2 Назначения, виды и принцип действия дорожного просвета

Автомобильная промышленность – одна из ведущих отраслей
машиностроения. Важным фактором являются пассажирские перевозки.
Перед промышленностью в настоящее время стоят задачи, связанные с
увеличением выпуска автобусов предназначенных для разных отраслей
промышленности, и сферы деятельности человека. Для всего этого
необходимо производство экономичных автомобилей с дизельными
двигателями, позволяющих значительно сократить расход топлива, а
следовательно и затраты на него. В настоящее время проводятся
значительные работы по увеличению выпуска и повышению надежности
автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газах. Возрастает
производство специализированных автомобилей и прицепов для перевозки
различных грузов. Предусматривается уменьшить на 15 – 20% удельную
металлоемкость, увеличить ресурс, снизить трудоемкость технического
обслуживания автомобилей, повысить все виды безопасности.
Важным фактором повышения производительности является высокий ресурс
автомобилей в дорожных условиях, типичных для сельского хозяйства.
Развитие автомобилестроительной отрасли базируется на фундаментальных
и прикладных исследованиях, направленных на создание новых видов
автомобильной техники, отвечающих перспективным требованиям по
безопасности, экологии и надежности.
В связи с мировым кризисом первоочередной задачей является создание
экономичных автомобилей.
Высоких показателей топливной экономичности можно достичь в результате
дальнейшего уменьшения массы автомобиля, установки дизелей, улучшение
аэродинамических
показателей,
совершенствование
конструкций
трансмиссий и других узлов, а также расширения применения электронных
устройств, позволяющих поддерживать оптимальные условия движения.
Масса автомобиля может быть уменьшена при широком использовании
легких сплавов, пластмасс, высокопрочных сталей, а также при
рациональном конструировании сборочных единиц и деталей с помощью ПК.
Применение ПК дает возможность ускорить конструкторские расчеты,
осуществить математическое моделирование сложных физических
процессов, учитывать значительно большее число факторов при расчетах, а
следовательно, более обоснованно выбрать конструктивные параметры
проектируемого автомобиля.
Основными
направлениями
развития
современной
технологии
производства служат: переход от прерывистых, дискретных технологических
процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим
увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение
безотходной технологии для наиболее полного использования сырья,
материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда;
создание гибких производственных систем, широкое использование роботов
и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и
приборостроении.
1. Концепция автомобиля
1.1 Обзор конструкции и анализ технических данных автомобиля –
аналога
LADA 2107 (раннее обозначение ВАЗ-2107) — советский, российский и
египетский заднеприводный субкомпактный автомобиль, одна из последних
моделей «классики», выпускавшаяся на ОАО «Волжский автомобильный
завод/АвтоВАЗ» с марта 1982 годa по апрель 2012 года, и выпускаемая в
Египте с 2006 года по настоящее время. Являлась модифицированной люксверсией автомобиля LADA-2105, который, в свою очередь, ведёт своё
происхождение от Fiat 124, малолитражного семейного седана образца 1966
года (победителя конкурса Европейский автомобиль года 1967 года). На
экспорт ВАЗ-2107 шёл под названиями Lada Nova, Lada Riva, Lada 1500.
С 2002 до 2012 года ВАЗ-21070 (модификация ВАЗ-2107) производился на
Украине (ЛуАЗ, ЗАЗ и КрАСЗ)). В мае 2008 года сборка LADA 2107
налажена на аргунском заводе «Пищемаш» в Чеченской республике. С
апреля 2011 года сборка LADA 2107 перенесена на ИжАвто в Ижевск. За
неполный год производства в Ижевске произведено 42,5 тыс. «семёрок».
В апреле 2012 года концерн АвтоВАЗ принял решение окончательно
прекратить производство классического седана LADA 2107 на заводе
«ИжАвто». Данное решение принято по причине сильно упавшего спроса на
данную модель, а также из-за ускорения работ в Ижевске по подготовке
производства к выпуску Lada Granta. Последний седан LADA 2107 сошел с
конвейера завода «ИжАвто» 17 апреля 2012 года. Однако и после полного
закрытия производства LADA 2107 в России, эта модель будет продолжать
изготовляться в Египте предприятием Lada-Египет.
Производство универсала 2104, унифицированного с седаном по силовой
установке, экстерьеру и интерьеру передней части кузова, продолжилось до
17 сентября 2012 года
Таблица 1 – Технические характеристики автомобиля ВАЗ – 2107
Тип кузова
4 дверный седан(5-мест)
Назначение и область использования
предназначен для пассажироперевозок.
Тип двигателя
бензиновый
Рабочий объем, л
1.6
Используемое топливо
бензин
Максимальная скорость, км/час
150
Грузоподъемность, кг.
400
Тип трансмиссии
механическая, 5-ступенчатая
Колесная формула
42
Полная масса, кг
1449
База автомобиля L, м
4.1
Контрольный расход топлива Ge, л/100км
при скорости 90 км/ч — 6.9
при скорости 120 км/ч — 9.5
2 Назначения, виды и принцип действия дорожного просвета
Дорожный просвет (также клиренс, от англ. clearance) — расстояние
между опорной поверхностью и самой нижней точкой центральной части
автомобиля. Центральная часть — это часть, заключенная между двумя
плоскостями, параллельными продольной плоскости симметрии автомобиля
и равноотстоящими от внутренней поверхности колёс (рисунок 1). Проекция
центральной части на опорную поверхность составляет 80 % расстояния
между внутренними поверхностями колёс одной оси.
Дорожный просвет влияет на проходимость.
Рисунок 1 –Клиренс автомобиля LandRoverDefender
Для повышения проходимости на плохих дорогах требуется большой
дорожный просвет. На некоторых автомобилях его можно изменять во время
движения. Высокий центр масс снижает устойчивость и управляемость,
поэтому при быстрой езде на хороших дорогах просвет целесообразно
уменьшать.
Дорожный просвет обычно указывается в миллиметрах. Иногда указывают
два значения — просвет под передней осью и под задней, в случае
переднеприводного автомобиля эти значения более или менее близки. В
некоторых случаях указывается также значение просвета под картером
двигателя.
2. 1 Конструкции клиренса и их элементов
Мало кто будет спорить с тем, что в России и Казахстане при выборе
нового автомобиля одним из важнейших аспектов (если не самым важным)
является величина дорожного просвета. И такое внимание к этому параметру
появилось, к сожалению, не от хорошей жизни.
Путешествуя на автомобиле по безграничным просторам нашей Родины,
никто уже не удивится, если дорога вдруг превратится в «направление». В
глубинке еще остались места, где люди видели асфальт только по телевизору.
Даже в современных мегаполисах, где некоторые улицы напоминают скорее
полосу препятствий, а зима каждый год наступает неожиданно, вид,
вышедшего на работу человека с портфелем в одной руке и лопатой в другой,
стал абсолютно привычным. И очень часто, купив новенький автомобиль,
новоиспеченные владельцы, обсуждая приобретение с друзьями или
знакомыми, слышат в адрес своего авто неодобрительное: «Низкая!».
Попробуем разобраться, действительно ли так важна величина дорожного
просвета, на что еще стоит обратить внимание и что делать тем
автолюбителям, которых не устраивает высота посадки их автомобиля.
Для начала стоит определиться, что же такое дорожный просвет или
клиренс. ГОСТ определяет это понятие как расстояние между опорной
поверхностью и самой нижней точкой центральной части автомобиля. Где, в
свою очередь, центральная часть — это часть, заключенная между двумя
плоскостями, параллельными продольной плоскости симметрии автомобиля
и равноотстоящими от внутренней поверхности колес.
Рисунок 2 – Дорожный просвет автомобиля Пежо 107
Конечно, находясь в автосалоне, высчитывать некую центральную часть
автомобиля никто не будет, поэтому, переводя с русского на русский,
дорожный просвет – это расстояние от земли до нижней точки автомобиля.
Только найти эту самую нижнюю точку не просто. Ведь пространство под
днищем автомобиля представляет собой целое нагромождение всевозможных
конструкций: свисающие части из моторного отсека, элементы подвесок,
выхлопная система, бак, расположенная под днищем «запаска» - все это
увеличивает шансы зацепиться при проезде неровностей. Поэтому
правильнее всего таких нижних точек найти несколько.
Первым страдающим элементом чаще всего оказывается передний
бампер. Именно он «проверяет» высоту городских бордюров и зимних
сугробов, шлифует накатанный между колеями снег. И именно расстояние от
поверхности до кромки переднего бампера стоит измерить в первую очередь,
тем более что сделать это легче всего. Как правило, расстояние от
поверхности до края переднего бампера заметно выше, чем заявленный в
ТТХ минимальный дорожный просвет и в среднем составляет:
Рисунок 3 - Дорожный просвет автомобилей под передним бампером
Для легковых автомобилей – от 14 до 20 см
Для «паркетников» – от 18 до 25 см
Для внедорожников – от 20 до 35 см
На многих современных легковых автомобилях по всему периметру
бампера можно встретить «юбку» из гибкого неокрашенного пластика. Этот
защитный элемент является своего рода звуковым сигнализатором при
наезде на препятствие. Пугаться неприятного скрежета пластика особо не
нужно, так как «юбка» предназначена предупредить владельца о
возможности повреждения бампера или лакокрасочного покрытия. Даже если
«юбка» придет в полную негодность, заменить ее самостоятельно не составит
труда, тем более что стоимость этой детали, как правило, копеечная.
Некоторые владельцы сразу же снимают эту часть бампера, увеличивая тем
самым расстояние от земли до переднего края автомобиля на 2-3, а то и более
сантиметров. Но имейте в виду, при следующем соприкосновении страдать
придется уже непосредственно бамперу со всеми вытекающими
последствиями.
Рекомендация: лучшим способом избавить себя от переживаний и
сохранить переднюю часть автомобиля в первозданном виде является
установка отключаемого парктроника. Причем, по возможности, пару
датчиков расположить как можно ниже. Лучше лишний раз услышать звук из
динамика, чем скрежет бампера.
Продвигаясь вглубь днища, следующей важной точкой, до которой стоит
произвести замер расстояния от земли является поддон картера двигателя.
Именно он чаще всего будет являться самой нижней точкой подкапотного
пространства автомобиля. Элементы передней подвески или рулевого
управления в расчет брать не имеет особого смысла, так как суммарная
площадь их поверхностей слишком мала. Даже в случае повреждения,
стоимость ремонта или замены отдельных деталей подвески не идет ни в
какое сравнение с возможными последствиями пробоя поддона картера. В
среднем величина клиренса варьируется:
Рисунок 4 - Дорожный просвет автомобилей под поддоном картера
Для легковых автомобилей – от 12 до 17 см
Для «паркетников» – от 17 до 21 см
Для внедорожников – от 20 см и выше
Рекомендация:
обязательно
устанавливайте
защиту
двигателя.
Пластиковые накладки штатно присутствующие на некоторых автомобилях,
в лучшем случае защищают от грязи, выполняя, по сути, роль пыльников. А
вот кусок металла или углепластика, «съев» несколько сантиметров
дорожного просвета, сможет уберечь большую часть элементов моторного
отсека от залетевшего под машину камня или спрятавшегося в сугробе или
снежной колее валуна. Карбоновая защита более прочная, но некоторые
производители отказываются от ее использования в целях безопасности: при
лобовом столкновении, двигатель, встретив прочное «препятствие» снизу,
может выдавить в салон. Несмотря на всю очевидность пользы от защиты
картера, многие до сих пор пренебрегают установкой этого оборудования.
Успешно преодолев препятствие первой третью автомобиля,
расслабляться не стоит. Элементы выхлопной системы, расположенные
вдоль всего днища автомобиля, могут стать объектами внимания
выступающих частей неровной дороги. Зацепиться можно топливным баком
или абсорбером, часто расположенным рядом с ним. Конструкция задней
подвески (особенно зависимой) также снижает показатель дорожного
просвета в кормовой части транспортного средства. На задне или
полноприводных автомобилях удар может прийтись на карданный вал или
корпус заднего дифференциала.
Рекомендация: изучите свой автомобиль снизу, загнав его на эстакаду или
подъемник. Знание конструктивных особенностей расположенных под
днищем элементов, даст возможность пропускать между колесами
препятствия с нужной стороны, без боязни что-то зацепить или оторвать.
При описании того или иного транспортного средства в автомобильной
прессе часто встречается термин «геометрическая проходимость». Но не все
обращают должное внимание на значения этой характеристики. А зря!
Автомобили, обладающие хорошей геометрической проходимостью, порой
могут без труда проехать там, где не всегда проедут автомобили с высоким
значением дорожного просвета.
Рисунок 5 – Дорожный просвет автомобиля CadillacEscalade
В первую очередь это объясняется углами въезда и съезда, значения
которых напрямую зависят от длины переднего и заднего свесов, а также
формы бамперов. Для автомобилей с длинным «носом» даже заезд на
эвакуатор иногда представляет проблему. Причем грешат подобным
недостатком не только легковушки, но и большие полноприводные
внедорожники наподобие Cadillac Escalade (рисунок 5). Свисающие под
задним бампером полноразмерное запасное колесо или «банка» мощного
глушителя не добавляют внедорожных преимуществ.
Вторым немаловажным значением является угол продольной
проходимости, который определяется максимальным градусом, при котором
автомобиль может перейти со склона на горизонтальную часть поверхности,
ничего не задевая днищем. Напрямую зависит от длины колесной базы. Даже
при большом значении клиренса и углах въезда/съезда для длиннобазного
автомобиля банальный съезд с бордюра может оказаться непреодолимым
препятствием. В тесных мегаполисах, часто встречаются транспортные
средства, водители которых, не жалея порогов, паркуются на тротуаре.
Зато автомобили с небольшим расстоянием от центра переднего до центра
заднего колес могут поразить своими способностями. Например, городской
проныра Пежо 107, казалось бы, вовсе не приспособленный для съезда с
асфальта, имея коротенькие свесы, минимальный дорожный просвет 15 см и
базу всего 2,34 метра легко преодолевает крутые дорожные косогоры и
глубокие ямы просто по контуру, без малейшего намека на то, чтобы чем-то
зацепиться.
А вот примером потери части внедорожных характеристик из-за
растянутого кузова является ВАЗ-2131. Классическая Нива (рисунок 6),
творившая на бездорожье чудеса, удлинившись на полметра, стала регулярно
цепляться «брюхом»
Рисунок 6 – Автомобиль марки ВАЗ-2131
Рекомендация: При выборе автомобиля обращайте внимание на
особенности конструкции кузова и его отдельных элементов. Крупный
полноприводный «паркетник» или даже внедорожник может зацепиться там,
где проедет обычная легковушка.
В итоге можно сказать, что рассматривать величину дорожного просвета
нужно исключительно в комплексе с остальными характеристиками
проходимости. При выборе автомобиля нужно четко представлять, где и как
часто он будет использоваться. В конце концов, львиную долю
Казахстанского автопарка занимают далеко не Нивы, УАЗы, Хаммеры и
Ленд Роверы. А аккуратное вождение, хорошее «чувство габаритов» и знание
конструктивных особенностей своего автомобиля составят хорошую
компенсацию недостающим сантиметрам клиренса.
Но, если все-таки желание увеличить клиренс своего автомобиля не
оставляет в покое, сделать можно следующее:
Рисунок 7 – Дорожный просвет пикапа
1) Увеличить размерность колес. Самый простой и недорогой способ
сделать автомобиль выше, имеющий, однако, свои нюансы. Если выбирается
новый автомобиль, в списке опций которого присутствуют колеса большего
радиуса, то на прибавку в клиренсе рассчитывать не придется. Увеличивая
радиус дисков, производитель снижает профиль резины: колеса
размерностью 195/65R15, 205/55R16, 225/45R17, 225/40R18 имеют
практически одинаковый внешний радиус. Увеличивать нужно именно
профиль резины, но также прибавку в дорожном просвете даст замена колес
с 195/65R15 на 205/65R16, то есть с тем же профилем, но большим радиусом.
Но и в этом случае не все так просто. Дело в том, что увеличившийся
внешний радиус колес, в лучшем случае повлияет на точность показаний
спидометра, в худшем – выведет из строя датчик скорости, неисправность
которого повлияет на работоспособность систем ABS и ESP (если они есть в
автомобиле). Так что нужно крепко подумать перед тем, как отправиться в
шинный магазин.
2) Более радикальным способом является замена амортизаторов и пружин
на более «высокие». Сейчас предложение тюнинговых центров, особенно в
крупных городах, позволяет без проблем подобрать элементы подвески
практически для любого автомобиля. Но, замена любых штатных узлов
автомобиля – мгновенная потеря заводской гарантии (если она еще не
закончилась). Возросший дорожный просвет увеличит и центр тяжести
автомобиля, вследствие чего, автомобиль заметно потеряет в устойчивости,
особенно при прохождении виражей.
3) Как видно из первых двух пунктов, увеличение клиренса оборачивается
заметными недостатками. И, если посадка автомобиля категорически не
устраивает, то самым лучшим способом сделать автомобиль выше
является… покупка более «высокого» автомобиля. А тут все зависит только
от требований и возможностей.