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.
Автобус - транспортное средство для перевозки достаточно большого числа пассажиров, более 8 человек.
Кузов автобуса вагонного типа - это несущая конструкция. К основанию кузова прикреплен двигатель, оси, коробка передач. Двигатель расположен в передней, задней или средней части - под полом. Привод идет на заднюю ось .
Но у некоторых модификаций небольшой вместимости ведущие и задние, и передние колеса. В подвеске используются резино-тканевые баллоны со сжатым воздухом - это обеспечивает хорошую плавность хода и сохраняет постоянную высоту пола и подножек независимо от нагрузки. Привод рабочего тормоза к тормозным механизмам колес - пневматический или пневмогидравлический. Первые автобусы появились в начале XX в. и быстро получили широкое применение в разных странах Европы, США. В России в 1924 г. в Москве появились линии автобусных перевозок.
Все автобусы различаются в основном по назначению, от которого зависят их характеристики: габариты, вместимость, скорость, особенности конструкции. По назначению автобусы бывают: городские, пригородные, междугородные - туристские, местного сообщения. Городские автобусы имеют несколько дверей входа и выхода, число мест для сидения ограниченно, центральный вход шире других, около дверей «накопительные» площадки, центральный проход - широкий. Иногда автобус бывает сочлененный, т. е. он состоит из двух соединенных гибким сочленением частей, но имеет одно пассажирское помещение, или автобус двухэтажный, у него два пассажирских помещения, одно над другим.
Городские автобусы имеют относительно высокую скорость, чему служит способность делать интенсивный разгон при частых остановках. Пригородные автобусы имеют большее число сидений, чем городские, за счет уменьшения центрального прохода и «накопительных» площадок.
Междугородные - туристские автобусы имеют конструкцию, обеспечивающую движение с большой скоростью, оборудуются отоплением, вентиляцией, гардеробом, холодильником, туалетом. В пассажирском помещении мягкие спальные кресла, под полом размещены багажные отсеки, все сделано с учетом комфортного путешествия. Местные автобусы имеют более прочный кузов и ходовую часть, привод на 2 или 3 оси, так как они используются для перевозки пассажиров по межрайонным маршрутам в сельской местности, с не всегда хорошими дорожными условиями.
Основная характеристика любых автобусов - вместимость, она зависит от габаритных размеров. Длина: 5 м - особо малые автобусы; 7,5 м - малые; 9,5 м - средние; 11м - большие; 12 м - особо большие; 16,5 м - сочлененные. Вместимость автобусов длиной 7,5 м достигает 40 человек, длиной 12 м - до 120 человек, сочлененных - 160 человек. Нижний предел максимальной скорости городских - 70 км/ч, пригородных и местных - 80 км/ч, междугородных - 100 км/ч.
Автобус - это удобный, комфортный вид транспорта . Дальнейшее развитие его использования направлено на совершенствование конструкции и систем управления для улучшения и комфорта путешествий.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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».
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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.
© из архива редакции
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
© из архива редакции
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.
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».
Как правило, автобус представляет собой транспортное средство общего пользования. Эта особенность определяет:
1. Специфику компоновки;
2. Размеры;
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:
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»
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.
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
 |
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
Классификация кузовов автобусов в соответствии с действующими стандартами, могут быть большой и малой вместимости (ГОСТ Р 41.36-99 (Правило ЕЭК ООН № 36)). Автобусы большой вместимости, т.е. транспортные средства для перевозки людей, вместимостью более 22 стоящих или сидящих пассажиров, имеют габаритную ширину более 2, 3 м, делятся на три класса: I – городские автобусы; II – междугородние автобусы; III – туристские автобусы. Промежуточное положение между городскими и междугородними занимают пригородные автобусы, они не выделены в самостоятельный класс и имеют черты того и другого. Транспортные средства общего пользования малой вместимости (менее 22 пассажиров, исключая водителя), часто называют автобусами малой вместимости. Автобусы малой вместимости, рассчитанные для перевозки не более 22 сидящих или стоящих пассажиров, подразделяются на два класса (ГОСТ Р 41.52-2001 (Правило ЕЭК ООН № 52)): - класс А: для перевозки стоящих пассажиров, эти транспортные средства оборудуются сиденьями и могут иметь места для стоящих пассажиров; - класс В: транспортные средства, не предназначенные для перевозки стоящих пассажиров, все пассажиры должны располагаться на сиденьях. Основные типы автобусных кузовов: капотный, вагонный, сочлененный, полутороэтажный, двухэтажный. Общая компоновка автобусов, с учетом сказанного выше, может быть различной. Эти различия определяются прежде всего там, где расположен силовой агрегат (т.е. двигатель и КПП). Компоновочные схемы автобусов: 1. Двигатель впереди (для автобусов вагонного типа, недостаток повышенный шум, загазованность салона). 2. Двигатель под полом в пределах колесной базы (с оппозитным двигателей, недостаток: низкий дорожный просвет. Достоинство: ровность пола салона). 3. Двигатель сзади, продольно или поперек, вертикально или горизонтально (достоинства: наилучшее распределение нагрузки по мостам автобуса, меньше загазованности и шума. Недостаток: требуется установка нестандартного заднего моста). Таким образом, классификация автобусных кузовов возможна по назначению, по пассажировместимости, по признаку размещения силового агрегата и боковому силуэту, по этажности и др. признакам. Кузова автобусов представляют собой цельнометаллическую конструкцию, состоящую из каркаса, облицовки, внутренней обивки, пола, окон, дверей, сидений, кабины водителя, отсека двигателя, устройств вентиляции и отопления, дополнительного и специального оборудования. Корпус кузова состоит из основания, боковин (правая и левая), крыши, задней и передней частей. Подавляющее большинство кузовов современных автобусов являются кузовами вагонного типа. Основания кузовов обычно состоят из продольных и поперечных балок или ферм и других элементов (стоек, усилительных косынок и т.п.), обеспечивающих прочность конструкции. Корпуса автобусных кузовов могут быть изготовлены из стальных, трубчатых сварных каркасов с креплением облицовки точечной электросваркой; алюминиевых несварных каркасов с креплением облицовки заклепками; смешанных стале-алюминиевых частично сварных каркасов с соответствующим креплением облицовки. Для наружной облицовки некоторых кузовов применяется листовой дюралюминий, химический состав и механические свойства которого следующие: Cu = 3,8%; Mg = 1,2…1,8%; Mn = 0,3…0,9%; Si = 0,5%; σ в = 28…48 кГ/мм 2 ; δ = 16…18%; НВ = 100…105 кГ/ мм 2 . Во всех современных кузовах автобусов несущая часть изготовлена из стальных профилей (см. табл.). Применяемая для наружной облицовки тонколистовая сталь должна соответствовать ГОСТ 9045-59. Передние и задние пассажирские двери – на автобусах м/б 4-х, 3-х, 2-х и одностворчатые. Все двери водителя на автобусах одностворчатые (российского производства). 2-х, 3-х и 4-х створчатые двери открываются при помощи пневматических механизмов, привод которых осуществляется с помощью крана управления дверями, который расположен в кабине водителя. Боковые окна автобусов прямоугольные с раздвижными или откидными форточками. В задней части кузовов автобусов имеются глухие окна. Стекла ветрового окна изготавливаются из высокопрочного, полированного и закаленного стекла – сталинита или из безосколочного, полированного 3-х слойного стекла. Для заднего окна кузова применяют неполированное стекло – сталинит. Пассажирские сиденья в автобусах применяют двух видов – нерегулируемые (городские, пригород) и регулируемые (туристские, междугородние). Каркас (остов) нерегулируемых сидений выполнен из стальных труб Ø 25 мм, а подушки и спинка из закрытой тканью формованной губчатой резины, или пластмасс покрытых утолщенной тканью. Также материалом для обивки подушек и спинок сидений служит автобим или текстовинит. Задняя стенка спинки обшита пластиком или декоративной фанерой. Регулируемые сиденья выполнены в виде полуспальных кресел с повышенной мягкостью подушки и спинки. Они оборудованы пепельницей, подлокотником, сумками. Сиденье водителя автобуса можно регулировать в продольном направлении, по высоте и углу наклона спинки. Внутренняя обивка автобусов – до окон выполняется по боковинам из декоративной фанеры или каркасного водонепроницаемого картона, который окрашивается в предусмотренный конструкцией автобуса цвет. Крыша облицовывается слоистым пластиком. Пол кузова изготавливается из стали, дюралюминия, но чаще всего из бакелизированной фанеры и покрывается резиновым ковриком.
