 |
 |
 |
 |
масштабе должны быть изображены контуры всех агрегатов. Для отыскания оптимального варианта компоновки контуры основных агрегатов желательно вырезать из бумаги.
Габаритные размеры автомобиля определяются с учетом требований, изложенных в начале книги, и требований ГАИ.
На стадии выполнения компоновочного чертежа необходима эргономическая проработка рабочего места водителя и пассажиров. Для этих целей желательно иметь шарнирный макет фигурки человека в масштабе 1:5.
Шарнирная плоская модель человеческого тела строится по законам соматографии *. В соматографии используются различные схематические фигурки человека, построенные по законам черчения и начертательной геометрии на основе существующих реальных размеров элементов человеческого тела. В специальной литературе по антропометрии можно найти средние значения размеров элементов человеческого тела и отклонения этих значений в меньшую и большую сторону.
Самодеятельный конструктор проектирует автомобиль для себя, поэтому плоский шарнирный машет он строит исходя из своего полного роста. На рис. 2 приведена одна из простых шарнирных моделей. Для ее построения необходимо знать размеры между основными суставными точками человека, которые на рис. 2 даны в буквенном обозначении, и размеры диаметров окружностей, описанных из центров этих суставных точек. Диа: метры обозначены цифрами. В табл. 6 приводятся значения размеров в долях от роста человека. Для получения требуемого размера следует перемножить рост человека (в мм) на взятую в соответствующей графе десятичную дробь. Размеры диаметров в таблице даны для построения макета в масштабе 1:10. При построении фигурки в другом масштабе следует пропорционально пересчитать размеры диаметров.
Относительнхй размер элемента /гела | Т а б j | i и ц а 6 | ||||||
0,109 | 0,190 | 0,148 | 0,042 Диаметр | 0,268 окружное | 0,535 :ти, мм | 0,640 | 0,815 | 0,075 |
» | ||||||||
Термин, применяемхй в эргономике.
Определив на компоновочном чертеже предварительное расположение основных агрегатов и очертив контуры предполагаемого салона, приступают к проектированию рабочего места водителя. Вначале можно очертить контуры сиденья и рабочего пространства, используя для этого размеры, рекомендуемые на рис. 3. Затем следует скорректировать эти размеры, пользуясь шарнирным макетом фигурки человека, на котором желательно
Рис. 2. Плоский шарнирнхй макет тела человека (М 1:10)
3. 165
шт..
Рис. 3. Рекомендуемые размеры сидений и свободного пространства для водителя и пассажира
Рис. 4. Суставные углы в шарнирном макете человека
соединить линиями основные шарнирные точки, имитирующие суставные узлы (рис. 4). При проектировании рабочего места следует иметь в виду, что сиденье водителя должно иметь устройство, позволяющее регулировать его положение относительно кузова.
В соответствии с требованиями эргономики водитель при работе должен быть размещен таким образом, чтобы так называемые суставные углы обеспечивали ему физиологически оправданную позу, т. е. иметь такое положение, при котором не затрудняется кровоток и не смещаются элементы позвонков. Значения суставных углов для водителей легковых автомобилей должны лежать в пределах, указанных в табл. 7.
Таблица 7
Значения суставн1х углов водителя легкового автомобиля
при правильной посадке, град
Определив положение водителя, точно таким же образом необходимо определить посадку и свободное пространство для пассажира.
Если передние сиденья проектируются раздельными для водителя и пассажира, то в качестве заднего применяют в большинстве случаев сиденье с одной общей подушкой. Раздельные задние сиденья используются для автомобилей более высокого класса и используемых для туристских поездок. Раздельные подушки сидений позволяют обеспечить максимум комфорта с хорошей фиксацией человека против боковых перемещений при небольшой высоте салона.
Изобразив позу водителя и пассажира в салоне, можно рассчитать необходимую минимальную высоту внутри салона. Потолок должен находиться на расстоянии не менее 100 мм от крайней верхней точки контура головы, что позволит очертить предварительный контур крыши кузова. Выбранное пространство для водителя и пассажира (размеры салона) должно обеспечиваться при любом размещении остальных агрегатов.
При компоновке необходимо также обращать внимание на обеспечение необходимой безопасности, что должно быть учтено в проекте автомобиля. Элементы безопасности, применяемые на автомобилях, подразделяются на активные и пассивные. К активным относят все мероприятия, уменьшающие возможность дорожно-транспортных происшествий. Например, к ним относятся: хорошая обзорность с места водителя; достаточно хорошая управляемость автомобиля, малая восприимчивость к влиянию бокового ветра, устойчивость при движении и др. Пассивная безопасность подразумевает мероприятия по снижению последствий дорожно-транспортных происшествий. Сюда, например, относятся применение ремней безопасности, усиление каркаса кузова в зоне салона, наличие зон контролируемой деформации спереди и сзади, а также устройства, предотвращающие попадание при аварии агрегатов в салон.
При компоновке одним из важных элементов обеспечения безопасности является создание для водителя необходимой обзорности. Так, например, непросматриваемая зона должна составлять не более 6 м от передней крайней точки кузова автомобиля. Угол передней обзорности должен быть таким, чтобы водитель мог хорошо видеть светофор и дорожные знаки. Реко-
Рис. 5. Угол обзорности с места водителя в вертикальной плоскости
мендуемый угол передней обзорности с места водителя показан на рис. 5.
Устройства активной и пассивной безопасности должны учитываться при дальнейшей конструктивной проработке автомобиля; о них всегда должен помнить самодеятельный автоконструктор. Так, например, топливный бак следует располагать в зоне, наименее подверженной деформации. При классической или переднеприводной компоновке это будет зона за спинкой заднего сиденья за задней осью. При расположении двигателя сзади местоположение топливного бака требует тщательного анализа. Например, на ЗАЗ-968 топливный бак расположен за задним сиденьем, но очень близко к двигателю. Это не совсем желательно с точки зрения пожарной безопасности. Размещение топливного бака впереди нежелательно, так как он попадает в зону конструктивной деформации. Однако его все же можно расположить в передней части, но в месте, наиболее удаленном от крайней передней точки кузова, защитив его при этом запасным колесом. Нежелательно располагать в передней части аккумулятор и агрегаты отопления.
Следующий важный этап конструирования и компоновки - определение центра тяжести и распределения массы по осям. Для расчета весовых характеристик принимают массу взрослого человека 70 кг, а для детей 35 кг. Центр масс силуэта взрослого человека можно принять на расстоянии 200 мм от нижней точки спинки сиденья.
Массу, приходящуюся на одну из осей, можно определить, используя уравнение моментов.
При проектировании автомобиля желательно знать массу отдельных его частей, а следовательно, сухую массу автомобиля. В табл. 8 приведены ориентировочные значения масс отдельных узлов и агрегатов, на которые можно ориентироваться при конструировании автомобиля. В табл. 9 приведены реальные массы
агрегатов отечественных автомобилей, которые часто используются при создании самодельных конструкций. Для определения значения силы тяжести в ньютонах необходимо величину массы в килограммах умножить на 9,8. При этом необходимо знать силу тяжести всех агрегатов и расстояние их до соответствующих осей.
Так, например, при определении силы тяжести, приходящейся на заднюю ось (рис. 6), сумму произведений сил тяжести агрегатов на расстояние от передней оси до центра масс принятого агрегата необходимо разделить на расстояние между осями (базу автомобиля). При расчете следует обращать внимание на знаки перед произведениями уравнения. Справа от оси, по
Рис. 6. Расчетная схема определения нагрузки, приходящейся на заднюю ось автомобиля:
Gi - сила тяжести рулевой колонки; G? - сила тяжести рулевого управления; Gz - сила тяжести кардана; тяжести силового агрегата; Gs - сила тяжести передних сидений; Ge - сила тяже-
сти аккумулятора; Gj - сила тяжести кузова; Gs - сила тяжести задних сидений; Gg - сила тяжести задней подвески и моста; Gi0 - сила тяжести задних колес; Gu - сила тяжести глушителя; G22 -
сила тяжести запасного колеса; /f, /2, оси
расстояние от соответствующего агрегата до передней
0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50