Сучасні загальні тенденції розвитку конструкції різних типів автомобілів

На сьогоднішній день світ нараховує більше 1млд. автомобілів. До 2050 року їх кількість прогнозується збільшити до 2 -3млд. одиниць.

В 2010 році світові масштаби виробництва автомобілів перевищили 70 млн. одиниць, у 2011році вироблено 85,24 млн. Непогані темпи росту виробництва зберігає Китай, який у 2010 році виробив 18,264 млн. автомобілів у тому числі 11,6 млн. легкових, у 2011- 18,42 млн. і у 2012 – 18,7 илн. автомобілів.

Останні світові економічні кризи у ХХІ столітті прискорили в автомобільній галузі процес удосконалення конструкції автомобіля.

А). Загальні тенденції розвитку:

1.Створення економічних автомобілів з малими витратами палива вимагає еконімічна криза, зменшення у світі запасів нафти та збільшення ціни на паливо;

2.Активне впровадження електронних систем керування автомобілем та його системами та агрегатами потребує розвиток іноваційної науки, техніки та інформаційних технологій, які вже давно існують у інших галузях промисловості.

3.Застосування гібридних автомобілів зі зменшенням робочого обєму двигуна внутрішнього згоряння та електромобілів з використанням акумуляторів, конденсаторів, паливних елементів, енергії сонця або інерційних накопичувачів енергії теж звязано з покращенням економічних показників автомобіля. Досліджується використання автомобілів на стисненому повітрі, азоті.

4.Спеціалізація й адаптація конструкцій автомобілів до особливостей виконуваних ними робіт по перевезенню і умов експлуатації. Виробники пропонують десятки комплектацій по кожній моделі автомобіля (що відрізняються двигуном по потужності й типу, у комплекті з відповідною трансмісією для різних умов виконання перевезень, рівнем комп'ютеризації, типом підвіски гальмової системи, комфортабельністю кабіни й т.п.). Споживач має можливість вибору найбільш підходящої йому комплектації, і фактичний попит формує й стимулює тенденції розвитку автомобільних конструкцій.

5. Підвищення надійності та напрацювання на відмову, зменшення трудомісткості технічного обслуговування, відмова від капітального ремонту, що досягається аналізом виходу деталей з ладу та їх доробкою, застосуванням покращених паливо-мастильних матеріалів, тощо.

6.Впровадження в експлуатацію електромобілів зі значним запасом ходу.

7.Закладення у конструкцію автомобілів елементів, що забезпечують високий рівень безпеки руху з використанням електронних систем керування рухом, які необхідні для зменшення дорожно - транспортних пригод, смертності та кaліцтв, що збільшились у зв’язку з значним розширенням виробництва та кількості транспортних засобів, що експлуатуються.

8.Впровадження в конструкцію автомобіля технологій, механізмів та систем, у тому числі електронних систем контролю за викидами шкідливих речовин та їх нейтралізації, що зменшують або унеможливлюють викиди шкідливих речовин у атмосферу, що є вимогою стандартів з екології і викликане через мірним забрудненням оточуючого нас природного середовища;

9.Впровадження елементів конструкції та систем, що покращують динаміку руху та комфортність керування автомобілем. Цього вимагають темпи розвитку промисловості та покращення рівня життя населення у цілому в світі.

10.Використання нових синтетичних матеріалів, сплавів з алюмінію в усіх елементах конструкції автомобіля, що зменшує масу автомобіля та його металоємність позитивно впливає на економічність використання автомобіля та його собівартість.

11.Застосування альтернативних видів палив, викликано зменшенням світових запасів нафти та газу.

12.Продовжується дизелізація автомобілів та використання газового палива.

13.Використання в конструкціях автомобілів механізмів та систем, що використовують енергію гальмування, сонця тощо.

14.Закладення у конструкцію автомобілів розрахунків, що забезпечують економічний та безпечний рух автомобілів на більш високих швидкостях у зв’язку зі збільшенням сітки якісних доріг де встановлюються швидкісні режими руху.

15.Збільшення кількості автомобілів, що виготовляються для потреби громадян, або підприємств під заказ.

Основні напрямки розвитку й удосконалювання автомобілів

Основними напрямками розвитку й досконалості автомобілів у є дизелізація; комп'ютеризація керування робочими процесами агрегатів, вузлів і керування рухом автомобілів; застосування нових матеріалів і сплавів; усіляке підвищення надійності. Комп'ютеризація керування роботою вузлів, агрегатів і елементів водіння останні 20 років дала комплексну автоматизацію керування двигуном (процесами запалювання, упорскування легкого палива, нейтралізації газів, що відробили, зашиті двигуна від перевантажень, пуску, підігріву й ін.), трансмісією (перемиканням і вибором доцільної передачі, зчепленням, блокуванням диференціала, запобіганням пробуксовки ведучих коліс і ін.), гальмовою системою (антиблокувальна й противозаносная гальмові системи, пневматичний^-пневматичний-пневматичний-електронно-пневматичний гальмовий привод тощо). підвіскою (керування твердістю амортизаторів і висотою шасі), рульовим керуванням, рухом причіпної ланки в складі автопоїздів і зчленованих автобусів, діагностування автомобілів убудованими в його, конструкцію засобами, вибір маршруту й напрямку руху тощо. Базові автомобілі, причіпні й сідельні тягачі повинні виготовлятися з різними колісними формулами, а сідельні тягачі н із пристроями для привода активних осей напівпричепів. На основі базових автомобілів і автомобільних поїздів повинні випускатися всі типи спеціалізованих автомобілів. Зараз розвиток автомобілів іде по трьох напрямках: одиночні автомобілі, причіпні поїзди, напівпричіпні поїзди. При цьому частка автомобільних поїздів у транспортному парку неухильно збільшується. Вантажопідйомність автомобілів, причепів і напівпричепів постійно зростає. Підвищення корисного навантаження спричиняє збільшення числа осей. При виконанні автотранспортних і автотранспортних - виробничих процесів перспективним напрямком є використання змінних кузовів, причепів і напівпричепів. Під час перевезення різних вантажів перспективним є використання не тільки змінних кузовів, причепів і напівпричепів, виготовлених у звичайному (бортовому) виконанні, але й виготовлених з надставними бортами й у спеціалізованих варіантах (самоскиди, фургони, цистерни й інші).

Окрім вище перерахованих загальних тенденцій розвитку автомобілів, прослідковуються наступні специфічні тенденції розвитку:

А). Легкових автомобілів:

1. Створення нового дизайну кузова, як зовнішнього так і внутрішнього.

2. Покращення естетичного виду автомобіля.

3. Покращення обтічності форм кузова у звязку зі збільшенням швидкісних режимів руху.

4. Зменшення загальних розмірів, маси і використання легкових автомобілів з двооб’ємним кузовом в якості пасажирських та вантажно-пасажирських транспортних засобів за рахунок трансформації пасажирських сидінь.

5. Інтенсивне впровадження дублювання керування системами, вузлами, агрегатами та автомобілем у цілому електронними системами керування, у тому числі слідкування за діями водія.

6. Комплектування автомобілів електронними системами, що дають можливість виконувати деякі елементи руху автомобіля без участі водія (Наприклад: під час паркування).

7. Вбудова у конструкцію автомобілів замість жорстких бамперів м’ягких, подушок безпеки тощо, що виключають травмування пішоходів під час наїзду зі швидкістю 40 км/год., що є вимогою Европейських стандартів з безпеки руху.

Окрім вище наведеного найважливіше значення має ще естетичне відпрацьовування всіх конструктивних елементів і підпорядкування дизайну функціональним запитам споживачів (один з останніх прикладів - відпрацьовування в аеродинамічних трубах форми кузова; що забезпечує мінімальне забруднення стекол).

Б). Вантажних автомобілів:

Одними з тенденцій є максимальне підвищення площі навантажувальної платформи стосовно займаної автомобілем площі опорної поверхні, зниження навантажувальної висоти (за винятком автомобілів для магістральних і контейнерних перевезень), поліпшення маневреності, розширення номенклатури кузовів-фургонів, засобів фіксації вантажу під час перевезення й навантажувально-розвантажувальних пристроїв на АТС.

В). Автобусів:

Для автобусів основними тенденціями є максимальне використання корисної площі пасажирського салону для розміщення сидінь, перевезення дитячих колясок і пасажирів, можливості перевезень інвалідів, забезпечення комфортабельності перевезень на максимальному рівні комфортабельності і підвищення питомої потужності двигуна. Для маршрутних перевезень пасажирів у містах роблять автобуси особливо великої місткості. При цьому робоче місце водія в таких автобусах по зручності роботи й рівню комфорту не уступає робочому місцю водія легкового автомобіля (кондиціонер, телекамери огляду площадок у дверей автобуса й мікропроцесорної маршрутної системи та інші автоматичні системи керування, що виключають засинання водія, наїзд на пішохода тощо).

Г). Інших транспортних засобів:

Створюються більш економічні транспортні засоби з використанням новітніх технологій. Більш вимогливими стали стандарти з екології. Спостерігається тенденція зменшення металоємкості, габаритних розмірів легкових автомобілів, робочих об’ємів двигунів, економії паливо-мастильних матеріалів. В автомобілях використовуються синтетичні легкі матеріали, сплави з алюмінію. Незважаючи на значну собівартість, але враховуючи вимоги стандартів з екології, все більше використовується водневе паливо, яке створюється розчепленням води на водень та кисень окремо та заправляється в автомобіль, або створюється в самому автомобілі (паливні елементи-автомобіль-електростанція). Останнім часом намітилась тенденція випереджаючого розвитку конструкції шасі автомобіля в порівнянні з двигунами внутрішнього згорання. Все в більшій кількості випускається гібридних автомобілів, електромобілів які працюють на сонячній енергії, або використовують акумуляторні батареї, або конденсатори. Так Німеччина планує після 2020 року випускати по 1 млн. електромобілів щорічно. Проводяться роботи по використанню автомобілів, які працюють на повітрі та автомобілів з інерційними двигунами. Все більше в трансмісії, незважаючи на підвищення собівартості, застосовують гальма- накопичувачі енергії, системи стоп-старт, системи стабілізації руху, автоматичного керування рухом, найбільш ефективного використання джерела енергії та перерозподілу крутного моменту з метою покращення прохідності, безпеки руху, тощо. Більшість сучасних двигунів внутрішнього згоряння мають безпосереднє електронне впорскування бензину, по 4 клапана на циліндр, турбонаддув, кулер, створена лазерна свічка запалювання. В системах автоматичного керування рухом застосовується радар, інфрачервоні датчики та відеокамера, які попереджуватимуть про небезпеку в “мертвій” зоні, тощо. Створюються системи розпізнавання мови, встановлюються датчики попередження про засинання водія. Рульове керування планується зробити електронним за рахунок комп’ютера та електричних двигунів повертання коліс, встановлених на колесах. Існують плани створення напруги в 36 вольт, що дає змогу зменшити габарити виробників та споживачів електричної енергії, зменшити товщину електричної проводки.