16. Классическая и транзисторная системы зажигания. Приборы систем зажигания (катушка и свечи зажигания)
Исторически сложилось так, что для первых бензиновых моторов использовалась батарейная (аккумуляторная) система зажигания, основанная на эффекте самоиндукции. Самой первой была контактная, ставшей впоследствии классической, система. По мере совершенствования автомашины развивались и его отдельные компоненты, так появилась контактно транзисторная система зажигания. На примере сравнения этих двух систем можно проследить, как происходило развитие самого автомобиля.
О принципах работы классической системы зажигания
Надо сразу отметить, несмотря на простоту, изящество примененных технических решений. Схема подобной системы приведена на рисунке ниже:
Работа осуществляется следующим образом – при повороте ключа в замке через контакты прерывателя и обмотку (первичную) катушки, называемой еще бобиной, начинает протекать ток. Когда размыкаются контакты прерывателя, цепь разрывается, и в первичной обмотке бобины прекращается ток. Но благодаря эффекту самоиндукции в обмотке (вторичной) появляется напряжение. А так как число витков обеих обмоток существенно различается (во вторичной витков больше), величина вторичного напряжения может достигать десятков киловольт. Это напряжение, через распределитель, поступает на нужную свечу, где возникает искра, которая и поджигает бензин в цилиндрах двигателя. Все просто и красиво, и такая схема прекрасно работала на первых моторах. Недостатки, которыми она обладает, начали проявляться, когда у бензинового двигателя стало:
увеличиваться число цилиндров;
повышаться число оборотов, развиваемых двигателем, двигатели стали высокооборотистыми;
возможным увеличивать степень сжатия в цилиндрах;
практиковаться использование обедненных смесей.
Кроме того, недостатком надо считать низкую надежность, в первую очередь обусловленную обгоранием контактов прерывателя, из-за чего порой переставала работать вся система зажигания. Естественно, никто с этим мириться не собирался, и появилась контактно транзисторная система зажигания.
Новый этап развития
Основным элементом, благодаря которому новая схема приобрела улучшенные характеристики, относительно прежней, классической, стал транзистор. Причем он явился причиной, что контактно-транзисторная система зажигания получила новый узел – коммутатор.
Свеча зажигания: Свеча зажигания служит для образования электрической искры непосредственно в цилиндре двигателя.
Катушка зажигания: Катушка зажигания служит для преобразования тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (15-24 тыс. В).
17. Направления совершенствования конструкций автомобиля, бензинового и дизельного двигателей
Конструкция современного автомобиля развивается одновременно в нескольких направлениях, среди которых:
1. Повышение безопасности. Автомобиль является объектом повышенной опасности, что определяет развитие различных систем безопасности. Широкое распространение получили системы активной безопасности, в том числе антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости. Значительно повышается защищенность водителя и пассажиров с применением средств пассивной безопасности.
2. Повышение топливной экономичности. Расход топлива в значительной степени зависит от конструкции двигателя и коробки передач. Экономичность двигателя обеспечивается применением системы непосредственного впрыска, системы впрыска Common Rail. Экономия топлива достигается также за счет снижения массы автомобиля путем применения прочных сталей, легких металлов и пластиков.
3. Повышение экологической безопасности. Автомобиль является источником загрязнения окружающей среды, что стимулирует непрерывное повышение экологической безопасности. Современные экологические нормы Евро-5, которыми автопроизводители руководствуются с 2005 года, предполагают снижение вредных выбросов и уровня шума за счет изменений в выпускной системе, применения системы управления двигателем.
4. Повышение комфортности. Охватывает широкий круг вопросов и связано со стремлением автопроизводителей создавать автомобили, наиболее полно отвечающие индивидуальным запросам потребителей. Вошло в практику применение автоматической коробки передач, рулевого управления с усилителем, системы климат-контроля. Самые продвинутые модели оснащаются адаптивной подвеской, системой активного головного света.
Совершенствование двигателей: В последние годы, благодаря появлению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением и двухступенчатого впрыска топлива, удалось оптимизировать процесса сгорания в таких двигателях в результате удалось получить устойчивую работу на частоте оборотов коленчатого вала свыше 4000 об/мин, улучшить экономичность и снизить шум и вибрацию. На дизелях с не-
посредственным впрыском стали использовать двухфазный впрыск, в котором топливо
подавалось двумя дозами: пилотной и основной. За счет этого удалось оптимизировать
задержку самовоспламенения и снизить жесткость работы двигателя.большинство работ конструкторов в области ДВС направлено на оптимизацию рабочего процесса ДВС с целью достижениямаксимальной экономичности и лучших экологических характеристик при достаточных мощности и крутящем моменте. Для достижения этих целей используются:
- непосредственный впрыск в дизелях
в совокупности с электронным управлением;
- оптимизация впускных трубопрово-
дов, сечений клапанов и их количества;
- разработка различных систем регули-
рования фаз газораспределения бензиновых
моторов;
- широкое применение наддува как в
дизелях, так и для бензиновых двигателей;
- внедрение электронных систем управ-
ления форсунками и клапанами.
- многоклапанные
18. Упрочнение. Классификация методов отделочно-упрочняющей обработки деталей машин. Современные методы упрочнения поверхности деталей машин. Восстановление. Технологический процесс восстановления деталей машин. Технологические способы восстановления деталей. Восстановление деталей постановкой дополнительной ремонтной детали.
Упрочнение деталей машин - одна из актуальных задач машиностроения. Большинство деталей машин работают в условиях изнашивания, кавитации, циклических нагрузок, коррозии при криогенных или высоких температурах, при которых максимальные напряжения возникают в поверхностных слоях металла, где сосредоточены основные концентраторы напряжения
Классификация методов отделочно-упрочняющей обработки деталей машин
Все известные методы упрочнения подразделяются на 6 основных классов:
1. упрочнение с образованием пленки на поверхности;
2. с изменением химического состава поверхностного слоя;
3. с изменением структуры поверхностного слоя;
4. с изменением энергетического запаса поверхностного слоя;
5. с изменением микрогеометрии поверхности и наклепом;
6. с изменением структуры по всему объему материала.
1 Упрочнение с созданием пленки на поверхности
а) осаждение химической реакции (оксидирование, сульфидирование, фосфатирование, нанесение упрочняющего смазочного материала, осаждение из газовой фазы).
б) осаждение из паров (термическое испарение тугоплавких соединений, катодно-ионная бомбардировка, прямое электронно-лучевое испарение, реактивное электронно-лучевое испарение, электронно-химическое испарение).
в) электролитическое осаждение (хромирование, никелирование, электрофорез, никельфосфатирование, борирование, борохромирование, хромофосфатирование).
г) напыление износостойких соединений (плазменное напыление порошковых материалов, детонационное напыление, электродуговое напыление, лазерное напыление, вихревое напыление, индукционное припекание порошковых материалов).
.2 Упрочнение с изменением химического состава поверхностного слоя металла
а) диффузионное насыщение (борирование, цианирование, азотирование, нитроцементация и т.п.)
б) химическое и физико-химическое воздействие (химическая обработка, ионная имплантация, электроискровая обработка и т.д.).
.3 Упрочнение с изменением структуры поверхностного слоя
а) физико-термическая обработка (лазерная закалка, плазменная закалка);
б) электрофизическая обработка (электроконтактная, электроэрозионная, магнитная обработка);
в) механическая (упрочнение вибрацией, фрикционно-упрочняющая обработка, дробеструйная, обработка взрывом, термомеханическая, электромеханическая);
г) наплавка легированным элементом (газовым пламенем, электрической дугой, плазмой, лазерным лучом, пучком ионов и т.д.).
.4 Упрочнение с изменением энергетического запаса поверхностного слоя
а) обработка в магнитном поле (термомагнитная обработка, импульсным магнитным полем, магнитным полем);
б) обработка в электрическом поле.
5 Упрочнение с изменением микрогеометрии поверхности и наклепом
а) обработка резанием (точение, шлифование, сверхскоростное резание);
б) пластическое деформирование (накатывание, обкатывание, раскатывание, выглаживание, вибронакатывание, вибровыглаживание, калибрование, центробежно-ударное упрочнение, виброударное и т.д.);
в) комбинированные методы (анодно-механическая, поверхностное легирование с выглаживанием, резание с воздействием ультразвуковых колебаний, магнитно-абразивная обработка и т.д.).
.6 Упрочнение с изменением структуры всего объема металла
а) термообработка при положительных температурах (закалка, отпуск, улучшение, закалка ТВЧ, нормализация, термомагнитная обработка);
б) криогенная обработка (закалка с обработкой холодом, термоциклирование).
Восстановление детали — комплекс технологических операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических параметров, установленных нормативно-технической документацией.
Целью ремонта деталей является восстановление всех геометрических размеров детали, формы и расположения поверхностей и обеспечение физико-механических свойств в соответствии с техническими условиями на изготовление новой детали.
Кроме того, при ремонте очень часто решается и задача повышения долговечности и работоспособности деталей за счет применения новых материалов, новых технологий и более прогрессивных способов выполнения работ с минимальными трудозатратами.
При ремонте автомобилей широкое применение находят следующие способы восстановления изношенных деталей: сварка и наплавка, пластическое деформирование, слесарно-механическая обработка, нанесением синтетических материалов, гальванические покрытия, пайка, газотермическое напыление
Классификация способов восстановления деталей. Сваркой и наплавкой:
а) Дуговой:
б) Газовой;
в) Плазменной;
г) Лазерной;
Пластическим деформированием:
а) раздачей;
б) обжатием;
в) накаткой;
г) правкой;
д) осадкой;
е) вытяжкой;
ж) раскаткой;
з) чеканкой.
Слесарно-механической обработкой:
а) слесарной обработкой;
б) механической обработкой;
в) под ремонтный размер;
г) постановкой дополнительной ремонтной детали.
Нанесением синтетических материалов.
Гальваническими покрытиями:
а) железнением;
б) никелированием;
в) меднением;
г) хромированием;
д) цинкованием;
е) кадмированием.
Пайкой.
Газотермическим напылением:
а) газоэлектрическим:
б) газопламенным:
в) детонационным.
Постановка дополнительной ремонтной детали. Способ дополнительных ремонтных деталей (ДРД) применяют для восстановления резьбовых и гладких отверстий в корпусных деталях, шеек валов и осей, зубчатых зацеплений, изношенных плоскостей. При восстановлении детали изношенная поверхность обрабатывается под больший (отверстие) или меньший (вал) размер и на нее устанавливается специально изготовленная ДРД: ввёртыш, втулка, насадка, компенсирующая шайба или планка. Крепление ДРД на основной детали производится напрессовкой с гарантированным натягом, приваркой, стопорными винтами клеевыми композициями, на резьбе. При выборе материала для дополнительных деталей следует учитывать условия их работы и обеспечивать срок службы до очередного ремонта. После установки рабочие поверхности дополнительных деталей обрабатываются под номинальный размер с соблюдением требуемой точности и шероховатости.