История создания автомобиля - этапы развития

 

Новыми конструктивными  решениями периода 50—60-х гг. были верхнеклапанные двигатели, гнутые лобовые стекла кузовов, телескопические  амортизаторы подвесок, алюминиевые  блоки цилиндров, реечный рулевой  механизм, дисковые тормоза и многое другое. Интересной новинкой было также  создание в МВТУ им. Н. Э. Баумана  опытного образца маленького легкового  автомобиля с пластмассовым кузовом  каркасно-панельного типа.

 

Этот период был отмечен  не только ростом технического совершенства выпускаемых автомобилей, но и повышением их качества, что способствовало и  увеличению спроса на них. Поэтому в  конце 60-х гг. была проведена реконструкция  автозавода им. Ленинского комсомола (АЗЛК), рассчитанная на повышение выпуска  до 200 тыс. машин в год. Одновременно началось строительство завода по производству «Москвичей» в Ижевске.

 

Другим важным шагом в  направлении увеличения объема производства легковых автомобилей было начало строительства  в 1967 г. гигантского завода в Тольятти (ВАЗ). В сентябре 1970 г. с главного конвейера ВАЗа сошел первый автомобиль марки «Жигули», прототипом которого был «Фиат-124» модели 1966 г. Легковые автомобили Стал выпускать и Ижевский машиностроительный завод.

 

Период 70-х  гг.  отмечен  значительным  ростом  объема  производства автомобилей, и если в 1970 г. было выпущено всего 344 тыс. легковых автомобилей, то в 1980 г.— 1327 тыс. шт.

 

АЗЛК в первой половине 80-х гг. выпускал в год около 180 тыс. автомобилей, основной продукцией завода был «Москвич-2140». Годовой  выпуск ВАЗа достиг уровня более 700 тыс. машин (модели «2105», «21051», «21053», «2107»  и др.). Новинкой ГАЗа был легковой автомобиль модели «3103», а Запорожского завода — автомобиль модели «969М».

 

Легковые автомобили, выпускавшиеся  автозаводами во второй половине 80-х  гг. и в настоящее время, рассмотрены  далее в данной книге.

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Какими бывают легковые  автомобили

 

 

 

Существует много различных  типов легковых автомобилей, отличающихся друг от друга назначением, числом мест в кузове, массой и рабочим объемом  двигателя типом кузова, числом ведущих  и управляемых колес

 

По числу ведущих колес  легковые автомобили подразделяют на полноприводные с условным обозначением 4X4 (четыре колеса и все четыре ведущие) и неполноприводные — 4X2 (четыре колеса и из них два ведущих). По числу  управляемых колес их подразделяют на машины с двумя и четырьмя (передними  и задними) управляемыми колесами.

 

В соответствии с действующей  классификацией легковые автомобили массового  производства, представленные в таблице 1.2, относятся к следующим классам  и группам: «ВАЗ» («Ока») —класс 1, группа 1; «ЗАЗ-1102» («Таврия») —класс 1, группа 2; «ВАЗ-2108» («Спутник») — класс 2, группа 2; «АЗЛК-2141» («Москвич») —класс 2, группа 3.

 

Современный легковой автомобиль (см. второй форзац) является весьма . сложной  машиной, состоящей из следующих  элементов ():

 

кузова, служащего для  размещения и защиты от внешних воздействий  людей и грузов; к нему крепятся все основные элементы автомобиля;

 

двигателя 1, являющегося  источником механической энергии, необходимой  для обеспечения движения автомобиля;

 

трансмиссии, включающей в  себя сцепление, коробку передач 9, карданную  передачу 8 и ведущий мост 7, обеспечивающей передачу крутящего момента с  коленчатого вала двигателя к  ведущим колесам 5;

 

подвесок передних 11 и  задних 6, колес 10 и 5, обеспечивающих упругую  связь между колесами и кузовом  для повышения комфортабельности;

 

движителя, состоящего из передних и задних колес, преобразующих энергию  двигателя в поступательное движение автомобиля; систем рулевого управления 2 и тормозами 4;

 

систем, обеспечивающих работу двигателя (охлаждения, пуска, и т.д.).

 

Легковые автомобили различаются  компоновкой, т. е. относительным расположением  основных его элементов: пассажирского  помещения, двигателя, багажного отделения, ведущих и управляемых колес. Компоновочная схема влияет на размеры  автомобиля, его массу, распределение  массы по осям, комфортабельность, устойчивость движения, характер обслуживания, внешний  вид.

 

Пассажирское помещение  располагается в средней части  машины (внутри ее базы — между осями  передних и задних колес), в самой  комфортабельной и безопасной зоне. Размеры пассажирского помещения  зависят от числа рядов сидений, числа пассажиров, размещаемых на одном сиденье класса машины (чем  он выше, тем больше помещение). Если двигатель автомобиля находится  спереди, то багажник размещают сзади, и наоборот. Передний багажник имеет  меньшие размеры, чем задний, так  как значительную долю передней части  кузова занимают колесные ниши, в которых  размещаются управляемые (поворачивающиеся вокруг вертикальной оси — шкворня) колеса. Багажник, расположенный сзади, может быть отделен от салона или  составлять с ним одно целое.

 

Величина моторного отсека зависит от размеров двигателя и  элементов систем, обеспечивающих его  работу, а также от удобства его  обслуживания. Двигатель может располагаться  спереди, сзади и в базе автомобиля. Наибольшее распространение получили легковые автомобили с передним расположением  двигателя и передними ведущими колесами. Они менее опасны при  авариях, обладают лучшей устойчивостью (менее склонны к заносам на скользкой дороге), проще для ремонта, кроме того, в автомобиле остается больше места для пассажиров и  багажа. Двигатель, трансмиссию и  другие элементы таких автбмобилей  объединяют в единый агрегат (рис. 1.1), а двигатель располагают вдоль  или поперек продольной оси автомобиля. Поперечное расположение двигателя  автомобиля делает его более компактным.

 

 

 

 

 

Так называемая классическая компоновка автомобиля с передним расположением  двигателя и задними ведущими колесами имела раньше очень широкое  распространение, а теперь применяется  главным образом для автомобилей  среднего и большого классов. Такие  машины имеют значительные длину и массу, просторный моторный отсек, однако состоят из большего числа деталей и поэтому дороже переднеприводных. В настоящее время в мире все больший интерес проявляется к полноприводным легковым автомобилям со всеми управляемыми колесами. Они обладают высокой проходимостью, устойчивостью и рядом других ценных свойств, но пока еще достаточно дороги.

 

Любой легковой автомобиль обладает определенными эксплуатационными  свойствами, определяющими его качество: тягово-скоростными и тормозными свойствами, топливной экономичностью, управляемостью, устойчивостью, маневренностью, плавностью хода, проходимостью.

 

 

К тягово-скоростным свойствам  относятся максимальная скорость, развиваемая  автомобилем, время разгона до заданной скорости, ускорение при разгоне  и др. Тормозные свойства оцениваются  максимальным замедлением автомобиля при торможении, величиной тормозного пути и предельными значениями внешних  сил, обеспечивающих удержание автомобиля на месте или движение с необходимой  скоростью под уклон. Тормозные  свойства в значительной степени  определяют активную безопасность автомобиля, т. е. совокупность мероприятий, обеспечивающих снижение вероятности возникновения  дорожно-транспортного происшествия.

 

Топливная экономичность  оценивается расходом топлива при  движении в различных условиях (на магистрали, в городе и др.) и контрольным  расходом при заданной скорости движения по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче.

 

Управляемость характеризуется  способностью автомобиля выполнять  на некотором отрезке пути при  определенной скорости движения заданную траекторию, легкостью рулевого управления (усилием на рулевом колесе) и  другими показателями. Устойчивость оценивается так называемой критической  скоростью при повороте, при которой  возникает боковое скольжение и  боковое опрокидывание автомобиля; критическим углом косогора при  движении по нему, приводящим к боковому скольжению в сторону уклона и  опрокидыванию автомобиля, и др.

 

Показателями маневренности  автомобиля являются минимальный радиус поворота, сила тяги, необходимая для  совершения поворота, сцепление колес  с дорогой при повороте, усилие на рулевом колесе и т. д. Основными  оценочными показателями плавности  хода являются ускорения колебаний  кузова (зиброускорения) или скорости его колебаний (виброскорости) в  вертикальном и горизонтальном направлениях.

 

Возможность движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях, но бездорожью и при преодолении  различных препятствий определяется его проходимостью. Так называемая профильная проходимость зависит от дорожного просвета, (расстояние между наиболее низко расположенной точкой автомобиля и поверхностью дороги), переднего и Заднего свесов (расстояние между крайней передней и задней точками до вертикальной плоскости, проходящей через центры передних или задних колес) и др. Опорная проходимость зависит от сцепной массы (массы, приходящейся на ведущие колеса), удельной мощности (мощность двигателя, отнесенная к массе автомобиля) и т. д. В зависимости от назначения автомобиля одни свойства становятся главными, определяющими его конструктивное исполнение, а другие — второстепенными.

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Как делают и испытывают  легковые автомобили

 

 

 

Производство современных  легковых автомобилей является сложным  и многоплановым (рис. 1.2). Оно объединяет в себе производство различных заводов: автомобильных заводов, где изготавливают  многие детали и узлы, системы и  осуществляют сборку автомобилей; многочисленных специализированных заводов, изготавливающих  комплектующие изделия (подшипники, топливную аппаратуру, радиаторы, шины, двигатели и многое другое); заводов, поставляющих полуфабрикаты и их компоненты (лаки и краски, стекло, обивочные  материалы, пластмассы и т. д.). Только при четкой и слаженной работе этих многочисленных и разнохарактерных предприятий возможно массовое производство современных автомобилей.

 

Посмотрим, как делают легковые автомобили на московском автозаводе АЗЛК. Выпускаемый заводом «Москвич»  состоит примерно из 10 тыс. деталей. Все их нужно изготовить, проверить, состыковать, объединить в одно изделие. При этом многие детали рождаются  не сразу, последовательно проходя  множество ступеней обработки (ковку, обработку на токарных станках, термообработку и т.д.). Так, например, для изготовления шестерни коробки передач из стального  прутка диаметром 50 мм нужно выполнить 16 Технологических операций, не считая транспортных и контрольных; 29 операций необходимо выполнить для изготовления корпуса дифференциала ведущего моста; 36 операций — для изготовления передней двери кузова, состоящей  из 14 элементов.

 

Вообще, изготовление деталей  кузова на автозаводе занимает особое место. Каждую из них получают в несколько  приемов и затем собирают в  так называемые подсборки (основание  кузова, боковины и т. д.), из которых  собирают кузов. Он состоит примерно из 500 элементов, соединенных между  собой главным образом с помощью  точечной электросварки (более 4 тыс. точек). Протяженность сварочных линий, на которых она осуществляется, составляет почти 200 м.

 

Кузовные детали изготавливаются  из стального проката в прессовом  корпусе площадью 65 тыс. кв. м (почти 10 футбольных полей). В нем располагаются  высокопроизводительные прессы, многие из которых оборудованы роботами для установки и снятия заготовок  и изделий, для передачи их от одного пресса к другому. Для производства деталей средних размеров широко используются многопозиционные установки, объединяющие несколько прессов  в едином блоке, где после обработки  на одном прессе деталь сразу попадает на другой (не поступая на склад).

 

Прессы установлены на массивных железобетонных опорах на уровне земли. Пространство в подвальной части используется для автоматизированного  сбора отходов от штамповки и  для обслуживания важнейших узлов  прессов.

 

 

 

 

 

Рулоны проката прямо  с железнодорожной платформы, доставившей  их в корпус, автоматически сгружаются, взвешиваются и после считывания специальным датчиком марки стали  укладываются в ячейки многоярусного (вертикального) склада. Оттуда они  в нужный момент передаются на раскройную линию. Полученные с нее заготовки  в таре (на поддонах) доставляются автопогрузчиком  к первому прессу технологической  линии или поступают в определенную ячейку склада. Подобным образом готовая  продукция, т. е. отштампованные детали, по автоматизированному монорельсовому пути поступает в другой цех —  цех сборки-сварки кузовов. При необходимости  они также могут быть направлены на склад.

 

Высота складских стеллажей  прессового корпуса примерно 16 м (это  пяти-шестиэтажный дом). Склад имеет  удобную систему автоматической загрузки и получения изделий  по складским адресам. Вертикальные (штабелерные) склады прессового корпуса  работают без кладовщиков, управляет  ими ЭВМ, которая знает, где что  лежит и когда, куда и что нужно  подать.

 

Сборка кузовов осуществляется с помощью 150 роботов, выполняющих  точечную сварку. Они разбиты на группы: 16 роботов сваривают задний пол кузова, 4 приваривают к нему лонжероны, 2 робота справляются со сваркой капота и т. д. Каждый робот  действует по программе, введенной  в его электронную память. Если изменить программу, робот может  сваривать другие детали;

 

Проворная рука робота свободно добирается до самых труднодоступных  мест кузова. Робот-сварщик прекрасно  взаимодействует с- роботом, переносящим  детали с одной позиции на другую, программа четко координирует их движения:.перенос детали, ее установка, сварка, перенос на следующую операцию или на транспортер —все делается быстро, четко и точно. В технологической  линии имеются и другие роботы, например, выполняющие предварительную  смазку будущих закрытых полостей кузова защитной антикоррозийной мастикой.