ответы к ГОСам / Билет21

21.1.61. Особенности конструкции разжимных барабанных тормозных механизмов.

В одних конструкциях барабанных тормозных ме­ханизмов привод (разведение) колодок осуществляется с помощью одностороннего или двустороннего гидравлического цилиндра. Та­кой способ естествен при использовании гидравлического привода тормозов. При иных типах привода используются другие механизмы разведения колодок (разжимные устройства). При механическом и пневматическом приводе чаще всего ис­пользуют рычажно-кулачковые разжимные механизмы. Пример та­кого механизма приведен на рис. 14.7. Шток пневматической камеры воздействует на рычаг 2, который поворачивает вал кулака 3, раз­жимающего колодки 1 и 4. Эксплуатационная регулировка зазоров в тормозном механизме производится путем вращения кулака. Угол поворота кулака, необходимый для регулировки, довольно велик. Рычаг же не должен далеко отклоняться от положения, перпенди­кулярного штоку камеры, во избежание заметного уменьшения плеча действия силы, прикладываемой к нему со стороны этого штока. Поэтому вращение кулака при регулировке осуществляют не путем удлинения штока при помощи резьбового регулировочного устрой­ства, что было бы проще, а за счет изменения положения вала кулака относительно рычага. Для этого, между рычагом и валом кулака встраивают червячный механизм.

При вращении червяка кулак поворачивается относительно непо­движного рычага и раздвигает колодки. Вал червяка имеет несколько лунок, в которые при вращении попадает подпружиненный шарик. Попадая в лунку, шарик издает характерный щелчок. Такое устройство имеет двойное назначение. Первое состоит в облегчении регулировки, второе назначение -фиксирование вала червяка после регулировки. Тормозной механизм с кулачковым разжимным устройством на первый взгляд парадоксален с точки зрения самоусиления. С одной стороны, элементарные касательные силы трения, действующие на колодки со стороны барабана, должны создавать на одной колодке эффект самоусиления, а на другой колодке эффект самоослабления. Но, с другой стороны, разжимающий колодки кулак имеет два симметричных профиля, обуславливающих одинаковое перемещение и одинаковый износ колодок. По этому признаку данную конст­рукцию называют механизмом с равными перемещениями.. Если колодки имеют оди­наковую длину и одинаковый износ, значит, они совершают оди­наковую работу и, следовательно, у них отсутствует эффект само­усиления и самоослабления. Для уточнения этого вопроса рассмотрим приведенную на рис. 14.9 схему нагружения раз­жимного кулака. Подводимый к кулаку крутящий момент М_кул ре­ализуется в виде суммы крутящих моментов Р₁ * h + Р₂ * h = М_кул, при этом оба слагаемых суммы вовсе не должны быть равны. Практически левая колодка 1, имеющая самоусиление и в силу чего прижимающаяся к барабану сильнее из-за наличия упругой податливости барабана, накладки, колодки и т.п., ослабляет свое взаимодействие с кулаком, уменьшая силу Р₁. Высвободившаяся вследствие этого сила перекладывается с левого профиля кулака на правый профиль, увеличивая силу Р₂ и компенсируя имеющийся на правой колодке 2 эффект самоос­лабления, в результате чего тормозной механизм в целом начинает работать без самоусиления, а на опору кулака действует сила Р₂ — Р₁. Однако, несмотря на симметричный профиль кулака и логич­ность приведенных выше рассуждений, на практике наблюдается повышенный износ левой колодки по сравнению с правой, как это и должно было бы быть при наличии эффекта самоусиле­ния-самоослабления. Данная странность объясняется большой ве­личиной опорной силы Р₂- Р₁ и консольной установкой кулака. Эти обстоятельства приводят к заметному упругому смещению кулака и, следовательно, к проявлению в реальных механизмах эффекта самоусиления-самоослабления, хотя и в меньшей степени прояв­ляющегося.

Слабым местом кулачкового механизма разжима колодок яв­ляется контакт «кулак —колодка». С одной стороны, здесь действуют очень большие силы. С другой стороны, весьма трудно обеспечить смазывание этого контакта и защиту его от грязи. Для уменьшения изнашивания колодки на ней укрепляют пластину, имеющую вы­сокую твердость, а для повышения КПД между колодками и кулаком иногда, как в конструкции, показанной на рис. 14.7, ставят ролик. Однако существенного повышения КПД при этом достигнуть не удается из-за невозможности обеспечить большую величину диа­метра ролика по сравнению с диаметром его оси. В итоге КПД рычажно-кулачкового разжима колодок остается низким и в случае сильного загрязнения механизма без ролика может иметь значение 0,6. Это обстоятельство в случае пневматического привода вынуждает для получения расчетной величины приводной силы колодок применять пневматические камеры большего диаметра, что влечет за собой увеличение расхода сжатого воздуха и, что самое главное, увеличение и без того немалого времени срабатывания тормозов.

Клиновой механизм. Конструкция барабанного тор­мозного механизма с пневматическим приводом и клиновым раз­жимным устройством показана на рис. 14.10. При поступлении сжа­того воздуха в камеру 3 шток 2 давит на клин 1, который через ролики 4, уменьшающие трение, воздействует на плунжеры 5. Плун­жеры 5, в свою очередь, через регулировочные устройства 8 приводят в действие толкатели 7 колодок. Сепаратор 6 определяет положение роликов при отсутствии давления воздуха в камере 3.Помимо увеличения быстродействия тормозов, что определяется в основном большей жесткостью механизма привода, механизмы с клиновыми разжимными устройствами имеют ряд других пре­имуществ по сравнению с механизмами с кулачковым разжимом. Клиновые разжимные устройства имеют меньшую массу, лучше приспособлены для автоматической регулировки, их проще защитить от грязи и воды, следовательно, трение в них будет меньше и стабильнее. Недостаток клинового разжимного устройства состоит в боль­шей стоимости и сложности производства. Это объясняется тем, что из-за конструктивной невозможности применения роликов большого диаметра в контактах «клин —ролик» и «ролик —плун­жер» действуют очень большие контактные напряжения, требую­щие весьма высокой твердости поверхностей и высокой чистоты их обработки. С точки зрения самоусиления тормозные механизмы с клиновым разжимным устройством могут быть спроектированы двумя спосо­бами. Если клин установить в жестких направляющих, то будет получен механизм с равными перемещениями, то есть без самоусиления. Если же применить плавающий, то есть свободно опи­рающийся на ролики клин, то получится механизм с практически равными приводными силами. Слово «почти» употреблено здесь вследствие того, что в таком варианте конструкции клин при работе будет немного наклоняться и, строго говоря, приводные силы не будут одинаковы.

Нетрудно видеть, что в первом варианте конструкции на клин, как и на кулак в механизмах с кулачковым разжимом, будет дей­ствовать большая поперечная сила, которая вынудит конструктора резко увеличить сечение клина и заставит применить массивные направляющие, в которых к тому же создастся большое трение. Очевидно, что такой вариант конструкции нерационален, и тор­мозные механизмы с клиновым разжимом выполняются с плаваю­щим клином.

В барабанных тормозных механизмах применяется еще один способ разжима колодок - рычажный. Он используется на малых автомобилях в стояночной тормозной системе для привода колодок независимо от рабочей тормозной системы.

Барабанные тормозные механизмы имеют весьма существенный недостаток, заключающийся в сложности обеспечения эффективного отвода выделяющегося при работе механизма тепла. Это объясняется несколькими обстоятельствами:

— внутренняя поверхность барабана примерно наполовину закрыта от охлаждающего воздуха фрикционными накладками;

— воздушный объем, заключенный внутри барабана, очень плохо обменивается с окружающим воздухом. Улучшить воздухообмен в данном случае затруднительно из-за опасности ухудшения грязезащиты тормозного механизма;

— ограниченная, хотя и неплохая, теплопроводность металлов не позволяет тепловому потоку быстро достичь внешней поверх­ности барабана.

В результате энергоемкость барабанных тормозных механизмов оказывается невысокой. Поэтому на скоростных автомобильных транспортных средствах барабанные механизмы постепенно вытес­няются дисковыми.

21.2.62. Электропневматический подъемник. Кинематика. Конструкция.

В шиномонтажных мастерских незаменимы карликовые разновидности ножничных подкатных подъемников с ручным гидравлическим, электрогидравлическим, пневматическим или пневмогидравлическим приводом. Применение последних двух типов возможно только при наличии пневмосети. Конечно, можно обойтись и подкатным домкратом, но поднимать колеса поочередно – тоскливое занятие. Еще меньше радости менять их местами, зато обладатель подкатного ножничного подъемника проделает всю работу быстро и не перенапрягаясь.

Есть ещё отдельный класс пневматического подъемного оборудования, которое относится к другой «весовой» категории. Пневматический подъемник поднимает автомобиль на высоту не более полуметра. Его грузоподъемность редко превышает 2 000 кг. Для исправной работы этого подъемника необходим довольно качественный воздух. Все эти ограничения говорят о том, что использовать «пневматику» для слесарных работ невозможно. В шиномонтаже – пожалуйста. В лучшем случае – на кузовной станции, на посту арматурных работ.

Скоростной пневматический ножничный подъёмник В 1500

Технические характеристики

Грузоподъемность 2,5 т

Передвижные винтовые опоры.

Время подъёма на полную высоту 15 сек

Минимальная высота в сложенном состоянии 125 мм

Максимальная высота 500 мм

Автоматическая блокировка в верхнем положении

Габаритные размеры 3600х1690х125 мм

Масса 300 кг

Пневматический ножничный подъёмник для шиномонтажных мастерских и моек. Не требует специального монтажа

Подъемник шиномонтажный пневматический OMA 535A

Пневматический подъемник с низким подъемом транспортного средства (например для использования в шиномонтажной мастерской или для кузовных работ) с четырьмя резиновыми подушками.

Опционно может комплектоваться дополнительными лапами.

Характеристики пневматических подъемников OMA:

Грузоподъемность, кг 2500

Время подъема/спуска, сек 10/30

Высота подъема, мм 110/500

Размер платформы, мм 1320х2560

Рабочее давление, Бар 7

Масса, кг 310

Страна происхождения: Италия

Цена: 71460.00 руб

ПОДЪЕМНИК OMA 535A пневматический для шиномонтажного участка. Грузоподемность 2500 кг, максимальная высота подъема 500 мм, рабочее давление воздуха 0,7 МПа, габариты 3370х2460х110-500 мм, масса 310 кг.

21.3.63.1. Методика и приборы для определения токсичности отработавших газов.

ТОКСИЧНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ - показатель влияния вредного воздействия на человека, растения и животных вредных (загрязняющих) веществ, содержащихся в выбросах автотранспортного средства

Уровень токсичности бензиновых двигателей значительно выше, чем дизельных. Наиболее токсичны такие компоненты отработавших газов бензиновых двигателей, как оксид угле­рода, окислы азота, углеводороды, а также свинец.

  В соответствии с ГОСТ 17.2.2.03–87 содержание СО и уг­леводородов в отработавших газах двигателей не должно пре­вышать значений, приведенных в табл. 5.7.  Содержание оксида углерода и углеводородов в отрабо­тавших газах автомобилей определяют при работе двигателя на холостом ходу для двух частот вращения коленчатого вала, установленных предприятием-изготовителем: минималь­ной (n_min) и повышенной (n_пов) в диапазоне 2000 мин’ — 0,8 n_ном. Стандарт распространяется на автотранспортные средства с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине, сжатом и сжиженном газах, бензогазовых смесях, и не распро­страняется на автомобили, полная масса которых менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч, на автомо­били с двухтактными и роторными двигателями. Оценка вредности отработавших газов автомобилей с ди­зельными двигателями производится по их дымности. Уровень дымности устанавливается ГОСТ 21393–75 «Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов». ГОСТ устанавли­вает два параметра дымности: основной и вспомогательный. Основным нормируемым параметром дымности является натуральный показатель ослабления светового потока К, , вспомогательным — коэффициент ослабления светового потока N. ?; Натуральный показатель ослабления светового потока К, м^-1 -величина, обратная толщине слоя отработавших газов, прохо­дя который поток излучения от источника света дымомера ослабляется в e раз. Отсчитывается по основной шкале инди­катора дымомера. Коэффициент ослабления светового потока N, % — степень ослабления светового потока вследствие по­глощения и рассеивания света отработавшими газами при прохождении ими рабочей трубы дымомера. Отсчитывается по вспомогательной шкале дымомера. Для определения содержания СО в отработавших газах применяются газоанализаторы разных типов. Ранее для опре­деления содержания СО широко применялись приборы, работа которых основана на определении теплоты сгорания СО на каталитически активной платиновой спирали. Работа таких приборов заключается в том, что к порции газа, отбираемой для анализа, в определенном соотношении подается чистый атмосферный воздух. Отработавшие газы сжигаются, нагре­вая платиновую нить. Повышение их температуры в это время при определенных условиях пропорционально содержанию СО в отработавших газах. К таким приборам относятся инди­катор модели И-СО, выпускавшийся ранее в России, «Элкон Ш-100» и др. Точность измерений данными приборами относи­тельно невысока (±10%), поэтому они могут применяться толь­ко для экспресс-анализа.

1 — газозаборный зонд: 2 — отделитель конденсата: 3 — фильтр тонкой очистки; 4 защитный фильтр; 5 — мембранный насос; 6 — источник инфракрасного излучения с параболическим зеркалом: 7 — синхронный электродвигатель; 8 — обтюратор; 9 — кювета сравнения; 10 — лучеприемник инфракрасного излучения; // усилитель: 12 — мембранный конденсатор; 13 — измерительная кювета; 14 — индикаторный прибор

К другой группе приборов для определения содержания СО по теплопроводности относят альфаметры. В приборах этого типа часть газа пропускают через нагретую платиновую проволоку. Одновременно через другую платиновую проволо­ку пропускают воздух. На богатых смесях в отработавших газах двигателя содержится большое количество Н₂, облада­ющего высоким коэффициентом теплопроводности. Водород интенсивно отнимает тепло у платиновой нити, вызывая пони­жение ее сопротивления и увеличение силы тока в измеритель­ной системе. Через другую нагретую платиновую проволоку пропускают воздух. Сопоставление температур охлаждения обеих проволок позволяет судить о содержании СО в отрабо­тавших газах. Альфаметры могут быть применены для косвен­ной оценки содержания СО в отработавших газах. Их относят к простейшему классу измерительной техники и применяют только при регулировке карбюраторов.(встроенные в мотор-тестеры). Наибольшее распространение при анализе отработавших газов нашли газоанализаторы с использованием инфракрасно­го излучения. В таких газоанализаторах анализ оксида и ди­оксида углерода производится с помощью недисперсионных инфракрасных лучей. Физический смысл процесса заключает­ся в том, что эти тазы поглощают инфракрасные лучи с опре­деленной длиной волны. Так, оксид углерода поглощает инфракрасные лучи с длиной волны 4,7 мкм, а диоксид углеро­да — 4,3 мкм. Следовательно, с помощью детектора, чувстви­тельного к инфракрасным лучам с определенной длиной волны, определяется степень их поглощения при прохождении анализируемой пробы, в результате чего становится возмож­ным установление концентрации того или иного компонента. Схема газоанализатора, работающего по принципу инфра­красного излучения, показана на рис. 5.22. Отработавшие газы с помощью мембранного насоса 5 че­рез газозаборный зонд поступают в отделитель конденсата, где оседает вода. Затем происходит очистка отработавших газов от твердых примесей в фильтрах 3 и 4, после чего газы поступают в рабочую камеру измерительной кюветы. Камера сравнения 9 заполнена инертным газом N₂ и закрыта. От источ­ников инфракрасного излучения с параболическим зеркалом поток излучения, периодически прерываемый обтюратором, приводимым во вращение от синхронного электродвигателя, проходит через рабочую и сравнительную камеры. В рабочей камере происходит поглощение инфракрасного излучения оп­ределенного компонента отработавших газов (в данном случае СО) в зависимости от его концентрации, в сравнительной же камере этого не происходит из-за поглощения определен­ной части инфракрасных лучей в лучеприемнике, возникает разница температур и давлений обеих камер. Вследствие это­го расположенный между камерами лучеприемника мембран­ный конденсатор 12 изменяет свою емкость. Сигнал с конденсатора подается на усилитель 11 и далее на регистриру­ющий прибор. Более точным и информативным методом определения со­держания углеводородов в отработавших газах является ионизационно-плазменный метод. Он применяется в научно-исследовательских целях в основном для определения суммарного количества СН в отработавших газах. В отличие от инф­ракрасных газоанализаторов ионизационно-плазменная аппа­ратура не чувствительна к содержанию СО, и паров Н₂0. Это обеспечивает более высокую степень точности при оценке со­держания суммарного количества СН в отработавших газах.

  Концентрация углеводородов определяется измерением тока ионизации, который изменяется при сгорании веществ. При сгорании чистого водорода его пламя не образует тока ионизации. Если в этом пламени сгорают другие вещества, то образуется ионизационный ток, сила которого пропорцио­нальна массе сгоревших компонентов. В ионизационную ка­меру (рис. 5.23) подаются под давлением водород и воздух. С помощью устройства 8 водород воспламеняется. При введе­нии в пламя водорода анализируемой пробы образуется ток ионизации, который подается на усилитель и регистрируется самописцем или регистрирующим прибором. Детектор чув­ствителен только к веществам органического происхождения. При этом обеспечивается линейная зависимость между концен­трацией в анализируемой пробе органических веществ и вы­ходными сигналами.

1 ионизационная камера; 2 анализируемая проба; 3 водород; 4 воздух: 5 — усилитель; 6 самописец; 7 плазма водорода; 8 — устройство для воспламенения водорода

21.3.63.2. Продолжение. Приборы для определения содержания N0 . Содержание NO_x в отработавших газах автомобилей определяется содер­жанием NO и NO,. Соотношение указанных компонентов зависит от коэффициента избытка воздуха, времени, прошед­шего от момента отбора отработавших газов до начала анализа, и наличия других компонентов, содержащихся в отработав­ших газах.

  Непрерывный анализ содержания оксидов азота в боль­шинстве приборов для определения NO_x осуществляют, ис­пользуя химлюминесцентный эффект. Он заключается в том, что при быстром протекании реакции взаимодействия NO, и озона 0₃ часть образующегося N0₂ остается активи­зированной и в дальнейшем, превращаясь в стабилизированный NO,, вызывает люминесценцию. Испущенный свет улавлива­ется фотоэлектронным устройством и преобразуется в сигнал. По такому принципу работает газоанализатор 344-ХЛ01, структурная схема которого показана на рис. 5.24. Он состоит из двух блоков: устройства УПП-008 (Г) и блока БА-101 (II). Устройство УПП-008 предназначено для отбора, очистки от технических примесей и подачи пробы отработавших газов автомобильных двигателей и поверочных смесей под стабили­зированным давлением в блок БА-101. Блок БА-101 служит для измерения содержания оксидов азота.

Газоанализатор работает следующим образом. Анализиру­емый газ с помощью гибкого обогреваемого газоотборника 1 подается в устройство пробоподготовки 2, где производится его предварительная и окончательная очистка. Очищенный газ поступает через газовый тракт блока БА-101 в реакцион­ную камеру 4. Весь газовый тракт от точки забора пробы до реакционной камеры обогревается для предотвращения кон­денсации водяного пара внутри газового тракта.   В реакционную камеру, кроме анализируемого газа, из генератора озона 3 поступает озон. В результате химической реакции между озоном и оксидом азота возникает световое излучение (химлюминесценция), которое воспринимается фо­тоэлектронным умножителем 5. При этом количество излучае­мой энергии пропорционально концентрации оксидов азота. Полученный сигнал поступает на усилитель постоянного тока 6, затем на измерительный цифровой прибор 7.

  Дымомеры и сажемеры. Эти приборы применяются для оп­ределения дымности отработавших газов дизелей. Одним из первых методов измерения дымности был визуальный метод сопоставления цвета отработавших газов с эталонными типо­выми шкалами. Степень черноты дыма сопоставлялась с наи­более близким по степени черноты спектром по дымовой шкале. Однако из-за возможных ошибок (до 20 %) этот метод не нашел широкого распространения.

  Дальнейшим усовершенствованием визуального наблюде­ния стал метод «дымового угара». Против потока отработав­ших газов, выходящих из выхлопной трубы, на определенное время помещается фильтровальная бумага. Оценка степени черноты производится либо сравнением цвета потемневшей бумаги с эталоном, либо путем измерения на фотометре коли­чества света, отраженного рабочей поверхностью бумаги. Указанные методы служат в основном для качественной оценки. В настоящее время наиболее широко используются методы измерения дымности отработавших газов, основанные на опре­делении степени поглощения света столбом газа определенной длины или степени отражения света поверхностью фильтра, покрытого сажей.

  При измерении дымности методом просвечивания часть газа из выпускного трубопровода подводится через вход 6 к мерной трубе 3 (рис. 5.25), проходит через нее и выбрасывает­ся в атмосферу через выход 7. Луч света от источника I проходит через защитное стекло 2 и столб газа, затем попадает на фотоэлемент 4, расположенный на противоположном конце мерной трубы. В зависимости от плотности дыма измеряется степень прохождения света, падающего на фотоэлемент. По­ток регистрируется микроамперметром 5.

  Подобный принцип используется в дымомерах ДО-1 (Бе­ларусь), 3.010, 3.011 фирмы БОШ (Германия), КИД-2, Гаро (Россия) и в большинстве дымомеров других фирм.   В качестве примера приводится устройство дымомера ДО-1.   Дымомер (рис. 5.26) состоит из двух блоков: оптического детектора (ОД) 6 и измерителя дыма (ИД) 1. ОД и ИД соединены между собой кабелем 8. Подключается ИД к сети переменного тока 220 В или к сети постоянного тока 12 или 24 В. ОД пред­ставляет собой пат­рубок с прямоугольным сечением в рабочей зоне. Патрубок выполнен в виде литого корпуса, с противоположных торцевых сторон которого на одной оптической оси расположены узел излучателя 5 и узел приемника 3 с их оптическими элементами.

  Измерение дымности проводится сравнительным методом по эталонному уровню дымности, который определяется коэф­фициентом пропускания светофильтра. ОД служит для преоб­разования изменения светового потока, проходящего через отработавшие газы, в электрические сигналы, а также для аэродинамического формирования потока отработавших га­зов с целью обеспечения постоянства фотометрической базы и эффективной защиты оптики.   При измерении дымности методом фильтрования часть от­работавших газов проходит через бумажный фильтр. Затем фильтр, покрытый сажей, помещается в специальное устрой­ство измерительного прибора с фотоэлементом, фиксирующим отраженный от пробного фильтра свет. Из дымомеров этого типа наибольшее распространение получили приборы «Бош». Варианты таких дымомеров предусматривают использование вместо сменных бумажных фильтров-шайб рулонной ленты. Приборы типа «Бош» пригодны только для дискретных изме­рений дымности на установившихся режимах. Перед измерением двигатель автомобиля прогревают до температуры не ниже рабочей температуры моторного масла или охлаждающей жидкости, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля, но не ниже 60° С, для чего опускают датчик измерения температуры (термощуп) газоанализатора в картер двигателя автомобиля через отверстие масленного щупа или в расширительный бачек с охлаждающей жидкостью, переключив при этом функциональный индикатор прибора в состояние измерения температуры масла, полностью открывают воздушную заслонку карбюратора (при наличии карбюратора). Газоанализаторы применяются как в составе мотортестеров, так и в виде самостоятельных приборов. Главное для них - вовремя менять фильтры. Еще одно правило - необходимо периодически продувать сжатым воздухом шланг с наконечником. Во-первых, удаляется конденсат с различными углеводородами, что облегчает в дальнейшем работу системы осушения тестируемых газов, а во-вторых, удается своевременно обнаружить повреждения шланга и наконечника: из всех отверстий - штатных и нештатных - наблюдается выброс воздуха с водой. Чтобы увеличить срок службы фильтров, не стоит проверять непрогретые автомобили, тем более что замеры состава смеси на холодном двигателе вообще лишены смысла.