Конструктивные особенности кузова и кабины грузового автомобиля

Кузов автомобиля предназначен для размещения водителя, пассажиров и различных грузов, а также для защиты их от внеш­них воздействий.

Кузова грузовых автомобилей могут быть универсальными или специа­лизированными. Универсальный кузов предназначен для перевозок разнообразных грузов и представляет собой деревянную или металлическую платформу, которая для облегчения погрузки и выгрузки груза обычно снабжена откидными бортами

Универсальный кузов грузового автомобиля (рис. 2.6) состоит из пола, непод­вижного переднего борта, трех откидных бортов, связанных с днищем кузова петля­ми. В верхней части борта скрепляются между собой затворами, конструкция которых не допускает самопроизвольного открытия бортов.

Специализированный кузов служит для перевозки груза только опреде­ленного типа. Установка высоких постоянных или съемных бортов облег­чает перевозку грузов малой плотности, т. е. имеющих большой объем. Наиболее распространенными типами специализированных кузовов грузо­вых автомобилей являются фургон, цистерна и саморазгружающийся кузов (автомобиль самосвал).

Для грузовых автомобилей малой грузоподъемности часто используют шасси легковых автомобилей и открытые кузова типа пикап с бортовой платформой или закрытые типа фургон и универсал.

Кузова легковых автомобилей и автобусов рассмотрены ниже.

Кабина – это отдельная часть кузова грузового автомобиля, где работает водитель. Она крепится к раме с помощью демпфирующих пружин, которые составляют его подвеску. Демпфирование и виброизоляция, уменьшают передачу вибрации от колес и двигателя к водителю. В кабине имеются сиденья водителя и пассажира (пассажиров), устройства для управления системами автомобиля водителями и приборы для контроля рабочих параметров этих систем. Кабины обычно оборудованы многочисленными отсеками, полками, шкафами для личных вещей экипажа, расположенными в плотной части кабины, в боковых стенках боковых стенок и дверей. Стандарт характеристик кабины и оборудования зависит главным образом от предполагаемого использования автомобиля.

По конструктивному исполнению относительно двигателя кабина грузового автомобиля (рис. 2.7) может быть:

— бескапотная;

— капотная;

— полукапотная

Бескапотная компоновка. Кабина расположена над двигателем — это самый распространенный дизайн в Европе, потому что здесь введены строгие правила по поводу длины грузовика. Чтобы можно было получить доступ к двигателю, кабина полностью откидывается вперед, поэтому такие авто и получили название «грузовых автомобилей с откидной кабиной» (англ. Tilt-cab). Она позволяет по сравнению с капотным вариантом существенно увеличить длину гру­зовой платформы и обеспечить лучшую обзорность с места водителя. Недостатком этих кабин является ограниченное пространство для экипажа, затрудненный вход и выход, трудности тепловой и акустической изоляции двигателя внутри кабины.

Бескапотные кабины, расположенные над двигателем, часто делают откидывающимися на передних шарнирных опорах. Это облегчает доступ к двигателю и другим агрегатам. При откинутой ка­бине ее масса уравновешивается пружинами 5 (рис. 2.8), которые расположены под передней частью кабины и упираются в поперечину рамы автомобиля. В задней части кабины установлен запорный механизм, который исключает самопроизвольное откидывание кабины при движении. Часто для подъема кабины используется гидроцилиндр, давление в котором создается насосом с ручным приводом.

Обслуживание двигателя и его систем, рулевого управления и других узлов, и агрегатов, расположенных под бескапотной кабиной, обеспечивается путем опрокидывания ее на угол 45° на передних опорных шарнирах.

1 — кабина; 2 — упор-ограничитель; 3 — защелка; 4 — пружина защелки; 5 — пружина опрокидывания; 6 — страховой трос

В современных грузовых автомобилях для опрокидывания кабины применяется гидравлическая система, которая состоит из насоса, клапана переключения и цилиндра (рис. 2.9)

а – подъем кабины; б – опускание кабины; 1 – резервуар для рабочей жидкости; 2 – запорный клапан (на резервуаре); 3 – корпус насоса; 4 – поршень насоса; 5 – клапан ограничения давления; 6 – запорный клапан (для клапана переключения); 7 – клапан переключения; 8 – отверстие; 9 – поршень; 10 – соединительная трубка; 11 – запорный клапан; 12 – контрольный поршень; 13 – запорный клапан

При подъеме кабины клапан 7 переключения ставится в положение «подъем». В этом случае, когда, поршень насоса 4 поднимается, рабочая жидкость поступает через запорный клапан 2. Когда поршень насоса 4 опускается, запорный клапан 2 закрывается, и рабочая жидкость вытесняется из системы через запорный клапан 6. Рабочая жидкость разделяется в клапане переключения 7. Часть жидкости, поступает к контрольному поршню 12, который открывает запорный клапан 11. Жидкость при этом через открытый клапан 11 поступает к стороне А цилиндра. Поршень перемещается вверх, что обеспечивает подъем кабины. Рабочая жидкость на стороне В, вытесняется наружу через соединительную трубку 10. После прохождения кабиной точки равновесия она откидывается вперед под собственным весом в свое конечное положение.

Для того, чтобы убедиться в полном откидывании кабины, необходимо продолжать подкачку до момента открытия клапана ограничения давления 5. После этого рабочая жидкость направляется обратно к резервуару. Сопротивление на рычаге насоса возрастает.

При опускании кабины рабочая жидкость проходит через клапан переключения 7 и подается на контрольный поршень 12 и к стороне В, цилиндра.

Давление на контрольном поршне 12 вытесняет шарик в запорном клапане 11. Затем рабочая жидкость поступает от стороны А цилиндра к резервуару 1, через клапан переключения 7 и запорный клапан 13. Каждое срабатывание насоса ведет к наполнению стороны В, цилиндра и опусканию кабины.

При установке клапан переключения 7 установлен в положение опускания, давление в системе отсутствует. Это происходит вследствие того, что канал от клапана переключения 7 к резервуару рабочей жидкости 1 открывается. Шарик в запорном клапане 11 поддерживается в открытом положении давлением жидкости, создаваемым при воздействии веса кабины на поршень 9.

Опускание кабины вниз происходит медленнее откидывания вверх. Это служит для обеспечения безопасности на случай протечек или прорывов каких-либо магистралей в системе. Подобная конструкция также предотвращает медленное опускание кабины вниз под собственным весом.

Капотные (классические) кабины самое широкое распространение получили в Северной Америке, а в Великобритании они известны как «американские кабины». Место водителя расположено за двигателем, как и в большинстве пассажирских авто и пикапов. Классические кабины имеют низкий пол, что облегчает вход и выход из машины. Размещение двигателя перед кабиной под отдельной крышкой облегчает доступ во время обслуживания и обеспечивает защиту во время лобового столкновения. Классические кабины имеют значительную длину. Это уменьшает видимость дороги перед автомобилем и уменьшает длину грузового пространства автомобиля. Именно поэтому классические кабины в основном используются в автомобилях, предназначенных для перевозки грузов, которые не требуют много грузового пространства, например, в строительных транспортных средствах.

Полукапотная компоновка распространена редко и характерна тем, что кабина расположена рядом с двигателем.

Основные конструктивные элементы кабины приведены на рис. 2.10.

a — элементы стены, b — несущая конструкция; 1 – передняя оконная рама; 2,3 – оконная балка; 4 – крыша; 5 – боковые панели крыши; 6 – передняя панель крыши; 7 – рама наклонной части крыши (люк); 8 – рама заднего стекла; 9 – облицовка внутренней задней стенки; 10 – облицовка наружной задней стены; 11 – задняя стойка; 12 – боковая стойка; 13 – усиление боковой стойки; 14 – пороговая балка; 15 – элементы пола; 16 – балки пола; 17 – крыло; 18 – защита под передней частью автомобиля; 19 – бампер

Конструкция кабины, как правило, ненесущая, и устанавливается на несущую систему автотранспортного средства. Кабина грузовых автомобилей представляет собой цельносвар­ной элемент. Стенки кабины автомобиля покрывают обивкой, состоящей из нескольких слоев теплоизолирующего и звукопоглощающего материала и декоративного покрытия (плас­тик, кожа и т. д.). Отдельные элементы кабины соединяются сваркой, клепкой или прикручиванием.

Двери выполняют из двухслойных штампован­ных панелей, соединенных сваркой. Их подвешивают на двух пет­лях. В закрытом положении дверь удерживается замком (кулачко­вым, роторным).

Пол кабины, ее стены и крыша, дверные коробки и крылья изготовлены штамповкой из стали с высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Отдельные элементы кабин сделаны из изготовлены из оцинкованного стального листа с обеих сторон или из пластика (например, подкрылки, бампер).

Листы обшивки салона покрыты оболочками, которые обеспечивают звуковую и акустическую изоляцию, а теплоизоляционные покрытия — это гибкие или жесткие пластины из пластика, реже из технического войлока. Элементы акустической изоляции выполнены в виде ковриков, приклеенных с внутренней стороны к подмосткам кабины. Их задача — подавлять звуки, исходящие извне, подавлять вибрации листов и противодействовать отражению звуковых волн, излучаемых внутри кабины. Облицовочные материалы в салоне должны быть негорючими или огнестойкими.

Внешняя форма кабины должна обеспечивать минимальное аэродинамическое сопротивление. Благоприятные аэродинамические свойства салона достигаются за счет:

— конической формой салона, более узкая спереди и расширяющаяся в заднем направлении;

— сходящимся уклоном боковых стенок вверх;

— наклоном ветрового стекла;

— скруглением углов салона;

— сведение к минимуму щели в стыках гальванических листов;

— использованием аэродинамических форм боковых зеркал, бамперов, дверей и крыльев.

Кабины грузовых автомобилей могут быть оснащены дополнительными обтекателями (спойлерами) (рис. 2.11). Использование этих обтекателей снижает силу сопротивления воздуха примерно на 20%, благодаря чему снижение расхода топлива даже на 10…12%. Угол спойлера на крыше можно менять в зависимости от разницы высот кабины и кузова и расстояния между задней стенкой кабины и кузовом.

Безопасность водителя и эргономика рабочего места. Кабина должна быть сконструирована и установлена на раме таким образом, чтобы максимально снизить риск травмирования людей в нем во время столкновения или опрокидывания автомобиля. К конструкции кабины современных грузовых АТС предъявляют требования, аналогичные к требованиям, предъявляемым к салону кузова легкового автомобиля, в плане обеспечения безопасности, комфортности, экологичности.

Все кабины имеют каркас безопасности 1, на который крепится профильный лист 2 (рис. 2.12).

Каркас кабины обеспечивает высокую прочность и правильно подобранную жесткость бампера, защиту от движения под передней частью автомобиля, углами кабины, передними и боковыми стойками и усилениями крыши. Опорная конструкция и оболочка современной кабины призваны поглощать как можно больше энергии во время дорожного столкновения. Достигается это так называемыми контролируемыми зонами смятия. Конструкция кабины включает в себя также встроенную систему защиты области колен водителя и сменного водителя. Конструкция, помещенная непосредственно перед коленями водителя, поглощает удар, защищая колени, и уменьшает его воздействие на бедро.

Использование складывающейся рулевой колонки и мягких и энергоемких отделочных материалов помогает смягчить последствия столкновений. Все жесткие, выступающие части расположены они должны быть закруглены и покрыты материалом, подверженным деформации перед сердцем и пассажиром. Размещение перед рулевым колесом внутри его коленей рычагов и датчиков системы управления транспортным средством, которые могут привести к травмам в случае столкновения или внезапного торможения, не допускается. Кабины оборудованы ремнями безопасности, с подушками безопасности и ремнями натяжения.

Требования к защите людей в кабине грузового автомобиля изложены в Правилах № 29 Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций «Защита людей в кабине грузового автомобиля». Существуют также методы исследования, в соответствии с которыми проверяется уровень соответствия этим требованиям. Схема основных испытаний на прочность кабины показана на рис. 2.13.

Передняя часть кабины подвергается воздействию твердой подвески на маятник массой 1,5 т. Крыша статически нагружается грузом, соответствующим максимальному давлению на переднюю ось, но не более 10 т. Задняя стенка должен выдерживать статическую нагрузку, соответствующую 20% грузоподъемности транспортного средства. В этом тесте тестируются три кабины, каждая из которых подвергается только одной нагрузке: спереди, сзади или сверху. Крыша и задняя стенка должны выдерживать определенную статическую нагрузку, не растрескиваясь и сохраняя безопасное пространство в кабине, гарантируя, что манекен, установленный в кабине, не повреждается. Кабина должна оставаться прикрепленной к шасси, в то время как отдельные крепления могут деформироваться или сломаться. Во время удара дверь кабины не должна открыться.

Эргономичное рабочее место характеризуется адаптация к физическим и психическим качествам человека. Местом работы водителя является кабина, которая должна обеспечивать благоприятные условия для многочасового вождения автомобиля без чрезмерной физической и умственной усталости. Эргономика салона и удобство работы определяются многими факторами, которые включают в себя:

— виброизоляция от вибрации и шума;

— легкость входа и выхода из машины;

— достаточное пространство для деятельности, связанной с работой, возможность занять удобное положение независимо от характеристик водителя: рост, вес;

дорожная сигнализация и освещение с одновременным наблюдением;

предоставление всей информации о функциях понятным и однозначным способом;

— благоприятные для человека условия окружающей среды (например, температура и влажность);

— внутреннее освещение и панель приборов;

— тип материала для настенных покрытий и их цвет.

Вибрации негативно влияют на организм человека, вызывая различные изменения в нем, нарушая его функциональное расположение, способность выполнять работу и даже здоровье. Влияние вибраций на организм зависит от их частоты, интенсивности (амплитуды), времени и направления действия. Поэтому в конструкции подвески ведущих колес, салона и сиденья присутствуют элементы конструкции, ограничивающие амплитуду вибраций, передаваемых водителю. Человек наиболее неблагоприятно воспринимает колебания в диапазоне 4…8 Гц.

Высокий уровень шума в салоне снижает комфорт вождения и затрудняет идентификацию внешние и внутренние звуки, которые могут быть источником информации для водителя или предупреждением об опасности, например, звуковые сигналы специальных транспортных средств, неисправность механизмов автомобиля. Допустимый уровень шума в кабине водителя не должен превышать 85 дБ (A). В кабинах современных грузовиков уровень шума чаще всего не превышает 70 дБ (A) или даже 67 дБ (A). Для сравнения в типичном офисе уровень шума составляет 50 … 60 дБ (A).

Чтобы обеспечить легкий вход и выход из кабины, первая ступень должна быть как можно ниже, обычно около 40 см. В некоторых транспортных средствах может использоваться дополнительная низкая лестница, особенно когда водитель часто садится в кабину и выходит из нее, например, в сети доставки товаров. Ступеньки обычно покрыты нескользящей подкладкой. Чтобы входить и выходить из кабины было легко в кабине делаются широкие двери, которые как правило, открываются не менее чем на 90°, входы-выходы оборудуются ручками и поручнями.

Работоспособность водителя существенно от взаимного положения рулевого колеса и сиденья, в частности от формы спинки сиденья, высоты сиденья над полом и угла наклона рулевого колеса. Минимальные внутренние размеры кабины и кресла, а также положение элементов управления (педали, руль, рычаг переключения передач, переключатели) стандартизированы. Рулевое колесо и сиденье имеют широкий диапазон регулировок, что позволяет водителю достичь комфортного положения вождения независимо от его роста и веса. Высота и угол наклона рулевого колеса (рис. 2.14, а) можно регулировать с помощью рычага или педали на рулевой колонке.

1 – переключатели положения кресла

Рулевая колонка может быть наклонена к ветровому стеклу для удобного входа и выхода. Как и в легковых автомобилях, также в транспортных средствах большой грузоподъемности, сиденья водителя часто имеют разнонаправленную регулировку, включая возможность изменения продольного положения, наклона спинки и вертикального положения сиденья (рис. 1.1b). Для облегчения высадки иногда используются механизмы, позволяющие быстро опустить кресло. Диапазон регулировки сиденья пассажира, как правило, меньше места водителя. Сиденье размещается на направляющих, прикрепленных к полу кабины, после чего его можно перемещать вперед и назад и зафиксировать в положении, выбранном водителем. Современные кресла имеют пневматическую подвеску (рис. 2.15.).

1 – сиденье кресла; 2 – спинка кресла; 3 – каркас кресла; 4 – рычажный механизм; 5 – пружинная подвеска (сильфон); 6 – гидравлический амортизатор; 7 – воздушная подушка для регулировки спинки; 8 – переключатели регулировки положения кресла; 9 – резиновая защита

Кресло позволяет регулировать форму спинки сиденья под силуэт водителя. Для управления системой регулировки сиденья используются переключатели 8. Механизмы подвески кресла закрывают резиновой защитой 9.

Кресло соединено с полом с помощью рычажного механизма 4. Вертикальные смещения кресла амортизируются под действием пневматической пружины (сильфона) 5 и гидравлического амортизатора 6. Регулировка вертикального положения кресла заключается в изменении значения давления воздуха в сильфоне 5. Регулировка спинки с воздушными подушки 7, осуществляется подачей воздуха в подушки, которые можно заполнять независимо друг от друга.

Сиденья оснащены трехточечными ремнями безопасности. В некоторых решениях используется электрический обогрев спинки и сиденья.

Частое использование механизмы рулевого управления автомобиля, например, при движении по городу, могут привести к быстрой усталости для водителя. Поэтому значения сил, необходимые для активации приводных механизмов (педаль сцепления, тормоз, рычаг переключения передач), должны быть как можно ниже. Максимальные значения этих сил нормированы. Оснащение салона другими устройствами, контролируемыми водителем и все, более разветвленные системы управления приводят к увеличению количества переключателей и индикаторов на приборной панели. Переключатели должны быть расположены таким образом, чтобы они были легкими и не препятствовали водителю в его законной деятельности, то есть вождения автомобиля и наблюдении за дорогой.

Устройства управления, расположенные на приборной панели, должны быть хорошо видны и разборчивы при любых условиях освещения. Наблюдение за наличием обширной приборной панели может отвлечь водителя, поэтому приборная панель может быть оснащена системой предупреждения, работающей таким образом, что в ситуации, когда одна из систем автомобиля неисправна, на приборная панели загорается сигнальная лампа или появляется сигнал, свидетельствующий водителю o необходимости следить за показателями на приборной панели.

Видимость дороги и ее окрестностей с места водителя является одним из основных факторов, способствующих безопасности вождения. Видимость с места водителя ограничена ветровым и боковыми стеклами, а также зеркалами заднего вида.

На рис. 2.16, а заштрихованная область вокруг силуэта автомобиля — это область, которую водитель не может видеть со своего места (без зеркал), т.е. слепое пятно.

В кабинах грузовых автомобилей водитель занимает место высоко над поверхностью дороги и находится вдали от ветрового стекла. Следовательно, видимость с места водителя ограничена и не обеспечивает наблюдения за дорогой непосредственно перед автомобилем и со стороны автомобиля (рис. 2.16, в).

В целях уменьшения количества аварий, вызванных водителями из-за ограниченной видимости, грузовые автомобили и автобусы оснащены зеркалами, обеспечивающими водителю необходимую видимость для безопасности движения и непосредственно перед и со стороны транспортного средства.

Сегодня используются зеркала с интегрированной поверхностью (сферические или асферические), так называемые широкоугольные зеркала. Поверхность сферического зеркала представляет собой сегмент сферы с большим радиусом (он имеет сплошной и равный радиус во всех направлениях). Такое зеркало дает меньшее изображение, но с гораздо большим полем зрения, чем плоское зеркало. Асферическое зеркало имеет поверхность с фиксированным радиусом только в одной плоскости и обеспечивает большее поле зрения, чем сферические зеркала. В последнее время для обеспечения лучшей обзорности, особенно при движении длинномерных грузовых автомобилей используются видеокамеры.

Лобовое стекло и заднее окна кабины, чаще всего, изготавливаются из стандартного многослойного безопасного стекла (триплекса). Боковые окна, чаще всего, изготовлены из закаленного стекла. Стекла устанавливают в стеклоподъемники с механическим или электрическим приводом. Ветровое и заднее стекла панорамного типа, гнутые специального профиля.

С целью шумоизоляции кузова на поверхность основания наносят противошумную мастику и битумные листовые про­кладки.

Кабины современных грузовых автомобилей имеют собственную систему подрессоривания, т. е. крепятся к раме не жестко, а с помощью упругих и гасящих элементов: резиновых подушек, пружин, амортизаторов или пневматической подвески. Такая конструкция позволяет улучшить условия работы водителя.

Кабина магистральных тягачей оборудуется одним или двумя спальными местами, которые располагаются за спинкой сиденья или сверху (рис. 2.17).

Спальное место, расположенное сверху, делает кабину более компактной в продольном направлении, но ухудшает условия отдыха. Кроме того, кабины тяжелых магистральных тягачей оборудованы кухней и умывальником, телевизором, кондиционером, холодильником, туалетом, системой спутниковой навигации и др. устройствами. Кабины оборудуют си­стемами вентиляции и отопления, устройствами для обдува и об­мыва ветрового стекла (системы климат-контроля). Эти системы предназначены для поддержания внутри герметичной кабины определенных параметров состояния воздуха (температура, влажность и чистота) и скорости: его циркуляция независимо от скорости автомобиля и условий окружающей среды. Температура в салоне должна быть в пределах в диапазоне 19…24 ° С, относительная влажность 40-60%. Теплообмен в кабине показан на рис. 2.18.

A – прямой солнечный свет; B – тепло, переносимое снаружи; C – тепло, переносимое от двигателя; D – тепло, переносимое от людей в кабине; E – тепло, переносимое вследствие разности температур воздуха снаружи и внутри кабины; F – тепло, переносимое в результате выхода воздуха

Основными компонентами системы климат-контроля кабины автомобиля являются: теплообменник, спаритель, вентилятор.

Для охлаждения кабины воздух проходит через испаритель, вентилятор, теплообменник, обходит заслонки и через сопла поступает в кабину (рис. 2.19).

Необходимый температурный режим внутри кабины обеспечивается – положением воздухораспределяющих заслонок 8 (рис. 2.20). Обводная заслонка 9 позволяет холодному воздуху идти в обход теплообменника, и большая часть холодного воздуха достигнет верхних сопел. Эта заслонка отслеживает потребность в нагреве: чем выше температура, тем шире открыта заслонка. Открытия заслонок осуществляется с помощью шагового электродвигателя, управляемого по сигналу электронного блока управления.

A – теплообменник; B – испаритель; C – вентилятор; 1 – термодатчик над теплообменником; 2 – электромагнитный клапан; 3 – термодатчик за испарителем; 4 – место слива конденсированной воды; 5 – рециркуляционная заслонка; 6 – воздух из атмосферы; 7 – рециркуляционный воздух; 8 – воздухораспределяющие заслонки; 9 – обводная заслонка

Для охлаждения воздуха используется физическая взаимосвязь объема, температуры и давления. Повышение давления приводит к повышению температуры, а падение давления — к падению температуры. При испарении жидкости тепло расходуется, а при конденсации жидкости тепло выделяется.

Система заполняется хладагентом, который в зависимости от температуры и давления может переходить из газообразного в жидкое состояние и наоборот. Хладагент — это газ, которым заполняется система.

В современных системах кондиционирования используется фреон R134а (тетрафторэтан), который считается «экологически чистым».

Для поддержания оптимальной температуры внутри кабины используется кондиционер (рис. 2.21).

1 – блок управления; 2 – испаритель; 3 – датчики; 4 – компрессор; 5 – конденсатор; 6 – вентилятор; 7 – редукционный клапан; 8 – ресивер-осушитель; H – линия высокого давления (газ-жидкость); L – линия низкого давления (газ).

При определенной температуре и определенном давлении охлажденный хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние. Снизу хладагент выходит из конденсатора 5 и в жидком состоянии поступает в ресивер-осушитель 8, состоящий из ресивера и осушителя, устанавливаемый на выходном трубопроводе конденсатора перед испарителем. Ресивер-осушитель не только обеспе­чивает хранение хладагента, но фильтрует его и удаляет влагу (иногда фильтр устанавли­вается отдельно от ресивера). Влага удаляет­ся с помощью специального адсорбента, который имеет ограниченный срок службы.

Ресивер 8 также служит для сглаживания колебаний потока хладагента. В осушителе происходит удаление влаги, которая проникла в контур хладагента при монтаже или из окружающей среды, а также осаждаются продукты износа частей компрессора, грязь, попавшая в контур при монтаже и прочие инородные примеси. Ресивер-осушитель может снабжаться смотровым окном для контроля за количеством хладагента. В случае выхода из строя ресивер-осушитель не ремонтируется и подлежит замене.

После осушителя хладагент поступает к редукционному клапану 7. В редукционном клапане перед испарителем понижается давление жидкого хладагента, что приводит к охлаждению испарителя. Редукционный клапан находится на границе разделения сторон низкого и высокого давления контура хладагента. В клапане происходит регулирование потока хладагента к испарителю в зависимости от температуры паров хладагента на выходе из испарителя, поэтому в испарителе испаряется столько хладагента, сколько необходимо для поддержания равномерного «холода» в испарителе.

Редукционный клапан разбрызгивает охлажденную жидкость, подавая ее в испаритель 2. Испаритель ускоряет процесс испарения. Для этого он имеет большую по­верхность и является теплообменником между хладагентом и окружающим воздухом. Хладагент, прошедший через редукционный клапан, став легкоиспаряющимся с низким давлением, при прохождении в туманообразном состоянии через трубопровод алюминиевого испарителя, под действием потока воздуха от вентилятора, испаряясь превращается в газ при температуре — 2°С и давлении 2,0 кг/см² . При этом рёбра трубопровода испарителя становятся холодными от теплоты парообразования, и воздух внутри автомобиля становится прохладным. Кроме того, влага, содержащаяся в воздухе, от охлаждения превращается в воду и вместе с пылью по спусковому трубопроводу стекают в поддон для конденсата и затем на землю.

Компрессор 1 оказывает давление на хладагент и заставляет его циркулировать по контуру. Хладагент при давлении на него становится теплее. Хладагент в виде горячего газа выходит из компрессора и под высоким давлением попадает в конденсатор. Давление составляет около 15 бар при температуре 55 °C. Хладагент все еще находится в газообразном состоянии. Внутри конденсатора тепло от хладагента забирается и выводится наружу. При постоянном давлении температура хладагента понижается, и происходит конденсация. Хладагент на выходе из конденсатора становится полностью жидким. Жидкий хладагент из конденсатора поступает сначала в осушитель, а затем на регулирующий клапан. Регулирующий клапан понижает давление и, соответственно, температуру хладагента перед его попаданием в испаритель. Он также должен управлять потоком хладагента, поступающего в испаритель. Задача испарителя — передать тепло от воздуха в кабине хладагенту. Жидкость, испаряясь, забирает тепло, и это тепло — из воздуха кабины. Таким образом, воздух в кабине охлаждается, что и было необходимо.

Подогрев кабины используется для тепло от системы охлаждения двигателя или от автономного отопительного устройства. Системы отопления в зависимости от работы двигателя оборудованы (как в легковых автомобилях) в отопителе, подключенном параллельно радиатору двигателя. Обогреватель обычно расположен под приборной панелью. В многоместных кабинах, дополнительный обогреватель, расположенный возле задних сидений.

Воздух, поступающий в кабину, может попутно подогреваться дополнительными нагревательными элементами.

В качестве последних широкое распространение нашли нагреватели из керамических резисторов. Такой нагреватель состоит из керамических резисторов, алюминиевых контактных пластин с зигзагообразными ребрами и силиконовых профилей (рис. 2.22).

1 – резистор; 2 – силиконовый профиль; 3 – алюминиевые контактные пластины

Резисторы нагреваются проходящим через них электрическим током до 160°C. Они установлены в силиконовом профиле, который выполняет одновременно функции изолятора, исключающего электрический контакт между контактными пластинами. Выделяемое резисторами тепло передается контактными пластинами на зигзагообразные ребра. Резисторы обладают свойством саморегулирования их температуры. При увеличении температуры их сопротивление возрастает, в результате чего ток уменьшается, благодаря чему предотвращается перегрев нагревателя.

Зимой, после длительного простоя автомобиля, время обогрева в салоне значительно, что отрицательно сказывается на комфорте работы водителя и его видимости, ограниченном обледенении или запотевании окон. Поэтому в грузовых автомобилях для обогрева кабин все чаще используются отопительные приборы с собственным источником тепла от сжигания топлива. Преимуществом автономных отопительных приборов является простота конструкции и обслуживания, а также быстрый нагрев салона, что невозможно в системах отопления, использующих тепло двигателя автомобиля. Благодаря быстрому обогреву кабины, кабины улучшены Условия труда водителя, а также удаление наледи с окон и их сушка, улучшает видимость. Кроме того, эти устройства могут работать, когда автомобиль стоит на месте, а водитель отдыхает. Эти устройства имеют дополнительный расход топлива, что увеличивает стоимость эксплуатации автомобиля. В качестве автономных устройств обогрева применяются жидкостные или воздушные индивидуальные подогре­ватели-отопители типа «Вебасто» — Thermo Top. Обычно они работают на том же топливе, что и двигатель автомобиля, обеспечивая запуск двигателя, прогретый салон и свободные ото льда и снега стёкла ещё до начала поездки.

Преимуществами индивидуальных подогревателей являются разогрев двигателя и салона (кабины) в любых условиях не­зависимо от источника энергии при использовании в качестве охлаждающей жидкости антифриза.

Предпусковой подогреватель представляет собой компактный прибор (рис. 2.23), который устанавливается, как правило, в моторном отсеке. Теплообменник подогревателя-отопителя подсоединяется к охлаждающему контуру двигателя, электронная система управления – к бортовой сети, а система подачи топлива – к топливному баку автомобиля.

В состав подогревателя-отопителя входят: дозировочный насос 13, электродвигатель 1 с вентилятором, блок управления 4, камера сгорания 3 с жаровой трубой 7 и расположенной в корпусе горелки свечой накаливания 5, теплообменник 8, таймлер 18.

Вентилятор, приводимый во вращение электродвигателем, производит забор воздуха из салона (кабины) или извне и направляет воздушный поток в камеру сгорания 3. Из топливного бака автомобиля с помощью дозировочного насоса 13 топливо подается к распылителю или испарителю, расположенному рядом со свечой накаливания, где топливо смешивается с воздухом, образуя топливовоздушную смесь. Распыленное или испарившееся топливо в момент запуска подогревателя-отопителя поджигается свечой накаливания. После пуска зажигание смеси производится в результате ее соприкосновения с фронтом пламени.

Охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя с помощью жидкостного насоса 10 подается в подогреватель-отопитель через входной патрубок WE. В нем она подогревается и перетекает через выходной WA патрубок в систему охлаждения двигателя.

1 – электродвигатель с вентилятором; 2 – индикатор пламени; 3 – камера сгорания; 4 – электронный блок управления; 5 – свеча накаливания; 6 – датчик температуры; 7 – жаровая труба; 8 – теплообменник; 9 – датчик перегрева; 10 – жидкостный насос; 11 – глушитель отработавших газов; 12 – глушитель воздуха для сгорания; 13 – дозировочный насос; 14 – ответвление топливопровода; 15 – жгут проводов; 16 – держатель предохранителя; 17 – реле для включения вентилятора системы отопления автомобиля; 18 – таймер; WE – вход жидкости; WA – выход жидкости; V – воздух для сгорания; B – топливо; A – отработавшие газы

При чрезмерном нагревании подогревателя-отопителя срабатывает датчик перегрева 9, подача топлива при этом прекращается и происходит аварийное выключение.

Применяемые в подогревателях-отопителях современные керамические технологии снижают нагрузки на аккумулятор. Горелка с металлокерамической прокладкой отличается особой стойкостью к перегреву и износу. Водостойкость деталей и штекерных соединений позволяют нагревать воздух, забираемый не только из кабины, но и извне, даже при высокой его влажности.

Подогреватель-отопитель запускается при помощи запрограммированного таймера, расположенного в салоне, или при помощи пульта дистанционного управления (на расстоянии до 600…1000 м). После запуска в камеру сгорания подогревателя поступают горючее и воздух. Их смесь во время горения нагревает жидкость в теплообменнике. Последняя, при помощи жидкостного насоса циркулирует по системе охлаждения автомобиля, разогревая двигатель и радиатор обычного обогревателя. Подогреватель-отопитель в автоматическом режиме запускает вентилятор автомашины, продувающий тёплым воздухом радиатора весь салон.

Ход отопления контролируется автоматически: если температура в системе превосходит пороговое значение, подогреватель-отопитель частично снижает нагрузку, если жидкость не перестает нагреваться, то он на время выключается. Если температура опускается ниже порогового значения, то подогреватель-отопитель запускается снова.

Настраиваемый таймер монтируется в салоне автомашины и располагается на приборной панели. Комфортную температуру в салоне можно поддерживать в течение 8 … 10 часов подряд (например, ночью). Таймер может быть запрограммирован на 3 различных момента автоматического включения и на длительность функционирования от 1 до 120 минут. Можно также включить или отключить подогреватель непосредственно – для этого на таймере имеется специальная кнопка.

Подогреватель-отопитель может запускаться с выбором режима и продолжительностью его работы по телефону, если автомобиль находится в зоне покрытия сети. Подогреватель, оснащенный специальными системами либо специальным переключателем «зима-лето» может летом до пуска двигателя включать вентилятор автомобиля, проветривая салон ещё до начала поездки.

Предпусковой прогрев двигателя позволяет заметно снизить его износ, а также потребление топлива и расходных материалов, общую нагрузку на аккумулятор и потери времени не только на прогрев, но и на ремонт.

Подвеска кабины (рис. 2.24). Кабина крепится к раме автомобиля с помощью пружин, которые являются основной частью ее подвески. Основной задачей подвески кабины является виброизоляция, которой она подвергается при движении по неровным дорожным покрытиям. Минимизация вибрации кабины повышает комфорт работы.

a — четырехточечная подвеска кабины на пружинах, b — встроенная задняя подвеска, c — упругие элементы подвески; 1 – спиральная пружина с амортизатором; 2 – лонжерон рамы автомобиля; 3 – передняя опора; 4 – задняя опора; 5 – гидравлический кран для подъема кабины; 6 – основание; 7 – балка; 8 – винтовая пружина; 9 – амортизатор; 10 – резиновый амортизатор; 11 – зажим (хомут); 12 – штифт; 13 – винтовая пружина; 14 – пневматическая пружина; 15 – гидравлический амортизатор; 16 – элементы пола кабины

Основные функции подвески кабины выполняют резиновые элементы, винтовые пружины с гидравлическими телескопическими амортизаторами или пневматические пружины (сильфоны). Для уменьшения наклона кабины также используется стабилизатор поперечной устойчивости. Конструкция, эксплуатация и задачи компонентов подвески кабины аналогичны компонентам подвески для колес.

Резиновые элементы обычно используются в передней подвеске кабин малой и средней грузоподъемности. На рис. 2.24, а показан пример подвески кабины с четырьмя точками на спиральных пружинах 1 с гидравлическими телескопическими амортизаторами (рис. 2.24, с), расположенными внутри пружин. Элементы подвески соединены с элементами рамы автомобильной рамы 2 и кабины с помощью передних 3-точечных задних креплений 4. Задние крюки оснащены замком, который обеспечивает постоянное соединение между кабиной и рамой автомобиля и позволяет отсоединять кабину от рамы при подъеме кабины. Для подъема кабины обычно используется гидроцилиндр, приводимый в действие насосом с ручным или электрическим приводом. Насос подъемного устройства, как правило, устанавливается за задней стенкой кабины, чтобы к нему можно было легко добраться.

Иногда подвеска задней кабины строится в виде интегрированного шарнира, прикрепленного к раме автомобиля (рис. 2.24, б), с которым кабина соединена специальным замком. Интегрированная задняя подвеска состоит из основания 6 и балки 7, соединенной с пружинами 8 с амортизаторами 9, которые были расположены соосно внутри пружин. Относительное перемещение основания и балки ограничено резиновыми амортизаторами 10 (при изгибе) и зажимами 11 (при отскоке). Основание крепится болтами к раме автомобиля. Кабина соединена с балкой 7 через замок, который работает со штифтом 12. Блокировка позволяет легко отсоединить кабину от балки 7 при наклоне кабины, предотвращая отсоединение кабины с задней подвеской во время движения и во время внезапного торможения. Неправильная блокировка кабины сигнализируется индикатором на приборной панели.

Вместо винтовых пружин часто используются пневматические пружины (сильфоны) (рис. 2.24, с). Использование пневматических элементов позволяет использовать систему регулировки положения кабины, которая защищает от чрезмерного наклона кабины в сторону при поворотах и от наклона при ускорении или при ветре. Выравнивание салона заключается в регулировании давления воздуха в отдельных сильфонах.

Контрольные вопросы к подразделу 2.2

1. Какие типы кабин применяются в грузовых автомобилях?

2. Из каких элементов состоит кабина грузового автомобиля?

3. Из каких элементов состоит и как работает система климат-контроля автомобиля?

4. Из каких элементов состоит и как работает подвеска кабины?