Тенденции в совершенствовании конструкции и технологии транспортных средств

Начало XXI века ознаменовалось активным развитием глобализационных процессов, неотъемлемо влияющих на все сферы производства, включая автомобильную промышленность. Современная парадигма «глобальное мышление — локальные действия» приобретает ключевое значение в сфере проектирования, выпуска и обслуживания транспортных средств. Одной из основных тенденций в отрасли стало широкое внедрение интеллектуальных технологий: от электронных блоков управления и встроенных систем диагностики до активных и пассивных защитных комплексов, телематических решений и адаптивного управления ТС.

При этом стало очевидно, что достижения XX века оказались недостаточными для настоящего прорыва в создании прогрессивных типов автомобилей и в особенности — силовых установок. Поэтому процессы модернизации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) сохраняются в приоритете:

• оснащение ДВС электронными системами впрыска топлива;
• интенсивное повышение давления наддува с дополнительным охлаждением поступающего воздуха;
• инновационные методы изменения фаз газораспределительного цикла и другие нововведения.

Всё это способствует значительному увеличению удельной мощности двигателей при одновременном обеспечении эксплуатационной надёжности, долговечности и топливной экономичности.
Однако инновации не ограничиваются только классическими подходами. Перспективные направления включают разработку альтернативных приводов, в том числе с применением электрической или солнечной энергии, а также активное внедрение гибридных силовых схем. Концепция использования водородного топлива также продолжает развиваться. Эти перемены трансформировали как компоновку, так и принципы функционирования современных транспортных платформ.

Несмотря на экономические колебания и меры жёсткой экономии ресурсов, сохраняется высокий интерес к транспортным средствам различных категорий: от компактных малолитражек до автомобилей высокого класса, спортивных моделей, специализированной техники и инновационных модификаций тяжёлых грузовиков и автопоездов.

Достижения в сфере ТС неразрывно связаны с параллельным прогрессом в области ремонта, технического обслуживания и модернизации автосервисных решений. Ключ к успеху — не только грамотный маркетинг, но и техническое превосходство, выраженное в трёх стратегических направлениях:

Первое направление — обеспечение максимально возможного уровня безопасности движения и динамических характеристик автомобиля за счёт автоматизированных приводов, технически совершенной конструкции основных узлов и сниженных эксплуатационных затрат. Дополнительно учитываются параметры комфорта, надёжности и эргономики.

Второй подход заключается в повышении энергетической эффективности, включая экономное расходование топлива, снижение лобового сопротивления за счёт оптимизации обводов кузова, сокращение массы благодаря использованию алюминиевых сплавов и современных полимерных материалов.

Третий путь охватывает модернизацию ходовой части и систем управления: активные подвески с автоматическим стабилизированием, полноприводные трансмиссии с интеллектуальным управлением, автоматические коробки передач (гидромеханические и электрические), продвинутые дифференциалы, а также улучшенные характеристики шин.

Все эти решения развиваются в условиях жесткой конкурентной среды на международном автомобильном рынке. Это стимулирует специалистов в сфере технического сервиса непрерывно осваивать новые конструкции ТС и оперативно адаптировать технологии ремонта и обслуживания к реалиям быстро меняющейся техники.

Особенности компоновки ТС во многом зависят от назначения и категории конкретного транспортного средства. Ниже приведены примеры характерных решений:

Легковые ТС: двигатель чаще всего расположен в передней части кузова, реализуется привод либо на передние, либо на все четыре колеса. Салон имеет высокую жесткость и обтекаемую структуру кузова, способную к деформации при аварии, а также современное подрессоривание и системы комплексной безопасности.

Грузовые ТС: двигатель, как правило, монтируется в передней части, а ведущими остаются задние колёса. Отличительная особенность — жесткость кабины и кузова, наличие деформируемых внешних элементов и обязательное применение экологических и дорожных систем безопасности.

Автобусы: в большинстве моделей силовая установка располагается сзади, ведущими также остаются задние колеса. Каркас салона выполняется с высокой степенью прочности, салон оснащается мягкой подвеской и комфортабельными креслами. Используются огнестойкие материалы, а также системы пассивной, активной и противопожарной защиты. Отдельное внимание уделяется безопасности пассажиров и процедурам эвакуации.

Специальные ТС: архитектура может включать как переднее, так и заднее расположение ДВС. Привод осуществляется на заднюю ось или на все колеса. Отличается высокой проходимостью, возможностью установки дополнительного оборудования и двигателей, усиленными каркасами кабины и грузового отсека, а также специализированными средствами защиты экипажа и системы управления.

Особенности конструирования ТС

При проектировании и производстве современных автомобилей наблюдаются устойчивые инженерные тенденции:

• модульная организация конструкции, обеспечивающая простоту сборки, минимизацию ручного труда и быстрое проведение агрегатного ремонта;
• широкое внедрение материалов на основе алюминиевых сплавов и пластмасс (в отдельных программах производителей США предполагается использование полимерных компонентов вплоть до 30 % и более от общей массы);
• ориентация на потребности рынка: повышение надёжности, ремонтопригодности, экономичности, привлекательности дизайна, снижение себестоимости, а также упрощение утилизации вышедших из эксплуатации ТС;
• интеграция систем пассивной и активной безопасности, включая пожаробезопасность;
• максимизация комфорта водителя и пассажиров: снижение уровня шума, улучшенная подвеска, повышенная шумоизоляция и мягкость платформы (кабины, салона или платформы в зависимости от модели);
• обеспечение высокой функциональности всех компонентов на протяжении всего срока службы транспортного средства;
• оптимизация массы конструкции, сочетание жёсткости несущих элементов с деформируемыми зонами безопасности, продуманные облицовки и внутренняя отделка.

Системы безопасности ТС

В современном мире, помимо надежности и экономичности транспортных средств (ТС), особо выделяется высокий уровень требований к их безопасности, выдвигаемых обществом. Безопасность ТС можно условно разделить на две ключевые категории: безопасность движения и экологическую безопасность.
Безопасность движения ТС подразумевает комплексное применение встроенных бортовых систем управления, которые включают:

• пассивные средства, снижающие тяжесть повреждений и последствия аварий для участников дорожного движения;
• активные системы, направленные на снижение вероятности аварийных ситуаций и предотвращение дорожно-транспортных происшествий;
• встроенные диагностические комплексы, контролирующие состояние основных узлов, систем транспортного средства, а также физическое состояние водителя.

Экологическая безопасность ТС определяется способностью транспортного средства минимизировать вредное воздействие на окружающую среду как при стандартной эксплуатации, так и при аварийных ситуациях. В процессе эксплуатации и контроля параметров, установленных производителем, основное внимание уделяется следующим направлениям:

• сокращению выбросов токсичных газов и веществ в атмосферу;
• предотвращению утечек топлива и рабочих жидкостей;
• уменьшению выбросов твердых частиц и пыли, образующихся при износе шин, тормозных накладок и дорожных покрытий;
• снижению уровня шума, создаваемого шинами, двигателем, а также вибраций других компонентов ТС;
• обеспечению защиты от электромагнитного воздействия на участников дорожного движения, возникающего от источников и потребителей электрической энергии, установленных на транспортном средстве.