Компоновка и общие конструктивные особенности легковых
автомобилей.
Общая компоновка легкового автомобиля может осуществляться по классической, переднеприводной и заднеприводной схемам. При классической схеме компоновки двигатель располагается спереди, а ведущими являются задние колеса. При переднеприводной схеме компоновки двигатель располагается спереди, передние колеса являются ведущими и управляемыми. При заднеприводной схеме компоновки двигатель располагается сзади, а ведущими являются задние колеса (ЗАЗ-968М).
На автомобилях с классической схемой компоновки (рис. 2) передача крутящего момента от двигателя и объединенной с ним в единый силовой агрегат коробки передач 17 осуществляется через карданную передачу 14, а также через размещенные в картере заднего моста 13 и объединенные в единый редуктор главную передачу и дифференциал на полуоси задних ведущих колес.
На автомобилях с переднеприводной схемой компоновки (см. рис. 1) двигатель 2 и коробка передач 8 конструктивно объединены с главной передачей и дифференциалом в единый блок, от которого крутящий момент через шарнирные приводные валы 22 передается на передние ведущие колеса.
Переднеприводные автомобили имеют ряд преимуществ по сравнению с автомобилями с классической схемой компоновки. При переднеприводной компоновочной схеме не требуется делать тоннель для карданной передачи в салоне автомобиля, что позволяет сделать кузов более удобным и легким. Кроме того, отсутствие карданной передачи позволяет ниже расположить пол кузова и получить более низкое расположение центра тяжести автомобиля, обеспечивая тем самым улучшение его продольной и поперечной устойчивости при движении. Применение привода на передние колеса обеспечивает лучшую, по сравнению с заднеприводными, устойчивость автомобиля против бокового заноса. При этом совпадение движения колес с направлением действия силы тяги способствует хорошей управляемости, маневренности и проходимости на скользких дорогах. Улучшение управляемости и проходимости переднеприводных автомобилей объясняется не столько тем, что ведущими являются передние колеса, сколько тем, что на них приходится значительно большая часть массы автомобиля.
Указанные особенности характеризуют высокую активную безопасность переднеприводных автомобилей. К важнейшим элементам активной безопасности на переднеприводных автомобилях относится также двухконтурный привод рабочего тормоза с диагональной схемой трубопроводов (кроме автомобилей АЗЛК). Он обеспечивает сохранение эффективности торможения до 50% даже при выходе из строя одного из контуров. К этому следует добавить и двухконтурный регулятор давления тормозной жидкости в приводе задних тормозных механизмов.
В качестве составных элементов пассивной безопасности переднеприводных автомобилей следует отметить конструкцию кузова, который при дорожно-транспортных происшествиях поглощает энергию удара, сохраняя заданное пространство салона, энергоемкие бамперы, травмобезопасную рулевую колонку, инерционные ремни безопасности.
К достоинствам переднеприводных автомобилей следует отнести их более высокую экономичность, обусловленную уменьшением аэродинамического сопротивления кузова, снижением их массы, уменьшением потерь в трансмиссии на передачу крутящего момента, а также применением электронной бесконтактной системы зажигания двигателя. Переднеприводные автомобили имеют кузова клиновидной формы с большими углами наклона ветрового и заднего стекол, а также пластмассовые бамперы, вливающиеся в общие очертания кузова и способствующие хорошей его обтекаемости, что значительно снижает потери на преодоление сопротивления воздуха при движении. Снижение массы переднеприводных автомобилей связано как с компоновкой (отсутствие карданной передачи и тяжелого заднего моста), так и с более широким применением деталей из легких материалов: пластмассы, алюминиевых и магниевых сплавов.
Автомобиль ВАЗ-2109имеет переднеприводную схему компоновки с поперечным расположением двигателя. Двигатель конструктивно объединен с расположенными в одном картере агрегатами трансмиссии; сцеплением, коробкой передач, главной передачей и дифференциалом в единый силовой агрегат, от которого крутящий момент передается на передние колеса автомобиля приводными валами неравной длины с шарнирами равных углов скоростей. Применение непосредственной связи силового агрегата с передними колесами без дополнительных звеньев (карданной передачи, заднего моста) позволило увеличить вместимость салона и багажника при уменьшении габаритных размеров автомобиля по сравнению с автомобилями ВАЗ с классической схемой компоновки. В передней части салона отсутствует кожух коробки передач, а в тоннеле пола кузова вместо карданной передачи размещаются дополнительный глушитель, привод коробки передач и привод стояночного тормоза. Топливный бак расположен под задним сиденьем в защищенной от ударов при авариях зоне, запасное колесо - в нише пола багажника, который отделяется от салона складной полкой. Передняя подвеска автомобиля типа «Мак-Ферсон» (по имени изобретателя) - независимая однорычажная с амортизаторной стойкой. На автомобиле ВАЗ-2109 устанавливается двигатель ВАЗ-2108.
Автомобили АЗЛК-2141-01 и АЗЛК-21412-01имеют переднеприводную схему компоновки с продольным расположением двигателя (в отличие от переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ). Благодаря продольному расположению двигателя приводные валы достаточно длинные и равные по длине, что улучшает маневренность и сокращает радиус поворота автомобиля. Принятая схема компоновки обуславливает равномерное распределение массы автомобиля на передние и задние колеса при полной его загрузке и обеспечивает тем самым необходимый сцепной вес и хорошую доступность к узлам силового агрегата. Вместе с тем продольное расположение двигателя обусловило увеличение переднего свеса и более высокое расположение капота, несколько ухудшая обзорность и аэродинамические качества по сравнению с автомобилем ВАЗ-2109. Запасное колесо на автомобилях АЗЛК крепится снаружи к полу багажного отделения, обеспечивая тем самым его чистоту. Автомобили АЗЛК-2141-01 и АЗЛК-21412-01 различаются тем, что на первом из них, являющемся базовой моделью, устанавливается двигатель ВАЗ-2106-70 (в дальнейшем для краткости обозначаемый ВАЗ-2106), а на втором, являющемся модификацией базовой модели, устанавливается двигатель УЗАМ-331.10 (в дальнейшем для краткости обозначаемый УЗАМ-331) и главная передача с увеличенным передаточным числом.
Следует отметить, что рассматриваемые модели автомобилей являются модернизированными модификациями выпускавшихся до 1990 г. базовой модели АЗЛК-2141 и ее модификации АЗЛК-21412. В отличие от ранее выпускавшихся моделей они имеют: боковые стекла уменьшенной толщины и радиатор системы охлаждения с пластмассовыми бачками, что снижает массу автомобиля; измененные подушки опор двигателя и дополнительный глушитель системы выпуска отработавших газов, что улучшило виброакустические качества автомобиля; металлофторопластовый упорный подшипник верхней опоры телескопической стойки передней подвески, снижающий усилие на рулевом колесе; пробку с замком на горловине бензобака; грязезащитные резиновые фартуки передних и задних колес; энергопоглощающую рулевую колонку, повышающую пассивную безопасность автомобиля; модернизированные наружные зеркала заднего вида, улучшающие обзорность дороги; гибкую подвеску для поднятия полки багажного отделения при открывании двери задка; пластмассовую обивку двери задка для улучшения эстетических качеств; экран привода замка капота для защиты от злоумышленного открывания капота; защитный кожух трубопроводов под днищем кузова для повышения безопасности движения. В дальнейшем для краткости изложения индексы «01» в обозначениях моделей автомобилей АЗЛК будут опускаться, подразумевая при этом, что речь идет о последних, наиболее современных, модификациях этих автомобилей.
Автомобиль ЗАЗ-1102имеет переднеприводную схему компоновки с поперечным расположением двигателя, сходную с автомобилем ВАЗ-2109, однако в отличие от него имеет трехдверный кузов с двумя широкими боковыми дверями, что обеспечивает необходимый комфорт пассажиров. Запасное колесо размещено в моторном отсеке, что способствует увеличению объема и поддержанию чистоты багажного отделения. На автомобиле устанавливается двигатель МеМЗ-245 Мелитопольского моторного завода.
Недостатком указанной компоновки является технологически сложное конструктивное исполнение механизмов привода к ведущим управляемым передним колесам.
Автомобиль ВАЗ-2105имеет переднее расположение двигателя, крутящий момент от которого передается через агрегаты трансмиссии - сцепление, коробку передач, карданные валы, редуктор заднего моста с главной передачей и дифференциалом и полуоси - на задние ведущие колеса. Автомобиль имеет трехобъемный кузов типа «седан» с отделенным от пассажирского отсека багажником. Бензобак и запасное колесо установлены вертикально соответственно в правой и левой частях багажника, в полу которого для этого имеются специальные углубления. Автомобиль имеет независимую двухрычажную бесшкворневую переднюю подвеску, зависимую пружинную заднюю подвеску, а также карданную передачу, состоящую из двух шарнирно соединенных валов с промежуточной опорой. На автомобиле устанавливается двигатель ВАЗ-2105. Модификации базовой модели ВАЗ-2105 укомплектовываются другими моделями двигателей ВАЗ.
Автомобиль ИЖ-21251так же, как и ВАЗ-2105, имеет классическую схему компоновки, однако в отличие от ВАЗ-2105 имеет двухобъемный кузов «комби», аналогичный по конструкции кузовам переднеприводных автомобилей. Бензобак у него расположен под полом багажного отсека, а запасное колесо - горизонтально в нижнем отделении багажного отсека. В задней зависимой подвеске автомобиля ИЖ-21251 в отличие от автомобиля ВАЗ-2105 в качестве упругих элементов используются не пружины, а рессоры, а карданная передача состоит из одного вала и не имеет промежуточной опоры. Автомобиль укомплектован двигателем Уфимского моторного завода модели 412Э (в дальнейшем для краткости обозначаемый 412), который по конструкции сходен с устанавливаемым на автомобиль АЗЛК-21412 двигателем УЗАМ-331, являющимся модернизацией двигателя 412.
В зависимости от взаимного расположения трех основных частей автомобиля различают компоновки грузовых автомобилей и автобусов. На грузовых автомобилях отличительным признаком всех возможных компоновок является взаимное размещение двигателя и кабины водителя. В настоящее время наиболее распространены капотная и бескапотная компоновки.
Капотная(традиционная) компоновка (автомобиль ЗИЛ-130) сложилась на автозаводах очень давно. Но в последнее время особенно сильно проявились ее главные недостатки: ухудшение обзорности для водителя и неравномерное распределение массы по осям. Более прогрессивной считается бескапотнаякомпоновка, когда двигатель полностью или частично располагается в кабине водителя (автомобили МАЗ и КамАЗ). Она обеспечивает лучшее распределение массы по осям, хорошую обзорность, но ухудшает доступ к обслуживанию двигателя.
Автобусы компонуют по трем схемам: с передним расположением двигателя, с задним расположением двигателя, с расположением двигателя под полом. Каждая компоновка имеет свои преимущества и недостатки; ее выбирают исходя из назначения автобуса, сложившейся технологии производства и других факторов. Например, если подходить к выбору компоновки с учетом обеспечения в салоне максимального объема для пассажирских мест, то наилучшей компоновкой следует считать третью, хотя при таком размещении двигателя предъявляют особые требования к его конструкции.