Классификация, общее устройство, компоновка и основные технические характеристики легковых автомобилей

Классификация легковых автомобилей

Классификация легковых автомобилей осуществляется по рабочему объему цилиндров двигателя (литражу) и по массе неснаряженного автомобиля (табл. 1).

Таблица 1. Классификация легковых автомобилей

Класс автомобилей	Группа	Индекс	Предельные значения показателей
			рабочий объем цилиндров двигателя, л	масса неснаряженного автомобиля, кг
Особо малый	1 2	11 11	до 0,849 0,849...1,099	до 649 650...799
Малый	1 2 3	21 21 21	1,100...1,299 1,300...1,499 1,500...1,799	800...899 900...1049 1050...1149
Средний	1 2	31 31	1,800...2,499 2,500...3.499	1150...1299 1300...1499
Большой	1 2	41 41	3,500...4,999 более 5,0	1500...1900 не регламентирована
Высший	—	41	не регламентированы

В соответствии с принятой классификацией базовым моделям легковых автомобилей присваивается четырехзначный индекс, в котором две первые цифры указывают на класс автомобиля, а две последующие — на его модель. Так, например, автомобили ВАЗ-1111 и ЗАЗ-1102 являются автомобилями особо малого класса первой и второй группы соответственно, автомобили ВАЗ-2109 и ВАЗ-2105 — малого класса второй группы, автомобили ИЖ и АЗЛК — малого класса третьей группы. Для обозначения модификаций базовых моделей автомобилей в индексе могут иметься дополнительные цифры, обозначающие номер модификации. Так, автомобиль ИЖ-21251 является усовершенствованной модификацией базовой модели ИЖ-2125.



По количеству ведущих колес легковые автомобили подразделяют на полноприводные, у которых все четыре колеса ведущие (имеют условное обозначение 4x4), и неполноприводные (имеют условное обозначение 4x2), у которых ведущими являются только два колеса передней или задней оси.

Общее устройство легкового автомобиля

Легковой автомобиль состоит из агрегатов, систем, механизмов, узлов и деталей, условно подразделяемых на три основные составные части: двигатель, шасси и кузов (рис. 1).

Двигатель автомобиля представляет собой агрегат, преобразующий тепловую энергию, получаемую при сгорании топлива, в механическую работу, а создаваемый при этом на валу двигателя крутящий момент используется для передвижения автомобиля.





Двигатель на изучаемых автомобилях устанавливается в передней части автомобиля с поперечным относительно автомобиля расположением ряда цилиндров (на автомобилях ВАЗ-2109 и ЗАЗ-1102) или с продольным расположением (остальные автомобили).

Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления.

Трансмиссия изменяет величину и направление крутящего момента и передает его от двигателя на ведущие колеса. Она состоит из сцепления, коробки передач, главной передачи, дифференциала, а также приводных валов (у переднеприводных автомобилей) и карданной передачи и полуосей (у автомобилей с классической схемой компоновки).

Ходовая часть состоит из передней и задней подвесок, ступиц и колес с шинами. Подвески автомобиля соединяют колеса с кузовом и воспринимают нагрузки, действующие на колеса, уменьшая их действие на кузов и снижая колебания кузова при движении. Подвески состоят из рычагов, шарнирно соединенных с кузовом автомобиля, упругих элементов (пружин или рессор) и амортизирующих элементов (гидравлических амортизаторов или амортизаторных стоек). Агрегаты ходовой части вместе с кузовом составляют несущую систему автомобиля.

Механизмы управления включают в себя рулевое управление, необходимое для изменения направления движения автомобиля, и тормозные системы, обеспечивающие замедление движения автомобиля, его остановку и удержание в неподвижном состоянии.

Кузов легкового автомобиля предназначен для размещения водителя, пассажиров и багажа. Изучаемые легковые автомобили имеют несущий кузов, к которому крепятся все агрегаты, механизмы, узлы и другое оборудование. Рассматриваемые переднеприводные автомобили имеют двухобъемные кузова типа «хэтчбэк» с моторным отсеком и салоном, совмещенным с багажным отделением. Рассматриваемые модели автомобилей с классической схемой компоновки имеют трехобъемные кузова типа «седан» с моторным отсеком, пассажирским салоном и багажным отделением (ВАЗ-2105) или двухобъемный кузов типа «комби» (ИЖ-21251), у которого салон, совмещенный с багажным отделением, легко преобразуется в грузопассажирский вариант для транспортировки мелких грузов за счет складывания подушки и спинки заднего сиденья. На грузовых и грузопассажирских модификациях легковых автомобилей могут также применяться кузова типа «фургон» (ИЖ-2715) и «пикап» (ИЖ-27151, АЗЛК-2335).

Компоновка и общие конструктивные особенности легковых автомобилей

Общая компоновка легкового автомобиля может осуществляться по классической, переднеприводной и заднеприводной схемам. При классической схеме компоновки двигатель располагается спереди, а ведущими являются задние колеса. При переднеприводной схеме компоновки двигатель располагается спереди, передние колеса являются ведущими и управляемыми. При заднеприводной схеме компоновки двигатель располагается сзади, а ведущими являются задние колеса (ЗАЗ-968М).

На автомобилях с классической схемой компоновки (рис. 2) передача крутящего момента от двигателя и объединенной с ним в единый силовой агрегат коробки передач 17 осуществляется через карданную передачу 14, а также через размещенные в картере заднего моста 13 и объединенные в единый редуктор главную передачу и дифференциал на полуоси задних ведущих колес.





На автомобилях с переднеприводной схемой компоновки (см. рис. 1) двигатель 2 и коробка передач 8 конструктивно объединены с главной передачей и дифференциалом в единый блок, от которого крутящий момент через шарнирные приводные валы 22 передается на передние ведущие колеса.

Переднеприводные автомобили имеют ряд преимуществ по сравнению с автомобилями с классической схемой компоновки. При переднеприводной компоновочной схеме не требуется делать тоннель для карданной передачи в салоне автомобиля, что позволяет сделать кузов более удобным и легким. Кроме того, отсутствие карданной передачи позволяет ниже расположить пол кузова и получить более низкое расположение центра тяжести автомобиля, обеспечивая тем самым улучшение его продольной и поперечной устойчивости при движении. Применение привода на передние колеса обеспечивает лучшую, по сравнению с заднеприводными, устойчивость автомобиля против бокового заноса. При этом совпадение движения колес с направлением действия силы тяги способствует хорошей управляемости, маневренности и проходимости на скользких дорогах. Улучшение управляемости и проходимости переднеприводных автомобилей объясняется не столько тем, что ведущими являются передние колеса, сколько тем. что на них приходится значительно большая часть массы автомобиля.

Указанные особенности характеризуют высокую активную безопасность переднеприводных автомобилей. К важнейшим элементам активной безопасности на переднеприводных автомобилях относится также двухконтурный привод рабочего тормоза с диагональной схемой трубопроводов (кроме автомобилей АЗЛК). Он обеспечивает сохранение эффективности торможения до 50% даже при выходе из строя одного из контуров. К этому следует добавить и двухконтурный регулятор давления тормозной жидкости в приводе задних тормозных механизмов.



В качестве составных элементов пассивной безопасности переднеприводных автомобилей следует отметить конструкцию кузова, который при дорожно-транспортных происшествиях поглощает энергию удара, сохраняя заданное пространство салона, энергоемкие бамперы, травмобезопасную рулевую колонку, инерционные ремни безопасности.

К достоинствам переднеприводных автомобилей следует отнести их более высокую экономичность, обусловленную уменьшением аэродинамического сопротивления кузова, снижением их массы, уменьшением потерь в трансмиссии на передачу крутящего момента, а также применением электронной бесконтактной системы зажигания двигателя. Переднеприводные автомобили имеют кузова клиновидной формы с большими углами наклона ветрового и заднего стекол, а также пластмассовые бамперы, вливающиеся в общие очертания кузова и способствующие хорошей его обтекаемости, что значительно снижает потери на преодоление сопротивления воздуха при движении. Снижение массы переднеприводных автомобилей связано как с компоновкой (отсутствие карданной передачи и тяжелого заднего моста), так и с более широким применением деталей из легких материалов: пластмассы, алюминиевых и магниевых сплавов.

Автомобиль ВАЗ-2109 имеет переднеприводную схему компоновки с поперечным расположением двигателя. Двигатель конструктивно объединен с расположенными в одном картере агрегатами трансмиссии: сцеплением, коробкой передач, главной передачей и дифференциалом в единый силовой агрегат, от которого крутящий момент передается на передние колеса автомобиля приводными валами неравной длины с шарнирами равных углов скоростей. Применение непосредственной связи силового агрегата с передними колесами без дополнительных звеньев (карданной передачи, заднего моста) позволило увеличить вместимость салона и багажника при уменьшении габаритных размеров автомобиля по сравнению с автомобилями ВАЗ с классической схемой компоновки. В передней части салона отсутствует кожух коробки передач, а в тоннеле пола кузова вместо карданной передачи размещаются дополнительный глушитель, привод коробки передач и привод стояночного тормоза. Топливный бак расположен под задним сиденьем в защищенной от ударов при авариях зоне, запасное колесо — в нише пола багажника, который отделяется от салона складной полкой. Передняя подвеска автомобиля типа «Мак-Ферсон» (по имени изобретателя) — независимая однорычажная с амортизаторной стойкой. На автомобиле ВАЗ-2109 устанавливается двигатель ВАЗ-2108.



Автомобили АЗЛК-2141-01 и АЗЛК-21412-01 имеют переднеприводную схему компоновки с продольным расположением двигателя (в отличие от переднеприводных автомобилей ВАЗ и ЗАЗ). Благодаря продольному расположению двигателя приводные валы достаточно длинные и равные по длине, что улучшает маневренность и сокращает радиус поворота автомобиля. Принятая схема компоновки обуславливает равномерное распределение массы автомобиля на передние и задние колеса при полной его загрузке и обеспечивает тем самым необходимый сцепной вес и хорошую доступность к узлам силового агрегата. Вместе с тем продольное расположение двигателя обусловило увеличение переднего свеса и более высокое расположение капота, несколько ухудшая обзорность и аэродинамические качества по сравнению с автомобилем ВАЗ-2109. Запасное колесо на автомобилях АЗЛК крепится снаружи к полу багажного отделения, обеспечивая тем самым его чистоту. Автомобили АЗЛК-2141-01 и АЗЛК-21412-01 различаются тем, что на первом из них, являющемся базовой моделью, устанавливается двигатель ВАЗ-2106-70 (в дальнейшем для краткости обозначаемый ВАЗ-2106), а на втором, являющемся модификацией базовой модели, устанавливается двигатель УЗАМ-ЗЗ1.10 (в дальнейшем для краткости обозначаемый УЗАМ-331) и главная передача с увеличенным передаточным числом.

Следует отметить, что рассматриваемые модели автомобилей являются модернизированными модификациями выпускавшихся до 1990 г. базовой модели АЗЛК-2141 и ее модификации АЗЛК-21412. В отличие от ранее выпускавшихся моделей они имеют: боковые стекла уменьшенной толщины и радиатор системы охлаждения с пластмассовыми бачками, что снижает массу автомобиля; измененные подушки опор двигателя и дополнительный глушитель системы выпуска отработавших газов, что улучшило виброакустические качества автомобиля; металлофторопластовый упорный подшипник верхней опоры телескопической стойки передней подвески, снижающий усилие на рулевом колесе; пробку с замком на горловине бензобака; грязезащитные резиновые фартуки передних и задних колес; энергопоглощающую рулевую колонку, повышающую пассивную безопасность автомобиля; модернизированные наружные зеркала заднего вида, улучшающие обзорность дороги; гибкую подвеску для поднятия полки багажного отделения при открывании двери задка; пластмассовую обивку двери задка для улучшения эстетических качеств; экран привода замка капота для защиты от злоумышленного открывания капота; защитный кожух трубопроводов под днищем кузова для повышения безопасности движения. В дальнейшем для краткости изложения индексы «01» в обозначениях моделей автомобилей АЗЛК будут опускаться, подразумевая при этом, что речь идет о последних, наиболее современных, модификациях этих автомобилей.



Автомобиль ЗАЗ-1102 имеет переднеприводную схему компоновки с поперечным расположением двигателя, сходную с автомобилем ВАЗ-2109, однако в отличие от него имеет трехдверный кузов с двумя широкими боковыми дверями, что обеспечивает необходимый комфорт пассажиров. Запасное колесо размещено в моторном отсеке, что способствует увеличению объема и поддержанию чистоты багажного отделения. На автомобиле устанавливается двигатель МеМЗ-245 Мелитопольского моторного завода.

Автомобиль ВАЗ-2105 имеет переднее расположение двигателя, крутящий момент от которого передается через агрегаты трансмиссии — сцепление, коробку передач, карданные валы, редуктор заднего моста с главной передачей и дифференциалом и полуоси — на задние ведущие колеса. Автомобиль имеет трехобъемный кузов типа «седан» с отделенным от пассажирского отсека багажником. Бензобак и запасное колесо установлены вертикально соответственно в правой и левой частях багажника, в полу которого для этого имеются специальные углубления. Автомобиль имеет независимую двухрычажную бесшкворневую переднюю подвеску, зависимую пружинную заднюю подвеску, а также карданную передачу, состоящую из двух шарнирно соединенных валов с промежуточной опорой. На автомобиле устанавливается двигатель ВАЗ-2105. Модификации базовой модели ВАЗ-2105 укомплектовываются другими моделями двигателей ВАЗ.

Автомобиль ИЖ-21251 так же, как и ВАЗ-2105, имеет классическую схему компоновки, однако в отличие от ВАЗ-2105 имеет двухобъемный кузов «комби», аналогичный по конструкции кузовам переднеприводных автомобилей. Бензобак у него расположен под полом багажного отсека, а запасное колесо — горизонтально в нижнем отделении багажного отсека. В задней зависимой подвеске автомобиля ИЖ-21251 в отличие от автомобиля ВАЗ-2105 в качестве упругих элементов используются не пружины, а рессоры, а карданная передача состоит из одного вала и не имеет промежуточной опоры. Автомобиль укомплектован двигателем Уфимского моторного завода модели 412Э (в дальнейшем для краткости обозначаемый 412), который по конструкции сходен с устанавливаемым на автомобиль АЗЛК-21412 двигателем УЗАМ-331, являющимся модернизацией двигателя 412.

Основные технические характеристики легковых автомобилей

Основные технические характеристики легковых автомобилей приведены в табл. 2, а обозначения их габаритных размеров — на рис. 3.

Таблица 2. Основные технические характеристики легковых автомобилей

Примечания:

*1 — В скобках указано значение при установке на автомобиль радиальных шин 165/80-R13.
*2 — В скобках указано значение для передних колес с барабанным тормозом.
*3 — В числителе дроби указано значение тормозного пути при применении контура, включающего малые рабочие цилиндры передних колес, в Знаменателе — большие.
*4 — В знаменателе дроби указана частота вращения коленчатого вала двигателя, мин⁻¹.
*5 — В знаменателе дроби указаны передаточные числа пятиступенчатой коробки передач, которая может устанавливаться на автомобиль ВАЗ-2105.
*6 — На автомобилях АЗЛК могут устанавливаться пластмассовые бензобаки с увеличенной вместимостью.
*7 — Для переднеприводных автомобилей указан объем картера коробки передач и главной передачи, поскольку они размещены в одном картере.
*8 — Устанавливается на автомобиль без очистителей и омывателей фар.
*9 — На автомобилях ЗАЗ-1102, имеющих омыватель заднего стекла, для него устанавливается еще один бачок такой же вместимости.