Розділ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ МОДУЛЬНОГО КОНСТРУЮВАННЯ
2.1. Основні засади модульного конструювання
Виходячи із засад модульного конструювання, у загальному випадку автомобіль
складається з окремих систем (модулів), серед яких основними є: силовий
агрегат, несуча система автомобіля, колісний керуючий модуль, колісний
некерований модуль, гальмівний модуль, кузовний модуль та інші.
В основу створення нового сімейства автомобілів високої прохідності покладено
прогресивний метод модульного конструювання, який базується на науково
виваженому системному підході при конструюванні як автомобіля в цілому, так і
його систем та агрегатів. Метод передбачає створення уніфікованого шасі, на яке
залежно від вимог замовника можна встановлювати кузов як легкового автомобіля,
так і кузов вантажного автомобіля. У цьому випадку необхідно, щоб автомобіль,
поряд з високою прохідністю, задовольняв вимоги, які висуваються як до
легкового автомобіля (комфортабельність, плавність руху, швидкість), так і до
вантажного (вантажопідйомність).
За критеріями профільної та опорної прохідності автомобілі цього сімейства
повинні відповідати критеріям кращих зарубіжних аналогів. А це можливо за умови
системного підходу при безпосередньому конструюванні його систем та агрегатів,
починаючи з аналізу існуючих розробок. У цьому випадку автомобіль розділяється
на окремі системи (модулі), цілісність яких буде створюватись внутрішніми та
зовнішніми зв'язками.
Внутрішні зв'язки _ це вимоги, що висуваються до системи, а зовнішні зв'язки
полягають у конструктивному об'єднанні елементів, що входять до системи.
Щодо внутрішніх зв'язків, то вони зумовлені тими вимогами, що висуваються до
конкретної системи, і є визначальними. Конструювання такої системи в подальшому
буде зорієнтоване на виконання цих вимог. Тому досконалість системи (модуля)
буде оцінюватись, перш за все, не за конструктивними особливостями її вузлів і
елементів, а за якістю тих вимог, які система може виконати.
Таким чином, модульне конструювання передбачає уніфіковане шасі для всього
сімейства повноприводних автомобілів, а конструювання автомобілів зводиться до
конструювання його модулів. При цьому під модульним конструюванням систем
(модулів) розуміють конструювання таких систем, у яких вимоги будуть
виконуватись на найвищому рівні.
Щодо уніфікованого шасі, то виходячи з вантажопідйомності автомобілів, шини
повинні сприймати навантаження, відповідне вантажному автомобілю. Оскільки це
автомобілі високої прохідності, то шини обов'язково повинні бути регульованого
тиску та великого діаметра. Останній необхідний для руху автомобілів в одній
колоні по глибокій колії, що створюється колісними та гусеничними машинами.
Виходячи з наведеного, для забезпечення вимог уніфікованого шасі та прохідності
шини автомобілів підбирались з урахуванням трьох чинників: допустимого
навантаження на шину, регульованого тиску повітря, великого діаметра. Цим
вимогам відповідають шини регульованого тиску з діаметром диска 18" та шириною
320 мм і 340 мм й шини діаметром диска 20" та шириною 350 мм, які й були
вибрані для цього сімейства автомобілів. Вони забезпечили можливість створення
уніфікованого шасі для всього сімейства повноприводних автомобілів високої
прохідності.
Однією з важливих систем автомобіля, яка суттєво визначає як його прохідність,
так і плавність руху, є підвіска. Вимоги до підвіски у загальному випадку
зводяться, перш за все, до забезпечення частоти власних коливань кузова у межах
1,2...1,5 Гц. Частота власних коливань підвіски буде залежати від статичного
прогину пружного елемента та визначатись за відомим виразом [42] :
, (2.1)
де n _ частота власних коливань підвіски, Гц;
zст _ статичний прогин пружного елемента, см.
Після підстановки частоти коливань у межах 1,2...1,5 Гц до вищенаведеної
залежності отримаємо статичний прогин пружного елемента 173,6....111,1 мм.
Очевидно, що, виходячи з умови комфортабельності, статичний прогин пружного
елемента повинен знаходитись незалежно від навантаження в межах 173,6...111,1
мм.
Оскільки навантаження на пружний елемент підвіски залежить від типу кузова, що
встановлюється на уніфіковане шасі, то і жорсткість підвіски повинна бути
змінною величиною, це по-перше.
По-друге, виходячи з умов забезпечення високої прохідності автомобілів цього
сімейства, підвіска повинна бути тільки незалежною, оскільки лише незалежна
підвіска коліс забезпечує не тільки плавність руху автомобіля, але й покращує
прохідність за рахунок наступних чинників:
- можливості збільшення дорожнього просвіту за рахунок рознесеної головної
передачі, центральний редуктор якої може мати невелике передаточне число та
бути скомпонованим між лонжеронами рами;
- поєднання несучої системи автомобіля, яка включає раму, з незалежною
підвіскою, з широкою колією та короткою базою дозволить долати окремі дискретні
перешкоди практично на трьох колесах.
Виходячи з наведеного, зауважимо, що альтернативи незалежній підвісці до
теперішнього часу не існує.
Для уніфікованого шасі пружний елемент підвіски повинен забезпечити змінну
жорсткість. Як пружний елемент незалежної підвіски у загальному випадку
застосовують: пружину, торсіон, повітря (або інертний газ). Ураховуючи, що
пружний елемент повинен мати змінну жорсткість, оскільки навантаження на нього
змінюється залежно від типу кузова, що встановлюється на уніфіковане шасі, та
добре компонуватися, то пружним елементом був вибраний торсіон.
Такому вибору сприяло таке:
_ жорсткість пружного елемента за наявності торсіона можна змінювати за рахунок
величини його діаметра при уніфікованих шліцьових з'єднаннях;
_ торсіон добре компонується у складі
- Киев+380960830922