Часть 2. Эволюция кузова автомобиля

История и развитие мировой

Автомобилизации

 

Часть 2. Эволюция кузова автомобиля:

материалы для самостоятельного изучения

 

Екатеринбург

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

 

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет»

 

Кафедра автомобильного транспорта

Д.В. Демидов

История и развитие мировой

Автомобилизации

Часть 2. Эволюция кузова автомобиля

Материалы для самостоятельного изучения

для студентов всех форм обучения, обучающихся по направлениям

23.03.01 (190700.62) «Технология транспортных процессов»

и 23.03.03 (190600.62) «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»;

дисциплина - «История и развитие мировой автомобилизации»

 

 

Екатеринбург

2016

Печатаются по рекомендации методической комиссии института автомобильного транспорта и технологических систем.

Протокол № ___ от _____________ 201___ г.

 

 

Рецензент –

 

Редактор

Оператор компьютерной верстки

 

Подписано в печать		Поз.
Плоская печать	Формат 60×84 1/16	Тираж 10 экз.
Заказ №	Печ. л. 2,09	Цена руб. коп.

 

Редакционно-издательский отдел УГЛТУ

Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ

Введение

 

Кузов автомобиля должен отвечать требованиям легкости и дешевизны с достаточностью места внутри, требованиям аэроди­намики, топливной экономичности и шумоизоляции, предусматривать применение различных материалов и уход от стандартной концепции кузова. Системы кузова прошли путь в сотни лет, начиная от простых каретных сидений и обивки, нескольких грубых приборов экипажей до современных систем информации, безопасности и комфорта благодаря прогрессу электрических систем. В 1960-е годы начали свое развитие системы безопасности водителя. Сегодня мы используем ремни, подушки и сиденья безопасности, но инженеры продолжают смотреть в будущее.

 

Создание безопасных конструкций кузова

 

Обеспечение безопасности водителя и пассажиров является одной из важ­нейших проблем. Активная безопас­ность определяется непосредственно конструкцией автомобиля и его техни­ческими качествами. Однако она не мо­жет полностью исключить возмож­ность ДТП, поэтому автомобиль должен иметь оборудование для снижения или исключения тяжелых последствий для пассажиров и водителя (пассивная безопасность).

Пассивная безопасность автомобиля должна обеспечить поглощение кузовом энергии столкновения, особенно лобового, и ограничение перемещения пассажиров во избежание травм от столкновений с приборной панелью, рулевым колесом или ветровым стеклом. Пассивная безопасность имеет конструк­тивную и предупредительную функции. Конструктив­ная функция обеспечивается деформируемостью и энергоемкостью бамперов, кузова и его частей, наличием травмобезопасных элементов внутри и на наружной части кузова.

Предупредительная функция пассивной безопас­ности способствует сохранению жизни и снижению тяжести травм при­менением средств индивидуальной и коллективной защиты.

Наделавшая много шума в 1965 году книга американского юриста Р. Нейдера «Опасен на любой скорости» приковала внимание как общественности, так и специалистов к проблеме безопасности. Как логический итог публикации, с 1966 года ремни стали обязательным оборудованием для всех американских легковых машин. За ремнями последовали травмобезопасные рулевые колонки, раздельный привод тормозов, подголовники сидений.

В большинстве развитых стран сегодня закон требует ремней безопасности хотя бы на передних сидениях. Подушки безопасности для рынка США, действуя как «первичные» системы ограничения, имеют тенденцию быть больши­ми по размерам и раздуваться быстрее, приводя к опасности от самой подушки. На других рынках инженеры безопасности расценивают подушки как Дополнительные Системы Ограничения (SRS) для обеспечения комплексной работы, а не взаимоисключения.

 

Обеспечение конструктивной функции пассивной безопасности

 

Статистика показывает, что большинство летальных исходов при ДТП имеет место при лобовых столкновениях, поэтому в конце 1960-х годов были введены первые офици­альные правила безопасности для лобовых столкновений. Сегодня боль­шинство изготовителей проводят также испытания при боковых столкновениях, ударах сзади и переворачиваниях. Общий подход позволяет развить каркасы, в которых объем кабины остался бы неповрежден­ным, окруженный жестким «корпусом», в то время как нос и хвостовая часть должны смяться при поглощении энергии столкновения.

Первые элементы конструкции автомобиля для гашения энергии при столкновении были представлены «Packard» в 1952 году, хотя в 1951 году компания «Daimler-Benz» запатентовала концепцию безопасного автомобиля (патент на деформируемые энергопоглощающие зоны кузова).

Конструкции «Daimler-Benz» для повышения безопасности при авариях прошли в 1959 году многочисленные испытания на лобовой удар, что позволило в 1965 году претворить в жизнь концепцию безопасного автомобиля в серийной модели «Daimler-Benz В111», что знаменовало появление новой тенденции в автомобилестроении. С 1971 года «Saab» устанавливает на автомобили предохранительные балки в дверях.

Наиболее часто происходит разрушение передней и задней частей способом продольного склады­вания через деформацию металла. Разрушение стоек всегда начи­нается по расположению структурных меток, гарантируя разрушение точно каким, как на ста­дии проектирования. Полное разрушение, особенно передней части, теперь учитывает внезапную дополнительную инерцию, жесткость двигателя и перед­них колес. Тест на лобовое столкновение стремится точно воспроизводить условия столкновения: автомобили редко ударяются «нос в нос», чаще смещены. При этом необходимо обеспечить возможность открытия две­ри после столкновения

Раньше, при фронтальном ударе, имитировали сме­щение, направляя автомобиль под углом 30° к барьеру. Теперь требуется ис­пытательное столкновение со смещением авто­мобиля, ударяющегося в край барьера. Сопротивление столкновения (40% автомобиля ударяет в барьер) приводит к смятию структуры со стороны автомобиля по всей шири­не барьера, представляющего собой разборную ме­таллическую сотовую конструкцию. «Квази-официальный» (не узаконенный) стандарт Euro NCAP требует столк­новения со скоростью 40 миль/ч (64 км/ч), хотя большинство фирм выполняет «внутрен­ние» испытания на более высоких скоростях.

Проблемой лобового столкновения является «совместимость» между сталкивающимися ав­томобилями: когда более легкий автомобиль сталкивается с бо­лее тяжелым, более легкий автомобиль поглотит большую долю энергии столкновения. Это требует проектировать автомобили так, чтобы «мягкость» их передней части была пропорциональна массе, другими словами, давать меньшим автомобилям более жесткие струк­туры носа.

Значительную защиту от бокового столкновения можно обеспечить: принятием нагрузки для распреде­ления усилия столкновения, используя прочную конструкцию проемов, центральной стойки и поперечин на уровне пола; усилением внутрен­него каркаса двери и запорных элементов двери; применени­ем боковых подушек безопасности и заполнением внутрен­них полостей пеной.

Для снижения травм при ударах головой о ветровое стекло ис­пользуют закаленные и слоистые стек­ла, не дающие при разрушении остроугольных осколков. В 1926 году «Cadillac» представляет первое ударостойкое стекло, а в 1927 году «безопасное автомобильное стекло» впервые начали устанавливать в качестве штатного на машинах «Stutz» и «Rickenbauer». Первым же массовым автомобилем, где оно было применено, стал «Ford A» (1928 год).

Для предотвращения послеаварийного возгорания автомобиля топлив­ный бак размещают в местах, наибо­лее защищенных от ударов, например, за задним сиденьем. Кроме того, автомобили оборудуют энергопог­лощающим бампером из пенополиуретана, увеличиваю­щим длительность периода замедления при столкновении, превра­щающим энергию удара в энергию упру­гой или пластической деформации или работу сил трения.

 

Типы кузова автомобиля

 

«Багги» - одно- или двухместный легковой автомобиль (л.а.) со съемным открытым кузовом и жесткой рамой, предназначенный для движения по пересеченной местности в спортивных или военных целях.

«Берлин» (франц.), «берлина» (итал.) - закрытый автомобиль, названный в честь берлинс­кой «конки» с количеством мест как минимум четыре. Аналогичными терминами являются «салон» (англ.) и «седан» (амер.).

«Брогам» (см. рис. 9) - комбинированный кузов л.а., сред­ний между «лимузином» и «седаном», с открывающейся частью крыши над передним рядом сидений и сравнительно небольшой двухместной задней час­тью.

 

 

Рис. 9. Типы автомобильных кузовов: а) закрытые: 1 - седан; 2 - купе; 3 - хардтоп-седан; 4 - хардтоп-купе; 5 - фастбек (хэтчбек); 6 - комби; 7 - универсал;

8 - лимузин; 9 - бескапотный кузов; 10 - фургон; б) открытые: 11 - фаэтон;

12 - фаэтон-универсал; 13 - кабриолет; 14 - кабриолет-хардтоп; 15 - родстер;

в) комбинированные: 16 - брогам; 17 - ландо; I8 - тарга; 19 - пикап

 

«Кабрио» («кабриолет») - кузов л.а., двухдверное «купе» с мягким складывающимся тентом и опускными боковыми окнами. Предполагается, что складной верх, размещенный в задней части кузова, лучше защищает пассажиров в непо­году, чем полностью съемный верх «родстеров».

«Кабриолет-хардтоп» - кузов л.а. со съемной жесткой крышей.

«Комби» («хэтчбек») - двухобъемный кузов л.а. с задней дверью для перевозки пассажиров или грузов (при сложенных задних сиденьях).

Кузов - часть автомобиля, предназначенная для размещения водителя, пассажиров, грузов или специального оборудования.

Кузов бескапотный («спэйс-вагон») - однообъемный кузов с центром рулевого колеса перед передней осью автомобиля.

Кузов двухобъемный - кузов, состоящий из двух отсеков: отсека для двигателя (багажа) и отсека для пассажиров и багажа (двигателя).

Кузов однообъемный - кузов, состоящий из объединенных в одно целое пассажирского отсека и отсеков двигателя и багажа.

Кузов трехобъемный - кузов, состоящий из трех отсеков: отсека для двигателя (багажа), отсека для пассажиров и отсека для багажа (двигателя).

«Купе» - французский термин, обозначающий укороченный салон. С начала 1960-х годов «купе» стали называть двухдверный спортивный вариант четырех­местного «седана». До этого «купе» – двух- или четырехместный автомобиль с расположением сидений 2+2. «Купе» с откидным верхом имели складывающу­юся, как у «кабриолетов», крышу. В современном виде «купе»- двух- или трехобъемный закрытый кузов л.а. с двумя боковыми дверями и со стесненными посадочными размерами задних сидений.

«Ландо» - комбинированный кузов л.а. с открывающейся над задними рядами сидений частью крыши.

«Лимузин» - первоначально «седан» с тремя дверя­ми с каждой стороны. Теперь - л.а. с числом пассажиров более шести, имеющий пе­регородку с открывающимся окном в салоне за первым рядом сидений.

«Нотчбек» - кузов с отдельным багажным отделением.

«Пикап» - грузопассажирский кузов на шасси л.а. с открытой платформой для грузов и кабиной водителя, отделенной от грузовой платформы стационарной перегородкой.

«Родстер» (амер.), «спайдер» (итал.) - открытый двухмест­ный л.а. спортивного дизайна, в котором снятый верх убирается под декоративную панель.

«Тарга» - «купе» с жесткой крышей, но со съемной средней частью крыши.

«Тонно» - изначально открытый автомобиль с доступом на задние сиденья через маленькую боковую или заднюю дверь. Сейчас термин исполь­зуется только в сочетании «чехол тонно», означая мягкое декоративное покрытие для одного или нескольких сидений в открытом автомобиле.

«Универсал» («стейшн-вагон», вэн) - двухобъемный кузов л.а. с задней дверью и удлиненной крышей с постоянным грузовым помещением без перегородки от пассажирского салона; задний ряд сидений - складывающийся.

«Фастбек» - двухобъемный кузов л.а. с двумя (четырьмя) дверями; задняя часть кузова ско­шена по прямой или по вогнутой линии.

«Фаэтон» - кузов л.а. с мягким складывающимся тентом и съемными боковыми окнами.

«Фаэтон-универсал» - грузопассажирский кузов л.а. с мягким складывающимся (съемным) тентом и съемными окнами - надставками дверей.

«Фургон» - закрытый без окон специализированный кузов грузового автомобиля, прицепа, полуприцепа или установленный на шасси л.а.с перегородкой, отделяющей водителя от грузового помещения.

«Хардтоп-купе» - кузов «купе» л.а. без средней боковой стойки при опущенных боковых стеклах.

«Хардтоп-седан» - кузов «седан» л.а. без средней боковой стойки при опущенных боковых стеклах.

Оглавление

Введение……………………………………………………………................

1. Попытки создания автомобильного кузова…………………………………

2. Развитие аэродинамической формы кузова………………………………..

3. Развитие материалов и конструкции кузова..………………………..........

4. Создание безопасных конструкций кузова …………….............................

5. Развитие систем обеспечения действий водителя…………….……...…

6. Развитие систем комфорта, безопасности и удобства………….………

Приложение. Типы кузова автомобиля………………....…………...…

История и развитие мировой

Автомобилизации

 

Часть 2. Эволюция кузова автомобиля:

материалы для самостоятельного изучения

 

Екатеринбург

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

 

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет»

 

Кафедра автомобильного транспорта

Д.В. Демидов

История и развитие мировой

Автомобилизации

Часть 2. Эволюция кузова автомобиля

Материалы для самостоятельного изучения

для студентов всех форм обучения, обучающихся по направлениям

23.03.01 (190700.62) «Технология транспортных процессов»

и 23.03.03 (190600.62) «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»;

дисциплина - «История и развитие мировой автомобилизации»

 

 

Екатеринбург

2016

Печатаются по рекомендации методической комиссии института автомобильного транспорта и технологических систем.

Протокол № ___ от _____________ 201___ г.

 

 

Рецензент –

 

Редактор

Оператор компьютерной верстки

 

Подписано в печать		Поз.
Плоская печать	Формат 60×84 1/16	Тираж 10 экз.
Заказ №	Печ. л. 2,09	Цена руб. коп.

 

Редакционно-издательский отдел УГЛТУ

Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ

Введение

 

Кузов автомобиля должен отвечать требованиям легкости и дешевизны с достаточностью места внутри, требованиям аэроди­намики, топливной экономичности и шумоизоляции, предусматривать применение различных материалов и уход от стандартной концепции кузова. Системы кузова прошли путь в сотни лет, начиная от простых каретных сидений и обивки, нескольких грубых приборов экипажей до современных систем информации, безопасности и комфорта благодаря прогрессу электрических систем. В 1960-е годы начали свое развитие системы безопасности водителя. Сегодня мы используем ремни, подушки и сиденья безопасности, но инженеры продолжают смотреть в будущее.