УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС Профессионального модуля ПМ 01 Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта МДК 01.01 «Устройство автомобилей» Тема 1.1 Устройство автомобилей
Министерство образования Нижегородской области
ГБОУ СПО «Перевозский строительный колледж»
Молотков А.В.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
Профессионального модуля ПМ 01 Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта МДК 01.01 «Устройство автомобилей»
Тема 1.1 Устройство автомобилей
для студентов ПСК, обучающихся по специальности:
190631 – «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Перевоз 2013
Введение
Курс МДК 01.01 «Устройство автомобиля» является составной частью профессионального модуля ПМ 01. «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», изучение которого необходимо для понимания разделов профессионального модуля «Организация и проведение работ по обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта», «Осуществление технического контроля при хранении, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств», «Технологические процессы восстановления и ремонта узлов и деталей автомобилей».
В разделе I «Организация и проведение работ по обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта» МДК 01.01 «Устройство автомобиля» рассматривается классификация и общее устройство автомобилей, конструкция узлов и агрегатов, включая новые современные системы, обеспечивающие высокую экономичность, надежность, конструктивную безопасность автомобилей; основные неисправности механизмов и систем автомобиля. В курсе предусмотрено изучение основ теории автомобильных двигателей и теории автомобиля, где рассматриваются теоретические и действительные циклы ДВС; энергетические и экономические показатели ДВС; тепловой баланс; гидродинамика; кинематика и динамика КШМ; испытание двигателей; уравновешивание двигателей. Эксплуатационные свойства автомобилей; силы, действующие на автомобиль при его движении; тяговая и тормозная динамичности автомобиля; топливная экономичность; устойчивость, управляемость и проходимость автомобиля; плавность хода автомобиля. Перспективы развития конструкций автомобилей. Городские автомобили; автомобили для междугородних перевозок; автомобили будущего.
Курс опирается на положение таких общепрофессиональных и специальных дисциплин, как «Физика», «Химия», «Введение в специальность», «Материаловедение», «Инженерная графика». Все изучаемые специальные дисциплины опираются на знания данного курса. В курсе также предусмотрено подробное изучение автомобильных эксплуатационных материалов, специальной дисциплиной «Автомобильные эксплуатационные материалы».1. Организационно-методические указания1.1. Цели и задачи учебного курсаПрофессия техника автомобильного транспорта требует глубокого и всестороннего понимания конструкции подвижного состава автомобильного транспорта, процессов, происходящих в механизмах, системах и приборах автомобиля при работе в реальных условиях эксплуатации, а также умения самостоятельно оценить новый механизм или систему, новый автомобиль в целом. Основы технических знаний и навыков выполнения разборочно-сборочных работ студенты специальности 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» получают при изучении курса МДК 01.01 «Автомобили».
1.2. Профессиональные компетенции, которые должен приобрести студент в результате изучения МДК 01.01
В результате изучения МДК 01.01 студент должен:
Иметь представление о техническом обслуживании узлов и агрегатов.
Уметь:
· производить разборку и сборку агрегатов и узлов автомобилей;
· определять характерные неисправности агрегатов и механизмов автомобилей;
· проводить основные работы по техническому обслуживанию, регулировке и устранению неисправностей;
· уметь рассчитывать рабочий процесс ДВС и фиксировать основные его параметры;
· производить регулировки двигателей и оценивать состояния двигателя, методом измерения основных параметров ДВС;
· определять показатели эксплуатационных свойств автомобиля; методом теоретического и экспериментального исследования.
Знать:
· классификацию автомобилей отечественных и импортных производителей;
· общее устройство легковых и грузовых автомобилей, принципы работы, технические характеристики, конструктивные особенности;
· устройство, работу и взаимодействие агрегатов, механизмов, систем, приборов и деталей автомобилей наиболее распространенных моделей отечественного и зарубежного производства;
· конструкцию и теорию современных двигателей, уметь оценивать их достоинства и недостатки;
· эксплуатационные качества автомобиля; технические решения, способствующие повышению эксплуатационных качеств автомобилей.
В данном МДК 01.01 предусмотрены лекционные занятия, лабораторные работы и самостоятельная деятельность студентов.1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении дисциплиныБольшинство лекционных занятий представляет собой законченную тему.
Лабораторные работы проводятся в специализированной лаборатории, СТО автомобилей кафедры «Технического обслуживания, ремонта автомобильного транспорта и электрооборудования» на лабораторных стендах и установках с использованием технологического и диагностического оборудования, агрегатов, узлов и деталей автомобилей, инструмента для разборочно-сборочных работ, учебно-методических пособий.
Лабораторные работы нацелены на практическое закрепление знаний, полученных на лекциях и самостоятельно, приобретение практических навыков по разборке-сборке агрегатов, механизмов и систем автомобилей. Некоторые лабораторные работы оформлены в виде отдельных тем и содержат материал, не вошедший в лекционный курс. Другие работы дополняют лекционные темы.
Для выполнения работ группа разбивается на звенья по 3 – 4 человека с постоянным составом на весь период обучения.
1.4. Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентовПрактически каждая тема лекционных занятий предусматривает самостоятельное изучение и дополнительную проработку вопросов в большей степени касающихся поиска и устранения неисправностей изучаемых узлов и механизмов.
1.5. Техническое и программное обеспечение МДК 01.01
При изучении курса предусмотрено использование учебных плакатов, разрезных моделей узлов и механизмов, а также учебные видеофильмы по устройству, функционированию, поиску и устранению неисправностей. Настоящий курс обеспечен современными техническими средствами обучения (компьютеры, мультимедиа, интерактивные доски), а также литературой, как отечественных издательств, так и разработками зарубежных компаний. Для более углубленного изучения на кафедре есть материалы для техников по устройству и обслуживанию систем автомобилей на CD – носителях. При демонстрации иллюстраций и графиков, предусмотрено использование проекционного аппарата.1.6. Виды текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов по МДК 01.01 и способы их проведенияВ течение семестра знания студентов контролируются во время защиты лабораторных работ, а также тестирования, проводимого на занятиях по мере изучения разделов дисциплины. Кроме того, при наличии пропусков занятий, контролируются знания студента по пропущенным темам в виде дополнительных вопросов. Защита лабораторных работ может проводиться письменно или устно по вопросам, относящимся к теме лабораторной работы. По результатам защиты лабораторных работ и тестирования студентам выставляются баллы промежуточной аттестации по успеваемости. Курс заканчивается проведением итогового экзамена. Итоговая экзаменационная оценка выставляется по итогам семестровой аттестации с учетом предварительных аттестаций в соответствии с суммой набранных баллов.
2. Содержание МДК 01.01
2.1. Лекционные занятияТема 1.1 Устройство автомобилей
1.1.1 ВведениеЦель и содержание дисциплины профессионального модуля. Распределение учебного времени, взаимосвязь с дисциплинами по специальности. Значение дисциплины для специалистов в области технического обслуживания и ремонта автомобильного транспорта.
Роль и значение автомобильного транспорта в народном хозяйстве и социальной сфере. Состояние и перспективы развития автомобилестроения. Классификация и индексация автомобилей. Краткие технические характеристики изучаемых автомобилей. Общее устройство, назначение и расположение основных агрегатов и узлов автомобилей изучаемых марок.
Самостоятельно: Краткие технические характеристики различных типов автомобилей. История развития автомобильного транспорта.
Краткое содержание курса.
Современные автотранспортные средства (АТС) подразделяются на три
основные группы.
1. Транспортные автомобили и автомобильные полуприцепы и прицепы.
Они служат для перевозки грузов и пассажиров. К ним относятся грузовые автомобили и прицепные средства, автомобили повышенной проходимости, автомобили-тягачи, автобусы, полугрузовые (грузопассажирские) машины и легковые автомобили. Последние в зависимости от вместимости и общей комфортабельности делятся на автомобили особо малого класса (до 4 человек), малого класса (до 5 человек), среднего класса (5…6 человек) и высшего класса (до 8 человек). Кроме того, они различаются по рабочему объёму установленного на них двигателя: микролитражные (до 1 литра), малолитражные (до 2 литров), среднего литража (до 3 литров) и большого литража (свыше 3 литров).
2. Автомобили специализированные, предназначенные для выполнения определённого вида работ в зависимости от установленного на них специального оборудования (например, пожарные, уборочные, заправочные, муковозные, автокраны, буровые, ремонтные мастерские и др.). К ним же относятся автомобили индивидуального исполнения для выполнения специальных задач (например, для перевозки сверхтяжелых или больших габаритов грузов, для работы в зонах химического или радиационного заражения и пр.)
3. Спортивно-гоночные машины для специальных соревнований, ралли и для побития рекордов.
Автомобиль составляют три основные части: двигатель, шасси, кузов. Все
три части выполняют определённые функции и состоят из различных по
назначению, конструкции и принципу действия агрегатов, узлов, механизмов и систем.
Двигатель – источник механической энергии, приводящей автомобиль в
движение. Шасси – это комплекс специальных механизмов, агрегатов, узлов и систем, служащих для передачи усилия от двигателя к ведущим колёсам и для управления автомобилем.
Шасси включает трансмиссию, ходовую часть, системы управления. Кузов предназначен для размещения пассажиров или грузов. По типу кузова легковые автомобили имеют соответствующие названия: седан, хэтчбэк, универсал, купе, кабриолет, родстер, мини-вэн, лимузин, спайдер, хардтоп. Грузовые имеют названия в зависимости от платформы и типа кабины.
Рамные конструкции автомобилей обеспечивают более удобное, простое и надёжное крепление агрегатов кабины и кузова.
По компоновочным схемам легковые автомобили делятся на машины классической компоновки, переднеприводные, заднемоторные,
полноприводные. Грузовые бывают двухосные, трёхосные, четырёхосные,
многоосные. По числу ведущих колёс различают автомобили типа 4х2 (четыре колеса, два ведущих), 4х4 (четыре колеса, все ведущие), 6х4, 6х6, 8х8.
Полноприводные автомобили называют автомобилями повышенной
проходимости.
История и тенденции развития мирового автомобилестроения связаны с национальными особенностями и традициями различных стран, их экономическим положением и подробно изложены в различных информационных источниках, связанных с АТС. Развитие отечественного автомобилестроения насчитывает почти вековую историю и рассмотрена в литературных источниках, приведенных в конце этого раздела.
Основными производителями автомобилей в Российской Федерации являются Камский автозавод (КАМАЗ) в г. Набережные-Челны, завод имени Лихачёва (ЗИЛ) в г. Москва, Горьковский автозавод (ГАЗ) в г. Нижний Новгород, завод УРАЛ в г. Миасс, Волжский автозавод (ВАЗ) в г. Тольятти, Ижевский автозавод (ИЖМАШ) в г. Ижевск, Павловский автобусный завод (ПАЗ) в г. Павлов, Ликинский автобусный завод (ЛИАЗ) в г. Ликино, Курганский автобусный завод (КАВЗ) в г. Курган, Курганский завод колёсных тягачей (КЗКТ) в г. Курган и некоторые другие более мелкие предприятия.
В последние годы с помощью ведущих иностранных фирм в России стали создаваться предприятия для производства автомобилей зарубежных моделей.
Однако этот процесс пока только набирает темпы и о значительных объёмах производства пока говорить преждевременно.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего предназначены транспортные и специальные АТС?
2. Какие приняты основные классификационные признаки для автомобилей?
3. Как подразделяются автомобили по типу трансмиссии?
4. Из каких основных частей состоит автомобиль?
5. Что такое шасси автомобиля?
6. В чём различие переднеприводных и заднеприводных автомобилей?
7. Что подразумевается под колёсной формулой автомобиля?
8. Какие типы кузовов применяются на легковых автомобилях?
9. Какие главные этапы составляют историю развития отечественного
автомобилестроения?
А. Двигатель
1.1.2 Общие сведения
Определение понятия «двигатель». Назначение и классификация двигателей. Механизмы и системы двигателя. Преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя. Термины и определения: верхняя и нижняя мертвые точки, ход поршня, объем камеры сгорания, полный и рабочий объемы цилиндра, литраж, степень сжатия.
Краткое содержание курса
Двигатель − это машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую энергию. В зависимости от преобразуемого вида энергии двигатели могут быть электрическими, гидравлическими, атомными, тепловыми и др.
На автомобилях в качестве источника механической энергии применяются тепловые двигатели внутреннего сгорания. Это двигатели, в которых процессы сгорания топлива и преобразования тепловой энергии в механическую происходят внутри двигателя.
Тепловые двигатели могут быть разделены на две основные группы:
1)двигатели с внешним смесеобразованием – паровые механизмы и машины, паровые турбины, двигатели Стирлинга и т. п.;
2) двигатели внутреннего сгорания (ДВС).
К двигателям внутреннего сгорания относят поршневые двигатели, газовые турбины и реактивные двигатели. Поршневые ДВС – наиболее распространенный тип двигателей. На их долю приходится более 80% всей вырабатываемой в мире энергии. Благодаря компактности, высокой экономичности и надежности они широко используются во всех отраслях экономики (в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве).
Наиболее широко двигатели внутреннего сгорания используются на транспортных машинах, в энергоэлектрических установках, на сельскохозяйственных и военных машинах.
ДВС классифицируют по ряду признаков:
1) по способу осуществления рабочего процесса (рабочего цикла) – на двух- и четырехтактные, с наддувом и без него;
2) по способу воспламенения – с воспламенением от сжатия (дизели) и с принудительным зажиганием (искровым или факельным);
3) по способу смесеобразования горючей смеси – с внешним и внутренним смесеобразованием;
4) по роду и составу применяемого топлива – легкого, тяжелого, газообразного, смешанного и многотопливного типов;
5) по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением;
6) по расположению цилиндров в блоке – однорядные с вертикальным, горизонтальным и наклонным расположением; двухрядные (в том числе с V - образным и оппозитным расположением), звездообразные;
7) по числу цилиндров − одно-, двух-, трёх-, четырёх-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые;
8) по назначению и использованию – стационарные, наземно-транспортные, судовые, авиационные, специальные.
К основным механизмам и системам ДВС относятся: кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, система питания, система смазки, система охлаждения, система выпуска и вентиляции картерного пространства.
При работе ДВС поршень совершает возвратно-поступательное движение.
Самое верхнее положение поршня называется верхней мёртвой точкой (в.м.т.), самое нижнее положение поршня называется нижней мёртвой точкой (н.м.т.).
Камера сгорания − пространство в цилиндре над поршнем при его положении в в.м.т.
Рабочий объём − объём цилиндра, заключённый между верхним и нижним положениями поршня.
Литраж двигателя − сумма рабочих объёмов всех цилиндров двигателя.
Ход поршня − расстояние между в.м.т. и н.м.т. Двигатели, у которых ход поршня меньше диаметра цилиндра называются короткоходными.
Полный объём цилиндра − сумма рабочего объёма и объёма камеры сгорания.
Степень сжатия − отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.
Такт − процесс, происходящий в цилиндре при движении поршня из одного крайнего положения в другое (от одной мёртвой точки к другой).
Мощность, развиваемая внутри цилиндров, называется индикаторной, а мощность, снимаемая с коленчатого вала и используемая для движения называется эффективной.
Мощность − работа, произведённая в единицу времени. Мощность, равная 75 кгм/c, называется одной лошадиной силой.
Крутящим моментом двигателя называется произведение вращающей силы на коленчатом валу на плечо её действие (радиус кривошипа).
Экономичность работы ДВС измеряется количеством топлива в граммах, израсходованного на единицу мощности (1л.с.) за один час. Эта величина называется удельным расходом топлива. Общий расход топлива в килограммах за один час называется часовым расходом топлива.
Вопросы для самоконтроля
1.Назовите основные типы тепловых двигателей.
2. Какие двигатели называют двигателями внутреннего сгорания?
3. По каким критериям классифицируют двигатели внутреннего сгорания?
4. Какова область применения поршневых ДВС?
Тематика курса. Общее устройство и основные параметры двигателя
1.1.3-1.1.4 Принцип действия ДВС, рабочие циклы 2-х тактных, 4-х тактных карбюраторных и дизельных двигателей.
1.1.5. Общее устройство и работа многоцилиндрового двигателя
Определение терминов: рабочие циклы, такт, четырехтактный двигатель, двухтактный двигатель.
Рабочие циклы четырехтактных карбюраторных и дизельных двигателей.
Преимущества и недостатки карбюраторных двигателей по сравнению с дизельными и газовыми.
Недостатки одноцилиндрового двигателя. Схемы взаимного расположения цилиндров в многоцилиндровом двигателе. Порядок работы многоцилиндрового двигателя. Работа четырехтактных двигателей с однорядным расположением цилиндра и двухрядным V – образным расположением цилиндров. Преимущества и недостатки многоцилиндровых двигателей.
Самостоятельно: Краткие технические характеристики двигателей изучаемых марок автомобилей. Преимущества и недостатки четырехтактных бензиновых двигателей с искровым зажиганием по сравнению с дизельными и газовыми. Недостатки одноцилиндрового двигателя. Схемы взаимного расположения цилиндров в многоцилиндровом двигателе. Порядок работы многоцилиндрового двигателя. Работа четырехтактных двигателей с однорядным расположением цилиндров (четырех- и шестицилиндровых) и двухрядных с V-образным расположением цилиндров (шести- и восьмицилиндровых). Преимущества и недостатки многоцилиндровых двигателей.
Краткое содержание курса
Четырёхтактный цикл (четырёхтактные двигатели) характеризуется четырьмя тактами: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Каждый такт имеет определённые давление и температуру газов в цилиндре.
Четырёхтактный цикл совершается за два оборота коленчатого вала.
Двухтактный цикл (двухтактные двигатели) совершается за один оборот коленчатого вала с совмещением тактов. Мощность двухтактных двигателей выше четырёхтактных, а работа равномернее. Эти двигатели проще по конструкции, но менее экономичны.
Дизельные двигатели экономичнее карбюраторных, работают на более дешёвом топливе, но имеют выше массу и габариты и хуже запускаются зимой.
В многоцилиндровых двигателях рабочие циклы в цилиндрах чередуются в определённой последовательности, которая называется порядком работы цилиндров.Тематика курса. Кривошипно-шатунный механизм
1.1.6. Кривошипно-шатунный механизм. Блок, головка цилиндров. Шатунно-поршневая группа.
1.1.7. Коленчатый вал. Шатунные и коренные подшипники. Маховик. Картер двигателя. Сборка деталей КШМ
Назначение кривошипно-шатунного механизма. Схемы компоновок двигателей. Устройство кривошипно-шатунного механизма, деталей. Блок цилиндров, головка блока или головка цилиндров, формы камер сгорания, поршневая группа, шатуны, коленчатый вал и маховик, картер двигателя, крепление двигателя или силового агрегата к раме или кузову.
Самостоятельно: Изучение устройства механизмов и деталей. Неисправности КШМ, их признаки, причины и последствия, способы устранения.
Краткое содержание курса
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и передачи крутящего момента на трансмиссию. Кривошипно-шатунный механизм состоит из неподвижных и подвижных деталей.
К неподвижным деталям относятся блок-картер и головка блока.
Подвижные детали включают поршни с пальцами и кольцами, шатуны, коленчатый вал с подшипниками и маховик.
Цилиндры современных двигателей отлиты, как правило, в общем блоке в верхней части. Цилиндры имеют внутреннюю стенку, которая образует гильзу.
Могут применяться вставные гильзы. Головка блока закрывает цилиндры сверху и образует камеры сгорания.
Поршни изготавливаются из специальных сплавов и в сборе имеют компрессионные и маслосъёмные кольца. В бобышки поршня вставляется палец верхней головки шатуна.
Нижняя головка шатуна через шатунный подшипник связана с шатунной шейкой коленчатого вала.
Форма коленчатого вала и расположение его кривошипов зависят от числа и расположения цилиндров, а также от порядка работы − чередования рабочих ходов. Число шатунных шеек у двигателей с рядным расположением цилиндров равно числу цилиндров, а у V-образных, как правило, − половине числа цилиндров. Если между двумя смежными коренными опорами размещается только одна шатунная шейка, то число коренных шеек у вала на одну больше. Такие коленчатые валы называются полноопорными.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение кривошипно-шатунного механизма?
2. Перечислите основные детали кривошипно-шатунного механизма.
3. Как работает кривошипно-шатунный механизм?
4. Для чего применяются компрессионные поршневые кольца?
5. От каких факторов зависит компрессия двигателя?
6. Какие типы гильз применяются в двигателях внутреннего сгорания?
7. Назовите основные конструктивные особенности коленчатых валов.
8. Какой коленчатый вал называют полноопорным?
Лабораторное занятие 1-2. – 4 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы КШМ бензинового двигателя
Цель и задача работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям деталей КШМ двигателей, классификации двигателей, конструктивным особенностям деталей, предъявляемым к ним требования.
Обеспечивающие средства: стенды двигателей; стенд кривошипно-шатунного механизма; инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить основные параметры, характеризующие двигатель; назначение
КШМ двигателя, достоинства и недостатки, конструктивные особенности деталей КШМ различные типов.
Провести измерения отдельных элементов поршня, диаметра шеек коленчатого вала, хода поршня.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- отдельных элементов поршня (диаметров головки и юбки, конусности, овальности и ступенчатости);
- диаметра шеек коленчатого вала;
- хода поршня.
Исследовать влияния:
- размерности двигателя (S и d) на механические и тепловые потери, рабочий объем, утечку заряда, среднюю скорость поршня, силы инерции, допускаемую степень сжатия, габариты двигателя;
- частоты вращения коленчатого вала на наполнение цилиндров, уравновешенность и размерность двигателя;
- степени сжатия на эффективный КПД, тепловую напряженность, долговечность, пусковые свойства дизельных и карбюраторных двигателей.
Вычертить схемы:
- коленчатого вала двигателя с указанием возможных порядков работы;
- цилиндра с выделением его объемов.
Контрольные вопросы
1. Перечислить основные параметры автомобильных двигателей.
2. Каковы основные конструктивные параметры (ход поршня, диаметр цилиндра, литраж, порядок работы) автомобильных двигателей?
3. Каковы конструктивные и технологические особенности поршней карбюраторных (инжекторных) и дизельных двигателей?
4. Каковы достоинства и недостатки рядных и V-образных двигателей?
5. Конструктивные особенности компрессионных и маслосъемных колец?
6. Какие меры принимаются для предотвращения заклинивания поршней при перегреве двигателя?
7. Какой угол развала шатунных шеек принят в автомобильных двигателях?
8. Как осуществляются осевая фиксация и уплотнение коленчатых валов?
9. Каковы конструктивные особенности вкладышей подшипников коленчатого вала?
10. Какие антифрикционные материалы используются?
Тематика курса. Газораспределительный механизм
1.1.8. Механизм газораспределения Назначение, типы. Устройство ГРМ. Привод распределительного вала
1.1.9. Механизм газораспределения с верхним и нижним расположением клапанов. Преимущества и недостатки. Взаимодействие деталей механизма
Назначение газораспределительного механизма. Типы механизмов, применяемые на грузовых и легковых автомобилях: по расположению, по количеству валов и клапанов, по приводу. Система газораспределения VTEC. Механизмы с управлением фазами газораспределения. Устройство механизмов и деталей. Взаимодействие деталей механизмов. Тепловой зазор, его значение, и регулирование. Фазы газораспределения, их влияние на работу двигателя.
Самостоятельно: Изучение устройства механизмов и деталей. Преимущества и недостатки различных ГРМ. Неисправности ГРМ, их признаки, причины и последствия, способы устранения.
Краткое содержание курса
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска из них отработавших газов. Этот механизм состоит из распределительного вала, механизма его привода и клапанного механизма (деталей привода клапанов с регулировочными устройствами, клапанов с седлами, пружин и деталей крепления их на клапанах). В четырёхтактных двигателях в основном применяются клапанные газораспределительные механизмы. В зависимости от места установки клапанов относительно цилиндров газораспределительные механизмы могут быть с нижним и верхним расположением клапанов. Впускные и выпускные клапаны приводятся в движение от кулачков распределительного вала, который в свою очередь приводится во вращение от коленчатого вала через шестерёнчатую или цепную передачу. Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженная в градусах угла поворота коленчатого вала
относительно мёртвых точек, называется фазами газораспределения. Фазы газораспределения изображаются круговой диаграммой, которая называется диаграммой фаз газораспределения. Период одновременного открытия впускного и выпускного клапанов называется перекрытием клапанов.
Тепловой зазор в приводе клапанов необходим для нормальной работы двигателя, поэтому он периодически проверяется и при необходимости регулируется.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково назначение газораспределительного механизма?
2. Перечислите основные детали газораспределительного механизма.
3. Какие факторы определяют величину установленного теплового зазора
в клапанах двигателя?
Лабораторное занятие 3. – 2 часа.
Фазы газораспределения, их влияние на работу двигателя
Цель и задача работы: развить профессиональные компетенции по определению качества работы двигателя от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.
Обеспечивающие средства: стенд «Фазы газораспределения»; макеты двигателей; инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания;
- моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в градусах поворота коленчатого вала по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.
Провести:
- расчёт фаз газораспределения заданных поршневых двигателей внутреннего сгорания;
- исследовать моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в градусах поворота коленчатого вала по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов заданных двигателей.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести расчёт:
- фаз газораспределения заданных поршневых двигателей внутреннего сгорания;
Исследовать:
- исследовать моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в градусах поворота коленчатого вала по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов заданных двигателей.
Вычертить:
- схему фаз газораспределения заданного двигателя;
- по заданным значениям построить диаграмму фаз газораспределения.
Контрольные вопросы
1 Назначение фаз газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания? 2. Поясните понятие перекрытие фаз газораспределения?
3. Как работает «трёхступенчатый» i-VTEC (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control)?
4. В чём плюс электромагнитного привода механизма газораспределения?
5. Поясните схему работы механизма VVTL-i, предложенную компанией Toyota.
Лабораторное занятие 4. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы ГРМ карбюраторного двигателя и дизельного
Цель и задача работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям деталей ГРМ двигателей, классификации двигателей, конструктивным особенностям деталей, предъявляемым к ним требования.
Обеспечивающие средства: стенд «Детали ГРМ»; макеты двигателей; инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- классификацию ГРМ по расположению клапанов и распределительных валов;
- назначение, устройство, работу и конструкцию ГРМ автомобильных двигателей;
- устройство для регулировки зазора в приводе клапанов и установки газораспределения.
Провести:
- измерения диаметров тарелок впускных и выпускных клапанов у изучаемых двигателей; углов рабочей фаски клапанов; высоты кулачков распределительного вала, длины плеч коромысла клапанов;
- исследования влияния расположения на коэффициент наполнения и допустимую степень сжатия; влияния расположения клапанов на мощность и экономичность двигателя; влияние угла фаски клапана на величину фактора «время – сечение».
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- диаметров тарелок, впускных и выпускных клапанов у изучаемых двигателей;
- углов рабочей фаски клапанов;
- высоты кулачков распределительного вала;
- длины плеч коромысла клапанов.
Исследовать:
- влияние расположения клапанов на коэффициент наполнения и допустимую степень сжатия;
- влияния расположения клапанов на мощность и экономичность двигателя;
- влияние угла фаски клапана на величину фактора «время – сечение».
Вычертить:
- схему ГРМ заданного двигателя;
- диаграмму фаз газораспределения.
Расшифровать условное обозначение ГРМ.
Контрольные вопросы
1. Какие преимущества дает верхнее расположение клапанов по сравнению с нижним?
2. Почему на двигателях с OHV на клапанах устанавливают две пружины?
3. Почему диаметры тарелок впускных и выпускных клапанов разные?
4. Какими методами удлиняется срок службы клапанов без притирки?
5. Как выполнены подшипники и как осуществляется осевая фиксация распределительного вала?
6. Как обеспечивается установка газораспределения при сборке двигателя?
7. Как регулируется зазор в ГРМ?
Тематика курса. Система охлаждения
1.1.10. Система охлаждения. Охлаждающие жидкости. Тепловой режим
1.1.11.Устройство и работа системы охлаждения. Приборы систем охлаждения. Неисправности и методы устранения
Назначение системы охлаждения. Влияние на работу двигателя, излишнего или недостаточного охлаждения. Типы системы охлаждения. Общее устройство и работа жидкостной системы охлаждения. Значение постоянства теплового режима двигателя. Способы поддерживания постоянного теплового режима двигателя. Охлаждающая жидкость. Устройство узлов системы охлаждения. Подогрев системы охлаждения перед пуском двигателя. Преимущества и недостатки жидкостной и воздушной систем охлаждения.
Самостоятельно: Изучение устройства приборов системы охлаждения двигателя. Неисправности системы охлаждения, их признаки, причины и последствия, способы устранения.
Краткое содержание курса
Система охлаждения служит для охлаждения деталей, соприкасающихся с горячими газами. Для нормальной работы двигателя
внутреннего сгорания необходимо поддерживать определённую (в заданных пределах) температуру его основных элементов. Охлаждение может производиться водой, специальными жидкостями, воздухом, а также маслом и топливом (охлаждение поршней, насос - форсунок). В зависимости от принятого способа охлаждения (жидкостный или воздушный) в систему входят различные устройства и механизмы для подвода охладителя к деталям. Основными элементами жидкостной системы являются: рубашка охлаждения, центробежный насос охлаждающей жидкости, трубопроводы, радиатор, вентилятор, расширительный бачок, термостат и датчик с указателем температуры охлаждающей жидкости. Жидкостная система охлаждения работает в двух режимах − малый круг охлаждения, когда термостат закрыт (двигатель холодный) и большой круг охлаждения, когда термостат полностью открыт (двигатель прогрет). Двигатели с воздушным охлаждением имеют специальное оребрение для увеличения площади охлаждения.
Вопросы для самоконтроля
1. Какое количество тепла, выделяющегося при сгорании горючей смеси в бензиновом двигателе, расходуется на его эффективную работу?
2. Какое количество тепла отводится через систему охлаждения?
3. Какое количество тепла теряется с отработавшими газами?
4. Назовите различия жидкостной и воздушной систем охлаждения.
5. Назовите основные элементы жидкостной системы охлаждения.
6. Каковы причины перегрева двигателя из-за неисправности водяной или воздушной систем охлаждения?
Лабораторное занятие 5. – 2часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, механизмов и приборов системы охлаждения
Цель и задача работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям деталей системы охлаждения двигателей, циркуляции охлаждающей жидкости и способам регулирования интенсивности охлаждения.
Обеспечивающие средства: стенд системы охлаждения; агрегат системы
охлаждения; термостаты, водяные насосы, радиаторы; инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Понять необходимость охлаждения поршневых ДВС.
Изучить основные понятия: открытая и закрытая системы, охлаждающие жидкости (вода, антифризы), их достоинства и недостатки;
Уяснить:
- достоинства и недостатки жидкостной и воздушной систем охлаждения, а также способы поддержания верхнего и нижнего уровня температур;
- способы смягчения жесткости воды.
Освоить:
- компоновку агрегатов и приборов системы охлаждения на двигателе, их назначение и принцип работы;
- пути циркуляции охлаждающей жидкости на различных режимах работы двигателя;
- привод водяного насоса и вентилятора, смазку подшипников и натяжение ремня;
- роль термостата и принцип его действия.
Провести:
- измерения лобовой площади сердцевины радиатора; диаметра и ширины лопастей вентилятора; основных размеров крыльчатки водяного насоса;
- исследования производительности водяного насоса на различной частоте вращения коленчатого вала; пропускной способности основного и вспомогательного клапанов термостата, количества тепла, отводимого системой охлаждения.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- лобовой площади сердцевины радиатора;
- диаметра и ширины лопастей вентилятора;
- основных размеров крыльчатки водяного насоса.
Исследовать:
- производительность водяного насоса на различной частоте вращения
коленчатого вала;
- пропускную способность основного и вспомогательного клапанов термостата;
- количество тепла, отводимого системой охлаждения на различных частотах вращения.
Вычертить принципиальную схему системы охлаждения двигателя с указанием путей циркуляции жидкости по малому и большому кругам.
Выписать основные данные (тип, емкость, характеристики ПВК, количество сливных кранов, тип термостата, нормальный тепловой режим) системы охлаждения заданного двигателя.
Вычертить схему сильфонного термостата (с твердым наполнением) и указать его детали.
Контрольные вопросы
1. Назовите и покажите основные части жидкостной системы охлаждения двигателя.
2. Используя схему, расскажите, как работает система охлаждения.
3. Какое назначение имеет термостат? Как он работает?
4. Для какой цели в пробке радиатора смонтированы паровой и воздушный клапаны?
5. Как проверить и отрегулировать натяжение ремня вентилятора?
6. Назовите способы смягчения жесткой воды.
7. Как удалить накипь из системы охлаждения?
Тематика курса. Система смазки
1.1.12. Система смазки. Назначение. Сведения о трении и смазочных материалах
1.1.13.Устройство и работа системы смазок, фильтрация масла
1.1.14. Узлы смазочной системы и их работа. Возможные неисправности и методы устранения
Назначение системы смазки. Основные сведения о моторных маслах. Схемы смазочных систем двигателей изучаемых автомобилей. Способы подачи масла к трущимся поверхностям. Общее устройство и работа систем смазки. Устройство элементов смазочной системы. Фильтрация масла. Сравнение различных видов фильтров по качеству фильтрации и постоянству фильтрующей способности.
Вентиляция картера двигателя. Назначение, типы вентиляции, устройство и работа. Влияние вентиляции картера двигателя на загрязнение окружающей среды.
Самостоятельно: Изучение устройства элементов системы смазки двигателя. Неисправности системы смазки, их признаки, причины и последствия, способы устранения.
Краткое содержание курса
Назначение смазочной системы заключается в подводе к трущимся деталям двигателя достаточного количества масла, необходимого для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, охлаждения их поверхностей, удаления частиц металла, образующихся вследствие износа, и защиты деталей от коррозии. В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой масло к трущимся поверхностям одних деталей подаётся под давлением от насоса, а к другим − разбрызгиванием и самотёком. В смазочную систему входят: масляный насос с редукционным клапаном, масляный фильтр грубой очистки, масляный фильтр тонкой очистки с перепускным клапаном, маслоналивная горловина с пробкой, маслоизмерительный стержень, поддон картера двигателя с пробкой для слива масла, датчик и контрольная лампа давления масла, а также система вентиляции картера.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите современные сорта масел, применяемых для смазки дизельных и бензиновых двигателей.
2. Назовите способы смазки деталей и механизмов двигателя.
3. Как работает шестеренчатый масляный насос?
4. Назовите основные причины снижения давления масла в двигателе.
5. Как производится замена масла в двигателе?
6. Назовите общее устройство и принцип действия систем смазки бензинового и дизельного двигателей.
7. В чём отличие системы смазки карбюраторного двигателя и инжекторного двигателя от системы смазки дизеля?
8. Чем контролируется давление в системе смазки двигателя?
9. Какое давление масла должно быть в двигателе на разных режимах работы?
Лабораторное занятие 6. – 2часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, механизмов и приборов систем смазки
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям деталей системы смазки двигателей, выявлению направления масла к трущимся парам на различных режимах работы двигателя; способам подачи масла к узлам трения.
Развить профессиональные компетенции по определению требований, которые предъявляются к смазочным маслам, к маркировки; названию и назначению приборов, агрегатов и других устройств, входящих в систему смазки.
Обеспечивающие средства: макеты системы смазки, центрифуги, масляного насоса; разрезы двигателей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- компоновку приборов и узлов системы смазки на двигателе, их назначение и принцип работы;
- привод масляного насоса и установку контрольных приборов;
- пути масла к трущимся поверхностям на холодном и прогретом двигателе;
- места установки и давления срабатывания защитных клапанов (редукционного, перепускного, предохранительного и сливного);
- способы очистки масла от продуктов износа, старения и др. примесей.
Провести измерения:
- параметров шестерен масляного насоса; диаметров защитных клапанов;
- диаметров сопел РМЦ и калиброванного отверстия в стержне ФТО.
Провести исследования:
- производительности масляного насоса в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;
- производительности ФТО, РМЦ, редукционного клапана в зависимости
от частоты вращения коленчатого вала;
- распределения потока масла от насоса в магистраль, ФТО и через редукционный клапан.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- параметров шестерен масляного насоса;
- диаметров защитных клапанов;
- диаметров сопел РМЦ и калиброванного отверстия в стержне ФТО.
Провести исследования:
- производительности масляного насоса в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;
- производительности ФТО, РМЦ, редукционного клапана в зависимости от частоты вращения коленчатого вала;
- распределения потока масла от насоса в магистраль, ФТО и через редукционный клапан.
Вычертить принципиальную схему системы смазки двигателя с описанием
ее действия.
Выписать основные данные системы смазки заданного двигателя (тип, ёмкость, количество клапанов и давление срабатывания, тип фильтров, марка применяемого масла, сроки смены масла).
Контрольные вопросы
1. Назовите и покажите основные приборы и агрегаты системы смазки.
2. По схеме проследите путь масла к трущимся поверхностям двигателя.
3. Каково назначение перепускного, сливного и редукционного клапанов? Как они работают?
4. Как происходит очистка масла в фильтре грубой очистки и в центрифуге?
5. Как проверяют уровень масла в картере двигателя и как его доливают?
6. Как проверяют степень загрязненности масляных фильтров без их разборки?
7. Почему давление в системе смазки дизельных двигателей значительно выше по сравнению с бензиновыми двигателями?
8. Для чего шатунные шейки коленчатого вала делают пустотелыми?
Тематика курса. Система питания бензинового двигателя с искровым зажиганием
1.1.15. Система питания карбюраторного двигателя НУР. Топливо. Понятие о детонации. Устройство и работа простейшего карбюратора
1.1.16. Режимы работы двигателя. Главная дозирующая система и вспомогательные устройства
1.1.17. Устройство и работа карбюраторов. Привод управления карбюратором
1.1.18. Приборы системы подачи воздуха, топлива и выпуска отработавших газов. Охрана окружающей среды. Снижение токсичности
1.1.19. Система питания бензинового ДВС с впрыскиванием топлива
1.1.20. Элементы системы впрыска топлива
1.1.21. Комплексная система управления двигателем
1.1.22. Исполнительные элементы и датчики
1.1.23. Особенности эксплуатации систем впрыска
1.1.24. Характерные неисправности, диагностирование систем впрыска
Назначение системы питания. Типы систем питания двигателей с искровым зажиганием. Общее устройство и работа системы питания карбюраторного двигателя. Топливо для двигателей с искровым зажиганием. Понятие о детонации, ее признаки и причины. Октановое число. Понятие о горючей и рабочей смеси, коэффициент избытка воздуха. Влияние смесеобразования на мощность и экономичность двигателя, на токсичность отработанных газов. Требование к составу смеси для работы двигателя на всех режимах.
Простейший карбюратор. Назначение, устройство и работа простейшего карбюратора. Требование к карбюратору. Режимы работы двигателя и составы горючих смесей на этих режимах. Главная дозирующая система, назначение, типы систем изучаемых карбюраторов, их устройство и работа. Вспомогательные устройства карбюраторов. Устройство карбюраторов, ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала. Управление карбюратором. Устройство и работа узлов системы подачи, топлива и воздуха, горючей смеси и отвода отработавших газов. Влияние состава отработавших газов на загрязнение окружающей среды. Способы снижения токсичности отработавших газов. Общие схемы систем впрыска легкого топлива с электронным управлением: центрального одноточечного, распределенного многоточечного. Элементы систем впрыска топлива. Устройство и работа каталитических нейтрализаторов выхлопных газов.
Самостоятельно: Изучение устройства приборов систем питания двигателей с искровым зажиганием. Неисправности системы питания карбюраторного двигателя и двигателя с распределенным впрыском топлива, их признаки, причины, способы устранения.
Краткое содержание курса
Топливная система состоит из деталей и механизмов, обеспечивающих хранение, очистку и подачу топлива, очистку и подачу воздуха, приготовление горючей смеси нужного состава для работы двигателя на разных режимах и выпуска отработавших газов в атмосферу.
Система питания карбюраторного двигателя включает в себя топливный бак, датчик и указатель уровня топлива, топливный насос, топливные фильтры, топливопроводы, воздушный фильтр, карбюратор, впускной и выпускной трубопроводы, а также систему выпуска отработавших газов (трубопроводы и глушители).
Карбюратор включает следующие системы: пуска, холостого хода, главную дозирующую систему, экономайзер, систему компенсации состава смеси, ускорительный насос. Пусковое устройство необходимо для обогащения смеси при пуске холодного двигателя. Система холостого хода необходима для обеспечения устойчивой работы двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала. Главная дозирующая система необходима для создания обедненной смеси при средних нагрузках двигателя. Экономайзер обеспечивает обогащение смеси в карбюраторе подачей дополнительного топлива в смесительную камеру при полных нагрузках. Система компенсации состава смеси обеспечивает необходимое соотношение воздуха и бензина на различных оборотах двигателя. Ускорительный насос обеспечивает хорошую приемистость двигателя за счёт впрыска дополнительного количества топлива в смесительную камеру карбюратора при резком нажатии на педаль акселератора.
Современные инжекторные бензиновые двигатели оснащаются системой распределенного впрыска Мотроник. Основным элементом системы является электронный блок управления, представляющий собой специализированный компьютер, который на основании сигналов присоединенных к нему датчиков обеспечивает одновременное оптимальное управление непосредственно системой впрыска топлива, электронной системой зажигания, а также системами защиты окружающей среды – системой дожигания отработавших газов и системы улавливания и дожигания паров бензина. Одновременное управление указанными системами позволяет электронному блоку управления производить совместную оптимизацию их работы, обеспечивая наиболее эффективную и экономичную работу двигателя на всех режимах при минимальной токсичности отработавших газов.
Система выпуска отработавших газов служит для отвода отработавших газов от двигателя в атмосферу и одновременно для снижения шумности выхлопа и снижения температуры выхлопных газов. Система включает в себя: приемные трубы, соединенные с выпускным трубопроводом двигателя, основной и дополнительный глушители. В системах выпуска отработавших газов автомобилей с системами впрыска топлива (с обратной связью) устанавливается каталитический нейтрализатор с датчиком концентрации кислорода. Каталитический нейтрализатор представляет собой блок сотовой структуры с напыленными катализаторами: два окислительных катализатора (платина и палладий) способствуют преобразованию углеводородов (СН) в водяной пар (Н2О), а окиси углерода (СО) в двуокись (СО2), а восстановительный катализатор (радий) способствует преобразованию токсичных окислов азота (NОx) в безвредный азот (N2). Датчик концентрации кислорода обеспечивает передачу на электронный блок управления информации для оптимизации состава топливовоздушной смеси, обеспечивающей наиболее благоприятные условия для эффективной работы нейтрализатора и соответственно для обеспечения минимальной токсичности выхлопных газов. Система вентиляции картера служит для предупреждения повышения давления в картере и удаления прорвавшихся газов. При открытой вытяжной системе воздух попадает в картер через фильтр крышки маслозаливной горловины и отсасывается через вытяжную трубку с косым срезом, у которой при движении автомобиля создается разряжение. В принудительной системе вентиляции отсос картерных газов происходит через маслоотделитель, находящийся в картерном пространстве. Далее по шлангу с пламегасителем картерные газы поступают через корпус воздушного фильтра, минуя фильтрующий элемент в карбюратор.
Лабораторное занятие 7. – 2часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов и приборов системы питания бензинового двигателя
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям деталей системы питания карбюраторных (инжекторнных) двигателей, выявлению режимов работы карбюратора (инжектора), назначению и устройству его элементов;
Развить профессиональные компетенции по определению требований к маркам бензинов их характеристикам, требованиям к составу смеси на различных режимах работы двигателя; принципа работы простейшего карбюратора, принципа работы главного и вспомогательных дозирующих устройств.
Обеспечивающие средства: стенды системы питания, топливного насоса;
навесной стенд системы питания. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- принципиальную схему системы питания карбюраторного (инжекторного) двигателя, назначение и устройство всех основных частей;
- устройство двухкамерного карбюратора с параллельным открытием дроссельных заслонок;
- режимы работы карбюратора (инжектора);
- назначение, устройство и работу пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения;
- правила регулировки уровня топлива и частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- диаметров малого и большого диффузоров;
- диаметров главного жиклера и жиклера полной мощности;
- уровня топлива в поплавковой камере.
Провести исследования:
- характера изменения удельного расхода топлива в зависимости от частоты вращения при полной нагрузке;
- влияния степени открытия дроссельной заслонки (нагрузки) на удельный расход топлива при nе = const.
Вычертить:
- принципиальную схему системы питания заданного автомобиля.
- схему работы карбюратора на заданном режиме.
Дать характеристику карбюратора (число камер, тип ГДУ, количество и вид ВДУ).
Контрольные вопросы
1. Что такое октановое число топлива? Как расшифровать марку бензинов А-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98?
2. Как согласуется производительность бензонасоса с расходом топлива при работе двигателя?
3. Назовите составы горючей смеси, приготовляемой карбюратором, на различных режимах;
4. Расскажите работу карбюратора при запуске холодного двигателя, холостом ходу, средних и полных нагрузках, в режиме ускорения;
5. Как влияет уровень топлива в поплавковой камере на показатели работы двигателя?
6. Для какой цели служит балансировочный канал в карбюраторе?
7. Как регулируется система холостого хода?
8. Что такое детонация и по каким причинам она возникает?
9. По каким признакам можно судить о работе двигателя на «богатой» или «бедной» смеси?
Тематика курса. Система питания дизельного двигателя
1.1.25. НУР системы питания дизельного двигателя
1.1.26. Дизельное топливо. Смесеобразование в дизелях
1.1.27. Приборы системы питания дизельного двигателя
1.1.28. НУР топливного насоса высокого давления
1.1.29. Форсунки. Воздушный фильтр
1.1.30. Экономическая целесообразность применения дизелей. Охрана окружающей среды
Дизельное топливо, его сорта. Цетановое число. Экономическая целесообразность применения дизельных автомобилей. Смесеобразование в дизельных двигателях, понятие о периоде задержки воспламенения топлива. Принципиальное устройство и работа систем питания дизельных двигателей. Устройство и работа элементов топливной системы дизельных двигателей: Топливный насос высокого давления. Автоматический регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя и его работа. Автоматическая муфта опережения впрыска топлива. Форсунка. Привод управления подачей топлива.
Приборы подачи топлива в дизельном двигателе: топливный бак, топливопроводы высокого и низкого давления, топливные фильтры, топливоподкачивающий насос. Приборы очистки воздуха, устройства для подогрева воздуха. Приборы для турбонаддува. Влияние работы дизельного двигателя на загрязнение окружающей среды.
Самостоятельно: Изучение устройства приборов системы питания дизеля. Неисправности системы питания дизельного двигателя, их признаки, причины и способы устранения.
Краткое содержание курса
Система питания дизеля включает топливные баки, топливоподкачивающий насос (низкого давления), фильтры грубой и тонкой очистки, топливный насос высокого давления, форсунки, топливопроводы. Топливный насос высокого давления (ТНВД) обеспечивает подачу дизельного топлива к форсункам под высоким давлением. Основным элементом ТНВД является плунжерная пара, которая обеспечивает изменение количества подаваемого к форсункам топлива в зависимости от режимов работы двигателя. Топливоподкачивающий насос предназначен для подачи топлива из бака к впускной полости топливного насоса высокого давления. Для ручной подачи топлива в топливный насос высокого давления при неработающем двигателе и для удаления воздуха из топливной системы перед пуском служит ручной топливоподкачивающий насос. На передней части топливного насоса высокого давления установлен всережимный регулятор, который, изменяя количество подаваемого топлива в зависимости от нагрузки, поддерживает заданную водителем частоту вращения коленчатого вала двигателя. На заднем конце кулачкового вала распложена муфта опережения впрыска топлива, которая предназначена для изменения момента начала подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива в камере сгорания.
Увеличение наполнения цилиндров двигателя воздухом путем повышения давления на впуске называют наддувом. При наддуве плотность воздуха повышается и, следовательно, увеличивается свежий заряд, заполняющий цилиндр при впуске, по сравнению с зарядом воздуха в том же двигателе без наддува. Для того чтобы топливо, вводимое в цилиндр, сгорело, требуется определенное количество воздуха (для сгорания 1 кг жидкого топлива теоретически необходимо около 15 кг воздуха). Поэтому, чем больше топлива поступит в цилиндр, тем больше топлива можно сжечь в нем, а значит получить большую мощность. Поршневой двигатель с наддувом дополнительно оснащается газовой турбиной и компрессором.
Выпускные газы из камеры сгорания, имеющие еще высокие температуру и давление, отдают свою энергию лопаткам рабочего колеса газовой турбины, приводящей в действие компрессор. Компрессор засасывает воздух из атмосферы и под определенным давлением нагнетает его в цилиндры поршневого двигателя.
Лабораторное занятие 8. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению узлов, механизмов и приборов системы питания дизельного двигателя
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям приборов системы питания дизельных двигателей (топливных фильтров, воздухоочистителей, насоса высокого давления, регулятора скорости).
Развить профессиональные компетенции по определению требований к маркам дизельных топлив их характеристикам, требованиям к распыливанию топлива; конструкциям камер сгорания, особенностям протекания процесса сгорания; к смесеобразованию.
Обеспечивающие средства: макеты устройства дизельного топливного
насоса ТНВД, двигателей; прибор для регулировки форсунок. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- общую схему системы питания дизельного двигателя;
- назначение, устройство и работу подкачивающего насоса, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, секции топливного насоса высокого давления, форсунок;
- назначение, устройство и работу регулятора частоты вращения и муфты опережения впрыска;
- правила проверки и установки момента начала впрыска топлива ТНВД, регулировку форсунок.
Провести:
- измерения разряжения в различных частях впускного тракта двигателя с имитацией запыленности воздухоочистителя; диаметра и хода плунжера.
- исследования мощностных показателей двигателя в зависимости от изменения сопротивления воздухоочистителя; по оценке степени неравномерности регулятора.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- разряжения в различных частях впускного тракта двигателя с имитацией запыленности воздухоочистителя;
- диаметра и хода плунжера.
Исследовать по оценке:
- степени неравномерности регулятора;
- неравномерности форсунки.
Вычертить:
- принципиальную схему системы питания заданного двигателя.
- схему работы плунжерной пары в трех положениях: впуск, начало подачи, конец подачи.
Указать величину угла опережения впрыска и давление начала впрыска топлива форсункой.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к приборам системы питания?
2. Какие типы воздухоочистителей могут быть установлены на дизельные двигатели?
3. Укажите назначение составных частей системы питания дизельного двигателя;
4. Что характеризует цетановое число топлива?
5. Расскажите принцип работы плунжерной пары?
6. Чем объяснить повышенные требования к качеству дизельного топлива?
7. Какие токсичные компоненты содержатся в отработавших газах дизеля?
8. Для чего служит регулятор частоты вращения?
9. Какие параметры регулируются у ТНВД и форсунки?
Тематика курса. Система питания двигателя газобаллонных автомобилей
1.1.31. НУР газобаллонных установок для сжатых и сжиженных газов
1.1.32. Устройство узлов, приборов и арматуры системы питания от газобаллонных установок
1.1.33. Пуск и работа двигателя на газе. Топливо. ТБ и пожарные мероприятия
Природные и промышленные газы. Газовый редуктор, испаритель, смеситель, расходный и магистральный вентили, шланги.
Самостоятельно: Изучение устройства приборов системы питания газобаллонных автомобилей. Неисправности системы питания газобаллонных автомобилей, их признаки, причины и способы устранения.
Краткое содержание курса
Двигатели газобаллонных автомобилей работают на различных природных и промышленных газах, которые хранятся в сжатом или сжиженном состоянии в специальных баллонах. Система состоит из расходного и магистрального вентилей, испарителя, газового редуктора, смесителя и шлангов. В качестве резервной используется система питания бензином.
Вопросы для самоконтроля
1. В чём состоит назначение системы питания газобаллонного двигателя?
2. Из каких основных элементов состоит система питания газобаллонного двигателя?
3. Как работает карбюратор-смеситель газобаллонного двигателя?
Лабораторное занятие 9. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, приборов, арматуры системы питания от газобаллонной установки
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям приборов системы питания двигателей работающих на газовом топливе.
Развить профессиональные компетенции по определению требований к маркам газовых топлив их характеристикам, требованиям к особенностям протекания процесса сгорания; к смесеобразованию.
Обеспечивающие средства: макеты устройства газобаллонного оборудования, двигателей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- общую схему системы питания газобаллонного двигателя;
- назначение, устройство и работу газобаллонного оборудования;
Провести:
- анализ работы расходного и магистрального вентилей, испарителя, газового редуктора, смесителя и шлангов.
- исследование мощностных показателей газобаллонного двигателя.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- разряжения в различных частях впускного тракта двигателя;
Исследовать по оценке:
- мощностные показатели газобаллонного двигателя.
Вычертить:
- принципиальную схему системы питания заданного газобаллонного двигателя.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к приборам системы питания газобаллонного двигателя?
2. Укажите назначение составных частей системы питания газобаллонного двигателя;
3. Расскажите принцип работы газового редуктора?
4. Какие параметры регулируются у смесителя?
Дополнительно по курсу А. Двигатель. (Ознакомительный курс)
Тематика курса. Роторно-поршневые двигатели. Газотурбинные двигатели
Принцип действия роторно-поршневых и газотурбинных двигателей, их преимущества и недостатки.
Краткое содержание курса
Главное отличие роторно-поршневых двигателей от поршневых состоит в замене возвратно-поступательного движения поршней вращательным.
Вследствие этого может быть увеличена частота вращения вала двигателя, что при одинаковом массовом заряде рабочего объема позволяет получить большую мощность примерно в два раза. Поэтому при одинаковой мощности роторно-поршневые двигатели компактнее обычных поршневых двигателей и легче последних. В отличие от поршневого двигателя у роторно-поршневого имеются два основных элемента: статор и ротор, передающий крутящий момент на центральный вал. Ротор вращается внутри статора, имеющего специальную форму, позволяющую за один оборот ротора совершить четырёхтактный рабочий цикл. Центральный вал при этом совершает три оборота. Серийно роторно-поршневой двигатель устанавливается на некоторых моделях японских легковых автомобилей («МАЗДА»).
В газовых турбинах сжигание топлива производится в специальной камере сгорания. Топливо в нее подается насосом через форсунку. Воздух, который для горения, нагнетается в камеру сгорания с помощью компрессора. Продукты сгорания через направляющий аппарат поступают на лопатки рабочего колеса турбины.
Газовые турбины, имеющие рабочие органы в виде лопаток специального профиля, расположенных на диске и образующих вместе с последним вращающееся рабочее колесо, могут работать с высокой частотой вращения. Применение в турбине нескольких последовательно расположенных рядов лопаток (многоступенчатые турбины) позволяет более полно использовать энергию горячих газов.
Однако газовые турбины пока уступают по экономичности поршневым двигателям внутреннего сгорания, особенно при работе с неполной нагрузкой, и, кроме того, отличаются большой теплонапряженностью лопаток рабочего колеса, обусловленной их непрерывной работой в среде газов с высокой температурой.
Высокий расход топлива газотурбинных двигателей вызван необходимостью обеспечивать необходимое давление газов на лопатки турбин с целью обеспечения мощностных показателей.
Для повышения надёжности лопаток можно снижать температуру газов, поступающих в турбину, но при этом уменьшается мощность и ухудшается экономичность турбины.
Газовые турбины широко применяются в качестве вспомогательных агрегатов в поршневых и реактивных двигателях, а также как самостоятельные силовые установки. Применение жаростойких материалов и охлаждения лопаток, усовершенствование термодинамических схем газовых турбин позволяют улучшить их показатели и расширить область их использования.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем состоит основное отличие роторно-поршневого двигателя от поршневого ДВС?
2. Каково общее устройство роторно-поршневого ДВС?
3. Как работает роторно-поршневой ДВС?
4. Основные недостатки современных роторно-поршневых ДВС.
5. Каково общее устройство и принцип действия газовой турбины?
6. В чём состоят основные недостатки газотурбинных двигателей на современном этапе развития двигателестроения?
7. Какие современные конструктивные мероприятия используются для расширения области применения газотурбинных двигателей?
Б. Трансмиссия
Тематика курса. Общая схема трансмиссии, сцепление
1.1.34. Общее устройство трансмиссии
1.1.35. НУР, типы сцеплений
1.1.36.Привод выключения сцепления. Неисправности, регулировки.
Назначение трансмиссии автомобиля. Составные части трансмиссий.
Сцепление – назначение и основные типы (фрикционное однодисковое и двухдисковое, гидромуфты и гидротрансформаторы). Конструкция фрикционных однодисковых и двухдисковых сцеплений. Механический и гидравлический приводы выключения сцепления. Усилители выключения сцепления (механический, пневмогидравлический, пневматический).
Самостоятельно: Изучение устройства сцепления и привода его выключения. Неисправности сцепления, их признаки, причины и способы устранения.
Краткое содержание курса
Трансмиссия состоит из ряда механизмов, служащих для передачи усилия от двигателя к ходовой части автомобиля и позволяющих изменять величину этого усилия в соответствии с условиями работы машины, а также отсоединять двигатель от ведущих колёс.
В трансмиссию входят следующие агрегаты: сцепление, коробка перемены передач, раздаточная коробка, карданная передача, ведущий мост с главной передачей.
По компоновке автомобильные трансмиссии подразделяются на классические (двигатель впереди, а ведущие колёса задние), переднеприводные (двигатель впереди и ведущие колёса передние), заднемоторные (двигатель сзади и ведущие колёса задние). Кроме того, для полноприводных автомобилей применяются трансмиссии с приводом на все колёса.
Гидромеханическая трансмиссия (ГМТ) − это сочетание гидротрансформатора крутящего момента с автоматической коробкой передач.
Гидрообъёмнная трансмиссия − это сочетание гидронасоса и гидромоторов, которые вращают колёса.
Электрическая трансмиссия − это сочетание электрогенератора, вырабатывающего электроэнергию, и электродвигателей, вращающих колёса.
Ступенчатые трансмиссии имеют заранее заданные интервалы передаточных чисел, изменяющих величину крутящего момента и скорость движения автомобиля.
Бесступенчатые трансмиссии позволяют в заданном интервале передаточных чисел иметь любое их значение.
Комбинированные трансмиссии − это сочетание интервалов передаточных чисел, внутри которых возможно бесступенчатое их изменение.
Трансмиссия должна обеспечивать надёжное соединение двигателя с ведущими колёсами и при необходимости отсоединение от него. Помимо этого трансмиссия должна изменять передаточные числа в зависимости от условий движения, изменять направление вращения для обеспечения движения назад, быть компактной, бесшумной и надёжной.
В эксплуатации трансмиссия должна быть удобной для обслуживания и ремонта.
Современные трансмиссии строятся по модульному принципу для расширения типажа агрегатов.
Схемы построения трансмиссий зависят от типа машины, её компоновки и конструктивных особенностей, а также от типа самой трансмиссии (механической, гидравлической, электрической или комбинированной).
Сцепление служит для временного отсоединения трансмиссии от работающего двигателя, а также для плавного их соединения. Сцепление
предохраняет детали трансмиссии от больших динамических нагрузок инерционным моментом, создаваемым вращающимися массами двигателя при резком соединении двигателя с трансмиссией.
При выключении сцепление должно быстро и полностью разъединять двигатель и трансмиссию для безударного переключения передач.
При включении сцепление должно плавно соединять двигатель с трансмиссией.
Сцепления могут быть однодисковыми и многодисковыми (по числу фрикционных дисков). Сцепления бывают сухими и мокрыми (если диски работают в масле), постоянно замкнутыми.
Привод сцепления в современных автомобилях гидравлический для снижения усилия на педали. Он состоит из главного цилиндра привода сцепления и рабочего цилиндра, устанавливаемого на картере сцепления.
Картер сцепления крепится к блоку цилиндров двигателя.
Муфта сцепления состоит из ведущих и ведомых частей. Корзина сцепления относится к ведущим частям, а ведомый диск с демпфером крутильных колебаний − к ведомым.
Демпфер крутильных колебаний имеет радиально расположенные цилиндрические пружины, допускающие относительное смещение ступицы ведомого диска относительно секторов с фрикционными накладками. Гашение крутильных колебаний осуществляется трением в стальных дисках, установленных между смещающимися поверхностями.
Полуавтоматические сцепления в основном центробежные или полу центробежные. Автоматические сцепления − это электромагнитные с вакуумным, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом.
Вопросы для самоконтроля
1. В чём состоят преимущества и недостатки различных типов трансмиссий, применяемых в автомобильной технике?
2. В чём состоит отличие ступенчатых механических трансмиссий от бесступенчатых гидравлических и электрических?
3. Какова область применения каждого типа трансмиссии?
4. Какие основные требования предъявляются к трансмиссиям машин?
5. Таковы современные тенденции совершенствования трансмиссий автомобилей?
6. Каково назначение сцепления?
7. Как и чем обеспечивается плавность включения сцепления и чистота его выключения?
8. За счёт чего снижается усилие на педали сцепления?
9. Как прокачать гидравлический привод сцепления для удаления воздуха?
10. Для чего используется демпфер крутильных колебаний, как он работает?
11. Какие основные работы выполняются при технических обслуживаниях муфт сцеплений?
Лабораторное занятие 9. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, приборов, арматуры системы питания от газобаллонной установки
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам и взаимодействиям приборов системы питания двигателей работающих на газовом топливе.
Развить профессиональные компетенции по определению требований к маркам газовых топлив их характеристикам, требованиям к особенностям протекания процесса сгорания; к смесеобразованию.
Обеспечивающие средства: макеты устройства газобаллонного оборудования, двигателей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- общую схему системы питания газобаллонного двигателя;
- назначение, устройство и работу газобаллонного оборудования;
Провести:
- анализ работы расходного и магистрального вентилей, испарителя, газового редуктора, смесителя и шлангов.
- исследование мощностных показателей газобаллонного двигателя.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- разряжения в различных частях впускного тракта двигателя;
Исследовать по оценке:
- мощностные показатели газобаллонного двигателя.
Вычертить:
- принципиальную схему системы питания заданного газобаллонного двигателя.
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к приборам системы питания газобаллонного двигателя?
2. Укажите назначение составных частей системы питания газобаллонного двигателя;
3. Расскажите принцип работы газового редуктора?
4. Какие параметры регулируются у смесителя?
Лабораторное занятие 10. - 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы сцеплений и их приводов
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, классификации, устройству, принципу действия, управлению
и регулировке автомобильных сцеплений;
по конструктивным схемам одно-, двух дисковых фрикционных сцеплений постоянно замкнутого типа.
Обеспечивающие средства: макеты сцеплений. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- конструкцию одно- и двухдисковых сцеплений;
- материалы основных деталей; устройство и работу приводов выключения; основные неисправности и правила регулировки.
Провести:
- измерения размеров фрикционных накладок ведомых дисков; размеров и массы ведущих дисков; количество нажимных пружин.
Исследование влияния:
- вида фрикционного материала на диаметр дисков сцепления; передаточного числа трансмиссии на массу ведущих дисков сцепления.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- размеров фрикционных накладок ведомых дисков;
- размеров и массы ведущих дисков;
- количество нажимных пружин.
Исследовать влияния:
- вида фрикционного материала на диаметр дисков сцепления;
- передаточного числа трансмиссии на массу ведущих дисков сцепления.
Вычертить принципиальную схему сцепления автомобиля с указанием основных деталей.
Подсчитать величину крутящего момента, который может передавать заданное сцепление.
Указать величину свободного и рабочего хода педали сцепления заданного автомобиля.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение сцепления?
2. По каким признакам классифицируют сцепления?
3. Какие детали сцепления являются ведущими, а какие ведомыми?
4. Как происходит выключение и включение двухдискового сцепления?
5. Покажите детали механизма выключения сцепления.
6. Для чего нужен свободный ход педали сцепления? Как он проверяется и регулируется?
7. Перечислите регулировки одно- и двухдискового сцепления.
Тематика курса. Коробка передач и раздаточная коробка
1.1.37.Назначение, типы. Схема ступенчатой коробки передач
1.1.38. Устройство, работа 4-х ступенчатой КП
1.1.39. Устройство, работа 5-ти ступенчатой КП. Делитель
1.1.40. Синхронизаторы. Механизмы управления КП. Привод спидометра
1.1.41. Назначение, устройство и работа раздаточной коробки
Назначение и основные типы коробок передач легковых и грузовых автомобилей (механические двухвальные, трехвальные; 4х, 5ти 8ми, 10ти, 16ти ступенчатые с делителями и демультипликаторами; гидромеханические). Схема и принцип работы ступенчатой зубчатой коробки передач. Понятие о передаточном числе передачи. Конструкции механических коробок передач легковых и грузовых автомобилей 4х, 5ти 8ми, 10ти ступенчатых. Конструкция гидромеханической коробки передач. Управление механической и гидромеханической коробками передач.
Назначение и основные типы раздаточных коробок. Конструкции раздаточных коробок легковых и грузовых автомобилей.
Самостоятельно: Устройство коробок передач и раздаточных коробок. Неисправности коробок передач, их признаки, причины, способы устранения.
Краткое содержание курса
Коробка передач служит для изменения тягового усилия на колёсах, изменения скорости движения, а также получения заднего хода и разъединения работающего двигателя с колёсами.
На автомобилях применяются ступенчатые и бесступенчатые коробки передач. На некоторых современных автомобилях устанавливаются ступенчатые коробки передач, в которых процесс переключения автоматизирован на базе микропроцессорной техники.
Бесступенчатые передачи в большинстве применяются гидродинамического типа. Фрикционные бесступенчатые передачи вариаторного типа применяются ограниченно. Импульсные бесступенчатые передачи на автомобилях распространения не получили. Гидрообъёмные и электрические трансмиссии могут иметь небольшие механические коробки передач в качестве вспомогательных элементов.
Изменение соотношения между числами оборотов коленчатого вала двигателя и ведущими колёсами автомобиля, а, следовательно, изменение тягового усилия и скорости движения в ступенчатых коробках передач достигается при помощи зубчатых зацеплений.
По конструктивной схеме различаются коробки передач с неподвижными осями, с подвижными осями и комбинированные. По числу ступеней коробки передач бывают 3 ступенчатые, 4 ступенчатые, 5 ступенчатые и многоступенчатые.
По способу переключения передач коробки передач бывают с подвижными зубчатыми колёсами, с муфтами переключения и с синхронизаторами.
По числу валов коробки передач бывают двухвальные, трёхвальные.
Передаточные числа от низших передач до высших образуются зацеплением шестерён с различными числами зубьев. Задний ход достигается включением в зацепление промежуточной шестерни.
Коробка передач крепится к картеру сцепления.
Для безударного переключения передач в большинстве коробок передач применяются синхронизаторы (чаще всего инерционного типа). Действие синхронизаторов основано на выравнивании чисел оборотов ведущих и ведомых зубчатых колёс для их замыкания с помощью зубчатой муфты.
Механизм переключения передач состоит из рычага переключения, ползунов, вилок переключения, фиксаторов, замков и предохранителя включения задней передачи. Фиксаторы служат для удержания шестерён во включённом или нейтральном положениях, а замковый механизм предотвращает одновременное включение нескольких передач.
Раздаточная коробка устанавливается за основной коробкой передач на полноприводных машинах и служит для распределения крутящего момента на все ведущие мосты. Конструктивно, как и основная коробка передач, раздаточная коробка представляет собой шестерёнчатый редуктор с соответствующими выводами крутящего момента на ведущие мосты.
Обычно раздаточная коробка выполняется двухступенчатой с понижающей и повышающей передачами, поэтому её используют в качестве дополнительного двухступенчатого редуктора. Необходимость применения двух ступеней возникает в тех случаях, когда диапазон передаточных чисел основной коробки передач недостаточен. Кроме того, в ней имеется устройство отключения переднего управляемого моста.
По периодичности включения привода вспомогательного ведущего моста, которым обычно является передний мост, различают раздаточные коробки с постоянно включённым и с периодически включаемым передним мостом.
Механизм переключения в раздаточной коробке аналогичен по конструкции механизму переключения передач основной коробки перемены передач.
Раздаточные коробки с блокированным приводом ведущих мостов используют полную тягу ведущих колёс по сцеплению с опорной поверхностью, но перегружают трансмиссию паразитной мощностью.
При дифференциальном приводе перегрузки исключаются, но необходимо иметь примерно одинаковый сцепной вес на мостах. В таких раздаточных коробках применяются межосевые дифференциалы (часто с принудительной блокировкой). Раздаточные коробки крепятся к раме или несущему кузову и приводятся карданной передачей от коробки перемены передач.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего необходима коробка перемены передач?
2. Какие типы коробок передач применяются на автомобилях?
3. Из каких механизмов состоит коробка передач?
4. Как работают простой и инерционный синхронизаторы?
5. Чем предотвращается одновременное включение двух или более передач?
6. Что такое передаточное число коробки передач?
7. Назовите типы раздаточных коробок.
8. Сколько передач имеют раздаточные коробки?
9. Как работают раздаточные коробки с блокированным приводом?
10. Как работают раздаточные коробки с дифференциальным приводом?
11. Зачем необходимо отключать передний управляемый мост?
12. Как работает дифференциал в раздаточной коробке?
Лабораторное занятие 11- 12. – 4 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы 4-х и 5-и ступенчатой КПП с частичной разборкой
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, классификации, устройству, принципу действия, конструктивным схемам и взаимодействию деталей коробок передач
Обеспечивающие средства: макеты коробок передач. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- конструкцию коробок передач автомобилей: расположение валов, установку шестерен и подшипников, устройство механизма переключения,
замков, блокировки;
- схему передачи крутящего момента на всех ступенях;
- периодичность смазки и сорта применяемых масел.
Провести:
- измерения количества зубьев всех шестерен коробки; величины торцевого износа зубьев шестерен первой, второй и третьей передачи;
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести:
- измерения количества зубьев шестерен коробок передач;
- измерения величины торцевого износа зубьев шестерен первой, второй и
третьей передач.
Исследования:
- определить величину КПД коробок на первой, прямой и высшей передаче и сравнить их;
- сравнение величин КПД коробок передач с делителем и без делителя передач.
Вычертить кинематическую схему коробки передач заданного автомобиля
и указать последовательность передачи крутящего момента на каждой ступени.
Составить таблицу данных о количестве зубьев шестерен и подсчитать передаточные числа.
Контрольные вопросы
1. Дайте характеристику изученной коробке передач.
2. По каким причинам происходит торцевой износ зубьев? Как с ним борются?
4. Покажите, через какие шестерни передается крутящий момент на той или иной передаче?
5. Как происходит смазка подшипников и шестерен при работе коробки передач?
Тематика курса. Карданная передача
1.1.42. Назначение, типы, устройство, работа карданных шарниров и валов
Назначение карданной передачи. Классификация карданных передач и их расположение на автомобиле. Конструкции и работа карданных шарниров и валов.
Самостоятельно: Устройство карданных передач. Неисправности карданных передач, их признаки, причины, способы устранения.
Краткое содержание курса
Карданная передача служит для передачи крутящего момента к агрегатам, которые изменяют своё положение при движении машины. Углы установки карданного привода должны быть одинаковыми у ведущего агрегата и у ведомого. Карданные шарниры должны быть установлены строго в одной плоскости. У карданных передач с шарнирами неравных угловых скоростей устанавливается по два шарнира. Карданные передачи с шарнирами равных угловых скоростей (в основном шарикового типа) устанавливаются для привода ведущих управляемых колёс.
Полужёсткие и упругие муфты допускают некоторое смещение этих валов относительно друг друга (до 4о). Соединительные муфты, как и карданные передачи, должны обеспечивать надёжную передачу вращающего момента, обладать высоким КПД и работать бесшумно.
Вопросы для самоконтроля
1. Из каких элементов состоит карданная передача?
2. Какие требования предъявляются к установке карданного вала?
3. Что необходимо выполнять для выравнивания угловой скорости вращения у карданных передач с шарнирами неравных угловых скоростей?
4. Какие требования предъявляются к установке карданного вала?
5. Зачем балансируется карданный вал?
6. Как работает карданный шариковый шарнир равных угловых скоростей?
7. Какие существуют типы шарниров равных угловых скоростей?
8. Какие работы выполняются при технических обслуживаниях карданных передач и соединительных муфт?
Лабораторное занятие 13. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы карданных передач разных типов
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам, устройству и работе, материалам деталей карданных передач разных типов автомобилей; определению основных неисправностей, правил обслуживания.
Обеспечивающие средства: макеты карданных передач, шарниров автомобилей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- конструкцию карданных передач;
- конструктивные особенности карданных шарниров;
Провести:
- расчёт кинематической зависимости карданных шарниров неравных угловых скоростей;
- расчёт критической частоты вращения карданных шарниров.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести расчёт:
- кинематической зависимости карданных шарниров неравных угловых скоростей;
- критической частоты вращения карданных шарниров.
Провести исследования:
- отношения частот вращения ведущей и ведомой вилки кардана;
- угловых смещений вилок карданного шарнира.
Вычертить кинематическую схему карданного шарнира.
Контрольные вопросы
1. Назовите типы шарниров равных угловых скоростей.
2. Какие требования предъявляются к установке карданного вала?
3. Зачем балансируется карданный вал?
4. Как работает карданный шариковый шарнир равных угловых скоростей?
5. Какие существуют типы шарниров равных угловых скоростей?
6. Какие работы выполняются при технических обслуживаниях карданных передач и соединительных муфт?
Тематика курса. Мосты
1.1.43. Назначение, типы, устройство ведущего моста. Балка
1.1.44. Главная передача. Назначение, типы. Гипоидная передача
1.1.45. Центральная двойная, разнесенная двойная главные передачи. Преимущества и недостатки
1.1.46. Межосевой дифференциал НУР. Полуоси
Типы мостов, их назначение. Главная передача, назначение, типы. Устройство одинарных и двойных главных передач.
Дифференциал, назначение, типы. Устройство межколесного симметричного дифференциала и дифференциала повышенного трения.
Устройство межосевого дифференциала. Полуоси, назначение, типы, устройство.
Самостоятельно: Устройство мостов. Неисправности главной передачи, их признаки, причины и способы устранения.
Краткое содержание курса
Ведущие мосты передают вращающий момент движителю. Ведущий мост состоит из главной передачи, дифференциала и привода к ведущим элементам ходовой части. Все узлы автомобилей располагаются в балке моста, которая состоит из картера и двух чулков (полуосевых рукавов).
Главная передача служит для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси, расположенные под прямым углом к продольной оси автомобиля. Главные передачи выполняются в основном зубчатыми, реже червячными. Если главная передача имеет одну пару шестерён, она называется одинарной, если две пары шестерён − двойной. По конструкции главные передачи бывают одинарными коническими со спиральным зубом, одинарные гипоидные, двойные центральные. Последние имеют повышенное передаточное число и применяются на грузовых автомобилях.
Гипоидные передачи имеют большее перекрытие зубьев и поэтому прочнее.
Дифференциал распределяет крутящий момент между левой и правой полуосями и позволяет им вращаться с разным числом оборотов при повороте автомобиля, а также при движении по дороге с неровностями. Дифференциалы бывают межколёсные, которые устанавливаются между левым и правым ведущими колёсами, межосевыми, которые устанавливаются между ведущими мостами автомобиля и межбортовыми, которые устанавливаются между всеми ведущими колёсами правой и левой сторон (бортов) автомобиля. По конструкции дифференциалы подразделяются на шестерёнчатые, кулачковые, червячные и с муфтой свободного хода. Кроме того, если дифференциал делит крутящий момент поровну, он называется симметричным, если не поровну − несимметричным.
При наличии дифференциала между числом оборотов колёс и оборотов ведомой шестерни главной передачи существует зависимость: сумма чисел оборотов колёс всегда равна удвоенному числу оборотов коробки дифференциала (и ведомой шестерни), а значит при уменьшении числа оборотов одного колеса число оборотов другого колеса на столько же увеличится. Это снижает проходимость автомобиля в тяжёлых дорожных условиях (на буксующем колесе тяговое усилие значительно снижается). Устранение этого недостатка производится применением дифференциалов повышенного трения или путём его блокировки (принудительной или автоматической).
Ведущие полуоси могут быть полуразгруженными, когда они воспринимают не только крутящий момент, но и изгибающий момент, и
полностью разгруженными, когда изгибающий момент на них не действует.
Разнесённые главные передачи в основном применяются на грузовых автомобилях, на машинах повышенной проходимости. Они включают бортовые редукторы (конечная передача), которые монтируются в ведущих колесах и позволяют уменьшить передаточное число главной пары и тем самым разгрузить её шестерни. Как правило, бортовые редукторы
выполняются планетарными.
Картер главной передачи может быть литым и штампованным. Чулки запрессовываются в картер моста и могут быть литыми, штампованными и комбинированными.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие типы главных передач применяются на автомобилях?
2. В чём разница симметричного и несимметричного дифференциалов?
3. Для чего применяются дифференциалы повышенного трения и самоблокирующиеся дифференциалы?
4. Для чего применяется двойная главная передача?
5. Для чего применяется разнесённая главная передача?
6. Какие типы полуосей применяются на автомобилях?
7. Назовите работы при ТО главных передач.
Лабораторное занятие 14. – 2часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы мостов
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам, устройству и работе, материалам деталей ведущих мостов автомобилей; определению основных неисправностей, правил обслуживания и регулировок.
Обеспечивающие средства: макеты с разрезом ведущих мостов автомобилей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска. Задания
Освоить:
- конструкцию ведущих задних мостов с главными передачами, с колесными редукторами;
- конструктивные особенности ведущих мостов;
- конструктивные особенности передних ведущих мостов автомобилей;
устройство шарниров равной угловой скорости;
- кинематику работы конического и кулачкового межколесного дифференциала;
- схему установки и способы регулировки подшипников и зацепления
шестерен;
- периодичность смазки и сорта применяемых масел.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- осевого разбега в подшипниках ведущей и ведомой шестерен главной
передачи;
- величины зазора в зацеплении конических шестерен главной передачи;
- величины предварительного натяга подшипников ведущей шестерни;
- количества зубьев шестерен моста.
Провести исследования:
- влияния дифференциала повышенного трения на проходимость автомобиля;
- причин распространения ведущих мостов, выполненных по проходной схеме.
Вычертить кинематическую схему переднего моста, а также заднего ведущего моста.
Вычислить передаточное число ведущего моста с разбивкой по ступеням.
Перечислить устройства для регулировки подшипников главной передачи
(или ступиц колес).
Контрольные вопросы
1. Назовите достоинства и недостатки гипоидного зацепления.
2. Какие конструктивные особенности имеют главные передачи различных типов?
3. Чем вызвана необходимость применения в ведущих мостах межколесных дифференциалов?
4. Способы регулировки подшипников шестерен главной передачи и зацепления у автомобилей разных моделей.
5. Как соединяются фланцы полуосей со ступицами колес?
6. Назовите типы шарниров равных угловых скоростей.
7. Какие конструктивные особенности имеют полуоси автомобилей с шинами переменного давления?
8. Как отрегулировать подшипники ступиц колес у заданного автомобиля?
В. Несущая система, подвеска, колеса.
Тематика курса. Рама и тягово-сцепное устройство
1.1.47. Назначение, типы рам. Тягово-сцепное устройство
Назначение и типы рам. Устройство лонжеронных рам соединение агрегатов, механизмов, узлов с рамой. Тягово-сцепные устройства.
Самостоятельно: Устройство рам и тягово-сцепных устройств.
Краткое содержание курса
Рама и остов служат основанием, на котором крепятся все агрегаты, системы и механизмы автомобиля, а также их кузова и кабины.
Рама имеет две продольных балки, которые называются лонжеронами, и несколько поперечин − траверс. К раме и остову крепятся кронштейны различных агрегатов. Рамы и остовы имеют спереди и сзади буксирные устройства. У легковых автомобилей роль рамы выполняет сам кузов, который называется несущим. Такой же кузов имеют большинство автобусов.
Двигатель, передняя подвеска и рулевое управление, как правило, крепятся на подрамнике.
Кузова и кабины имеют жёсткий сварной каркас, состоящий из пола с продольным и поперечным усилением, передней части, боковых стоек, крыши и задней части. В передней части крепится подмоторный подрамник.
На рамах седельных тягачей для соединения с полуприцепами устанавливаются седельно-сцепные устройства, которые крепятся на лонжеронах.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего предназначена рама автомобиля?
2. Из каких элементов состоит рама?
3. Из каких элементов состоит кабина?
4. Что такое несущий кузов?
5. Как крепятся двигатели на легковых автомобилях?
Лабораторное занятие 15. - 2 часа.
Выполнение заданий по изучению рамы и тягово-сцепного устройства
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным схемам, устройству и работе, материалам деталей рамы и тягово-сцепного устройства автомобилей; определению основных неисправностей, правил обслуживания и регулировок.
Обеспечивающие средства: макеты с разрезом рамы и тягово-сцепного устройства автомобилей. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- конструкцию рамы и тягово-сцепного устройства;
- конструктивные особенности рамы и тягово-сцепного устройства;
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести работы по изучению:
- конструкции рамы и тягово-сцепного устройства.
Провести исследования:
- по конструктивным особенностям рамы и тягово-сцепного устройства.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначена рама автомобиля?
2. Из каких элементов состоит рама?
3. Из каких элементов состоит тягово-сцепное устройство?
4. Что такое несущий кузов?
Тематика курса. Передние управляемые мосты
1.1.48. Назначение, типы передних управляемых мостов, устройство
1.1.49. Установка управляемых колёс. Развал и схождение колес. Износ шин
Особенности конструкции и работы ведущих и управляемых мостов. Проходной ведущий мост. Устройство неразрезных и разрезных передних управляемых мостов (ведущих и ведомых).
Установка управляемых колес. Развал схождение колес, поперечный и продольный наклоны шкворня. Влияние установки колес управляемых колес на безопасность движения, износ шин и расход топлива.
Самостоятельно: Устройство неразрезных и разрезных передних управляемых мостов (ведущих и ведомых).
Краткое содержание курса
Передние оси бывают двух типов: цельные (неразрезные) и составные
(разрезные). Цельную ось применяют с зависимой подвеской, составную − с независимой. У цельных осей управляемые колёса поворачиваются вокруг шкворней на поворотных цапфах. На оси цапф с помощью подшипников устанавливаются ступицы колёс. У легковых автомобилей поворот колёс может осуществляться вокруг шаровых опор.
Для создания наименьшего сопротивления движению, замедления изнашивания шин и снижения расхода топлива управляемые колёса должны катиться в вертикальных плоскостях, параллельных продольной оси автомобиля. С этой целью управляемые колёса устанавливаются с развалом в вертикальной плоскости и со схождением в горизонтальной плоскости. Для стабилизации управляемых колёс используются специальные углы их установки. Развал колёс обеспечивается установкой поворотных кулаков с наклоном цапф вниз. В результате развала колёс (до двух градусов) облегчается поворот и разгружается наружный подшипник ступицы. Поперечный наклон шкворня (до восьми градусов) обеспечивает устойчивость управляемых колёс
в среднем положении и позволяет им возвращаться в это положение после завершения поворота. Продольный наклон шкворня (до трёх градусов) также стабилизирует колёса в среднем положении. Схождение управляемых колёс выполняется для устранения разворачивания управляемых колёс в разные стороны из-за развала. Углы установки управляемых колёс, а также их развал и схождение требуют периодической проверки и регулировки.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие типы передних осей применяются на автомобилях?
2. Как крепятся передние управляемые колёса?
3. Для чего выполняется развал передних управляемых колёс?
4. Для чего выполняются продольный и поперечный наклоны шкворня?
Лабораторное занятие 16. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению работы и устройства передних управляемых мостов
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и принципу работы ведущих и управляемых мостов автомобилей.
Выяснить следующие понятия: проходной ведущий мост; неразрезные и разрезные передние управляемые мосты (ведущие и ведомые);
установка управляемых колес; развал схождение колес, поперечный и продольный наклоны шкворня. Влияние установки управляемых колес на безопасность движения, износ шин и расход топлива.
Обеспечивающие средства: макет ведущих и управляемых мостов. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- основные элементы ведущих и управляемых мостов автомобилей;
- устройство и работу неразрезных и разрезных передних управляемых мостов (ведущих и ведомых);
- установку управляемых колес; развал схождение колес, поперечный и продольный наклоны шкворня;
- влияние установки управляемых колес на безопасность движения, износ шин и расход топлива.
Провести измерения:
- установки управляемых колес; развал схождение колес, поперечного и продольного наклона шкворня;
Провести исследование влияния:
- установки управляемых колес на безопасность движения, износ шин и расход топлива.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- установки управляемых колес; развал схождение колес, поперечного и продольного наклона шкворня.
Провести исследование влияния:
- установки управляемых колес на безопасность движения, износ шин и расход топлива.
Вычертить принципиальную схему ведущих и управляемых мостов автомобилей.
Контрольные вопросы
1. Назначение, классификация и принцип работы ведущих и управляемых мостов автомобилей?
2. Требования к ведущим и управляемым мостам автомобилей?
3. Какие типы передних осей применяются на автомобилях?
4. Как крепятся передние управляемые колёса?
5. Для чего выполняется развал передних управляемых колёс?
6. Для чего выполняются продольный и поперечный наклоны шкворня?
Тематика курса. Подвеска
1.1.50. Назначение, типы подвесок, их устройство
1.1.51. Амортизаторы. Стабилизатор поперечной устойчивости. НУР
Назначение подвески. Типы подвесок. Основные типы упругих устройств. Конструкция упругих и гасящих устройств. Конструкция зависимых и независимых подвесок. Задняя балансирная подвеска. Стабилизатор поперечной устойчивости, назначение устройство. Влияние подвески на безопасность дорожного движения.
Самостоятельно: Устройство подвески. Неисправности подвески, их признаки, причины, способы устранения.
Краткое содержание курса
Подвеска служит для смягчения толчков и ударов, передаваемых на кузов при наезде колёс на неровности дороги, обеспечивая необходимую плавность хода.
Подвеска автомобиля состоит из упругих элементов, рычагов и штанг, амортизаторов и стабилизатора поперечной устойчивости.
Зависимая подвеска колёс применяется совместно с неразрезной осью, а независимая − с разрезным мостом. Автомобильная подвеска должна обеспечивать исключение колебаний управляемых колёс, поперечный крен кузова, надёжную передачу тягового усилия от ведущих колёс к кузову, постоянство колеи, углов установки управляемых колёс, а также гасить колебания кузова и колёс. Классифицируются подвески в зависимости от характеристик, требований к ним и конструктивного исполнения.
В качестве упругих элементов для зависимых подвесок в основном используются листовые рессоры, для независимых − цилиндрические пружины, торсионы (для продольных рычагов), а также пневмогидравлические элементы.
На автомобилях нашли применение однорычажные независимые подвески, двухрычажные (с верхним и нижним рычагами) на поперечных рычагах, с диагональными рычагами, с рычажно-телескопическим элементом (качающаяся свеча).
Кроме того, имеет место подвеска на продольных рычагах. В пневматической подвеске компрессор нагнетает сжатый воздух в рессивер и через фильтр-влагоотделитель и регулятор давления в пневмобаллоны. В гидропневматической подвеске гидронасос из бака нагнетает масло в гидроаккумулятор, из которого жидкость поступает в регулятор правого и левого колёс и затем в гидроцилиндр, где сжимает воздух, служащий упругим элементом. В этих подвесках система гашения колебаний совмещена с рабочим гидроцилиндром.
В балансирных подвесках, которые используются для подвешивания
тележки из двух мостов (для трёхосных и многоосных автомобилей) центр рессоры шарнирно крепится на оси балансира, а концы свободно опираются на балки мостов. Толкающие и тормозные усилия передаются реактивными штангами.
Независимая шкворневая подвеска имеет верхний и нижний рычаги, которые одним концом крепятся шарнирно к передней поперечине подрамника, а другим к поворотному кулаку. Рычаги образуют направляющий аппарат подвески, передающий тяговое усилие от колёс к кузову.
Бесшкворневая подвеска также состоит из ступицы колеса, которая выполняет роль поворотной стойки, верхнего и нижнего рычагов, пружины и амортизатора.
Телескопические амортизаторы служат для гашения колебаний, вызванных наездом колеса на неровности. Работа амортизатора основана на сопротивлении перемещения жидкости (или воздуха) из одной секции цилиндра в другую через клапаны и узкие каналы. Амортизаторы работают в двух режимах: при плавном перемещении штока внутри цилиндра и при резком перемещении. Ход поршня вверх называется сжатием, а вниз − отдачей. Амортизаторы могут быть одностороннего и двухстороннего действий.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем отличается зависимая подвеска от независимой?
2. Какие преимущества имеет подвеска типа качающейся свечи?
3. Из каких элементов состоит пневматическая подвеска?
4. Как работает гидропневматическая подвеска?
5. Чем передаются тяговые и тормозные усилия в балансирной подвеске?
6. Как работают гидравлический и пневматический амортизаторы?
7. Какие работы выполняются при ТО подвесок?
Лабораторное занятие 17. – 2 часа
Выполнение заданий по изучению работы и устройства подвесок
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и принципу работы подвесок изучаемых автомобилей.
Обеспечивающие средства: элементы подвески автомобиля, инструмент, стенды, плакаты, справочная, техническая и учебная литература. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- назначение, классификацию и типы подвесок современных автомобилей;
- устройство зависимой подвески;
- устройство независимой подвески;
- устройство и принцип работы телескопического амортизатора.
Провести исследование:
- работы подвески типа качающейся свечи.
- пневматической и гидропневматической подвески?
- работы гидравлических и пневматических амортизаторов?
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести исследование:
- работы подвески типа качающейся свечи.
- пневматической и гидропневматической подвески?
- работы гидравлических и пневматических амортизаторов?
Контрольные вопросы
1. Чем отличается зависимая подвеска от независимой?
2. Какие преимущества имеет подвеска типа качающейся свечи?
3. Из каких элементов состоит пневматическая подвеска?
4. Как работает гидропневматическая подвеска?
5. Чем передаются тяговые и тормозные усилия в балансирной подвеске?
6. Как работают гидравлический и пневматический амортизаторы?
7. Какие работы выполняются при ТО подвесок?
Тематика курса. Колеса и шины
1.1.52. Назначение, типы, устройство колес, шин. Маркировка
Назначение колес. Типы колес. Устройство колес с глубоким и плоским ободом. Способы крепления шины на ободе колеса. Крепление колес.
Назначение шин, типы шин. Размеры и маркировка шин. Устройство камерных и бескамерных шин. Влияние конструкции и состояния шин на безопасность движения.
Самостоятельно: Устройство колес и шин.
Краткое содержание курса
Колёса осуществляют связь автомобиля с опорной поверхностью. Они обеспечивают движение, подрессоривание и изменение направления движения. Колёса могут быть ведущими, управляемыми, поддерживающими, вспомогательными (запасными) и комбинированными (ведущими управляемыми). Автомобильное колесо состоит из пневматической шины, обода, ступицы и соединительного элемента.
Шины относятся к числу важных и дорогостоящих частей автомобиля.
Камерная шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты (в шинах легковых автомобилей ободная лента отсутствует). Покрышка состоит из протектора, брекера, каркаса, боковин и бортов с сердечниками. Бескамерные шины по сравнению с камерными проще по конструкции, меньше нагреваются, повышают безопасность движения, легче ремонтируются и более долговечны. Однако они дороже. Шины могут быть летними, зимними, всесезонными, специальными (например, дождевыми). Кроме того, они подразделяются на шины обычного профиля, на широкопрофильные, низкопрофильные, арочные и пневмокатки.
Обод служит для установки на него шины. Обод может быть разборным и неразборным. Обод и ступица дискового колеса связаны между собой стальным штампованным диском, имеющим центральное отверстие. Обод, как правило, крепится к диску сваркой. Бездисковые колёса легче дисковых и имеют меньше крепёжных деталей. Диск колеса крепится к фланцу ступицы на шпильках конусными гайками, которые обеспечивают центрирование диска на ступице, или конусными болтами.
Колёса грузовых автомобилей в основном имеют штампованные стальные дисковые колёса с разрезным замочным кольцом. Литые диски в большинстве случаев используются на легковых автомобилях. Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и поэтому легче штампованных, лучше сбалансированы.
Вопросы для самоконтроля
1. В чём состоит отличие дисковых и бездисковых колёс?
2. Как крепятся колёса?
3. Какие существуют типы шин?
4. Чем отличаются камерные и бескамерные шины?
5. Как маркируются шины?
Лабораторное занятие 18. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению работы и устройства элементов колёс и шин
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и маркировке колёс и шин изучаемых автомобилей.
Обеспечивающие средства: колесо в сборе, плакаты, справочная, техническая и учебная литература. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- назначение и типы колёс;
- классификацию автомобильных шин;
- маркировку колёс и шин современных автомобилей.
Провести исследование:
- работы камерных и бескамерных шин.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести исследование:
- работы камерных и бескамерных шин.
Контрольные вопросы
1. В чём состоит отличие дисковых и бездисковых колёс?
2. Как крепятся колёса?
3. Какие существуют типы шин?
4. Чем отличаются камерные и бескамерные шины?
5. Как маркируются шины?
Тематика курса. Кузов, кабина
1.1.53. Назначение кабины и кузова. Типы. Устройство, формы
1.1.54. Устройство дверных механизмов, стеклоподъёмников, стеклоочистителей, зеркал. Вентиляция и отопление кузова и кабины. Защита от коррозии
Назначение кузова. Типы кузовов легковых автомобилей и автобусов. Устройство несущего кузова легкового автомобиля и автобуса. Устройство кузовов грузовых автомобилей. Оперение, капот, облицовка радиатора, крылья, подножки. Уплотнение кузова и кабины, защита от коррозии. Вентиляция и отопление кузова и кабины. Понятие о кондиционировании воздуха.
Самостоятельно: Устройство сидений. Способы крепления запасного колеса. Устройство дверных механизмов, замков дверей, багажника, стеклоподъемника, стеклоочистителей, зеркал и противосолнечных козырьков.
Краткое содержание курса
Кузов автомобиля служит для размещения водителя, пассажиров и различных грузов, а также для защиты их от внешних воздействий. По назначению автомобильные кузова делятся на грузовые, пассажирские, грузопассажирские и специальные. Грузовые кузова могут быть общего назначения (бортовые платформы) и специализированные (самосвальные, фургоны, цистерны и т. п.). Пассажирские кузова также бывают общего назначения и специализированные, предназначенные для размещения различного оборудования и установок (пожарного, лабораторного и т. п.).В зависимости от конструкции кузова выполняют каркасными, полукаркасными и бескаркасными. Каркасный кузов имеет жесткий пространственный каркас, к которому прикреплены наружная и внутренняя облицовки. Полукаркасный кузов имеет только некоторые части каркаса (отдельные стойки, дуги, усилители и т. д.), соединенные между собой наружной и внутренней облицовками. Для того чтобы бескаркасный кузов обладал необходимой жесткостью, отдельным частям кузова придают определенную форму и сечение.Кузова современных легковых автомобилей обычно выполняют бескаркасными, автобусов — каркасными и полукаркасными, а цельнометаллические кабины грузовых автомобилей могут быть полукаркасными и бескаркасными. По характеру воспринимаемых нагрузок кузова подразделяются на несущие, полунесущие и разгруженные. У несущего кузова рама отсутствует и все па грузки воспринимаются кузовом. Полу несущий кузов жестко соединяется с рамой и воспринимает часть нагрузок, приходящихся на раму. Разгруженный кузов жесткого соединения с рамой не имеет (установлен на резиновых про кладках, подушках и т. п.) и, кроме веса груза, никакой нагрузки не воспринимает. Большинство современных легковых автомобилей и автобусов имеют несущие кузова. Грузовые автомобили оборудуются разгруженными кузовами Кузова грузовых автомобилей состоят из двух частей: помещения для шофера — кабины и помещения для груза, которое может быть универсальным или специализированным. Универсальный кузов предназначен для перевозки разнообразных грузов и представляет собой деревянную или металлическую платформу, которая для облегчения погрузки и выгрузки груза обычно снабжается откидными бортами. Специализированный кузов предназначается для перевозки только определенного вида груза. Установка высоких постоянных или съемных бортов облегчает перевозку легковесных грузов, имеющих большой объем. Для облегчения установки и снятия съемных бортов их изготовляют в виде нескольких секций.Кузова фургонов имеют металлические или деревянные каркасы, обшитые деревом, металлофанерой или тонкой листовой сталью. Для перевозки песка, щебня, угля, зерна и других сыпучих грузов широко применяются автомобили-самосвалы.
Ветровое и заднее стекла
Стекла (ветровое и заднее окна) гнутые, полированные. Ветровое стекло трехслойное, на мастичной пленке типа "Бутвэл", которая при ударе не разрывается и удерживает осколки. Заднее стекло - закаленное с нанесенными на нем полосками токообогрева от запотевания. Стекла устанавливают в проемы в кузове, перед установкой вставляют декоративные окантовки. Для герметизации используют невысыхающую мастику 51 -Г-7Н нанесенную непрерывной полосой между стеклом, уплотнителем и кузовом. Панель передка нижняя
На кузове, перед ветровым стеклом, имеется полость воздухопритока, закрытая нижней панелью передка (крышкой) с шелкообразными собранными отверстиями для прохода воздуха. В передней части она закреплена четырьмя винтами (под задней кромкой капота), в задней на трех регулируемых шпильках, установленных на передней панели передка. Под крышкой, (на нижней ее стороне) установлен стеклоочиститель. Оперение кузова Оперение состоит из: крыльев, капота, брызговика облицовки радиатора, облицовки радиатора, двух вставок облицовки радиатора (пластмассовых), верхней панели радиатора и других деталей. Брызговик облицовки радиатора и крылья крепятся к каркасу кузова болтовыми соединениями. Облицовка радиатора
Облицовка радиатора - штампованная деталь с двумя пластмассовыми вставками, которая крепится к брызговику облицовки радиатора. Подсобранный брызговик облицовки радиатора крепится вверху двумя болтами к верхней панели радиатора, в средней части к подмоторным лонжеронам в двух точках и по боковым сторонам к передним крыльям в трех точках справа и слева.
Капот
Капот состоит из наружной и внутренней панелей, сваренных между собой по периметру и склеенных в зоне ребер жесткости. В задней части капот крепится к кузову на двух петлях с цилиндрическими пружинами, уравновешивающими подъем и опускание капота.
Замок капота
Замок капота - автоматический, штыревого типа удерживает (фиксирует) капот в закрытом положении, как на стоянке, так и при движении автомобиля. Часть деталей замка (штырь, пружина, фланец пружины, предохранительный крючок) расположена на капоте и перемешается вместе с ним при открывании. Другая часть деталей (корпус замка - направляющая, щеколда, пружина) расположена на верхней панели облицовки радиатора. При закрывании капота головка штыря входит в зазор между направляющей и щеколдой и за счет конусного выступа на штыре отжимает щеколду. Штырь проходит выступом под щеколду, которая под действием пружины возвращается в исходное положение и удерживает штырь и соответственно капот в закрытом состоянии. Для открывания замка капота изнутри автомобиля предназначен привод замка, расположенный снизу под панелью приборов, слева от рулевой колонки. Если рукоятку привода потянуть на себя, то за счет тяги привода щеколда замка переместится до упора, а капот под действием пружины штыря приподнимается, т. е. замок капота откроется. После этого ручку привода необходимо вернуть вперед до упора, т. е. щеколду вернуть в исходное положение, и замок опять готов к работе.
Поскольку капот имеет продольную регулировку на петлях, то для компенсации смешения штыря (вместе с капотом) корпус замка также имеет продольную регулировку за счет овальный крепежных отверстий. Для удержания капота в "полуоткрытом" (приоткрытом) положении при самопроизвольном открывании замка капота служит предохранительный крючок, который при открывании капота необходимо вывести из зацепления с корпусом замка. Петли капота Петли капота служат для обеспечения заданной траектории капота при открывании и представляют собой многозвенные рычажные механизмы, на которых установлены пружины растяжения. уравновешивающие массу капота при его подъеме и опускании. Чтобы обеспечить хорошее прилегание капота по зазорам и поверхности, петли капота можно регулировать (перемещать) за счет овальных отверстий креплении к брызговику и капоту. Передний и задний буферы
Буферы представляют собой неразъемную металлопластмассовую конструкцию, крепящуюся к кузову посредством переходных металлических кронштейнов. На верхних поверхностях буферов закреплены хромированные составные молдинги.
Двери кузова
Двери собраны из двух цельно штампованных металлических панелей. Внутренняя панель двери зафланцована в наружной панели и по всему периметру зафланцонки панели склеены клеем УП-5-207. Кроме того, ниже поясной линии они сварены контактной сваркой в нескольких точках. Внутренняя панель усилена по петельной и замочной сторонам. Каждая дверь навешена на двух петлях, которые крепятся к двери и петельной стойке кузова болтами (для задней двери частично винтами). Внутри двери располагаются стекло, стеклоподъемник, замок и его кнопочный выключатель.
Петли дверей Петли дверей представляют собой двухзвенный механизм, одна часть которого закреплена на стойках кузова, а другая - на дверях. Чтобы обеспечить необходимые фальцевые зазоры под наружный и внутренний уплотнители, а также видовые зазоры и совпадение поверхности дверей с кузовом, имеется возможность перемещать двери относительно петель и петель вместе с дверями относительно кузова за счет "'плавающих" пластин в стойках кузова и квадратных отверстий на усилителях под петли на дверях. Ограничители двери Ограничители двери служат для ограничения угла открывания двери, фиксации двери в открытом положении, обеспечивая при этом удобство входа и выхода из автомобиля.
Замок двери Для удержания двери закрытом положении в проеме кузова служит автоматический, травмобезопасный замок двери кулачкового типа. установленный изнутри двери, и фиксатор замка, закрепленный на стойке кузова. Кулачок замка имеет два зуба: предохранительный 4 и рабочий 5. При закрывании двери на рабочий зуб дверь полностью закрыта, при закрывании на предохранительный зуб дверь закрыта не полностью (приоткрыта). В аварийной ситуации при поломке основного (рабочего) зуба предохранительный зуб, удерживая дверь в приоткрытом состоянии, предохраняет пассажира от выпадания из салона. На замке имеется направляющей шип 3, который вместе с сухарем фиксатора исключает вертикальные перемещения двери в проеме при движении и, в то же время. предотвращает продольные перемещения двери в аварийной ситуации в результате зацепления выступающей части шипа зa переднюю стенку фиксатора. Наружная ручка на всех дверях прикрепляется к наружной панели двери при помощи специальной скобы, прикрепленной к розетке ручки двумя болтами. Усилие от наружной ручки при помощи нерегулируемого толкателя передается на рычаг наружного привода замка, а затем к поводку кулачка и самому кулачку, который выводится из зацепления зубом фиксатора. При этом следует помнить, что выступ (зуб) толкателя на передних ручках направлен вниз, а на задних вверх. Внутренний привод закреплен на внутренней панели двери двумя винтами и связан с замком с помощью тяги.
Выключатели замка двери Выключатели замка двери - это устройство, при помощи которого можно заблокировать замок двери снаружи при помощи ключа, который через квадрат вместе с цилиндром поворачивает кулачок щеколды в нужном направлении и включает в действие или выключает механизм блокировки. Выключатель замка крепится к наружной панели двери при помощи специальной скобы, лапки которой должны упираться в наружную панель изнутри, а с торца двери он крепиться при помощи винта. Вce четыре двери могут быть заперты изнутри кнопочным выключателем, расположенным в нижней части оконного проема, для чего следует надавить кнопку вниз. При этом двери нельзя открыть ни оттяжкой наружной ручки, ни оттяжкой ручки изнутри. Задние двери можно запереть снаружи, для чего следует опустить кнопку и захлопнуть дверь. Передние двери снаружи можно запереть только ключом.
Стеклоподъемник. Для перемещения боковых опускных стекол служит механизм стеклоподъемника рычажного типа, самотормозящий, удерживающий отекло а любом положении. Для подъема и опускания стекла необходимо повернуть ручку стеклоподъемника в соответствующую сторону и крутящий момент через отшлифованный валик, на который надета ручка, и тормозной механизм передается на маленькую шестерню, а затем и на большую, связанную системой рычагов со стеклом, в результате чего перемещается стекло, к которому прикреплена верхняя кулиса. Кроме этого, имеется нижняя кулиса, закрепленная на внутренней панели двери, которая определяет траекторию перемещения стекла. Ввиду того что цельное опускное стекло передней двери имеет неравностороннюю форму, при опускании его в результате разного трения с направляющих возникает поворачивающий момент, и стекло "перекашивается". Чтобы исключить это явление, предусмотрена дополнительная направляющая, по которой перемещается держатель с камнями, соединенный с опускным стеклом, Для правильной установки стекла (без перекосов при перемещении) предусмотрена регулировка направляющей и держателя.
Обивка двери Обивка двери выполнена методом горячего прессования из листового полипропилена, наполненного древесной мукой с одновременной отделкой лицевой стороны (кашированием) декоративными материалами. Такие элементы как подлокотники объем кармана для документов оформляется единой формовкой. Ручка подлокотника выполнена из интегральной пены, а две точки крепления ручки являются также элементами крепления обивки к двери в средней ее части. Окантовка верхней кромки обивки, выполненная из нержавеющей стали, является также элементом крепежа обивки. Кроме этого обивка по боковым сторонам и низу крепится к двери пластмассовыми пистонами типа "елочка".
Багажник В задней части кузова расположен багажный отсек и отделен от салона металлической перегородкой. На полу багажного отделения закреплено запас кое колесо. Крышка багажника собрана и сварена из наружной панели, надетая к наружной панели и внутренней панели усиленной дополнительными деталями в местах крепления петель и замка. На специальный держатель, приваренный по периметру багажного отсека, установлен резиновый уплотнитель с металлическим перфорированным каркасом. При закрывании крышки для исключения контакта металла по металлу в задней части багажника на кузове и нижней части крышки установлены резиновые буферки. Регулирование положения крышки багажника осуществляется в результате некоторой свободы ее перемещений относительно петель при ослаблении крепежных болтов.
Лабораторное занятие 19.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы дверей, замков, капота, моторного отсека, багажника, стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и работе дверей, замков, капота, моторного отсека, багажника, стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления изучаемых автомобилей.
Обеспечивающие средства: макеты, плакаты, справочная, техническая и учебная литература. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- назначение и работу дверей, замков, капота, моторного отсека, багажника, стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления изучаемых автомобилей.
Провести исследование:
- работы стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления изучаемых автомобилей.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести исследование:
- работы стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления изучаемых автомобилей. Защиты от коррозии.
Контрольные вопросы
1. Назначение и работа дверей, замков, капота, моторного отсека?
2. Назначение и работа стеклоподъемников, стеклоочистителей?
3 Назначение и работа вентиляции и отопления?
4. Способы защиты от коррозии?
Г. Системы управления
Тематика курса. Рулевое управление
1.1.55. Назначение, устройство рулевого управления
1.1.56. Рулевая трапеция. Схема поворота автомобиля
1.1.57. Рулевой механизм, типы. Устройство и работа
1.1.58. НУР гидроусилителя рулевого управления
1.1.59. Неисправности и способы устранения
Назначение рулевого управления. Основные части рулевого управления. Схема поворота автомобиля. Назначение рулевой трапеции. Стабилизация управляемых колес. Рулевой механизм, назначение, типы, устройство, работа. Рулевой привод. Особенности рулевого привода при независимой подвеске управляемых колес. Понятие о люфтах рулевых тяг и люфте рулевого колеса.
Усилители рулевого привода, назначение, типы, устройство, работа. Влияние состояния рулевого управления на безопасность движения.
Самостоятельно: Устройство элементов рулевого управления. Неисправности рулевого управления, их признаки и способы устранения.
Краткое содержание курса
Рулевое управление служит для изменения или поддержания выбранного направления движения автомобиля и осуществления маневрирования ими.
Совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, называется рулевым управлением.
В общем случае рулевое управление состоит из трех основных частей: рулевого механизма, рулевого привода и усилителя.
На автомобилях малой грузоподъемности, легковых автомобилях усилитель может отсутствовать.
К рулевому управлению предъявляются специальные требования:
− обеспечение высокой маневренности, при которой возможны крутые и быстрые повороты на сравнительно ограниченных площадях;
− легкость управления, оцениваемая величиной усилия, прикладываемого к рулевому колесу;
− высокая надежность;
− обеспечение силового и кинематического следящего действия, то есть пропорциональности между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;
− минимальное боковое скольжение колес при повороте;
− минимальная передача толчков на рулевое колесо от ударов управляемых колес о неровности дороги;
− оптимальная упруго-силовая характеристика рулевого управления, определяющая его чувствительность и исключающая возможность возникновения автоколебаний управляемых колес;
− кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов.
Изменение направления движения автомобиля может осуществляться
четырьмя способами:
− поворотом управляемых колес (колес передней или задней оси, колес нескольких осей, колес всех осей);
Маневрирование поворотом управляемых колес является наиболее распространенным видом изменения направления движения колесной машины.
Следует учитывать, что чем меньше радиус поворота, тем меньшая ширина проезжей части дороги требуется для разворота машины. Расстановка управляемых колес при этом способе зависит от типа и назначения автомобиля.
В основном применяется вариант с одной передней парой управляемых колес.
Существует понятие положительного и отрицательного плеча обкатки.
Плечо обкатки − это расстояние от линии пересечения продольной плоскости вращения колеса с опорной поверхностью до точки пересечения оси поворота колеса с этой же поверхностью.
Если точка пересечения оси поворота колеса с дорогой лежит с внутренней стороны от плоскости вращения колеса, то плечо обкатки положительное, с наружной − отрицательное. На автомобилях, оборудованных диагональной системой гидравлического привода тормозов отрицательное плечо обкатки стабилизирует управляемость автомобиля в случае неравного давления в тормозной системе передних колес.
Управляемые колёса поворачиваются на ограниченный угол, равный, как правило, 28…350. Это делается для того, чтобы колёса при повороте не касались рамы, крыльев и других деталей машин.
Рулевой привод состоит из рулевой трапеции, рычагов и тяг, связывающих рулевой механизм с рулевой трапецией.
Поворот колёсной машины совершается вокруг центра поворота, расположенного в точке пересечения оси задних колёс и осей обоих управляемых колёс. Все колёса при этом катятся по дугам концентрических окружностей без скольжения. Для этого управляемые колёса (левое и правое) должны быть повёрнуты на разные углы, причём угол поворота внутреннего колеса больше угла поворота наружного колеса. Это достигается с помощью применения рулевой трапеции. При проектировании углы установки тяг трапеции обычно определяются при помощи геометрических построений.
В зависимости от компоновочных возможностей рулевую трапецию располагают перед передней осью (передняя рулевая трапеция) или за ней (задняя рулевая трапеция).
При зависимой подвеске колес применяют трапецию с цельной поперечной тягой; при независимой подвеске – только трапеции с расчленённой поперечной тягой, что необходимо для предотвращения самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях автомобиля на подвеске. С этой целью шарниры разрезной поперечной тяги должны располагаться так, чтобы колебания автомобиля не вызывали их поворота относительно шкворней.
Для определения геометрических параметров рулевой трапеции используют в большинстве случаев графические методы. Для изготовления поперечной тяги обычно применяют бесшовную трубу, на резьбовые концы которой навертывают наконечники с шаровыми пальцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схождение колес.
При зависимой подвеске, когда применяется неразрезная трапеция, регулирование выполняют поворотом поперечной тяги относительно наконечников (при освобождении стопорных гаек). Так как резьба, нарезанная на концах тяги, имеет разное направление, то поворот тяги вызывает изменение расстояния между шарнирами поперечной тяги. Часто шаг резьбы на разных концах тяги делают неодинаковым для более точной регулировки.
Наконечники продольной и поперечной тяг имеют сухари, охватывающие шаровую головку пальца поворотных рычагов. Основное отличие шарниров поперечной тяги от шарниров продольной тяги состоит в том, что в первых нет пружин, через которые передаются усилия в рулевом приводе. Наличие зазоров в шарнирах рулевого привода недопустимо, поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазоров в процессе изнашивания, что возможно, когда усилие нажимной пружины направлено по оси шарового пальца.
Рулевой механизм обеспечивает увеличение момента поворота на валу сошки, подведенного к рулевому колесу. Увеличение этого момента пропорционально угловому передаточному числу рулевого механизма.
Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.
Из условий компоновки рулевого механизма и требований пассивной безопасности рулевой вал может состоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами.
По конструкции рулевой пары рулевые механизмы классифицируются на шестеренные, червячные, винтовые, кривошипные.
Шестеренные рулевые механизмы выполняют в виде редуктора из зубчатых колес (применяются редко) или виде пары шестерня − рейка.
Реечные рулевые механизмы получили широкое применение на переднеприводных легковых автомобилях. К достоинствам реечных рулевых механизмов относятся простота и компактность конструкции, обеспечивающие им наименьшую стоимость по сравнению с механизмами других типов, высокий КПД (0,9…0,95) невысокая стоимость. Такой рулевой механизм может устанавливаться на внедорожниках (TOYOTA CRUSER PRADO). С реечным рулевым механизмом можно применять четырехшарнирный рулевой привод при независимой подвеске управляемых колес. Из-за высокого значения обратного КПД такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать только на легковых автомобилях малого класса, так как в этом случае толчки со стороны дороги, которые передаются на рулевое колесо, в некоторой степени могут поглощаться трением рейки и металлокерамического упора.
Червячные рулевые механизмы применяют как на легковых, так и на грузовых автомобилях, автобусах.
Наибольшее распространение получили червячно-роликовые рулевые механизмы. Рулевые пары состоят из глобоидального червяка и двух - или трехгребневого ролика. Глобоидальный червяк предназначен для увеличения рабочего угла поворота вала сошки. На некоторых грузовых автомобилях (УРАЛ-4320) устанавливают червячно-спироидные рулевые механизмы с боковым сектором. В рулевой паре этого типа обеспечивается достаточно малое давление на зубья шестерёнчатого зацепления при передаче больших усилий.
Винтовые рулевые механизмы могут иметь различное конструктивное исполнение: винторычажные (винт-гайка-рычаг) и винтореечные.
Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как они имеют низкий КПД и не могут регулировкой компенсировать износ.
Винтореечные механизмы нашли широкое распространение на грузовых автомобилях различных типов (ЗИЛ, КАМАЗ, МАЗ и др.) Эти механизмы, включающие в себя винт, шариковую гайку-рейку и сектор, выполненный за одно целое с валом сошки, имеют высокий КПД в обоих направлениях (0,8…0,85). Однако без усилителя, воспринимающего толчки со стороны дороги, его целесообразно устанавливать только на легковые автомобили малого класса.
Кривошипные рулевые механизмы применяют сравнительно редко. До середины сороковых годов они устанавливались только на грузовых автомобилях отдельных моделей.
К конструкциям рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований:
− высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулевого колеса) для облегчения управления автомобилем и несколько пониженный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков, передаваемых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности;
− обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес;
− минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтральном положении управляемых колес и в некотором диапазоне углов поворота (беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования зазора в процессе эксплуатации (эти регулировки оговариваются в инструкции на эксплуатацию машины);
− заданный характер изменения передаточного числа рулевого механизма при разных углах поворота;
− травмобезопасность рулевого механизма, (с учётом специальных мер пассивной безопасности);
− технологичность при изготовлении, надёжность в эксплуатации, простота обслуживания.
Усилители рулевых управлений устанавливают на многих моделях легковых и грузовых автомобилей, на автобусах. Они применяются для облегчения управления машиной, повышения её маневренности, увеличения безопасности движения.
Однако применение усилителя несколько ухудшает стабилизацию управляемых колес, что приводит к незначительному повышению износа шин.
В настоящее время применяются гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные усилители рулевых управлений.
Усилитель, включенный в рулевое управление, имеет следующие обязательные элементы: источник питания (в пневмоусилителе – компрессор, в гидроусилителе ─ гидронасос, в электроусилителе − электродвигатель); распределительное устройство; исполнительное устройство ─ пневмо - или гидроцилиндр, электросоленоид или другой механизм. создающие необходимое усилие в рулевом приводе.
Распределительное устройство (со следящим механизмом) регулирует подачу энергии к исполнительному механизму и осуществляет поворот управляемых колес (осей) пропорционально углу поворота управляемых колес.
К рулевым усилителям предъявляют следующие требования:
− обеспечение кинематического и силового следящего действия;
− сохранение управления автомобилем при выходе из строя усилителя;
− обеспечение минимального времени срабатывания усилителя;
− минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;
− полное исключение любой возможности произвольного включения от толчков управляемых колес;
− малое время срабатывания;
− поглощение ударов и толчков, воспринимаемых управляемыми колесами со стороны дороги;
− удобство и лёгкость управления;
− травмобезопасность.
Наибольшее распространение получили гидроусилители золотникового типа, которые при различных компоновках распределительного и исполнительного механизмов позволяют улучшать конструктивные и эксплуатационные параметры машин. К основным механизмам таких гидроусилителей относятся гидронасос, распределитель, гидроцилиндр и вспомогательные устройства.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего предназначено рулевое управление?
2. Перечислите требования, предъявляемые к рулевому управлению.
3.Какими способами может осуществляться изменение направления движения автомобиля?
4. Что понимается под кинематическим и силовым следящим действием рулевого управления?
5. Назовите типы и общую конструкцию рулевой трапеции автомобиля.
6. Что называется центром поворота колёсной машины?
7. Как регулируются развал и схождение управляемых колес?
8. Для чего выполняются продольный и поперечный наклоны шкворня?
9. В чём заключаются особенности конструкции шарниров рулевых тяг?
10. В чём заключается разница рулевых трапеций у зависимой и независимой подвесок автомобилей?
11. Что называется стабилизацией управляемых колёс?
12. Какие рулевые колонки обеспечивают травмобезопасность работы?
13. Какие операции выполняются при техническом обслуживании рулевого привода?
14. Для чего предназначен рулевой механизм?
15. Как классифицируются рулевые механизмы?
16. Назовите преимущества и недостатки реечных рулевых механизмов.
17. Перечислите требования, предъявляемые к рулевым механизмам.
18. В чём состоит особенность устройства и принцип действия червячного рулевого механизма автомобиля?
19. Как осуществляется смазка рулевых механизмов?
20. Какие требования предъявляются к рулевым механизмам?
21. В чём заключается регулировка рулевого механизма?
22. Перечислите требования, предъявляемые к рулевым усилителям.
23. Назовите недостатки рулевых усилителей.
24. Из каких основных элементов состоит рулевой усилитель?
25. Назовите устройство и принцип действия рулевого гидроусилителя.
26. Каким образом обеспечивается силовое и кинематическое следящее действие рулевого усилителя?
27. Какие типы гидроусилителей руля применяются в настоящее время?
Лабораторное занятие 20. – 2 часа.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы рулевых механизмов, рулевых приводов и их усилителей.
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и принципу работы рулевых управлений автомобилей.
Выяснить следующие понятия: кинематическое передаточное число рулевого механизма; силовое передаточное число левого привода; минимальный радиус поворота автомобиля; максимальные углы поворота управляемых колес.
Обеспечивающие средства: макет рулевого управления. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- основные элементы рулевых управлений автомобилей;
- устройство и работу рулевых механизмов различного типа;
- устройство и работу гидроусилителя руля;
- устройство и работу следящих систем гидроусилителя руля;
- устройство и работу узлов и деталей рулевого привода.
Провести измерения:
- активной длины сошки, левого и правого поворотных рычагов;
- приращение углов поворота рулевого колеса и сошки.
Провести исследование влияния:
- шкворневой колеи «В» на параметры рулевой трапеции (длину и угол наклона рычагов поворотных цапф, поперечной тяги и т. д.);
- угла поперечного наклона шкворня на возврат колес к прямолинейному движению.
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете до-
пускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- активной длины сошки, левого и правого поворотного рычагов;
- приращение углов поворота рулевого колеса и сошки.
Провести исследование влияния:
- шкворневой колеи «В» на параметры рулевой трапеции (длину и угол наклона рычагов поворотных цапф, поперечной тяги и т. д.);
- угла поперечного наклона шкворня на возврат колес к прямолинейному движению.
Вычертить принципиальную схему рулевого управления:
- автомобиля с одной парой управляемых колес.
Рассчитать кинематическое и силовое передаточное число рулевого механизма и углы поворота внутреннего управляемого колеса в зависимости от угла поворота наружного управляемого колеса.
Контрольные вопросы
1. Назначение, классификация и принцип работы рулевого управления.
2. Требования к рулевому управлению.
3. Каковы основные элементы рулевого управления и их назначение?
4. Расскажите устройство и принцип работы гидроусилителей руля различного типа.
5. Назначение, устройство и работа следящих систем гидроусилителя руля.
6. Перечислите конструктивные особенности рулевых управлений автомобилей.
Тематика курса. Тормозная система
1.1.60. Назначение, устройство тормозной системы. Типы тормозных систем
1.1.61. Стояночная тормозная система
1.1.62. Гидравлический привод тормозов
1.1.63. Пневматическая тормозная система. Компрессор. Тормозной кран
1.1.64. НУР приборов тормозной системы. Тормозной привод прицепа
1.1.65. Антиблокировочные тормозные системы, инерционный тормоз прицепов
1.1.66. Проверка технического состояния тормозных систем
1.1.67. Возможные неисправности тормозов и способы их устранения
Назначение и основные типы тормозных систем. Основные части тормозной системы. Расположение основных элементов тормозной системы на автомобиле. Тормозные механизмы, их типы, конструкция и работа.
Тормозные приводы, назначение, типы приводов.
Устройство и работа механического, гидравлического и пневматического приводов тормозных механизмов. Усилители тормозных приводов, назначение, типы. Антиблокировочные системы – устройство и работа.
Самостоятельно: Устройство элементов тормозных систем. Неисправности тормозных систем, их признаки, причины, способы устранения.
Краткое содержание курса
Тормозные системы автомобилей служат для замедления движения вплоть до полной остановки и удержания на месте стоящей машины.
Тормозные системы являются важнейшим средством обеспечения активной безопасности, поэтому к ним предъявляются повышенные требования:
− минимальный тормозной путь, а также максимальное установившееся замедление машины в соответствии с требованиями ГОСТ 22895-77;
− сохранение устойчивости машины при торможении;
− стабильность тормозных свойств при многократных торможениях;
− минимальное время срабатывания тормозного привода;
− обязательное силовое следящее действие тормозного привода, то есть пропорциональность между усилием на педали и приводным моментом;
− отсутствие органолептических явлений (слуховых, обонятельных и др.);
− надёжность всех элементов тормозных систем машин (на протяжении гарантированного ресурса работы).
Тормозное управление должно включать следующие тормозные системы: рабочую, запасную, стояночную и вспомогательную.
Рабочая тормозная система обеспечивает снижение скорости движения и
остановку машины, запасная тормозная система − остановку машины в случае выхода из строя рабочей тормозной системы, а стояночная − удержание остановленной машины на месте без ограничения времени. Вспомогательная тормозная система обязательна для транспортных средств с полной массой более 12 т, а также для автомобилей, эксплуатируемых в горных условиях.
Вспомогательная тормозная система − тормоз-замедлитель, ограничивающий скорость движения на длительных спусках, выполняется независимой от других тормозных систем.
Для автопоездов применяются тормозные системы, обеспечивающие эффективное торможение прицепа, полуприцепа и тягача.
Каждая из перечисленных тормозных систем включает один или несколько тормозных механизмов и тормозной привод. Наиболее широко для автомобилей применяются фрикционные тормозные механизмы. На легковых автомобилях большого класса часто используются только дисковые тормозные механизмы. На легковых автомобилях малого и среднего классов чаще всего используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные на задних колесах. На грузовых автомобилях в основном устанавливают барабанные колодочные тормозные механизмы.
Тормозной привод может быть механическим, гидравлическим, пневматическим, электрическим, комбинированным. Механический привод используют в стояночной тормозной системе. Тормозной гидропривод применяют на всех легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Тормозной пневмопривод применяют для автомобилей большой грузоподъемности. Для некоторых автомобилей применяется комбинированный тормозной привод, чаще всего − это пневмогидравлический привод.
Конструкции дисковых тормозных механизмов могут выполняться с неподвижной и плавающей скобой. Плавающая скоба имеет значительно меньшую ширину по сравнению с неподвижной, что позволяет легко обеспечить отрицательное плечо обкатки. Основным достоинством дискового тормозного механизма является его хорошая стабильность. Кроме того, дисковые тормозные механизмы обладают другими существенными достоинствами:
− меньшая чувствительность к попавшей на накладки воде, по сравнению с барабанным тормозным механизмом (давление накладок, в 3…4 раза превосходит давление колодок барабанного тормозного механизма, что
объясняется их меньшей площадью);
− возможность увеличения передаточного числа тормозного;
− хорошее охлаждение тормозного диска;
− меньшая масса по сравнению с барабанным;
− автоматическое постоянное регулирование зазора между накладками и тормозным диском.
Барабанные тормозные механизмы выполняются в основном по четырём конструктивным схемам:
− с равными приводными силами и односторонним расположением опор;
− с равными приводными силами и разнесенными опорами;
− с равными перемещениями колодок;
− с большим самоусилением.
Тормозные механизмы регулируют для поддержания необходимого зазора между диском и накладками, между барабаном и колодками. В эксплуатации этот зазор изменяется вследствие изнашивания фрикционных элементов.
Регулировка рабочего зазора между накладкой и тормозным барабаном в зависимости от конструкции тормозного механизма может быть монтажной и эксплуатационной.
Монтажная регулировка осуществляется при сборке тормозного механизма или при нарушении концентричности установки колодок; регулировка осуществляется поворотом эксцентрических пальцев, на которых шарнирно фиксируются колодки.
При эксплуатации зазор регулируют в расторможенном положении механизмом, состоящим из вала с червяком и червячного колеса, при помощи которого поворачивается вал с разжимным кулаком, устанавливая колодки с необходимым зазором.
Тормоза-замедлители могут быть различных конструкций для различных
типов автомобилей. Машины, имеющие гидромеханическую трансмиссию, имеют тормоза-замедлители, которые создают замедление вращения ротора.. Применяются также механические и электрические тормоза-замедлители.
Механический тормозной привод применяется для стояночной тормозной системы. Он должен обеспечить высокую надежность при длительном действии. На легковых автомобилях в качестве стояночного тормозного механизма в основном используют тормозные механизмы задних колес с рычажно-тросовым приводом.
К достоинствами гидропривода относятся малое время срабатывания;
равенство приводных сил на тормозных механизмах левых и правых колес; удобство компоновки; высокий КПД; возможность распределения тормозных усилий между тормозными механизмами передних и задних колес в результате применения рабочих цилиндров разного диаметра; простоту обслуживания.
К недостаткам тормозного гидропривода относят снижение КПД при низких температурах; невозможность длительного торможения, так как значительное давление жидкости в приводе (до 10…12 МПа) в течение длительного времени уменьшается из-за негерметичности уплотнений; возможность выхода из строя тормозной системы при местном повреждении привода.
В гидроприводе применяются специальные тормозные жидкости, к которым предъявляются особые требования. На современных автомобилях обязателен двухконтурный привод.
При выходе из строя одного контура обеспечивается возможность торможения неповрежденным контуром. Современные конструкции гидропривода тормозов являются гидростатическими, основанными на несжимаемости жидкости.
Они включают главный тормозной цилиндр, колёсные цилиндры, трубопроводы, регулятор тормозных сил, предотвращающий вероятность возникновения юза задних колес при торможении, а также вакуумный усилитель.
Тормозной пневмопривод применяется на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и на автобусах. К достоинствам пневмопривода следует отнести облегчение управления; удобство привода тормозных систем прицепа и полуприцепа; возможность использования сжатого воздуха для различных целей.
К недостаткам пневмопривода можно отнести сложность производства и обслуживания, сравнительно высокую стоимость, постоянную затрату мощности на привод компрессора, большее время срабатывания (в 5…10 раз больше, чем у гидропривода). Пневмопривод включает ряд элементов: питающие − компрессор, ресиверы; управляющие − тормозные краны, клапаны управления тормозами прицепа или полуприцепа; исполнительные − тормозные камеры; регулирующие − регулятор давления, создаваемого компрессором, регулятор тормозных сил и др.; элементы, улучшающие надежность привода и его эксплуатационные качества, − влагоотделители, защитные клапаны, контрольные и сигнальные системы. Один из основных недостатков тормозного пневмопривода − повышенное время срабатывания, которое особенно значительно проявляется у длинномерных автопоездов. С целью снижения этого недостатка применяются электропневматические приводы.
В конструкциях тормозных гидроприводов широко применяются двухконтурные схемы. В этом случае применяют главный тормозной цилиндр, в котором имеются две секции с автономным их питанием тормозной жидкостью.
Каждая секция обеспечивает торможение одной пары колёс. В последнее время в гидроприводах тормозных систем получила распространение двухконтурная диагональная схема тормозного привода. В этой схеме один контур связывает тормозные механизмы левого переднего и правого заднего колес, а другой − правого переднего и левого заднего колес. При выходе из строя одного из контуров сохраняется 50% тормозной эффективности (вместо 30% по установленным нормам). Однако такая схема может применяться только при отрицательном плече обкатки управляемых колес, иначе автомобиль при торможении будет терять устойчивость в результате появления разворачивающего момента. Реже применяется разделение контуров на привод отдельно передних и задних колёс, а также другие варианты.
По требованиям отечественных и зарубежных нормативных документов пневмопривод рабочей тормозной системы должен иметь не менее двух независимых контуров. Современные автомобили с тормозным пневмоприводном помимо независимых контуров рабочей тормозной системы имеют обычно независимые контуры других тормозных систем (в частности, у автопоездов).
Усилители тормозных приводов предназначены для снижения усилия на тормозной педали при торможении машины. На легковых автомобилях, оснащенных гидроприводом тормозной системы устанавливают, как правило, вакуумные (гидровакуумные) усилители тормозного привода. Вакуумный усилитель, у которого привод к следящему устройству гидравлический, называется гидровакуумным.
На грузовых автомобилях и автобусах в зависимости от типа тормозного привода применяются как вакуумные усилители, так и пневмоусилители.
Основные требования к усилителю включают обеспечение пропорциональности между усилием на тормозной педали и усилием, создаваемым усилителем (силовое следящее действие), возможность управления тормозной системой при выходе усилителя из строя или при неработающем двигателе.
Каждый усилитель включает исполнительное и следящее устройства.
Исполнительное устройство может быть выполнено в виде мембранной или поршневой вакуумной камеры. Следящее устройство включает чувствительный элемент и два клапана − вакуумный и атмосферный. Чувствительный элемент может быть мембранным, рычажным, упругоэластичным. Следящее устройство в некоторых конструкциях усилителей размещается отдельно от исполнительного механизма.
В некоторых конструкциях усилителей с целью увеличения коэффициента усиления применяют вакуумные усилители с двумя вакуумными камерами, установленными последовательно, с общим следящим механизмом.
Регуляторы тормозных сил устанавливают в системах как с гидроприводом, так и с пневмоприводом. Основное назначение регулятора − ограничение тормозных сил на задних колесах для предотвращения их юза и возможного заноса. Иногда для улучшения управляемости машины на дорогах с низким коэффициентом сцепления регулятор тормозных сил дополнительно устанавливают в тормозном приводе передних колёс.
Существующие регуляторы тормозных сил можно разделить на две группы: статические и динамические. Статические регуляторы ограничивают давление в той ветви тормозного привода, где установлен регулятор, причём только в зависимости от командного давления, то есть от давления, создаваемого нажатием на тормозную педаль. Статические регуляторы могут быть с клапаном-ограничителем (отсечной клапан давления) и с пропорциональным клапаном.
Динамические регуляторы ограничивают давление в тормозном приводе в зависимости как от командного давления, так и от изменения нагрузки на задние колеса. Они могут быть с отсечным клапаном, с пропорциональным клапаном и лучевые (для пневмопривода). Динамические регуляторы с отсечным клапаном не получили распространения, так как их применение приводит к значительному недоиспользованию сцепных свойств задних колес, что снижает тормозную эффективность машины. В основном применяются регуляторы с пропорциональным клапаном и лучевые.
Применение регулятора тормозных сил на автомобиле связано с некоторой потерей тормозной эффективности (на 10…15%), так как предотвращение юза задних колес достигается их недотормаживанием. Назначение АБС − обеспечение оптимальной тормозной эффективности (минимального тормозного пути) при сохранении устойчивости и управляемости автомобиля.
Коэффициент сцепления эластичного колеса зависит не только от состояния дорожной поверхности и от коэффициента скольжения колеса
относительно этой поверхности в процессе торможения, но и от ряда других факторов. В частности, на величину коэффициента сцепления оказывает влияние скорость колеса при торможении, а также свойства самого колеса. Коэффициент скольжения выражает разницу между скоростью автомобиля и скоростью вращения колеса. Для большинства типов дорожных поверхностей максимальный коэффициент сцепления достигается при скольжении колеса равном 20%, что означает, что скорость вращения колеса на 20% меньше скорости автомобиля. Основной задачей АБС является поддерживание в процессе торможения относительного скольжения колес в узких пределах вблизи оптимального значения. В этом случае обеспечиваются оптимальные характеристики торможения. Для этой цели необходимо автоматически регулировать в процессе торможения подводимый к колесам тормозной момент. Независимо от типа и конструкции современная АБС состоит из трех главных элементов:
− датчиков, функцией которых является выдача информации, в зависимости
от принятой системы регулирования, от угловой скорости колеса, от давления рабочего тела в тормозном приводе, от замедления автомобиля и др.;
− блока управления системой (как правило, электронного, куда поступает информация от датчиков), который после логической обработки поступившей информации дает команду исполнительным механизмам;
− исполнительных сервомеханизмов (модуляторов давления), которые в
зависимости от поступившей из блока управления команды снижают,
повышают или удерживают на постоянном уровне давление в тормозном приводе колес.
Процесс работы АБС может проходить по двух- или трёхфазному циклу.
При двухфазном цикле первая фаза − нарастание давления, а вторая фаза − сброс давления. При трёхфазном цикле первая и вторая фазы такие же, а третья фаза − поддержание давления на постоянном уровне. С точки зрения тормозной эффективности наилучшей схемой построения АБС считается схема с автономным регулированием каждого колеса. АБС применяются как в гидроприводе, так и в пневмоприводе тормозов.
Сложность, высокая стоимость и не всегда достаточная надёжность электронных АБС определяют использование в настоящее время механических или электромеханических АБС (в частности, в приводе тормозов прицепов).
На современных автопоездах в основном применяются пневматические тормозные системы. Пневмооборудование, в том числе тормозное, таких автопоездов достаточно сложное. Оно включает несколько десятков механизмов, систем и приборов.
Как правило, пневмопривод тягача автопоезда включает несколько автономных контуров: контур привода тормозных механизмов передних колес, контур привода тормозных механизмов задних колес, контур привода стояночного тормозного механизма, контур привода тормоза-замедлителя и питания потребителей, контур аварийного растормаживания стояночного тормозного механизма и др. К этому следует добавить тормозную систему прицепа или полуприцепа.
В зависимости от применяемого оборудования тягач и прицеп могут соединяться по однопроводной, двухпроводной или комбинированной схемам. Основным недостатком однопроводной системы является так называемая «истощаемость» − при неоднократных и частых торможениях, например на спуске, сжатый воздух из ресивера прицепа расходуется, давление в нем падает, не получая зарядки от компрессора. По этой причине в настоящее время на подавляющем большинстве автопоездов устанавливается двухпроводная система тормозного пневмопривода.
Преимуществами двухпроводной системы является непрерывная зарядка ресивера прицепа, что обеспечивает надежное пользование тормозами при многократном торможении, и меньшее время срабатывания (в 1,5…2 раза по сравнению с однопроводной системой). Двухпроводные системы сложнее и дороже, поэтому компромиссным решением может стать применение комбинированной системы.
Современные тормозные системы автопоездов (особенно большой грузоподъёмности) междугородних и международных перевозок обязательно выполняются в соответствии с действующими нормативными документами, в частности ЕЭК ООН № 13.
Безопасность работы автотранспортных средств во многом определяется техническим состоянием их тормозных систем. Поэтому постоянный контроль и, при необходимости, соответствующие регулировки и ремонт тормозных механизмов и приводов актуальны и необходимы.
Современные требования к диагностике, техническому обслуживанию и
ремонту тормозных систем предусматривают использование автоматизированных систем и специальных стендов с компьютерным обеспечением получения информации.
Состояние трубопроводов и шлангов гидравлического привода проверяется ежедневно перед выездом из гаража и при возвращении в него, а также при других видах технического обслуживания. Особенно тщательно необходимо следить за тем, чтобы не было подтеканий тормозной жидкости из-за нарушения герметичности гидропривода. Жидкость может просачиваться в соединениях трубопроводов и гибких шлангов, из цилиндров вследствие попадания грязи под манжеты, в результате появления царапин на рабочей поверхности цилиндров и разбухания или разрыва манжет. Эти неисправности устраняют подтяжкой резьбовых соединений в трубопроводах, промывкой цилиндров или заменой неисправных деталей.
Гидравлический привод колесных тормозов проверяется в такой последовательности: проверяется и регулируется свободный ход педали
тормоза, проверяется уровень и при необходимости доливается тормозная жидкость в главный цилиндр, удаляется воздух из системы. Современные тормозные жидкости «Роса ДОТ-3», «Роса ДОТ-4» и др. заменяются как минимум раз в три года.
Износ тормозных колодок и барабана, а также накладок и диска увеличивают свободный ход тормозной педали, что резко снижает безопасность движения. Поэтому они требуют периодичной замены. Состояние трубопроводов и шлангов пневматического привода проверяется ежедневно перед выходом в рейс и по возвращении из него. Места утечки воздуха определяют на слух или смачиванием проверяемых соединений мыльной водой. Утечку воздуха через соединения трубопроводов устраняют подтяжкой соединений. Неисправные трубки и шланги заменяют.
Техническое состояние компрессора проверяется по скорости восстановления давления воздуха в системе до нормы после каждого торможения. Натяжение и состояние ремня привода компрессора проверяют при ежедневном обслуживании. Кроме того, проверяется состояние регуляторов давления, предохранительных клапанов, тормозных камер и приборов контроля.
Конденсат из ресиверов и баллонов необходимо обязательно удалять при каждом техническом обслуживании, а при минусовой температуре окружающего воздуха − ежедневно.
Регулирование тормозного привода должно обеспечить необходимый свободный ход тормозной педали, одновременность включения тормозных механизмов и идентичность тормозных усилий, создаваемых этими механизмами.
Стояночный тормоз должен удерживать машину на уклоне не менее 18%.
При необходимости он регулируется в соответствии с рекомендациями инструкции по эксплуатации автомобиля или трактора.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите назначение и типы автомобильных тормозных систем.
2. Назовите требования, предъявляемые к тормозным системам
автомобилей, колесных и гусеничных тракторов.
3. Какие элементы включает тормозная система?
4. Перечислите виды и особенности тормозных механизмов.
5. В чём заключается принцип действия тормозов-замедлителей?
6. Назовите основные виды и особенности тормозных приводов.
7. Назовите виды тормозных механизмов.
8. Перечислите достоинства и недостатки дисковых тормозных механизмов
по сравнению с барабанными тормозными механизмами.
9. Назовите достоинства и недостатки гидравлических тормозных приводов.
10. Назовите достоинства и недостатки пневматических тормозных приводов.
11. Из каких механизмов состоит гидравлический привод тормозов?
12. Из каких механизмов состоит пневматический привод тормозов?
13. Для чего выполняется разделение тормозных контуров?
14. В чем состоят преимущества диагональной схемы гидропривода?
15. Назовите основные схемы гидроприводов тормозов.
16. Назовите особенности разделения тормозных контуров у автопоездов.
17. Как достигается увеличение усилия в тормозном приводе при снижении усилия на педали тормоза?
18. В чём заключаются конструктивные особенности и принцип действия гидровакуумного усилителя тормозного привода?
19. Дайте определение силового следящего действия усилителя тормозов.
20. Чем обеспечивается силовое следящее действие пневмоусилителя?
21. Какие механизмы усилителей тормозов являются исполнительными?
22. Перечислите типы регуляторов тормозных сил.
23. В чём заключаются назначение и особенности конструкции статического и динамического регуляторов тормозных сил?
24. Какие регуляторы применяются в пневмоприводе тормозов?
25. В чём заключается назначение антиблокировочной системы тормозов автомобилей и автопоездов?
26. На чём основан принцип действия АБС?
27. Какие элементы включает АБС тормозной системы любого типа?
28. Назовите схемы применения АБС на автомобиле.
29. В чём состоят преимущества тормозных систем с АБС?
30. Назовите типы и особенности конструкции тормозных систем прицепов.
31. В чём состоят преимущества двухпроводной тормозной системы по сравнению с однопроводной?
32. Объясните принцип действия и конструктивные особенности тормозной системы прицепа, оборудованного по двухпроводной схеме.
33. Какие необходимые работы выполняются при различных технических обслуживаниях тормозов с гидроприводом?
34. Какие необходимые работы выполняются при техническом обслуживании тормозов с пневмоприводом?
35. Какие необходимые работы выполняются при техническом обслуживании тормозов с комбинированным приводом (гидропневматическим)?
36. Назовите порядок замены тормозной жидкости в гидроприводе.
37. Перечислите тормозные жидкости, взаимозаменяемые с тормозной жидкостью «Роса» «ДОТ-3».
38. Как удалить воздух из гидропривода тормозов?
39. Зачем необходимо удалять конденсат из пневмопривода тормозов?
40. В чём заключается проверка и регулировка натяжения ремня привода компрессора на автомобилях?
41. Как регулируется стояночный тормоз с механическим приводом?
42. Какие особенности имеет техническое обслуживание тормозной системы автопоезда?
Лабораторное занятие 21-22.
Выполнение заданий по изучению устройства и работы тормозных систем с гидравлическим и пневматическим приводом
Цели и задачи работы: развить профессиональные компетенции по назначению, конструктивным особенностям и принципу работы тормозных систем автомобилей; показателям тормозных свойств автомобилей: максимальное замедление, время торможения, тормозной и остаточный путь.
Выяснить следующие понятия: тормозной момент удержания автомобиля на уклоне; тормозная мощность двигателя. Требования к тормозным системам.
Обеспечивающие средства: стенды тормозной системы автомобилей, работы тормозной системы автомобиля. Инструктивные карты; компьютер; интерактивная доска.
Задания
Освоить:
- типы тормозных систем и сферы их применения; назначение, принцип работы, устройство тормозных механизмов;
- назначение и принцип работы основных элементов пневматического и
комбинированного приводов; устройство и принцип работы усилителей тормозных систем;
- устройство и принцип работы стояночной тормозной сипы, моторного тормоза;
- принцип работы и устройство следящих приводов торных систем и регуляторов тормозных сил.
Провести измерения:
- параметров тормозного механизма (диаметр барабана, ширина накладки, угол охвата накладки);
- активной поверхности диафрагмы тормозной камеры;
- активных длин тормозных рычагов.
Провести исследования:
- эффективности работы колодочных тормозов с различным расположением опор (разнесенные опоры, с самоусилением);
- влияния на тормозные свойства машин коэффициента учета вращающихся масс;
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
- вводную часть, в которой раскрывается цель работы, кратко излагается последовательность выполнения лабораторной работы;
- основную часть, содержащую схемы и описания установки, методику проведения лабораторной работы, расчетный материал;
- заключительную часть, включающую анализ и обобщение полученных результатов, формирование вывода.
Каждый студент оформляет отчет по лабораторной работе. В отчете допускаются лишь общепринятые сокращения и обозначения.
Технология работы
Провести измерения:
- параметров тормозного механизма (диаметр барабана, ширина накладки, угол охвата накладки);
- активной поверхности диафрагмы тормозной камеры;
- активной длины тормозных рычагов.
Провести исследования:
- эффективности работы колодочных тормозов с различным расположением опор (разнесенные опоры, с самоусилением);
- влияния на тормозные свойства машин коэффициента учета вращающихся масс;
Вычертить:
- принципиальную схему пневматического и комбинированного привода тормозов;
- схему тормозного механизма и рассчитать его тормозной момент.
Определить тормозную мощность, развиваемую тормозными механизмами
при торможении автомобиля.
Контрольные вопросы
1. Типы и назначение тормозных систем.
2. Назначение, устройство и принцип работы отдельных элементов тормозных систем.
3. Конструктивные особенности тормозных механизмов.
4. Принцип работы пневматического и комбинированного приводов тормозов.
5. Принцип работы моторного тормоза.
6. Конструктивные особенности и принцип работы стояночного тормоза автомобиля .
7. Принцип работы следящих систем тормозного привода.
8. Как проверить исправность тормозов?
Лабораторные работы по разделу 1 Организация и проведение работ по обслуживанию и ремонту автомобильного транспорта МДК 01.01 Устройство автомобилей профессионального модуля ПМ 01 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта. Тема 1.1 Устройство автомобилей
№ Лабораторной работы Наименование лабораторной работы Количество часов
А. Двигатель 18
Лабораторное занятие 1. Выполнение заданий по изучению устройства и работы КШМ бензинового двигателя 2
Лабораторное занятие 2. Выполнение заданий по изучению устройства и работы КШМ дизельного двигателя 2
Лабораторное занятие 3. Фазы газораспределения, их влияние на работу двигателя 2
Лабораторное занятие 4. Выполнение заданий по изучению устройства и работы ГРМ карбюраторного двигателя и дизельного 2
Лабораторное занятие 5. Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, механизмов и приборов системы охлаждения 2
Лабораторное занятие 6. Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, механизмов и приборов систем смазки 2
Лабораторное занятие 7. Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов и приборов системы питания бензинового двигателя 2
Лабораторное занятие 8. Выполнение заданий по изучению узлов, механизмов и приборов системы питания дизельного двигателя 2
Лабораторное занятие 9. Выполнение заданий по изучению устройства и работы узлов, приборов, арматуры системы питания от газобаллонной установки 2
Б. Трансмиссия 10
Лабораторное занятие 10. Выполнение заданий по изучению устройства и работы сцеплений и их приводов 2
Лабораторное занятие 11. Выполнение заданий по изучению устройства и работы 4-х ступенчатой КПП с частичной разборкой 2
Лабораторное занятие 12. Выполнение заданий по изучению устройства и работы 5-ти ступенчатых КП с частичной разборкой 2
Лабораторное занятие 13. Выполнение заданий по изучению устройства и работы карданных передач разных типов 2
Лабораторное занятие 14. Выполнение заданий по изучению устройства и работы мостов 2
В. Несущая система, подвеска, колеса. Рама 10
Лабораторное занятие 15. Выполнение заданий по изучению рамы и тягово-сцепного устройства 2
Лабораторное занятие 16. Выполнение заданий по изучению работы и устройства передних управляемых мостов 2
Лабораторное занятие 17. Выполнение заданий по изучению работы и устройства подвесок 2
Лабораторное занятие 18. Выполнение заданий по изучению работы и устройства элементов колёс и шин 2
Лабораторное занятие 19. Выполнение заданий по изучению устройства и работы дверей, замков, капота, моторного отсека, багажника, стеклоподъемников, стеклоочистителей, вентиляции и отопления 2
Г. Системы управления
6
Лабораторное занятие 20. Выполнение заданий по изучению устройства и работы рулевых механизмов, рулевых приводов и их усилителей 2
Лабораторное занятие 21. Выполнение заданий по изучению устройства и работы тормозных систем с гидравлическим приводом 2
Лабораторное занятие 22. Выполнение заданий по изучению устройства и работы тормозных систем с пневматическим приводом 2
Итого: 44