Использование видеоуроков в учебном процессе САФУ на примере устройства и основных элементов кузова Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 621.673.47

Доктор техн. наук А.П. КАРТОШКИН (СПбГАУ, [email protected]) Соискатель Т.Е. ЦЕХМИСТРОВА (ФГБОУ ВО САФУ имени М.В. Ломоносова, [email protected])

Соискатель Р.П. ТИМЧЕНКО (ФГБОУ ВО САФУ имени М.В. Ломоносова, [email protected])

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИДЕОУРОКОВ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ САФУ НА ПРИМЕРЕ УСТРОЙСТВА И ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КУЗОВА

Виртуальная лабораторная работа, основные элементы кузова, автомобиль

Бурное развитие техники, в том числе в промышленности, требует высококвалифицированных специалистов, адаптированных к запросам промышленности. В то же время кафедры вузов с техническим профилем не всегда могут успешно готовить таких специалистов, так как реальная лабораторная и экспериментальная база не в состоянии поддержать учебный процесс на должном уровне. Поэтому появляется необходимость обучать студентов более качественно, более эффективно, учитывая возросшие требования к техническим специалистам, применять интерактивные методы и формы обучения.

Использование виртуальных лабораторных работ (ВЛР) в качестве компьютерного «тренажера» позволяет обучающемуся лучше подготовиться к проведению практического эксперимента, глубже уяснить исследуемые аспекты, приобрести навыки работы с измерительными приборами и стендами. Обычно такой подход можно рекомендовать для студентов, проходящих лабораторный практикум, поскольку ВЛР позволяет эффективно обучать их в лабораторных условиях без использования дорогостоящего оборудования.

Кроме того, появляется возможность продемонстрировать опыты, которые невозможно провести в условиях учебного кабинета.

Формой работы является «диалог» обучающегося с компьютером. При этом в функции компьютера входят:

реализация программными средствами модели изучаемого объекта, установки, процесса или ситуации;

имитация средств измерения и выполнение рутинной части обработки измерений; оценка действий обучающегося.

Функции обучающегося (несколько отличаются от его функций в традиционном эксперименте):

анализ информации, которую программа выдает на экран дисплея; выбор условий эксперимента;

проведение серий экспериментов для достижения цели, сформулированной в начале работы;

корректировка последующих шагов с целью получения более высокой оценки и решения задачи более рациональным способом.

ВЛР включает в себя теоретическую часть, снабженную материалом для чтения о каждой из систем автомобиля, видеоматериалами, в которых показаны все этапы проведения лабораторной работы, и тестирование для проверки знаний студента и его допуска к практической части лабораторной работы.

Большинство легковых автомобилей имеют несущий кузов, воспринимающий все нагрузки, действующие на автомобиль. Легковые автомобили повышенной проходимости -внедорожники оборудуются т.н. разгруженным кузовом, который имеет упругое соединение с рамой. Такой кузов воспринимает только весовые нагрузки пассажиров и перевозимого груза. Промежуточное положение между несущим и разгруженным кузовами занимает кузов, жестко соединенный с рамой автомобиля и усиливающий ее конструкцию.

Конструкция кузова определяет привлекательность, комфорт, безопасность и срок службы автомобиля. Таким образом, кузов в большей степени определяет основные потребительские качества автомобиля.

Основу кузова составляет корпус (другое наименование - каркас), к которому шарнирно прикреплены капот, крышка багажника, двери, передний и задний бамперы, декоративные накладные элементы и др.

Корпус представляет собой жесткую сварную конструкцию, состоящую из отдельных элементов: основания, передней части, задней части, левой и правой боковины, крыши.

Рис.1. Элементы корпуса: 1 - основание, 2 - боковина, 3 - передняя часть; 4 - крыша, 5 - задняя часть

Основание кузова выполнено в виде цельноштампованной панели корытообразной формы. В центре панели проходит тоннель, служащий для размещения элементов выпускной системы, тормозных и топливных трубопроводов, а в заднеприводных автомобилях - для размещения узлов трансмиссии. Тоннель защищает расположенные в нем элементы от повреждения и увеличивает жесткость пола. В полу может быть выполнена ниша для запасного колеса. Вдоль основания приварены лонжероны.

Пол каш ты

Лонжероны

Рис. 2. Основание кузова (вид снизу)

Передние лонжероны образуют короткую раму и служат несушим элементом для важнейших узлов автомобиля: двигателя, рулевого механизма и передней подвески. Задняя подвеска крепится к задним лонжеронам [1].

Передний щит Пер? 1няя поперечина

Надкопесная ниша

Лонжерон

Рис. 3. Передняя часть кузова (вид снизу)

Подъемная область

Конструктивно лонжероны представляют собой парные трубы прямоугольного сечения (коробчатые балки), которые проходят под кузовом слева и справа. Они воспринимают нагрузки от окружающих узлов и деталей и играют важную роль в пассивной безопасности автомобиля, гася энергию ударов.

3 ьдний

лонжерон Полкузова Арка колеса

Рис. 4. Задняя часть кузова (вид снизу). Подъемная область сминается во время крупного столкновения, чтобы помочь рассеять энергию удара и снижает встряску

пассажирского салона

Положение и форма лонжеронов определяет правильное положение двигателя и других агрегатов относительно кузова, а также линии разъемов кузовных панелей. После аварии в первую очередь проверяется целостность и правильность положения лонжеронов. «Уход», то есть деформация и смещение лонжеронов неизбежно влечет за собой ухудшение управления и нарушение геометрии кузовных деталей. В задней части расположены панель багажника и брызговики.

Боковые части (боковины) кузова состоят из наружных и внутренних панелей. Некоторые автомобили сконструированы без центральной стойки. В этом случае ее отсутствие компенсируется мощными усилителями в дверях. Внутренние панели соединяют усилители стоек и арки задних колес. Существует множество отличий в конструкции усилителей жесткости кузовных элементов, распорок и растяжек для разных марок и моделей легковых машин. Они предназначены для усиления, так называемой, «крутильной жесткости» кузова. В аварийной ситуации усилители снижают деформации кузовных деталей, их выгибание и вминание внутрь салона.

Ускленле

центральной сюйкм Корпус внутренней перегрей стойки

Усиление передней стойки

Внешняя чаоъ передней стойки

X

Крокштейн капота

Внешняя пане ть порога

Лонжерон пола

Передняя нижняя опера

Обтекагель

боковой панели

Внешний

лонжерон крыши Канал для стеканлч ес цы

еннм панель крыши Задняя стойка

Скобка ООКОБ7ШЫ

Боковина

Наружная сторона арки Пр осгавка арки

.Нижнее

расширение

боковины

Рис. 5. Боковая часть кузова

Крыша кузова имеет цельноштампованную конструкцию, усиленную поперечинами.

Крышка моторного отсека (капот) состоит из двух соединенных между собой панелей (наружной и внутренней). Капот к корпусу кузова крепится на петлях, снабженных пружинами. Пружины обеспечивают подъем капота. В настоящее время также применяются газовые (пневматические) амортизаторы (упоры) - они предназначены для плавного самостоятельного открытия и фиксации капота в поднятом положении. Капот оборудуется замком, который отпирается изнутри кузова специальной рукояткой.

Крышка багажника по аналогии с капотом также состоит из двух панелей. На внутренней панели установлен замок. Фиксация крышки багажника в открытом положении производится с помощью упругих элементов (пружин, торсионов), а также газовых упоров [1].

Дверь кузова включают две панели, которые оборудуются замком и крепятся на петлях. В нижней части двери выполнены отверстия для стока воды из внутренней полости [1].

Балка двери КуГ \ Передняя

^ ■* *** ' поперечина

пассажирская _

дверь Лгвое переднее Лонжерон

.крыло

Рис. 6. Съемные элементы кузова

Крышка багажника

Средняя стойка

амортизатора Перецшшгщл

Правая задняя дверь

Капе г

Шумоизоляция кузова производится с помощью различных материалов. Эти материалы размещаются на основании (битумные мастики), боковинах, дверях (мастики, войлок, картон), крыше (пенопласт, картон, стеклопластик), в моторном отсеке.

Рис. 7. Принцип шумоизоляции автомобиля Volkswagen Touareg

Рис. 8. Кузов легкового автомобиля: 1 - подокоииая балка; 2 - передняя балка крыши; 3 - лонжерон крыши; 4 - задняя балка крыши; 5 - задняя стойка кузова; 6 - задняя панель; 7 - пол в задней части кузова; 8 - задний лонжерон; 9 - средняя стойка кузова; 10 - поперечина под задним сиденьем; 11 - передняя стойка; 12 - поперечина под сиденьем водителя; 13 - порог; 14 - иадколесиая ииша; 15 - поперечная балка опор двигателя; 16 - передний лонжерон; 17 - поперечина передняя; 18 — поперечина радиатора

Структура передней части современных легковых автомобилей разработана таким образом, чтобы в случае легкого ДТП (скорость до 15 км/ч) необходимо было менять только поперечину бампера 5 и прикрепленные к ней поглотители энергии деформации 1 (рис. 2) . Если повреждения структуры автомобиля более значительны, тогда может возникнуть необходимость замены лонжеронов, для этого также следует отвернуть болтовое соединение. Все значительные повреждения в передней части автомобиля могут быть устранены только сваркой соответствующих оригинальных деталей.

Рис. 9. Передняя часть легкового автомобиля Audi: 1 - поглотитель энергии; 2 - лонжерон 1; 3 - лонжерон 2; 4 - болтовое соединение;

5 - поперечина бампера

Передний и задний бамперы служат для защиты кузова при столкновениях и наездах на препятствия. Они принимают удары на себя и уменьшают передачу его разрушительной

силы на корпус. Молдинги, бамперы, решетки радиаторов, облицовки надколесных ниш, люки, спойлеры и другие детали оперения изготавливаются чаще всего из различных полимерных материалов [2, 3].

В статье рассматривается лишь небольшая часть BJIP, только теоретическая основа для создания видеолекции. Преимуществами такого обучения являются:

1. Повышение мотивации к обучению. Для обучающихся изучение предметов через компьютер и Интернет является наиболее интересным, так как в повседневной жизни они ими постоянно пользуются и виртуальная реальность часто заменяет реальную.

2. Представление знаний в определенном контексте. Контекстом служат не только комментарии, но и многие другие сюжеты (рисунки, звуковые вставки, анимация, портреты и пр.), раскрывающие предмет с разных сторон. Создается сетевая структура информации, обладающая большой информационной насыщенностью и дополнительным смысловым потенциалом, намного больше, чем отдельно взятые предметы в своей сумме.

3. Приобретение знаний по разным каналам восприятия, и как следствие - лучшее их усваивание.

4. Восприятие, интерпретация и освоение обществоведческих знаний на базе мультимедиа реализуется не только когнитивным способом, но и созерцательным путем. Воссоздание событий, как важнейший шаг в выработке обществоведческого сознания, может пользоваться наглядными примерами виртуальной реконструкции в компьютере, что облегчает интеллектуальную деятельность обучающегося.

Литература

1. Автомобили: конструкция и элементы расчёта: Учебник для студ. высш. учебн. заведений/В.К. Вахламов. - М. Издательский центр «Академия», 2006. - 480 с.

2. James Duffy Auto Body Repair Technoloy. - USA, 5th edition, 2009. - Delmar Cengage Learning. - 1053 p.

3. Пассивная безопасность: Программа самообучения. - Skoda Auto. - 36 с.