От компоновки автомобиля в существенной степени зависят эксплуатационные свойства. Компоновка определяет габаритные параметры автомобиля, распределение его массы по осям, степень использования габарита в плане под грузовую платформу, в некоторой степени схему ходовой части и трансмиссии, рабочее место, удобство работы водителя, технического обслуживания и ремонта и, как следствие, устойчивость, проходимость, управляемость, грузовместимость и другие показатели, характеризующие эффективность использования автомобиля. Поэтому при проектировании компоновке уделяется особое внимание.
Различают общую компоновку автомобиля, под которой понимают главным образом расположение двигателя, кабины и платформы (обычно оценивают только расположение двигателя и кабины, так как размещение платформы получается произвольным) и компоновку ходовой части и трансмиссии. В наибольшей степени техническое совершенство автомобиля и его приспособленность к выполнению тех или иных эксплуатационных задач зависит от общей компоновки. Компоновка ходовой части и трансмиссии влияют лишь на некоторые эксплуатационные свойства.
Различают следующие схемы общей компоновки автомобилей:
кабина за двигателем;
кабина над двигателем;
кабина перед двигателем.
В первый период зарождения полноприводных грузовых автомобилей их общая компоновка была идентичной компоновке неполноприводных автомобилей и выполнялась преимущественно по схеме кабина за двигателем (например, ГАЗ-63, ЗИЛ-157К, большинство зарубежных автомобилей). Такая компоновка имеет ряд преимуществ, основными из которых являются:
низкий силуэт автомобиля;
хороший доступ к двигателю для его обслуживания;
размещение кабины в зоне комфорта по условиям колебаний подрессоренной массы;
простота конструкции приборов управления автомобилем;
высокая степень унификации с неполноприводными автомобилями такой же грузоподъемности по таким сложным и трудоемким в производстве агрегатам, как кабина и рама.
Последнее обстоятельство в условиях массового производства имеет важное значение. Поэтому компоновка по схеме «кабина за двигателем» сохраняется и на современных автомобилях. Типичным примером такой компоновки является компоновка автомобилей КрАЗ, Урал и ЗИЛ. Однако этой компоновке присущи и определенные недостатки. Прежде всего, при такой компоновке под грузовую платформу высвобождается меньшая часть длины автомобиля, в связи с чем грузовместимость автомобилей с компоновкой «кабина за двигателем» хуже, чем автомобилей компоновки «кабина над двигателем».
Кроме того, при компоновке «кабина за двигателем» существенно изменяются эксплуатационно-технические показатели автомобиля, а именно нагрузка на переднюю ось значительно меньше и составляет в зависимости от типа автомобиля 20—25% полной массы у трехосных автомобилей и до 40% у двухосных. Поскольку многие полноприводные автомобили делают односкатными (с однорядным расположением колес на всех осях), а для обеспечения хороших тягово-динамических свойств автомобиля и высокой надежности шин требуется примерно одинаковая нагрузка на все колеса, т. е. равномерное распределение массы по осям, то становится очевидным, что выполнить это условие для двухосного полноприводного автомобиля практически невозможно.
У трехосных автомобилей равномерное распределение массы по осям можно получить практически при любой схеме, при этом компоновка «кабина за двигателем» (или с кабиной, несколько надвинутой на двигатель), как правило, позволяет обеспечить более равномерное распределение массы на оси. У трехосных автомобилей с односкатными колесами при компоновке «кабина над двигателем» передняя ось может быть несколько перегружена. Поэтому компоновку трехосных автомобилей выбирают, в первую очередь, по соображениям унификации кабины с базовой неполноприводной моделью. Отсюда и значительное разнообразие типов общей компоновки трехосных автомобилей.
Перегрузка передней оси иногда побуждает грузовую платформу автомобилей при компоновке «кабина над двигателем» несколько сдвигать назад от кабины и использовать высвобождающееся пространство для размещения систем двигателя (воздухоочистителя, аккумуляторных батарей и т. п.), запасных колес, инструмента и принадлежностей или делать удлиненную кабину со спальным местом.
Рабочее место водителя в автомобиле при компоновке «кабина над двигателем» расположено практически над передней осью и несколько впереди нее, т. е. в зоне интенсивных вертикальных колебаний. Чтобы предотвратить вредное воздействие колебаний на водителя при такой компоновке сиденье водителя выполняют, как правило, с дополнительным подрессориванием.
Что касается компоновки «кабина над двигателем», то она имеет определенные преимущества перед компоновками «кабина за двигателем» и «кабина над двигателем» и вместе с тем ряд недостатков. Так, при этой компоновке можно получить низкий габарит по высоте при хорошей обзорности с места водителя, удовлетворительное распределение массы по осям и высокий уровень унификации автомобилей.
Однако в этом случае сложнее решаются вопросы доступа к двигателю и к коробке передач, ухудшаются показатели плавности хода, усложняется конструкция обслуживающих систем двигателя и приводов управления автомобилем и уменьшается длина грузовой платформы. Тем не менее важные достоинства такой компоновки предопределили достаточно широкое ее применение на последних моделях грузовых автомобилей.
Разрабатываемый автомобиль имеет схему компоновки с кабиной расположенной над двигателем, рисунок.
Такая компоновка по сравнению со схемой, при которой кабина находится за двигателем имеет следующие преимущества:
сокращение колесной базы, что улучшает маневренность автомобиля;
возможность нагрузки мостов автомобиля до максимально допустимых, в результате чего обеспечивается наибольшее использование грузоподъемности автомобиля;
значительное улучшение передней обзорности автомобиля.
