ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общий характер проектирования конструкции автомобиля из "Несущий каркас кузова автомобиля и его расчет " В то время как компания Форд развертывала серийное производство автомобилей, придерживаясь принципа стандартизации конструкции, а ее примеру следовали другие компании, компания Дженерал-моторс руководствовалась другим, более важным соображением — рыночным спросом, личным предпочтением покупателя. Рынок представлялся этой компании разделенным на секторы. Компания конструировала автомобили для каждого такого сектора индивидуально и предлагала широкий диапазон форм и расцветок кузова. К середине 20-х годов компания Дженерал-моторс продавала автомобилей гораздо больше, чем ее конкурент — компания Форд . С этого времени профессия конструктора кузова заняла свое место среди других профессий данной отрасли промышленности. [c.16] Специалисту по стилизации формы и отделки кузова необходимо было разместить водителя с пассажирами и багаж (или грузы и пассажиров) в пространстве, ограниченном объемом, занимаемым классически расположенными двигателем и трансмиссией. Он должен был предлагать руководству компании глубоко обоснованные варианты конструкции кузова, а после примерно двухгодовой качественной проработки проект кузова представлялся для зрительной оценки и окончательного выбора. [c.16] Создатель новой модели автомобиля должен тщательно учитывать ограничения, обусловливаемые применением дорогостоящего оборудования для изготовления кузовов к ним следует добавить ограничения, связанные с техникой безопасности и правилами дорожного движения. Тот, кто будет чертить и конструировать детали кузова, должен знать, как структурная схема новой модели влияет на распределение нагрузок между проектируемыми элементами. [c.17] Конструирование автомобиля все больше и больше становится упражнением в компоновке. Грузовые автомобили, автофургоны, автобусы и легковые автомобили —все должно быть сконструировано строго с соблюдением габаритных размеров. Силовые агрегаты, коробки передач, подвески и всякого рода системы крепления должны быть размещены между пассажирами и грузами, подлежащими перевозке в безопасных и удобных условиях и чаще всего с очень большими скоростями. При этом автомобили должны быть оснащены широкими дверьми для входа и выхода или для погрузки и разгрузки. [c.17] Лишь позднее, когда полученная экономия в связи с ростом масштаба производства была осознана автомобилестроителями, они пришли к выводу, что для стандартизации конструкции шасси и всей металлической конструкции кузова потребуется сделать переоценку важности кузова и шасси. До этого момента конструирование и разработка шасси проходили в отрыве от проектирования кузова. Конструкция кузова представляла собой раму, изготовленную из твердых пород дерева, к которой крепились алюминиевые или стальные панели. [c.17] Конструкция должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечивать возможность точного управления, быть легкой, чтобы инерционные нагрузки и нагрузки, вызываемые колебательным угловым движением подрессоренных частей относительно вертикальной оси, были малы, быть прочной и долговечной, чтобы воспринимать циклические дорожные нагрузки, нагрузки со стороны силовой установки, водителя и пассажиров. [c.18] У большинства грузовых автомобилей все еще сохранились рамные шасси, в конструкциях автобусов их вынесли наружу , а в легковых автомобилях они фактически исчезли. Даже в гоночных и спортивных автомобилях моноконструкция стала правилом, нежели исключением, в связи с чем возникла необходимость анализа напряженно-деформированного состояния таких несущих конструкций. [c.18] В этой главе мы рассматриваем основные элементы конструкции автомобиля и их назначение, пути, по которым идет развитие конструкций, а также внешние нагрузки, которые следует использовать в расчете. Мы проанализировали компоновку автомобиля и выяснили, как на нее влияют аэродинамические характеристики, размещение агрегатов, пассажиров и водителя. В других главах книги мы исследуем поведение тонкостенных балок при изгибе и кручении, методику, с помощью которой реальные конструкции легковых машин и автобусов можно заменить расчетными схемами, а также рассмотрим порядок определения распределения нагрузок между элементами конструкции. Кроме того, мы рассмотрим порядок расчета сопротивления конструкции удару и усталостному разрушению, а также влияние на конструкцию технологии изготовления. Наконец, рассматриваются специальные задачи, связанные с конструкцией грузовых автомобилей и автофургонов, оснащенных шасси и не оснащенных ими, используя более совершенные методы строительной механики. [c.18] Технологу минимально необходимы четыре чертежа в масштабе 1 5с изображениями видов спереди, сбоку, сверху, а также сзади. Могут также понадобиться дополнительные поперечные разрезы, так как в состав тонкостенной оболочечной конструкции обычно входят большие замкнутые полые элементы. [c.20] Проектирование кузова обычно начинают с главных поперечных элементов или перегородок, устанавливаемых по одной у переднего и заднего мостов, а также с двух промежуточных перегородок, устанавливаемых у панели приборов и спинки переднего сидения. Расположение перегородок зависит от того, находится ли двигатель автомобиля спереди или сзади. У спортивных автомобилей с передним расположением двигателя передняя часть обычно занята силовой установкой, центральная часть отведена для размеш,ения ног водителя и пассажиров, а задняя часть —под сидения. В автомобилях с задним расположением двигателя для ног отводится передняя часть, для сидений — центральная часть, а задняя часть занята двигателем и коробкой передач. [c.20] В перегородках, через которые проходят элементы системы двигатель — коробка передач, должны быть предусмотрены большие проемы, вследствие чего требуется тщательное конструирование перегородок в целях придания им конструктивной жесткости. Все поперечные перегородки должны быть частями единой конструкции, с жесткостью, обеспечивающей минимальные деформации при изгибе и кручении. Для продольных брусьев должны использоваться разбитые на секции лонжероны коробчатого сечения. Высота этих элементов должна быть выбрана с учетом обеспечения необхо-д мой жесткости при изгибе. [c.20] Детальное проектирование крепления системы двигатель — коробка передач к перегородкам и лонжеронам, а также других креплений, связанных с передачей сосредоточенных нагрузок, является очень ответственным делом. Однако проектирование тонкостенной оболочечной конструкции будет успешным лишь в том случае, если в восприятии нагрузок будут участвовать все элементы сечения, а для этого требуется уделять особое внимание проектированию продольных элементов жесткости, усилительных шпангоутов и распорок. [c.21] Дальнейшие достижения в области автомобилестроения делали традиционную конструкцию рамы шасси все более непригодной. В связи с тем, что покупатели автомобилей, а позднее и пассажиры автобусов, стали требовать большего комфорта, необходимо было разрабатывать более мягкие подвески. Для этого, в свою очередь, необходимо было обеспечить вертикальные перемещения колеса больше тех, что позволяли передние подвески неразрезных мостов старых автомобилей. Но наличие больших вертикальных перемещений у колес неразрезного моста означало бы резкое изменение наклона колес, что, в свою очередь, приводило бы к значительным гироскопическим моментам. Только с применением независимой передней подвески колес можно было получить большие перемещения колеса, которые при минимальных изменениях положения кабины и угла наклона рулевого колеса стали предпосылками плавной езды. Однако с разрезанием балки моста и с выделением рулевой тягн из зависимой передней подвески потребовалось усиление жесткости кузова автомобиля, к которому крепились рычаги независимой передней подвески. [c.22] Кэмпбелл рассматривал жесткость трубчатой рамы шасси при кручении в основном только квадратного сечения, показанного на рис. 1.3 [1]. Когда одно из колес наезжает на выступ дорожной поверхности, пружина подвески сжимается, а возникающее при этом усилие в пружине передается в виде нагрузки на раму, вызывая ее деформацию. Усилие (в Н), передаваемое сжатой пружиной на раму шасси, равно произведению d, где с — жесткость пружины (Н/мм) d — деформация пружины, равная величине выступа d. Если измеренную в вертикальном направлении в точках крепления подвески жесткость при кручении рамы (в Н/мм) обозначить С, то деформация рамы D (в мм), вызванная кручением, будет равна d/ . При коэффициенте жесткости пружины с = 17,5 Н/мм и смещении колеса d = = 100 мм для прогиба рамы D = 0,76 мм требуемая жесткость рамы при кручении С = 2303 Н/мм. [c.22] Классификация конструкций кузовов современных автомобилей. [c.23] Вернуться к основной статье