Стадии проектирования автомобилей

Проектирование автомобиля пред­ставляет комплекс научно-исследова­тельских и конструкторско-экспериментальных работ, конечной целью которых является создание техниче­ской документации нового автомобиля или модернизация выпускаемого.

Основной частью проектирования является конструирование. Оно пред­ставляет собой процесс разработки чертежей и другой технической доку­ментации, необходимой для освоения производства проектируемых изделий.

Стадии разработки конструкторской документации при создании новых и модернизированных конструкций авто­транспортных средств установлены ОСТ 37.001.503-72 «Единая система конструкторской документации. Стадии разработки». Обязательными являются разработки технического за­дания, технического проекта, рабочей документации опытного образца и уста­новочной (первой промышленной) се­рии изделий. Этим же стандартом предусмотрена возможность таких дополнительных стадий, как разработ­ки технического предложения, эскиз­ного проекта, рабочей документации для установившегося серийного или массового производства.

 

1.3.1. Техническое задание

Техническое задание служит пер­вичным документом для разработки конструкторской документации.

Техническим заданием устанавли­ваются основное назначение автомо­биля, условия его эксплуатации, тех­нические характеристики, показатели качества; технико-экономическое обо­снование целесообразности производ­ства новой или модернизированной конструкции автомобиля; специальные требования к автомобилю, а также не­обходимые стадии разработки конст­рукторской документации.

Техническое задание разрабаты­вается предприятием-разработчиком автомобиля на основе утвержденного перспективного типажа и других нор­мативных документов или решений ди­рективных органов. При этом обобща­ются материалы о результатах испы­таний и эксплуатации автомобилей предыдущей модели, анализируются уровень развития техники, требования по безопасности движения, объем по­требления продукции отрасли в стране и за рубежом и развитие службы сервиса.

При разработке технического за­дания учитывают производственные мощности и возможности предприятия-изготовителя автомобиля и его смежников-поставщиков. В структуре производства, ориентированного на рынок, возможности последнего явля­ются определяющими при разработке технического задания. При этом сле­дует учитывать возможность появле­ния новых международных правил и предписаний.

Техническое задание разрабатыва­ется в соответствии с ОСТ 37.001.508-73 «Разработка и утверждение техни­ческой документации» и состоит из пяти основных разделов. В зависимо­сти от вида, назначения, условий производства и эксплуатации авто­мобиля допускается вводить новые разделы.

Раздел 1 «Цель разработки и область применения автомобиля» в общем случае содержит: тип (наиме­нование) автомобиля; краткую харак­теристику области его применения, до­рожных условий и режимов эксплуата­ции с указанием климатических райо­нов; указание о возможности экспортирования; пара­метры изделий, с которыми разраба­тываемый автомобиль должен взаимо­действовать; наименование и обозна­чение выпускаемого автомобиля, кото­рый должен быть заменен разрабаты­ваемым; наименование документов, на основании которых разрабатывается автомобиль.

Раздел 2 «Технические требования» определяет показатели качества и эксплуатационные характеристики автомобиля с учетом действующих стандартов и норм, в общем случае включает десять подразделов.

Технические требования и их чет­кие определения располагают в каж­дом подразделе в зависимости от сте­пени их важности и характера. Если отдельные требования установлены го­сударственными или отраслевыми стандартами, распространяющимися на разрабатываемые автомобили, то их в техническом задании не повто­ряют, а в соответствующих подразде­лах дают на них ссылку.

В подразделе 2.1 «Основные пара­метры и размеры» указывают основ­ные технические параметры автомоби­ля (скорость, мощность и др., определяющие использование автомо­биля и указываемые в картах его тех­нического уровня и качества); массу автомобиля и при необходимости огра­ничения массы отдельных его состав­ных частей; конструктивные требова­ния к автомобилю и его составным ча­стям (габаритные, установочные, при­соединительные размеры, способы кре­пления, плавность хода и др.); требо­вания к обеспечению работы в усло­виях влажного климата, запыленно­сти воздуха и др.; требования к взаи­мозаменяемости составных частей автомобиля; устойчивость к моющим средствам, топливу, маслам и др.

Подраздел 2.2 «Надежность кон­струкции» определяет ресурс автомо­биля до капитального ремонта, а в от­дельных случаях ресурс (срок служ­бы) до списания; срок гарантии и га­рантийный пробег; требования к равнопрочности узлов автомобиля или кратность ресурсов его составных ча­стей.

В подразделе 2.3 «Эксплуатацион­ная и ремонтная технологичность» приводят периодичность технического обслуживания (ТО), требования к приспособленности автомобиля к ТО, удобству его проведения, трудоем­кость ТО; требования к удобству за­мены отдельных агрегатов, проведения диагностирования и трудоемкость текущего ремонта.

Подраздел 2.4 «Уровень унифика­ции и стандартизации» характеризует использование стандартных, унифици­рованных и других сборочных единиц и деталей при разработке автомобиля; уровень унификации и стандартиза­ции конструкции автомобиля; соответ­ствие разрабатываемого изделия дей­ствующим стандартам и другим нор­мативным документам; требования к обеспечению агрегатирования узлов и автомобиля в целом с узлами и изде­лиями, производимыми другими пред­приятиями (например, удобству мон­тажа кузовов и других установок на шасси автомобилей, агрегатированию тягачей с прицепным подвижным со­ставом и др.).

В подразделе 2.5 «Безопасность конструкции» формулируют требова­ния к обеспечению безопасности при эксплуатации и обслуживании авто­мобилей, допускаемому уровню вибра­ционных нагрузок и другие требова­ния в соответствии с действующими санитарными и техническими нор­мами.

Подраздел 2.6 «Эстетические и эргономические показатели» содержит требования к комфортабельности, использованию внутреннего объема кабин автомобилей, основанные на данных анализа тенденций развития внешних форм, внутреннего оборудо­вания автомобилей и отделки, а также определяет усилия, необходимые для управления ими и обслуживания, и др.

В подразделе 2.7 «Патентная чи­стота и конкурентоспособность» ука­зывают перечень стран, по которым проверяется патентная чистота авто­мобиля и его составных частей; требова­ния к автомобилям, исходя из анализа и оценки их конкурентоспособности на мировом рынке и др.

Подраздел 2.8 «Составные части автомобиля, исходные и эксплуатаци­онные материалы» определяет требо­вания к составным частям автомоби­ля, топливу и материалам, намечаемым для использования в новом автомоби­ле, а также при его эксплуатации с учетом ограничительных перечней (ве­домостей) на применение в новых раз­работках тех или иных составных частей и материалов (в том числе используемых при эксплуатации авто­мобиля); требования к продукции смежных предприятий в отношении ее разработки, совершенствования и мо­дернизации.

В подразделе 2.9 «Транспортирова­ние, хранение и консервация» приво­дят условия транспортирования авто­мобилей и виды необходимых для это­го транспортных средств, способы кре­пления и скорости передвижения при транспортировании, места хранения (открытая площадка, навес, отапли­ваемое помещение и др.); условия хранения; возможность, необходи­мость и сроки обслуживания автомо­биля во время хранения (переконсервация и др.); сроки хранения в раз­личных условиях и требования к условиям консервации.

Подраздел 2.10 «Специальные тре­бования» определяет особенности изделия и соответствие их стандартам, в обозначении которых имеется ли­тера «В». В зависимости от вида и на­значения изделия допускается уточнять или дополнять требования, предъявля­емые к изделию, перечисленные в раз­деле 2.

Раздел 3 «Экономические показа­тели» содержит технико-экономиче­ские показатели разрабатываемого автомобиля, предполагаемый годовой выпуск, показатели технико-экономи­ческой эффективности его использова­ния (в том числе годовой экономиче­ский эффект) и лимитную цену.

Раздел 4 «Стадии и этапы разра­ботки» устанавливает необходимые стадии разработки и этапы работ по ОСТ 37.001.503-72. Как правило, в техническом задании оговариваются только те этапы работ, которые рас­сматриваются или согласовываются с потребителями и утверждаются в установлен­ном порядке (техниче­ский проект, заводские испытания и приемочные (государственные) испытания). В этом же разделе указы­вают предприятие-изготовитель раз­рабатываемого автомобиля.

Раздел 5 «Приложения к техниче­скому заданию» включает чертеж общего вида автомобиля, схемы его основных систем, а также другие до­кументы, содержащие обоснование выбранных технических решений; общую оценку технического уровня создаваемого автомобиля; перечень научно-исследовательских и экспери­ментальных работ, результаты кото­рых использовались при разработке технического задания.

Техническое задание оформляют в соответствии с общими требованиями к текстовым документам.

 

1.3.2. Эскизный проект

Для определения основных пара­метров и размеров автомобиля, его эстетических и эргономических пока­зателей, необходимых при разработке технического задания, требуется вы­полнение эскизного проекта. На ста­дии эскизного проекта должны быть определены принципиальные конструк­тивные решения разрабатываемых мо­делей автомобилей (или их семейства).

На стадии эскизного проектирова­ния решаются следующие основные задачи:

1. Выбор наиболее рационального размещения основных узлов и агрега­тов, рабочего места водителя и грузо­вой платформы. При этом прорабаты­вается несколько вариантов решений.

2. Проведение предварительного анализа возможности удовлетворения требований технического задания в за­висимости от назначения автомобиля, условий его эксплуатации, нагрузоч­ных и габаритных ограничений, а так­же требований нормативно-техниче­ской документации.

3. Принятие технических решений, направленных на обеспечение показа­телей надежности, установленных тех­ническим заданием.

4. Оценка автомобиля в отношении его соответствия требованиям эргоно­мики и технической эстетики, для чего требуется изготовление макетов не­скольких вариантов автомобиля. Ино­гда ограничиваются изготовлением по­садочного макета, на котором воспро­изводится рабочее место водителя, оборудованное всеми органами управ­ления.

5. Разработка технических требова­ний к узлам и агрегатам, которые должны быть изготовлены специализи­рованными предприятиями (например, к силовым агрегатам, тормозной аппа­ратуре и др.), а также к новым мате­риалам (например, легким сплавам, пластмассам и др.), применение кото­рых вызвано необходимостью сниже­ния массы автомобиля.

6. Решение о целесообразности узловой и детальной унификации авто­мобилей внутри семейства при парал­лельном эскизном проектировании ба­зовой модели и ее модификаций.

Основной частью эскизного проек­та автомобиля является чертеж его общего вида. Для определения габа­ритных размеров автомобиля, типа его компоновки и предварительного ана­лиза его массы необходимо иметь хотя бы предварительные габаритные и присоединительные размеры силового агрегата (двигателя, сцепления и ко­робки передач) и ведущих мостов. По этим данным на чертеже общего вида указывают установочные размеры основных узлов и агрегатов относи­тельно мостов автомобиля и верхней полки лонжерона рамы. Изменяя по­ложение агрегатов на раме автомоби­ля на основе анализа конструкций автомобилей-аналогов и требований к этим агрегатам и сопряженным узлам (например, обеспечение оптимальных углов наклона карданных валов), уста­навливают базу автомобиля.

Одновременно проводят предвари­тельный анализ массы основных агре­гатов и узлов, конечной целью которо­го является определение нагрузки на мосты. При этом прорабатывают так­же варианты расположения запасного колеса, аккумуляторных батарей, топ­ливных баков. Особое внимание уделя­ют удобному расположению водителя и органов управления.

На чертеже общего вида прораба­тывают и указывают зазоры между подрессоренными и неподрессоренными частями, углы установки кардан­ных валов, дорожные просветы. Раз­меры по высоте, изменяющиеся при загрузке автомобиля, указывают для двух его состояний: без нагрузки и с нагрузкой. При компоновке автомоби­ля с опрокидывающейся кабиной на эскизном чертеже общего вида авто­мобиля изображают кабину в транс­портном и опрокинутом положении, наносят размеры, определяющие угол опрокидывания кабины и ее габарит­ную высоту от уровня опорной поверх­ности для обоих положений.

К эскизному проекту составляется пояснительная записка. В приложении в пояснительной за­писке помещают копию технического задания, перечень работ, которые сле­дует провести на последующей стадии разработки автомобиля, список лите­ратуры и материалов, использованных при разработке эскизного проекта.

 

1.3.3. Технический проект

При разработке технического про­екта, выполняемого на основе техни­ческого задания и эскизного проекта, принимают окончательные технические решения, позволяющие получить пол­ное представление о компоновке авто­мобиля и конструктивном решении его отдельных узлов и агрегатов.

Целью разрабатываемого техниче­ского проекта является также тща­тельный анализ соответствия проекти­руемого автомобиля техническому за­данию.

На стадии технического проекта решают следующие основные задачи:

1. Разрабатывают конструктивные решения для всех основных узлов ав­томобиля. При этом уточняют техни­ческие характеристики узлов, их габа­ритные размеры и массу.

2. Проверяют возможность компо­новки, т.е. размещения узлов на авто­мобиле.

3. Принимают решения по кон­структивному исполнению приводов управления узлами и агрегатами (дви­гателем, сцеплением, коробкой пере­дач, тормозами и др.).

4. Уточняют решение рабочего места водителя, расположение сидений, педалей, рычагов управления, прибо­ров.

5. Разрабатывают принципиальные схемы систем автомобилей (тормозной, электрооборудования и др.), определя­ют наиболее рациональное расположе­ние элементов этих систем на автомо­биле с целью упорядочения коммуни­каций, связывающих отдельные узлы систем.

6. Уточняют массу автомобиля, рас­пределение нагрузки по мостам. При необходимости корректируют базу автомобиля, расположение на ней узлов и агрегатов.

Если не представляется возможным найти оптимальное решение конструк­ции узла или агрегата, его привода или расположения, соответствующее реше­ние принимают на основании резуль­татов испытаний изделий сравнивае­мых вариантов.

При выполнении технического про­екта производят более подробные, чем в эскизном проекте, расчеты, подтвер­ждающие обеспеченность показателей надежности и других технико-экономи­ческих показателей, установленных техническим заданием. На этой стадии разработки автомобиль оценивают в отношении его соответствия требова­ниям эргономики и технической эсте­тики. Эргономическая оценка должна характеризовать степень рациональности конструкции автомобиля с точ­ки зрения требований научной органи­зации труда водителя. Эстетические качества автомобиля анализируются на основе результатов его художествен­но-конструкторской проработки.

Одновременно анализируют и ука­зывают виды транспортных средств (типы вагонов, платформ, палубы или трюмы судов), необходимость и спосо­бы крепления автомобилей при их транспортировании.

При разработке технического про­екта оценивают эксплуатационную тех­нологичность автомобиля (периодич­ность, удельную трудоемкость техни­ческих обслуживаний и текущих ре­монтов) по сравнению с находящимися в производстве и эксплуатации авто­мобилями аналогичных моделей на основе сопоставления конструктивных решений, связанных с выполнением наиболее трудоемких видов работ при техническом обслуживании (крепеж­ных, регулировочных, смазочных, элек­тротехнических и др.).

Уровень стандартизации и унифи­кации, патентная чистота и конкурен­тоспособность автомобиля, номенкла­тура изделий, поставляемых предприятиями-смежниками, новых материалов, требования к ним должны быть прове­рены и при необходимости уточнены по сравнению с данными, ранее при­нятыми в эскизном проекте.

Особое внимание уделяется анали­зу технического уровня и качества автомобиля. Технический уровень автомобиля оценивают в сравнении с аналогичны­ми лучшими отечественными и зару­бежными образцами, близкими по классу (той же колесной формулы, примерно такой же грузоподъемности или полной массы, одинакового назна­чения). Сравнение ведут по абсолют­ным или удельным значениям сопостав­ляемых параметров.

Технический проект должен содер­жать комплект чертежей общего вида автомобиля, его основных модифика­ций (при разработке семейства авто­мобилей) и основных узлов и агрега­тов, подлежащих разработке.

В пояснительной записке приво­дится, кроме сведений, имеющихся в эскизном проекте, еще и перечень при­цепов или полуприцепов, агрегатируемых с автомобилем. Для самосвалов указывают тип экскаватора и вмести­мость его ковша. Обязательно указы­вается перечень невыполненных требо­ваний технического задания и эскизно­го проекта с обоснованием причин допущенных отступлений, а также предложения по уточнению (при необ­ходимости) технического задания и эскизного проекта.

 

1.3.4. Рабочая документация

Этапы разработки рабочей доку­ментации зависят от ее назначения. Ра­бочая документация может быть раз­работана для опытного образца (опыт­ных партий), установочных серий и, наконец, для изделия установившегося серийного или массового производства. На каждом этапе предусматривается корректировка конструкторских доку­ментов по результатам соответствую­щих испытаний.

Основные требования к рабочей конструкторской документации уста­новлены ОСТ 37.001.508-73. Для из­готовления опытного образца (опыт­ной партии) ее разрабатывают в соответствии с утвержденным техни­ческим заданием и техническим про­ектом.

В рабочую документацию в качест­ве обязательных документов должны входить чертежи деталей, сборочные чертежи и спецификации. В зависи­мости от характера, назначения или условий производства разрабатывают габаритные и монтажные чертежи, схемы, ведомости спецификаций, ссы­лочных документов, изделий, постав­ляемых смежными предприятиями, и др. Кроме того, в состав этой доку­ментации должны входить программы и методики испытаний, расчеты, па­тентный формуляр, карта технического уровня и качества продукции.

При рабочем проектировании со­ставляется проект инструкции (руко­водства) по эксплуатации автомобиля.

Поскольку на предыдущих стадиях проектирования (техническом задании и особенно техническом проекте) были выбраны принципы действия и кон­структивные схемы проектируемых агрегатов, их габариты и важнейшие размеры (например, межцентровые расстояния и присоединительные раз­меры), на стадии разработки рабочей документации перед конструктором стоит наиболее сложная и ответствен­ная задача: обеспечить работоспособ­ность и надежность проектируемого изделия в пределах установленных ограничений. При этом разработанная деталь должна быть технологичной, иметь минимальные массу и стоимость. Как правило, эта задача решается в результате творческой работы кон­структора и коллектива, которому поручена разработка изделия. Не всегда удается полностью осущест­вить замысел конструктора. Иногда найденное решение является компро­миссным. Важно, чтобы при этом не был нанесен ущерб надежности из­делия.

Рабочее проектирование начинает­ся с изучения всех источников, в ко­торых отражены достижения отечест­венного и передового зарубежного автомобилестроения. Следует тща­тельно изучить не только принципи­альные схемы разрабатываемого изде­лия, но и элементы конструктивного решения отдельных деталей: материа­лы, из которых они изготовляются; чистоту сопрягаемых поверхностей и посадку наиболее ответственных соеди­нений; виды термической обработки; требования к геометрической форме детали.

Технологическое проектирование проводится параллельно с конструк­торскими работами.

Корректировка конструкторской документации по результатам испы­таний – ответственный этап перед сдачей изделия в серийное производ­ство. Важно, чтобы все замечания, от­казы или неисправности, отмеченные при испытаниях, нашли отражение в скорректированной документации, по­скольку этот этап работы завершает весь комплекс конструкторско-экспериментальных и исследовательских ра­бот коллектива, создающего новое из­делие.

Неотъемлемой частью рабочей кон­структорской документации изделия являются технические условия (ТУ).

 

1.3.5. Порядок постановки автомобилей на производство

Одним из завершающих этапов ра­бот по созданию автомобиля является изготовление опытных образцов и проведение их испытаний. Первые об­разцы изготовляются для проведения предварительных (заводских) испы­таний.

Предварительные (заводские) ис­пытания проводятся с целью проверки соответствия параметров и показате­лей автомобиля требованиям техниче­ского задания и технического проекта, стандартам и другим нормативно-техническим документам (рабочей кон­структорской документации, требова­ниям безопасности, санитарно-гигиеническим нормам).

При испытаниях должна быть оце­нена надежность и работоспособность всех агрегатов и систем автомобиля, отдельных аппаратов и приборов. Целью предварительных (заводских) испытаний является также проверка эксплуатационной технологичности автомобиля: удобства и трудоемкости технического обслуживания, возмож­ности замены отдельных наиболее часто демонтируемых деталей и узлов при ремонтных работах и обслужива­нии. Во время испытаний должна быть проверена достаточность укомплекто­вания автомобиля запасными частями, принадлежностями и инструментом. На основе анализа надежности авто­мобилей, отказов деталей, возникших при испытаниях, определяются пред­варительная номенклатура и нормы расхода запасных частей. При этом используется опыт эксплуатации ана­логичных автомобилей и учитываются конструктивные усовершенствования и новые решения испытываемого авто­мобиля.

Конечной целью предварительных (заводских) испытаний является опре­деление необходимого объема кон­структорской доработки образцов и конструкторской документации на них. В зависимости от результатов испыта­ний принимается решение о необходи­мости изготовления новых образцов, объем дополнительных испытаний для проверки эффективности проведенной доработки.

Предварительные (заводские) ис­пытания проводятся также для уста­новления возможности предъявления разработанных образцов к приемоч­ным испытаниям (после устранения недостатков).

Приемочные испытания преследуют ту же цель, что и предварительные.

Кроме того, во-первых, должна быть дана оценка новизны, перспек­тивности и конкурентоспособности представленных на испытания образ­цов в сравнении с лучшими образцами отечественного и зарубежного произ­водства. Для этого может использо­ваться карта технического уровня и качества изделия, изучены тенденции развития автомобилестроения, соответ­ствие изделия стандартам, междуна­родным требованиям и, наконец, тре­бованиям мирового рынка.

Во-вторых, во время испытаний должна быть оценена технико-эконо­мическая эффективность использова­ния разработанного автомобиля в на­родном хозяйстве. С этой целью в про­грамме испытаний предусматривается определение параметров, в наиболь­шей степени определяющих технико­-экономическую эффективность исполь­зования автомобиля: средней техниче­ской скорости и расхода топлива в различных эксплуатационных услови­ях. Целесообразно, чтобы такие пара­метры были определены и для модели автомобиля, которая должна заме­няться вновь разработанной. Это по­зволяет сопоставлять технико-эконо­мическую эффективность новой модели и заменяемой.

В-третьих, конечной целью прие­мочных испытаний является установ­ление возможности постановки нового изделия на производство для продаж как внутри страны, так и на экспорт взамен выпускаемой модели.

---

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 4229; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!