Text
                    АВТОМОБИЛЬНЫЕ
ТРАНСПОРТНЫЕ
СРЕДСТВА

УДК 629.114 Автомобильные транспортные средства. Под ред. Д. П. Be л и- какова, М., «Транспорт», 1977, 326 с. Авт.: Д. П. Великанов, В. И. Бернацкий, Б. Н. Нифонтов. II. П. Плеханов. В книге рассматриваются эксплуатационные качества современ- ных отечественных автомобилей. В ней приводятся основные пара- метры и конструктивные особенности и свойства автомобилей, ха- рактеризующие их как транспортные средства, предназначенные для перевозок грузов или пассажиров. Приведена транспортная классификация автомобилей и принятые типажи перспективного их развития. Большое внимание уде- лено изложению метода оценки совершенства конструкции автомоби- лей, основанному на анализе их соответствия потребностям эксплуа- тации и приспособленности к наиболее эффективному использова- нию. Рассмотрено развитие этого метода, комплекс основных эксплуатационных качеств, характеризующих конструкцию автомо- биля и оценочные измерители каждого из них, согласованные с действующими стандартами и нормативными регламентациями. По всем разновидностям современных отечественных базовых мо- делей автомобилей грузовых, автобусов и легковых приведены чис- ленные значения измерителей эксплуатационных качеств и дана кри- тическая оценка особенностей их конструкций. Книга предназначена для научных и инженерно-технических ра- ботников автомобильного транспорта, для конструкторов, исследова- телей и испытателей автомобилей, а также в качестве учебного по- собия для студентов вузов. Ил. 80, табл. 132, список лит. 38 назв. 31803-027 А- ---------- 049(01)-77 27-77 (с; Издательство «Транспорт», 1977,
ВВЕДЕНИЕ В решениях XXV съезда КПСС большое внимание уделено необходимости всемерного увеличения эффективности общественно- го производства. На автомобильном транспорте имеются особенно большие резервы повышения эффективности, реализация которых зависит от применения на каждом виде перевозок автомобилей, конструктивно наиболее соответствующих условиям их выполнения. Зависит от применения таких автомобилей, которые в данных до- рожных условиях по своим конструктивным особенностям обеспе- чивали бы возможность выполнять каждую перевозку с минималь- ной себестоимостью, с наименьшими затратами труда и матери- альных средств, наиболее быстро, удобно, безопасно и безвредно для окружающей среды. Это требует от работников автомобиль- ного транспорта глубоких знаний эксплуатационных качеств авто- мобилей. Особенностью настоящей книги является то, что автомобили рассматриваются в ней как транспортные средства и их конструкции характеризуются по приспособленности к наиболее эффективному использованию. Имеется большое количество литературы, содержащей инфор- мацию об устройстве автомобиля и работе отдельных его механиз- мов. Законы взаимодействия автомобиля в процессе движения с дорогой и воздушной средой рассматриваются в трудах по теории автомобиля. Значительное количество литературы опубликовано по вопросам конструирования и расчета автомобиля, отдельных его узлов и механизмов. В то же время пока еще очень мало литературы, в которой ав- томобиль рассматривался бы как транспортное средство. Вместе с тем конструкция автомобиля должна определяться не только его приспособленностью к движению, но также к своему основному транспортному назначению — перевозке грузов или пассажиров, причем приспособленностью к выполнению этих перевозок наибо- лее высокопроизводительно, при минимальных трудозатратах и се- бестоимости, наиболее удобно, не утомительно н безопасно, в раз- ных условиях эксплуатации. Существующие учебники для вузов и техникумов по теории ав- томобиля ограничиваются его рассмотрением как колесной маши- ны, предназначенной для движения. Такое их содержание и по- строение унаследовано от создателя теории автомобиля академика 3
Е. А. Чудакова и наиболее оправдано для подготовки инженеров по конструированию и производству автомобилей. Однако, для ин- женера или техника транспортника, также как и конструктора, они не содержат многих, крайне необходимых им, сведений по взаимо- связи устройства автомобиля со всем остальным комплексом про- цессов его использования. В современных условиях такие сведения стали крайне необходимыми. Полные сведения о всех транспортных особенностях конструк- ций автомобилей нужны для возможности правильного выбора наи- более рациональных разновидностей автомобилей для каждых кон- кретных дорожных и транспортных условий эксплуатации. Без этих сведений нельзя наиболее рационально планировать, организовы- вать и осуществлять перевозки, нельзя обеспечивать наиболее эффективное использование автомобильного парка. Сведения о транспортных особенностях конструкций автомоби- лей, методах теоретического и экспериментального их определения и оценки не менее необходимы конструкторам, исследователям и испытателям, создающим автомобили. Эти сведения нужны для обеспечения успешного развития кон- струкций отечественных автомобилей в максимальном соответст- вии с условиями наиболее эффективного их использования. В настоящей работе произведено обобщение существующих те- оретических основ и практических данных, по эксплуатационной оценке современных отечественных автомобилей. Автомобиль как транспортное средство наиболее всесторонне характеризуется комплексом своих эксплуатационных качеств. Ими оценивается совершенство конструкции автомобиля при при- емочных испытаниях новых моделей, подготавливаемых к произ- водству. Поэтому автомобильные транспортные средства рассма- триваются на основе изучения их эксплуатационных качеств и их измерителей. Настоящая работа является развитием ранее опубликованных трудов по изучению эксплуатационных качеств автомобилей [5]. В ней для оценки автомобилей сохранен ранее принятый комплекс, состоящий из десяти основных эксплуатационных качеств. Внесе- ны лишь отдельные уточнения в их наименования. Приведены ме- тоды расчетного и экспериментального определения измерителей, учтены новые исследования, проведенные в последние годы, новые ГОСТы и регламентации. В гл. 1 дается общая характеристика отечественных автомоби- лей, приведены их классификация и перспективные типажи разви- тия их конструкций. В гл. II приведено обоснование комплекса основных эк- сплуатационных качеств автомобиля на базе рассмотрения систем- ной связи между элементами его конструкции и эффективностью использования. При этом использованы исследования эффектив- ности автомобиля и методы оценки совершенства его конструкции, проведенные в последние годы. 4
В гл. Ill рассматривается теоретическое и эксперименталь- ное определение численных значений эксплуатационных качеств автомобилей и их измерителей. Как грузовые, так и пассажирские автомобили характеризуются по существу одноименными эксплуа- тационными качествами. Различие имеет место лишь в качествах «вместимость» и «удобство использования», а также в обозначе- ниях отдельных измерителей. Поэтому чтобы избежать повторений, теоретическое рассмотрение эксплуатационных качеств автомоби- лей всех типов как грузовых, так и легковых объединено в этой общей главе. Вопросы теории автомобиля рассмотрены в объеме, минимально необходимом для работников автомобильного транс- порта, позволяющем устанавливать расчетом значения лишь ос- новных измерителей эксплуатационных качеств автомобилей. В гл. IV, V и VI, относящихся соответственно к грузовым ав- томобилям, автобусам и легковым автомобилям, приведены коли- чественные значения измерителей эксплуатационных качеств совре- менных базовых отечественных автомобилей и дается критическая их оценка с учетом предъявляемых к ним эксплуатационным тре- бованиям и мирового уровня развития конструкций автомобилей. Специализированные модификации базовых моделей автомоби- лей не рассматриваются, так как им свойственны практически те же значения эксплуатационных качеств, что и базовым, на шасси и агрегатах которых они созданы. Отличия могут определяться лишь особенностью специализированного кузова или другого спе- циального оборудования. Изложение всего материала книги подчинено стремлению раз- вить критическое отношение к совершенству конструкций автомо- билей. Это должно способствовать дальнейшему техническому прогрессу в автомобилестроении, а следовательно, дальнейшему по- вышению эффективности работы отечественного автомобильного транспорта. Гл. I, II и III написаны чл.-корр. АН СССР Д. П. Великано- вым, гл. IV—канд. техн, наук Б. Н. Нифонтовым, гл. V—канд. техн, наук И. П. Плехановым и гл. VI — канд. техн, наук В. И. Бер- нацким. Авторы обращаются с просьбой ко всем читателям сообщить свои замечания и пожелания через издательство.
Глава I СОВРЕМЕННЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ АВТОМОБИЛИ § 1. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ПАРК СССР Автомобильный транспорт получает с каждым годом все более широкое применение. Соответственно неуклонно увеличивается производство автомобилей, растет численность автомобильного парка. Развитие автомобильного производства в СССР характеризу- ется данными, приведенными в табл. 1. Из этой таблицы видно, что созданное в СССР в годы первой пятилетки массовое грузовое автомобилестроение обеспечило воз- можность уже в 1937 г. выпустить более 180 тыс. автомобилей и по этому показателю занять нашей стране второе место в мире (после США). Великая Отечественная война 1941 —1945 гг. тяжели отразилась на развитии всей экономики страны. Тем не менее, как видно из таблицы, уже в 1950 г. производство автомобилей превы- сило довоенный уровень. В последующие годы выпуск автомобилей неуклонно увеличивается. В соответствии с решением XXIII съезда КПСС в СССР начи- нает создаваться массовое производство легковых автомобилей. Выпуск их только за пятилетие 1970—1975 гг. резко возрастает в 3,5 раза. Основным преимуществом и отличительной особенностью ав- томобильного парка СССР является его однородность. В зарубежных капиталистических странах применяются авто- мобили самых различных марок и конструкций. Конкуренция меж- ду фирмами заставляет их часто производить смену выпускаемых моделей. В результате автомобильные парки в этих странах состоят из большого количества разнообразных марок и моделей автомоби- лей. Этим усложняется использование автомобилей, затрудняется их техническое обслуживание и ремонт, обеспечение запасными частями и эксплуатационными материалами. В СССР благодаря плановой, социалистической системе народ- ного хозяйства указанный недостаток полностью отсутствует. Оте- чественное автомобилестроение выпускает минимально необходи- мое количество разновидностей базовых автомобилей, унифициро- ванных между собой, и сравнительно редко производит смену 6
Производство автомобилей в СССР Таблица 1 Годы Выпуск автомобилей в год, тыс. шс. Грузовые Автобусы Легковые Всего 1928 0,7 0,05 0,05 0,8 1932 23,8 0,1 0,03 23,9 1937 180,3 1,3 18,3 199,9 1940 136,0 3,9 5,5 145,4 1945 68,6 1,1 5,0 74,7 1950 294,4 3,9 64,6 362,9 1955 328,1 9,4 107,8 445,3 1960 362,0 22,8 138,8 523,6 1965 379,6 35,5 201,2 616,3 1970 524,5 47,4 344,2 916,1 1975 696,0 67,0 1201,0 1964,0 моделей. Это обеспечивает минимальную себестоимость как произ- водства автомобилей, так и их эксплуатации. В составе отечественного автомобильного парка пока преобла- дающую долю составляют грузовые автомобили. Это объясняется тем, что для поднятия экономики страны, успешного развития всех отраслей народного хозяйства необходимо было в первую очередь создать в СССР грузовой автомобильный транспорт. Теперь, когда эта задача успешно решена, когда грузовой автомобильный транс- порт уже превратился в крупнейшую составную часть единой транспортной системы страны и в своем развитии опирается на мощную автомобильную промышленность, очередной задачей стало насыщение страны легковыми автомобилями. Соответственно от- носительное количество легковых автомобилей в составе парка СССР с каждым годом будет увеличиваться, что обеспечено со- зданным легковым автомобилестроением. В СССР широко развито автобусостроение. Ежегодный выпуск автобусов больше, чем в любой другой стране мира. Соответствен- но наша страна стоит на первом месте в мире по относительному количеству автобусов в автомобильном парке и по объему авто- бусных перевозок около 4,8%. Широкое применение получили автомобили нетранопортного назначения; они составляют значительную долю от общей числен- ности всего автомобильного парка. В преобладающей своей части автомобильный парк СССР со- стоит из базовых моделей и основных их модификаций (самосвалы, повышенной проходимости и др.), выпускаемых заводами Мини- стерства автомобильной промышленности. В составе грузового пар- ка имеется также значительное количество всевозможных специа- лизированных автомобилей, изготовленных транспортными пред- приятиями с использованием агрегатов и узлов базовых моделей, выпускаемых промышленностью. 7
Потребность в специализированных автомобилях с каждым го- дом возрастает. Промышленностью пока еще выпускается лишь крайне ограниченная номенклатура их разновидностей. Поэтому транспортные предприятия пока вынуждены самостоятельно соз- давать конструкции и изготовлять всевозможные специализирован- ные автомобили. Это явление временное, в дальнейшем все специ- ализированные грузовые автомобили должны быть промышленного производства. Распространенность в составе парка автомобилей разны?< ти- пов может характеризоваться относительным их количеством в ежегодном выпуске. Из общего количества выпускаемых грузовых автомобилей ос- новную часть составляют автомобили средней грузоподъемности (2—5 т) Горьковского объединения — ГАЗ и Московского имени И. А. Лихачева — ЗИЛ. Относительно небольшое количество авто- мобилей большой грузоподъемности выпускается Минским заво- дом — МАЗ, Кременчугским — КрАЗ и Белорусским — БелАЗ. Незначительную долю в общем производстве составляют автомо- били Уральского завода — Урал и Кутаисского — КАЗ. Весьма невелик удельный вес выпуска автомобилей малой грузоподъемно- сти Ульяновского завода — УАЗ, Московского — «Москвич» и Ере- ванского завода — ЕрАЗ и Ижевского — ИЖ- Распределение выпуска легковых автомобилей по заводам в де- вятом пятилетии 1971 —1975 гг. существенно изменилось. Если в 1970 г. преобладающую часть составляли автомобили с марками «Москвич» и «Иж» (40%), ЗАЗ (25%), ГАЗ (15%) и УАЗ (14%), то, начиная с 1975 г. больше половины выпуска приходится на автомобили нового Волжского завода с маркой ВАЗ. Из общего количества выпускаемых автобусов значительную часть составляет продукция заводов ПАЗ, ЛАЗ, КАвЗ и ЛиАЗ. Характерной особенностью сложившейся в СССР структуры грузового автомобильного парка является преобладание в его со- ставе автомобилей средней грузоподъемности — 2—5 т (86%). В то же время для социалистического народного хозяйства с .концент- рированным промышленным производством, большими масштаба- ми строительных работ, крупнотоварным сельским хозяйством на- иболее характерны массовые автомобильные перевозки, для кото- рых наиболее эффективны автомобили и автопоезда большой грузоподъемности. В соответствии с этим промышленность увели- чивает выпуск автомобилей большой грузоподъемности, относи- тельное количество которых в составе парка в ближайшие годы будет быстро расти. Также острый недостаток ощущается в автомобилях малой гру- зоподъемности (менее 2 т). Это вынуждает значительную часть мелкопартионных и обслуживающих перевозок выполнять на ав- томобилях средней, т. е. завышенной для них грузоподъемности. 8
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ Автомобили получили широкое применение во всех отраслях народного хозяйства и на всевозможных видах перевозок. Конструкции их развиваются в направлении все большей приспособленности к каждому из видов перевозок и условиям эк- сплуатации. Это обеспечивает наибольшую эффективность и удоб- ство их использования. В результате этого в настоящее время при- меняются многочисленные разновидности автомобилей, различа- ющихся своими основными параметрами и конструктивными особенностями. Рис. 1. Транспортная классификация автомобилей Все применяемые в настоящее время разновидности автомоби- лей объединены в классификации, изображенной на схеме (рис. 1), основанной на принципе их использования. Как видно из этой схемы, все виды автомобилей подразделяют- ся на три группы, определяемые их массой, точнее, наибольшей ве- 9
личиной осевой нагрузки на опорную поверхность. Этим характе- ризуется возможность их применения на тех или иных видах до- рог. Согласно ГОСТ 9314—59, все автомобили, предназначенные для применения на сети дорог общего пользования, или дорожные, подразделяются на две группы А и Б. Для автомобилей и автопоез- дов группы А установлена предельно допустимая осевая нагрузка от одиночной, наиболее нагруженной оси не более 10 тс (при ее расстоянии до смежной оси 2,5 м и более). Они допускаются к ис- пользованию только на дорогах с усовершенствованными, капи- тальными покрытиями I и II технических категорий, т. е. на доро- гах с цементобетонным или асфальтобетонным покрытием. Таких дорог в СССР пока еще мало, поэтому количество автомобилей и автопоездов этой группы сравнительно невелико. К ним относятся в основном грузовые автомобили Минского и Кременчугского за- водов, а также многоместные автобусы Ликннского завода типа ЛиАЗ-677. Для автомобилей группы Б предельно допустимая осевая на- грузка от одиночной оси установлена не более 6 тс при ее расстоя- нии до смежной оси 2,5 и более. Они допускаются к применению на всей сети дорог общего пользования без ограничений. Таким об- разом, они могут использоваться как на дорогах высших категорий с усовершенствованными капитальными видами покрытий, так и на всех дорогах тоже с усовершенствованными, но облегченными покрытиями, на всех дорогах с твердыми каменными покрытиями переходного типа (щебеночным, гравийным, булыжным и др.), и на всех видах грунтовых дорог. Соответственно эта группа автомо- билей наиболее многочисленна. К ней относятся широко распрост- раненные в СССР грузовые автомобили Горьковского завода, Мос- ковского завода имени Лихачева, Уральского и Кутаисского заво- дов, автобусы Львовского, Павловского и Курганского заводов, все грузовые автомобили и автобусы малых размерностей и все легковые автомобили. Применение на дорогах автомобилей с осевой нагрузкой, превы- шающей предельно допустимую, ограниченную указанным выше ГОСТом, создает остаточные деформации в элементах дорожных конструкций, вызывает преждевременное разрушение дорог, мос- тов и всех дорожных сооружений, сокращает срок их службы. Во всех странах мира в целях обеспечения сохранности дорог строго соблюдаются регламентации предельно допустимых осевых нагрузок на дорогах каждого вида. В капиталистических странах в отличие от СССР отсутствует четкое подразделение автомобилей на две группы. Законодатель- ством регламентированы осевые нагрузки и полные массы, пре- дельно допустимые лишь на сети магистральных дорог высшей категории — автострадах. На остальных дорогах единая регламентация отсутствует и пре- дельно допустимые нагрузки ограничиваются дорожно-сигнальны- ми знаками. 10
К третьей группе по осевым нагрузкам относятся автомобили наиболее тяжелые, которые не предназначены и не могут допус- каться для перевозок по дорогам общего пользования, даже имею- щим капитальное цементобетонное или асфальтобетонное покры- тие. Согласно действующему ГОСТ 9314—59, это автомобили и автопоезда, у которых осевая нагрузка от одиночной оси превыша- ет 10 тс. Автомобили или автопоезда этой группы предназначают- ся для перевозок по специально построенным карьерным, лесовоз- ным или другим дорогам, а также вне сети дорог. К их числу от- носятся карьерные автомобили-самосвалы БелАЗ и др. В класси- фикации эта группа названа «внедорожные, карьерные». Все виды автомобилей подразделяются на транспортные, ис- пользуемые для перевозок грузов или пассажиров, и специального назначения — не транспортные. К последним относятся автомоби- ли: пожарные, коммунального обслуживания (поливочные, подме- тальные и др.); автокраны, санитарные, скорой медицинской по- мощи, технической помощи, передвижные ремонтные мастерские, спортивные и др. Автомобили специального назначения в настоя- щей работе не рассматриваются. Транспортные автомобили и автопоезда, как видно из схемы, подразделяются на грузовые и пассажирские, а последние на авто- бусы и легковые. Далее каждая из трех разновидностей автомоби- лей— грузовые, автобусы и легковые— подразделяется по своим основным конструктивным схемам. Грузовые подразделяются на одиночные и автопоезда, которыми могут быть автомобили-тягачи с прицепом или седельные тягачи с полуприцепом. Если ранее автомобили выпускались одинаковыми как для одиночного использования, так и для работы с прицепом, т. е. в составе автопоезда, то в настоящее время это становится нераци- ональным. В условиях современного интенсивного, часто поточно- го движения все транспортные единицы — участники движения вне зависимости от их полной массы, должны обладать одинаковы- ми тягово-скоростными свойствами, одинаковой динамикой разгона и торможения. Для этого мощности двигателей должны быть про- порциональны полной массе транспортных единиц. В противном случае снижается пропускная способность дорог и могут создавать- ся заторы движения. На одиночных автомобилях оправданно при- менять двигатели значительно меньшей мощности, чем на автомо- билях-тягачах, используемых с прицепом, так как их масса значи- тельно меньше полной массы автопоезда. На автомобилях-тягачах необходимо применять другие механизмы силовой передачи и тор- мозные механизмы в сравнении с одиночными автомобилями. Это оправдано экономически, так как обеспечивает меньшую стоимость изготовления и массу одиночных автомобилей, а также несколько меньшую стоимость их эксплуатации. Введение различия между одиночным грузовым автомобилем и автомобилем-тягачом не исключает возможности эпизодического использования первого с прицепными устройствами облегченного типа, например роспуском при перевозке длиномеров или неболь- 11
шим прицепом полной массой не более 75% от массы автомобиля. Некоторое снижение тягово-скоростных свойств автомобиля в этих случаях практически незначительно. Автомобиль же тягач предназначается для постоянной работы с прицепом, грузоподъем- ность которого может быть такой же, как у автомобиля, или даже увеличенной, если это допускается дорожными условиями. Автопоезда в составе седельного тягача с полуприцепом уже получили широкое применение как в СССР, так и в зарубежных странах. Во многих условиях перевозок применение их оказывает- ся наиболее эффективным. На седельном тягаче обычно оправдано применение двигателя, механизмов трансмиссии и тормозов той же размерности, что и на автомобиле-тягаче унифицированной с ним модели. Одним из основных классификационных подразделений каждо- го из видов грузовых автомобилей является их градация по размер- ностям. Размерности грузовых автомобилей могут характеризоваться их грузоподъемностью или полной массой. Для потребителей авто- мобилей, работников транспорта наиболее показательна характе- ристика размерности по грузоподъемности. Она непосредственно выражает провозную способность автомобилей. Соответственно в приведенной классификации указано принятое в настоящее вре- мя в СССР подразделение грузовых автомобилей на следующие пять групп: особо малой грузоподъемности до 0,5 т, создаваемые на базе легковых; малой грузоподъемности от 0,5 до 2,0 т; средней грузоподъемности от 2,0 до 5,0 т; большой грузоподъемности от 5,0 до 15,0 т; особо большой грузоподъемности 15,0 т и более. Грузоподъемность автопоезда складывается из грузоподъемно- сти автомобиля-тягача и грузоподъемности прицепов. По этой суммарной грузоподъемности он относится к той или иной группе автомобилей. Кроме указанной, существуют также другие градации автомо- билей по грузоподъемностям. Так, например, соглашением между странами СЭВ рекомендован следующий ряд грузоподъемностей автомобилей с кузовом бортовая платформа: 0,5 т — 1,0 т — 1,5 т — 3,0 т — 5,0 т — 8,0 т— 13,0 т. Этот ряд недостаточно увязан с ус- тановленными на дорогах в СССР регламентациями осевых на- грузок автомобилей (группа А) и в значительной степени является условным в связи с тем, что автомобили с кузовом бортовая плат- форма получают все более ограниченное применение. В зарубежных странах, в которых автомобильный транспорт по- лучил наиболее широкое развитие, основным критерием размер- ности грузового автомобиля принята его полная масса. Это объ- ясняется главным образом широким развитием применения всевоз- можных специализированных автомобилей с кузовами разной массы. В заводских технических характеристиках указывается грузоподъемность шасси. Полезная грузоподъемность автомоби- ля на базе какого-либо шасси будет зависеть от массы устанавли- ваемого на него кузова и дополнительного оборудования. Таким 12
образом, грузоподъемность автомобилей различной специализации, выполненных на одном и том же базовом шасси, может быть не- одинаковой. Единообразие в классификации грузовых автомобилей по раз- мерностям в зарубежных странах не выдерживается. В последние годы все более широкое развитие получают даль- ние междугородные грузовые перевозки, на которых используются автопоезда большой грузоподъемности. Конструкции этих автопо- ездов стали отличаться по тягово-скоростным свойствам, иногда наличием спального места в кабине и другими особенностями от используемых на местных перевозках. Поэтому в классификации предусмотрено соответствующее подразделение грузовых автомо- билей. Все грузовые автомобили и автопоезда подразделяются на две группы: универсального, многоцелевого назначения с кузо- вом в виде бортовой платформы и специализированные, конструк- тивно приспособленные для перевозки определенного одного или нескольких видов грузов. При современном высоком уровне развития применения грузо- вого транспорта автомобили, специализированные по видам грузов, имеют существенное преимущество перед универсальными в обес- печении сохранности груза, сокращении простоев под погрузкой и разгрузкой, экономии на упаковке. Большое количество специа- лизированных разновидностей уже получили широкое распростра- нение. Основными, наиболее типичными специализированными гру- зовыми автомобилями являются: самосвалы, фургоны, цистерны, контейнеровозы, панелевозы, лесовозы, цементовозы, автомобиле- возы и др. Автобусы подразделяются в классификации на три вида по конструктивной схеме: одиночные, сочлененные и автобусные поез- да, т. е. автобусы с прицепом. Преобладающее большинство авто- бусов являются одиночными. Сочлененными выполняются автобу- сы лишь самых больших размеров для обеспечения лучшей их ма- невренности на дорожно-уличной сети городов. Автобусы с пассажирскими прицепами имеют малое распрост- ранение по соображениям безопасности движения. Применение их может быть оправдано лишь в отдельных, частных случаях. Воз- можно все же применение автобусов с прицепом туристского на- значения или применение малого прицепа для багажа, например к автобусам, обслуживающим аэропорты. Двухъярусные или двухэтажные автобусы в классификации не выделены, так как в СССР они применения не получили. Их недо- статком является ограниченная скорость движения по соображе- ниям безопасности, особенно в зимнее время. Кроме того, в двухъ- ярусном автобусе пассажиры должны подниматься на второй ярус, что затрудняет посадку и высадку и увеличивает время простоя на маршрутных остановках. В зарубежных странах двухъярусные ав- тобусы городского типа получили ограниченное распространение. Они применяются в Англии и в некоторых других странах, однако постепенно заменяются обычными, одноярусными. Некоторое рас- 13
пространение получают двухъярусные автобусы междугородного, туристского и экскурсионного типов. В приведенной классификации автобусы по размерностям под- разделены на пять классов в зависимости от их габаритной длины согласно ГОСТ 18716—73. Для работников автомобильного транспорта более показатель- ным критерием размерности является номинальная вместимость автобуса, выраженная количеством пассажирских мест. В зависи- мости от назначения и количества мест для сидения номинальная вместимость одинаковых по длине автобусов может быть различной (табл. 2). Таблица 2 Вместимость автобусов разной габаритной длины н назначения Разновидности автобусов ио размерности Габаритная длина по ГОСТ 18716-73, м Номинальная вместимость, мест Внутригородские Пригородные Все другие Мест для сидения 1 Мест для проезда стоя Всего Мест для сидения Мест для проезда стоя Всего Особо малые до 5,0 10 10 — 10 Малые 6,0-7,5 18-22 10—15 28-37 20-25 5 25-30 20-25 Средние 8,0-9,5 20-25 30-35 50-60 25-35 10 35-45 25-35 Большие 10,0-12,0 25-35 55-75 80-110 35-45 15 50—60 35-45 Особо большие (со- 16,5 35-45 85—100 120 и — — — — члененные) до 24,0 более По назначению автобусы подразделяются на следующие раз- новидности: внутригородские, пригородные (они же городокие- экспрессные), междугородные, туристские, местного сообщения (внутрирайонные), школьные, экскурсионные и общего назначения. Согласно ГОСТ 20774—75, внутригородские и пригородные авто- бусы относятся к группе «городские», а междугородные, турист- ские и местного сообщения — к автобусам дальнего следования? Легковые автомобили по своей основной конструктивной схеме различаются главным образом формой и устройством кузова. На схеме классификации указаны лишь основные, распространенные в СССР разновидности, из которых наибольшее распространение получил закрытый четырехдверный кузов типа «седан». В зарубеж- ных странах широко применяются также автомобили с другими видами кузовов — двухместные купе с жестким и полужестким верхом, с разным количеством дверей и др. По размерности легковые автомобили различаются величиной рабочего объема двигателя и числом мест. Критерий размерности «рабочий объем двигателя» принят во всех странах в качестве ос- новного для установления величины налога на автомобиль, а так- же применяется в спортивной классификации. 14
По рекомендации, разработанной НАМИ, все легковые автомо- били подразделяются по размерностям на пять классов, принятых в перспективном типаже развития их конструкции. По назначению легковые автомобили подразделяются на следу- ющие четыре группы: личные (или индивидуальные), служебные, прокатные и такси. Приведенная классификация автомобилей построена по экс- плуатационным признакам. Закономерны также конструктивные классификации. Например, по конструктивной компоновке грузо- вые автомобили могут быть: капотными, короткокапотными и бес- капотными. Автобусы могут иметь капотную или вагонную компо- новку. Автомобили могут быть длиннобазными и короткоба.зными, с разными видами трансмиссий и т. д. Автомобили могут также подразделяться в зависимости от рас- положения двигателя — спереди, сзади, под кабиной, под кузовом (у автобуса), или по виду двигателя, который может быть, напри- мер: бензиновым карбюраторным или с непосредственным впрыс- ком; дизель двухтактным или четырехтактным и т. п. Автомобили могут иметь привод на задние или передние коле- са, на один или несколько мостов, различаться по колесной форму- ле, например 4X2 (всего колес 4, из них ведущих 2); 6X4 (трех- осный с двумя ведущими мостами); 6X4 + 4 (трехосный с двухос- ным прицепом или полуприцепом); 4X4 (двухосный с двумя ведущими мостами) и т. д. Автомобили могут иметь конструкцию, специализированную для работы в определенных природно-климатических условиях, например северного исполнения, тропического исполнения и др. § 3. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАЗМЕРОВ И МАСС АВТОМОБИЛЕЙ Все автомобили и автопоезда, допускаемые для эксплуатации на дорогах общей сети, должны ничивающим их размеры и массу. Такие требования во всех странах устанавливаются соответствующими законода- тельствами. В СССР они регламентиро- ваны государственным стан- дартом ГОСТ 9314—59 «Авто- мобили и автопоезда. Весовые параметры и габариты» и вне- сенными в него частичными изменениями, введенными с 15 октября 1974 г. (Постанов- лением № 2240 от 26.9.74 по группе Д02). удовлетворять требованиям, огра- Рис. 2. Предельные габаритные разме- ры автомобилей, м (по ГОСТ 9314—59) 15
Требования этого ГОСТа к габаритным размерам изображены на рис. 2, из которого видно, что высота автомобилей с грузом не должна превышать 3,8 м, а ширина должна быть не более 2,5 м. Предельная длина одиночного автомобиля, вне зависимости от количества осей, не может быть более 12 м. Длина автопоезда в составе седельного тягача с полуприцепом для автомобиля с од- ним прицепом не может быть более 20 м, а с двумя и более прице- пами — не более 24 м. Предельные полные массы автомобилей и автопоездов и осе- вые нагрузки, установленные в СССР, показаны на рис. 3. Как было указано ранее, в СССР, все дорожные автомобили подразде- ляются на две группы А и Б, осевые нагрузки которых не должны превышать значений, указанных в табл. 3. Таблица 3 Предельно допустимые осевые нагрузки автомобилей Расстояние между смежными осями, м Осевая нагрузка, тс Группа А Группа Б 2,50 * и более 10,0 6,0 Свыше 1,39 до 2,50 9,0** 5,5 » 1,25 до 1,39 8,0 5,0*** От 1,0 до 1,25 7,0 4,5 * Для полуприцепов контейнеровозов допускается расстояние 2,0 м. ** Допускается увеличение до 9,5 тс на ось при осевой нагрузке, приходящейся на сближенную с ней ось, не более 6,0 тс. *** Для автотранспортных средств, техническое проектирование которых завершено до 1 октября 1974 г., допускается 5,5 тс. Для автобусов при заполнении всех мест для сидения и проезда стоя допускается увеличение осевой нагрузки по группе А до 11,5 тс и по группе Б до 7,0 тс. Для автомобилей-самосвалов, выпускаемых на базе двухосных автомобилей группы Б, допускается увеличение осевой нагрузки до 6,5 тс. Среднее давление колеса на дорогах с твердыми покрытиями в контакте (по контуру отпечатка) должно быть не более: для авто- транспортных средств группы А — 6,0 кгс/см2 и группы Б — 5 кгс/см2. В табл. 4 приведены предельно допустимые осевые нагрузки и полные массы автомобилей на магистральных дорогах, установлен- ные в разных странах. Во всех странах мира существует тенденция к укрупнению пере- возок и соответственно применению автомобилей и автопоездов возможно большей полной массы и размеров. Под влиянием этой тенденции периодически вносятся изменения в законодательные ог- раничения и новые дороги строятся в расчете на увеличенные раз- меры и осевые нагрузки автомобилей. Так, например, в США под- готовлен законопроект, по которому габарит ширины будет увели- чен с 2,44 до 2,59 м и полная масса автопоезда будет допускаться 16
30 Рис. 3. Предельные полные массы, т и осевые нагрузки, тс автомобилей (по ГОСТ 9314—59)
Таблица 4 Наибольшие ссевые нагрузки и полные массы автомобилей, допускаемые в разных странах (на 1 января 1972 г.) Страны Предельная осевая нагрузка, тс Предельная полная масса автомобиля, т Предельна » полная масса авто- поезда, т от одиночной оси от двух спа- ренных осей двухосного трехосного Франция 13 21 19 26 38 Бельгия, Люксембург Испания 13 20 19 26 40 13 14,7 20 24 32 Г реция 13 16 14 20 35 Англия 10-11 18 15 16 32 Болгария 10 20 19 26 40 Нидерланды 10 20 16 — 40 СССР 10 18 17,5 25 40 Румыния 10 18 15 24 40 ФРГ, Австрия 10 16 16 22 38 Югославия 10 16 16 20 40 Чехословакия 10 16 16 22 38 Польша 10 16 16 21 38 Португалия 10 16 15 20 38 Дания 10 16 15 15 38 Турция 10 15 — — 36,25 Ирландия 10 16 — — 32 Швеция 10 16 — —- — Швейцария 10 14 16 16 26 ГДР 10 12 14 18,5 — Италия 10 14,5 15 19 — Венгрия 8 14,5 16 20 36 Финляндия 8 13 14 19 32 США1 От 8,2 до 10,2 От 14,5 до 18,1 13,8 18,3 От 32,2 до 60,0 1 В разных штатах допускаются разные отраничепия. до 56,7 т вместо 32,2 т. В тех штатах, где предельная осевая нагруз- ка ограничивалась 8,2 тс, предусматривается ее увеличение до 9,1 тс и от двух спаренных осей с 14,5 до 15,4 тс (закон № 11870). Европейская Экономическая Комиссия ООН разработала про- ект нового регламента параметров массы и размерных ограничений автомобилей и автопоездов, который предполагается ввести с 1 ян- варя 1978 г. Этим проектом предусматривается установить предель- ную осевую нагрузку от одиночной оси автомобиля в 11,5 тс и от двух спаренных в 18 тс. При этом предельная полная масса автопо- езда будет увеличена до 42 т, масса двухосного одиночного автомо- биля до 18 т и трехосного до 25 т. Между странами Европейского общего рынка (ЕЭС) в мае 1972 г. достигнуто соглашение о принятии унифицированных для этих стран предельной осевой нагрузки от одиночной оси 11 тс и полной массы автопоезда 40 т при габаритной длине до 15,5 м. 18
Введение во всех странах строго соблюдаемых ограничений осе- вых нагрузок и полных масс автомобилей и автопоездов большой грузоподъемности определило появление новых, так называемых «осевых формул». Для типичных составов отечественных автопоездов группы А, в предельном случае ограничиваемым ГОСТ 9314—59, они могут иметь следующий вид: для двухосного автомобиля-тягача с двухосным прицепом 5 + + 10 + 9 + 9 = 33 тс; для двухосного седельного тягача с одноосным полуприцепом 5+10+10 = 25 тс и с двухосным полуприцепом 5 + + 10+(9 + 9) =33 тс; для трехосного автомобиля-тягача с двухос- ным прицепом 5+ (9 + 9) +8,5 + 8,5 = 40 тс; для трехосного седельно- го тягача с двухосным полуприцепом 5+ (9 + 9) + (8,5+ 8,5) =40 тс. Каждый из членов левой части формул обозначает осевую на- грузку на ось в тс, последовательно начиная с передней оси. В скобках обозначаются спаренные оси. В правой части формул полная нагрузка от автопоезда на опорную поверхность равна пол- ной массе автопоезда в тоннах. § 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТИПАЖИ АВТОМОБИЛЕЙ В условиях планового социалистического хозяйства СССР име- ется возможность наиболее рационально и организованно развивать автомобилестроение и формировать автомобильный парк страны. Практически это выражается в том, что развитие автомобилестрое- ния осуществляется в СССР по перспективным типажам автомоби- лей, предусматривающим выпуск предельно ограниченного количе- ства разных их размерностей и разновидностей, максимально уни- фицированных между собой. Перспективным типажом автомобилей называется систематиче- ская группировка всех основных, базовых разновидностей, требуе- мых народному хозяйству и выпускаемых промышленностью. В на- стоящее время такие типажи разрабатываются раздельно для гру- зовых, легковых автомобилей и автобусов, вперед на 5—10 лет. Эти типажи основываются на изучении потребностей транспорта с тем, чтобы минимально необходимым количеством базовых раз- новидностей наиболее полно удовлетворить все потребности в гру- зовых и пассажирских перевозках при минимальных затратах ма- териальных средств и труда на их выполнение. Периодически перспективные типажи автомобилей должны пе- ресматриваться и обновляться. Это необходимо в связи с развитием условий и методов эксплуатации, определяющих появление новых требований к конструкциям автомобилей. Это необходимо также в связи с развитием дорожной сети страны и в связи с общим про- грессом техники. Однако на каждый данный период перспективные типажи выражают техническую политику в развитии автомобиль- ного производства в стране и определяют дисциплину ее соблю- дения. На основе перспективных типажей автомобилей разрабатыва- ются типажи двигателей и других основных агрегатов. 19
Развитие автомобилестроения в СССР, в соответствии с перспек- тивными типажами, обеспечивает наиболее благоприятные, эконо- мически рациональные условия снабжения парка запасными ча- стями и материалами, осуществления технического обслуживания и ремонта, организации перевозок, нормирования эксплуатации, подготовки кадров водителей, механиков и другого эксплуатацион- ного персонала. Применение перспективных типажей позволяет в производстве наиболее широко осуществлять унификацию и стандартизацию от- дельных узлов, агрегатов и оборудования автомобилей разных ти- пов. Реализация этого преимущества дает большой экономический эффект, позволяет широко применять специализацию в изготовле- нии унифицированных элементов конструкций с применением наи- более экономичных и высокопроизводительных автоматизирован- ных технологических процессов массового производства. Развитие автомобилестроения, в соответствии с перспективными типажами, кроме указанных преимуществ, является для СССР со- вершенно необходимым и единственно возможным способом рацио- нального планирования развития промышленности. Если в услови- ях капитализма потребность в тех или иных типах автомобилей оп- ределяется спросом на них, который и регулирует производство, то в условиях социалистической экономики с планируемым производ- ством и поставками автомобилей потребность народного хозяйства в тех или иных типах должна выражаться в организованной научно обоснованной форме, каковой являются перспективные типажи ав- томобилей. Разработка перспективных типажей автомобилей была начата в 1942 г. по инициативе академика Е. А. Чудакова в Автомобильной лаборатории Академии наук СССР. Непосредственное участие в этой работе принимали НАМИ и ЦНИИАТ. При этом были сфор- мулированы основные принципы построения типажей и разработа- ны первые их варианты. В дальнейшем изучение требований эксплу- атации к развитию конструкций отечественных автомобилей и фор- мированию перспективных типажей велось в основном в Институте комплексных транспортных проблем Госплана СССР (ИКТП) и в Государственном научно-исследовательском институте автомобиль- ного транспорта Минавтотранса РСФСР (НИИАТ). На основе этих работ Научным автомобильным и автомоторным институтом (НАМИ) Лйинавтопрома совместно с автомобильными заводами разрабатывались перспективные типажи автомобилей, определяв- шие на очередные периоды техническую политику развития отече- ственного автомобилестроения. Последние перспективные типажи автомобилей утверждены Минавтопромом на 1971—1980 гг. В табл. 5 и 6 приведены основ- ные параметры автомобилей малой грузоподъемности, предусмот- ренные типажом. Пока еще в СССР нет массового производства автомобилей ма- лой грузоподъемности. Они выпускаются в небольшом количестве и конструктивно в значительной степени подчинены тем автомоби- 20
Таблица 5 Основные параметры автомобилей малой грузоподъемности, установленные типажом на 1971—1980 гг. 0,3 0,5 Фур- гон То же 4X2 47-50 V4 4 X 2 75-90 Р4 1,0 > 2400 Бор- товой 3400 4X2 75 Р4 31,2 Л у М3 ИЖ, АЗЛК УАЗ Ер АЗ 4X2 80-85 23,5- 25,0 Модифика- ция 4X4, грузоподъ- емность 0,8 т, полная- масса 2700 кг С двухосным- прицепом, грузоподъ- емность 3 т, полная Maccaj 3500 кг лям, на базе которых они созданы. Так, автомобили грузоподъем- ностью 0,3—0,5 т созданы на базе легковых автомобилей Ижевского завода и Московского завода АЗЛК, поэтому имеют завышенную мощность двигателя и недостаточный объем кузова. Автомобили грузоподъемностью 1 т созданы Ульяновским заводом на базе пол- ноприводного автомобиля повышенной проходимости, поэтому име- ют завышенную массу и нерациональную компоновку с приводом на задний мост. Автомобили грузоподъемностью 1,5 т промышленностью пока не выпускаются. Очередной задачей отечественного автомобилестроения в период до 1980 г. является создание и развитие массового производства но- вых, более прогрессивных конструкций автомобилей малой грузо- подъемности в пределах параметров, предусмотренных типажом. В табл. 6 приведены основные параметры автомобилей средней и большой грузоподъемностей, предусмотренные в перспективном типаже. Типажом предусмотрены также внедорожные карьерные само- свалы грузоподъемностями 18—20, 30, 45—47, 75, 120, 180—200 и 300 т и также некоторые другие модификации, выпускаемые в огра- ниченном количестве, которые в табл. 6 не помещены. 21
22 Таблица б Основные параметры дорожных автомобилей средней и большой грузоподъемности, установленные типажом на 1971 —1980 гг. 1 Группа Грузоподъемность, т Вид автомобиля (основные модификации) Полная масса, кг Колесная формула Двигатель Выпускаю- щий завод бензиновый дизельный базовой мо- дели модификации Мощ- ность, л. с. Число цилин- дров Удельная мощность, л.с/т Мощ- ность, л. с. Число цилиндров Удельная мощность, л. с/т Б 3,0 5,5 Одиночный Автомобиль с прицепом Седельный тягач с полу- 5 800 9 400 10 400 4X2 4x2+2 4x2+2 по по по V-6 V-6 V-6 19,0 И,7 10,6 85 85 85 Р-4 Р-4 Р-4 14,6 9,0 8,2 ГАЗ 2,5-2,75 2,0 прицепом Самосвал Повышенной проходи- 5 800 5 800 4X2 4x4 по 125 V-6 V-8 19,0 21,9 85 115 Р-4 V-6 14,6 19,8 МОСТИ Б 4,5 9,0 4,0 Одиночный Автомобиль с прицепом Самосвал 8 100 14 600 8 100 4X2 4Х2+4 4x2 125 125 125 V-8 V-8 V-8 15,4 8,6 15,4 115 115 115 V-6 V-6 V-6 14,2 7,9 14,2 ГАЗ Б 5,0* 10,0 10,0 Одиночный Автомобиль с прицепом Седельный тягач с по- 8 750* 16 250 17 000 4X2 4Х2+4 4X2+2 150 150 V-8 V-8 17,1 9,2 130 130 160 V-8 V-8 V-8 14,8 8,0 9,4 ЗИЛ 12,0 луприцепом То же 19 500 4Х2+2 — — — 160 V-8 8,2 4,5-5,0 3,5 Самосвал Повышенной проходимо- 8 750 10 200 4X2 6X6 150 V-8 17,2 160 160 V-8 V-8 18,2 15,7 сти Б 8,0 16,0 20,0 15,0-16,0 Одиночный Автомобиль с прицепом То же Седельный тягач с полу- 14500 26 500 31 150 25 500 6X4 6X4+4 6X4+6 6X4+4 — — — 210** 210 210 210 V-8 V-8 V-8 V-8 14,5 7,9 6,7 8,2 КамАЗ 7,0 5,0 прицепом Самосвал Повышенной проходимо- 14 500 13 500 6X4 6X6 — 210 210 V-8 V-8 14,5 15,6 СТИ А 8,0- 10,0 20,0-22,0 22,0—24,5 15,0-16,0 Одиночный Автомобиль с прицепом То же Седельный тягач с по- 16000 33 000 36 000 26 000 4X2 4X2+4 4X2+6 4X2+2 — — 270 270 270 270 V-8 V-8 V-8 V-8 16,9 8,2 7,5 10,4 МАЗ 20,0-21,0 20,0 луприцепом То же Седельный тягач с само- 34 000 34 000 4X2+4 4X2+4 __ — 270 270 V-8 V-8 7,9 7,9 7,0 свалом Самосвал 16 000 4X2 — — —- 270 V-8 16,9 А 14,0— 14,5 28,0—29,0 24,0-34,5 25,0 Одиночный Автомобиль с прицепом То же Седельный тягач с полу- 44 000 52000 42 000 6X4 6X4+4 6X4+6 6Х4+4 — — — 340 340 340 340 V-8 V-8 V-8 V-8 7,8 6,5 8,1 МАЗ КрАЗ 30,0 24,0-25,0 прицепом То же Седельный тягач с само- 47 000 42000 6X4+6 6X4+4 — — — 340 340 V-8 V-8 7,2 8,1 9,0 свалом Повышенной проходимо- 21000 6X6 — — — 340 V-8 16,2 сти * Допускается увеличение полной массы до 9525 кг и осевой нагрузки до 7 тс модели с бензиновым двигателем 150 л. с. ** Мощность двигателя на седельных тягачах для междугородных перевозок должна обеспечивать автопоезду полной массы 25 5Q0 к. г скорость движения 75—80 км/ч на горизонтальном участке и не менее 30 км/ч на подъеме в 30%0.
23
В нем выражена тенденция приближения ряда грузоподъемностей к рекомендованному для стран СЭВ, и названному ранее. Однако отдельные размерности этого ряда для СССР не являются опти- мальными, поэтому в типаже имеются отступления от него. Это от- носится к автомобилям с номинальной грузоподъемностью 5 т. Соз- дание автомобиля такой грузоподъемности с соблюдением предель- но допустимой осевой нагрузки от заднего ведущего моста в 6 тс потребовало бы чрезмерного увеличения нагрузки на передний мост. Для условий эксплуатации в СССР это недопустимо, так как вы- звало бы ухудшение проходимости автомобиля при движении по грунтовым и заснеженным дорогам. Поэтому для основного, массового автомобиля этой размерно- сти, который будет выпускаться Горьковским автомобильным заво- дом, грузоподъемность ограничена 4,5 т. Автомобиль же ЗИЛ-130 при использовании его полной грузоподъемности в 5 т создает на- грузку на дорогу от заднего моста около 7 тс, т. е. превышает на 1 тс предельно допустимую на всей сети дорог. Это ограничивает возможность использования полной его грузоподъемности на пре- обладающей части дорожной сети СССР. В типаже также имеется оправданное отступление от ряда гру- зоподъемностей, рекомендованного для стран СЭВ в части автомо- билей группы А, выпускаемых Минским автомобильным заводом. На этом заводе уже созданы и успешно прошли междуведомствен- ные испытания двухосные автомобили МАЗ-500А с грузоподъемно- стью более 8 т. При этом их осевая нагрузка не превышает предель- но допустимую 10 тс для автомобилей этой группы. Поэтому эко- номически оправдано предусмотренное в типаже повышение их грузоподъемности до Ют. То же относится к трехосным автомоби- лям этой группы. Большим преимуществом настоящего типажа в сравнении с пре- дыдущими является то, что в нем предусмотрены трехосные автомо- били группы Б грузоподъемностью 8 т, т. е. наибольшей допустимой на всей сети дорог общего пользования. Потребность в автомобилях этого типа в народном хозяйстве очень велика, а применение их даст стране большой экономический эффект, позволит резко умень- шить себестоимость и трудозатраты на всех массовых перевозках, выполняемых на преобладающей в стране сети дорог с облегченны- ми видами твердых покрытий и на грунтовых дорогах. Производ- ство семейства этих автомобилей предусматривается начиная с 1976 г. на новом Камском автомобильном заводе. Также существенным преимуществом этого типажа является включение в него дорожных трехосных автомобилей группы А и рас- ширение разновидностей автопоездов этой группы. Такие автопоез- да, главным образом седельного типа, будут получать все более широкое применение как на дальних междугородных, так и на ме- стных перевозках. Использование их даст большой экономический эффект для на- родного хозяйства, так как они обеспечивают наибольшую возмож- ную грузоподъемность транспортной единицы и соответственно ми- 24
нимальную себестоимость и трудовые затраты на всех массовых пе- ревозках по дорогам с капитальными видами покрытий. Выпуск автомобилей группы А пока еще недостаточен из-за ог- раниченной производственной мощности Минского автомобильного завода. Существенное увеличение производства автомобилей крупных размерностей в СССР является одной из важнейших задач. Новым и прогрессивным в этом типаже является предусматри- ваемое применение дизелей на автомобилях средней грузоподъем- ности, увеличение удельных мощностей автопоездов и уже наметив- шаяся тенденция к дифференциации мощностей двигателей на од- нотипных автомобилях в зависимости от их эксплуатационного назначения (одиночное использование, использование в составе ав- топоезда, использование для междугородных перевозок). Основные пар-аметры автобусов, предусмотренные типажом на 1971 —1980 гг., приведены в табл. 7. В отличие от предшествовавших типажей в настоящем введено подразделение автобусов на группы по осевым нагрузкам согласно ГОСТ 9314—59 и по классам размерностей. В типаже существенно увеличено количество автобусов разных типов, что будет способст- вовать лучшему удовлетворению разнообразных потребностей на- селения в автобусных перевозках. Предусмотрено увеличение удель- ных мощностей на 1 т полной массы автобусов всех размерностей и соответственное увеличение их тягово-скоростных свойств. На ав- тобусах средней и большой размерностей предусмотрено примене- ние дизелей взамен устанавливаемых в настоящее время бензино- вых двигателей. Руководствуясь решением XXIV съезда КПСС по плану разви- тия народного хозяйства на 1971 —1975 гг., типажом предусмотрено производство автобусов большой и особо большой вместимости, ра- нее в СССР не выпускавшихся, а также автобусов повышенной про- ходимости с приводом на все колеса для сельской местности. Кроме указанного в таблице 10-местного полноприводного автобуса Улья- новского завода, типажом предусмотрен выпуск автобуса повышен- ной проходимости с приводом на все колеса также Павловским ав- тобусным заводом в виде модификации 28-местного автобуса обще- го назначения. Основные параметры легковых автомобилей, предусмотренные типажом на 1971 —1980 гг, приведены в табл. 8. Кроме указанных в этой таблице основных разновидностей автомобилей, предусмот- рены также различные их модификации. В отличие от предыдущих в этом типаже автомобили сгруппиро- ваны по предложенной НАМИ новой классификации. В типаже уве- личено количество регламентируемых параметров, что способству- ет конкретизации отличительных признаков автомобилей каждого типа, увеличено количество разновидностей автомобилей малого и особо малого классов, а также выделен автомобиль-такси как са- мостоятельный тип в классе средней размерности, предусмотрены разновидности с приводом на передние колеса. Пока еще специаль- 25
26 Таблица 7 Основные параметры автобусов, установленные типажом на 1971— 1980 гг. Группа по осевой нагрузке Класс Выпускающий завод Назначение базовой модели Число мест Полная масса, т Двигатель мощ- ностью, л. с. Удельная мощ- ность» л. с/т Максимальная скорость, км/ч Разгон с места для сиде- : НИЯ ; для проез- 1 да стоя2 общее : бензино- 1 вый дизельный время, с 1 конечная скорость, км/ч Б Особо малый РАФ Общее 10 . 10 2,5 75-80 75 30,0 но 15 60 (до 5,0 м) УАЗ Местные сообщения 1 10 — 10 2,7 75-80 75 27,8 95 22 60 Малый КАВЗ Общее 23 5 28 6,0 НО 85 18,3-14,2 85 25 60 (6,0—7,5 м) ПАЗ Городской 20 30 50 7,8 120-125 115 16,0-14,7 80 30 60 ПАЗ Местные сообщения 25 — 25 7,0 120-125 115 17,8-16,4 85 35 60 Средний ПАЗ Междугородный 30 —— 30 9,5 140—160 130 16,8-13,7 100 62 80 (8,0—8,5 м) А Средний (9,0—9,5 м) ЛАЗ КАВЗ Городской 22 53 75 12,5 150-170 160 12,8 80 32 60 ЛАЗ Междугородный 36 — 36 10,5 150-170 160 15,2 100 62 80 Большой (10,5—11,0 м) ЛАЗ ЛИАЗ Городской 25 65 90 14,5 — 185 12,8 80 32 60 ЛАЗ Междугородный 43 — 43 12,5 — 185 14,8 100 62 80 (11,5—12,0 м) ЗИУ Городской 30 80 110 16,0 — 210 13,1 80 32 60 ЛАЗ Междугородный 51 — 51 14,5 — 210 14,5 100 62 80 Особо большой Городской 40 115 155 24,0 — 260 10,8 70 35 60 (16,5—18,0 м) 1 Привод на все колеса. 2 Количество мест для проезда стоя из расчета 0,2 м2 свободной площади пола на одного пассажира.
Таблица 8 Основные параметры легковых автомобилей, установленные типажом на 1971 —1980 гг. Класс Группа Выпускающий завод Колесная формула Число мест + масса груза, кг Сухая масса, кг Двигатель Макси- мальная скорость, км/ч Время разгона с места до 100 км/ч, с Пробег до капи- тального ремонта, тыс. км Трудоем- кость об- служивания на 1000 км3, чел-ч1 Рабочий объем, л Макси- мальная мощность, л. с. Особо малый I ВАЗ 4X22 4 600 0,9 40 по 28 80 3,0 II ЗАЗ 4X22 4 730 1,0 50 140 19 120 3,0 II ЛуАЗ 4X4 2+250 820 1,2 35 90 251 75 6,0 Малый I ВАЗ 4X2 4-5 890 1,2 70 150 17 120 3,0 II АЗЛК, ИМЗ 4X2 5 1050 1,48 90 160 17 150 3,5 II И М3 4X4 4 или 2+300 1100 1,48 85 115 Ш 100 6,0 Средний I 4X22 4—5 1150 1,8-2,45 85-98 120 16 300 4,0 II ГАЗ 4X2 5—6 1300 3,0 150 170 13 300 4,0 II УАЗ 4X4 7—8 или 2+600 1450 2,45 70 100 161 200 5,5 Большой II ГАЗ 4X2 7 — — 250-300 200 16-13 — — Высший — зил 4X2 7 — — 300-350 200 13-12 — — Примечание. 1 Трудоемкость указана нормативная для первой категории условий эксплуатации, она включает текущий ремонт и не включает ежедневное техническое обслуживание. ° Ведущие колеса — передние. 3 Время разгона для автомобилей с колесной формулой 4X4 указано до скорости 60 км/ч. 27
ные автомобили-такси так же, как переднеприводные автомобили, в СССР не выпускались и конструкции их еще не созданы. Однако, .учитывая опыт зарубежных стран, постановка на производство таких автомобилей в СССР является целесообразной и прогрессивной. Глава II ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЕЙ § 1. СОВЕРШЕНСТВО КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ Совершенство конструкции автомобиля определяется его при- способленностью к наиболее эффективному использованию, т. е. приспособленностью к выполнению перевозок с наименьшими мате- риальными и трудовыми затратами, наиболее быстро, высокопро- изводительно, с полной сохранностью грузов и предоставлением всех необходимых удобств пассажирам. Степень совершенства кон- струкции автомобиля характеризует его качество, которое принято оценивать комплексом так называемых «эксплуатационных» качеств автомобиля. Совершенство конструкции автомобиля надо оценивать всесто- ронне точно и объективно. Это необходимо не только конструкто- рам, исследователям и испытателям, которые его создают или мо- дернизируют, но также и работникам транспорта, использующим автомобили. Решающее слово в оценке совершенства конструкции автомоби- ля принадлежит транспортникам, так как в условиях нормальной эксплуатации качество автомобиля может быть выявлено наиболее полно и всесторонне и базироваться на показателях эффективности его практического использования. Такая оценка является основой дальнейшего технического прогресса и наиболее рационального со- вершенствования конструкций автомобилей и будет содействовать наиболее эффективному использованию транспорта. Для возможности объективной оценки совершенства конструк- ции автомобиля необходим соответствующий научно обоснованный метод. В зарубежных странах уделяется большое внимание совершен- ствованию конструкций автомобилей и соответственно сравнитель- ной оценке их качеств. В заводских лабораториях и на испытательных полигонах авто- мобильных фирм систематически ведутся достаточно глубокие исследования качества автомобилей, без чего невозможно их улуч- шение, и достижение успеха в конкурентной борьбе. Методы иссле- дования автомобилей, применяемые каждой из фирм, постоянно совершенствуются. Однако результаты этих работ остаются досто- янием исследовательских организаций каждой фирмы, держатся в секрете и в открытую печать не попадают. Это является органиче- 28
ским недостатком капиталистической системы производства и пре- пятствует формированию и развитию научного метода оценки ка- чества автомобилей для возможности объективного их сопоставле- ния между собой. В условиях постоянной конкурентной борьбы отдельных фирм и монополий технический прогресс в автомобилестроении развива- ется стихийно. Он стимулирован только увеличением прибылей дан- ной фирмы и подчинен этой единственной цели. Каждая фирма или монополия стремится всеми возможными способами убедить потре- бителя в преимуществах своей продукции. Для этого широко ис- пользуется реклама, на которую затрачиваются огромные средства. Реклама в капиталистических странах всегда действует в ком- мерческих интересах финансирующей ее фирмы и превозносит по- требительские качества продукции этой фирмы. В той или иной сте- пени этой рекламой пропитана и ей подчинена вся техническая и даже научная литература капиталистического мира. Поэтому все- гда требуется критическое отношение к публикуемой оценке качеств продукции. В зарубежной периодической литературе систематически публи- куются технические характеристики и результаты испытаний раз- ных моделей автомобилей. В некоторых случаях, как, например, в журнале «Ластауто Омнибус» (ФРГ), публикуются также экономи- ческие показатели использования автомобилей. Однако никогда не приводятся сравнительные показатели однотипных моделей, кото- рые могли бы выявить преимущества или недостатки конструкции автомобилей разных фирм. В литературе можно широко расхвали- вать высокие качества выпускаемых автомобилей, но не прибегая при этом к сравнениям и не принижая достоинства конкурентной продукции. В США с 1936 г. существует «Союз потребителей», который регу- лярно издает информационный журнал «Консюмерс Рипортс», в ко- тором публикуются так называемые «объективные» данные о каче- стве всех видов продукции. Для оценки качества автомобилей союз имеет специальный испытательный автополигон Лайм-Рок (в шта- те Коннектикут). Однако оцениваются лишь отдельные параметры автомобилей, главным образом легковых, а сравнительная оценка совершенства разных конструкций этим союзом вообще не дается. Технический прогресс в развитии конструкций автомобилей в капиталистических странах определяется слепым, автоматическим регулятором — спросом. Преимущественно приобретаются автомо- били более совершенных конструкций, обеспечивающие лучшие технико-экономические показатели при их использовании. Иногда эти преимущества являются реальными, а иногда такими, в которых выпускающая фирма сумела убедить потребителя. Острая конкурентная борьба между фирмами за сбыт своей про- дукции заставляет каждую из них постоянно работать над совер- шенствованием конструкций своих автомобилей. Такое автоматически действующее стимулирование технического прогресса в автомобилестроении имеет известные преимущества, но 29
и не лишено недостатков (многомарочность автомобильного парка, затрудненность рационального перспективного планирования техни- ческого прогресса, параллелизм в опытно-конструкторских работах, огромные непроизводительные издержки на рекламу и конкурент- ную борьбу). Таким образом, в капиталистических странах нет возможности для успешного развития научных методов объективной оценки по- требительских, эксплуатационных качеств любого вида продукции,, в том числе автомобилей. В условиях планового социалистического народного хозяйства СССР положение принципиально иное. Конкуренция полностью от- сутствует, но постоянно действует стимулятор технического про- гресса в виде спроса на более высококачественные автомобили. В отличие от стран с капиталистической экономикой в СССР име- ются все объективные предпосылки для развития научных методов оценки потребительских качеств продукции любого вида, в том чи- сле автомобилей. Такая наука может развиваться и должна слу- жить мощным рычагом для дальнейшего технического прогресса отечественного автомобилестроения. Современный автомобиль в процессе своего конструктивного развития стал настолько сложной и совершенной машиной и раз- личные разновидности автомобилей стали настолько многообразны, что для оценки их качества требуются соответственно высоко раз- витые научные методы с применением наиболее современной аппа- ратуры и измерительной техники. Оценке качества автомобиля уделяется большое внимание в про- мышленности. Конструкции автомобилей и методы их производства непрерывно улучшаются. Для этого в исследовательских институ- тах, на испытательных полигонах, в заводских лабораториях ведут- ся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на создание более совершенных конструкций отдельных узлов и ав- томобиля в целом, на изыскание новых, более совершенных кон- струкционных материалов, новой технологии и методов организации производства, позволяющих снижать себестоимость изготовления и улучшать качество автомобиля. На эти работы затрачиваются боль- шие материальные средства. Их выполнением заняты многие тыся- чи высококвалифицированных специалистов, ученых, инженеров, ис- следователей. Для того чтобы эти работы велись наиболее рационально и эф- фективно, они должны быть в максимальной степени целенаправле- ны, т. е. подчинены строго определенной цели. Этой целью должно являться обеспечение максимально возможной эффективности ав- томобиля в процессе его использования. Для этого необходим также научно обоснованный метод оценки совершенства конструкции ав- томобиля, основанный на установлении непосредственной связи между его конструктивными особенностями и эффективностью ис- пользования. Совершенство конструкции автомобиля определяется и зависит от соблюдения двух следующих условий: 30
а) правильности установления основных параметров автомобиля в соответствии с его назначением, а также транспортными, дорож- ными и климатическими условиями использования; основными параметрами автомобиля (автопоезда) являются: грузоподъемность, вместимость, полная масса, предельно допусти- мые осевые нагрузки, предельные габариты, удельная мощность двигателя (энерговооруженность); б) прогрессивности конструкции всех его агрегатов, узлов и об- щей компоновки с учетом передовых достижений отечественной и зарубежной науки и техники. Без соблюдения двух названных основных условий не может быть обеспечено надлежащее совершенство конструкции автомоби- ля и высокая его эффективность в эксплуатации. Известны случаи, когда создавались конструкции автомобилей, у которых отдельные узлы и агрегаты были весьма совершенными, но основные параметры приняты ошибочными или непрогрессивны- ми. Примерами могут быть автомобили, у которых осевая нагрузка превышает предельно допустимую на дорогах, что вызывает преж- девременное разрушение дорог и наносит большой ущерб народно- му хозяйству. Примером может быть автобус ЗИЛ-127, конструк- ция узлов и качество изготовления которого были достаточно совершенные, но габаритная ширина 2,7 м была на 0,2 м больше предельно допустимой на дорогах, что потребовало прекращения его выпуска, несмотря на сделанные большие затраты на органи- зацию производства. Известны и обратные случаи, когда при соблюдении основных параметров конструкция отдельных узлов и агрегатов созданных автомобилей оказывалась недостаточно прогрессивной. Пример это- му— первоначально созданный автомобиль «Волга» ГАЗ-21 с шат- ровой формой камеры сгорания и автоматической коробкой пере- дач, требовавшей применения двигателя большей мощности. Соответственно изложенному оценка совершенства конструк- ции автомобиля должна основываться на теоретическом и экспери- ментальном изучении взаимосвязей между его конструктивными особенностями и эффективностью использования. Так как конструкция автомобиля не может оцениваться вообще, безотносительно к условиям использования, для которых он пред- назначен, необходимы научное обоснование и конкретизация значе- ний разных условий эксплуатации, применительно к которым или различным сочетаниям которых следует его оценивать. При всей сложности взаимосвязей большого количества влияю- щих факторов метод оценки автомобиля должен позволять произ- водить оценку конструкции автомобиля всесторонне, точно и объек- тивно, в возможно короткий срок при минимальных затратах труда и средств, следовательно, быть возможно более простым без ущер- ба своей полноценности. Совершенство конструкции автомобиля еще не полностью харак- теризует его качество. Конструкция автомобиля может быть очень совершенной, но если при его производстве не был обеспечен над- 31
лежащий контроль за качеством используемых конструкционных материалов, точным соблюдением предусмотренной технологии, низ- ка была культура производства, т. е. было низкое качество изготов- ления, то это неизбежно может отразиться на надежности, долговеч- ности и других эксплуатационных качествах автомобиля. Необходимость всесторонне оценивать качество любого изделия с каждым годом приобретает все большее значение. Этим определи- лось появление в последние годы науки о качестве продукции и про- цессов ее создания, получившей название квалиметрия. Разработ- кой ее занимаются ученые Г. Г. Азгальдов, А. В. Гличев и др. К этой же области науки имеют непосредственное отношение рассматриваемые ниже теоретические основы и практические мето- ды оценки совершенства конструкции автомобильных транспортных средств. Качество изготовления автомобиля в данной работе не рас- сматривается, так как является самостоятельным вопросом. § 2. РАЗВИТИЕ В СССР МЕТОДА ОЦЕНКИ СОВЕРШЕНСТВА КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ Научному методу объективной оценки совершенства конструк- ции автомобиля отечественными учеными, конструкторами и испы- тателями постоянно уделялось большое внимание. История появления и развития в СССР такого метода оценки автомобилей вкратце следующая. В период, когда отечественного автомобилестроения еще не было, требовалось выбирать наиболее целесообразные для условий СССР модели автомобилей иностран- ного производства для закупок их по импорту. С этой целью в 1923 г. был проведен конкурсный автомобильный пробег. Председа- телем технической комиссии этого пробега был проф. Н. Р. Бри- линг, а его заместителем инж. Е. А. Чудаков. Ими была разработа- на сравнительная оценка автомобилей, участвовавших в конкурсе, по трем показателям: топливной экономичности; надежности и вы- носливости; скорости движения. Для каждого из этих показателей были установлены соответствующие измерители и методы их опре- деления. По таким же показателям оценивались конструкции автомоби- лей во втором большом всесоюзном конкурсном испытательном ав- томобильном пробеге 1925 г., вошедшем в историю развития авто- мобильной техники, в котором участвовало 124 автомобиля разных иностранных моделей. В последующие годы в Научном автомоторном институте (НАМИ) под руководством Е. А. Чудакова были проведены срав- нительные лабораторные исследования и дорожные испытания большого числа разных моделей автомобилей. На основе этих ис- следований в 1928 г. Е. А. Чудаковым были разработаны характе- ристики динамических и экономических качеств автомобиля, а так- же предложен метод оценки конструкций автомобилей по значени- ям показателей отдельных эксплуатационных качеств. 32
Таким образом, термин «эксплуатационное качество автомоби- ля» был впервые предложен Е. А. Чудаковым в 1928 г. Изучение эксплуатационных качеств было положено в основу разработанной академиком Е. А. Чудаковым научной и учебной дисциплины «Теория автомобиля»1, в которой устанавливаются за- коны взаимодействия между автомобилем и внешней средой в про- цессе его движения. Теория автомобиля получила дальнейшее развитие в трудах мно- гих ученых, которые внесли большой вклад в ее углубление и со- вершенствование, как научной основы для расчета и проектирова- ния автомобиля. Теория автомобиля также получила развитие в применяемых в настоящее время учебниках для вузов и техникумов Г. В. Зимелева, Б. С. Фалькевича, Н. А. Яковлева и Н. В. Дивакова, В. М. и Е. В. Кленниковых, Е. В. Михайловского и др. В теории автомобиля разрабатываются зависимости между кон- структивными параметрами автомобиля и процессами его движе- ния. Эти зависимости, выраженные математически или графически,, позволяют теоретически определять отдельные свойства автомоби- ля. Однако теория автомобиля не охватывает все стороны его экс- плуатации; она ограничивается изучением лишь части из них. В ней изучаются и устанавливаются законы взаимодействия между авто- мобилем и внешней средой лишь в процессе его движения. Соответ- ственно законы теории автомобиля выражают взаимосвязи между его конструктивными параметрами и лишь теми свойствами, кото- рые проявляются в процессе его движения. Таким образом, они мо- гут быть использованы при оценке только тех эксплуатационных качеств, которые связаны с движением автомобиля. Для полной, научно обоснованной оценки совершенства конст- рукции автомобиля или даже отдельного его агрегата определения только эксплуатационных качеств, связанных с его движением, не- достаточно. Необходима всесторонняя оценка приспособленности всех элементов его конструкции не только к движению, но и ко всем другим процессам, из которых складывается его эксплуатация. В дополнение к вопросам, изучаемым в теории автомобиля, необходи- мы закономерности взаимосвязей его конструкции с такими элемен- тами, как, например: видом перевозимого груза, условиями его по- грузки и выгрузки; конкретным видом дорог и условий движения, для которых данный автомобиль предназначен; условиями хране- ния, технического обслуживания и ремонта. Необходима оценка долговечности, прочности и надежности автомобиля, обеспечивае- мая его конструкцией. Без установления закономерности всесторонней связи конструк- ции автомобиля со всем комплексом процессов его использования невозможна объективная оценка его конструктивного совершенст- ва. Поэтому наряду с развитием теории автомобиля самостоятель- ным направлением явилось развитие метода оценки совершенства 'Чудаков Е. А. Теория автомобиля. М., Машгиз, 1940, с. 9—46. 2-1281
его конструкции, основанного на изучении его эксплуатационных качеств и эффективности использования. В первый период создания массового отечественного автомоби- лестроения заводами выпускалось ограниченное количество моделей автомобилей только универсального типа. Их основные конструк- тивные параметры были предопределены соответствующими прото- типами, выбранными для массового производства. На Горьковском автозаводе выпускались грузовые автомобили только с бортовой платформой грузоподъемностью 1,5 т — ГАЗ-АА, впоследствии ГАЗ-MM, и легковые ГАЗ-А, впоследствии М-1. На Московском автозаводе выпускались грузовые также только с бор- товой платформой грузоподъемностью 2,5 т АМО-3, впоследствии ЗИС-5, на Ярославском заводе — грузовые ЯГ-4 грузоподъемно- стью 5 т, впоследствии Я-5. Перед каждым из отечественных заводов стояла задача освое- ния массового производства автомобилей одной определенной мо- дели и обеспечение максимальной прочности, надежности и долго- вечности их работы в разнообразных дорожных и климатических условиях нашей страны. В этот период задача обеспечения мини- мальной себестоимости и трудоемкости перевозок путем приспособ- ления конструкций автомобилей к условиям эксплуатации и видам перевозок перед отечественным автомобилестроением еще не стояла. Соответственно в этот период в Научно-исследовательском ав- томобильном и автомоторном институте НАМИ и на автомобильных заводах применялись и получили развитие методы оценки прочно- сти и надежности автомобилей при пробеговых испытаниях, путем изучения частоты поломки деталей и анализа их причин, а также метод оценки долговечности автомобиля путем периодических раз- борок и микрометрирования износов деталей. Изучению и оценке других эксплуатационных качеств автомобилей в тот период уделя- лось второстепенное внимание. Испытательных автополигонов в то время не было. Это крайне затрудняло возможность обеспечивать стабильность и однородность условий дорожных пробеговых испытаний, препятствовало сопостав- лению результатов испытаний, проведенных в разное время. Наиболее показательными для оценки эксплуатационных ка- честв автомобилей стали автопробеги на дальние расстояния в раз- нообразных дорожных условиях. Достоверность получаемых резуль- татов таких испытаний обеспечивалась участием в них, как прави- ло, не менее трех одинаковых образцов автомобилей. На весь период испытаний к каждому автомобилю прикреплялся специаль- ный контролер-испытатель, который вел непрерывный учет не толь- ко всех неисправностей, но также средних скоростей движения и расхода топлива в разных дорожных условиях работы. Такой метод оценки эксплуатационных качеств автомобилей — их прочности, надежности, долговечности, топливной экономично- сти, скоростей движения и проходимости — был, в частности, при- менен при проведении большого испытательного автопробега в 34
1933 г., который вошел в историю отечественного автомобилестрое- ния под названием Каракумский. Этот автопробег являлся гене- ральным испытанием не только всех освоенных производством мо- делей отечественных автомобилей, но также впервые созданных в СССР шин из синтетического каучука, отечественного электрообо- рудования, подшипников и ряда других изделий смежных отраслей промышленности, созданных в нашей стране. Маршрут этого авто- пробега включал все типичные, наиболее сложные дорожные усло- вия с тем, чтобы позволить наиболее полно и всесторонне, в наибо- лее суровых условиях оценить качества первых отечественных ав- томобилей. Необходимость во всесторонней оценке совершенства конструк- ций автомобилей стала особенно острой в нашей стране после окон- чания Великой Отечественной войны. В этот период на всех наших заводах стали создаваться новые модели автомобилей всех типов. К тому времени был накоплен большой опыт эксплуатации ранее выпускавшихся автомобилей ГАЗ-MM, ЗИС-5, М-1 и других в раз- нообразных дорожных и климатических условиях СССР как в мир- ное, так и в военное время. Это позволило нашим конструкторам перейти к созданию оригинальных моделей автомобилей, принципи- ально отличающихся от зарубежных своей приспособленностью к специфическим отечественным условиям эксплуатации. В целях обеспечения максимального их соответствия потребностям перево- зок была введена система Государственных испытаний каждой но- вой модели автомобиля. Эти испытания проводились комиссиями, назначаемыми правительством Г Перед Государственными испыта- ниями ставилась задача всесторонней оценки качества автомобиля каждой новой модели с народнохозяйственной точки зрения перед постановкой его на производство. Таким испытаниям в последова- тельности их проведения были подвергнуты автомобили моделей ЗИС-110, ГАЗ-51, ГАЗ-20 «Победа», МАЗ-200, ГАЗ-63, ЗИЛ-157, «Москвич-401», «Москвич-402», ГАЗ-12, ГАЗ-21 «Волга» и др. При всех этих испытаниях за основу принимался принцип оцен- ки совершенства конструкций автомобилей, ранее предложенный акад. Е. А. Чудаковым, т. е. оценка производилась путем определе- ния значений отдельных его эксплуатационных качеств. В этот период изучение эксплуатационных качеств автомобиля и методов их оценки получило существенное развитие.1 2 На основе изучения взаимосвязи каждого эксплуатационного ка- чества с элементами, характеризующими эффективность использо- вания автомобиля, были выделены десять основных качеств, кото- рые в комплексе позволяли достаточно всесторонне характеризо- вать совершенство конструкции автомобиля любого типа. При этом были внесены некоторые уточнения в комплекс и наи- менования отдельных эксплуатационных качеств, ранее рекомендо- 1 В последующем практика Государственных испытаний автомобилей была заменена междуведомственными испытаниями, назначаемыми Минавтопромом. 2 Великанов Д. П. Эксплуатационные качества отечественных автомо- билей. М., «Машгиз», 1953; М., «Автотрансиздат». 1956, 1962. 2* 35
ванные Е. А. Чудаковым, в частности следующие: вместо термина «емкость (тоннаж или пассажировместимость)» принят термин «вместимость», вместо «динамика» — «скоростные свойства (ско- ростность)», вместо «экономика» — «топливная экономичность». Ка- чество «устойчивость» введено составным в обобщающее качество «безопасность», которое ранее не предусматривалось. Качества «легкость управления», «мягкость хода», «запас хода», «использова- ние габарита и маневренность» введены составными в комплексное, обобщающее качество «удобство использования». Причем термин «мягкость хода» заменен на термин «плавность хода». Введено до- полнительное качество «долговечность». Одновременно были разработаны недостававшие ранее ряд из- мерителей эксплуатационных качеств и методы экспериментально- го или расчетного их определения. Потребовалось также установить новые измерители отдельных свойств. Была видоизменена экономическая характеристика автомо- биля, дополнительно введена графическая характеристика средних эксплуатационных расходов топлива в типичных дорожных услови- ях, устанавливаемых при разных состояниях массы автомобиля. Для оценки скоростных свойств были приняты также измерите- ли: средняя скорость движения в типичных для данного автомобиля дорожных условиях и характеристика скоростей движения при ус- тановившемся движении на подъемах конкретных значений, допу- стимых на тех дорогах, для которых данный автомобиль предназ- начен. Также были установлены измерители других эксплуатаци- онных качеств, проявляющихся в процессе движения автомобиля — проходимости, устойчивости, плавности хода и др. Эксплуатационные качества всех новых, базовых моделей авто- мобилей, которые ставились на производство в первое послевоенное десятилетие (1946—1956 гг.), установленные по результатам госу- дарственных испытаний, широко освещались в периодической и спе- циальной литературе. Были также опубликованы методы оценки эксплуатационных качеств автомобиля и способы эксперименталь- ного и расчетного определения их измерителей [5]. В последующем метод оценки совершенства конструкций авто- мобилей по значениям измерителей его эксплуатационных качеств получил широкое применение при всех видах междуведомственных и государственных испытаний автомобилей, при различных иссле- дованиях в научно-исследовательских и учебных институтах и на заводах. При этом получили дальнейшее развитие методы теорети- ческого и экспериментального определения отдельных измерителей. Значительному совершенствованию метода оценки эксплуата- ционных качеств автомобиля способствовал испытательный автомо- бильный полигон НАМИ. До его постройки определять прочность и долговечность автомобилей приходилось путем продолжительных пробеговых испытаний на дорогах общего пользования. Это крайне затрудняло проведение испытаний, препятствовало обеспечению ста- бильности дорожных условий и скоростей движения, неизбежно тре- бовало больших сроков. С появлением автополигона эти трудности 36
отпали. В настоящее время испытания прочности автомобилей про- водятся на специальных дорогах полигона со стабильными неров- ностями по установленным методикам. Испытания по оценке долго- вечности могут проводиться в минимальные календарные сроки при круглосуточном движении автомобилей. Сентябрьский (1965 г.) Пленум ЦК КПСС, а в последующем XXIII съезд КПСС поставили перед всей страной актуальную зада- чу коренным образом изменить отношение к экономической оценке деятельности во всех отраслях народного хозяйства и всемерно обеспечить существенное повышение эффективности общественного производства. В связи с этими решениями возникла необходимость разрабо- тать теоретические основы технико-экономической оценки эффек- тивности транспортных средств. Оценивать совершенство конструк- ции автомобиля только по значениям измерителей его эксплуатаци- онных качеств — стало недостаточным. Появилась необходимость определять: в какой степени конструкция автомобиля обеспечивает возможность выполнять перевозки с минимальной себестоимостью, при минимальных затратах труда как на выполнение самих перево- зок, так и на погрузку, выгрузку, все виды технических обслужива- ний и ремонтов; как обеспечена сохранность груза или удобство пас- сажиров при перевозке; как обеспечена безопасность, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду (токсичность, шум- ность) . Соответствующие теоретические основы технико-экономической оценки автомобилей были разработаны в Институте комплексных транспортных проблем при Госплане СССР [6]. Согласно этому методу для технико-экономической оценки эф- фективности автомобиля установлены следующие измерители: за- траты на перевозку; производительность автомобиля; трудоемкость использования автомобиля; энергоемкость перевозок; металлоем- кость перевозок (материалоемкость). Разработанный метод технико-экономической оценки автомоби- лей на протяжении ряда лет используется в практической деятель- ности ИКТП. В частности, он применяется для анализа эффектив- ности автомобильных транспортных средств, установления рацио- нальных направлений дальнейшего развития их конструкции, планирования развития автомобильного парка, разработки рекомен- даций по дальнейшему развитию автомобильного производства и для определения основных направлений научно-технического про- гресса в области автомобильных транспортных средств. Таким образом, в настоящее время наиболее всесторонняя оцен- ка совершенства конструкции автомобиля может быть произведена путем теоретического и экспериментального установления количест- венных значений измерителей его эксплуатационных качеств и на этой основе определения также количественных значений конечных технико-экономических измерителей его эффективности. На схеме (рис. 4) изображена системная связь между элемента- ми конструкции автомобиля, его эксплуатационными качествами 37
Элементы конструк- ции автомобиля Эксплуатационные качества Элементы эффек. ю- ности использова а я Рис. 4. Системная связь между конструкцией автомобиля и эффективностью его использования и элементами эффективности использования, характеризующая ме- тод оценки совершенства его конструкции1. На этой схеме указаны следующие пять основных элементов кон- струкции автомобиля, изображенные в треугольниках в левой сто- роне: масса и общая компоновка; кузов (и кабина); двигатель; трансмиссия; ходовая часть (рама, подвеска, колеса, шины, рулевое управление, тормозные механизмы). В зависимости от конкретной решаемой задачи могут быть вы- делены не пять, а большее количество элементов конструкции авто- мобиля. Принципиального значения это не имеет. Каждый из выделенных элементов конструкции автомобиля оп- ределяет количественные значения измерителей разных эксплуата- ционных качеств автомобиля. Эти взаимосвязи указаны на схеме стрелками, упирающимися в объединяющие вертикальные линии,, каждая из которых связана (жирной точкой) с горизонтальной ли- нией, входящей сплошной стрелкой в соответствующее эксплуата- ционное качество. В случае если данный элемент конструкции вли- яет лишь на какое-либо одно эксплуатационное качество (например, 'Великанов Д. Развитие метода оценки совершенства конструкции ав- томобиля.— «Автомобильный транспорт», 1973, № 1, с. 38—42. 33
«кузов» на «вместимость»), то объединяющей вертикальной линии не требуется и взаимосвязь между ними (стрелка и жирная точка) изображается одной горизонтальной или ломаной линией. Основные эксплуатационные качества автомобиля изображены в средней части схемы в прямоугольниках. Конечные критерии совершенства конструкции автомобиля — элементы, характеризующие эффективность его использования,— изображены в правой части схемы в овалах. В настоящем своем виде изложенный метод позволяет достаточ- но полно и всесторонне оценивать совершенство конструкции авто- мобилей. Указанные на схеме взаимосвязи между элементами кон- струкции автомобиля и его оценочными параметрами в большинст- ве своем уже достаточно изучены, характеризуются конкретными измерителями, выражаемыми количественными значениями. Недо- статочно еще разработаны способы оценки сохранности перевозимо- го груза, измерители удобства и утомляемости пассажиров, безопас- ности автомобиля и некоторые другие. Однако это не препятствует практическому применению метода. § 3. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЯ Качеством любого изделия или вида продукции называется со- вокупность его свойств, обусловливающих его пригодность удовлет- ворять определенные потребности в соответствии с его назначением (ГОСТ 15467—70). Автомобиль является определенного вида изде- лием, поэтому к нему относится вышеприведенное определение ка- чества, установленное стандартом. В принципе было бы желательным оценивать автомобиль каким- либо одним обобщающим показателем, однозначно выражающим его качество. Однако этому препятствует сложность устройства со- временного автомобиля, многочисленность различных отдельных его свойств и особенностей конструкций, многообразие различных их сочетаний и разная их значимость в зависимости от условий экс- плуатации и вида перевозок. Как известно, существует большое количество совершенно одно- типных автомобилей одинакового назначения, но имеющих различ- ные конструкции, выпускаемые разными фирмами и заводами. Качество каждого из этих автомобилей может быть признано одинаково высоким, что подтверждается наличием покупательного спроса на каждый из них. При этом каждый из этих автомобилей в сравнении с другим может иметь определенные преимущества и не- достатки в разных условиях использования или для разных потреб- ностей. Поэтому однозначное определение качества автомобиля не позволяет достаточно всесторонне и полно характеризовать совер- шенство его конструкции, степень его приспособленности к тем или иным дорожным условиям или видам использования. Учитывая указанные специфические особенности автомобиля, закономерно определять совершенство его конструкции не одним обобщающим качеством, а комплексом отдельных наиболее показа- 39
тельных его эксплуатационных качеств, т. е. в принципе сохранить метод оценки совершенства конструкции автомобиля, предложен- ный академиком Е. А. Чудаковым, получивший дальнейшее разви- тие в период после Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. и широко применяемый в настоящее время. Каждое отдельное эксплуатационное качество автомобиля, вхо- дящее в их комплекс, характеризуется сочетанием определенных его свойств и особенностей конструкции. В последние годы в литературе отдельными авторами допуска- ется ошибочное использование терминологии в понятиях «эксплуа- тационное качество автомобиля» и «свойство автомобиля». В настоящей работе, как и в предыдущих, соблюдается значение термина «эксплуатационное качество автомобиля» такое, которое впервые было введено в 1928 г. академиком Е. А. Чудаковым Г Соответственно этому соблюдается следующее значение этих терминов. Свойством автомобиля называется присущая ему отличительная способность изменять свое состояние или положение в пространстве (местонахождение) под влиянием каких-либо внутренних или внеш- них физических факторов. Например: скоростными являются его свойства развивать определенные ускорения, максимальную ско- рость, тяговые усилия на подъемах; свойством автомобиля является устойчивость против скольжения, опрокидывания; свойством явля- ется способность противостоять износам (износостойкость) и др. По аналогии свойствами физических тел являются: переход из твердого состояния в жидкое или парообразное при определенной температуре и давлении, теплоемкость, электропроводность, твер- дость, упругость и др. Свойство существует безотносительно к условиям использова- ния, оно объективно и не может определяться как «эксплуатацион- ное» или «неэксплуатационное». ГОСТ 15467—70 для термина «свойство продукции» установлено следующее определение: «Объективная особенность продукции, про- являющаяся при ее создании, эксплуатации или потреблении». Эксплуатационным качеством автомобиля является сочетание определенных отличительных свойств и конструктивных особенно- стей автомобиля, которое характеризует его достоинства и степень его потребительского совершенства применительно к определенным условиям использования. Добавление к термину «качество» слова «эксплуатационное» подчеркивает, что достоинства характеризуются применительно к определенным условиям использования, типичным для данного ав- томобиля. Термин «качество» отвечает на вопрос «какой?» (хороший, пло- хой) и не может быть безотносительным к условиям эксплуатации (использования) данного предмета. В этом его основное, принципи- альное отличие от термина «свойство». 1 Оценка основных качеств автомобиля. — «Мотор», 1928, № 8, с. 133—137. Чудаков Е. А. Теория автомобиля. М.-Л., изд. ОНТИ НКТП, 1940. 40
Качество любого изделия может оцениваться лишь в сравнении с качеством другого, аналогичного. Точно так же каждое отдельное эксплуатационное качество автомобиля может использоваться для сравнительной оценки между собой только однотипных автомоби- лей одинаковой размерности и назначения. Нельзя сравнивать по значению эксплуатационных качеств конструкции, например, авто- мобиля фургона малой грузоподъемности и автомобиля — самосва- ла большой грузоподъемности. Количество разных эксплуатационных качеств автомобиля, ко- торые могут рассматриваться самостоятельно, довольно велико. Е. А. Чудаковым были рекомендованы 13 следующих качеств: дина- мика, экономика, надежность, проходимость, устойчивость, легкость управления, мягкость хода, простота ухода, емкость, запас хода, ис- пользование массы, использование габарита и маневренность. Кро- ме них, могут также рассматриваться такие эксплуатационные ка- чества, как, например: долговечность автомобиля, его приспособлен- ность к погрузке и выгрузке груза, удобство посадки и высадки пас- сажиров, степень обеспечения безопасности, запас хода автомобиля между потребностью в техническом обслуживании или ремонте, трудоемкость выполнения этих работ, удобство сидений пассажи- ров, защищенность кузова или кабины от попадания дождя и пыли, эффективность отопления и вентиляции, бесшумность и др. Каждое из названных эксплуатационных качеств следует изу- чить и стремиться к его совершенствованию в конструкциях созда- ваемых автомобилей. Но не все они имеют одинаковую значимость для обобщенной оценки автомобиля как транспортного средства. Для этой цели могут быть выделены основные эксплуатационные качества, которые в комплексе позволяли бы давать по возможно- сти наиболее полную обобщенную оценку автомобиля, его эффек- тивности, удобству и безопасности использования. Выделение этих основных эксплуатационных качеств делается на основе рассмотрения зависимости элементов эффективности ис- пользования автомобиля, показанных на схеме (см. рис. 4), от кон- структивных его особенностей. Большая часть элементов эффективности измеряется относитель- ными величинами на единицу транспортной работы, т. е. величина- ми, отнесенными к производительности автомобиля. Так, например, измеряются затраты: в копейках, отнесенных к тонно-километрам или к пассажиро-километрам; трудоемкость в человеко-часах, отне- сенных к тонно-километрам или к пассажиро-километрам; энерго- емкость в литрах, отнесенных к тонно-километрам или пассажиро- километрам; металло-емкость в килограммах, отнесенных к тонно- километрам или пассажиро-километрам. Поэтому первоначально рассматривается зависимость производительности автомобиля от его конструктивных особенностей. Для этого используются формулы годовой производительности, так как в них учитываются зависящие от конструкции простои авто- мобиля в ремонтах и технических обслуживаниях, которые в фор- 41
мулах часовой или суточной производительности отсутствуют. Эти формулы имеют следующий вид: для грузовых автомобилей и автопоездов U7 = 7 т-------ткм/год; (I) для автобусов W пасс-км/год; (2) для легковых автомобилей W^ny^LvJ'Da пасс-км/год (3) или Ьл = ъэТОа км/год, (4) где от — средняя техническая скорость, км/ч; оэ — эксплуатацион- ная скорость движения, км/ч; q — грузоподъемность, т; у — коэф- фициент использования грузоподъемности; п — количество пас- сажирских мест в автобусе или легковом автомобиле; уп — коэф- фициент наполнения автобуса или легкового автомобиля; I — средняя длина ездки с грузом, км; |3 — коэффициент использова- ния пробега; г]— коэффициент использования времени автобуса в наряде; /п — время простоя под погрузкой и выгрузкой за одну ездку, ч; Т — время работы в сутки, ч; D — количество дней ра- боты в году; а — коэффициент использования автомобиля за год; La — пробег легкового автомобиля за год, км. Приведенные формулы позволяют установить взаимосвязь меж- ду конструктивными особенностями и производительностью авто- мобиля, характеризуемую отдельными эксплуатационными качест- вами. В этих формулах могут быть выделены параметры, не связан- ные с конструкцией автомобиля. К ним относятся: количество дней работы в году D; время нахождения автомобиля в наряде в сутки Т, средняя длина ездки с грузом I; коэффициент использования пробе- га |3, коэффициент наполнения автобуса или легкового автомобиля уп и коэффициент использования времени автобуса в наряде ц. Эти параметры можно выделить в постоянные коэффициенты, обозначив их через а с соответствующим индексом. Тогда функциональную зависимость производительности от параметров, определяемых кон- струкцией автомобиля, можно выразить в следующем общем виде: для грузового автомобиля или автопоезда ^г = аг/(7уцт/пра); (5) для автобуса или легкового автомобиля Wa = aaf (лг>эа). (6) Все параметры в скобках в той или иной мере зависят от конст- рукции автомобиля. Для каждого из них можно установить эксплу- атационные качества, позволяющие оценивать особенности конст- рукции автомобиля. 42
Рис. 5. Схема зависимости производительности грузового автомобиля от элемен- тов его конструкции На схеме (рис. 5) изображена взаимосвязь между параметрами производительности и конструктивными особенностями грузового автомобиля (или автопоезда). Ниже рассматривается раздельно зависимость каждого из пара- метров производительности от конструкции автомобиля. Грузоподъемность автомобиля q определяется конструк- тивной размерностью и прочностью основных несущих узлов и аг- регатов его шасси: рамы, мостов, подвески, колес, шин и др. При ограничении дорожными нормами полной массы автомобиля грузо- подъемность зависит от собственной его массы: чем она меньше, тем соответственно больше грузоподъемность. Возможность полностью использовать грузоподъемность автомо- биля зависит от внутренних размеров кузова и объемной массы гру- за. Это требует учета второго параметра в формуле производитель- ности — коэффициента использования грузоподъ- емности у. Величина его может зависеть не только от размеров кузова, но в некоторых случаях от других особенностей его устрой- ства. 43
Грузоподъемность автомобиля в сочетании с возможным коэф- фициентом ее использования при перевозке груза определенной объ- емной массы и вида характеризуется эксплуатационным качеством, называемым вместимостью автомобиля. Техническая скорость автомобиля пт зависит: от мощности двигателя, полной массы автомобиля, передаточных отношений в трансмиссии, ее КПД, радиуса качения ведущих колес, величины сопротивления качению автомобиля и аэродинамического сопротивления движению. Средняя техническая скорость зависит также от действия тормозных механизмов автомобиля, параметров, определяющих его устойчивость и управляемость, обзорность доро- ги в дневное и ночное время, мягкости и прочности подвески, манев- ренности и ряда других особенностей конструкции, характеризую- щих дорожные его качества. Техническая скорость определяется как путь, пройденный авто- мобилем за суммарное время движения и простоев на линии, вызы- ваемых неисправностями автомобиля и их устранением. Поэтому она зависит от прочности и надежности деталей основных узлов ав- томобиля, определяющих его работоспособность, от стабильности регулировок механизмов, пусковых качеств двигателя, безотказно- сти действия электрооборудования и системы питания двигателя, надежности шин. В случае выполнения перевозок в затрудненных дорожных усло- виях средняя техническая скорость может зависеть от конструктив- ных особенностей, определяющих приспособленность автомобиля к работе в таких условиях. В частности, она может зависеть: от запа- сов тяги на низших передачах, сцепного фактора ведущих колес, до- рожных просветов, конструкции шин, рисунка их протектора, удель- ного давления на опорную поверхность, совпадения следов ко- лес разных осей и др. Комплекс названных конструктивных особенностей автомобиля характеризуется следующими тремя эксплуатационными качества- ми: скоростью движения (скоростностью), проходимостью и надеж- ностью автомобиля. Коэффициент использования автомобиля а вы- ражает количество его рабочих дней в году. Величина его, кроме организационных причин, также зависит от продолжительности про- стоев автомобиля в техническом обслуживании и ремонте. Следова- тельно, она определяется износостойкостью и прочностью его дета- лей, приспособленностью конструкции автомобиля к выполнению обслуживания и ремонта через возможно большие периоды време- ни. Эти конструктивные особенности автомобиля характеризуются тремя следующими эксплуатационными качествами: надежностью, долговечностью и простотой обслуживания и ремонта. Время простоя под погрузкой и выгрузкой tu мо- жет зависеть от устройства кузова, погрузочной высоты пола кузо- ва, конструкции бортов или в случае кузова-фургона от размеров дверей, их расположения и устройства, наличия и эффективности действия различных механизмов и специальных устройств для об- 44
Производительность пассажирского автомобиля Параметры, зависящие от конструкции Количество пассажир- ских мест Эксплуатационная скорость Коэффициент исполь- зования автомобиля Элементы, определяемые конструкцией автомобиля Ч <ъ §1^1 !>) (<• < чл э ч а 5 ч А> ^3 Сч - О -XJ •съ 4J 4J X. 3 у Ч-Ч с> S. t-ч У- эксплуатационные качества Вмести- мость Скорость движения (скорост- ное ть) Удобство использова- ния Проходи - мость На- деж- ность Про сто- Долговечг ность слущива- ния ире- монта Рис. 6. Схема зависимости производительности пассажирского автомобиля от элементов его конструкции легчения погрузки и выгрузки (самосвальных устройств, погрузчи- ков и др.). Это время также зависит от маневренности автомобиля, характеризуемой минимальным радиусом поворота, габаритным ко- ридором, простотой управления при движении задним ходом. На- званные особенности конструкции автомобиля характеризуются экс- плуатационным качеством, называемым удобство использования автомобиля. По аналогии могут быть выделены эксплуатационные качества, позволяющие оценивать конструктивные особенности, от которых зависят параметры производительности пассажирских автомобилей. Такая взаимосвязь изображена на схеме (рис. 6). При рассмотрении зависимости эффективности использования автомобиля от его конструкции необходимо учитывать не только эксплуатационные затраты автотранспортного предприятия или владельца автомобиля непосредственно на выполнение самих пере- возок, но и все связанные с ними другие виды затрат. В частности, необходимо учитывать также затраты на погрузочные и выгрузоч- ные работы, дорожную составляющую затрат, учитывать использо- вание капитальных вложений в перевозки. Полные приведенные затраты (Зп) на автомобильные перевозки выражаются в следующем виде: О [ЕСэ + £(К-О,ша)] 100 , , Зп=-^=------——------—------ коп/ткм или коп/пасс.-км, (7) 45
где 2СЭ—сумма всех эксплуатационных затрат за год, руб.; Е — отраслевой нормативный коэффициент эффективности капиталь- ных вложений, установленный в настоящее время; £ = 0,12; К — капитальные вложения в автомобильные перевозки, включаю- щие вложения в автомобили, материально-техническую базу и строительство дорог, руб.; 0,1Ца — ликвидная стоимость аморти- зированного автомобиля, руб. (Ца— стоимость нового автомо- биля) . Чем больше годовая производительность автомобиля при тех же годовых затратах, тем меньше затраты на единицу транспортной работы, тем эффективнее его использование. Зависимость производительности автомобиля от его конструк- ции была рассмотрена выше. Следовательно, затраты на перевозки находятся в зависимости от тех же конструктивных особенностей автомобилей, что и производительность, и могут оцениваться теми же установленными выше эксплуатационными качествами. Затраты на перевозки, кроме того, зависят еще и от ряда дру- гих конструктивных особенностей автомобилей, что требует рас- смотрения. Общая сумма эксплуатационных затрат на перевозки 2СЭ, вы- раженная в рублях за год, может быть расчленена по отдельным слагаемым — видам затрат или статьям расходов, и представлена в виде =сг4-см+Сш4-Сор-фСа-фс34“сн4-сп.в4-сл руб., (8) где Ст — затраты на топливо; См — затраты на эксплуатационные материалы; Сш — затраты на шины; Сор — затраты на техниче- ское обслуживание и текущие ремонты; Са — амортизация авто- мобиля и отчисления на капитальный ремонт; С3 — затраты на заработную плату водителя; Сн — накладные расходы; Сп-в — затраты на погрузочные и выгрузочные работы; Сд — дорожная составляющая. Каждый из видов эксплуатационных затрат на перевозки в той или иной мере зависит от конструкции автомобиля. В некоторых случаях эта зависимость существенна и оценка ее необходима, в других же случаях она настолько мала, что практического значения не имеет и ею можно пренебрегать. Например, накладные расходы автотранспортного предприятия при сравнении однотипных автомо- билей почти не зависят от их конструкции, поэтому эта зависимость может не рассматриваться. Также могут не учитываться затраты на эксплуатационные материалы. На схеме (рис. 7) изображена взаимосвязь между эксплуатаци- онными затратами на перевозки грузового автомобиля (или автопо- езда) и его конструктивными особенностями, характеризуемая оп- ределенными эксплуатационными качествами. Затраты на топливо Ст определяются его стоимостью и количеством, расходуемым на выполнение транспортной работы, 46
Топ л ибо Экономичность двигателя; пе- редаточные от- ношения и КПД трансмиссии; .радиус качения колес; сопроти- вления качению и азродинамц- ческое; полная масса автомо- биля, ее соот- ношение с гру- зоподъемностью, стоимость mod плиВа Эксплуатационные затраты на грузовые перевозки — Накладные расходы Слагаемые,зависящие от конструкции 1 1 1 1 ' Шины Техни ческое об- служивание и ремонт Амортизация Заработная плата водителя Погрузочные и выгрузочные работы Дорожная составляющая 1 1 „ । Элементы, определяемые конструкцией автомобиля J 1 1 - Износостой - кость, прочность, срок службы шин (ходимостьрра- вномерность по- груженности на Веек колесах; стабильность углов установ- ки колес,совер- шенство тор - мозных меха- низмов; балан- сировка колес; стой мость шин Износостой- кость и проч- ность деталей; стабильность рееулировок механизмов; приспособлен- ность констру- кции к легкой, замене неиспра- вных деталей, агрегатов; ус- транению не- исправностей, техническому обслуживанию Срок службы автомобиля, его агрегатов, определяемый износостой- костью, проч- ностью дета- лей, узлов; стоимость автомобиля Затраты тру- да на вождение и путевое об- служивание ; усилия и необ- ходимое коли- чество дейст- вий для управ- ления автомо- билем; автома- тизация; удоб- ство места во- дителя; лег- кость путевого обслуживания Приспособлен- ность кузова к механизации погрузки и вы- грузки; к мини- мальной за- трате труда на am и работы; наличие специ- ального обору- дования, меха- низмов, снижа- ющих стои- мость этих работ Полная масса автомобиля; осевые нагру- зки ; удельные давления шин на дорогу; ско- рость движе- ния; габарит- ные размеры- длина, шири- на -1 1 Эксплуатационные каче ;тва - :—. Топливная зкономи чность Надежность Долговечность Простота об- служивания и ремонта Удобство использования Использование массы Рис. 7. Схема зависимости денежных затрат на грузовые перевозки от элементов конструкции автомобиля
выраженной в тонно-километрах или пассажиро-километрах. Рас- ход топлива зависит от совершенства конструкции двигателя, его КПД, т. е. полноты сгорания топлива, минимального удельного рас- хода величины расхода при работе на частичных нагрузках и пере- менных режимах. Расход топлива зависит от передаточных отноше- ний и КПД трансмиссии, радиуса качения колес, конструкции шин, сопротивления качению автомобиля и его аэродинамического сопро- тивления движению, от полной массы автомобиля. Особенности конструкции автомобиля, определяющие расход топлива на перевозки, характеризуются эксплуатационным качест- вом, называемым топливной экономичностью. Затраты на шины Сш зависят от их стоимости и срока службы (ходимости), который определяется износостойкостью про- тектора и прочностью каркаса. Срок службы шин зависит также от распределения массы автомобиля по колесам и отсутствия превы- шения нагрузок на шины над номинальными расчетными, углов установки управляемых колес и их стабильности в эксплуатации, балансировки колес, совершенства конструкции тормозов, равно- мерности нарастания тормозного усилия, распределения его по ко- лесам и стабильности регулировки в эксплуатации. Таким образом, срок службы шин зависит от конструктивных особенностей самих шин и автомобиля. Так как шины являются со- ставной частью автомобиля, срок службы и соответственно затраты на них характеризуются эксплуатационным качеством — долговеч- ностью. Затраты на техническое обслуживание и ре- монты СОр зависят от величины пробегов автомобиля до возник- новения потребности в выполнении этих работ и от их трудоемкости. Они определяются: износостойкостью и прочностью деталей автомо- биля, стабильностью регулировок механизмов, простотой и легко- стью его обслуживания, простотой замены неисправных деталей, аг- регатов, разборки и ремонта узлов и агрегатов. Эти конструктивные особенности автомобиля оцениваются тремя эксплуатационными ка- чествами: долговечностью, надежностью и простотой технических обслуживаний и ремонтов. Затраты на амортизацию автомобиля Са зависят от покупной его стоимости и срока службы до списания. Согласно действующим нормам амортизационные отчисления слагаются из сумм на восстановление начальной балансовой стоимости автомо- биля и сумм на капитальные ремонты. Обе эти части отчислений зависят от совершенства конструкции автомобиля, так как опреде- ляются иносостойкостью и прочностью его деталей. Эти конструк- тивные особенности характеризуются эксплуатационным качест- вом — долговечностью. Заработная пл ата водителя С3 определяется затратой его труда на вождение и путевое обслуживание автомобиля. Труд водителя зависит от степени автоматизации процессов управления, наличия контрольно-измерительных приборов и их качества, удоб- ства устройства рабочего места водителя, расположения органов 48
управления, вентиляции, отопления, легкости путевого обслужива- ния, легкости смены неисправной шины, устранения мелких неис- правностей. Действующая система заработной платы водителей не находит- ся в прямой зависимости от совершенства конструкции автомобиля. Тем не менее теоретически такая зависимость закономерна. Кон- структивные особенности автомобиля, обеспечивающие простоту и легкость управления и путевого обслуживания, характеризуются обобщенным эксплуатационным качеством: удобством использова- ния автомобиля. Затраты на погрузочные и выгрузочные рабо- ты Си-в зависят от приспособленности конструкции автомобиля к возможности выполнения этих работ с минимальной затратой тру- да и минимальной стоимостью использования механизмов. При руч- ном способе погрузки и выгрузки имеет значение погрузочная высота кузова, высота бортов, количество открывающихся бортов, размеры дверного проема в кузовах — фургонах. При механизиро- ванном способе погрузки и выгрузки решающее значение имеет при- способленность кузова к использованию тех средств механизации, которые рациональны применительно к видам перевозимых грузов. В конструкции автомобиля могут предусматриваться различные по- грузочные механизмы: самосвальные устройства, разгрузчики и дру- гое оборудование для уменьшения затрат на эти работы. Приспо- собленность конструкции автомобиля к этим работам характеризу- ется качеством: удобство погрузки и выгрузки, которое входит составной частью в обобщающее качество,— удобство использова- ния автомобиля. Дорожная составляющая в затратах на перевозки Сд учитывает восстановление капиталовложений в строительство до- рог и все расходы по их содержанию и ремонту. Она пропорцио- нальна изнашивающему воздействию автомобиля на дороги и раз- меру занимаемого пространства на проезжей части. Дорожная составляющая зависит от полной массы автомобиля, величины осе- вых нагрузок и их соотношений с предельно допустимыми на тех ви- дах дорог, на которых автомобиль используется, удельных давле- ний шин на дорогу, скоростей движения и габаритов автомобиля. Чем меньше собственная масса автомобиля, тем в среднем меньше его изнашивающее воздействие на дорогу. Поэтому, хотя и косвенно, дорожная составляющая может характеризоваться эксплуатацион- ным качеством использования массы автомобиля. Взаимосвязь между конструктивными особенностями пассажир- ского автомобиля и эксплуатационными затратами на перевозки та- кая же, как на грузовые, за исключением того, что отсутствуют за- траты на погрузочные и выгрузочные работы. Капитальные вложения К в формуле (7) могут в некоторой сте- пени зависеть от конструктивных особенностей автомобиля. Но за- висимость эта невелика и не вызывает необходимости в оценке дру- гими эксплуатационными качествами, кроме уже установленных. 49
Трудоемкость использования грузового автомобиля выражается формулой Т 1 г Тв + Тп-в + Тор + Тду100 чел.-ч/100 ткм, (9) где Тв — трудовые затраты времени водителей за год, чел.-ч; Тп-в —трудовые затраты грузчиков и механизаторов, выполняю- щих погрузку и выгрузку за год, чел.-ч; Тор — трудовые затраты времени персонала, выполняющего техническое обслуживание и ремонт автомобиля, за год, чел.-ч; Тау —трудовые затраты ад- министративно-управленческого и обслуживающего персонала, за год, чел.-ч. Последний вид трудовых затрат административно-управленче- ского персонала практически от конструкции автомобиля не зави- сит и может не рассматриваться. Зависимость трудозатрат от использования грузового автомоби- ля и его конструкции изображена на схеме (рис. 8). Труд водителей Твв человеко-часах за год формально от конструкции автомобиля не зависит. Однако от совершенства кон- струкции ряда элементов автомобиля зависит интенсивность этого труда, количество требуемой энергии на его выполнение, степень утомляемости водителя. От конструкции автомобиля зависят: вели- Трудоемкость использования грузового автомобиля Слагаемые, зависящие от конструкции Рис. 8. Схема зависимости трудоемкости использования грузового автомобиля от элементов его конструкции 50
чина усилий на приведение в действие органов управления автомо- билем, требуемая частота пользования ими, удобство их расположе- ния, степень автоматизации операций по управлению автомобилем; устройство рабочего места водителя, соответствие анатомическим размерам водителя параметров сиденья и спинки и наличием их регулировок; температурный режим в кабине, эффективность вен- тиляции, отопления; совершенство обзорности в любых погодных условиях в дневное и ночное время, при обычном движении и при маневрированиях задним ходом; удобство и надежность пользова- ния контрольно-измерительными приборами световой и звуковой сигнализацией; простота и легкость выполнения работ по путево- му обслуживанию автомобиля (смене колеса с неисправной шиной, заправке, устранению мелких неисправностей и др.), легкость пуска двигателя (в зимнее время) и др. Перечисленные особенности конструкции автомобиля характе- ризуются эксплуатационным качеством: удобство использования. Труд грузчиков и механизаторов Т п.в непосредствен- но зависит от приспособленности конструкции автомобиля к вы- полнению погрузки и выгрузки грузов. При ручном выполнении этих работ может иметь значение высота расположения пола ку- зова, размеры и устройство дверей (кузов-фургона), внутренняя высота кузова, наличие и удобство устройств для крепления гру- за, приспособленность к использованию средств малой механиза- ции, наличие на автомобиле устройств, облегчающих погрузку и выгрузку. При механизированном выполнении погрузки и выгруз- ки также имеет значение приспособленность конструкции автомо- биля к выполнению этих работ при наиболее эффективном исполь- зовании механизмов с минимальной затратой труда и времени ме- ханизаторов. Приспособленность конструкции автомобиля к выполнению погрузки и выгрузки характеризуется эксплуатационным качест- вом: удобство погрузки и выгрузки, которое входит составным в комплексное качество — удобство использования автомобиля. Труд персонала, выполняющего техническое обслуживание и ремонт, Tov непосредственно зависит от требуемого объема этих работ за период годовой эксплуатации, определяемого конструкцией автомобиля. Он зависит от износо- стойкости и прочности деталей, стабильности регулировок меха- низмов, запасов хода (пробегов) автомобиля между потребностью в выполнении работ по техническому обслуживанию и ремонту. Этот труд зависит также от приспособленности конструкции авто- мобиля к его выполнению с минимальной затратой времени, от доступности мест крепления и точек, требующих обслуживания, возможности механизировать эти работы. Приспособленность конструкции автомобиля к минимальной затрате труда на его поддержание в исправном состоянии харак- теризуется тремя эксплуатационными качествами: надежностью, долговечностью и простотой технического обслуживания и ре- монта. 51
Трудоемкость использования пассажирского автомобиля зави- сит от тех же конструктивных особенностей, что и грузового, за исключением отсутствующих при этом трудовых затрат на погруз- ку и выгрузку. Качество перевозки в части, зависящей от конструкции автомо- биля, характеризуется обеспечением сохранности груза, а приме- нительно к пассажирам обеспечением удобства их поездки. Сохранность груза в зависимости от его вида может обеспечиваться различными конструктивными особенностями авто- мобиля. Все виды товарной продукции требуют при перевозке за- щиты от попадания на них пыли, грязи, дождя или снега, защи- щенности от ветра, солнца. Для сохранности пищевых продуктов необходимо в конструкции кузова предусматривать поддержание требуемой температуры. При перевозке ломких, хрупких и взрыво- опасных грузов по неровным дорогам существенное значение име- ет мягкость подвески и плавность хода автомобиля. Многие виды грузов имеют специфические свойства. Для обеспечения их сох- ранности при перевозке необходимы специальные конструктивные особенности автомобилей. Совершенство конструкции грузового автомобиля в части его приспособленности к сохраненной и удобной перевозке тех видов грузов, для которых он предназначен, характеризуется эксплуата- ционным качеством — удобство использования автомобиля. Удобство поездки пассажиров зависит от следующих особенностей: конструкции автомобиля: устройства и размерных параметров сидений; плавности хода автомобиля — отсутствия колебаний, вредных или утомительных для человеческого орга- низма; эффективности действия системы вентиляции, отопления или кондиционирования воздуха; защищенности от шума, попада- ния в кузов пыли, дождя, холодного водуха, отработавших газов двигателя; защищенности от чрезмерного нагрева солнечными лу- чами в летнее время; обзорности; наличия дополнительного обору- дования, создающего комфорт и удобство поездок (часы, радио- трансляция, телевидение, прикуриватели, пепельницы и др.). Названные особенности конструкции автомобиля оцениваются комплексным эксплуатационным качеством — удобство исполь- зования автомобиля. Важнейшим элементом эффективности использования автомо- биля является его безвредность как для окружающей среды, так и для пассажиров, водителей и лиц, осуществляющих его эк- сплуатацию. Безвредность автомобиля в широком понимании этого термина включает его безопасность при движении, отсутствие загрязнения и отравления окружающей среды, бесшумность и безопасность при обслуживании и ремонте. Зависимость безвредности автомобиля от его конструктивных особенностей изображена на схеме (рис. 9). Безопасность автомобиля в процессе его движения зави- сит от совершенства конструкции тормозных механизмов — безот- 52
Рис. 9. Схема зависимости безвредности автомобиля от элементов его конструкции казности и эффективности их действия, обеспечения оптимального соотношения в распределении тормозного усилия между колесами автомобиля; она зависит от конструктивных параметров, опреде- ляющих устойчивость и управляемость автомобиля, обзорности дороги с места водителя в любых условиях погоды, в дневное и ночное время, эффективности действия сигнализиации. В случае дорожно-транспортного происшествия последствия его могут быть уменьшены соответствующими конструктивными мероприятиями. К их числу относятся: подголовники на сиденьях, ремни, энерго- поглощающие рулевые колонки, устранение выступающих деталей в кузове, которые могут наносить травмы и др. Особенности конструкции автомобиля, которые определяют степень его безопасности, характеризуются комплексом отдельных его качеств, таких, как: тормозные свойства, устойчивость, управ- ляемость, обзорность и др. Эти его качества могут рассматриваться как составные, в ком- плексе определяющим обобщающее эксплуатационное качество, называемое безопасностью автомобиля. Отсутствие загрязнения автомобилем окружа- ющей среды зависит от совершенства конструкции двигателя: полноты сгорания в нем топлива при работе на разных режимах; отсутствия в отработавших газах вредных компонентов, вызыва- ющих отравление или задымление атмосферного воздуха; наличия на автомобиле нейтрализаторов отработавших газов и эффектив- 53
ности их действия; предотвращения попадания картерных газов в наружную атмосферу. Загрязнение атмосферного воздуха отработавшими или картер- ными. газами двигателей может быть вредным для здоровья людей. Как известно, в больших городах с высоким насыщением автомоби- лями, концентрация отравляющих компонентов из отработавших газов двигателей во многих случаях стала превышать допустимые нормы и создавать опасность здоровью населения. Поэтому осо- бенности конструкции автомобилей, определяющие отсутствие от- равления и загрязнения окружающей атмосферы закономерно ха- рактеризуется обобщающим эксплуатационным качеством — без- опасностью автомобиля. Бесшумность автомобиля зависит от совершенства конст- рукции его двигателя, коробки передач, главной передачи, колес- ных тормозов, шин, кузова, от стабильности их бесшумности в про- цессе эксплуатации, плотности всех креплений. Особенности конструкции автомобиля, определяющие его бес- шумность, могут характеризоваться двумя эксплуатационными ка- чествами — безопасностью автомобиля и удобством использования. Энергоемкость перевозок, т. е. среднее количество энер- гии, которое необходимо расходовать на данном автомобиле на 1 ткм или 1 пасс-км, зависит от тех же конструктивных его осо- бенностей, которые были рассмотрены выше затраты на топливо. Соответственно они характеризуются тем же эксплуатационным качеством — топливной экономичностью. Металлоемкость перевозок на автомобиле, т. е. затрата метал- ла на единицу транспортной работы, выражается, как установлено в трудах по эффективности автомобиля [6], формулой М = ————-000 кг/1000 ткм или кг/1000 пасс-км (10) lCTaijm где G — масса автомобиля в снаряженном состоянии, кг; GH— масса неметаллических частей автомобиля (шин, деревянного кузова, обивочных материалов, аккумулятора), кг; G3 — мас- са топлива, воды, масла, заправочных материалов, кг; G3 — масса запасных частей и металла, расходуемого за срок амортизации автомобиля, кг; -т]т — коэффициент использования металла при производстве автомобиля; W— среднегодовая производительность автомобиля, ткм или пасс-км; Та — амор- тизационный срок службы автомобиля, годы. Из этой формулы видно, что при той же производительности автомобиля затраты металла на перевозки будут тем меньше, чем меньше собственная масса автомобиля G и чем меньше потреб- ность в запасных частях и его ремонтах в период эксплуатации. Таким образом, металлоемкость перевозок зависит от совер- шенства конструкции автомобиля в части обеспечения минималь- ной его собственной массы при определенной вместимости без ущерба его прочности и надежности, а также от износостойкости и 54
срока службы его деталей. Эти особенности конструкции автомоби- ля характеризуются тремя эксплуатационными качествами: исполь- зованием массы, надежностью и долговечностью. Проведенное выше рассмотрение зависимостей элементов эф- фективности использования автомобиля от его конструкции позво- ляет выделить основные эксплуатационные качества для комплек- сной оценки его конструктивного совершенства. Эти качества и элементы эффективности, которые они позволяют оценивать, све- дены в табл. 9, из которой видно, что одним и тем же эксплуата- ционным качеством могут одновременно характеризоваться не- сколько элементов эффективности использования автомобиля. Таблица 9 Комплекс основных эксплуатационных качеств автомобиля № Эксплуатационное качество автомобиля Элемент эффективности использования, который данное качество характеризует 1 Вместимость Производительность. Затраты на перевозки 2 Использование массы Затраты на перевозки. Металлоем- кость перевозок 3 Скорость движения (скоростность) Производительность. Затраты на перевозки 4 Проходимость Производительность (в затруднен- ных условиях движения) 5 Безопасность, в том числе: тормозные свойства; устойчи- вость; управляемость; обзор- ность; эффективность сигнализа- ции; загрязнение окружающей среды; бесшумность Безвредность (для окружающей среды, пассажиров, водителя и лиц, осуществляющих эксплуатацию ав- томобиля) 6 Топливная экономичность Затраты на перевозки. Энергоем- кость перевозок 7 Долговечность Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки 8 Надежность Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки 9 Удобство использования, в том чис- ле: плавность хода; комфортабель- ность (удобство пассажиров); простота управления; путевого обслуживания; маневренность; удобство погрузки, выгрузки; со- хранность груза Утомляемость пассажиров. Со- хранность груза. Трудоемкость пере- возок. Затраты на перевозки. Произ- водительность 10 Простота технического обслужива- ния и ремонта Производительность. Трудоемкость. Затраты на перевозки Каждое из эксплуатационных качеств имеет неодинаковую зна- чимость для автомобилей разного типа и назначения. Так, напри- мер, для городского автобуса качество проходимости не имеет та- кого же существенного значения, какое оно имеет для грузового 55
Таблица 10 Эксплуатационные качества, являющиеся важнейшими для автомобилей разного типа Разновидности автомобилей по типам и назначению Эксплуатационные качества, являющиеся для данной разновидности автомобилей важнейшими Легковые Личного пользования и прокатные Такси, ведомственные Ведомственные высшего класса, са- нитарные скорой помощи и др. Ведомственные и другие, используе- мые на грунтовых дорогах Удобство использования, безопасность, топливная экономичность, надежность, простота обслуживания и ремонта, ис- пользование массы Удобство использования, безопасность, долговечность, надежность Скорость движения, удобство исполь- зования, безопасность, надежность Проходимость, удобство использова- ния, надежность Автобусы Внутригородские, пригородные, междугородные, туристские, экскур- сионные Местные (внутрирайонные), школь- ные, общего назначения Удобство использования, безопасность, скорость движения, надежность, долго- вечность, простота обслуживания и ре- монта Удобство использования, безопас- ность, надежность, проходимость Грузовые Малой грузоподъемности, до 2 т Средней грузоподъемности, от 2 до 5 т Большой грузоподъемности, более 5 т Большой и особо большой грузо- подъемности для внедорожных пере- возок Вместимость, использование массы, топливная экономичность, удобство ис- пользования (погрузки, выгрузки, ма- невренность), безопасность Вместимость, использование массы, топливная экономичность, проходи- мость, долговечность, надежность, про- стота технического обслуживания и ре- монта, безопасность Использование массы, скорость движе- ния, безопасность, топливная экономич- ность, долговечность, надежность, про- стота обслуживания и ремонта Вместимость, надежность, долговеч- ность, топливная экономичность, просто- та обслуживания и ремонта, удобство использования (погрузки, выгрузки, ма- невренность, легкость управления) автомобиля средней грузоподъемности, предназначенного для ра- боты в условиях сельской местности по грунтовым дорогам со снежным покровом в зимнее время. Также для городского авто- буса имеют меньшее значение и могут допускаться пониженные показатели топливной экономичности и использования массы, если за счет этого обеспечивается увеличение удобств пассажиров или 56
надежность движения автобуса по установленному графику. В противоположность этому, например для междугородного автопо- езда большой грузоподъемности, использование массы или топлив- ная экономичность являются одними из основных качеств. Долго- вечность не имеет существенного значения для автомобилей с ма- лым годовым пробегом и т. д. В табл. 10 указаны наиболее важные эксплуатационные ка- чества для автомобилей разных типов и назначений. При оценке совершенства конструкций соответствующих автомобилей этим ка- чествам уделяется особое внимание. Численные значения их из- мерителей будут оказывать решающее влияние на общую оценку конструкции автомобиля. Проведенное рассмотрение позволяет признать, что все установ- ленные десять основных эксплуатационных качеств автомобиля являются необходимыми для характеристики совершенства его конструкции и оценки его эффективности. Комплекс этих качеств позволяет достаточно полно и всесторонне давать общую оценку автомобилю как транспортному средству. Все рассмотренные выше зависимости эффективности исполь- зования автомобиля от его конструкции и установленный ком- плекс основных эксплуатационных качеств в полной мере относит- ся как к одиночному автомобилю, так и к автопоезду любого вида. § 4. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ Автомобили создаются применительно к определенным усло- виям эксплуатации. Соответственно совершенство их конструкций и эффективность использования должны оцениваться и характери- зоваться применительно к тем условиям эксплуатации, для кото- рых каждый данный вид автомобиля предназначен. Сопоставление и сравнительная оценка между собой закономерна лишь для авто- мобилей не только одинакового типа и размерности, но и предназ- наченных для одинаковых условий эксплуатации. Этим определя- ется необходимость более детального рассмотрения понятия усло- вия эксплуатации. Условиями эксплуатации автомобилей называются особенности выполнения перевозок, определяемые сочетаниями различных внешних факторов. Обобщающее определение «условия эксплуата- ции» слагается из следующих трех самостоятельных, четко разли- чающихся слагаемых условий эксплуатации: транспортных, до- рожных и природно-климатических. Каждое из них характеризу- ется определенными факторами [5]. А. Транспортные условия характеризуют сле- дующие факторы. Вид груза — его наименование, физико-механи- ческие свойства, объемная масса (т/м3), вид упаковки, размер и масса единицы, условия обеспечения сохранности при перевозке, ценность, срочность доставки. Объем перевозок — количество гру- за, которое требуется перевозить в единицу времени (т/сутки, ме- сяц, год). Партионность отправок — количество груза, которое тре- 57
буется перевозить на одном автомобиле (автопоезде) единовре- менно (т, кг); возможность укрупнения партионности. Дальность перевозок — расстояния (км), на которые перевозят грузы. Различаются дальние, междугородные на расстояние 50 км и более и местные в пределах до 50 км. Способы погрузки и выгрузки, которые могут быть механизиро- ванными с применением тех или других средств механизации и руч- ными. Режим работы — время пребывания автомобиля в наряде (сут- ки, ч), средний суточный пробег (км), количество дней работы в году, средний годовой пробег (км), равномерность перевозок по часам суток, дням недели, месяцам года, организация работы во- дителей. Вид маршрутов и организация перевозок — маршруты маятни- ковые, кольцевые. На дальних перевозках система перевозок мо- жет быть по тяговым плечам или сквозная. Условия хранения, технического обслуживания и ремонта авто- мобилей — хранение в закрытом помещении или безгаражное; тех- ничекое обслуживание — централизованное или рассредоточенное; степень механизации, организация ремонта. Применительно к пассажирским перевозкам вместо факторов, связанных с грузом, транспортные условия характеризуются фак- торами, определяемыми пассажирами. Виды пассажирских перевозок: автобусные могут быть марш- рутными городскими, пригородными, междугородными, местными, экскурсионными или др.; на легковых автомобилях могут быть так- сомоторные, служебные, личные или прокатные. Пассажиропотоки, осваиваемые перевозками, их величина (пасс/ч, пасс/сут), равномерность, другие особенности. Б. Дорожные условия характеризуют следую- щие факторы. Прочность дорожного покрытия мостов и дру- гих сооружений, определяемая предельно допустимой осевой на- грузкой транспортных средств (тс) и их полной массой (т). Рельеф местности — равнинный, холмистый, горный. Элементы профиля и плана дорог — наибольшие величины про- дольных уклонов (их частота, протяжение), извилистость дороги в плане, ширина проезжей части, количество полос и другие пара- метры, определяемые нормативными величинами для дорог разной технической категории. Ровность дорожного покрытия, определяемая его типом (капи- тальное цементнобетонное или асфальтобетонное) со стабильной ровностью покрытие усовершенствованное облегченное с пони- женной нестабильной ровностью, покрытие переходного типа (ще- беночное, булыжное, гравийное и др.), грунтовые дороги разной ровности. Интенсивность движения —средняя годовая, суточная, часо- вая, стабильность плотности движения по дням недели и по часам суток, характер движения (поточное, одиночное), вид движения (городское, внегородское, внедорожное). 58
Стабильность проезжего состояния, характеризуемая засне- женностью в зимнее время (ее продолжительностью), а на грунто- вых дорогах — затрудненностью движения в период дождей; нали- чием пыли и другими условиями. В. Природно-климатические условия. На терри- тории СССР имеются зоны: умеренного климата, холодного клима- та и жаркого климата, различающиеся в основном температурами атмосферного воздуха, а также рядом других особенностей. Автомобильные перевозки могут производиться при различных сочетаниях названных условий эксплуатации. Количество сочета- ний этих факторов очень велико. Поэтому условия эксплуатации автомобилей весьма многообразны. Конструкции современных базо- вых автомобилей создаются преимущественно для наиболее рас- пространенных сочетаний условий эксплуатации. Транспортные условия эксплуатации определили широкое рас- пространение автомобилей, конструкции которых узко специализи- рованы и максимально приспособлены для перевозки определенно- го одного или нескольких видов грузов. Все эти автомобили создаются, как правило, на шасси базовых автомобилей универ- сального назначения. По транспортным условиям эксплуатации различаются конструкции шасси автомобилей, предназначаемые для местных и дальних перевозок. Дорожные условия эксплуатации оказывают наиболее сущест- венное влияние на конструкцию базовых автомобилей. Резко стали различаться автомобили по предельно допустимым осевым на- грузкам. Также отличаются конструкции автомобилей, предназна- ченных для перевозок по дорогам с ровным, усовершенствованным покрытием, от используемых на дорогах переходного типа с не- ровной поверхностью или от автомобилей повышенной проходи- мости, на которых выполняются перевозки в условиях труднопро- ходимых грунтовых дорог. Существуют разные методы классификации дорожных условий эксплуатации автомобилей. В каждом случае это определяется поставленной задачей. Принято деление дорожных условий экс- плуатации на три категории по их влиянию на периодичности тех- нических обслуживаний, ремонтов и сроки службы автомобилей (см. табл. 22), установленное многолетним опытом эксплуатации автомобилей [26]. Для дифференциации дорожных условий, определяющих спе- циализацию конструкций автомобилей, эта классификация не мо- жет быть использована, так как в ней нет подразделения дорог по предельно допустимым осевым нагрузкам. Подразделение дорожных условий по конструктивным особен- ностям базовых автомобилей приведено в табл. И. По природно-климатическим условиям эксплуатации автомоби- лей территория СССР подразделяется на три следующие географи- ческие зоны [15], показанные на карте (рис. 10): умеренного кли- мата; холодного климата; жаркого и высокогорного климата, автомобилей специализированных конструкций, наиболее приапособ- 59
Таблица 11 60 Дорожные условия эксплуатации автомобилей 1 Группа 1 Вид дорожных условий Кате- гория Техни Расчетная скорость движения, км/ч * ческие п Ширина полос движе- ния араметры Наиболь- шие укло- ны про- дольные, %0 * Средний коэффи- циент со- противле- ния каче- нию Стабильность проезжего состояния Общие особенности конструкции автомобилей Подгруппы дорожных условий по характеру движения 1 Автомобильные до- роги общего пользо- вания с капитальными типами покрытий — цементобетонным, ас- фальтобетонным и др. I II III 150 (120-80) 120 (100-60) 100 (80-50) 3,75 3,75 3,75 (3,5) 30 (40—60) 40 (50-70) 50 (60-80) 0,012 0,012 0,012 Круглогодовая; в зимнее время обеспе- чена снегоуборка и предохранение от скользкого, обледене- лого состояния Осевая нагрузка от одиночной оси не бо- лее 10 тс Минимальная соб- ственная масса Внегород- ское движе- ние Городское движение 2 3 Дороги общего пользования с усо- вершенствованными облегченными и пе- реходными типами покрытий гравийными бу- лыжными и др. Дороги общего пользования низше- го типа, без твердого покрытия: грунтовые профилированные и улучшенные добав- ками III IV У 100 (80-50) 80 (60-40) 60 (40-30) 3,5 3,0 2,25 (6 (7 50 0-80) 60 0—90) 70 (90- -100) 0,015 0,020 0,03- -0,05 В зимнее время снежный покров В периоды пере- увлажненного состо- яния и в зимнее вре- мя проезд может быть затруднен Осевая нагрузка от одиночной оси — не более б тс Увеличенные проч- ность ходовой части и проходимость Осевая нагрузка от одиночной оси не бо- лее 6 тс. Увеличен- ные прочность ходо- вой части и проходи- мость Внегород- ское дви- жение Движение местное на низовой сети дорог Городское движение Преиму- щественно движение местное 4 Грунтовые естест- венные дороги и без- дорожье разного ви- да: стерня, пахота, песок, кочки, броды, заболоченная мест- ность, снежный по- кров, зимники и др. Регламентации отсутствуют Проезжее состоя- ние затруднено и за- висит от времени го- да и погодных усло- вий Повышенная проч- ность несущей и хо- довой части; высокая проходимость Движение в сельской, лесной или не населен- ной местно- сти 5 Дороги ведомст- венного назначения: строительные, карь- ерные, лесовозные и др. Общие регламентации отсутствуют Зависит от назна- чения и устройства дороги Зависят от вида перевозок — В скобках указаны величины, относящиеся к трудным участкам дорог в пересеченной и горной местностях.
61
Рис. 10. Карта природно-климатических зон СССР, для которых необходима специализация конструкций автомобилей; / — зона умеренного климата; 2 — зона холодного климата; 3 — зона жаркого и высокогорного климата
ленных к температурным и дру1им природным особенностям каждой из них. Зона холодного климата занимает самую большую часть терри- тории СССР— 13,9 млн. км2, что составляет 62,1%. Юго-западная ее граница проходит по южным границам Мурманской и Архангель- ской области и Коми АССР, по юго-западным границам Тюмен- ской, Омской, Новосибирской областей и Алтайского края до госу- дарственной границы с МНР. Северная, восточная и южная границы зоны холодного климата проходят по государственным сухопутным и морским границам СССР. Климатические условия зоны холодного климата характеризуют- ся низкими абсолютными температурами наружного воздуха зимой (ниже —50°С), низкой средней температурой самою холодного месяца января (ниже —20° С), продолжительностью зимнего перио- да со снежным покровом (200—280 дней в году) и суровостью кли- мата некоторых районов. Автомобили, предназначаемые для перевозок на территории зо- ны холодного климата, должны иметь системы охлаждения, пита- ния и смазки двигателя, приспособленные для надежной работы при температурах воздуха до —60° С. Место расположения двига- теля должно быть теплоизолировано, а сам двигатель приспособ- лен к легкому пуску при низких температурах воздуха, а при без- гаражном хранении к его разогреву. Аккумуляторная батарея тре- бует утепления. Шины, все резинотехнические детали, а также детали, изготовленные из полимерных материалов, должны быть морозостойкими. Следует использовать только специальные топли- ва, смазочные масла, тормозную и другие жидкости, рассчитанные на применение при низких температурах. Необходимо предусмотреть теплоизоляцию и отопление кабины и кузова, а также внутренний обогрев переднего стекла токопро- водящей пленкой и т. д. Промышленностью создан ряд разновидностей серийных авто- мобилей в специальном северном исполнении, которые уже выпу- скаются заводами. Зона жаркого климата занимает 1,7 млн. км2, т. е. 7,6% терри- тории СССР. Северной границей этой зоны является изотерма средних температур наиболее жаркого месяца июля +26° С. Она занимает территорию средней Азии и Закавказья и ограничивается с запада, юга и востока государственной границей СССР. По при- родно-климатическим условиям зона жаркого климата подразде- ляется на три части: пустынную, высокогорную и субтропическую, имеющие свои характерные особенности. Пустынная часть зоны жаркого климата занимает центральную и западную части Средней Азии. Максимальные температуры ат- мосферного воздуха достигают в этой зоне 45—48° С. Поверхность грунта нагревается до 70—80° С. Лето жаркое, сухое, недостаток влаги способствует образованию большого количества пыли, осо- бенно на лёссовых грунтах. Почти на всем пространстве этой части жаркой зоны зимы со снежным покровом практически не бывает. 63
Высокогорная часть зоны жаркого климата занимает восточные районы Средней Азии и почти весь Кавказ. Высота горных перева- лов превышает 2000 м и достигает 4700 м над уровнем моря (пере- вал Ак-Байтал на Памире). При этом из-за снижения атмосферного давления существенно уменьшается мощность двигателя (на 30— 40%) и соответственно снижаются тягово-скоростные свойства ав- томобиля [11]. Для дорог в высокогорной местности характерны длительные подъемы и спуски на перевальных участках протяже- нием до 15—20 км. В плане высокогорные дороги могут иметь зна- чительную извилистость с крутыми поворотами, ограничивающими возможность применения трехосных автомобилей и автопоездов с большой габаритной длиной. Автомобили, предназначаемые для перевозок на территории зоны жаркого климата, должны иметь [5] усиленные системы ох- лаждения двигателя, замкнутого типа, устраняющие потери ох- лаждающей жидкости от испарения, а также масляные радиаторы для охлаждения масла в системе смазки двигателя. На автомоби- лях, работающих в пустынной части зоны, необходима усиленная пылезащита двигателя и всех смазываемых узлов шасси; рациона- лен забор воздуха для двигателя вне капота из зоны наименее на- греваемой и запыленной. Шины, все резинотехнические изделия и детали из полимерных материалов, топливо, масла, тормозная жидкость и другие материалы должны быть рассчитаны на обеспе- чение надежной работы при высоких температурах, характерных для зоны жаркого климата. Аккумуляторная батарея должна быть размещена в наименее нагреваемой зоне автомобиля. Помещения водителя и пассажиров должны быть отделены от двигателя на- дежной теплоизоляцией. Крыша также должна иметь эффектив- ную теплоизоляцию от нагрева солнечными лучами. Пассажирский кузов или кабина водителя должны быть оборудованы вентиляцией, пылезащитен или кондиционированием воздуха. Для уменьшения нагрева поверхностей автомобиля, на которые попадают солнечные лучи, они окрашиваются в светлые тона, стойкие против солнечной радиации, а на сиденья надеваются легкие чехлы. Для использования в высокогорной местности требуются спе- циализированные конструкции двигателей автомобилей, в которых по возможности устранены высотные потери мощности [11]. Это до- стигается соответствующей конструкцией систем питания с высот- ной корректировкой, введением изменения степени сжатия и т. д. На высокогорных дорогах целесообразен специальный подбор оп- тимальных передаточных отношений в трансмиссии, специальное устройство тормозных механизмов-замедлителей и др. Зона умеренного климата занимает 6,8 млн. км2, т. е. 30,3% от всей территории СССР. Эта зона расположена на территории меж- ду зонами холодного и жаркого климата. В зоне умеренного кли- мата сосредоточена преобладающая часть автомобильного парка СССР. Поэтому все применяемые стандартные автомобили конст- руктивно наиболее приспособлены к перевозкам на территории этой зоны. 64
Глава III ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА АВТОМОБИЛЕЙ И ИХ ИЗМЕРИТЕЛИ § 1. ВМЕСТИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Вместимостью автомобиля является наибольшее количество грузов или пассажиров, которое может единовременно перевозить- ся автомобилем, определяемое его прочностью и размерами кузова. Применительно к грузовому автомобилю она называется грузовме- стимостью, применительно к пассажирскому —пассажировмести- мостью или просто вместимостью автобуса, вместимостью легкового автомобиля. Грузовместимость. Обычно наибольшее количество груза, кото- рое может быть единовременно перевезено на автомобиле, принято называть его грузоподъемностью. Грузоподъемность является од- ним из основных параметров автомобиля, определяющим размер- ность и прочность всех несущих деталей его шасси. Однако она не всегда выражает действительное количество груза, которое может быть перевезено на автомобиле. Это количество будет еще зависеть от объемной массы груза и внутренних размеров кузова и от осо- бенностей его устройства. В начальный период развития грузового автомобилестроения все автомобили определенной грузоподъемности выпускались с одина- ковым кузовом, обычно бортовой платформой, универсального, мно- гоцелевого назначения. В последующем экономически стало оправ- данным специализировать перевозки и преимущественно применять автомобили с кузовами, конструктивно приспособленными для пе- ревозки одного определенного или нескольких видов грузов. При этом определилась необходимость, чтобы конструкция кузова и его внутренние размеры обеспечивали возможность полного использо- вания номинальной грузоподъемности при перевозке тех видов (или вида) грузов, для которых автомобиль предназначен. Соответствен- но оценка грузовместимости автомобиля приобрела существенное значение. Все сказанное относится также к прицепам и полуприце- пам, так как они являются составным элементом автопоезда. Грузовместимость автомобиля оценивается следующими изме- рителями: грузоподъемностью, т; удельной объемной грузоподъем- ностью, т/м3; коэффициентом грузовместимости. Грузоподъемность является основным измерителем гру- зовместимости автомобиля. Конструктор создает автомобиль или автопоезд заданной пол- ной массы, которой определяются прочность, а следовательно, раз- меры всех несущих деталей, узлов и агрегатов автомобиля, мощ- ность двигателя, параметры трансмиссии, колес и шин. Полная масса автомобиля слагается из его собственной массы в снаряженном состоянии, массы водителя и полезной грузоподъ- 3-1281 65
емности. Масса кузова может быть различной в зависимости от его специализации. Чем она больше при определенной полной массе автомобиля, тем соответственно меньше его полезная грузоподъ- емность. Номинальной принято считать полезную грузоподъемность ба- зовой модели обычно с кузовом бортовая платформа. То же отно- сится к номинальной грузоподъемности полуприцепов и прицепов. В период, когда все грузовые автомобили имели универсальное назначение и предназначались для использования в любых дорож- ных условиях, заводами-изготовителями для одной и той же модели устанавливалась уменьшенная грузоподъемность при работе в тя- желых дорожных условиях. По мере развития специализации конструкций автомобилей их несущая способность приспосабливалась к работе в тех дорожных условиях, для которых данный автомобиль был преимущественно предназначен. Так, несущая способность агрегатов автомобиля-са- мосвала карьерного типа или полноприводного автомобиля повы- шенной проходимости несравненно больше, чем у автомобиля той же грузоподъемности, предназначенного для перевозок по дорогам с ровным усовершенствованным покрытием или только для город- ских перевозок. Поэтому в настоящее время каждая разновидность грузового автомобиля имеет единое, вполне определенное значение грузоподъ- емности. Удельная объемная грузоподъемность является отношением полезной грузоподъемности к внутреннему объему ку- зова и измеряется в тоннах на кубический метр. Грузовместимость оценивается применительно к тем видам гру- зов, для перевозки которых данный автомобиль предназначен. Ос- новным параметром, характеризующим каждый вид груза, являет- ся его объемная масса, которую принято выражать также в тоннах на кубический метр. Поэтому количественное значение удельной объемной грузоподъемности автомобиля непосредственно показы- вает, что при перевозке всех грузов более «тяжеловесных», т. е. имеющих более высокую объемную массу, чем удельная объемная грузоподъемность автомобиля, его полезная грузоподъемность мо- жет использоваться полностью. При перевозке же всех видов грузов с меньшей объемной массой, т. е. для данного автомобиля «легко- весных», его грузоподъемность полностью не может использоваться, он будет работать с недогрузкой, т. е. с пониженной производи- тельностью. В случае открытой бортовой платформы эта недогруз- ка может быть устранена или уменьшена путем увеличения высоты бортов или погрузки груза выше их уровня. У автомобилей с бортовой платформой малой грузоподъемности, на которых преимущественно перевозятся легковесные грузы, удель- ная объемная грузоподъемность имеет меньшие значения (0,44- 4-0,5 т/м3) в сравнении с автомобилями большой грузоподъемно- сти. Ее зависимость от номинальной грузоподъемности для отечест- венных автомобилей изображена на графике (рис. 11). 66
Коэффициент грузо- вместимости характе- ризует Степень возможного ис- пользования полезной грузо- подъемности автомобиля при перевозке грузов с разным объ- емным весом и другими осо- бенностями. В основном степень воз- можного использования полез- ной грузоподъемности автомо- биля зависит от соотношения между внутренними геометри- ческими размерами кузова и объемной массой груза. Одна- ко она может также зависеть от особенностей груза и конст- рукции кузова. Все эти факто- ры учитываются коэффициен- том грузовместимости. Коэффициент грузовмести- мости определяется примени- тельно к конкретному виду гру- за и его упаковки. Он выража- ется в следующем виде: Рис. И. Зависимость удельной объ- емной грузоподъемности автомобилей с открытой бортовой платформой от грузоподъемности (Н) где Кв — внутренний геометрический объем кузова автомобиля, м3; т]-0 — коэффициент использования объема кузова при данном ви- де груза; Z — объемная масса груза, т/м3; q — полезная грузо- подъемность автомобиля, т. При значениях коэффициента гру- зовместимости равных или больше единицы (уд^1) грузоподъ- емность автомобиля может быть использована полностью. Чем меньше значения коэффициента грузовместимости, тем меньше используется грузоподъемность автомобиля. Умножение коэффициента грузовместимости на 100 показывает в процентах, какая часть полезной грузоподъемности автомобиля может быть использована при перевозке данного вида груза. Это удобно для практического использования. Коэффициент использования объема кузова iqv, который введен в выражение коэффициента грузовместимости, является отношени- ем фактически используемого объема кузова при данном виде груза и его упаковки к полному геометрическому его объему. В случае возможности полного использования объема кузова, например по- грузки бортовой платформы вровень с бортами, или кузова фургона на полную его высоту, коэффициент использования объема кузова равен единице. Когда же по особенностям данного вида груза и условиям его перевозки полный внутренний объем кузова не может з* 67
быть использован, коэффициент использования объема кузова бу- дет меньше единицы. Невозможность использования полного внутреннего объема ку- зова автомобиля может иметь место по разным причинам. Напри- мер, при перевозке в автомобиле с бортовой платформой или с от- крытым кузовом-самосвалом навалочных и насыпных грузов — зерна, картофеля, свеклы и других, погрузка их производится ниже уровня бортов платформы на 50—100 мм, чтобы предотвратить по- тери при перевозке. Это соответствует коэффициенту использования объема кузова Ло=0,90 -4- 0,93. При движении по ровным до- рогам величина этого коэффициента может иметь более высокие значения, а при движении по неровным дорогам, на которых воз- можны перекосы кузова, толчки и нужно оставлять большее рас- стояние до кромки бортов, — более низкие значения. Довольно ча- сто верхняя часть закрытого кузова-фургона не может быть ис- пользована из-за затрудненности ее загрузки. Нередко объем кузова автомобиля не может быть полностью использован из-за отсутствия кратности размеров штучного груза с его размерами. При этом чем больше размеры груза и меньше размер кузова, тем большая часть площади пола кузова может остаться неиспользованной. На схеме (рис. 12) показаны характерные случаи неполного использования объема кузова из-за отсутствия кратности размеров тары и размеров кузова автомобилей. Подсчеты величины коэффициента использования объема кузова отечественных автомобилей показали, что для разных видов штуч- ных грузов и схем их укладки значения коэффициента г)?? могут находиться в следующих пределах: Ящики, кипы................................................ 0,60—0,95 Мешки, кули............................................... 0,904-1,00 Бочки, рулоны............................................. 0,404-0,70 Бревна, брусья, дрова..................................... 0,704-1,00 В наиболее неблагоприятных -случаях, например при перевозке бочек или ящиков большого размера на автомобилях малой грузо- подъемности, величина коэффициента использования объема кузо- ва может снижаться до 0,4-4-0,5. В некоторых случаях полный объем кузова не может быть ис- пользован вследствие особенностей внутренних его форм. Напри- мер, на полу кузова могут быть выступы над задними колесами, что также учитывается коэффициентом использования его объема. При перевозке в открытом кузове некоторых видов грузов они могут быть погружены выше уровня бортов. В этих -случаях коэф- фициент использования объема кузова будет больше единицы. Та- кой способ часто применяется при перевозке штучных или затарен- ных грузов. Грунт, камень и другие инертные навалочные грузы также могут быть нагружены в кузов автомобиля-самосвала выше уровня его бортов в средней части кузова. Для этих случаев числен- ные значения коэффициента использования объема кузова могут находиться в пределах 1,204-1,30. 68
Ящики., кипы Поперечная Продольная 7^=0,61-0,92 т^=0,63-0,95 Комбинированная ' 7^0,85-0,93 Бочки., Вертикаль- ная оядами, 7>= 0,99-0,67 Вертикальная комбинированная 71=0,61-0,88 Лежачая продольная р=0,39-0,56 поперечная 7[=0,90-О,61 Комбиниро- ванная 71=0,99-0,69 Вертикальная Гориоонтальная Горизонтальная Г[=0,60-0,82 поперечная продольная 71=0,73-0,89 71=0,82-0,85 Комбиниро- ванная 7[р=0,81-0,85 Рис. !2. Использование площади пола кузова при перевозке штучных грузов, в зависимости от способа укладки (черным показана неиспользованная площадь) Фактически возможная грузоподъемность автомобиля или ав- топоезда при перевозке грузов с различной объемной массой, т. е. его грузовместимость, может оцениваться графическим методом. Для этой цели строится график (рис. 13), на котором по вертикали откладывается количество груза в тоннах, фактически вмещающе- гося в кузов автомобиля, а по горизонтали — объемная масса гру- за (в т/м3). Каждой разновидности автомобиля или автопоезда в зависимости от размеров его кузова на таком графике будет соот- ветствовать определенная ломаная линия, состоящая из наклонно- го участка, проходящего через начало координат, и горизонтально- го участка, соответствующего номинальной грузоподъемности дан- ного автомобиля или автопоезда. Точка перелома этих двух прямых линий определяется объемной массой груза и является удельной объемной грузоподъемностью автомобиля. Начиная от этой точки в правую сторону, т. е. для всех грузов с большей объемной массой, полностью используется грузоподъемность автомобиля. На рис. 13 69
Рис. 13, Характеристики грузовместимо- сти трех автомобилей: а — грузоподъемностью 7,5 тс (МАЗ-500); б — грузоподъемностью 2,5 тс (ГАЗ-51А); в — грузоподъемностью 1 тс (УАЗ-451 ДМ) изображены характеристики грузовместимости (ломаные линии) для трех автомобилей: одного грузоподъемностью 7,5 т (а), удельная объемная грузоподъемность которого со- ставляет 1,0 т/м3; другого гру- зоподъемностью 2,5 т (б), удельная объемная грузоподъ- емность которого составляет 0,64 т/м3 и третьего грузоподъ- емностью 1т (в) с удельной объемной грузоподъемностью 0,5 т/м3. Высота вертикали, восстановленной из точки, со- ответствующей объемной мас- се какого-либо груза, до пере- сечения с ломаной линией — характеристикой грузовмести- мости автомобиля, указывает количество данного вида груза в тоннах, которое может поместиться в кузове этого автомобиля. Так, при перевозке груза с объемным весом 0,45 т/м3 (комбикорм, овес) размеры кузова автомобиля (а) позволяют поместить в нем всего лишь 3,4 т (вместо 7,5 т), что составит его грузовместимость при перевозке данного вида груза. Соответственно грузовмести- мость автомобиля (б) при перевозке данного вида груза будет рав- на 1,75 т, а автомобиля (в) —0,9 т. Очевидно, что чем меньше значение удельной объемной грузо- подъемности автомобиля, т. е. чем меньше расстояние ординаты точки перелома линии характеристики грузовместимости автомо- биля от начала координат, тем при большей номенклатуре грузов может быть полностью использована номинальная грузоподъем- ность автомобиля, тем выше его коэффициент использования грузо- подъемности при перевозке легковесных грузов. Таблица 12 Объемы бортовых платформ автомобилей по ГОСТ 8891—58 Номинальная грузоподъем- ность автомо- биля, т Объем кузова, м3 не менее Удельная объ- емная грузо- подъемность, т/м3 Номинальная грузоподъем- ность автомо- биля, т Объем кузова, м8 не менее Удельная объ- емная грузо- подъемность, т/м3 1,0 2,0 0,50 6,0 6,5 0,92 1,5 3,0 0,50 7,0 7,0 1,00 2,0 4,0 0,50 8,0 8,0 1,00 2,5 4,5 0,55 9,0 9,0 1,00 3,0 5,0 0,60 10,0 10,0 1,00 4,0 5,5 0,73 12,0 12,0 1,00 5,0 6,0 0,83 70
Таблица 13 Рекомендуемые объемы кузовов-фургонов н внутренняя ширина кузова по данным исследования НИИАТ Тип транспортного средства Грузоподъ- емность, т Внутренний объем кузова, м8 Внутренние ширины кузовов, мм основной для перевозки легковесных грузов (0,12— 0,15 • т/м3) Автомобиль-фургон 0,5 1,75-2,0 4,0-5,0 1360, 1520, 1695 1,0 3,5-4,0 8,0—10,0 1695, 1750, 1820 1,5 5,25-6,0 12,0-15,0 1900, 1960, 2030 3,0 10,5—12,0 24,0—30,0 2180, 2270, 2380 Полуприцеп-фургон 6,0 18,0—21,0 — 2180, 2380 10,0 30,0—35,0 — 15,5 46,5-54,25 — 23,0 69-80,5 — С 1 марта 1959 г. в СССР ГОСТом 8891—58 регламентированы полные объемы кузовов бортовых платформ в зависимости от гру- зоподъемностей автомобилей (табл. 12), а также предусмотрено, что внутренняя высота бортов платформы должна быть не менее 500 мм и не более 800 мм. С каждым годом все более широкое применение получают авто- мобили с кузовом-фургоном. Для того чтобы полностью использо- вать грузоподъемность этих автомобилей, необходимо обеспечить требуемые внутренний объем и размеры кузова. На основе прове- денного исследования НИИАТом рекомендованы рациональные объемы кузовов-фургонов и их внутренняя ширина, приведенные в табл. 13 *. Основой выбора внутренней ширины кузова было ус- ловие рационального размещения стандартизированных и пакети- рованных грузов, габариты которых определены ГОСТ 11320—65, а также поддонов размерами 800X1200 мм и 1000X1200 мм. Пассажировместимость. Пассажировместимостью, или просто вместимостью, называется количество пассажиров, которое может одновременно перевозиться в автобусе или легковом автомобиле. Пассажировместимость легкового автомобиля или автобуса определяется размерностями и прочностью деталей и узлов шасси, кузова и размерами пассажирского помещения. При этом каждое пассажирское место должно обеспечивать просторное и удобное размещение на нем пассажира. Для этого оно должно отвечать установившимся требованиям к габаритным размерам сидений и свободному пространству перед и над ними. * Островский Н. и Кузнецов С. Основные технико-эксплуатацион- ные требования к автомобилям н автопоездам с кузовами-фургонами. — «Авто- мобильный транспорт», 1974, № 1, с. 40—42. 71
Рис. 14. Полезная площадь внутригородского автобуса (заштрихована), зани- маемая сидящими пассажирами Роид и проезжающими стоя FCi ‘“У Рис. 15. Полезная площадь междугородного автобуса (заштрихована) Измерителями пассажировместимости являются: количество пассажирских мест (номинальное); площадь пола автобуса на од- но место для сиденья; площадь пола городского автобуса для про- езда пассажира стоя; коэффициент мест для сиденья (в городском автобусе). Вместимость автобуса находится в прямой зависимости от его полезной площади, т. е. площади, непосредственно используе- мой для размещения пассажиров. В городских и пригородных автобусах полезная площадь Fn складывается из площади Fcm, занимаемой сидящими пассажира- ми и свободной от сидений площади F0T, отводимой для стоящих пассажиров (рис. 14). Площадь, занимаемая сидящими пассажи- рами, представляет собой сумму участков поверхности пола, нахо- дящихся под пассажирскими сиденьями, а также участков, распо- ложенных перед каждым сиденьем и предназначенных для ног си- дящих пассажиров. Для проезда стоящих пассажиров используются площади Fc/ и Fc-/", около дверей (накопительные площадки), и центральный проход между рядами сидений FCT". Полная полезная площадь городского автобуса будет состоять из следующих слагаемых: + + + + + М2. (12) 72
В междугородных и других автобусах, в которых разрешен про- езд только сидящих пассажиров (рис. 15), полезной является пло- щадь, занятая двухместными сидениями, размещенными около обеих боковых стенок кузова и рядом сидений, установленных у задней стенки, и включающая, как и у городских и пригородных автобусов, участки перед сиденьями для ног пассажиров. Таким образом, площадь центрального прохода и площадка у двери у этих автобусов в полезную площадь не входят. Чем больше при данных габаритных размерах полезная пло- щадь, тем больше вместимость и тем совершеннее конструкция и планировка автобуса с точки зрения полноты использования его размеров. Оценка вместимости автобуса производится путем определения соответствия каждого предусмотренного пассажирского места требованиям к средним размерам, выработанным многолетним опытом и базирующимся на средних анатомических размерах людей. ГОСТом 10022—75 установлены следующие нормы площади для пассажиров городских автобусов и троллейбусов: на одного сидя- щего пассажира — не менее 0,315 м2; на одного стоящего пассажи- ра— не менее 0,2 м2 (5 чел. на 1м2). В часы пик допускается уменьшение этой нормы до 0,125 м2 (8 чел. на 1 м2). Однако этот последний показатель не может служить основанием для определе- ния номинальной вместимости автобусов при планировании пере- возок. Его следует рассматривать как показатель предельного наи- большего наполнения, возможного в отдельных неблагоприятных случаях, необходимый для расчетов автобуса и его шин на проч- ность. В целях дальнейшего улучшения удобства поездок пассажиров норма площади, отводимой для каждого стоящего пассажира, долж- на быть в ближайшие годы увеличена с расчетом размещения на 1 м2 свободной площади пола пассажирского помещения автобуса не более 3 чел. В дальнейшем все пассажиры городских и приго- родных автобусов должны быть обеспечены местами для сидения. Установленная ГОСТ 10022—75 норма площади на одного си- дящего пассажира исходит из принятой ширины двухместного' си- денья 860 м. Она также нуждается в повышении, так как ширину одноместных сидений желательно увеличить не менее чем до 460 мм и двухместных до 920—950 мм. Шаг сидений, установленных друг за другом, согласно ГОСТ 10022—75 должен быть не менее 720 мм. Если сиденья обращены в сторону центрального прохода, накопительной площадки или пе- регородки, около которой они установлены, то для размещения ног сидящих на них пассажиров расстояние от передней кромки этих сидений до границы прохода, площадки или до перегородки должно быть не менее 250 мм. Приведенные величины, характеризующие размеры и располо- жение пассажирских сидений, применимы для оценки пассажиро- вместимости городских и пригородных автобусов, предназначенных 73
Рис. 16. Типичные планировки внутриго- родских и пригородных автобусов для обычных условий экс- плуатации. Однако для от- дельных случаев они требу- ют уточнения. Например, в северных районах Советско- го Союза в зимнее время одежда и обувь пассажиров требуют увеличения средних размеров сидений и более просторной их расстановки. В автобусах, специально предназначеных для пере- возки детей, размеры сиде- ний могут быть, наоборот, уменьшены. Отечественная промышленность таких ав- тобусов пока не производи- ла, однако уже в ближай- шие годы они должны будут выпускаться для перевозки школьников в сельской мест- ности, для обслуживания пионерских лагерей, детских домов отдыха и санаториев. Кроме величины полез- ной площади и норм площа- ди, отводимой для каждого пассажира, на вместимость городских и пригородных автобусов оказывает существенное влияние характер планировки пассажирского помещения, определяемый отношением числа мест для сидения к общей вместимости. Это отношение называется ко- эффициентом мест для сидения в городском автобусе и выражается в следующем виде: ^сид . ^сид П (13) где «сид — количество мест для сидения; п — общее количество мест. Учитывая изложенное, следует считать предпочтительной для случаев использования автобусов на городских маршрутах с рез- кими колебаниями пассажиропотоков по времени суток планиров- ку с низким &свд порядка 0,2—0,35. Такое отношение числа мест для сидения к общей вместимости получается, когда для автобуса используют планировку пассажирского помещения, при которой у обеих боковых стенок кузова устанавливают одноместные си- денья или у одной стенки двухместные, а у другой одноместные си- 74
денья (рис. 16,а и б). И, наоборот, если пассажиропоток в течение суток изменяется незначительно, то лучшая комфортабельность проезда пассажиров достигается при использовании планировки с двухместными сиденьями у обеих боковых стенок и ксап = 0,54-0,6 (рис. 16, в). В отдельных случаях целесообразно применение комбинирован- ной планировки, когда на части длины пассажирского помещения сиденья устанавливают одноместные с одной стороны и двухмест- ные с другой, а на остальной части только двухместные. Такая планировка (рис. 16, а) принята, в частности, для «стандартного» городского автобуса западногерманским объединением обществен- ного транспорта. Для автобусов пригородных сообщений наиболее подходящей является планировка только с двухместными сиденьями, а при не- большой протяженности маршрутов — комбинированная. Для междугородных, туристских и автобусов местного сообще- ния, в которых проезд стоящих пассажиров не допускается, при- меняется исключительно планировка с двухместными сиденьями с обеих сторон прохода. В соответствии с действующей в СССР отраслевой нормалью автомобилестроения ОН 025 313-68 «Автобусы. Технические тре- бования» принято, что в средних и больших междугородных и ту- ристских автобусах ширина двухместных сидений должна быть не менее 900 мм, а шаг — 815 мм. Следовательно, площадь, занима- емая одним пассажиром, составляет как минимум 0,367 м2. В ту- ристских автобусах повышенной комфортабельности шаг сидений может достигать 900 мм, а площадь, занимаемая каждым пасса- жиром — 0,4 м2 и более. В автобусах местного сообщения размеры и шаг сидений обычно принимаются такими же, как в линейных городских автобусах. Вместимость легкового автомобиля определяется номинальным количеством пассажирских мест и оценивается в принципе так же, как автобуса, т. е. по соответствию каждого пассажирского места установившимся требованиям к его размерам. Принято, что ширина сиденья на каждого пассажира в легковом автомобиле должна быть не менее 500 мм. Остальные размеры свободного пространст- ва для ног пассажиров, над его головой на уровне плеч и т. д. оп- ределяют скорее комфортабельность поездки пассажира, чем вме- стимость и оцениваются эксплуатационным качеством — удобство использования автомобиля. В отдельных случаях для перевозки пассажиров используются серийные грузовые автомобили. При этом пассажиры размещаются на укрепленных в кузове сиденьях (досках). Ширина каждого ме- ста должна быть не менее 450 мм, шаг сидений — не менее 600 мм. Устройство, расположение сидений, предельное число пассажиров (в зависимости от грузоподъемности автомобилей) и порядок их перевозки регламентируются действующими правилами дорожного движения. 75
§ 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАССЫ АВТОМОБИЛЯ Использованием массы автомобиля называется соотношение между его собственной массой в снаряженном состоянии и полезной нагрузкой. Использование массы характеризует совершенство кон- струкции автомобиля и является одним из важнейших эксплуата- ционных качеств. Собственная масса автомобиля должна быть возможно мини- мальной при условии обеспечения прочности, надежности и долго- вечности всех его деталей, узлов и агрегатов, а также высоких зна- чений всех других эксплуатационных качеств. Минимальная собственная масса автомобиля достигается ра- циональной конструкцией всех его узлов и агрегатов, при наиболее экономичном использовании в них металла и других материалов. Этим обеспечивается наименьшее расходование металла и материа- лов при производстве автомобиля и наименьшая его себестои- мость. Наряду с этим минимальная собственная масса автомобиля ха- рактеризует экономичность перевозок, так как каждый лишний до- полнительный килограмм массы автомобиля приходится постоянно перевозить на нем вместо полезного груза, что вызывает добавоч- ный непроизводительный расход топлива, дополнительный износ шин, затрату тяговых свойств двигателя и т. д. Особенно большое значение имеет рациональное использование массы для автомобилей и автопоездов большой грузоподъемности, предназначенных для массовых перевозок на дорогах общего поль- зования. Для этих автомобилей особенно эффективно всемерное повышение полезной грузоподъемности. В то же время их полная масса ограничена предельно допустимыми осевыми нагрузками по соображениям сохранности дорог. Снижение собственной массы таких автомобилей при условии обеспечения необходимой их проч- ности дает возможность при той же полной массе соответственно увеличить количество перевозимого полезного груза. А это, в свою очередь, приводит к повышению производительности труда и сни- жению затрат на перевозки. Измерителем использования массы автомобиля (или автопоез- да) является коэффициент снаряженной массы, пред- ставляющий собой отношение собственной массы автомобиля в сна- ряженном состоянии Go к массе соответствующей номинальной по- лезной нагрузки q: = • (14) Этот коэффициент аналогичен коэффициенту тары, принятому на всех других видах транспорта. Полезная нагрузка автобуса или легкового автомобиля уста- навливается из расчета массы одного пассажира, равной в среднем 70 кг. В автобусах масса багажа на каждого пассажира принима- ется: в местных и пригородных 5 кг и в междугородных 15 кг. В лег- ковых автомобилях масса багажа принимается 10 кг на пассажира. 76
Для оценки пассажирских автомобилей наряду с коэффициен- том снаряженной массы может также применяться показатель, ко- торый является отношением массы автомобиля в снаряженном со- стоянии Go к номинальному количеству пассажирских мест п: — кг/пасс. (15) п Он показывает, сколько килограммов массы данного оценивае- мого автомобиля приходится перемещать при перевозке на нем од- ного пассажира. При установлении численных значений коэффициентов снаря- женной массы собственная масса автомобиля принимается в сна- ряженном состоянии, т. е. в полностью укомплектованном и заправ- ленном виде, в соответствии с техническими условиями на него и при наличии на нем предусмотренного комплекта инструментов и запасного колеса. Закономерно, чтобы собственная масса автомобилей одинаковой грузоподъемности и с одинаковым кузовом различалась в зависи- мости от дорожных условий, для работы в которых они предназ- начены. Автомобили, конструкции которых созданы для работы на доро- гах с ровным, усовершенствованным покрытием, например, для пе- ревозок только в городах или только на магистралях, могут иметь минимальную собственную массу. Их детали, узлы, агрегаты под- вергаются наименьшим динамическим нагрузкам. Следовательно, они могут иметь наименьшие запасы прочности и соответственно наименьшие размерности и массу. Однотипные автомобили, но предназначаемые для эксплуатации на дорогах, которые могут находиться в неровном состоянии, зако- номерно будут иметь более высокую собственную массу. Их детали подвергаются более высоким динамическим нагрузкам, требующим более высоких запасов прочности. Автомобили, предназначаемые для работы в наиболее тяжелых дорожных условиях или бездорожье, например карьерные само- свалы или полноприводные повышенной проходимости, будут иметь при той же грузоподъемности наибольшую собственную массу. Их детали и узлы могут подвергаться не только наибольшим динамиче- ским нагрузкам, но также должны быть рассчитаны на возможные перекосы рам и другие нагружения, возможные в наиболее затруд- ненных условиях движения. Таким образом, коэффициенты снаряженной массы могут со- поставляться только у однотипных автомобилей, конструкции кото- рых предназначены для использования в одинаковых дорожных условиях. Также закономерно сопоставление этих коэффициентов только между автомобилями с кузовами одинакового назначения, так как у автомобилей разного назначения масса кузова может быть раз- личной. 77
Рис. 17. Зависимость коэффициента снаряженной массы автомобилей с бор- товой платформой от грузоподъемности Рис. 18. Зависимость коэффициента сна- ряженной массы городских автобусов от вместимости Для автомобилей, предназ- наченных для использования в одинаковых дорожных услови- ях и оборудованных кузовами одинакового типа, коэффици- ент снаряженной массы будет различным в зависимости от ве- личины их грузоподъемности (рис. 17). Наиболее низкие значения коэффициента снаряженной массы — в пределах до 0,5-4- 0,6, т. е. наилучшее использо- вание массы достигнуто в кон- струкциях современных меж- дугородных автопоездов пре- дельно допустимой наибольшей массы. Коэффициент снаряженной массы отечественных автомо- билей имеет несколько более высокие значения, чем у зару- бежных аналогов. Это объясня- ется более тяжелыми дорож- ными и климатическими усло- виями эксплуатации автомоби- лей в нашей стране, требующи- ми более высоких запасов про- чности и соответственно увели- ченных размеров и массы от- дельных деталей и узлов. На графике (рис. 18) изоб- ражена зависимость показате- лей использования массы для городских автобусов от их вме- стимости. Из этого графика видно, что чем больше вмести- мость автобуса, тем рациональ- нее используется его масса. Если у 10-местного автобуса РАФ-977ДМ на каждого пас- сажира приходится 172 кг собственной массы, то у 80-местного ЛиАЗ-677 всего лишь 98 кг. Для анализа совершенства конструкции автомобиля в отноше- нии экономии металла и других материалов применяется измери- тель коэффициент сухой массы, для чего в формулах (14) и (15) вместо массы автомобиля в снаряженном состоянии принимается его масса в сухом состоянии, т. е. без запасного колеса, комплекта инструментов, топлива, воды, масла и других рабочих жидкостей. 78
Для однотипных автомобилей закономерно сопоставление массы одинаковых по наименованию агрегатов и узлов. В автомобильном производстве могут допускаться отклонения от массы автомобиля, указанной в его технической характеристике. Поэтому при оценке эксплуатационных качеств автомобиля его мас- са определяется непосредственным взвешиванием (с точностью ±1 кг) не менее чем трех образцов автомобилей и принимается сред- нее арифметическое значение массы. § 3. СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (СКОРОСТНОСТЬ) АВТОМОБИЛЯ Скоростью движения, или скоростностью, автомобиля называ- ется его способность доставлять грузы или пассажиров с мини- мальной затратой времени. Одним из основных достоинств и преи- муществ автомобиля перед другими видами наземного транспорта является высокая скорость перевозок. Поэтому скорость движения является одним из основных важнейших эксплуатационных качеств. Чем выше скорость движения, тем больше производительность ав- томобиля. Если рассматривать движение автомобиля изолированно от других транспортных средств и пешеходов, то скорость его зависит в первую очередь от конструктивных особенностей, определяющих его тягово-скоростные свойства, т. е. интенсивности разгона, мак- симальной скорости на горизонтальном участке, величин запасов тяги или динамического фактора на разных режимах работы дви- гателя. Соответственно скорость движения зависит от мощности двигателя, полной массы автомобиля, передаточных отношений в трансмиссии, ее КПД, радиуса качения ведущих колес, величины сопротивления качению и аэродинамического сопротивления дви- жению. Зависимости тягово-скоростных свойств автомобиля от его кон- струкции изучаются в теории автомобиля. Разработанные при этом закономерности и взаимосвязи позволяют установить измерители тягово-скоростных свойств, которые наиболее показательны для оценки эксплуатационного качества —скорости движения автомо- биля. Такими измерителями являются следующие: параметры ди- намической характеристики; характеристика скоростей движения на типичных дорожных подъемах; удельная мощность автомобиля; максимальная скорость движения; интенсивность разгона; средняя скорость движения в типичных условиях. Учитывая, что движение автомобиля слагается из периодически чередующихся разгонов, движения с установившейся скоростью, замедлений и торможений, М. И. Лурье и А. А. Токарев разрабо- тали так называемую «универсальную скоростную характеристику автомобиля» и «скоростной показатель автомобиля» для сравни- тельной оценки скоростных свойств '. Они основаны на расчетном Лурье М. И. иТокарев А. А. Скоростные качества и топливная экономичность автомобиля. М., «Машиностроение», 1967. 79
или экспериментальном определении средних скоростей за задан- ные циклы, включающие все четыре слагаемые фазы режимов движения. Применение таких показателей скоростных свойств за- кономерно, но установление количественных их значений требует значительной затраты труда, а главное, сами показатели не лише- ны условности. Поэтому пока еще эти методы не получили приме- нения. Скорость движения автомобиля, кроме того, что она определя- ется его тягово-скоростными свойствами, зависит также от других элементов конструкции, не имеющих отношения к этим свойствам. Она зависит от особенностей конструкции, которые определяют безопасность движения, как-то: эффективности действия тормозов, параметров, определяющих устойчивость и управляемость автомо- биля, обзорности дороги, эффективности сигнализации, конструк- ции подвески и плавности хода при движении по дорогам с неров- ностями, параметров, характеризующих проходимость при движе- нии в трудных дорожных условиях. Названные особенности кон- струкции автомобиля влияют не только на скорость движения, но в большей степени определяют уровень значений других эксплуата- ционных качеств — безопасности, удобства использования и прохо- димости. Поэтому их измерители рассмотрены в других разделах книги. Динамическая характеристика. Тягово-скоростные или динами- ческие свойства автомобиля были впервые изучены академиком Е. А. Чудаковым [32]. Предложенная им динамическая характеристика является об- щепринятой и позволяет достаточно всесторонне характеризовать эти свойства автомобиля. Динамическая характеристика представляет собой график, на котором по вертикали откладывается динамический фактор автомо- биля, а по горизонтали скорость движения. Динамическим фактором называется отношение тяговой силы на ведущих колесах за вычетом силы сопротивления воздуха к силе веса (массе) автомобиля. Он выражается в следующем виде: £>= p*~Pw- кгс/кгс, (16) G где D — динамический фактор; Рк— тяговая сила на ведущих ко- лесах, кгс; Pw — сила сопротивления взодуха, кгс; G — сила веса автомобиля, кгс, равная его массе в кг. Динамическая характеристика позволяет для всех возможных случаев движения автомобиля на участках с разными дорожными сопротивлениями определять следующие параметры: максимальную скорость движения; предельную величину продольных уклонов до- роги, которые могут преодолеваться при движении на каждой из передач; возможную величину ускорений при движении на каждой из передач. 80
Для построения динамической характеристики силы Рк и Pw в уравнении (16) могут быть выражены через конструктивные па- раметры автомобиля, определяющие их величину, pk ------------ КГС; Р (17) kFv% 13 КГС, (18) р 1 w где: М— крутящий момент двигателя, кгм; iK — передаточное чи- сло коробки передач; /0 — передаточное число главной пере- дачи; 1д — передаточное число дополнительной передачи; ц,и — механический коэффициент полезного действия трансмиссии; т)э — коэффициент эксплуатационного состояния двигателя; гк — радиус качения ведущих колес, м; F — лобовая площадь авто- мобиля, м2; к — коэффициент обтекаемости, кгс-с2/м4; v— ско- рость движения автомобиля, км/ч. При этом динамический фактор автомобиля будет выражаться следующим образом: D MinioP^-Fls kFv^ ----------------------кгс/кгс. 13G (19) rKG Величина крутящего момента двигателя зависит от режима его работы. Соответственно динамический фактор имеет разные значе- ния. Он может быть также выражен в зависимости от мощности двигателя, ввиду того, что последняя связана с величиной крутя- щего момента следующим выражением: 714 = 716,2 —, (20) п где N — мощность двигателя по скоростной его характеристике, л. с.; п — частота вращения коленчатого вала двигателя при данной мощности, об/мин. D= 716 nrKG kFv? -----кгс/кгс. 13G z (21) Динамическая характеристика может быть построена разными способами: или по соотношениям между мощностью и частотой вра- щения коленчатого вала двигателя по его внешней скоростной ха- рактеристике, полученной при стендовых испытаниях, или экспери- ментально при помощи тормозного стенда с беговыми барабанами с непосредственным замером тяговой силы на колеса или же путем дорожных испытаний автомобиля. Наиболее просто и доступно ее построение исходя из данных внешней скоростной характеристики двигателя, полученной при стендовых испытаниях. Получаемая при этом точность вполне достаточна для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля. 81
Рис. 19. Относительные скоростные (внешние) характеристики: а — карбю- раторного двигателя; б—дизеля При отсутствии скорост- ной характеристики двигате- ля, полученной эксперимен- тально, она может быть по- строена приближенно, если известна его максимальная мощность и соответствую- щая частота вращения ко- ленчатого вала. Для этой це- ли могут быть использованы относительные характери- стики. Для карбюраторных двигателей такая характери- стика установлена И. М. Ле- ниным. На графике (рис. 19) изображены относительные скоростные характеристики карбюраторного двигателя и дизеля. По горизонтальной оси отложены отношения в процентах частоты вращения коленчатого вала двигателя (п) к частоте вращения при максимальной мощности («о), а по верти- кальной оси отношения в процентах мощности двигателя (Ne), к его максимальной мощности (Мпах)- В табл. 14 приведены численные значения этих отношений для карбюраторных двигателей, а также аналогичные для четырехтактных дизелей с непосредственным впрыском. Пользуясь этими данными, легко построить внешнюю скоростную характеристику любого современного автомобильного двигателя, достаточно точную для определения тягово-скоростных свойств автомобилей. Данные о массе автомобиля и о передаточных числах в транс- миссии, необходимые для расчетного построения динамической ха- рактеристики, принимаются из технической характеристики авто- мобиля. Таблица 14 Параметры для построения внешней скоростной характеристики двигателя Тни двигателя Отношение мощности двигателя к максимальной его мощности, % при разных отношениях частоты вращения, % 20 40 60 80 1С0 120 Карбюраторный 20 50 73 92 100 92 Дизельный (четырех- тактный) 15 38 67 88 100 — 82
Радиус качения ведущих колес автомобиля принимается по ре- зультатам соответствующих испытаний. Наиболее просто и доста- точно точно он определяется экспериментально путем нанесения меловой линии на шине и измерением расстояний между ее от- печатками на дороге после прокатывания автомобиля. Прибли- женно он может приниматься по формуле 0,5е/к И1/л мм, (22) где d — диаметр обода колеса, мм; h — высота профиля шины, мм; кш — коэффициент деформации шины, составляющий для шин легковых автомобилей 0,864-0,88, а для шин грузовых автомоби- лей и автобусов 0,894-0,91. Механические потери в трансмиссии, учитываемые ее КПД и выражаемые в формуле через т)т, зависят от ряда факторов. Вели- чина КПД механизмов увеличивается по мере повышения переда- ваемого крутящего момента, уменьшается по мере увеличения ско- рости вращения шестерен и валов и может значительно снижаться по мере уменьшения температуры и увеличения вязкости масла, залитого в картеры коробки передач и главной передачи. Исследования, проведенные Г. В. Зимелевым, показывают, что происходящее в отдельных случаях понижение КПД коробки при включении низших передач компенсируется одновременным повы- шением КПД главной передачи. Поэтому в практических расчетах механический КПД всей трансмиссии может приниматься постоян- ным для всех передач [14]. В расчетах для построения динамиче- ской характеристики автомобиля могут приниматься следующие средние величины КПД для автомобилей разных типов: Для легковых автомобилей............................... 0,92 Для двухосных грузовых автомобилей и автобусов с одинар- ной главной передачей.................................. 0,90 Для двухосных грузовых автомобилей и автобусов с двой- ной главной передачей и для автомобилей повышенной проходимости (4X4)..................................... 0,85 Для трехосных грузовых автомобилей и автобусов с приво- дом на два задних моста (6X4).......................... 0,80 В процессе эксплуатации происходит снижение мощности и кру- тящего момента двигателя по мере образования отложений во впускном трубопроводе, образования нагара в камерах сгорания, износа поршневых колец и стенок цилиндров, нарушения точности момента воспламенения рабочей смеси в цилиндрах, состояния све- чей зажигания, изменений теплового состояния двигателя. Суммарная величина снижения мощности двигателя по этим причинам может достигать 10—12% от номинального ее значения. Это снижение учтено в формуле (17) коэффициентом эксплуатаци- онного состояния двигателя т]э, величина которого может достигать 0,884-0,90. При построении динамической характеристики для ав- томобилей В НОВОМ СОСТОЯНИИ Т]э= 1. 83
Лобовая площадь автомобилей приближенно определяется по формуле F ~Ъ,ЪВгН м2, (23) где Вг — габаритная ширина автомобиля, м; Н — габаритная высо- та автомобиля, м. Для автобусов и грузовых автомобилей с кузовом фургоном FZS>$B,H №• (23а) Коэффициент обтекаемости К, согласно исследованиям Е. В. Ми- хайловского [23], выражается в следующем виде: /C = O,O5/cwCvp кгс. с2/м4, (24) где сх— коэффициент лобового сопротивления модели данного ав- томобиля, определяемый экспериментально; kw — безразмерный коэффициент, учитывающий дополнительные внутренние и дру- гие сопротивления, не учитываемые при испытаниях моделей, ве- личина которого может приниматься kw= 1,37; р — плотность атмосферного воздуха, принимаемая для практических расчетов согласно ГОСТ 4401—64, на уровне моря р= 1,225 кг/м3. Численные значения коэффициента обтекаемости, характерные для автомобилей разных типов, приведены в табл. 15. Дополнительный прицеп к автопоездам вызывает увеличение коэффициента обтекаемости на 204-25%. Для построения динамической характеристики необходимо в первом члене правой части уравнения динамического фактора (21) перейти от частоты вращения коленчатого вала двигателя к ско- рости движения. Для этого используется формула ,. 0,377г,, . ,огч V — ]. - п км/ч. (2о) 1к1о^к Таблица 15 Параметры аэродинамического сопротивления движению автомобилей Типы автомобилей Лобовая пло- щадь F, м2 Коэффициент обтекаемое ги кгс с2/м4 Фактор обтека- емости кгс-с'-'/м3 Легковые 1 1,6-5-2,6 0,030-0,034 0,05—0,09 Автобусы Грузовые с кузовогл бортовая платформа: 3,5-5-7,0 0,042-5-0,050 0,15—0,35 одиночные 3,0-5-5,3 0,055—0,060 0,20-0,32 автопоезда двухзвенные Грузовые с кузовом фургон: 4,0-5,3 0,060-0,075 0,24-0,40 одиночные 3,5-8,0 0,038-0,045 0,12-0,36 автопоезда двухзвенные междугородные 7,0-5-8,0 0,058—0,060 0,40-0,48 1 Включая грузовые малой грузоподъемности с кузовом на базе легкового. 84
Таким образом изло- женным выше методом могут быть получены все необходимые исходные данные для построения динамической характери- стики любого автомобиля с механической трансмис- сией. На графике (рис. 20) изображена типовая ди- намическая характеристи- ка автомобиля с трехсту- пенчатой силовой переда- чей. При установившемся равномерном движении величина динамического фактора показывает пре- дельно возможную вели- чину дорожного сопро- Рис. 20. Определение основных тяговых па- раметров автомобиля по его динамической характеристике: Л II, III—первая, вторая, третья передачи тивления, которое может быть преодолено автомобилем при данной скорости движения. Это условие выражается в следующем виде: (26) где ф— суммарное дорожное сопротивление; ф = /+г, f — коэффи- циент сопротивления качению; I — величина продольного уклона дороги; i=tg а. Коэффициент сопротивления качению выражает затрату энергии на качение автомобиля и зависит от конструкции шин и материалов, из которых они изготовлены, типа и состояния дорожного покры- тия, степени его ровности, скорости движения, действия боковых сил, которые могут вызывать качение колес с боковым уводом. Для практических расчетов при определении тягово-скоростных свойств автомобиля величина коэффициента сопротивления каче- нию может рассматриваться зависящей в основном от типа дорож- ного покрытия. Ранее проведенные исследования, а также исследо- вания влияния ровности дорожного покрытия на сопротивление движению автомобиля, проведенные проф. А. К. Бируля и Н. Я. Го- ворущенко, позволяют с достаточной достоверностью принимать численные значения коэффициентов сопротивления качению для разных дорожных покрытий в диапазонах, приведенных в табл. 16. При скоростях движения до 60—70 км/ч коэффициент сопротив- ления качению практически почти не меняется и может считаться постоянным. При дальнейшем увеличении скорости движения ве- 85
Таблица 16 Коэффициенты сопротивления качению Тип дорожного покрытия Коэффициент сопротивления качению Асфальтобетонное или цементобетонное покрытие при вполне ровном состоянии То же, в удовлетворительном состоянии Асфальтированные покрытия переходных типов (щебеночные, гравийные и другие) в ровном со- стоянии Щебеночные, гравийные и булыжные покрытия, не обработанные вяжущими материалами, на- ходящиеся в удовлетворительном состоянии То же, при разном состоянии ровности Грунтовая дорога, ровная, сухая, укатанная То же, при разном состоянии ровности Грунтовая дорога в размокшем состоянии Дорога в заснеженном укатанном состоянии 0,007—0,012 0,012-0,018 0,015-0,025 0,025-0,030 0,030-0,050 0,025—0,030 0,040—0,080 0,050-0,150 0,030-0,050 личина его начинает прогрессивно возрастать, что можно учесть, применяя эмпирическую формулу [34] /,=f (14-0,0000451/2). (27) Продольный уклон дороги выражается отношением разности вы- сот начальной и конечной точек участка дороги h к его длине S. В связи с малой величиной углов дорожных продольных уклонов их принято выражать не синусом, а тангенсом этих углов, т. е. i =-у = sinaZ tga. (28) В табл. 17 приведены наибольшие допустимые величины укло- нов продольного профиля на дорогах СССР, установленные норма- ми, введенными с 1 июля 1973 г. Таблица 17 Предельно допустимые продольные уклоны на дорогах СССР Предельно допустимые уклоны на дорогах разной технической категории °/оо tg а. I II III IV V I II III IV V Основные 30 40 50 60 70 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 На трудных участках пе- ресеченной местности 40 50 60 70 90 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 На трудных участках горной местности 60 70 80 90 100 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 86
Для разных автомобилей существуют свои типичные дорожные условия использования, характеризуемые соответствующими дорож- ными сопротивлениями. Динамическая характеристика позволяет применительно к этим типичным дорожным условиям устанавли- вать тягово-скоростные свойства автомобиля. Горизонтальная линия на графике, проведенная на высоте, со- ответствующей коэффициенту сопротивления качению f (см. рис. 20), показывает по высотам ординат ab, ас и ad между этой линией и кривыми динамического фактора на разных передачах величины подъемов продольного профиля дороги, которые могут преодоле- ваться автомобилем при данной скорости движения и передаче. Точка А пересечения кривой динамического фактора с линией сопротивления качению показывает величину возможной макси- мальной скорости движения автомобиля на горизонтальном участке дороги с данным сопротивлением качению. Динамическая характеристка позволяет приближенно устанав- ливать величину возможных ускорений автомобиля по формуле /==(£)-ф)4- м/с2, (29) где g— 9,81 м/с2 — ускорение силы тяжести; 6 — коэффициент, учи- тывающий инерцию вращающихся масс, величина которого для автомобиля с полной нагрузкой 1,04 + 0,04 iK2 [31]. Динамическая характеристика показывает критическую ско- рость движения при преодолении наибольших возможных подъемов дороги по верхним точкам перегиба кривых на графике (см. рис. 20). Эта скорость соответствует частоте вращения коленчатого вала двигателя при максимальном значении крутящего момента. Все рассмотренные параметры, определяемые по динамической характеристике, относятся к автомобилю с полной поминальной на- грузкой. Значения этих параметров для автомобилей при разной ве- личине полезной нагрузки или для автомобилей с прицепом могут быть получены путем умножения каждого из них на отношение пол- ной массы автомобиля к иной величине его массы [32]. График ди- намической характеристики может быть дополнен второй верти- кальной шкалой, соответствующей значениям динамического фак- тора при другом состоянии массы автомобиля. Для рассмотрения тягово-скоростных свойств автомобиля при разных полезных нагрузках потребовалось бы большое число раз- ных масштабных шкал. Для этой цели целесообразнее использова- ние номограммы, пристраиваемой к динамической характеристик^ (рис. 21). На этой номограмме на левой шкале отложены величины динамического фактора для автомобиля без нагрузки Do = -2—D и соединены прямыми линиями со значениями динамического факто- ра при полной нагрузке автомобиля D. Для установления динами- ческого фактора автомобиля при помощи такой номограммы ис- пользуется вертикальная шкала масштабов динамического фактора 87
Рис. 21. Динамическая характеристика автомобиля ГАЗ-51А с номограммой раз- ных величин его массы при разной полезной нагрузке на вертикали, восстановленной из точки, соответствующей величине полезной нагрузки, отложенной по горизонтали в процентах. Характеристика скоростей движения на дорожных подъемах. Скорость движения автомобиля при преодолении дорожных подъ- емов ограничивается запасом тяги. Автомобили с меньшими запасами тяги вынуждены двигаться на подъемах с малыми скоростями. При интенсивном движении на дорогах такие автомобили могут создавать затруднения транспорт- ному потоку, снижать его скорость, уменьшать пропускную способ- ность дороги, вызывать необходимость обгонов, увеличивающих опасность движения. Поэтому в последние годы уделяется все боль- шее внимание возможным скоростям движения автомобилей на подъемах. Это относится в первую очередь к автопоездам большой грузоподъемности, которые в сравнении с другими разновидностями автомобилей имеют наименьшую относительную мощность двига- теля на единицу массы. Взаимосвязь между величиной дорожного подъема и возможной скоростью движения автомобиля может устанавливаться по рас- смотренной выше динамической характеристике. Однако для этой цели более показателен график, называемый характеристикой ско- ростей движения на дорожных подъемах. Эта характеристика ос- 88
нова,на на известном из тео- рии автомобиля мощностном балансе и строится для каж- дой разновидности автомо- биля применительно к опре- деленной величине сопро- тивления качению и дорож- ным уклонам, типичным для условий его эксплуатации. Построение графика ха- рактеристики скоростей дви- жения на подъемах ведется на основе формулы мощно- стного баланса, имеющей следующий вид: дг + 0 Gv 0,27цт1]э kFv^ + ЗЗОСНццэ л. с., (30) где обозначения и числен- ные их значения те же, что были приняты ранее в фор- мулах (17) и (18). В качестве примера на графике (рис. 22) приведе- на характеристика скоростей движения на подъемах меж- дугородного двухзвенного автопоезда группы А с пол- ной массой в 40 т. При по- строении нового графика приняты следующие числен- ные значения параметров: / = 0,012; rjm = 0,84; т]э=0,95; кА = 0,48. Нижняя кривая на графике соответствует дви- жению на горизонтальном участке дороги (i=0). Ос- тальные кривые относятся к движению на подъемах с разной величиной уклонов, типичных для дорог высших категорий с капитальными видами покрытий, для пере- возок, по которым такой ав- топоезд предназначен. График показывает, что при мощности двигателя в Скорость дбижения, км/ч Рис. 22. Характеристика скоростей движения на подъемах автопоезда массой 40 т Скорость движения,км/ч Рис. 23. Характеристика скоростей движения на подъемах автопоезда массой 40 т при разных передачах в трансмиссии (передачи III, IV и V при /0=7,73; передачи Ша, IVa и Va при !о=10,76) «9
320 л. с. этот автопоезд сможет развивать на горизонтальном уча- стке максимальную скорость 88 км/ч, а на подъеме величиной в ЗО°/оо (1 = 0,03) —40 км/ч. На подъемах величиной в 5О°/оо (г = 0,05), которые на этих дорогах должны рассматриваться как исключи- тельные (см. табл. 17), скорость движения автопоезда не сможет превышать 27 км/ч. На этом же графике могут быть нанесены кривые мощности дви- гателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при движении на разных передачах в трансмиссии. Для этого использу- ется приведенная ранее формула (25). Такой график позволяет оце- нивать правильность подбора передаточных отношений в трансмис- сии и уточнить реально возможные при подобранных передаточных отношениях скорости движения и запасы мощности при преодоле- нии подъемов разной величины. Такой график для того же автопоезда с полной массой 40 т приведен в качестве примера на рис. 23. Он построен при следую- щих значениях параметров в формуле (25) : гк = 0,51 м; io=7,73; г'о =10,76; 0 = 5,26; 0i = 2,90; 0п=1,52; 0v=l,00; t’v = 0,66. Этот график показывает, что на горизонтальном участке максимальная скорость автопоезда в 86—87 км/ч может быть достигнута только при движении с передаточным числом в главной передаче 0=7,73. При втором передаточном числе i'o = 10,76 максимальная скорость может быть не более 65 км/ч. Из графика также видно, что преодо- ление подъемов в 30°/оо и более возможно лишь на III передаче в коробке. Удельная мощность. Относительная номинальная мощность дви- гателя, приходящаяся на тонну полной массы автомобиля (авто- поезда), все чаще используется в качестве измерителя тягово-ско- ростных его свойств. Этот измеритель особенно показателен при сравнении между собой разных автомобилей как участников об- щего транспортного потока. Разные типы и группы автомобилей имеют свой уровень значений удельной мощности. Наиболее высокие удельные мощности у лег- ковых автомобилей. Они находятся в пределе 304-40 л. с./т у авто- мобилей малого класса и достигают 80—85 л. с./т у больших авто- мобилей высшего класса. У отечественных автобусов с бензиновым двигателем удельная мощность находится в пределе 104-15 л. с./т. У грузовых автомобилей обычно она может быть в пределах 124-16 л. с./т при бензиновом двигателе и 84-13 л. с./т при дизель- ном. У автомобилей малой грузоподъемности, создаваемых на базе агрегатов и узлов легковых, удельные мощности более высокие. На- именьшие значения удельной мощности, в пределах 6—10 л. с./т свойственны автопоездам. Для того чтобы тяжелые автопоезда не создавали помех дви- жению на дорогах, в последние годы в ряде стран начинают вво- диться требования к минимально допустимому значению их удель- ной мощности. Во всех странах Европы предполагалось ввести требование, что- бы удельная мощность автопоездов с 1980 г. была бы не меньше 90
7 л. с./т. В ФРГ минимальная удельная мощность автопоездов в 1976 г., вследствие энергети- ческого кризиса, была снижена с 8-ми до 6-ти л. с./т. Указанные нормы исходят из мощности двигателя, уста- новленной по методу DIN (стандарту, принятому в ФРГ). При сопоставлении удель- ной мощности двигателя с за- рубежными необходимо учиты- вать разницу в методах ее из- мерения, принятых в разных странах. При этом для дизелей можно пользоваться следую- щими данными для пересчета. Мощность дизеля, установ- ленная по ГОСТ 14846—69, О 20 40 60 80 Скорость движения, км/ч Рис. 24. Характеристика скоростей дви- жения на подъемах автопоезда массой 25 т в зависимости от удельной мощ- ности практически равна: мощности по SAE, принятой в США, Франции и Италии, на 8% больше, чем определяемая по методу DIN (ФРГ); на 6% больше, чем по методу BS (Англия) и на 3% больше, чем по методу JIS (Япония). Мощность бензиновых двигателей по ГОСТ 14846—69 практически равна мощности на SAE и на 10% больше, чем установленная по нормам DIN (ФРГ). Таким образом, минимальная удельная мощность автопоездов 7 л. с./т, которую предполагается ввести в странах Европы, соответствует 7,6 л. с./т по ГОСТу. Для определения скоростных свойств автопоезда в зависимости от удельной мощности двигателя его тягача может быть построена в соответствующих координатах характеристика скоростей его дви- жения на различных дорожных подъемах, типичных для его исполь- зования. Для построения такой характеристики используется та же фор- мула мощностного баланса, что и ранее [32], в следующем преобра- зованном виде: He = (J + i)V , лс/т G 0,27i].ri]3 35007]тч]э (31) Математически скорость V может определяться из этого куби- ческого уравнения решением его методом Кардано. Однако проще непосредственное построение графика скоростей движения по удель- ным мощностям двигателя, так как все остальные параметры, вхо- дящие в уравнение, известны (см. раздел «Динамическая характе- ристика»), Такой график применительно к междугородному авто- 91
поезду группы Б массой 25 т приведен на рис. 24. При его построении приняты следующие значения параметров: [ = 0,02; г]т = 0,84; т]э = = 0,95; KF= 0,432. Так же как на характеристике скоростей дви- жения по мощности (см. рис. 22), нижняя кривая соответствует движению на горизонтальном участке дороги (i=0), а остальные на подъемах разной величины. На левой вертикальной шкале указаны абсолютные значения мощности двигателя. Из графика видно, что автопоезд с принятыми параметрами при удельной мощности дви- гателя 10 л. с./т может развивать скорость движения около 77 км/ч на горизонтальном участке и около 24 км/ч на подъемах в 70 %о (i=0,07). График скоростей движения по удельной мощности дает воз- можность непосредственно оценивать ее достаточность для данного автопоезда. Максимальная скорость движения автомобиля на прямом го- ризонтальном участке дороги с ровным покрытием очень показа- тельна, так как характеризует предел его скоростных возможно- стей. При расчетном ее определении всегда могут быть неточности в принимаемых величинах коэффициентов сопротивления воздуха, сопротивления качению, механических потерь в трансмиссии, ра- диуса качения колес. Поэтому для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля не- обходимо экспериментальное определение максимальной скорости движения. Такие испытания проводятся в соответствии с установленными методами контрольных испытаний (ГОСТ 6875—54 и ГОСТ 6905—54) на ровном прямом горизонтальном участке дороги в су- хом состоянии протяжением I км. С каждой стороны мерного участ- ка дороги обеспечивается возможность разгона автомобиля до мак- симальной скорости. Практически для разгона требуется расстоя- ние от 1 до 3 км в зависимости от особенностей испытываемого ав- томобиля. Автомобиль при испытаниях должен быть в технически исправ- ном состоянии и иметь номинальное давление в шинах, соответст- вующее заводской инструкции. Новый автомобиль должен быть предварительно обкатан (не менее 5 тыс. км). Агрегаты автомобиля прогревают до установившегося теплового состояния, чтобы исклю- чить повышенные потери в двигателе, трансмиссии и подшипниках колес. Температура воды в системе охлаждения двигателя должна быть не ниже 75° С. Испытания проводятся при двух состояниях массы автомобиля: при полной нагрузке (полная масса) и при половинной полезной нагрузке грузовых автомобилей и автобусов, а для легковых авто- мобилей при наличии 2 чел. — водителя и испытателя. Испытания не рекомендуется проводить при ветре скоростью более 3 м/с. Наибольшее влияние на результаты испытаний оказы- вает боковой ветер, так как при этом автомобиль движется с по- вышенными потерями в шинах из-за необходимости преодоления сопротивления их качению с боковым уводом. 92
Автомобиль разгоняют до максимальной скорости перед дости- жением границы мерного участка. Время прохождения мерного километра определяется с помощью фотоэлементов, установленных на его границах. При отсутствии таковых достаточная точность за- мера может быть обеспечена при помощи обычного секундомера испытателем, находящимся в автомобиле. Испытание повторяют 2 раза в противоположных направлениях, чтобы исключить влияние ветра и влияние возможной неабсолютной горизонтальности участ- ка дороги. В качестве результата испытания принимается среднее арифметическое от двух замеров. Интенсивность разгона. Интенсивность разгона является ско- ростным свойством автомобиля, которое характеризует его способ- ность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения. Это свойство автомобиля имеет особенно большое значение в ус- ловиях городского движения при частых остановках и троганиях с места, а также характеризует быстроту осуществления обгонов в условиях загородного движения. Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной его ускорения в м/с2, которое в процессе разгона непрерывно изменяется. Величина ускорений автомобиля приближенно может быть определена расчетом по параметрам ди- намической характеристики из уравнения (29). Однако более точ- ным является экспериментальное его определение путем дорожных испытаний. Наиболее показательно оценивать интенсивность разгона авто- мобиля временем от момента трогания с места до момента дости- жения определенной скорости или прохождения определенного рас- стояния. Экспериментальное определение интенсивности разгона автомо- биля производится при соблюдении тех же условий, как при опре- делении максимальной скорости. При испытаниях автомобиль разгоняется с максимальной интен- сивностью, но при плавном трогании с места и бесшумном переклю- чении передач. Замеры производят при прохождении участка до- роги в обоих направлениях, и результатом считаются средние дан- ные обоих замеров. Процесс разгона записывают устанав- ливаемым на автомобиле само- пишущим прибором «время — путь — скорость» с приводом от отдельного (пятого) колеса. Результаты испытаний изобра- жаются на графиках в коорди- натах скорость — время (рис. 25) и скорость — путь (рис. 26). На основе данных этих ис- пытаний можно также по- строить график пути разгона по времени (рис. 27). Прибли- женно интенсивность разгона Рис. 25. Интенсивность разгона автомо- биля с места с переключением передач по времени 93
Рис. 27. Путь разгона автомобиля с места по времени с переключением передач («Москвич-412») Рис. 26. Интенсивность разгона авто- мобиля с места с переключением пе- редач по пройденному пути автомобиля может быть установлена без специальных приборов пу- тем фиксирования по секундомеру времени прохождения автомо- билем определенных, заранее отмеренных на дороге участков пути. Для определения интенсивности ускорений автомобиля при вы- полнении обгона замер параметров разгона производится, начиная с заданной начальной скорости при движении на высшей и предше- ствовавшей ей передачах. По рекомендованным методам испытаний СЭВ (PC 1685-69) начальные скорости при замерах должны со- ставлять: Для легковых автомобилей с максимальной скоростью 140 км/ч и выше.................................. 40—50 км/ч Для остальных легковых автомобилей и междугород- ных автобусов ................................... 30—40 » Для грузовых автомобилей, автопоездов и городских автобусов........................................ 25—30 » Большие значения скорости относятся к высшей передаче. Раз- гон производится при полном нажатии педали акселератора. Усло- вия испытания и метод замеров параметров разгона те же, что и при испытаниях по определению разгона с места. Средняя скорость движения автомобиля определяется не только значениями измерителей его тягово-скоростных свойств. Она зави- сит от использования этих свойств в реальных условиях и ситуа- циях движения, определяемых внешними факторами, не связан- ными с конструкцией автомобиля. Такими внешними факторами, характеризующими условия дви- жения, являются: элементы устройства дороги, ее состояние, интен- сивность движения, его организация, регламентированные ограни- чения скоростей, метеорологические условия и др. Количество воз- можных сочетаний большого числа разных факторов условий дви- жения чрезвычайно велико. Но для каждого типа и разновидности автомобиля существуют наиболее типичные условия движения, ха- рактеризуемые определенными значениями влияющих факторов и 94
их сочетаний. Средняя скорость движения автомобиля в таких ти- пичных для его использования условиях весьма показательна. Она наиболее полно и всесторонне характеризует скоростные свойства автомобиля. Средняя скорость движения автомобиля будет показательной для оценки его конструкции при обязательном условии, если она ус- тановлена за чистое время его движения. Она должна являться отношением пути, пройденного автомобилем в определенных типич- ных дорожных условиях, ко времени, из которого вычтено время всех видов остановок: ‘пср =--------- км/ч, (32) ср Т’ VT ' / — 2л1 ост где S — путь, пройденный автомобилем, км; Т — время нахождения автомобиля в пути, ч; — суммарное время всех остановок за время Т, ч. В практической деятельности автомобильного транспорта нет возможности вести учет всех остановок автомобиля и их продолжи- тельности. Поэтому при планировании перевозок, в отчетности и во всех расчетах, относящихся к автомобильному транспорту, принято скорость движения выражать средней величиной в виде отношения пути, пройденного автомобилем, ко времени, включающему не толь- ко движение, но и остановки. При этом различаются следующие три вида средних скоростей, выражаемых в км/ч: техническая скорость — отношение пути, пройденного автомоби- лем, ко времени пребывания в наряде за вычетом времени простоев под погрузкой и выгрузкой; эксплуатационная скорость — отношение пути, пройденного ав- томобилем, ко всему времени пребывания в наряде; скорость сообщения (доставки груза) или маршрутная ско- рость— отношение пути, пройденного автомобилем за один рейс, ко времени с момента окончания посадки пассажиров (погрузки) на начальной точке маршрута до момента начала высадки пасса- жиров (выгрузки) на конечной точке маршрута, т. е. включающее все виды остановок в пути [1]. Названные средние скорости непосредственно характеризуют производительность автомобиля. Однако, так как они определяются за время, включающее не только движение, но и остановки в пути, величины их зависят от продолжительности этих остановок и они лишь косвенно характеризуют скоростные свойства автомобиля. Наиболее объективным измерителем скоростных свойств, как ска- зано выше, может быть средняя скорость, установленная только за чистое время движения, т. е. выраженная уравнением (32). Теоретическое определение средней скорости движения автомо- биля в условиях эксплуатации является сложной и пока еще нере- шенной задачей. Трудность расчетного установления средней скорости движения в зависимости от конструктивных параметров автомобиля заклю-
чается в том, что скорость зависит от большого числа различных факторов, характеризующих в комплексе реальные условия движе- ния. Скорость не может быть установлена без учета ширины проез- жей части дороги, ее занятости движением других автомобилей. Необходимо учитывать ровность и состояние дорожного покрытия, элементы профиля и плана дороги, состояние видимости дороги в дневное и ночное время и при разных погодных условиях. На вели- чину средней скорости оказывают влияние действующие на дороге ограничения предельных скоростей по соображениям безопасности или условиям регулирования движения и др. Каждый из этих фак- торов не сохраняется постоянным на протяжении участка пути, для которого определяется средняя скорость, а может иметь переменные значения. Все эти факторы могут иметь место в разных сочетаниях и определять необходимость в каждый отдельный момент движе- ния разного использования тягово-скоростных свойств автомобиля. Количество возможных сочетаний большого числа названных фак- торов чрезвычайно велико. Попытки отдельных авторов дать математическое выражение технической скорости автомобиля не дали положительных резуль- татов. Рекомендованные ими формулы не достоверны, так как со- ставлены без должного учета даже основного минимума влияющих факторов. Для оценки конструкции автомобиля среднюю скорость его дви- жения следует устанавливать экспериментально, путем проведения ряда соответствующих испытаний в условиях нормальной эксплуа- тации. Эти испытания в условиях загородного движения обычно сов- мещают с пробеговыми, при которых одновременно оценивается также ряд других эксплуатационных качеств. Испытания проводятся на автомобилях при вполне исправном техническом состоянии с полной номинальной нагрузкой. В испы- таниях желательно участие одновременно не менее трех одинаковых автомобилей для исключения влияния случайных факторов. Резуль- татом испытания считается средняя величина по всем автомобилям, участвующим в испытаниях. Для того чтобы установить средние скорости движения во всех разновидностях дорожных условий, типичных для данного автомо- биля, эти условия выбираются предварительно. Затем устанавли- ваются маршруты и время проведения испытаний. На среднюю скорость движения существенное влияние оказы- вает метод вождения автомобиля, определяемый квалификацией и опытом водителя. Проведенными исследованиями установлено, что отклонения величины средней скорости от среднего значения прч управлении автомобилем разными водителями тем больше, чем вы- ше абсолютная средняя скорость. Когда скорости малы, отклонения не превышают ±3%; на загородных дорогах с хорошим асфальто- вым покрытием они могут доходить до ±8% и наибольшие откло- нения не превышают ±11% [5]. Чтобы максимально исключить влияние водителя на установление средней скорости движения, до- 96
статочно участие в них трех водителей, возможно более высокой квалификации. Наиболее ответственным при испытаниях по установлению сред- ней скорости движения является выбор маршрутов с дорожными условиями, характерными для эксплуатации автомобиля данного типа. В простейшем случае при испытании автомобилей узко специа- лизированных, используемых в эксплуатации на типичных маршру- тах, это затруднений не представляет. Нет сложности выбора мар- шрутов испытаний для установления средних скоростей движения: автобусов городского или пригородного типа, автомобилей-самосва- лов карьерного типа, лесовозов и др. Для других типов автомоби- лей могут быть четко характерными две или три разновидности условий движения, для каждой из которых показательны свои сред- ние скорости. Для их испытаний должны быть выбраны соответст- венно два или три типичных маршрута. Это относится, например, к автопоездам большой грузоподъемности группы А, предназначае- мых для междугородных перевозок, или междугородным и турист- ским автобусам. Для них средние скорости необходимо определять отдельно на маршруте в условиях равнинной местности и на мар- шруте в условиях холмистого рельефа с характерными для него подъемами и спусками. Для автомобилей средней грузоподъемности многоцелевого на- значения, для легковых автомобилей личного пользования показа- тельны средние скорости движения в разнообразных условиях. Со- ответственно чем больше разновидностей маршрутов в разных ус- ловиях движения будет предусмотрено при испытаниях, тем полнее и всесторонне будет полученная характеристика скоростных качеств автомобиля. Протяжение маршрутов испытаний желательно иметь достаточ- но большим для возможно более полного учета всех особенностей движения, свойственных данным условиям. Внегородские маршру- ты обычно выбираются протяжением 100—150 км, городские 30—50 км. Для достоверности на каждом маршруте производится не менее трех заездов и в результате принимается средняя величина по всем выполненным заездам. Интенсивность движения на дорогах, особенно на городских улицах, изменяется по часам суток и по дням недели. Поэтому вре- мя проведения испытаний выбирается, соответствующее характер- ной для данного маршрута интенсивности движения. В городских и пригородных условиях испытания не проводятся в выходные дни, а также в предшествующий и последующий за ними дни, так как интенсивность и состав движения в эти дни отличаются от обычных рабочих дней недели. На среднюю скорость движения автомобиля оказывают влияние разные, временно действующие факторы, которые не характерны для оценки скоростных качеств автомобиля, определяемых его кон- 4—1281 97
струкцией. При проведении испытаний влияние этих факторов сле- дует в максимальной степени устранить. Исследованиями установлено, что в ночное время при движении по неосвещенным дорогам средняя скорость обычно на 5—10% меньше, чем при дневном освещении. Поэтому испытания проводят- ся только в дневное время. Испытания не проводятся при ограниченной видимости на доро- ге из-за тумана, дождя или снегопада, так как скорости движения при этом также снижаются. Средние технические скорости на дорогах с мокрым асфальто- вым покрытием на 8—9% ниже, чем на сухом. На дорогах с бу- лыжным или щебеночным покрытием скорости движения практиче- ски одинаковы как при мокром, так и при сухом их состоянии. На грунтовых дорогах скорости движения снижаются при мокром их состоянии на 10% и более в зависимости от степени их увлажнен- ности и особенностей грунта. По этим соображениям все испытания следует проводить только при сухом состоянии поверхности дороги. Это условие не относится к испытаниям автомобилей повышенной проходимости, испытания которых должны проводиться также в затрудненных условиях дви- жения. Установление средней скорости движения автомобиля при испы- таниях может производиться путем записи времени работы авто- мобиля специальным прибором—тахографом типа TTR или путем фиксирования контролером. Сравнивать средние скорости разных автомобилей закономерно лишь в случае, если они установлены при одинаковых условиях движения. Но условия движения даже на одном и том же маршруте не сохраняются неизменными. Возрастает интенсивность движения •на дорогах, может изменяться его состав, происходит реконструк- ция дорожно-уличной сети. Поэтому сравнение средних скоростей движения разных автомобилей наиболее достоверно при одновре- менном проведении испытаний. В табл. 18, в качестве примера, при- ведены средние скорости движения ряда моделей легковых авто- мобилей, установленные при Государственных или междуведомст- венных испытаниях. § 4. БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Безопасность автомобиля в широком понимании этого определе- ния есть совокупность его конструктивных особенностей, характери- зующих приспособленность к движению с минимальной вероят- ностью дорожно-транспортных происшествий и сведению к мини- муму возможных их последствий, а также безвредность его исполь- зования для окружающей среды. Безопасность автомобиля должна рассматриваться как одно из важнейших эксплуатационных качеств, так как от нее непосредст- венно зависят жизнь и здоровье людей, сохранность автомобилей, грузов и других материальных ценностей. 98
Средние скорости движения легковых автомобилей, установленные при Государственных или междуведомственных испытаниях Таблица 18 Маршрут, дорожные условия Марка и модель автомобиля, год проведения испытания ЗАЗ-965, 1960 „Москвич-401-, 1949 1 ВАЗ-2101, 1971 „Москвич-412“, 1967 ГАЗ-20 „ Победа-, 1948 ГАЗ-21 „Волга14, 1955 8“ СП 5-Ч* ГАЗ-12 ЗИМ, 1951 ГАЗ-13 „Чайка-, I960 Городские маршруты Городские улицы с разной ин- тенсивностью движения (Мо- сква — маршрут НИИАТ — 44 км) — 28,0 37,0 40,6 30,4/35,1* 36,0 38,7 31,9 — Городские улицы с интенсив- ным движением (Москва — маршрут НАМИ — 45 км) 30,1 23,7 — — 23,0/29,9* 28,4 — 23,8 35,5 Садовое кольцо (Москва — 16 км) 32,9 25,3 — 25,6/- 27,8 — Внегородские улицы Дороги с усовершенствованным покрытием в хорошем состоя- нии 73,0 52,0 84,0 71,9** 63,0 76,0 82,0 70,0 90,0 * Установленные при испытаниях 19э5 г. ** На автодороге Москва — Минск средние скорости составили 93 км/ч. 99
100 Маршрут, дорожные условия ЗАЗ-965, I960 Дороги с переходными видами покрытий (булыжным, щебе- ночным, гравийным) в хоро- шем состоянии 50,0 Дороги с твердыми покрытия- ми в состоянии средней изно- шенности — Дороги с твердыми покрытия- ми в изношенном состоянии — Дороги грунтовые хорошего ка- чества 41,0 Дороги грунтовые разного ка- чества и состояния 32,0 Дороги в горной местности с ровным твердым покрытием 43,0
Продолжение табл. 18 Марка и модель автомобиля, год проведения испытания „Москвич-401*, 1949 ВАЗ-2101, 1971 „Москвич-412* 1967 ГАЗ-20 „Победа*, 1948 ГАЗ-21 „Волга*, 1955 sb Р* 03 ГАЗ-12 ЗИМ, 1951 ГАЗ-13 „Чайка*, 1960 46,0 57,1 56,4 51,0 52,0 54,2 53,0 56,0 36,0 — — 45,0 — — 47,0 •— 24,0 — — 31,0 31,0 — — — 45,0 56,0 43,5 50,0 — 41,3 56,0 52,0 32,0 — — — 34,0 — 35,0 36,0 34,0 53,0 54,0 38,0 43,0 51,7 39,0 52,0
Внимание к безопасности автомобиля непрерывно возрастает в связи с увеличением количества несчастных случаев от дорожно* транспортных происшествий, сопутствующих быстрому повсемест- ному развитию автомобилизации. По данным ООН во всем мире, в 1971 г., в результате автодорожных происшествий погибло около 250 тыс. чел. и 7,5 млн. пострадали от ранений. С каждым годом эти числа растут. В крупных городах с высокой концентрацией автомобильного движения содержание в атмосферном воздухе от- равляющих веществ, выделяемых автомобильными двигателями, нередко во много раз превышает предельно допустимые санитар- ные нормы. Это создает опасность для здоровья и жизни населения городов. Существенный вред здоровью людей наносит транспорт- ный шум, производимый автомобилями. Эти недостатки, сопутствующие развитию применения автомо- билей, могут быть существенно уменьшены путем соответствующе- го совершенствования их конструкции. Безопасность является комплексным качеством, определяемым отдельными, взаимно не связанными конструктивными особен- ностями и свойствами автомобиля. К основным из них относятся следующие: устойчивость — совокупность свойств, обеспечивающих дви- жение автомобиля без бокового скольжения, опрокидывания или отклонения от требуемого направления; тормозные свойства — возможность остановить автомо- биль на минимальном расстоянии; обзорность — пространство, хорошо видимое с места води- теля; сигнализация — наличие и эффективность действия свето- вых и звуковых приборов на автомобиле, предупреждающих о его движении и маневрированиях; травм оз а щит а — сведение к минимуму травмирования водителя и пассажиров в случаях дорожно-транспортных проис- шествий; отсутствие токсичности — отсутствие загрязнения и от- равления атмосферного воздуха автомобильным двигателем; бесшумность и отсутствие радиопомех при движении автомобиля — совершенство конструкции его двигателя, трансмиссии, электрооборудования н других агрегатов. Безопасность и безвредность использования автомобиля в большой степени зависят от надежности и безотказности действия всех органов управления, механизмов, сигнализационного и друго- го оборудования, определяющего названные выше свойства. Каждое из указанных выше свойств автомобиля или совокуп- ностей его конструктивных особенностей имеет свои оценочные измерители. Устойчивость. Изучением устойчивости автомобиля занимались многие исследователи. Практическое значение этих исследований заключается в том, что они могут быть полезными конструкторам при проектировании новых автомобилей. Проведенные теоретиче- 101
Рис. 28. Схема сил, действующих на колесо при наличии боковой состав- ляющей ские и экспериментальные иссле- дования позволили установить конструктивные особенности, от которых зависит устойчивость ав- томобиля. Обычно нарушение устойчиво- сти движения автомобиля проис- ходит под воздействием боковых сил. Такими силами могут быть: центробежная сила при движении автомобиля на повороте; боковая: составляющая веса автомобиля при движении по поверхности с поперечным уклоном, сила ветра,, боковые составляющие от ударов; колес о неровности дороги. Эти силы могут вызывать боковое скольжение, или опрокидывание- автомобиля, или же отклонение траектории его движения от задаваемой водителем. Боковому скольжению противодействует сила сцепления шин с дорогой. В случае одновременного бокового скольжения всех ко- лес эта сила равна произведению массы автомобиля на коэффици- ент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении. Обычно занос начинается с бокового скольжения одной из осей автомобиля — передней или задней. Для установления условий возникновения заноса необходимо рассмотреть действие сил на от- дельное колесо автомобиля. На рис. 28 показано автомобильное колесо, на которое дейст- вуют следующие силы: вертикальная составляющая от массы авто- мобиля GK, боковая сила и крутящий момент автомобиля /Ик. Эти силы вызывают реакции х и у в опорной плоскости и Z нор- мальную к ней. Сила Д является равнодействующей сил х и у и равна их геометрической сумме: R=Vх2-Ду2. При отсутствии боковой силы, т. е. Ру~у = 0, колесо может ка- титься с использованием максимальной силы сцепления Zqp. При появлении и увеличении боковой силы Ру для качения колеса без бокового скольжения необходимо, чтобы сила его сцепления с доро- гой была бы больше равнодействующей Д, т. е. ZT1>/?=lZ^2 + y2 или py=y<Vz2^^. (33) Таким образом боковая сила, которая может действовать на колесо, не вызывая его скольжения, тем больше, чем больше сила сцепления Zcp и чем меньше касательная реакция X. Наиболее ус- тойчивы против бокового скольжения колеса передней неведущей 102
оси, у которых касательная реакция х представляет собой силу сопро- тивления качению и мала в сравне- нии с Z<pi. Наименее устойчивы про- тив бокового скольжения колеса задней ведущей оси, особенно при передаче колесом больших величин тягового или тормозного усилия. При x = Zcpi сцепление колеса с дорогой полностью используется касательной реакцией и для возник- новения заноса достаточно неболь- Рис. 29. Схема предельного устойчивого состояния автомо- биля при боковом опрокиды- вании шой боковой силы. Таким образом, колесо, передающее тяговую или тормозную силу, хуже противостоит заносу, чем ведомое колесо. Поэто- му чаще происходит занос задней ведущей оси автомобиля. Занос задней оси автомобиля более опасен, чем передней, так как он сопровождается появлением центробежной силы, направ- ленной в сторону заноса, т. е. способствующей его увеличению. За- нос же передней оси сопровождается появлением центробежной силы, которая, наоборот, противодействует заносу. Изложенное выше позволяет констатировать, что устойчивость автомобиля против бокового скольжения определяется главным образом величиной коэффициента сцепления шин с дорогой в по- перечном направлении. Коэффициент сцепления имеет наименьшие значения при мокром и скользком состоянии дорожной поверх- ности. Соответственно при этом наиболее велика вероятность за- носа автомобиля. Поэтому практическое значение имеют величи- ны коэффициента сцепления шин при мокром и скользком состо- янии дороги. Конструкции шин непрерывно совершенствуются в этом направлении, что достигается подбором оптимального рисун- ка протектора, его глубины, эластичности резины, установкой ши- пов на зимний период и другими способами. Большинство современных автомобилей имеют сравнительно низкое расположение центра тяжести и широкую колею, поэтому опрокидывание без предварительного бокового скольжения — за- носа происходит очень редко. Известны случаи опрокидывания без предварительного заноса лишь грузовых автомобилей при пере- возке легковесных грузов, нагруженных на большую высоту, и не- осторожном движении на крутых поворотах или по неблагоустро- енным дорогам с большими поперечными уклонами. Случаи же бокового скольжения — заноса автомобилей при неосторожном движении по скользким, мокрым или обледенелым дорогам бывают значительно чаще. Нередко бывают случаи, ког- да после начавшегося заноса на пути бокового скольжения колес попадается какое-либо препятствие (край тротуара, неровность) и автомобиль опрокидывается. юз
Вероятность бокового опрокидывания автомобиля зависит от соотношения ширины его колеи и высоты центра тяжести. Она оце- нивается коэффициентом боковой устойчивости против опрокиды- вания т)о, равным тангенсу предельного угла наклона. На рис. 29 изображено предельное наклонное положение автомобиля, опреде- ляющее его устойчивость против опрокидывания. Из этого рисунка следует, что n0=tga=-^-, (34) где a — угол опрокидывания; В — ширина колеи; hg — высота центра тяжести. Таким образом, устойчивость автомобиля против бокового опро- кидывания будет тем больше, чем шире колея и ниже центр тя- жести. Высота центра тяжести в формуле (34) не является точным ге- ометрическим ее значением. Она принимается для расчета в нес- колько измененном виде с учетом бокового крена кузова и смятия шин, т. е. такой, как она определяется по принятому методу нак- лона автомобиля до предельно устойчивого состояния на стенде Ипатова или непосредственным наклоном автомобиля. Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих разную ши- рину колеи передних и задних колес, в расчете принимается сред- няя арифметическая ее величина. Высота центра тяжести принимается наибольшая, т. е. при полной нагрузке автомобиля, что соответствует наиболее неблаго- приятному случаю с точки зрения возможности опрокидывания ав- томобиля. Современным автомобилям свойственны следующие значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания: Для легковых » грузовых » автобусов т]о= 1,0+1,4 т}о=0,6+0,9 Чо = 0,6+ 0,7 Устойчивость движения автомобиля по задаваемой водителем траектории без отклонения от нее (ОН—025.319—68), называется его управляемостью1. Некоторыми авторами на основе общей тео- рии устойчивости, созданной А. М. Ляпуновым, управляемость рас- сматривается как элемент устойчивости (31], другими же авторами управляемость рассматривается как самостоятельное свойство ав- томобиля ,[16]. Практически наибольшее влияние на управляемость оказывает боковая эластичность шин. Причем это влияние становится замет- ным и возрастает при увеличении каких-либо боковых сил, дейст- вующих на автомобиль. Оно может иметь существенное значение 1 Термин «управляемость» имеет также другое толкование, относящееся к маневренности автомобиля (30). 104
Рис. 30. Зависимость угла бокового увода колеса от боковой силы при движении автомобиля по криволинейной траектории на поворотах. Боковая эластичность шины характеризуется углом боково- го увода между плоскостью ка- чения диска колеса и осью от- печатка шины на дороге, обра- зуемым под действием боковой силы. На рис. 30 показана зависи- мость угла бокового увода ко- леса б от величины попереч- ной силы Ру. В начальный пе- риод нарастания поперечной силы угол увода увеличивается примерно пропорционально ей [участок ОД]. При дальнейшем уве- личении поперечной силы начинается проскальзывание отдельных элементов протектора шины в плоскости контакта с опорной поверх- ностью и пропорциональная зависимость нарушается (участок АВ). При достижении поперечной силой значений Pv=GKq>i начина- ется полное боковое скольжение колеса (участок ВС). Пропорциональная зависимость между поперечной силой и уг- лом увода (участок О А) сохраняется тем больше, чем больше коэф- фициент бокового сцепления шин с дорогой <pj. При скользком со- стоянии дороги явление увода практически отсутствует. Коэффи- циентом сопротивления уводу колеса называется поперечная сила, создающая угол увода в 1°. Он выражается в сле- дующем виде: къ = ^~ кгс/град. (35) & Для колес легковых автомобилей величина кй находится в пре- делах 30—60 кгс/град, для колес грузовых автомобилей и автобу- сов с внутренним давлением в шинах более 3 кгс/см2 — в пределах 70—120 кгс/град. Величина коэффициента сопротивления уводу зависит от конст- руктивных особенностей шины — высоты и ширины профиля, коли- чества слоев кордной ткани, угла наклона нитей корда, жесткости боковины. В значительной степени она зависит также от нагрузки на колесо и внутреннего давления в шине. Боковая эластичность шин, вследствие которой под влиянием боковой силы качение колес автомобиля происходит с уводом, вы- зывает отклонение траектории их движения от той, которая опре- деляется положением управляемых колес, т. е. задается водителем. Качение колес с боковым уводом может оказать различное вли- яние на движение автомобилей разных конструкций в зависимости от распределения их массы по осям и коэффициентов увода перед- них и задних колес. По этому признаку все автомобили подразде- 105
ляются на две разновидности: одни с недостаточной, а другие с из- лишней поворачиваемостью. Автомобилями с недостаточной поворачиваемо- стью называются такие, у которых отношение массы, приходящей- ся на задние колеса к коэффициенту сопротивления их уводу, мень- ше, чем передних, т. е. у которых kk<A., (36) Кз где Gn и G3 — соответственно передняя и задняя осевые нагрузки, кгс; Ап и Кз — коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес. При этом угол увода задних колес будет меньше, чем передних (63<бп). Случай движения такого автомобиля изображен на рис. 31. Из этого рисунка видно, что возникающая центробежная сила Рс про- тиводействует боковой силе Ру, увод колес уменьшается, что спо- собствует выравниванию направления движения автомобиля. Автомобилями с излишней поворачиваемостью на- зываются такие, у которых отношение осевой нагрузки задних ко- лес к коэффициенту сопротивления их увода больше, чем передних, т. е. у которых > _£п.. (37) Хз кп Угол увода задних колес у них больше, чем передних (63>бп)- Случай движения автомобиля с излишней поворачиваемостью изо- Рис. 31. Схема движения автомоби- ля с недостаточной поворачиваемо- стью при действии боковой силы Рис. 32. Схема движения автомобиля с излишней поворачиваемостью при действии боковой силы 106
бражен на рис. 32. Из этого рисунка видно, что возникающая цент- робежная сила Рс будет действовать в том же направлении, что и боковая сила Ру, и увеличивать углы увода колес. При этом проис- ходит прогрессивное нарастание углов увода колес, которое может повлечь за собой занос задних колес и потерю устойчивости авто- мобиля. Чем больше скорость движения автомобиля, тем больше величина центробежной силы и скорости ее нарастания, тем труд- нее предотвращение заноса автомобиля своевременным поворотом передних колес в сторону заноса. При движении на повороте автомобиль с недостаточной повора- чиваемостью стремится двигаться по кривой большего радиуса, чем определяемый положением передних управляемых колес, а автомо- биль с излишней поворачиваемостью, наоборот, по кривой непре- рывно уменьшающегося радиуса, что может привести к заносу его задних колес. Измерителем устойчивости автомобиля, определяемой боковой эластичностью шин является коэффициент поворачивае- мости, являющийся отношением величин уводов задних и перед- них колес и выражающийся в следующем виде: . Оп = °зКп Кз /<п GnK3 (38) У автомобилей с недостаточной поворачиваемостью т]П< 1; у ав- томобилей с излишней поворачиваемостью т]п>1. Чем больше зна- чение коэффициента поворачиваемости автомобиля, тем меньше его боковая устойчивость, тем больше его предрасположенность к за- носам. Для двухосных автомобилей с одинарными передними и задни- ми колесами, с‘ одинаковыми шинами и внутренним давлением в них коэффициенты сопротивления уводу передних и задних колес одинаковы, т. е. Лп = Лз- Для таких автомобилей коэффициент пово- рачиваемости выражается в виде (39) Для двухосных грузовых автомобилей с двойными колесами на заднем мосту одинаковыми шинами и внутренним давлением в них можно принять допущение, что Кп=0,5Л3, тогда коэффициент пово- рачиваемости для них приближенно может приниматься равным: <«> В трудах по теории автомобиля уделено много внимания вопро- сам устойчивости и управляемости [22, 32, 31]. Я. М. Певзнером разработан метод экспериментального иссле- дования устойчивости путем установления критической скорости устойчивого движения автомобиля по кругу. Однако этот метод не получил широкого применения не только вследствие некоторой его сложности, но главным образом потому, что он не дает достаточно 107
полной оценки устойчивости автомобиля. В нем предусматривается определение устойчивости автомобиля только при малых скоростях движения на повороте по ровному дорожному покрытию в сухом со- стоянии. В то же время устойчивость автомобиля наиболее необхо- димо характеризовать при скользком состоянии дорожной поверх- ности, при возможном наличии неровностей, характерных в зимних условиях, и не только на поворотах, но также при прямолинейном движении со скоростями, характерными в эксплуатации. В теории автомобиля пока еще остается неизученным действие инерции по- ступательного движения автомобиля в случаях нарушения его ус- тойчивости, что имеет существенное значение, особенно при боль- ших скоростях движения. Для оценки устойчивости и управляемости автомобилей при из- менении направления поворота применяются дорожные испытания при движении змейкой по синусоидальной траектории, обозначен- ной вешками. Метод таких испытаний предусмотрен отраслевой нормалью (ОН 025—319—68). Однако потребность в них возникает лишь при углубленных исследованиях управляемости. Таким образом, пока еще для оценки устойчивости автомобиля могут быть использованы только отдельные, названные выше изме- рители, позволяющие лишь косвенно характеризовать это свойство автомобиля. Тормозные свойства. Тормозные свойства автомобиля в основ- ном характеризуются длиной тормозного пути или величиной замед- лений при торможении. Теоретически длина тормозного пути современного автомобиля или автопоезда с торможением всех колес определяется зависимо- стью Л#2 «эУ2 5Т——-------|------------м, (41) 3,6 254 (<р cos а ± i) ' где V — начальная скорость движения автомобиля, км/ч; <р — коэф- фициент сцепления шин с дорогой; а — угол продольного уклона дороги, град; i — продольный уклон дороги, равный tga; t2 — время запаздывания действия тормозного привода и нарастания тормозного усилия на колесах автомобиля, с; Л/,— коэффициент, учитывающий эффективность действия тормозов [5]. Для автомобилей, находящихся во вполне исправном техниче- ском состоянии при торможении на горизонтальном участке дороги с ровным усовершенствованным покрытием в сухом состоянии, мо- гут приниматься следующие значения величин, входящих в форму- лу (41): <р=0,85; i = 0; cos a=l; t2 = 0,2 с; кэ=1,3 для легковых ав- томобилей и грузовых на их базе и кэ= 1,85 для грузовых автомо- билей, автопоездов и автобусов. При этом формула (41) будет иметь следующий вид: для легковых автомобилей и грузовых на их базе: 5л = 0,06Г + 0,006172м; (42) 108
для грузовых автомобилей и автобусов с гидравлическим тор- мозным приводом: Sr== 0,061/+ 0,00851/2 м; (43) для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с пневмати- ческим тормозным приводом: 5^=0,111/+ 0,00851/2 м. (44) На рис. 33 изображены зависимости тормозного пути разных ви- дов автомобилей от скорости движения, установленные по этим фор- мулам. Величина замедлений автомобиля, средняя за период торможе- ния без учета времени срабатывания привода, определяется по фор- муле: ; = м/с2. (45) При названных выше условиях средние замедления при тормо- жении легковых автомобилей и модификаций грузовых на их базе составляют 6,4 м/с2, а остальных грузовых автомобилей, автопоез- дов и автобусов — 4,5 м/с2. В зарубежных странах эффективность действия тормозов обыч- но оценивается путем экспериментального определения средней ве- личины замедлений (в м/с2), по которой расчетным путем устанав- ливается тормозной путь. Так, например, во Франции принята сле- дующая формула для расчета тормозного пути автомобиля: V2 5Т=—+0,751/ м. (46) В СССР введен отраслевой стандарт автомобилестроения на тормозные свойства автомобилей, которым установлены техниче- ские требования к тормозным механизмам и условия прове- дения испытаний по оценке их эффективности (ОСТ 37.001.016—70). Предельно до- пустимые нормативы эффек- тивности действия рабочей тормозной системы автомоби- лей, которые установлены этим стандартом с 1 января 1977 г., приведены в табл. 19. Этим стандартом предусматривается существенное увеличение эф- фективности тормозных свойств всех видов автомобилей. Если ранее для легковых автомоби- лей требовалось установившее- ся замедление не менее 5,8 м/с2, Рис. 33. Зависимость тормозного пути автомобилей иа горизонтальном участке дороги в сухом состоянии (<р = 0,85) от скорости движения: 1 — легковые автомобили; 2 — грузовые авто- мобили и автобусы 109
Таблица 19 Предельно допустимые тормозные пути и замедления, установленные согласно ОСТ 37.001.016—70 (введенные с 1 января 1977 г.) Тип автотранспортного средства Начальная скорость торможе- ния, км/ч Усилие на тормозной педали, кгс, не более Торможение мри холодных тормозных механизмах (0) Торможение при нагретых тормозных механизмах (I) Торможение при тормозных механизмах, нагретых на затяжном спуске (II) тормозной путь, м, не более замедление, м/с2, не менее тормозной путь, м, не ! более замедление, м/с2, не менее i тормозной путь, м, не более замедление, м/с2, не менее Легковые автомобили и 80 50 43,2 7,0 54,0 5,4 57,5 5,0 модификации грузовых на их базе (A-lj) Автобусы с полной мае- 60 70 25,8 7,0 32,3 5,3 34,3 4,9 сой до 5 т (/И2) Автобусы с полной мае- 60 70 32,1 6,0 40,1 4,5 42,7 4,1 сой свыше 5 т (Af3) Грузовые автомобили с 70 70 44,8 5,5 56,0 4,1 59,6 3,8 полной массой до 3,5 т (TVj) Грузовые автомобили с 50 70 25,0 5,5 31,3 4,0 33,3 3,7 полной массой свыше 3,5 до 12 т (ТУг) Грузовые автомобили с 40 70 17,2 5,5 21,5 4,0 22,9 3,6 полной массой свыше 12 т (7V3) Грузовые автопоезда с 70 70 46,9 5,5 58,6 4,1 62,4 3,8 полной массой до 3,5 т (1V1) Грузовые автопоезда с 50 70 26,5 5,5 33,1 4,0 35,2 3,7 полной массой свыше 3,5 до 12 т (У2) Грузовые автопоезда с 40 70 18,4 5,5 23,0 3,9 24,5 3,6 полной массой свыше 12 т (N3) а для всех грузовых как одиночных, так и автопоездов не менее 4,4 м/с2 при холодных тормозных механизмах (температура тор- мозных барабанов в пределах 50—100° С), то с 1 января 1977 г. эти замедления должны быть соответственно не менее 7,0 и 5,5 м/с2. Стандартом предусмотрены три типа испытаний по определению эффективности тормозных свойств для всех видов автомобильных транспортных средств: испытания при холодных тормозных меха- низмах (испытания 0); при нагретом их состоянии (испытания I) и также при нагретых на затяжных спусках (испытания II). Испы- тания всех типов проводятся на прямом горизонтальном участке до- роги с продольным уклоном не более 0,5%. Поверхность этого уча- стка дороги должна иметь ровное усовершенствованное (связанное) покрытие в сухом состоянии. Температура окружающей среды дол- 110
жна находиться в пределах от минус 5° до плюс 30° С, скорость вет- ра — не более 3 м/с. Автомобиль, подвергающийся испытаниям, дол- жен иметь вполне исправное техническое состояние, тормозные механизмы тщательно отрегулированы, давление в шинах точно со- ответствовать номинальному. Износ рисунка протектора шин допу- скается не более 50% по глубине. Тормозные испытания всех трех типов проводятся при полной полезной нагрузке автомобилей. Стандартом ОСТ 37.001.016—70 детально оговариваются все ус- ловия проведения тормозных испытаний, случаи их проведения без полезной нагрузки, режимы нагрева тормозных механизмов перед испытаниями I и II, условия определения эффективности запасной, стояночной и вспомогательных тормозных систем и другие вопросы, связанные с их проведением. Нормативные значения тормозного пути для испытаний 0, при холодных тормозных механизмах, указанные в вышеприведенной таблице, рассчитаны в стандарте по следующим формулам: Для легковых автомобилей и автобу- сов с полной массой до 5 т (All и М2).............................. Для автобусов с полной массой свы- ше 5 т (Мз)....................... Для всех одиночных грузовых авто- мобилей (Nt, N2, N3).............. Для всех грузовых автопоездов (Nt, N2, N3).............. So < 0,101% + 0 м So < 0,151% -|- » loo Vo So < O,15Vo+ —— > и 0-г i43 So < 0,181% + -—» Для испытаний типа I нормативные значения тормозного пути определяются как Si=l,25S0 и для испытаний типа II Sn=l,33So. Тормозной путь автомобиля при испытаниях может измеряться разными способами. Наиболее просто и достаточно точно начало тормозного пути устанавливается с помощью специального писто- лета-отметчика, приводимого в действие от тормозной педали и фиксирующего краской на дороге местоположение автомобиля в момент начала торможения. Тормозной путь измеряется с помощью рулетки от этой отметки до места остановки автомобиля с учетом места размещения на нем пистолета. При этом способе замера тор- мозного пути предварительно должны быть протарированы показа- тели спидометра для устранения неточности в определении началь- ной скорости движения автомобиля перед торможением. Измерение тормозного пути автомобиля может также произво- диться с помощью специального прибора-деселерографа, обеспечи- вающего запись пути, времени и скорости движения автомобиля с приводом от специального пятого колеса, устанавливаемого на ав- томобили типа «Хаслер», «Брун» или др. Этот способ замера явля- ется наиболее точным. 111
Тормозной путь автомобиля может быть меньше расчетного за счет более совершенной конструкции тормозных механизмов, мень- ших значений времени и меньшего коэффициента эффективности торможения Кэ в формуле (41). Чем ближе значение этого коэффи- циента к единице, тем совершеннее тормозные механизмы автомо- биля. Тепловая напряженность тормозов и износостойкость тормозных накладок и барабанов (дисков) характеризуются отношением пог- нои массы автомобиля, приходящегося на 1 см2 рабочей поверхности тормозных накладок. Для грузовых автомобилей и автобусов этот показатель должен находиться в пределах 2,5—3,5 кг/см2, а для легковых автомобилей, имеющих более высокие скорости движе- ния— 1,6—2,0 кг/см2. Тормозные механизмы автомобиля проверяются также на соот- ветствие всем специальным требованиям, относящимся к определен- ным типам автомобилей. Такими требованиями могут быть следую- щие: наличие раздельного привода к тормозам передних и задних колес; наличие усилителей тормозного привода, противоблокиро- вочных устройств, автоматического регулирования зазоров между тормозным барабаном и колодками; наличие специальных дополни- тельных тормозных механизмов с использованием компрессии дви- гателя и др. Обзорность. Прежде обзорность с места водителя рассматрива- лась как особенность конструкции автомобиля, характеризующая удобство его использования. В настоящее время она относится к особенностям, определяющим главным образом безопасность авто- мобиля. Метод измерения и оценки обзорности, разработанный НАМИ, заключается в определении геометрических границ пространства, Рис. 34. Расположения лампы при изме- рении обзорности с места водителя Рис. 35. Схема определения обзорности в плоскости дороги перед автомобилем с места водителя 112
Рис. 36. Схема определения обзорности в вертикальной плоскости с места води- теля легкового автомобиля видимого с уровня расположения глаз водителя. При проведении измерений в место расположения глаз водителя устанавливается электрическая лампа мощностью не менее 35 В. Нить лампочки рас- полагается на линии, проходящей на расстоянии 300 мм параллель- но к ненагруженной спинке сиденья и на высоте 700 мм от его по- верхности, деформированной под нагрузкой в 50 кг (рис. 34). Для определения границ невидимого пространства перед авто- мобилем в плоскости дороги он устанавливается на площадке с нанесенной сеткой так, чтобы лампа в месте расположения глаз води- теля находилась над пересечением осевой линии и первой попереч- ной линии сетки. Контуры площадки, освещенные лампочкой, пере- носятся в масштабе на диаграмму обзорности (рис. 35). По этой диаграмме определяется наибольшая длина невидимой зоны перед автомобилем Ц и ширина невидимого пространства, заслоняемого левой боковой стойкой лобового стекла в пределах сетки, нанесен- ной на площадке х, а также ширина невидимой зоны слева I. Большое значение имеет обзорность перед автомобилем, огра- ничиваемая верхним краем лобового стекла. Она определяет види- мость светофоров и дорожно-сигнальных знаков, подвешенных над проезжей частью. Верхний край светофора или дорожно-сигналь- ного знака должен располагаться на высоте не более 5 м над доро- гой. На рис. 36 изображена схема ограничения обзорности с места водителя легкового автомобиля в вертикальной плоскости. На этой схеме длина невидимой зоны перед автомобилем обозначена и расстояние видимости светофора (обзорности вверх) обозначена L2. Названные параметры обзорности являются основными. Применяются также более детальные методы измерения обзор- ности. В рекомендации СЭВ по методам испытаний автомобилей [30] предусматривается измерение обзорности с помощью полуцилинд- рического экрана радиусом 3,5 м и высотой 3,5 м с нанесенной на его поверхность сеткой. Обзорность для грузовых автомобилей и автобусов измеряется при их установке только передней частью к
экрану, а для легковых — также задней частью. Оценка обзорности производится по коэффициентам, выражающим отношение сплани- метрированной площади, освещаемой лампой с места положения глаз водителя ко всей площади экрана. При движении во время дождя или снегопада обзорность опре- деляется действием стеклоочистителей. Она оценивается коэффици- ентом обзорности через поверхность стекол, очищаемую стеклоочи- стителями, который выражается в виде Гх = -^- 100%, (47) Го где Foc — поверхность стекла, очищаемая стеклоочистителями; Fo— полная поверхность всего стекла. Наряду с применением этого коэффициента обзорность, обеспе- чиваемая стеклоочистителями, требует дополнительной субъектив- ной оценки. В частности, необходимо оценивать: эффективность об- мыва лобового стекла опрыскивателями; эффективность подогрева стекла; бесшумность и надежность работы стеклоочистителей; рав- номерность и плотность прилегания щеток к стеклу. Существуют нормативные требования к предельно допустимым параметрам обзорности, регламентированные соответствующими ГОСТами (ГОСТ 9734—61, ГОСТ 12024—66 и др.), которые приве- дены в табл. 20. В ночное время обзорность зависит от головного света фар, ко- торый должен соответствовать установленным светотехническим нормативам [13, 30]. Таблица 20 Регламентированные значения параметров обзорности с места водителя Параметры Обозначения на схемах (рис. 35 и 36) Значения для автомобилей разных типов Грузовых, ГОСТ 9734-61 Автобусов ГОСТ 12024—66 Легковых Длина невидимой части дороги перед автомобилем, м, не более ц 8 3 8 Ширина части дороги, закрываемой левой стойкой лобового стекла, м, ие более X 0,9 0,9 0,5 Видимость светофора (обзорность вверх), м, не более 72 12 12 9 Граница невидимой зоны слева от автомобиля, м, не более Длина площади лобового стекла, очи- щаемая стеклоочистителем, мм, не менее 1 2 2 2,7 — 600 800 750 Ширина площади лобового стекла, очищаемая стеклоочистителем, мм, не менее — 300 400 400 114
Дальнейшему улучшению обзорности уделяется большое вни- мание. Ведутся исследования по обеспечению на автомобиле оптималь- ного местоположения глаз водителя с учетом антропометрических параметров. В конструкции автомобилей вносятся усовершенство- вания, улучшающие обзорность — сферические боковые зеркала, пе- рископ над крышей автомобиля (Датсун), стеклоочистители и обо- греватели заднего стекла и др. Сигнализация. Безопасность автомобиля характеризуется нали- чием и эффективностью действия следующих видов сигнализацион- ного оборудования, которые стали необходимыми на всех автомо- билях. Указатели поворотов, используемые также в качестве сигналов, предупреждающих о начале движения автомобиля, об ос- тановках, о переходе с одной полосы движения на другую, об обго- нах. Такие указатели с мигающими лампами стали обязательными на всех автомобилях. Стоп-сигнал в виде двух ярких фонарей, располагаемых сзади, автоматически предупреждающих о торможении автомоби- ля. Они являются обязательным оборудованием каждого автомоби- ля. К ним предъявляется основное требование — максимально хоро- шей заметности как в ночное время, так и при ярком солнечном свете. Сигнал движения задним ходом, автоматически включаемый при перестановке рычага перемены передач. Габаритные фонари, обозначающие габариты остановив- шегося автомобиля в ночное время. Звуковой сигнал, используемый в основном в условиях за- городного движения, обладающий соответственно достаточно боль- шой силой звука и хорошей тональностью. К числу сигнализационного оборудования относится также опо- знавательное освещение заднего номерного знака в ночное время. Для отдельных видов автомобилей является обязательной спе- циальная сигнализация. Например, специальные звуковые и свето- вые сигналы на автомобилях скорой медицинской или технической помощи, на пожарных автомобилях и другие, а также опознава- тельные световые сигналы на автомобилях-такси и на маршрутных автобусах. Ко всем названным средствам сигнализации существуют норма- тивные требования, правила их размещения на автомобиле, на их светотехнические или акустические параметры и на методы изме- рения этих параметров. Соответствие автомобиля нормативам сиг- нализационного оборудования проверяется при оценке его безопас- ности [13, 30]. Наряду с этим закономерна также субъективная оценка эффек- тивности действия и удобства пользования каждым из видов сигна- лизационного оборудования. При этом одним из основных крите- риев является обеспечение максимальной эффективности и безот- казности действия сигнализации в любых условиях освещенности 115
или погоды и во всех возможных ситуациях движения. Также зако- номерна унификация на всех автомобилях расположения ручных средств включения сигнализации — указателя поворотов, включате- лей световых приборов, звукового сигнала и др. Травмозащита пассажиров и водителя. В последнее время все большее внимание уделяется всемерному уменьшению травмирова- ния водителя и пассажиров автомобиля в случае аварии или друго- го дорожно-транспортного происшествия. Это достигается путем соответствующих конструктивных мероприятий. Совокупность этих особенностей конструкции получила название «пассивная безопас- ность» автомобиля. Совершенство автомобиля в части его пассив- ной безопасности характеризуется наличием в его конструкции со- ответствующих особенностей и их эффективностью. В ряде стран введены обязательные требования, регламентирующие отдельные конструктивные особенности автомобилей, от которых зависит трав- мирование водителя и пассажиров в случаях аварий. Наибольшее количество таких законодательных требований уже введено в США, Швеции и ФРГ. С каждым годом возрастает количество таких требований в СССР. Испытания по проверке соблюдения этих требований необ- ходимы. Наряду с этим для возможно более полной характеристи- ки пассивной безопасности автомобиля закономерна субъективная оценка как наличия в конструкции автомобиля травмозащитных ме- роприятий, так и надежности и эффективности их действия. Основным способом защиты водителя и пассажиров от травми- рования является обеспечение надлежащей прочности и жесткости каркаса кузова или кабины, предотвращающих их смятие в случае удара или опрокидывания автомобиля. Все шире применяются ис- пытания автомобилей на прочность кузова путем ударов при наезде на неподвижное препятствие или опрокидывания при движении на большой скорости. Такие испытания позволяют выявить слабые места в конструкции кузова и производить их усиление. Создаются конструкции легковых автомобилей с увеличенной прочностью сред- ней части, в которой располагаются пассажиры, и с выполнением передней и задней частей кузова в виде демпфирующих систем, по- глощающих энергию удара. Вводятся энергопоглощающие упругие элементы в конструкцию бамперов, производится упрочнение дверей и предотвращение их самопроизвольного открывания в момент ава- рии, расширяется применение безосколочных стекол с синтетиче- ской прослойкой увеличенной толщины (с 0,38 до 0,76 мм в США). Все более широкое применение получают упругие ремни безопас- ности, удерживающие пассажиров на сиденье в момент аварии, а также подголовники, предохраняющие пассажиров и водителя от повреждения шейных позвонков в случаях ударов сзади. Расширя- ется применение рулевых колонок с упругими энергопоглощающими элементами, что снижает опасность травмирования водителя при ударе грудью о руль (ОСТ 001.002—70). В пассажирском помеще- нии кузова устраняются все выступающие части, делается мягкая обивка, щиток приборов покрывается упругой облицовкой, изыски- 116
ваются всевозможные другие конструктивные мероприятия, которые сводили бы к минимуму последствия дорожно-транспортных проис- шествий. Во многих странах ведутся работы над конструкцией так назы- ваемых «безопасных» легковых автомобилей. Соглашение о созда- нии экспериментальных образцов безопасных автомобилей было за- ключено в 1970 г. между США, ФРГ, Англией, Италией, Японией, Швецией и Францией. На выставке «Транспо-72» в Вашингтоне были представлены многие разновидности таких автомобилей, соз- данные концернами «Форд», «Дженерал Моторе», «Ниссан», «Воль- во», «Фольксваген», «Фиат» и др. Во всех этих автомобилях глав- ным образом предусматривается предохранение пассажиров и водителя от травмирования при ударах и всевозможных столкнове- ниях при сравнительно высоких скоростях движения — до 80 км/ч, а также другие мероприятия, обеспечивающие безопасность дви- жения. Отрабатываемые на этих безопасных автомобилях мероприятия внедряются в конструкции автомобилей серийного производства. Токсичность. Загрязнение и отравление автомобилями окружаю- щей среды происходит главным образом вследствие содержания вредных компонентов в отработавших газах. По наблюдениям, про- веденным в США, автомобили загрязняют воздух на 65% отрабо- тавшими газами двигателей, на 20 картерными газами, и на 15% испарениями бензина из бака, карбюратора и при заправках. В СССР установлены предельно допустимые концентрации вред- ных компонентов в атмосферном воздухе, которые не должны пре- вышать: окись углерода (СО) не более 1 мг/м3, окись азота (NOX) не более 0,085 мг/м3, углеводороды (СтН„) не более 0,035 мг/м3. Наблюдения показывают, что на улицах больших городов с интен- сивным автомобильным движением в летние безветренные дни эти нормы нередко превышаются в несколько раз. В частности, содер- жание окиси углерода в воздухе на улицах Москвы в отдельных слу- чаях в 10 раз превышало допустимые санитарные нормы. Автомобильным двигателям свойственна разная токсичность. На рис. 37 показано содержание токсичных компонентов (в %) у газо- вых двигателей и дизелей в сравнении с их содержанием в отрабо- тавших газах карбюраторных двигателей, принятым за 100%. Из этого рисунка видно, что дизели в сравнении с карбюраторными двигателями значительно менее токсичны по выделению окиси уг- лерода (в 8—20 раз), а также менее токсичны по выделению окис- лов азота и углеводородов. Наименее токсичны, особенно по выде- лению окиси углерода и углеводородов, форкамерные дизели 4. В то же время недостатком дизелей является значительное содержа- ние сажи в отработавших газах. В СССР введен ГОСТ 190025—73, регламентирующий дымность отработавших газов дизелей. Наиболее токсичным компонентом являются окислы азота. Если вредность окиси углерода (СО) принять за единицу, то вредность, окислов азота (NO2) равна 10, а углеводородов (СН4) —0,65. 117
Рис. 37. Сравнение автомобильных двигателей по содержанию токсичных ком- понентов в отработавших газах: / — карбюраторный, четырехтактный; 2 — газовый; 3 — дизель с непосредственным впрыс- ком; 4 — дизель форкамерный Загрязнение и отравление атмосферного воздуха может быть ра- дикально уменьшено путем соответствующего совершенствования конструкции автомобильного двигателя. Это может достигаться раз- личными путями. Практическое использование уже начинают полу- чать следующие способы: непосредственный впрыск бензина вместо карбюрирования (Мерседес, Фольксваген и др.); дожигание отра- ботавших газов (Мазда); форкамерно-факельное зажигание (ЗИЛ- 130, Хонда); установка нейтрализаторов газа в выпускной системе; применение замкнутых систем вентиляции картера и т. п. В ряде стран законодательно установлены предельно допусти- мые нормы выделения токсичных компонентов автомобильными двигателями и ужесточение их на предстоящие годы. Такие нормы, установленные в США и определяемые по так называемому кали- форнийскому методу, приведены в табл. 21. 118
Таблица 21 Предельно допустимое выделение токсичных компонентов новыми автомобилями, выпускаемыми в США Годы Окись углеро* да, г/милю Углеводо- роды, г/милю Окислы азота, г/милю Испарение бензина за время испытаний, Г оды Окись углеро- да, г/милю Углеводо- роды, г /’МИЛЮ Окислы asoia, г/милю Испарение бензина за время ис пытаний, г 1970 23 2,2 1974 23 1,5 1,3 6 1972 23 1,5 3,0 6 1975 12 0,5 1,0 0 1973 23 1,5 3,0 б 1980 4,7 0,25 0,4 0 Вводится запрет на выпуск автомобилей без принудительной си* стемы вентиляции картера. Ограничивается применение этилиро- ванного бензина. В СССР регламентировано содержание окиси углерода в отра- ботавших газах при работе двигателя на холостых оборотах (ГОСТ 16533—70). Испытания проводятся путем отбора проб газа датчи- ком на глубине 600 мм от отверстия выпускной трубы. При этом- содержание окиси углерода в газе не должно превышать 2% по объему (4,5% при малых оборотах двигателя). Применяются также другие методы определения токсичности отработавших газов при разных установившихся скоростях движения и при разгоне автомо- биля (метод ЛАНЭ и др.). Такие испытания становятся обязатель- ными для характеристики безвредности автомобилей. Бесшумность. Внимание к обеспечению бесшумности автомобиля возрастает по мере увеличения автомобильного движения в горо- дах. Транспортный шум, создаваемый в значительной мере автомо- билями, вреден для человеческого организма. Он вызывает, особен- но у людей старшего возраста, повышенное утомление, мешает отдыху, сну, действует на нервную систему. Для людей, подвержен- ных заболеваниям сердечно-сосудистой или нервной системы, а так- же при воспалительных процессах транспортный шум представляет непосредственную опасность. Поэтому если прежде бесшумность относилась к свойствам, определяющим лишь удобство использова- ния автомобиля, то в настоящее время стало закономерным рас- сматривать ее как характеризующую в основном безвредность, т. е. безопасность автомобиля для здоровья людей. Шум, создаваемый автомобилем, характеризуется величиной уровня звука в децибеллах, измеряемым электроакустическим шу- момером. Для определения частотного состава звукового давления используются фильтры диапазонов частот. Испытания по установлению шумовых характеристик автомоби- ля проводятся по ГОСТ 19358—74 при проезде измерительного уча- стка дороги длиной в 20 м. Этот участок должен быть горизонталь- ным, с ровным усовершенствованным покрытием в сухом состоянии. Испытываемый автомобиль без полезной нагрузки приближается к границе измерительного участка с установившейся скоростью на промежуточной передаче в коробке передач. В пределах участка 119
производится максимально интенсивный разгон автомобиля. Для замера внешнего шума микрофоны располагаются в середине изме- рительного участка на расстоянии 7,5 м от оси полосы движения автомобиля на высоте 1,2 м. Для замеров внутреннего шума микро- фоны устанавливаются на высоте 0,6 м над сиденьями в характер- ных местах внутри кузова или кабины автомобиля. Испытания по- вторяются при движении автомобиля в обоих направлениях. В легковых автомобилях уровень внешнего звука не должен пре- вышать 84 дБ А и внутреннего 80 дБ А. В грузовых автомобилях и автобусах с полной массой до 3500 кг уровень как внешнего, так и внутреннего звука не должен превышать 85 дБ А. В грузовых авто- мобилях и автобусах с полной массой более 3500 кг уровень внеш- него звука не должен превышать 89 дБ А, а при мощности двигате- ля более 220 л. с.— 92 дБ А. Внутренний шум в пассажирском по- мещении автобусов не должен превышать 80 дБ А, а в туристских и междугородных 75 дБ А. Частотные спектры шума, замеряемые внутри кузова или каби- ны, показывают преобладание звуков той или иной частоты. Чело- веческим организмом легче всего переносятся шумы низкой частоты (до 300 Гц), хуже переносятся шумы средней частоты (от 300 до 800 Гц) и тяжело переносятся шумы высокой частоты (более 800 Гц). К оценке шумности относится также определение радиопомех, создаваемых электрооборудованием автомобиля. Уровень радиопо- мех измеряется в мкВ/м в диапазоне частот от 40 до 250 мГц. Основ- ным результатом считается уровень радиопомех для полосы частот 120 мГц. Испытания по установлению уровня радиопомех проводятся на измерительной площадке, на которую устанавливается автомобиль. Каждое измерение производится при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя— 1500 об/мин. Измерение пикового значения напряженности поля радиопомех проводится при плавном изменении частоты вращения вала двигателя от минимальной до максимальной за время не менее 5 с. При проведении испытаний руководствуются общесоюзными нормами допускаемых радиопомех (ГОСТ 17822—72) и рекомендациями СЭВ по проведению таких испытаний (30). * * * Кроме рассмотренных факторов, безопасность движения и без- вредность использования автомобиля могут также зависеть от дру- гих конструктивных его особенностей. На безопасность движения автомобиля влияет утомляемость во- дителя, которая в известной степени определяется удобством уст- ройства его рабочего места: наличием регулировок положения си- денья и спинки; расположением органов управления и контрольных приборов; отсутствием попадания газов от двигателя в помещение водителя; вентиляцией и отоплением. Безопасность в ночное время 120
зависит от наличия и эффективности мероприятий, уменьшающих или устраняющих возможность ослепления светом фар встречных автомобилей. Конструкция автомобиля должна быть безопасной в пожарном отношении. Внешние формы, особенно передней части автомобиля, не дол- жны иметь острых, выступающих частей, которые в случае наез- да на пешехода могли бы увеличивать степень его травмирования. По этой причине был введен запрет устанавливать на капоте ук- рашения и эмблемы, имеющие острые формы. Все подобные конструктивные особенности требуют критиче- ского подхода и оценки, так как они также характеризуют безопас- ность автомобиля. § 5. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Топливной экономичностью называется способность автомобиля осуществлять перевозки при минимальном расходовании топлива на каждый тонно-километр или пассажиро-километр. Затраты на топливо составляют значительную часть себестои- мости перевозок на автомобиле. Чем меньше автомобиль расходу- ет топлива, тем меньше себестоимость перевозок. В связи с большим развитием автомобильного транспорта он стал одним из крупнейших потребителей мировых энергетических ресурсов. Повсеместно возрастает внимание к возможно более экономному расходованию топлива на автомобильные перевозки. Это придает еще большее значение топливной экономичности как одному из важнейших эксплуатационных качеств автомобиля. Топливная экономичность непосредственно зависит от конструк- ции автомобиля. Она определяется: совершенством протекания в двигателе процесса преобразования химической энергии топлива в механическую при разных скоростных и нагрузочных режимах ра- боты автомобиля; прередаточными отношениями и коэффициентом полезного действия трансмиссии; радиусом качения колес; массой автомобиля и ее соотношением с полезной грузоподъемностью или вместимостью; величинами сопротивления качению автомобиля и сопротивления воздуха. Топливная экономичность автомобиля, согласно ГОСТ 20306 - 74, оценивается следующими показателями: контрольный расход топлива; топливная характеристика установившегося движения; топливная характеристика на дороге с переменным профилем. Кроме того, топливную экономичность наиболее показательно характеризуют средние эксплуатационные расходы топлива в ти- пичных для данного автомобиля дорожных условиях. Контрольный расход топлива. Контрольный расход топлива оп- ределяется экспериментально, путем измерения расхода топлива (в л/100 км) при проезде автомобилем с полной номинальной на- грузкой и заданной скоростью ровного горизонтального измеритель- ного участка дороги длиной не менее 1 км. Скорость движения за- 121
дается для каждого автомобиля в зависимости от его максималь- ной скорости и имеет следующие значения: При максимальной скорости до 60 км/ч заданная 40 км/ч » » » 60—80 » » 50 » » » » 80—100 » » 60 » » » » 100—150 » » 80 » » » » более 150 » » 100 » Измерения повторяются при скоростях движения меньше и больше заданной на 5 км/ч, и результатом принимается среднее арифметическое полученных измерений. Движение автомобиля производится на высшей передаче. Состояние автомобиля, дороги и все условия проведения испытаний предусмотрены упомянутым выше ГОСТ 20306—74. Контрольный расход топлива обычно указывается в техниче- ских характеристиках автомобилей. Он позволяет лишь прибли- женно судить о топливной экономичности автомобиля. Топливная характеристика установившегося движения. Эта ха- рактеристика автомобиля представляет собой график, на котором по горизонтали откладываются постоянные скорости движения, а по вертикали удельные расходы топлива. Такой график впервые был предложен академиком Е. А. Чуда- ковым и назван им «Экономическая характеристика автомобиля» (рис. 38) [32]. Кривые на этом графике соответствовали расходам топлива (в кг/100 км) при разных дорожных сопротивлениях (T'i 4*2 Ч^з...). В последующем при развитии метода оценки эксплу- атационных качеств автомобиля в период 1946—1950 гг. стало при- нятым устанавливать топливную характеристику не для разных дорожных сопротивлений, а только для одного вида — горизон- тального участка дороги с ровным усовершенствованным покры- тием. Но характеристики стали устанавливать для разных состоя- ний массы автомобиля, т. е. при полной полезной нагрузке и без 122
груза, и с прицепом, если применение его предусмотрено конструк- цией автомобиля. Расход топлива стали выражать в л/100 км. Типовая топливная характеристика автомобиля показана на. рис. 39 [5], (/ — с полной нагрузкой; 2 — без груза). Топливная характеристика может быть получена расчетом,, пользуясь формулой [31]; Q = (fQ + K-Fv2- )--, (48) V 1 12,96 / 2700i]tYt где, кроме обозначений, принятых ранее, в формуле (19); Q — рас- ход топлива на движение автомобиля, л/100 км; ge — удельный расход топлива двигателем, г/лсч; ут — плотность топлива, кг/л. Для расчетного построения топливной характеристики необхо- димо знать для каждого значения установившейся скорости дви- жения величины удельного расхода топлива. Они не постоянны и. должны быть установлены экспериментально путем лабораторных стендовых испытаний. Проще и более точно топливная характеристика определяется непосредственно путем дорожных испытаний автомобиля. При этом измеряется расход топлива при прохождении автомобилем мерно- го участка дороги протяжением в 1 км. Этот участок дороги дол- жен быть горизонтальным, иметь ровное цементнобетонное или асфальтобетонное покрытие в сухом состоянии. Подъезды к нему с обеих сторон должны быть достаточной длины для разгона и ста- билизации максимальной скорости движения автомобиля. Деталь- ные условия и метод проведения этих испытаний установлены ГОСТ 20306—74. Автомобиль при испытании должен находиться в технически исправном состоянии, давление в шинах соответствовать номиналь- ному, все агрегаты должны быть прогреты, чтобы исключить воз- можность повышенных механических потерь в трансмиссии и под- шипниках колес. Температура в системе охлаждения должна быть не ниже 75°. Боковой ветер при испытаниях вызывает качение ко- лес с боковым уводом, что увеличивает сопротивление движению, особенно автомобилей с большой эластичностью шин. Поэтому ис- пытания не проводятся при скорости ветра более 3 м/с. Замеры производятся при движении автомобиля на высшей пе- редаче при скоростях движения 20, 30, 40, 50 км/ч и далее через каждые 10 км/ч вплоть до максимальной. Каждый замер повторя- ется 2 раза при движении во взаимно противоположных направле- ниях, чтобы исключить влияние ветра и возможной негоризонталь- ности продольного профиля дороги. Для построения топливной характеристики принимается среднее значение расхода топлива от двух замеров. Испытания грузовых автомобилей и автобусов проводятся от- дельно при движении без груза (только водитель и испытатель), и при полной нагрузке. Это же условие относится к испытанию ав- 123
топоездов. Если автомобиль-тягач предназначен также для одиноч- ного использования, его испытания проводятся как в составе авто- поезда, так и без прицепа. Все полученные кривые наносятся на общий график. Расход топлива определяется при помощи специального прибо- ра— мерного бачка с ценой делений не более 2 см3, включаемого в систему питания между топливным баком и насосом. При пере- сечении границ мерного участка питание двигателя переключают с основного бака на мерный бачок прибора и обратно. Постоянная скорость движения поддерживается по спидометру и контролиру- ется по секундомеру. Практический интерес для оценки топливной экономичности грузового автомобиля и автобуса представляет зона характеристи- ки (рис. 39), ограниченная сверху кривой, полученной при полной нагрузке, и нижней кривой без полезной нагрузки автомобиля. Нижняя кривая характеризует предел минимальных расходов топлива автомобилем, которые практически могут достигаться в эксплуатации при загородном движении порожнего автомобиля по дороге с ровным усовершенствованным покрытием и равнинным продольным рельефом. Верхняя кривая характеризует верхний пре- дел расходов топлива при движении в тех же условиях при полной полезной нагрузке автомобиля. Все расходы топлива, соответствую- щие промежуточным состояниям использования грузоподъемности или числа мест автобуса, будут находиться в площади графика, ог- раниченной этими двумя кривыми. Для легковых автомобилей оп- ределяется лишь одна кривая — топливная характеристика с полной нагрузкой. Топливная характеристика позволяет оценивать топливную экономичность автомобиля главным образом по величине минималь- ного расхода топлива, возможного при движении с постоянной ско- ростью. Показательной также является кривизна характеристики. Чем более полого располагаются кривые, тем в более широком диа- пазоне разных скоростей движения обеспечиваются наименьшие расходы топлива. Автомобили, у которых левая ветвь кривых по- логая, наиболее экономичны при малых скоростях движения. Для возможности сравнения топливной экономичности разных автомобилей следует относить их расход топлива по топливной ха- рактеристике к тонне их полной массы. Характеристики сравнива- емых автомобилей, расход топлива которых выражен в л/100 ткм, целесообразно наносить на общий график, что позволяет наглядно судить о преимуществах и недостатках сравниваемых автомобилей. Для этой цели удобен также показатель минимального расхода топлива по топливной характеристике, отнесенный на тонну его пол- ной массы или на его грузоподъемность (пассажировместимость). Топливная характеристика на дороге с переменным профилем. Эта характеристика является графиком, выражающим зависи- мость расходов топлива от средних скоростей движения автомобиля при проезде измерительного участка дороги длиной 10—15 км с переменным продольным профилем и наличием на нем не менее 124
одного подъема и одного спуска длиной 600—800 м с уклоном не менее 4% (4О%о). Для определения каждой точки кривой графика производится пробег автомобиля по измерительному участку с наиболее высокой скоростью, но не превышающей предельно до- пустимую, заданную для каждого заезда. Количество заездов с разными средними скоростями и соответственно общее количество точек характеристики должно быть не менее четырех. Заданные предельные скорости для каждого заезда и условия их проведения устанавливают, руководствуясь ГОСТ 20306—74. Средние расходы топлива. Рассмотренные выше измерители топливной экномичности еще не позволяют с достаточной полнотой судить о расходах топлива автомобилем в реальных условиях эк- сплуатации, когда движение происходит при часто изменяющихся скоростях движения и нагрузках. Поэтому возникла необходи- мость, в дополнение к топливным характеристикам и контрольному расходу топлива ввести такой измеритель, который позволил бы возможно более всесторонне характеризовать топливную эконо- мичность автомобиля в различных, характерных для него услови- ях работы. Топливная экономичность автомобилей, находящихся в эксплу- атации, могла бы характеризоваться отчетными данными авто- транспортных предприятий о фактическом расходовании топлива за определенный период. Однако этот учет в большинстве случаев не дифференцирован по моделям автомобилей и условиям их использования. Для всесторонней характеристики топливной экономичности ав- томобиля наиболее показательны средние расходы топлива, точно замеряемые при нормальном эксплуатационном режиме движения в разных, наиболее типичных для данного автомобиля дорожных условиях. Они устанавливаются при дорожных испытаниях автомо- биля путем учета расхода топлива на участках пути с однородны- ми дорожными условиями и при движении со скоростью, характер- ной для нормальной эксплуатации автомобилей. Эти испытания обычно совмещают с пробеговыми, при которых одновременно определяются средние скорости движения и другие эксплуатационные качества автомобиля. Испытания проводятся на автомобилях во вполне исправном техническом состоянии с полной номинальной нагрузкой. Желательно участие в испытании одновременно трех одинаковых автомобилей для исключения слу- чайных факторов. Результатом испытаний принимается средняя величина по всем автомобилям, участвующим в испытаниях. Для того чтобы в результате испытаний были установлены средние рас- ходы топлива во всех разновидностях дорожных условий, типич- ных для данного автомобиля, маршруты и время проведения ис- пытаний устанавливаются заранее. При выборе маршрутов испытаний желательно, чтобы участки с однородными дорожными условиями были возможно большего протяжения, не менее 100 км. Этим увеличивается достоверность получаемых результатов. 125
На средние расходы топлива оказывают влияние внешние фак- торы, не зависящие от конструкции автомобиля. Основными из них являются: особенности рельефа местности, элементов плана и профиля дороги; интенсивность движения на дороге; состояние дорожного покрытия (ровность, увлажненность, заснеженность, обледенение); видимость дороги, которая может ограничиваться во время тумана, дождя, снегопада, а также в ночное время. Выбран- ные участки маршрута испытаний должны быть по возможности однородными на всем протяжении в части значимости и действия названных факторов. Испытания не проводятся при дожде, тумане, снегопаде, а так- же в ночное время. При испытаниях учет пройденного пути на участке маршрута ве- дется по показанию спидометра, предварительно протарированно- го покилометровым столбам на дороге. Замер расхода топлива обычно ведется следующим образом: перед выездом на участок маршрута топливный бак заполняют до верхнего предела, а после прибытия на конец маршрута топливо доливают до того же уров- ня при помощи мерной посуды; количество добавленного топлива равно его расходу на участке маршрута. Сравнивать средние расходы топлива разных автомобилей за- кономерно, если они установлены при точно одинаковых условиях движения. Поэтому сравнение будет наиболее достоверным, если испытания автомобилей проведены одновременно. Величина полезной нагрузки оказывает большое влияние на расход топлива грузовым автомобилем или автобусом. Многочис- ленными исследованиями установлено, что при движении по доро- ге с ровным асфальтовым покрытием и равнинным профилем у грузовых автомобилей расход топлива при полной нагрузке на 25—30% больше, чем при движении без груза. При движении по неровным грунтовым дорогам это увеличение у некоторых автомо- билей достигает 40—50%• У легковых автомобилей разница в рас- ходе топлива в зависимости от полезной нагрузки значительно меньше. В городских условиях движения она обычно не превыша- ет 7 %. Для наиболее полной оценки топливной экономичности грузо- вых автомобилей и автобусов применяется характеристика сред- них расходов топлива [5]. Эта характеристика (рис. 40) пред- ставляет собой график, по горизонтальной оси которого отложена полезная нагрузка q (в т), а по вертикальной оси средние расхо- ды топлива (в л/100 км) в нормальных эксплуатационных условиях движения, устанавливаемые путем испытаний. Каждая из кривых a, b, с, d на графике соответствует опреде- ленным дорожным условиям, характерным для автомобиля дан- ного типа. Кривая а соответствует наиболее благоприятным усло- виям движения по дороге с ровным асфальтовым покрытием в су- хом состоянии в равнинной местности и является нижней границей возможных расходов топлива данным автомобилем. Вертикальные линии, проходящие через точки оси абсцисс </i, соответствующей 126
минимальной массе автомобиля (без нагрузки с одним водите- лем) и <72 максимальной (с пол- ной нагрузкой), являются боко- выми границами возможных средних расходов топлива. Кри- вая b соответствует движению, например, по дороге также с ров- ным асфальтовым покрытием, но в условиях холмистой местности с чередующимися подъемами и спусками. Кривая с соответствует движению, например, по город- ской дорожно-уличной сети. Кри- вая d соответствует наиболее не- благоприятным дорожным усло- виям (грунтовая дорога) и явля- ется верхней границей возмож- ных средних расходов топлива. Количество кривых на графике определяется объемом проведен- ных испытаний. Точки, характе- ризующие величины средних рас- Полыная нагрузка,тс Рис. 40. Типовая характеристика средних расходов топлива ходов топлива данного автомобиля, в любых условиях эксплуата- ции, располагаются на заштрихованной площади, ограниченной указанными четырьмя линиями. Аналогичный график показателен для автобусов. § 6. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Долговечностью автомобиля называют продолжительность его работы до такого предельного технического состояния, после кото- рого дальнейшее использование экономически нецелесообразно или же недопустимо по требованиям безопасности '. Долговечность ав- томобиля измеряется в километрах пробега. Она зависит от изно- состойкости деталей, узлов, агрегатов, изменения их работоспособ- ного состояния, появления усталостных явлений в металле деталей. Долговечность одно из основных эксплуатационных качеств, определяющих срок службы автомобиля, а следовательно, величи- ну амортизационных отчислений в себестоимости перевозок. Чем долговечность автомобиля больше, тем в общем случае его конструкция более совершенна. Однако решающим критерием оптимальной долговечности автомобиля является минимум со- вокупных затрат на амортизационные отчисления и на ее поддер- жание путем ремонтов и технических обслуживаний. Следователь- 1 Согласно ГОСТ 13377—67, термин «долговечность», применительно к лю- бому изделию означает «свойство изделия сохранять работоспособность до пре- дельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов». 127
но, наиболее совершенной будет такая конструкция автомобиля, в которой высокая долговечность обеспечена при минимальной се- бестоимости его производства и при отсутствии или минимальной потребности в ремонтах и технических обслуживаниях. Увеличение долговечности в конструкции автомобиля может достигаться за счет повышения себестоимости его производства. Экономически это наиболее оправдано применительно к автомоби- лям, используемым интенсивно, с высокими годовыми пробегами: междугородным автопоездам, маршрутным автобусам и др. На- оборот, это не оправдано для автомобилей, используемых неинтен- сивно, например применительно к легковым или автомобилям ма- лой грузоподъемности с годовым пробегом менее 10 тыс. км. Их конструкции устаревают морально значительно раньше, чем расхо- дуется заложенный в них запас долговечности. В оптимальном случае при наиболее совершенной конструкции, срок службы всех агрегатов и узлов автомобиля должен быть оди- наков. Тогда за период эксплуатации автомобиль можно не ремон- тировать. Сохраняется потребность лишь в аварийных ремонтах и устранении малых, непредвиденных неисправностей. К такому по- ложению приближаются конструкции автомобилей легковых и малой грузоподъемности. У преобладающей части грузовых автомобилей и автобусов раз- ные агрегаты имеют неодинаковую долговечность. Поэтому эко- номически оправдано за период эксплуатации автомобиля произво- дить замену отдельных неисправных агрегатов. Ремонт этих агре- гатов или автомобиля в целом экономически оправдан, если он обеспечивает восстановление их работоспособности с меньшими за- тратами, чем замена новыми агрегатами. Соответственно этому дей- ствующим положением о техническом обслуживании и ремонте автомобилей [26] предусмотрены капитальные ремонты как агрега- тов, так и автомобилей. Срок службы автомобиля или его агрегата после капитального ремонта не показателен для оценки совершенства конструкции, так как определяется главным образом качеством выполненного ре- монта. Поэтому долговечность автомобиля определяется за первый период его эксплуатации, т. е. за пробег до первого капитального ремонта. У современных автомобилей самый короткий срок службы обыч- но имеет двигатель, так как его детали работают в наиболее тяже- лых нагрузочных и температурных условиях. Поэтому обычно про- бег автомобиля до первого ремонта ограничен сроком, за который изнашивается двигатель. Всестороннее изучение долговечности автомобиля является боль- шим самостоятельным вопросом, которому посвящено много ис- следований. Настоящая работа ограничена рассмотрением долго- вечности лишь в общем виде как одного из основных эксплуата- ционных качеств, характеризующих совершенство конструкции автомобиля. Измерителями долговечности являются: а) пробег ав- томобиля до потребности в первом капитальном ремонте (ресурс до 128
первого ремонта), тыс. км; б) износостойкость основных деталей двигателя за пробег до потребности в его ремонте, тыс. км; в) пол- ный срок службы автомобиля до списания, лет. Последний измери- тель является условным, учитывая его зависимость от качества ре- монтов и их количества. Пробег автомобиля до потребности в первом ремонте. Предель- ное техническое состояние автомобиля или его агрегата, определя- ющее необходимость в капитальном ремонте, должно характеризо- ваться объективными показателями. Иначе неизбежна неопреде- ленность и субъективность в оценке долговечности автомобиля. Однако пока еще нет установленных объективных нормативов на предельное техническое состояние автомобиля или его агрегатов. В программах и методиках ресурсных испытаний (испытаний на долговечность) предусматривается обычно, что их целью является подтверждение заданного или объявленного заводом пробега авто- мобиля до капитального ремонта, а не его установление. Необходи- мость же ремонта должна определяться в соответствии с «Положе- нием о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта», утвержденным Минавтотрансом РСФСР [26]. В указанном же Положении также отсутствуют регламентиро- ванные показатели, определяющие необходимость в капитальном ремонте. Имеется лишь указание (п. 23): «Агрегат направляется в капитальный ремонт, если базовая и основные детали нуждаются в ремонте, требующем полной разборки агрегата, и если работоспо- собность агрегата не может быть восстановлена или ее восстановле- ние экономически нецелесообразно путем проведения текущего ре- монта». Наименования базовых и основных деталей каждого агре- гата в Положении приводятся, но без указания предельного состоя- ния их изношенности. Таким образом, конкретных объективных показателей предель- ного технического состояния двигателя, требующего капитального ремонта, пока еще регламентациями не установлено. Внешними объективными критериями такого состояния могут быть следующие: уменьшение мощности двигателя, вызывающее ухудшение тягово-скоростных свойств автомобиля; увеличение рас- хода топлива и масла двигателем; увеличение прорыва газов в кар- тер двигателя; появление недопустимых шумов и стуков при работе двигателя; возрастание количества отказов («снижение надежно- сти») и простоев для устранения появляющихся неисправностей двигателя. После разборки двигателя для ремонта внутренними критери- ями, подтверждающими своевременность ремонта, являются вели- чины износов основных деталей, устанавливаемые микрометриро- ванием. Количественные значения названных критериев в зависимости от состояния изношенности двигателей изучались разными исследо- вателями. 5—1281 129
Проф. Н. И. Иващенко и И. М. Гульченко 1 на основе исследова- ния износов деталей цилиндро-поршневой группы двигателей 100 автомобилей ЗИЛ-164 и ГАЗ-51 в условиях нормальной эксплуата- ции установили, что после пробега в среднем 120 тыс. км мощность двигателей ЗИЛ-164 снизилась в среднем на 27%, а минимальный удельный расход топлива двигателем увеличился на 24,5%. Износ стенок цилиндров блока за этот пробег в поясе максимальных изно- сов составил в среднем 0,42 мм. У автомобилей ГАЗ-51 после про- бега в среднем 100 тыс. км мощность двигателя снизилась в среднем на 17%, а расход топлива увеличился на 16% при износе цилиндров в среднем на 0,25 мм. Исследованиями Г. Спичкина установлено, что при износе дви- гателя ЗИЛ, соответствующем пробегу автомобиля около 120 тыс. км, его мощность снижается на 16,5%, расход масла на угар возрастает в 12 раз (достигает 3,4 кг/ч), а прорыв газов в кар- тер при 1200 об/мин увеличивается в 7 раз (достигает 210 л/мин). Эти исследования позволили в качестве основного критерия пре- дельного состояния двигателя, требующего капитального ремонта, рекомендовать величину прорыва газа в картер, замеряемую при режиме работы на полной нагрузке при максимальном значении крутящего момента. Это же положение подтверждается ранее про- веденными исследованиями НИИАТа. Исследования надежности автомобилей, которые ведутся в пос- ледние годы в экспериментально производственных автохозяйствах НАМИ (ЭПАХах) также убедительно подтверждают, что внешними объективными критериями предельного состояния двигателя, явля- ются прорыв картерных газов и угар масла [17]. Оценка долговечности автомобиля по величине пробега до по- требности в капитальном ремонте производится путем ресурсных пробеговых испытаний. Таким контрольным испытаниям подверга- ются серийные автомобили и образцы всех новых базовых моделей, подготавливаемых к производству. Ресурсные испытания проводят- ся Центральным научно-исследовательским автомобильным поли- гоном НАМИ по рабочим программам, составляемым применитель- но к каждой испытываемой разновидности автомобиля, руководст- вуясь типовыми программами-методиками ресурсных испытаний автополигона [36]. В этих типовых программах установлено, что в пробеговых ре- сурсных испытаниях участвует не менее двух одинаковых образцов автомобилей с полной номинальной нагрузкой. Испытания обычно совмещаются с длительными контрольными дорожными или прие- мочными испытаниями, которые составляют первый этап ресур- сных. Общая величина пробега автомобилей за период ресурсных испытаний устанавливается заводом-изготовителем. Распределение этого пробега по видам дорожных покрытий предусматривается ’Иващенко Н. И. Исследование влияния износа деталей цилиндро- поршневой группы на мощность и экономические показатели двигателей. «Авто- мобильная промышленность», 1973, № 6, с. 14. 130
программой испытаний в соответствии с эксплуатационным назна- чением автомобиля и руководствуясь рекомендацией типовых про- грамм автополигона. Преобладающая часть пробега автомобилей при ресурсных испытаниях осуществляется на дорогах автополиго- на с повышенными скоростями движения, что обеспечивает воз- можность их проведения в короткий срок. По окончании испытаний производится разборка основных агрегатов, микрометрирование из- ношенных деталей, определение технического состояния всех дета- лей, узлов и агрегатов автомобилей. Целью ресурсных испытаний является подтверждение установ- ленного (или объявленного) заводом пробега до первого капиталь- ного ремонта, т. е. подтверждение того, что на этом пробеге не будет достигнуто предельное состояние изношенности, требующее капи- тального ремонта. Таким образом, этими испытаниями не устанавливается конкрет- ное значение ресурса автомобиля и программы испытаний не со- держат объективных критериев предельного состояния изношенно- сти агрегатов. В эксплуатации процесс изнашивания и старения автомобиля происходит иначе, чем при полигонных испытаниях. Режим рабо- ты двигателя при полигонных испытаниях более стабилен, редко используются механизмы сцепления, переключения передач, шестерни промежуточных передач, тормоза, рулевое управление. Поэтому ресурс как двигателя, так и всех других агрегатов и узлов автомобиля при полигонных испытаниях обычно бывает более вы- соким, чем в условиях эксплуатации. Результаты ресурсных испыта- ний, проводимых на полигоне, позволяют путем поправочных коэф- фициентов лишь приближенно оценивать реальный срок службы ав- томобиля до потребности в ремонте. А. М. Шейнин на основе исследований, проведенных в условиях эксплуатации, разработал метод установления предельного техни- ческого состояния автомобиля, требующего ремонта по параметру возрастания расходования запасных частей [33]. Учет условий экс- плуатации производится при этом по коэффициентам приведения, установленным по соотношениям с расходом топлива в разных ус- ловиях. Это исследование, развитое Н. П. Панкратовым позволило научно обоснованно нормировать пробеги автомобилей до первого ремонта, а также разрабатывать нормативы расхода запасных час- тей. Однако для оценки конструкции автомобиля его непосредст- венно применить нельзя, так как расходование запасных частей в основном определяется недостатками качества изготовления ав- томобиля и условиями эксплуатации, а не недостатками конструк- ции. Тем не менее фактические пробеги автомобилей до капиталь- ного ремонта на автотранспортных предприятиях, выявленные при этих исследованиях, весьма показательны для характеристики их долговечности. Эти данные так же, как и данные по опыту эксплуа- 1 Панкратов И., Шейнин А. Управление использованием ресурса автомобилей в рядовых условиях эксплуатации. — «Автомобильный травечоит», 1969, № 10, с. 18. 5* 131
тации других автомобилей, положены в основу установленных для целей планирования нормативных пробегов базовых моделей авто- мобилей и их агрегатов [26]. Износостойкость основных деталей двигателя. К числу основных деталей автомобильного двигателя, износ которых определяет не- обходимость его ремонта, относятся: блок цилиндров и детали ша- тунно-поршневого механизма — коленчатый вал, шатуны, поршни, поршневые кольца. Износостойкостью называется способность детали сопротивлять- ся изнашиванию, т. е. изменению размеров и формы под воздейст- вием нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации. Она изме- ряется величиной износа (в мкм), отнесенной к пробегу автомобиля (в км). Износ деталей зависит от большого числа различных факторов: формы и материала трущихся поверхностей, чистоты их обработки, зазоров в сопряжениях, величины и характера нагрузок, действую- щих на изнашиваемую поверхность, скоростей взаимного переме- щения трущихся деталей, температуры, условий смазки и степени ее загрязнения посторонними частицами, режимов эксплуатации, качества технических обслуживаний. Пока еще нет теоретических методов расчета деталей двигателя на износостойкость, которые учитывали бы все названные факторы. Расчетом могут быть определены лишь некоторые показатели, ха- рактеризующие режим и условия работы отдельных деталей, опре- деляющие их изнашивание. Ниже приведен метод расчета некото- рых таких показателей: Количество оборотов коленчатого вала двигателя на 1 км пробе- га на прямой передаче, которое определяется по формуле lOOOz’o --------— к 2лгк где io — передаточное отношение в главной передаче; гк — радиус качения ведущих колес автомобиля, м. Путь поршня Sn на 1 км пробега автомобиля на прямой переда- че определяется по формуле о 2s•пк оп=---------- М, 1000 (50) где з — ход поршня, мм. Количество оборотов коленчатого вала и путь поршня на 1 км пробега характеризуют работу трения и износ стенок цилиндров, поршневых колец и стенок поршня. Потери на трение поршней с кольцами о стенки цилиндров составляют около 65% от общих по- терь на трение в двигателе. Приведенные показатели работы трения в двигателе, отнесенные к 1 км пробега автомобиля, характерны, потому что конечный износ всех деталей также оценивается по от- ношению к пробегу автомобиля в километрах. 132
Средняя скорость поршня при максимальной частоте вращения коленчатого вала также является показателем, характеризующим условия изнашивания двигателя. Она определяется по формуле v п 2572 шах : ----—— м/с, 1000-60 (51) где «щах — частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя. Следует отметить, что этот показатель условный. За каждый ход поршня его скорость увеличивается от нуля до максимального зна- чения и затем уменьшается до нуля. Наибольший износ цилиндров происходит не в средней зоне хода поршня, где скорость движения максимальная, а в верхнем поясе, где скорость движения мини- мальна. Путь скольжения образующей поверхности шейки коленчатого вала двигателя на 1 км пробега при движении автомобиля на пря- мой передаче характеризует условия изнашивания коленчатого ва- ла. Он определяется по формуле М/КМ> (52) где dai— диаметр соответствующей коренной или шатунной шейки вала в мм. Максимальная скорость скольжения рабочей поверхности шеек коленчатого вала в подшипниках определяется из выражения! V ш Л^ш^тах 1000-60 (53) В курсах расчета автомобиля приводятся также другие расчет- ные показатели, характеризующие условия работы различных изна- шивающихся деталей не только двигателя, но и дру- гих узлов автомобиля. Как было сказано выше, все они позволяют лишь косвенно судить об условиях работы деталей и их износостойко- сти с учетом также других действующих факторов. Объективно и наиболее точно износостойкость дета- лей определяется экспери- Рис. 41. Интенсивность износа стенок ци- линдров двигателя в зависимости от про- бега автомобиля с начала эксплуатации: I — период приработки; II ~ период нормальной эксплуатации; III — период прогрессивного на- растания износов ментально при длительных пробеговых испытаниях, а еще точнее, при работе ав- томобилей в условиях нор- мальной эксплуатации. 133
Рис. 42. Кривые средней интенсивно- сти изнашивания стенок цилиндров двигателя в разных поясах (ГАЗ-51 А): 1 — в плоскости, параллельной оси дви- гателя; 2— в плоскости, перпендикуляр- ной к оси двигателя При этом следует учитывать неодинаковую интенсивность об- разования износов в разные пери- оды пробега автомобиля. На рис.. 41 показана интенсивность изна- шивания стенок цилиндров двига- теля в разные периоды работы автомобиля. В первый период, когда происходит приработка со- пряженных деталей, интенсив- ность износа особенно велика.. Этот период продолжается 2— 3 тыс. км. Затем наступает второй период нормальной эксплуатации автомобиля, при котором интен- сивность образования износов ци- линдров двигателя минимальная.. По мере постепенного увели- чения износов деталей, увеличе- ния зазоров между ними, искаже- ния геометрической формы ци- линдров, увеличения прорыва га- зов в картер вследствие сниже- ния упругости колец интенсив- ность износов начинает возрас- тать. Наступает третий период, когда интенсивность износа про- грессивно быстро увеличивается. В этот период становится замет- ным снижение мощности двигате- ля, повышенный расход масла на угар, значительный прорыв газов в картер двигателя. Возникает необходимость ремонта двигателя. Аналогична закономерность образования износов также для дру- гих деталей автомобиля. Поверхность трущихся деталей изнашивается неравномерно. На рис. 42 изображено типичное распределение износов стенок цилинд- ров двигателя. По вертикали отложено расстояние (в мм) от верх- ней плоскости блока по образующей цилиндра, а по горизонтали средняя интенсивность износа каждого пояса по диаметру в микро- метрах на 1000 км пробега, в двух плоскостях — параллельно и пер- пендикулярно оси двигателя средние по всем цилиндрам. Также имеет место неравномерность распределения износа на трущихся поверхностях других деталей — коренных и шатунных шейках ко- ленчатого вала, их подшипников, стенок поршней, поршневых паль- цах и др. В результате изнашивания цилиндрические детали приоб- ретают конусообразную и овальную форму. Чем больше искажается начальная цилиндрическая форма детали, тем быстрее происходит дальнейшее прогрессирование ее износа. В частности, конусообраз- ность изношенных стенок цилиндров на протяжении каждого хода 1.34
поршня вызывает непрерывное изменение плотности прилегания поршневых колец, что способствует прорыву газов в картер, нару- шению смазочного слоя, старению металла колец и прогрессивному нарастанию потери их упругости. Неравномерность распределения износа по трущимся поверхно- стям деталей так же, как и интенсивность их износа зависят от кон- структивных особенностей двигателя. Так, у двигателей ГАЗ-51 и других однотипных двигателей износ стенок цилиндров имеет наи- большие значения в зоне, расположенной против впускного клапа- на, что объясняется попаданием на нее горючей смеси, смывающей смазку. Крайние цилиндры блока изнашиваются больше (иногда на 40—60%) вследствие различия условий их охлаждения и неравно- мерности распределения горючей смеси по цилиндрам. Наиболее велик износ верхнего компрессионного кольца, кото- рое работает в самых тяжелых температурных и нагрузочных усло- виях. Его износ по высоте и по радиальной толщине, а также поте- ря веса, упругости и увеличение зазора в замке обычно в 1,5—2 ра- за больше, чем второго кольца. У поршней наибольшему износу подвержена канавка верхнего компрессионного кольца, ширина ко- торой в некоторых случаях увеличивается на 0,7—0,8 мм. Необходимость ремонта двигателя так же, как и любого сопря- жения трущихся деталей, определяется максимальной величиной износа. В случае неравномерного распределения износа по трущей- ся поверхности, как, например, стенок цилиндров, потребность ре- монта определяется величиной износа в верхнем, наиболее изнаши- ваемом поясе, у поршневых колец — величиной износа верхнего компрессионного кольца, у поршней — износом по высоте канавки верхнего кольца. Для характеристики долговечности автомобиля необходимо оп- ределение износостойкости деталей за второй, основной, период его эксплуатации (см. рис. 41). Прогрессивно нарастающая интенсив- ность изнашивания деталей в третий период непоказательна. Если пробег автомобиля, за который определяется износостойкость дета- ли, включает также третий период эксплуатации, величина уста- новленной износостойкости, отнесенная на 1000 км, будет искажен- ной и тем значительнее, чем больше захвачен пробег третьего пери- ода эксплуатации. Первый период работы автомобиля, когда происходит приработ- ка деталей, также непоказателен для оценки их износостойкости. Однако протяжение пробега приработки в сравнении с пробегом второго периода настолько невелико, что вносимое им искажение величины износостойкости практического значения не имеет, и им часто пренебрегают. Как уже указывалось, экспериментальное определение износо- стойкости деталей автомобилей производится путем длительных дорожных испытаний. Обычно это производится при ресурсных испытаниях с пробегом автомобиля до первого ремонта. В испытаниях одновременно участвует не менее двух одинаковых автомобилей с полной полезной нагрузкой. После окончания испы- 135
таний производится разборка агрегатов и микрометрирование изно- шенных деталей. Измерения деталей двигателей производятся в соответствии с ГОСТ 14846—69. Износы стенок цилиндров следует измерять в четырех характерных поясах, установленных исследова- нием, проведенным И. М. Цой, В. А. Заболотным и А. А. Назаро- вым. Первый, верхний пояс максимальных износов располагается на уровне верхнего компрессионного кольца при положении поршня в в. м. т., а остальные пояса в пределе до половины хода поршня. Износостойкость деталей также определяется путем исследо- ваний при работе автомобиля в условиях нормальной эксплуатации. В условиях нормальной эксплуатации износ двигателей больше, чем при ресурсных испытаниях. Это объясняется тем, что в эксплу- атации автомобили работают с частыми перерывами, тепловой ре- жим нестабилен, движение происходит при постоянно меняющихся нагрузочных и скоростном режимах. Особенно повышаются износы двигателей в зимнее время. Опытом эксплуатации установлено, что предельная величина из- носа цилиндров в поясе максимальных износов, определяющая не- обходимость капитального ремонта, составляет 0,4—0,5 мм по диа- метру для двигателей с диаметром цилиндров около 80—90 мм (ти- па ГАЗ, ЗМЗ) и до 0,6 мм для двигателей с диаметром цилиндров около 100 мм (типа ЗИЛ). Полный срок службы автомобиля. Экономически оптимальным сроком службы автомобиля является величина его пробега, превы- шение которого вызывает такое увеличение затрат на его ремонт и запасные части, а также снижение производительности использо- вания, которые делают нерациональным дальнейшую его эксплуа- тацию. Трудоемкость капитального ремонта автомобиля обычно в 1,5—• 2,0 раза больше, чем производство нового. Поэтому даже в случае высококачественного его выполнения с обеспечением пробега авто- мобиля до следующего ремонта не менее чем 80—90% от первона- чального капитальные ремонты экономически неоправданы. Прак- тически же автомобили после капитального ремонта обычно имеют пробег до потребности в следующем ремонте, не превышающий 50— 60% от первоначального, а частота отказов и простоев из-за техни- ческих неисправностей в 2—3 раза превышает их частоту у автомо- биля до первого ремонта. Эти обстоятельства еще больше усугуб- ляют нерентабельность капитальных ремонтов Г Экономически может быть оправдан капитальный ремонт лишь отдельных, наибо- лее быстроизнашиваемых агрегатов, замена которых не требует большой затраты времени. Действующим Положением о техническом обслуживании и ре- монте автомобилей (26], утвержденным Минавтотрансом РСФСР 4 апреля 1972 г., предусматривается ограничение количества капи- тальных ремонтов. В нем сказано: «За срок службы полнокомплект- 1 Трубицын Е. Основные иаиравления научно-технического прогресса nai автомобильном транспорте. — «Автомобильный транспорт», 1974, № 7, с. 4. 136
ный автомобиль подвергается, как правило, одному капитальному ремонту, не считая капитального ремонта агрегатов и узлов до и после капитального ремонта автомобиля» (п. 27). В Положении также предусмотрено, что капитальный ремонт должен обеспечи- вать последующий пробег автомобиля (до списания) не менее 80% от нормы пробега до ремонта, установленной для новых автомоби- лей (п. 21). Эти нормы определены с учетом опыта эксплуатации путем обоб- щения данных автотранспортных и авторемонтных предприятий, по- этому они показательны для характеристики долговечности авто- мобилей. Численные их значения приведены в последующих главах. Таблица 22 Характеристика категорий условий эксплуатации Категорий условий эксплуатации Типичные условия работы автомобилей Техническая категория дорог Коэффициент корректирования нормы пробега I 1. Автомобильные дороги с асфальто- бетонным, цементобетонным и при- равненными к ним покрытиями за пределами пригородной зоны 2. Те же дороги в пригородной зоне, I, II, Ш 1,0 улицы небольших, городов с насе- лением до 100 тыс. жителей II 3. Те же дороги в горной местности 4. Улицы больших городов 5. Автомобильные дороги с щебеноч- ным покрытием или гравийным 6. Автомобильные грунтовые профи- лированные н лесовозные дороги I, II, III I, II, II V, VI V 0,8 III 7. Автомобильные дороги с щебеноч- ным иил гравийным покрытием в горной местности 8. Непрофнлированные дороги н стерня 9. Карьеры, котлованы и временные подъездные пути IV, V 0,6 Основные нормы пробегов автомобилей установлены положени- ем исходя из условий эксплуатации I категории (табл. 22) и исполь- зования базовых моделей автомобилей в центральной природно- климатической зоне. Положением предусмотрено их корректирова- ние соответствующими коэффициентами для других категорий условий эксплуатации, для автопоездов, для самосвалов, а также для следующих особых природно-климатических условий: Для центральной зоны ................................... 1,0 » пустынно-песчаных н высокогорных районов . ............ 0,9 » зоны холодного климата................................. 0,8 » Крайнего Севера........................................ 0,7 137
Показательным для характеристики сроков службы автомоби- лей является нормативный период их эксплуатации (табл. 23), ус- тановленный в утвержденных Совмином СССР единых нормах амортизационных отчислений, которые введены с 1 января 1975 г.1 Таблица 23 Нормативные амортизационные периоды эксплуатации автомобильных транспортных средств Типы транспортных средств Нормативный срок службы лет ТЫС. КМ Грузовые Автомобили грузоподъемностью до 2 т 6 Автомобили грузоподъемностью 2 т н более — 300 Автомобили-самосвалы грузоподъемностью 25 т и выше 1о0 Прицепы и полуприцепы всех марок Легковые 200 Особо малого класса с рабочим объемом двига- теля до 1,2 л 5 — Малого класса с рабочим объемом двигателя от 1,2 л до 1,8 л Среднего класса с рабочим объемом двигателя свыше 1,8 л: 7 общего назначения 8 — такси Автобусы — 350 Особо малого класса длиной до 5 м 6 — Малого класса длиной свыше 5 м до 8 м — 400 Среднего, большого и особо большого классов длиной свыше 8 м — 500 Долговечность шин. Шины являются одним из важнейших со- ставных элементов автомобиля. Шины подвержены наиболее силь- ному изнашиванию, и их замена не связана с ремонтом автомобиля. Поэтому долговечность шин, или как принято называть их «ходи- мость», закономерно выделять при рассмотрении общей долговечно- сти автомобиля. Долговечность шины, если не касаться аварийных механических повреждений, зависит главным образом от ее конструктивных осо- бенностей, от стойкости материалов против старения, от износостой- кости протектора, от радиальной и боковой эластичности и от отсут- ствия дисбаланса при качении колеса. Наряду с этим долговечность шин в большой мере зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Она зависит от распре- 1 Ахи о лов И., Исаева Л. Новые нормы амортизационных отчислений на подвижной состав. — «Автомобильный транспорт», 1974, № 12, с. 10. 138
деления массы автомобиля по колесам, так как превышение нагруз- ки, приходящейся на шину над номинальной предельной ее грузо- подъемностью, резко сокращает срок ее службы. Долговечность шин зависит от конструкции передней подвески, углов установки управ- ляемых колес и их стабильности в эксплуатации. Большое влияние на истирание протектора может оказывать наличие циркуляции мощности между ведущими колесами. На долговечность шин влияет совершенство конструкции тормозных механизмов и наличие анти- блокировочных устройств. Измерителями долговечности шин являются коэффициент нагру- женности шины на каждом из колес и ходимость шины. Коэффициентом нагруженности шины является отношение статической нагрузки на шину при полной номинальной нагрузке автомобиля GK к максимально допустимой нагрузке на нее при установленном внутреннем давлении Рш- Он выражается в сле- дующем виде: = (54) * ш Этот коэффициент удобно выражать в процентах: Ходимостью шины называется величина ее пробега (в км) до полного отказа в работе по причине износа протектора или старе- ния каркаса. Ходимость шин определяется экспериментально при длительных дорожных испытаниях автомобилей или в условиях нормальной эксплуатации. Наблюдения за ходимостью шин обычно проводятся при пробеговых и ресурсных испытаниях автомобилей, описанных выше. Для установления ходимости при проведении ис- пытаний каждая шина на протяжении всего срока службы работа- ет на одном и том же колесе, т. е. в отличие от обычной эксплуата- ции перестановка шин на разные колеса не производится. Существующими правилами предусмотрено, что по соображени- ям безопасности дорожного движения не допускается использова- ние шин на легковых автомобилях и автобусах при глубине рисунка протектора по центру беговой дорожки менее 1 мм, а на грузовых автомобилях менее 0,5 мм. Такой износ является предельно допу- стимым при определении ходимости шин. Установлено, что износ протектора шины прямо пропорционален пробегу автомобиля при работе в неизменных дорожных условиях, •одинаковых нагрузках и скоростях движения. Это позволяет опре- делять износостойкость протектора шины в миллиметрах на 1000 км пробега путем периодических измерений глубины его рисунка в пе- риод испытаний. Следовательно, зная глубину рисунка протектора новой шины и указанные выше предельно допустимые ее значения, можно устанавливать долговечность шины предварительно, не до- жидаясь окончания испытаний. 139
§ 7. НАДЕЖНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Надежностью автомобиля является его способность работать безотказно, без поломок или технических неисправностей, которые могут вызывать перерывы в его использовании 1. Некоторые авторы в понятие «надежность автомобиля» включа- ют также его долговечность [18, 25]. Надежность автомобиля, не- сомненно, может нарушаться вследствие недолговечности какой-ли- бо отдельной детали, но такие случаи при условии надлежащего качества изготовления и нормальной эксплуатации являются исклю- чением. Если же рассматривать долговечность автомобиля в целом как одно из основных его эксплуатационных качеств, то закономер- но это понятие четко отделять от понятия надежности. Конструктивно автомобиль может быть создан в расчете на большую долговечность, определяемую предусмотренной износо- стойкостью и усталостной прочностью его деталей, а надежность его может быть низкой, например, из-за плохих пусковых свойств дви- гателя, повреждаемости шин, неудачной конструкции отдельных основных механизмов, вызывающих их отказы в работе. В современном автомобиле поломка или неисправность — это явления ненормальные, обычно возникающие вследствие некачест- венного изготовления деталей или из-за недостатков технического обслуживания. Износ же детали — это явление вполне закономер- ное, зависящее в основном от материалов и совершенства конструк- ции узла, в котором она работает. Долговечность и надежность автомобиля имеют четко выражен- ные разные измерители. Если долговечность характеризует срок службы автомобиля, то надежность характеризует лишь безотказ- ность, т. е. постоянную готовность автомобиля к использованию. Некоторыми авторами наряду с понятием «надежность автомо- биля» вводится термин «эксплуатационная надежность» [19]. С та- кой концепцией нельзя согласиться, так как надежность проявля- ется в процессе использования изделия, т. е. его эксплуатации. По- этому надежности «не эксплуатационной» быть не может. Это находится в противоречии с терминологией, принятой во всех дру- гих областях техники и в ГОСТ 13377—75. Надежность автомобиля влияет на показатели его использова- ния, так как от нее зависят потери рабочего времени и производи- тельности автомобиля. Надежность автомобиля определяет уверен- ность в своевременном и бесперебойном выполнении перевозки. Это особенно необходимо для автомобилей, работающих по графикам и расписаниям, а также используемых на особо ответственных пере- возках (скорой медицинской или технической помощи, аварийных, пожарных, оперативной службы и др.). Надежность в основном зависит: от запасов прочности деталей 1 Согласно ГОСТ 13377—75 термин «надежность» применительно к любому изделию означает: «Свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки». 140
и рациональности конструкции узлов, определяющих работоспособ- ное состояние автомобиля; от стабильности регулировок механиз- мов; от безотказности действия систем питания и зажигания двига- теля; от пусковых свойств двигателя; от степени вероятности по- вреждения шин; от совершенства технологии и качества изготовления как самого автомобиля, так и всех используемых на нем изделий и конструкционных материалов смежных изготовителей; от качества и своевременности технического обслуживания и ремонта автомо- биля. Надежность характеризуется количеством отказов, т. е. случаев нарушения работоспособности автомобиля. Причины отказов могут быть зависящими от совершенства конструкции автомобиля и не зависящими от него, определяемые качеством изготовления или тех- нического обслуживания и ремонта. При использовании автомобиля имеют значение все случаи отказов вне зависимости от их причин. Однако совершенство конструкции автомобиля характеризуют лишь отказы первого вида, т. е. отказы по причинам, зависящим от кон- струкции. Современные автомобили в процессе своего развития стали обла- дать высокой надежностью. При условии надлежащего качества из- готовления, использования в эксплуатации средств диагностики технического состояния и своевременного выполнения необходимых работ по уходу, техническому обслуживанию и предупреждению воз- можностей появления неисправностей случаи отказов автомобилей, зависящие от конструкции, становятся исключениями. В преоблада- ющем большинстве своем отказы происходят не из-за недостаточ- ного совершенства конструкции автомобиля, а вследствие или пло- хого качества изготовления его деталей и узлов, отступлений от технологии, недостатков сборки, или же низкого качества техниче- ского обслуживания и ремонтов. Устранение возможностей отказов по причинам, зависящим от конструкции, обеспечивается установленным порядком проектиро- вания, изготовления и испытанием образцов создаваемых новых моделей автомобилей (ОСТ 37. 001—507 (508, 509) — 73). При усло- вии надлежащего качества выполнения этих проектно-конструктор- ских работ с использованием всех необходимых лабораторных ис- следований и тщательности проведения лабораторных и дорожных доводочных испытаний опытных образцов — случаи отказов автомо- билей в эксплуатации по причинам, зависящим от конструкции, сво- дятся к минимуму. Тем не менее вероятность их остается и не оди- накова у автомобилей разных моделей. Измерителем надежности автомобиля является количество отка- зов по причинам, зависящим от его конструкции за определенный пробег. Надежность автомобиля определяется экспериментально путем учета всех отказов за время проведения испытаний. Обычно это производится при ресурсных испытаниях, которые были рассмотре- ны ранее, или при длительных контрольных испытаниях серийных образцов. Однако наблюдаемые при этом отказы неизбежно отли- 141
чаются от имеющих место в эксплуатации из-за различий в исполь- зовании и режимов работы агрегатов. Поэтому наиболее объектив- ны и показательны испытания и учет отказов при работе автомоби- лей в условиях нормальной эксплуатации. Количество отказов определяется на 10 тыс. км пробега. Этот показатель возрастает по мере старения автомобиля. Поэтому сопоставление надежности раз- ных автомобилей но количеству отказов на 10 тыс. км закономерно лишь за одинаковый пробег с начала испытаний или эксплуатации. При дорожных испытаниях или наблюдениях в эксплуатации учитываются все случаи отказов по всем видам причин. Для оценки совершенства конструкции автомобиля должны быть отделены от- казы, не определяемые совершенством конструкции, т. с. отказы, не- характерные для автомобиля, которые носят временный характер, как-то: по причинам нарушения в производстве стабильности физи- ко-механических свойств конструкционных материалов, нарушения технологии производства, дефектов изготовления деталей, сборки узлов. При испытаниях в условиях нормальной эксплуатации должны быть также отделены отказы по причинам, зависящим от качества технического обслуживания или вождения автомобиля, а также оп- ределяемые дорожно-климатическими условиями, в случае если они отличаются от тех, для которых конструкция данного автомобиля предназначена. Поэтому каждый случай отказа, устанавливаемый при испытаниях, требует тщательного анализа и точного установле- ния причины его появления. При необходимости сломанные или поврежденные детали подвергаются лабораторному исследованию. Выделенные отказы по причинам, зависящим от конструкции, будут характеризовать степень конструктивного совершенства автомо- биля, т. с. его эксплуатационное качество — надежность. Измерителем надежности автомобиля может также быть коэф- фициент надежности, выражаемый формулой 4. = -^- (55) или 71 - (А-Б) 100 А где А — полная продолжительность использования автомобиля ка- лендарное время за вычетом нерабочих дней и межсменного времени), ч; Б — суммарный простой автомобиля из-за всех технических неисправностей за полное время его использования А, ч. Аналогичные коэффициенты надежности применяются в других областях техники. Этот коэффициент позволяет в некоторой степени характеризо- вать не только количество, но и значимость отказов по затратам времени на устранение неисправностей. Он также характеризует влияние надежности на производительность автомобиля. 142
Однако совершенствование конструкций автомобилей должно быть направлено на устранение любых возможных отказов вне зависимости от их значимости и вызываемых потерь времени. Для обеспечения бесперебойности процесса использования автомобиля необходимо стремиться к тому, чтобы отказов вообще не было. При этом безразлично, вызван ли отказ поломкой какой-либо ответст- венной детали, требующей замены агрегата, или же неисправ- ностью, требующей меньшего времени для ее устранения: напри- мер, нарушение подачи топлива, неисправность системы зажига- ния, прокол шины или затруднение пуска холодного двигателя. Сопоставление количественных значений коэффициентов надеж- ности разных автомобилей закономерно лишь за одинаковую про- должительность использования с начала эксплуатации и в преде- лах до первого капитального ремонта. Быстрый рост автомобильного транспорта СССР и образовав- шееся временное отставание в развитии грузового автомобиле- строения вызвали необходимость всемерного продления сроков службы автомобилей путем многократных ремонтов и за счет боль- шого расходования запасных частей. В этих условиях для рацио- нальной организации технической эксплуатации автомобилей проб- лема их надежности приобрела большую актуальность. В послед- ние годы многие исследователи уделили ей большое внимание. Учитывая случайность появления отказов и большое количество факторов, от которых они зависят, изучение надежности базирует- ся на основных положениях теории вероятности. Проведенные ис- следования закономерностей появления отказов послужили осно- вой для формирования теории надежности автомобиля. Основная заслуга в проведении этих исследований принадлежит Е. С. Кузнецо- ву [19], А. М. Шейнину [33], сотрудникам кафедры технической эксплуатации МАДИ под руководством Г. В. Крамаренко [18] и ХАДИ под руководством Н. Я. Говорущенко [9]. Результаты этих исследований создали научную базу для раци- ональной организации технического обслуживания и ремонта ав- томобилей, обеспечения их запасными частями. В этих исследова- ниях изучались закономерности появления всех видов отказов вне зависимости от причин и задача оценки совершенства конструкции не ставилась. Большой вклад в изучение надежности автомобилей внесли исследования, которые проводятся НАМИ в сети эксперименталь- но-производственных автохозяйств — ЭПАХах, расположенных в разных климатических зонах и типичных дорожных условиях на территории СССР. Эти исследования ведутся на основе разработан- ного В. А. Черняйкиным, Е. А. Индиктом и Е. И. Кривенко метода изучения надежности автомобилей в нормальной эксплуатации [17]. Проведенная авторами большая работа по организации испыта- ний на основе разработанного метода и успешное практическое его применение на протяжении ряда лет было очень плодотворным. Этот метод является строго научным, предусматривает применение теории вероятности и математической статистики для обработки 143
материалов наблюдений и обеспечивает получение наиболее объ- ективной характеристики надежности испытываемых автомобилей. Проведенные испытания большого числа контрольных партий ав- томобилей, численностью не менее 25 ед. в каждой за длительные периоды эксплуатации, позволили получить ценные результаты и сделать конкретные рекомендации как по устранению недостатков изготовления автомобилей, так и по улучшению технической экс- плуатации. Классификация причин отказов, принятая в испытаниях, прово- димых в ЭПАХах, не предусматривает выделения отказов, опреде- ляемых совершенством конструкции автомобиля. Все такие отказы включаются в общую группу заводских отказов. Однако проведен- ное изучение материалов наблюдений полностью подтверждает, что отказы, зависящие от конструкции автомобиля, составляют от- носительно малую величину и в большинстве своем являются след- ствием недостаточной доработки конструкции в период ее доводки перед постановкой на производство. § 8. ПРОХОДИМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ Проходимостью автомобиля называется его приспособленность к выполнению перевозок в трудных дорожных условиях по доро- гам в труднопроезжем состоянии, заснеженным, покрытым на- ледью, размокшим грунтовым, а также без дорог. По проходимости все автомобили подразделяются на три ос- новные группы: автомобили дорожные, у которых не все мосты яв- ляются ведущими, эти автомобили конструктивно предназначены для перевозок только по дорогам, а случаи съезда с дорог рассмат- риваются для них как исключение; автомобили повышенной про- ходимости, полноприводные, со всеми ведущими мостами и специ- альными шинами, конструктивно рассчитанные на возможность выполнения перевозок также в трудных дорожных условиях и без дорог; автомобили высокой проходимости, конструкции которых специально предназначены для перевозок по труднопроезжим до- рогам и по местности без дорог. Ниже рассматривается проходимость автомбилей только первой основной группы, т. е. только дорожных. Проходимость автомоби- лей двух других групп рассматривается в специальной литературе. Все разновидности дорожных автомобилей должны обладать качеством проходимости. На автомобиле любого типа может воз- никнуть необходимость съезда с благоустроенной дороги, проезда участков дорог, находящихся в неисправном состоянии, движения по грунтовым объездам, ремонтируемых или строящихся участков дорог и мостов, движения в зимнее время по неровным, заснежен- ным или обледенелым дорогам. Однако степень проходимости для дорожных автомобилей раз- личных типов требуется разная. Например, маршрутные автобусы большой вместимости, легковые автомобили высшего класса, меж- дугородные автопоезда группы А и другие типы автомобилей, 144
предназначаемые для использования в крупных городах или на ав- томобильных магистралях, работают почти исключительно в хоро- ших дорожных условиях. Поэтому требования к их проходимости могут быть минимальными. Для автомобилей, которые систематически работают на доро- гах, не обеспеченных снегоуборкой и на низовой сети дорог прохо- димость имеет первостепенное значение. К таким автомобилям в первую очередь относятся: автопоезда группы Б; автомобили-само- свалы, используемые на дорожном и других строительствах, а также грузовые автомобили средней и малой грузоподъемности, небольшие автобусы и легковые автомобили, используемые в сельской мест- ности и лесных районах. Проходимость автомобиля определяется его размерными пара- метрами и комплексом тяговых и опорно-сцепных конструктивных особенностей. Размерными параметрами автомобиля, от которых зависит его проходимость, являются следующие: дорожные просветы под низ- шими точками автомобиля; радиус продольной проходимости; уг- лы свесов передний и задний; совпадение следов передних и зад- них колес. В отдельных случаях проходимость автомобиля может также зависеть от габаритных размеров и маневренности, например при необходимости проезда по лесу или по узкой дороге с крутыми по- воротами. Некоторые размерные параметры характеризуют глубину бро- да с твердым дном, который может быть преодолен автомобилем. К ним относятся: высота расположения отверстия выпускной трубы, расположение нижнего шкива вентиляторного ремня и др. Наи- большая глубина преодолеваемого брода составляет обычно для легковых автомобилей не более 250 мм и для грузовых до 400 мм. Если принять специальные меры (снять вентиляторный ремень, ук- рыть электрооборудование от попадания воды и др.), автомобили могут преодолевать более глубокие броды. Следует однако отме- тить, что на автомобилях дорожного типа успех преодоления бро- да в основном зависит от опыта и искусства водителя. Тяговыми и опорно-сцепными параметрами, от которых зависит проходимость автомобиля, являются следующие; удельное давление шин на до- рогу; размер и тип шин; распределение массы по осям; наибольшая сила тяги; сцепная масса. Наряду с конструктивными параметрами проходимость автомо- биля характеризуется показателями, устанавливаемыми путем до- рожных испытаний в разных типичных условиях движения. Размерные параметры. Дорожными просветами (7ij и й2) назы- ваются расстояния (в мм) между наиболее низко расположенными точками автомобиля и опорной плоскостью. Обычно наиболее низ- ко расположены мосты автомобиля. Поэтому дорожные просветы принято измерять в точке, расположенной между колесами каждо- го из мостов при полной нагрузке автомобиля (рис. 43). Величина дорожного просвета у зарубежных легковых автомобилей допуска- 145
Рис, 43. Геометрические параметры проходимости автомобиля ется до 130—140 мм. У отечественных легковых автомобилей она обычно находится в пределах 180—200 мм, что определяет лучшую их приспособленность для движения по неровным и колейным до- рогам. У отечественных грузовых автомобилей дорожный просвет под передним мостом составляет 300—350 мм, а под задним ведущим мостом 240—300 м. Радиусом продольной проходимости Rn называется радиус ци- линдра, касательного к передним и задним колесам и к наиболее низко расположенной точке между осями колес, измеряемый при полной нагрузке автомобиля (см. рис. 43). Чем меньше величина этого радиуса, тем лучше проходимость автомобиля. Радиус про- дольной проходимости в 3 м и менее является вполне хорошим показателем, в пределах 34-5 м — удовлетворительным. Углами переднего и заднего свеса yi и у2 называются углы меж- ду опорной плоскостью и плоскостями, касательными к колесам и к контуру соответственно передней или задней выступающим нижним частям автомобиля. Угол переднего свеса у легковых автомобилей желателен не менее 25° и у грузовых не менее 40°. Угол заднего свеса для отечественных легковых автомобилей принимается не менее 20° и для грузовых не менее 25°. Для легковых автомобилей высшего класса, городских автобусов и других автомобилей, пред- назначаемых для работы в условиях наиболее ровных дорожных покрытий, допускаются меньшие величины углов свесов. Дорожные просветы, радиус продольной проходимости, углы переднего и заднего свеса характеризуют приспособленность авто- мобиля для движения по колейным грунтовым дорогам, неровнос- тям местности при съезде с дорог, переезде кювета, канавы, бугра и других препятствий. При движении автомобилей по неплотному грунту, глубокой грязи или снегу сопротивление движению увеличивается за счет работы, затрачиваемой на деформацию грунта и образование ко- леи. Чем больше остаточные деформации грунта после прохожде- ния по нему автомобиля, глубже и шире следы, оставляемые ко- 146
лесами, тем, следовательно, большая работа была затрачена авто- мобилем для движения по данному участку, тем большее сопротивление движению должно было преодолеваться. Опыт эксплуатации и испытаний автомобилей показывает, что при движении по неплотному грунту или снегу проходимость авто- мобилей в большой степени зависит от совпадения следов перед- них и задних колес. При полном совпадении этих следов передние колеса уплотняют грунт и сводят к минимуму сопротивление каче- нию задних ведущих колес. Если при движении автомобиля по не- плотному грунту задние колеса точно проходят по следу передних, сопротивление движению автомобиля будет наименьшим. Чем больше несовпадение следов, тем больше сопротивление качению задних колес за счет затраты дополнительного усилия для расширения следов передних колес и разрушения при этом уплот- ненных их краев. Поэтому у автомобилей повышенной проходимости наиболее со- вершенной конструкции, например УАЗ-452Д, ЗИЛ-131, Урал- -375Д, МАЗ-502 и других, применяется одинарный скат задних ко- лес при точно одинаковой ширине колеи колес всех осей. Коэффициент совпадения следов передних и задних колес т)с позволяет оценить совершенство конструкции автомобиля в этом отношении. Он выражается в следующем виде: г=-~. (56) где а — ширина следа за передним колесом; b — ширина следа после прохождения переднего и заднего колес. Чем ближе значение этого коэффициента к единице, тем больше со- впадение следов передних и задних колес, а следо- вательно, меньше сопро- тивление движению авто- мобиля и выше его про- ходимость. На схемах (рис. 44) показаны характерные случаи несовпадения сле- дов у легкового и грузо- вого автомобилей. У грузовых автомоби- лей со сдвоенными задни- ми колесами этим коле- сам приходится преодоле- вать сопротивление по образованию по существу нового следа и при этом Рис. 44. Схема совпадения следов передних и задних колес легкового автомобиля 1 п грузового 2 со сдвоенными колесами на заднем мосту: а — ширина следа за передними колесами; b ~~ ширина следа после прохождения переднего и заднего колес; с и d—отклонения следа задне- го колеса от переднего во внутреннюю п наруж- ную стороны 147
разрушать уплотненные края следа переднего колеса. Поэтому в отношении проходимости применение двойного ската на задних колесах нерационально. Тяговые и опорно-сцепные параметры. Удельным давлением шин Руд является отношение части массы автомобиля, передавае- мой данным колесом на опорную поверхность GK к площади отпе- чатка шины на этой поверхности Fo. Площадь отпечатка определяют путем нанесения краски на участок протектора шины вывешенного колеса и последующего опус- кания колеса на лист чистой бумаги. При этом площадью отпечатка Fo считается не только площадь выступов рисунка протектора, но и промежутков между ними в контуре всего отпечатка. Удельное давление шины выражается формулой РуЛ = ~- кгс/см2. (57) * о Величина удельного давления шин на опорную поверхность обычно на 10—20% больше внутреннего давления воздуха в шине. Удельное давление шин имеет большое значение при движений по неплотному грунту, снегу, песку. Чем меньше удельное давление шин, тем меньше сопротивление движению и меньше возможность застревания автомобиля. Площадь отпечатка шины зависит от ее диаметра и ширины про- филя. Поэтому для уменьшения удельного давления колес на опор- ную поверхность и соответственно улучшения проходимости автомо- биля применяются шины увеличенного размера (широкопрофиль- ные, арочные). Уменьшение удельного давления достигается также снижением внутреннего давления воздуха в шинах. Для улучшения проходимости автомобилей применяются так- же различные специальные шины с грунтозацепами разного рисун- ка и профиля. Сопоставлять проходимость разных автомобилей закономерно лишь при условии, если шины у них одинакового типа. Распределение массы автомобиля по осям ха- рактеризует его проходимость главным образом при движении по неплотному грунту, глубокой грязи или снегу. В этих условиях при- чиной застреваний обычно бывает чрезмерное возрастание сопро- тивления качению передних колес, которые прокладывают колею и ведущими не являются. Практикой установлено, что автомобили, у которых на передний мост приходится возможно меньшая часть массы, обладают лучшей проходимостью при движении по неплотному грунту и снегу. Распределение массы автомобиля по осям устанавливается взвешиванием каждой из осей при полной нагрузке автомобиля и при порожнем его состоянии, с одним только водителем. Наибольшая сила тяги на ведущих колесах имеет существенное значение для проходимости автомобиля в раз- личных неблагоприятных дорожных условиях. При трогании с места или движении автомобиля по неплотно- му грунту, песку, снегу, когда образуется глубокий след от колес 148
и сопротивление качению особенно велико, автомобиль может за- стревать вследствие недостатка тягового усилия на колесах. Тя- гового усилия может также быть недостаточно при движении на крутые подъемы. Короткие трудопроходимые участки пути по грязи или глубокому снегу нередко легче преодолевать с ходу, исполь- зуя инерцию движения автомобиля. Для этого необходимо иметь возможность быстро увеличить скорость движения автомобиля при приближении к труднопроходимому участку и стремиться про- ходить его без замедления скорости. В таких случаях динамические свойства автомобиля также имеют решающее значение. Для оценки проходимости автомобиля наиболее показательна максимальная величина динамического фактора на низшей пере- даче. Скорость движения при этом настолько мала, что можно пре- небречь сопротивлением воздуха (/%,=()) и пользоваться формулой следующего вида: кгс/кг. (58) G rKG Обозначения в формуле те же, что принятые ранее в формуле (17). Чем меньше скорость движения на низшей передаче при мак- симальном значении динамического фактора, тем легче может быть трогание с места автомобиля в некоторых случаях застреваний. Эта скорость определяется по ранее приведенной формуле (25), при подстановке в нее значения частоты вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте двигателя. Существует требование, что максимальный подъем, преодоле- ваемый с полной нагрузкой при движении по сухому твердому ров- ному покрытию на низшей передаче, должен быть не менее: для- одиночных автомобилей 25% и для автопоездов 18%. Запас тяги разных автомобилей на низшей передаче показа- тельно сравнивать при большом сопротивлении качению, например, соответствующем условию движения по грунтовой дороге во влаж- ном состоянии, характеризуемой /=0,1. При этом запас динамического фактора определяется по фор- муле О\ = —0,1 кгс/кг. (59) Он выражает для этих условий возможные ускорения движе- ния, предельное дополнительное возрастание сопротивления каче- нию или наибольший подъем, которые сможет преодолеть автомо- биль. Сцепной массой является масса, приходящаяся на веду- щие колеса автомобиля. При движении по скользким дорогам с низкими значениями коэффициентов сцепления, автомобиль может застревать из-за буксования ведущих колес. Наиболее часты случаи буксования ко- лес автомобиля при трогании с места и при движении по дорогам в обледенелом состоянии и на размокших грунтовых. 149
Буксование колес наступает в том случае, когда возможное тяговое усилие в данных дорожных условиях по условию сцепле- ния ведущих колес с дорогой GB<p, меньше необходимого для пре- одоления дорожных сопротивлений Gif>. Учитывая небольшие ско- рости движения сопротивлением воздуха можно пренебречь. При этом условие возможности движения автомобиля без буксования ведущих колес может быть написано в виде: GB?>Gp, (60) где GB — масса автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса; ср — коэффициент сцепления шин с дорогой; G — полная масса ав- томобиля; ф — коэффициент суммарного дорожного сопротив- ления, равный ф=/+й Из формулы (60) следует Левая мобиля и 127]: или (в0, часть этого неравенства определяется компоновкой авто- называется коэффициентом сцепной массы ^=-|^ (62) 100GB Чем больше величина коэффициента сцепной массы, т. е. чем большая часть массы автомобиля приходится на ведущие колеса, тем меньше вероятность их буксования. У автомобилей со всеми ведущими колесами Кф=100%, т. е. имеет высшее возможное зна- чение. Наименьшие значения коэффициента сцепной массы допуска- ются у междугородных автопоездов большой грузоподъемности, группы А типа МАЗ. Они определяются из условия надежного тро- гания с места и движения при скользком состоянии дороги (ср= = 0,2), коэффициенте сопротивления качению / — 0,012 на подъеме с наибольшим допустимым для дорог с капитальным покрытием уклоне в 5% (1 — 0,05). При этом минимально допустимое значение коэффициента сцепной массы определяется из формул (60) и (62): 100^(0;0-12 + °’05'| 100=31 %. \ Ч 1 [ 0,2 J Для аналогичных автопоездов в странах Западной Европы до- пускается еще меньшее значение коэффициента сцепной массы (28,5%) если учесть, что продольные уклоны на дорогах в этих странах не превышают 3%. Для отечественных автопоездов группы Б типа КамАЗ, ЗИЛ, КАЗ, предназначенных для перевозок также на дорогах низовой сети, минимально допустимый коэффициент сцепной массы опреде- 1.50
ляется с учетом более затруднен- ных дорожных условий: ср=0,2; /=0,02; г = 0,06*. Поэтому он должен быть не менее К > / °’0? +.М6-) ЮО = 40% . \ 0,2 ) Для одиночных автомобилей наиболее низкие значения коэф- фициента сцепной массы свойст- венны легковым автомобилям при движении без пассажиров и от- сутствии груза в багажнике (46— 48%), а также некоторым разно- видностям автомобилей малой грузоподъемности с передним расположением двигателей и про- водами на задние колеса типа УАЗ-451Д при движении без гру- за (40%). Соответственно у этих автомобилей наибольшая вероят- ность буксования ведущих колес при трогании с места и движения Рис. 45. Характеристика сцепных свойств автомобиля при ф = 0,1, и /=0,012 по скользкой дороге. Проходимость автомобиля в части его предрасположения к бук- сованию ведущих колес при разных состояниях его массы графи- чески выражается характеристикой сцепных свойств (рис. 45). На этом графике по горизонтали откладывается полезная нагрузка автомобиля, а по вертикали предельные наибольшие значения подъемов дороги (продольных уклонов), на которых возможно тро- гание автомобиля с места и движение без буксования ведущих ко- лес при наиболее скользком состоянии поверхности дороги (об- леденелая, подтаивающая сверху). Построение графика производят, пользуясь формулой (61). Принимая сопротивление качению минимальное /=0,012 и ср = 0,1, предельные величины уклонов определяют из уравнения / = 0,1-0,012. Ci J G (63) На графике уклоны обозначены в промилях. Нанесение на такой график линий для разных автомобилей, оп- ределяемых их конструктивной компоновкой, позволяет сравнивать их проходимость в части предрасположения к буксованию ведущих колес. Рассмотренные выше параметры характеризуют условия сцеп- ления ведущих колес автомобиля с дорогой, без учета удельного давления колес на дорогу. * Великанов Д. Автопоезда для междугородных перевозок — требова- ния к весовым параметрам. — «Автомобильный транспорт», 1973, № 5, с. 35—37. 151
Теоретически сцепление шин с дорогой не должно зависеть от площади отпечатка шины и удельного давления. Однако практи- чески на мокрой, скользкой поверхности чем меньше удельное дав- ление колеса на дорогу, тем хуже выдавливается влага между ними и легче возникает буксование колес. Поэтому сцепной фактор еще не полностью характеризует условия сцепления ведущих колес. Дополнительное влияние могут оказывать удельные давления ко- лес на дорогу и особенности рисунка протектора шин. Наличие дифференциала в ведущем мосту автомобиля создает возможность во время трогания с места буксования одного из колес при неподвижном состоянии другого. Буксует колесо, находящееся в менее благоприятных условиях сцепления с опорной поверхно- стью. В этих случаях радикальным средством улучшения проходи- мости автомобиля являются устройства для блокировки дифферен- циала, а также дифференциалы повышенного трения. Экспериментальное определение проходимости автомобиля про- изводится путем его испытания в типичных разновидностях затруд- ненных дорожных условий и бездорожья. Такими условиями могут быть: грунтовая проселочная дорога с ухабами и глубокой колеей в сухом состоянии; грунтовые дороги разной ровности и вида грун- та в размокшем состоянии; дороги, покрытые снежным покровом разной глубины, плотности и состояния наезженности; дороги с усовершенствованными видами покрытий в холмистой и горной местности в скользком состоянии (мокрые при наличии грязи на поверхности, обледенелые при разном виде и состоянии ледяного покрова); местность при отсутствии дороги (бездорожье) разной степени пересеченности и неровности при разном виде грунта и со- стоянии его влажности (чернозем, суглинок, лёсс, песок и др.) и с разным растительным покровом при отсутствии и наличии снеж- ного покрова разной глубины и вида т. п. Пока еще нет установленных эталонов разновидностей дорож- ных условий для испытаний по оценке проходимости автомобилей разных типов. Задача эта довольно сложная. Ее решение требует создания на испытательных полигонах комплексов соответствую- щих эталонных участков, поддерживаемых постоянно в одинаковом состоянии. Вследствие отсутствия таких условий пока еще нет рег- ламентированных требований и указаний на проведение испыта- ний по оценке проходимости. При междуведомственных приемоч- ных испытаниях автомобилей дорожного типа объем и содержание оценки их проходимости в каждом случае устанавливаются по усмотрению междуведомственной комиссии. Обычно для этого вы- бираются характерные виды затрудненных дорожных условий и испытания проводятся путем сравнения проходимости нескольких однотипных автомобилей разных конструкций. Для этого все срав- ниваемые автомобили с полной полезной нагрузкой испытываются одновременно в точно одинаковых условиях движения. При этом по каждому автомобилю учитывают: количество за- стреваний, время на их преодоление, количество переключений пе- 152
редач, среднюю скорость движения и средний расход топлива. Застревания автомобилей группируют по их причинам, которыми могут быть: недостаток тягового усилия, плохое сцепление колес с грунтом, недостаточные дорожные просветы и др. Для оценки сцепных свойств автомобиля на скользкой дорож- ной поверхности они испытываются как с полной нагрузкой, так и без груза, при трогании с места на подъемах с разной величиной уклона. Объективность результатов испытаний проходимости в большой мере зависит от тщательности их проведения, порядка следования автомобилей и обеспечения одинаковости условий их движения во время испытаний, от квалификации и опыта водителей. Для оценки проходимости автомобилей НАМИ рекомендован фактор проходимости П, численные значения которого устанавли- ваются по данным испытаний. Он определяется по формуле п=£м£м . , (64) /м£м tg где <?м и 7 — принятая при испытаниях и номинальная грузоподъ- емности автомобилей, т; и L — длины испытательных участ- ков на труднопроходимом маршруте и на дороге с твердым по- крытием, км; /м и / — время движения по труднопроходимому маршруту и по дороге с твердым покрытием, ч; и g — расход топлива при движении по труднопроходимому маршруту и по дороге с твердым покрытием, л/100 км. Для объективной экспериментальной оценки проходимости ав- томобилей представляют интерес результаты ежегодно проводимых спортивных кроссов. В этих кроссах принимают участие серийные автомобили, вы- деляемые автохозяйствами. Все автомобили стандартные с одина- ковой для каждого типа балластной нагрузкой. На них разрешает- ся применять лишь простейшие средства повышения проходимости: специальные шины, цепи противоскольжения, самовытаскиватели, защитные приспособления для электрооборудования от попадания воды и др. Маршрут кросса длиной до 100 км выбирается наиболее трудный для движения автомобилей с включением разнообразных труднопроходимых участков бездорожья — грязные и неровные грунтовые дороги, заболоченные и лесные участки, броды, крутые подъемы и спуски. Перед участниками кроссов ставится задача прохождения мар- шрута в минимальный отрезок времени. При этом оценивается ма- стерство вождения автомобилей в трудных условиях движения и проходимость автомобилей. Участие в кроссах достаточно большого числа автомобилей каждой модели (по 20—30) и одинаковые труд- ности движения для всех автомобилей позволяют объективно оце- нивать и сравнивать их проходимость. 153
§ 9. УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ Удобством использования автомобиля называется комплексное качество, характеризующее комфортабельность и отсутствие утом- ляемости пассажиров и водителя при поездках в автомобиле, при- способленность к сохранности перевозимых грузов, простоту выпол- нения погрузо-разгрузочных работ, легкость управления и путевого обслуживания автомобиля. Удобство использования является одним из важнейших эксплу- атационных качеств автомобиля. От него в значительной мере за- висит безопасность автомобильного движения и производитель- ность труда водителя. Повышение удобства перевозки пассажиров как в автобусах, так и в легковых автомобилях имеет значение не только с точки зрения удовлетворения быстро растущих требова- ний современного человека к качеству обслуживания, но также способствует уменьшению утомляемости и увеличению производи- тельности его труда после поездки. Удобство использования определяется совокупностью ряда от- дельных, взаимно не связанных свойств автомобиля и особенностей его конструкции. К основным из них относятся следующие: плавность хода, т. е. приспособленность к движению с ми- нимальными колебаниями кузова; комфортабельность пассажирских мест, опре- деляемая конструктивными параметрами сидений и свободным про- странством, окружающем место пассажира; удобство посадки и высадки пассажиров, оп- ределяемое устройством дверей и высотой подножек (в автобусах); удобство погрузки и р а з г р у з к и, определяемое при- способленностью конструкции к минимальной затрате времени и труда на выполнение этих операций; легкость управления, определяемая количеством тру- да, необходимого для вождения автомобиля и удобством места во- дителя; компактность, определяемая габаритными размерами авто- мобиля; маневренность, определяемая минимально необходимым пространством для поворотов и разворотов автомобиля; готовность к д в и ж ен и ю, определяемая продолжитель- ностью пуска двигателя и приведения автомобиля в работоспособ- ное состояние; запас хода по топливу, определяемый величиной про- бега автомобиля без необходимости дополнительной заправки топ- ливом. Каждое из названных выше свойств или совокупностей конст- руктивных особенностей автомобиля имеет свои оценочные изме- рители. Плавность хода. Плавность хода автомобиля влияет на утомля- емость пассажиров, возможность их укачивания. От плавности хода грузового автомобиля зависит сохранность груза. При движении 154
автомобиля по неровной дороге от тряски может ломаться хруп- кий груз, повреждаться упаковка, окраска. На неровных дорогах плавность хода в сочетании с прочностью подвески определяет возможную скорость движения автомобиля, а следовательно, его производительность. Плавность хода опреде- ляет величину динамических нагрузок на кузов, раму и подрес- соренные механизмы автомобиля, которые могут вызывать повы- шенный износ, поломку деталей. В связи с многообразием дорожных условий в Советском Со- юзе и наличием пока еще большого количества дорог с неровно- стями плавность хода имеет особенно большое значение для отече- ственных автомобилей. Плавность хода определяется колебаниями кузова автомобиля,, возникающими вследствие неровностей дороги. Величина этих ко- лебаний зависит от совершенства конструкции подвески, упругости ее элементов, распределения массы автомобиля относительно по- перечной оси, проходящего через центр тяжести, соотношения мас- сы подрессоренных и неподрессоренных частей. Колебания автомобиля всесторонне изучены в трудах Е. А. Чу- дакова, Р. В. Ротенберга [29], Н. Н. Яиенко и О. К. Прутчикова [35], Я. М. Певзнера, В. Б. Цимбалина, И. Г. Пархиловского и др. Осо- бое место среди этих работ занимают исследования Н. Я. Говору- щенко, в которых взаимосвязь между колебаниями автомобиля и дорожными неровностями изучена в энергетическом отношении» Все эти исследования дали существенное развитие теории автомо- биля, результаты их необходимы конструкторам подвесок и могут использоваться для обеспечения хорошей плавности хода создава- емых автомобилей. На основе исследований НАМИ, проведенных под руководством Я. М. Певзнера, установлена отраслевая нор- маль на методы испытаний плавности хода автомобилей [ОН 025 332-69]. В этой нормали основным измерителем приняты средне- квадратичные вертикальные ускорения (в м/с2), замеряемые в ха- рактерных местах при движении автомобиля с разными скоростя- ми по дорогам различной ровности. Это необходимо при углублен- ном изучении плавности хода автомобилей. Для характеристики плавности хода практически достаточны следующие оценочные параметры, рекомендованные СЭВ [29]: ха- рактеристики упругости подвески каждой из осей автомобиля (при- веденная жесткость); частота и относительный коэффициент зату- хания собственных колебаний подвески. Характеристика статической упругости подвески выражает ве- личину нагрузки (в кгс), вызывающую сжатие упругих элементов подвески на 1 см. Определение характеристики упругости произ- водится в лабораторных условиях при постепенных разгружениях и нагружениях автомобиля. Давление колес на опорную плоскость Go изменяется от максимального, при упоре оси в ограничители хода, до минимального, при отрыве колес от опорной плоскости. Вели- чина сжатия упругих элементов каждой из осей (рессор, аморти- заторов, шин) измеряется по изменению расстояния между под- 155
О Высота, расположения под- рессоренной части автомя- 6и л я, мм Рис. 46. Характеристика упругости подвески Рис. 47. Собственные затухающие ко- лебания подрессоренной массы авто- мобиля над осью его моста: Т — период колебаний; п — частота коле- бания; h\h2h3 — амчлнтуда колебаний рессоренной частью автомобиля и опорной плоскостью колес в вер- тикальной плоскости, проходя- щей через данную ось Ry. Харак- теристика упругости подвески .вы- ражается в виде графика (рис. 46), на котором горизонтальными линиями показывают давления колес на опорную плоскость при полной номинальной нагрузке ав- томобиля (линия ab) и без на- грузки (линия cd). Чем меньше значение упруго- сти подвески, т. е. чем она «мяг- че», тем плавнее ход автомобиля, особенно на дорогах с небольши- ми неровностями. Но на дорогах со значительными неровностями недостатком «мягкой» подвески является большая амплитуда рас- качивания подрессоренных масс автомобиля. Частота собственных колеба- ний подвески отдельных осей ав- томобиля определяется на специ- альном стенде. В лаборатории подвесок НАМИ для этих испы- таний используется стенд, на котором производится сбрасывание автомобиля, поднятого на высоту 65 мм. Возникающие при этом колебания подрессоренной массы записывают на ленте в функции времени при помощи самопишущей аппаратуры. Образец такой за- писи приведен на рис. 47. Эти записи позволяют определять период 60 , . , Т и частоту собственных колебаний п=~^~> их амплитуду fti, «2, «з и ускорения. Относительный коэффициент затухания соб- ственных колебаний определяется по двум последователь- ным амплитудным значениям перемещений подрессоренной массы автомобиля по формуле 1 1 --In——. 2л /г3 (65) Частота и относительный коэффициент затухания определяются как средние арифметические от трех замеров. Замеры производят- ся для каждой из осей автомобиля при полной номинальной на- грузке и без нагрузки. Коэффициент затухания колебаний харак- теризует действие амортизаторов. Существует ряд других видов и методов лабораторных и дорож- ных испытаний плавности хода автомобиля, как при создании 156
колебаний от переезда единичной неровности какой-либо опреде- ленной величины с разными скоростями [32, 31, 16], так и при про- езде участков дорог с каким-либо типичным состоянием неровности [29, 35]. Однако применение этих видов и методов испытаний мо- жет иметь практическое значение лишь для конструкторов подве- сок при углубленном исследовании колебаний автомобиля. Установились определенные требования к параметрам, харак- теризующим плавность хода и допустимые колебания современных автомобилей. Соответствие этим требованиям определяет совер- шенство конструкции автомобиля. Человеческий организм наиболее приспособлен к колебаниям, возникающим при ходьбе. Скорость пешехода обычно находится в пределах 3—6 км/ч. При средней длине шага 0,77 м это соответст- вует 65—130 шагам в минуту. Такая частота колебаний в пределах 1—2 Гц для организма человека наиболее привычна и вызывает наименьшее утомление. Чем больше частота колебаний превышает верхний предел 2,0—2,5 Гц, тем более неприятное, вредное, утом- ляющее ощущение она производит на человека. Колебания частотой менее 1 Гц (60 в минуту), особенно при большой их амплитуде, вызывают явления укачивания. Частота собственных колебаний у легковых автомобилей составляет в сред- нем 1,0—1,5 Гц, а в отдельных случаях имеет еще меньшие зна- чения. У грузовых автомобилей частота собственных колебаний находится в пределах 1,5—2,5 Гц (90—150 кол/мин). Рекоменду- ется, чтобы частоты колебаний передней и задней подвесок были одинаковыми, этим достигается лучшая плавность хода автомоби- ля. Вертикальные колебания кузова должны иметь амплитуду не более 35—40 мм. Экспериментально установлено, что организм человека наиме- нее восприимчив, т. е. наименее утомляется от колебаний верти- кальных, более восприимчив к колебаниям продольным — в на- правлении движения, и наиболее восприимчив, т. е. наиболее утом- ляется, от колебаний поперечных. Расслабленное состояние шейных мышц способствует увеличению амплитуды продольных и попереч- ных колебаний головы и соответственно возникновению укачи- вания. Действие колебаний на организм человека определяется также их ускорениями. А. К. Бируля (ХАДИ) установил, что предельно допустимые беспокоящие колебания характеризуются величиной систематически повторяющихся ускорений в 2,0—2,5 м/с2 или еди- ничных в 3,0—4,0 м/с2. Скорость нарастаний систематически повто- ряющихся ускорений не должна превышать 25 м/с2. Комфортабельность пассажирских мест. Комфортабельность пассажирских мест в автомобиле в основном определяется устрой- ством сидений. Сиденье должно обеспечивать наиболее удобное и наименее утомительное положение тела человека, а также обла- дать мягкостью, которая в максимальной степени устраняла бы влияние на пассажира колебаний кузова. Мягкость сиденья оцени- вают его упругостью, характеристикой колебаний (амплитудой, 157
Рис. 48. Основные параметры сиде- ний легковых автомобилей частотой) и быстротой их зату- хания. Наилучшие удобства езды обеспечиваются при отно- шении частоты собственных ко- лебаний пассажира на сиденье к частоте колебаний кузова 1,6—2,0. Устройство сиденья харак- теризуется также основными его геометрическими парамет- рами: высотой над полом, глу- биной, шириной, наклоном по- душки сиденья и его спинки, величиной свободного прост- ранства для ног пассажира и над его головой. Многолетний опыт констру- ирования и эксплуатации авто- мобилей и анализ средних ана- томических размеров людей позволили выработать жела- тельные оптимальные размеры этих величин, сопоставление с которыми позволяет оценивать пассажирские сиденья любого автомобиля. Основные параметры сидений легковых автомобилей показаны на схеме (рис. 48), а численные их значения, наиболее удобные для пассажира среднего роста, полноты и массы, приведены в табл. 24. Одним из основных размеров является высота сиденья. Наи- более удобными являются сиденья высотой около 400 мм. Стремле- ние конструкторов к снижению центра тяжести и обтекаемым фор- мам кузова легковых автомобилей определяет применение более низких сидений. Неудобство посадки пассажира компенсируется при этом увеличением угла наклона подушки сиденья (до 12—15°). Основные параметры пассажир,ких мест в автобусах показаны на схеме (рис. 49), а численные их значения, регламентированные для городских автобусов ГОСТ 10022—75 и наиболее удобные для пассажиров среднего размера, приведены в табл. 25. ГОСТ 10022—75 предусмотрено, что номинальная норма полез- ной площади пола, приходящаяся на одного стоящего пассажира, должна быть не менее 0,2 м2. Как отмечалось выше, при рассмот- рении пассажировместимости такая норма не обеспечивает доста- точных удобств поездки пассажиров и требует увеличения. Комфортабельность поездок в автомобиле в большой мере опре- деляется защищенностью пассажиров в кузове от атмосферных влияний, попадания в кузов отработавших газов от двигателя или паров топлива. Через неплотности кузова в него может проникать в зимнее время холодный воздух, летом при движении по пыльным 158
Таблица 24 Основные параметры сидений легковых автомобилей Параметр Обозначение на схеме (см. рнс. 48) Желательная в елнчина Высота сиденья над полом, мм А, П 400 Глубина сиденья, мм в, г 470-500 Ширина переднего сиденья: двухместного, мм д 1050—1300 трехместного » д 1350-1500 Ширина заднего сиденья: двухместного, мм Е 950—1200 трехместного » Е 1250—1400 Ширина двухместного заднего сиденья в плечах Д{ 1300 Пространство от кромки сиденья до упора для 550 НОГ, мм Высота над сиденьем, мм И, К 970* Пространство для колен, мм, не менее Л 240 Пространство для ступней, мм И 350 Угол наклона подушки сиденья, град ai, а2 8 Угол между подушкой и спинкой сиденья, град 01, 02 104 * Высота над сиденьем указана при наличии на нем груза, равного приходящейся на него части массы пассажира (50 кг), вызывающего его прогиб в среднем около 70 мм. дорогам — пыль, вода во время дождя, газ из выпускной трубы глушителя или от двигателя, пары бензина из бензобака или бен- зопровода. При оценке эксплуатационных качеств автомобиля такие недо- статки выявляются путем специальных испытаний в дождевальной и пылевой камерах, а также путем наблюдений в период дорожных испытаний. Эффективность обогрева легковых автомобилей и авто- бусов определяется путем проведения специальных испытаний с Рис. 49. Основные параметры пассажирских мест в автобусах 159
Таблица 25 Основные параметры пассажирских мест в автобусах Параметр Обозначе- ние на схеме Величины для городских автобусов по гост 10022—75 Наиболее желательные параметры Для город- ских авто- бусов Для меж- дугородных автобусов Высота сиденья, мм А 450 ±20 450 450 Глубина » мм Б 400 400 440 Ширина » не менее: одноместного, мм В 430 460* 500** двухместного, » 2В 860 920* 960** Высота спинки от уровня пола, мм Г 850—20 950 1100 Высота над сиденьем, мм, не менее д — 1300 1300 Расстояние для колен, мм, ие менее Е 280 280 280 Расстояние для ступней, мм, не меиее /К 280 300 300 Шаг сидений, мм, не менее И 680 720 820 Ширина прохода, мм, не менее К 580*** 600 400 Высота в проходе, мм, не менее Л 1950 1950 1850 Верхняя граница оконного пояса над м. 1750 1750 — полом, мм, не менее Угол наклона подушки, град а 5±2 5 8 Угол наклона спинки, град 95 ±2 102 102-140 * По исследованиям НИИАТа пассажир в зимней менее 480 мм. ** Включая ширину подлокотников. *** При одном из сидений одноместном — 990 мм. одежде занимает ширину не замером температуры в характерных точках пассажирского поме- щения. Также путем специальных испытаний оценивается отсутствие попадания газа в пассажирское помещение. Пока еще на отечественных легковых автомобилях и автобусах не получили распространения установки для кондиционирования воздуха. Однако решение этого вопроса уже становится своевре- менным, в первую очередь применительно к автомобилям, исполь- зуемым в жаркой климатической зоне СССР. Комфортабельность поездки пассажиров определяется наличием в автомобиле различного дополнительного оборудования, создаю- щего удобства (например: часов, радиоприемника, отопления, вен- тиляции, прикуривателя, пепельниц и др.). Имеет значение размер багажника на легковых автомобилях или багажного отделения на междугородных автобусах. Удобство посадки и высадки пассажиров. Приспособленность к посадке и высадке пассажиров характеризует не только удобство использования автомобиля, но также, например для городских ав- тобусов, продолжительность их простоев на остановочных пунктах. У легковых автомобилей приспособленность к посадке и высад- ке пассажиров определяется размером дверного проема и направ- лением открывания дверей. Высота дверного проема должна быть не менее 800 мм над уровнем подушки сиденья. 160
Подвеска двери впереди си- денья получает преимущест- венное распространение. Хотя она и менее удобна для откры- вания и закрывания изнутри кузова и препятствует наибо- лее удобному выходу пассажи- ра вперед по ходу автомобиля, но более безопасна, так как от- крыванию ее на ходу препятст- вует встречный поток воздуха. Передняя подвеска двери бо- лее удобна для входа и выхо- да водителя и облегчает ему наблюдение через приоткры- тую дверь за задней частью ав- томобиля при движении зад- Рис. 50. Параметры дверей автобу- сов ним ходом. У автобусов приспособленность к посадке и высадке пассажи- ров определяется шириной и высотой дверного прохода (рис. 50), направлением раскрытия створок дверей, числом ступеней и их высотой, удобством расположения поручней. Для городских авто- бусов эти параметры, регламентированные ГОСТ 10022—75, при- ведены в табл. 26. Таблица 26 Параметры дверей автобусов Параметр Параметр Ширина прохода в две- А рях в свету, мм, не ме- нее для одинарной дверн » двойной » Высота дверного проема, Б мм, не менее 700 1200 2000 Высота подножки, мм, не более, без нагрузки для автобусов габаритной длиной: свыше 11,0 м 8,0—11,0 » 7,0—7,5 » Высота каждой ступени, мм, не более 320 360 400 270 Задняя дверь автобуса должна быть расположена позади зад- них колес, так как при этом пассажиры больше предохранены от возможности попасть под колеса автобуса во время трогания с места. Створчатые двери автобуса должны исключать возможность загрязнения одежды проходящих пассажиров, для чего их створки в открытом положении должны быть обращены наружной стороной в противоположную от прохода сторону. 6-1281 161
Удобство погрузки и разгрузки. Приспособленность грузового автомобиля к погрузке и разгрузке характеризует, в какой степени в его конструкции учтена возможность выполнять эти работы с ми- нимальной затратой времени и труда. От данного качества автомобиля зависит продолжительность его простоя под погрузкой или разгрузкой и трудоемкость этих работ. Затраты на погрузку и разгрузку автотранспортными пред- приятиями не учитываются, но они составляют значительную часть себестоимости перевозок. Поэтому возможность их сокращения путем соответствующего улучшения конструкции автомобиля имеет большое практическое значение. Приспособленность автомобиля к погрузке-разгрузке характе- ризуется следующими элементами его конструкции: погрузочной высотой пола платформы или кузова; возможностью производить погрузку с одной, двух или трех сторон; размерами, расположением и устройством дверей (в случае закрытого кузова); наличием на автомобиле специальных устройств для ускорения или уменьшения трудоемкости погрузки-разгрузки (самосвалы, краны, подъемные борты и другие) и эффективностью их действия. Приспособленность конструкции автомобиля к погрузке-раз- грузке оценивается применительно к тем способам выполнения этих работ, которые характерны для автомобиля данного назначения. Способы эти могут определять различные требования к конструк- циям автомобилей. Погрузочная высота пола платформы или кузова фургона ав- томобилей разной грузоподъемности пока еще не регламентирована. Она имеет значение при выполнении погрузки и выгрузки вруч- ную, что характерно при перевозке штучных грузов. Погрузка вруч- ную часто производится с уровня земли. Чем больше погрузочная высота платформы или кузова автомобиля, тем больший труд за- трачивает грузчик на погрузку груза. Значительное количество погрузо-разгрузочных работ осуществ- ляется на железнодорожных прирельсовых складах, а в некоторых случаях непосредственно в железнодорожные вагоны и из них. На прирельсовых складах довольно широко применяются различные средства малой механизации погрузки-разгрузки вагонетки, мед- ведки, электрокары и пр. Поэтому высота прирельсовых складов и их погрузочных рамп унифицирована с высотой пола товарных вагонов и составляет 1,1м над уровнем головки рельса. Унифицирование погрузочной высоты пола кузова автомобилей с высотой складских погрузочных рамп увеличит эффективность использования средств механизации и уменьшит простои автомо- билей под погрузкой и разгрузкой. При механизированной погрузке или разгрузке, осуществляе- мой путем поднятия и опускания груза, погрузочная высота плат- формы практического значения не имеет. Возможность производить погрузку-разгрузку с одной, двух или трех сторон у грузовых автомобилей со стандартными открытыми платформами определяется количеством открывающихся бортов, у 162
автомобилей с кузовом-фургоном — количеством и размещением дверей. Размеры, расположение и устройство дверей у закрытых кузо- вов грузовых автомобилей могут в случае неудачной их конструк- ции вызывать затруднения и потери времени при погрузке-раз- грузке. Специальные механизмы или устройства на автомобиле для ускорения или облегчения погрузки или разгрузки могут оказы- вать существенное влияние на трудоемкость этих работ и на про- должительность простоя автомобиля. Измерителями приспособленности конструкции автомобиля к погрузке и разгрузке являются время простоя автомобиля под по- грузкой и выгрузкой, а также трудоемкость процессов погрузки и выгрузки. Для установления количественных значений этих измерителей предварительно определяются типичные для эксплуатации оцени- ваемого автомобиля виды грузов, условия выполнения погрузо-раз- грузочных работ и применяемая при этом механизация. Применительно к выбранным условиям выполняются эти рабо- ты и хронометрируются время простоя автомобиля под погруз- кой и отдельно под выгрузкой, а также время, затрачиваемое каж- дым участником работы на ее выполнение. При этом в учитываемое время не включается время на все виды дополнительных процес- сов, не зависящих от конструкции автомобиля, которые в принятом на автомобильном транспорте учете входят в состав общего вре- мени на погрузку и выгрузку (АД- При проведении наблюдений и хронометрировании количество груза должно быть равным полной номинальной грузовместимости автомобиля. Наблюдения прово- дятся не менее трех раз по каждому из выбранных видов грузов и условий выполнения работ, а их результат берется как среднее арифметическое значение от трех наблюдений. Оценка приспособленности конструкции автомобиля к погруз- ке и выгрузке наиболее показательна, когда наблюдения произво- дятся одновременно над несколькими типичными для сравнения разновидностями автомобилей одинаковой грузоподъемности. С каждым годом все более широкое применение получают ав- томобили, специализированные по видам грузов. Одной из основ- ных их особенностей является максимальная приспособленность к погрузке и выгрузке. Поэтому оценка этого свойства автомобилей приобретает все более актуальное значение. Легкость управления автомобилем. Легкость управления опре- деляет условия работы водителя, т. е. затрату труда, необходимого для управления автомобилем. Постоянная забота об условиях ра- боты трудящихся в социалистическом государстве требует особого внимания конструкторов к этому качеству отечественных автомо- билей. Чем меньше утомляемость водителя, тем больше безопас- ность движения. Легкость управления характеризуется следующими конструк- тивными особенностями автомобиля: количеством действий води- 6* 163
теля, требуемым для вождения, величиной усилий для приведе- ния в действие органов управления и степени автоматизации процессов управления. Она зависит также от удобства работы води- теля— геометрических параметров его рабочего места, удобного расположения органов управления и контрольно-измерительных приборов, эффективности вентиляции и отопления помещения во- дителя, обеспечения хорошей обзорности дороги и действия средств сигнализации. Основным обобщающим оценочным измерителем легкости уп- равления должен быть показатель утомляемости водителя. Однако пока еще нет объективного метода ее определения. Поэтому оцен- ка легкости управления производится по значениям показателей, указанных выше при рассмотрении отдельных конструктивных осо- бенностей автомобиля. Они определяются путем соответствующих испытаний или измерений. Основными действиями водителя по управлению автомобилем являются: переключения передач, выключения сцепления, торможе- ния, повороты руля. Установление требуемого количества каждо- го из таких действий производится путем дорожных испытаний автомобиля в дорожных условиях, характерных для эксплуатации данного вида автомобиля. При испытаниях регистрация действий водителя производится при помощи специальной аппаратуры, со- стоящей из суммирующих счетчиков. В качестве окончательных ре- зультатов испытаний принимается количество каждого из дейст- вий водителя, отнесенное на 100 км пробега в данных дорожных условиях. Наиболее показательно сравнение результатов этих испытаний, проведенных одновременно на нескольких однотипных автомоби- лях. Автомобили должны находиться во вполне технически исправ- ном состоянии и иметь полную номинальную нагрузку. Особенно важно в максимальной степени исключить влияние на результаты испытания опыта водителя и его индивидуальных навыков вожде- ния. Это достигается увеличением количества одинаковых автомо- билей, участвующих в испытаниях, или повторением испытаний с разными водителями. Результаты испытаний определяются как средние арифметические величины замеров, произведенных с раз- ными водителями. Усилия для приведения в действие органов управления авто- мобилем измеряются при помощи соответствующих динамометров. Усилие на педали сцепления при полном его выключении не долж- но превышать на легковых автомобилях 15 кгс и на грузовых также 15 кгс при наличии усилителя и 25 кгс—без усилителя. Усилие на тормозную педаль не должно превышать 25—30 кгс, однако при экстренных торможениях допускается на легковых автомобилях до 50 кгс и на всех остальных до 70 кгс. Усилие на рычаге ручного тормоза не должно превышать 40 кгс. Усилие на педали подачи рабочей смеси или топлива обычно очень невелико и выбирается из соображений ощущения его ногой водителя. J 64
Рис. 51. Параметры места водителя на грузовом автомобиле: 1—педаль подачи топлива; 2—педаль тормоза; 3 — педаль сцепления; 4 — центр рулевого колеса и ось симметрии си- денья Усилие на переключение пере- дач также является минимальным и определяется силой сопротив- ления утапливанию фиксатора при перемещении валика с вил- кой переключения передач. На грузовых автомобилях оно не до- лжно превышать 15 кгс. При определении трудозатрат водителя особое внимание уделя- ется устройствам, обеспечиваю- щим автоматизацию процессов управления автомобилем, — авто- матическим коробкам передач, механизмам сцепления и др. Они оцениваются не только названны- ми выше показателями требуемо- го количества действий водителя на 100 км пробега, но также эф- фективностью и безотказностью действия. Параметры, характеризующие геометрические размеры рабочего места водителя и расположения органов управления, показаны на схеме (рис. 51). Численные их значения, разработанные НАМИ и регламентированные государст- венными стандартами (ГОСТ 9734—61, ГОСТ 12024—66), при- ведены в табл. 27. Рекомендуемое перемещение сиденья составляет в горизон- тальном направлении ±40 мм и в вертикальном ±30 мм от номи- нального, основного положения. Отклонения от размеров места во- дителя приведенных в таблице допускаются — в пределах: ±10 мм и ± 1°. В указанных ГОСТах на рабочее место водителя предусмотре- но также, что любая точка рулевого колеса должна находиться не ближе 100 мм от других деталей кабины. Рукоятки рычагов пе- реключения передач и ручного тормоза в любом положении долж- ны находиться не ближе 40 мм от других деталей кабины. Внут- ренняя ширина одноместной кабины установлена не менее 750 мм, двухместной не менее 1250 мм и трехместной не менее 1700 мм. Рабочее место водителя автобуса должно соответствовать тем же требованиям к величинам основных параметров, что и на грузовых автомобилях. 165
Таблица 27 Основные параметры места водителя Размеры Обозначе- ние на схе ме Грузовые ' ГОСТ 9734—6 Автобусы ГОСТ 12024—6 Легковые (рекомендуе- мые) Высота подушки сиденья от горизонтальной части пола, мм А 350—450 450 260-420 Ширина подушки сиденья на линии точки а, не менее, мм Б 480 450 560—650 Угол наклона подушки, град, не менее 7 8 Угол между подушкой и спин- кой, град 97 ±2 Ю0±£ 104 Расстояние от спинки сиденья до педалей тормоза и сцеп- ления, мм В А-Ж 905—935 — 1020—1050 Расстояние от подушки до по- толка, мм, не менее Расстояние от оси симметрии сиденья до точки б, мм, не менее /1 1000 1200 900—970 Д 360 — — Расстояние от руля до спинки сиденья, мм Е 370—390 400 360-390 Расстояние от руля до подуш- ки сиденья, мм, не менее И1 180 220 180-200 Ход педалей тормоза и сцепле- ния, мм, не более Расстояние между осями пло- щадок педалей тормоза и сцепления, мм, не менее К 200 200 — л 150 170 —- Расстояние между осями пло- щадок. педалей тормоза и подачи топлива, мм, не менее Расстояние от продольной оси, проходящей через центр ру- левого колеса, до оси пло- щадки педалей, мм: м ПО ПО тормоза сцепления н п 50-150 50-150 50-170 — Расстояние от оси площадки педали сцепления до стеики, мм, не менее Ширина прохода двери в све- ту, мм, не менее: р 80 для туловища с 650 » ступней ног т 250 Расстояние от рулевого колеса до задней стенки кабины, мм, не менее У 580 1 Размеры указаны с учетом просадки подушки под нагрузкой от веса человека 166
Контрольно-измерительные приборы на щитке перед водителем должны давать точные показания, быть удобно расположены и хо- рошо видны как при дневном освещении, так и ночью. На совре- менных автомобилях устанавливают: спидометр со счетчиком прой- денного пути, амперметр, указатель количества топлива в баке, указатель давления в системе смазки двигателя и указатель тем- пературы воды в блоке цилиндров двигателя. Пока еще водителю недостает таких приборов на щитке, которые позволяли бы ему точно знать: состояние годности масла в двигателе, его уровень в картере и температуру; состояние и степень заряженности акку- муляторной батареи, уровень жидкости в системе охлаждения; состояние систем питания и зажигания двигателя и др. На грузо- вых автомобилях закономерна установка часов. На некоторых разновидностях автомобилей нужны тахографы с автоматической записью режимов работы за сутки. Наличие таких приборов также облегчают труд водителя автомобиля. На условия труда водителя влияет наличие и эффективность действия отопления и вентиляции. Соответствующие нормативные требования устанавливаются для разных автомобилей в зависимо- сти от их назначения и климатических условий использования. Для кабин грузовых автомобилей такие требования предусмотрены ГОСТ 9734—61. Компактность. Компактность автомобиля характеризует рацио- нальность использования его габаритных размеров. Она опреде- ляет требуемое свободное место на улице для постановки автомо- биля на стоянку, размеры площадок для погрузки и выгрузки ав- томобиля, а также для ожидания выполнения этих операций. От компактности автомобиля зависят требуемые размеры пло- щади помещений для хранения, технического обслуживания и ре- монта. В стесненных условиях движения и при ограниченных габа- ритах проездов большая компактность автомобиля облегчает его вождение, повышает проходимость и маневренность. Компактность определяется общей конструктивной схемой ав- томобиля. Ее измерителями являются: показатель компактности и коэффициент использования габаритной длины. Показатель компактности выражается отношением: для грузового автомобиля отношением его габаритной площади к грузоподъемности Хг = ^м2/т; (66) для легкового автомобиля или автобуса отношением габаритной площади и вместимости м2/пасс, (67) где /Дш — габаритные длина и ширина автомобиля (автопоезда), м; Я — номинальная грузоподъемность, т; п—номинальная вме- стимость, количество мест. 167
Показатель компактности позволяет судить о том, какую пло- щадь занимает автомобиль на тонну его грузоподъемности или на одно пассажирское место. Коэффициент использования габаритной дли- ны выражается отношением хя==4- ’ (68) где b — внутренняя длина полезного пространства кузова, м. В легковых автомобилях длина полезного пространства кузова I по рекомендации НАМИ измеряется по горизонтали от централь- ной точки выжатой педали тормоза до вертикальной плоскости, проходящей через тыльную сторону спинки заднего сиденья на Рис. 52. Схема определения коэффици- ента использования габаритной длины легкового автомобиля Рис. 53. Зависимость показателя ком- пактности от грузоподъемности автомо- биля: 1 — «Москвич-434»; 2— УАЗ-451 Д; 3 — УАЗ- 451ДМ; 4 — ГАЗ-51А; 5 — ГАЗ-53А; 6 — ЗИЛ-130; 7 —МАЗ-200; S —МАЗ-500; S — КрАЗ-257 уровне поверхности подушки (рис. 52). В автобусах длина полезно- го пространства измеряется по горизонтали от перегородки, отделяющей водителя от пасса- жирского помещения до задней стенки кузова. При отсутствии перегородки измерение произ- водится от щитка приборов. Компактность автобусов ха- рактеризуется коэффициентом использования габаритной пло- щади, выражаемым в следую- щем виде (см. формулу 12) Ю0%. (69) В грузовом автомобиле или полуприцепе длина полезного (загрузочного) пространства измеряется по горизонтали от внутренней стороны передней стенки кузова до внутренней стороны задней стенки. Для ав- топоезда, имеющего в своем составе прицеп, внутренняя его длина суммируется с внутрен- ней длиной кузова автомобиля (или полуприцепа), а габарит- ная длина принимается для все- го автопоезда. Численные значения на- званных измерителей компакт- 168
ности могут сопоставляться с аналогичными измерителями только однотипных автомобилей, одинаковой грузоподъемности или с оди- наковой пассажировместимостью. На графике (рис. 53) показана зависимость показателя компактности от грузоподъемности авто- мобилей. Конструкции всех видов автомобилей развиваются в направле- нии непрерывного улучшения компактности их конструкций. В конструкциях грузовых автомобилей это выражается в смещении вперед кабины водителя, за счет чего увеличивается полезная пло- щадь кузова. Однако бескапотная компоновка с кабиной над дви- гателем приемлема лишь для автомобилей большой грузоподъем- ности группы «А», работающих на дорогах высших категорий с ка- питальным покрытием, обеспеченных снегоуборкой в зимнее время, и для автомобилей повышенной проходимости с приводом на все колеса. Для автомобилей, предназначаемых для работы на всей сети дорог, в том числе и на грунтовых, а в некоторых случаях в усло- виях бездорожья, смещение кабины и двигателя вперед нерацио- нально из-за происходящей при этом перегрузке колес передней оси. Кроме того, при движении такого автомобиля без груза сни- жается его проходимость и устойчивость на скользкой дороге. Для автомобилей малой грузоподъемности компоновка со сме- щенной вперед кабиной рациональна в сочетании с передним ве- дущим мостом. В этом случае при движении автомобиля без груза масса двигателя и кабины с водителем приходится на передний ведущий мост, что обеспечивает хорошие условия сцепления веду- щих колес на дорожных покрытиях в скользком состоянии. В связи с изложенным при оценке компактности конструкции автомобиля следует учитывать возможное ее влияние на снижение проходимости и устойчивости автомобиля. Отечественные легковые автомобили массового производства имеют хорошие показатели компактности, в пределах 1,2-? 4-1,6 м2/паос. Такие же показатели типичны для массовых авто- мобилей европейского и японского производства. Нерациональны показатели компактности легковых автомобилей, выпускаемых в США (1,94-2,2 м2/пасс). Маневренность. Маневренность характеризует удобство исполь- зования автомобиля и легкость управления при необходимости дви- жения в стесненных условиях, выполнения поворотов и разворотов. От маневренности автомобиля зависят размеры требуемой площа- ди в местах погрузки и выгрузки, а в некоторых случаях затраты времени на эти операции. От маневренности также зависит требуе- мая ширина проездов в гаражах, на площадках для стоянки, зонах обслуживания. Маневренность характеризует проходимость автомобиля при движении по пересеченной местности, по грунтовым дорогам с кру- тыми поворотами при движении через лес. Маневренность зависит от следующих особенностей конструк- ции автомобиля: углов поворота управляемых колес, длины базы, величин свесов, конструкции сцепных устройств у автопоездов, габа- 169
Рис. 54. Схема определения парамет- ров маневренности автомобиля ритных размеров прицепов и по- луприцепов, величины усилия на рулевом колесе. Измерителями маневренности являются: 7?к—наименьший ра- диус окружности поворота авто- мобиля, измеряемый, как показа- но на схеме (рис. 54), по центру следа переднего колеса, наружно- го по отношению к центру пово- рота; Rn — наименьший наруж- ный и /?в наименьший внутренний габаритные радиусы поворота ав- томобиля; B = R,,—RB — ширина кольца габаритного поворота ав- томобиля. Радиусы окружностей определяются как при правом, так и при левом поворотах автомобиля. Готовность к движению. Готовностью к движению называется приспособленность автомобиля к выезду со стоянки и выполнению транспортной работы в минимально возможный срок. Чем меньше затраты времени на подготовку автомобиля к выезду, тем больше рабочего времени остается для перевозок, следовательно, тем выше производительность автомобиля. Постоянная готовность к движе- нию имеет особенно большое значение для автомобилей медицин- ской помощи, пожарных, аварийной службы и некоторых других. Продолжительность подготовки автомобиля к выезду опреде- ляется временем пуска и прогрева двигателя. Пуск карбюраторных или дизельных двигателей в летний период времени или зимой при хранении в утепленном гараже осуществляется безотказно и тре- бует ничтожно малой затраты времени, не имеющей практического значения. Если же автомобиль хранится в неутепленном гараже или на открытой стоянке, то в зимнее время пуск холодного двигателя может быть затрудненным и вызывать значительные потери време- ни. При особо низких температурах (ниже —20° С) может требо- ваться также разогрев механизмов трансмиссии и тормозного при- вода. В этих условиях готовность автомобиля к работе зависит от приспособленности его конструкции к быстрому пуску холодного двигателя. Она зависит от пусковых свойств карбюратора, состоя- ния аккумуляторной батареи, действия системы зажигания. При особо низких температурах она зависит от наличия на автомобиле и эффективности действия специальных приспособлений и уст- ройств для прогрева и пуска двигателя и от вязкостно-температур- ных свойств применяемых масел в двигателе и агрегатах транс- миссии. Оценка готовности автомобиля к движению сводится главным образом к оценке пусковых свойств двигателя. 170
Измерителем пусковых свойств двигателя является затрачивае- мое время, определяемое экспериментально. Испытания по оценке готовности автомобиля к движению или пусковых свойств двигателя производятся при разных начальных температурах, которые выбираются в зависимости от типа автомо- биля и условий эксплуатации, для которых он предназначен. Для автомобилей, хранение которых предусматривается только в утеп- ленных гаражах или предназначаемых для эксплуатации только в жаркой климатической зоне, пусковые свойства двигателя специ- альной оценки не требуют. Для грузовых и легковых автомобилей, предназначенных для эксплуатации в умеренной климатической зоне СССР, хранение которых зимой возможно на открытых площадках или в неутеплен- ных гаражах, испытания пусковых свойств двигателя проводятся при разных начальных температурах, начиная от плюс 10—20° С, 0°, минус Ю—45° С, минус 20—25° С, минус 30—35° С. При испытаниях должны использоваться все устройства и при- способления, предусмотренные в конструкции автомобиля для об- легчения холодного пуска, и оцениваться их работа. Должны также применяться топливо и масло, предусмотренные заводской инструк- цией для данного автомобиля. При испытаниях пусковых свойств двигателя одновременно оцениваются бесшумность включения стартера, безотказность дей- ствия усилителей искрообразования и других устройств, облегча- ющих пуск двигателя. В практической эксплуатации применяются разные методы подогрева и разогрева двигателей при хранении автомобилей на открытых стоянках ,[18]. В качестве теплоносителя используются: вода, пар, или воздух, нагреваемые в специальных тепловых установках. В частности, весьма эффективным при безгаражном хранении является воздухоподогрев, разработанный под руковод- ством Л. Г. Анискина и получивший широкое применение на мно- гих автотранспортных предприятиях. Для легковых и грузовых ав- томобилей малой и средней грузоподъемности в некоторых случаях применяется электроподогрев. Автомобили, предназначаемые для эксплуатации в северной климатической зоне, должны, как правило, храниться в утепленных гаражах. Однако возможны случаи их стоянок на открытом возду- хе без специального подогрева. Пусковые свойства двигателей та- ких автомобилей так же, как их готовность к использованию, имеют особенно большое значение. Оценка их производится по специаль- ной программе. Запас хода по топливу. Запасом хода по топливу называется наибольшее расстояние, которое может пройти автомобиль без до- полнительной заправки. Запас хода имеет существенное значение в эксплуатации. При недостаточном запасе хода возникает необходимость прерывать работу автомобиля и терять время на его заправку. 171
Как правило, запас хода должен обеспечивать возможность наибольшего суточного пробега, характерного для автомобиля дан- ного типа без промежуточной заправки. При работе автомобиля на дальних рейсах запасом хода определяется необходимое рас- стояние между заправочными пунктами. Запас хода автомобиля измеряется в километрах. Он зависит от объема топливного бака и расхода топлива в литрах на 100 км пробега. Запас хода автомобиля определяется из выражения (70) Q где Кб — полезный объем топливного бака, л; Q — расход топли- ва, л/100 км. Расход топлива зависит от скорости движения автомобиля, ве- личины полезной нагрузки, дорожных и других условий. Поэтому он будет различным в зависимости от условий движения автомо- биля. При оценке эксплуатационных качеств автомобиля принято определять запас хода при расходовании топлива по установлен- ным эксплуатационным нормам, а также при минимальном расходе топлива по топливной характеристике автомобиля при движении с полной нагрузкой. Объем топливного бака в расчете запаса хода принимается лишь полезный, т. е. за вычетом невыбираемого из бака остатка топлива. § 10. ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА Простотой технического обслуживания и ремонта автомобиля называется совокупность его свойств и особенностей конструкции, характеризующей требуемые затраты времени, труда и денежных средств на поддержание его в технически исправном, работоспо- собном состоянии. Ранее это качество автомобиля называлось приспособленно- стью к техническому обслуживанию и ремонту [5]. Следует при- знать, что термин «простота» более полно и точнее определяет это качество, тем более, что технический прогресс должен быть на- правлен не на приспособление конструкции автомобиля к этим работам, а на всемерное сокращение и по возможности устранение потребности в них. Простота технического обслуживания и ремонта определяет продолжительность простоев автомобиля при выполнении этих опе- раций. Таким образом, она непосредственно влияет на производи- тельность автомобиля. Трудозатраты на поддержание автомобиля в работоспособном состоянии в настоящее время очень велики. В среднем на каждые три грузовых автомобиля на этих работах требуется занятость од- ного трудящегося. Величина этих трудозатрат зависит в значи- 172
тельной мере от недостатков надежности и долговечности автомо- билей. Однако на нее существенно влияет простота выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту, возможность их механизации. В последние годы простоте технического обслуживания и ре- монта автомобилей уделяется все большее внимание. Быстрый рост автомобильного парка вызывает неуклонное обо- стрение проблемы уменьшения трудозатрат, необходимых на его поддержание в исправном состоянии. Численность контингента трудящихся, занятых техническим обслуживанием и ремонтом ав- томобилей, с каждым годом растет и начинает приобретать недо- пустимо большие размеры. Большие усилия прилагаются работни- ками автомобильного транспорта для уменьшения этих трудоза- трат. Существенные успехи достигнуты в развитии диагностирова- ния технического состояния автомобилей. Это позволяет своевре- менно обнаруживать и устранять возможности появления неисправ- ностей автомобилей и наиболее рационально с минимальными за- тратами труда производить техническое обслуживание и ремонт. Разрабатываются методы и оборудование для механизации и авто- матизации работ по техническому обслуживанию и ремонту. Однако наиболее радикально уменьшение трудозатрат на эти работы может быть достигнуто путем соответствующего совершенствования кон- струкций автомобилей. Уже имеющийся опыт передового автомо- билестроения подтверждает возможность наряду с увеличением надежности автомобилей, устранить необходимость во многих ви- дах крепежных, смазочных и регулировочных работах или ради- кально увеличить требуемые сроки между их выполнением. Простота технического обслуживания и ремонта автомобиля определяется следующими конструктивными его особенностями: количеством точек (деталей, узлов), требующих систематической смазки, крепления, проверки состояния, регулировки или других операций обслуживания; необходимой периодичностью выполне- ния каждой из операций по техническому обслуживанию, степени сосредоточения этих периодичностей к одинаковым срокам; легко- стью выполнения каждой из операций по техническому обслужи- ванию; доступностью расположения всех точек, требующих обслу- живания; приспособленностью процессов к механизации; приспо- собленностью конструкции каждого из узлов без его разборки к диагностированию технического состояния и установлению необ- ходимости в замене, ремонте или регулировке; способами крепле- ния и соединения узлов и агрегатов, обеспечивающих возможность независимого их снятия и замены с минимальной затратой времени и труда; наличием захватов на тяжелых агрегатах для облегчения их подъема; простотой разборки и сборки узлов и агрегатов; при- способленностью каждой изнашиваемой детали к простому ее ре- монту или замене (наличие сменных гильз, втулок, шайб, вклады- шей и т. п.); унификацией и взаимозаменяемостью деталей, узлов, применяемых инструментов, приспособлений, смазочных материа- лов, жидкостей для гидроприводов и т. п. 173
В последние годы на основе исследований, которые ведутся в НИИАТе под руководством Е. С. Кузнецова, установлено свойство автомобиля «эксплуатационная технологичность», которое более полно характеризует простоту его технического обслуживания и текущего ремонта. Эксплуатационной технологичностью автомо- биля названо его свойство, определяющее приспособленность к вы- полнению с наименьшей трудоемкостью необходимых операций по предупреждению (техническое обслуживание) и устранению (ре- монт) неисправностей и отказов для поддержания безотказности и долговечности на заданном уровне. Установлены также показатели, позволяющие объективно и всесторонне оценивать эксплуатацион- ную технологичность автомобиля [20]. Простота технического обслуживания и ремонта характеризу- ется приспособленностью конструкции автомобиля не только к про- цессам, включаемым в понятие «эксплуатационная технологич- ность». Она характеризуется также его приспособленностью ко всем другим видам ремонта, кроме текущего (капитальному, ава- рийному и др.), и к работам по поддержанию автомобиля в чи- стом, и работоспособном состоянии, выполнению операций ежеднев- ного ухода, уборки, мойки, санитарной обработки кузова, заправки топливом, смены шины в пути и т. д. С учетом сказанного оценочными измерителями простоты тех- нического обслуживания и ремонта автомобиля могут являться следующие: коэффициент технического использования автомобиля; количество точек (деталей, узлов), требующих обслуживания (смазки, крепления, регулировки, контроля состояния); периодич- ность технического обслуживания — запас хода автомобиля между потребностями в обслуживаниях; удельная трудоемкость техниче- ских обслуживаний и ремонтов автомобиля; удельная себестои- мость технических обслуживаний и ремонтов автомобиля. Коэффициент технического использования автомобиля, согласно ГОСТ 13377—75, определяют уравнением , (71) ^сум /рем Т" /обсл где /сум — суммарное время использования автомобиля (календар- ное время за вычетом нерабочих дней и ночного времени хране- ния автомобиля), ч; /рем — суммарное время простоя автомобиля из-за всех технических неисправностей (ожидание ремонта и в ремонте), ч; /Обсл — суммарное время простоя в ежедневном и во всех видах технических обслуживаний, не вошедших в /рем, ч. Конструкция автомобиля будет тем более совершенна, чем боль- ше значение этого коэффициента, т. е. чем меньше величина /рем+ +/обсл за рассматриваемый период времени. Этот коэффициент отличается от принятого на автомобильном транспорте коэффициента технической готовности, так как послед- ний является отношением дней в готовом к эксплуатации состоянии к календарным дням [1], и измеряется в днях, а не часах. 174
По этому измерителю можно сравнивать однотипные автомоби- ли разных конструкций при одинаковых значениях и одина- ковых условиях и степени механизации выполнения технического обслуживания и ремонтов. Количество точек автомобиля, требующих обслуживания, принимается по заводской инструкции раздельно по каждому виду работ. Этот измеритель позволяет сравнивать автомобили разных конструкций по количеству точек смазки, точек, требующих креп- лений, операций регулировок и контрольно осмотровых. Хотя этот измеритель в некоторой степени условный, так как не учитывает трудоемкость и требуемую периодичность выполнения каждой из операций по обслуживанию, тем не менее он в достаточной мере показателен и прост в определении, поэтому получил практическое применение. Периодичность технического обслуживания (в тыс. км), соглас- но ГОСТ 20334—74, является основным показателем эксплуатаци- онной технологичности автомобиля. Он имеет большое практиче- ское значение, так как показывает запас хода, т. е. возможный пробег автомобиля без необходимости выполнения каких бы то ни было операций по его техническому обслуживанию. Требуемая периодичность выполнения каждой из операций тех- нического обслуживания устанавливается заводом изготовителем автомобиля при разработке его конструкции. Эти периодичности указываются в заводской инструкции по эксплуатации автомобиля. Для возможности организованно осуществлять техническое об- служивание автомобилей по планово-предупредительной системе Министерством автомобильного транспорта РСФСР специальным положением регламентированы минимальные периодичности их вы- полнения {26]. Положением предусмотрена возможность корректирования пе- риодичностей технического обслуживания в сторону их увеличения применительно к конкретным моделям автомобилей и условиям эксплуатации. Несколько увеличенные периодичности технических обслужива- нии автомобилей, в сравнении с предусмотренными положением вводятся с 1.1.1977 г. (ГОСТ 21758—76). Они приведены в табл. 28. Перед заводами автомобильной промышленности стоит задача дальнейшего их увеличения в новых создаваемых моделях авто- мобилей. Приходится констатировать, что в заводских инструкциях на выпускаемые автомобили еще зачастую приводится периодичность выполнения отдельных операций технического обслуживания, не согласованная и некратная периодичностям, принятым в автотранс- портных предприятиях. Это препятствует рациональной организа- ции технического обслуживания в установленные сроки по приме- няемой планово-предупредительной системе. Поэтому одновремен- но с необходимостью увеличивать периодичности технических об- служивании новых моделей автомобилей стоит не менее актуаль- ная задача выработки единых сроков выполнения всех видов работ. 175
Таблица 28 Периодичности технического обслуживания автомобилей с 1 января 1977 г., согласно ГОСТу 216224—76 Периодичности технического обслуживания для автомобилей разных типов, км Категория условий эксплуатации легковых автобусов грузовых и автобусов на их базе, прицепов и полу- прицепов I. Автомобильные дороги с ас- фальтобетонным или цемен- тобетонным покрытиями вне городов, в пригородной зоне и небольших городах с на- селением до 100 тыс. чел. II. Автомобильные дороги с асфальтобетонным или це- ментобетонным покрытием в горной местности, улицы больших городов, дороги со щебеночным или гравийным покрытием и грунтовые ле- совозные дороги III. Автомобильные дороги со щебеночным нли гравийным покрытием в горной местно- сти, ^профилированные грунтовые, стерня, карьеры, котлованы и временные подъ- ездные пути 5000 4000 3000 20 000 4000 16 000 3200 12 000 2400 16 000 12 800 3600 14 000 11 200 8 400 Соответствие конструкции автомобиля этим требованиям опре- деляет степень ее совершенства в отношении простоты технического обслуживания. Удельная трудоемкость технических обслуживаний и ре- монтов автомобиля является важнейшим и наиболее объективным измерителем простоты выполнения этих работ. Она выражает, ка- кое количество труда в человеко-часах требуется затрачивать на единицу транспортной работы на данном автомобиле для поддер- жания его в технически исправном, работоспособном состоянии [6]. Удельная трудоемкость технических обслуживаний и ремонтов автомобиля определяется из выражения Т ор Т——— чел-ч/ткм или чел-ч/пасс. км, (72) W где ТОр — суммарная трудоемкость технических обслуживаний и ре- монтов автомобиля за год, чел-ч; W — годовая производитель- ность автомобиля грузового в тонно-километрах, пассажирского в пассажиро-километрах. 176
Тор = 365a/EOwB + (у-+ \ О <2 Суммарная трудоемкость за год Тор является суммой затрат труда на каждый из видов технического обслуживания и ремонта и определяется выражением 2/С0 + АГ1/Тр + /кр^Мв (чел. ч) (73) где а — коэффициент использования автомобиля; /во, h, h, tco — трудоемкость соответственно одного ежедневного обслужива- ния, ТО-1, ТО-2 и СО (сезонное обслуживание); /тр, /кр — удель- ные трудоемкости на текущие и капитальные ремонты, чел.-ч/1000 км; 12—периодичности выполнения ТО-1 и ТО-2, тыс. км; кв — коэффициент вспомогательных работ, величина которого находится в пределах 1,2-4-1,3 в зависимости от раз- меров автотранспортного предприятия; в среднем кв = 1,25 [26]; Ki — коэффициент корректирования трудоемкости текущего ре- монта в зависимости от категории условий эксплуатации, кото- рый составляет: для I категории 1, для II категории 1,2, для III категории 1,5 [26]; Lr — годовой пробег автомобиля, тыс. км. Затраты труда на каждый из видов технического обслуживания и ремонта определяются экспериментально, хронометрированием процессов работ в сроки и в объеме, предусматриваемыми инструк- цией завода-изготовителя руководствуясь ГОСТом 21759—76. Трудоемкость каждого из видов работ зависит от применяемых механизмов, гаражного оборудования, приспособлений, инструмен- тов, а также от квалификации и опыта исполнителей. Это следует учитывать при экспериментальном определении трудоемкости тех- нических обслуживаний и ремонтов. Для возможности сравнения разных автомобилей по этому показателю необходимо проводить экспериментальное хронометрирование всех работ по всем автомо- билям в точно одинаковых условиях. Уровень механизации работ должен быть выбран соответственно условиям эксплуатации авто- мобилей данного типа. Наиболее характерным является определение трудоемкости де- монтажно-монтажных работ, возникающих при необходимости замены неисправных агрегатов или узлов автомобиля. Это произ- водится путем хронометрирования работ по замене на автомобиле: двигателя, коробки передач, карданного вала, заднего моста, рес- соры, амортизатора, рулевого механизма и др. Показательным мо- жет быть также определение трудоемкости выполнения наиболее частых видов ремонтных или регулировочных работ, выполняемых на автомобиле без снятия с него неисправного агрегата (регулиров- ка клапанов, прокачка тормозного гидропривода и др.). При экспериментальном определении трудоемкости техническо- го обслуживания и ремонта одновременно следует критически оце- нивать приспособленность к диагностированию технического со- стояния узлов и агрегатов, удобство, простоту и легкость выполне- ния каждой операции, доступность подхода к каждой точке, тре- бующей обслуживания (гайке, винту, масленке), соответствие при- меняемых инструментов своему назначению, степень унификации 177
крепежных деталей и т. д. Все указанные факторы влияют на тру- доемкость технического обслуживания и ремонта автомобиля. Учет их при экспериментальном определении трудоемкости каждой опе- рации позволяет в наиболее конкретной форме устанавливать пре- имущества и недостатки конструкции автомобиля. Трудоемкость капитального ремонта /кр, которая входит в фор- мулу (73), затруднительно устанавливать хронометрированием. По- этому она принимается по проектным данным или технико-эконо- мическим показателям авторемонтных предприятий. Для автомобилей, находящихся в эксплуатации, нормативные численные значения всех параметров, входящих в формулу (73), ус- тановлены в положении о техническом обслуживании и ремонте [26], а также ГОСТ 21624—76, введенный с 1 января 1977 г. Это по- зволяет расчетом определять трудоемкость технического обслужи- вания и ремонта применяемых автомобилей и использовать ее для сопоставления с аналогичной трудоемкостью однотипных новых моделей. Согласно ГОСТ 20334—74, эксплуатационная технологичность автомобиля характеризуется следующими двумя основными пока- зателями, учитывающими трудозатраты: удельной трудоемкостью технического обслуживания (в чел-ч/тыс. км); удельной трудоемкостью текущего ремонта (в чел-ч/тыс. км). Хотя оба эти показателя не выражают полных трудозатрат, тре- буемых для поддержания автомобиля в работоспособном состоя- нии, и безотносительны к выполняемой транспортной работе, тем не менее они также характеризуют простоту технического обслу- живания и текущего ремонта автомобиля Удельная стоимость технических обслуживаний и ремонтов ав- томобиля может быть определена лишь на основании данных соот- ветствующего учета технико-экономических показателей использо- вания автомобиля. Приближенно она может быть оценена по уров- ню величины трудоемкости выполнения этих работ, определяемой по формуле (73). При этом для расчета используется следующее уравнение: „ TopZ/<H/<M Сор=-----—---- коп/ткм или коп/пасс- км, (74) где СОр — удельная стоимость технических обслуживаний и ремон- тов,коп/ткм или коп/пасс-км; —суммарная трудоемкость технических обслуживаний и ремонтов за год, чел-ч; Z—сред- няя часовая заработная плата ремонтных рабочих с начислени- ями, коп. Хн— коэффициент, учитывающий накладные расходы; Хм — коэффициент, учитывающий затраты на материалы и зап- части. Рассмотренные выше последние два измерителя — удельная трудоемкость и удельная стоимость технических обслуживаний и 178
Таблица 29 Сводная таблица измерителей основных эксплуатационных качеств автомобилей Эксплуатационное качество Характеризующие свойства Измерители Наименование Обозначение Размерность 1 2 3 4 1 5 Вместимость грузовместимость Г рузоподъемность Удельная объемная грузоподъемность Коэффициент грузовместимости <1 Уч Т т/м3 пассажировмести- мость Количество пассажирских мест Площадь пола автобуса на место для си- денья Площадь пола городского автобуса па ме- сто для проезда стоя Коэффициент мест для сиденья (в город- ских автобусах) 11 ^CVLJS.1 ^СИД ^ст/^ст кснд пасс м^/пасс » Использование массы Коэффициент снаряженной массы автомо- биля Показатель снаряженной массы пассажир- ского автомобиля кг/пасс Скорость движения (ско- ростность) Тягово ства скоростные свой- Параметры динамической характеристики — динамические факторы Характеристика установившихся скоростей движения на подъемах Удельная мощность автомобиля Максимальная скорость движения Интенсивность разгона с места до заданной скорости или до прохождения заданного пути Средняя скорость движения в типичных эксплуатационных условиях ^Лпах ^кр ^тах О кгс/кг км/ч л. с.'т км/ч с км/ч 179
180 Продолжение табл. 29 1 2 3 4 5 Безопасность Устойчивость Коэффициент сцепления шин с дорогой в поперечном направлении Коэффициент боковой устойчивости против опрокидывания Коэффициент сопротивления уводу колеса Коэффициент поворачиваемости автомобиля <Р1 До "Qu кгс/град Тормозные свойства Тормозной путь Среднее замедление Удельная нагруженность тормозных накла- док ST Jt Рт M м/с2 кгс/см2 Обзорность Сигнализационное обес- печение Травмозащищенность ку- зова Длина невидимой зоны перед автомобилем Расстояние видимости светофора Коэффициент обзорности (СЭВ) Коэффициент обзорности, обеспечиваемый стеклоочистителями ц l2 ®ос M % Топливная экономич- ность Отсутствие токсичности Бесшумность Выделение токсичных компонентов на 1 км пробега (СО, NOX, СшНп) Внешнее звуковое давление Контрольный расход топлива Топливная характеристика установившегося движения Топливная характеристика на дороге с переменным профилем QK Q Qu мг/м3 дб л/100 км Средние эксплуатационные расходы топли- ва в типичных условиях Qcp л/100 км Долговечность Пробег до капитального ремонта Амортизационный пробег до списания Расчетные показатели условий работы ос- новных деталей Интенсивность изнашивания ответственных деталей Ходимость шин Коэффициент нагруженности шин ^KP _Да Ащ Qui КМ мКм/1000 км км Надежность Проходимость Коэффициент надежности Количество отказов по причинам, завися- щим от конструкции за пробег до капи- тального ремонта Средняя наработка до отказа Дорожные просветы под низшими точками Радиус продольной проходимости Передний и задний углы свеса Коэффициент совпадения следов передних н задних колес Удельное давление шин на опорную поверх- ность Распределение массы автомобиля по осям Коэффициент сцепной массы Максимальный динамический фактор на низшей передаче Фактор проходимости «Н io Л1 Л2 П Y1Y2 Qc p Кт Dy Di П отк/10 тыс. км км мм м град кгс/см2 % % кгс/кг Удобство использования Плавность хода Характеристика подвески (приведенная же- сткость подвески и шин) Частота собственных колебаний nK кгс/см кол/МИН
181
182 1 2 Комфортабельность пас- сажирских мест Удобство посадки и вы- садки пассажиров Удобство погрузки и раз- грузки Легкость управления Компактность
Продолжение табл. 29 3 4 5 Коэффициент затухания собственных коле- баний — Геометрические параметры пассажирских мест — Разны е Эффективность вентиляции и отопления — — Предохранение пассажиров от пыли, дождя, снега, ветра, холода, жары Наличие дополнительного оборудования, повышающего комфортабельность — — — —• Размеры, расположение и устройство две- рей и подножек __ мм Погрузочная высота пола кузова /гп мм Время простоя автомобиля под погрузкой и выгрузкой ^пв мин Трудоемкость погрузки и выгрузки т * пв чел-ч Количество действий водителя по управле- нию автомобилем ед/100 км Величина усилий для приведения в дейст- вие органов управления — кгс Геометрические параметры рабочего места водителя Эффективность отопления и вентиляции Оборудование, обеспечивающее комфорта- бельность и облегчающее управление авто- мобилем Разные Показатель компактности X м2/т; м2/пасс Коэффициент использования габаритной длины —
Маневренность Готовность к движению Запас хода по топливу Простота технического обслуживания и ремон- та 183
Коэффициент использования габаритной площади Наименьший радиус окружности поворота автомобиля Наименьший наружный габаритный радиус поворота Наименьший внутренний габаритный радиус поворота Ширина габаритного кольца поворота Продолжительность подготовки к выезду со стоянки Наибольший пробег автомобиля без допол- нительной заправки топливом Коэффициент технического использования автомобиля Количество точек (деталей, узлов), требу- ющих обслуживания Периодичность технического обслуживания Удельная трудоемкость технических обслу- живаний и ремонтов автомобиля Удельная стоимость технических обслужи- ваний и ремонтов автомобилей ka % R* м Ra RB » в » — мин Lx км — — ед. АйР тыс. км Т чел-ч/ткм чел-ч/пасс-км £ор коп/ткм коп/пасс-км
ремонтов—характеризуют не только простоту выполнения этих работ и приспособленность конструкции автомобиля к их выполне- нию, но также позволяют оценивать в обобщенном виде его надеж- ность и долговечность. § 11. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ Рассмотренный выше комплекс основных эксплуатационных качеств автомобиля позволяет всесторонне характеризовать совер- шенство его конструкции. Численные значения измерителей каж- дого из эксплуатационных качеств или определяющих их свойств позволяют сравнивать между собой однотипные автомобили, оце- нивать их преимущества и недостатки и определять направления научно-технического прогресса в дальнейшем развитии их кон- струкций. Все рассмотренные выше измерители эксплуатационных ка- честв автомобиля сведены в табл. 29. По такой же форме может составляться таблица количественных значений измерителей каж- дого оцениваемого автомобиля. Такая таблица является эксплуа- тационной характеристикой его конструкции. Сравнение характе- ристик разных однотипных автомобилей позволяет объективно оце- нивать их конструкции. В последующих главах приведены количественные значения измерителей эксплуатационных качеств всех базовых отечественных автомобилей и дана критическая их оценка. Глава IV. ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ В настоящей главе рассмотрены эксплуатационные качества современных отечественных грузовых автомобилей. Приводятся численные значения измерителей эксплуатационных качеств и да- ется критическая оценка транспортных особенностей каждой мо- дели автомобиля в сопоставлении с зарубежными образцами. Рассматриваемые основные отечественные базовые грузовые автомобили и автопоезда указаны в табл. 30. В эту таблицу, кроме автомобилей, распространенных в стране и выпускаемых промышленностью в настоящее время, включены также некоторые наиболее характерные новые модели, пока еще находящиеся в стадии разработки, испытаний опытных образцов и подготовки к постановке на производство. По таким моделям еще нет численных значений всех измерителей эксплуатационных ка- честв. Поэтому они включены лишь в таблицы тех измерителей, численные значения которых по ним имеются или могут быть оп- ределены расчетным путем. Данные по специализированным модификациям автомобилей не приводятся, так как они мало отличаются от аналогичных дан- ных базовых моделей. 184
Таблица 30 Отечественные грузовые автомобили Автомобили Колесная формула Год начала выпуска Грузоподъ- емность, т Тип кузова Двигатель Оптовая цена по прейскуран- ту м 21—01 1973 и добавле- ний 1974 и 1975 гг., руб. Мощность, л. с. Тип Расположе- ние 5и чис- ло цилинд- ров Рабочий объем, л 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Автомобили общего назначения ЛуАЗ-969Ф 4X2 1970 0,35 Фургон 30 Бенз. V-4 0,887 — ИЖ-2715 4X2 1973 0,35 я 75 я Р—4 1,478 2 310 «Москвич-434» 4x2 1969 0,40 я 75 я Р-4 1,478 1 790 ЕрАЗ-762А 4X2 1971 1,0 я 75 я Р-4 2,445 2 300 ЕрАЗ-763 4X2 Опыта. 1,0 я 75 я Р—4 2,445 — УАЗ-451М 4X2 1965 1,0 70 я Р-4 2,44 1 800 УАЗ-451 ДМ 4X2 1965 1,0 Бортовая платформа 70 я Р-4 2,44 1 600 ГАЗ-51 А 4X2 1955 2,5 То же 70 0 Р-6 3,48 1 200 ГАЗ-52-03 4X2 1966 2,5 я 75 я Р-6 3,48 1500 ГАЗ-53А 4X2 1965 4,0 я 115 я V-8 4,25 2 565 ЗИЛ-130 4X2 1962 5,0 я 150 я V—8 6,0 3 290 ЗИЛ-133Г1 6X4 1975 8,0 я 150 я V-8 6,0 8 000 КамАЗ-5320 6X4 1976 8,0 210 Диз. V-8 10,85 — Урал-377 6X4 1965 7,5 я 180 Бенз. V-8 7,0 7 900 МАЗ-500А 4X2 1970 8,0 я 180 Диз. V-6 11,15 6 120 МАЗ-514 6X4 1973 14,0 я 260 V-8 14,86 15 000 МАЗ-516Б 6X2 1973 14,5 я 240 V-8 14,86 — КрАЗ-257 6X4 1965 12,0 я 240 ft V-8 14,86 8 270 КрАЗ-250А 6X4 Опыта. 13,0 Седел 0 ьные тягачи с полуприц 240 епами V-8 14,86 — ЗИЛ-130В1 + ОдАЗ-885 4X2 1964 7,5 Бортовая платформа 150 Бейз. V-8 6,0 4 540 КАЗ-608 + КАЗ-717 4X2 1967 11,5 То же 150 0 V-8 6,0 6 880 185
186 Продолжение табл. 30 1 2 3 4 5 6 1 8 9 10 ЗИЛ-133В 6X4 Опыта. 14,0 Бортовая платформа 220 Бенз. V-8 7,0 + ОдАЗ-760 КамАЗ-5410 6X4 1976 13,5 То же 210 Диз. V—8 10,85 — + ОдАЗ-9370 Урал-377С 6X4 1965 13,5 180 Бенз. V-8 7,0 11 140 + ОдАЗ-935 МАЗ-504А 4X2 1961 14,0 в 180 Диз. V-6 11,15 7 700 + МАЗ-5245 МАЗ-504 В 4X2 1972 20,0 240 V-8 14,86 14 400 +МАЗ-5205 МАЗ-515Б ** 6X4 1973 25,0 » 300 V-10 18,57 14000* +МАЗ-941 КрАЗ-258 6X4 1966 23,0 я 240 V-8 14,86 8 000* + ОдАЗ-740 ГАЗ-53Б 4X2 1966 3,5 Автомобили-самосвалы Прямобортпый 115 Бенз. V-8 4,15 3 310 ЗИЛ-ММЗ-555 4X2 1964 4,5 Корытообразный 150 V-8 6,0 3 470 ЗИЛ-ММЗ-554 4X2 1972 4,0 Прямобортный 150 V-8 6,0 — ЗИЛ-ММЗ-555к 4X2 1974 4,5 Корытообразный 110 » Р-6 — — КамАЗ-5510 6X4 1976 7,0 Я 180 Диз. V-8 10,85 — MA3-503A 4X2 1970 8,0 я 180 V-6 11,15 6 250 КрАЗ-256Б 6X4 1966 12,0 Ковшовый 240 V-8 14,86 8 420 БелАЗ-540А 4X2 1967 27,0 я 360 V-12 22,3 26 000 БелАЗ-548А 4X2 1968 40,0 500 V-12 22,3 36 200 БелАЗ-549 4X2 1970 75,0 я 1000 я V-12 58,2 — УАЗ-452Д 4X4 1966 АвтомоС 0,8 шли повышенной прохос Бортовая платформа Iumoctu 62 Бенз. Р-4 2,43 1760 ГАЗ-66 4X4 1964 2,0 То же 115 V-8 4,25 3 720 ЗИЛ-131 6X6 1966 3,5 » 150 V-8 6,0 5 800 Урал-375Д 6X6 1961 4,5 я 180 V-8 7,0 9100 КрАЗ-255Б 6X6 1967 7,5 240 Диз. V-8 14,86 И 300 Урал-375Н 6X6 1972 7,0 175 V-8 7,0 7 900 * Только стоимость тягача. ** Автомобили с двигателем 240 л. с. обозначаются без индекса D.
§ 1. ГРУЗОВМЕСТИМОСТЬ Основные параметры, характеризующие грузовместимость, а также величины ее измерителей для отечественных грузовых авто- мобилей, прицепов и седельных автопоездов приведены в табл. 31.. На рис. 55 приведена зависимость удельной объемной грузо- подъемности и удельной площади пола кузова от номинальной гру- зоподъемности отечественных автомобилей. Пунктирной линией указана зависимость первого из этих измерителей для размеров, платформ, предусмотренных ГОСТ 8891—58. Из графика видно, что объем кузова многих моделей недостато- чен в сравнении с требованиями ГОСТа. Соответствующие им точ- ки удельной объемной .грузоподъемности лежат на графике выше пунктирной линии. Следовательно, номинальная их грузоподъем- ность может быть использована при перевозке грузов меньшей номенклатуры, чем при условии ее соответствия ГОСТу. Отмечен- ное проявляется особо ощутимо при использовании этих автомо- билей на перевозках грузов с объемными массами менее 1 т/м3, ко- торые являются основными в сельском хозяйстве. Из семейства автомобилей малой грузоподъемности недоста- точна грузовместимость автомобиля «Москвич-434». Его объ- емная грузоподъемность 0,24 т/м3 показывает, что при перевоз- ке всех легковесных грузов с меньшей объемной массой грузоподъ- емность автомобиля не может быть использована полностью из-за малых размеров кузова. Несколько лучше грузовместимость одно- типного автомобиля ИЖ-2715 (0,133 т/м3). Данное положение под- тверждено экспериментально путем эксплуатационных испытаний, проведенных в автобазе № 20 Управления торгового транспорта Главмосавтотранса в феврале — апреле 1971 г. При этих испытани- ях производительность автомобиля ИЖ-2715 была выше, чем у автомобиля «Москвич-434» на 22%, а себестоимость перевозок на 12% ниже. Объемная грузоподъемность автомобиля с открытой бортовой платформой оказывает меньшее влияние на эффективность его ис- пользования при перевозке более тяжелых грузов. Многие из этих грузов являются тарно-штучными и могут перевозиться с укладкой выше бортов, что позволяет, как правило, полностью использовать грузоподъемность. Автомобили грузоподъемностью 2,5—5,0 т широко применяются в СССР для перевозки сельскохозяйственных и некоторых других видов насыпных и навалочных грузов. Поэтому представляет прак- тический интерес определение степени использования грузоподъем- ности этих автомобилей при перевозке наиболее типичных из та- ких видов грузов. Значения коэффициента грузовместимости для некоторых ба- зовых автомобилей при перевозке наиболее характерных и распро- страненных видов навалочных и насыпных грузов приведены в табл. 32. В этой таблице коэффициент грузовместимости, показы- вающий степень возможного использования номинальной грузо- подъемности, определялся по ранее приведенной формуле (11). 187
Таблица 31 Параметры грузовместимости отечественных автомобилей Автомобили и автопоезда Грузоподъемность, т Внутренние размеры бортовой платформы, мм Площадь пола плат- формы, м2 Объем бортовой плат- формы (полный), м3 Измерители грузовмести- мости | длина ! | ширина высота бортов Удельная объ- емная грузо- подъемность , (полная), т/м31 Удельная гру- зоподъемность пола платфор- ! мы, м2/т 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ИЖ-2715* 0,35 1655 1427 1180 2,35 2,78 0,126 6,74 «М.осквич-434» * 0,4 1540 1250 875 1,98 1,68 0,24 4,83 ЕрАЗ-763 * 1,0 2500 1750 1800 4,37 7,87 0,126 4,37 УАЗ-451М* 1,0 2740 1800 1310 4,93 6,46 0,156 4,93 УАЗ-451 ДМ 1,0 2600 1870 420 4,86 2,04 0,49 4,86 ГАЗ-51А 2,5 3070 2070 610 6,35 3,88 0,64 2,54 ГАЗ-52-03 2,5 3740 2170 543 8,12 4,41 0,56 3,25 ГАЗ-53А 4,0 3740 2170 680 8,12 5,52 0,72 2,03 ЗИЛ-130 5,0 3752 2326 685 8,75 5,90 0,85 1,75 ЗИЛ-133 8,0 5200 2320 502 12,06 6,07 1,32 1,50 КамАз-5320 8,0 5200 2320 503 12,0 6,07 1,32 1,50 Урал-377 7,5 4500 2330 715 10,50 7,50 1,00 1,40 МАЗ-500А 8,0 4860 2480 670 12,05 8,07 0,99 1,51 МАЗ-514 14,0 6266 2364 635 14,80 9,40 1,49 1,06 МАЗ-516Б 14,5 6200 2340 655 14,50 9,50 1,54 1,00 КрАЗ-257 12,0 5770 2480 825 14,30 11,80 1,02 1,19 КрАЗ-250А 13,0 5925 2310 510 13,69 6,98 1,86 1,05 Двухосные прицепы ГКБ-816 3,0 3744 2040 596 7,63 4,5 0,66 2,55 2ПН4 4,0 4200 2185 580 9,20 5,32 0,75 2,30 ГКБ-817 5,0 4675 2325 570 10,86 6,2 0,81 2,17 2ПН6 6,0 4545 2350 480 10,70 5,13 1,17 1,78 А-741 7,0 5030 2450 800 12,30 9,86 0,71 1,76 МАЗ-886 8,5 4810 2340 610 11,26 6,87 1,24 1,32 ГКБ-8370 12,0 6350 2340 657 14,86 9,76 1,23 1,24 Седельные автопоезда ЗИЛ-130В1 + ОдАЗ-885 7,5 6070 2200 590 13,3 7,95 0,79 1,81 КАЗ-608 + КАЗ-717 11,5 7500 2240 590 16,8 10,0 1,15 1,46 ЗИЛ-133В + ОдАЗ-760 14,0 8541 2234 621 19,1 11,85 1,18 1,36 Урал-377С +ОдАЗ-935 * 13,5 9100 2400 1825 21,80 40,60 0,33 1,62 КамАЗ-5410 + ОдАЗ-9370 13,5 9160 2320 560 21,25 11,9 1,13 1,57 МАЗ-504А +МАЗ-5245 14,0 7875 2322 740 18,30 13,50 1,04 1 32 МАЗ-504В +МАЗ-5205 20,0 9965 2320 655 23,12 15,14 1,32 1,16 188
Продолжение табл. 31 1 2 3 4 5 6 1 8 1 9 МАЗ-515 +МАЗ-941 25,0 10 415 2340 654 24,30 15,80 1,58 0,97 КрАЗ-258 + ОдАЗ-740 * 23,0 11 060 2370 1920 26,20 50,00 0,46 1,14 Автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б 3,5 3730 2280 588 8,5 5,0 0,7 — ЗИЛ-ММЗ-555 4,5 2595 2210 — — 3,24 1,39 — ЗИЛ-ММЗ-554 4,5 3300 2270 65/1300** 7,50 4,88/9,75 0,92/ 0,46 — КамАЗ-5510 7,0 — — — — 5,15 1,36 — A4A3-503A 8,0 3900 2284 — — 5,0 1,40 —- КрАЗ-256Б 12,0 4115 2430 650 10,0 6,0 1,83 0,9 Автомобили повышенной проходимости ГАЗ-66 2,0 3330 2050 890*** 6,83 6,07 0,33 3,41 ЗИЛ-131 3,5 3600 2322 346(915)*** 8,35 2,89(7,6) 1,2 (0,46) 2,38 Урал-375Д 4,5 3900 2430 8'/2*** 9,48 8,26 0,54 2,11 КрАЗ-255Б 7,5 4565 2500 355 (924)*** 11,4 4,05 (Ю,5) 1,85 (0,71) 1,52 * С кузовом «фургон». ** С надставными бортами, При установке решеток. Данные, ограничиваемые в таблице ломаной линией, пока- зывают, что у моделей автомо- билей более поздних выпусков обеспечена возможность ис- пользования полной грузоподъ- емности при перевозке значи- тельно большей номенклатуры грузов, чем у автомобилей бо- лее раннего выпуска. Напри- мер, из-за недостаточных раз- меров кузова автомобиля ГАЗ-51 А его грузоподъемность используется при перевозке та- кого распространенного груза, как свекла, лишь на 92%. Она недоиспользуется еще более при перевозках овса, капусты, огурцов и ряда других грузов. В то же время увеличенные размеры кузова автомобиля ГАЗ-52—03 позволяют полно- Рис. 55. Зависимость удельной объем- ной грузоподъемности 1 и удельной пло- щади пола кузова 2 от грузоподъемно- сти автомобиля 189
Таблица 32 Коэффициенты грузовместимости базовых отечественных автомобилей при перевозке наиболее распространенных навалочных и насыпных грузов Наименование груза Объемная масса, т/м* Расстояние уров- ня груза от верх- него края борта, мм ГАЗ-51 А 2,5 т коэффициенты г эузовместимости Урал-377 7 т ГАЗ-52-03 2,5 т ГАЗ-53А 4 т ЗИЛ-130 5 т зил-1 зз, Ка мАЗ-5320 8,0 т Хлопок 0,10 0 0,15 0,17 0,14 0,12 0,08 0,10 Солома, сеио 0,15 0 0,23 0,29 0,21 0,18 0,13 0,15 Капуста свежая 0,24 0 0,37 0,44 0,33 0,28 0,18 0,24 Торф СУХОЙ 0,30 0 0,46 0,54 0,41 0,35 0,24 0,3» Мясо, колбаса 0,40 0 0,62 0,70 0,55 0,47 0,32 0,40 Огурцы 0,40 —50 0,57 0,72 0,51 0,44 0,28 0,37 Дрова хвойных пород 0,43 0 0,57 0,72 0,59 0,51 0,33 0,43 Овес, комбикорма 0,45 —50 0,64 0,75 0,58 0,50 0,36 0,42: Торф сырой 0,50 0 0,78 0,84 0,69 0,59 0,40 0,50 Дрова лиственных по- 0,52 0 0,81 0,93 0,72 0,61 0,41 0,52 род Известь 0,55 0 0,85 0,95 0,76 0,65 0,42 0,55 Арбузы 0,60 0 0,93 0,98 0,83 0,71 0,48 0,60 Свекла 0,65 —50 0,92 1,08 0,83 0,72 0,50 0,60 Картофель 0,70 —50 0,99 1Д7 0,90 0,78 0,52 0,65 Рожь 0,73 -50 1,04 1,22 0,94 0,81 0,52 0,68 Навоз сырой, шлак 0,75 0 1,16 1,34 1,03 0,89 0,59 0,75 Пшеница (яровая) 0,76 -50 1,08 1,27 0,84 0,52 0,71 Силос 0,80 0 1,24 1,43 1 ДО 0,94 0,61 0,80 Уголь каменный 0,82 0 1,27 1,47 1,13 0,97 0,62 0,82 Удобрения минераль- ные 0,82 0 1,27 1,47 1,13 0,97 0,62 0,82 Земля сухая 1,20 0 1,86 2,15 1,65 1,41 | 0,91 1,20 Гравий, щебень 1,60 0 2,48 2,87 2,20 1,89 1,21 1,60 Песок речной сухой 1,65 0 2,56 2,96 2,46 1,94 1,25 1,65 Земля влажная 1,70 0 2,64 3.04 2,70 2,04 1,29 1,70 стыо использовать его грузоподъемность на перевозке свеклы и ряда других сельскохозяйственных грузов. Недоиспользуется грузо подъемность при перевозке ряда сельскохозяйственных грузов также у новых трехосных автомобилей КамАЗ и ЗИЛ-133Г1. На рис. 56 приведены характеристики грузоподъемности оте- чественных автомобилей по фактическому количеству перевозимых насыпных и навалочных грузов. На перевозках навалочных и насыпных грузов широко исполь- зуются автомобили-самосвалы, выпуск которых быстро растет. Кроме промышленных или строительных автосамосвалов, предназ- 190
каченных для эксплуатации на дорожной сети, выпускаются большегрузные внедорожные автосамосвалы для работы в карьерах и в горных разрезах. Начато производство сельско- хозяйственных автосамосва- лов, а также самосвальных по- ездов, применение которых эко- номически оправдано в случа- ях, когда регламентированные предельные осевые нагрузки препятствуют применению оди- ночных самосвалов большой грузоподъемности. Мягкая и скальная порода, а также руды имеют объемные массы 1,5—2,5 т/м3 и выше. По- этому карьерные автосамосва- Рис. 56. Грузовместимость базовых гру- зовых автомобилей лы рассчитываются обычно на удельную объемную грузоподъемность 1,8—2,0 т/м3, что позволяет при загрузке «с шапкой» использовать полную их грузоподъемность при перевозке практически всех горных грузов. Промышленные автосамосвалы имеют удельную объемную гру- зоподъемность в пределах 1,2—1,5 т/м3. Их загрузка «с шапкой», особенно сухих грузов, не допускается во избежание просыпания груза на дорогу. Сельскохозяйственные самосвалы, предназначаемые для пере- возки более легковесных грузов, имеют объемную грузоподъем- ность 0,5—1,0 т/м3. Из табл. 33, аналогичной предыдущей, видно, что по условиям перевозок значительной части сельскохозяйственных грузов удовлет- воряют автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б и ЗИЛ-М.М.З-554. Про- мышленные автомобили-самосвалы ЗИЛ-ММЗ-555 и MA3-503A рассчитаны на перевозку строительных грузов. Использование их в условиях сельского хозяйства требует применения надставных бортов. Автомобиль-самосвал КрАЗ-256Б является в основном вне- дорожным, карьерным и может также использоваться на перевоз- ках строительных грузов. При оценке грузовместимости автомобилей с закрытым кузовом- фургоном необходимо учитывать возможные уменьшения полезного объема кузова вследствие наличия выступов или неровных очерта- ний пола и стен. В настоящее время отечественной автомобильной промышлен- ностью в основном выпускаются грузовые автомобили с одинако- выми стандартными бортовыми платформами и на шасси с одной величиной базы. ГОСТ 8891—58 предусмотрены наибольшие объ- емы открытых кузовов автомобилей новых моделей, удовлетворяю- щие требованиям полного использования грузоподъемности авто- 191
Таблица 33 Объемные массы наиболее распространенных навалочных и насыпных грузов и коэффициенты грузовместимости автомобилей-самосвалов Груз Объемная масса, т/м3 Расстояние от уровня груза до верхнего края борта, мм Коэффициент использования объема кузова Коэффициент грузоподъемности ГАЗ-53Б ЗИЛ-ММ.З-554 ЗИЛ-ММЗ-555 МАЗ-бОЗА КрАЗ-256Б Торф сухой, снег рыхлый 0,30 0 1,0 0,43 0,65* 0,22 0,19 0,15 Овес 0,45 —50 0,93 0,60 0,91* 0,30 0,26 0,21 Свекла 0,65 -50 0,93 0,86 1,30* 0,44 0,38 0,30 Картофель 0,70 -50 0,93 0,93 1,41* 0,47 0,41 0,32 Рожь 0,73 -50 0,93 0,97 1,47* 0,49 0,42 0,34 Навоз сырой 0,75 0 1,0 1,07 1,62* 0,54 0,47 0,38 Пшеница 0,76 -50 0,93 1,00 1,53* 0,51 0,44 0,35 Силос 0,80 0 1,0 1,14 1,73* 0,58 0,50 0,40 Уголь каменный 0,85 0 1,0 1,17 1,77* 0,59 0,51 0,41 Земля сухая 1,20 0 1,0 1,72 2,60* 0,86 0,75 0,60 Гравий, щебень 1,60 0 1,0 2,29 3,46 1,15 1,00 0,80 Песок речной сухой 1,65 0 1,0 2,36 3,57 1,18 1,03 0,82 Земля влажная 1,70 0 1,0 2,43 3,68 1,22 1,06 0,85 * С надставными бортами. мобиля при перевозке подавляющего большинства разновидностей грузов. Однако при развивающейся специализации перевозок воз- можно такое положение, что предусмотренные ГОСТом размеры ку- зова окажутся для некоторых видов грузов чрезмерно большими. Поэтому закономерно выпускать автомобили с кузовами раз- личных размеров, выбираемыми потребителем автомобиля в зави- симости от объемной массы преимущественных видов грузов, для перевозки которых предназначены данные автомобили. Удельная объемная грузоподъемность большинства бортовых автомобилей зарубежного производства находится в пределах 1,3—1,6 т/м3. Наряду с этим имеются автомобили с более высокими показателями грузовместимости, которые составляют 0,6—0,9 т/м3. Зарубежные самосвалы имеют удельную объемную грузоподъ- емность чаще в пределах 1,7—2,0 т/м3 и реже меньшие значения этого параметра. § 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАССЫ Параметры массы и значения коэффициентов снаряженной мас- сы отечественных грузовых автомобилей (т. е. отношения их масс в снаряженном состоянии к грузоподъемности) приведены в табл. 34. 192
Таблица 34 Параметры массы и коэффициенты снаряженной массы отечественных грузовых автомобилей и автопоездов Автомобили и автопоезда Грузоподъ- емность, т Масса автомобиля (автопоезда), кг Коэффици- ент снаря- женной массы сухая в снаряженном состоянии полная 1 2 3 4 5 6 ЛуАЗ-969Ф 0,35 800 880 1 380 2,51 ИЖ-2715 0,35 1 000 1 080 1 580 3,08 «Москвнч-434» 0,4 960 1 040 1 590 2,60 ЕрАЗ-762А 1,0 1 400 1 500 2 650 1,50 ЕрАЗ-763 1,0 1 300 1 390 2 540 1,39 УАЗ-451М 1,0 1 430 1 540 2 690 1,54 УАЗ-451 ДМ 1,0 1 400 1 510 2 660 1,51 ГАЗ-51А 2,5 2 325 2 500 5 150 1,00 ГАЗ-52-03 2,5 2 625 2 815 5 465 1,13 ГАЗ-53А 4,0 3 000 3 250 7 400 0,81 ЗИЛ-130 5,0 3 950 4 300 9525 0,86 ЗИЛ-133 8,0 6 415 6 785 15 010 0,85 КамАЗ-5320 8,0 6 430 6 800 15 025 0,85 Урал-377 7,5 6 820 7 275 15 000 0,97 МАЗ-500А 8,0 6 250 6 600 14 825 0,82 МАЗ-514 14,0 8 900 9 400 23 550 0,67 МАЗ-516Б 14,5 8 550 9 050 23 775 0,62 КрАЗ-257 12,0 10 665 11 130 23 350 0,93 КрАЗ-250А 13,0 9 360 9 970 23 195 0,77 Автопоезда в составе автомобиля с прицепом ГАЗ-53А+ГКБ-816 7,0 4 630 4 880 12 030 0,70 ЗИЛ-130+ГКБ-817 10,0 6 490 6 840 17 065 0,68 ЗИЛ-133Г1+ ГКБ-8350 16,0 9 915 10 300 26 520 0,65 Урал-377+МАЗ-886 16,0 10 320 10 775 27 000 0,67 МАЗ-500А+МАЗ-886 16,5 9 750 10 100 26 825 0,61 МАЗ-514+ГКБ-8370 26,0 13 400 13 900 40 050 0,54 КрАЗ-257+ГКБ-8370 24,0 15 025 15 500 39725 0,65 КрАЗ-250А + ГКБ-8370 25,0 13 860 14 470 39 695 0,58 Седельные тягачи с полуприцепами ЗИЛ-1 ЗОВ 1 +ОдАЗ-885 7,5 6 470 6 710 14 435 0,89 КАЗ-608 + КАЗ-717 11,5 7 700 8 000 19 725 0,70 ЗИЛ-133В+ОдАЗ-760 14,0 10 800 11 350 25 575 0,81 КамАЗ-5410+ 13,5 10 995 11 545 25 195 0,85 +ОдАЗ-9370 Урал-377С+ОдАЗ-935 13,5 И 510 12 060 25 785 0,89 МАЗ-504А+МАЗ-5245 14,0 9 650 10 200 24 425 0,73 МАЗ-504В +МАЗ-5205 20,0 11850 12 340 32565 0,62 МАЗ-515+МАЗ-941 25,0 14 600 15 150 40 300 0,61 КрАЗ-258+ОдАЗ-740 23,0 16 130 16 680 39 900 0,73 7—1281
Продолжение табл. 34 1 | 2 | з | 4 I 5 | 6 Автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б 3,5 3 330 3 750 7 400 1,07 ЗИЛ-ММЗ-555 4,5 4 295 4 575 9 300 1,02 ЗИЛ-ММЗ-554 4,0 4 760 5 040 9 265 1,26 КамАЗ-5510 7,0 7 425 7 775 15 000 1.11 MA3-503A 8,0 6 700 7 100 15 250 0,89 КрАЗ-256Б 12,0 10 900 И 400 23 625 0,95 БеЛАЗ-540А 27,0 — 20 925 48 000 0,78 БелАЗ-548А 40,0 .—- 26 925 67 000 0,68 БелАЗ-549 75,0 — 50 000 125 000 0,67 Автомобили повышенной проходимости УАЗ-452Д 0,8 — 1 670 2 620 2,01 ГАЗ-66 2,0 — 3 470 5 800 1,73 ЗИЛ-131 3,5 6 460 10 185 1,29 Урал-375Д 4,5 — 8 400 13 200 1,87 КрАЗ-255Б 7,5 — И 950 19 675 1,60 Как уже отмечалось выше, коэффициенты снаряженной массы автомобилей разной грузоподъемности значительно отличаются меж- ду собой. С увеличением грузоподъемности коэффициент снаряжен- ной массы снижается и наоборот. Иными словами, автомобили большей грузоподъемности характеризуются лучшим использова- нием их массы. Следовательно, сопоставлять использование массы можно только у автомобилей одинаковой грузоподъемности. Коэффициенты снаряженной массы отечественных грузовых ав- томобилей имеют более высокие значения, чем у зарубежных авто- мобилей той же грузоподъемности. Например, автомобиль Ре- HO-P2106 грузоподъемностью 0,42 т в снаряженном состоянии име- ет массу 655 кг, «Москвич-434»— 1040 кг и ИЖ-2715—1080 кг. Велика собственная масса также у автомобилей УАЗ-451М и УАЗ-451ДМ грузоподъемностью 1 т. Конструкции их созданы на базе автомобилей повышенной проходимости (УАЗ-450 и УАЗ-450Д) и унифицированы с ними. Значительную унификацию автомобили УАЗ-451М и УАЗ-451 ДМ имеют и с автомобилями повышенной проходимости УАЗ-452Д. Это неизбежно вызвало переутяжеление автомобилей моделей общего назначения, для которых нет необхо- димости в увеличенных запасах прочности всех узлов и агрегатов. Кроме того, на отечественных автомобилях малой грузоподъем- ности устанавливаются двигатели сравнительно высокой мощности («Москвич-434» и ИЖ-2715—75 л. с., УАЗ-451М и УАЗ-451ДМ — 70 л. с. и т. д.). Эти автомобили предназначены для использования в основном в городах, где скорости движения ограничены и не тре- буется большой мощности двигателя, вызывающей перетяжение автомобиля и увеличение затрат на перевозки. Поэтому на зару- бежных автомобилях этого типа устанавливают двигатели значи- 194
тельно меньшей мощности, например на автомобилях Рено-Р2106— 27 л. с., Фиат 850Т—33 л. с., Ханомаг-Хеншель Ф20—54 л. с. и т. д. Масса таких автомобилей, естественно, значительно ниже, чем оте- чественных, но для наших условий они не приспособлены. Учитывая, что потребность страны в автомобилях грузоподъ- емностью 0,8—1,0 т общего назначения с колесной формулой 4x2 в несколько раз превышает потребность в автомобилях этой грузо- подъемности повышенной проходимости, унификация их по двига- телю и основным узлам с последними не оправдана. Приемлемые параметры массы имеет ветеран Горьковского за- вода автомобиль ГАЗ-51А. Несколько ухудшились параметры мас- сы автомобиля ГАЗ-52-03 (коэффициент снаряженной массы 1,13), что объясняется стремлением повысить надежность автомобиля при эксплуатации в сельской местности, где он находит широкое при- менение. Автомобили ЗИЛ-130 имеют сравнительно большие собственные массы. На Московском автомобильном заводе имени Лихачева, выпускающем эти автомобили, осуществляется не снижение их массы, а усиление узлов и повышение мощности двигателя с ориен- тацией на увеличение номинальной грузоподъемности. Грузоподъ- емность автомобиля ЗИЛ-130 в настоящее время уже поднята до 5 т против 4 т автомобилей первых выпусков и имеется стремление к ее дальнейшему увеличению. В результате автомобиль ЗИЛ-13ft уже сейчас имеет нагрузку на задний мост в груженом состоянии, равную 6950 кгс, превышающую предельно допустимую для всей сети дорог общего пользования по группе Б регламентированную ГОСТ 9314—59. Выпуск же этих автомобилей для эксплуатации на дорогах капитального типа, допускающих осевую нагрузку до 10 тс, требуется в крайне малом количестве, так как на этих доро- гах для массовых перевозок рациональнее применять автомобили и автопоезда группы А, значительно более высокой грузоподъемно- сти типа МАЗ. Таким образом, совершенствование конструкции автомобилей ЗИЛ должно идти в направлении снижения их собственной массы и доведения осевой нагрузки до 6 тс в соответствии с требованием ГОСТа для автомобилей группы Б. Велики массы также трехосных автомобилей большой гру- зоподъемности группы Б—Урал-377, ЗИЛ-133 и КамАЗ-5320. Типажом грузовых автомобилей и автопоездов на 1971 — 1980 гг. полная масса трехосного автомобиля грузоподъемностью 8 т уста- новлена не более 14,5 т. Это означает, что в снаряженном состоя- нии (без водителя и пассажиров) она должна быть не более 6275 кг. Это соответствует коэффициенту снаряженной массы по- рядка 0,78. В то же время коэффициент снаряженной массы указанных ав- томобилей превышает эту величину. Так, он составляет для авто- мобилей Урал-377—0,97, ЗИЛ-133 и КамАЗ-5320—0,85. Многие за- рубежные автомобили этой группы имеют другие показатели (Мер- седес-Бенц-1418—0,65, Мерседес-Бенц-1620—0,77, Бюссинг Л 7* 195
22—0,64 и т. д.). Аналогичная картина наблюдается и по седель- ным автопоездам в составе тягачей Урал-377С, ЗИЛ-133В и КамАЗ-5410 с полуприцепами, которые имеют коэффициент снаря- женной массы соответственно 0,89; 0,81; 0,85. Некоторое увеличение массы автомобилей, предназначенных для работы на низовой сети дорог оправдано стремлением сделать их конструкцию более прочной, надежной и долговечной. Однако регламентация ограничений нагрузок на дорогу уста- навливается исходя из полной массы и завышенная масса автомо- биля в снаряженном состоянии ведет к уменьшению его возможной грузоподъемности, которая непосредственно определяет производи- тельность автомобиля, а следовательно, и приведенные затраты на перевозки. Известно, что при постоянстве значений всех прочих па- раметров производительность увеличивается прямо пропорциональ- но увеличению грузоподъемности. Кроме того, автомобиль, имею- щий увеличенную собственную массу, расходует часть топлива, смазки и шин не на полезную транспортную работу, а на переме- щение лишнего металла, что увеличивает себестоимость перевозок. Параметры массы автомобилей и автопоездов большой грузо- подъемности группы А Минского автомобильного завода находятся на уровне лучших зарубежных образцов. Так, автомобиль МАЗ-516Б имеет коэффициент снаряженной массы 0,62, опытные образцы МАЗ-514—0,67, автопоезд в составе седельного тягача МАЗ-515 и полуприцепа — 0,61. Однотипные автомобили Кременчугского за- вода имеют более высокое значение коэффициента снаряженной массы: КрАЗ-257—0,93; КрАЗ-250А—0,77; КрАЗ-258—0,73, что объясняется унификацией их конструкций с выпускаемыми заводом самосвалами КрАЗ-256Б и автомобилями повышенной проходимо- сти КрАЗ-255Б. Автомобили семейства КрАЗ по своей капотной компоновке и большой собственной массе, оправданной повышенны- ми запасами прочности, не отвечают требованиям к автопоездам и автомобилям дорожного типа и для магистральных перевозок не- перспективны. У автомобиля-самосвала ГАЗ-53Б грузоподъемностью 3,5 т ко- эффициент снаряженной массы составляет 1,07. Хорошие параметры массы имеют автомобили БелАЗ-540А (27,0 т) и БелАЗ-548А (40 т). Их коэффициент снаряженной мас- сы составляет соответственно 0,78 и 0,68, а у зарубежных аналогов Фаун 25/36В (28 т)—0,79 и Берлие Т-45 (45 т)—0,88. На уровне лучших мировых образцов находятся параметры мас- сы автомобилей самосвалов Минского завода. Коэффициент сна- ряженной массы MA3-503A равен 0,89, а однотипных зарубежных автомобилей Магирус-170Д — 0,85, Магирус-230Д —0,92. Такие значения параметров массы автомобилей МАЗ достигнуты благо- даря прогрессивной компоновке со сдвинутой вперед кабиной. Параметры массы автомобилей самосвалов ЗИЛ несколько ус- тупают зарубежным образцам. Так, у автомобилей ЗИЛ-ММЗ-555 коэффициент снаряженной массы равен 1,02, у ЗИЛ-ММЗ-554—1,26. Зарубежные аналоги одинаковой грузоподъемности имеют более 196
Таблица 35 Сухие массы агрегатов отечественных грузовых автомобилей, кг Агрегаты Двигатель без обо- рудования Двигатель с оборудо- ванием и сцеплени- ем Копобка передач Карданная передача Балкн переднего мо- ста со ступицами колес и тормозны- ми барабанами Задний мост со сту- пицами колес н тор- мозными барабана- ми Рама Кузов Кабина Колесо в сборе и ши- ной Радиатор Марка и модель автомобиля УАЗ-451ДМ ГАЗ-51А ГАЗ-52-03 ГАЗ-5 А ЗИЛ-130 МАЗ-500А 1 Урал-377 МАЗ-516Б КрАЗ-257 со й ЗИЛ-131 145 235 — 255 440 820 — 820 1070 265 460 175 270 257 280 500 1000 556 1000 1385 286 600 28 47 53 51 120 230 234 230 56 104 6,7 22 19 27 38 36 80 36 177 34,5 60 128 130 142 358 325 400 325 390 345 305 90 245 245 280 432 740 590 740 820 253 300 ПО 221 277 280 377 470 760 680 978 280 450 230 342 515 535 654 875 900 1050 1380 413 625 170 240 267 267 310 525 350 525 440 420 300 36,5 62 64 78 98 137 168 120 145 108 127 21,5 20 16 31 18 — 40 26 37 29 2 низкий коэффициент снаряженной массы: ИФА Ф-50 Л/К—0,96, Магирус 232—0,95. Худшие значения параметров массы указан- ных отечественных автомобилей-самосвалов вызваны тем, что они предназначены для использования в более тяжелых дорожных усло- виях и на них установлены двигатели завышенной мощности. Для оценки рассматриваемых параметров автомобилей имеют также значение массы агрегатов отечественных грузовых автомо- билей, приведенные в табл. 35. § 3. СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (СКОРОСТНОСТЬ) Как было указано ранее, одним из основных измерителей ско- ростных свойств автомобиля являются параметры динамической характеристики. Построение ее производится по скоростной ха- рактеристике двигателя, полученной или экспериментальным путем, или по приближенным данным табл. 14. На рис. 57 приведены ско- ростные характеристики двигателей основных отечественных гру- зовых автомобилей. Остальные исходные данные, необходимые для расчетного по- строения динамических характеристик по формуле (21), могут быть взяты из технических характеристик автомобилей. 197
Частота, вращения коленчатого бала, об/мин Рис. 57. Скоростные (внешние) харак- теристики двигателей грузовых автомо- билей На рис. 58 и 59 показа- ны динамические характери- стики наиболее распростра- ненных грузовых автомоби- лей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 . В табл. 36 приведены расчетные значения измери- телей скоростных свойств основных разновидностей базовых грузовых автомоби- лей и автопоездов и пара- метры динамической харак- теристики. Для автомоби- лей, имеющих дополнитель- ную коробку передач или двухступенчатую главную передачу, указаны данные только при работе на выс- шей передаче. Все данные в таблице относятся к случаю движения с полной нагруз- кой. В связи с тем, что на низших передачах величины преодолеваемых уклонов имеют большие значения, при которых sin a=#tg а, расчет их произведен с учетом, что £> = /+sina. В таблице уклоны выражены в процентах. При ма- лых значениях уклонов, когда sina^tga, указанного выше уточнения расчета не требуется. Из данных, приведенных в таблице, видны некоторые особенно- сти динамических качеств отдельных отечественных грузовых ав- томобилей и автопоездов. Автомобили ЕрАЗ-762А, УАЗ-451ДМ имеют довольно высокие критические скорости движения на всех передачах. В частности, на прямой передаче критическая скорость ЕрАЗ-762А составляет 62 км/ч, УАЗ-451М—61 км/ч, а максимальный динамический фак- тор при этом равен всего лишь соответственно 0,073 и 0,067. Такой подбор передаточных отношений затрудняет вождение автомобиля, вызывает необходимость частого переключения передач и повыша- ет расход топлива, особенно в условиях интенсивного городского движения, а также на дорогах при холмистом и горном рельефах местности. Кроме того, у этих автомобилей несколько высока мак- симальная скорость (ЕрАЗ-762А—НО км/ч, УАЗ-451 ДМ.—95 км/ч), что для городского автомобиля малой грузоподъемности совершен- но не требуется. Нет также необходимости в установке двигателей мощностью 75 л. с. и 70 л. с. Для улучшения их эксплуатационных показателей рационально устанавливать на них двигатели меньшей мощности и четырех- ступенчатую коробку передач. 198
Рис. 58. Динамическая характери- стика автомобиля ГАЗ-53А: Рнс. 59. Динамическая характеристи' ка автомобиля ЗИЛ-130: I—IV — передачи I—V передачи Несколько завышенные критические скорости на прямой пере- даче имеют также автомобили ГАЗ-53А, КамАЗ-5320, автопоезда ЗИЛ-133В и КамАЗ-5410 с полуприцепами и ряд других. Значения измерителей скоростных свойств, приведенные в табл. 36, позволяют судить о тяговых качествах автомобилей и ав- топоездов в различных дорожных условиях эксплуатации. Изучение сети автомобильных дорог СССР, проведенное в Ин- ституте комплексных транспортных проблем при Госплане СССР, показало, что на сети внегородских дорог III категории в условиях равнинной местности уклоны в 3% и более занимают в среднем около 10% протяженности дороги, а в условиях холмистой, пересе- ченной местности — около !/3 (32%) протяжения дороги. Причем уклоны более 5% (и до 7—9%) составляют в среднем около 15% протяженности дороги. Продольные уклоны в 4—5% часто встре- чаются и на городской уличной сети. Так, например, такие уклоны устраивают на магистральной уличной сети в местах пересечений в разных уровнях с другими магистралями (в Москве — пересече- ния в разных уровнях на Садовом кольце и др.). Из табл. 36 видно, что некоторые автопоезда в составе авто- мобиля и двухосного прицепа не могут преодолевать такие подъ- емы на третьей передаче и вынуждены двигаться на второй пере- даче с очень малыми скоростями порядка 10—15 км/ч. В условиях современного поточного движения это обстоятель- ство снижает техническую скорость, а значит, и производительность не только автопоездов, но и всех автомобилей, следующих за ними. 199
Таблица 36 Значения измерителей скоростных свойств отечест венных грузовых автомобилей и автопоездов Марка и модель автомобиля Грузоподъемность, т Полная масса, кг Максимальная мощность двигателя, л. с. Удельная мощность дви- гателя, л. с./т | Максимальная скорость 1 движения, км/ч Максимальный динамический фактор на передачах 1 II III IV V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Максимальный преодолеваемый подъем на передачах (/=0,015), % Скорость движения (критическая) при преодолении максимального подъема на передачах, км/ч I II ш IV V I II III IV V 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Одиночные автомобили «Москвнч-434» 0,4 1 590 75 47,2 ПО 0,383 0,262 0,153 — — 36,8 24,7 13,8 — — 29 48 69 — — ЕрАЗ-762А 1,0 2 650 75 28,3 ПО 0,271 0,152 0,073 .— — 25,6 13,7 5,8 — —- 21 37 62 — — УАЗ-451 ДМ 1,0 2 660 70 27,1 96 0,260 0,143 0,067 — — 24,5 12,8 5,2 —— — 20 35 61 — — ГАЗ-51А 2,5 5 150 70 13,6 70 0,333 0,161 0,088 0,052 — 31,8 14,6 7,3 3,8 —— 6 13 23 39 — ГАЗ-53А 4,0 7 400 115 15,5 85 0,341 0,162 0,087 0,045 — 32,6 14,7 7,2 3,0 — 9 19 34 58 — ЗИЛ-130 5,0 9525 150 15,75 85 0,361 0,199 0,110 0,068 0,043 34,6 18,4 9,5 5,3 2,8 6 12 21 32 48 КамАЗ-5320 8,0 15 025 210 14,0 85 0,335 0,181 0,102 0,060 0,037 32,0 16,6 8,7 4,5 2,2 8 15 27 39 51 Урал-377 7,5 15 000 175 Н,7 75 0,332 0,183 0,096 0,051 0,038 31,7 16,8 8,1 3,6 2,3 6 10 20 35 45 МАЗ-500А 8,0 14 825 180 12,2 85 0,357 0,197 0,104 0,056 0,041 34,2 18,3 8,9 4,1 2,6 6 И 21 38 49 МАЗ-514 14,0 23 550 260 11,2 85 0,315 0,180 0,102 0,062 0,051; 30,0 16,5 8,7 4,7 3,6 7 12 21 40 48 КрАЗ-257 12,0 23 355 240 10,3 65 0,300 0,165 0,087 0,047 0,0361 28,5 15,0 7,2 3,2 2,1 6 10 19 34 43 Автопоезда в составе автомобиля с прицепом ГАЗ-53А+ГКБ-816 7,0 12 030 115 9,6 75 0,222 0,105 0,056 0,026 — 20,7 9,0 4,1 1,1 9 19 34 58 ЗИЛ-130+ГКВ-817 10,0 17 065 150 8,8 55 0,199 0,111 0,061 0,038 0,024 18,4 9,6 4,6 2,3 0,9 6 12 21 32 48 КамАЗ-5320+ 16,0 26 525 210 8,0 75 0,181 0,092 0,053 0,031 0,020 16,6 7,7 3,8 1,6 0,5 5 11 22 34 47 + ГКБ-8350 9,3 Урал-377 + 16,0 27 000 175 6,5 55 0,195 0,108 0,056 0,030 0,021 18,0 4,1 1,5 0,6 6 10 20 35 45 +МАЗ-886 0,023 МАЗ-500А+ 16,5 26 825 180 6,7 70 0,195 0,108 0,056 0,031 18,0 9,3 4,1 1,6 0,8 6 11 21 38 49 +МАЗ-886 МАЗ-514 + ГКБ-8370 26,0 40 050 260 6,5 70 0,194 0,103 0,051 Сед 0,029 ельные 0,019 тягачи 17,9 с полупри 8,8 цепами 3,6 1,4 0,4 7 11 22 41 47 ЗИЛ-130В1 + 7,5 14 435 150 10,4 80 0,255 0,140 0,078 0,048 0,030 24,0 12,5 6,3 3,3 1,5 6 И 19 30 44 + Од АЗ-885 КАЗ-608+КАЗ-717 11,5 19 725 150 7,6 75 0,206 0,114 0,063 0,039 0,025 19,1 9,9 4,8 2,4 1,0 5 10 22 38 49 ЗИЛ-133В + 14,0 25 575 220 8,6 75 0,187 0,101 0,057 0,035 0,023 17,2 8,6 4,2 2,0 0,8 7 13 24 37 54 + ОдАЗ-7б0 КамАЗ-5410 + 13,5 25 770 210 8,1 70 0,181 0,092 0,053 0,031 0,020 16,6 7,7 3,8 1,6 0,5 7 13 24 37 54 + ОдАЗ-9370 МАЗ-504А+ 14,0 24 425 180 7,38 70 0,208 0,114 0,060 0,032 0,024 19,3 9,9 4,5 1,7 0,9 6 11 21 38 49 + МАЗ-5245 МАЗ-504В + 20,0 32 565 240 7,36 70 0,210 0,117 0,063 0,034 0,027 19,3 10,2 4,8 1,9 1,2 7 12 23 40 49 +МАЗ-5205 МАЗ-515Б + +МАЗ-941 25,0 40 300 300 7,4 80 0,201 0,111 0,057 0,031 0,025 18,6 9,6 4,2 1,6 1,0 5 11 21 37 48 200
201
1 ] 2 I 3 | 4 | 5 | 6 | 7| 8 | 9 | 10 ] 11 Автомобили- ГАЗ-53Б 3,51 7 400 115 15,5 85 0,342 0,162 0,087 0,044 — ЗИЛ-ММЗ-555 4,51 9 290 150 16,0 80 0,400 0,220 0,122 0,076 0,048 MA3-503A 8,0 15 250 180 10,2 70 0,455 0,250 0,131 0,072 0,055 КрАЗ-256Б 12,0 23 475 215 9,2 65 0,387 0,214 0,113 0,063 0,048 БелАЗ-540 27,0 48 000 375 7,8 55 0,126 0,070 0,032 .— — ' Автомобили повы УАЗ-452Д ГАЗ-66 0,8 2,0 2 620 5 800 62 115 23,7 20,0 90 90 0,277/ 0,672 0,422/ 0,722 0,155/ 0,384 0,200/ 0,343 0,078/ 0,214 0,108/ 0,189 0,052. 0,102 — ЗИЛ-131 3,5 10 185 150 14,7 80 0,377/ 0,208/ 0,115/ 0,074/ 0,017/ 0,754 0,416 0,230 0,160 0,091 Урал-375Д 4,5 13 200 180 13,6 75 0,376/ 0,208/ 0,109/ 0,058/ 0,044/ 0,620 0,343 0,180 0,100 0,076 КрАЗ-255Б 7,5 19 675 240 12,3 70 0,380/ 0,222/ 0,116/ 0,068/ 0,054/ 0,654 0,359 0,193 0,108 0,087 Поэтому на всех моделях автомобилей, предназначенных для систе- матической работы в составе автопоездов, а также на седельных тягачах рациональны двигатели увеличенной мощности. В условиях современного интенсивного автомобильного движе- ния показательными для оценки скоростных качеств автомобилей и автопоездов являются графические характеристики установивших- ся скоростей движения на разных типичных дорожных подъемах. Такие характеристики, построенные согласно ранее приведенной формуле (31), показаны на графиках для типичных разновидностей автопоездов. Согласно графику на рис. 60 одиночный автомобиль ГАЗ-53А с полной нагрузкой 4 т может на высшей передаче двигать- ся на горизонтальном участке дороги при коэффициенте сопротив- ления качению / = 0,015 со скоростью 85 км/ч и на подъеме в 1,5% со скоростью 68 км/ч. На значительных подъемах в 6% автомобиль может двигаться с достаточно высокой скоростью 40 км/ч и преодо- левать исключительные подъемы в 10% со скоростью 25 км/ч. Такие скоростные свойства являются весьма хорошими и обеспечивают возможность использования автомобиля ГАЗ-53А на любых доро- гах с высокими скоростями. Автопоезд грузоподъемностью 10 т в составе автомобиля ЗИЛ-130 и двухосного прицепа с полной нагрузкой может на выс- шей передаче двигаться на горизонтальных участках дороги со ско- ростью около 55 км/ч. Даже на пологих уклонах в 1,5% движение возможно лишь на III передаче со скоростью не более 38 км/ч. Подъемы в 6% можно преодолеть на II передаче со скоростью не более 22 км/ч. Линия требуемой мощности для преодоления подъемов в 10% на графике (рис. 61) не показана, так как при по- 202
Продолжение табл. 36 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 самосвала 32,7 1 14,7 7,2 2,9 9 18 33 57 38,5 20,5 10,7 6,1 3,3 6 И 19 30 44 44,0 23,5 11,6 5,7 4,0 5 9 17 31 39 37,2 19,9 9,8 4,8 3,3 4 8 15 26 33 11,1 5,5 1,7 — —- 10 17 36 — — шенной проходимости 26,2/65,7 14,0/36,9 6,3/19,9 — — — — — — — 40,7/70,7 18,5/32,8 9,3/17,4 3,7/9,7 — — — — — — 36,2/73,9 19,3/40,1 10,0/21,5 5,9/14,5 0,2/7,6 — — — — — 36,1/60,5 19,3/32,8 9,4/16,5 4,3/8,5 2,9/6,1 — — — — 36,5/63,9 20,7/34,4 10,1/17,8 5,3/9,3 3,9/7,2 — — — — — его осевая нагрузка пре- лезной грузоподъемности ЗИЛ-130 5 т вышает 6 т и его можно использовать лишь на дорогах с капиталь- ными покрытиями (группа А по ГОСТ 9314—59), на которых подъемы в 10% не допускаются. На основании рассмотренного графика можно сделать вывод, что тягово-скоростные свойства данного автопоезда недостаточны. Они могут быть несколько улучшены при более высоком переда- точном числе в главной передаче, например 6,97, которую исполь- зуют на седельном тягаче ЗИЛ-130В и на автомобиле-самосвале ЗИЛ-ММЗ-555 вместо стандартной 6,45. Чтобы обеспечить авто- поезду ЗИЛ-130 высокие скоростные качества, характеризуемые возможностью движения на горизонтальных участках дороги со скоростью 80 км/ч, как видно из графика, необходима мощность двигателя 190 л. с. вместо имеющейся мощности 150 л. с. График на рис. 62 позволяет сделать заключение, что автопоезд грузоподъемностью 16 т в составе трехосного автомобиля Урал-377 и прицепа может двигаться по ровному горизонтальному участку дороги на высшей передаче со скоростью лишь около 50 км/ч, а на IV передаче с более высокой скоростью 55 км/ч. Подъемы в 6% он может преодолевать лишь на II передаче со скоростью не более 17 км/ч, а в 10% —только на I передаче со скоростью не более 10 км/ч. График построен для передаточных чисел, получаемых при высшей передаче в дополнительной коробке, равной 1,3. Автомобиль Урал-377 не является полноценным для систематической работы с прицепом по дорогам с твердым покрытием. Недостаточность его скоростных качеств в этих условиях объясняется тем, что он создан на базе автомобиля повышенной проходимости Урал-375. Поэтому 203
Скорость движения, км/ч Рис. 60. Характеристика установив- шихся скоростей движения автомоби- ля ГАЗ-53А на разных дорожных подъемах Скорость движения, км/ч. Рис. 61. Характеристика установив- шихся скоростей движения автопоез- да ЗИЛ-130 с прицепом (q= 10 т) на разных дорожных подъемах Рис. 62. Характеристика установив- шихся скоростей движения автопоез- да УрАЛ-377 с двухосным прицепом (7=16 т) на разных дорожных подъ- емах Рис. 63. Характеристика установив- шихся скоростей движения автопоез- да МАЗ-504А с полуприцепом (q= = 14 т) на разных дорожных подъ- емах
сфера рационального его приме- нения ограничена перевозками в основном в условиях грунтовых дорог без применения прицепа. Как следует из графиков на рис. 63 и 64, автопоезд грузоподъ- емностью 14 т в составе седель- ного тягача МАЗ-504А и полупри- цеп МАЗ-5245 или МАЗ-504В гру- зоподъемностью 20 т и полупри- цеп МАЗ-5205 может двигаться с полной нагрузкой на горизонталь- ном участке дороги со скоростью не более 70 км/ч на высшей пере- даче и 54 км/ч на IV передаче. На небольших подъемах в 1,5% для автопоезда МАЗ-504А необ- ходимо включение III передачи, при этом скорость движения бу- дет не выше 30 км/ч. Подъемы в 6% оба автопоезда могут преодо- леть лишь на II передаче при ско- рости движения соответственно 17 и 21 км/ч. Автопоезда МАЗ- 504А и МАЗ-504В перспективны для дальних междугородных пе- Рис. 64. Характеристика установив- шихся скоростей движения автопоез- да в составе тягача МАЗ-504В (q = = 20 т) и полуприцепа на разных до- рожных подъемах ревозок по магистральным дорогам с капитальным типом покры- тия. Но для такого использования они должны обладать более высокими тягово-скоростными свойствами. Мощность двигателя для обеспечения скорости 85—90 км/ч должна составлять: у авто- поезда МАЗ-504А 240 л. с. и у автопоезда МАЗ-504В 280 л. с. Для междугородных перевозок рационально применять авто- поезда с наибольшей полной массой, допустимой дорожной регла- ментацией. В СССР действующим ГОСТ 9314—59 полная масса пятиосного автопоезда группы А составляет 40 т и группы Б — 30 т. Это позволяет несколько видоизменить упомянутый график скоро- стей движения и строить его не по абсолютной величине мощности двигателя, а по удельной мощности. Преимущество такого графика не только в простоте и наглядности, но также и в том, что в совре- менных условиях показатель удельная мощность (в л. с./т) приоб- ретает одно из основных значений для выравнивания скоростных качеств всех типов автомобилей, участвующих в движении. Удельная мощность двигателя не менее 8 л. с./т (по DIN) стано- вится распространенной для всех грузовых автомобилей и автопо- ездов в зарубежных странах. Для отечественных автомобилей она также должна быть по ГОСТу не менее 8,7 л. с./т. Для отечественных междугородных автопоездов группы Б сле- дует считать, что мощность двигателя должна обеспечить скорость движения 80 км/ч на горизонтальных участках на тех видах дорог, 205
для которых они предназначены. В типаже грузовых автомобилей и автопоездов на 1971 —1980 гг. поставлено требование, что автопоезд с полной массой 25,5 т должен обладать такой мощностью двигате- ля, которая бы обеспечивала ему скорость 75—80 км/ч на горизон- тальном участке. Это требование относится в первую очередь к ав- топоездам Камского завода, а также ЗИЛ-133. Как видно из ранее приведенного графика рис. 24, для автопоездов этой размерности, удовлетворение этого условия на дорогах с коэффициентом сопро- тивления качению 0,02 требует удельной мощности двигателя в 10 л. с./т (9,2 л. с./т по DIN). При такой мощности двигателя авто- поезда группы Б в случаях выезда на дороги высших категорий с капитальными покрытиями смогут развивать скорости движения до 90—95 км/ч. Однако на дорогах III и IV категорий, для которых они предназначены, их скоростные качества не будут избыточ- ными '. Техническая скорость движения является функцией как конст- руктивных параметров автомобиля (удельная мощность, динамиче- ский фактор, разгонные и тормозные качества и т. д.), так и усло- вий эксплуатации (интенсивность движения на дороге, качество и состояние дорожного покрытия, климатические условия и т. д.). Каковы же в настоящее время удельные мощности двигателя и тех- нические скорости движения отечественных грузовых автомобилей? Как видно из табл. 36, удельные мощности одиночных грузовых автомобилей имеют высокие значения, что позволяет им развивать высокие максимальные скорости на ровном горизонтальном участ- ке дороги, а также преодолевать характерные подъемы не вызывая снижения скорости транспортного потока на дороге. В то же время автопоезда как в составе автомобиля-тягача с прицепом, так и се- дельные, имеют более низкие удельные мощности двигателя, и как следствие этого более низкие тягово-скоростные свойства. Исклю- чение составляет седельный автопоезд ЗИЛ-130В1, удельная мощ- ность которого составляет 10,4 л. с./т и тягово-скоростные свойства которого хорошие. Тягово-скоростные свойства всех автопоездов удовлетворяют требованиям использования их на местных перевоз- ках, где в силу специфических условий эксплуатации высокие ско- рости движения не могут быть реализованы. Эксплуатация автомобильного транспорта на междугородных перевозках имеет особенности: перевозка грузов осуществляется на большие расстояния (суточный пробег автопоезда с грузом дости- гает 350—400 км и более); длительность безостановочного движе- ния в отличие от городских и местных перевозок достигает 2,0— 2,5 ч. Отсюда возможна и большая эффективность использования высоких скоростей движения. Характер междугородных перевозок создает условия для укрупнения партий перевозимого груза. Поэто- му наиболее целесообразным типом подвижного состава в этих ус- ’ Великанов Д. П. Междугородные автопоезда — требуемые скорост- ные качества. — «Автомобильный транспорт», 1973, № 12. 206
Максимальная скорость, км/ч Рис. 65. Динамика изменения по го- дам максимальных скоростей движе- ния грузовых автомобилей с бортовой платформой Рис. 66. Динамика изменения по го- дам максимальных скоростей дви- жения: а—автомобили-самосвалы; б — автомобили повышенной прохо- димости; в — седельные автопоезда ловиях являются автопоезда большой грузоподъемности с высокой удельной мощностью и тягово-скоростными свойствами. Удельные мощности и тягово-скоростные свойства автомобилей- самосвалов MA3-503A и КрАЗ-256Б отвечают современным требо- ваниям. В то же время автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б и ЗИЛ-ММЗ-555 имеют неоправданно высокие удельные мощности двигателя и скорости движения. Такие скоростные свойства не мо- гут быть реализованы в условиях городского движения, на строи- тельных площадках и т. д., т. е. в тех условиях эксплуатации, для которых предназначены автомобили-самосвалы. Они не вызывают- ся необходимостью эксплуатации, а являются следствием унифика- ции двигателей для автомобилей-самосвалов, автомобилей с бор- товой платформой и седельных тягачей. Вместе с тем увеличение мощности двигателя приводит к повышению расхода топлива, мас- сы и стоимости самого двигателя, вызывает необходимость усиле- ния узлов и т. д. Все это отрицательно влияет на себестоимость перевозок. Поэтому мощность двигателя автомобиля-самосвала ГАЗ-53Б не требуется выше 90 л. с., а автомобиля-самосвала ЗИЛ-ММЗ-555 не выше 120 л. с. Это позволит развивать им ско- рость до 70 км/ч, что вполне достаточно, учитывая их использова- ние на короткие расстояния. Тягово-скоростные свойства автомобилей повышенной проходи- мости можно признать удовлетворительными. На рис. 65 и 66 показана динамика развития максимальных ско- ростей движения отечественных грузовых автомобилей и авто- поездов. Максимальные скорости движения грузовых автомобилей с бор- товой платформой за период с 1924 г. по настоящее время увели- чились примерно в 2 раза и находятся на уровне 80—85 км/ч. Осо- бенно резкое возрастание скоростей движения наблюдается у ди- зельных автомобилей (ЯАЗ и МАЗ). Это явление закономерно, так 207
как автомобили Минского завода в основном предназначаются для работы на дальних междугородных перевозках. Тенденция роста скоростей данного типа автомобилей сохранится, и в перспективе к 1980 г. максимальная скорость может достигнуть 90—95 км/ч. Автомобили типа ГАЗ и ЗИЛ предназначены в основном для ис- пользования на местных перевозках, где реализация высоких ско- ростей движения затруднена из-за всевозможных ограничений. По- этому рост их максимальных скоростей происходит медленнее. Автомобили типа КрАЗ имеют максимальные скорости ниже, чем первые два типа. Они предназначены в основном для работы вне сети дорог общего пользования, где высокие скорости реализо- вать нельзя. Максимальные скорости движения всех типов автомобилей-са- мосвалов и самосвальных автопоездов должны оставаться на уров- не не выше 70 км/ч, В последнее время ЗИЛ начал выпуск само- свального шасси с двигателем мощностью ПО л. с. Максимальные скорости движения автомобилей повышенной проходимости непре- рывно возрастают и в настоящее время находятся в пределах 75—90 км/ч в зависимости от модели автомобиля. У седельных автопоездов также имеется явно выраженная тенденция к увели- чению скоростей движения, которая сохранится в перспективе. Седельные автопоезда в СССР получили распространение в 50 и 60-х годах. Они стали применяться как на местных, так и на даль- них междугородных перевозках. Исходя из условий работы седельных автопоездов на междуго- родных линиях увеличение их максимальной скорости движения является закономерным. В настоящее время она находится на уров- не 75—80 км/ч. С целью повышения производительности подвижно- го состава и снижения транспортных издержек в перспективе целе- сообразно увеличение максимальных скоростей движения седель- ных автопоездов на междугородных перевозках до 90—100 км/ч. На местных перевозках скорости движения сохранятся на существую- щем уровне. В табл. 37 и 38 приведены результаты испытаний автомобилей большой грузоподъемности на интенсивность разгона. Данные табл. 37 получены при проведении межведомственных испытаний автомобилей МАЗ-514 и МАЗ-515 в 1967 г., а данные табл. 38 при проведении межведомственных испытаний автомобилей КамАЗ в 1973 г. Как видно из табл. 38, максимальные скорости и интенсивности разгона одиночных автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-53202 и само- свалов КамАЗ-5510 довольно велики. Это объясняется установкой на них двигателя повышенной мощности ЯМЗ-740—210 л. с., т. е. того же, что и на автомобилях-тягачах семейства КамАЗ. Тягово-скоростные свойства автомобилей КамАЗ на дорогах ни- зовой сети, для движения по которым они в основном предназначе- ны, в этих междуведомственных испытаниях не оценивались. В табл. 39 приведены значения средних технических скоростей движения отечественных автомобилей по данным междуведомствен- 208
Таблица 37 Результаты испытаний автомобилей большой грузоподъемности группы А на интеисивиость разгона 5 МАЗ-514 о сч со С4 СО 3-500А + АЗ-5243 МАЗ-515 00 со 3-504А + АЗ-5245 № 295 № 296 Полная пасса, т № 297 № 298 Параметры < S + S + 2 23.5+ 23,5+ 23,5 23,5+ 23,5+ Полная масс.а, 2<5, о + 12,5 + 19,3 + 12,5 + 19,3 О? н' О О К S 24,0 23,4 14,2 40,3 40,3 40,0 24,0 Минимально устойчивая в 15,8 11,0 9,7 15,6 14,4 13,7 — 10,8 11,6 13,5 13,6 13,7 12,7 скорость на прямой пе- редаче, км/ч н -— — 10,8 10,8 10,6 — — — — 11,2 — — Путь выбега с 50 км/ч, м в 812 828 765 775 877 680 720 772 762 729 819 605 725 н — — — 695 895 576 — — — — 786 — Время разгона с пере- в 73,0 86,2 94,6 73,0 83,0 94,5 — 75,0 81,0 89,0 89,9 90,0 81,0 ключением передач на пути 1 км, с н — — 76,0 86,0 100,0 — — — — 93,6 — — Время разгона на пути в 46,3 54,3 59,5 46,0 55,0 60,2 — — 65,0 55,5 57,7 52,5 49,8 0,5 км, с н — — — 50,0 55,0 60,7 — •— — — 59,1 — — Время разгона до ско- рости 40 км/ч, с в н 22,0 38,0 45,0 24,5 22,0 34,5 32,0 44,5 45,0 20,0 22,5 30,0 34,0 38,5 42,5 42,5 — Время разгона до скоро- в 44,0 — — 49,5 73,0 — 42,5 47,0 — — — — — сти 60 км/ч, с и —- — — 47,0 85,0 — —. — — — — — П р и м е -I а н и о. Н — низшая передача: В — высшая передача. Переда точные числа №296 — 119,8; В-7,04; МЛЗ-515 № 297 — 8.28; МАЗ-515 № 298 — 10,5 В = 7.56. славной передачи: МЛЗ-014 № 295 — 7,73; МАЗ 514 209
210 Таблица 38 Результаты испытаний автомобилей семейства КамАЗ на интенсивность разгона | № п/п | Параметры КамАЗ-5320+ГКБ-8350 КамАЗ-5320 КамАЗ-53202 4- 4-ГКБ-8350 КамАЗ-53202 КамА 3-53202+ + Г КБ-8350 КамАЗ-5410 + + ОдАЗ-9770 КамАЗ-54104- Ч-ОдАЗ-9370 КамА 3-5410+ + ОдАЗ-9370 КамАЗ-5510 Мерседес Бенц Л-18174-Блю мхард ДТ-Л12 Мерседес Бенц Л-1817 1 Полная масса, кг 27 065 15 525 27 040 15 500 27 040 26 308 26 308 28 208* 15415 27 065 15 525 2 Передаточное число глав- 6,53 6,53 5,94 5,94 7,22 6,53 5,94 5,94 5,4 4,88 4,88 3 ной передачи Выбег при v = 50 км/ч: метры 872 808 827 765 865 859 954 976 813,5 1104 961,5 секунды 135 124,5 128,5 120 134 132,5 140,5 144 122,5 162,5 145,5 4 Максимально устойчи- 16,9 — 16,6 — 16,2 12,8 15,3 — 9,8 21,2 5 вая скорость на выс- шей передаче, км/ч Максимальная скорость, 88,0 94,7 88,7 101,3 83,8 89,8 84,6 82,7 90,6 91,0 100,6 6 км/ч Разгон с места с пере- ключением передач на пути, с: 0,5 км, 47,4 38,5 47,0 38,1 48,3 47,5 47,6 49,0 43,1 47,0 39,6 1,0 » 75,7 61,7 75,4 60,9 76,4 75,7 76,7 78,8 68,8 75,3 63,2 1,6 » 105,4 — 105,0 — 106,0 105,0 107,0 109,85 95,1 105,4 2,0 » 124,0 — 123,55 — 124,6 121,75 125,0 128,2 111,5 124,3 7 Разгон на высшей пере- даче со о = 20 км/ч до v = 60 км/ч: по пути, м 1150,5 505 1611,5 605,5 1015,5 1 340 1 489 694 1537,6 660 » времени, с 99,5 42,5 136,5 52,0 86,5 114,0 125,0 — 59,2 54,5 41,0 При полезной нагрузке 16 т.
Таблица 39 Технические скорости движения отечественных автомобилей по данным испытаний (км/ч) Автомобильные доро- ги с усовершенство- ванным покрытием Дороги с булыжным покрытием Разные дорожные ус- ловия (включая грунтовые) Горные дороги Движение по городу Движение по скорост- ной дороге автопо- лигона НАМИ 34,0 24,8 34,2 36,9 27,4 59,0 33,7 37,3 29,5 78,0 Таблица 40 Технические скорости движения грузовых автомобилей по данным автохозяйств Москвы * Автомобили Полная масса, т Техническая скорость, км/ч местные перевозки междугородные перевозки Одиночные автомобили УАЗ-451 ДМ 2,66 28,0 ГАЗ-51А 5,15 23,0 ГАЗ-53А 7,40 23,0 ЗИЛ-130 9,52 25,0 МАЗ-500А 14,82 21,0 — Се дельные автопоез да ЗИЛ-1 ЗОВ 1 + ОдАЗ-885 14,43 25,0 38,3 КАЗ-608 + КАЗ-717 19,72 22,0 26,9 МАЗ-504А+МАЗ-5245 24,42 27,0 34,0 МАЗ-504В+МАЗ-5205 32,56 27,0 35,0 КрАЗ-258+ОдАЗ-740 39,90 21,0 Ав томобили-самосва ЛЫ ГАЗ-53Б 7,4 20,5 ЗИЛ-ММЗ-555 9,3 24,5 MA3-503A 15,25 22,4 КрАЗ-256Б 23,62 20,8 — * Данные автомокомбината № 24, автокомбината авто и др. № 16, автобазы № 20, Совтранс 211
ных и государственных испытаний, а в табл. 40 усредненные техни- ческие скорости по отчетным данным автохозяйств Москвы на мест- ных и междугородных перевозках. Сравнение табл. 39 и 40 показывает, что по своим тягово-скоро- стным качествам грузовые автомобили могут развивать техниче- ские скорости выше, чем они планируются в автохозяйствах. Осо- бенно они занижены на междугородных перевозках. Если в усло- виях интенсивного городского движения при наличии светофоров, пешеходных переходов, перекрестков и т. д. закономерно планиро- вание пониженных скоростей, то в условиях междугородного дви- жения скоростные возможности автомобилей и автопоездов должны быть в максимальной степени реализованы. § 4. БЕЗОПАСНОСТЬ Как уже отмечалось выше (гл. III, § 4), одним из основных свойств автомобиля, влияющим на его безопасность, является устойчивость. Из группы измерителей, характеризующих устойчи- вость автомобиля, расчетом достаточно просто устанавливается только коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания, определяемый по формуле (38). В табл. 41 приведены численные значения ширины колеи, высо- ты центра тяжести и коэффициента устойчивости против опроки- дывания для основных моделей отечественных грузовых автомоби- лей. При расчете принято, что груз равномерно распределен по по- лу кузова. Ширина колеи принята как среднее арифметическое между колеями передних и задних колес. Таблица 41' Значения коэффициента боковой устойчивости против опрокидывания Автомобили Средняя ширина колеи, м м Высота центра тяжести, мм Коэффициент устойчивости против бокового опрокидывания с полной нагрузкой без нагрузки с полной нагрузкой Общего назначения «Москвич-434» 1242 609 680 0,913 УАЗ-451 ДМ 1442 710 870 0,824 ГАЗ-51А 1618 954 1252 0,645 ГАЗ-52-03 1613 800 1056 0,765 ГАЗ-53А 1660 749 1152 0,720 ЗИЛ-130 1795 885 1220 0,736 МАЗ-500А 1925 1050 1450 0,663 Урал-377 2000 1415 1810 0,560 МАЗ-514 1918 970 1400 0,684 Повышенной проходимости УАЗ-452Д 1442 705 830 0,868 ГАЗ-66 1775 763 1150 0,772 ЗИЛ-131 1820 758 1163 0,783 Урал-375Д 2000 1270 1500 0,675 212
Довольно высоко расположен центр тяжести у автомобиля Урал-377. Коэффициент боковой устойчивости этого автомобиля имеет наиболее низкое значение в сравнении со всеми другими ав- томобилями. Этот автомобиль предназначен для эксплуатации на дорогах низших технических категорий, в условиях пересеченной местности, а также по грунтовым дорогам, где устойчивость осо- бенно важна. Коэффициенты устойчивости против опрокидывания других моделей отечественных грузовых автомобилей находятся на достаточно высоком уровне. В табл. 42 приведены значения конструктивных параметров двухосных отечественных грузовых автомобилей, которые могут влиять на их устойчивость, а также значения коэффициентов пово- рачиваемости, определенные по формулам (42) и (43), (44). Таблица 42 Параметры устойчивости грузовых автомобилей Автомобили База, мм Без груза С полной нагрузкой Нагрузка на переднюю ось Нагрузка на заднюю ось Коэффициент проворачиваемое™ Нагрузка на переднюю ось Нагрузка на заднюю ссь Коэффициент поворачиваемости кгс % кгс % кгс % кгс % Общего назначения ИЖ-2715 2396 558 51,6 522 48,4 0,93 627 41,8 953 58,2 1,52 «Москвич-434» 2400 560 53,8 480 46,2 0,86 640 40,0 950 60,0 1,42 ЕрАЗ-762А 2700 — — — — — 1190 45,0 1 460 55,0 1,23 УАЗ-451 ДМ 2300 850 56,3 600 43,7 0,78 1120 42,1 1 540 57,9 1,38 ГАЗ-51А 3300 1200 48,0 1300 52,0 0,54 1540 30,0 3610 70,0 1,17 ГАЗ-52-03 3700 1320 46,9 1495 53,1 0,57 1520 27,8 3 945 72,2 1,29 ГАЗ -53 А 3700 1460 45,0 1790 55,0 0,61 1810 24,5 5 590 75,5 1,26 ЗИЛ-130 3800 2120 49,3 2180 50,7 0,51 2575 27,0 6 950 73,0 1,35 МАЗ-500А 3850 3350 50,8 3250 49,2 0,43 4825 32,6 10 000 67,4 1,04 Повышенной проходимости УАЗ-452Д ГАЗ-66 2300 3300 745 44,6 0,80 1190 925 55,4 2140 61,5 1330 38,5 0,62 2730 0,46 0,47 1 430 0,54 3070 0,53 1,20 1,13 Как видно из этой таблицы, все грузовые автомобили в ненагру- женном состоянии имеют коэффициент поворачиваемости меньше 1, т. е. недостаточную поворачиваемость, и, следовательно, стрем- ление на поворотах сохранять прямолинейное направление движе- ния. По этому показателю наиболее устойчивы, т. е. имеют наимень- шую поворачиваемость, автомобили ЗИЛ-130, ГАЗ-51А, ГАЗ-52-03. Все автомобили с полной нагрузкой имеют коэффициент поворачи- ваемости больше 1, т. е. излишнюю поворачиваемость. При этом наибольшая склонность к потере устойчивости движения из-за бо- ковой эластичности шин у автомобилей малой грузоподъемности 213
ИЖ-2715, «Москвич-434» и УАЗ-451ДМ. Наилучшим по этому по- казателю является автомобиль МАЗ-500А. Все современные отечественные грузовые автомобили имеют тормозные механизмы, обеспечивающие возможность экстренного затормаживания на достаточно коротких расстояниях. Величины тормозного пути и средних замедлений укладываются в установлен- ные нормативные требования (ОСТ 37.001.016-70). Так, например, длина тормозного пути наиболее распространен- ных автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 с полным грузом при тормо- жении на горизонтальном участке дороги с ровным асфальтобетон- ным покрытием, находящимся в сухом состоянии, при начальной скорости 30 км/ч составляет соответственно 8,2 м и 9,8 м и при ско- рости 50 км/ч— 16,5 м и 18 м. Аналог автомобиля ГАЗ-53А. Форд Ф 600 имеет тормозной путь соответственно 8,27 ми 16,5 м, Шевро- ле С-60—7,75 м и 15,82 м. В 1969 г. проведены междуведомственные испытания автомоби- лей большой грузоподъемности МАЗ-514 и МАЗ-515. В соответст- вии с «Предписаниями ЕЭК ООН» величины тормозного пути и замедления для автомобилей типа МАЗ-514 со скорости 40 км/ч должны составлять соответственно не более 19,9 м и не менее 4,4 м/с2 и для автопоезда типа МАЗ-515—21,1 м и 4,4 м/с2. При испытании длина тормозного пути автомобиля МАЗ-514 оказалась равной 16,2 м и замедление 5 м/с2, а для автопоезда МАЗ-515 соот- ветственно 16 м и 5,8 м/с2. Большое значение для безопасности движения имеет величина усилия, которую должен прикладывать водитель к тормозной педа- ли. Оно должно быть сравнительно небольшим, доступным водите- лям любого физического развития и в то же время обеспечивать надежную работу тормозной системы. На автомобиле ГАЗ-53А введен гидровакуумный усилитель, что позволило резко сократить усилие на тормозной педали. Междуведомственные испытания ав- томобилей ЗИЛ-133 и ЗИЛ-133В показали, что усилие на тормоз- ной педали этих автомобилей в конце торможения составляет 45—50 кгс, автомобилей КамАЗ—48—50 кгс, и соответствует нор- мам. Вместе с тем необходимо отметить, что испытываемые одно- временно с ними автомобили зарубежного производства Дженерал Моторе-7500 и Форд Т850 имеют усилие на тормозной педали соот- ветственно 22 кгс и 35 кгс. Поэтому, хотя отечественные автомоби- ли и отвечают установленным нормам, при разработке тормозного привода новых моделей конструкторы должны стремиться к еще большему снижению усилия на тормозной педали. На отечественных грузовых автомобилях устанавливается пнев- матический (ЗИЛ-130, МАЗ-500), гидравлический (ГАЗ-52-03, ГАЗ-53А) или комбинированный пневмогидравлический (Урал-377) тормозной привод, которые хорошо зарекомендовали себя в эксплу- атации. Однако при эксплуатации в условиях горной местности бо- лее приемлем гидравлический или комбинированный привод. В табл. 43 приведена полная масса грузовых автомобилей, при- ходящаяся на 1 см2 суммарной площади всех тормозных накладок. 214
Таблица 43 Полная масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормозных накладок Автомобили Полная масса, кг Площадь тормозных накладок, см2 Масса, приходящая на 1 см2 площади тормозных накладок, кг/см2 Автомобили Полная масса, кг Площадь тормозных накладок, см2 Масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормозных накладок, кг/с м2 ИЖ-2715 1580 768 2,06 ГАЗ-53А 7 400 1 943 3,80 «Москвич-434» 1590 768 2,07 ЗИЛ-130 9 525 2 968 3,21 УАЗ-451ДМ 2660 1050 2,53 МАЗ-500А 14 825 4 190 3,54 ГАЗ-51А 5150 1960 2,63 МАЗ-514 23 550 6 680 3,52 ГАЗ-52-03 5465 1943 2,81 МАЗ-515Б + + МАЗ-941 40 300 И 600 3,47 Этот показатель характеризует в основном износостойкость и теп- ловую напряженность тормозных механизмов. Из таблицы видно, что отечественные грузовые автомобили по- указанному показателю в основном отвечают предъявляемым тре- бованиям. Исключение составляют автомобили МАЗ-500А и МАЗ-514, у которых масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормоз- ных накладок, несколько превышает допустимые пределы. Сюда же относится и автомобиль «Москвич-434», к которому предъявляются такие же требования, как и к легковым автомобилям. В последние годы в связи с ростом автомобильного парка, уве- личением мощностей и быстроходности двигателей большое значе- ние приобрела проблема шумности. В связи с этим подкомитетом по автомобильному транспорту ЕЭК ООН разработаны рекоменда- ции по предельно допустимым уровням шума транспортных средств. Во многих странах Европы (Англия, ГДР, ПНР, ЧССР, ФРГ, Фран- ция и др.) разрабатываются или уже разработаны и утверждены предельные значения уровней шума, создаваемого автомобилями. В табл. 44 приведены предельные значения уровня шума для гру- зовых автомобилей отечественного производства, установленные по данным испытаний НАМИ и регламентированные согласно ГОС! 19358—74, а также рекомендации ЕЭК ООН и нормы Англии, ГДР,. ПНР и ЧССР отечественные грузовые автомобили за некоторым исключением удовлетворяют указанным выше требованиям. С оценкой шумности связана оценка радиопомех, которые со- здаются электрооборудованием автомобиля. Предельная величина поля радиопомех установлена ГОСТ 17822—72. В НАМИ проведе- на оценка некоторых отечественных и зарубежных автомобилей с целью установления создаваемого ими уровня радиопомех. Испы- тывались Урал-377С, ГАЗ-53А и семейство автомобилей КамАЗ, а также Форд Ф-600, Форд Д-400 и Шевроле С-60. Результаты пока- зали, что автопоезд Урал-377С имеет сравнительно высокий уро- вень радиопомех. Так, например, испытания показали, что факти- 215
чески в диапазоне частот от 50 до 150 Гц радиопомехи составляли от 30 до 400 мкВ. Уровни радиопомех ГАЗ-53А и Форд Ф-600 так- же превышают допустимые нормы. Вместе с тем у семейства авто- мобилей КамАЗ уровень создаваемых радиопомех значительно ни- же нормы. Соответствуют допустимым нормам и автомобили Форд Д-400 и Шевроле С-60. Во всех странах мира, в том числе и в Советском Союзе, боль- шое внимание уделяется снижению токсичности отработавших га- зов двигателей. В настоящее время все новые модели автомобилей, поступающие в производство, должны проверяться на токсичность. НАМИ проведена оценка токсичности дизельного двигателя ЯМЗ-740, устанавливаемого на новых автомобилях КамАЗ. Срав- нение проводилось с дизельными двигателями Даймлер-Бенц ОМ-352, Катерпиллар-1150, Дейтц Ф6Л-912, Мерседес-Бенц ОМ-360 и Дейтц Ф6Л-413. Результаты показали, что дизель ЯМЗ-740 на режиме макси- мального крутящего момента при «=1400 об/мин имеет максималь- ную дымность 56%, а при номинальной частоте вращения — 30%. Процент дымности устанавливается путем сравнения прозрачности газа с прозрачностью чистого воздуха. Максимальная дымность зарубежных дизелей соответственно равна: Даймлер-Бенц ОМ-352—78 и 64%; Катерпиллар-1150—72 и 58%; Дейтц Ф6Л-912—58 и 42%, Мерседес-Бенц ОМ-360—60 и 56% и Дейтц Ф6Л-413—55 и 30%. Полученные результаты показывают, что дизель ЯМЗ-740 по дымности отработавших газов лучше зару- бежных образцов, особенно при работе на номинальном режиме. Концентрация окиси углерода в отработавших газах у всех ди- зелей невысокая. Наименьшее количество СО при «=1400 об/мин имеют дизели Дейтц Ф6Л-413 (~ 0,02 %) и Мерседес-Бенц ОМ-360 (~0,02%), а при номинальной частоте вращения — ЯМЗ-740 (-0,03%). Невысокие значения дымности и окиси углерода говорят о вы- сокой полноте сгорания в дизеле ЯМЗ-740. Максимальная концентрация окислов азота на режимах птах и «ном достигает у дизеля ЯМЗ-740 4—5 мг/л. Повышенное количе- ство окислов азота имеет также дизель Дейтц Ф6Л-912. У осталь- ных двигателей максимальная концентрация не превышает 3,0— 3,5 мг/л. В связи с тем, что за рубежом уже в настоящее время за- конодательным путем ограничивается выброс токсичных веществ с отработавшими газами, необходимо вести изыскание путей даль- нейшего снижения токсичности отработавших газов отечественных автомобильных двигателей, в первую очередь окислов азота. Одной из важнейших характеристик безопасности является об- зорность с места водителя, так как она определяет возможность водителя наиболее полно воспринимать и правильно оценивать до- рожные условия. Обзорность с места водителя из кабин грузовых автомобилей характеризуется данными, приведенными в табл. 45. 216
Таблица 44 Предельные значения уровней шума отечественных и зарубежных грузовых автомобилей С полной массой Уровни шума, дБ-А Отечественные выпуска 1969-70 Согласно гост 19358—74 Нормы Англии Нормы ГДР Нормы ПНР Нор мь? ЧССР До 3,5 т включитель- но 86-87 85 85 82* 85 (88)** 85 От 3,5 т до 12 т включительно 89—90 89 88 88 86 (88) 88 Свыше 12 т с мощ- ностью двигателя до 200 л. с. 89-91 89 90 90 86 (88) 90 Свыше 12 т с мощно- стью двигателя больше 200 л. с. 92-93 92 90 90 88(90) 90 * Полной массой до 2,5 т включительно. ** В скобках даны значения для дизельных двигателей. Таблица 45 Обзорность с места водителя на грузовых автомобилях Автомобили Длина иеобоз- реваемой зоны, м Левая граница иеобозревае- мой зоны, м Автомобили Длина необоз- реваемой I зоны, м Левая граница необозревае- мой зоны, м УАЗ-451 ДМ 3,6 1,0 КамАЗ-5320 6,4 Г АЗ-51А 5,1 0,8 МАЗ-500А 6,7 0,61 ГАЗ-52-03 5,4 1,0 МАЗ-514 8,0 0,8 ГАЗ-53 5,3 1,0 МАЗ-515 8,0 0,8 ЗИЛ-130 7,2 1,8 КрАЗ-257 10,0 — Параметры обзорности подавляющего большинства отечествен- ных грузовых автомобилей удовлетворяют требованиям ГОСТ 9734—61. Исключение составляют автомобили Урал-377 и КрАЗ-257, длина необозреваемой зоны которых превышает допусти- мые пределы. Несколько недостаточна обзорность у автомобилей. КамАЗ. Хотя в целом обзорность через лобовое стекло можно при- знать удовлетворительной, угловые размеры необозреваемой зоны, создаваемые левой и правой стойками в горизонтальной плоскости,, составляют соответственно 4° и 5° (по нормам НИИАТ—3°). Обзор- ность через зеркала заднего вида соответствует требованиям НИИАТ, ЕЭК ООН и СЭВ, за исключением величины угла обзор- ности в горизонтальной плоскости правого зеркала (5° вместо тре- буемого 11°). В дальнейшем на автомобилях КамАЗ предусматри- 217
вается установка сферических зеркал, которые имеют величину угла обзорности более 11°. Однако такие зеркала искажают разме- ры видимых объектов и расстояния до них. Поэтому в целях улуч- шения обзорности целесообразнее устанавливать плоские зеркала, но увеличенных размеров. § 5. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ На рис. 67 и 68 изображены топливные характеристики базовых грузовых автомобилей и автопоездов с карбюраторным и дизель- ным двигателями. Эти топливные характеристики построены по данным междуведомственных испытаний, контрольных испытаний НАМИ и автополигона НАМИ для автомобилей с полной нагруз- кой в кузове. Они показывают минимальные расходы топлива при различных установившихся режимах и скоростях движения. Путь свободного качения (путь выбега) отечественных и зарубежных автомобилей с начальной скорости 50 км/ч, характеризующий со- стояние ходовой части и сопротивление качению автомобилей, полу- Рис. 67. Топливные характеристики грузовых автомобилей и автопоездов с карбюраторным двигателем при полной нагрузке в кузове: 1 — КАЗ-608 с полуприцепом КАЗ-717; 2 — ЗИЛ-133В с полуприцепом; 3— УрАЛ-377; 4 — ЗИЛ-130В1 с полуприцепом; 5 — ЗИЛ-133; б —ЗИЛ-130; 7 —ГАЗ-53А; 8 — УАЗ-451ДМ Рис. 68. Топливные характеристики грузовых, автомобилей и автопоездов с дизельным двигателем при полной нагрузке в кузове: 1— КрАЗ-258 с полуприцепом; 2 —МАЗ-515 с полуприцепом; 3— МАЗ-514 с прицепом; 4 _ КрАЗ-257; 5 —МАЗ-514; 6—КамАЗ-5410 с полуприцепом; 7 — МАЗ-500А; 8 — КамАЗ-5320 218
Таблица 46 Путь свободного качения грузовых автомобилей и автопоездов Автомобили Параметры Автомобили Параметры Полная масса, т Путь свободного качения со скоро- ст н 50 км/ч, м Полная масса, Путь свободного качения со скоро- сти 50_км/ч, м ИЖ-2715 1,5 436 МАЗ-514 23,55 812 ГАЗ-51А 5,15 721 МАЗ-500А 14,82 762 ГАЗ-53А 7,4 691 МАЗ-515 с полупри- 40,3 819 ЗИЛ-130 с прицепом 17,06 785 цепом ЗИЛ-133 15,0 895 КрАЗ-257 23,35 572 ЗИЛ-133В с полупри- 25,57 827 КрАЗ-258 с полупри- 39,9 605 цепом цепом Урал-377 15,0 670 Форд Ф-600 — 697 Урал-377С с полупри- 25,78 723 Шевроле С-60 — 582 цепом Форд Д-400 7,15 892 КамАЗ-5320 15,0 808 Мерседес-Бенц Л1817 15,52 961 КамАЗ-5320 с прице- 26,5 972 Дженерал 15,0 810 ПОМ Моторе-7500 КамАЗ-5410 с иолу- 25,77 854 Форд Т850 с полу- 25,76 824 прицепом прицепом МАЗ-504А с полу- 24,42 725 ОАФ 32320 ДФ с по- 38,0 914 прицепом луприцепом Таблица 47 Удельные расходы топлива грузовыми автомобилями Автомобили Грузоподъ- емность, т Полная масса, т Минимальный расход топлива, л/100 км по топливной характеристике отнесенный на 1 т грузо- подъемности отнесенный на 1 т полной мас- сы автомобиля или автопоезда 1 2 3 4 5 6 УАЗ-451ДМ 1,0 2,660 10,4 10,4 3,91 ГАЗ-51А 2,5 5,150 16,4 6,56 3,18 ГАЗ-52-03 2,5 5,465 12,7 5,08 2,32 ГАЗ-53А 4,0 7,400 20,0 5,0 2,70 ЗИЛ-130 5,0 9,525 21,9 4,38 2,30 ЗИЛ-130 с прицепом 10,0 17,065 24,6 2,46 1,44 ЗИЛ-1 ЗОВ 1 с полу- 7,5 14,435 29,4 3,92 2,04 прицепом ЗИЛ-133 8,0 15,010 23,5 2,94 1,57 ЗИЛ-133В с полупри- 14,0 25,575 33,7 2,41 1,32 цепом КАЗ-608 с полупри- цепом КАЗ-717 11,5 19,725 40,0 3,48 2,03 Урал-377 7,5 15,000 35,0 4,67 2,33 219
Продолжение табл. 47 1 3 3 4 5 6 Урал-377С с полупри- цепом 13,5 25,775 54,6 4,04 2,12 КамАЗ-5320 8,0 15,025 18,1 2,26 1,21 КамАЗ-5410 с полу- прицепом 13,5 25,770 24,9 1,84 0,97 МАЗ-500А 8,0 14,825 18,9 2,36 1,27 МАЗ-514 14,0 23,550 27,6 1,97 1,17 МАЗ-514 с прицепом 23,5 38,000 36,2 1,54 0,95 МАЗ-515 с полупри- цепом 25,0 40,300 38,5 1,54 0,95 КрАЗ-257 12,0 23,350 31,3 2,61 1,34 КрАЗ-258 с полупри- цепом 23,0 39,900 38,0 1,65 0,95 Форд Д-400 — 7,150 19,2 — 2,68 Мерседес-Беиц Л1817 8,5 15,525 13,4 1,58 0,86 Мерседес-Бенц Л1817 с прицепом Блюм- хорд Л12 — 27,065 18,7 — 0,69 Дженерал Моторе 7500 8,0 14,994 31,0 3,87 2,07 Форд Т850 с полу- прицепом 16,0 25,765 35,0 2,19 1,36 Таблица 48 Расходы топлива в зависимости от времени года Условия движения ГАЗ-51А Урал-377 с полуприцепом Лето Зима Лето Зима 1 Скорость ДВИ" , жения, км/ч Расход топли- ва, л/100 км 1 Скорость дви- жения, км/ч 1 Расход топли- ва, л/100 км Скорость дви- жения, км/ч Расход топли- ва, л/100 км Скорость дви- жения, км/ч Расход топли- ва, л/100 км Асфальтированное шоссе — 17,4 — 22,0 40,4 86,0 32,7 88,6 Щебеночное и бу- лыжное шоссе — — — 30,8 92,6 29,2 99,0 Грунтовая дорога __ 31,9 — 34,0 28,9 108,2 — — Городское движение — 26,1 — 30,0 — — —. — 220
Низшую топливную экономичность из автомобилей с карбю- раторным двигателем имеет автопоезд в составе седельного тягача КАЗ-608 с полуприцепом КАЗ-717. Минимальный расход топлива этого автопоезда равен 40 л/100 км при скорости 22 км/ч. Расход топлива этого автопоезда выше, чем у автопоезда ЗИЛ-133В, хотя последний имеет более высокую мощность двигателя, грузоподъ- емность и полную массу. Сравнение путей свободного качения отечественных и зарубеж- ных автомобилей показывает, что по этому показателю отечествен- ные модели не уступают зарубежным аналогам. Исключение со- ставляет автопоезд КрАЗ-258, путь свободного качения которого имеет низкое значение. В табл. 47 приведены относительные показатели минимального расхода топлива отечественными и зарубежными грузовыми авто- мобилями, отнесенные на 1 т их полезной грузоподъемности и на 1 т полной массы. Из таблицы видно, что по мере увеличения гру- зоподъемности автомобилей удельные расходы топлива снижаются. Наименьшие удельные расходы топлива имеют автомобили боль- шой грузоподъемности. Как указывалось ранее, рассмотренные измерители топливной экономичности грузовых автомобилей и автопоездов, установленные при постоянных скоростях движения, еще не могут достаточно полно характеризовать расход топлива в реальных условиях эксплуатации. В табл. 48 приведены результаты испытаний автомобиля ГАЗ-51А и автопоезда Урал-377С в летнее и зимнее время года. Как видно из таблицы, в зимнее время расходы топлива увели- чиваются по сравнению с летними условиями. Наиболее достовер- ные данные по расходу топлива могут быть получены только при испытаниях автомобилей в условиях эксплуатации. В табл. 49 при- ведены средние расходы топлива в различных дорожных условиях движения отечественных грузовых автомобилей, полученные по ре- зультатам междуведомственных испытаний. В табл. 50 приведены расходы топлива грузовыми автомобиля- ми в условиях эксплуатации, полученные на основании обследова- ния автотранспортных предприятий Центральной научно-исследо- вательской лабораторией Министерства автомобильного транспор- та РСФСР, а в табл. 51 контрольные расходы и нормы расхода топлива наиболее распространенных автомобилей. Данные приведенных таблиц позволяют наиболее полно оцени- вать топливную экономичность автомобилей в различных дорож- ных условиях эксплуатации. В этой таблице расход топлива принят по линейной норме для случая движения автомобиля с полной полезной нагруз- кой. Кроме того, к указанным величинам расхода топлива преду- сматривается надбавка в размере 2,0 л на каждые 100 ткм для автомобилей с бензиновыми двигателями и 1,3 л на каждые 100 ткм для автомобилей с дизельными двигателями. Для автомобилей и автопоездов, выполняющих работу, учитываемых в тонно-кило- метрах. 221
Таблица 49 Средние расходы топлива грузовыми автомобилями в разных условиях движения по результатам испытаний Условия движения Автомобили с бортовой платформой Седельные автопоезда ИЖ-2715 ГАЗ-51А ГАЗ-52 ГАЗ-53 А ЗИЛ-130 ЗИЛ’133 j Урал-377 Кам АЗ-5320 МАЗ-514 МАЗ-514+ +прицеп КА 3-608+ + К АЗ-717 ЗИЛ-133В + + Од А 3-760 КамАЗ-5410 4- 4-ОдА 3-9370 МАЗ-515 + +МА 3-941 Средний расход топлива на скоростной дороге полигона, л/100 км При средней скорости, км/ч Контрольный расход топлива (при скорости 30—40 км/ч), л/100 км — 28,5 48 16,4 31,8 74,0 25,8 57,8 66,3 64,2 63,1 48,6 73,5 __ 59,5 61,7 58,3 43,6 60,4 65,5 50,5 78,9 66,0 55,7 —- 20,0 21,0 24,0 28,0 30,7 48,0 31,9 33,4 — 40,0 43,2 31,8 43,3 Средний расход топлива на булыжной дороге, л/100 км — 29,4 26,3 34,1 46,3 75,1 79,0 56,2 57,0 67,0 78,0 63,3 81,0 При средней скорости, км/ч — 32,2 34,2 39,6 36,9 32,2 27,3 34,2 45,0 37,1 — 32,4 33,9 34,2 Средний расход топлива на шоссе, л/100 км 11,0* 34,6 — — 38,0 57,2 — 45,7 — 61,5 — 61,0 47,8 65,5 При средней скорости, км/ч 67,5* 46,5 — — 45,4 61,0 — 59,1 — 51,4 — 62,0 62,0 53,0 Средний расход топлива на горной дороге, л/100 км 12,2 — — — — 67,7 71,5 82,6 74,5 101,0 76,0 88,5 При средней скорости, км/ч 63,4 — — — — 38,6 — 32,4 — 30,0 27,8 31,7 31,9 31,3 Средний расход топлива в эксплуатационных условиях, л/100 км 13,1 29,0 23,0 27,1 38,7 —' 53,7 — — 61,7 При средней скорости, км/ч — 34,0 36,9 37,3 38,9 — — — — 52,6 — — — 45,2 Средние расходы топли- ва на грунтовой доро- ге, л/100 км — 32,1 — 38,6 41,8 47,7 85,6 60,9 — — — 81,4 62,8 —. При средней скорости, км/ч — 30,4 — 40,0 37,6 42,2 35,3 36,6 — — — 36,4 30,1 Средние расходы топли- ва в городских усло- виях, л/100 км 13,1 29,0 26,6 33,1 36,7 56,0 — — — 56,6 — При средней скорости, км/ч — 33,1 27,4 — 27,7 35,7 — 33,5 — При движении по маршруту Москва — Душанбе. 222
223
Таблица 50 Средние расходы топлива грузовыми автомобилями в условиях эксплуатации Автомобили Результа ты обследования количество обследованных автохозяйств количество обследованных автомобилей •лбщий пробег всех обследо- ванных авто- мобилей, тыс. км средний расход топлива одного автомобиля, л/100 км ЕрАЗ-762А 37 96 2631,9 16,4 ГАЗ-52-03 33 197 8949 26,3 ГАЗ-53А 30 313 12283 31,8 ГАЗ-53Б 20 111 5341,9 33,5 ЗИЛ-ММЗ-555 11 75 3919,4 45,8 КАЗ-608+КАЗ-717 7 27 574,3 46,5 Урал-377 10 45 1949 66,9 Урал-377+ОдАЗ-935 И 52 5404,7 58,7 Таблица 51 Нормы расхода топлива грузовыми автомобилями Автомобили « я о - 3 к о -5^ я о х ж £ <> * S О* So sc S’ § я о с s2 © св св it. о. д о Нормативный расход топли- ва, л/100 км Автомобили Контрольный расход топли- ва при скоро- сти 40/км/ч, л/ЮО км Нормативный расход топли- ва, л/100 км УАЗ-451ДМ 12,0 16,0 МАЗ-500А 22,0 24,0 ГАЗ-51А 20,0 21,5 МАЗ-504А с п/п 28,0 29,0 ГАЗ-52-03 21,0 23,0 МАЗ-504В с п/п 38,0 38,5 ГАЗ-53А 24,0 25,5 КрАЗ-258 с п/п 40,0 51,0 ЗИЛ-130 28,0 31,5 ЗИЛ-ММЗ-555* 26,0 39,0 ЗИЛ-133 30,7 — MA3-503A * 24,0 29,0 ЗИЛ-130В1 с п/п 35,0 38,5 КрАЗ-256Б * 38,0 49,0 ЗИЛ-133В с п/п 43,2 — БелАЗ-540А * 100,0 137,0 Урал-377 48,0 48,0 ГАЗ-66 ЗИЛ-131 24,0 40,0 29,5 44,0 * На каждую ездку добавляется 0,25 л. 224
§ 6. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ Как уже указывалось, одним из основных показателей долго- вечности является пробег автомобиля и его агрегатов до первого капитального ремонта. По нормам 1946 г. пробег до первого капитального ремонта для автомобиля ЗИС-5 составлял 60 тыс. км, по нормам 1956 г. для автомобиля ЗИЛ-150—105 тыс. км, а по нормам 1962 г. для авто- мобиля ЗИЛ-164А—135 тыс. км. В настоящее время пробег автомо- биля ЗИЛ-130 до капитального ремонта доведен до 300 тыс. км. Увеличились пробеги до капитального ремонта и автомобилей Горьковского и Минского автозаводов, хотя темпы роста здесь не- сколько ниже, чем у автомобилей Московского автозавода имени Лихачева. Так, например, автомобиль ГАЗ-51 имел пробег до капитального ремонта 105 тыс. км, автомобиль ГАЗ-51А — 120 тыс. км, а автомобиль ГАЗ-53А имеет пробег до капитального ремонта уже 150 тыс. км. Пробег до капитального ремонта автомо- билей МАЗ-200 и МАЗ-500А составляет соответственно 135 тыс. и 160 тыс. км, а автомобиля МАЗ-514, по данным завода, составит уже 200 тыс. км. В табл. 52 приведены нормы пробега основных разновидностей отечественных грузовых автомобилей и их агрега- тов, установленные для целей планирования [26]. При соответству- ющей организации технической эксплуатации и содержания авто- мобилей величины этих пробегов могут быть увеличены. В табл. 53 приведены фактические пробеги автомобилей и двигателей до пер- вого капитального ремонта. Таблица 52 Нормы пробега автомобилей и их агрегатов для целей планирования (I категория условий эксплуатации) Автомобили Нормы пробега, автомобиля, тыс. км Нормы пробега агрегатов до первого капитального |ремонта, тыс. км До первого капитального ремонта Полный до списания Двигатель Коробка передач Раздаточная и дополнитель- ная коробка Передний мост Задний (сред- ний) мост Рулевое управление «Москвич-433,-434» 85 153 85 85 85 85 85 УАЗ-451М, 451 ДМ 150 270 105 100 — 100 100 150 ЕрАЗ-762 120 216 120 120 — 120 120 120 ГАЗ-52-03 140 252 80 140 — 140 140 140 ГАЗ-53А 150 270 150 150 — 150 150 150 ЗИЛ-130* 175 315 175 175 — 175 175 175 Урал-377 150 270 125 150 150 150 125 150 МАЗ-500А 160 288 160 160 — 160 160 160 КрАЗ-257 135 243 135 135 135 135 100 100 УАЗ-452, 452Д 150 270 105 100 100 100 100 150 ГАЗ-66 120 216 120 120 120 120 120 120 Урал-375Д 125 225 125 150 150 125 125 150 БелАЗ-540, 540А 100 180 70 100 100 100 100 100 БелАЗ-548, 548А 80 144 60 80 100 100 100 100 * Для автомобилей выпуска до 1970 г. включительно. 8—1281 225
Таблица 53 Пробеги автомобилей и двигателей до первого капитального ремонта по данным Главмосавтотранса за 1974 г. Марка и модель Количество обследован- ных автомо- билей, ед. Средний пробег, T&IC. км Марка и модель Количество обследован- ных автомо- билей, ед. Средний пробег, тыс. км УАЗ-451 ДМ ГАЗ-51А ЗИЛ-130 ЗИЛ-130В1 ЗИЛ-ММЗ-555 MA3-503A МАЗ-504А Авт ом обили 20 139 77 73 135 19 19 124,5 333,3 306,9 275,8 316,6 179,0 263,0 ГАЗ-51 3M3-53 ЗИЛ-120 ЗИЛ-130 ЯМЗ-238 ЯМЗ-236 Де игатели 226 91 74 634 83 305 85,2 111,9 95,9 156,2 100,8 152,9 Как видно из этой таблицы, пробег до первого капитального ре- монта всех автомобилей на автотранспортных предприятиях Глав- мосавтотранса превосходит установленные нормативные данные. Проведенные заводами работы позволили значительно увеличить долговечность автомобильных двигателей. Так, например, срок службы до первого капитального ремонта двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 увеличился со 100 до 150—175 тыс. км, дизельных двига- телей ЯМ.3-204 и ЯМ.3-206 — с 2500 до 4000 моточасов и дизельных двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 — с 2500 до 6000 моточасов [20]. Существенно повышается долговечность электрооборудования (до 200—250 тыс. км пробега автомобиля) за счет применения ге- нераторов переменного тока и контактно-транзисторной системы зажигания. Ведутся работы по повышению долговечности агрегатов трансмиссии, в том числе по применению сталей новых марок для шестерен коробок передач и задних мостов, улучшению уплотнений карданных передач, применению новых фрикционных материалов для накладок сцеплений и тормозов и т. д. Внедрение комплекса мероприятий в будущем обеспечит повышение пробега до первого капитального ремонта автомобилей ГАЗ-53А и МАЗ-500А пример- но до 200 тыс. км, а ЗИЛ-130 — до 350 тыс. км. Одним из узлов автомобиля с недостаточной долговечностью является сцепление. В настоящее время срок службы сцеплений грузовых автомобилей составляет 50—90 тыс. км в зависимости от типа автомобиля и условий его эксплуатации. Основными причина- ми низкой долговечности сцепления являются недостаточная изно- состойкость накладок ведомого диска, коробление и растрескивание нажимного диска сцепления. В ближайшее время во многих случаях срок службы двигателей будет доведен до 200—300 тыс. км до капитального ремонта. Отсю- да основным требованием к сцеплению по долговечности должно быть обеспечение срока его службы, равного сроку службы двига- теля или кратного ему. 226
Вместе с тем не все детали автомобиля в равной мере влияют на его долговечность. На автополигоне НАМИ в 1971—1972 гг. были проведены эксплуатационные испытания некоторых грузовых авто- мобилей по оценке долговечности их деталей. Анализ ресурсов де- талей автомобилей ЗИЛ, прошедших пробег 103 200 км, показал, что долговечность этих автомобилей лимитируют детали двигате- ля, карданной передачи, подвески, рулевого привода, а анализ ре- сурсов деталей автомобиля ГАЗ-53А — детали двигателя, сцепле- ния, карданной передачи, переднего моста, автомобиля ГАЗ-66 — детали системы охлаждения, зажигания, раздаточной коробки и тормозов. Таблица 54 Расчетные показатели изнашивания двигателей Автомобили Количество оборотов ко- 2542 ленчатого вала на 1 км пути при движении на высшей передаче Ход поршня, мм 80 Путь поршня на 1 км 355 пути при движении на высшей передаче, м 2160 2420 2466 2140 2400 92,0 110,0 80,0 398 532 394,5 Средняя скорость порш- ня при максимальной частоте вращения ко- ленчатого вала, м/с Путь скольжения обра- зующей поверхности шатунной шейки колен- чатого вала на 1 км пути, м Скорость скольжения об- разующей поверхно- сти шатунной шейки коленчатого вала, м/с 12,3 10,3 8,53 339 391 464 95,0 407 10,1 95,0 456 9,5 440 493,6 2163 120 519 10,4 543 10,9 2340 2429 140 140 655 680 9,8 9,8 624 548 140 717 9,8 684 9,3 В табл. 54 указаны численные значения некоторых расчетных параметров, характеризующих изнашивание двигателей базовых отечественных грузовых автомобилей. Эти параметры рассчитаны по приведенным ранее формулам (см. гл. III, раздел «Долговеч- ность»), В зависимости от дорожных условий и параметров массы автомобиля или автопоезда движение осуществляется при различ- 8* 227
Таблица 55 Нагружениость шин грузовых автомобилей Автомобили Размер шии Максимальная рекомендуемая нагрузка, кг, и соответству- ющее давление воздуха в ши- нах кгс/см2 Передняя шина Задняя шина Фактиче- ская макси- мальная* нагруз- ка, кг Коэффици- ент нагру- жениости, % Фактиче- ская макси- мальная нагрузка, кгс Коэффици- ент нагру- женное ти, % Автомобили общего назначения ИЖ-2715 6,4—13 370-1,7 314 85 477 129 УАЗ-451ДМ 8,4—15 750-2,0 560 75 770 103 ГАЗ-51А 200—20 1 000—4,0 770 77 902 90 ГАЗ-53А 8,25-20 1 300—4,5 905 70 1 397 107 ЗИЛ-130 260—20 1 860-5,3 1 287 69 1 737 93 Урал-377 14,0—20 2 000 — 2 750 — КамАЗ-5320 260-508 1 860-5,3 2 250 121 1 375 74 КамАЗ-53202 260-508 1 860—5,3 2 260 122 1 372 74 МАЗ-500А 12,0—20 2 730-5,6 2 412 88 2 500 92 МАЗ-514 11,0-20 2 350-5,3 2 775 118 2 250 96 КрАЗ-257 12,00—20 2 730—5,6 2 332 85 1 336 85 ЗИЛ-1 ЗОВ 1 260—20 1 860-5,3 1 232 66 1 490 80 КамАЗ-5410 260—20 1 860-5,3 2 189 118 1 375 74 МАЗ-515 11,0—20 2 350-5,3 2 150 91 2 250 95 КрАЗ-258 12,0-20 2 730-5,6 2210 81 2 186 80 Автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б 8,25-20 1 300—4,5 900 69 1 400 107 ЗИЛ-ММЗ-555 260-20 1 960—5,3 1385 74 1 640 88 КамАЗ-5510 260—508 1 860-5,3 2 130 115 1398 75 MA3-503A 12,0—20 2 730-5,6 2 625 96 2 500 92 КрАЗ-256Б 12,0—20 2 730—5,6 2 238 82 2 250 82 БелАЗ -540А 18,0-25 5 062 — 2 700 — БелАЗ-548А 20,0—33 — И 230 — И 135 — Автомобили повышенной проходимости УАЗ-452Д 8,4-15 750-2,0 595 79 715 95 ГАЗ-66 12,00—18 1 580-3,0 1 365 86 1 535 97 ЗИЛ-131 12,00—20 2730-5,6 1622 59 1795 66 Урал-375Д 14,0—20 — 1 950 — 2 325 — КрАЗ-255Б 15,0-20 4 000—4,0 2 725 68 3 556 89 ной продолжительности использования промежуточных передач. Соответственно в различной степени будут возрастать значения приведенных параметров. Долговечность двигателя характеризуется темпом износа ша- тунно-поршневой группы. Ресурсные испытания трех автомобилей УАЗ-451 ДМ, проведенные на автополигоне НАМИ в 1972 г. показа- ли, что наибольший износ гильз цилиндров происходит на расстоя- нии 10—12 мм от верхней кромки гильзы. Кроме того, отмечен по- вышенный износ и коробление гильз на стыке аустенитной вставки с телом гильзы. Гильзы цилиндров, замеренные после пробега 80—90 тыс. км и после пробега 200 тыс. км, имели значительную эллипсность. Максимальный темп износа гильз цилиндров состав- 228
ляет 0,443 и 0,444 мкм/1000 км. Причем на всех трех автомобилях деформация происходила в плоскости, параллельной оси коленча- того вала. Максимальное значение темпа износа верхних компрессионных колец составляло 0,760 мкм/1000 км, вторых компрессионных ко- лец — 0,190 мкм/1000 км. Максимальное значение темпа износа шеек коленчатого вала двигателя находилось в пределах: коренных 0,460—0,900 мкм/1000 км в плоскости кривошипа коленчатого вала; шатунных 0,300— 0,560 мкм/1000 км, замеренных в той же плоскости. Срок службы, или ходимость, шин в значительной мере зависит от степени их нагруженности, выражаемой коэффициентом нагру- женное™. В табл. 55 указаны наибольшие нагрузки на передние и задние колеса полностью нагруженных грузовых автомобилей и значения коэффициентов нагруженности шин. Максимальная реко- мендуемая нагрузка на шину и соответствующее ей давление возду- ха в шине приняты по ГОСТ 5513—69. Из таблицы видно, что шины большинства современных грузо- вых отечественных автомобилей подобраны с учетом допустимой и фактически приходящейся нагрузки на них. Однако имеются и определенные отклонения. Так, например, пе- регружены задние шины автомобиля ИЖ-2715. Коэффициент на- груженности их составляет 129%. В то же время шины передних колес у них недогружены (коэффициент нагруженности 85%). Перегружены передние шины автомобилей КамАЗ-5320 (121%), КамАЗ-53202 (122%), КамАЗ-5410 (118%), КамАЗ-5510 (115%) и МАЗ-514 (118%). Вместе с тем задние шины автомобилей КамАЗ значительно недогружены (коэффициент нагруженности 74—75%), что приводит к неравномерному износу шин передних и задних колес и требует более частой их перестановки. § 7. ПРОХОДИМОСТЬ Основные геометрические параметры, характеризующие прохо- димость отечественных грузовых автомобилей, приведены в табл. 56. Как видно из таблицы, все перечисленные автомобили имеют до- статочно хорошие показатели. Так, например, наибольшее значение радиуса продольной проходимости составляет всего 3,8 м у автомо- биля МАЗ-500А. У остальных автомобилей эта величина имеет бо- лее низкие значения. Величины дорожных просветов как под перед- ним мостом, так и под задним у всех отечественных автомобилей также находятся на высоком уровне и превосходят по этому пока- зателю однотипные зарубежные образцы. Особенно хорошие геомет- рические параметры проходимости имеет автомобиль Урал-377. В табл. 57 приводятся удельные давления колес на опорную плос- кость при полной нагрузке автомобиля, а также величины массы на 1 см ширины профиля шин передних колес, образующих пер- вую колею при движении по неплотному грунту или снегу. Ширина профиля шин принята по их техническим характеристикам. 229
Таблица 56 Параметры проходимости Автомобили Величина дорржного просвета, мм Радиус про- дольной прохо- димости, м Углы свеса при полной нагрузке, град. под передним мостом под задним мостом передний задний Автомобили общего назначения ИЖ-2715 178 178 .—. 38,0 23,5 УАЗ-451 ДМ 305 220 1,4 34,0 33,0 ГАЗ-51А 305 245 2,7 40,0 32,0 ГАЗ-52-03 305 245 3,2 41,0 24,0 ГАЗ-53А 347 265 3,2 41,0 25,0 ЗИЛ-130 340 270 3,2 38,0 27,0 ЗИЛ-133 352 253 3,7 41,5 28,0 Урал-377 455 400 3,0 44,0 42,0 МАЗ-500А 295 300 3,8 30,0 28,0 КрАЗ-257 290 290 Автомобили-с амосвалы 42,0 18,0 ГАЗ-53Б 347 265 3,2 41,0 32,0 ЗИЛ-ММЗ-555 350 270 3,2 38,0 47,0 КамАЗ-5510 — 276 — 32,5 53,0 MA3-503A 295 300 3,0 30,0 48,5 КрАЗ-256Б 290 290 — 42,0 52,0 БелАЗ-540А 590 475 31,0 56,0 БелАЗ-548А 700 540 — 41,0 59,0 Автомобили повышенной проходимости УАЗ-452Д 220 220 1.4 34,0 33,0 ГАЗ-66 315 315 2,7 42,0 32,0 ЗИЛ-131 330 355 3,2 36,0 40,0 Урал-375Д 400 400 3,0 44,0 40,0 КрАЗ-255Б 360 360 — 48,0 32,0 В эту таблицу не включены данные по грузовым автомобилям повышенной проходимости, так как в настоящее время в их кон- струкциях предусматривается возможность изменения в широких пределах давления воздуха в шинах и соответственно удельного давления шин на дорогу. Параметр массы, приходящейся на 1 см ширины профиля шин передних колес, для них также мало показа- телен, так как их передние колеса являются ведущими. Значительное снижение удельного давления колес на дорогу может быть достигнуто применением арочных шин. Такие шины предназначены для установки вместо обычных на автомобили, ра- ботающие в условиях неплотного грунта и бездорожья. Рациональ- но также их сезонное применение главным образом на автомобилях средней грузоподъемности, используемых в сельском хозяйстве. 230
Проведенные испытания в НАМИ, а также эксплуатация автомо- билей на арочных шинах показали высокую их эффективность. Они обеспечивают повышение проходимости обычного двухосного до- рожного автомобиля с приводом на один мост практически до про- ходимости однотипного автомобиля со всеми ведущими мостами. Увеличение проходимости может быть также достигнуто заменой сдвоенных задних колес грузовых автомобилей одинарными, но с шинами широкого профиля. Применение таких шин обеспечит уменьшение удельного давления на дорогу. Действующий в настоящее время ГОСТ 9314—59 требует, чтобы удельное давление автомобильного колеса на дорогу было не более 5,5 кгс/см2 для автомобилей группы Б и не более 6,5 кгс/см2 для автомобилей группы А. Как видно из табл. 57, все отечественные грузовые автомобили укладываются в это требование, за исключе- нием автомобиля Урал-377, давление задних колес которого состав- ляет 5,78 кгс/см2. Это объясняется применением, с целью увеличе- ния проходимости, односкатных задних колес. В отечественном грузовом автомобилестроении в последние го- ды имеется тенденция применения бескапотной компановки автомо- билей — перемещение двигателя, кабины водителя и других агрега- тов вперед. Это способствует более рациональному использованию габарит- ных размеров автомобиля, улучшению его компактности, повыше- нию маневренности. Однако при этом увеличивается доля массы автомобиля, приходящаяся на передний мост, возрастает удельное давление передних колес на дорогу, ухудшаются условия движения по неплотному грунту. Из табл. 57 видно, что у автомобилей более Таблица 57 Удельные давления шин на дорогу Автомобили Размер шин Площадь отпечатка шины, см2 Удельные давления на дорогу, кгс/см2 Ширина профиля шины, см Масса, приходяща- яся на 1 см шири- ны профиля перед- них колес, кгс/см передних колес задних колес ИЖ-2715 6,40—13 188 1,67 2,53 16,2 19,4 УАЗ-451ДМ 8,40—15 253 2,2 3,0 21,3 26,3 ГАЗ-51А 7,50-20 283 2,72 3,2 19,0 40,5 ГАЗ-52-03 7,50-20 325 2,3 3,0 19,0 40,0 ГАЗ-53А 8,25-20 393 2,7 3,6 21,0 43,1 ЗИЛ-130 260—508 375 3,43 4,63 26,0 49,5 ЗИЛ-133 260-508 388 5,2 3,54 26,0 77,0 КамАЗ-5320 260-508 424 5,3 3,2 26,0 87,0 КамАЗ-5410 260—508 404 5,4 3,2 26,0 84,4 КамАЗ-5510 260—508 384 5,5 3,1 26,0 80,6 Урал-377 14.00—20 482 4,15 5,78 35,5 56,3 МАЗ-500А 12.00-20 461 5,23 5,42 30,5 79,0 МАЗ-514 11.00—20 432 6,42 5,2 27,9 99,4 МАЗ-503А 12.00—20 529 4,96 4,72 30,5 86,0 КрАЗ-257 12.00—20 473 5,0 5,0 30,5 76,4 231
поздних моделей (ЗИЛ-130, ЗИЛ-133, КамАЗ и др.) удельное дав- ление передних колес на дорогу возросло в сравнении с моделями ранних выпусков. При движении по снегу или неплотному грунту автомобили новых моделей более предрасположены «зарываться» передними колесами, чем автомобили старых моделей. По мере увеличения сети автомобильных дорог с твердыми по- крытиями незначительное ухудшение некоторых параметров прохо- димости автомобилей за счет улучшения других эксплуатационных их качеств может быть оправдано. Это в первую очередь относится к автомобилям, предназначенным для работы в основном на благо- устроенных дорогах с капитальными типами покрытий, например автомобилям и седельным тягачам типа МАЗ-500А, МАЗ-514, МАЗ-504В и т. д. Для грузовых автомобилей с двойными задними колесами пра- ктически не может быть совпадения следов передних и задних ко- лес. Коэффициент совпадения следов передних и задних колес ра- вен для них 0,45—0,48. У этих автомобилей исключена возможность использования уплотненных следов передних колес для уменьшения сопротивления движению задних. Последним приходится по суще- ству прокладывать новый след и разрушать при этом уплотненные края следов передних колес. Коэффициент совпадения следов со- временных автомобилей повышенной проходимости равен единице. В табл. 58 приведены максимальные величины запаса динами- ческого фактора грузовых автомобилей при движении на низшей Таблица 58 Максимальный запас динамического фактора грузовых автомобилей при f=0,1 Автомобили Максимальный запас динамического факто- ра на низшей переда- че, Скорость движения при максимальном динамическом факто- ре, км/ч Максимальный преодо- леваемый подъем, % Автомобили Максимальный запас динамического факто- ра, км/ч на низшей передаче Скорость движения при максимальном динамическом факто- ре, км/ч Максимальный прео- долеваемый подъем, % Автомобили общего назначения Автомобили-самосвалы «Москвич-434» 0,283 29,0 28,3 ГАЗ-53Б 0,242 9,0 24,2 ИЖ-2715 0,300 30,2 30,0 ЗИЛ-ММЗ-555 0,300 6,0 30,0 УАЗ-451 ДМ 0,160 20,0 16,0 MA3-503A 0,355 5,0 35,5 ГАЗ-51 А 0,233 6,0 23,3 КРАЗ-256Б 0,287 4,0 28,7 ГАЗ-53А 0,241 9,0 24,1 ЗИЛ-130 0,261 6,0 26,1 КамАЗ-5320 0,235 8,0 23,5 Автомобили повышенной проходимости Урал-377 МАЗ-500А МАЗ-514 КрАЗ-257 0,232 0,257 0,215 0,200 6,0 6,0 7,0 6,0 23,2 25,7 21,5 20,0 УАЗ-452Д ГАЗ-66 ЗИЛ-131 Урал-375Д 0,177/0,572 0,322/0,622 0,277/0,654 0,275/0,520 — 17,7/57,2 32,2/62,2 27,7/65,4 27,5/52,0 КрАЗ-255Б 0,280/0,554 — 28,0/55,4 232
передаче по грунту или снегу с большим коэффициентом сопротив- ления качению, равным 0,1, а также наибольший преодолеваемый при этом подъем в процентах. Данные таблицы показывают, что запасы тяги у отечественных грузовых автомобилей достаточны при работе в тяжелых дорожных условиях. Наименьший запас динамического фактора (всего лишь 0,160 кгс/кг на низшей передаче) у автомобиля УАЗ-451 ДМ. Хотя этот автомобиль был предназначен главным образом для работы в условиях города, тем не менее значительное их количество нашло применение в сельской местности, т. е. в таких условиях, где про- ходимость по запасу тяги имеет существенное значение. Сравни- тельно небольшой запас тяги имеют автомобили МАЗ-514 и КрАЗ-257. При этом, если для автомобиля МАЗ-514, учитывая пре- имущественное его использование на дорогах высших категорий, такой запас тяги допустим, то для автомобиля КрАЗ-257 он недо- статочен. Таблица 59 Коэффициенты сцепной массы автомобилей Автомобили Коэффициент сцепной массы, % Максимальный преодолеваемый подъем н-а наиболее скользкой дороге, % с полной нагрузкой без груза с полной нагрузкой без груза Одиночные автомобили общего назначения УАЗ-451ДМ 58,0 43,7 4,6 3,1 ГАЗ-51 А 70,1 52,0 5,8 4,0 ГАЗ-52-03 72,2 53,1 6,0 4,1 ГАЗ-53А 75,5 55,0 6,3 4,3 ЗИЛ-130 73,0 50,7 6,1 3,8 ЗИЛ-133 73,3 — 6,1 — КамАЗ-5320 73,2 — 6,1 — Урал-377 73,3 53,1 6,1 4,1 МАЗ-500А 67,4 48,5 5,5 3,6 МАЗ-514 76,4 — 6,4 — Седельные тягачи с полуприцепами ЗИЛ-130В 41,3 — 2,9 ЗИЛ-133В 43,0 — 3,1 — КАЗ-608 30,0 — 1,8 КамАЗ-5410 42,7 — 3,1 — Урал-377С 42,3 — 3,0 МАЗ-504А 40,9 — 2,9 МАЗ-504В 30,7 — 1,9 МАЗ-515 44,6 — 3,3 КрАЗ-258 44,1 — 3,2 — Автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б 76,0 60,0 6,4 4,8 ЗИЛ-ММЗ-555 70,4 50,8 5,8 3,9 КамАЗ-5510 73,0 — 6,1 MA3-503A 65,6 50,7 5,4 3,9 КрАЗ-256Б 76,2 65,1 6,4 5,3 БелАЗ-540А 67,5 53,5 5,5 4,1 БелАЗ-548А 66,5 55,0 5,4 4,3 233
В табл. 59 указаны значения коэффициента сцепной массы и максимальных преодолеваемых подъемов, определяемые соответст- венно по формулам (62) и (63) для наиболее скользкого состояния дороги, характеризуемого коэффициентом сцепления, равным 0,1. Данные, относящиеся к автомобилям без груза, установлены по па- раметрам массы автомобилей в снаряженном состоянии (без учета массы водителя). Эта неточность не имеет практического значения для автомобилей, масса которых во много раз больше массы во- дителя. Данные по автомобилям повышенной проходимости не приво- дятся, так как для них величина сцепного фактора равна значению коэффициента сцепления шин с дорогой. Как видно из таблицы, все одиночные отечественные автомобили имеют высокие значения коэффициента сцепной массы. Несколько ниже, но также достаточно высоки коэффициенты сцепной массы автопоездов в составе седельного тягача с полупри- цепом. Исключение составляют седельные тягачи КАЗ-608 и МАЗ-504В. Коэффициент сцепной массы тягача КАЗ-608 при экс- плуатации его с полуприцепом КАЗ-717 составляет всего лишь 30%, что ниже допустимой нормы для этого типа автопоездов. По- этому при эксплуатации на скользкой дороге трогание с места и движение такого автопоезда затруднительны. Коэффициент сцеп- ной массы тягача МАЗ-504В с полуприцепом составляет 30,7%, что также является низшим пределом, допустимым для автопоездов, предназначенных для эксплуатации на дорогах с капитальными ти- пами покрытий. Совершенно недостаточны сцепные качества были у снятого с производства автомобиля УАЗ-451ДМ при движении без груза. § 8. УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Плавность хода отечественных грузовых автомобилей при про- ведении различных междуведомственных испытаний специально не измерялась. Поэтому она может характеризоваться лишь значения- ми отдельных влияющих на нее конструктивных параметров, рас- смотренных ранее. В табл. 60 приведены величины жесткости подвески и шин наи- более распространенных грузовых автомобилей, а в табл. 61 рас- пределение массы автомобилей на подрессоренную и неподрессо- ренную. Эти величины приняты по данным, опубликованным Р. В. Ротенбергом [29]. Уменьшение жесткости подвески является эффективным сред- ством уменьшения колебаний автомобиля в области низкочастотно- го резонанса. Особенно значительно при этом снижаются ускорения кузова. Кроме того, из-за снижения малой собственной частоты уменьшается возможность появления резонансных явлений при су- ществующем распределении неровностей на дорогах. На ускорение кузова от высокочастотных колебаний изменение жесткости подвески практически не влияет. 234
Таблица 60 Жесткость подвески и шин грузовых автомобилей Параметры Автомобили общего назначения Автомобили повышенной проходимости ГАЗ-51 А ГАЗ-52-03 ГАЗ-53А зил-iso MA3-500A КрАЗ-219 ГАЗ-66 ЗИЛ-131 | Урал-375Д КрАЗ-214 Передняя подвеска: жесткость, кгс/см 156 156 184 260 406 510 246 290 330 550 статический прогиб, 7,7 7,7 8,2 8,1 6,5 8,0 8,8 9,5 8,2 8,0 СМ Ход до ограничителя, 6,4/8,1 6,4/8,1 8,7/11,2 7,2/10,3 11,7* 5,6* 11,0* 6,8 7,5* 7,8* Жесткость шин, кгс/см 970 970 1020 1286 960 1600 800 865 1000 1160 Отношение жесткости 6,2 6,2 5,5 4,95 2,36 3,1 3,2 з,о 3,0 2,1 шин к жесткости под- вески Задняя подвеска: жесткость основных 636 636 720 714 644 1892 196 1100 884 1738 рессор, кгс/см жесткость дополни- 135 135 161 157 524 — — — — тельных рессор, кгс/см нагрузка, при кото- 980 980 1400 1500 3285 рой включаются дополнительные рессоры, кгс Статический прогиб, см: 8,1 8,1 11,2 8,5 2,6 7,4 11,5 5,2 8,5 5,8 ход до ограничите- 7,6/5,5 7,7/5,5 8,2/3,2 14/22 18,3 11,0* 12,7* 11,0 13,8* 11,0* ля **, см Жесткость шин, 2000 2160 2440 3236 1920 7200 800 1530 2000 2640 кгс/см Отношение жестко- 3,2 3,2 3,4 4,53 з,о 3,8 4,1 1,4 2,3 1,5 сти шин к жестко- сти основных рес- сор • При отсутствии буфера. ** В числителе — ход сжатия, в знаменателе — ход отдачи. 235
236 Распределение массы грузовых автомобилей на подрессоренные и неподрессоренные части Таблица 61 Автомобили общего назначения Автомобили повышенной проходимости Параметры 5-451ДМ «Л •52-03 С LO та voos- О СЧ со со СО 1 [-375Д 5 со СО СО СО Е4 с S S с- со со иО 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Масса неподрессорен- ных частей, прихо- дящаяся на колеса, кг: передние 150 300 300 340 475 710 700 560 935 1 200 1 200 задние 200 580 580 730 950 1 550 2 600* 525 1 560* 1 950 2 500* Масса подрессорен- ных частей авто- мобиля без груза, приходящаяся на колеса, кг: передние 650 900 1 020 1 120 1 645 2 640 3 600 1 580 2 255 2 300 4 100 задние 500 720 915 1 060 1230 1700 4 400 805 1880 2 950 4 500 Отношение массы подрессоренных ча- стей без груза к ие- подрессоренным: передние 4,34 3,00 3,44 3,30 3,48 3,70 5,14 2,83 2,43 1,92 3,41 задние 2,50 1,24 3,01 3,12 1,30 1,10 7,69 1,53 1,39 1,52 1,80 ♦ Для задней подвеск Масса подрессорен- ных частей автомо- биля с грузом, при- ходящаяся на ко- И. 1000 1240 1220 1 480 2 100 4 115 3 970 2170 2 695 2 700 4 600 леса, кг: передние 1 300 3030 3 365 3 800 6 000 8 450 16 260 2 545 5 120 7 350 11 270 задние Отношение массы подрессоренных ча- стей автомобиля с грузом к неподрес- соренным: передние 6,60 4,01 4,00 4,37 4,42 5,80 5,70 3,89 2,88 2,25 3,83 задние 6,50 5,21 5,82 5,20 6,32 5,45 6,27 4,83 3,28 3,77 4,51 Отношение массы подрессоренных ча- стей автомобиля с грузом к подрессо- ренным частям без груза: передние 1 54 1,38 1,20 1,32 1,27 1,56 1,80 1,37 1,19 1,17 1,12 задние 2,60 4,21 3,69 3,58 4,88 4,96 3,70 3,15 2,72 2,49 2,51
237
Снижение жесткости шин уменьшает колебания автомобиля в области высокочастотного резонанса. Это объясняется как упру- гостью шины в радиальном направлении, так и нивелирующей, сглаживающей ее способностью. При уменьшении нагрузки, прихо- дящейся на шину, ее жесткость можно уменьшить снижением в ней давления воздуха. Жесткости современных отечественных подвесок и шин грузо- вых автомобилей имеют довольно высокие значения, что объясняет- ся стремлением приспособить автомобиль к дорожным условиям нашей страны, так как на дорогах переменного профиля со значи- тельными неровностями более жесткие подвески дают лучшие пока- затели по плавности хода. Ход автомобиля тем плавнее, чем меньше масса неподрессорен- чых частей и меньше ее отношение к массе подрессоренных частей. Уменьшение массы подрессоренных частей вызывает резкое воз- растание ускорений кузова как при низкочастотных, так и при вы- сокочастотных колебаниях. Неблагоприятное влияние уменьшения массы подрессоренных частей сказывается также в увеличении собственной частоты колебаний, вследствие чего возрастает воз- можность наступления резонансных явлений при распространенных ныне длинах неровностей дороги. Для улучшения плавности хода в случае уменьшения массы подрессоренных частей можно применять такую подвеску, у кото- рой жесткость меняется в соответствии с уменьшением массы под- рессоренных частей (например, подвеску постоянного прогиба). Уменьшение массы неподрессоренных частей не влияет на низко- частотные колебания кузова или колес. Кроме того, при уменьше- нии массы неподрессоренных частей увеличивается устойчивость, а следовательно, и безопасность автомобиля. Масса неподрессоренных частей может быть уменьшена приме- нением независимой подвески передних колес. Такая подвеска осо- бенно эффективна для отечественных автомобилей средней грузо- подъемности, которые чаще других работают на неровных дорогах. В табл. 62 приведена погрузочная высота пола кузова автомо- билей, прицепов и полуприцепов без груза, характеризующая удоб- ство погрузки и разгрузки, особенно при выполнении этих работ вручную. В табл. 63 приведены основные данные, характеризующие усло- вия разгрузки отечественных автомобилей-самосвалов в зависимо- сти от их грузоподъемности. Легкость управления автомобилем, как указывалось ранее, в большой мере зависит от величины усилий водителя на приведение в действие органов управления, необходимой частоты, таких дейст- вий, а также от положения и размеров места водителя. В табл. 64 приведены экспериментальные данные, полученные на автополигоне НАМИ, по определению усилий на приведение в действие органов управления некоторых грузовых автомобилей. В табл. 65 представлены некоторые основные данные, характе- ризующие устройство места водителя на грузовых автомобилях. 238
Таблица 62 Погрузочная высота пола кузова Автомобили общего назначения Погрузоч- ная высота, мм Автомобили повышенной проходимости Погрузоч- ная высота, мм Автомобильные прицепы и полу- прицепы Погрузоч- ная высота, мм ИЖ-2715 695 УАЗ-452Д 864 ИАПЗ-754В 1270 «Москвич-434» 550 ГАЗ-66 1110 ГКБ-817 1300 УАЗ-451 ДМ 1010 ЗИЛ-131 1430 МАЗ-5243 1440 ГАЗ-51А 1200 Урал-375Д 1420 МАЗ-886 1390 ГАЗ-52-03 1280 КрАЗ-255Б 1650 ММЗ-584Б 1435 ГАЗ-53А 1350 ОдАЗ-885 1380 ЗИЛ-130 1430 МАЗ-5245 1585 ЗИЛ-133 1400 ГКБ-8350 1286 МАЗ-500А 1500 ОдАЗ-9370 1460 МАЗ-514 1375 ОдАЗ-9770 1317 Урал-377 1600 КрАЗ-257 1520 КамАЗ-5320 1284 КамАЗ-53202 1280 Таблица 63 Параметры кузовов автомобилей-самосвалов Автомоби- ли-самосвалы Грузоподъем- ность, т Объем кузова, м3 Наибольший угол наклона кузова, град Время подъ- ема кузова, сек карьерного сельскохозяй- ственного ГАЗ-53Б 3,5 5,0 9,0* 50 20 ЗИЛ-ММЗ-555 4,5 3,0 — 48 15 ЗИЛ-ММЗ-554 4,0 — 5,0(10,0)* 48 15 КамАЗ-5510 7,0 — 5,15 55 — MA3-503A 8,0 5,1 — 55 15 КрАЗ-256Б 12,0 6,0 — 60 20 БелАЗ-540А 27,0 15,0 — 65 25 БелАЗ-548А 75,0 21,0 — 65 20 БелАЗ-549 40,0 40,0 — 65 20 * С надставными бортами. Таблица 64 Величина усилий на приведение в действие органов управления Автомобили Величина усилия, кгс на педали сцепления на педали ножного тормоза в конце торможения на рычаге привода ручного тормоза ЗИЛ-133 25 45-50 20-25 ЗИЛ-133В 24 45-50 20—25 КамАЗ-5320, 53202 18 50 — КамАЗ-5410 16 58 — КамАЗ-5510 13 48 — Дженерал Моторе-7500 43-44 22 15* Форд Т-850 35 35 21-25 * Ленточный тормоз с механическим тросовым приводом. 239
Таблица 65 Параметры места водителя на грузовых автомобилях Автомобили Высота сиденья, мм Расстояние от спинки сидеиья до педали, мм Ход педа- лей, мм Глубина сиденья, мм Высота до потолка над сиденьем, мм Наклон подушки сиденья, град Наклон спинки си- денья, град Расстояние от рулево- го колеса до подушки сиденья, мм Расстояние от рулево- го колеса до спинки сиденья, мм сцепления тормоза сцепления , СТ* о S О ИЖ-2715 335 430 890 . 150 322 УАЗ-451 ДМ 390 735 770 210 — 410 935 17 95 185 330 ГАЗ-51А 325 930 910 170 140 490 960 7 100 200 340 ГАЗ-52-03 455 860 850 170 140 415 940 8 100 170 360 ГАЗ-53А 880 860 175 115 465 — 7 97 169 317 ЗИЛ-130 396 920 890 145 50 450 930 17 91 147 314 Урал-375Д 865 — 200 115 400 965 7 99 215 360 МАЗ-500А 450 890 890 195 175 460 1045 7 96 215 370 КрАЗ-257 435 850 850 165 156 435 1070 11 99 190 405 Из таблицы видно, что у некоторых автомобилей малы величи- ны следующих параметров: у автомобилей ГАЗ-52, Урал-375Д, КрАЗ-257 расстояние от спинки сиденья до педалей; у большинства автомобилей недостаточна высота до потолка над сиденьем; у ав- томобилей ЗИЛ-130, ГАЗ-53А расстояние от рулевого колеса до подушки сиденья и до спинки сиденья. В табл. 66 указаны параметры, характеризующие маневренность и компактность конструкций отечественных грузовых автомобилей. Значения коэффициентов использования габаритной длины и габа- ритной площади автомобиля определены по ранее приведенной формуле (69). Показатели компактности автомобилей на 1 т номинальной грузоподъемности определены по формуле (66). Из таблицы вид- но, что показатели компактности новых моделей автомобилей (МАЗ-514, КамАЗ-5320 и др.) значительно улучшены по сравнению с ранее выпускавшимися автомобилями. Это достигнуто благодаря применению компоновки типа «кабина над двигателем». В табл. 67 приведены данные, характеризующие запас хода гру- зовых автомобилей по топливу. Из приведенных данных видно, что запас хода у всех современ- ных грузовых автомобилей составляет не менее 350 км, т. е. превы- шает величину наибольших среднесуточных пробегов при местных перевозках. Автопоезда и автомобили большой грузоподъемности, исполь- зуемые также на дальних междугородных перевозках, имеют наи- большие запасы хода. 240
Таблица 66 Параметры маневренности и компактности грузовых автомобилей Автомобили Грузоподъемность, т База, мм Наружный габарит- ный радиус поворота, м Габаритные размеры, мм Коэффициент использования габа- ритной длины автомобиля Показатель компакт- ности, м3/т Длина Ширина Высота* Автомобили общего назначения ИЖ-2715 0,35 2396 — 4054 1565 1818 0,41 18,1 «Москвич-434» 0,40 2400 5,00** 4090 1550 1525 0,38 15,8 УАЗ-451ДМ 1,0 2300 6,8 4460 2044 2040 0,58 9,1 ЕрАЗ-7б2А 1,0 2700 0,5** 5058 1790 2060 0,65 9,0 ГАЗ-51А 2,5 3300 8,1 5725 2280 2130 0,54 5,2 ГАЗ-52-03 2,5 3700 9,4 6395 2380 2190 0,58 6,1 ГАЗ-53А 4,0 3700 8,5 6395 2380 2220 0,58 3,8 ЗИЛ-130 5,0 3800 8,8 6675 2500 2350 0,56 3,3 ЗИЛ-133 8,0 4700 9,5 8100 2500 2400 0,64 2,5 КамАЗ-5320 8,0 3190 18,0 7395 2500 2630 0,70 2,5 Урал-377 7,5 4200 0,5 7600 2500 2620 0,59 2,5 МАЗ-500А 9,0 — — 7360 2500 2650 0,66 2,5 МАЗ-514 14,0 3850 — 8520 2500 2700 0,73 2,0 КрАЗ-257 12,0 5750 13,2 9660 2650 2620 0,60 1,5 Автомобили-самосвалы ГАЗ-53Б 3,5 3700 9,0 6380 2475 2215 0,58 4,5 ЗИЛ-ММЗ-555 4,5 3300 8,8 2475 2415 2315 0,47 2,9 МАЗ-503А 8,0 — — 5785 2600 2700 — 1,9 КрАЗ-256Б 12,0 4780 11,2 8190 2650 2780 0,56 1,8 КамАЗ-5510 7,0 2840 — 6529 2500 2630 — 2,3 БелАЗ-540А 27,0 — — 7250 3480 3580 0,57 0,9 БелАЗ-548А 40,0 4200 10,5 8170 3787 3800 — 0,8 БелАЗ-549 75,0 — — 9700 4900 4400 — 0,6 Автомобили повышенной проходимости УАЗ-452Д 0,8 2300 6,8 4460 2020 2044 0,58 п,з ГАЗ-66 2,0 3300 10,0 5655 2322 2440 0,59 6,6 Зил-131 3,5 3975 10,8 7040 2500 2480 0,51 5,0 Урал-375Д 4,5 4200 10,8 7350 2690 2680 0,53 4,4 КрАЗ-255Б 7,5 5300 14,0 8645 2750 2940 0,53 3,2 * Высота автомобилей повышенной проходимости принята без тента. ’* По колее наружного переднего колеса. 9—1281 241
§ 9. ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В структуре себестоимости перевозок значительную часть со- ставляют затраты на техническое обслуживание и ремонт автомоби- лей. Поэтому при создании новых образцов автомобилей конструк- торы стремятся в максимальной степени уменьшить потребность в техническом обслуживании и ремонте, облегчить их проведение. Так, например, на автомобиле ГАЗ-53А в отличии от ГАЗ-51А применена объединенная система смазки заднего моста со ступица- ми задних колес, улучшен доступ к клапанам двигателя, к маслен- ке выжимного подшипника выключения сцепления и т. д. Уменьше- но количество точек смазки на 12 ед., что дало экономию трудозат- рат при проведении смазочных операций. Однако у ГАЗ-53А имеются и недостатки. Так, например, затруднено снятие коробки передач, которое требует отсоединения фланцев приемных труб глушителя от фланцев выпускных газопроводов. Затруднено снятие вентилятора. При проведении этой операции необходимо сдвигать вперед радиатор и т. ц. Этот вопрос безусловно будет решен. Как указывалось ранее, одним из оценочных измерителей про- стоты технического обслуживания является количество точек смаз- ки. Автомобиль ЗИЛ-130 имеет 61 точку смазки, у седельного тяга- ча ЗИЛ-130В1 за счет седельного устройства добавлено еще 6 то- чек смазки. Новые автомобили большой грузоподъемности имеют следующее количество точек смазки: МАЗ-500А—112 точек, МАЗ-515—88, КамАЗ-5410—59, ЗИЛ-133—53, ЗИЛ-133В—51 точку. Таблица 67 Запас хода грузовых автомобилей по топливу Автомобили Объем ТОПЛИВНОГО бака, л Расход топлива, л/100 км Запас хода, км минимальный по топливной характеристике по эксплуата- ционной норме максимальный при расходо- вании топлива по норме УАЗ-451 ДМ 56,0 10,4 16,0 538 350 ГАЗ-51А 90,0 16,4 23,0 548 391 ГАЗ-52-03 90,0 12,7 22,0 708 409 ГАЗ-53А 90,0 20,0 25,0 450 360 ЗИЛ-130 170,0 21,9 33,0 776 515 ЗИЛ-1 ЗОВ 1 250,0 29,4 40,0 850 625 Урал-377 300,0 35,0 48,0 857 625 МАЗ-500А 200,0 18,9 25,0 1058 800 МАЗ-504А 350,0 — 30,0 — 1166 МАЗ-504В 350,0 —- 40,0 — 875 МАЗ-514 350,0 27,6 —— 1268 — МАЗ-515 350,0 38,5 — 910 — 170,0 ГАЗ-66 210,0 — 46,0 — 700 КрАЗ-258 225,0 38,0 40,0 592 535 КрАЗ-256Б 225,0 — 53,5 — 420 242
В то же время имеется возможность уменьшения количества точек за счет применения материалов, не требующих частых сма- зочных операций, а также дальнейшего улучшения конструкций- автомобилей. Показателем простоты технического обслуживания может служить также удельное количество смазочных операций. В табл. 68 показано удельное количество смазочных операций, приходящееся на 1000 км пробега для автомобилей КамАЗ-5410 и ОАФ 32320ДФ по данным НИИАТа. Этот показатель рассчитан в соответствии с перечнем и периодичностью смазочных операций, рекомендуемых заводом. Таблица 68 Удельное количество смазочных операций, приходящихся на 1000 км пробега Автомобили Удельное количество смазочных операций Картерные Пресс- масленка Набивные Всего КамАЗ-5410 1,5 5,2 0,9 7,6 ОАФ 32320 ДФ 2,2 5,9 0,1 8,2 Из таблицы видно, что удельное количество смазочных операций у седельного тягача КамАЗ-5410 меньше, чем у седельного тягача ОАФ 32320ДФ. Одним из важнейших показателей является трудоемкость техни- ческого обслуживания и ремонта. В табл. 69 приведены рекомендо- ванные НИИАТом значения трудоемкости технического обслужи- вания и текущего ремонта автомобилей семейства КамАЗ в срав- нении с исходными нормативами «Положения о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» [26]. Таблица 69 Нормативы трудоемкости технического обслуживания и текущего ремонта, автомобилей семейства КамАЗ для I категории условий эксплуатации Модель подвижного состава Трудоемкость технического обслуживания, чел-ч Трудоемкость текущего ремонта, чел-ч/1000 км ЕО ТО-1 ТО-2 Базовый автомобиль КамАЗ-5320 Норматив для автомоби- ля грузоподъемностью 8 т 0,75 0,6 3,4 4,2 16,1 19,6 6,75 6,7 Как видно из табл. 69, трудоемкость технического обслужива- ния и ремонта автомобилей КамАЗ только при ЕО превышает нор- мы Положения о техническом обслуживании. При ТО-1 и ТО-2 тру- доемкость значительно ниже норм. 9* 243
Глава V АВТОБУСЫ В настоящей главе рассматриваются эксплуатационные каче- ства современных отечественных автобусов. Приводятся численные значения измерителей, характеризующих эти качества. Дается кри- тическая оценка каждой модели автобуса с учетом зарубежного опыта и устанавливаются рациональные направления дальнейше- го их развития. Основные данные технической характеристики рас- сматриваемых отечественных автобусов приведены в табл. 70. Как видно из таблицы, номенклатура автобусов, выпускаемых отечественной автомобильной промышленностью, почти полностью соответствует перспективному типажу автобусов на 1971—1980 гг. (см. табл. 70). Наиболее существенные отличия ее от типажа за- ключаются в отсутствии выпускаемых в СССР особо больших со- члененных автобусов, а также средних и больших дизельных ав- тобусов. Отсутствие отечественных сочлененных автобусов, количество которых не должно превышать 5% общей численности автобусов общего пользования, возмещается поставками таких автобусов из ВНР в порядке экономического сотрудничества в рамках СЭВ. Что касается частичной дизелизации парка автобусов, то она представ- ляет задачу, еще требующую разрешения. § 1. ПАССАЖИРОВМЕСТИМОСТЬ Выше (см. гл. Ill, § 1) были рассмотрены основные факторы, определяющие пассажировместимость автобусов, и перечислены ее измерители: номинальное количество пассажирских мест, площадь пола на одно место на одного сидящего и стоящего пассажира и коэффициент мест для сидения. При этом номинальной вместимостью считается: для автобусов, в которых разрешается проезд только сидящих пассажиров (меж- дугородных, туристских, экскурсионных и др.), — число пассажир- ских мест, в которое не входят места основного и сменного водите- лей и обслуживающего персонала — руководителя туристской или экскурсионной группы (гида), стюардессы и др.; для городских, пригородных и других автобусов, в которых до- пускается проезд, кроме сидящих пассажиров, также и стоящих, — сумме чисел мест для сидящих и стоящих пассажиров, причем пер- вое равно числу пассажирских сидений в переводе на одноместные, в которое не входит место кондуктора, а второе — частному от де- ления величины свободной от сидений части полезной площади пола кузова на величину пСт (норму) площади, отводимой для одного стоящего пассажира. Поскольку каждый сидящий пассажир занимает большую пло- щадь, чем стоящий, уменьшение числа мест для сидения с одновре- 244
Таблица 70 Отечественные автобусы — Марка и модель автобусов Параметры РАФ-977ДМ РАФ-2203 УАЗ-452В КАВЗ-651А КАВЗ-685 ПАЗ-672 ПАЗ-8201 ЗИЛ-158В 1 ЛАЗ-695Н ЛАЗ-697Н ЛАЗ-699Н ЛАЗ-698 KAB3-3100 ЛиАЗ-677 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Год начала выпуска Тип автобуса Габаритная длина, мм Вместимость, чел. (в числителе — общая, в знаменателе — число мест для си- дения) Максимальная ско- рость, км/ч 1969 Обп назна 4 900 10/10 115 1975 гего чения 4 980 11/11 120 1968 Местного сообще- ния (4X4) 4 360 10/10 95 1958 Мес coo6i 6170 25/20 70 1971 тного цения 6 600 28/21 80 1968 Го- род- ской, приго- род- ный 7 150 45/23 80 1972 Мест- ного сооб- щения 7150 26/26 80 1961 Горо приго 9 030 62/32 65 1973 декой, )ОДНЫЙ 9 190 62/33 75 1973 Меж род 9 190 33/33 80 1973 дуго- ный 10 540 41/41 96 * 9 760 71/26 76 * Городскс 9 350 68/23 70 1967 й 10 450 80/25 70 Двигатель: модель рабочий объем, л ЗМЗ- 977 2,445 ЗМЗ- 24Д 2,445 ЗМЗ-451 2,445 ГАЗ- 51 3,48 ЗМЗ- 53 4,25 ЗМЗ- 672 4,25 ЗМЗ- 672 4,25 ЗИЛ- 158В 5,55 ЗИЛ- 130Я2 6,0 ЗИЛ- 130Я2 6,0 3 ИЛ- 375 Я5 7,00 ЗИЛ- 375 7,00 ЗИЛ- 130Я6 6,00 ЗИЛ- 375 7,00 245
246 1 2 3 4 5 6 расположение (Р — рядное, V — двухрядное) и число цилинд- ров Р4 Р4 Р4 Р6 V8 степень сжатия 6,7 8,2 6,7 6,2 6,7 максимальная мощность, л. с. 72 98 72 70 115 частота вращения ко- ленчатого вала при максимальной мощ- ности, об/мин 4 000 4 500 4 000 2800 3 200 Тип коробки передач (М — механичес- ская, АГМ—авто- матическая гидро- механическая) и чи- сло передач М3 М4 М4 М4 М4 Размер шин 8,20— 15 7,35— 14 215-380 7,50- го 240— 508 Оптовая цена автобу- са по прейскуранту № 21—01, руб. 2 400 3000 2 800 2 850 4 450 Нормативный срок службы автобуса (пробег) до капи- тального ремонта, тыс. км 250 250** 150 190 240 * Опытные образцы. ** Экспертная опенка,
Продолжение табл. 70 7 8 9 10 11 12 13 14 1б V8 V8 Р6 V8 V8 V8 V8 V8 V8 6,7 115 6,7 115 6,5 109 6,5 150 6,5 150 6,5 180 6,5 180 6,5 150 6,5 180 3 200 3 200 2 800 3 200 3 200 3 200 3 200 3 200 3 200 М4 М4 М5 М5 М5 М5 АГМ2 АГ М2 АГМ2 240- 508 5 000 240— 508 5 400 300- 508 5 000 280— 508Р 6 700 280— 508Р 8 400 280— 508Р 12 300 280— 508Р 280— 508Р 280— 508Р 12 300 300 150** 270 300 360 360** 300** 300»* 360
Таблица 71 Показатели вместимости автобусов Марка и модель автобусов Параметры РАФ-977ДМ РАФ-2203 УАЗ-452В <5 3 <а с КАВЗ-685 ПАЗ-672 ПАЗ-3201 ЗИЛ-158В ЛАЗ-695Н ЛАЗ-697Н i . ЛАЗ-699Н ЛАЗ-698 КАВЗ-ЗЮО ЛИАЗ-677 Габариты, мм длина ширина Полезная площадь, м2: для сидящих пасса- жиров для стоящих пасса- жиров всего Номинальная вмести- мость, чел.: число сидящих пас- сажиров Ясид число стоящих пасса- жиров /2ст всего пассажиров, п Коэффициент мест для ^СиД сидения п 4 900 1 810 4,96 4,96 10 10 1,0 4 980 2035 5,02 5,02 И 11 1,0 4 360 1 940 4,01 4,01 10 10 1,0 6170 2 380 6,3 1,4 7,7 20 5* 25 0,8 6 600 2405 6,8 1,65 21 7 28 0,75 7150 2 440 8,24 3,8 12,04 23 22 45 0,51 7150 2390 9,42 2,62 12,04 26 26 1,0 9030 2500 11,83 4,57 16,4 32 30 62 0,51 9 190 2500 11,79 4,24 16,03 32 29 62 0,53 9190 2500 14,3 14,3 33 33 1,0 10 540 2 500 17,74 17,74 41 41 1,0 9 760 2 500 10,73 8,67 19,37 26 45 71 0,37 9 350 2 500 7,3 9,0 16,3 23 45 68 0,34 10 450 2 500 7,9 11,0 18,9 25 55 80 0,31 * Хотя свободная от сидений полезная площадь автобусов КАВЗ-651А и КАВЗ-685 допускает проезд большего количества, стоящих пас- сажиров, это количество из соображений безопасности ограничивается 5 чел. 247
менным увеличением свободной площади пассажирского помеще- ния, на которой размещаются стоящие пассажиры, повышает об- щую вместимость автобуса. Если, например, принять за единицу (100%) вместимость автобуса при Лсид = 0,6 и пст = 0,2 м2 или 5 чел/м2 (по ГОСТ 10022—75), то уменьшение Лсид до 0,4 повысит вместимость примерно на 10%, уменьшение до 0,3 — на 15, умень- шение до 0,2 — на 21 %. Помимо номинальной вместимости, автобусы, в которых допу- скается проезд пассажиров стоя, характеризуются также и предель- ной допустимой вместимостью, определяемой из расчета размеще- ния 8 чел. на 1 м2 свободной от сидений полезной площади (0,125 м2/чел). Показатели вместимости отечественных автобусов приведены в табл. 71. Как уже указывалось (см. гл. Ill, § 1), в связи с различием при- нимаемых в СССР и за рубежом нормативов площади, отводимой для одного пассажира, сравнивать показатели вместимости отече- ственных и зарубежных автобусов целесообразно только по вели- чине коэффициента использования габаритной площади Лисп и дру- гим показателям компактности (см. § 8 данной главы). § 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАССЫ Наиболее характерным измерителем использования массы ав- тобусов (см. гл. III, § 2) является коэффициент снаряженной мас- сы, т. е. отношение т]д собственной массы Go автобуса в снаряжен- ном состоянии к массе q полезной нагрузки (коэффициент тары) или показатель — отношение т]и собственной массы Go к числу п пассажирских мест. Собственная масса Go является функцией габаритной длины, а следовательно, и вместимости автобуса. Характерно, что в интервале габаритных длин 4,0—8,5 м рост габаритной длины L автобуса сопровождается одновременным уве- личением отношения-у- его собственной массы Go к длине L (мас- сы одного «погонного метра» автобуса), что объясняется одновре- менным ростом размеров поперечного сечения кузова. По достиже- нии габаритной длины 8,0—8,5 м и ширины 2,5 м этот рост поперечного сечения кузова прекращается и при дальнейшем уве- личении длины автобуса отношение -у- равномерно уменьшается вследствие того, что при сохранении постоянного поперечного сече- ния масса погонного метра кузова с изменением его длины остает- ся почти постоянной, а масса агрегатов, отнесенная к единице дли- ны автобуса, несколько снижается. Измерители использования мас- сы отечественных автобусов приведены в табл. 72. Следует отметить, что определение полезной нагрузки автобу- сов несколько затрудняется отсутствием официальных нормативов, касающихся средней массы одного пассажира и провозимого им багажа. В отечественной литературе (включая технические характе- 248
ристики автобусов, представляемые заводами-изготовителями) при- нимаются весьма различающиеся между собой значения массы одного пассажира, колеблющиеся от 65 до 75 кг без багажа и до- стигающие 100 кг с багажом. В табл. 72 приведены коэффициенты снаряженной массы, рас- считанные для массы одного пассажира 70 кг и массы багажа на каждого пассажира в пригородных автобусах и автобусах местного сообщения 5 кг, а в междугородных и туристских автобусах 15 кг. Собственные массы отечественных автобусов, отнесенные к их га- баритным длинам, близки к собственным массам зарубежных ав- тобусов. Таблица 72 Измерители использования массы автобусов Марка и мо- дель автобусов Назначение Номинальная вмести- мость Полезная нагрузка q*, кг Масса водителя и об- служивающего персо- нала, кг Масса автобу- са, кг Показатели использо- вания массы 1 1 в сухом 1 состоянии в снаряжен- ном состоянии °0 Отношение °0 L > КГ/м Go Q кг/кг Go п кг/чел РАФ-977ДМ Общего назначе- ния 10 700 70 1567 1675 343 2,4 167,5 РАФ-2203 То же и 770 70 1570 1670 336 2,17 152 УАЗ-452В Местного сообще- ния (4X4) 10 750 70 1725 1870 428 2,5 187 КАВЗ-651А Местного сообще- ния 25 1875 70 3150 3350 540 1,79 134 КАВЗ-685 То же 28 2100 70 3830 4080 618 1,94 146 ПАЗ-672 Городской приго- родный 45 3150 70 4490 4535 632 1,43 101 ПАЗ-3201 Местного сообще- ния (4X4) 26 1950 70 4765 5070 710 2,60 195 ЗИЛ-158В Городской, приго- родный 62 4340 70 6200 6500 720 1,5 105 ЛАЗ-695Н То же 62 4340 70 6550 6850 745 1,58 110 ЛАЗ-697Н Междугородный 33 2800 140** 6850 7300 794 2,60 220 ЛАЗ-699Н То же 41 3485 140** 5070 8555 812 2,46 208 ЛАЗ-698 Городской 71 4970 70 7665 7800 798 1,57 109 КАВЗ-ЗЮО То же 68 4760 70 7900 8150 872 1,71 119 ЛИАЗ-677 » 80 5600 70 7500 7800 748 1,39 98 * При заполнении автобуса до номинальной вместимости, с учетом багажа, перево- зимого пассажирами на автобусах местного сообщения и междугородных. ** Масса водителя и руководителя туристской группы (гида). Для получения возможности оценки металлоемкости конструк- ции в табл. 72 приведены также сухие массы автобусов. При сохранении на ближайшую перспективу существующих конструкций несущих систем кузовов и применяемых в настоящее время при производстве автобусов материалов можно ожидать лишь сравнительно небольшого (на 5—15%) сокращения собственной 249
массы автобусов. Что касается таких показателей использования массы, как т]д и т]«, то они вследствие наметившейся в СССР тен- денции к увеличению норм площади, предоставляемой каждому пассажиру, вряд ли могут быть уменьшены, что, однако, нельзя рас- сматривать как отрицательный фактор, поскольку увеличение норм площади направлено на улучшение условий проезда пассажиров в автобусах. § 3. СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (СКОРОСТНОСТЬ) Тягово-скоростные свойства зависят в первую очередь от массы автобусов и мощности используемых на них двигателей. На всех отечественных автобусах, исключая автобусы РАФ, ус- тановлены бензиновые двигатели, применяемые для грузовых авто- мобилей. Скоростные характеристики этих двигателей приведены в гл. IV, характеристики двигателей ЗИЛ-158В и двигателя ЗИЛ-375 автобусов ЛИАЗ-677 и ЛАЗ-698 показаны на рис. 69. На автобусах РАФ-977ДМ и РАФ-2203 установлены двигатели легковых автомо- билей соответственно ГАЗ-21 и ГАЗ-24. Исходные данные для построения динамических характеристик отечественных автобусов приведены в табл. 73, а их максимальные скорости (по техническим условиям заводов-изготовителей), мак- симальные преодолеваемые подъемы, критические скорости движе- ния и максимальные ускорения на разных передачах —в табл. 74. При расчете указанных в табл. 73 и 74 величин принято значение 1 = 0,015. 35 Динамические характери- стики автобусов, имеющих ме- Рис. 70. Динамическая характери- стика автобуса ЛиАЗ-677 Рис. 69. Скоростные (внешние) ха- рактеристики автобусных двигателей ЗИЛ-375 и ЗИЛ-158В 250
Таблица 73 Параметры для определения динамических характеристик автобусов Марка и модель автобусов Параметры РАФ-97 7ДМ РАФ-2203 УАЗ-45 2В КАВЗ-651А КАВЗ-685 ПАЗ-672 ПАЗ-3201 ЗИЛ-158В ЛАЗ-695Н ЛАЗ-697Н ЛАЗ-699Н 1 ЛАЗ-698 КАВЗ-3100 ЛиАЗ-677 1 2 3 4 Б 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Номинальная вме- стимость 10 и 10 25 28 45 26 62 62 33 41 71 68 80 Полная масса, кг 2545 2 630 2 690 5 295 6 545 7 825 7 365 10 980 11425 10 625 12 640 12 840 13 050 13 470 Максимальная мощ- ность, л. с., при ча- стоте вращения ко- ленчатого вала, об/мин 72 4 000 98 4 500 72 4 000 70 2 800 115 3 200 115 3 200 115 3 200 109 2 800 150 3 200 150 3 200 180 3 200 180 3 200 150 3 200 180 3 200 Максимальный кру- тящий момент, кгсм, при частоте вращения колен- чатого вала, об/мин 17,0 2 200 19,2 2 400 17,0 2 000 20,5 1 600 29,0 2000— 2500 29,0 2000— 2500 29,0 2000- 2500 34,5 1100— 1400 41,0 1800— 2000 41,0 1800- 2000 47,5 1800- 2000 47,5 1 800— 2 000 41,0 1 800— 2 000 47,5 1 800— 2 000 Удельная мощность автобуса при номи- нальной нагрузке, л. с./т 28,3 37,2 26,8 13,3 17,6 14,7 15,7 9,9 13,1 14,1 14,2 14,0 11,5 13,3 251
Продолжение табл. 73 252 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 13 14 15 Передаточные числа коробки передач: I передача 3,115 3,50 4,124 6,40 6,48 6,48 6,48 7,44 7,44 7,44 6,17 5,7 5,7 5,7 II » 1,772 2,26 2,641 3,09 3,09 3,09 3,09 4,10 4,10 4,10 3,40 3,2 3,2 3,2 III » 1,0 1,45 1,58 1,69 1,71 1,71 1,71 2,29 2,29 2,29 1,79 1,0 1,0 1,0 IV » — 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,47 1,47 1,47 1,0 — —. — V » — — — — — — — 1,0 1,0 1,0 0,78 — — — Передаточное число 4,55 4,1 5,125 6,67 6,83 6,83 6,83 7,63 7,52 7,52 7,52 7,54 8,64 8,64 главной передачи Радиус качения ко- 0,348 0,330 0,370 0,443 0,460 0,460 0,460 0,507 0,485 0,485 0,485 0,485 0,485 0,485 лес, м Принимаемый КПД 0,9 0,9 0,85 0,9 0,9 0,9 0,8 0,85 0,85 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 трансмиссии Фактор обтекаемости, 0,116 0,110 0,13 0,206 0,215 0,203 0,223 0,254 0,252 0,252 0,252 0,231 0,238 0,236 кгс-сек2/м2 Максимальный дина- мический фактор иа разных переда- чах I передача 0,259 0,284 0,307 0,347 0,383 0,322 0,324 0,295 0,351 0,378 0,306 0,314 0,305 0,343 II » 0,143 0,180 0,194 0,162 0,182 0,153 0,140 0,162 0,193 0,208 0,168 0,183 0,178 0,200 III » 0,068 0,110 0,112 0,088 0,098 0,083 0,082 0,091 0,108 0,116 0,088 0,051 0,05 0,056 IV » — 0,068 0,063 0,048 0,052 0,045 0,042 0,057 0,068 0,073 0,048 — — -— V » — — — — — — — 0,038 0,045 0,048 0,036 — — — Примечание. Для автобусов ЛАЗ-698, КАВЗ-ЗЮО и ЛИАЗ-677, имеющих гидромеханическую передачу, передаточное число коробки передач на I и II передачах принято равным произведению передаточного числа механического редуктора на этих передачах (соответственно 1,79 и 1,0) и максимального коэффициента трансформации гидротрансформатора (3,2). При этом механический КПД трансмиссии на I и II передачах принят равным 0,6, на III передаче — 0,8.
Таблица 74 Расчетные параметры динамичности автобуса Марка и модель автобусов Параметры £ Ч CQ см VIS9 иэ ОО см CQ СО Е ю Я СТ) X ОО СМ 4 ’t* СО m to <0 to ф сб со 4 ch со СО со со р—* со ы? со со СО «й з: S О- >> с с со к; к; к; X. к; Максимальная ско- по 120 95 70 80 80 80 65 75 80 96 78 70 70 рость по техниче- ским условиям за- вода-изготовителя, км/ч Максимальный подъ- ем, преодолевае- мый на разных пе- редачах, % I передача 25,2 28,2 30,4 33,7 39,5 32,2 32,4 29,0 35,6 40,5 30,4 31,4 30,4 34,5 II » 13,2 16,7 18,2 14,9 18,5 14,0 12,6 14,9 18,0 19,6 15,5 17,1 17,0 18,5- Ш > 5,3 9,5 11,3 7,3 «,3 6,8 6,7 7,6 9,7 10,0 6,3 3,6 3,5 4,1 IV » — 5,3 4,8 3,3 3,7 3,0 2,7 4,2 5,3 5,3 3,3 — __ — V » — — — — 2,3 8,0 3,3 2,1 — Критическая ско- рость на разных передачах, км/ч: 1 передача 20,6 20,8 13,2 6,3 8,8 8,8 8,8 4,2 6,2 6,2 6,2 5,0 5,0 5,0 II » 36,0 32,1 20,6 13,0 18,4 18,4 18,4 7,6 11,2 11,2 11,2 5,0 5,0 5,0 III » 64,0 50,0 34,4 23,8 33,4 33,3 57,0 33,4 13,7 20,1 20,1 20,1 46,0 40,0 40,0 IV » —— 72,5 54,5 40,2 57,0 57,0 21,4 31,4 31,4 31,4 46,0 2,72 — Максимальное уско- рение иа ровном горизонтальном участке дороги на разных передачах, м/сек2: I передача 2,28 2,52 2,74 3,10 3,44 2,88 2,90 31,4 2,62 -46,0 3,14 46,0 3,40 2,80 2,72 3,06 II » 1,20 1,55 1,67 1,38 1,56 1,29 1,17 1,38 1,67 1,81 1,43 1,58 1,52 1,73 III » 0,50 1,89 3,91 0,68 0,78 0,64 0,63 0,71 0,87 0,95 0,68 0,34 0,33 0,38- IV » 0,50 1,45 0,31 0,35 0,28 0,25 0,39 0,50 0,54 0,31 .— V » | — — —• — — —• 0,23 0,28 0,31 0,20 ’— — — ханическую коробку передач, аналогичны характеристикам грузо- вых автомобилей, приведенным в гл. IV. Динамическая характери- стика автобуса ЛиАЗ-677, снабженного автоматической гидроме- ханической передачей, показана на рис. 70. Определенные в процессе приемочных испытаний максимальные скорости движения, показатели интенсивности разгона (время про- хождения при разгоне участков пути определенной длины от нача- ла движения и время достижения заданной скорости), а также средние технические и эксплуатационные скорости ряда автобусов в характерных для них условиях работы приведены в табл. 75. Данные табл. 74 и 75 указывают на то, что динамические каче- ства значительной части современных отечественных автобусов, в том числе РАФ-2203, УАЗ-452В, КАВЗ-685, ЛАЗ-697Н, являются удовлетворительными и отвечают среднему уровню однотипных зарубежных автобусов. В то же время следует отметить, что у не- которых ранее выпускавшихся и в настоящее время снятых с про- изводства автобусов динамические качества уступали качествам 25а
Таблица 75 Параметры скоростных свойств, установленные при испытаниях автобусов Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977 ДМ РАФ- 2203 КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3 201 ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- ЗЮО ЛиАЗ- 677 Максимальная ско- рость, км/ч Время прохождения участков пути при разгоне с места с переключением пе- редач, с: 50 м 110,0 123,5 84,6 87,0 86,0 98,5 79,0 70,0 68,2 6,4 7,7 8,0 9,0 7,0 8,0 10,0 8,4 100 » 10,5 11,2 12,0 15,0 12,0 14,0 16,5 13,6 150 » 13,5 14,5 16,5 19,0 17,5 18,0 21,0 18,1 200 » 16,0 16,8 20,0 24,0 21,5 21,5 25,5 22,0 300 » 22,0 21,0 26,5 30,0 28,5 28,5 33,0 29,0 400 » 26,5 26,8 31,2 33,0 37,0 35,0 35,5 40,5 34,5 1000 » Время разгона с ме- ста с переключени- ем передач, с: 53,0 47,5 59,1 66,0 70,5 67,5 52,5 73,0 71,3 до скорости 60 км/ч 14,2 13,3 35,0 36,5 37,3 38,6 47,1 44,0 до скорости 80 км/ч 32,5 23,3 73,0 — 74,0 — — — до скорости 100 км/ч Средняя техническая скорость, км/ч: 47,5 30,1 — 34,1 — в условиях города — — — — — — — — на внегородских дорогах Средняя эксплуата- ционная скорость, км/ч: SO- 77,8 52,2- 55,8 61- 75,7 65,9— 66,7 70-85 50,4— 58,4 48,7— 54,2 в условиях города — 28,4— 29,1 — 24,6— 30,6 — — 14,6— 18,7 16,4— 16,8 13,0- 17,0 на внегородских дорогах Выбег со скорости 50 км/ч: 24,6- 33,1 20,2— 35,5 —. путь, м 523 680 590 656 775 820 896 747 769 время, с — 98,9 — 104,0 103 111,3 145 119,8 118,0 зарубежных автобусов. Так, предельный подъем, преодолеваемый на высшей передаче, составляет для автобуса ЗИЛ-158В всего лишь 2,3% и ускорения при разгоне недостаточны. На городских перевозках эти автобусы в часы пик часто используются при на- полнении пассажирами, значительно превышающем номинальное. При этом недостаточные их тяговые свойства сказываются на сни- жении эксплуатационной скорости. Подготавливаемый переход к 254
применению на ряде моделей отечественных автобусов дизелей взамен бензиновых двигателей будет способствовать дальнейшему улучшению их скоростных свойств. На всех заводах ведутся конструкторско-экспериментальные работы по дальнейшему улучшению скоростных свойств отечест- венных автобусов. При этом городские автобусы нуждаются пре- жде всего в улучшении динамики разгона (сокращении времени разгона с места до скорости 60 км/ч), а междугородные и турист- ские— в повышении максимальных скоростей движения с учетом того, что практически поддерживаемая наибольшая рейсовая ско- рость, не вызывающая существенного повышения износа деталей двигателя и трансмиссии, составляет около 80% максимальной скорости автобуса. § 4. БЕЗОПАСНОСТЬ Во время проведения приемочных междуведомственных испыта- ний новых моделей автобусов получила распространение с позиций •обеспечения безопасности оценка их тормозных систем, рулевого управления, рабочего места водителя (обзорности с места водителя, удобства пользования органами управления и контрольными при- борами, величины усилий, требующихся для приведения органов управления в действие). Кроме того, замеряют содержание вред- ных веществ в воздушной среде кабины водителя и пассажирского помещения, уровень внешнего и внутреннего шума и уровень соз- даваемых автобусом радиопомех. При испытаниях автобусных шин проверяют устойчивость автобуса на шинах различных типов. Оценивают также и прочностные качества кузовов, от которых за- висит безопасность водителя л пассажиров при дорожно-транс- портных происшествиях. Оценку тормозных систем ведут по наличию у автобусов всех требуемых действующими нормативными документами тормозных устройств (рабочей, стояночной и запасной тормозных систем, двух- контурного или раздельного по осям привода тормозных механиз- мов колес, тормоза-замедлителя) и по эффективности действия этих устройств. В табл. 76 приведены данные по эффективности действия рабо- чей тормозной системы отечественных автобусов, полученные при испытаниях типа 0 (холодные тормозные механизмы) и типа 1 (тормозные механизмы, нагревшиеся в результате многократных повторных торможений), включая случаи, когда действуют тормоза одной — передней или задней — оси (при наличии раздельного по осям привода тормозных механизмов). Эти данные показывают, что хотя тормозные системы отечественных автобусов в основном отвечают действовавшим до 1.01.77 г. нормативам отраслевого стандарта автомобилестроения ОСТ 37.001.016—77, составленного с учетом современных международных требований ЕЭК ООН и должны обеспечивать выполнение приведенных в таблице норма- тивов, устанавливаемых этим стандартом на последующий период. 255
Таблица 76 Эффективность действия рабочей тормозной системы автобусов Параметры Тормозной путь с начальной скоро- сти торможения 60 км/ч, м: испытания типа 36,6 26,0 16,0 «0» (норма- тив — для авто- бусов с полным весом до 5 т — 25,8 м; то же, с полным весом свыше 5 т — 32,1 м) испытания типа 31,3 «1» (норматив для автобусов с полным весом до 5 т — 32,3 м; то же, свыше 5 т — 40,1 м) Установившееся за- медление, м/с2: испытание типа 6,9 «0», норма- тив — для ав- тобусов с пол- ным весом до 5 т — 7,0 м/с2; то же, свыше 5 т —• 6,0 м/с2 Тормозной путь с на- чальной скорости 60 км/ч при нали- чии раздельного по осям привода рабо- чего тормоза, м: торможение колес передней оси торможение ко- — — — лес задней оси 17,3* 27,4 35,5 31,0 32,5* 33,8 — 28,5 44,0 33,2 — 39,0 — 5,2 5,2 6,1 — 5,4 67,7 68,0 — — 62,5 60,5 — — * Торможение со скорости 50 км/ч. Автобусы РАФ-2203, КАВЗ-685, ПАЗ-672, ПАЗ-3201, ЛАЗ-695Н, ЛАЗ-697Н, ЛАЗ-698, ЛАЗ-699Н, КАВЗ-ЗЮО и ЛиАЗ-677 в соответ- ствии с указанными требованиями оснащены раздельным приводом тормозных механизмов колес переднего и заднего мостов, что зна- чительно повышает надежность тормозных систем, так как в слу- чае разрыва трубопроводов гидравлического или пневматического привода тормозных механизмов, сообщающих главный тормозной цилиндр (при гидравлическом приводе) или кран управления (при пневматическом приводе) с исполнительными устройствами тор- мозных механизмов колес одного из мостов, полностью сохраняет- ся действие тормозных механизмов второго моста. 256
Надежность действия тормозных систем во многом зависит и от нагруженности накладок тормозных механизмов, оцениваемой отношением полной массы автобуса к. суммарной площади накла- док. Данные по нагруженное™ тормозных накладок отечественных автобусов, приведенные в табл. 77, показывают, что этот показа- тель у большинства автобусов можно считать вполне удовлетвори- тельным. Таблица 77 Нагруженность тормозных накладок автобусов Следует, однако, отметить, что ни на одном из выпускаемых автобусов пока еще не применяются высокоэффективные дисковые тормозные механизмы, устройства для автоматического регулиро- вания зазора между накладками колодок и тормозными барабана- ми, регуляторы, автоматически изменяющие величину тормозных сил на каждом из колес в зависимости от приходящейся на него нагрузки с учетом динамического перераспределения массы авто- буса при торможении, и устройства, предотвращающие блокировку (юз) колес при торможении. Работа по введению этих устройств определяет направления, в которых должно вестись дальнейшее совершенствование конструкции автобусов. Важное значение для обеспечения безопасности движения авто- бусов имеет обзорность, определяемая конфигурацией и размерами ветрового стекла и сиденья водителя, а также расположением по- следнего относительно ветрового стекла. Параметры обзорности с места водителя для некоторых отече- ственных автобусов приведены в табл. 78. Из таблицы видно (см. диаграмму обзорности, приведенную на рис. 35), что по максималь- но допустимому расстоянию до ближайшей видимой точки дороги перед автобусом (которое не должно быть более 3 м) требованиям указанного ГОСТа полностью удовлетворяют только автобусы ЛАЗ-699Н и ЛАЗ-698, а по ширине непросматриваемой зоны, соз- даваемой в зоне бинокулярного зрения водителя левой стойкой вет- рового стекла (не более 6° или 0,9 м), —только автобусы РАФ-2203 и ЛАЗ-698. Таким образом, почти все отечественные автобусы нуждаются в улучшении обзорности и приведении ее в соответствие с требованиями государственного стандарта. 257
Таблица 78 Параметры обзорности с места водителя Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977 ДМ РАФ- 2203 КАВЗ- 685 ЛАЗ- 697Н Л АЗ- 699 Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- 3100 ЛиАЗ- 677 Расстояние до бли- жайшей видимой точки дороги перед автомобилем, м (по ГОСТ 12024—66 — не более 3 м) 3,7 3,5 8,1 5,0 2,3 Менее 3,0 3,2 4,2 Непросматриваемая зона, создаваемая левой стойкой пе- реднего окна в по- ле бинокулярного зрения водителя в горизонтальной плоскости, град/м (по проекту правил ЕЭК ООН и требо- ваниям НИИАТа — не более 6°/0,9 м *) 6/0,8 13,5/ме- нее 2 м Ю/2 7/1,2 4/0,7 9/1,4 8/1,5 * 0.9 м по ГОСТ 12024-66. Требования к размерам, размещению на автобусах и светотех- ническим параметрам наружных приборов световой сигнализации (габаритных огней, стоп-сигнала, указателей поворотов, световоз- вращателей) регламентируются ГОСТ 8769—69 «Внешние свето- вые приборы автомобилей, тракторов, прицепов и других транс- портных средств». На всех автобусах, выпускаемых в настоящее время отечественной автомобильной промышленностью, эти требо- вания выполняются. Прочностные качества кузовов автобусов подвергаются в на- стоящее время прямой и косвенной оценке. Косвенная оценка проводится по возникновению поломок, тре- щин и других повреждений элементов каркаса и обшивки кузовов в процессе приемочных испытаний автобусов как в результате ис- пытательного пробега и опытной эксплуатации, так и при ускорен- ных прочностных испытаниях на специальных дорогах с булыж- ным покрытием автомобильного полигона НАМИ. Получают развитие и методы прямой проверки прочностных качеств автобусных кузовов, осуществляемой, как это ранее уже практиковалось в отношении кузовов легковых автомобилей, экспе- риментами с наездом автобуса на недеформируемое препятствие (бетонный куб) и боковым опрокидыванием автобуса. Конечно, такие эксперименты проводят без водителя и пассажиров, помещая в кузов объемные макеты людей. Эти эксперименты позволяют оп- ределять характер повреждения кузовов при столкновениях и оп- 258
рокидываниях автобусов, вероятное сокращение размеров жизнен- ного пространства внутри кабины и пассажирского помещения, возможность получения травм людьми, остающимися в автобусе или выбрасываемыми из него при аварии и т. п. Одно из прямых требований к прочностным качествам автобус- ных кузовов содержится в ГОСТ 20774—75 «Автобусы. Общие тех- нические требования». Оно состоит в том, что крыша кузова долж- на выдерживать без существенных деформаций междуоконных стоек равномерно распределенную статическую нагрузку, равную максимально допустимому весу автобуса (но не более 10 000 кг). Соответствие кузова этому требованию проверяют как расчетом,, так и прямым экспериментом. Требования по ограничению содержания токсичных веществ в отработавших газах двигателей, обеспечению бесшумности и снижению возникающих при работе радиопомех относятся больше к защите окружающей среды (преимущественно в городах и других населенных пунктах), чем непосредственно к безопасности движе- ния. Однако эта группа требований также входит в комплекс во- просов общей проблемы безопасности использования автомобилей.. Нормы предельного содержания вредных веществ в отработав- ших газах автомобильных двигателей в настоящее время установ- лены в СССР только в отношении окиси углерода для бензиновых двигателей (ГОСТ 16533—70) и дымности для дизелей (ГОСТ 19025—73). Результаты испытаний показывают, что при небольших износах двигателя и правильной регулировке его систем питания и зажигания требования ГОСТ 16533—70 у всех выпускаемых в настоящее время отечественных автобусов выдерживаются. Однако у этих же автобусов, длительное время находившихся в эксплуата- ции, часто наблюдается значительное, иногда в несколько раз превышение указанных норм. Нормативы предельного содержания в отработавших газах окислов азота и углеводородов пока еще находятся в стадии раз- работки. Это относится и к нормам предельного содержания вред- ных веществ в воздушной среде пассажирского помещения и каби- ны водителя. При проведении приемочных испытаний автобусов делают анализ проб воздуха, взятых из внутреннего пространства кузова, но результаты такого анализа оцениваются только условно, исходя из действующих санитарных норм на допустимое содержа- ние вредных веществ в воздушной среде производственных поме- щений. Испытаниями отечественных автобусов установлено, что при удовлетворительном состоянии соединений элементов кузова, в том числе уплотнений перегородок, отделяющих моторный отсек от пассажирского помещения, дверных и оконных проемов, содержа- ние вредных веществ в воздушной среде внутренних помещений кузова, обусловленное только работой собственного двигателя и отопительно-вентиляционных устройств, находится .в пределах, ус- тановленных санитарными нормами для производственных поме- щений. Однако если имеет место повышенное содержание токсич- 259
ных составляющих в окружающем воздухе, например, при интен- сивном движении автомобилей на городских магистралях, особенно при образовании транспортных «пробок», то соответственно ухуд- шается и состав воздуха внутри автобуса. Чтобы ослабить вредное влияние этого фактора, ГОСТ 20774—75 «Автобусы. Общие техни- ческие требования» устанавливает предельную минимальную высо- ту расположения отверстий для забора наружного воздуха отопи- тельно-вентиляционных систем автобусов над поверхностью дорожного покрытия (не менее 1,5 м). Степень обеспечения требуемой бесшумности работы автобусов характеризуется данными табл. 79. Из этой таблицы следует, что отечественные автобусы, по которым были получены соответствую- щие данные, в основном укладываются в установленные нормати- вы по уровню звука, исключая автобус ЛАЗ-699Н, у которого уро- вень внутреннего звука выходит за пределы этих нормативов, а также автобус KA.B3-3100, у которого превышаются нормативы уровня звука в кабине водителя в уровнях частот 125, 250, 500 и 1000 гц, что объясняется недостаточной шумоизоляцией двигателя, установленного в передней части кузова около места водителя. Таблица 79 Уровни звука Марка и модель автобусов Нормативы по ГОСТ 19358—74 РАФ- 2203 КАВЗ- 685 ПАЗ- БУЙ ПАЗ- 3201 ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- 3100 ЛиАЗ 677 Уровень внешнего звука Для автобусов длиной до 7 м — 85 дБ по шкале А (не более) То же, для автобусов длиной 7 м и выше — 89 дБ по шкале А (не более) 83 * * 82 87 * 83 * Уровень внутреннего звука Пассажирское помеще- ние всех автобусов, кроме междугородных и туристских, при среднегеометрических частотах в октавных полосах от 31,5 до 8000 Гц —от 104 до 70 дБ (не более) менее 80 менее 75 72-69 77-75 68 95—77 менее 77 То же, междугородных и туристских автобу- сов— от 102 до 64 дБ (не более) 84—73 Кабина водителя — от 108 до 74 дБ (не бо- лее) * * * * * 93 * * Данные отсутствуют. 260
Этот вывод не означает, однако, что бесшумность работы всех видов автобусов уже находится на вполне удовлетворительном уровне. Действующие нормативы уровня шума составлены исходя больше из технических возможностей современного автомобиле- строения, чем из физиологических особенностей человека, а поэто- му бесшумность автобусов, оцениваемая уровнем звука, нуждается в дальнейшем улучшении. Выполнение действующих в СССР норм допускаемого уровня радиопомех конструкцией современных отечественных автобусов обеспечивается. § 5. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ Топливные характеристики ряда отечественных автобусов пред- ставлены на рис. 71. Характеристики получены в результате прие- мочных испытаний автобусов: ПАЗ-672 —в 1961 г., КАВЗ-685— в 1966 г., ЛАЗ-698 и ЛиАЗ-677 —в 1967 г., ЛАЗ-699Н —в 1971 г., КАВЗ-ЗЮО в 1972 г. Как видно из приведенных на рис. 71 графи- ков, минимальный расход топлива автобусами обеспечивается при движении со скоростью 30—40 км/ч. Обращает на себя внимание то, что на значительной части диа- пазона скоростей, при которых были сняты топливные характери- стики, расходы топлива автобуса КАВЗ-ЗЮО (полная масса 13 050 кг) превышают расхо- ды топлива имеющего боль- шую массу автобуса ЛиАЗ-677 (13470 кг). Это может быть объяснено более рациональ- ным, чем у КАВЗ-ЗЮО, выбо- ром передаточных чисел авто- буса ЛиАЗ-677 применительно к его полной массе и удельной мощности. Кроме минимального рас- хода топлива по топливным характеристикам, представля- ет интерес контрольный рас- ход топлива при определенной скорости движения: для авто- бусов РАФ-977ДМ. и РАФ- 2203—40 км/ч, УАЗ-452В и КАВЗ-651А — 30—40 км/ч, ПАЗ-672—35 км/ч, ПАЗ-3201— 30 км/ч. ЛАЗ-694Н, ЛАЗ- 697Н, ЛАЗ-699Н и ЛАЗ-698— 40 км/ч, КАВЗ-ЗЮО и ЛиАЗ- 677 — 30—40 км/ч. Топливные характеристики и контрольные расходы топ- Рис. 71. Топливные характеристики ав- тобусов 261
лива позволяют судить о топливной экономичности автобусов при движении с установившимися скоростями движения в искусственно создаваемых условиях лабораторно-дорожных испытаний. Топлив- ная экономичность автобусов в реальных условиях эксплуатации при изменяющихся в широком диапазоне скоростях движения и более или менее частых остановках лучше всего характеризуется эксплуатационными нормами расхода топлива. Эксплуатационные нормы разрабатываются следующим обра- зом. Во время приемочных испытаний при проведении предусмат- риваемой программой этих испытаний опытной эксплуатации авто- бусов в типичных для них условиях работы (в зависимости от типа1 испытываемого автобуса — городские, пригородные или другие пе- ревозки) определяются фактические, средние по нескольким опыт- ным образцам, расходы топлива. Эти расходы предлагаются в ка- честве временных норм, применяемых на автотранспортных предприятиях в течение не менее одного года, после чего времен- ные нормы корректируют с учетом опыта эксплуатации и утверж- дают в установленном порядке в качестве постоянных норм. Такой порядок разработки постоянных норм расхода топлива гарантиру- ет их соответствие фактическим расходам топлива в реальных экс- плуатационных условиях и позволяет считать эти нормы достаточ- но достоверными. Таблица 80 Расходы топлива автобусами Расходы топлива Марка и модель автобусов Минимальный по экономической харак- теристике, л/100 км (при скорости, км/ч) Контрольный, л/100 км (при скорости, км/ч) Эксплуатационная норма, л/100 км 8,7 (35) 16,0 13,0 (30—40) 19,0 22,0 ; (30—50) 28,0 21.8 (25) 24,0 (30—40) 31,5 19,7 (25) 20,5 (35) 36,5 25,0 (30) 28,0 (30) 39,0 Марка и модель автобусов Расходы топлива Минимальный но экономической харак- теристике, л/100 км (при скорости, км/ч) Контрольный, л/100 км (при скорости, км/ч) Эксплуатационная норма, л/100 км 24,5 (27) 37,0 35,0 (40—50) (40) 42,5 44,5 35,0 (40) 40,5 37,0 (35) 35,2 (25) 45,0 (30—40) 54,5 262
Минимальные расходы топлива по топливным характеристикам, контрольные расходы и эксплуатационные нормы расхода топлива автобусов приведены в табл. 80. Эксплуатационные нормы расхода топлива для автобусов, осна- щенных бензиновыми двигателями, выше разработанных по той же методике норм для распространенных в СССР зарубежных ди- зельных автобусов, например автобусов Икарус-620 (аналогичных по размерам и вместимости автобусу ЗИЛ-158В), Икарус-556 (ана- логичных автобусу ЛиАЗ-677), Шкода-706 РТО (аналогичных ав- тобусу ЛАЗ-699Н). Данные о нормах расхода топлива дизельными автобусами приведены в табл. 81. В среднем расход топлива у дизельных автобусов на 20—30% ниже, чем у автобусов с карбюраторными двигателями, что объ- ясняется, в первую очередь, более высоким, чем у карбюраторных двигателей, коэффициентом полезного действия дизелей. Отсюда видно, что в Советском Союзе возникла необходимость в широкой дизелизации парка автобусов, в первую очередь, сред- них и больших, выполняющих основную часть автомобильных пас- сажирских перевозок. § 6. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ Как указано в гл. III, за весь срок службы автомобиля целесо- образно проведение только одного капитального ремонта. Посколь- ку пробег после капитального ремонта, как показывает опыт экс- плуатации, не превышает 80% пробега нового автомобиля до пер- вого капитального ремонта, общий пробег автомобиля за весь срок службы может быть принят равным 1,8 его пробега до первого ка- питального ремонта. Автобусы направляют в капитальный ремонт при возникнове- нии потребности в этом виде ремонта его наиболее дорогостоящей части — кузова. Нормы пробега автобуса до капитального ремон- та для I категории условий эксплуатации, установленные «Поло- жением о техническом обслуживании и ремонте подвижного соста- ва автомобильного транспорта» [26], а также пробеги за весь срок службы автобусов, рассчитанные, исходя из указанного выше соот- Таблица 81 Расходы топлива дизельными автобусами Марка и модель Тип Норма расхода топлива, л/1000 км Икарус-620 (производство ВНР) Г ородской 34 Икарус-556 (производство ВНР) Г ородской 41 Шкода-706 РТ (производство ЧССР) Между гор одный 32 263
Таблица 82 Нормы пробега автобусов до первого капитального ремонта и за весь срок службы до списания (I категория условий эксплуатации) Марка и модель автобусов Пробег, тыс. км Марка и модель автобусов Пробег, тыс. км До первого капитального ремонта За весь срок службы До первого капитального ремонта За весь срок службы РАФ-977ДМ 250 450 ПАЗ-672 300 540 УАЗ-452В 150 270 ЛАЗ-695Н 300 540 КАВЗ-651А 190 342 ЛАЗ-697Н 360 648 КАВЗ-685 240 432 ЛиАЗ-677 360 648 ношения между пробегами автомобилей до первого капитального ремонта и пробегами их за весь срок службы, приведены в табл. 82. Нормы пробега до капитального ремонта корректируются для II категории условий эксплуатации путем умножения на коэффици- ент 0,8, для III категории — на коэффициент 0,6. Помимо долговечности автобусов в целом, целесообразно рас- смотреть вопрос о долговечности двигателя (как наиболее быстро изнашивающегося агрегата) и шин. Долговечность двигателя во многом определяется количеством оборотов его коленчатого вала на 1 км пути, величиной хода порш- ня, суммарным путем поршня на 1 км пути и средней скоростью поршня при частоте вращения коленчатого вала, соответствующей максимальной мощности двигателя. Все эти данные для отечест- венных автобусов приведены в табл. 83. Следует отметить, что автомобильная промышленность достигла значительных успехов в повышении долговечности двигателей за счет улучшения их конструкции и совершенствования технологии изготовления. Например, объявленный заводом-изготовителем ресурс до ка- питального ремонта двигателей ЗИЛ-130, широко используемых на автобусах ЛАЗ-695Н, ЛАЗ-697Н, КАВЗ-ЗЮО, был повышен со 150 тыс. км в 1967 г. до 200 тыс. км в 1973 г. Срок службы шин на автобусах (как и на других автомобилях) в значительной мере определяется их нагруженностью, оцениваемой отношением расчетной статической номинальной нагрузки на шину к максимальной нагрузке на нее по технической характеристике. Из данных, приведенных в табл. 84, видно, что нагруженность шин всех автобусов, исключая шины задних колес автобуса УАЗ-452В, находится в допустимых пределах (не превышает 100%). Нагру- женность шин передних колес автобусов УАЗ-452В (108%) и ПАЗ-3201 (103,4%) и ЛиАЗ-677 (102,5%) является нормальной, по- скольку для шин одинарных колес разрешается увеличение указан- ной в технической характеристике предельной нагрузки на 10%. 264
Таблица 83 10-1281 Расчетные показатели изнашивания двигателей Показатели Марка и модель автобусов РАФ- 977ДМ РАФ- 2203 УАЗ- 4528 КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 зил- 158В ЛАЗ- 695 И ЛАЗ- 697Н ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- 3100 ЛиАЗ- 677 Ход поршня, мм 92 92 92 82 92 92 92 101,6 100 100 108 108 100 108 Количество оборотов колен- чатого вала на 1 км пути (высшая передача) 2075 1985 2201 2400 2370 2370 2370 2400 2480 2480 2480 2485 2840 2840 Путь поршня на 1 км пути (высшая передача), м 382 366 405 393 437 437 437 485 496 496 535 537 566 610 Средняя скорость движения поршня при максимальной частоте вращения коленчато- го вала, м/с 12,2 13,8 12,2 7,65 9,8 9,8 9,8 9,5 10,7 10,7 11,6 11,6 10,7 11,6 Таблица 84 Нагруженность шин автобусов Марка и модель автобусов Параметры Р АФ- 977ДМ РАФ- 2203 УАЗ- 4528 КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 зил- 158В ЛАЗ- 695Н ЛАЗ- 697 Н ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- 3100 ЛиАЗ 677 Размер шин 8,20- 7,35- 215- 7,50— 240- 240- 240- 300- 280- 280- 280- 280- 280- 280- 15 14 380 20 508 508 508 508 508Р 508Р 508Р 508Р 508Р 508Р Максимальная рекомендуемая 750 785 605 1000 1300 1300 1300 2600 2080 2080 2600 2600 2600 2600 нагрузка, кгс, и соответству- 2,5 2,5 2,5 4,0 4,5 4,5 4,5 6,3 5,3 5,3 7,5 7,5 7,5 7,5 ющее ей давление воздуха в шине, кгс/см2 Шина переднего колеса: номинальная нагрузка, кгс 585 620 655 715 850 1254 1344 2095 2013 1775 2335 2150 2520 2670 нагруженность, % 78,0 79,0 108,0 71,5 65,5 96,5 103,4 80,5 96,5 85,4 89,7 82,7 96,8 102,5 Шина заднего колеса: номинальная нагрузка, кгс 625 695 690 965 1211 1329 1169 1605 1851 1769 1992 2135 2002 2033 нагруженность, % 83,0 88,5 114,0 96,5 93,0 101,5 90,0 65,0 89,0 85,0 76,7 82,2 77,7 78,0 265
За счет совершенствования конструкции шин и улучшения при- меняемых при их изготовлении материалов шинная промышлен- ность добилась в последние годы существенного увеличения срока службы шин грузовых автомобилей и автобусов, достигающего в настоящее время в среднем 70—95 тыс. км для диагональных шин и 85—110 тыс. км для шин с радиальным расположением корда, имеющих в обозначении букву «Р» (например, 208—508Р). Однако имеющиеся в этом отношении возможности еще далеко не исчерпа- ны и есть основание считать, что путем дальнейшего совершенство- вания шин в ближайшие годы удастся поднять ходимость до ремон- та диагональных шин до 120—140 тыс. км, радиальных — до 150— 200 тыс. км. § 7. ПРОХОДИМОСТЬ Для большинства автобусов (исключая автобусы местного со- общения, специально приспособленные для использования в небла- гоприятных дорожных условиях) качество проходимости не имеет первостепенного значения, так как они работают в основном по достаточно благоустроенным дорогам. Тем не менее, учитывая кли- матические условия значительной части территории страны, вслед- ствие которых в течение нескольких месяцев в году на дорогах имеется снежный покров, ухудшающий сцепление колес с дорогой, а также необходимость эпизодически пользоваться при ремонте основных дорог временными объездными путями, которые нередко имеют значительные неровности, к геометрическим параметрам проходимости и сцепным качествам всех автобусов следует предъ- являть хотя бы минимальные требования. Данные по геометрическим параметрам проходимости отечест- венных автобусов, их коэффициенты сцепной массы и максимальные преодолеваемые подъемы (при коэффициенте сцепления колес с дорогой <р = 0,1 и коэффициенте сопротивления качению /=0,015) приведены в табл. 85. Анализ этих данных показывает, что по величине дорожных просветов, превышающих 200 мм у всех моделей автобусов, кроме РАФ-2203 и KAB3-3100, проходимость отечественных автобусов, учитывая условия работы каждой из моделей, можно признать до- статочной. То же относится и к величине углов переднего и заднего свесов, за исключением угла заднего свеса автобусов ЛАЗ-698, KAB3-3100 и ЛиАЗ-677 (8°—9°). Что касается последних, то следует принять во внимание, что для увеличения угла заднего свеса этих автобу- сов потребовалось бы отказаться от размещения у них в заднем свесе широкой двойной двери. Также следует учитывать, что сохранение, даже при перегрузках автобуса, минимальных величин угла заднего свеса гарантируется применением на данных автобусах пневматической подвески с ав- томатическим регулированием высоты уровня пола пассажирского помещения. 266
Таблица 85 Параметры проходимости автобусов Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977ДМ РАФ- 2203 УАЗ- 4528 КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 зил- 158В ЛАЗ- 695Н ЛАЗ- 697Н ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 КАВЗ-ЗЮО ЛиАЗ-677 Величина дорожного просвета, мм: под передним мо- 230 190 220 305 375 320 265 360 340 340 350 350 335 350 стом под задним мостом 205 180 220 245 275 265 265 290 310 310 310 310 190 340 Углы свесов при полной номинальной нагруз- ке, град: передний 27 22 36 40 41 24 30 19 11 И И 12 16 12 задний 18 22 30 18 18 14 21 13 12 12 12 9 8 9 Коэффициент сцепной массы, % без нагрузки 45 42 100 64 62 55 100 53 68 67 64 67 46 49 с полной номиналь- 52 53 100 73 74 68 100 62 65 66 63 66 62 63 ной нагрузкой Максимальный преодо- деваемый подъем, %: без нагрузки 3,0 2,7 8,5 4,9 4,7 4,0 8,5 3,8 5,3 5,2 4,9 5,2 3,1 3,4 с полной номиналь- 3,7 3,8 8,5 5,8 5,9 5,2 8,5 4,7 5,0 5,1 4,8 5,1 4,7 4,8 ной нагрузкой 267
При снижении коэффициента сцепления колес с дорожным по- крытием до ср = О,1, что соответствует условиям движения при тем- пературах, близких к 0° С, по раскатанной обледеневшей поверхно- сти дороги значительно (до 3,0—5,2%) уменьшается максимальный преодолеваемый автобусами подъем. Это особенно относится к ав- тобусам, имеющим вагонную компоновку с передним расположени- ем двигателя при движении без нагрузки, у которых в этих случаях из-за недостаточной нагрузки на задний ведущий мост сильно сни- жается коэффициент сцепной массы (автобусы РАФ-977ДМ, РАФ-2203, ЗИЛ-158В, КАВЗ-ЗЮО, ЛиАЗ-677). В еще большей степени влияют значения коэффициента сцеп- ной массы при малых величинах ср на способность преодолевать подъемы сочлененных автобусов, например Икарус-180 и Ика- рус-280, у которых доля нагрузки на ведущий (средний) мост от всей массы автобуса составляет всего лишь около 40%. При ср = 0,1 максимальный преодолеваемый дорожный подъем у них не пре- вышает 2,5%. Изложенное является одним из веских доводов в пользу приме- нения для двухосных автобусов с вагонной компоновкой заднего расположения двигателя, обеспечивающего больший коэффициент сцепной массы при движении без пассажиров, чем у автобусов с передним расположением двигателя. У автобусов с капотной компоновкой нагрузка от массы автобу- са на ведущий задний мост, как видно из табл. 86, достаточна при любой величине массы. Что касается выпускаемых в настоящее время двухосных авто- бусов вагонного типа с передним расположением двигателя, а так- же сочлененных автобусов, то отмеченное у них снижение сцепной массы на скользкой дороге является весьма нежелательным, так как на городских маршрутах участки с уклонами, превышающими 5—6%, далеко не редкое исключение. Снижение у этих автобусов сцепной массы может быть частично компенсировано применением шин с шипами противоскольжения, использование которых позво- ляет повысить коэффициент сцепления колес с дорогой на 0,12— 0,15 и соответственно увеличить максимальный преодолеваемый подъем. § 8. УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Основные параметры и свойства, определяющие удобство ис- пользования автобусов, указаны в гл. III. Плавность хода автобусов оценивают объективными и субъек- тивными методами. При объективной оценке определяют жесткость упругих элементов подвески (рессор, пружин, пневмобаллонов), частоту собственных колебаний подвески, величину возникающих при колебаниях ускорений, эффективность установленных в подвес- ке амортизаторов. Однако вследствие того, что в настоящее время еще недостаточно исследована степень воздействия указанных фак- торов на организм человека, основным методом оценки плавности 268
хода остается метод субъективной ее оценки квалифицированными специалистами при проведении испытаний автобусов. Наиболее высокую оценку получает пневматическая подвеска, применяемая на отечественных автобусах ЛАЗ-698, KAB3-3100, ЛиАЗ-677 и зарубежных Икарус-556 и Икарус-250. Достаточно вы- сокую плавность хода обеспечивает также подвеска на листовых рессорах с корректирующими пружинами автобусов ЛАЗ-695Н, ЛАЗ-697Н и ЛАЗ-699Н. Относительно худшие результаты дает позаимствованная от гру- зовых автомобилей рессорная подвеска автобусов КА.ВЗ-651А, КАВЗ-685, ПАЗ-672, ПАЗ-3201 и ЗИЛ-158В. Комфортабельность пассажирских мест, зависящая от формы, размеров и расстановки сидений в пассажирском помещении авто- бусов, характеризуется данными табл. 86. Таблица 86 Параметры пассажирских сидений Параметры Марка и модель автобусов РАФ-2203 КАВЗ- 685 ПАЗ-672 ЛАЗ- 6995 ЛАЗ-698 КАВЗ- ЗЮО ЛиАЗ- 677 Шаг сидений, мм 800-835 730-750 700-720 880 720-730 700-750 710- Расстояние между спин- 715-730 725 — — 670-680 685-735 810 ками сидений, мм Высота сидений, мм 400-440 452 480 420 430-500 475 Ширина двухместного 910 840 865 990 875 855 875 сиденья, мм То же одноместного, мм 440 — — 430 450 440 445 Из сопоставления этих данных с требованиями ГОСТ 10022—75 вытекает следующее: у отдельных сидений автобуса ЛАЗ-698 расстояние между зад- ней поверхностью спинки сиденья и передней поверхностью спинки сиденья, расположенного сзади, меньше нормируемого (по ГОСТ 10022—75 — 680 мм); высота части сидений автобусов РАФ-2203, ПАЗ-672, ЛАЗ-699Н, ЛАЗ-698 и KAB3-3100 отличается от нормируемой (по ГОСТ 10022—75 —450±20 мм); ширина двухместных сидений автобусов КАВЗ-685 и КАВЗ-ЗЮО и одноместных сидений автобусов РАФ-2203, ЛАЗ-699Н, КАВЗ-ЗЮО и ЛиАЗ-677 меньше нормируемой (по ГОСТ 10022—75 соответст- венно 860 и 430 мм). Учитывая, что требования ГОСТ 10022—75 являются мини- мальными и уже на ближайшую перспективу требуют пересмотра, можно считать, что комфортабельность пассажирских сидений оте- чественных автобусов нуждается в улучшении. 269
Удобство входа в автобусы и выхода из них пассажиров харак- теризуется данными табл. 87, в которой указаны ширина в свету и высота дверных проемов пассажирского помещения, высота уровня пола и подножек над поверхностью дороги, высота ступеней. Анализ и сопоставление этих данных с требованиями ГОСТ 10022—75 показывают, что эти требования в конструкции отечест- венных автобусов выдерживаются только частично. Необходимо, например, отметить недостаточную высоту дверного проема авто- буса ПАЗ-672 (по ГОСТ 10022—75 требуется не менее 2000 мм), увеличенную высоту подножек автобусов ПАЗ-672, ЗИЛ-158В и КАВЗ-ЗЮО и чрезмерно большую высоту уровня пола над поверх- ностью дороги у автобусов ПАЗ-672, ЗИЛ-158В, ЛАЗ-695Н, ЛАЗ-697Н, ЛАЗ-699Н, ЛАЗ-698 и КАВЗ-ЗЮО. При модернизации существующих и проектировании новых отечественных автобусов необходимо предусмотреть меры по улуч- чению условий посадки и высадки пассажиров. Легкость управления автобусом зависит главным образом от устройства рабочего места водителя. Основные параметры рабочего- места водителя в автобусах приведены в табл. 88. Из рассмотрения этой таблицы вытекает, что отечественные автобусы имеют следую- щие отклонения от ГОСТ 12024—66: расстояние Н от подушки сиденья до пола (высота сиденья) отклоняется от предписанного ГОСТом (450 + 50 мм) у автобусов; КАВЗ-651А, КАВЗ-685 и ЗИЛ-158В; расстояние Л от рулевого колеса до подушки сиденья у автобу- са ЛиАЗ-677 меньше требуемого по ГОСТу (220 мм, не менее); угол у наклона оси рулевого колеса у автобуса ЛАЗ-699Н ме- нее предусмотренного ГОСТом (76°—82°); расстояние Т4 от рулевого колеса до перегородки кабины води- теля у автобусов ЛАЗ-699Н, КАВЗ-ЗЮО и ЛиАЗ-677 меньше уста- новленного ГОСТом (600 мм, не менее). Таким образом, параметры рабочего места водителя ряда оте- чественных автобусов нуждаются в улучшении. Количество операций по управлению городскими автобусами на 150 км пробега за 7-часовую рабочую смену оценивается следую- щими проверенными наблюдениями минимальными цифрами, отно- сящимися к случаю движения автобуса, имеющего механическую коробку передач, по маршруту со средним расстоянием между ос- тановками 500 м при средней интенсивности движения: Нажатие педали сцепления............................... 1500 Перемещение рычага коробки передач..................... 1400 Нажатие педали тормоза.................................. 450 Перемещение рычага тормоза.............................. 350 Маневры рулем для подъезда на остановках к тротуару и отъезда от него...................................... 1200 Итого операций. . . 4850 270
Таблица 87 Параметры отечественных автобусов, характеризующие удобство посадки и высадки пассажиров Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977ДМ РАФ- 2203 УАЗ- 452В КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 ЗИЛ- 1588 ЛАЗ- 695 Н ЛАЗ- 697Н ЛАЗ- 699 Н ЛАЗ- 698 КАВЗ-3100 ЛиАЗ-677 Ширина дверного прое- ма в свету, мм: переднего 935 922 850 711 764 724 724 750 760 775 740 1200 1200 1200 заднего — — 1330 — — 724 — 750 760 — — 1200 1200 1200 Высота дверного прое- ма, мм 1350 1360 1360 1700 1840 1767 1767 1990 2145 1985 2100 2150 2150 2150 Высота подножки (без нагрузки), мм: передней 475 380 560 410 500 450 550 385 350 310 300 345 370 360 задней — — — — 450 — 385 350 — — 345 340 360 Высота ступени, мм 160 80 180 372 290 210 210 240 265 300 305 250 280 265 Уровень пола над по- верхностью дороги (без нагрузки), мм 635 460 740 857 904 936 1028 865 870 870 870 800 930 890* Высота уровня пола задней накопительной площадки — 660 мм. 271
Таблица 88 Параметры рабочего места водителя Параметры Марка и модель автобусов КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ЗИЛ- 1588 ЛАЗ- 699 H ЛАЗ-698 КАВЗ-ЗЮО ЛиАЗ-677 Расстояние Н от подуш- ки сиденья до пола в плоскости оси сиденья, мм 315 390 540 ± ±20 450 415-540 415-590 520 Глубина сиденья Z.2> мм Высота /72 спинки си- денья, мм 475 455 430 425 495 433 490 440 480 450 470 Расстояние R от руле- вого колеса до спинки сиденья, мм 350 360 ±30 360 365 205-:--390 2804-460 360 Расстояние от руле- вого колеса до подуш- ки сиденья, мм 185 160 ±30 270 220 1454-275 904-260 195 Угол а наклона подуш- ки, град Угол р между подушкой и спинкой, град 11 7 1 04-12 04-6 34-9 44-8 99 98 101 Эбч-110 874-110 804-96 104-112 Угол у наклона оси ру- левого колеса, град — — 75,5 74 77,5 72 78 Расстояние Г, от руле- вого колеса до перего- родки кабины, мм 585 580 550 Помимо указанных операций, водитель городского автобуса объявляет остановки, открывает и закрывает двери пассажирского помещения с помощью дистанционного устройства, ведет наблюде- ние за посадкой и высадкой пассажиров и т. п. Одновременно води- тель обязан обеспечивать безопасность движения как своего авто- буса, так и других транспортных средств и пешеходов. Таким образом, водители городских автобусов несут весьма значительную нагрузку. В определенной мере уменьшение этой нагрузки достигается пу- тем оснащения автобусов автоматическими трансмиссиями, избав- ляющими водителя от выключения сцепления и переключения пере- дач, что примерно вдвое сокращает число выполняемых им опера- ций по управлению автобусом. Установка усилителей рулевого управления в несколько раз уменьшает силу, требующуюся для поворота рулевого колеса. В настоящее время автоматические гид- родинамические коробки передач устанавливаются на все городские автобусы с габаритной длиной 9 м и более, а усилители рулевого уп- равления—на все автобусы, кроме РАФ-977ДМ, УАЗ-452В и КАВЗ-685. Применение автоматических коробок передач на междугород- ных, туристских автобусах и автобусах местного сообщения неце- лесообразно, поскольку у них переключение передач во время дви- 272
жения требуется значительно реже, чем у городских автобусов. КПД автоматических передач намного ниже, чем у обычных меха- нических передач, так что применение их на таких автобусах вызо- вет неоправданное увеличение расхода топлива примерно на 10%. Величины усилий, прикладываемых водителем к основным пе- далям и рычагам управления автобусов, регламентируются ГОСТ 20774—75 «Автобусы. Общие технические требования». Пре- дельное усилие на педали сцепления установлено 25 кгс, рулевом колесе (при наличии усилителя и заданных условиях выполнения поворота) — 12 кгс, рычаге переключения передач — 9 кгс. Усилие на педали рабочей тормозной системы, устанавливаемое ОСТ 37.001.016—70, не должно превышать 70 кгс. Эти величины у оте- чественных автобусов выдерживаются. Существенное значение для комфортабельности проезда пасса- жиров и создания хороших условий работы водителей имеет эффек- тивность действия систем вентиляции и отопления автобусов. Санитарные нормы требуют подачи системой вентиляции в кузов автобуса не менее 68 л/мин воздуха на каждого находящегося в нем человека. С учетом пассажировместимости и объема внутреннего простран- ства автобусных кузовов это требует не менее чем 5—8-кратного обмена воздуха в кузове в час. Однако назначение поступающего через систему вентиляции воз- духа заключается не только в обеопечении пассажиров и водителя кислородом для дыхания, но и в удалении из кузова избытков тепла и влаги. Поэтому ГОСТ 20774—75 требует обеспечения подачи ме- ханической (принудительной) системой вентиляции не менее чем 30 м3/ч на одного человека в междугородных и туристских автобу- сах и не менее 7 м3/ч во всех остальных автобусах. Ввиду того, что до настоящего времени нет надежных способов замера количества поступающего в кузов воздуха при применяемых на автобусах системах вентиляции, эффективность их действия при- нято оценивать в жаркое время года по разности температур возду- ха снаружи и внутри кузова автобуса. Вентиляция считается удо- влетворительной, если температура во всех зонах пассажирского помещения при наружной температуре до +28° С превышает по- следнюю не более чем на 3° С. Это требование у отечественных авто- бусов выдерживается, за исключением того, что у большинства ав- тобусов в зоне пассажирского помещения, непосредственно прилега- ющей к задней стенке кабины водителя, температура может превы- шать допустимую. Параметры эффективности систем отопления и теплозащитных свойств кузовов отечественных автобусов, приведенные в табл. 89, могут быть оценены как хорошие. /Максимальный перепад между наружной температурой и тем- пературой воздуха в салоне автобусов, обеспечивает при наружных температурах до минус 35° С—50° С в салоне положительную темпе- ратуру. 273
Таблица 89 Эффективность систем отопления и теплозащитные качества кузовов автобусов Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 2203 КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 зил- 158В ЛАЗ- 699Н ЛАЗ- 698 KAB3- 3100 ЛиАЗ- 677 Максимальный перепад между наружной и внутренней темпера- турами, град 35 43 46 46 45 50 41,4 43,3 Средняя скорость осты- вания воздуха внутри автобуса, град/мин (по требованиям НИИАТа не более 0,35 град/мин) 0,17 0,625 0,64 0,283 0,312 Следует отметить, что этот показатель у зарубежных автобусов, как правило, хуже. Например, перепад наружной и внутренней тем- ператур, создаваемый системой отопления автобуса Икарус-556, не превышает 21° С, а рекомендациями СЭВ установлен минимальный перепад всего лишь в 15° С. В известной мере это объясняется при- менением на зарубежных автобусах дизелей, отдающих в систему охлаждения значительно меньше тепла, являющегося основным ис- точником тепловой энергии для отопления автобуса, чем бензиновые двигатели. Нельзя, конечно, отрицать и то влияние, которое оказы- вает на конструкцию системы отопления зарубежных автобусов раз- личие в климатических условиях СССР и других стран. Вполне удовлетворительным (кроме автобусов ЗИЛ-158В и ЛАЗ-698) является и такой показатель, характеризующий качество тепловой изоляции автобусных кузовов, как средняя скорость осты- вания воздуха в салоне после прекращения действия отопления. Параметры компактности и маневренности приведены в табл. 90. Эти параметры практически не отличаются от таких же параметров однотипных зарубежных автобусов, за исключением величины мини- мальных радиусов поворота, которые у зарубежных автобусов мень- ше и редко превышают габаритную длину автобуса. Запас хода автобусов по топливу характеризуется данными, приведенными в табл. 91. Эти данные показывают, что у всех автобусов размеры топлив- ных баков вполне достаточны и обеспечивают возможность высо- ких суточных пробегов без дополнительных заправок. § 9. ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА Наиболее полно простота технического обслуживания и ремонта автобусов характеризуется периодичностями проведения обслужи- вания различных видов, трудоемкостью каждого вида обслужива- ния, удельной трудоемкостью обслуживания и текущего ремонта на 1000 км пробега, пробегами до капитального ремонта. 274
Таблица 90 Параметры компактности и маневренности автобусов Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977ЦМ РАФ- 2203 УАЗ- 4526 КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 ЗИЛ- 1586 ЛАЗ- 695 Н ЛАЗ- 69711 ЛАЗ- 699 Н ЛАЗ- 698 КАВЗ-ЗЮО ЛиАЗ-е:7 Номинальная вмести- 10 11 10 25 28 45 26 62 62 33 41 71 68 80 мость Ьаза, мм 2 700 2 630 2 300 3 300 3 700 3 600 3 600 4 858 4190 4190 5 545 4 730 4 735 5150 Минимальный радиус поворота, м: вправо 6,5 5,9 6,0 8,0 7,8 9,0 10,5 10,7 8,5 8,5 10,2 9,4 9,6 11,0 влево 6,5 5,9 6,0 8,0 7,7 9,0 9,6 10,7 8,3 8,3 10,3 9,4 9,0 и,о Г абаритные размеры, мм: длина 4 900 4 980 4 360 6 110 6 600 7 150 7 150 9 030 9 190 9190 10 540 9 760 9 350 10 450 ширина высота без нагрузки 1 815 2110 1950 1 970 1 940 2 090 2 380 2 750 2 405 2 835 2 440 2 952 2 390 2 964 2 500 3 000 2 500 2 870 2500 2 870 2 500 2 950 2 500 2 930 2 500 3 030 2 500 3 000 Длина пассажирского 3 370 3 150 2 960 4 500 5 220 5 950 5 959 7 415 8 490 8 490 9 840 8 700 7 800 8 900 помещения, мм Коэффициент использо- 0,69 0,63 0,68 0,73 0,79 0,83 0,83 0,82 0,93 0,93 0,93 0,89 0,83 0,85 вания габаритной дли- ны автобуса Показатели компактно- сти: м2/пасс 0,89 0,88 0,85 0,59 0,57 0,39 0,66 0,36 0,37 0,70 0,64 0,34 0,34 0,33 м3/пасс 1,87 1,74 1,77 1,68 1,61 1,39 1,94 1,23 1,13 1,99 1,89 1,00 1,05 0,98 275
Таблица 91 276 Запас хода автобусов по топливу Параметры Марка и модель автобусов РАФ- 977ДМ РАф- 2203 УАЗ- 4526 КАВЗ- 651А КАВЗ- 685 ПАЗ- 672 ПАЗ- 3201 зил- 158В ЛАЗ- 695 Н ЛАЗ- 697Н ЛАЗ- 699 Н ЛАЗ- 698 КАВЗ- ЗЮО ЛиАЗ- 677 Объем топливного бака, л Расход топлива, л/100 км: 60 55 56+30 105 105 105 105+ +105 150 150 150 + + 150 150 + +150 150 + + 150 150+ + 150 300 минимальный по экономической ха- рактеристике 12,0 12,0 13,0 22,0 24,0 20,5 28,0 37,0 35,0 35,0 41,0 38,0 37,0 45,0 по эксплуатацион- ной норме Запас хода, км: 16,0 — 18,5 28,0 31,0 36,5 38,5 42,5 43,5 40,0 46,0 — — 54,5 максимальный при движении на низ- шей точке экономической ха- рактеристики 500 450 660 480 440 510 750 400 430 860 730 790 810 670 при расходовании по норме 375 — 465 375 340 290 545 350 345 750 650 — — 550
Таблица 92 Параметры, характеризующие простоту технического обслуживания и ремонта автобусов (I категория условий эксплуатации) Классы (модели) автобусов Периодичность технического обслуживания, тыс. км Нормативы трудоемкости, чел-ч Нормативный пробег новых автомобилей до первого капиталь- ного ремонта, тыс. км На одио обслуживание На 1000 км про- бега (техниче- ское обслужи- вание и теку- щий ремонт) ТО-1 ТО-2 ЕО ТО-1 ТО-2 В соответст вии с Положением о техническом о( клуживании н реь (год утверждена юнте подвижного я) состава автомоб* мьного транспорта 1962 1971 1962 1971 1962 1971 1962 1971 1962 1971 1962 1971 1962 1971 Особо малый (габа- ритная длина до 5 м): РАФ-977Д, 1,8 2,6 9,0 13,0 0,5 0,5 4,8 4,6 18,3 14,6 13,9 9,46 250 РАФ-977ДМ, УАЗ-452В Малый (6,0—7,5 м): ПАЗ-651, 1,8 2,2- 9,0 11,0- 0,75 0,7 6,5 6,0 20,5 20,0 16,94 11,96 (для АЗ- 452В—150) 190 300 КАВЗ-651 А, КАВЗ-685, ПАЗ-652, ПАЗ-672 Средний (8,0—9,5 м): ЗИЛ-155, 1,8 2,6 2,6 9,0 13,0 13,0 1,0 0,9 7,8 7,3 24,0 24,0 18,84 13,2 (для КАВЗ- 685—240) 270 300 (для ЗИЛ-158, ЛАЗ-695, ЛАЗ-697, ЗИЛ-158В, ЛАЗ-695Н, ЛАЗ-607Н Большой (Ю,5— 12,0 м): ЛиАЗ-677, 1,8 2,6 9,0 13,0 1,4 1,2 9,2 8,3 33,0 33,0 24,4 15,8 ЛАЗ- 697Н- 360) 360 ЛАЗ-699Н 277
Результаты детальных теоретических и экспериментальных ис- следований по вопросам периодичности и трудоемкости техническо- го обслуживания и ремонта автомобилей приводятся в обобщенном виде в нормативной части «Положения о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта» [26]. Представляет большой интерес сопоставление нормативов, рас- пространяющихся на автобусы ПАЗ-651, ЗИЛ-155, ЗИЛ-158, ЛАЗ-695 выпуска первых послевоенных лет, содержащихся в Поло- жении, утвержденном в 1962 г., и нормативов действующего Поло- жения, утвержденного в 1971 г. Такое сопоставление приведено в табл. 92, которая наглядно показывает, как совершенствование кон- струкции и качества изготовления автобусов обеспечило увеличение периодичности технического обслуживания на 22—45%, сокращение трудоемкости одного обслуживания на величину до 20% и в резуль- тате дало уменьшение удельной трудоемкости технического обслу- живания и текущего ремонта автобусов на 1000 км пробега на 30— 35%. Существенно (на 26—33%) выросли также и нормативные пробеги автобусов до капитального ремонта. Тем не менее расходы на техническое обслуживание и текущий ремонт автобусов составляют еще весьма значительную долю (12—16%) в общей структуре эксплуатационных расходов при ав- тобусных перевозках [6]. Поэтому совершенствование конструкций автобусов и улучшение эксплуатационных материалов, направлен- ное на сокращение этих расходов, должно продолжаться далее. Глава VI ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ В настоящей главе рассмотрены эксплуатационные качества со- временных отечественных легковых автомобилей. Приводятся чис- ленные значения измерителей эксплуатационных качеств каждой модели, а также дается их критическая оценка и сопоставление с данными зарубежных аналогов. Это позволяет судить о соответст- вии их современному техническому уровню и насколько они удо- влетворяют предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям. § 1. СОВРЕМЕННЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ В табл. 93 приведены параметры и некоторые дополнительные данные легковых автомобилей, которые являются основными при оценке этих автомобилей и определении их эксплуатационных ка- честв. Автомобили расположены в порядке классификации, приня- той в типаже (табл. 8), за исключением полноприводных, которые помещены в конце таблицы. 278
Таблица 93 Отечественные легковые автомобили Автомобили Год начала вы- пуска Колесная формула Число мест Сухая масса, кг Двигатель База автомобиля, мм Длина автомо- биля, мм Максимальная скорость, км/ч Время разгона до 100 км/ч, сек Контрольный расход топлива, л/100 км Оптовая цена по прейскуранту № 21—01 (1974г.), руб. Расположение и число ци- линдров Рабочий объем, л Степень сжатия Максимальная мощность, л. с. Крутящий момент, кгм ЗАЗ-966 1968 4X2 4 720 V4 1,196 7,2 43 7,8 2160 3730 120 30,0 5,9 1500 ЗАЗ-968 1972 4X2 4 730 V4 1,196 8,2 45 8,2 2160 3730 123 29,0 5,9 1640 ВАЗ-2101 1970 4X2 5 890 Р4 1,198 8,8 62 8,9 2424 4073 140 22,0 8,0 2300 ВАЗ-2103 1972 4X2 5 965 Р4 1,452 8,8 75 10,8 2424 4116 150 19,0 8,0 2550 ВАЗ-2106 1976 4X2 5 976 Р4 1,568 8,8 80 12,5 2424 4116 154 14,0 8,5 —• «Москвич-408» 1964 4X2 4 900 Р4 1,360 7,0 50 9,3 2400 4090 120 28,0 6,5 1860 «Москвич-412» 1967 4X2 4 980 Р4 1,478 8,8 75 11,4 2400 4090 140 20,0 8,8 2160 «Москвич-2140» 1975 4X2 4 1015 Р4 1,478 8,8 75 11,4 2400 4250 140 20,0 8,8 -—• ИЖ-2125 1973 4X2 4 1015 Р4 1,478 8,8 75 11,4 2400 4125 140 20,0 8,8 2730 ГАЗ-21 1965 4X2 5 1360 Р4 2,445 6,7 75 17,0 2700 4830 130 34,0 9,0 1740 ГАЗ-24 1968 4X2 5 1300 Р4 2,445 8,2 98 19,2 2800 4735 145 22,0 8,0 2650 ГАЗ-13 1959 4X2 7 1950 V8 5,520 8,5 195 41,0 3250 5630 160 20,0 14,0 9150 ЗИЛ-114 1967 4X2 7 2900 V8 6,960 9,5 300 57,0 3880 6305 190 13,5 19,0 — ЗИЛ-117 1971 4X2 5 2700 V8 6,960 9,5 300 57,0 3300 5725 200 13,0 18,0 ЗАЗ-969 1970 4X4 7 805 Р4 0,887 6,5 30 5,3 1800 3270 75 35* 9,0 1460 ВАЗ-2121 1976 4X4 4 1055 Р4 1,578 8,5 80 11,7 2200 3590 130 25,0 9,9 —• УАЗ-469 1972 4X4 4 1430 Р4 2,445 6,7 72 16,7 2300 4025 100 16* 12,0 2120 Время разгона до скорости 60 км/ч. 279
После снятия с производства устаревших моделей Запорожско- го автозавода ЗАЗ-965А и ЗАЗ-966В в I группе особо малого клас- са в настоящее время автомобили не производятся. Однако в них есть большая потребность. В типаже такой автомобиль предусмот- рен, и он должен быть создан. Запорожский автозавод «Коммунар» выпускает автомобили «Запорожец» моделей ЗАЗ-966 и ЗАЗ-968. Оба автомобиля при- надлежат ко II группе особо малого класса и внешне мало чем от- личаются один от другого. Оба скомпонованы по заднемоторной схеме с приводом на задние колеса и имеют одинаковый двухдвер- ный цельнометаллический закрытый кузов несущей конструкции, который сварен из крупноштампованных панелей. Багажник рас- положен впереди. Двери в отличие от первых моделей открывают- ся по ходу движения, что значительно повысило безопасность авто- мобиля. Внешне автомобили имеют вполне современную форму «ступенчатого» силуэта. Силовой агрегат объединяет в одном блоке двигатель, коробку передач и главную передачу. Двигатель V-образный, четырехци- линдровый, четырехтактный, воздушного охлаждения. У автомоби- ля ЗАЗ-968 в отличие от модели ЗАЗ-966 двигатель более форсиро- ванный. Степень сжатия поднята, что требует применения бензина АИ-93 вместо А-76. У автомобиля ЗАЗ-968 усовершенствована тор- мозная система, улучшены оборудование и отделка кузова. Автомобиль ЗАЗ-968 по своим основным параметрам близок к таким зарубежным аналогам, как Рено 10, Пежо 204, Опель Ка- детт. Эти автомобили имеют мощность двигателя 43—47 л. с. и максимальную скорость 125—138 км/ч. Автомобили Симка 1100, Тойота 1100 и Фиат 128 при рабочем объеме двигателя 1,077— 1,118 л имеют мощность 50—56 л. с. и максимальную скорость 135—140 км/ч, что достигается в основном за счет высокой форси- ровки двигателей, имеющих степень сжатия 8,8—9,6 и частоту вра- щения коленчатого вала двигателя 5800—6000 об/мин. Параметры и конструктивные особенности этих автомобилей могут сопостав- ляться с автомобилями ЗАЗ, однако при этом всегда должны учи- тываться особенности условий эксплуатации в нашей стране опре- деляющие специфические требования к отечественным автомобилям. Для СССР необходим автомобиль безопасный, надежный, проч- ный, экономичный и приспособленный для наших дорожных и кли- матических условий. Автомобили ЗАЗ близки по предъявляемым требованиям к оптимальному в своем классе автомобилю. По свое- му назначению автомобили ЗАЗ относятся к автомобилям личного пользования, однако они могут быть использованы и как служеб- ные, например для медицинской помощи на дому, для сбора почты из почтовых ящиков и т. д. В модификации для инвалидов они вы- полнены с ручным управлением. К 1-й группе малого класса относится автомобиль «Жигули» ВАЗ-2101 и его модификации. Автомобили ВАЗ предназначены в основном для личного пользования и в ближайшие годы станут самыми массовыми в нашей стране. Прототипом автомобиля 280
ВАЗ-2101 был Фиат 124. В отличие от последнего автомобиль ВАЗ-2101 значительно модернизирован применительно к нашим дорожным и климатическим условиям, его кузов усилен, увеличен дорожный просвет, доработан двигатель, изменено отопление кузо- ва и ряд других узлов и деталей. Автомобиль создан по классической компоновочной схеме с рас- положенным впереди двигателем и приводом на задние колеса. В просторном салоне, удачно расположенном в зоне комфорта, сво- бодно размещаются 5 чел. Двигатель автомобиля рядный, четырехцилиндровый, четырех- тактный жидкостного охлаждения, с верхним распределительным валом, имеет высокую форсировку, однако благодаря удачным конструктивным решениям он надежен и бесшумен в работе. Модификацией базовой модели является автомобиль ВАЗ-2102 с кузовом универсал. Это грузо-пассажирский вариант, рассчитан- ный на перевозку 5 чел. и 80 кг груза или 2 чел. и 290 кг груза. Таким образом, его полезная нагрузка составляет 430 кг. ВАЗ-2102 отличается от базовой модели главным образом задней частью ку- зова, имеющей увеличенный объем и тыльную (пятую) дверь. Для эксплуатации в суровых зимних условиях на экспорт вы- пускается «северная» модификация «Жигулей», которая имеет утепленную обивку сидений, заднее стекло с электрообогревом, фа- ры, снабженные стеклоочистителями, спинки сидений с вмонтиро- ванными подголовниками. Выпускается автомобиль ВАЗ-21011, отличающийся от автомобилей ВАЗ-2101, с увеличенной мощно- стью двигателя (69 л. с.), что достигнуто за счет увеличения диа- метра цилиндров (79 мм вместо 76 мм и соответственно рабочего объема 1,3 л.). У этих автомобилей изменена облицовка радиатора, на бамперах нет клыков, изменены задние фонари, улучшены си- денья и обивка салона. Аналогами автомобилей ВАЗ-2101 и его модификаций могут быть их прототип Фиат-124, Аутобианки При- мула, Триумф 1300, Пежо 204, Рено 12. Второй базовой моделью Волжского автозавода является ВАЗ-2103, который в значительной степени унифицирован с ВАЗ-2101. Зрительно он кажется длиннее, чем ВАЗ-2101, в действи- тельности при одинаковой ширине его длина больше всего лишь на 43 мм. Впечатление увеличенной длины создается в основном за счет применения некоторых декоративных элементов. Главное от- личие автомобиля ВАЗ-2103 — это его двигатель повышенной мощ- ности (77 л. с.). Масса автомобиля увеличена на 75 кг за счет утяжеления двигателя, установки шин увеличенного размера и ря- да других узлов и деталей повышающих комфортабельность и улучшающих наружный и внутренний вид. Результатом дальнейшего совершенствования автомобиля ВАЗ-2103 явилась модель ВАЗ-2106 с более мощным двигателем (80 л. с.) и с целым рядом изменений конструкции, увеличивающих безопасность и повышающих комфортабельность. Ко II группе малого класса относятся автомобили типа «Моск- вич» Московского и Ижевского автозаводов. Московский автозавод 281
выпускал автомобили «Москвич-408» и «Москвич-412», а также ряд их модификаций. Ижевский автозавод дублирует выпуск авто- мобилей «Москвич-412» и выпускает созданный на его базе авто- мобиль ИЖ-2125, отличающийся от него пологой, плавно «сбегаю- щей» формой задней части кузова, наличием тыльной (пятой) две- ри и возможностью иопользования его в грузо-пассажирском варианте за счет складывания заднего сиденья. Автомобили «Москвич-408» и «Москвич-412» последних выпус- ков отличаются между собой только двигателем. Оба имеют один и тот же кузов — четырехдверный седан несущей конструкции. По технической характеристике автомобиля при поездках на дальние расстояния и при наличии багажа в нем принимается четы- ре пассажирских места (включая водителя). Эти автомобили пред- назначены для личного и служебного пользования. Основные их модификации — это грузо-пассажирские с кузовом универсал («Москвич-426» и «Москвич-427») и грузовые с кузовом фургон («Москвич-433» и «Москвич-434»), Кроме того, выпускаются меди- цинский, почтовый, экспортный и ряд других вариантов. Новыми образцами автомобилей «Москвич» являются модели 2138 и 2140, отличающиеся внешним оформлением и внутренней отделкой, при- менением дисковых тормозов и раздельного привода, стеклоочис- тителей и омывателей фар, электрообогреваемого заднего стекла. Аналогами для автомобилей ВАЗ-2103 и всех моделей «Моск- вич» могут быть зарубежные — автомобили с двигателями, близки- ми по мощности 60—85 л. с.— Опель Рекорд, Пежо 404 и Пежо 504, Рено 16TS, БМВ 1600, Симка 1501, Фиат 124S, Фольксваген К-70. Максимальные скорости этих зарубежных автомобилей несколько большие, чем у отечественных ВАЗ-2103 и «Москвич-412». В 1-й группе среднего класса отечественных автомобилей нет. Типажом предусмотрено создание крайне необходимого автомоби- ля — такси специальной конструкции, который пока еще промыш- ленностью не выпускается. Автомобили ГАЗ-21 «Волга» и ГАЗ-24 «Волга» Горьковского автозавода принадлежат к П-й группе сред- него класса. Автомобили ГАЗ-21 выпускались с 1956 до 1970 г. В настоящее время они сняты с производства, но еще большое их количество находится в эксплуатации. Эксплуатация автомобиля ГАЗ-21 показала высокую прочность и надежность его кузова и основных агрегатов: двигателя, транс- миссии, передней и задней подвески, рулевого управления. Тради- ции завода по созданию прочных и надежных автомобилей получи- ли дальнейшее развитие при создании новой модели среднего класса ГАЗ-24 «Волга». Кузов автомобиля — четырехдверный седан несущей конструкции. В соответствии с порядком, установленным правилами дорожного движения, число мест принято 5. По сравне- нию с ГАЗ-21 автомобиль имеет более современный внешний вид. Увеличенная база дала возможность переместить вперед заднее сиденье и увеличить его ширину. Понижение высоты переднего и заднего сидений и применение колес меньшего диаметра позволят уменьшить высоту автомобиля на 130 мм и значительно понизить 282
его центр тяжести. Автомобиль ГАЗ-24 «Волга» можно сравнить с такими зарубежными аналогами, как Мерседес-Бенц 220, Мерседес- Бенц 250, БМВ 2500, Форд 20М, Фиат 130, Ситроен Д5 21, Воль- во 144, Вольво 164. Все эти автомобили при одинаковом рабочем объеме двигателя и меньшей сухой массе автомобиля (на 50—300 кг) имеют двигате- ли большей мощности (105—150 л. с.) и соответственно максималь- ную скорость от 170 до 190 км/ч. Однако необходимости в таких высоких скоростях не имеется. Большинство современных анало- гичных зарубежных двигателей имеет шесть цилиндров, степень сжатия 9,0—9,5 и частоту вращения коленчатого вала в минуту при максимальной мощности свыше 5000 об/мин. Все рассмотренные отечественные автомобили имеют, как пра- вило, большую сухую массу, чем их зарубежные аналоги. Это обус- ловлено повышенной прочностью и надежностью конструкции, учи- тывающей отечественные природно-климатические и дорожные ус- ловия эксплуатации. Автомобили ГАЗ-21 и ГАЗ-24 предназначены для использования в качестве служебных и личных. В большом классе Горьковский автозавод выпускает автомо- биль ГАЗ-13 «Чайка». Автомобили в высшем классе выпускает Московский автомо- бильный завод имени Лихачева. Это ЗИЛ-114 и ЗИЛ-117. Все моде- ли автомобилей большого и высшего классов настолько близки по своим параметрам, что их можно рассматривать совместно, а под- разделение их на два отдельных класса представляется искусствен- ным. Автомобили выпускаются в очень ограниченном количестве и имеют представительское назначение. Автомобили ЗИЛ-114 и ЗИЛ-117 унифицированы между собой и отличаются главным образом длиной за счет отсутствующих у ЗИЛ-117 откидных сидений. Пятиместный ЗИЛ-117 на 580 мм коро- че семиместного ЗИЛ-114. Все автомобили большого и высшего класса отвечают современ- ным требованиям и по своим основным параметрам находятся на уровне лучших зарубежных аналогов, таких, как Мерседес-Бенц 600 «Пульман», Рольс-Ройс, Кадилак, Линкольн «Континенталь», Бюик «Электра» и др. Рабочий объем двигателей этих автомобилей 5,5— 7,5 л. Максимальная мощность 220—250 л. с. (у автомобиля Лин- кольн «Континенталь»— 370 л. с. Максимальная скорость—180— 210 км/ч. Среди легковых автомобилей особое место занимают полнопри- водные автомобили повышенной проходимости ЗАЗ-969, (ЛуАЗ-969 «Волынь»), ВАЗ-2121 и УАЗ-469, находящиеся в разных классах, но имеющие общее целевое назначение — выполнение пассажирских и грузо-пассажирских перевозок на низовой сети дорог. В настоящее время за рубежом большое распространение полу- чили различного рода прицепы к легковым автомобилям. Выпуска- ется большое количество грузовых прицепов, но еще большее коли- чество прицепов-дач для жилья. Эти прицепы бывают одноосные и двухосные, складные и в виде вагонов. 283
Отечественная промышленность в последние годы выпустила не- сколько видов одноосных прицепов для легковых автомобилей. Из них наиболее удачный прицеп-дача «Скиф» (модель 8106). Прицеп представляет собой ящик с крышкой. Внутренняя поверхность от- крытой крышки и сам ящик образует пол палатки площадью 6 м2. К этой палатке на колесах может быть пристроена дополнительная веранда площадью 9 'М2. Таким образом, общая жилая площадь «дачи» 15 м2. Размеры прицепа: длина с дышлом 2900 мм, длина платформы 2000, ширина платформы 1650, высота 940, колея 1420, дорожный просвет — 260 мм. Размер шин 4.00—10. Наличие прицепа оказывает значительное влияние на эксплуата- ционные качества легкового автомобиля. Это влияние будет рас- смотрено ниже на примере автопоезда ВАЗ-2101+ «Скиф». § 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАССЫ В табл. 94 указаны параметры массы и измерители иопользова- вания массы отечественных легковых автомобилей, определяемые по ранее приведенным формулам (14) и (15). Таблица 94 Параметры массы легковых автомобилей Автомоб-или Полезная нагруз- ка, кг Масса автомобиля, кг Коэффи- циент снаряжен- ной массы Показатель, использо- вания массы, кг на 1 нас. Масса пассажи- ров* Масса багажа сухая в снаря- женном состоянии полная ЗАЗ-966 300 720 780 1080 2,60 195 ЗАЗ-968 300 20 730 790 1110 2,48 196 ВАЗ-2101 350 50 890 955 1355 2,40 192 ВАЗ-2103 350 50 965 1030 1430 2,58 206 «Москвич-408» 300 40 900 990 1330 2,90 247 «Москвич-412» 300 50 980 1045 1375 2,99 262 ИЖ-2125 300 50 1015 1100 1450 3,14 275 ГАЗ-21 375 50 1360 1460 1885 3,45 290 ГАЗ-24 375 50 1300 1400 1825 3,30 280 ГАЗ-13 525 — 1950 2100 2625 4,00 300 ЗИЛ-114 525 — 2900 3085 3610 5,87 441 ЗИЛ-117 375 — 2700 2880 32а 5 7,2 576 ЗАЗ-969 300 100 805 870 1270 2,17 217 ВАЗ-2121 300 100 1050 1150 1550 2,90 290 УАЗ-469** 525 — 1430 1540 2065 2,94 220 * Кроме автомобилей ВАЗ-2101 и 2103, масса 1 чел. согласно заводским инструкциям принята равной 75 кг. ** Параметры массы приведены для нагрузки 7 чел. В случае второго варианта на- грузки, т. е. 1 чел.+ 600 кг груза, полная масса будет 2290 кг. Сухая масса — это понятие условное, но поскольку оно отражает количество материала, затраченного на изготовление автомобиля, то тем самым наряду с другими оценочными параметрами характе- ризует степень рациональности и совершенства конструкции авто- мобиля. 284
Сухие массы отечественных легковых автомобилей, как правило, больше, чем у зарубежных аналогов, что объясняется, как указыва- лось выше, необходимостью делать более прочный, обладающий большей проходимостью и утепленный автомобиль. Примером в этом отношении является сравнение автомобиля Фиат 124, имеюще- го сухую массу 865 кг, с автомобилем ВАЗ-2101, имеющего сухую массу 890 кг. Автомобили ЗАЗ-966 и ЗАЗ-968 равноценны своим зарубежным аналогам, которые имеют сухую массу 670—730 кг, а автомобиль Пежо 204 даже 810 кг. Полная масса автопоезда ВАЗ-2101 + «Скиф» составляет 1655 кг. Нагрузка на узел сцепки 25—35 кг. Представление о распределении сухой массы автомобилей по элементам дают данные табл. 95. Таблица 95 Сухие массы агрегатов легковых автомобилей, кг Агрегаты Автомобили ЗАЗ-966 ЗАЗ-968 „Москвич- 408“ «М.ОСКВИЧ- 412“ ИЖ-2125 ГАЗ-21 ГАЗ-24 ГАЗ-13 Двигатель без оборудо- — — 123,0 124,0 124,0 146,0 136,5 188,0 вания Двигатель с оборудова- 150* 156* 140,0 146,0 146,0 185,0 175,0 240,0 нием и сцеплением Коробка передач — — 19,5 20,5 20,5 27,5 26,0 90,0 Карданная передача — — 6,0 8,0 8,0 12,0 9,0 160,0 Передний мост 55 55 74,0 74,0 74,0 97,0 100,0 130,0 Задний мост 36 36 53,0 53,0 53,0 89,0 85,0 78,0 Рулевое управление 12 12 18,5 18,5 18,5 22,0 21,0 22,0 Радиатор — — 6,7 6,5 6,5 11,0 11,0 16,0 Аккумуляторная бата- 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 24,0 24,0 28,0 рея Колесо с шиной 12 12 17,0 17,0 17,0 21,0 18,0 38,0 Кузов 280 280 432,0 432,0 447,0 560,0 700 1050,0 * С коробкой передач и главной передачей. Поскольку сухая масса автомобиля характеризует степень ра- циональности и совершенства его конструкции, то сухая масса от- дельных элементов автомобиля дает возможность оценить, насколь- ко рационально создан тот или иной его агрегат или узел. § 3. СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ (СКОРОСТНОСТЬ) Основой скоростных качеств автомобиля являются мощностные и скоростные свойства его двигателя. На рис. 72 приведены скорост- ные (внешние) характеристики двигателей некоторых современных отечественных легковых автомобилей. Из графика видно, что у ав- томобилей большого и высшего классов двигатели тихоходней, а следовательно, надежней и долговечней, чем у автомобилей малых классов. Такое же положение и у двигателей зарубежных автомоби- 285
Таблица 96 Значения литровой мощности двигателей и удельной мощности легковых автомобилей Автомобили Максимальная мощность, л. с. Рабочий объем двига- теля, л Масса авто- мобиля в сна- ряженном состоянии, кг Литровая мощное ть, л. с ./л Удельная мощность, л. с./т ЗАЗ-966 43 1,196 780 36,0 55,0 ЗАЗ-968 45 1,196 790 37,5 57,0 ВАЗ-2101 60 1,198 955 51,6 65,0 ВАЗ-2103 75 1,452 1030 53,0 74,8 -«Москвич-408» 50 1,360 990 36,8 50,4 «Москвич-412» 75 1,478 1045 51,0 71,6 ИЖ-2125 75 1,478 1100 51,0 68,0 ГАЗ-21 75 2,445 1460 30,5 51,4 ГАЗ-24 98 2,445 1400 40,0 70,0 ГАЗ-13 195 5,520 2100 35,4 93,0 ЗИЛ-114 300 6,960 3085 43,0 97,0 ЗИЛ-117 300 6,960 2880 43,0 104,0 лей. Например, автомобили с большим рабочим объемом двигателя (от 6 до 7,5 л) имеют максимальную мощность порядка 250 л. с. при частоте вращения коленчатого вала 4000—4500 об/мин. Зару- бежные автомобили в малых классах также имеют двигатели, с большой частотой вращения коленчатого вала в минуту. Например, у автомобилей Фиат, БМВ, Рено, Ситроен, Пежо при максимальной мощности частота вращения коленчатого вала 5600—6000 об/мин. В табл. 96 приведены значения литровой и удельной мощности отечественных легковых автомобилей, которые характеризуют со- вершенство рабочего процесса и конструкции двигателя и его соот- ветствие по своей мощности данному автомобилю. Ввиду того, что легковой автомобиль редко используется с пол- ной полезной нагрузкой, то для него удельная мощность приведена на 1 т снаряженной массы. Как было сказано выше, основным измерителем скоростных свойств автомобиля является динамическая характеристика, кото- рая строится на основе скоростной характеристики двигателя и дру- гих исходных данных, приведенных в табл. 97. В ней приведены так- же максимальные значения динамических факторов на каждой из передач, соответствующие работе двигателя на режиме максималь- ного крутящего момента, даны максимальные преодолеваемые подъемы и ускорения, определенные для случая движения по дороге с сопротивлением качению, характеризуемым /=|0,015. На рис. 73, 74, 75 изображены динамические характеристики некоторых отече- ственных легковых автомобилей. 286
Рис. 72. Скоростные (внешние) характеристики двигателей оте- чественных легковых автомобилей Рис. 73. Динамические характеристи- ки автомобилей ВАЗ-2101 (пунктир- ные линии), ВАЗ-2103 (сплошные линии), ВАЗ-2101 с прицепом «Скиф» (штрихпунктирные линии): I—IV передачи Рис. 74. Динамические характеристи- ки автомобилей «Москвич-408» (пунк- тирные линии) и «Москвич-412» (сплошные линии): I—IV передачи Скорость движения,км/ч Рис. 75. Динамические характеристики автомобилей ГАЗ-21 (пунктирные ли- нии) и ГАЗ-24 (сплошные линии): I—IV передачи
Таблица 97 288 Параметры для определения динамических характеристик легковых автомобилей Автомобили Параметры ЗАЗ-966 ЗАЗ-968 ВАЗ-2101 ВАЗ-2103 „Москвич- 408“ „Москвич- 412“ иж- 2125 ГАЗ-21 ГАЗ-24 ГАЗ-13 ЗИЛ- 114 ЗИЛ- 117 Количество мест, вклю- чая место водителя 4 4 5 5 4 4 4 5 5 7 7 5 Полная масса, кг 1080 1110 1355 1430 1330 1437 1450 1885 1825 2625 3610 3255 Максимальная мощ- ность двигателя, л. с. 43 45 60 75 50 75 75 75 98 195 300 300 Частота вращения ко- ленчатого вала в ми- нуту при максималь- ной мощности, об/мин 4200— 4400 4400— 4600 5600 5600 4750 5800 5800 4000 4500 4200 4300- 4400 4300— 4400 Максимальный крутя- щий момент, кгм 7,8 8,2 8,9 10,8 9,3 11,4 11,4 17,0 19,2 41,0 57,0 57,0 Частота вращения ко- ленчатого вала в ми- нуту при максималь- ном крутящем мо- менте, об/мин Передаточные числа в коробке передач на разных передачах: 2700— 2900 3000- 3200 3400 3500 2750 3000- 3400 3000- 3400 2200 2400 2200 2700— 2900 2700— 2900 I 3,8 3,8 3,75 3,75 3,81 3,49 3,49 3,12 3,50 2,84 1,72 1,72 II 2,12 2,12 2,30 2,30 2,42 2,04 2,04 1,77 2,26 1,62 1,0 1,0 III 1,409 1,409 1,49 1,49 1,45 1,33 1,33 1,00 1,45 1,00 IV 0,964 0,964 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 .— 1,00 — задний ход 4,165 4,165 3,87 3,87 4,71 3,39 3,39 3,74 3,54 2,00 2,39 2,39 Передаточное число главной передачи 4,125 4,125 4,3 4,3 4,22 4,22 4,22 4,55 4,1 3,38 3,54 3,54 Размер шин 6,15—13 6,15-13 6,15—13 165—13Р 6,45—13 6,45—13 6,45- 13 6,70— 15 7,35- 14 8,20 15 9,35— 15 9,35— 15 Статический радиус ко- 0,278 0,278 0,278 0,283 0,285 0,285 0,285 0,335 0,310 0,348 0,350 0,350 лес, м Принимаемый механиче- ский КПД 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 Фактор сопротивления воздуха, кг-с2/м2 Максимальный динами- ческий фактор на пе- 0,056 0,056 0,057 0,059 0,059 0,059 0,059 0,078 0,069 0,084 0,080 0,079 редачах, I 0,326 0,328 0,355 0,375 0,344 0,363 0,361 0,351 0,360 0,372 0,645 0,650 II 0,188 0,189 0,205 0,215 0,188 0,193 0,192 0,197 0,211 0,214 0,266 0,270 III 0,117 0,119 0,125 0,135 0,119 0,122 0,120 0,101 0,128 0,112 — — IV Максимальный преодо- леваемый подъем на передачах, %: 0,074 0,075 0,080 0,085 0,076 0,085 0,084 0,083 I 31,1 31,3 34,0 36,0 33,9 34,8 34,6 33,6 34,5 35,7 63,0 63,5 II 17,3 17,4 19,0 20,0 17,3 17,8 17,7 18,2 19,6 19,9 25,1 25,5 III 10,2 10,4 и,о 12,0 10,4 10,7 10,5 8,6 11,3 9,7 — — IV Критическая скорость движения на переда- чах, км/ч: 5,9 6,0 6,5 7,0 6,1 7,0 6,9 6,8 I 15,6 19,3 23,2 24,1 22,3 25,3 26,0 21,5 22,0 29,3 — — II 27,2 29,3 37,3 36,1 31,6 38,1 39,1 36,4 33,0 40,6 — — III 33,4 35,2 55,1 56,1 49,2 55,0 56,0 61,0 54,4 88,0 — — IV Максимальные ускоре- ния на передачах, м/с2: 44,7 47,8 65,0 62,3 59,8 63,0 65,2 — 60,0 I 1,74 1,75 1,93 2,10 1,91 2,08 1,97 2,02 2,05 — — — II 1,36 1,38 1,43 1,50 1,39 1,42 1,40 1,36 1,51 — — — III 0,82 0,84 0,90 0,97 0,86 0,94 0,91 0,73 0,79 — — — IV 0,53 0,54 0,59 0,63 0,55 0,63 0,62 0,61
289
В табл. 93 приведены максимальные скорости движения автомо- билей по их техническим характеристикам. Максимальные скорости некоторых зарубежных легковых авто- мобилей указывались выше в обзоре отечественных легковых авто- мобилей. Специальное назначение автомобилей большого и высшего клас- сов ставит их в особое положение и не является характерным для массовых серийных автомобилей в части мощностных и скоростных параметров. Очень высокие максимальные скорости автомобилей могут быть обеспечены только за счет большой мощности двигателя, а это влечет за собой большие расходы топлива в эксплуатации. В реальных условиях эксплуатации такие высокие скорости исполь- зуются крайне редко. Однако одно время наблюдался неуклонный рост мощности двигателей и максимальной скорости легковых авто- мобилей в зарубежных странах. Особенно сильно это проявлялось в США и объяснялось в основном причинами рекламного порядка и носило престижный характер. Среди показателей скоростных качеств легковых автомобилей в современных условиях особое значение приобрел такой, как интен- сивность разгона: в городе— при трогании с места, на загородных дорогах — при обгонах. В табл. 98 и на рис. 76 и 77 приведены данные, характеризующие интенсивность разгона некоторых отечественных легковых автомо- билей при движении с места с переключением передач. Основным измерителем интенсивности разгона легкового автомо- биля принято время разгона с места до 100 км/ч с переключением передач. Для особо малых или полноприводных автомобилей, у ко- торых невысокие максимальные скорости, время разгона ограничи- вается обычно до скорости 60 км/ч. Таблица 98 Интенсивность разгона легковых автомобилей Измерители Автомобили ЗАЗ-968 ВАЗ-2101 „Москвич- 412“ ГАЗ-24 ЗИЛ- 117 ВАЗ-21014- 4-„Скиф“ Время разгона, с: от 0 до скорости 19,2 13,7 13,2 15,0 9,0 27,0 80 км/ч до скорости 100 км/ч 29,0 22,0 20,0 22,0 13,5 39,0 Путь разгона, м: от 0 до скорости 280 200 185 225 150 340 80 км/ч до скорости 100 км/ч 550 420 369 450 268 700 Время разгона с места, с: на расстоянии 400 м 23,7 21,1 21,1 21,2 18,0 29,5 » » 1000 м 41,8 41,1 39,0 36,5 35,0 43,0 290
Рис. 76. Время разгона некоторых отечественных легковых автомобилей Рис. 77. Путь разгона некоторых оте- чественных легковых автомобилей Так, например, у автомобиля ЗАЗ-969 время разгона до 60 км/ч составило 35 с, а у УАЗ-469 это время равно 16 с. В табл. 98 и на рис. 77 и 78 приведены также данные по интенсивности разгона ав- топоезда ВАЗ-2101 с прицепом «Скиф». Они подтверждают, что при наличии у автомобиля прицепа его показатели разгона ухудшаются в 1,5—2 раза. Данные по интенсивности разгона отечественных легковых авто- мобилей приведены в табл. 98 для автомобилей с полной нагрузкой. При езде с водителем и одншм пассажиром для автомобилей ЗАЗ-968, ВАЗ-2101, «Москвич-412», ГАЗ-24 время разгона соответ- ственно будет 27,9; 20,0; 18,8; 22 с. У зарубежных аналогов этих ав- томобилей, а именно: Пежо 204, Симка 1100, Фиат 124, Пежо 504, Рено 16TS, БМВ 1600, Мерседес-Бенц 220, время разгона до 100 км/ч соответствует 19,6; 21,0; 19,6; 14,8; 13,4; 13,3; 13,7 с. По интенсивности разгона среди отечественных автомобилей ГАЗ-24 имеет более низкие показатели, чем например, такие авто- мобили малого класса, как ВАЗ-2101 и «Москвич-412». Автомобили большого и высшего классов имеют показатели раз- гона вполне достаточные и близкие к зарубежным аналогам. Авто- мобиль Мерседес-Бенц 600 разгоняется до скорости 100 км/ч за 11,6 с. 291
Кроме двигателя, на интенсивность разгона автомобиля большое влияние оказывает совершенство конструкции, качество и состояние его шин и подшипниковых узлов. Для установления этого влияния определяется путь свободного качения автомобиля, или иначе, его «выбег» со скорости 50 км/ч. В табл. 99 и на рис. 78 приведены данные о пути свободного ка- чения отечественных легковых автомобилей. Сравнение этих данных сданными зарубежных аналогов показывают, что у Фиат 124 выбег со скорости 50 км/ч равен 685 м, Фиат 127 — 668, Фиат 128 — 685, Пежо 404 — 592, Вольво 144 — 645 м. Таблица 99 Путь свободного качения легковых автомобилей Автомобили Время, с Средний путь свободного качения со скорости 50 км/ч, м Автомобили Время, с Средний путь свободного качения со скорости 50 км/ч, м ЗАЗ-966 — 490 ГАЗ-21 — 533 ЗАЗ-968 77,2 479 ГАЗ-24 81 547 ВАЗ-2101 72 430 ГАЗ-13 — 590 ВАЗ-2103 73 435 ЗИЛ-114 — 1083* «Москвич-408» 75,8 465 ЗИЛ-117 — 977* «Москвич-412» 75 460 ЗАЗ-969 — 290 ИЖ-2125 76 478 УАЗ-469 65,8 412 * Выбег со скорости 80 км/ч. Средние технические скорости движения автомобилей изучались и устанавливались при проведении междуведомственных приемоч- ных испытаний, в пробегах с разными дорожными условиями. Эти 20 40 во 80 100 по В рем о Вы Вег а ,с Рис. 78. Путь и время свободного каче- ния автомобилей «Москвич-412» н ВАЗ-2101 данные приведены в табл. 100. Они являются средними по не- скольким автомобилям каж- дой модели. При сопоставле- нии по ним скоростных ка- честв разных автомобилей сле- дует учитывать, что испытание не всегда проводилось на од- них и тех же участках дорог и в одних и тех же дорожных и погодных условиях. Поэтому в некоторых случаях получаются тр удно'со постав и м ы е данные. Например, все отечественные автомобили испытывались на горных дорогах, как правило, в Крыму или на Кавказе, а автомобиль ИЖ-2125 испыты- вался в Таджикистане, где 292
Таблица 100 Средние технические скорости движения легковых автомобилей в разных дорожных условиях, км/ч Дорожные условия Дороги с ровным усовершенство- ванным покры- тием Дороги с щебе- ночным или бу- лыжным покры- тием в хорошем состоянии Дороги грунтовые в хорошем со- стоянии Дороги горные с ровным покры- тием в хорошем состоянии Улицы Москвы профиль дорог отличался от Крымского и похожего на него Кав- казского. Из-за этого у практически одинаковых по своим скорост- ным качествам автомобилей «Москвич-4.12» и ИЖ-2125 средние технические скорости значительно отличаются (54,3 и 69,0 км/ч). Несопоставимые данные могли быть получены также из-за разно- го времени года и разных погодных условий при проведении испы- таний. Результаты многолетних испытаний разных моделей автомо- билей позволяют утверждать, что средняя техническая скорость при движении легкового автомобиля в условиях Москвы лежит в пределах 304-40 км/ч и почти не зависит от класса и модели авто- мобиля. В табл. 101 приведены данные, показывающие, насколько ско- рость сообщения отличается от технической. Эти данные получены во время испытаний автомобилей ВАЗ-2101 и «Москвич-412» по городскому маршруту на улицах Москвы. Таблица 101 Скорости движения по улицам Москвы Автомобили Скорость, км/^ч Время, % Расход топлива, л/100 км сообщения техниче- ская движения СТОЯНКИ ВАЗ-2101 30,0 36,5 80,6 19,4 11,2 «Москвич-412» 27,8 36,8 83,7 16,3 10,7 293
§ 4. БЕЗОПАСНОСТЬ Устойчивость. У отечественных легковых автомобилей устойчи- вость против опрокидывания во многом оценивается пока субъектив- но по заключениям экспериментаторов при различных дорожных испытаниях автомобилей. Большие работы по исследованию управляемости автомобилей проводятся на автополигоне НАМИ по разработанным методикам. Во время испытаний на управляемость в соответствии с отраслевой нормалью 0Н025 319-68, проводятся следующие виды испытаний: определение курсовой устойчивости, т. е. оценка управляемости при движении на прямолинейных участках дорог — испытание «курс»; оценка управляемости при маневрировании с большой скоростью, т. е. при объезде препятствия или при обгоне на прямолинейном участке дороги — испытание «переставив»; оценка управляемости при движении по кривым в плане — испытание «вход в круг»; оцен- ка управляемости автомобиля при движении по траектории с ми- нимальными радиусами, т. е. «змейка». Кроме того, при испытании на управляемость оценивается ста- билизация управляемых колес и определяется усилие поворота руля на месте. Примером оценки устойчивости на опрокидывание может слу- жить сравнение результатов испытаний на «вход в круг» автомоби- лей ВАЗ-2101 и «Москвич-412». Надежность управления автомоби- лем ВАЗ-2101 при движении по кривым с твердым покрытием удо- влетворительной ровности и высоком значении коэффициента сцепления выше, чем у автомобиля «Москвич-412», что можно объ- яснить в основном большей устойчивостью против опрокидывания, улучшающей психологическое воздействие больших боковых уско- рений на водителя. Такие же результаты получаются при проведе- нии испытаний типа «переставка». Необходимо отметить, что во всех видах испытаний на управля- емость и устойчивость большое значение имеют шины. Характери- стики шин, их качество и состояние очень сильно сказываются на результатах испытаний. В табл. 102 приведены численные значения ширины колеи, высо- ты центра тяжести и коэффициента устойчивости против бокового опрокидывания, определяемого по формуле (34) для легковых ав- томобилей при полной нагрузке. Из этой таблицы видно, что авто- мобили более позднего выпуска имеют более низкое расположение центра тяжести, большую ширину колеи и соответственно большие значения коэффициента устойчивости против бокового опрокидыва- ния. Значения коэффициентов сопротивления уводу колес переднего и заднего мостов легковых автомобилей могут быть различными вследствие неодинакового давления в шинах и в зависимости от приходящейся на них нагрузки. Однако, учитывая, что у всех совре- менных легковых автомобилей давление в шинах передних и задних колес практически одинаковое, коэффициент их поворачиваемости, 294
Таблица 102 Коэффициент устойчивости против опрокидывания Автомобили Средняя ширина колен, мм Высота центра тяжести, мм Коэффициент устойчивости против опрокиды- вания т без нагрузки с полной нагрузкой ЗАЗ-966 1210 559 569 1,06 ЗАЗ-968 1210 556 564 1,07 ВАЗ-2101 1325 552 562 1,18 ВАЗ-2103 1343 560 581 1,16 «Москвич-408» 1232 567 602 1,03 «Москвич-412» 1237 562 596 1,04 ИЖ-2125 1237 601 617 1,01 Г АЗ-21 1415 615 714 0,99 ГАЗ-24 1445 552 620 1,16 ГАЗ-13 1535 550 560 1,29 ЗИЛ-114 1620 621 628 1,28 ЗИЛ-117 1620 605 613 1,27 выражаемый формулой (39), будет равен отношению нагрузки, при- ходящейся на задний мост, к нагрузке на передний мост. В табл. 103 указаны соответствующие данные для легковых автомобилей в на- груженном состоянии и без нагрузки. При этом распределение мас- сы без нагрузки принято для автомобилей в снаряженном состоянии (без учета массы водителя). Это является некоторой неточностью, объясняемой отсутствием данных о распределении по мостам массы автомобиля с водителем, но без пассажиров и багажа. Абсолютные значения полной массы автомобилей приняты в этой таблице с уче- том не только массы пассажиров, но также и массы багажа в соот- ветствии с данными, приведенными ранее в табл. 94. Таблица 103 Коэффициент поворачиваемости легковых автомобилей Автомобили Распределение массы автомобиля по мостам, % Коэффициент поворачиваемости без нагрузки с полной нагрузкой без нагрузки с полной нагрузкой на перед- ний мост на задний мост на перед- ний мост на задний мост ЗАЗ-966 41,0 59,0 43,0 57,0 1,44 1,32 ЗАЗ-968 42,0 58,0 40,0 60,0 1,36 1,15 ВАЗ-2101 54,0 46,0 47,0 53,0 0,85 1,13 ВАЗ-2103 54,5 45,5 47,5 52,5 0,84 1,Ю «Москвич-408» 53,6 46,4 48,0 52,0 0,86 1,08 «Москвич-412» 53,5 46,5 46,0 54,0 0,87 1,17 ИЖ-2125 50,0 50,0 45,6 54,4 1,00 1,19 ГАЗ-21 50,7 49,3 47,0 53,0 0,97 1,13 ГАЗ-24 53,0 47,0 47,5 52,5 0,89 1,10 ГАЗ-13 54,0 46,0 48,3 51,7 0,85 1,08 ЗИЛ-114 52,0 48,0 50,0 50,0 0,92 1,00 ЗИЛ-117 51,0 49,0 47,5 52,5 0,96 1,10 295
Из табл. 103 видно, что все отечественные легковые автомобили,, кроме автомобилей ЗАЗ и ИЖ-2125, без нагрузки имеют коэффи- циент поворачиваемости меньше единицы, т. е. имеют так называе- мую недостаточную поворачиваемость, а значит, лучшую устойчи- вость при движении. Наиболее низкие значения коэффициента поворачиваемости без нагрузки у автомобилей ВАЗ и ГАЗ-13. Близ- ки к ним автомобили «Москвич». При полной нагрузке у всех авто- мобилей коэффициент поворачиваемости больше единицы (излиш- няя поворачиваемость) и боковая устойчивость их хуже, чем в- ненагруженном состоянии. Наибольшее значение коэффициента поворачиваемости как без нагрузки, так и с полной нагрузкой у ав- томобилей ЗАЗ. При рассмотрении поворачиваемости автомобилей нельзя забывать, что она характеризует устойчивость движения ав- томобиля лишь при сухом состоянии дорожного покрытия. При скользком состоянии дороги сопротивление против бокового сколь- жения зависит главным образом от бокового сцепления шин с доро- гой. При этом наименьшая устойчивость против заноса будет у тех. автомобилей, которые имеют наименьшее значение коэффициента сцепной массы. Тормозные свойства. Испытания автомобилей на тормозные свой- ства в настоящее время проводятся в соответствии с требованиями ОСТ 37.001.016—70. Эффективность торможения в дорожных условиях определяется при холодном (не выше 100° С) состоянии тормозов — испытание «тип — 0» и при «нагретом» состоянии—испытание «тип—-1». Условия и результаты испытаний приведены в табл. 104, которая составлена по данным заводских и междуведомственных испытаний. Основной метод определения эффективности тормозов — это испы- тание «тип—0» при холодном состоянии тормозов. Определение остаточной эффективности тормозов после нагрева производится во время испытания «тип—1». Нагрев тормозов производится следую- щим образом: разгон автомобиля до скорости, равной 80% от мак- симальной и затем торможение с этой скорости с постоянным за- медлением 3 м/с2 до скорости, составляющей 50% от начальной, потом вновь повторение цикла. Период одного цикла 45 с. Число циклов 15. По данным табл. 104 видно, что все отечественные легко- вые автомобили укладываются в значения величин, предписанные требованиями ОСТ. Лучшие показатели по тормозному пути у авто- мобиля ВАЗ-2101 (34 м) и ЗИЛ-114 (33,5 м). Худшие у автомобиля «Москвич-408» (44 м). Однако необходимо отметить, что у этого автомобиля были шины 6,00—13. Замена шин на размер 6,45—13 уравнивает тормозные свойства автомобилей «Москвич-408» и «Москвич-412». Большое значение имеет установка гидровакуумного усилителя, снижающего усилие на педали. У автомобиля ИЖ-2125 усилие на педали с усилителем равно 28,3 кгс, а без него 50 кгс. Тормозные свойства автомобиля в большой степени определяют- ся стабильностью действия тормозных механизмов при их нагреве. Эффективность тормозов при нагреве ухудшается. Установлено, что если температура тормозных накладок не превышает 200° С, то 296
Таблица 104 11-1281 Тормозные свойства легковых автомобилей Автомобили Начальная скорость, км/ч Испытание „тип—0“ (холодные тормоза) Испытание „тип— 1“ (нагретые тормоза) Стояночная тормозная система Тормозной путь, м Замедле- ние, м/с2 Усилие на педаль, кгс Тормозной путь, м Замедле- ние, м/с2 Усилие на педаль, кгс Тормозной путь, м Замедле- ние, м/с2 Усилие на рычаге, кгс 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И Значения по требовани- 80 Не более Не менее Не более Не более Не менее Не более Не более Не менее Не более ям ОСТ 43,2 7,0 50,0 54,0 5,4 50,0 93,3 2,9 40 ЗАЗ-966 50 14,0 - ЗАЗ-968 80 35,0 7,0 48,0 43,4 5,7 47,0 ВАЗ-2101 80 34,0 7,0 42,0 39,0 5,4 40,0 79,2 3,1 38 «Москвич-408» 80 44,0 7,6 50,0 46,0 6,7 50,0 «Москвич-412» 80 38,6 8,3 38,0 39,8 7,3 38,0 85,4 2,9 39 ИЖ-2125 80 39,0/44,8* 7,9/7,0* 28,3/50,0* 49,6 6,6 44,0 87 3,0 38,6 ГАЗ-21 70 32,0 — — — — •— ГАЗ-24 80 39,6 7,3 40,0 42,4 5,8 42,0 ГАЗ-13 80 41,8 — — — — — ЗИЛ-114 80 33,5 7,4 17,0 38,5 6,4 22,0 ЗИЛ-117 80 38,5 6,6 20,0 44,1 5,4 17,0 ЗАЗ-969 50 21 — .— —— — — — — — УАЗ-469 70 35 50 В числителе приводятся значения гидровакуумным усилителем ножного тормоза, в знаменателе •— с отключенным усилителем. 297
ухудшения тормозных свойств еще почти не происходит. Заметное снижение эффективности тормозов происходит при нагреве накла- док свыше 250—270° С. Из табл. 104 видно, что при испытаниях «тип—1», т. е. с нагретыми тормозами, тормозные свойства всех ав- томобилей заметно ухудшились, однако остаются значительно луч- ше нормы. Эффективность действия стояночного тормоза до недавнего вре- мени во время приемочных испытаний не контролировалась, поэто- му таких данных еще недостаточно. В табл. 105 для примера, приве- дены данные по автомобилям ВАЗ-2101, «Москвич-412» и ИЖ-2125. Данные по автомобилю ИЖ-2125 соответствуют способности этого тормоза обеспечить удержание автомобиля на дорожном уклоне, равном 16°. Для характеристики зависимости тормозных свойств автомобиля от начальной скорости торможения в табл. 105 приведены данные по испытаниям автомобилей ЗАЗ-968 и ЗИЛ-117 при холодном со- стоянии тормозов. Таблица 105 Тормозные свойства автомобилей ЗАЗ-968 и ЗИЛ-117 Автомобиль Начальная скорость, км/ч Путь тормо- жения, м Замедление, м/с2 Усилие на педали, кгс Автомобиль Начальная скорость, км/ч Путь тормо- жения, м Замедление, м/с2 Усилие на педали, кгс ЗАЗ-968 30 5,2 6,5 48 ЗИЛ-117 40 10,1 7,0 18 ЗАЗ-968 50 13,4 7,0 49 ЗИЛ-117 80 39,5 6,6 20 ЗАЗ-968 80 35,0 7,0 48 ЗИЛ-117 120 105 6,0 21,5 С увеличением начальной скорости торможения резко увеличива- ется тормозной путь, а замедление и усилие на педали практически не меняются. У автомобиля ГАЗ-21 при торможении со скорости 50 км/ч, тор- мозной путь составляет 15,7 м, а со скорости 30 км/ч 5,6 м. У авто- мобиля ГАЗ-13 «Чайка» тормозной путь с тех же начальных скоро- стей торможения составляет соответственно 15,4 и 5,4 м. Показательной характеристикой тормозных свойств автомобиля является отношение полной массы автомобиля к общей площади рабочей поверхности всех тормозных накладок. Эти данные приве- дены в табл. 106. Обзорность. Испытания по оценке обзорности автомобилей с ра- бочего места водителя на соответствие требованиям безопасности наиболее полноценно проводятся по методике, разработанной НИИАТ при помощи стереоскопической панорамной фотосъемки с места расположения глаз «условного» водителя, сидящего за рулем автомобиля. 298
Таблица 106 Масса, приходящаяся на 1 см2 площади тормозных накладок Автомобили Полная масса автомобиля, кг Общая пло- щадь тормоз- ных накладок, см2 Масса автомо- биля, приходя- щаяся на 1 см'2 площади тор- мозных накла- док, кг/см2 Автомобили Полная масса автомобиля, кг Общая пло- щадь тормоз- ных накладок, см2 Масса автомо- биля, приходя- щаяся на 1 см: площади тор- мозных накла- док, кг/см2 ЗАЗ-966 ЗАЗ-968 «Москвич-408» «Москвич-412» ИЖ-2125 ГАЗ-21 1080 1110 1330 1375 1450 1885 620 620 736 736 736 1052 1,74 1,79 1,81 1,87 1,96 1,79 ГАЗ-24 ГАЗ-13 ЗАЗ-969 ВАЗ-2121 УАЗ-469 1825 2625 1270 1550 2025 1052 1348 620 603 1052 1,78 1,95 2,05 2,58 1,96 Примечание. В таблицу не включены автомобили с дисковыми тормозами. Результаты оценки обзорности с места водителя для отечествен- ных легковых автомобилей приведены в табл. 107. Наименования параметров и их буквенные обозначения приняты согласно табл. 20 и рис. 35 и 36. Таблица 107 Обзорность с места водителя на легковых автомобилях Автомобили Длина необозреваемой зоны перед автомо- билем, Lx м Граница необозреваемой зоны Видимость свето- фора, м ЗАЗ-966 5,2 — — ЗАЗ-968 5,2 —— — ВАЗ-2101 3,5 0,5 11,25 ВАЗ-2103 4,0 0,5 11,25 «Москвич-408» 4,5 0,19 12,2 «Москвич-412» 4,4 0,3 13,2 ИЖ-2125 4,4 0,3 13,2 ГАЗ-21 7,2 1,3 9,3 ГАЗ-24 9,5 0,64 — ГАЗ-13 8,3 1,5 ЗИЛ-114 6,5 0,4 6,9 ЗИЛ-117 6,8 0,4 4,7 Нормативы ГОСТ — не более ГОСТ не более ГОСТ и СЭВ ГОСТ 9734—61, 8 м ЕЭК ООН не 0,9 м не более 12 м СЭВ и ЕЭК ООН более 12 м Из приведенных в таблице данных следует, что обзорность боль- шинства отечественных автомобилей соответствует нормативам, ес- ли не считать автомобилей ГАЗ-21 и ГАЗ-13, которые создавались задолго до их установления. Исключение составляют автомобили типа «Москвич», у которых расстояние видимости светофора состав- ляет 12,2—13,2 м, а норматив не более 12 м. и* 299
Надо отметить, что обзорность через заднее стекло кузова авто- мобиля ИЖ-2125 лучше, чем у однотипных автомобилей. Горизон- тальный угол обзора через заднее стекло у него составляет 40°, на автомобиле «Москвич-412» этот угол равен 36°, а на автомобиле «Москвич-427» — 34°. Из-за особенности расположения и наклона заднего стекла у автомобиля ИЖ-2125 оно при движении по засне- женным, грязным или пыльным дорогам остается практически чис- тым, в то время как стекло у автомобиля «Москвич-412» сильно загрязняется, а на автомобиле «Москвич-427» загрязнение заднего стекла доходит до полной потери видимости через него. Токсичность. Из всех методов испытаний автомобилей на опре- деление их токсичности, т. е. на определение выброса токсичных веществ, наибольшее распространение получает метод, разработан- ный на автополигоне НАМИ и соответствующий ГОСТ 16533—70 и Правилам № 15 ЕЭК ООН. Согласно ГОСТу, регламентируется норма содержания окиси углерода в отработавших газах бензинового двигателя: на малых оборотах холостого хода должно быть не более 4,5% по объему, а на оборотах 0,6 пном.±100 об/мин — не более 2% по объему окиси углерода в отработавших газах автомобилей. Правилами ЕЭК ООН предусмотрены три типа испытаний. При испытаниях типа I и II контролируется выброс веществ с отрабо- тавшими газами, а при испытаниях типа III — выбрс с картер- ными газами. Испытание «тип I» состоит из определения выброса окиси угле- рода и углеводородов в средней пробе после запуска холодного дви- гателя при испытании на стенде с беговыми роликами за все время испытаний по Европейскому ездовому циклу, выраженного в грам- мах на испытание (в г/исп). Полученные значения выбросов токсич- ных веществ сравниваются с рекомендованными нормами. Испытание «тип II» состоит из определения процентного содер- жания окиси углерода в отработавших газах на холостом ходу при минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Испытание «тип III» состоит из определения выброса углево- дородов из системы вентиляции картера на холостом ходу двигате- ля и при движении на стенде с беговыми роликами со скоростью 50 км/ч. Выброс углеводородов не должен превышать 0,15% от рас- хода топлива за время испытаний. Особого внимания заслуживает испытание «тип I», так как оно включает постоянные и переменные режимы работы двигателя, т. е. те, которые встречаются в реальной эксплуатации. Данные по токсичности двигателей некоторых отечественных легковых автомобилей представлены в сводной табл. 108. Эта таб- лица составлена по результатам испытаний, проведенным автопо- лигоном НАМИ, заводами и междуведомственными приемочными комиссиями. Таблица состоит из двух половин, содержащих данные, полученные в соответствии с ГОСТом и правилами ЕЭК ООН — тип I. 300
Таблица 108 Токсичность двигателей легковых автомобилей Автомоб иль ГОСТ 16533—70 Правила № 15 ЕЭК ООН, тип I Окись углерода, % Окись углерода Норма, г/исп Углеводороды Минимальный режим холос- того хода Режим холосто- го хода, соот- ветствующий 0)6 от макси- мального Фактическое содержание Фактиче- ское содер- жание, г/исп Норма г/исп Факти- чески Норма Факти- чески Норма % г/исм ЗАЗ-966 3,2 4,5 2,7 2,0 4,0 164 140 10,0 11,3 ЗАЗ-968 2,8 4,5 4,3 2,0 6,3 267 140 5,2 11,3 ВАЗ-2101 4,4 4,5 6,2 2,0 5,4 321 134 13,3 9,4 ВАЗ-2103 4,5 2,0 134 9,4 «Москвич-408» 1,5 4,5 2,4 2,0 4,2 193 161 17,3 12,2 «Москвич-412» 2,0 4,5 6,5 2,0 4,9 210 161 22,8 12,2 ГАЗ-21 4,0 4,5 1,7 2,0 ГАЗ-24 2,9 4,5 6,2 2,0 УАЗ-469 3,0- 4,5 2,5- 2,0 4,3 3,1 Содержание окиси углерода в отработавших газах бензинового двигателя на холостом ходу может изменяться в очень широких пределах и составлять от 0,2 до 14%. Это может зависеть от кон- струкции и размерности двигателя, от его состояния и регулировок. Одним из наиболее доступных способов снижения токсичности дви- гателя является уменьшение концентрации окиси углерода на хо- лостом ходу регулировкой системы холостого хода. Для того чтобы снизить содержание окиси углерода на средних режимах работы двигателя, необходима регулировка главной дози- рующей системы карбюратора, что является гораздо более сложной и трудоемкой операцией. В табл. 108 приведены данные на соответ- ствие ГОСТу по автомобилям, у которых системы холостого хода отрегулированы. Фактическое содержание окиси углерода в отрабо- тавших газах этих автомобилей на минимальном режиме холостого хода укладывается в норму (4,5%), а иногда и значительно мень- ше. На режимах холостого хода положение значительно хуже и ни один двигатель без регулировки в установленную норму 2% не укладывается. Регулировка холостого хода дает снижение выброса окиси угле- рода на 30—60% при одновременном уменьшении расхода топлива до 25%. Концентрация углеводородов в отработавших газах двигателя при регулировке системы холостого хода не меняется. Данные проверки токсичности отечественных легковых автомо- билей по типу I ЕЭК ООН показывают, что по содержанию окиси углерода все они превышают норму, а по содержанию углеводоро- 301
дов у автомобиля ЗАЗ-968 фактическое содержание их (5,2 г/исп) значительно ниже нормы (11,3 г/исп.). Большое влияние на токсичность отработавших газов оказывает состояние системы зажигания и ее регулировки. Так, например, ве- личина зазора в свечах по данным автополигона НАМИ может значительно уменьшить выброс углеводородов, что показано в табл. 109. Таблица 109 Влияние величины зазора в свечах на токсичность двигателя Автомобиль Зазор в свече, мм Выброс окиси углерода, г/исп Выброс углеводо- родов, г/исп «Москвич-412» 0,8 156,5 8,6 «Москвич-412» 1,2 156,3 6,7 ВАЗ-2101 0,6 146,0 7,19 ВАЗ-2101 0,8 145,5 6,46 ВАЗ-2101 1,0 144,0 5,37 Как видно из таблицы, изменение зазора почти не влияет на вы- брос окиси углерода, но выброс углеводородов уменьшается на 22—24%. Выброс углеводородов из двигателей, имеющих открытые систе- мы вентиляции картера, составляет в среднем 25% от всех угле- водородов, попадающих в атмосферу из автомобиля. В табл. НО приведены данные по замерам, проведенным на автополигоне НАМИ. Таблица 110 Содержание углеводородов в картерных газах двигателя Автомобиль Выброс углеводородов с картерными газами г/ч % от весового расхода топлива в час фактический нормируемый ЗАЗ-966 19,7 0,94 0,15 ГАЗ-21 14,1 0* 0,47 0* 0,15 «Москвич-412» 23?6 0Д6 0,15 ВАЗ-2101 0 0 0,15 * В числителе приведен выброс углеводородов с картерными газами автомобиля со штатной (закрытой) системой вентиляции картера, в знаменателе — с открытой системой вентиляции картера. Применение на автомобилях «Москвич-412» и ВАЗ-2101 замкну- тых систем вентиляции картера исключает возможность попадания картерных газов в атмосферу и обеспечивает соответствие этих автомобилей требованиям ЕЭК ООН. 302
Около 20% всех углеводородов, попадающих в атмосферу из автомобиля, приходится на испарение из карбюратора и топливно- го бака. Однако количественная оценка этих углеводородов пока производится только в исследовательском порядке и в практике оценки автомобилей при различного рода испытаниях применения еще не получила. Борьба с выделением углеводородов и одновременно потерями топлива на испарение в настоящее время ведется путем создания замкнутых топливных систем, которые еще недостаточно совершен- ны и не нашли широкого распространения. Одним из основных токсичных составляющих отработавших газов бензинового двигателя являются окислы азота, однако в на- стоящее время в СССР их содержание еще не ограничивается зако- нодательно и поэтому определение их производится лишь в иссле- довательском порядке. Шумность. В нашей стране так же, как и во всем мире, введены ограничения на шум, производимый автомобилями. Оценка шумности автомобилей производится по внешнему и внутреннему шуму, руководствуясь ГОСТ 19358—74. Шум измеряется уровнем звука в децибеллах в разных спект- рах (шкалах) по диапазонам частот колебаний. Внешний шум, создаваемый легковыми автомобилями, в разных странах ограни- чен следующими нормативными требованиями по спектральной шкале А: СССР — 84 дБ; Англия — 84 дБ; ГДР — 80 дБ; ПНР — 83 дБ; ЧССР —85 дБ. В табл. 111 приведены данные по фактическому внешнему шу- му отечественных легковых автомобилей. Таблица 111 Внешний шум легковых автомобилей Автомобиль Фактический уровень звука, дБ А Автомобиль Фактический уровень звука, дБ А Производство 1972 г. Производство 1972 г. Производство 1972 г. Производство 1973 г« ЗАЗ-968 86 81-84 «Москвич-412» 85 84-86 ЗАЗ-968 74—80 82 ГАЗ-24 87 85-86 ВАЗ-2101 83 83 ЗИЛ-114 85 — ЗИЛ-117 75 — Как видно из таблицы, все отечественные автомобили по внешнему шуму в общем вписываются в установленные нормати- вы, а ГАЗ-24 и ЗИЛ-114 требуют некоторой доработки. Внешний шум у автомобиля Фольксваген К70 на 3—6 дБ А, а у Рено 16TS на 3—9 дБ А меньше, чем у других автомобилей. Уровень шума у автомобилей Фиат 124 и ВАЗ-2101 одина- ков, а у Фиат 128 больше на 1—3 дБ А. Наименее шумные ав- томобили Вольво 144, Вольво 164 и Мерседес-Бенц 280. Одним из основных источников шума являются шины. 303
Уровень звука в салонах автомобилей, или внутренний шум, замеряется в передней и задней части салона. Внутренний шум ав- томобиля «Москвич-412» в диапазоне установившихся скоростей движения от 60 до 130 км/ч составляет от 67 до 86,5 дБ А, автомо- биля «Москвич-408» — от 69,5 до 85,5 дБ А. Зарубежные аналоги имеют практически такой же внутренний шум. Величина внутреннего шума в легковых автомобилях невелика. Тем не менее технический прогресс должен обеспечивать ее сни- жение. Внутренний шум современных легковых автомобилей вызы- вается несовершенством систем впуска и выпуска, а также нали- чием повышенного механического шума газораспределения, шес- терен и валов трансмиссии, недостаточной сбалансированностью деталей двигателя и трансмиссии и вибрацией панелей и оперения кузова. Устранение этих недостатков в значительной мере снизит шумность выпускаемых легковых автомобилей. Уровень радиопомех оценивается напряженностью поля радио- помех, создаваемого электрооборудованием автомобиля и проверя- ется на соответствие нормам, рекомендованным «Международным специальным комитетом по радиопомехам» (ГОСТ 17822—72). Все современные автомобили снабжены помехоподавляющими средствами, для максимального снижения напряженности поля ра- диопомех, создаваемого электрооборудованием автомобиля. Проверка автомобилей ВАЗ-2101 показывает, что они соответ- ствуют нормам на всем диапазоне контролируемых частот от 40 до 250 мГц. Их напряженность поля радиопомех в диапазоне частот от 40 до 200 мГц находится в пределах 15—40 мкВ/м и только в диапазоне частот от 200 до 250 мГц возрастает до 100 мкВ/ч, что находится в пределах нормы. Проверка уровня радиопомех у автомобиля «Москвич-412» по- казала, что у него напряженность поля радиопомех в диапазоне частот от 40 до 80 мГц находится в пределах 15—40 мкВ/м, а затем резко возрастает и на частоте 100 мГц равна 150 мкВ/м, что является несколько завышенным, так как в этом диапазоне долж- на быть равна 50—60 мкВ/м. В диапазоне частот от 100 до 250 мГц напряженность поля воз- растает до 200—250 мкВ/м, в то время как норма в этом диапазоне частот не превышает 130 мкВ/м. Следовательно, помехоподавля- ющие средства у автомобилей снятой с производства модели «Москвич-412» не соответствуют предъявляемым требованиям. § 5. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ На рис. 79 приведены топливные характеристики отечествен- ных легковых автомобилей, установленные экспериментально при проведении разного рода заводских и междуведомственных испы- таний. По приведенным топливным характеристикам легковых авто- мобилей можно сделать следующие замечания. 304
Рис. 79. Топливные характеристики оте- чественных легковых автомобилей точки у у них при максимальной скорости Наиболее рациональный пологий характер протека- ния кривой расхода топлива имеют автомобили ВАЗ- 2101 и «Москвич-412». Эти автомобили очень близки по минимальному расходу топ- лива (около 7 л/100 км) при скорости движения порядка 50 км/ч. От этой обоих автомобилей практи- чески одинаковый, плавный подъем левой и правой вет- вей кривой. Такое сходство экономических характерис- тик объясняется большим подобием современных, вы- сокооборотных двигателей этих автомобилей и самих автомобилей. Расход топлива 140 км/ч поднимается до 13—14 л/100 км, что является хорошим показателем. На малых скоростях движения расход топлива уве- личивается незначительно. Хуже характер протекания кривых топливной характеристики у автомобилей ЗАЗ. Левые части кривых у автомобилей ЗАЗ-966 и ЗАЗ-968 очень близки, особенно в диапазоне скоростей 40— 50 км/ч, расход топлива 5,5—6,0 л/100 км. При увеличении скоро- сти движения расход топлива у обоих автомобилей, особенно у ЗАЗ-968, резко возрастает (с 5,5 до 12 л/100 км), что является их недостатком. Минимальный расход топлива у автомобиля ГАЗ-24 при скоро- сти 50 км/ч равен 8 л/100 км. При скоростях движения менее 50 км/ч расход топлива резко возрастает и при минимально устой- чивой скорости в диапазоне 20—30 км/ч доходит до 10—12 л/100 км. Работа автомобиля на повышенных скоростях сопровождается по- вышенным расходом топлива (до 18—19 л/100 км). У автомобиля ГАЗ-13 минимальный расход топлива соответст- вует скорости движения 30—40 км/ч и равен 11,8 л/100 км, а при скоростях, близких к максимальной, расход топлива возрастает до 25—28 л/100 км. Автомобили высшего класса ЗИЛ-114 и ЗИЛ-117 имеют минимальный расход топлива соответственно 19,15 и 16,4 л/100 км при скорости движения 60—65 км/ч. Следует обра- тить внимание на характерное и единообразное протекание кривых расхода топлива у полноприводных автомобилей ЗАЗ-969 и УАЗ-469. С увеличением скорости движения этих автомобилей сильно возрастает сопротивление их движению и соответственно расход топлива. В табл. 112 приведены относительные показатели минимального расхода топлива легковыми автомобилями по экономическим ха- 305
Таблица 112 Удельные расходы топлива легковыми автомобилями Автомобили Коли- чество мест Полная масса, т Минимальный расход топлива, л/100 км Фактический эксплуатаци- онный, л/100 км по экономи- ческой харак- теристике отнесенный на 1 пасс отнесенный на 1 т полной массы авто- мобиля ЗАЗ-966 4 1,080 5,9 1,48 5,45 6-8 ЗАЗ-968 4 1,110 5,9 1,48 5,3 6,5—8,5 ВАЗ-2101 5 1,355 6,7 1,34 4,80 8—9 ВАЗ-2103 5 1,430 6,7 1,34 4,55 9—10 «Москвич-408» 4 1,330 6,1 1,53 4,58 10,7 «Москвич-412» 4 1,375 6,75 1,69 4,88 10,4 ИЖ-2125 4 1,45 6,9 1,73 4,70 10,5 ГАЗ-21 5 1,885 8,3 1,66 4,40 12—14 ГАЗ-24 5 1,825 8,0 1,60 4,37 10— 13 ГАЗ-13 7 2,625 11,8 1,69 4,46 20—23 ЗИЛ-114 7 3,610 19,15 2,74 5,30 — ЗИЛ-117 5 3,255 16,4 3,28 5,00 Таблица 113 Средние расходы топлива легковыми автомобилями в разных дорожных условиях, л/100 км Дорожные условия ЗАЗ-966 ЗАЗ-968 ВАЗ-2101 .Москвич- 408* „Москвич- 1 412* ИЖ-2125 ГАЗ-21 ГАЗ-24 ГАЗ-13 ЗИЛ-114 ЗИЛ-117 ЗАЗ-969 УАЗ-469 Дороги с 9,4 8,5 11,6 10,62 10,3 9,7 12,2 13,8 25,7 24,8 14,1 15,4 ровным усо- вершенство- ванным покры- тием Дороги с ще- беночным или булыжным по- крытием в хо- рошем состоя- 8,8 9,8 9,2 12,2 9,5 — — 14,8 — — — 14,2 19,6 НИИ Дороги грун- 10,2 9,4 10,7 12,1 10,0 — 12,3 17,3 21,0 — — 14,3 20,2 товые в хоро- шем состоянии Дороги гор- ные с усовер- шенствован- ным ровным по- — — 10,6 11,5 9,9 11,9 12,8 — 20,6 26,6 25,3 — 21,0 крытием Улицы Мо- 9,9 10,6 9,9 9,5 8,26 11,8 13,6 12,6 22,4 23,85 22,6 11,8 20,4 сквы 306
рактеристикам, отнесенные на 1 т полной массы автомобиля, а также на 1 пассажира, включая водителя. Средние расходы топлива легковыми автомобилями в разных дорожных условиях определялись при проведении заводских, меж- дуведомственных и государственных испытаний. Результаты заме- ров, средние по нескольким автомобилям, участвовавшим в испы- таниях, указаны в табл. 113. При проведении междуведомственных испытаний автомобилей ВАЗ-2101 был определен расход топлива при скоростном подъеме на гору Ахун (район г. Сочи) протяженностью 11,2 км. Среднее значение расхода топлива по четырем автомобилям ВАЗ-2101 рав- но 23,1 л/100 км, а по двум автомобилям «Москвич-412» — 24,7 л/100 км. Фактические эксплуатационные расходы топлива отечествен- ными легковыми автомобилями следует считать удовлетворитель- ными и соответствующими эксплуатационным расходам топлива, которые имеют зарубежные аналоги. Например, Пежо 204—6,8— 8,5 л/100 км, Симка 1100 — 8,2, Фиат 124 — 8,0—9,0, БМВ 1600 — И, Рено 16 TS — 9—13, Мерседес-Бенц 250— 10—16, БМВ 2500 — 13—15, Ситроен DS — 21 —10 л/100 км. § 6. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ В табл. 114 указаны численные значения параметров, характе- ризующих износ двигателей легковых автомобилей и определяе- мых по формулам (49), (50), (51). Таблица 114 Расчетные показатели изнашивания двигателей Автомобили Количество оборотов коленчатого вала на 1 км пути (высшая передача) Ход поршня, мм Путь поршня на 1 км пути (высшая передача), м Средняя скорость поршня при частоте вращения, соответ- ствующая макси- мальной мощности, м/с ЗАЗ-966 2296 66,0 302 9,46 ЗАЗ-968 2296 66,0 302 9,90 ВАЗ-2101 2460 66,0 325 12,33 ВАЗ-2103 2400 80,0 384 14,95 «Москвич-408» 2360 75,0 354 11,88 «Москвич-412» 2360 70,0 330 13,52 ИЖ-2125 2360 70,0 330 13,52 ГАЗ-21 2160 92,0 394 13,30 ГАЗ-24 2100 92,0 386 13,80 ГАЗ-13 1900 88,0 334 12,90 ЗИЛ-114 1430 95,0 272 13,80 ЗИЛ-117 1430 95,0 272 13,80 Как видно из данных таблицы, детали двигателей автомобилей большого и высшего класса, имеющих большие удельные мощно- сти и сравнительно небольшую частоту вращения коленчатого ва- 307
о—о Износ 6плоскости, качания шатуна. +—+ износ В плоскости относительно ко- ленчатого Вала Рис. 80. Типичное распределение диа- метрального износа вдоль образую- щей гильзы цилиндра двигателя «Москвич-412» после пробега 50 тыс. км. ла, значительно меньше нагру- жены, а следовательно, и более надежны и долговечны, чем в двигателях автомобилей средне- го, малого и особо малого клас- сов. Ниже приводятся некоторые данные о величинах износов дви- гателей легковых автомобилей. В табл. 115 приведены данные по износу гильз цилиндров дви- гателя автомобиля «Москвич- 412» за 50 тыс. км пробега, полу- ченные при государственных ис- пытаниях этих автомобилей. Гильзы цилиндров на двига- телях № 2 и 3 имеют удовлетво- рительное состояние зеркала. У двигателя № 1 в 1-м цилиндре имеется задир. По состоянию ос- тальных гильз замечаний не было. На рис. 80 показан типичный характер распределения диаметрального износа вдоль образующей гильзы 4-го цилиндра двигателя № 2. Из рисунка видно, что ин- тенсивность износа в поясе максимального износа на расстоянии 12 мм от верхней плоскости гильзы весьма невелика. Она состав- ляет 3,5 мкм на 1000 км в плоскости, перпендикулярной к оси двигателя, и 1,8 мкм на 1000 км в плоскости, параллельной оси двигателя. Таблица 115 Износ гильз цилиндров двигателя «Москвич-412» № двига- теля Максимальный изиос, мм Максимальная овальность ИЗНОС мкм/1000 км I II III IV I и Ш IV 1 Заднр 0,020 0,015 0,020 0,020 0,010 0,010 0,4 2 0,032 0,043 0,047 0,035 0,005 0,025 0,011 0,018 0,8 3 0,031 0,036 0,034 0,053 0,012 0,018 0,011 0,017 0,8 Для сравнения износостойкости гильз цилиндров в табл. 116 приведены величины интенсивности износа цилиндров двигателей автомобилей «Москвич-407» и «Москвич-408» при различных испы- таниях. Сравнение приведенных результатов свидетельствует об удов- летворительной износостойкости гильз цилиндров автомобилей «Москвич-412». Высокая износостойкость гильз цилиндров этих двигателей подтверждена рядом других испытаний, а также дли- 308
Таблица 116 Износ цилиндров двигателей автомобилей «Москвич» Модель двигателя Место испытаний Пробег, тыс. км Теми износа цилинд- ров, мкм/1000 км М-407 АЗЛК 30—60 1,07 М-408 АЗЛК 50-100 0,52 М-408 Автополигон НАМИ 25-100 1,09 тельным опытом эксплуатации автомобилей «Москвич-412» в раз- нообразных дорожных условиях. В табл. 117 приведены данные по износу цилиндров двигателей автомобилей ВАЗ-2101 за 50 тыс. км пробега, полученные во время приемочных междуведомственных испытаний. Данные представле- ны по четырем двигателям ВАЗ-2101 и по одному двигателю Фиат 124, который испытывался одновременно, но пробег его ограничен 40,5 тыс. км. Как видно из данных таблицы, износы ци- линдров двигателей ВАЗ-2101 сопоставимы с износами гильз дви- гателей «Москвич-412» и могут быть признаны удовлетворитель- ными. Несмотря на меньший пробег при испытаниях износ цилинд- ров двигателя Фиат 124 существенно превышает износ у двигате- лей ВАЗ-2101. Таблица 117 Износ цилиндров двигателей ВАЗ-2101 и Фиат 124 № двигателя Удельный износ цилиндров» мкм/1000 км Максимальная эллипсность цилинд- ров, мм 1-го 2-Го 3-го 4-го Сред- ний 1-го 2-го 3-го 4-го Сред- няя ВАЗ-2101 № 1 1,3 1,0 1,о 1,0 1,08 0,085 0,020 0,020 0,040 0,024 № 2 1,7 1,4 1,6 1,2 1,48 0,010 0,030 0 010 0,030 0,020 № 3 0,74 1,00 0,60 0,80 0,785 0,017 0,020 0,005 0,030 0,018 № 4 1,1 1,2 0,8 0,9 1,0 0 0 0,005 0,015 0,005 Фиат 124 1,48 1,98 2,72 3,21 2,35 0,020 0,060 0,040 0,060 0,045 На основе опыта эксплуатации и ремонта автомобилей уста- новлены нормы пробега легковых автомобилей до капитального ремонта, а также нормы амортизационного пробега [26]. Эти нор- мы приведены в табл. 118. Срок службы (ходимость) шин на автомобилях зависит от сте- пени их нагруженности, характеризуемой коэффициентом, кото- рый определяется по формуле (54). В табл. 119 приведены наибольшие величины нагрузок на пе- редние и задние колеса легковых автомобилей и численные значе- ния коэффициентов нагруженности шин. 309
Таблица 118 Нормативные сроки службы автомобилей для I категории условий эксплуатации Тип автомобиля Марка и модель автомобиля Нормы пробега автомобиля, тыс. км Нормативные сроки службы до полной амортизации до первого капитального ремонта ДО полного списания Легковые ЗАЗ-965А 60 108 7 автомобили ЗАЗ-966В 75 135 7 ЗАЗ-996 80 144 7 ВАЗ-2101 100 180 7 «Москвич-408», 426, 427 100 180 7 «Москвич-412» 125 225 7* ГАЗ-21Р, ГАЗ-21Т 200 360 7* ГАЗ-24 250 450 7* ГАЗ-69, 69А 135 243 7 УАЗ-469 150 270 7 * Срок службы автомобилей такси 5 лет. Таблица 119 Нагруженность шин легковых автомобилей Автомобили Размер шин Максимальная допустимая нагрузка, кгс и соответст- вующее давле- ние воздуха в шинах, кгс/см2 На передних колесах На задних колесах Макси- мальная нагрузка, кгс Коэффи- циент иагружен- ности шин, % Макси- мальная нагрузка, кгс Коэффи- циент нагружен- ности шин, % ЗАЗ-966 6,15-13 365-1,4* 330—1,6 232,0 76,0 308,0 93,0 ЗАЗ-968 6,15-13 305—1,8* 330—1,6 222,0 73,0 333,0 101,0 ВАЗ-2101 6,15-13 355-1,8 316,0 89,0 356,5 101,0 ВАЗ-2103 165-13Р 350—1,7* 370—1,8 340,0 97,0 375,0 100,5 «Москвич-408» 6,45-13 370-1,7 320,0 86,5 345,0 93,5 «Москвич-412» 6,45-13 370—1,7 316,0 85,5 371,5 101,0 ИЖ-2125 6,45-13 370—1,7 331,0 89,5 394,0 106,0 ГАЗ-21 6,70-15 505-1,8 444,0 88,0 499,0 99,0 ГАЗ-24 7,35-14 485-1,7 435,0 89,5 477,5 98,5 ГАЗ-13 8,20-15 700—2,0 636,0 91,0 682,0 97,5 ЗИЛ-114 9,35-15 — 902,5 902,5 — ЗИЛ-117 9,35-15 — 770,0 — 857,5 — * Верхнее значение для передних колес, нижнее — для задних. 310
Из нее же видно, что шины на задних колесах автомобилей ЗАЗ-968, ВАЗ-2101, «Москвич-412» ИЖ-2125 несколько перегру- жены. Это допустимо в том случае, если автомобили часто рабо- тают с неполной нагрузкой. Однако во многих случаях они исполь- зуются при полной полезной нагрузке. Поэтому перегрузка шин на них должна рассматриваться как конструктивный недостаток, со- кращающий срок службы шин. § 7. ПРОХОДИМОСТЬ В табл. 120 указаны конструктивные параметры легковых ав- томобилей, характеризующие проходимость при движении по не- ровной дороге. Таблица 120 Геометрические параметры проходимости легковых автомобилей Автомобили Величина дорожных просветов, мм Радиус про- дольной про- ходимости, м Углы свеса при полной нагрузке, град под передним мостом под задним мостом передний задний ЗАЗ-966 190 190 2,5 39 30 ЗАЗ-968 190 190 2,5 39 30 ВАЗ-2101 175 170 3,0 36 17 ВАЗ-2103 175 170 3,2 36 17 «Москвич-408» 178 178 3,1 38 23,5 «Москвич-412» 178 178 3,2 38 23,5 ИЖ-2125 178 178 3,2 38 23,5 ГАЗ-21 210 195 2,9 28 19 ГАЗ-24 190 180 з,з 33 29 ГАЗ-13 180 210 5,6 24 15 ЗИЛ-114 195 205 9,1 29 14,5 ЗИЛ-117 195 205 5,8 29 14,5 ЗАЗ-969 284* — 1,1 35 45 УАЗ-469 220 220 1,56 50 40 Просвет под кузовом по центру базы автомобиля. Дорожные просветы и углы свеса у всех отечественных легко- вых автомобилей больше, чем у их зарубежных аналогов. Это оп- ределяет лучшую проходимость отечественных автомобилей при движении по неровным и грунтовым дорогам. В табл. 121 приведены удельные давления колес на опорную плоскость при полной нагрузке автомобилей, а также масса, при- ходящаяся на 1 см ширины профиля шин передних колес, обра- зующих первую колею при движении по неплотному грунту или снегу. Данные о совпадении следов передних и задних колес у отече- ственных легковых автомобилей приведены в табл. 122, коэффици- ент совпадения следов определен по формуле (56). Ширина следа установлена с учетом профиля шин, указанного в табл. 121. 311
Таблица 121 Давление колес легковых автомобилей на грунт Автомобили Рармер шин Площадь отпечатка шины, см2 Удельное давление на дорогу, кгс/см2 Ширина профиля шины, см Масса прихо- дящаяся иа 1 см ширины профиля шины, кг/см передних колес задних колес ЗАЗ-966 6,15-13 174 1,33 1,77 15,2 15,3 ЗАЗ-968 6,15-13 177 1,25 1,88 15,2 14,8 ВАЗ-2101 6,15—13 180 1,75 1,98 15,2 20,1 ВАЗ-2103 165-13Р 195 1,75 1,92 16,7 20,0 «Москвич-408» 6,45-13 179 1,78 1,93 16,7 19,2 «Москвич-412» 6,45-13 183 1,72 2,03 16,7 18,9 ИЖ-2125 6,45-13 188 1,76 2,08 16,7 19,8 ГАЗ-21 6,70—15 213 2,1 2,3 18,0 24,7 ГАЗ-24 7,35-14 227 1,92 2,1 18,5 23,6 ГАЗ-13 8,20-15 280 2,3 2,4 21,0 30,0 ЗИЛ-114 9,35—15 356 2,5 2,5 23,5 38,6 ЗИЛ-117 9,35-15 356 2,15 2,4 23,5 32,8 Таблица 122 Совпадение следов передних и задних колес легковых автомобилей Автомобили Колея, мм Ширина одного следа после прохождения переднего и заднего колес, мм Отклонения следа зад- него колеса от следа переднего колеса, мм Коэффициент совпадения следов передних колес задних колес в наруж- ную сто- рону во внутрен- нюю сторону ЗАЗ-966 1200 1220 162 10,0 . 0,94 ЗАЗ-968 1200 1220 162 10,0 — 0,94 ВАЗ-2101 1345 1304 172,5 — 20,5 0,88 ВАЗ-2103 1365 1321 189 — 22,0 0,88 «Москвич-408» 1247 1270 178,5 11,5 0,94 «Москвич-412» 1247 1270 178,5 11,5 0,94 ИЖ-2125 1247 1237 172 — 5,0 0,97 ГАЗ-21 1410 1420 185 5,0 — 0,97 ГАЗ-24 1470 1420 210 — 25,0 0,88 ГАЗ-13 1540 1530 215 — 5,0 0,98 ЗИЛ-114 1590 1650 265 30,0 — 0,90 ЗИЛ-117 1590 1650 265 30,0 — 0,90 Из таблицы видно, что ни у одного из отечественных легковых автомобилей не обеспечено полное совпадение колеи передних и задних колес, а следовательно, и наилучшие условия для движе- ния по неплотному грунту и снегу. Наибольшее несовпадение ко- леи у автомобилей ВАЗ и ГАЗ-24 «Волга» (г|к=0,88). В табл. 123 приведены величины подъемов, преодолеваемые при движении по грунтовым дорогам или снегу с коэффициентом сопротивлению качению — /=0,1. 312
Таблица 123 Максимальный преодолеваемый подъем по грунту Автомобили Максимальный преодоле- ваемый подъем по грунту с сопротивлением град Автомобили Максимальный преодоле- ваемый подъем по грунту с сопротивлением Лв0,1%, град ЗАЗ-966 22,6 «Москвич-412» 26,3 ЗАЗ-968 22,8 ИЖ-2125 26,1 ВАЗ-2101 25,5 ГАЗ-21 25,1 ВАЗ-2103 27,5 ГАЗ-24 26,0 «Москвич-408» 24,4 ГАЗ-13 27,2 В табл. 124 приведены значения коэффициента сцепной массы, определенного по формуле (62а), и предельных величин преодоле- ваемых подъемов, вычисленных по формуле (63) при наиболее скользком состоянии дороги, характеризуемом коэффициентами сцепления <р = 0,1 и сопротивления качению /=0,015. Таблица 124 Значение коэффициента сцепной массы легковых автомобилей Автомобили Коэффициент сцепной массы автомобиля, % Предельная величину подъема, пре- одолеваемого на наиболее скользкой дороге, % с полной нагрузкой без груза с полной нагрузкой без груза ЗАЗ-966 57 59 4,2 4,4 ЗАЗ-963 60 59 4,5 4,3 ВАЗ-2101 53 46 3,8 3,1 ВАЗ-2103 52 47 3,8 3,1 «Москвич-408» 52 47 3,7 3,2 «Москвич-412» 52 47 3,7 3,2 ИЖ-2125 54 50 3,9 3,5 ГАЗ-21 53 49 3,8 3,4 ГАЗ-24 52 47 3,7 3,1 ГАЗ-13 52 46 3,7 3,1 ЗИЛ-114 50 48 3,5 3,3 ЗИЛ-117 53 49 3,6 3,5 Из таблицы видно, что наилучшие условия сцепления ведущих колес на скользкой дороге обеспечиваются у автомобилей ЗАЗ. У этих автомобилей большая часть массы приходится на ведущие колеса и сохраняется практически неизменной при разной нагруз- ке автомобиля. Наиболее низкие значения сцепного фактора имеют автомобили ВАЗ-2101 и ГАЗ-13 без нагрузки, что, в частности, определяет их неудовлетворительную устойчивость против боково- го заноса при скользком состоянии дорожного покрытия. 313
При рассмотрении сцепного фактора легковых автомобилей допущены следующие неточности: масса автомобиля без нагрузки принималась в снаряженном состоянии без учета массы водителя и изменение распределения массы по осям с увеличением количе- ства пассажиров принималось в прямо пропорциональной зависи- мости. При общей оценке проходимости автомобилей такие упро- щения расчетов допустимы. Для более углубленного анализа сцепных качеств автомобилей их допускать нельзя. § 8. УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Плавность хода. В табл. 125 указаны данные, характеризую- щие плавность хода легковых автомобилей. Эти данные приняты по материалам, опубликованным Р. В. Ротенбергом [29]. Таблица 125 Параметры, характеризующие плавность хода легковых автомобилей Автомобили Жесткость, кгс/с м Статический прогиб подвески, см Отношение неиодрес- сорениых масс к под- рессоренным, % перед- ней подвес- ки задней развес- ки перед- них шнн задних шин передней задней передней оси задней оси ЗАЗ-966 33 40 138 157 13,9/9,0 14,0/9,8 13,5 15,5 ЗАЗ-968 33 40 138 157 13,0/9,0 14,0/9,8 13,5 15,5 ВАЗ-2101 42 36 310 380 12,2/9,6 14,9/8,4 12,7 27,0 «Москвич-408» 44,5 42,5 412 412 14,8/12,0 12,5/8,2 13,9 28,8 «Москвич-412» 44,5 42,5 412 412 14,8/12,0 12,5/8,2 13,8 28,8 ИЖ-2125 44,5 42,5 412 412 14,8/12,0 12,5/8,2 13,8 28,5 ГАЗ-21 45,6 48,8 440 440 19,2/15,2 16,6/11,5 11,2 27,0 ГАЗ-24 44,6 45,2 440 400 17,7/15,0 19,0/12,3 11,9 27,2 ГАЗ-13 55,2 52 400 400 22,0/19,3 23,8/15,2 9,0 21,0 ЗИЛ-114 41,5 76 545 600 40,0/36,0 25,2/21,0 9,5 18,2 В числителе с нагрузкой, в знаменателе без нагрузки. Из таблицы видно, что разница между жесткостью упругих эле- ментов передней и задней подвесок у всех автомобилей сравни- тельно невелика, что положительно отражается на плавности хода. Наименьшая разница в жесткостях передней и задней подвесок у автомобилей ГАЗ-24 и ГАЗ-13. Отношение массы неподрессорен- ных частей передней оси к подрессоренным при полной нагрузке автомобиля не превышает 14%. Это характерно для всех автомо- билей с независимой подвеской передних колес и обеспечивает хорошую плавность их хода. Величина жесткости подвески влияет на низкочастотные коле- бания автомобиля, а величина жесткости шины влияет на его вы- сокочастотные колебания. Наиболее рациональное сочетание этих величин с учетом отношения неподрессоренных частей автомобиля 314
к подрессоренным и целого ряда других факторов позволяет со- здать конструкцию с максимальной плавностью хода. Основным измерителем плавности хода является среднеквадратичная вели- чина вертикальных ускорений, замеренных в характерных местах. Эта величина замеряется в нескольких частотных диапазонах на асфальтобетонных и булыжных дорогах не менее чем на трех ско- ростях движения. В табл. 126 представлены данные испытаний автомобилей ВАЗ-2101, «Москвич-408» и «Москвич-412» на плавность хода во время приемочных междуведомственных испытаний автомобилей ВАЗ-2101. Испытания проводились на автополигоне НАМИ. В таб- лице приведены данные полученные в одном близком к реальным условиям частотном диапазоне 0—200 Гц. Таблица 126 Величина среднеквадратичных вертикальных ускорений автомобилей ВАЗ-2101, «Москвич-408» и «Москвич-412» с полной нагрузкой Скорость дви- жения, км/ч Вид дорожного покрытия (место испытаний) яМосквич-412“ „Москвич-408“ ВАЗ-2101 20 Динамометрическая дорога 0,02 0,02 0,03 Гладкий булыжник 0,08 0,08 0,12 40 Динамометрическая дорога 0,03 0,02 0,03 Гладкий булыжник 0,12 0,09 0,17 60 Динамометрическая дорога 0,04 0,04 0,04 Гладкий булыжник 0,16 0,13 0,18 80 Динамометрическая дорога 0,05 0,05 0,05 Гладкий булыжник 0,16 0,14 0,19 100 Динамометрическая дорога 0,07 0,09 0,06 Гладкий булыжник 0,16 0,16 0,18 Анализируя результаты испытаний, можно сделать вывод, что величины среднеквадратичных ускорений в частотном диапазоне 0—200 Гц у всех трех автомобилей имеют близкие значения, что позволяет признать плавность их хода практически одинаковой. Комфортабельность пассажирских мест. В табл. 127 приводят- ся данные, характеризующие удобство размещения пассажиров на сиденьях в легковых автомобилях. Желательные величины этих параметров были даны ранее в табл. 28, а обозначения на рис. 48. Сопоставление данных, приведенных в таблице, с желательны- ми величинами показывает, что высота сидений у всех автомоби- лей не выше 400 мм, в то время, как наиболее удобная ее величина 440 мм. Как уже указывалось, это определяется стремлением к снижению высоты автомобилей и возникающее при этом неудобст- во посадки компенсируется в некоторой степени увеличением углов наклона сиденья и его спинки. 315
316 Параметры пассажирских мест в легковых автомобилях Таблица 127 Параметры Обозна- чение на схеме Численные значения параметров для разных автомобилей ЗАЗ-966 ЗАЗ-968 ВАЗ-2101 ВАЗ-2103 -Москвич- 408- -Москвич- 1 412’ ИЖ-2125 ГАЗ-21Р ГАЗ-24 ГАЗ-13 ЗИЛ-114 ЗИЛ-117 Высота сиденья, мм: переднего л 282 282 290 290 335 335 335 375 300 365 285 280 заднего Б 390 390 362 362 370 370 370 365 340 400 340 335 Глубина сиденья, мм: переднего В 400 400 468 468 430 430 430 440 440 430 480 480 заднего Г 440 440 477 477 460 460 460 465 440 470 505 505 Ширина подушки си- денья, мм: переднего Д 500 500 630 630 564 564 540 1365 1420 1510 590 590 заднего Е 1300 1300 1400 1400 1260 1260 1260 1455 1460 1460 1445 1445 Высота над сиденьем, мм: переднего И 940 940 915 915 890 890 •890 955 910 1050 940 920 заднего К 820 820 845 845 880 880 880 910 900 890 890 870 Пространство для колен Л 220 220 215 215 260 260 260 300 270 220 280 320 наименьшее, мм: Размеры откидных сиде- ний, мм: высота 350 332 глубина — — — — — — — — — — 360 385 — ширина — — — — — — — — — — 530 585 — Угол наклона подушки сиденья, град: переднего 11 11 12 12 14 11 11 16 12 15 16 15 заднего 11 11 13 13 14 11 12 11 12 20 16 19 Угол между подушкой и спинкой сиденья, град: переднего 94 94 94 94 91 91 91 95 90 100 92 93 заднего 97 97 93 93 91 91 93 100 90 98 96 96
Желательное увеличение пространства для колен, ограничива- ется трудностями компоновки салона и поэтому не всегда бывает достаточным. Остальные размеры сидений на всех отечественных легковых автомобилях, как видно из таблицы, обеспечивают достаточно удобное и просторное размещение пассажиров. Легкость управления. Легкость управления автомобилем зави- сит от удобства расположения органов управления по отношению к месту водителя. В табл. 128 приведены расстояния от места во- дителя до основных органов управления на легковых автомобилях. Буквенные обозначения в таблице соответствуют схеме на рис. 51. Желательные численные значения расстояний были приведены ранее в табл. 27. Расстояния от рулевого колеса до подушки си- денья и его спинки указаны без учета просадки под нагрузкой во- дителя. Таблица 128 Расположение органов управления на легковых автомобилях Автомобили Расстояние от рулевого колеса до подушки сиденья И, мм Расстояние от рулевого колеса до спин- ки сиденья в среднем положении £, мм Расстояние от края сиденья до педали в верхнем положе- нии Ж, мм Расстояний от края сиденья до пола педалей /АЧ-Я, мм сцепления тормоза ЗАЗ-966 185 295 342 342 447 ЗАЗ-968 185 295 342 342 447 ВАЗ-2101 200 373 430 430 570 ВАЗ-2103 200 373 430 430 570 «Москвич-408» 150 325 370 370 520 «Москвич-412» 150 325 370 •370 520 ИЖ-2125 150 322 370 370 520 ГАЗ-21 160 340 350 350 485 ГАЗ-24 165 375 434 434 620 ГАЗ-13 170 310 — 460 6'40 ЗИЛ-114 160 356 — 450 600 ЗИЛ-117 160 360 — 450 600 При сопоставлении данных таблицы с рекомендованными (см. табл. 27) видно, что у всех автомобилей, рекомендуемое расстоя- ние от рулевого колеса до подушки сиденья с трудом обеспечива- ется под нагрузкой водителя. Это снижает удобство управления на этих автомобилях для водителей большого роста, а также в зимнее время в теплой одежде. На автомобилях ЗАЗ и ГАЗ-21 педали расположены слишком близко к сиденью (342—350 мм), что так- же создает неудобства для водителей и сзади сидящих пассажиров, так как вынуждает отодвигать сиденье водителя далеко назад. Компактность и маневренность. В табл. 129 указаны параметры, характеризующие компактность и маневренность легковых авто- мобилей. Из таблицы видно, что минимальный радиус поворота по колее внешнего колеса у автомобилей типа «Москвич» равен 5 м. У боль- 317
Таблица 129 Параметры компактности и маневренности легковых автомобилей Автомобили Коли- чество мест База, мм Мини- мальный радиус поворота, м Габаритные размеры, мм Показатели компактности, м2/насс длина ширина высота без нагрузки ЗАЗ-966 4 2160 5,5 5,5 3730 1535 1370 1,43 ЗАЗ-968 4 2160 3730 1535 1370 1,43 ВАЗ-2101 5 2424 5,2 4073 1611 1382 1,31 ВАЗ-2103 5 2424 5,6 4116 1611 1388 1,33 «Москвич-408» 4 2400 5,0 4090 1550 1480 1,58 «Москвич-412» 4 2400 5,0 4090 1550 1480 1,58 ИЖ-2125 4 2400 5,0 4125 1550 1480 1,60 ГАЗ-21 5 2700 6,1 4830 1800 1620 1,74 ГАЗ-24 5 2800 5,5 4735 1800 1490 1,70 ГАЗ-13 7 3250 7,3 5630 2010 1625 1,62 ЗИЛ-114 7 3880 7,8 6305 2068 1500 1,87 ЗИЛ-117 5 3300 7,3 5725 2068 1480 2,37 шинства отечественных легковых автомобилей этот размер состав- ляет 5,5 м и более, что следует считать неудовлетворительным. Автомобили большого и высшего классов имеют еще больший ра- диус поворота (7,3—7,8 м), что несколько затрудняет маневриро- вание на них. Запас хода по топливу. В табл. 130 приведены данные, характе- ризующие запас хода легковых автомобилей по топливу. Таблица 130 Запас хода легковых автомобилей по топливу Автомобили Объем топлив- ного бака, л Расход топлива, л/100 км Запас хода, км Минимальный по топливной характеристике По эксплуата- ционной норме Максимальный При расходо- вании топлива по норме ЗАЗ-966 30 5,9/5,7* 9,0 510 334 ЗАЗ-968 30 5,9/5,55* 9,0 510 334 ВАЗ-2101 39 6,7 10,0 580 390 ВАЗ-2103 39 6,7 10,5 580 370 «Москвич-408» 46 6,1 11,0 753 417 «Москвич-412» 46 6,75 11,0 680 417 ИЖ-2125 46 6,9 11,0 670 417 ГАЗ-21 60 8,3 13,0 723 461 ГАЗ-24 55 8,0 13,0 690 420 ГАЗ-13 80 11,8 21,0 679 380 ЗИЛ-114 120 19,15 29,0 616 414 ЗИЛ-117 120 16,4 — 730 — * В числителе — по ТУ, в знаменателе фактический. Запас хода приведен по ТУ. 318
§ 9. ПРОСТОТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЕЙ Простота технического обслуживания и ремонта отечествен- ных легковых автомобилей или их эксплуатационная технологич- ность постоянно совершенствуется. Ведутся работы по уменьшению количества мест, подлежащих обслуживанию, проведения операций технического обслуживания и т. д. Эти и ряд других мероприятий нашли свое отражение в конструкции автомобилей ВАЗ. У этих ав- томобилей отсутствуют точки смазки шасси. Удельная трудоем- кость (на 1000 км пробега) смазочных работ у автомобиля ВАЗ-2101 в 3 раза меньше, чем у автомобиля «Москвич-412», за счет сокращения точек, требующих регулярной смазки, и за счет большей периодичности проведения этих работ. На автомобилях ВАЗ нашли широкое применение самоконтрящиеся крепежные детали и штыревые разъемы в системе электрооборудования, что значительно снижает трудоемкость монтажных работ. В настоящее время типажом на легковые автомобили установ- лены нормативная трудоемкость обслуживания в человеко-часах на 1000 км. Для автомобилей особо малого класса она равна 3 чел-ч/1000 км, для малого — 3,0—3,5 чел-ч/1000 км, для средне- го— 4 чел-ч/1000 км, для большого и высшего не нормируется. Полноприводные автомобили имеют значительно большую трудо- емкость обслуживания, т. е. в особо малом и малом классах — 6 чел-ч/1000 км, в среднем классе — 5,5 чел-ч/1000 км. Из отечественных легковых автомобилей только автомобили ВАЗ не имеют точек смазки шасси. Автомобили ЗАЗ имеют 10 то- чек, «Москвич-408»— 12, «Москвич-412»—4, ГАЗ-21—21, ГАЗ-24— 8 точек. Большинство современных зарубежных автомобилей не имеют точек смазки шасси. Для легковых автомобилей названные ранее в гл. III измери- тели трудоемкости и себестоимости технических обслуживаний и ремонтов пока еще не определялись. § 10. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ Наряду с рассмотренными выше эксплуатационными качества- ми легковых автомобилей их конструкции и трапспорные особен- ности также характеризуются показателями использования. Эти показатели различаются для каждой из трех основных разновид- ностей их использования, т. е. для автомобилей личного пользова- ния, автомобилей-такси и для служебных автомобилей. Самой распространенной разновидностью являются автомобили личного пользования, которые в настоящее время составляют око- ло 75% парка легковых автомобилей страны и в последнее время получают все большее распространение. Развитию этой разновид- ности легковых автомобилей способствует ежегодное увеличение их производства, продажа населению, рост материального благо- 319
состояния трудящихся в СССР, рост технической культуры насе- ления, развитие дорожной сети и ее благоустройство. Однако пока еще автомобили личного пользования эксплуатируются недостаточ- но интенсивно. Среднегодовой пробег этих автомобилей в СССР по различным анкетным данным составляет в основном 8—10 тыс. км. В зарубежных странах средний годовой пробег автомобилей лич- ного пользования в 1,5 раза больше. Например, в Англии он со- ставляет около 14 тыс. км, в США — 16 тыс. км. Следует отметить, что использование легковых автомобилей личного пользования по времени года и дням недели, а также по территории страны крайне неравномерно. Это связано с климати- ческими условиями страны и с еще недостаточным обеспечением владельцев автомобилей гаражами-стоянками. Кроме того, легко- вой автомобиль личного пользования находится в эксплуатации в среднем всего лишь около 3—4 ч в сутки, а его эксплуатационная скорость в среднем составляет 10—15 км/ч. Широкое распространение получили в СССР легковые автомо- били общего пользования — такси, численность их парка непре- рывно возрастает. Основной их особенностью является наиболее интенсивное использование. Средний годовой пробег автомобилей- такси в настоящее время достигает 80—100 тыс. км. Среднее на- полнение автомобилей-такси по данным различных наблюдений Таблица 131 Средние эксплуатационные показатели использования типичных разновидностей легковых автомобилей Автомобили Коэффициент наполнения Время в наряде, ч Эксплуатаци- онная ско- рость, км/ч Коэффициент использования автомобиля Среднегодовой пробег авто- мобиля, тыс. КМ Т акси «Москвич-412» 0,55 10,0 30,0 0,80 87 500 ГАЗ-21Т 0,45 10,0 31,0 0,80 90 500 ГАЗ-24 0,45 10,0 31,0 0,80 90 500 Служебные ГАЗ-21 0,40 9,0 10,0 0,70 23 000 ГАЗ-24 0,40 9,0 10,0 0,70 23 000 ГАЗ-13 0,25 9,0 10,0 0,70 23 000 Личного пользования ЗАЗ-968 0,50 3,6 12,5 0,56 9 180 ВАЗ-2101 0,50 3,6 12,5 0,56 9 180 В АЗ-2103 0,50 3,6 12,5 0,56 9 180 «Москвич-412» 0,50 3,6 12,5 0,55 9 060 ИЖ-2125 0,50 3,6 12,5 0,55 9 060 ГАЗ-24 0,45 3,6 12,5 0,54 8 850 320
Таблица 132 Эксплуатационные расходы на перевозки легковыми автомобилями Автомобили Эксплуатационные расходы, коп/км Топливо Смазочные материалы Технич. об- служ. и теку- щие ромонты ннищ Заработная плата води- телей ; Накладные । расходы Амортизаци- онные отчис- ления Всего Такси «Москвич-412» 0,988 0,100 1,090 0,200 2,400 0,468 1,319 6,565 ГАЗ-21 0,975 0,100 1,061 0,310 2,320 0,532 1,051 6,349 ГАЗ-24 «Волга» 0,862 0,090 1,150 0,310 2,320 0,523 1,600 6,855 Служебные ГАЗ-21 0,975 0,100 1,061 0,310 6,050 1,680 1,673 11,849 ГАЗ-24 «Волга» 1,09 0,110 1,150 0,310 6,050 1,650 2,546 12,906 ГАЗ-13 2,04 0,200 1,440 0,340 7,080 1,960 8,790 21,850 Личного пользования ЗАЗ-968 0,562 0,060 1,910 0,240 0,406 6,320 9,498 ВАЗ-2101 0,807 0,080 2,180 0,440 —. 0,444 9,930 13,781 ВАЗ-2103 0,902 0,090 2,180 0,440 — 0,449 13,570 17,631 «Москвич-412» 0,988 0,100 2,460 0,440 — 0,451 9,110 13,449 ИЖ-2125 1,00 0,100 2,460 0,440 — 0,455 12,210 16,665 ГАЗ-24 «Волга» 1,09 0,110 2,760 0,548 — 0,535 17,010 22,0.53 составляет 1,8 чел., что соответствует величине коэффициента на- полнения 0,45. Время пребывания автомобиля в наряде в течение суток около 10 ч. Коэффициент использования автомобилей-такси достигает 0,75—0,85. Высокая интенсивность использования этик автомобилей предопределяет и довольно высокие эксплуатационные скорости — 30—31 км/ч. В качестве такси в СССР пока еще применяются автомобили, не приспособленные для данного вида использования. В основном это автомобили ГАЗ-24, ГАЗ-21 и частично «Москвич-412», конст- рукции которых практически почти ничем не отличаются от стан- дартных. На этих автомобилях не обеспечивается в должной мере удобство их использования в качестве такси, в особенности для поездок пассажиров с багажом. Несколько тесен пассажирский салон, затруднена посадка и высадка пассажиров. Для лучшего обеспечения удобств поездок пассажиров как с багажом, так и без него автомобили-такси целесообразно изготовлять с кузовом уве- личенных размеров, позволяющим размещать багаж в пассажир- ском салоне, с откидывающимися сиденьями. Такая конструкция автомобиля обеспечит удобное расположение пассажиров даже при перевозке багажа значительных размеров. 321
Значительную часть парка легковых автомобилей (около 20%) составляют служебные автомобили. Они сосредоточены либо в автобазах, обслуживающих служебные поездки руководящих ра- ботников на договорных началах, либо непосредственно на ведом- ственных автотранспортных предприятиях, в колхозах, совхозах. Служебные легковые автомобили используются недостаточно интенсивно. Среднегодовой пробег этих автомобилей в 3—4 раза меньше пробега автомобилей-такси и составляет около 23 тыс. км. Эксплуатационная скорость служебных автомобилей находится в пределах 10 км/ч. Средние эксплуатационные показатели использования легковых автомобилей, полученные путем обработки и анализа данных раз- личных обследований, анкетных опросов, отчетных данных авто- хозяйств и статистических данных, приведены в табл. 131. Экономическая эффективность использования легковых автомо- билей характеризуется эксплуатационными расходами, приходя- щимися на километр пробега. Величины их представлены в табл. 132. Расчеты проводились по методике, принятой в ИКТП [6]. Цены на автомобили, топливо, шины, необходимые нормативные величины принимались по действующим прейскурантам и нормам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Афанасьев Л. Л., Цукерберг С. М. Автомобильные перевозки. М., «Транспорт», 1973. 320 с. 2. Б л а т н о в М. Д. Пассажирские автомобильные перевозки. М., «Транс- порт», 1973. 302 с. 3. Бронштейн Л. А. и др. Организация, планирование и управление на автотранспортных предприятиях. М., «Высшая школа», 1973. 512 с. 4. Б у р к о в М. С. Специализированный подвижной состав автомобильно- го транспорта. М., «Транспорт», 1972. 280 с. 5. Великанов Д. П. Эксплуатационные качества автомобиля. М., Ав- тотрансиздат, 1962. 399 с. 6. Великанов Д. П. Эффективность автомобиля. М., «Транспорт», 1969. 239 с. 7. Великанов Д. П. Будущее автомобильного транспорта. М., «Зна- ние», 1972. Серия «Транспорт», № 12. 62 с. 8. Говорущенко Н. Я. Основы теории эксплуатации автомобиля. М. «Высшая школа», 1971. 232 с. 9. Говорущенко Н. Я. Диагностика технического состояния автомо- биля. М., «Транспорт», 1970. 254 с. 10. Гриб ен ко С. М. Техническая эксплуатация автомобиля. Одесса, изд-во Одесского политехнического института. 1972. 300 с. И. Двали Р. Р. и Махалдиани В. В. Механическая тяга в горной местности. М., «Наука», 1970. 235 с. 12. Дегтерев Г. Н. Организация и механизация погрузочно-разгрузоч- ных работ на автомобильном транспорте. М., «Транспорт», 1968. 358 с. 13. Дьяков А. Б. Автомобильная светотехника и безопасность движе- ния. М., «Транспорт», 1973. 78 с. 14. Зиме л ев Г. В. Теория автомобиля. М., Воениздат, 1957. 455 с. 15. ИКТП—-Сборник трудов Вопросы развития автомобильного транспорта. М., «Транспорт», 1971. 192 с. 16. Иларионов В. А. Эксплуатационные свойства автомобилей. М., «Машиностроение», 1966. 280 с. 17. Индикт Е. А., Кривенко Е. И., Черняйкин В. А. Испыта- ние автомобилей на надежность в экспериментально-производственных автохо- зяйствах. М., НИИНавтопром, 1971. 63 с. 18. Крамаренко Г. В. и др. Техническая эксплуатация автомобиля. М., «Транспорт», 1972. 439 с. 19. Кузнецов Е. С. Исследование эксплуатационной надежности автомо- биля. М., «Транспорт», 1969. 152 с. 20. Кузнецов Е. С. и др. Об оценке эксплуатационной технологичности автомобилей. Сб. трудов НИИАТ. М., «Транспорт», 1973. 174 с. 21. Лаптев С. А. Дорожные испытания автомобилей. М„ Машгиз, 1962. 315 с. 22. Литвинов А. С. Управляемость и устойчивость автомобиля. М., «Ма- шиностроение», 1971. 413 с. 23. Михайловский Е. В. Аэродинамика автомобиля. М., «Машино- строение», 1973. 224 с. 24. Осепчугов В. В. Автобусы. М„ «Машиностроение», 1971. 312 с. 323
25. Островцев А. Н. Основы проектирования автомобилей. М., «Маши- ностроение», 1968. 204 с. 26. Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта (приказ Минавтотранса РСФСР). М., «Транспорт», 1972. 56 с. 27. Проходимость автомобиля. М., Воениздат, 1959. 310 с. 28. Родионов В. Ф. и Фитерман Б. М. Легковые автомобили. М., «Машиностроение», 1971. 504 с. 29. Р о т е и б е р г Р. В. Подвеска автомобиля — колебания и плавность хода. М., «Машиностроение», 1972. 392 с. 30. Совет Экономической Взаимопомощи. Рекомендации по стандартизации PC 1685—69. Автомобили и автопоезда — методы испытаний. М., изд. НАМИ. 159 с. 31. Фалькевич Б. С. Теория автомобиля. Машгиз, 1963. 239 с. 32. Ч у д а к о в Е. А. Избранные труды. Т. I — Теория автомобиля. М., изд-во Академии наук СССР, 1961. 463 с. 33. Ш е й н н н А. М. Методы определения и поддержания надежности ав- томобиля в эксплуатации. М., «Транспорт», 1969. 98 с. 34. Я к о в л е в И. А., Д и в а к о в Н. В. Теория автомобиля. М., «Высшая школа», 1962. 299 с. 35. Я ц е н к о Н. И., П р у т ч и к о в О. К. Плавность хода грузовых авто- мобилей. М., «Машиностроение», 1969. 220 с. 36. Я Ц е н к о Н. Н. и др. Ресурсные испытания грузовых автомобилей на автополигоне. Ч. I и II. М., НИИНавтопром, 1974. Ч. I—104 с, ч. II — 85 с. 37. Яценко Н. Н. Колебания, прочность и форсированные испытания грузовых автомобилей. М., Машиностроение, 1972. 368 с. 38. X а ч а т у р о в А. А. и др. Динамика системы дорога — шина — автомо- биль— водитель. М., «Машиностроение», 1976, 535 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение............................................................................................ 3 Глава I. Современные отечественные автомобили....................................................... б § 1. Автомобильный парк СССР.................................................................... б § 2. Классификация автомобилей ................................................................. 9 § 3. Предельно допустимые параметры размеров и масс автомобилей 15 § 4. Перспективные типажи автомобилей..............................19 Глаза П. Эксплуатационная характеристика автомобилей...................28 § 1. Совершенство конструкции автомобиля.........................................................28 § 2. Развитие в СССР метода оценки совершенства конструкции автомобиля...................................................... 32 § 3. Эксплуатационные качества автомобиля........................................................39 § 4. Условия эксплуатации автомобилей............................................................57 Глава III. Эксплуатационные качества автомобилей и их измерители ... 65 § 1. Вместимость автомобиля..65 § 2. Использование массы автомобиля..76 § 3. Скорость движения (скоростность) автомобиля......79 § 4. Безопасность автомобиля......98 § 5. Топливная экономичность автомобиля . ....................121 § 6. Долговечность автомобиля.127 § 7. Надежность автомобиля.................................................140 § 8. Проходимость автомобиля.144 § 9. Удобство использования автомобиля.....154 § 10. Простота технического обслуживания и ремонта..172 § 11. Эксплуатационная характеристика конструкции автомобиля . . 184 Глава IV. Грузовые автомобили......................................................................184 § 1. Грузовместимость..........................................................................187 § 2. Использование массы.......................................................................192 § 3. Скорость движения (скоростность)..........................................................197 § 4. Безопасность..............................................................................212 § 5. Топливная экономичность...................................................................218 § 6. Долговечность.............................................................................225 § 7. Проходимость .............................................................................229 § 8. Удобство использования....................................................................234 § 9. Простота технического обслуживания........................................................242 Г лава V. Автобусы.................................................................................244 § 1. Пассажировместимость......................................................................244 § 2. Использование массы ......................................................................248 § 3. Скорость движения (скоростность)..........................................................250 § 4. Безопасность..............................................................................255 § 5. Топливная экономичность...................................................................261 § 6. Долговечность и надежность.............................................................. 263 325
§ 7. Проходимость..............................................................................266 § 8. Удобство использования....................................................................268 § 9. Простота технического обслуживания и ремонта..............................................274 Глава VI. Легковые автомобили.......................................................................278 § 1. Современные отечественные легковые автомобили.278 § 2. Использование массы...........................284 § 3. Скорость движения (скоростность)...........................285 § 4. Безопасность...........................294 § 5. Топливная экономичность...........................304 § 6. Долговечность.......................307 § 7. Проходимость...................................................................311 § 8. Удобство использования.......................314 § 9. Простота технического обслуживания и ремонта автомобилей 319 § 10 Эксплуатационные показатели использования автомобилей .... 319 Список литературы...................................................................................323 Дмитрий Петрович Великанов Борис Николаевич Нифонтов Витольд Иосифович Бернацкий Иван Петрович Плеханов АВТОМОБИЛЬНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА Рецензент И. П. Панкратов Редактор А. А. Сабинин Обложка художника Н. М. Морозова Техн, редактор Т. А. Гусева Корректоры Л. А. Сашенкова и Т. С. Ященко И Б № 826 Сдано в набор 11/VIII—1976 г. Подписано в печать 2/1II—1977 г. Формат 60X90V16 Бум. тип. № 2 Печ. л. 20,5 Уч.-изд. л. 24,1 Тираж 20 000 экз. Т—01852 Изд. № 1—4—1/14. № 4844 Зак. тип. 1281. Цена 1 р. 75 к. Изд-во «Транспорт», Москва, Басманный тупик, 6а Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, Хохловский пер., 7.