью автомобиля

8. Пульман-лимузин – кузов седан с удлиненной базой (

9. Седан-хардтоп - кузов седан без средней стойки боковины при опущенных боковых стеклах Хардтоп-седан (рис. 7.3з) — седан без средней боковой стойки

10. Купе-хардтоп - кузов купе без средней стойки боковины при опущенных боковых стеклах Хардтоп-купе (рис. 7.3и) — купе без средней боковой стенки

.

К группе открытых кузовов легковых автомобилей можно отнести семь типов кузовов.

1.Фаэтон.

Любой автомобиль со складным матерчатым тентом и съемными или убирающимися боковыми стойками дверных проемов и боковыми стеклами. Как минимум - с двумя рядами сидений. Это обязательное условие. Фаэтон (рис. 7.3ж) представляет собой полностью открывающийся кузов. Кузов имеет две или четыре двери, мягкий складывающийся верх и съемные боковины, в которых выполнены окна

2. Родстер.

Им вправе на­зываться только двухместный автомобиль. Никаких "2+2"!.. Двухместные открытые модели именуются уже "родстерами".

Большинство родстеров представляют собой экстремальные, жесткие на ходу спортивные модели. Хотя есть и впол­не комфортные машины вроде "Mercedes-Benz SL. Родстер (рис. 7.3о) — укороченный двухместный кузов со складывающимся мягким тентом

4. кабриолет.

Кузов:

- с откидывающимися задней стенкой и частью крыши, имеющей складной мягкий матерчатый убирающийся верх (тент),

- с не убирающимися боковыми стойками дверных проёмов и с опускающимися стеклами в дверях и боковинах.

- как минимум, с двумя рядами сидений. Это обязательное условие.

Подобный кузов имели часть автомобилей «Победа (рис. 7.3е)

5. Кабриолет-хардтоп (рис. 7.3м) — пассажирский кузов со съемной жесткой крышей.

.

6. Спайдер (купе-кабриолет, купе-родстер)

Самая молодая разновидность открытых моделей. Благодаря складной жесткой крыше эти машины едины в двух лицах^.. Они способны быть и фаэтонами (родстерами), и закрытыми купе с металлическим или пластиковым верхом.

Бытует заблужде­ние, что первоосновате­лем племени таких ма­шин стал "Mercedes-Benz SLK", появивший­ся в середине девяно­стых. На самом деле, подобные автомобили продавались и раньше. Как вам представлен­ный на фото "Ford Fairlane 500 Skyliner" образца 1957 года?..

7. Тарга.

Полуоткрытый двухместный автомо­биль. В случае опрокиды­вания экипаж защищает массивная дуга безопас­ности. Когда-то ее нали­чие было обязательным условием для выступле­ния в ныне полузабытых гонках "Тарга Флорио", которые и дали название этому типу кузова.

Заднее стекло в "таргах" стационарное, снять его нельзя. А чтобы на­слаждаться солнцем и ветром, надо опустить боковые стекла (они обы­чно без рамок), а также разобрать и спрятать в багажник крышу (зачас­тую она представляет со­бой пару легкосъемных пластиковых панелей). Сейчас автомобили с ку­зовом "тарга" встречают­ся очень редко. Предста­вленный на снимке "Chevrolet Corvette" - один из немногих представи­телей этого исчезающего вида машин. Тарга (рис. 7.3с) — пассажирский кузов со съемной средней частью крыши

8. Ландоле (ландо).

.

Представительский открытый кузов для сидящих сзади пассажиров. Передние сиденья скрываются под жесткой крышей. Ныне редчайший тип кузова, изредка используемый на внедорожниках. Хотя порой о нем вспоми­нают и производители легковых моделей. Правда дело не идет дальше экспериментальных разработок, вроде представленного на фото "Peugeot 607 Paladine". Ландо (рис. 7.3к) — седан с открывающейся частью крыши над задними сиденьями

9. Брогам (рис. 7.3р) — пассажирский кузов с открывающейся частью крыши над передним рядом сидений.

Грузопассажирские кузова АТС категории «В»

1. Универсал - дверь в задней панели кузова, удлиненная крыша, грузопассажирское отделение не отделено перегородкой. Универсал (рис. 7.3г) представляет собой закрытый трех- или пятидверный кузов с двумя рядами сидений. Дополнительная дверь находится в задней стенке кузова. При складывании заднего ряда сидений увеличивается багажное отделение, в результате чего кузов превращается в грузопассажирский.

― (ВАЗ – 2102, ВАЗ 2104)

2. Комби (хэтчбек) - крыша плавно спускается назад, дверь в задней панели кузова, внутренняя крышка багажника. Комби (рис. 7.3д) занимает промежуточное положение между кузовами седан и универсал. Хэтчбек является закрытым трех - или пятидверным кузовом с двумя рядами сидений. Дополнительная дверь находится в наклонной задней стенке кузова. Кузов может быть легко переоборудован из пассажирского в грузопассажирский если удалить съемную складную полку, которая установлена за задним рядом сидений и закрывает багажное отделение. При складывании заднего ряда сидений площадь багажного отделения увеличивается

3. Эмбюленс - двух объемный кузов лимузин

4. Фургон – имеется перегородка, разделяющая помещение для водителя и грузовое Фургон (рис. 7.3н) — закрытый кузов с перегородкой для перевозки грузов

(АЗЛК – 2138)

5. Фаэтон - универсал

Универсал с мягким складывающимся тентом и съемными боковыми окна-ми. Используется в автомобилях типа «Джип». Большинство автомобилей с подобным кузовом представляют собой экстремальные, жесткие на ходу полноприводные модели подобные УАЗ – 3151. Фаэтон-универсал (рис. 7.3л) — грузопассажирский кузов, с мягким складывающимся или съемным тентом.

5. Пикап (рис. 7.3п) — грузопассажирский кузов с открытой платформой для перевозки грузов и кабиной водителя, отгороженной от грузовой платформы стационарной перего­родкой

Основные элементы конструкции кузова легковых АТС категории «В»

Для создания условий размещения пассажиров, основополагающие элементы конструкции это днище кузова, на котором, исходя из выполнения предъявляемых к кузову требований, устанавливают: переднюю часть кузова, заднюю часть, боковины и крышу.

Рис. 7. Сборочные единицы кузова автомобиля ГАЗ-24-10 «Волга»:

/ — основание, 2 — передняя часть, 3 — крыша. 4 — задняя часть ку­зова, 5 — боковина (части 2—3—4—5 —составляют оболочку)

Рис. 8 Сборочные единицы кузова автомобиля ГАЗ-24- «Волга»: 1- основание, 2 — боковина, 3 — передняя часть кузова; 4 —• крыша, 5 — задняя часть кузов

Рис. 8. Сборочные единицы кузова автомобиля ГАЗ-20 «Победа»:

1— основание в сборе, 2 — пороги, 3 — центральная стойка, 4 — передние стойки 5 — кожухи передних колес, 6 — щиток передка, 7 — крыша в сборе с кожухами

Рис.9 Сборочные единицы кузова автомобиля ГАЗ-21 «Волга»

1 — боковина, 2 — основание, 3 — переднее оперение, 4 — передняя часть кузова, 5 — крыша в сборе, 6 — задняя часть кузова

Общее количество составных элементов кузова АТС категории «В», определяются условиями технологии сборки их на конвейере, особенностями самой конструкции исходя из несущей способности кузова (возможности выполнять роль несущей системы).

Рис.10. Общая схема последовательности сборки-сварки кузова легкового автомобиля:

1 — основание в сборе, 2 — боковины, 3 — крыша; 4 — двери в сборе, 5 — крышка багажника и капот; 6 — передние и задние крылья

Рис.11Схема сборки кузова ГАЗ-24 в главном кондукторе:

/ — основание, 2 — оболочка; 3 — фиксатор заднего окна и крышки багажника, 4 — фиксатор боковин; 5 — направляющие, 6 и 7 — гидроцилиндры, 8 — направляющие, 9 — тележка кондуктора, 10 — фиксационное отверстие тележки, 11 — фиксатор осно­вания в сборе

При проектировании кузова АТС учитывают необходимость присутствия в объеме кузова пространства, обеспечивающего защиту водителя и пассажиров за счет отсутствия деформации кузовных деталей, создающих это пространство, а также кузовных деталей, поглощающих энергию удара за счет деформации их при ударе.

Рис.12 Защитный пояс конструкции кузова автомобиля Опель Астра

Кузова АТС категории «D»

-обеспечивает возможность размещения на АТС пассажиров в количестве более 8 человек. Как правило, АТС указанной категории отличаются между собой по максимальному количеству перевозимых пассажиров, которое обуславливает основной отличительный признак кузова АТС указанной категории ― длину кузова.

В зависимости от длинны различают кузова: микроавтобуса, автобуса средней вместимости и автобуса большой вместимости.

Конструкция каждого из указанных типов автобусов зависит так же от компоновки мотора, багажного отделения, расположения дверей, а так же требований к созданию комфорта для перевозки пассажиров. По аналогии с кузовом легкового автомобиля, кузов автобуса может быть: несущий и ненесущий (рамный), т.е. требующий, при установке его на АТС, присутствия в конструкции шасси отдельной несущей системы, т.е. рамы.

Требования к кузову АТС категории «D» ― аналогичны требованиям к кузову АТС категории «В».

Типы кузовов АТС категории «D»

Как правило, автобус представляет собой транспортное средство общего пользования. Эта особенность определяет:

1. Специфику компоновки;

2. Размеры;

3. Форму;

4. Разнообразие типов кузова.

В отличии от кузова легкового АТС, форма кузова автобуса может быть 2-х конфигураций: двухобъемная и однообъемная.

Двухобъемная форма кузова представляет собой так называемую капотную компоновку автобуса, которая в настоящее время встречается все реже, представителем которой является автобус КАвЗ.

Однообъемная форма кузова, или так называемая — вагонного типа.

Подобная конфигурация не означает, что все кузова имеют одинаковую конструкцию. Конструкция кузова в значительной мере зависит от специализации автобуса.

К специализации автобуса относиться: возможность максимально использовать его согласно назначению. При этом назначение автобуса определяется: дальностью перевозки пассажиров, условиями перевозки (обычной или повышенной комфортности), что является существенным фактором, обуславливающим тип кузова

Различают: городские, пригородные и междугородние (туристические) автобусы.

Особенности конструкции кузова городского автобуса

Конструкция кузова городского автобуса, как правило, несущего типа, большой пассажировместимости, с высокими дверными проемами и низким положением пола.

Кузова городских автобусов, с целью повышения пассажировместимости, могут быть:

сочлененными	двухэтажными

Сочлененные автобусы имеют дополнительную секцию кузова в виде прицепного звена к основному кузову, при наличии перехода пассажиров из прицепной секции и наоборот.

Особенности конструкции пригородных автобусов

Кузова подобных автобусов могут быть как несущими, так и ненесущими (рамными), устанавливаемыми на шасси грузовых автомобилей. Для них характерна: ограниченная пассажировместимость (до 40 человек), наличие багажного отсека и расположение двигателя в передней части кузова.

Особенности конструкции междугородних автобусов

Конструкция кузова зависит от требований к условиям комфорта, а так же требований, направленных на уменьшение аэродинамического сопротивления кузова. При этом различают кузова автобусов ближнего и дальнего следования.

Кузов автобуса ближнего следования должен обеспечивать комфортность перевозки в течение 4-х, 5 - ти часов присутствия в нем пассажиров.

Кузов автобуса дальнего следования обязан обеспечить комфортность пассажирам в течение 12 - часов. Имеет, как правило, одну основную и одну аварийную дверь для пассажиров. Этажность кузова может быть увеличена, имея так называемые значения: 1,25 и 1,50.

Кузов 1,25 имеет большие багажные отделения, располагаемые под полом кузова.

Развитие туристического сервиса обусловило появление туристских автобусов, конструкция кузова которых аналогична конструкции междугородних автобусов, но могут иметь повышенную этажность, с размещением на верхнем этаже салона для пассажиров, а на нижнем — пищевого, санитарного, спального салона и т.д. Подобный автобус может иметь прицепную секцию, обеспечивающую отдых при остановке. Автобусы с подобными кузовами называются караванотель.

Основы конструкции кузова АТС категории «D»

Несущая система современного кузова состоит из пространственного стержневого каркаса и листовой обшивки. Элементы обшивки могут выполнять несущую роль, соединяясь с элементами каркаса, в виде панелей, плоской или изогнутой формы.

Каркас кузова состоит из продольных и поперечных элементов. Продольные элементы (основание кузова) называются лонжеронами основания кузова, поперечные элементы — поперечинами. Каркас бортов и боковины кузова так же состоит из продольных и поперечных элементов. Продольные элементы каркаса бортов называются поясами.

В конструкции кузова автобусов особо выделяют подоконный пояс. Это продольные элементы каркаса бортов, продолжающиеся, как правило, в передней и задней части кузова,.

Поперечные элементы боковин - стойки.

Продольные элементы каркаса крыши - пояса крыши.

Поперечные, как правило, изогнутые, элементы — дуги крыши.

Отдельные элементы кузова могут иметь специфическое название: передняя стойка, задняя стойка, профиль и т.д.

При обозначении элементов кузова используют термины из авиа и судостроения. Продольные элементы каркаса кузова называются стрингерами.

Замкнутая система, состоящая из поперечины, основания, стоек и дуг крыши, называется шпангоутной рамкой.

Сегодня некоторые кузова автобусов имеют особенность конструкции в виде несущей крыши (А-310).

Рис. 15. Внешний вид конструкции кузова автобуса

Рис 16 Составные части в устройстве кузова автобуса-

а — каркас, б — основание каркаса, в — каркас боковин, г — передняя часть каркаса

Кузова грузовых АТС категории «В» и «С»

Кузова грузовых АТС категории «В» и «С» обеспечивают возможность размещения на АТС груза и водителя с пассажирами.

Часть кузова, обеспечивающая размещение груза, называется грузовой платформой, а часть кузова для размещения водителя и одного или двух пассажиров — кабиной (пассажирский кузов).

Кабины грузовых АТС

Конструкция кабины в значительной мере зависит от компановки:ее на АТС:

над двигателем (УАЗ),

впереди двигателя (КамАЗ),

за двигателем (КрАЗ).

В результате выбранной компановки, кабины грузовых автомобилей бывают капотного и бескапотного типа (рис. 7.9).

Кабины над двигателем и впереди двигателя для удобства доступа к двигателю могут откидываться, для чего оборудованы специальным устройством. Кабины, расположенные над двигателем, часто делают откидывающимися на передних шарнирных опорах. Это облегчает доступ к двигателю и другим агрегатам. При откинутой кабине ее масса уравновешивается пружинами, которые расположены под передней частью кабины и упираются в поперечину рамы автомобиля. В задней части кабины установлен запорный механизм, который исключает самопроизвольное откидывание кабины при движении. Часто для подъема кабины используется гидроцилиндр, давление в котором создается насосом с ручным приводом.

Так же зависит от требований комфорта и времени нахождения водителя в кабине

К конструкции кабины современных грузовых АТС предъявляют требования, аналогичные к требованиям, предъявляемым к салону кузова легкового автомобиля, в плане обеспечения безопасности, комфортности, экологичности. Современные кабины, по уровню комфорта, приближают к салону АТС. Кабины современных грузовых автомобилей имеют собственную систему подрессоривания, т. е. крепятся к раме не жестко, а с помощью упругих и гасящих элементов: резиновых подушек, пружин, амортизаторов. Такая конструкция позволяет улучшить условия работы водителя.

Рис. 17. Упругая подвеска кабины

Конструкция кабины, как правило, ненесущая, и устанавливается на несущую систему АТС.

Кабина магистральных тягачей оборудуется одним или двумя спальными местами, которые располагаются за спинкой сиденья или сверху. Спальное место, расположенное сверху, делает кабину более компактной в продольном направлении, но ухудшает условия отдыха. Кроме того, кабины тяжелых магистральных тягачей оборудованы кухней и умывальником, телевизором, кондиционером, холодильником, туалетом, системой спутниковой навигации и др. устройствами. Для снижения затрат на производство некоторые фирмы-изготовители применяют для модельного ряда грузовых автомобилей одну и ту же кабину, но в разных исполнениях: со спальным местом или без него, с низкой или высокой крышей и т. д.

Рис. 1. Унифицированные кабины:

а - длинная (со спальным местом за сиденьями);

б - длинная с высокой крышей;

в - короткая;

г - короткая со спальным местом вверху

Кабина представляет собой жесткую сварную цельнометаллическую конструкцию, состоящую из каркаса крыши, верхней, задней и боковых панелей

Рис. 84. Сборочные единицы кабины грузового автомобиля:

1 - двери, 2 - передняя часть, 3 - основание, 4 - задняя часть; 5 - крыша

.

Грузовые кузова

Грузовой кузов может выполняться в виде бортовой платформы (автомобили общего назначения), самосвальным, в виде фургона, цистерны и т. д. (специализированные автомобили). Иногда на место грузового кузова устанавливается технологическое оборудование: подъемный кран, пожарная лестница, компрессор и т. д. (специальные автомобили).

Грузовые кузова-платформы

Платформа АТС обеспечивает возможность размещения груза при перевозке, а так же может обеспечивать выполнение следующих требований:

1. Механизация разгрузки (самосвальные платформы);

2. Механизация погрузки (кузова, оснащенные грузоподъемными устройствами в виде крановых установок, грузоподъемных бортов)

3. Создание условий для сохранности груза и защиты от действия на него атмосферы - кузова закрытого типа (фургоны), оснащаемые термоустановками (рефрижераторы).

4. Создание условий для размещения груза, определенного физического состояния (жидкого, газообразного) — цистерны имеют конструкцию в виде герметичной оболочки, которая может быть как рамного, так и несущего типа.

Бортовая платформа. Бортовые платформы представляют собой площадку, имеющую ограничители в виде щитов (борта), устанавливаемых по периметру и состоит из основания, пола и бортов. Основание включает продольные и поперечные балки, к которым прикреплены пол и борта. Передний борт, как правило неподвижен. Боковые и задний борта могут быть откидными. (при погрузке-разгрузке). Откидные борта соединены с основанием платформы с помощью петель, а передний борт - неподвижными стойками. В поднятом положении откидные борта удерживаются специальными запорами, расположенными в углах соединения бортов. В этом случае борта оснащаются замками, обеспечивающими защиту от произвольного открытия. Различают 2 типа замков:

1.Крючковые;

2. Прижимные.

Бортовые платформы оборудуются дополнительными устройствами, которые обеспечивают возможность наращивания высоты бортов и установку тента.

Некоторые борта могут оснащаться сидениями для пассажиров.

Бортовая платформа в сборе (грузовая площадка) устанавливается на несущей системе автомобиля посредством специальной рамы.

Материалом кузова может быть дерево, либо металл. Для повышения прочности устанавливаются продольные элементы – лонжероны и поперечные – траверсы.

Специализированные грузовые кузовы

Разнообразие специализированных кузовов (рис. 7.11) связано с необходимостью обеспечить перевозку различных типов грузов (жидкие, газообразные, сыпучие, взрывоопасные, негабаритные, скоропортящиеся, объемные и т. д.).

Производство специализированных кузовов является отдельной подотраслью в автомобильной промышленности и зачастую связано с применением высоких технологий. Один из примеров - рефрижераторный кузов, то есть фургон, предназначенный для перевозки скоропортящихся товаров. В современных конструкциях таких кузовов их стены, пол и потолок изготавливают из, так называемых, сандвич-панелей, представляющих собой легкие и прочные трехслойные панели, включающие наружную и внутреннюю обшивки, между которыми располагается слой теплоизоляционной пены (рис. 7.10). Примечательно, что стены, пол и потолок при сборке склеиваются друг с другом.

К передней стенке рефрижератора снаружи крепится специальная холодильная установка, позволяющая поддерживать в закрытом пространстве фургона заданный температурный режим. Обычно такие установки имеют автономный источник питания (небольшой ДВС) или питаются от бортовой сети тягача.

Самосвальные кузова

Оборудуются спец устройством для подъема платформ. Наибольшее распространение получили устройства гидравлического типа, в виде гидростойки телескопической конструкции изменяющей свою длину под действием давления жидкости, подводимой от насосов.

Гидростойка может устанавливаться под платформой или под козырьком. Самосвальные кузова могут иметь обогреватели основания для обеспечения не примерзания сыпучих грузов к кузову при низких температурах. Самосвальные кузова могут иметь возможность опрокидывания платформы на три стороны благодаря размещению силового цилиндра под центром силовой площадки.

Некоторые самосвальные кузова ковшовой конструкции и не имеют заднего борта .

Кузова карьерных самосвалов, как правило, оснащаются специальными козырьками для защиты кабины.

Кузова АТС категории «Е»

Это кузова прицепов и полуприцепов. По своей конструкции кузова АТС категории «Е»

аналогичны рассмотренным выше, и могут быть:

пассажирскими и грузовыми,

несущими и рамными,

закрытыми и открытыми,

специализированными.

Арматура кузова

Арматура кузова – совокупность устройств, обеспечивающих выполнение функций кузова,

а) безопасность,

б) комфорт,

в) сохранность,транспортируемых материальных объектов

г) аэродинамичность ТС.

За время существования автомобиля он обрастал различными дополнительными устройствами. Некоторые устройства обеспечивают удобство вождения, другие отвечают за безопасность, а третьи создают определенный комфорт для водителя и пассажиров. Сегодня современный автомобиль трудно себе представить без некоторых дополнительных устройств и систем.

КУЗОВ И БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

Распространено мнение, что чем прочнее кузов автомобиля, тем автомобиль безопаснее. В действительности это мнение глубоко ошибочно. Хотя автомобиль со смятой в гармошку в результате аварии передней частью производит гнетущее впечатление, но для пассажиров это может стать спасением. Если сделать кузов автомобиля прочным, как у танка, то при столкновении со стеной при скорости 50 км/ч, передняя часть деформируется не более чем на 10 см. При этом на пассажиров будет действовать замедление 100 g, а это значит, что их вес в момент удара увеличится в 100 раз. Такой прочный автомобиль останется практически не поврежденным, чего нельзя будет сказать о находящихся в нем людях. Кузовы современных автомобилей специально проектируются таким образом, чтобы его передняя и задняя части несущей конструкции легко деформировались и могли поглотить большую часть кинетической энергии столкновения в течение нескольких сотых долей секунды.

Кузов автомобиля должен обеспечивать два вида безопасности: активную и пассивную.

Активная безопасность представляет собой комплекс мер, направленных на предотвра­щение аварии. Эти меры обеспечиваются хорошей обзорностью с места водителя, эргоно-мичностью, хорошей информативностью и т. п.

Пассивная безопасность представляет собой меры, направленные на защиту водителя и пассажиров в случае аварии. Этот вид безопасности может быть обеспечен различными устройствами: надувными подушками безопасности, ремнями безопасности с предварительны­ми натяжителями, мягкими панелями приборов, сминаемыми элементами каркаса кузова и т. д.

Элементы, образующие обитаемое пространство кузова (т. е. салон), должны иметь минимально возможные деформации, чтобы снизить тяжесть последствий аварии для пассажиров. Современный автомобиль, движущийся со скоростью 50 км/ч, после столкновения со стеной деформируется примерно на 80 см. На водителя и пассажиров при этом действует замедление порядка 20 g. При таком замедлении пассажиры автомобиля будут двигаться по инерции и неизбежно столкнутся с приборной панелью, рулевым колесом или ветровым стеклом, что приведет к серьезному их травмированию. Поэтому для обеспечения пассивной безопасности в конструкции автомобиля, кроме гашения энергии при столкновении, должно быть обеспечено ограничение перемещения в нем водителя и пассажиров. В современных автомобилях эту функцию выполняют ремни и подушки безопасности.

БЕЗОПАСНОСТЬ НЕСУЩЕГО КУЗОВА

Современные автомобили имеют кузов с пространственной структурой, которая позволяет обеспечить разумную безопасность при воздействиях, возникающих в результате столкновений с любого направления. Однако статистика ДТП показывает, что наиболее опасным является лобовое столкновение. Первые официальные правила испытаний автомобилей на безопасность появи­лись около 35 лет назад и были написаны для случаев лобовых столкновений. Сегодня требуется проводить оценку защиты против боковых наездов и ударов сзади. Большинство изготовителей автомобилей проводят собственные испытания на безопасность при переворачивании.

За последние годы выработался общий принцип, который заключается в том, чтобы разработать конструкцию несущего кузова таким образом, чтобы салон автомобиля остался бы максимально неповрежденным, в то время как передняя и задняя части были бы способны прогрессивно деформироваться, поглощая энергию столкновения. Разрушение передней и задней частей поглощает энергию столкновения через пластическую, т. е. необратимую деформацию металла. Конструктивно элементы кузова выполняются так, чтобы сминаемые элементы позволяли не только поглощать максимально возможное количество энергии, но и делали это наиболее плавно с целью минимизировать пиковое замедление. Основной метод заключается в обеспечении такой деформации, при которой коробчатые профили каркаса кузова сминаются путем продольного складывания (гармошки) (рис. 7.21).

Расположение и взаимодействие элементов каркаса задают таким образом, чтобы разрушение силовых элементов всегда начиналось в нужном месте, максимально гарантируя, что оно будет точно таким, как рассчитано на стадии проектирования. Для этого коробчатые профили, из которых изготавливают кузов, имеют углубления и выступы в определенных, строго рассчитанных местах, для получения концентрации напряжений.

При расчете характера разрушения, особенно передней части автомобиля, учитываются дополнительные силы инерции и жесткости таких деталей, как двигатель и передние колеса, входящие в контакт с препятствием.

Рис. 7.21. Смятие передней части кузова при ударе

Наиболее опасным и частым видом лобового столкновения является столкновение двух автомобилей с их поперечным смещением. Раньше проводились испытания на безопасность при лобовом ударе автомобиля в барьер, при котором имитировали смещение, направляя автомобиль под углом 30° к барьеру. Сейчас проводят испытания на столкновение при поперечном смещении автомобиля, ударяющегося в край барьера. Такой подход имеет одно неудобство - даже смещение только на 1 см может привести к существенным различиям в полученных результатах, так что необходима большая точность в рас­положении испытываемого автомобиля и анализа полученных результатов. Сила столкновения приводит к деформации пространственной конструкции барьера со стороны автомобиля по всей его ширине

В настоящее время утвержден стандарт, в котором указывается, что столкновение с барьером должно происходить с 40 %-ным смещением автомобиля. Барьер представляет собой разборную металлическую сотовую конструкцию, которая может имитировать способность к разрушению встречного транспортного средства.

Стандарт Euro-NCAP устанавливает, что испытания на столкновение проводятся со скоростью 64 км/ч. Euro-NCAP не является узаконенным стандартом, но он поддержан множеством правительственных и других организаций. Большинство ведущих производителей автомобилей проводит свои испытания и на более высоких скоростях. Необходимо отметить, что энергия удара при столкновении возрастает в квадратичной зависимости от скорости движения, т. е. при столкновении на скорости 80 км/ч кузов должен поглотить на 56 % больше энергии, чем при скорости 64 км/ч. Автомобильные кузовы, выпускаемые с начала 1990-х гг., как правило, выдерживают эти испытания.

У кузова легкового автомобиля при лобовом столкновении, часто сильно деформируется область со стороны ног водителя, которая приводит к опасному перемещению педалей. В кузовах последних моделей усиливают эту область, а также разрабатываются конструкции безопасных педалей, которые отламываются и не травмируют ноги водителя. Конструкция дверей автомобиля должна обеспечивать возможность их открывания после лобового столкновения.

Система ЗАЩИТы ОТ БОКОВОГО УДАРА

Если раньше считалось почти невозможным обеспечить эффективную защиту от бокового столкновения, т. к. автомобили нельзя сделать такими широкими, чтобы обеспечить существенное поглощение энергии столкновения без большого смещения боковых элементов кузова внутрь салона, то недавно производители пришли к выводу, что эффективную защиту от бокового удара все же можно обеспечить, разложив ее на три этапа

На первом этапе удар должен восприниматься боковыми элементами кузова (центральной стойкой, порогами и элементами проема дверей). На следующем этапе сопротивление ударной нагрузке начинают оказывать усилители внутреннего каркаса двери и запорные элементы двери. Наконец, риск травмирования пассажира может быть снижен применением боковых подушек безопасности и заполнением внутренних полостей двери пористым материалом. Все современные системы пассивной безопасности пассажиров автомобиля Renault Laguna II представлены на рис. 7.22. Инерционно-роликовые привязные ремни для пяти пассажиров включают механизмы преднатяжения (с двумя режимами для водителя) и ограничители, в то время как имеются три различные системы подушек безопасности: лобовая, установленная в приборной панели, боковая, установленная в задних частях передних сидений, и «занавес», установленный в усилителях крыши. Моменты срабатывания для подушек и механизмов натяжения должны быть тщательно скоординированы.

Использование этих принципов в современных автомобилях дало положительный эффект, и травмирования пассажиров и водителя при боковых столкновениях уменьшились. Однако нужно учитывать, что при столкновении с легко сминаемым транспортным средством боковая защита достаточно эффективна, но от столкновения с деревом или столбом такая защита не всегда сможет спасти.

Система ОГРАНИЧЕНИя ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПАССАЖИРОВ

О граничение перемещения пассажиров при столкновениях автомобилей достигается использованием в основном ремнями и подушками безопасности.

Рис. 15. Элементы безопасности "Фольксвагена-Гольф-111": на­дувная предохранительная по­душка, регулируемые точки фиксации инерционных ремней для четырех пассажиров.

В большинстве развитых стран, законодательство требует обязательного использования ремней безопасности (по крайней мере, на передних сидениях). Исключение составляют некоторые штаты Америки, где широко используются надувные подушки безопасности. Они, как правило, имеют большие размеры и приводятся в рабочее состояние (надуваются) с очень большой скоростью, что может привести к опасности травмы от самой подушки. На сегод­няшний день наиболее эффективной системой пассивной безопасности является сочетание надувных подушек с ремнями безопасности, имеющими устройства для предварительного натяжения.

В автомобилях чаще всего используют ремни диагонально-поясного типа. Ремни закреп­лены в трех точках: на стойке кузова, на пороге и на специальной тяге с замком. В последнее время совершенствование конструкции ремней безопасности ведется по трем направлени­ям: улучшение их эргономики, обеспечение дополнительных средств преднатяжения ремней в случае столкновения и ограничение нагрузки, приложенной к груди диагональным ремнем. Улучшение эргономики заключается в создании более удобных ремней и правильном их рас­положении, для обеспечения максимальной защиты. Ремень должен иметь возможность регулировки высоты крепления верхней точки ремня относительно плеча, в то время как внутренняя скоба теперь обычно крепится к сиденью, а не к тоннелю кузова, гарантируя правильное положение поясного ремня безопасности, независимо от размеров пассажира. Ремни безопасности с натяжителями способствуют лучшему удержанию водителя и пас­сажиров при аварийной ситуации. Устройства преднатяжения могут быть механические или пиротехнические (рис. 7.24); в любом случае их цель заключается в том, чтобы устранить лю­бое провисание ремня на теле человека, гарантируя этим надежное удержание его на сиде­нье. Механизм преднатяжения часто дополняется инерционными катушками, которые пре­дотвращают провисание ремня вокруг барабана, что позволяет исключить затраты времени на выбор зазоров при столкновении.

Пиротехнические натяжители срабатывают, когда встроенный в систему датчик, регистрирует превышение ранее заданного порога замедления, свидетельствующе­го о начале столкновения. При этом включается детонатор пиротехнического патрона. При взрыве патрона выделяется газ, давление которого действует на поршень, соеди­ненный с ремнем безопасности. Поршень быстро перемещается и натягивает ремень. Обычно время срабатывания устройства составляет не более 25 мс после начала удара.

Рис. 7.24. Пиротехнический преднатяжитель, действующий на замок ремня безопасности и подтягивающий обе лямки одновременно

Чтобы избежать превышения нагрузки на грудь, такие ремни имеют ограничители усилия натяжения. Ограничители работают следующим образом: вначале достигается максимум разрешенной нагрузки, после чего механическое устройство позволяет пассажиру продвинуться вперед на некоторое расстояние при поддержании нагрузки на постоянном уровне. Фирма Renault первой установила такую систему на серийном автомобиле, с тех пор эти системы стали широко распространенными. Инерционная катушка с блокировкой устанавливается на скобе, ограничивающей усилие воздействия ремня на тело человека (рис. 7.25). Ограничение усилия достигается контролируемым ослаблением натяжения ремня путем пластического углового деформирования стержня (оси инерционной катушки). Такое устройство уменьшает усилия, действующие на грудную клетку, шею и голову на 30-50 %.

Рис. 7.25. Инерционная катушка ограничивающая усилие

Рис. 7.26. Варианты крепления детских сидений по стандарту ISOFIX

В области создания средств пассивной безопасности для детей, находящихся в автомобиле, в последнее время был достигнут значительный прогресс. Был принят стандарт ISOFIX, регламентирующий порядок установки детских защитных устройств, со стандартными элементами крепления, которые должны применяться на всех автомобилях для стран Евросоюза (рис. 7.26). Основная задача состоит в том, чтобы места крепления сидений, соответствующие стандарту, легко устанавливались в любом автомобиле, оборудованном ISOFIX, без риска ошибки.

НАДУВНЫЕ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Надувная подушка безопасности представляет собой мешок из синтетической ткани. Подушка безопасности для водителя размещается в ступице рулевого колеса, а подушка безопас­ности для переднего пассажира - в передней панели кузова. В случае лобового столкновения происходит мгновенное наполнение подушек газом, они надуваются перед водителем и пассажиром, что защищает от травм головы и грудной клетки. Надувные подушки безопасности заполняются газом с помощью пиротехнического патрона (или от баллона, в кото­ром газ находится под высоким давлением). Срабатывание устройства происходит в том случае, если замедление достигает заданного уровня, свидетельствующего о столкновении. На это замедление реагирует специальный датчик. Он посылает сигнал детонатору, который взрывает пиротехнический патрон. При взрыве выделяется большое количество газа, подушка быстро расширяется, разрывает пенополиуретановый корпус, закрепленный на ступице рулевого колеса, и упирается в грудную клетку водителя. При достижении заданного давления газа в подушке, происходит разрыв специального шва и газ начинает постепенно выходить через образовавшиеся отверстия. Подушка безопасности наполняется газом примерно за 30 мс. Объем подушки безопасности для водителя на европейских автомобилях примерно равен 60 л, а объем подушки для переднего пассажира - 150 л. В комплект устройства, кроме самой подушки и детонатора с пиротехническим патроном, входят датчик удара, управ­ляющий блок (с микропроцессором), блок питания (иногда автономный, с сухой батареей, заряда которой хватает на 4 года). Компьютер проводит постоянное тестирование устройст­ва и в случае обнаружения неисправности включает световой сигнализатор.

Подушка безопасности может нанести большой вред человеку маленького роста или ребенку, если в случае аварии произойдет ее наполнение и она придет в соприкосновение с головой, а не грудью человека. Многие из современных автомобилей оборудуются специальными датчиками, отслеживающими вес пассажира. В простейшем варианте подушки безопасности отключаются, если место занято невысоким пассажиром. Наиболее совершенные системы используют двухступенчатое наполнение подушки безопасности, а в некоторых автомобилях для управления работой подушек используются ультразвуковые датчики, которые определяют не только размеры человека, но и положение, которое он занимает на сиденье (рис. 7.27).

Информация о пассажире может быть объединена с расчетным определением тяжести столкновения с целью регулирования процесса наполнения подушки безопасности: полное наполнение, частичное или вообще отсутствие наполнения.

Рис. 7.27. Ультразвуковые датчики положения пассажира

Боковые надувные подушки безопасно­сти, оснащенные собственными газогенераторами, располагаются сбоку в спинках передних сидений (рис. 7.28). Надуваясь, боковая подушка безопасности разрывает крышку корпуса, поролон и обивку сидений. Хорошую защиту от бокового удара обеспечивает сочетание боковых подушек безопасности и надувных занавесов, которые при срабатывании раздуваются сверху вниз от боковой части крыши автомобиля.

В последнее время появились подушки безопасности, располагаемые в задних частях передних сидений или в задних ремнях безопасности, для защиты пассажиров задних сидений,

Рис. 7.28. Боковые подушки безопасности

а также подушки раздувающиеся в области ног, чтобы уменьшить риск травмирования ног. Появляются также опытные конструкции внешних надувных устройств для снижения травмирования пешеходов при наезде на них автомобиля (рис. 7.29).

Рис.7.29 Внешние надувные подушки

Удар в заднюю часть автомобиля, как правило, не имеет таких тяжелых последствий, как лобовое столкновение. В свое время существовали проекты безопасных автомобилей, в которых водитель и пассажиры сидели спиной к направлению движения, а контроль за дорогой осуществлялся с помощью телекамер и мониторов. При ударе в заднюю часть автомобиля, пассажиры и водитель обычного автомобиля за счет инерционных нагрузок вжимаются в сиденья.

Единственной опасностью является отклонение головы назад с возможностью повреждения шейных позвонков. Для снижения тяжести последствий таких аварий были созданы подголовники, устанавливаемые на спинке сиденья. Обычные подголовники не могут гарантировать полной безопасности. На современных автомобилях появляются сиденья с активными подголовниками, которые после срабатывания датчика столкновения перемещаются в сторону головы человека и уменьшают нагрузку на шейные позвонки (рис. 7.30).

Рис. 7.30. Сиденье с активными подголовниками.

На рисунках показаны принципы действия сиденья с активным подголовником в момент удара сзади

Рис. 7.31. Аккумулятор с отключаемыми клеммами (BMW)

Компания Volvo применяет на своих автомобилях систему WHIPS, которая существенно снижает последствия удара сзади за счет специальной конструкции передних сидений.

Особое внимание при создании автомобиля уделяется системам пассивной безопасно­сти, не допускающим возможности возгорания автомобиля после аварии. Топливные баки современных автомобилей размещают в местах, где они наименее подвержены поврежде­нию, а системы питания двигателей снабжаются автоматическими клапанами, отключающи­ми подачу топлива в случае аварии. Устройства аналогичного назначения разрабатываются и для системы электрооборудования (рис. 7.31).

ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Разработка систем безопасности автомобиля идет постоянно. Каждый год появляются системы (в основном электронные), которые делают автомобиль все более безопасным как для водителя и пассажиров, так и для других участников дорожного движения и пешеходов. На сегодняшний день основным направлением повышения безопасности является увеличение «зоны безопасности» вокруг автомобиля электронными средствами. Уже имеются системы, обнаруживающие близлежащие, но не видимые водителю объекты. Эти системы, в частности, помогают водителю при парковке автомобиля.

Рис.7.32. Система раннего предупреждения о возможности столкновения Distronic:

1 - радарный датчик расстояния; 2 - блоки управления двигателем, трансмиссией и ESP;

3 - приборный щиток с дисплеем Distronic; 4 - рычаг круиз-контроля;

5 - контрольный блок; 6 - вакуумный усилитель; 7 - блок управления Distronic

Аналогичные системы могут использоваться для обнаружения движущихся объектов. Например, в случае бокового столкновения должен ,быть чрезвычайно малый промежуток времени между моментами удара и наполнения боковой подушки. Если бы датчик мог предупреждать даже за долю секунды до столкновения, можно было бы обеспечить лучшую защиту. Даже при лобовом столкновении раннее предупреждение может сыграть положительную роль для вычисления характера и серьезности столкновения и создать наиболее оптимальное срабатывание систем безопасности (подушек, натяжителей ремней и т. д.). Раннее предупреждение удара сзади может обеспечить наилучшее срабатывание системы активных подголовников. Поэтому сейчас многие исследователи занимаются созданием защитного пространства вокруг автомобиля с помощью электроники, использующей датчики, сканирующие пространство вокруг автомобиля в различных направлениях. Например, система distronic (рис. 7.32) автомобиля Mercedes-Benz S-класса может автоматически поддерживать расстояние до впереди идущего автомобиля и при необходимости сбрасывать обороты двигателя, включать торможение и систему ESP.

Подобные системы, даже по современным стандартам, должны быть чрезвычайно «умными». Они должны учитывать случаи, когда подушки безопасности не должны срабатывать, например: автомобиль припарковался очень близко к другому автомобилю, или к стене гаража, или даже случайно задел другой автомобиль. Для создания работоспособных систем безопасности такого типа нужно решить еще очень много проблем, но это направление является наиболее важным из числа тех, которые призваны модернизировать системы защиты.

СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Хорошее освещение дороги перед автомобилем всегда было одним из основных требований безопасности движения. Автомобильные фары прошли путь от керосиновых и ацетиленовых фонарей до современных высокоэффективных систем освещения. В настоящее время большинство автомобилей оборудуется фарами с галогенными лампами, которые более эффективны, чем обычные лампы накаливания. В то же время появляется все больше автомобилей, в фарах которых монтируются газоразрядные лампы, которые еще недавно устанавливались только на автомобилях представительского класса. За последние несколько лет радикально изменились форма отражателя и технология изготовления фар.

В фаре с газоразрядной лампой источником света является электрический разряд, проходящий между двумя электродами, которые расположены внутри колбы из кварцевого стекла. Колба заполнена под давлением смесью инертного газа ксенона и металла галогена. Такие фары часто называют ксеноновыми. Освещение разрядом высокой интен­сивности (HID - High Intensity Discharge) обеспечивает более низкое потребление энергии, большую долговечность и лучший световой поток. Ксеноновая лампа мощностью 35 Вт производит вдвое больший световой поток, чем галогенная лампа мощностью 60 Вт. Цветовая температура таких ламп почти соответствует дневному свету. Долговечность газоразрядных ламп достигает 3000 ч, и это не является пределом, потому что конструкция фар, использующих принцип HID, постоянно совершенствуется. К сожалению, такие фары пока еще достаточно дороги.

Некоторые разработчики предлагают системы освещения, в которых свет создается единственным HID-источником, находящимся в специальной камере внутри автомобиля, а передается к фарам по оптоволоконным проводникам. Такая система позволит уменьшить число необходимых ламп, делает более легким размещение системы высокого напряжения и защищает наиболее дорогие элементы системы освещения от возможного повреждения при аварии. Дополнительные преимущества этой системы заключаются в том, что в осветительных приборах свет является холодным, что позволяет использовать прозрачные пластмассовые материалы, которые не могут применяться в высокотемпературных обычных лампах. Очевидно, что центральный источник света должен быть продублирован, для избежания выхода из строя всего освещения автомобиля из-за единственной неисправности. Свет высокой интенсивности может привести к временному ослеплению встречных водителей, особенно в случае неправильного направления светового луча фар. В Европе действует законодательство, которое требует, чтобы автомобили с газоразрядными фарами были оборудованы системами автоматической регулировки, корректирующими положение фар при изменении нагрузки автомобиля. В системах автоматической регулировки положения фар используются датчики, измеряющие положение элементов подвески относительно кузова.

(в)

Рис. 7.33. Расположение и типы внешних световых приборов автомобиля

(а):1 - передние фары; 2 - задние фонари; 3 - освещение номерного знака;

4 - подсветка дверных ручек; 5 - внешнее освещение двери;

6 - противотуманные фары; регулируемые (поворачивающиеся) фары

(б) и современные системы головного освещения автомобиля с регулируемыми световыми потоками (в)

Рис. 7.34. Приборы освещения: а - фонари; б - подсветка фар BMW; в - подсветка дверных ручек

Проводятся исследования по использованию ультрафиолетовых ламп в целях устранения возможности ослепления встречных водителей. Дополнительные преимущества от применения таких ламп могут быть получены, если использовать специальную отражающую краску для дорожной разметки и знаков.

Рис. 7.35. Освещение дороги фарами ближнего света: а - обычными фарами с асимметричным лучом; б - активной системой освещения

Существуют опытные образцы автомобилей, которые оборудованы инфракрасными видеокамерами, которые гораздо лучше обнаруживают объекты в темноте или в тумане, особенно при использовании их в сочетании с инфракрасными фарами.

Последние разработки в области систем освещения автомобиля направлены на создание «интеллектуальных» фар (рис. 7.33), изменяющих световой поток по интенсивности, направлению и освещаемой площади (см. рис. 7.35): эти фары, в частности, поворачиваются при повороте автомобиля и освещают труднодоступные участки дороги, а также боковые участки дорог на перекрестке.

В конструкции подфарников, фонарей сигналов торможения, указателей поворотов все чаще на смену лампам накаливания приходят светодиодные матрицы, которые потребляют меньше энергии, более долговечны, а световые приборы становятся более информативными (рис. 7.34).

В некоторых странах законодательство требует обязательного применения на автомобилях систем очистки фар. Для этой цели часто применяются щеточные стеклоочистители, но им на смену приходят распылители очищающей жидкости высокого давления.

СТЕКЛООЧИСТИТЕЛИ

Сейчас уже трудно представить, что когда-то были автомобили, не имевшие стеклоочистителей. С момента их появления было опробовано много разных методов очистки стекла от дож­дя, включая обработку стекла специальным составом, который почти полностью устраняет поверхностное натяжение, так чтобы вода на ветровом стекле скатывалась каплями, не ухудшая обзорность. Тем не менее, основным устройством для очистки стекла остаются механические щетки.

Используются различные методы улучшения качества механической очистки стекла. Некоторые изготовители применяют сложные приводы щетки стеклоочистителя в попытке очистить «слепые» зоны, оставляемые после работы обычного стеклоочистителя, движущегося по дуге. В некоторых автомобилях Mercedes используется одна щетка стеклоочистителя. Во время работы устройство выдвигает щетку к верхним углам ветрового стекла, очищая большую его область, чем две обычных щетки.

Рис. 7.36. Схема датчика дождя: 1 - капля, дождя; 2 - ветровое стекло; 3 - зеркало;

4 - диафрагма; 5 - фотодатчик; 6 - источник света; 7 - зеркало

Фирмы Bosch и Valeo предлагают использовать для каждой щетки стеклоочистителя индивидуальные электродвигатели вместо одного двигателя со сложной и громоздкой кинематикой. Работой этих двигателей может управлять электроника, обеспечивающая не только синхронную работу стеклоочистителя, но и возможность удаления щеток из поля зрения водителя, после окончания очистки стекла. Датчики дождя (рис. 7.36), способные «видеть» капли воды на стекле и включать стеклоочистители автоматически, теперь начинают появляться на автомобилях массового производства.

Кроме того, для очистки ветрового стекла (а иногда и заднего) применяются стеклоомыватели, состоящие из бачка с запасом воды, электроприводного насоса, обратных клапанов, трубок и жиклеров-распы лителей.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Водитель, находящийся за рулем автомобиля, постоянно должен следить за показаниями приборов, находящимися на приборном щитке. Некоторое время назад считалось, что чем больше приборов имеет автомобиль, тем лучше. Стрелочные приборы позволяли узнавать о давлении и температуре масла, температуре охлаждающей жидкости, напряжении и силе тока в электрической сети и т. п. Сегодня наблюдается другая тенденция - обеспечивать водителя

Рис. 7.37. Элементы контрольно-измерительных приборов

только самой необходимой информацией. Практически основной и необходимой водителю информацией являются данные о скорости движения, количестве топлива в баке, температуре охлаждающей жидкости и частоте вращения коленчатого вала.

Хотя большинство автомобильных приборов все еще традиционно выполняются круглыми и со стрелками, сейчас все чаще используется технология электронного дисплея (рис. 7.37).

Информация о скорости автомобиля поступает теперь на спидометр не от гибкого троса, соединенного ведомым валом с коробкой передач, а от компьютера АБС. Такой способ определения скорости движения не только надежнее, но и точнее.

В конструкциях некоторых автомобилей используются устройства с виртуальным дисплеем, который проецирует изображение показаний приборов на ветровое стекло, на значительном расстоянии перед автомобилем (рис. 7.38). Виртуальный дисплей создает перевернутое изображение, но оно, снова оптически обработанное, появляется впереди на некотором расстоянии. Такие устройства уменьшают потребность в переносе взгляда между дорогой и приборами.

Часть информации водитель получает с помощью ламп аварийной сигнализации. Некоторые автомобили имеют большое световое табло, которое, привлекая внимание водителя, информирует его о возможных нарушениях в работе разных систем автомобиля. В некоторых случаях лампы аварийной сигнализации объеди­няются в графическую тестовую панель, на которой появляются предупреждающие надписи, а также рисунки-пиктограммы, демонстрирующие, какая дверь автомобиля закрыта не полностью, а иногда и дающая

Рис. 7.38. Виртуальный дисплей

информацию о давлении в шинах. Некоторая информация подается звуковыми сигналами, например чтобы напомнить водителю о том, что он забыл выключить освещение.

В настоящее время все больше автомобилей оснащаются системами электронной парковки, использующими ультразвуковые датчики расстояния. Система парковки, как правило, включается автоматически при включении передачи заднего хода. Водитель оценивает расстояние до препятствия посредством линейки цветных огней в углу зеркала заднего вида, а при уменьшении расстояния до препятствия ниже определенного предела включается звуковой сигнал. Некоторые автомобили не только высокого, но и среднего класса оборудуются видеокамерами заднего обзора, выводящими изображение на дисплей, расположенный перед водителем

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

На рынке сейчас предлагается много систем, которые обеспечивают водителя навигационной информацией: показывают текущее местоположение автомобиля на улично-дорожной сетке и предлагает более удобный маршрут для поездки к месту назначения.

Принципы автоматической навигации хорошо разработаны, и конкурирующие системы отличаются друг от друга только в деталях аппаратных средств ЭВМ и программного обеспечения. Географическая информация сохраняется на CD и DVD, что дает возможность оперативного обновления и позволяет использовать одну навигационную систему для различных местностей. Положение транспортного средства определяется с помощью спутниковых данных Глобальной системы позиционирования (GPS — Global Positioning System). Система GPS должна постоянно пересчитывать положение автомобиля после попадания в «мертвые точки» (например, тоннели или области «радиотени» в больших городах).

В настоящее время активно разрабатываются и внедряются мощные системы, способные воспринимать информацию в реальном масштабе времени от информационных систем движения. Они предупреждают водителя о пробках на дорогах, местах стоянки и отдыха, заправочных станциях и позволяют навигационной системе автоматически повторно вычислять самый короткий маршрут, если на ранее рассчитанном маршруте возникают транспортные заторы и задержки движения.

Для отображения информации используются дисплеи с ярким и четким экраном (рис. 7.39).

В наиболее современных системах используется речевое управление с синтезаторами речи, что дает возможность водителю управлять различными устройствами с помощью собственного голоса, а такжеполучать информацию в виде голосового сопровождения, не отвлекаясь от управления автомобилем. Используя такие устройства, например, на некоторых автомобилях Jaguar, водитель через голосовую связь «общается» с автомобилем, заставляя его выполнить определенную операцию. В настоящее время, чтобы пользоваться такой системой, водитель должен изучить небольшой список стандартных фраз.

Рис. 7.39. Дисплей навигационной системы

СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМФОРТА И УДОБСТВА

Для того чтобы водитель и пассажиры ощущали себя в автомобиле комфортно и не утомлялись в продолжительных поездках, автомобильный кузов должен иметь соответствующее оборудование. Наиболее важным является наличие эргономичных и удобных сидений, которые должны равномерно распределять нагрузку от тела пассажира по подушке и спинке. Люди имеют различные габариты и массу, поэтому сиденье, особенно водительское, должно иметь разные регулировки, чтобы обеспечить возможность управления автомобилем без необходимости изменять свое положение в попытке дотянуться до рулевого колеса, педалей или кнопок.

Почти все передние сиденья легкового автомобиля позволяют регулировать продольное положение и угол наклона спинки сиденья. Некоторые сиденья имеют также регулировку по высоте. Механизмы регулировки могут быть простыми механическими или с электроприводом. Сиденья с электроприводом часто оборудуются запоминающими устройствами с памятью на несколько положений, для удобства использования автомобиля разными водителями. Большинство современных автомобилей имеют механизмы регулировки положения рулевого колеса. Рулевое колесо может занимать различные положения в вертикальной (из­меняя наклон) и продольной плоскости (изменение длины рулевого вала). Регулировка положения рулевого колеса может производиться вручную или с применением электропривода; в последнем случае несколько положений могут запоминаться.

Некоторые автомобили Audi продаются с несколькими комплектами ключей, которые имеют брелоки разного цвета, предназначенные для различных членов одной семьи. При нажатии кнопки брелока отключается сигнализация, открываются двери автомобиля, а сиденье и рулевое колесо устанав­ливаются в положение, которое было задано заранее под конкретного водителя.

Рис. 7.40. Сиденье с обдувом

Каркас передних сидений изготавливается из стальных элементов, на которые накладываются подпружиненные подушки из пенополиуретана. Нижняя подушка сиденья обычно имеет поперечный выступ в передней части, который предотвращает «подныривание» под нижнюю часть ремня безопасности в случае лобового столкновения. Правила безопасности требуют, чтобы места крепления сидений к полу были достаточно прочными для предотвра­щения отрыва сиденья в момент столкно­вения. Спинка сиденья не должна складываться, если в нее ударяется пассажир, расположенный за этим сиденьем.

К онструкция отдельных сидений дает возможность изменять его форму для большего удобства. С этой целью внутри сиденья располагаются надувные полости, объем которых можно увеличивать или уменьшать с помощью ручного насоса или специального компрессора с электроприводом.

.

Рис. 17 Сиденье водителя на автомобиле «Кадиллак»,

(при помощи электродвигателей с дистанционным управлением можно подобрать наиболее соответствующую форме тела кривизну спинки, наклон сиденья по высоте и расстояние до педалей)

Под обивкой некоторых сидений располагают нагревательные элементы, а интенсивность нагрева может регулироваться. Появились сиденья, в которые встроена целая система вентиляторов, обеспечивающих обдув через пористую структуру обивки подушки и спинки сиденья (рис. 7.40).

Новые автомобили Mercedes-Benz Е-класса комплектуются сиденьями, в которых имеются надувные полости, обеспечивающие боковую поддержку водителя.

Управление объемом этих полостей осуществляется компьютером, который получает сигнал отдатчика боковых ускорений и изменяет объем полостей справа или слева в зависимости от направления и скорости прохождения поворота.

С овременные грузовые автомобили и автобусы, особенно предназначенные для дальних поездок, также оборудуются комфортабельными сиденьями, имеющими большой диапазон регулировок.

.

Рис. 4. Сиденье водителя с пневмоподвеской: 1 - органы управления; 2 - подушки с изменяемым объ­емом; 3 - элементы подвески; 4 - пневмобаллон; 5 - горизонтальный гидроамортизатор

Такие сиденья имеют пружинную или пневматическую подвеску с амортизаторами. Наиболее совершенные конструкции автоматически определяют вес водителя и соответствующим образом изменяют упругие и гасящие свойства подвески сиденья.

ОБОГРЕВ, ВЕНТИЛЯЦИЯ

И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА кузова

Производители автомобилей постоянно стараются повысить комфортабельность салона автомобиля. Первые автомобили были открытыми и не защищали пассажиров от непогоды. Автомобили 20-х гг. уже имели крышу, которая защищала пассажиров задних сидений автомобиля. Автомобили с закрытым кузовом и отапливаемым салоном появились в 50 гг. В 70-е гг. стали широко применяться автомобильные кондиционеры.

Современные системы вентиляции и отопления стали более совершенными и производительными и могут обеспечить водителя и пассажиров более высоким уровнем комфорта.

В настоящее время практически все автомобили оборудуются отопителями, которые смешивают потоки горячего и холодного воздуха. Большие бесшумные и многоскоростные вентиляторы заменили воздухозаборники нагнетательного типа, уменьшив зависимость работы систем отопления и вентиляции от скорости движения автомобиля.

Получают все большее распространение терморегуляторы с электронным управлением, поддерживающие заданный уровень температуры в салоне. Для сокращения нежелательного солнечного нагревания через окна и особенно через ветровое стекло используют тонированные стекла и отражающие металлизированные покрытия.

Типичная минимальная комплектация серийного автомобиля состоит из отопителя смешивающего типа, многоскоростного и малошумного центробежного вентилятора и направляющих каналов с заслонками, которые распределяют воздух к ветровому и боковым окнам и в салон автомобиля на уровне лица и нижней части ног (См. рис. 18).

Рис. 18. Составные элементы в устройстве системы отопления и вентиляции

автомобиля ГАЗ 24 «Волга»

(стрелками показано направление движения воздуха):

1 - штуцер выхода воды;

2 - кран отопителя;

3 - патрубки обогрева ветрового стекла;

4 - радиатор отопителя;

5 - заслонка регулирования подачи теплого воздуха для отопления кузова и обогрева стекол

б - люк для поступления воздуха в отопитель

7 – вентилятор

8 – патрубок подачи воздуха для обогрева стекол передних дверей

9 – электродвигатель вентилятора

10 – регулятор подачи теплого воздуха к ногам водителя и рядом сидящего пассажира

11 – регулятор подачи воздуха к ногам пассажиров заднего сидении

12 – воздуховоды

13 – регулятор подачи теплого воздуха в салон и на обдув ветрового стекла

14 – регулятор подачи наружного воздуха в кузов

15 – наружный люк системы вентиляции

Использование отопителя для оттаивания замерзшего стекла в холодное время года приводит к замедлению прогрева двигателя, поэтому все большее распространение получают ветровые стекла с электрическим нагревателем. Современные проволочные нагреватели вставляются внутрь стекла в процессе производства. Толщина проводников настолько мала, что они практически невидимы и поэтому не ухудшают обзорность. Электрический обогрев стекол не только быстр и эффективен, но и помогает двигателю быстрее прогреваться, создавая дополнительную нагрузку через генератор.

Системы вентиляции многих автомобилей комплектуются эффективными фильтрами. Кроме фильтров, которые задерживают пыль и твердые частицы, используются фильтры с активированным углем, улавливающие загрязняющие вещества и запахи.

Отопление салона кузова автобуса обычно осуществляется с помощью калориферной системы, использующей теплый воздух от радиатора системы охлаждения двигателя. Теплый воздух поступает в отопительные каналы кузова и из них в салон и кабину водителя. Вентиляция салона кузова автобуса производится через систему отопления, через открывающиеся боковые окна, вентиляционные люки, расположенные в крыше над проходом пассажирского салона, и через воздухозаборник, находящийся в передней части автобуса.

Подавляющее большинство автомобилей в США и Японии теперь оснащены кондиционерами, доля европейских автомобилей с кондиционерами также постоянно увеличивается.

КОНДИЦИОНЕРЫ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

Кондиционирование воздуха в салоне автомобиля обеспечивает создание наиболее комфортного микроклимата. Для охлаждения воздуха в салоне автомобиля используются известные физические принципы, в соответствие с которыми при быстром расширении жидкости или газа, находящегося под давлением, происходит падение температуры, поскольку снижение давления сопровождается поглощением теплоты из окружающей среды. Другим источником холода могут служить затраты тепла на испарение жидкости. Если капнуть на руку какой-либо летучей жидкости (спирт, эфир), она начнет испаряться и в этом месте почув­ствуется холод. В кондиционерах используются оба этих явления.

В простейшем кондиционере (рис. 7.41) имеется баллон (ресивер), в котором под давлением находится жидкий хладоагент с температурой окружающей среды.

Хладоагент выходит из ресивера по трубопроводу и через редуктор давления поступает в испаритель. Испаритель ускоряет процесс испарения. Для этого он имеет большую поверхность и является теплообменником между хладоагентом и окружающим воздухом. Для ускорения прохождения воздуха через испаритель используется вентилятор, который может продувать воздух, поступающий снаружи автомобиля или циркулирующий внутри салона. Хладоагент, пройдя через редуктор, постепенно испаряется внутри змеевика испарителя, и охлаждается, отдавая холод воздуху, проходящему через испаритель. Из испарителя хладоагент выходит в газообразном состоянии и при низком давлении. Для того чтобы цикл охлаждения происходил постоянно, необходимо сжать газ и перевести его в жидкое состояние. С этой целью используют компрессор и конденсатор. Газообразный хладоагент по трубопроводу поступает в компрессор, который приводится в действие от вала двигателя. Компрессор сжимает газ до высокого давления. Для охлаждения сжатого газа используется еще один теплообменник - конденсатор, который устанавливается перед радиатором системы охлаждения двигателя. Сжатый хладоагент охлаждается в конденсаторе продуваемым воздухом и переходит в жидкую фазу, после чего возвращается в ресивер, и цикл может повторяться. Долгое время в автомобильных системах кондиционирования применялся хладоагент, принадлежащий к классу хлорфторуглеродных химических соединений (CFC) и называемый фреоном (например, фреон 12). Из-за возможного

КОНТУР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

КОНТУР ВЫСОКОГ ДАВЛЕНИЯ

Рис. 7.41. Принципиальная схема конди­ционера: 1 - компрессор с электромагнитной муфтой; 2 - конденсатор; 3 - ресивер; 4 - кран; 5 - фильтр; 6 - смотровое окно; 7 - редукционный клапан; 8 - испаритель; 9 - датчик температуры

разрушения озонового слоя Земли и общей токсичности во многих странах использование фреона запрещается. Производители автомобилей вынуждены были перейти к хладоагенту R134a. Этот хладоагент относится к классу гидрофторуглеродов (HFC), не содержит хлора и не очень вреден. Однако для эффективной работы автомобильных кондиционеров, использующих R134a, требуется более высокое рабочее давление.

Ресивер кондиционера не только обеспечивает хранение хладоагента, но фильтрует его и удаляет влагу (иногда фильтр устанавливается отдельно от ресивера). Влага удаляется с помощью специального адсорбента, который имеет ограниченный срок службы. Ресивер не ремонтируется и подлежит замене в случае выхода из строя. Попадание воздуха в систему приводит ресивер в негодность.

Редуктор понижает давление жидкого хладоагента и управляет его расходом в зависимости от температуры на выходе из испарителя. В редукторе имеется терморегулятор, который уменьшает подачу жидкого хладоагента, если температура выходящего из испарителя хладоагента очень низкая, что, в свою очередь, указывает на неполное его испарение.

Испаритель выполнен в виде нескольких змеевиков, изготовленных из алюминиевых трубок (для R134a). При работе кондиционера на трубках испарителя конденсируется влага, содержащаяся в воздухе. Капли влаги собираются в поддоне и удаляются через трубопровод под автомобиль. Вода, собирающаяся под автомобилем с работающим кондиционером, не является следствием неисправности его агрегатов.

Наиболее распространенным типом компрессоров автомобильных кондиционеров являются поршневые (рис. 7.42). Вал компрессора приводится в действие от коленчатого вала двигателя с помощью ременной передачи и электромагнитной муфты.

С ведущим валом компрессора соединена наклонная шайба, которая при своем вращении перемещает несколько (5-7) поршней. Корпус с цилиндрами закрыт крышкой с системой клапанов. Существуют поршневые компрессоры переменной производительности. Производительность компрессора определяется заданной температурой охлаждения. У таких компрессоров может изменяться наклон шайбы, что приводит к изменению хода поршней и, следовательно, производительности. Такие компрессоры оказывают меньшее влияние на работу двигателя при включении муфты, что очень важно для маломощных двигателей. Кроме того, они обеспечивают большую стабильность заданной температуры.

В последнее время в автомобильных кондиционерах на смену поршневым компрессорам приходят роторно-пластинчатые. В таких компрессорах на вращающемся вале установлен ротор с радиальными прорезями, в которые вставлены скользящие пластины, прижимающиеся к эллиптической поверхности статора. При вращении ротора рабочие полости, расположенные между соседними пластинами, изменяют свой объем, что дает возможность создавать высокое давление хладоагента. Компрессоры этого типа имеют меньшие габариты, отличаются плавностью в работе и низким уровнем шума.

В самых последних разработках компрессоров для автомобильных кондиционеров используются переменно-угловые пластинчатые двигатели, изменяющие рабочий ход компрессора и таким образом регулирующие расход мощности в зависимости от потребностей системы. Также появилось большое количество компрессоров с электрическим приводом (особенно в Японии). Основное преимущество электрического двигателя — энергетическая эффективность в совокупности с возможностью электронного управления.

Рис. 7.42. Схема компрессора автомобильного кондиционера: 1 - шкив; 2 - электромагнит; 3 - наклонная шайба; 4 - поршень; 5 - крышка блока цилиндров; 6 - клапаны

Все больше современных автомобилей оборудуется не простыми кондиционерами, а системами климат-контроля (HVAC — Heating, Ventilation and Air Conditioning).

Такие системы управляются с помощью электроники, используя датчики температуры и интенсивности солнечного излучения, чтобы автоматически поддерживать заданные параметры микроклимата независимо от наружной температуры. Во всех датчиках температуры - внутренней и наружной температуры воздуха, температуры испарителя и охлаждающей жидкости двигателя — используются термисторы. В некоторых автомобилях имеются небольшие холодильники и бары. Конструкции отдельных климатических установок допускают раздельное регулирование температуры в различных зонах салона автомобиля

Практически все междугородные автобусы в настоящее время также оборудуются конди­ционерами (рис. 7.43). Сам кондиционер устанавливается на крыше автобуса, а охлажден­ный воздух подается по воздуховодам к сиденьям пассажиров. Каждый пассажир с помощью регулятора может настроить силу и направление потока холодного воздуха.

Рис. 7.43. Система кондиционирования воздуха в автобусе:

1 - передний отопитель; 2 - дополнительные боковые отопители; 3 - компрессор;

4 - вентилятор с вискомуфтой; 5 - радиатор; 6 - устройство вентиляции и кондиционирования

Рис.75. Панель приборов, консоль панели приборов, пепельница

Рис. 82. Дверь задняя

Рио. 83. Окно и механизм перемещения стекла задней двери

Рис. 84. Замок и ручки задней двери

Рис. 85. Сиденье водителя и переднее сиденье

Рис. 86. Сиденье заднее

Рис. 97. Замок и привод замка капота, петли капота