Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральне державне бюджетне освітня

установа вищої професійної освіти

«Кузбаський державний технічний університет

імені Т.Ф. Горбачова »

А.В. Буянкін

В.Г. Ромашко

Основи конструювання автомобілів

(НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК)

Рекомендовано навчально-методичною комісією напряму підготовки бакалаврів 190700.62 «Технологія транспортних процесів» профілів 190701.62 «Організація перевезень на автомобільному транспорті» та 190709.62 «Організація і безпеку руху» в якості електронного видання для використання в навчальному процесі

Кемерово 2013

Вступ

Особливістю розвитку автомобілебудування в даний час є висунення ряду нових і дуже важливих проблем, пов'язаних із забезпеченням якості автомобілів.

Для створення автомобіля високої якості конструктор повинен добре знати функціональне призначення агрегатів і систем автомобілів, Що пред'являються до них загальні та специфічні вимоги, особливості їх сучасних конструкцій і методи розрахунків.

Бакалавра за напрямом «Технологія транспортних процесів» знання основ конструювання і розрахунку агрегатів і систем автомобілів необхідно з точки зору оцінки їх експлуатаційних можливостей (знання розрахункових і допустимих навантажень дозволяє встановити режими правильної експлуатації автомобіля).

Цей навчальний посібник написано відповідно до робочою програмою курсу «Основи конструювання автомобілів».

Даний курс має на меті:

ознайомити студентів з основними вимогами до конструкцій агрегатів і систем автомобілів, розвинути навички з критичного аналізу нових конструкцій;

дати відомості про навантажувальних і розрахункових режимах агрегатів і систем автомобілів, що мають місце в різних умовах експлуатації;

У цьому випадку нам потрібно трохи менше Мільтона Фрідмана і трохи більше Марка Аврелія: У чому суть цього питання? Його функція полягає не в тому, щоб забезпечити хорошу заробітну плату і вигоди від фонду автомобільного союзу, збагатити місцеву податкову базу і підтримати місцеве співтовариство - хоча це і є бажані речі. Завдання автовиробника - не виробляти робочі місця, а автомобілі. Робота - це засіб, а не мета.

Людська праця має цінність в тій мірі, в якій вона сприяє процвітанню і процвітання суспільства, але сама по собі не є певною абстракцією. Бувають випадки, коли це настільки очевидно, що майже всі це розуміють. В кінцевому підсумку проекти будуть завершені, і робота буде завершена. Будівельні роботи вже побудовані по суті, щоб закінчити один день. І мова йде не тільки про будівництво. Друг в індустрії технологій присутній на недавньому саміті національних оглядів ідей у \u200b\u200bВашингтоні, округ Колумбія, і поділився поглядом Силіконової долини: «Все робочі місця тимчасові».

повідомити основні відомості про робочі процеси і сучасних методах розрахунку деталей автомобіля на міцність, жорсткість, витривалість, довговічність, нагрів.

навчити оцінювати величини навантажень і напруг, а також ймовірні знос деталей.

Вивченню даного курсу має передувати вивчення будови і теорії автомобіля, а також загальнотехнічних дисциплін.

1. Основи проектування автомобілів

1.1. властивості автомобілів

Автомобіль має цілу низку властивостей, які характеризують його як транспортний засіб, призначений для перевезення вантажів, пасажирів, спеціального обладнання і як об'єкт безпеки руху.

Зазвичай розглядають такі властивості автомобіля: експлуатаційні, споживчі та властивості безпеки.

експлуатаційні властивості характеризують виконання автомобілем транспортних і спеціальних робіт. Вони визначають пристосованість автомобіля до умов експлуатації, а так само ефективність і зручність використання автомобіля.

Експлуатаційні властивості автомобіля поділяються на дві основні групи: експлуатаційні властивості, пов'язані з рухом автомобіля і не пов'язані з його рухом.

Тягово-швидкісні і гальмівні властивості, паливна економічність, керованість, обертальність, маневреність, стійкість, прохідність, плавність ходу, екологічність і безпеку руху забезпечують рух автомобіля і визначають його закономірності.

Місткість, міцність, довговічність, пристосованість до технічного обслуговування і ремонту, до вантажно-розвантажувальних робіт, до посадки і висадки пасажирів багато в чому визначають ефективність і зручність використання автомобіля.

Експлуатаційні властивості, що забезпечують рух автомобіля, істотно залежать від конструкції і технічного стану систем і механізмів автомобіля. Чим досконаліша конструкція автомобіля і краще його технічний стан, Тим вище експлуатаційні властивості автомобіля. Системи і механізми автомобіля проектують таким чином, щоб отримати експлуатаційні властивості, необхідні для заданих умов експлуатації і забезпечують ефективне використання автомобіля в цих умовах.

Зв'язок експлуатаційних властивостей, що забезпечують рух автомобіля, з системами і механізмами автомобіля, конструкція і технічний стан яких мають найбільший вплив на ці властивості, показана нижче.

споживчі властивості особливо важливі для легкового автомобіля, так як характеризують здатність автомобіля задовольняти вимогам його власників. Споживчими властивостями легкового автомобіля є: пристрій посадки і висадки водія і пасажирів, наявність ефективних систем опалення, вентиляції, кондиціонування повітря, електроредуктори стекол, аудіосистеми, вбудованого телефону, телевізора, якість матеріалів оббивки салону, престижність і відповідність моді.

властивості безпеки характеризують активну, пасивну, послеаварийную і екологічну безпеку автомобіля.

активна безпека - це властивість автомобіля знижувати ймовірність виникнення ДТП і повністю його запобігати. Воно проявляється в небезпечній дорожній обстановці, коли водій ще може змінити характер руху автомобіля. Активну безпеку автомобілю забезпечують його високі тягово-швидкісні і гальмівні властивості, хороші стійкість, керованість, маневреність, недостатня обертальність, висока плавність ходу, хороші оглядовість і комфортабельність, різко знижують стомлюваність водія і створюють умови для тривалої безаварійної роботи.

пасивна безпека - це властивість автомобіля зменшувати тяжкість наслідків ДТП в його кульмінаційної фази. Виявляється воно, коли водій вже не в змозі управляти автомобілем і змінювати характер його руху, тобто при зіткненні, наїзді, перекиданні. Розрізняють внутрішню пасивну безпеку, що знижує травматизм пасажирів, водія і забезпечує збереження вантажу, і зовнішню пасивну безпеку, яка зменшує ймовірність нанесення шкоди іншим учасникам руху.

До конструктивних заходів, що забезпечують внутрішню пасивну безпеку, відносять створення життєвого простору, зниження інерційних навантажень в процесі удару, обмеження переміщень людей всередині автомобіля, обмеження переміщення вантажів та інших предметів, що знаходяться в автомобілі. Забезпечують внутрішню пасивну безпеку висока міцність салону, ремені безпеки, надувні подушки безпеки, травмобезпечне рульове колесо, Підголовники, надійні скла.

Конструктивні заходи, що забезпечують зовнішню пасивну безпеку, призначені для зменшення травмування пішоходів, збереження як самого автомобіля, так і оточуючих його автомобілів і предметів.

Зазначені функції елементів зовнішньої пасивної безпеки забезпечують відповідним оформленням зовнішніх виступів автомобілів; застосуванням захисних пристроїв, що запобігають потраплянню пішоходів під колеса автомобілів, а також потрапляння автомобілів малого розміру під великогабаритні транспортні засоби; конструкцією та розташуванням бамперів автомобіля.

Післяаварійний безпеку - це властивість автомобіля зменшувати тяжкість наслідків ДТП в його кінцевій фазі і запобігати виникненню нових аварій. Післяаварійний безпека забезпечується евакопріспособленностью, пожаробезопасностью і герметичністю автомобіля.

Евакопріспособленность залежить від конструкції замків, дверей, наявності запасних виходів, аварійної сигналізації, медичної аптечки. Конструкція системи живлення двигуна і розташування паливного бака на автомобілі забезпечують пожежну безпеку. Обов'язковою є комплектація автомобіля одним або декількома вогнегасниками.

Екологічна безпека - це властивість автомобіля зменшувати шкоду, що наноситься учасникам руху і навколишньому середовищу в процесі експлуатації. Екологічна безпека автомобіля забезпечується конструкцією окремих систем, механізмів і їх елементів, що знижують створюваний автомобілем шум і зменшують токсичність відпрацьованих газів. Крім того, екологічна безпека досягається використанням екологічно нешкідливих матеріалів і пристосованістю автомобіля до утилізації, тобто повторній переробці після виходу з ладу автомобіля, його систем і механізмів.

Параметри безпеки регламентуються ГОСТами і Правилами ЄЕК ООН, що застосовуються в Росії.

Багаторічний досвід роботи самодіяльних автобудівників показує, що вони досить вільно поводяться з формами кузовів своїх автомобілів, а щоб приховати потім потворність форми, «прикрашають» кузов всякими накладками, ще більше підкреслюють недоліки. Щоб цього уникнути, любитель повинен хоча б у загальних рисах бути знайомий з художнім конструюванням (дизайном), який є обов'язковим елементом процесу створення сучасного промислового виробу.

Кожен виріб має свою форму. Індивідуальність форми особливо чітко проявляється у такого виробу, яким є автомобіль. І кожному, хто створює свою конструкцію, хочеться, щоб його автомобіль був не тільки красивим, сучасним, але і в чимось відрізнявся від інших, вже існуючих моделей. Вирішити таку проблему можна за допомогою художнього конструювання - методу, що дозволяє визначити форму виробу, яка, в свою чергу, повинна розкрити структурні і функціональні зв'язки окремих частин вироби, перетворивши їх в єдину систему.

Процес компонування автомобіля, як уже згадувалося, треба починати з визначення розмірів салону, використовуючи вимоги ергономіки. Ергономіка дозволяє так спроектувати робоче місце водія і простір для пасажирів, щоб автомобіль рухався з максимально можливою швидкістю, забезпечуючи при цьому необхідний комфорт і безпеку водію і пасажирам.

Крім зручності посадки водія і визначення зони досяжності, що виконується з урахуванням його антропометричних характеристик, необхідно визначити зону оглядовості. На 5 показано, чим обмежується зона оглядовості у вертикальній площині. З кабіни водій може безпосередньо бачити ділянки зовнішнього простору в межах кордонів, які збігаються

з краями віконних прорізів і зовнішніми обводами непрозорих елементів, которие.находятся в поле зору на тлі віконних прорізів. Угол- передньої зони оглядовості в плані і кордони «мертвих зон», утворені передніми стійками вікна, показані на 106. «Сліпі» ділянки передньої зони оглядовості створюються не тільки стійками, але і оперенням, капотом, внутрішнім і зовнішніми дзеркалами заднього виду, сонцезахисним щитком . На малюнку також показано кут задньої зони оглядовості, яку водій бачить через дзеркало заднього виду.

При розміщенні органів управління і засобів відображення інформації обов'язково повинні враховуватися фізіологічні і психофізіологічні особливості людини. Головним з органів управління є рульове колесо. Оптимальне його положення залежить від суглобових кутів водія під час керування. Руки повинні бути зігнуті в ліктях під кутом 115 ... 130 °, а нахил плеча до вертикалі складати 35 ... 40 °. Рульове колесо має розташовуватися в зоні досяжності з кутом нахилу його до горизонту 45 ... 70 °.

Загальна ергономічне вимога: найбільш часто використовувані органи управління повинні розміщуватися в зоні видимості і в найбільш зручною оптимальної робочої зоні; інші органи

управління повинні розміщуватися обов'язково в зоні досяжності і по можливості в зоні видимості.

Вимоги ергономіки враховують і біомеханічні характеристики людини. Повний хід рукоятки ручного гальма повинен лежати в межах 150 мм, а граничне зусилля на ній-18 Н. Зусилля на рукоятці перемикання передач - 6 Н. Відстань від рукояток, важелів перемикання передач і стоянкового гальма в будь-якому положенні до інших елементів кабіни повинно бути не менше 40 мм. Відстань рукояток, інших важелів до опорної поверхні сидіння має бути не менше 230 мм. Відстань між рульовим колесом і будь-якими деталями кабіни- не менше 100 мм.

Зручність управління багато в чому залежить від ножних органів управління - педалей. конструкції гідравлічних гальм і зчеплень такі, що до педалей, що призводить їх в дію, потрібно докласти значних зусиль. На педалі зчеплення, наприклад, максимальне зусилля досягає 294 Н, а на педалі гальма при екстреному гальмуванні воно може бути ще більше. У той же час на педалях, що забезпечують, що слідує,, наприклад на педалі управління дросельною заслінкою (Надалі - педаль газу), зусилля повинне бути не менше 40 ... 45 Н.

Розміщуючи педалі, слід враховувати вже сформовані у людини дії з управління, їх стереотип, а також вимоги ГОСТ 24350-80. Згідно з ним педалі повинні розташовуватися в наступному порядку (зліва направо): педаль зчеплення, педаль робочого гальма, педаль газу (107). При цьому їхнє розташування повинне виключати можливість мимовільного натискання не тій педалі.

Початкове положення педалі газу має бути таким, щоб суглобовий кут в гомілковостопному суглобі правої ноги був 87 ... 90 °. В крайньому положенні педалі він не повинен перевищувати 110 °.

При роботі ногою суглобовий кут в тазостегновому суглобі по відношенню до вихідного не повинен збільшуватися більш ніж на 9 ... 10 °. Кут же в колінному суглобі не повинен бути більше 120 °, а в гомілковостопному 90 ... 110 °.

Важіль покажчиків поворотів слід розташовувати зліва від рульового колеса.

З включенням в систему управління елементів автоматики, мікроелектроніки частина органів управління виконується у вигляді кнопок, клавішею, конструктивні параметри яких, а також їх розташування і зусилля, прикладені до них, повинні відповідати існуючим ергонометріческім вимогам.

При застосуванні в якості органів управління поворотних головок і перемикачів потрібно враховувати звичні для людини дії: при управлінні підйомом, відкриттям або при включенні будь-яких систем ці елементи повинні повертатися по ходу годинникової стрілки, при управлінні спуском, закриттям або при виключенні - проти годинникової стрілки.

Робоче місце водія можуть використовувати люди різного зросту, з різними анатомічними характеристиками. Тому необхідно передбачити можливість зміни прийнятого відстані до органів управління, що досягається регулюванням сидіння в горизонтальній і вертикальній площині, а при закріпленому сидіння - застосуванням просторово регульованого блоку педалей і навіть блоку органів управління.

Ергономіка встановлює певні вимоги і до повітряного середовища в салоні автомобіля: температурі, вологості, хімічним складом повітря і його обміну. Так, наприклад, незалежно від кількості людей в салоні, погодних умов температура стелі кабіни не повинна перевищувати 37 ° С. При цьому навіть при працюючій системі вентиляції температура повітря в будь-якій точці кабіни повинна бути вище нуля. Щоб забезпечити видалення вуглекислоти, надлишку вологи і тепла, потрібно обмінювати від 67 до 133 м3 / год повітря. Герметизація і теплоізоляція кабіни забезпечуються застосуванням ущільнювачів на дверних і віконних отворах, а також в місцях введення тяг і проводів. Ущільнювачі виконуються з м'якої гуми, приклеюються цементним клеєм, а кінці їх закріплюються самонарізними гвинтами. Теплоізоляція досягається за рахунок обклеювання кабіни зсередини картонними, повстяними, азбестовими або пінопластовими панелями, застосуванням теплопоглинальних стекол або відповідного покриття на них.

Необхідно забезпечити в кабіні і відповідний акустичний комфорт. Шум в кабіні під час руху не повинен перевищувати 70 дБ. Ослаблення шуму від джерел, що знаходяться в самому автомобілі, досягається усуненням джерел шуму і застосуванням шумопоглинаючих і шумоізоляційних матеріалів. Для зменшення шуму в салоні проводяться такі

заходи: ретельна збірка агрегатів, урівноваження обертових мас, застосування п'ятилопатевих вентиляторів, гумових килимків на повстяній підкладці, перфорованого картону і матер'яної оббивки всередині салону, нанесення шарів пористих матеріалів. Ефективні багатошарові вібропоглоща ющіе покриття, що складаються з чергуються шарів м'якого (рослинна повсть) і жорсткого і важкого (бітумна або синтетична мастика) матеріалів. Такі покриття бажано застосовувати при облицюванні перегородок, що відокремлюють силовий агрегат від салону. При облицюванні інших панелей можна використовувати дешевші матеріали, наприклад листові бітумні мастики.

Для автомобіля ЗАЗ-966 кращі результати були отримані при застосуванні наступних облицювань: передній пів-двошарові вібропоглинаючі мати, що складаються з рослинного волокна і бітумної мастики; задній підлогу - бітумна мастика; стінка моторного відсіку (вертикальна панель заднього статі) - двошарові вібропоглинаючі мати, а також серійний облицювальний матеріал, що складається з картону і винилискожи. Цим же матеріалом облицьовувались боковини задніх сидінь. Для стелі були застосовані поліпропіленові мати товщиною 10 ... 15 мм.

Ергономічні вимоги тісно пов'язані з конструктивною основою, компоновочним рішенням і з зовнішньою формою автомобіля, її естетичним вираженням.

Що являв собою перший автомобіль? Це був порівняно мало видозмінений існував у той час колісний екіпаж. Але вже в 1914 році у автомобіля з'являються основні риси автомобіля як такого.

Починаючи з 20-х років нашого століття в формі і конструкції автомобіля все більш стали з'являтися риси, що відображають певний фірмовий стиль. Тепер за зовнішнім виглядом автомобіля можна було визначити фірму або завод-виготовлювач.

Величезний вплив на форму автомобіля надає поява нових технологій, нових конструкційних матеріалів. І навпаки, пошук нових форм веде до пошуку нових технологій. Якщо в 20-е і навіть в 30-і роки автомобіль був суму окремих елементів: приставні крила, підніжки, фари у вигляді окремих обсягів, зовнішнє приставне колесо (108), зібраних разом, - то поступово в його зовнішності проявляються риси цілісної закінченої композиції.

Потім настає ера обтічних автомобілів. Частково це було пов'язано з прагненням зменшити опір повітряного середовища, яке значно зростає зі збільшенням швидкостей руху. Форма стає все більш лаконічною. Моторна частина, яка раніше різко виділялася, зливається з іншими елементами автомобіля (109). Узагальнення форми стає основною тенденцією в автомобілебудуванні на початку

40-х років. Різким стрибком був перехід від відкритого кузова до закритого. І можна сказати, що разом з закрьггим кузовом прішло.в автомобілебудування художнє конструювання (дизайн). Тепер у автомобілів форма ніби спростилася, але вона стала вимагати більш ретельного опрацювання. Закритий кузов зажадав органічний зв'язок салону з обсягами, що вміщали двигун і багажник.

Якщо колишні форми автомобіля міг створювати інженер, який володів художнім смаком, то при різкому зростанні композиційної цілісності форми для її опрацювання був потрібний художник-конструктор (дизайнер).

Другим важливим періодом у розвитку форми стало зменшення висоти автомобіля і його статі. При цьому відпала необхідність в підніжці. В даний час автомобіль став самим собою і ніби вичерпав всі можливості розвитку. Форма автомобіля стала максимально відповідати його функції -з можливо великою швидкістю і комфортом переміщати людини в просторі, забезпечивши необхідну безпеку.

Автомобільні фірми і заводи, а також любителі-автобудівники шукають і знаходять своє рішення форми, часто тільки за рахунок ретельної її опрацювання. В останні роки форми автомобілів різних фірм почали зближуватися. І зараз іноді навіть фахівцеві важко безпомилково визначити приналежність його тій чи іншій фірмі.

Щоб вирішувати питання формоутворення на сучасному рівні, необхідна серйозна теоретична і практична підготовка. Самодіяльні конструктори в своїй більшості такою підготовкою не володіють. Тому їм необхідно хоча б коротко ознайомитися з деякими теоретичними положеннями з області дизайну. Зараз же в більшості випадків в самодіяльному автобудуванні пошук форми відбувається інтуїтивно шляхом порівняння своїх розробок з існуючими сучасними моделями. Щоб допомогти любителям, викладемо в загальних рисах основні положення композиції промислових виробів.

В теорії композиції дизайну існують свої закономірності. Це, в першу чергу, загальні закономірності формоутворення, категорії композиції, властивості і якість і засоби гармонізації форми. Щоб виріб був естетично досконалим, його форма повинна найбільш повно відповідати функціональному призначенню. Однак сама функція не залишається постійною і зазнає змін разом з розвитком форми.

В один час з метою досягнення великих швидкостей і вищого комфорту автомобільна промисловість стала випускати великі автомобілі з потужними двигунами. Коли ж автомобілів на дорогах і в містах стало багато і ціни на паливо зросли, великі швидкості на дорогах виявилися непотрібними: проблема автомобільних пробок і стоянок зажадала зменшення розмірів автомобіля і потужності його двигуна. Автомобілі стали спрощуватися і зменшуватися в розмірах (110). Це ще раз показало, як форма вироби чуйно реагує на зміну функції.

Як же враховувати все це при конструюванні своєї моделі?

Наприклад, вирішено створити автомобіль для заміських прогулянкових поїздок з сім'єю. У цьому випадку швидкість можна обмежити 80 км / год. Вибираючи відповідну для цих умов форму, слід врахувати, що у автомобіля повинен бути високий дорожній просвіт, Що забезпечує можливість його експлуатації на ґрунтових дорогах. Салон досить просторий, а сидіння виконані так, щоб дозволяли переобладнати їх в спальні місця; при цьому необхідно забезпечити місце для багажу.

Інші вимоги пред'явить автомобіль спортивного призначення або автомобіль для міста.

Свого часу, ретельно вивчивши функціональне призначення автомобілів-таксі, дизайнери ВНДІТЕ запропонували свою форму такого автомобіля (111). Однак випуск цих автомобілів не був налагоджений. Але закладені в його конструкцію прогресивні початку використовувалися в конструкціях деяких саморобних автомобілів.

Форма автомобіля повинна якомога точніше відповідати компонуванні автомобіля (112).

На 113 показаний проект міського електромобіля, раз-

працював інженером Е. Кочнєва. Малі розміри, хороша оглядовість, зсувні двері роблять його дуже зручним при експлуатації в межах міста, і в той же час компактна силова установка дозволяє створити необхідний простір в салоні.

Матеріал, з якого виготовляється автомобіль, і технологія також впливають на форму автомобіля. Так, при виготовленні кузова автомобіля з дерева форма його буде диктуватися формою брусів і їх з'єднань. Автомобілі, виготовлені з металу, мають інші обриси. У них важливе значення матиме технологія виготовлення окремих деталей: штамповані, зварені, литі, клепані. Застосування пластмасових кузовів дає майже необмежені можливості формоутворення.

Категорії розкривають основні закономірності в композиції. Інші зв'язку в ній розкривають такі поняття, як властивості і якість. До властивостей і якості відносяться: цілісність форми, підпорядкованість її частин та елементів, композиційне

рівновагу, симетрія і асиметрія, статичність і динамічність, єдність характеру форми. Уже в самій назві цих закономірностей закладено їх поняття. Цілісність і соподчі-ненность найтіснішим чином пов'язані один з одним, так як будь-яка композиція заснована на супідрядності головних (домінуючих) і менш значущих елементів. Чим гармонійніше форма, тим вона целостнее і легше сприймається нашим оком. Розчленована, роздрібнена форма вимагає багато часу на її осмислення і сприймається як негарна. Поняття композиційної рівноваги для автомобілів найтіснішим чином пов'язано з їх статичним і динамічним рівновагою, положенням

центра ваги і розподілом маси по осях.

У формі автомобіля присутні симетричні початку, якщо розглядати його зверху, спереду або ззаду. Домінуючим же тут все ж є динамічність, пов'язана з асиметрією. Асиметрія форми робить її більш виразною. Асиметрія буде тоді гармонійної і виразною, коли вона, як кажуть, врівноважена (збалансована). Гармонія розвиненою асиметричної форми будується на найскладніших відносинах інших закономірностей композиції. Асиметрія дозволяє в формі висловити її динамічність, що важливо для автомобіля - вироби, що переміщається в просторі.

Форму вироби, односторонньо спрямовану, ніби втручається в простір, називають динамічною. Цю форму слід надавати всім предметам, пов'язаним з рухом в просторі. Динамічність автомобіля може бути виражена єдністю горизонтального ладу основних формотворчих ліній (114, а), доповнених похилими утворюють лініями. Основні формотворчих лінії можуть бути лекальними з тенденцією підйому їх від багажника до передньої частини (114, б).

У автомобілів спортивного типу динамічність може бути підкреслена лекальними лініями, що утворюють тіло веретеноподібної форми (114, в). Іноді застосовується складна взаємодія формотворчих ліній, що носять хвилеподібний характер. Враження динамічності створюється при цьому не тільки головними формотворними лініями, а підтримується і розвивається лініями дверей, малюнком буфера і підколісні контурів, обрисами лобового і заднього скла (114, г).

Вироби високого естетичного рівня обов'язково мають єдністю характеру форми. Це поняття, близьке до такого, як фірмовий стиль, і є сукупністю чисто індивідуальних рис, що відрізняють форми однакових за призначенням і навіть за принципом конструкції виробів, створених в один і той же час. Єдність характеру форми має велике значення в автомобілебудуванні. Працюючи над характером форми, художник-конструктор відпрацьовує зовнішній вигляд вироби, немов ювелір, шліфує дорогий камінь.

Поняття теорії композиції досить складно розкрити в такому короткому викладі. Про це більш детально бажаючі можуть прочитати в книзі Ю. С. Сомова «Композиція в техніці» (М.: Машинобудування, 1987). Пропонована в ній теорія композиції відносить до поняття категорії тектоніку і об'ємно-просторову структуру. Форма будь-якого виробу так чи інакше виражає особливості його будови. Якщо по формі можна судити, які навантаження несе конструкція, які вона відчуває напруги, як працює матеріал форми, значить вона правильно відображає тектонічну основу вироби.

Тектонікою називають зриме відображення в формі роботи конструкції і організації матеріалу. Вона пов'язує дві найважливіші характеристики вироби: його конструктивну основу і форму. Всі елементи конструкції повинні працювати, сприймати навантаження; тільки тоді правильно розкривається її тектоніка. У формі виробу не повинно бути елементів, що не несуть навантаження, які не виконують будь-яку функцію.

Співвідношення ж обсягу і простору без урахування матеріалу говорить про об'ємно-просторову структуру - структуру організованої, а не хаотичною. Тому з точки зору об'ємно-просторової структури автомобіль можна віднести до моноблочной організованою структурою з механізмами, які приховані всередині і вгадуються по контурах форми кузова.

При роботі над формою будь-якого виробу, щоб вирішити композиційні завдання і розкрити його властивості, необхідно вміло використовувати засоби композиції (кошти, за допомогою яких домагаються естетичної виразності). До таких засобів гармонізації форми відносяться: композиційний прийом, пропорції і пропорціональність, масштаб і масштабність, контраст, нюанс, метричний і ритмічний повтори, колір,

тіні і пластика. Все це як би своєрідний інструмент художника-конструктора, що допомагає йому досягти естетичної досконалості.

При пошуку своєї форми будь-проектувальник перебирає безліч варіантів. Щоб скоротити час на пошук форми, треба з самого початку виявити ідею композиції, т. Е. Той прийом, який потім / буде розвинений подальшими засобами композиції. Це можна показати на прикладі роботи, дизайнера над формою мікролітражного автомобіля. Автомобіль оригінальний по компоновці. Він передньопривідною з висунутим вперед і низько опущеним кузовом. Похилий підлогу багажника дозволив збільшити його місткість. В основу компонування прийнятий гострий композиційний прийом (115), який підкреслює динамічність. Низька, далеко висунута вперед веретеноподібна форма капота добре підтримана лініями низу і верху прорізів кузова, лінією даху, контуром дверей і т. П. Форма точно відповідає компонуванні автомобіля. Гострий і виразний силует автомобіля відображає прийнятий композиційний прийом, в якому використовуються складні лекальні лінії при майже повній відсутності прямих.

Пропорції і пропорціональність - одне з найважливіших засобів організації форми. На цілісність форми можна розраховувати тільки тоді, коли його об'ємно-просторову структуру об'єднує чітка пропорційна система. Інженерна опрацювання конструкції йде одночасно з художньої відпрацюванням форми, а тому пропорційний лад, відповідність частин і цілого служать важливою перевіркою технічної досконалості вироби. Співвідношення елементів форми треба підбирати, використовуючи гармонійні геометричні пропорційні відносини.

Автомобіль створюється для людини, а тому розміри його повинні відповідати розмірам тіла людини. Ця відповідність вироби з людиною носить в теорії композиції название- масштаб. Щоб показати масштаб, художник-конструктор зазвичай поруч з малюнком вироби зображує фігурку людини. Масштаб найбезпосереднішим чином пов'язаний з пропорціями-вання. У дизайні були навіть зроблені спроби розробити особливі шкали, що поєднують ці два поняття, зв'язати пропорційні відносини з розмірами тіла людини.

Два інших поняття: контраст і нюанс - дозволяють дизайнеру більш успішно вирішувати свої композиційні завдання. Контраст-це протиставлення двох начал. Він робить форму помітною, виділяючи її серед інших, активізує форму. Але в композиції необхідно дотримуватися певну міру і вміло користуватися контрастом, доповнюючи його нюансной опрацюванням. Без цього форма може виявитися жорстко примітивною. Якщо форма, позбавлена \u200b\u200bконтрасту, маловиразна, то форма, що не доповнена тонкими нюансную відносинами, неминуче виявиться грубою.

Членування елементів форми (обсягів, поверхонь, ліній) з певною закономірністю створює або метричний повтор, або ритм. Метричний повтор - це неоднокр "атное, з однаковим інтервалом повторення будь-якого елементу. Метричний повтор може бути простим і складним. Складний повтор об'єднує одночасно кілька метричних поворотів. Однак застосування метричного повтору здебільшого дозволяє підкреслити статичність вироби, а тому в формі автомобіля його намагаються застосовувати рідко, хоча в інших промислових виробах він є хорошим організуючим початком.

Найчастіше використовується при формоутворенні такий засіб, як ритм. Ритм - це поступове кількісне зміна чергуються елементів. Ритм задає формі активне композиційне рух і допомагає художнику-конструктору підкреслити динамічність форми і її композиційне рівновагу. При вирішенні форми автомобіля ритм може використовуватися як при горизонтальному, так і при вертикальному членуванні форми.

Наступним засобом гармонізації форми є колір, хоча його значення як засобу гармонізації ще мало вивчено. Але колір грає велику роль як в житті людини, так і в області техніки. Колір використовується не тільки як засіб композиції, але і як засіб психофізіологічного комфорту, а також як засіб інформації. Він дозволяє активізувати інші засоби композиції. Їм можна підкреслити контраст і, навпаки, виконати нюансную опрацювання, виділити метричний повтор і підкреслити ритм. Колір - це засіб в розвиток і доповнення ідей композиції. У той же час колір - одне з

найсуб'єктивніших засобів композиції. Застосовуючи колір, слід подумати, який вплив на форму, він буде надавати. Невміле використання кольору може привести до руйнування цілісності композиції.

Наступне поняття - пластика форми. Вона характеризує особливості об'ємно-просторової структури, визначаючи її рельєфність, глибинність, насиченість світлом і теня.мі, її пластичність і скульптурної. Дуже важливо, щоб на формі добре виражалася светотеневая структура. При проектуванні і виготовленні необхідно уточнити її дію на форму. Чи не порушить вона об'ємно-просторову структуру всього вироби, як пройдуть відблиски по зовнішній поверхні його. Це дуже складна і важлива задача при створенні форми автомобіля, зокрема його кузова. Поверхня автомобіля не може складатися з простих геометричних форм - плоских поверхонь, прямих ліній, пірамід. Тому, працюючи над поверхнею кузова, необхідно виконати його макет в натуральну величину і відпрацювати на цій майстер-моделі всі елементи поверхні.

При розробці складних поверхонь можна не враховувати впливу світлових відблисків, світлових ліній. Відблиски відразу виявлять дефекти поверхні, а світлова лінія - правильний вибір складної поверхні. При розробці складної поверхні світловий відблиск і світлова лінія є найкращим контролером. Щоб мати уявлення про світловий лінії, необхідно взяти блискучу пластинку, зігнути її і винести на освітлений простір. На її поверхні чітко буде видно світлова лінія. Тому, побудувавши макет автомобіля, ретельно відпрацювавши його поверхню, модель висвітлюють з різних сторін і перевіряють по світловим відблисків і лініях правильність побудови складних поверхонь.

Якщо в формі автомобіля використовується лінія.значітельной довжини, то з боку вона буде здаватися викривленою. Точно так же значні поверхні, утворені площиною, будуть здаватися увігнутими. Все це вимагає при виконанні форми автомобіля користуватися лекальними кривими, а при виготовленні об'ємної моделі - складними поверхнями.

Художньо-конструкторська опрацювання автомобіля не повинна обмежуватися його зовнішньою формою. Естетичної опрацювання слід піддати елементи робочого місця і внутрішній простір салону. Весь інтер'єр і всі елементи робочого місця водія повинні бути взаємопов'язані на принципі цілісної організації об'ємно-просторової структури і виконані з урахуванням закономірностей композиції, розглянутих вище.

Домінуючим елементом в робочому просторі водія, безсумнівно, є рульове колесо. Інші елементи інтер'єру служать йому фоном. До них слід віднести приладовий щиток, переднє скло автомобіля, органи управління, скло

очисники і дзеркало заднього виду. Основною деталлю рульового колеса є обід, з яким в тісному взаємозв'язку перебувають спиці, маточина, вмикач звукового сигналу і емблема, часто розташовується на рульовому колесі. Форма рульового колеса повинна максимально відповідати його функції. Розмір обода повинен інформувати про клас автомобіля, його показності, забезпечувати зручність управління машиною, створювати враження надійності конструкції. В даний час не використовуються кермові колеса з чотирма хрестоподібними спицями, а якщо і застосовують чотири спиці, то їх розташовують Х-образно. Найчастіше застосовують дві спиці або одну. При використанні однієї або двох спиць форма їх повинна бути ретельно продумана, бо, наприклад, мала їх товщина може створити враження слабкості. Надійність колеса з одного спицею, яка бажана з умов кращої видимості приладів, може бути підкреслена фарбуванням її в світлий, контрастний по відношенню до обода тон.

Тектоничність форми рульового колеса залежить від правильної побудови зчленувань його елементів. Радіуси сполучень повинні відповідати загальній функціональній виразності конструкції і матеріалу. Маточина колеса, що є перехідним елементом його до рульової колонки і далі до площини щитка, повинна мати плавний перехід до осі рульового колеса.

Всі елементи рульового колеса повинні знаходитися в стильовій єдності і підкреслювати загальний композиційний задум. Це може бути підкреслено опуклими (увігнутими) лініями верхньої і нижньої кромок щитка приладів і формою спиць. Будь-яким композиційним прийомом слід злегка виділити в інтер'єрі обід рульового колеса, а рульову колонку як би розчинити в елементах інтер'єру. Форми рукояток управління і педалей, крім їх опрацювання з точки зору функції і ергономіки, повинні бути виконані в загальному єдиному стильовому рішенні всього робочого місця водія. Це відноситься і до сидіння. Художньо-конструкторське рішення його повинно бути тісно пов'язаний з інтер'єром кабіни. Для обробки сидіння можуть використовуватися однотонні матеріали або ж комбінації матеріалів, що мають різну кольорову гаму і фактуру поверхні. Естетичні якості сидінь оцінюються не тільки їх красивим видом, а й тим, наскільки добре вони опрацьовані ергономічно. Вони повинні забезпечити водієві зручну, впевнену позу і усувати побічні, неприємні відчуття.

На форзаці в кінці книги наведені окремі приклади форм автомобілів.