Кузова легковых автомобилей и автобусов и кабины грузовых автомобилей. Исторические исследования развития формы автобуса Типы кузовов автобусов

Современные автобусы большей частью имеют цельнометаллические каркасные кузовы вагонного типа, позволяющие наиболее рационально использовать площадь салона.

Несущая конструкция кузова автобуса
Кузов автобуса состоит из каркаса, наружной облицовки, внутренней обивки, пола, окон, дверей и т. д. Внутри кузова размещаются сиденья для пассажиров и водителя. Каркас является основной частью кузова автобуса, в большинстве случаев его делают сварным из стальных труб прямоугольного сечения. Существуют конструкции каркаса, выполненные из алюминиевых профилей. В качестве наружной облицовки применяют стальные листы, приваренные к каркасу, или алюминиевые листы, соединенные с каркасом заклепками.

Двери городского автобуса
Одно из важнейших требований к конструкции городских автобусов - обеспечить удобство посадки и высадки пассажиров на остановках. Для этого снижают высоту пола автобуса, а проемы дверей делают как можно шире, сами двери в открытом состоянии стремятся убрать из проема. В то же время двери не должны сильно выступать наружу в открытом состоянии, чтобы не мешать посадке пассажиров с улицы в автобус. Поэтому двери делают сдвижными на кронштейнах или убирающимися в полости внутри салона, иногда - складными, но в любом случае - распашными. Пассажирские двери городских и пригородных автобусов открываются и закрываются, как правило, с помощью пневматических механизмов, управляемых водителем.

Полутораэтажный автобус
Кузов междугороднего автобуса должен иметь достаточно вместительный отсек для багажа. Наиболее часто это обеспечивается применением полутораэтажной компоновочной схемы, когда пассажирский отсек располагается в верхней части кузова, а багажный отсек - под ним в центральной части.
Иногда для повышения пассажировместимости кузова как городских, так и междугородных автобусов делаются двухэтажными (рис. 7.8), с установкой в салоне лестницы между этажами.

Двухэтажный автобус
Окна автобуса (ветровое, боковые, заднее) выполняют разными по форме и конструкции и часто вклеивают в проемы кузова для повышения его жесткости. Иногда для повышения пассажировместимости кузова как городских, так и междугородных автобусов делаются двухэтажными, с установкой в салоне лестницы между этажами.
Окна автобуса (ветровое, боковые, заднее) выполняют разными по форме и конструкции и часто вклеивают в проемы кузова для повышения его жесткости.
Сиденья в автобусах для пассажиров и водителей имеют различную конструкцию. Сиденья пассажиров могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. Нерегулируемые сиденья применяют в городских, регулируемые - в междугородных автобусах. Последние выполняют в виде полуспальных кресел с изменяемым углом наклона спинки, с подушками и спинками повышенной мягкости. Сиденье водителя, обычно регулируют в продольном направлении, по высоте и по углу наклона спинки. Часто оно бывает оборудовано амортизирующей подвеской, которая гасит колебания сиденья, возникающие при движении по неровным дорогам.

Большинство автобусов имеют несущий кузов каркасного типа, изготовленный из прямоугольных труб и штампованных стальных элементов, соединенных между собой заклепками или сваркой и облицованных стальными листами или листами из алюминиевого сплава. Внутри кузова размещаются сиденья для пассажиров и водителя. Тип кузова автобуса определяется его назначением и компоновкой (рис. 19.8).

Рис. 19.8.

Капотный кузов применяется при использовании стандартного шасси автомобиля, при этом водитель и пассажиры находятся в отдельном отсеке от двигателя, а двигатель размещается в отдельном отсеке кузова под капотом. Таким образом, капотный кузов является двухобъемным.

Кузов вагонного типа является однообъемным (рис. 19.9). Здесь двигатель хоть и находится в отдельном отсеке, но этот отсек объединен с пассажирским салоном и находится в передней или задней его части. Преимуществом вагонной компоновки является то, что до 90 % габаритной площади автобуса используется для размещения пассажиров.

Каркас является основной частью кузова автобуса. Он состоит из основания 1, боковин 2, крыши 4, передней 5 и задней 3 частей. Двери автобуса выполняются, как правило, раздельными для пассажиров и

Рис. 19.9. Каркас кузова автобуса: / - основание; 2 - боковина; 3 - задняя часть каркаса;

4 - крыша; 5 - передняя часть каркаса

водителя. Для водителя двери, как правило, одностворчатые, а для пассажиров - двухстворчатые. Открытие и закрытие дверей для пассажиров управляется водителем с помощью пневматического механизма.

Окна автобуса разные по форме и конструкции. Боковые окна делают прямоугольными с раздвижными форточками, а ветровые и задние - глухими с выгнутыми стеклами, что улучшает обзорность.

Сиденье водителя регулируется в продольном направлении, по высоте и углу наклона спинки, при этом оно часто снабжается гидравлическим амортизатором для гашения колебаний, возникающих при движении по неровностям дороги. Пассажирские сиденья городских автобусов - нерегулируемые. В междугородних автобусах они, как правило, регулируемые и выполняются в виде полуопальных кресел с изменением угла наклона спинки и подушками повышенной мягкости.

Кузова городских автобусов делятся на кузова внутригородских и пригородных автобусов. Кузова внутригородских автобусов имеют сокращенное число сидений для пассажиров, но увеличенную площадь центрального прохода между сиденьями и накопительных площадок, а также широкие двери. Это позволяет увеличить пассажировместимость автобуса, обеспечивает быстроту и безопасность входа, прохода и выхода пассажиров. Пол в кузовах делается низким, что повышает удобство входа в автобус и выхода из него. Кузова пригородных автобусов отличаются большим числом мест для сидения, небольшими накопительными площадками, уменьшенным размером дверей.

Кузова междугородних автобусов имеют улучшенную вентиляцию и отопление, радиофицированный пассажирский салон и багажное отделение. В некоторых случаях имеются отдельные бытовые помещения (гардероб, туалет и др.). Высокий уровень пола кузова позволяет размещать под ним отделения для багажа, двигатель и трансмиссию, тем самым улучшая изоляцию салона.

Кузова туристических автобусов делятся на кузова нормальной, повышенной и высокой комфортабельности. Кузова нормальной комфортабельности рассчитаны на туристские поездки на ближние расстояния и отличаются от пригородных автобусов наличием места для экскурсовода и радиоустановкой. Кузова повышенной и высокой комфортабельности рассчитаны на экскурсионные поездки на дальние расстояния, поэтому они сделаны на базе кузовов междугородних автобусов, но имеют дополнительное место для экскурсовода, радиоустановку и другое дополнительное оборудование.

Кузова специальных автобусов предназначены для размещения специального оборудования (медицинского, радиотехнического и т. п.).

Кузов автомобиля является самой
дорогостоящей деталью автомобиля.

Несущая конструкция автобуса , каркас кузова которого состоит из жестких шпангоутов и соединяющих их стрингеров, образует конструкцию, имеющую высокие показатели жесткости (каркасный кузов).
Из-за наличия пассажирских дверей силовая схема автобусного кузова обычно не симметрична, и для придания всей структуре необходимой жесткости дверные проемы усиливаются по периметру дополнительными деталями.
Основание автобусного кузова, как правило, выполняется в виде самостоятельно работающей системы, на которую устанавливается каркас кузова, который в этом случае воспринимает относительно небольшую нагрузку. Такое основание называется несущим или интегральным. Интегральное основание позволяет вносить изменения в конструкцию кузова и выпускать одновременно автобусы с различными кузовами. Пространство между отдельными элементами интегрального основания используют для размещения топливных баков, ресиверов пневмосистемы, аккумуляторных батарей и других устройств, а на междугородних и туристских автобусах — для размещения багажа.

Кузов автобуса представляет собой сложную конструкцию, которая состоит примерно из трех тысяч деталей. Масса и стоимость кузова составляют более половины массы и стоимости автобуса.
Тип кузова автобуса определяется его назначением, компоновкой и конструктивным выполнением.
В зависимости от назначения кузова автобусов делятся на городские, междугородные, туристские и специальные.
Кузова городских автобусов подразделяются на кузова внутригородских и пригородных автобусов.
Кузова внутригородских автобусов имеют два ряда сидений, центральный проход значительной ширины и накопительные площадки для пассажиров у дверей. Для них характерно малое количество мест для сидения, низкий уровень пола, а также широкие проходы и двери. Все это обеспечивает удобство, быстроту и безопасность входа, прохода и выхода пассажиров. Низкий уровень пола также позволяет увеличить высоту в проходе и объем пассажирского салона, что повышает комфортабельность кузова.
Кузова пригородных автобусов в отличие от внутригородских имеют большее количество мест для сидения, меньшие число и размеры дверей и небольшую накопительную площадку для пассажиров.

Кузова междугородных автобусов предназначены для круглогодичных пассажирских перевозок на дальние расстояния. Для увеличения комфортабельности и удобства пассажиров эти кузова имеют, регулируемые сиденья, улучшенные вентиляцию потопление, радиофицированный пассажирский салон и багажные помещения. Некоторые кузова междугородных автобусов могут иметь отдельные бытовые помещения - гардероб, буфет, туалет и др. Для кузовов междугородных автобусов характерен высокий уровень пола, четырехрядное расположение сидений и наличие спереди одной двери. Высокий уровень пола позволяет размещать под полом вместительные багажники, допускает любое расположение двигателя и трансмиссии, улучшает комфортабельность за счет лучшей обзорности и изоляции пассажирского салона от шума, газов, пыли и т.п.
Кузова туристских автобусов подразделяются на кузова нормальной, повышенной и высокой комфортабельности.
Кузова туристских автобусов нормальной комфортабельности рассчитаны на экскурсионные поездки людей на ближние расстояния. Поэтому они имеют такую же конструкцию, как и кузова пригородных автобусов. Однако они оборудуются дополнительным местом для руководителя туристской группы, имеют громкоговорящую установку и другое дополнительное оборудование.
Кузова туристских автобусов повышенной и высокой комфортабельности рассчитаны на круглогодичные экскурсионные поездки людей на дальние расстояния. В связи с этим они имеют такую же конструкцию, как и кузова междугородных автобусов, но отличаются от них наличием дополнительного места для руководителя туристской группы, а также громкоговорящей радиоустановкой и другим дополнительным оборудованием.
Кузова специальных автобусов рассчитаны на размещение и перевозку различного оборудования (медицинского, лабораторного и др.), а также оборудования для определенных целей (библиотека, магазин и т.п.). Специальные автобусные кузова выполняют на базе обычных автобусных кузовов с необходимой переделкой и оснащением оборудованием в соответствии с назначением.
В зависимости от компоновки автобусные кузова делятся на капотные кузова и кузова вагонного типа.
Капотный автобусный кузов рассчитан на установку на стандартном шасси грузового автомобиля. В этом кузове имеется специальное отделение двигателя, которое размещено вне пассажирского салона и образует отдельные формы кузова, в этом случае кузов автобуса является двухобъемным.
Автобусный кузов вагонного типа является одно-объемным. В нем отделение двигателя объединено с пассажирским салоном - и может находиться спереди или сзади. Кузова вагонного типа имеет габаритные размеры, совпадающие с габаритными размерами автобуса, он обеспечивает наилучшее использование площадки автобуса и пассажирского салона.
Наибольшее применение на современных автобусах получил кузов вагонного типа. Кузов имеет жесткую конструкцию и состоит из каркаса - наружной облицовки, внутренней обшивки пола, окон, дверей и т.д. Внутри кузова размещаются сиденья пассажиров и водителя.
Каркас является основной частью кузова автобуса. Он состоит из основания, боковин, крыши, передней и задней частей. Каркас кузова часто делают сварным из стальных труб прямоугольного сечения. Материалами для - изготовления каркаса также служат стальные и алюминиевые профили.
Наружная облицовка кузова выполняется из стальных листов толщиной 1-1,2 мм или из алюминиевых листов толщиной 1,5-2 мм. Иногда она делается из пластмассовых панелей, армированных стеклянной тканью или волокном, толщиной 2-3 мм, которые по прочности, теплоизоляции и звукоизоляции, а также по ремонтопригодности превосходят металлические, панели.
Пол кузова автобуса изготовляется из бакелизированной фанеры толщиной 10-15мм, отдельного листа (1,2-1,5 мм), алюминиевых листов (3-4 мм) и гофрированных алюминиевых панелей.
Двери автобуса обычно выполняются раздельными для пассажиров и водителя. Передние двери для пассажиров часто делают трехстворчатыми или четырехстворчатыми, а задние двери - четырех-створчатыми. Двери для водителей делаются обычно одностворчатыми. Трехстворчатые и четырехстворчатые двери для пассажиров открываются и закрываются с помощью пневматических механизмов, управляемых водителем.
Окна автобуса (ветровое, боковое, заднее) выполняют разными по форме и конструкции. Боковые окна часто делают прямоугольными с раздвижными или откидными форточками. Ветровое и заднее окна являются глухими, они имеют гнутые стекла.
Сиденья в автобусах для пассажиров и водителей имеют различную конструкцию. Сиденья пассажиров могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. Не регулирующиеся сиденья применяют в городских, а регулируемые - в междугородных автобусах. Сиденья междугородных автобусов выполняют в виде полуспальных кресел с изменяемым углом наклона спинки, а также о подушками и спинками повышенной мягкости. Сиденье водителя обычно делается регулируемым в продольном направлении, по высоте и по углу наклона спинки. Часто оно бывает оборудовано гидравлическим амортизатор ром, который гасит колебания сиденья, возникающие при движении автобуса по неровностям дороги.

Сочлененные автобусы - один из выразительных штрихов транспортной системы современных мегаполисов. История развития этого вида общественного транспорта неразрывно связана с совершенствованием конструкции шарнирного узла, соединяющего переднюю и заднюю секции автопоезда. Мы изучили некоторые особенности современных автобусных «переходов», в которых традиционная механика дополнена гидравликой и электроникой.

Увеличение внутригородских пассажиропотоков в середине прошлого века заставило автобусных производителей задуматься об увеличении вместимости подвижного состава. Одним из решений стал автобус с прицепом . Известно, что над такими проектами работали не только автобусники, но и производители троллейбусов. Однако для узких улочек европейских городов требовались не только вместительные, но и маневренные транспортные средства. Поэтому следующей ступенью эволюции автобусов особо большого класса стали двухсекционные машины, у которых головной и хвостовой кузов объединены гофрированным чехлом , одновременно защищающим зону сочленения от воздействия внешней среды. А поскольку механизм сочленения напрямую влияет на такие эксплуатационные качества автопоезда, как управляемость устойчивость и маневренность, все дальнейшие шаги по изменению компоновки шасси влекли за собой усложнение конструкции связующего звена. Сегодня узел, включающий в себя шарнирное соединение, демпфирующую систему, «проводник» бортовых коммуникаций и другие элементы, представляет собой сложное электронно-гидравлическое устройство по стоимости сопоставимое с силовым агрегатом или гидромеханической трансмиссией.

Тянуть или толкать?

Поначалу классикой жанра считались «гармошки» так называемой «тянущей» конструкции. Горизонтальный двигатель, расположенный под полом в головной части автобуса приводил в движение вторую ось из трех имеющихся. При этом межсекционный шарнир работал подобно буксирному прибору грузовика, а ось прицепа была подруливающей. Для примера по такой схеме построены венгерские автобусы Ikarus-280 и Ikarus-283, курсирующие на столичных маршрутах. Отметим, что определенный опыт в конструировании «гармошек» по тянущей схеме был наработан и отечественными производителями. Так, в 90-х годах изготовлением подобных образцов занимались Яхромский автобусный завод (ЯАЗ-6211) и московский СВАРЗ (СВАРЗ-6240).

Простота «классических» конструкций сопровождалась целым рядом недостатков: плохая доступность силового агрегата для обслуживания, повышенный уровень шума в салоне, а главное - высокий уровень пола: пассажиры должны были преодолевать несколько ступенек. Поэтому параллельно был предложен еще один вариант: расположить двигатель в хвостовой части, оставив в качестве ведущей среднюю ось. Но такое техническое решение значительно усложнило конструкцию шасси автобуса. Прежде всего, определенные препятствия создавала необходимость передачи крутящего момента через «сгиб», а значит, производителям требовалось тщательнейшим образом прорабатывать место прохода карданного вала через узел сочленения. К тому же для более полной нагрузки ведущей оси в ряде случаев приходилось отделять коробку передач от двигателя, устанавливая ее в передней части автобуса. Немаловажно и то, что применение такой конструкции вело к разунификации с базовой (одиночной) моделью. Единственный существенный плюс автобусов со средней ведущей осью и задним двигателем - отсутствие необходимости в сложном механизме управления складыванием. Среди примеров реализации этой необычной компоновки можно отметить «гармошку» MAN SG240H, несколько образцов этой модели до недавнего времени работали в системе городского транспорта Петербурга.

Возможность приступить к изготовлению автобусов по альтернативной - «толкающей» схеме появилась после выхода на рынок специальных систем защиты сцепки от складывания. Одной из первых инновационный узел сочленения с гидравлической системой демпфирования вывела в свет немецкая компания FFG Falkenried, патент датируется 1975 годом. Спустя два года лицензия на производство этих узлов была куплена компанией Mercedes-Benz, которая после этого смогла строить сочлененные автобусы с использованием «переходов» собственного производства. Позже заднемоторная компоновка с приводом на прицепную ось перешла в разряд приоритетных и у других крупнейших автобусных производителей, среди которых MAN, Volvo, Solaris, Irisbus.

В России первый серийный сочлененный автобус с задним расположением двигателя был выпущен в 1995 г.: модель АКА-6226 «Россиянин», производившаяся на Голицинском автобусном заводе, строилась на базе Mercedes-Benz О405G. Ликинский автобусный завод поставил на конвейер двухсекционный ЛиАЗ-6212 с «активным» прицепом в 2002 г., позже появилась его низкопольная версия с индексом 6213. Несмотря на то, что у заводчан был определенный опыт в разработке собственного узла сочленения, в обоих случаях решено было отдать предпочтение покупному изделию - комплекту компании Hubner. Кстати, таким же путем пошел и украинский ЛАЗ при постройке модели А-292 «Сити».

Надо сказать, что сегодня большинство автобусных производителей для заднемоторного исполнения «гармошек» используют покупные узлы складывания. Соответственно, и производство систем сочленения можно рассматривать как отдельный и узконаправленный вид бизнеса. Ассортимент предлагаемых на рынке комплектных узлов, от стандартных до специализированных, способен удовлетворить самые строгие запросы заказчиков и учесть все нюансы компоновки.

Скрытое в деталях

Среди наиболее востребованных сегодня демпфирующих систем следует упомянуть изделие Hubner HNGK 19.5. Этот узел применяется как в высокопольных, так и в низкопольных версиях автобусов и почти не требует техобслуживания. Основу шарнира составляют две массивные плоские детали, объединенные центральным подшипником, который, собственно, и дает возможность поворота прицепа относительно вертикальной оси (угол отклонения +/- 54 градуса). Свободу качания в продольной плоскости
(+/- 11 градусов) обеспечивает пара сайлентблоков. Аналогичным образом решается вопрос эластичности при поперечном наклоне (закручивании прицепа относительно тягача, например при движении по неровной дороге или неисправности пневмобаллона подвески). Правда, угол этот в «толкающей» схеме невелик и составляет не более 2 градусов в каждую сторону.

Ключевыми элементами механизма, отвечающего за взаимное положение тягача и прицепа, являются два независимых друг от друга горизонтальных гидроцилиндра. Работая подобно управляемым амортизаторам подвески, гидравлика по команде электронного блока может изменять сопротивление перемещению штоков. Таким образом, уменьшение давления в соответствующих полостях левого и правого цилиндра в ответ на поворот руля позволит составу «согнуться» в нужную сторону при маневре, а чтобы автобус двигался прямо, достаточно заблокировать оба штока в среднем положении. Электроника обеспечивает бесступенчатое демпфирование узла, при этом для оценки внешних факторов микропроцессор обрабатывает такие данные, как скорость движения, перемещение относительно вертикальной оси и величину давления в каждом цилиндре. Информация может передаваться в аналоговом или цифровом виде (посредством шины CAN). При необходимости программное обеспечение позволяет вмещаться в работу силового агрегата или тормозной системы, одновременно подав предупредительный сигнал водителю. Важно наличие в системе аварийного режима демпфирования, который позволяет стабилизировать узел сочленения в случае отказа в работе одного из цилиндров или сбоя подачи питающего напряжения.

Идентичен по функциональности, но своеобразен по конструктивному исполнению узел повышенной прочности HNG 15.3, предназначенный для использования в «гармошках» с повышенной осевой нагрузкой (в том числе гибридных и газовых). Он имеет три сайлентблока и более грузоподъемный подшипник. А вот системы, предлагаемые для комплектации моделей с «тянущей» схемой, отличаются самым простым устройством: главным элементом является шаровой шарнир. Здесь не требуется применение демпферов, поэтому изделия характеризуются небольшой массой и невысокой стоимостью.

Далеко не последнее значение в системах сочленения придается прокладке коммуникаций (электрических, пневматических, гидравлических) между тягачом и прицепом. Здесь также целый арсенал технических решений. К примеру, в варианте низкопольного автобуса имеется определенный запас монтажного пространства вверху и практически отсутствует возможность размещения коммуникаций под механизмом сочленения. Именно поэтому электрические и пневматические магистрали, как правило, прокладываются под «крышей» или монтируются в боковинах. В первом случае для фиксации применяется гибкий желоб, способный менять радиус дуги в зависимости от угла складывания. А в альтернативном варианте промежуточной опорой служит вертикальный обод, расположенный в центральной части сочленения. При этом гарантируется отсутствие перекручивания и недопустимых изгибов шлангов и кабелей.

Наконец, самым объемным выразительным компонентом системы сочленения является «тканевая» межсекционная гофра. Она изготовлена из гибкого синтетического материала с алюминиевой окантовкой в складках. Традиционно такие компоненты выполнялись в серых тонах. Однако сегодня к транспортным операторам приходит понятие, что чехол-«гармошка» - это не только надежная ширма, но и неотъемлемый элемент стильного дизайна. В ответ на это разработчики выводят на рынок новинки, позволяющие придать каждому автобусу уникальный индивидуальный облик. К примеру, пассажирам автобуса наверняка придется по душе предлагаемая компанией Hubner полупрозрачная версия, позволяющая дополнительно осветить салон дневным светом. Другой современный вариант - многоцветная картинка снаружи, изменяющаяся в зависимости от положения складок, может быть неким элементом корпоративного стиля перевозчика и средством привлечения внимания. Особенно эффективно такая «анимация» работает на многосекционных автобусах, которые, к слову, завоевывают все большую популярность у транспортных фирм благодаря самой большой пассажировместимости.

Так или иначе, оптимизация конструкций сочлененных автобусов продолжается. Одна из перспективных задач стоящих перед конструкторами - уменьшение высоты устройства демпфирования. В ряде случаев это позволит автобусным производителям уйти от проблемы частичной низкопольности.

Кстати

В минувшем году автобусное отделение Минского автозавода пополнило семейство городских автобусов новой моделью - сочлененным автобусом особо большой вместимости МАЗ-205. Низкопольный автобус спроектирован по тянущей схеме - с ведущим средним мостом. Конструкция имеет интересную особенность: двигатель, расположенный в тягаче, размещен не горизонтально под полом салона, а вертикально слева - в так называемой шахте. Это техническое решение позволило, во-первых, удешевить конструкцию, отказавшись от узла сочленения импортного производства, а во-вторых, улучшить управляемость автобусом на скользких участках дороги, что особенно важно при эксплуатации в городских условиях. К слову, именно поэтому автобусы с двигателем в тягаче по-прежнему предлагаются на рынке и другими производителями, среди которых бельгийские Van Hool и Jonckheere.