Мирослав Projektovanje putnickih automobila. Kragujevac: Masinski fakultet, (Kragujevac: Zastava automobili a. d. – P.J. Agencija za graficki dizajn i stampu, Kragujevac). 222 str. Ilustr. ; 24 cm

213 Pages·015.645 MB·Russian

by  ДЕМ

UNIVERZITET U KRAGUJEVCU
Mašinski fakultet u Kragujevcu
_____________________________________________________
Monografije

Naziv:
Projektovanje putničkih automobila

Autor:
Prof. dr Miroslav Demić, dipl. inž., akademik akademije transporta i akademik akademije kvaliteta
Ruske Federacije, redovni član Akademije inženjerskih nauka Srbije i Crne Gore, Mašinski fakultet u
Kragujevcu

Recenzenti:
Prof. dr Dušan Simić, dipl. inž., akademik akademije kvaliteta Ruske Federacije, Mašinski fakultet u
Kragujevcu (profesor u penziji)
Prof. dr Dimitrije Janković, dipl. inž., Mašinski fakultet u Beogradu (profesor u penziji)
Prof. dr Ferenc Časnji, dipl. inž., Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu

Izdavač:
Mašinski fakultet u Kragujevcu, Sestre Janjić 6, 34000 Kragujevac

Za izdavača:
Prof. dr Radovan Slavković, dipl. inž.

Izdanje odobreno: Odlukom nastavno-naučnog veća Mašinskog fakulteta u Kragujevcu donetoj na sednici
od 08.07.2004.godine, broj 01-649/2

Tiraž: 250. ISBN: 86-80581-64-X

Štampa:
Zastava automobili a. d. – P.J. Agencija za grafički dizajn i štampu, Kragujevac
______________________________________________________________________________________
CIP – Каталогизација у публикацији
Народна библиотека Србије, Београд

629.331

ДЕМИЋ, Мирослав
Projektovanje putničkih automobila/
Miroslav Demić. - Kragujevac: Mašinski fakultet, 2004 (Kragujevac: Zastava automobili
a. d. – P.J. Agencija za grafički dizajn i štampu, Kragujevac).
222 str. - Ilustr. ; 24 cm

Na vrhu nasl. str.:Univerzitet u Kragujevcu. - Tiraž 250.- Bibliografija uz svako poglavlje.

ISBN: 86-80581-64-X
а) Аутомобили – Пројектовање
COBISS.SR - ID 115462156
UNIVERZITET U KRAGUJEVCU
MAŠINSKI FAKULTET U KRAGUJEVCU

MIROSLAV DEMIĆ

PROJEKTOVANJE
PUTNIČKIH
AUTOMOBILA

KRAGUJEVAC, 2004.

PREDGOVOR

Knjiga “Projektovanje putničkih automobila” je monografskog karaktera, a rezultat je
autorovih istraživanja u oblasti putničkih automobila i izvođenja nastave na Mašinskom
fakultetu u Kragujevcu - smeru za motorna vozila i motore.

Prvenstveno je namenjena projektantima automobila, ali može koristiti i studentima smera za
motorna vozila i motore na mašinskim i srodnim tehničkim fakultetima. Ona sadrži obilje
empirijskih podataka i preporuka, tako da predstavlja korisno štivo i za početnike u oblasti
projektovanja vozila.

Kako je čitaocima, iz prethodnih kurseva, poznat čitav niz disciplina iz oblasti motornih
vozila (Teorija kretanja, konstrukcija, ispitivanje, dinamika, motori sa unutrašnjim
sagorevanjem, bezbednost vozila i sl.), u knjizi nije dat detaljan prikaz klasičnih, već je
pažnja posvećena novim sistemima koji nalaze primenu kod savremenih automobila.

Koristim priliku da se zahvalim recenzentima prof. dr Dušanu Simiću, akademiku Akademije
kvaliteta Ruske Federacije – Mašinski fakultet u Kragujevcu, prof. dr Dimitriju Jankoviću –
Mašinski fakultet u Beogradu i prof. dr Ferencu Časnjiju - Fakultet tehničkih nauka u Novom
Sadu, na idejama, podstreku, savetima, korisnim sugestijama i učinjenim naporima da knjiga
dobije ovakav sadržaj.

Posebno se zahvaljujem sponzoru knjige, Zastava automobili a. d., bez čije, sveukupne, a
posebno finansijske podrške, ona ne bi bila štampana.

Želim da istaknem da u oblasti automobilizma, u našoj zemlji, postoji šarenilo u korišćenju
termina, tako da sam ja, umesto «putnički automobil», ili «putničko motorno vozilo»,
najčešće koristio «automobil».

Zbog složenosti materije i zahteva za što sažetijom knjigom, verujem da su učinjeni i
propusti, pa su mi sugestije poštovanih čitalaca dobrodošle.

U Kragujevcu 2004. godine

Autor
- 8 -
1.0. UVOD

Radovi istraživača u toku 17-og i 18-og veka (A. Volta, E. G. Kleist, R. Street, J. B. van
Helmont i dr.) omogućili su Isaaku de Rivazzu da 1807. godine dobije prvi patent za
vozilo sa pogonom od motora sa unutrašnjim sagorevanjem i vodonikom kao gorivom.
Ovaj motor nikada nije proradio zbog teškoća sa formiranjem smeše u unapred
definisanom odnosu i njenom sigurnom paljenju. Istraživanja se nastavljaju i u 19-om
veku (W. Gecil, S.Brown i dr.), koja su praćena sa velikim nepoverenjem prema
motorima sa unutrašnjim sagorevanjem sve do tridesetih godina (S. Karnot, A. Dalton, H.
Helmholz i dr.), a između 1830. i 1860. se nastavlja intenzivan rad na njihovom razvoju
(W. Wright, W. Barnet, A. Drake i dr.) [7,8].

Zbog značaja za razvoj motornih vozila, osvrnućemo se, u najkraćim crtama, na neke
datume iz razvoja motora sa unutrašnjim sagorevanjem [9].

Lenoir (1860.), konstruiše prvi klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji je usisavao
gasnu smešu i palio varnicom na pola hoda klipa od SMT, nakon čega je vršena
ekspanzija i izduvavanje. Motor je radio bez prethodnog sabijanja tako da je stepen
korisnosti bio minimalan zbog čega on nije mogao konkurisati parnoj klipnoj mašini.

B. de Rochas (1862.), je definisao teorijski proces četvoro - taktnog motora i pokazao da
radi poboljšanja efikasnosti motor mora da izvrši sabijanje smeše pre sagorevanja.

N. Otto (1876.) realizuje prvi gasni klipni motor sa paljenjem pomoću električne varnice,
koji je radio po četvoro-taktnom principu sa sabijanjem smeše sa relativno povoljnim
stepenom korisnosti. Takav motor se usavršavao sve do današnjih dana.

Clark (1882.) je realizovao gasni motor koji je radio u dva takta i koji je bio preteča
današnjih dvotaktnih motora.

R. Diesel (1890.) definiše teorijske postavke ciklusa motora sa samopaljenjem putem
sopstvene energije sabijanja svežeg punjenja i regulisanim oslobađanjem toplote tako da
se održava konstantan pritisak u radnom prostoru.

R. Dizel (1892) realizuje prvi dizel-motor koji je radio po predhodno opisanom ciklusu i
dozira gorivo putem ubrizgavanja u cilindar.

F. Wankel (1956.) realizuje prvi rotacioni motor koji je komercijalno prihvatljiv i
konkurentan postojećim klipnim motorima.

Prvo vozilo sa dvotaktnim motorom koje je koristilo benzin izradio je Marcus u
Nemačkoj 1875.-te godine, a slična vozila oko 1883. godine Delamare i Deboutteville u
Francuskoj.

Dalji doprinos u razvoju motornih vozila vezan je za istraživanja G. Daimlera, N. A.
Ottoa, A. Langenona, K. Maybacha i K. Benza između 1885. i 1900. Istraživanja su
- 9 -
omogućila Benz-u da 1886. godine izradi automobil mase 300 kilograma, čime je
postavljena osnova za putničke automobile. Motor je bio vodeno hlađeni, sa baterijskim
paljenjem smeše lakog benzina i vazduha [7,8]. Snaga motora je bila 3, KS, pri 300
obrtaja u minuti, a brzina automobila između 8 i 20, km/h.

Posle prvih rezultata u Nemačkoj, počinje nagli razvoj automobilske industrije u
Francuskoj (Panhard, Levassor, Peugeot, Bollee, Renault i dr.).

Tadašnja vozila su imala brzine 20 – 45, km/sat, a snagu motora od 2 – 12, ks, pri 1200 -
2000 obrtaja u minuti.

U Italiji se posle 1893. intenzivnije radi na razvoju motornih vozila; među pionirima
nalaze se Bernardi, Lanza i Martino, Agnelli u Torinu, 1890. godine, osniva FIAT.
Do 1910. pojavilo se u Italiji preko 20 fabrika automobila, a najznačajnije su: Lancia,
Itala, Bianchi, Isotta-Fraschini i Daimler.

Pred kraj 19. – og veka, u SAD se slabo radilo na razvoju automobilizma. Razlog za to
treba tražiti u lošim putevima. Značajne su ipak konstrukcije Millera, Marya, Hayncs-
Appersona, Lewisa, Ameza, Hanleya, Hilla i drugih. H. Ford 1892 stvara svoj prvi
automobil, a 1903 osniva fabriku automobila, koja se s vremenom razvila u najveće
preduzeće ove vrste. 1903. osnovana je i General Motors Corp., u čiji sastav ulazi
vremenom veliki broj samostalnih fabrika. Već tokom prve decenije prošlog veka
produkcija motornih vozila u SAD zauzima prvo mesto u svetu. Koncerni General
Motors Corp. i Ford Motor Comp. dostižu, pa i prelaze svojom jednodnevnom
produkcijom 7000 vozila. Preko 30 velikih fabrika radi na proizvodnji automobila.

Danas se ističu svojim kvalitetnom savremenom koncepcijom vozila: Lincoln, Packard
Studebaker, Chrysler, Cadillac, Ford, Buick, Chevrolet, Dodge, Nash, Hudson [7,8].

U Engleskoj nastaje tridesetak fabrika koje se posle 1945. bave proizvodnjom automobila:
A. E. C, Atkinson, Badford, Crossley, Daimler, Dodge, Leyland, Moris, Rover,
Thornycraft.

Izuzetan zamah dobila je posle 1945. nemačka industrija automobila, koja je postala
značajan privredni faktor u zapadnom delu zemlje. Preko 20 fabrika je radilo na
proizvodnji, a među njima su se isticala: Auto-Union, BMW, Borgvrard, Daimler-Benz,
Opel, Porsche, Volkswagen-Werk, Buissing, Henschel, Krupp i M. A. N.

Paralelno sa razvojem motora za pogon, čine se pokušaji korišćenja pneumatika koji su
od velikog značaja za razvoj motornih vozila. Prvi konkretan rezultat u tom smislu se
vezuje za 1845. godinu, kada R.W Thompson u Engleskoj patentira točak ispunjen
vazduhom, pod nazivom «vazdušni točak». Na žalost, ovaj patent nije dugo bio u primeni.
Prvi funkcionalni model točka sa pneumatikom realizovao je škotski veterinar J.B.
Dunlop, stavljajući na tricikl svoga sina crevo ojačano platnom. Ignorišući patent
- 10 -
Thompsona, Dunlop 1888. patentira svoj pronalazak koji doživljava veliki uspeh na
biciklima. Godine 1891. je uveden pneumatik sa unutrašnjom gumom, a prvo motorno
vozilo sa pneumaticima realizovala su braća E. i A. Mishlen za potrebe auto trka
Paris - Borde - aux.

Imajući u vidu cilj ove knjige, u daljem tekstu neće više biti reči o istorijatu razvoja
automobilske industrije posle drugog svetskog rata, ali se ukazuje na to da su najveći
svetski proizvođači motornih vozila SAD, Japan, Nemačka, Francuska i Italija.

Od interesa za naše čitaoce je da se osvrnemo i na istorijat razvoja automobila u Srbiji.

Kako smo već napomenuli, u Kragujevcu se, početkom prošlog veka, intenzivno razvijala
vojna industrija, pa je prvi automobil (“Daimler Benz”) opravljen u Vojnotehničkom
zavodu 1904. godine [1-3,4-6]. Praksa održavanja vozila je nastavljena i posle prvog
svetskog rata. Istorijski izvori [3] ukazuju na činjenicu da su se Zavodi od 1919. godine
bavili remontom vozila za vojne potrebe i izradom mnogih delova, tako da je 1935.
godine obavljen i prvi industrijski remont, kada su izrađivali rezervne delove za “Bizig”-
e, “Faun”-e, “Stayer”-e, zatim kardanske zglobove i mehaničke delove diferencijala. U to
vreme fabrika motora u Rakovici počela je da sklapa kamione “Praga”, a Zavodi su
izrađivali parove zupčanika za diferencijal.

Godine 1940. je počela montaža pet stotina vozila marke “Shevrolett” za vojne potrebe.
Izrađivali su i čelične karoserije i mnoge druge delove. Oko 250 motora za ta vozila
izrađeno je u Rakovici, a 250 u Zavodima. Dnevno je sklapano petnaest kamiona i svaki
je isprobavan na dužini od pedeset kilometara. Tada je izliven blok motora za “Dodge”,
kao probni primerak [1-3,4-6,10-13].

Na opravci vozila, kako je već rečeno, rađeno je za vreme i neposredno posle drugog
svetskog rata. Koristeći se tim iskustvom, od 1950. godine, dakle, od početka seljenja
artiljerijskog programa, u Zastavi je počela proizvodnja prikolica za zaprežna i motorna
vozila [3]. To, međutim, nije bilo dovoljno da zaposli višak ljudi koji je preseljavanjem
mašina ostajao bez posla. Osim te nužde i Uprava vojne industrije podstiče sve fabrike u
“njenoj nadležnosti” da traže pogodne proizvode koje će izrađivati za civilne potrebe.
Značajno je napomenuti da je prava proizvodnja automobila u Zavodima “Crvena
zastava” počela je 1953. godine montažom 162 terenska džipa “Willys”. Međutim, ova
aktivnost nije bila dugog veka, pa su počele pripreme za kupovinu licence.

Zbog toga će se ukazati na neke detalje vezane za izbor licencodavca [3]. Naime, stručna
ekipa Zastave posetila je: “Renault”, “Delahaye” (Francuska), “Aostin”, “Rover”
(Engleska), “Fiat”, “Alfa Romeo” (Italija), “Willys” (SAD) [3] i još neke firme iz
Austrije. Od tih firmi su nabavljena vozila namenjena testovima, radi utvrđivanja
najprihvatljivije konstrukcije. Testovi su obuhvatali eksploataciona ispitivanja, a probne
vožnje su obavljene od 25. oktobra do 17. novembra 1953.godine.

Pri tome su ocenjivani:
- stepen povoljnosti u pogledu unifikacije,
- 11 -
- stepen povoljnosti u pogledu osvajanja proizvoda i
- stepen robusnosti.
Posle obavljenih ispitivanja, specijalno formirana stručna komisija je utvrdila sledeću
rang listu:

1- “FIAT”-100 (bodova), 2 – “Renault”-99,5, 3 – “Alfa Romeo”-97, 4 – “Aostin”-96,9, 5
– “Delaheye”-96, 6 – “Willys”-95,4 i 7 –“Landrover “- 93,2.
Na bazi rang liste, potpisan je Ugovor o kupovini licence od “FIAT”-a, 12. avgusta 1954.
godine, u Torinu. Time je Zastavi dato pravo proizvodnje i prodaje vozila tekuće
proizvodnje “FIAT”-a, i to:
- kamiona 1,5 tona, model 615, benzinski i dizel,
- automobila, model 1400, benzinski i dizel,
- terenska vozila “Campagnola”, civilni i vojni, benzinski i dizel,
- automobila, model 1900 sa benzinskim motorom,
- traktor točkaš i guseničar model 25K i 25S, sa benzinskim, dizel i
petroleumskim motorom.
Auto-radionica 1954. godine počinje da sklapa automobile „AR-55” i “1400 B”. Te
godine jugoslovensko tržište dobija iz ove radionice 55 automobila [1-6,10-13].

Jedan po jedan objekat u kojima je godinama proizvođeno oružje preuređuje se i
podešava za nove poslove. Tako su stvorene: Auto-bravarnica, Karoserija i Mehanička
radionica.

Proizvodnja automobila postepeno raste: od 1.621 automobila 1956. na 14.972
automobila 1961. godine [3].

Postojeće prostorije Zavoda postaju tada pretesne za mladu ekspanzivnu proizvodnju
automobila. Aprila 1960. godine doneta je odluka da se pristupi građenju fabrike
automobila u ”Abisiniji”, predgrađu Kragujevca. Napominje se da je već 6. jula 1962.
godine svečano puštena u rad Fabrika automobila, u to vreme, poslednja reč tehnike i
tehnologije. Ona je obuhvatala mehaničku obradu, preseraj, karoseriju, lakirnicu i
montažu. Proizvodila je 32 hiljade automobila, ali su stvarne mogućnosti fabrike bile
mnogo veće.

Sa završetkom prve etape u izgradnji kapaciteta za proizvodnju 32.000 automobila
godišnje, uvidelo se da u Fabrici automobila treba formirati i tehničku ustanovu, koja bi
se bavila razvojno-istraživačkim radom, konstruisanjem, izradom prototipova i
ispitivanjem, odnosno usavršavanjem vozila na osnovu savremenih metoda, iskustava i
dostignuća automobilske industrije u svetu [2].

- 12 -
Odluka o osnivanju Instituta za putnička i laka motorna vozila Zavoda “Crvena zastava”
doneta je 1962. godine.

Na osnovu odluke Radničkog saveta Zavoda, Institut od 1964. do 1967. godine nastavlja
rad kao jedinica Fabrike automobila kada izrasta u naučno-istraživačku jedinicu pod
imenom Konstruktivno-razvojna služba Zavoda ”Crvena zastava”. Ova služba imala je
Biro za program i razvoj, Biro za obradu tehničke dokumentacije, Konstruktivni biro,
Stilski centar, Prototipsku radionicu, Laboratoriju za vozila i agregate, Hemijsko-
tehnološku laboratoriju, Metaluršku laboratoriju, Biro za standardizaciju, Tehničku
arhivu, Odeljenje za kadrovske i opšte poslove i Odeljenje za ekonomiku [3].

Pored stilskog oblikovanja, konstrukcije, prototipskog izvođenja i ispitivanja kompletnih
automobila i agregata, ova služba se bavi i usavršavanjem automobila koji se nalaze u
serijskoj proizvodnji, kako bi oni dobili moderniji i savremeniji oblik i bili izdržljiviji i
trajniji. Pri tome se vodilo računa i o boljoj ekonomičnosti proizvodnje i o savremenim
normama o bezbednosti u saobraćaju.

Ova služba sarađuje sa kooperantima u razvoju njihovih proizvoda, obavlja poslove za
druge proizvođače automobila i sarađuje sa domaćim i stranim partnerima u rešavanju
raznih problema konstrukcije i razvoja. U duhu nove zajednice Zavoda, Konstruktivno-
razvojnoj službi pridodati su i istraživanje tržišta, razvojna tehnologija, kapitalna
izgradnja i mnogi drugi poslovi. Tako je stvorena Osnovna organizacija udruženog rada
za razvoj i istraživanje.

Proizvodnja automobila je naglo rasla pa je 1968.godine proizvedeno 52.366 automobila.
Broj radnika takođe je rastao: od 3.750 radnika 1963. na 5.370 radnika 1968. godine.

Saradnja sa FIAT-om uspešno je nastavljena. Automobili “Zastava 750” i “Zastava 1300”
postaju sve traženiji u Jugoslaviji, te je povećanje proizvodnje ova dva automobila bila
neophodna.

Prvom fazom razvoja Fabrike stvorena je 1968/1969. godine mogućnost za proizvodnju
50 hiljada automobila “Zastava 750” i 20 hiljada automobila ”Zastava 1300”. U ovom
periodu od Fabrike automobila odvaja se Fabrika privrednih vozila.

Prvi automobil, kao kopija originalne konstrukcije FIAT 128, koji je 1968. godine
proglašen automobilom godine, projektovan je u periodu od 1969. do 1971. godine.
Zgrade i mašine za proizvodnju ovog automobila, koji je dugo bio poznat kao
automobil ”X”, a danas po raznim varijantama ”Zastava 101”, podignute su i nabavljene
u drugoj fazi razvoja Fabrike. Godine 1972 počela je proizvodnja modela Zastava 101 [3].

Fabrika je mogla da proizvodi sto hiljada automobila “Zastava 101” godišnje. To je serija
koju tada retko prevazilaze i najveći proizvođači automobila u svetu. Tehnologija,
oprema i organizacija rada uvek prate ovako veliku seriju.

- 13 -