1

Амортизация основных фондов. Способы начисления амортизации в бухгалтерском и налоговом учете.

Анализ недостатков в работе технической службы комплексного УТТ.

Архитектуры информационных систем и их разделение по видам.

Ассортимент, эксплуатационные свойства и характеристики охлаждающих жидкостей.

Ассортимент, эксплуатационные свойства и характеристики тормозных и специальных жидкостей. Их взаимозаменяемость.

Бизнес-планирование на автосервисном предприятии.

Ведущая функция потока отказов порядок расчета, построение графика и применение его для решения задач технической службы в практике работы УТТ.

Вероятность безотказной работы; порядок расчета, вид графика и его использование для решения задач технической службы.

Вероятность отказа; порядок расчета, вид графика и его использование дл решения задач технической службы.

Виды диагностирования машин в УТТ и назначение каждого.

Виды программного обеспечения, область применения того или иного вида.

Виды работ ТО транспортно-технологических машин. Назначение работ по ЕО, ТО-1, ТО-2 и ТО-3 специальной автотракторной техники.

Виды ремонта ТТМ и их агрегатов и узлов. Перечень работ и назначение текущего ремонта САТТО. Понятие планово-предупредительного ремонта. Понятие агрегатного и индивидуального методов ремонта.

Виды технического контроля при производстве ТО и ремонта машин, цели и задачи каждого вида технического контроля.

Влияние дорожных условий на изменение технического состояния ТМО.

Влияние качества эксплуатационных материалов на изменения технического состояния ТМО.

Влияние технического использования на изменение технического состояния ТМО.

Влияние эксплуатационных факторов на топливную экономичность ТМО.

Внутренняя и внешняя среда сервисных организаций.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой. Газовая сварка и наплавка. Особенности сварки и восстановления деталей из чугуна и алюминия.

Выбор технологического оборудования с использованием различных критериев.

Генеральный план предприятий технологического транспорта. Расчет потребной площади. Основные требования к генеральному плану.

Действительные циклы ДВС. Индикаторные диаграммы.

Делегирование. Полномочия. Масштабы управления в предприятиях сервиса.

Документы, представляемые для получения лицензии на перевозку пассажиров и грузов, процедура выдачи лицензии.

Задачи, решаемые с использованием показателей механизации производственных процессов. Понятие уровня и степени механизации производственных процессов.

Закон распределения случайной величины, порядок его построения и применения для решения задач технической службы в практике работы УТТ.

Закономерности изменения технического состояния машин в зависимости от пробега, их применение для решения практических задач.

Инспекционный контроль за сертифицированными услугами.

Использование показателей надежности для оценки качества ТО и ремонта ТМО.

Испытание двигателей. Скоростная характеристика бензинового двигателя. Нагрузочная характеристика дизеля, анализ.

История создания автомобиля и трактора и развития отечественного автотракторостроения.

Источники и методы получения информации на предприятиях технологического и автомобильного транспорта.

Карданная передача: основные схемы карданных передач, конструкция и расчет карданного вала.

Качество услуг сервиса. Восприятие качества услуг автосервиса российскими потребителями.

Кинематический расчет трансмиссии: определение передаточных чисел коробки передач, определение передаточного числа главной передачи.

Классификация видов трения и изнашивания.

Классификация моторных масел по вязкости и уровню эксплуатационных свойств по российским и международным стандартам.

Классификация систем электрооборудования ТМО. Основные элементы системы электрооборудования. Источники питания и требования к ним.

Коммуникации в менеджменте. Характеристики информационных систем в сервисе.

Комплексные показатели эффективности технической эксплуатации ТМО.

Комплектование деталей транспортно-технологических машин.

Конкурентоспособность услуг и предприятий автосервиса.

Конструкция рам: расчет рамы на изгиб, расчет рамы на кручение.

Конструкция рессор и амортизаторов: расчет рессор, расчет амортизаторов. Основные требования, предъявляемые к амортизаторам.

Критерий оптимальности уровня механизации. Показатели, влияющие на изменение прибыли при изменении уровня механизации.

Лизинг на автотранспортных предприятиях.

Методы оборудование и технология диагностирования цилиндро-поршневой группы двигателя.

Методы формирования системы ТО и ремонта ТМО.

Методы восстановления посадок деталей транспортно-технологических машин.

Методы определения оптимальной периодичности технического обслуживания транспортно-технологических машин.

Методы организации производства технического обслуживания и ремонта машин в комплексных предприятиях.

Методы принятия решений по управлению и совершенствованию производственно-экономических систем.

Методы, оборудование и технология диагностирования рабочей тормозной системы автомобилей.

Методы, оборудование и технология диагностирования светотехнических приборов автомобилей.

Надежность технических систем, основные свойства и показатели надежности.

Назначение и основные типы сцеплений. Схема фрикционного сцепления. Определение основных размеров деталей муфты сцепления.

Назначение, классификация коробок переключения передач. Определение основных параметров коробки переключения передач. Расчет зубчатых колес.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой АПРС – 40.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой АНЦ – 320.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой ППУА – 1600/100.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой АДПМ – 12/150.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой АЦН-8с-5337.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой УСП – 50.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой 1ЛС – 6.

Назначение, устройство, технология выполнения работ с установкой 1БМ – 700.

Назначение, функции, классификация пластичных смазок, их эксплуатационные свойства.

Налоги и их функции.

Обоснование необходимости восстановления деталей и сборочных единиц.

Общая структура информационной системы предприятий транспорта.

Определение годовых объемов работ по ТО и Р и их распределение по производственным зонам и участкам предприятий ТТМ и О.

Определение понятия «управление производством». Технология и основные этапы управления производственно – экономическими системами.

Определение цены на основе безубыточности для достижения целевой прибыли.

Определение числа ЕО и ТО на одну машину. Определение числа технических воздействий на группу машин за год.

Организация оплаты труда персонала сервисных предприятий.

Организация подготовки производства.

Организация производства текущего ремонта.

Организация производства технического обслуживания.

Организация функционирования производственно-экономических систем.

Основные части транспортно-технологических машин и их назначение.

Основные дефекты корпусных деталей, причины их появления и способы восстановления.

Основные понятия маркетинга. Закон возвышения потребностей. Определение емкости рынка.

Основные тенденции совершенствования современного двигателестроения.

Основные требования, предъявляемые к подвескам, схемы подвесок, расчет подвесок.

Основные функции Минтранса России как участника сертификации.

Основные этапы разработки и внедрения АСУ предприятия.

Планирование в предприятиях сервиса.

Подъемно-транспортное оборудование. Классификация и характеристика.

Понятие динамического фактора и динамической характеристики специальной автомобильной техники.

Понятие звенности технологического оборудования. Классификация средств механизации и автоматизации в зависимости от звенности.

Понятие о технологическом процессе, технологии, операции, переходе.

Понятие управляемости колесной машины. Боковой увод и поворачиваемость машины.

Понятие устойчивости специальной автомобильной и тракторной техники.

Порядок приостановл

Порядок проведения сертификации услуг (работ) по ТО и Р АМТС. Схема №1. «Оценка мастерства исполнителя работ и услуг».

Порядок расчета годового объема работ и численности производственных рабочих.

Порядок расчета показателей механизации производственных процессов. Определение показателей механизации для отдельных операций, технологического процесса и в целом для предприятия.

Предпринимательство. Порядок регистрации предпринимательской деятельности.

Преимущества применения принципов централизации, специализации и кооперирования при производстве ТО и ремонта машин.

Принципы классификации технологического оборудования. Классификация технологического оборудования, используемого при ТО и ремонте САТТО. Понятие главного и основных параметров технологического оборудования.

Принципы корректирования нормативов ТО и ремонта.

Программно-целевые методы анализа производственно-экономических систем. Дерево целей и систем и их взаимодействие.

Производственная структура единой системы поддержания работоспособности машин в нефтегазовой компании, ее описание и характеристика элементов.

Производственные и складские помещения, зоны хранения, стоянки автомобилей. Требования к размещению.

Производственный процесс ТО и ремонта машин как объект управления в производственно-экономических системах. Структура, этапы производственного процесса и основные направления по его совершенствованию.

Проходимость ТМО. Геометрические параметры проходимости. Влияние конструктивных показателей машины на проходимость.

Распространение услуг. Стимулирование сбыта. Реклама.

Расчет количества постов ТО, диагностики.

Расчёт на прочность с учетом знакопеременной нагрузки. Оценка и выбор допускаемых напряжений.

Расчет площадей зон ТО, ТР. Расчет площадей производственных участков.

Расчет площадей производственных и складских помещений. Расчет площади зоны хранения, стоянки автомобилей.

Расчет постов ТР. Расчет постов ожидания.

Ремонт коленчатых валов двигателей ТТМ.

Роль технического контроля в централизованных специализированных предприятиях по ТО и ремонту техники, виды технического контроля и роль каждого из них.

Себестоимости и пути её снижения.

Сегментация рынка услуг. Позиционирование услуг и их возможные направления.

Силы, действующие на специальную автомобильную и тракторную технику.

Система и стратегии обеспечения работоспособности ТМО.

Система информационного обеспечения производства ТО и ремонта машин. Формы документов технического учета, их классификация, содержание и назначение.

Система управления. Определение, классификация, структура, элементы системы управления. Взаимодействие управляющей и управляемой части системы управления. Понятие обратной связи в управлении.

Система централизованного управления производством. Основные принципы функционирования системы ЦУП. Преимущества системы централизованного управления.

Системы зажигания ТМО. Принцип действия, преимущества и недостатки.

Системы управления базами данных, их преимущества и недостатки.

Скоростная характеристика дизеля, анализ и определение эксплуатационных свойств энергетической установки.

Современные системы топливоподачи дизелей. Конструктивный анализ.

Специальность 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования в нефтегазодобыче», ее место в системе специальностей обеспечивающих нефтегазовый комплекс специалистами высшей квалификации.

Способы улучшения топливной экономичности бензинового двигателя.

Способы улучшения топливной экономичности дизеля.

Способы улучшения экологических показателей дизельных энергетических установок.

Статус малых предприятий. Формы государственной поддержки.

Структура и функции региональной системы управления производством ТО и ремонта ТМО.

Структура транспортного комплекса в нефтегазодобыче.

Существующие кинематические схемы трансмиссий ТМО. Основные схемы привода навесного оборудования.

Существующие схемы гидропривода ТМО. Типы гидрораспределителей. Принцип действия золотникового трехпозиционного распределителя.

Тактика обеспечения работоспособности транспортно-технологических машин.

Техническое состояние и работоспособность ТМО.

Технологии автоматической идентификации и область их применения.

Технология выполнения крепежных работ и основное оборудование, используемое при их выполнении.

Технология выполнения основных контрольно-диагностических и регулировочных работ.

Технология и оборудование уборочно-моечных работ.

Требования, предъявляемые к бензинам и их эксплуатационные свойства.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам и их эксплуатационные свойства.

Требования, предъявляемые к объемно-планировочным решениям производственных зданий.

Требования, предъявляемые к рулевому управлению. Кинематический и прочностной расчеты рулевых механизмов.

Управление персоналом предприятий сервиса. Кадровая политика.

Уравнение движения машины. Тяговая характеристика и силовой баланс машины.

Факторы, учитываемые при выборе технологического оборудования: Факторы предприятия; Факторы оборудования.

Формирование и распределение прибыли предприятия для целей налогообложения.

Формы организации технологических процессов технического обслуживания.

Франчайзинг.

Характеристики услуг, которые необходимо учитывать при разработке маркетинговой программы. Выбор целевых сегментов рынка.

Цены и ценовая политика. Особенности ценообразования в автосервисе.

Экологическая характеристика бензинового двигателя.

Экологическая характеристика дизеля, анализ.

Экономическая сущность оборотных средств, классификация оборотных средств и показатели, характеризующие эффективность их использования.

Экономическая сущность основных производственных фондов, классификация основных фондов сервисных предприятий и показатели, характеризующие эффективность их использования.

Эксплуатационные свойства и области применения трансмиссионных масел. Особенности выбора трансмиссионных масел для механических и автоматических коробок передач.

Электронная система управления дизелем. Принцип действия, анализ.

Электронные системы контроля и управления работой ТМО.

Электронные системы управления работой двигателя.

ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

Специальность 230100. «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)», ее место в системе специальностей, обеспечивающих нефтегазовый комплекс специалистами высшей квалифи-кации.

Специальность 230100.04 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)» утверждена Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по автотракторному и дорожному образованию, протокол № 17 от 28 февраля 1995 г. Квалификация вы-пускника – инженер, нормативная длительность освоения программы при очной форме обучения – 5 лет.

Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования в нефтегазодобыче – совокупность средств, способов и методов че-ловеческой деятельности, направленных на эффективное использование и обеспе-чение работоспособности, экономичности, безопасности и экологичности транс-портных и технологических машин и оборудования путем предоставления юри-дическим и физическим лицам, владельцам обслуживаемых изделий комплексных услуг по сервису и технической эксплуатации с соблюдением законодательных и нормативных актов к качеству оказываемых услуг и реализованной продукции.

Объектами профессиональной деятельности инженера по специальности 230100.04 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)» являются – управления технологиче-ского транспорта и спецтехники нефтегазодобывающих предприятий, предпри-ятия сервиса и фирменного обслуживания, станции технического обслуживания, лизинговые, дилерские, дистрибьютерные предприятия, ремонтные мастерские, салоны, предприятия товаропроводящей сети сервиса, аудиторские, сертификаци-онные и лицензионные службы, проектно-технологические и научные организа-ции, независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности, вклю-чая созданные на территории России предприятия с иностранными инвестициями. Магазины по продаже машин, агрегатов, запасных частей; пункты, станции по за-правке и продаже эксплуатационных материалов; выставочные комплексы, кон-структорские и научные центры, рекламные, издательские, PR-службы в сфере автобизнеса; организации, осуществляющие контроль за техническим состоянием и безопасностью движения автотранспортных средств; службы по освоению вто-ричных ресурсов.

Инженер по специальности 230100.04 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча) явля-ется специалистом широкого профиля, предназначенным для самостоятельной инженерной, исследовательской, управленческой и организационной деятельно-сти в сфере сервиса и технической эксплуатации транспортных и технологиче-ских машин и оборудования, используемых в отраслях топливно-энергетического комплекса и в соответствии с фундаментальной и специальной подготовкой мо-жет выполнять следующие основные виды профессиональной деятельности: сер-вис транспортно-технологической и автомобильной техники; эксплуатационно-технологическая; проектно-конструкторская; производственно-управленческая; организационно-экономическая; научно-исследовательская; учебно-производственная.

Виды проф деятельности: Эксплуатационно-технологическая и сервисная дея-тельность, организационно-управленческая деятельность, научно-исследовательская деятельность.

История создания автомобиля и трактора и развития отечественного автотракторостроения.

Поиском путей создания работоспособных машин в XIX веке занимался целый ряд русских техников, разрабатывавших различные направления в этой области. Так, например, несмотря на уже довольно развитый в России железнодорожный транспорт, во второй половине XIX в. внимание многих изобретателей привлека-ли паровые самоходы, которые могли бы двигаться без рельсов – поезда с паро-выми двигателями для обычных дорог.

К этому периоду относятся предложения инженера Маевского об использовании «Способа передвижения поездов и повозок с помощью локомотива, по обыкно-венным дорогам». Его изобретение представляло собой автопоезд на гусеничном ходу. Следует упомянуть о том, что первый гусеничный движитель (без механи-ческого привода) был предложен в 1837 г. штабс-капитаном Д.Загряжским. Его гусеничный движитель строился на двух колесах, основном и дополнительном – шестиугольном, расположенном перед основным. Колеса обводились железной цепью, длина звена которой была равна длине стороны шестиугольника; натяже-ние цепи обеспечивалось специальным распором. Изобретатель указывал, что цепь может заменить железную дорогу, обеспечивая колесу всегда гладкую и ровную поверхность.

Таким образом, в середине XIX века был изобретен, а на рубеже веков стал все чаще использоваться новый движитель – гусеница. В 1879 г. русский изобрета-тель Федор Абрамович Блинов получил патент на созданный им «гусеничный ход» – гусеничный трактор или «паровоз для грунтовых дорог», как называл его сам изобретатель.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, привело к тому, что во многих странах Европы создаются самодвижущиеся экипажи с таким мотором, причем каждая из этих стран называет своего претендента. У австрий-цев это 3. Маркус, который в 1875 г. в Вене построил автомобиль с мотором в 1,5 л.с., однако не довел его до удовлетворительного состояния. Французы называют имя Де Бутевилля, англичане – Батлера, немцы сразу двух конструкторов: Г. Даймлера, построившего в 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем и К. Бенца, сконструировавшего в 1886 г. трехколесный автомобиль с бензиновым двигате-лем, который по схеме очень напоминал самокатку И.Кулибина, созданную почти на 100 лет раньше. Оба конструктора имели на свое изобретение патенты.

А кто же был первым в России?

В 1882 –1884 гг. русские инженеры Путилов и Хлобов построили «моторную про-летку», но дело ограничилось только пробными поездками, и они не смогли официально зарегистрировать свое изобретение. К сожалению, не сохранились и документы с описанием их пролетки.

Пионером создания автомобилей в нашей стране был уже упоминавшийся Е. Яковлев. Вместе с владельцем каретной мастерской в Петербурге П. Фрезе в 1893 г. после посещения Всемирной выставки в Чикаго они задаются целью построить автомобиль. Постройка первого русского автомобиля была закончена в 1896 г., и в этом же году он демонстрировался на Всероссийской промышленной выставке в Нижнем Новгороде. Двухместный экипаж весил 300 кг, имел одноцилиндровый мотор мощностью 1,5 л.с., мог развивать скорость до 20 верст в час, запаса бензи-на хватало примерно на расстояние 200 верст. Стоимость экипажа составляла 1500 рублей серебром. (Для сравнения можно сказать, что лошадь по тем време-нам стоила 50 руб).

Цена машин Яковлева и Фрезе была в половину дешевле, чем тех автомобилей, которые производила в России фирма Бенца. Посетители характеризовали маши-ну Яковлева как автомобиль «вполне русского производства». Но побывавший на выставке Николай II не обратил внимания на первый отечественный автомобиль, и изобретатели не получили необходимой поддержки.

Структура транспортного комплекса в нефтегазодобыче.

Под транспортным комплексом нефтегазового объединения понимается вся совокупность транспортных средств, технологического транспорта и спецтехники с инфраструктурой, обеспечивающей их хранение, обеспечение всем необходимым и поддержание работоспособного состояния, объединенных в единую систему с общими целями и задачами и имеющих конечной целью полное удовлетворение потребностей нефтегазодобывающих предприятий объединения в услугах данной системы.

Многие годы к решению транспортных проблем в нефтегазодобыче традиционно подходили с позиций опыта, накопленного на транспорте общего пользования. Весь транспорт и спецтехника объединений, как правило, располагаются в крупных комплексных управлениях технологического транспорта и спецтехники (УТТ и СТ), организационное построение которых весьма близко к авто-транспортным предприятиям общего пользования. А между тем структура парка машин транспортного комплекса в нефтегазовых объединениях коренным образом отличается от структуры парка транспорта общего пользования (рис.1.1).

Парк машин транспортного комплекса нефтегазовых объединений на 60 % состоит из технологического транспорта и спецтехники, имеющих в своем составе десятки марок, моделей и модификаций. Организация их работы коренным образом отличается от организации работы перевозок на транспорте общего пользования. Большая разномарочность парка затрудняет организацию производства технического обслуживания и ремонта машин в комплексных предприятиях. Несколько лучше обстоит дело с грузовым транспортом, на долю которого приходится 20-25 %, и пассажирским, на долю которого приходится 15-20 %.

Однако организация работы грузового и пассажирского транспорта в нефтегазодобыче также существенно отличается от организации перевозок грузов и пассажиров на транспорте общего пользования.

Рис. 1.1. Структура парка транспортного комплекса в нефтегазодобыче

Ниже приведен перечень услуг всех видов, осуществляемый управлениями технологического транспорта в настоящее время.

Технологическое обслуживание выполняют спецтехникой на колесном и гусеничном ходу, навесное оборудование которой участвует непосредственно в технологических процессах заказчиков. Этот вид услуг осуществляют следующей техникой: установки для исследования скважин; установки для текущего ремонта и капитального ремонта скважин; установки для наземного ремонта оборудования, водонефтепроводов, монтажа и наладки средств телемеханики и автоматики, смазки станков-качалок; пескосмесительные агрегаты; промывочные, цементосмесительные и цементировочные агрегаты; лаборатории различного назначения; паропередвижные и передвижные компрессорные установки; самоходные установки электроподогрева скважин; агрегаты для депарафинизации скважин горячей нефтью; телескопические вышки.

Земляные и дорожно-строительные работы выполняют дорожно-строительной техникой на колесном и гусеничном ходу при строительстве скважин, обустройстве нефтяных и газовых месторождений. Этот вид услуг осуществляют следующей техникой: бульдозеры, экскаваторы всех типов, скреперы, грейдеры, катки, корчеватели, бурильно-крановые машины, баровые установки, асфальто-укладчики.

Очистно-уборочные работы выполняют очистно-уборочной техникой. Этот вид услуг осуществляют следующей техникой: контейнерные и бункерные мусорово-зы, ассинизационные машины, снегоуборочные машины, снегопогрузчики, песко-разбрасыватели, поливомоечные машины, подметально-уборочные машины, тротуарно-уборочные машины.

Централизованные грузоперевозки выполняют автомобильным грузовым транспортом, работающим по сдельным тарифам. Этот вид услуг осуществляют грузовые автомобили (бортовые, самосвалы, цементовозы, автоцистерны), а также автомобили для перевозки длинномеров (седельные тягачи, трубо-, штанго-, плетевозы).

5. Оперативные грузоперевозки выполняют грузовыми автомобилями, водители которых находятся на повременной оплате труда. Этот вид услуг осуществляют грузовые автомобили (бортовые, автоцистерны), а также автомобили для перевозки длинномеров (седельные тягачи, плетевозы).

6. Тракторные грузоперевозки выполняют тракторами тягачами, (колесными и гусеничными), трелевочными тракторами, трейлерами, большими артиллерийскими тягачами (БАТ), тяжелыми гусеничными тягачами (ГТТ).

Монтажные и погрузочно-разгрузочные работы выполняют крановой техникой на колесном и гусеничном ходу. Этот вид услуг осуществляют следующей техникой: автомобильными кранами, тракторными кранами, трубоукладчиками, погрузчи-ками.

Вахтовые перевозки (массовые пассажироперевозки) выполняют автобусами и грузовыми автомобилями, переоборудованными для перевозки людей.

Инженерное обслуживание (оперативные пассажироперевозки) выполняют с целью доставки руководящих специалистов и служащих (РСС) на производственные объекты для осуществления контроля за ходом технологического процесса и соблюдения правил техники безопасности, а также для оказания помощи на постах проведения работ и т. д.

Этот вид услуг осуществляют легковыми автомобилями, а в труднодоступных местах — транспортной техникой, выделяемой в распоряжение инженерно-технических работников.

Такая структура парка машин транспортного комплекса в нефтегазодобыче предъявляет повышенные требования к надежности и эффективности функционирования транспортного комплекса и обеспечения техникой, транспортными услугами нефтегазовых предприятий и обусловливает существенное различие в организации работы техники и обеспечения ее техниче-ского состояния.

Примерная количественная характеристика структуры транспортного комплекса показывает, что основную долю в структуре транспортного комплекса составляет специальный (50-60%) и технологический (40%) транспорт.

Анализ структуры транспортного комплекса показывает, что в нефтегазодобыче используется практически весь имеющийся в настоящее время наземный транспорт от легкового до самого мощного автомобиля, все виды колёсных и гусеничных тракторов, артиллерийские тягачи, болотоходная, снегоходная техни-ка, дорожно-строительные машины, землеройная техника, снегоочистительные машины и т.д. Это говорит о весьма широком профиле специальности СТЭ с точки зрения изучаемого спектра машин и позволяет надеяться на большую востребованность выпускников специальности СТЭ во многих отраслях на-родного хозяйства.

«Основы конструкции ТМО»

Основные части ТМО и их назначение.

Общее устройство автомобиля. Основными частями автомобиля являются: двигатель, шасси и кузов. Двигатель предназначен для преобразования тепловой энергии, получаемой при сгорании топлива, в механическую работу. Шасси представляет собой комплекс агрегатов и механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, передвижения автомобиля и управления им. Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Трансмиссия (силовая передача) это совокупность агрегатов и механизмов авто передающих крут момент ведущих колёс, изменяющих крут момент и угловую скорость по величине и направлению. Трансмиссия предназначена для изменения, распределения и передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущим колесам машины. Она состоит из механизма сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей (4х4 входят также раздатка и шрус). В ходовую часть входят рама (несущая система) (лесничная, лонжерон-ная, хребтовая), на которой крепятся все узлы и агрегаты автомобиля, подвеска (передняя и задняя) (направляющий, упругий, гасящий эл-т, также применяют стабилизатор поперечной устойчивости предохр от крена при повороте), передний и задний мосты и колеса автомобиля (также рессоры, амортизаторы). У безрамных автомобилей агрегаты крепятся непосредственно к основанию кузова. Механизмы управления автомобиля состоят из двух самостоятельных систем: рулевого управления (рул привод (сошка), рул тяга, трапеция (попер тяга), шрус) и тормозной системы (раб система, запасная (аварийная) – за счёт разделения на несколько контуров; стояночная – на зад бара-баны и центр трансмиссионный тормоз; вспомогательная – снижение скорости на затяжном спуске, применяется моторный тормоз – замедлитель – заслонка на выхлоп коллекторе двигателя). Кузов авто-мобиля служит для размещения водителя, пассажиров или груза. В зависимости от назначения автомобилей кузов имеет различное устройство. Общее устройство трактора. Трактор состоит из следующих основных механизмов и агрегатов: двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизмов управления, рабочего и вспомогательного оборудования. Назначение и расположение основных частей колесного трактора принципиально не отличается от аналогичных частей автомобиля и допол-нительных пояснений не требуют. Рассмот-рим особенности устройства гусеничного трактора. Назначение двигателя у гусенично-го трактора аналогично назначению его у ав-томобиля и колесного трактора. В трансмис-сию трактора входят: сцепление, промежу-точные соединения, коробка передач, главная (центральная) и конечные (бортовые) переда-чи. Ходовая часть гусеничного трактора со-стоит из остова, гусеничного движителя (гу-сениц с ведущими и направляющими колеса-ми), подвески, опорных и направляющих кат-ков. Управление движением гусеничного трактора производится механизмом поворота, основной частью которого являются муфты поворота (бортовые фрикционы). Рабочее и вспомогательное оборудование трактора предназначено для использования мощности тракторного двигателя для привода рабочих органов прицепных и навесных машин и дру-гого оборудования. К нему относятся навес-ные и прицепные устройства и крюки, валы отбора мощности, приводной шкив, привод-ные лебедки.

Существующие кинематические схемы трансмиссий ТМО. Основные схемы привода навесного оборудования.

Трансмиссия автомобиля — это ряд взаимодействующих между собой агрегатов и механизмов, передающих крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. При передаче крутящего момента он изменяется, как по величине, так и по направлению, одновременно распределяясь между ведущими колесами автомобиля. По характеру связи между двигателем и ведущими колесами, а также по способу преобразования крутящего момента трансмиссии делятся на механические, комбинированные (гидромеханические), электрические и гидрообъемные. Наибольшее распространение получили механические трансмиссии, выполненные по различным схемам в зависимости от общей компоновки агрегатов автомобиля, включая расположение двигателя и ведущих колес. Механическая трансмиссия применяемая на большинстве грузовых и легковых автомобилей, состоит из сцепления, коробки передач, карданной и главной передач, дифференциала и двух полуосей. Трансмиссии автомобилей с двумя и более ведущими мостами оборудуют раздаточной коробкой и дополнительными карданными валами, а каждая пара ведущих колес имеет свою главную передачу, полуоси и дифференциал. Вышеописанные схемы трансмиссий часто называют мостовыми, так как крутящий момент подводится к каждому ведущему мосту, а затем распределяется между правым и левым ведущими колесами данного моста. В отдельных конструкциях полноприводных автомобилей с колесной формулой 6Х6: 8х8 или 10Х 10 применяют механическую бортовую трансмиссию. В такой трансмиссии крутящий момент от двигателя через сцепление и коробку передач передается к раздаточной коробке, в которой крутящий момент делится поровну между правым и левым бортами (колесами каждой стороны). От раздаточной коробки крутящий момент подводится к бортовым редукторам, а от последних — к колесам. При этом у каждого колеса устанавливается своя главная передача. Бортовая трансмиссия по устройству значительно сложнее, поэтому ее применение ограничено. Комбинированную (гидромеханическую) трансмиссию применяют на ряде моделей автомобилей (БелАЗ-540) и автобусов (ЛиАЗ-677М и др.). В комбинированную трансмиссию входит гидротрансформатор и механическая коробка передач. Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления. Крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач с автоматическим или полуавтоматическим управлением. Такую трансмиссию часто называют гидромеханической передачей. Электрическую трансмиссию применяют на карьерных автомобилях-самосвалах (БелАЗ-549, -75191, -75211) грузоподъемностью 75— 170 т. Электрическая трансмиссия состоит из генератора постоянного тока, приводимого в действие V-образными дизелями с турбонаддувом мощностью 770—1690 кВт и тяговых электродвигателей ведущих колес. Электрическая трансмиссия обеспечивает преобразование механической энергии дизеля в электрическую, которая от генератора передается тяговым электродвигателям, расположенным совместно с редукторами в ведущих колесах автомобиля. Электродвигатели в сборе с ведущими колесами обычно называют электромотор колесами. Электротрансмиссия упрощает конструкцию привода к ведущим колесам, однако ее применение ограничено из-за большой металлоемкости и несколько меньшего кпд по сравнению с механическими и гидромеханическими трансмиссиями автомобилей особо большой грузоподъемности. Гидрообъёмная трансмиссия обеспечивает преобразование механической энергии в напор циркулирующей жидкости. В такой трансмиссии гидронасос, приводимый в действие от двигателя внутреннего сгорания, соединен трубопроводами с гидродвигателями. Напор жидкости, создаваемый гидронасосом, преобразуется в крутящий момент на валах гидродвигателей, соединенных с ведущими колесами автомобиля. Недостатками гидрообъемной трансмиссии по сравнению с механической являются большие габаритные размеры и масса, меньший кпд, высокая стоимость. Поэтому такая трансмиссия ненаходит широкого применения.Привод навесного оборудования осуществляется через коробку отбора мощности базовой трансмиссии, либо от автономного двигателя, смонтированного на раме и имеющего свою трансмиссию (СИН-31, ЦА-320).

Рис.2. Схема механич трансмиссий авто.

Среди схем привода навесного оборудования рассматриваются три основных варианта:

Привод навесного оборудования от двигателя базового шасси.

Данная схема предусматривает привод навесного оборудования через коробку (КОМ) или вал (ВОМ) отбора мощности, приводимые во вращение непосредственно от двигателя машины (ВОМ), а также от основной коробки передач или раздаточной коробки (КОМ и ВОМ).

2. Привод навесного оборудования от дополнительного источника энергии.

В этом случае навесное оборудование приводится в действие самостоятельным источником энергии, которым может быть дополнительный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), либо электродвигатель, подключаемый к внешней сети, или другая транспортно-технологическая машина.

3. Комбинированный привод навесного оборудования подразумевается когда ряд функций, выполняемых навесным оборудованием, обеспечивается энергией от дополнительного источника, а оставшаяся часть питается энергией от двигателя базового шасси.

Существующие схемы гидропривода ТМО. Типы гидрораспределителей. Принцип действия золотникового трехпозиционного распределителя.

Гидропривод представляет собой своего рода «гидравлическую вставку» между приводным двигателем (ДВС или электродвигателем) и нагрузкой М (машиной или механизмом) и выполняет те же функции, что и механическая передача (редуктор, ременная передача, кривошипно-шатунный механизм и т. д.).

Основное назначение гидропривода (рис.2.2), как и механической передачи,—преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок).

Принципиальная схема системы гидропривода. Объемный гидропривод представляет собой совокупность устройств, состоящую из функциональных гидравлических элемен­тов, соединенных между собой по определенной гидравлической схе­ме. Приведена принципиальная гидравлическая схема простейшего гидропривода.

Рабочая жидкость поступает в насос 1 из емкости 5 по всасыва­ющей гидролинии 8 через фильтр 6. В насосе механическая энергия приводящего двигателя преобразуется в гидравлическую и передается потоку жидкости. Поток жидкости под рабочим давлени­ем поступает в гидродвигатель 2 по напорной гидролинии 7 через гидрораспределитель 3. Из гидродвигателя жидкость вытесняется по сливной гидролинии в емкость 5. В напорной гидролинии установлен предохранительный клапан 4, который ограничивает рабочее давле­ние в случае перегрузки пидродвигателя. Гидрораспределитель 3 служит для направления потока жидко­сти в ту или другую полость гидродвигателя и тем самым осуществ­ляет его реверсирование. Фильтр 6 служит для защиты гидросистемы от попадания в нее загрязнений. В гидроприводе имеется набор гидравлических элементов, выполняющих определенные фун­кции обеспечения заданных его характеристик. К таким гидроэлементам от­носятся гидропередачи, гидроаппараты, кондиционеры рабочей жид­кости, гидроемкости и гидролинии.

Гидропередача является основой гидропривода. Она передает движение от приводящего двигателя к машине или механизму. Гидропередача обычно состоит из двух гидромашин: насоса и гидродвигателя, соединенных между собой гидролиниями. Сложные гидросистемы могут иметь несколько гидропередач. Гидроаппараты служат для обеспечения заданных режимов работы гидросистемы: рабочего давления, расхода жидкости, направления потока и т.д. К ним относятся клапаны, регуляторы расхода, гидрораспределители и другие устройства. Как правило, гидроаппараты являются составными элементами гидроавтоматики.

Кондиционеры рабочей жидкости предназначены для по­ддержания физических свойств рабочей жидкости в определенном диапазоне. К ним относятся гидроочистители, теплообменники, воздухоспускные и другие устройства. Гидроемкости (гидробаки, гидроаккумуляторы) предназначены для содержания в них необходимого объема рабочей жидкости для обеспечения заданных режимов работы гидропривода. Гидролинии являются обязательным элементом любой гидросистемы. Это устройства, предназначенные для движения рабочей жидкости. Они могут состоять из труб, рукавов высокого давления, соединительной гидравлической арматуры и других элементов различают всасывающие, напорные, сливные, гидролинии управления и дренажа.

3. Напорные клапаны, конструкция, принцип работы. Некоторые из гидравлических аппаратов управления давлени­ем имеют многофункциональное назначение. К таковым относятся, например, напорный золотник Он состоит из помещенных в корпусе / запирающего элемента 2 золотникового типа и уравновешивающей его рабочей пружины 3, натяжение которой регулируется винтом.

При управлении запирающим элементом от основного потока, подаваемого в полость А и под нижний торец золотника 2 (полость Б), и сбрасывании жидкости из полости В на слив, этот аппарат работает как предохранительный клапан. Если жидкость из полости В отводит­ся под заданным давлением, полость Г разъединена с полостью В, а из канала Г на слив сбрасываются утечки, он работает как редукционный клапан с дросселированием потока в зазоре между средним пояском золотника и корпусом. При отводе жидкости из полости В под давлением, он выполняет функцию клапана разности давлений. При подаче управляющего потока от постороннего источ­ника под нижний торец золотника 2 и перекрытии перемычки между полостями А и Б, он становится аппаратом с дистанционным управлением. Изменение функций осуществляется за счет установки пробок в резьбовые отверстия полостей А, Б, В и Г или соответствующей замены их штуцерами для подвода или отвода жидкости. Напорные золотники используют, например, для отпускания тормозов лебедки после достижения определенного момента на валу гидромотора. Этим исключается просадка его скорости под действием внешней нагрузки. Напорные золотники выпускаются на рабочие давления 2,5;5,0 и 10 МПа и предельные расходы от 18 до 140 л/мин.

Конструктивные особенности: Для управления навесным верхним прицепным оборудованием сатто предусматривается раздельная агрегатная система в которую входят: насосы, распределители, гидроцилиндры, бак и маслопроводы и отличаются друг от друга компоновочной схемой, универсальным гидрооборудованием – что влияет на мощность и кпд привода машины. Также в конструкции предусматриваются охладители жидкости. Используются центробежные очистители жидкости 8000об/мин. Р=0,3-0,6 Мпа.

Гидрораспределители, конструкция, принцип работы.

По конструкции запорного органа все распределители можно разделить на крановые, золотниковые и клапанные. В зависимости от числа фиксированных положений запорного органа различают двухпозиционные, трехпозиционные и т. д. распределители. В зависимости от числа внешних линий, подводимых к распределителю, последний может быть трехлинейным (трехходовым), четырех линейным (четырехходовым) и т. д. Запорный орган распределителя может приводиться в движение различными источниками энергии. В зависимости от этого различают распределители с ручным, электрическим, гидравлическим и пневматическим управлением.

Золотниковые распределители:

Эти распределители получили наибольшее распространение. Объясняется это простотой их изготовления, компактностью и высокой надежностью в работе. Они могут работать при весьма высоких давлениях (до 20 Мн/м2) и значительно больших расходах, чем крановые распределители. Основными элементами этих распределителей являются золотник с поясками и цилиндр (гильза) с окнами. Трехходовой золотник применяется, главным образом, в схемах с гидроцилиндрами одностороннего действия.

Четырехходовые золотники предназначены для управления гидроцилиндрами двустороннего действия или реверсивными гидромоторами.

Недостатком золотниковых распределителей является наличие утечек между золотником и цилиндром, а также возможность возникновения больших усилий страгивания золотника. С целью недопущения заедания золотников помимо очистки масла применяют специальные способы обработки золотников при изготовлении (холодом, искусственное старение и пр.). С этой же целью иногда в следящих системах гидроавтоматики выполняют пояски золотников с нулевым или даже отрицательным перекрытием окон. Разумеется, что в последнем случае утечки через золотник возрастают. В настоящее время выпускаются трехпозиционные четырехходовые золотники с ручным управлением типа Г74-1 и БГ74-1, золотники Г74-2 и Г74-3 с механическим управлением, золотники 1РГЗ с гидравлическим и 1РГМЗ и 2РГМЗ с электрогидравлическим управлением.

«Теория рабочих процессов ТМО»

Силы, действующие на машину. Понятие силового баланса машины.

Силы можно разделить на движущие - направление кот совпадает с вектором скорости центра масс авто сюда относят полную тяговую силу приложенным к тяговым колёсам; и сил сопротивления – направление которых противоположно вектору скорости движения 1. сила сопротивления качения – сумма направленных против движ авто продольных реакций дороги к ним относятся силовые составляющие сопротивл качения колёс;

2. сила сопротивления подъема PП=Gasinα; 3. сила сопротивления воздуха РВ=GWF*gв; 4. сила аэродинамического сопротивления – зависит от формы авто). На авто также действует сила тяжести, она сосредоточена в центре тяжести авто (зависит от конструкции); реакция сил дороги R_Z=G_H; тяговая сила P_T=G_Hi*φ (G_Hi – сила тяжести на ведущ мосты; φ – коэф сцепл или трения шины о дорогу); аэродинамические силы – действует на фронтальную поверхн авто при движ, эти силы создают опрокидыв момент M_w=P_wh_e; силы дорожного сопротивления – пропорцион силы тяжести приходящиеся на дорогу умноженную на коэффициент сопротивления качения колеса, зависит от типа и состояния дороги, скорости (угловой) колеса P_f=f_vG_H.

Уравнение движения машины связывает силу тяги Р_к с силами сопротивления его движению и позволяет определить характер движения машины в нужный момент времени.

Схема сил действующих на продольном уклоне. Схема сил действующих на колесо при повороте.

Р_к - Р_f - Р_h - Р_w - Р_J = 0; Р_к = Р_f ± Р_h ± Р_w ± Р_J = 0. Уравнение движения машины на подъеме (спуске). Р_к-тяговая сила; Р_f-сила сопротивления качению; Р_h-сила сопротивления подъёму; Р_w-сила сопротивления воздушной среды; Р_J-сила сопротивления разгону. Тяговая сила Р_к на ведущих колесах а/м ограничивается силой сцепления шин с поверхностью дороги. Качение ведущих колес без буксования возможно при условии: Р_к ≤ Р_φ; Р_φ = G_сцепл*φ; где: Р_φ - сила сцепления колес с опорной поверхностью; G_сцепл - сцепной вес машины, приходящийся на ведущие колеса (для неполноприводных автомобилей и колесных тракторов G_сцепл определяется с учетом распределения тормозной реакции от веса машины по осям), φ – коэффициент сцепления ведущих колес с опорной поверхностью. Сила сцепления Рφ противодействует скольжению колес относительно дороги и зависит от силы трения, возникает в момент контакта колес с дорогой, от типа и состояния дороги , рисунка и степени износа протектора, давление воздуха в шине и т.д.

φ =Х_к / Z_к (для сухих покрытий 0,8). Для гусеничных тракторов, полноприводных автомобилей и колесных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу G^сцепл=_i=1 ⁿ z_i где колличество ведущих колес, _i=1 n = G_i * cos α; где α- угол уклона, Gi – вес приходящийся на ведущее колесо. Силовой баланс машины. Р_к - Р_f - Р_h - Р_w - Р_J ; Р_ψ = Р_f + Р_h ; P_f = G_a*f; где f коэффициент сопротивления качению; P_h = G_a*i_под; Р_w = K_w*F_a*V_a 2; P_j = 0; P_j = G_a*_a*j_a/g:

График суммарного значения сил сопротивления определяет силу тяги необходимую для движения авто с постоянной скоростью. Если кривая тяговой силы Рк проходит выше кривой сил суммарного сопртивления дороги, то мы получаем не реализованный запас силы тяги который может быть использован для разгона машины или преодоления повышенного сопртивления дороги. Если кривая Рк проходит ниже кривой сил суммарного сопротивления дороги, то развиваемой авто силы тяги не достаточно, и она движется замедлено. Пользуясь графиком тягового баланса можно определить Vмакс движения машины, которая равна абсциссе точки пересечения кривых Рк и сил суммарного сопротивления.

Vmax – максимальная скорость при данных условиях

Используя при анализе динамических средств свойства а/м сопоставление тяговой мощности Мк с помощью затрачиваемой на все виды дорожных сопротивлений движению можно записать уравнение баланса мощностей.

Nк = Ne · ήтр = Nf + Nh + Nw + Nj

Уравнение баланса мощностей показывает распределение мощности развиваемой двигателем и подведенной к ведущим колесам.

Вычисления Nf = Pf · Va = f · Ga · cos α · Va

Nf = Ph · Va = Ga · sin α · Va

Nf = Pw · Va =k · Fa · Va3

Nf = Pj · Va = Ga · j · δ · Va /g

Степень использования мощности двигателя обозначается U называется отношением мощности необходимой для движения машины к мощности V двигатель может развить при полностью открытой дроссельной заслонки или полной подачи в цилиндр двигателя.

Динамический фактор и динамическая характеристика спецтехники.

Р_к = Р_f ± Р_h ± Р_w± Р_j; Р_ψ = Р_f + Р_h ;Р_к = Р_ψ ± Р_w± Р_j; Р_к - Р_w = Р_ψ ± Р_j= G_a* + G_a*_a*j_a/g; делим на G_a; Р_к - Р_w/G_a=* + _a*j_a/g; Р_к - Р_w/G_a – представляет собой отношение избыточной силы тяги к полной силе тяги тяжести авто и называется динамическим фактором Д_а. По другому можно сказать что динамич фактор это св-во авто быстро ускоряться Д_а= + _a*j_a/g; j=0, Д_а=. Для оценки динамич св-в авто – способности авто преодолевать разные дорожные сопротивления и ускоряться введён показатель – динамический фактор. Зная динамический фактор можно об авто судить по преодолеваемого дорожного сопротивления авто на разных передачах и по скоростям движения по разным дорожным условиям. P_св=P_T-P_W. Динамич фактор дополненный номограммой загрузки авто представляет собой динамический паспорт D₀=P_св/G₀. При небольших скоростях в приделах 4-5 м/с значением силы сопротивления воздуха можно пренебречь (Р_w=0) и тогда Д_а=Р_к - Р_w/G_a; Д_а=Р_к/G_a; Д_а= (G_a* - Р_w)/G_a; G_a* - сила тяги которая может быть реализована в конкретных условиях движения с учетом коэффициента сцепления колес с дорогой. Если сила тяги превышает значение G_a*, то наступает буксование ведущих колес. При буксовании ведущих колес скорость авто не велика и Р_w можно приравнять к 0. Д_а =G_a*/G_a  чтобы машина двигалась. В общем случае условием движения машины будет  Д_а . Динамической характеристикой называется графическая зависимость динамического фактора от скорости движения авто на различных передачах. С помощью динамической характеристики можно определить макс скорость движения авто в заданных условиях, а также решить обратную задачу. Определить суммарное сопротивление дороги преодолеваемое авто во время движения с заданной скоростью. При оценке движения возможно несколько случаев: 1) линия ψ₁ пресекается с кривой динамического фактора в одной точке, тогда V₁ – макс скор для данных условий.

Характер движения машины:

При ψ₁= 0,28 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на остальных передачах замедление, максимальная скорость =11 км/ч. При ψ₂=0,22 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₃=9км/ч до V₄=17км/ч —разгон на второй передаче, равномерное движение возможно со скоростью V₃=9км/ч и V₄=17км/ч, при движении со скоростью меньше V₃=9км/ч и больше V₄=17км/ч —замедление, на остальных передачах замедление, максимальная скорость=17 км/ч. При ψ₃= 0,16 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20км/ч —разгон на второй передаче, на остальных передачах замедление, максимальная скорость =20 км/ч. При ψ₄= 0,1 на участке от V₁=4км/ч до V₂=11км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20км/ч —разгон на второй передаче, на участке от V₇=13км/ч до V₈=34км/ч —разгон на третьей передаче, максимальная скорость =34 км/ч, на остальных передачах замедление. При ψ_УСК=0,017 на участке от V₁=4 км/ч до V₂=11 км/ч —разгон на первой передаче, на участке от V₅=7км/ч до V₆=20 км/ч —разгон на второй передаче, на участке от V₇=13 км/ч до V₈=34 км/ч —разгон на третьей передаче, на участке от V₉=23км/ч до V₁₀=60 км/ч —разгон на четвертой передаче, на участке от V₁₁=30км/ч до V₁₂=80 км/ч —разгон на пятой передаче, максимальная скорость =80 км/ч. Критическая скорость по условию тяги равна 38 км/ч. Скорость авто соответствующая максимальному значению дин факт на прямой передаче называется критической по условию тяги. С помощью динам. характер. можно опред. мах скорость движения а/м в заданных условиях, а также дать хар-ки движ-я машины при различных суммарных сопротивлениях дороги, при этом возможно несколько случаев:

-линия ψ₁ пересекается с кривой динам-го фактора, тогда мах скорость дв-я для данных условий будет V₁, т.к. при этом соблюд-ся условие D_a = ψ

-линия ψ₂ проходит ниже кривой дин-го фактора, в этом случае D_a >ψ и равномерное движ-е а/м невозможно, т.к происходит разгон.

-линия ψ₃ проходит выше кривой дин-го фактора, при этом D_a < ψ и а/м может дв-ся только замедленно за счет кинет-ой энергии а/м, а так же маховика и др. вращ-ся частей.

-линия ψ₄ перес-т кривую дин-го фактора в 2-х точках, в этом случае а/м может двиг-ся равномерно при скор-х V₂ и V₃. В интервале скор-й V₂ и V₃, когда D_a >ψ а/м может разгон-ся при движ-и со скор-ю меньше V₂ или больше V₃, машина будет двиг-ся только с замедлением (на одной данной передаче)

Влияние эксплуатационных факторов на топливную экономичность.

Влияние эксплуатационных факторов на топливную экономичность. N_e=(N_+N_+N_j)*_тр; G_П=b_е*(N_+N_h+N_+N_j)/(10V_a*_тр)=b_е*(P_*V_a+P_h*V_a+P_*V_a+P_j*V_a)/(10V_a*_тр)=b_е*(G_a*f+ G_a*i_под+К_*F_a*V_a2 +(G_a*_a*j_a)/g)/(10_тр). Эта формула устанавливает зависимость расхода топлива от нагрузочных, дорожных и скоростных условий, оптикаемости а/м и экономичности двигателя. На удельный расход топлива влияют также частота вращения коленчатого вала двигателя и степень использования двигателя по мощности. Удельный расход топлива be повышается как при минимальных, так и при максимальных частотах вращения вала двигателя. Величина удельного расхода топлива зависит также от режима работы двигателя и изменяется в довольно широких пределах. Неправильная регулировка приборов системы питания и зажигания, а также распределительного механизма двигателя ведет к повышенному расходу топлива. Большое влияние на топливную экономичность оказывает тепловой режим двигателя. При чрезмерном охлаждении двигателя резко возрастают тепловые потери двигателя и, следовательно, уменьшается индикаторный КПД двигателя. Неправильная регулировка шестерен главной передачи, радиально-упорных подшипников и тормозов, малое давление воздуха в шинах или неправильно отрегулированное схождение управляемых колес вызывают дополнительное сопротивление движению и как следствие повышенный расход топлива. При работе автомобиля в составе автопоезда расход топлива на единицу пробега увеличивается, однако это увеличение не пропорционально возрастанию сил сопротивления движению, так как при буксировке прицепов или полуприцепов степень использования мощности двигателя выше, чем при движении одиночного автомобиля, что уменьшает удельный эффективный расход топлива. На дорогах с твердым покрытием, не имеющих крутых и затяжных подъемов, при использовании прицепов экономия топлива может составлять 15—20%.

Экономические качества а/м характеризуются радом удельных показателей, в частности расходом топлива при движении в заданных условиях, Для оценки экономичности двигателя в качестве измерителя принят удельный расход топлива г/(кВт · ч)

Измерителем топливной экономичности принято считать количество топлива расходуемого на 100 км пути в л или кг. Для специальной техники 1 моточас работы.

Экономическая характеристика а/м, выраженная пробеговым расходом топлива функции скорости движения дает наглядное представление о топливной экономичности а/м при разл. условиях установившегося движения. Она представляет собой ряд кривых каждая из которых относится к определенным дорожным условиям, характеризуемым величиной коэффициента сопротивления дороги.

Максимальная скорость движения по мере ухудшения дорожных условий и повышения коэффициента ψ_а уменьшается. Она ограничивается, Q - Q которым является геометрическое место точек в котором а/м расходует max возможное количество топлива при соответствующей частоте вращения коленчатого вала. С - C соответствует минимальному расходу топлива.

Она указывает наиболее экономичные скорости движения в различных дорожных условиях при работе на данной передаче.

Расход топлива на 100 км пробега может быть определен из следующего выражения.

G_T – часовой расход топлива, в кг;

Эффективная мощность двигателя расходуется на преодоление мощностей дорожных сопротивлений.

N_k = = Nψ + Nw + Nj = Ne · ηТР

формула характеризующая факторы влияющие на расход топлива.

Понятие устойчивости специальной автомобильной и тракторной техники.

Поперечная устойчивость машины. Под устойчивостью колесной или гусеничной машины понимается ее способность двигаться в разнообразных условиях без опрокидывания и без бокового скольжения колес всех осей автомобиля или одной из них. В зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно и более опасно потеря поперечной устойчивости, α выражается в заносе или боковом опрокидывании машины. Поперечная устойчивость машины – способность сохранять заданное движение без опрокидывания, сползания, заноса при движении на повороте, а так же при боковом перемещении и сползании на уклоне.

Машина совершающая поворот вокруг оси ОО подвергается воздействию центробежной силы, α может вызвать опрокидывание или занос. Центробежная сила определяется: Р_ц=m_a*v_a²/R=G_a* v_a²/(R*g), где m_a – масса авто, кг; R – радиус поворота, м. Условием опрокидывания автомобиля относительно точки А будет след. выражение: Рφ≥ Р_ц. Начало опрокидывания возникает тогда, когда опрокидывающий момент будет равен моменту, удерживающему, т.е. Р_ц*h_ц= G_a*В/2, где h_ц – высота до центра тяжести машины, м; В – величина колеи машины, м. Р_ц = G_a*В/2 h_ц, G_a* v_a²/(R*g)= G_a*В/2 h_ц, следовательно максимальная (критическая) скорость движения авто на повороте, при α начнется опрокидывание, определяется: υакр=(gRB/(2hц))^1/2. Начало бокового скольжения может возникнуть тогда, когда сцепная сила станет меньше или равной силе центробежной, т.е. Р_ц≥ Рφ= G_a*φ. Определим максимальную (критическую) скорость движения авто, при α начнется боковое скольжение G_a*φ= G_a* v_a²/(R*g), следовательно υакр=(gR φ)^1/2. Поперечная устойчивость колесной или гусеничной машины характеризуется величинами предельных углов-косогоров, при α машины могут передвигаться, не опрокидываясь. Движение гусеничной машины на дороге с поперечным уклоном α рассмотрим на рисунке.

Из условия равновесия машины относительно нижней боковой кромки левой гусеницы (т.О) получим G_трsin α hц - G_трcos α*0.5(B+b)=0. Начало опрокидывания машины вокруг точки О произойдет в момент, когда Z1=0, при этом получим G_трsin α hц = G_трcos α*0.5(B+b), где В – величина колеи, м; b– ширина гусеницы, м. Предельный угол поперечного уклона, при α начнется опрокидывание определяется по tg угла, tg α = (0,5(В+b))/ hц, следовательно чем больше В и в, и меньше hц, тем устойчивее машина. Опрокидывание машины может предшествовать ее сползание, если соблюдается следующие условие Рφ=γ1+ γ2< G_трsin α, где γ1, γ2 – боковые реакции дороги на ходовые органы машины. Возможность сползания трактора в следствии скольжения ходовой части по дороге характеризуется след. уравнением G_трsin α,=γ1+γ2. Наибольшее значение величин реакции γ1+γ2 можно определить из выражения γ1+γ2=G_тр* φ1* cos α, где φ1 – коэф-т, характеризующий боковое сцепление гусеничного движителя с дорогой, следовательно условие, при α трактор еще не будет сползать примет вид: G_трsin α≤ G_тр* φ1* cos α, откуда предельный угол, на α не произойдет скольжение определяется tg α≤ φ1. Величина коэф-та сцепления φ1 зависит от механических свойств дороги и конструкции ходовых органов. По действующим нормам безопасности углы поперечной статистической устойчивости для колесных и гусеничных тракторов должны быть на менее 40⁰.

Продольная устойчивость машины. Под продольной устойчивостью машины подразумевается ее способность двигаться по уклону без опрокидывания вокруг осей, проходящих через точки опор передних или задних колес или вокруг осей переднего или заднего опорных катков гусеничного движителя с последующим опрокидыванием через тяговый или натяжные звездочки. Авто движется ускоренно на подъем в следствии чего может быть потеряна продольная устойчивость и опрокидывание машины произойдет вокруг задней оси О₂. Если пренебречь силами сопротивления воздушной среды и сопротивлением качению, то в момент опрокидывания реакция Z1=0, тогда условием статического опрокидывания авто вокруг оси О₂ без учета деформации подвески будет след. выражение G_аsin α hц= G_аcos α*b, из этого соотношения определяется угол подъема авто при α возможно опрокидывания машины tg α=b/hц, если tg α>b/hц, то опрокидывание неизбежно. Учитывая, что максимальные углы подъема совр.авто и тракторов не превышают 45⁰ (tg α=1), формула примет вид hц>b, т.е. во избижании продольного опрокидывания высота центра тяжести не может превышать расстояние от центра тяжести автомобиля до задней оси. До начала опрокидывания наступает буксование ведущих колес, при движении на подъеме и машина сползает назад в следствии недостаточного сцепления колес с дорогой, при этом сила сцепления ведущих колес машины с колесной формулой 4×2 определяется Р_φ2=G_a*а*φ*cosα/L, где L – база авто, м. Определим tg угла, при α начнется сползание tg α= а*φ/ L, где а – расстояние от центра тяжести до передней оси машины. Для полноприводных авто и тракторов угол сползания определяется tg α= φ. Для гусеничного трактора с полужесткой подвеской находящегося на продольном уклоне показаны схемы на рисунках. Предельный статистический угол уклона и подъема составляет tgα^сп_lim =(Сп-а)/hц – для спуска, tgα^п_lim =(а-Ск)/hц – для подъема, где Сп, Ск – соответственно расстояние передней и задней кромок опорных поверхностей гусениц до плоскости, проведенной через геометрическую ось ведущих колес. Если статические углы подъема и уклона будут больше значений, определенных по формулам, то это еще не означает аварийного опрокидывания трактора, т.к. повернувшись относительно кромок трактор сядет на наклонные задние или передние ветви гусениц. Для тракторов с полужесткой подвеской предельные статистические углы находятся в пределах 35-45⁰.

Понятие управляемости колесной машины. Боковой увод и поворачиваемость машины.

Управляемостью колесной машины называется совокупность свойств конструкции, обеспечивающих сохранение ее движения по траектории, заданной управляемыми колесами. Управляемость колесной машины зависит от кинематических связей м/у управляемыми колесами, осуществляемых рулевой трапецией, увода колеса, стабилизацией и колебаний управляемых колес. В идеальном случае при повороте вес колеса, вращающегося без бокового скольжения и без боковых деформаций шин показаны на рис. В этом случае мгновенный центр поворота (т.О) находиться на пересечении перпендикуляра к направлению движения всех колес. Передние управляемые колеса отклоняются от нейтрального положения на различные углы α наружный и α внутренний, т.к. при повороте машины они находятся на различных расстояниях от центра поворота при этом должно соблюдаться следующее условие:ctgα_нар.- ctgα_внутр.=2а/L. Соблюдение этого условия обеспечивается рулевой трапецией, конструкция α с достаточным приближением позволяет поворачивать управляемые колеса на неодинаковые углы при больших углах поворота. Если данное условие не соблюдается, т.е. управляемые колеса поворачиваются на равные углы, то движение колесной машины при повороте будет сопровождаться боковым скольжением направляющих колес. В машинах повышенной проходимости, где управляемые колеса одновременно являются и ведущими, толкающие силы передних колес не дают боковых составляющих, стремящихся отклонить колесо от заданного направления.

Боковой увод колеса и поворачиваемость машины.Пневматическая шина при сравнительно небольшом давлении является эластичным элементом и не может воспринять поперечные силы не меняя своего направления движения. Под действием силы происходит боковая деформация шины, при этом средняя плоскость колеса сместиться на расстояние σш, т.о. колесо будет катиться не под не α углом к своей средней плоскости. Точки 1,2,3,4, отмеченные на продольной оси колеса, в определенный момент времени будут смещаться вправо, оставляя отпечатки на линии 1^”, 2^“, 3^”,4^”. Величина угла увода будет возрастать с увеличением боковой силы и будет различной для шин с жестким и мягким кордом. На участке Оа скольжение отсутствует и зависимость можно считать линейной. На участке ав эта зависимость не меняется, ввиду частичного проскальзывания шин. При значении Рб=Gк*φ увод переходит в полное скольжение и зависимость характеризуется горизонтальной линией вс. Между боковой силой и углом увода на участке Оа существует зависимость Рб=Кув.*σув., где σув- угол увода в ⁰, Кув – коэф-нт сопротивления боковому уводу шин. Кув изменятся в широких пределах и зависит от конструкции шины, давления в ней, слойности корда, размера и т.д. Боковой увод шин оказывает большое влияние на управляемость ав-ля, т.к. при движении на повороте действие составляющей центробежной силы вызовет боковую деформацию шин. Боковая деформация шин и увод всей машины в сторону возможен и при прямолинейном движении под действием бокового ветра, наклона дороги и т.д. Рассмотрим поворот колесной машины с учетом бокового увода шин. Под действием боковой силы в общем случае углы увода шин передних и задних колес имеют различную величину. Углы увода шин каждой оси можно считать одинаковыми. При повороте машины с жесткими колесами боковой увод отсутствует и машина совершает поворот с радиусом R вокруг мгновенного центра поворота О. Радиус поворота определяется: R=L/tgα. при малых значениях угла поворота tgα=α, следовательно R=L/α. Однако в результате увода шин, движение колес передней и задней осей отклоняются от траектории, по α они бы двигались, в случае отсутствия увода передняя ось машины будет двигаться вдоль вектора υ1, направленного под углом α-σ1 продольной оси машины, а задняя ось вдоль вектора υ2, направленного к оси под углом σ2. Мгновенный центр поворота машины переместиться при этом в т.О1, лежащую на пересечении перпендикуляра к векторам скорости υ1 и υ2, а радиус поворота определяется по формуле:R^”=L/(tg(α-σ1)+tgσ2). Учитывая, что углы увода передней и задней оси не значительны, и средний угол поворота на больших скоростях также не велик то можно считать R^”=L/(α-σ1+σ2). Если углы увода передних и задних колес равны, то боковой увод шин не оказывает значительного влияния на радиус поворота и его величина не изменяется, но смещается мгновенный центр поворота. Если угол увода σ1>σ2, то и R^”>R, при одновременном смещении центра вращения поворот будет осуществляться по более пологой кривой, чем при жестких колесах. Если σ1<σ2, то и R^”<R, т.е. поворот будет осуществляться по более крутой траектории, следовательно на траекторию поворота машины влияет деформация шин, которая может быть различна в зависимости от скорости движения, радиуса поворота и т.д. Свойства ав-ля с эластичными шинами отклоняется в следствии увода колес от направления движения определяемого положением управляемых колес называется поворачиваемостью. Различают 3 вида поворачиваемости: 1.σ1=σ2, R^”=R, то машина обладает нейтральной или нормальной поворачиваемостью. 2. σ1>σ2, то и R^”>R, то авто обладает недостаточной поворачиваемостью. 3. σ1<σ2, то и R^”<R, то авто обладает излишней

Проходимость ТМО. Геометрические параметры проходимости колесных машин. Влияние конструктивных показателей машины на проходимость.

Конструктивные особенности колесных машин, существенно влияющие на их проходимость в условиях плохих дорог или бездорожья, называются геометрическими параметрами проходимости. К ним относятся: радиусы продольной R_пр и поперечной R_поп проходимости, передний _п и задний _п углы проходимости, вертикальный дорожный просвет и показатели маневренности — ширина полосы движения на повороте и наименьший радиус поворота R_min. Радиусы продольной и поперечной проходимости R_пр и R_поп показывают очертание препятствия, которое, не задевая, может преодолеть колесная машина. Величины радиусов соответствуют окружностям, проведенным касательно к колесам и низ­шим точкам в средней части автомобиля. Чем меньше R_пр и R_поп тем лучше проходимость машины. Передний и задний углы проходимости _п и _п характеризуют проходимость машины в момент въезда на препятствие или съезда с него. Углы проходимости образуются опорной поверхностью и плоскостями, касательными к колесам. Чем выше п и _п тем лучше проходимость машины. Вертикальный дорожный просвет h представляет собой расстояние между низшими точками машины и плоскостью дороги. Конструктивные особенности выпускаемых отечественной промышленностью а/м в большой степени влияют на проходимость. Изменение в конструкции машины величины дорожного просвета, изменение углов свеса, увеличение количества ведущих мостов, применение блокировки дифференциала, широкопрофильных и арочных шин и пневмокатков в значительной мере увеличивают проходимость. Движение по пересеченной местности колесных машин типов 4x2 и 6x6 без отрыва колес от грунта ограничивается максимально допустимыми перекосами осей, которые зависят от типа применяемых подвесок. При независимой и балансирной подвесках эти перекосы больше, что способствует повышению проходимости, так как колеса лучше приспосабливаются к неровностям дороги. Движение машины с колесной формулой 4x2 ставит в неодинаковые положения ведомые и ведущие колеса. Ведомые колеса значительно хуже преодолевают вертикальные препятствия, чем ведущие, что объясняется тем, что ведущие колеса стремятся преодолеть препятствия, как бы вкатываясь на него, а ведомые колеса упираются в препятствие. На рис. показаны схемы сил, действующих на ведомое и ведущее передние колеса машины при преодолении вертикального препятствия высотой h. На ведомое колесо (рис. а) действуют: Т — толкающая сила; R — реакция препят­ствия, которая раскладывается на силы Z и X — вертикальную и горизонтальную составляющие реакции. Условие равновесия колеса выражается зависимостями Z=GK; Х=Т. Силы, действующие на колесо, связаны между собой равенствами: Z=Xtg=Ttg; Gk=Ttg,, откуда T=Gk/tg. Из треугольника АОС определим tg= OC/AC= (гк—h)/AC, отсюда АС=АО²+ОС²=r_к²-r_к²+2r_к²*h-h²=2r_к*h-h², следовательно tg=(г_к—h)/2r_к*h-h². Таким образом, Т=GK/tg= GK2r_к²h-h²/(г_к—h). Из этой формулы видно, что при h=r_K сила Т становится бесконечно большой и при наезде на препятствие ведомое колесо не сможет его преодолеть.На переднее ведущее колесо кроме сил G_K и Т действует момент М_к, вследствие чего появляется касательная сила тяги Рк (рис. б). Разложим силу Рк на составляющие: Р_к1 — горизонтальную и Р_к2 — вертикальную. Под действием сил G_K и Т возникают такие же реакции, как и при движении ведомого колеса реакции Z и X. Спроецировав все силы на вертикальную и горизонтальную оси, получим Т=Х-Р_к1; G_к=Z+P_к2. Возникновение дополнительной силы Р_к2 позволяет ведущему колесу преодолевать препятствие с высотой h=r_K, а сила P_K1 уменьшает составляющую силы сопротивления движению X. Образование колеи при движении по мягким грунтам сопровождается значительным сопротивлением ведомых и ведущих колес. Несовпадание колеи передних и задних колес также увеличивает сопротивление движению машин, особенно, если задние ведущие колеса оборудованы двумя скатами. В конструктив показатели трансмиссии входят: передаточное число ГП (i0) оно определяется из условий обеспечения заданной max скорости движения авто на высшей передачи i₀=2Пr_kn_v/60i_kвV_amax (i_кв – передаточное отношение высшей ступени высшей передачи по прототипу); определение передаточного числа первой ступени высшей передачи.

«Конструкция и расчёт ТМО»

Расчёт на прочность с учетом знакопеременной нагрузки. Оценка и выбор допускаемых напряжений.

При этом методе расчёта учитывается не только переменный характер механических нагрузок, но и особенности их изменения, а также конструктивные особенности деталей и их механическая обработка.

При расчёте рассматриваемым методом выбирается сочетание максимально возможных нагрузок и определяется для этого случая коэффициент запаса прочности или просто запас прочности.

Под коэффициентом запаса прочности понимается отношение предельно допустимого напряжения к максимально действующему напряжению в детали, т.е. n_σ = στ/σmax, где: σ_r – максимально допустимое напряжение для детали; σ_max – максимальное напряжение, действующее в детали.

В случае действия только нормальных напряжений коэффициент запаса прочности определяется по уравнению:n_σ=σ_-1/((K_σ/ε_σ)*σ_a+a_σ*σ_m) где: σ_-1 – предел выносливости материала при изгибе детали для симметричного цикла; К_σ – коэффициент концентрации напряжений; ε_σ - масштабный фактор;σ_а - амплитуда напряжений;α_σ - угловой коэффициент, учитывающий влияние характера цикла нагружения на усталостную прочность материала; σ_m – среднее напряжение цикла.

При действии только касательных напряжений:

n_τ=τ_-1/((K_τ/ε_τ)*τ_a+a_τ*τ_m) Обозначения в уравнении (1.3) те же, что и в уравнении (1.2), только применительно к касательным напряжениям. Входящие в уравнения (1.2) и (1.3) коэффициенты выбираются в зависимости от материалов деталей, их обработки и формы, от характера изменения нагрузки за цикл по соответствующим руководствам. Значения амплитудных напряжений и средних напряжений определяются по уравнениям:σ_a=(σ_max-σ_min)/2; σ_m=(σ_max+σ_min)/2; τ_a=(τ_max-τ_min)/2; τ_m=(τ_max+τ_min)/2; где:σ_max и τ_max - максимальные напряжения цикла; σ_min и τ_min минимальные напряжения цикла. Если прочность материала характеризуется не пределом выносливости, а пределом текучести, то уравнения (1.2) и (1.3) принимают вид: n_σ=σ_s/((K_σ/ε_σ)*σ_a+ σ_m); n_τ=τ_s/((K_τ/ε_τ)*τ_a+τ_m) При одновременном действии нормальных и касательных переменных напряжений прочность деталей оценивается суммарным запасом прочности: n_Σ=n_σ*n_τ/(n_σ²+n_τ²)^½.Полученные по уравнениям (1.2), (1.3), (1.4), (1.6) значения коэффициентов запаса прочности сравниваются с допустимыми их значениями, на основе чего делается вывод о работоспособности деталей.

Оценка и выбор допускаемых напряжений

Как уже отмечалось, расчёт деталей на прочность в большинстве случаев является условным. Определяемые в результате этого расчёта напряжения в деталях обычно значительно отличаются от тех действительных напряжений, которые имеют место в деталях в процессе работы двигателей. Поэтому расчётные напряжения не характеризуют действительной нагруженности материала деталей, а лишь могут служить относительной мерой оценки их прочности и надёжности. Причиной этого является ряд обстоятельств, не позволяющих точно определять величину действительных напряжений в деталях обычными методами расчёта. К числу таких обстоятельств относятся: сложность форм рассчитываемых деталей, приводящая к концентрации напряжений в одних точках и к уменьшению их в других, а также не позволяющая определять точные значения действительных напряжений; трудность определения действительных значений сил, характера их приложения и точного закона изменения; наличие дополнительных термических напряжений, создающих в ряде случаев значительные нагрузки, учесть которые практически трудно; трудности определения деформаций деталей в процессе их работы. В связи с невозможностью определения действительных напряжений в деталях за допускаемые напряжения также принимаются некоторые условные напряжения, при которых обеспечивается необходимая работоспособность и достаточная надёжность деталей двигателей. Значения допускаемых напряжений выбираются исходя из определяемых соответствующими методами напряжений в аналогичных деталях у существующих и хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации двигателей. При выборе допускаемых напряжений следует учитывать, что неоправданное снижение их значений приведёт к завышению веса, увеличению габаритных размеров и стоимости двигателей. Наоборот, неоправданное завышение допускаемых напряжений вызовет снижение прочности деталей, уменьшение их надёжности и долговечности, увеличение вероятности поломок и выхода двигателей из строя. Таким образом, значения допускаемых напряжений, несмотря на их условность, должны выбираться оптимальными. Величина допускаемых напряжений зависит: от назначения и режимов работы двигателей, от конструктивной формы деталей, от материала деталей, от обработки деталей.

Выбор допустимых напряжений. При выборе допускаемых напряжений обычно руководствуются статистическими данными по напряжениям в аналогичных деталях других двигателей. При этом необходимо обязательно учитывать, какими способами они получены, в противном случае могут иметь место грубые ошибки. Необходимо также учитывать требования эксплуатации двигателей – межремонтные пробеги и т.п. При этом во всех случаях при выборе допускаемых напряжений следует обращать внимание на обеспечение равнопрочности различных деталей двигателей.

Кинематический расчет трансмиссии. Определение передаточных чисел коробки передач. Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число I-ой передачи выбирается из условия получения максимальной величины динамического фактора машины. Чтобы полностью использовать опорно-сцепные качества машины, максимальный динамический фактор на I-ой передаче Д_Imax должен быть равен динамическому фактору по сцеплению Д_φ и заданному коэффициенту максимального сопротивления дороги ψ_max, Д_Imax = Д_φ = ψ_max. Исходя из условия получения заданной максимальной величины устанавливается следующая зависимость:

Д_Imax = ψ_max = (Temax*iкп*iгп*iрк*ηтр)/(rк*G) где: Т_еmax – максимальный крутящий момент двигателя по внешней скоростной характеристике двигателя; i_рк передаточное число раздаточной коробки на низшей передаче (принимается в пределах 1,85...2,78); G - сила тяжести машины. Тогда: i_кпI =(ψmax*rк*G)/(Mкрmax*iгп*iрк*ηтр). Полученное передаточное число коробки передач проверяется по сцеплению ведущих колес с дорогой ((Mкрmax*iгп*iрк*iкп_I)/rк)*ηтр≤G_φ*φ. Для определения передаточных чисел промежуточных передач используется закон геометрической прогрессии:

I_кп = (iкп_I^z-m)^z-1, где: z – число передач, не считая ускоряющую и заднего хода; m – порядковый номер передачи.

Определение передаточного числа главной передачи

Передаточное число главной передачи i_гп определяется исходя из получения максимальной скорости на высшей передаче по формуле: iгп = rк*nυ/(iрк*iкп*Vmax) где: r_к – радиус качения колеса; i_кп - передаточное число КП на высшей передаче (обычно принимается в пределах 0,75...1,0); i_рк - передаточное число раздаточной коробки на высшей передаче (принимается в пределах 1,0...1,35); n_v - частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной скорости. Радиус качения колеса в расчетах принимается по следующей зависимости: r_к = r_c · λ_ш где: r_с – статический радиус колеса; λ_ш – коэффициент деформации катящегося колеса, который для стандартных шин принимается 0,9...0,95. По величине нагрузки, приходящейся на одно колесо, согласно данным завода-изготовителя, подбирается размер шин и её статический радиус. При перерасчете нагрузки на одно колесо всегда учитывается нагрузка, приходящаяся на задние колеса. Исходя из конструкции главных передач существующих колесных машин назначается одинарная главная передача, если i_гп < 6,6 , двойная – 6,6 < i_гп <9,5 и разнесенная главная передача, состоящая из центрального редуктора и бортовой передачи при i_гп < 9,5.

Конструкция рам: расчет рамы на изгиб, расчет рамы на кручение.

Расчет на изгиб сводится к расчету главного несущего элемента – лонжеронов. Каждый лонжерон рассчитывается на половину всей приходящейся на раму нагрузки, при этом упрочняющее действие поперечин не учитывается. В основу расчета кладутся статические веса смонтированных на раме агрегатов и механизмов. Динамические нагрузки учитываются введением в расчетные формулы эмпирических коэффициентов динамичности. Лонжероны рассчитываются в следующем порядке: в определенном масштабе на листе бумаги откладывается длина рассчитываемого лонжерона; отмечаются от какого-либо одного из концов лонжерона продольные координаты нагрузок от сил веса агрегатов, смонтированных на раме, кабины и кузова (указанные на рисунке силы означают):

Схема для расчета лонжеронной рамы на изгиб:Р₁ – вес радиаторов; Р₂ – вес, приходящийся на переднюю опору двигателя; Р₃ – вес механизмов управления; Р₄ – вес, приходящийся на заднюю опору двигателя; Р₅ – вес кабины; Р₆ – вес раздаточной коробки; Р₇ – вес запасного колеса; Р₈ – вес топливных баков). Силы веса агрегатов условно принимаются приложенными в центре тяжести, а вес кузова с находящейся в нем нагрузкой – равномерно распределенным по длине грузовой платформы; отмечаются на рассчитываемом лонжероне положение вертикальных реакций опор рессор; определяются значения опорных реакций рессор Т; подсчитываются изгибающие моменты М_х и строится эпюра изгибающих моментов. При этом: М_хi = М_i-1 + Q_i-1 · Δℓ, где: М_хi – изгибающий момент в рассчитываемом сечении; М_i-1 и Q_i-1- изгибающий момент и перерезывающая сила в предыдущем сечении, значения которых уже известны; Δℓ - расстояние между i – м и i – 1-м сечениями; по найденным значениям М_хi и известным значениям моментов сопротивления изгибу W_хi подсчитываются напряжения изгибу в xi-м сечении: σ = Мxi/Wxi. При расчетах используется таблица «Геометрические и секториальные характеристики сечений основных форм, применяемых при конструировании рам»; полученные расчетные напряжения сравниваются с допускаемыми для аналогичных рам. Статический расчет трубы хребтовой рамы аналогичен приведенному. Примерный вид эпюры изгибающих моментов применительно к рамам автомобилей многоцелевого назначения (6х6) мы видим на рисунке. Эпюра имеет две характерные точки, в которых моменты достигают наибольшей величины: точку А, соответствующую сечению у переднего конца грузовой платформы, и точку Б, относящуюся к сечению, где заделана в раме ось балансира задней подвески (у двухосных автомобилей – у задней опоры задней рессоры). Наличие значительного свеса ℓ_о (консоли) рамы у трехосных автомобилей с балансирной задней подвеской приводит к появлению в раме опасных отрицательных изгибающих моментов. В опасных сечениях расчетные напряжения σ достигают ± 350-650 кгсм² Величина допускаемых напряжений с учетом возможного кратковременного динамического нагружения в первом приближении может быть подсчитана по формуле: [σ]≤ σs/(1,5*(1+Rд)), где: [σ] = [450-630] кг/см² σ_s – предел текучести материала лонжерона, равной 2500-3500 кг/см²; R_д – коэффициент запаса на динамическую нагрузку, равный 2,5-2,7. В реальных условиях поломки лонжеронов происходят не обязательно в точках А и Б наибольших статических напряжений. На прочность рам большое влияние оказывают концентраторы напряжений, какими являются отверстия под заклепки для крепления кронштейнов, вырезы в лонжеронах, места окончания усилителей. Именно в районе концентраторов напряжений нередко появляются всевозможные трещины.

Расчет рамы на кручение. Наряду с высокой изгибной прочностью рамы должны иметь достаточную прочность на кручение: переезд дорожных неровностей всегда сопровождается кручением рамы. Закручивающий раму момент зависит от высоты дорожных неровностей, по которым движется автомобиль, ширины его колеи, а также жесткости рамы и подвески автомобиля: М_кр =f*Сп*Ср/(В*(Сп+Ср)), где М_кр – момент, закручивающий раму; С_р – угловая (крутильная) жесткость рамы; f - высота неровности; В – колея; С_п – угловая жесткость подвески. Из формулы следует, что чем меньше жесткость рамы ( С_р), т.е., чем она эластичнее, тем меньше закручивающий момент и, следовательно, выше прочность рамы. Оптимальная жесткость автомобильных рам на кручение выбирается путем комплексных доводочных испытаний ходовой части автомобиля. Углы закручивания лонжеронных рам обычно составляют 5-10^о, но иногда достигают и больших значений (15-20^о при преодолении кюветов, ям и других препятствий). Расчет рам на кручение ведется по упрощенной схеме. Рама рассматривается как плоская система, состоящая из прямолинейных тонкостенных стержней. Действующие на стержни нагрузки считаются приложенными перпендикулярно к плоскости рамы. В связи с тем, что жесткость на изгиб применяемых в рамах профилей в сотни раз превышает жесткость на кручение, деформациями изгиба стержней в расчетах пренебрегают. Результирующие касательные напряжения кручения при деформации стержней рамы в общем случае складываются из трех компонентов: касательных напряжений свободного кручения; касательных напряжений изгиба; касательных напряжений стесненного кручения. Как показывают результаты расчетов и анализ экспериментальных данных, наиболее значительными являются касательные напряжения свободного кручения. Другие компоненты на результирующие напряжения оказывают несущественное влияние (в совокупности не превышают 10-15 %). Поэтому обычно при проектировании рам определяются и учитываются только напряжения свободного кручения. Основными расчетными формулами здесь являются:- для стержней открытого профиля τ = 12δ*α*G/(К²*L); - для стержней закрытого профиля (круглого и коробчатого) τ = Q/S+α*G/L, где G – модуль упругости 2-го рода, принимаемый для сталей равным 8-10⁵ кг/см²; К – изгибно-крутильная характеристика поперечного сечения стержня; Q – удвоенная площадь контура, ограниченного средней линией сечения; S – удвоенный периметр контура, образованного средней линией сечения (см. таблицу); α - угол закрутки рамы на длине базы α = Mкр/Ср, L – база (расстояние между осями автомобиля).Изгибно-крутильная характеристика К = l*(G*Jк/(Е*Jw))^½ гдеℓ - длина закручиваемого стержня; J_к – момент инерции сечения при кручении. Удельная площадь контура Q = 2 вh. Удвоенный периметр контура S = 2 (в + h). Касательные напряжения τ для стержней открытого профиля сравнительно невелики, и размеры таких стержней при расчетах следует определять по величине нормальных напряжений изгиба σ. Поскольку аналитические методы расчета рам весьма приближенны и не всегда позволяют точно выявить места наибольших напряжений, при проектировании рам проводится их экспериментальные исследования. При выполнении этих исследований широко применяется метод электротензометрирования.

Основные требования, предъявляемые к подвескам:

обеспечение необходимого распределения нагрузок на оси (колеса) автомобиля; получение заданных параметров плавности хода; малые изменения (по сравнению со статическими) траекторий качения колес при движении по неровной дороге и при повороте; обеспечение устойчивости движения и проходимости автомобиля; малый вес кинематических звеньев;- живучесть, эксплуатационная надежность и долговечность; удобство и простота обслуживания.

Схемы подвесок могут быть: у автомобилей: двухосные; трехосные; многоосные. Двухосная схема. Эта схема распространена у автомобилей транспортного или многоцелевого назначения. Связи между колесами обычно обеспечиваются балками мостов. Данная схема позволяет получить наиболее простую конструкцию узлов. На легковых автомобилях наряду с этой схемой применяется смешанная с независимыми узлами для передних колес. Схема смешанной подвески двухосного автомобиля приведена на рис.

Упругими элементами для передних узлов могут служить спиральные пружины, торсионы, а также листовые рессоры. Независимая подвеска управляемых колес при правильном выборе схемы позволяет улучшить управляемость автомобиля.Наконец, возможна полностью независимая схема, может применяться, в частности, на боевых машинах и плавающих автомобилях. Схема независимой подвески двухосного автомобиля на рис.

Трехосная схема.Эта схема применяется на автомобилях многоцелевого назначения (с колесной формулой 6х6, 6х4) наиболее типична зависимая схема с поперечной связью в переднем узле и продольно-поперечной (балансирная подвеска задних мостов) в заднем узле. Схема зависимой подвески трехосного автомобиля показана на рис.

Многоосные автомобили различаются, прежде всего, по полноте подрессоривания. Наряду с полностью подрессоренными автомобилями применяются частично подрессоренные и в редких случаях неподрессоренные: это делается на тихоходных автомобилях в целях упрощения конструкции. Выбранная схема рассчитывается при проектировании автомобиля в два основных этапа: предварительный расчет; поверочный расчет. Предварительный расчет имеет задачей определение нагрузок на колеса и основных параметров подвески, частот собственных колебаний автомобиля, коэффициента затухания, статических и рабочих ходов колес. При поверочном расчете найденные параметры уточняются на основе анализа характеристик подвески. Исходными данными для расчета служат: собственный вес автомобиля; грузоподъемность; вес прицепа; момент инерции автомобиля (с грузом); схема автомобиля, на которой указываются его база, положение центра тяжести (ненагруженной С_а и нагруженной С машины), расстояние от него до осей и до прицепного устройства (крюки). Расчетная схема ав-ля на рис.

Двухосные автомобили. Для производства предварительного расчета следует определить коэффициент распределения масс машины: Еу=Jу/(Ma1*a2), где J_у – момент инерции автомобиля относительно поперечной оси; М – масса автомобиля. Расстояние а₁и а₂ = а_п берутся по схеме. Если, как это чаще всего бывает, коэффициент распределения находится в пределах 0,8÷1,2, расчет можно вести для приведенной двухмассовой схемы.

Рассмотрим порядок расчета применительно к двухмассовой схеме:1. Определяют массы приведенные к передней (М₁) и задней (М₂) осям автомобиля: М1 =М*а2/L; М2 =М*а1/L; где L – база автомобиля. По этим формулам (умножив массы на ускорение силы тяжести) можно найти нагрузки на оси и колеса автомобиля.2. Задаваясь частотой собственных вертикальных колебаний (в пределах 10-15 рад/сек), находят приведенную жесткость узлов подвески: С_1,2=М_1,2/2*Rz² где R_z – частота собственных вертикальных колебаний. Полученная по этой формуле жесткость будет расчетной при независимой подвеске; при зависимой ее необходимо удвоить. 3. Определяют статические ходы колес h_с1,2 =q/Rz² , где q – ускорение силы тяжести. 4. Определяют рабочий ход колеса, задаваясь коэффициентом динамичности φ = 1,2÷1,5. h_p = φ · h_с Рабочий ход следует проверять по минимальному клиренсу, остающемуся после его выбора; этот клиренс, чтобы исключить задевание за неровности, должен быть не менее 100-150 мм. Тогда h_p= R - R_min, где R – статический клиренс. 5. Проверяют рабочий ход по условию непробивания передней подвески при резком торможении. Принимая как допущение, идеальное распределение тормозных сил и, считая характеристику линейной, получим: hр≥hc*φmax*hд/a2, где φ_max – максимальный коэффициент сцепления колес с дорогой; h_д – высота центра тяжести автомобиля. Несоблюдение этого условия может быть компенсировано изменением характеристики подвески, в частности применением дополнительного упругого элемента (подрессорника). Максимальная нагрузка на дополнительный элемент (для одного колеса) при торможении определится из формулы:Zдоп=G/2L*a2(φmax*hд/а2-hр/hс). По этой нагрузке подбирается характеристика дополнительного упругого элемента. Аналогично может быть проверен рабочий ход и определены параметры подрессорников задних колес по условиям трогания с места. В этом случае координата а₂ заменяется а₁, коэффициент сцепления Р_мах - удельный силой тяги φ_мах 6. Задаются коэффициентом периодичности ψ_z (отношением коэффициента затухания Р_z колебаний к частоте последних R_z) и по нему находят коэффициент затухания колебаний: Р_z = ψ_z R_z. Обычно берут ψ_z = 0,2 ÷ 0,3. Для автомобилей транспортного и многоцелевого назначения расчет следует производить дважды – без груза и с максимальным грузом, учитывая различие в распределении масс. Трехосные автомобили. Если подвеска задних колес балансирная, расчет ведется как и для двухосного автомобиля, но все величины определяются не для задней оси, а для тележки. Нагрузки на колеса обратно пропорциональны их расстояниям от оси тележки, а при наиболее распространенной симметричной схеме равны между собой.

Конструкция рессор и амортизаторов: расчет рессор и амортизаторов. Основные требования, предъявляемые к амортизаторам.

Рассмотрим схему полуэллиптической симметричной листовой рессоры. Точки подвеса к раме машины расположены у них на одинаковых расстояниях ℓ от середины опорной части. Схема полуэллиптической симметричной листовой рессоры.

Втаком случае рессору можно рассматривать как брус равного сопротивления. Коренной лист имеет 2 ушка, посредством которых рессора простым шарниром (1) а ушко 2 – через качающуюся серьгу соединены с рамой автомобиля. В присоединительных шарнирах на рессору действуют одинаковые силы Р/2. Серьга создает на рессору дополнительную нагрузкуX=Р/2*tgα. Чтобы уменьшить эту силу, нужно стремиться к ограничению угла α наклона серьги. При приближенных расчетах силой Х пренебрегают. При расчете рессоры определяют её прогиб ƒ и напряжение изгиба σ_изг в коренном листе, где оно имеет максимальное значение. Ориентировочно прогиб ƒ см рассчитывают по формуле: ƒ = δ*Р*l ³/(6*Е*J₀), где Р – суммарная нагрузка на рессору, кгс; Е – модуль упругости (2, 1· 10⁶ кгс/см²); J_o – момент инерции всех листов в среднем сечении, см⁴; ℓ - расчетное плечо рессоры, см. Коэффициент δ зависит от конструкции и расположения хомутов, от расстояния между стремянками и от конфигурации концов листов рессоры, применяется δ = 1,2...1,4. Момент инерции всех листов рессоры в среднем сечении: J_o = l/12*(n1*h1³+n2*h2³+… n_m*h_m³), где n₁ – число листов толщиной h_1, n₂ – число листов толщиной h₂ и т.д. Напряжение изгиба в коренном листе рессоры σ_изг =0,5*Р*l/W=Ре*l*hк/(4*J₀), кгс/см², где W = 2J₀/hк - расчетный момент сопротивления; h_к - толщина коренного листа. Подставив значение J_о, получим σ_изг = 1,5*f*E*hk/(σ*l²). Как видно из формулы, напряжения в рессоре обратно пропорциональны квадрату ее длины. Поэтому рессоры подвески целесообразно делать возможно более длинными при данных компоновочных условиях. Прогиб рессоры ƒ выбирается исходя из требований к «мягкости» подвески, необходимой для обеспечения плавности хода машины. Проведя расчет для данных рессор получим, что жесткость их в ненагруженном состоянии примерно на 18% меньше, чем в выпрямленном положении. Расчет амортизаторов. Амортизаторами называются специальные устройства, предназначенные для быстрого гашения колебаний корпуса (рамы) автомобиля, точнее, для рассеивания (превращение в тепло) энергии колебательного движения корпуса, возникающего под воздействием упругих элементов подвески. В настоящее время с увеличением скоростей движения и повышением требований к плавности хода автомобилей амортизаторы стали одним из основных элементов подвесок. Для армейских автомобилей применение амортизаторов обязательно. Гасящее действие амортизатора обеспечивается работой трения. В настоящее время получили распространение гидравлические амортизаторы, в которых используется сопротивление (внутреннее трение) вязкой жидкости, проходящей через ограниченное сечение - калиброванное отверстие, зазор или приоткрытый клапан. В качестве рабочей жидкости для амортизаторов обычно применяются минеральные масла – веретенное или смесь турбинного и трансформаторного масел, реже глицериновые смеси. Основные требования к амортизаторам: обеспечение заданных параметров плавности хода и эффективности гашения колебаний; уменьшения тряски на малых неровностях; разгрузка от динамических воздействий при резком перемещении колеса; надежность в работе, в частности стабильность действия при различных режимах движения и длительное сохранение характеристики. Задавшись рабочим давлением жидкости и исходя из расчетной схемы амортизатора, можно предварительно определить основные размеры его деталей.

Схемы амортизаторов.а – телескопического; б,в – рычажные (поршневые и лопастные). В телескопическом амортизаторе давление жидкости под поршнем и под корпусом при ходе сжатия практически одинаково. Поэтому усилие определяется только разностью площадей сверху и снизу, т.е. площадью штокаF_ш, Р_{а с} = Р_с·F_ш, где Р_с – давление сжатия; При ходе отбоя давление под поршнем равно давлению в компенсационной полости, которое близко к атмосферному. Усилие будет зависеть от давления над поршнем Р_о и рабочей площади, т.е. Р_а.о = Р_о (F_n – F_ш), где F_n – площадь поршня. Диаметр штока берется равным 0,4 – 0,5 диаметра поршня. Проходное сечение S для рабочей жидкости определяется ее объемным расходом Q, S =Q/μ₀*(γ/(2*10³*р*q))^½ , где μ_о - коэффициент расхода, равный 0,60 – 0,75; γ – плотность жидкости, г/см³; р – давление жидкости, кг/см²; q – ускорение силы тяжести. Расход Q можно выразить через рабочую площадь и скорость поршня Q = F_p · V_n. Рабочая площадь при сжатии равна F_ш при отбое F_n – F_ш. Остальные рабочие размеры амортизатора выбирают из конструктивных соображений. В частности, длина определяется с учетом хода штока, зависящего от хода колеса и кинематической схемы, места и способа установки. Компенсационный объем должен быть в два – четыре раза больше объема штока. При постоянном проходном сечении усилие, действующее на шток можно определить Р_а = Fр³*γ*ζn²/(2*10³*q* μ₀²*S²). Суммарная поверхность охлаждения амортизаторов, работающих на минеральных маслах не должна превышать 100 -140^о С.

Назначение, классификация КПП. Определение основных параметров КП. Расчет зубчатых колес.

Коробка передач служит для изменения тягового усилия на колесах автомобиля: трансформации момента двигателя, скорости движения, получение заднего хода, отключение двигателя от трансмиссии на стоянках. Коробка передач представляет собой зубчатый механизм со ступенчато изменяемым передаточным числом. В автомобилях могут применяться коробки трех видов: основные, дополнительные и раздаточные. Коробки передач должны иметь достаточное число передач с правильно выбранными передаточными числами, высокий КПД, небольшие размеры и вес (массу). Они должны быть не сложными по конструкции, надежными и износостойкими в работе, простыми в управлении, удобными при обслуживании и ремонте. Расчет коробки передач производят в следующем порядке: задаются числом передач и выбирают схему коробки передач; распределяют общее передаточное число трансмиссии, определенное при тяговом расчете, между отдельными его механизмами; определяют передаточные числа коробки передач на различных передачах; устанавливают число зубьев шестерен, вычисляют их модуль и основные размеры; вычерчивают в масштабе компоновочную схему коробки передач; определяют силы, действующие на валы, и реакции опор; рассчитывают валы на прочность и жесткость; подбирают подшипники. При выбранной схеме коробки передач её основные размеры зависят от параметров шестерен, которые определяются расчетом на прочность и износ и уточняются при стендовых и дорожных испытаниях. Если вспомнить классификацию коробок, то по схеме силового потока (СП) они бывают: одноточечные; двухточечные; многоточечные. При этом, планетарные коробки могут быть с последовательным и с параллельным силовым потоком, простые – только с последовательным. Одноточечной называется коробка (простая или планетарная), которая в схеме силового потока описывается одной механической обобщенной узловой точкой (УТ) с двумя степенями свободы (в выключенном положении). Двухточечной называется коробка, описывающая силовыми потоками с двумя обобщенными узловыми точками. Многоточечная – несколькими узловыми точками. Простая одноточечная коробка. В простой коробке внутренние передаточные числа равны внешним, а последние определены в тяговом расчете. Таким образом, внутренние передаточные числа коробки являются известными. Тогда геометрические параметры коробки определяются следующим образом. Величину межцентрового расстояния валов А_w ориентировочно находят по эмпирическим формулам: для четырехступенчатых коробок передач грузовых автомобилей: А_w ≈ 40*(Мдmax)^1/3 мм; для коробок грузовых автомобилей с большим числом ступеней: А_w ≈ 83*(Мдmax)^1/3 мм; где: М_{д мах -} максимальный крутящий момент двигателя, кг∙м. Большие значения относятся к коробкам передач с большим входным крутящим моментом, а также к более нагруженным зубчатым колёсам (например, первой передачи). Обычно все зубчатые колеса имеют одинаковые модули. В некоторых коробках (''Кировец'') колёса низших передач имеют больший модуль на 0,25-0,5 мм. Для передач переднего хода рекомендуется принимать в одной паре зубчатых колёс сумму чисел зубьев Z₁ ≈ 58-78. Для ведущего зубчатого колеса пары первой передачи принимают число зубьев 12-17. Для основной коробки передач, входящей в состав многоступенчатой в варианте с дополнительным редуктором за основной коробкой передач, это число зубьев может быть значительно большим, например, в пределах до 30. Зная передаточные числа и сумму чисел зубьев в паре, определяют число зубьев всех зубчатых колес коробки передач. Число зубьев колёс определяется по известному передаточному числу на t –й передаче при одинаковых модулях: It=Z2*Z4/(Z1*Z3). Нечетные индексы (1, 3, …) принадлежат ведущим колесам, четные – ведомым. Здесь некоторым числом зубьев надо задаться. Зубчатое колесо первичного (ведущего) вала Z₁ обычно имеет 17-27 зубьев. Передаточное число между парой колес постоянного зацепления первичного и промежуточного валов составляет 1,6-2,5. Тогда определяется Z₂. Число зубьев колеса первой передачи промежуточного вала, например Z₃, выбирается минимальным и составляет 12-17 зубьев; тогда определяется Z₄ – число зубьев колеса первой передачи вторичного вала, которое обычно равно 40-65. Для одноточечных двухвальных коробок минимальным числом зубьев на ведущем валу на первой передаче задаются в пределах 12-17. Передаточное число пары зубчатых колес должно быть: на низшей передаче – не более 3,5-4,0, на высших передачах – 0,6-0,8. Далее определяется диаметр начальной окружности колес: Д_о = mZ и проверяется межцентровое расстояние: А_w = (Z1+Z2)*m/2. Исходный контур зубчатых колес выбирают по ГОСТ, согласно которому для цилиндрических зубчатых колес установлены следующие значения: угол профиля зуба α = 20^о высота зуба h = 1,0 радиальный зазор c = 0,25, радиус колеса r = 0,38 m_n причем, нормальный модуль m_n должен иметь одно из значений, предусмотренных ГОСТ. Для коробок передач грузовых автомобилей среднее значение применяемых углов наклона β ≈ 22 ± 5^о. Углы наклона зубьев желательно выбирать такими, чтобы осевые нагрузки на промежуточном валу уравновешивались. При этом направление линии зуба для всех шестерен промежуточного вала должно быть одинаковым. Направление линии зуба выбирают обычно левым для всех косозубых колес первичного и вторичного вала. В этом случае все косозубые зубчатые колеса промежуточного вала имеют правое направление линии зуба. Скользящие зубчатые колеса первой передачи и передачи заднего хода делают прямозубыми, хотя при этом промежуточный вал не разгружается от осевой силы. Такое решение допустимо, поскольку эти передачи включаются редко. При частом использовании первой передачи применяют зубчатые пары постоянного зацепления. Так же ведут расчет валов, подбор и расчет подшипников. Подшипники коробки передач подбираются по коэффициенту работоспособности. Расчет картеров коробок передач производят, учитывая, что они должны иметь высокую жесткость; в соответствии с характером распределения усилий картеры снабжаются ребрами жесткости. При конструировании картера должны быть обеспечены достаточные зазоры между внутренними поверхностями картера и шестернями, так как в противном случае возрастают потери на перебалтывание масла. Картеры коробок передач изготовляют из серого чугуна СЧ 15-32 СЧ 21-40 или ковкого чугуна КЧ 18-38. Применяют также картеры из алюминиевого или магниевого сплава. Для ползунков и вилок переключения применяют углеродистые стали 20, 35 45.

Назначение, классификация и конструкция сцеплений. Порядок расчета.

Назначение: для кратковременного разобщения двигателя от ведущих колёс. Требования: полное и плавное включение; полнота выключения; защита трансмиссии от динамических перегрузок (за счёт пробуксовки ведомых частей относительно ведущ и оценивается коэффициентом запаса); min момент инерции ведом частей; хороший отвод тепла; лёгкость управления.

МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ ПОДРАЗДЕЛЯЮТСЯ:

1. гидравлические — передача крутящего момента осуществляется путем использования энергии потока жидкости;

2. электромагнитные - передача момента происходит в результате взаимодействия электромагнитных полей; Различают 2 типа эл. магнитных сцеплений: сухие и с наполнителем.

3. фрикционные – момент передается за счет сил трения между деталями.

Фрикционные муфты сцепления, получившие наибольшее распространение на современных тракторах, в свою очередь могут быть подразделены на группы:

1. по форме поверхностей трения – дисковые (с одним, двумя, и т.д.), конусные, колодочные

2. по конструкции нажимного механизма – на постоянно и не постоянно замкнутые

3. по роду трения – с сухим и работающем в масле

Выбор муфты того или иного типа определяется функциями, которые она должна выполнять, конструкцией механизма, в котором монтируется муфта, типом и назначением САТТО и, главным образом, условиями его эксплуатации.

Однодисковые фрикционные муфты сцепления отличаются высокой «чистотой» выключения по сравнению со всеми другими муфтами. Необходимый для выключений однодисковых муфт зазор между трущимися поверхностями невелик (0,8 – 1 мм) и его легко обеспечить.

КОНСТРУКЦИЯ муфт сцепления.

1. Диски муфт сцепления

2. Валы муфт сцепления

3. Пружины

4. Рычаги выключения

5. Кожух сцепления

6. Картер

Конструкция: ведущая часть (маховик, нажим диск, соеденит эл-т м/д ними, кожух сцепления, нажимные пружины); ведомая часть (первичный вал КП, ведомый диск со ступицей, гаситель крутильных колебаний); механизм выкл сцепления (отжимные рычаги, муфта выкл с выжимным подшипником, направляющие муфты в крышке КП); привод механизма выкл. Используются виды пружин: нажимные пружины: цилиндр переферийная; мягкая пружина допускает большой износ антифрик накладок, но пружина занимает большие габариты; диафрагменная пружина (тарельчатая – лёгкое переключ, значит износ накладок, не треб большого усилия при включ); центральная коническая пружина (хар-ки хуже). При расчёте сначало определяют передаваемый момент исходя из max момента двигателя Temax, и требуемого коэффициента запаса сцепления β, затем определяют основные параметры ведом диска и ссумарные усилия пружин исходя из допустим уд давления на фрик накладки, далее производят расчёт пружин рычагов выкл ведом и нажим дисков, гасителя крут колебаний и шлиц соеденений. Также выполняют расчёт сцепления на нагрев где опред работа буксования и перепад температур, также определяют основные параметры привода сцепл (усилия на педаль, полный и раб ход педали, необход передат число привода).

ЗАДАЧЕЙ РАСЧЕТА ФРИКЦИОННЫХ МУФТ сцепления является определение числа и размеров поверхностей трения, потребной для передачи крутящего момента, силы нажатия на трущиеся поверхности, передаточного числа привода управления и прочих размеров деталей муфты.

Определение геометрических параметров фрикционного сцепления.

В процессе решения этой задачи осваивается методика расчета фрикционных муфт сцепления и определения геометрических параметров сцепления. Для этого определяется значения расчетного момента, передаваемого сцеплением. Изучается влияние конструктивных параметров сцепления на величину передаваемого крутящего момента. Последовательность решения задачи: Задачей расчета фрикционных муфт сцепления является определение числа и размеров поверхностей трения, потребной для передачи крутящего момента силы нажатия на трущиеся поверхности, передаточного числа привода управления и прочих размеров деталей муфты сцепления. На основании данных из справочной литературы определяется модель двигателя, установленная на САТТО, что определяет расчетные значения передаваемого сцеплением крутящего момента. Размеры муфты сцепления определяются исходя из возможности передачи ею крутящего момента, несколько превышающего момент двигателя. Расчет по увеличенному моменту необходим для обеспечения надежной передачи момента двигателя на трансмиссию даже в случае замасливания дисков, небольшого износа поверхностей трения или некоторой потери упругости нажимных пружин. Расчетный момент трения муфты сцепления определяется по формуле:

Мр = β * M_e , где М_р - расчетный момент трения муфты сцепления, н*м;

M_e - максимальный крутящий момент двигателя, н*м; β - коэффициент запаса муфты сцепления. При выборе численного значения коэффициента запаса β руководствуются следующими соображениями. Небольшой коэффициент запаса не может гарантировать надежной передачи крутящего момента. Значение коэффициента запаса β может быть принято из следующих соображений:

Специальная автомобильная техника обычной (нормальной) проходимости (1,3 - 1,4*) ; Специальная автомобильная техника повышенной проходимости (полноприводные автомобили) (1,5-1,6*); Специальная автомобильная техника высокой проходимости (с числом ведущих осей 4 и более) (1,7 - 2,0); Специальная автотракторная техника (2,0 - 2,5), * - меньшие значения принимаются для двухосных автомобилей, большие для трехосных.

Далее определяется значение момента трения муфты сцепления, который может быть передан рассчитываемой муфтой: М_сц=2π(R_cp)²bμqi, где М_сц - значение момента трения муфты сцепления, который может быть передан рассчитываемой муфтой, н*м; R_cp - радиус приложения равнодействующей сил трения, м; b - ширина трущегося элемента, м; - коэффициент трения; q -допустимое для данного материала удельное давление на поверхность, Па; i- число пар поверхностей трения. Радиус приложения равнодействующей сил трения определяется по следующей формуле: Rcp = 2[(R₂)³-(R₁)³]/3[(R₂)²-(R₁)²] где R₂ - наружный радиус поверхности трения, м; R₁ - внутренний радиус поверхности трения, м. Ширина трущегося элемента определяется по формуле: b = R₂ - R₁. В свою очередь наружный радиус поверхности трения R₂ ограничивается размерами маховика и может быть определен из соотношения: R₂ = (0,8....0,85) R_махов где R_махов - радиус маховика, м. Радиус маховика задается преподавателем по вариантам в задании на курсовой проект. Внутренний радиус поверхности трения R₁ определяется конструктивными соображениями ведомого диска сцепления и связывается следующим соотношением:R₁ = (0,5 .... 0,7) R₂ Число пар поверхностей трения i может быть определено по следующей формуле: i = m + n - 1 где m - число ведущих дисков; n - число ведомых дисков. Если М_р / М_сц > 1, то необходимо провести перерасчет сцепления с увеличением геометрических параметров. Если М_р / М_сц < 0,75, так же требуется перерасчет сцепления в сторону уменьшения геометрических параметров.

Если М_р / М_сц = 0,75 ... 1,0, то расчет принимается и считается законченным. Рассчитывают наружный диаметр ведом диска (если наруж D=300мм, то внутр d=164мм, а толщина накладки = 4,0 мм). Момент передав сцепл Т_сц=P_ссумR_срiμ. Ссумарное усилие пружины P_ссум=βT_emax/(D+d)iμ. Затем проверяют уд давление на фрик накладки q=P_ссум/π(R²-r²). Рассчитывают также нажимное усилие – определяется исходя из момента трения с учётом того что каждый ведомый диск имеет 2 поверхности трения P_Н=βT_emax/f₂Z_дискаR_ср. Толщина нажим диска h=0,05D. Задача расчёта пружин – выбор её размеров, начальное нажимное усилие, хар-ка, прочность. Ход сжатия = длина пружины – длина сжатой пружины. Нагрузка на пружину P_max=P_вык=P_вк+С_ПΔl_вык (С_П – жёскость пружины). Число раб витков n_раб=Gd_П4/8D_П3С_П. Жёскость пружины С_П=Gd_П4/8D_П3 nр. Напряжение в пружине τ=8KD/πd3. Рассчитывают ведомый затем ведущий диск.

Карданная передача: основные схемы карданных передач, конструкция и расчет карданного вала

Схемы: а) С одним задним ведущим мостом (автомобили общетранспортного назначения с колесной формулой 4х2), б) Три двухшарнирные карданные передачи (двухосные полноприводные автомобили), в) Автомобили с индивидуальным приводом мостов, г) Полноприводные автомобили со средним проходным мостом

1.Коробка передач,2,4,7.9,10. Карданные валы,3. Промежуточная опора, 5. Задний ведущий мост, 6. Раздаточная коробка, 8. Средний мост, 11. Передний мост, 12. Дополнительный редуктор. Конструкция и расчет карданных передач. В карданной передаче рассчитывают следующие элементы: карданный вал (на кручение, растяжение – сжатие, угол закручивания); вилку и крестовину (на прочность и износ); подшипники карданного шарнира (на долговечность); критическую частоту вращения вала.

Расчет карданного вала, вилки и крестовины на прочность.Опытные данные показывают, что при резком включении сцепления инерционный момент двигателя может быть в 2,5-3,5 раза больше максимального крутящего момента двигателя. Для ориентировочных расчетов коэффициент динамичности К_д (отношение максимального ''пикового'' момента к максимальному моменту М_д двигателя) может быть определен по следующей эмпирической формуле: К_д = β_с*(u+8)/u, где: и = и_к ∙ и_д ∙и_о – передаточное число трансмиссии (коробки передач, дополнительной коробки, главной передачи); β – коэффициент запаса сцепления. Величина углов закручивания карданного вала: θ = 180*Мд*uк*Кд*l/(π*G*Iкр) где: I_кр – момент инерции сечения вала при кручении; G – модуль упругости при кручении; ℓ - длина вала. Угол θ может составлять на низшей передаче от 3 до 9^о на 1 м длины (в зависимости от сечения вала). Относительный угол сдвига трубы карданного вала, соответствующий пределу текучести:Ψ = 2*γ*l/(100Д), где: γ - допустимый, для передачи текучести остаточный сдвиг (0,3 %); Д – диаметр вала.

Требования, предъявляемые к рулевому управлению. Кинематический и прочностной расчеты рулевых механизмов.

1.Высокая маневренность автомобиля, т.е. способность быстро и круто поворачиваться на ограниченных площадях. 2. Легкость управления на месте и в движении. 3. Правильная кинематика поворота, при которой все колеса будут катиться без бокового скольжения (чистое качение), т.е. по строго концентрическим окружностям. 4. Малая величина импульсов (толчков), передаваемых от управляемых колес на руль. 5. Следящее действие, т.е. строгая согласованность действия рулевого управления с поворотом управляемых колес. 6. Суммарный люфт в механизме управления и в приводе, при прямолинейном движении на рулевом колесе, должен быть не более 10-20^о (30-40 мм по ободу рулевого колеса). При проектировании рулевого управления автомобиля производятся два вида расчетов: кинематический расчет рулевого привода; прочностной расчет деталей рулевого управления. Задачей кинематического расчета является определение размеров рычагов рулевой трапеции, углов их наклона по отношению к продольной оси автомобиля и подбор нужных передаточных чисел рычажной системы привода к управляемым колесам. Задачей прочностного расчета является определение размеров деталей, обеспечивающих высокую их прочность, а также напряжений в деталях, размеры которых определены по конструктивным соображениям. Рассмотрим оба вида расчетов.

Схема для кинематического расчета рулевого приводаКинематический расчет рулевого привода. Кинематический расчет рулевого привода производится в два этапа. Сперва находят размеры рулевой трапеции и передаточные числа рычажной системы привода (проектный расчет) для какого-нибудь одного положения управляемых колес, после чего, зная геометрию привода, производится по поверочный расчет для разных положений управляемых колес. При этом устанавливается возможное боковое скольжение колес на разных радиусах поворота автомобиля. При проектировании рулевой трапеции автомобиля с одной передней управляемой осью по графику для данного отношения В/L, которое известно из технического задания, и выбранного отношения m/n находится величина х. В среднем величина х = 0,7 ÷ 0,8. Найдя угол φ наклона рычагов рулевой трапеции из выражения φ = arcctg В/(2*x*L), определяют величину п из отношения n=В/(1+2m/n*cosφ). После того как определены размеры рулевой трапеции, графическим методом определяют положение центра поворота автомобиля для разных радиусов поворота.

К расчету рулевой трапеции

После определения размеров рулевой трапеции проверяется поворот автомобиля на боковое скольжение

Расчетная схема поворота двухосного автомобиля. Для этого поступаем следующим образом. Графически задаемся угламиβ поворота внутреннего колеса (например, 10, 20, 30, 40^о) и определяем из построения соответствующие им углы поворота наружного колеса α (рис. 9.4). Из теории поворота имеем выражение теоретического радиуса поворота R_т и продольной координаты L^' положения центра поворота О. R_Т =Вsinβ/ sin(β-α)+b, L^' = (R_Т – b) sin α. Расчетная схема поворота многоосного автомобиля. Чтобы автомобиль поворачивался без бокового скольжения неуправляемых колес, должно соблюдаться равенство L^' = L.. Обозначим L^' : L = λ , тогда из формул получим λ = sinα*sinβ*B/(sin(β-α)*L). При проектировании рулевого привода трехосных автомобилей, имеющих балансирную тележку (ЗИЛ-131, Урал-375 и др.), центр поворота (О) целесообразно располагать не на оси задних колес, а на оси задней тележки. В этом случае за расчетную базу L принимается расстояние между управляемой осью и осью тележки.Необходимо добиваться, чтобы при всех углах поворота колес, особенно больших, λ было близким к единице. В этом случае центр поворота будет располагаться на оси тележки. Хотя небольшое боковое скольжение средних и задних колес и будет иметь место, колеса катятся по одной колее и между ними нет кинематического несоответствия, а следовательно, и не может возникнуть циркуляция мощности. По этой причине, а также из-за малости базы тележки по сравнению с L межосевой дифференциал между средней и задней осью не нужен. Для четырехосных автомобилей (ЗИЛ, МАЗ) центр поворота целесообразно располагать также на линии, проходящей посередине между неуправляемыми осями.Расчеты показывают, что у серийных образцов автомобилей λ колеблется в пределах 0,90-1,07. Прочностной расчет рулевого управления ведется с учетом конструктивных особенностей и варианта компоновки автомобиля. Расчетная нагрузка для рулевых управлений в случае отсутствия усилителей определяется: по максимально возможному окружному усилию, которое может быть приложено к ободу рулевого колеса водителем в самых трудных условиях поворота Р_{р max ,} (оно не должно превышать 50-60 кг); по величине нескомпенсированной обратной силы, которая передается от привода к рулевому колесу при неодновременном наезде управляемых колес на препятствия или при их неодинаковой интенсивности торможения. Для наиболее неблагоприятного случая, когда разница в коэффициенте сцепления под управляемыми колесами по бортам может оказаться значительной (φ_л = φ_mах , φ_n = 0), вся тормозная сила, развиваемая колесами, уравновешивается усилием, приложенным к рулевому колесу.

«РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ, КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК»

Действительные циклы ДВС. Индикаторные диаграммы

Действительный цикл - комплекс последовательных газодинамических и термодинамических процессов, обеспечивающих преобразование тепловой энергии в механическую.

Действительные циклы двигателей графически изображаются или в координатах давление-объем (, V), или в координатах давление-угол поворота коленчатого вала (, ). Такие графические зависимости давления от указанных параметров называются индикаторными диаграммами (рис.5.1, 5.2)

Рис. 4.1. Свернутая индикаторная диаграмма: 1-воздухоочиститель; 2-впускной клапан;

3-свеча зажигания; 4-выпускной клапан

Если в качестве независимой переменной принимается объем рабочей полости цилиндра V, то индикаторная диаграмма носит название свернутой (рис.5.1), а если независимой переменной является угол поворота коленчатого вала, то диаграмма называется развернутой (рис.5.2). Для научно-производственных целей при анализе эффективности процессов действительного цикла двигателя представляют интерес развернутые индикаторные диаграммы, снимаемые с использованием специальной аппаратуры. Свернутые индикаторные диаграммы используются главным образом в учебных целях для понимания процессов цикла теплового двигателя.

На рис. 5.1 и 5.2 приведены индикаторные диаграммы, характери­зующие протекание процессов действительного (рабочего) цикла четырех­тактного бензинового (карбюраторного) двигателя при нормальных регулиров­ках систем питания, зажигания, технически исправном состоянии других систем. Вид диаграммы может существенно измениться при на­рушении регулировок состава смеси и опережения зажигания, применении бензина с низкой детонационной стойкостью и по другим причинам. По индикаторной диаграмме можно оценить правильность выбранных регулировок и техническое состояние двигателя.

Рис. 4.2. Развернутая индикаторная диаграмма

Скоростная характеристика дизеля, анализ и определение эксплуатационных свойств энергетической установки

Дается сравнительный анализ характеристики рассчитываемого двигателя с точки зрения его эксплуатационных свойств:

а) указывается диапазон рабочих частот вращения (n_Н–n_Т); для дизеля дополнительно отмечается режим перегрузки (работа на корректоре);

б) рассчитывается коэффициент приспособляемости –

;

в) указывается минимальный удельный расход топлива и соответствующая ему частота вращения (нагрузка).

Рис. 4.3. Скоростная характеристика дизеля с регуляторной ветвью.

Анализ эксплуатационный свойств двигателя по С.Х.

Приспособляемость (коэффициент приспособляемости) - Кп=Темах/ Тен

Приемистость - Пр = ΔР/ Δn

Топливная экономичность - bemin

Скоростной коэффициент устойчивой работы - Кс = nт/nн

Способы улучшения экологических показателей дизельных энергетических установок.

Главное значение и одновременно наибольшие трудности при улучшении экологических показателей транспортных дизелей связаны со снижением выбросов NО_х, дымности (твердых частиц) ОГ.

Для снижения токсичности и дымности ОГ рекомендуются следующие мероприятия.

-Совершенствование процессов смесеобразова­ния и сгорания. Преимущество этого способа заключается в том, что одновременно со снижением дымности ОГ и содержа­ния в них СО и СН улучшаются мощностные и экономические показатели двигателя. Существенное снижение токсичности ОГ можно получить путем наддува дизеля, увеличивая при этом обеднение смеси примерно до _min = 2.

-Топливо и присадки. Добавка к дизельному топливу в количестве до 1 % антидымных присадок, например на основе бария, марганца, позволяет при больших нагрузках в несколько раз понизить дымность ОГ и содержание в них альдегидов и бензпирена. Значительно улучшаются экологические показатели при использовании газодизельного процесса.

- Техническое состояние дизеля. Интенсивность дымления и токсичность ОГ сильно зависят от технического состоя­ния и регулировок топливоподающей аппаратуры. Недопустимы подтекание топлива из распылителя, неправильная регулировка давления начала впрыскивания, зависание иглы распылителя и т. п.

При засорении воздухоочистителя или потере гер­метичности клапанов токсичность ОГ может возрасти в резуль­тате снижения наполнения цилиндров и компрессии. В изношен­ном дизеле в пристеночную зону цилиндра попадают частички масла, что увеличивает выброс высокотоксичного бензпирена в 8...10 раз. Правильная эксплуатация, т. е. поддержание дизеля в хорошем техническом состоянии, и стабильность регулировок топливной аппаратуры в сочетании с систематическим контро­лем дымности и токсичности ОГ позволяют снизить общий выброс токсичных веществ на З0...40%.

- Рециркуляция ОГ более эффективна на режимах малых и средних нагрузок, причем ее эффективность в дизелях с камерой сгорания в поршне выше, чем в дизелях с разделенными камера­ми. Естественно, что на больших нагрузках рециркуляция ОГ уменьшает индикаторный КПД и увеличивает выброс СО.

Сходное с рециркуляцией ОГ воздействие на снижение выхо­да NOx имеет подача воды во впускной трубопровод или цилиндр дизеля. В последнем случае вода может впрыскиваться вместе с топливом раздельно или в виде водо-топливной эмульсии. При добавке воды в количестве 30% (по массе) концентрация NOх, снижается в 2,5 раза. Одновременно снижаются выбросы СО и дымность ОГ. Добавка воды для подавления образования NOх наталкивается на ряд практических трудностей, связанных с воз­можностью ее замерзания, появлением коррозии и увеличением износа некоторых деталей.

Испытание двигателей. Скоростная характеристика бензинового двигателя. Нагрузочная характеристика дизеля, анализ.

Основными показателями работы двигателя являются мощность, вращаюший момент, частота вращения, удельный расход топлива, экологические показатели. Указанные показатели определяются при испытании двигателя на стенде. Результаты испытаний представляются в виде характеристик. Различают следующие характеристики: скоростные, нагрузочные, регулировочные, регуляторные, специальные. Наибольшее применение имеют скоростные и нагрузочные характеристики.

Скоростную характеристику (рис.5.4) снимают при постоянном положении органа управления подачей топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. По скоростной характеристике оценивают динамические качества двигателя, его технико-экономические показатели.

Нагрузочную характеристику (рис.5.5) снимают при постоянной частоте вращения в зависимости от нагрузки двигателя. По нагрузочной характеристике оценивают топливную экономичность двигателя.

Рис.5.4. Скоростная характеристика бензинового двигателя.

Номинальная (нетто) мощность - мощность, назначаемая заводом-изготовителем при испытании двигателя на стенде при полной подаче топлива, при стандартных атмосферных условиях в комплектации без вентилятора, воздухоочистителя, глушителя, радиатора, а также без оборудования, потребляющего мощность двигателя, но не обслуживающего его. Эксплуатационная (брутто) мощность - то же самое, но в комплектации со всеми навесными агрегатами, кроме потребляющих мощность, но не обслуживающих его.

Нагрузочная характеристика Графическая зависимость основных показателей двигателя (Вт , be ) от нагрузки (Ре ) при постоянной частоте вращения К.В.

Рис. 5.5. Нагрузочная характеристика двигателя: 1-точка начала давления, 2-макс мощность, 3-максимальная мощность расхода топлива, 4-мощность оптимальной топливной экономичности, 5-Рен (для настройки аппаратуры).

Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения следующих показателей: вращающего момента, частоты вращения коленчатого вала, расхода топлива. Для измерения вращающего момента двигателя применяют механические, гидравлические и электрические тормоза постоянного и переменного тока. Электрические тормоза используют не только для торможения, но и для пуска двигателя. Они нашли наибольшее применение для учебных и производственных целей.

Скоростная хар-ка бензинового двигателя.

Методика снятия эксплуатационных характеристик поршневого двигателя на электротормозном стенде.

А) Оборудование: электротормозной стенд постоянного тока, испытываемый двигатель.

Б) Можно снимать следующие хар-ки (энергетические (Р, Т) и экономические (ВТ, bе). В) Последовательность вып-я испытаний. 1. Стенд укомплектован (брутто- с навесным оборудованием, нетто- номинал. Без всего). 2. На 8-ми режимах 8 точек (дважды) по 5 минут. 3. Данные приводятся к стандартным. Te=Fт*l Pe=Te*n Bт=3,6*Bт/t be=Bт/Pe. При работе стенда вращающий момент двигателя передается на балансирную электромашину, соединенную с весовым устройством. С него снимаются показания силы(F), с которой электромашина воздействует на весовое устройство. Умножив силу на плечо(l), которым машина соединена с весовым устройством, получаем вращающий момент(Te), а умножив его (момент) на скорость вращения коленвала(n, об/мин) двигателя получим мощность(Pe). Часовой расход топлива(BT) находим, замеряя время расходования контрольного количества топлива(Bт) и умножая его на 3,6 и разделив на время расходования(t) в секундах. Удельный расход топлива(be, г/лс*ч) получаем делением часового расхода топлива на развиваемую при этом расходе мощность. По результатам испытаний и последующих вычислений строится график зависимостей названных величин от оборотов.

Внешней скоростной характеристикой называют зависимость от чис­ла оборотов n эффективной мощности Ne, эффективного крутящего мо­мента Me, часового G ; и удельного эффективного ge расходов топлива положении рейки топливного насоса, соответствующем максимальной подаче топлива в дизеле. При снятии характеристики производится регистрация и других показателей двигателя. Характерными для внешней скоростной характеристики являются следующие скоростные режимы: nmin— при котором двигатель устойчиво работает с полной нагрузкой; nme — соответствующий максимальному крутящему моменту; nge — при котором удельный эффективный расход топлива наименьший; nном— соответствующий номинальной эффективной мощности; ne— соответствующий максимальной эффективной мощности дви­гателя; nx.x max—холостой ход при работе двигателя с регулятором; nразн„— наибольшее число оборотов, при котором вся индикаторная мощность затрачивается на трение показана внешняя характеристика автомобильного дизеля ЯМЗ-236. Наибольшее число оборотов холостого хода при работе двигателя с регулятором несколько выше номинального, что необходимо для обес­печения устойчивой работы регулятора. Зависимость показателей двигателя от числа оборотов при различ­ных постоянных положениях органа управления подачи топлива (дизель) называют частичной скоростной характеристикой. По мере прикрытия дроссельной заслонки и снижения нагрузки вследствие увеличения сопротивлений в системе выпуска коэффициент наполнения ηv падает более резко при увеличении числа оборотов, а максимум эффективной мощности смещается в сторону меньших чисел оборотов; соответственно снижаются макси­мальные числа оборотов холостого хода, и при некоторых положениях заслонки они становятся ниже номинальных. Этим можно воспользо­ваться для предотвращения разноса в случае уменьшения нагрузки у карбюраторного двигателя. При положении дроссельной заслонки, соответствующем наибольшему значению коэффициента избытка воздуха, удельные эффективные расходы будут наименьшими; при дальнейшем . прикрытии дроссельной заслонки по причинам, отмеченным выше be на всех скоростных режимах будет увеличиваться. В дизеле при постоянном положении органа управления подачей. топлива с увеличением числа оборотов количество топлива, впрыскива­емого в цилиндр, растет. Коэффициент наполнения при меньших на­грузках несколько увеличивается, и на всех скоростных режимах nmax

Нагрузочная характеристика дизеля, анализ.

Нагрузочной характеристикой называют зависимость основных показателей двигателей от нагрузки при постоянном числе оборотов. При испытании двигателя на тормозном стенде нагрузку изменяют с помощью специального нагрузочного устройства; восстановление скоростного режима в дизеле —перемещением органа, управляющего подачей топлива. Метод получения нагрузочной характеристики приведен выше. Из анализа нагрузочной характеристики видно, что три параметра наиболее полно определяют режимы работы: общий и удельный расходы топлива при полной нагрузке, нагрузка при минимальном эффективном удельном расходе топлива (be)min и общий расход топлива при работе двигателя на холостом ходу. Нагрузочные характеристики при n = const могут быть построены по внешней и частичным скоростным характеристикам. Для этого используют данные, полученные при одном числе оборотов и расположенные на одной вертикали графика скоростной характеристики. Нагрузочная характеристика дизеля – является основной эксплуатационной характеристикой для оценки топливной экономичности, а также служит основной для настройки топливной аппаратуры. Это графическая зависимость основных показателей работы двигателя от нагрузки. (Вт, bе) =(Ре %), n=const, nн=const.

bе=(Вт*103)/Ре 1) начало дымления; 2)макс мощность двигателя; 3) установка упора рейки ТНВД Ре номинальное т.е. Рен= 0,9Ре 100%.

Экологическая характеристика бензинового двигателя.

Экологическая характеристика бензинового двигателя, как правило,

снимается в зависимости от состава смеси .

Рис.5.6.Экологическая характеристика бензинового двигателя

Состав смеси оказывает большое влияние на токсич­ность ОГ. Как следует из рис. при  <, затем при  > 1,05... 1,10 в результате падения тем­пературы сгорания образование NOx уменьшается. существенно возраста­ет концентрация СО и СН, при этом, даже когда для двигателя в целом  = 1,0 в ОГ, содержится некоторое количество этих токсичных компонентов, что объясняется неравномерностью со­става смеси по цилиндрам, наличием зон сгорания с обогащенной смесью. При обеднении смеси выход NOx сначала растет, что связано с увеличением концентрации в продуктах сгорания атомарного кислорода, при  > 1,05… 1,1 в результате падения температуры сгорания образование NOx уменьшается.

Экологическая характеристика бензинового ДВС, анализ.

Европейский стандарт на испытание автомобилей и ДВС по токсичности ОГ.

Для определения содержания CO в отработавших газах (ОГ) на АТП используют газоанализаторы, принцип действия которых основан на поглощении различными газовыми компонентами инфракрасных лучей с определённой длиной волны (Инфралит (ГДР), ЕРА-75 САН (США), бекшан (ФРГ), НРА 705-С (Дания), ГАИ-1(СССР), ГИАМ-29(СССР) и др.) и на каталитическом дожигании ОГ с использованием электрического моста (AST-75 Полмот (ПНР), Элкон-105А (ВНР), Бош(ФРГ), К-456(СССР) и др.).

Для комплексной оценки количества выброса токсичных веществ европейские страны подписали соглашение о единой методике испытаний.

С этой целью разработаны так называемые ездовые циклы, имитирующие реальные условия движения автомобиля. Испытания проводят на стенде с беговыми барабанами и включают : холостой ход, ускорение ; постоянную скорость и замедление (на 1,2,3 передачах). Время ездового цикла 200с. ОГ собирают в полиэтиленовый мешок и подвергают анализу.

Что касается дизельных двигателей, то у них проверяют в основном уровень дымности. Уровень дымности ОГ в режиме max частоты вращения коленчатого вала холостого хода не более 15%.

Экологическая характеристика дизеля, анализ.

В дизелях с камерой сгорания в поршне дымность ОГ на низких скоростных режимах возрастает в 1,5...2 раза по сравне­нию с номинальным режимом. Это объясняется тем, что при уменьшении частоты вращения ухудшается распыливание и сме­шение топлива с воздухом и сажа, образующаяся в зонах камеры с переобогащенной смесью, оказывается в зонах с избытком кислорода слишком поздно, не успевая там окисляться. Поэтому подачу в диапазоне низких частот вращения необходимо ограни­чивать, т. е. обеспечивать соответствующее корректирование ско­ростных характеристик топливоподачи.

В период разгона автомобиля с дизелем, особенно еcли последний имеет турбонаддув, в результате кратковременного обогащения смеси значительно возрастает дымность ОГ, в то же время имеет место лишь относительно небольшое увеличение концентрации СО, СН и NOx.

Рис. 5.7. Влияние нагрузки и частоты вращения на экологические показатели дизеля (верхние и нижние границы определяются способом смесеобразования и наличия наддува). Конструкция камеры сгорания влияет на образо­вание СН: чем меньше отношение поверхности к объему камеры и объем камеры над вытеснителем, тем меньше образуется СН. На концентрацию СО и NOx эти факторы заметного влияния не оказывают.

Увеличение степени сжатия вызывает рост максимальной температуры цикла и приводит к увеличению отношения поверх­ности камеры сгорания к ее объему. Первый фактор определяет повышение концентрации NOx при  > 1,0, а второй - увеличение выхода СН.

В двигателях с вихревым движением заряда, создаваемым в процессе впуска, при сильном увеличении интенсивности вихря (особенно в сочетании с обеднением до смеси  = 1,4... 1,5) могут возрастать выбросы СН.

Улучшение смесеобразования уменьшает выброс СО в об­ласти богатых смесей, но может несколько увеличить концент­рацию NOx на бедных смесях.

Современные системы топливоподачи дизелей. Конструктивный анализ.

Микропроцессорное управление. Переход на ТНВД с электронным регулированием цикловой подачи топлива и угла опережения впрыска позволил существенно улучшить экономические и экологические показатели двигателей. Преимуществом микропроцессорного управления (МПУ) впрыском топлива является возможность установить оптимальные углы опережения в зависимости как от скоростных, так и от нагрузочных режимов работы дизеля, не привязываясь к линейным характеристикам центробежных регуляторов. Кроме того, МПУ позволяет задавать любые законы подачи топлива (применение многофазного впрыска), благодаря чему снижаются выбросы оксидов азота и расход топлива, улучшаются пусковые качества и динамика автомобиля, снижается уровень шума.

Повышение давления впрыска. Современные системы топливоподачи рассчитаны на высокие давления впрыска топлива (от 180 до 250 бар). Обычно используются три типа систем топливоподачи: с индивидуальными насосными секциями, насос-форсунки и аккумуляторные топливные системы (Common Rail). Одним из способов МПУ является применение электромагнитных клапанов, которые располагаются перед насосной секцией. Начало впрыска начинается после закрытия дренажного клапана с электромагнитым управлением от МП-системы и прекращается после его открытия.

Индивидуальные насосные секции ТНВД в современных двигателях обычно приводятся от кулачков распределительного вала, а плунжер насосной секции выполнен без отсечных кромок, что увеличивает его ресурс. Если топливопроводы высокого давления слишком длинные, в них возникают колебания давления, нарушающие процесс впрыска. В случае применения индивидуальных насосных секций длина топливопроводов сокращается, что позволяет снизить влияние этих колебаний. Однако управление давлением впрыска затруднено из-за механического привода плунжеров.

«ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

Требования, предъявляемые к бензинам и их эксплуатационные свойства.

Бензин — основной вид топлива для карбюраторных двигателей. Сырьем для получения бензина слу­жит нефть, нефтяные газы, бурый и каменный уголь, горючие сланцы.

Бензин как топливо должен обла­дать хорошей испаряемостью, стойкостью против детонации, высокой стабильностью (т. е. способностью сохранять первоначальные свойства при длительном хранении), не содер­жать соединений, вызывающих корозию металла, и не содержать смолистых отложений, а также воды и механических примесей.

Под испаряемостью понимают спо­собность бензина переходить из жид­кого состояния в парообразное. Хоро­шая испаряемость бензинов обеспе­чивает приготовление горючей смеси необходимого качества, облегчает пуск двигателя, уменьшает конденса­цию паров бензина в цилиндрах двигателя и разжижение масла в его картере.

Об испаряемости бензина судят по его фракционному составу.

Фракционный состав ха­рактеризуется температурой выкипа­ния 10; 50; 90 % топлива и температурой конца выкипания.

Температура выкипания 10 % топ­лива характеризует его пусковые качества: чем ниже эта темпера­тура, тем легче можно пустить дви­гатель.

Температура выкипания 50 % топ­лива характеризует способность его обеспечивать быстрый прогрев дви­гателя, устойчивость его работы на малой частоте вращения коленчато­го вала и приемистость двигателя.

Температура выкипания 90 % топ­лива и конца выкипания характе­ризует полноту его испарения.

Температура начала кипения бен­зина должна быть не ниже 30° С, чтобы в жаркое время года не обра­зовывались «паровые» пробки в топливопроводах и фильтрах.

Стойкость бензина против детона­ции оценивается октановым числом, которое присутствует в каждой марке бензина. Так, например, в марке бен­зина АИ-93 буква А означает, что бензин предназначен для автомоби­лей, буква И — что октановое число данного бензина определяют по ис­следовательскому методу, а цифра 93 — октановое число. В марке А-76, где нет буквы И — октановое число 76 определено по моторному методу.

При нормальном сгорании топливовоздушной смеси средняя скорость распространения пламени равна 10— 40 м/с, при детонации топливовоздушная смесь взрывается и ско­рость распространения пламени уве­личивается до 15000—20000 м/с.

На слух детонация проявляется в звонких металлических стуках при работе двигателя. Кроме того, при детонации в отрабатавших га­зах периодически появляется черный дым, двигатель перегревается и его мощность падает. Повышенный теп­ловой режим двигателя приводит к подгоранию выпускных клапанов, прогоранию днища поршней и металлоасбестовых прокладок между го­ловкой и блоком цилиндров.

Чтобы оценить степень склон­ности бензина к детонации, его сравнивают с эталонными топливами, т. е. с такими топливами, октано­вые числа которых заранее известны. Чем выше октановое число, тем меньше склонность бензина к дето­нации, поэтому для повышения окта­нового числа к бензинам добавляют антидетонаторэтиловую жидкость.

Бензин, в который добавлена эти­ловая жидкость, называют этили­рованным. Этиловая жидкость ядовита, поэтому этилированные бен­зины тоже ядовиты и применение их требует строгого соблюдения пра­вил техники безопасности. Чтобы от­личить этилированные бензины от не­этилированных, их окрашивают в соответствующие цвета: А-72— в ро­зовый, А-76— в желтый, АИ-93— в оранжево-красный и АИ-98— в синий цвет.

Стабильность бензинов характе­ризуется сохранением их физико-химических свойств в допустимых пределах во время перевозки, хра­нения и использования в конкрет­ных условиях эксплуатации.

Присутствие в бензине кислот и сернистых соединений вызывает кор­розию металлов, поэтому содер­жание их строго ограничивается.

Вода и механические примеси в бензине не допускаются. Вода спо­собствует коррозии топливных баков и тары, а также ускоряет осмоление бензина; Зимой вода, замерзая, может закупорить топливопроводы, фильтры, жиклеры, что приведет к вынужденной остановке двигателя.

Механические примеси в бензине вызывают засорение жиклеров, фильтров и износ цилиндро-поршневой группы двигателя.

Требования, предъявляемые к дизельным топливам и их эксплуатационные свойства.

Дизельные топлива. Это топливо применяется для дизелей.

Основными свойствами дизельного топлива являются температура само­воспламенения, температура засты­вания и вязкость.

Температурой самовоспламенения называется температура, до которой необходимо нагреть смесь дизельно­го топлива с воздухом, чтобы начал­ся процесс ее горения. Эта температура равна примерно 300—350С. О самовоспламеняемости дизельного топлива судят по цетановому числу. Чтобы определить цетановое число, дизельное топливо сравнивают с эта­лонными топливами, цетановое чис­ло которых заранее известно.

Цетановое число находится в пре­делах 40—45 единиц. С повышением цетанового числа процесс сгорания протекает более плавно, двигатель работает более экономично и не так жестко.

Для повышение цетановых чисел дизельных топлив к ним добавляют специальную присадку - изопропилнитрат.

Температура застывания дизельно­го топлива оказывает влияние на работу дизеля: чем она ниже, тем надежнее работает дизель, так как при застывании топливо превращает­ся в желеобразную массу и подача его из топливных баков в цилиндры двигателя становится невозможной. Температура застывания дизельного топлива должна быть на 10—15° С ниже температуры окружающего воздуха в районе его эксплуатации.

Под вязкостью понимается внут­реннее трение жидкости, возникаю­щее между его частицами при взаим­ном перемещении.

Определенная вязкость дизельного топлива необходима для нормально­го распыливания топлива. Недоста­точная вязкость может привести к обеднению горючей смеси, а высо­кая - к затрудненной подаче и впрыску топлива в цилиндры двига­теля. Вязкость определяют на капил­лярном вискозиметре при температу­ре воздуха 20°С и измеряют в сантистоксах (сСт). Нормальная вяз­кость дизельного топлива находит­ся в пределах 1,5—8,0 сСт.

Чтобы обеспечить хорошее смесе­образование дизельного топлива с воздухом, оно должно иметь опре­деленный фракционный состав.

Содержание кислот и серы в дизельном топливе строго ограничи­вается ГОСТами.

Выпускают следующие марки ди­зельного топлива: Л — летнее, 3— зимнее, А — арктическое.

К основным требованиям по качеству дизельного топлива относится прокачиваемость его по топливной системе, обеспечивающая подачу топлива в цилиндры двигателя в необходимом для заданного режима количестве. Прокачиваемость дизельного топлива оценивается следующими показателями вязкостью, температурами помутнения и застывания, содержанием механических примесей и воды, коэффициентом фильтруемости, предельной температурой фильтруемости.

Температура помутнения и застывания топлива и предельная температура фильтруемости характеризуют низкотемпературные свойства дизельного топлива, под которыми понимают способность топлива сохранять текучесть при понижении температуры и не вызывать затруднений при перекачке по трубопроводам. С уменьшением температуры вязкость топлива увеличивается, причем резкое ее увеличение наблюдается в относительно узком интервале температур, практически от температуры помутнения топлива до температуры его застывания.

Классификация моторных масел по вязкости и уровню эксплуатационных свойств по российским и международным стандартам.

Масла любого типа выполняют ряд различных функции из которых основными являются: уменьшение износа деталей, снижение потерь энергии на трение, герметизация зазоров между деталями (например, между поршнем и гильзой цилиндра двигателя), отвод тепла циркулирующим маслом от нагретых деталей, вынос из зон трения продуктов износа и перенос их в фильтрующие устройства систем смазки, защита металлических поверхностей от коррозии. Основные эксплуатационные свойства: вязкость; вязкостно-температурные свойства; температура застывания; противоизносные свойства; химическая стабильность; коррозионное воздействие на металлы; содержание механических примесей и воды. Вязкость характеризует текучесть масла и его способность обеспечивать жидкостное трение. Использование специальных загущенных масел позволяет производить пуск двигателя при температурах до –40 ⁰С без применения средств подогрева и обеспечить надежную его работу в широком диапазоне рабочих температур — это одно из важнейших требований, предъявляемых к маслам на современном этапе. Показателем, характеризующим подвижность масел при низких температурах, является температура застывания. На практике считают, что масло можно применять при температуре воздуха на 10-15 ⁰С выше температуры его застывания. Под противоизносными свойствами масла понимается его способность образовывать на трущихся поверхностях прочную пленку, препятствующую непосредственному контакту трущихся поверхностей и уменьшающую трение между ними. Такая пленка способна также изолировать металл от коррозионно-агрессивных продуктов. Под химической стабильностью понимается противоокислительная устойчивость масла, то есть способность его противостоять изменению своих  свойств при воздействии кислорода и других способствующих окислению факторов. В результате окисления изменяется химический состав масла и, как правило, ухудшаются его эксплуатационные свойства. Коррозионность масел обуславливается наличием органических или минеральных кислот, которые содержатся в них или образуются в процессе работы двигателя. Органические кислоты всегда имеются в небольших количествах, содержание неорганических кислот, в виду их особой коррозионности, в масле не допускается. Механические примеси – это вещества, находящиеся в масле во взвешенном состоянии. Содержание их в масле крайне нежелательно и вредно. Все происходящие в масле изменения в процессе работы двигателя вызываются накоплением в масле различных инородных веществ. В двигателе масло расходуется и загрязняется, что заставляет держать систему смазки под строгим контролем, регулярно доливать свежее масло, следить за тем, как изменились свойства работающего масла, и своевременно полностью заменять отработанное масло свежим в строгом соответствии с маркой используемого масла.

Классификация моторных масел.

Классификация моторных масел, применяемых для двигателей автомобилей и гусеничных машин, установлена нормативно-технической документацией, согласно которой они делятся на группы, а в пределах каждой группы на классы. Табл. 1 и 2. Таблица №1. Группы масел для двигателей.

Группа масел по эксплуатационным свойствам		Рекомендуемая область применения
А		Нефорсированные карбюраторные и дизельные двигатели
Б	Б1	Малофорсированные карбюраторные двигатели
	Б2	Малофорсированные дизельные двигатели
В	В1	Среднефорсированные карбюраторные двигатели
	В2	Среднефорсированные дизельные двигатели
Г	Г1	Высокофорсированные карбюраторные двигатели
	Г2	Высокофорсированные дизельные двигатели
Д		Высокофорсированные дизельные двигатели, работающие в тяжелых условиях
Е		Дизельные малооборотные двигатели с лубрикаторной системой смазки, работающие на тяжелом топливе

Маркировка зарубежных масел по вязкости, в отличие от отечественных, соответствует градациям, разработанными в 1920 г. Обществом инженеров автопромышленности – SAE. Принцип классификации отечественной след. Для зимних масел регламентируется вязкость максимальная при 100⁰С и минимальная при -18⁰С, для летних вязкость максимальная и минимальная при 100⁰С. Всесезонные минимальная при -18⁰С максимальная при 100⁰С. SAE классифицирует зимнее масло по эксплуатационным св-вам (прокачиваемость, проворачиваемость коленвала) при опред. температуре. Летнее указываю вязкость максимальная и минимальная при 100⁰С. По API S-бензиновые, С- дизельные. Чем дальше вторая буква от начала алфавита тем качественней масла.

Эксплуатационные свойства и области применения трансмиссионных масел. Особенности выбора трансмиссионных масел для механических и автоматических коробок передач.

Предназначены для смазки высоконагруженных зубчатых механизмов шлицевых передач подшипников и др деталей. Требования: уменьшение износа всех деталей трансмиссии; снижение потерь энергии передаваемой от двигателя к ходовой части; отвод тепла; вымывание продуктов износа из зон трения; отсутствие коррозионной агрессивности; снижение вибраций и шума; отсутствие вспениваемости. Классификация: универсальные (обеспеч раб всех типов зубчатых передач); общего назначения (для цилиндрич, конических, червячных передач); для гипоидных передач; для гидромеханич и гидрообъёмных передач. Трансмиссионные масла делятся на: эксплуатационные св-ва (ТМ1, ТМ2); вязкость (SAE-75W, SAE-85W, ТМ4, ТМ5). Эксплуатационные св-ва: смазывающая способность (противозадирные, противоизносные, противопитинговые, антифрик св-ва); вязкостно-температурные св-ва; противокоррозионные св-ва (защита цветмет); защитное св-во (защита чёрных металлов от коррозии); термоокислительная способность (это окисление масла интенсивно разогревающегося в процессе раб); стойкость к пенообразованию.

Предназначены для смазки трущихся деталей трансмиссии, ходовой части и механизмов управления автомобиля. ТМ имеют следующие свойства: вязко-температурные свойства; смазывающие свойства; коррозионная агрессивность. Одним из важнейших показателей, характеризующих эксплуатационные свойства ТМ, являются вязкостно-температурные свойства. От вязкости масла зависит потеря энергии на трение в агрегатах трансмиссии. Опыт эксплуатации показывает, что при температуре минус 100С динамическая вязкость масла ТМ-3-18 (ТАП-15В) достигает 30 Па с (пуаз), (кг/с м), при этом КПД заднего и среднего мостов автомобиля зил-131 снижается до 50%, а расход топлива увеличивается в 2 раза. По данным об относительном увеличении потери энергии в агрегатах трансмиссии автомобилей в зависимости от температуры при использовании различных масел и экономии топлива, которая может быть получена  в процессе эксплуатации автомобилей за счет применения масел с улучшенными низкотемпературными свойствами, наилучшие показатели имеют ТМ-3-18К (ТСп-15К), ТМ-5-12з (РК). Смазывающие свойства – способность масла адсорбироваться на рабочей поверхности с образованием граничного слоя–определяются  совокупностью противоизносных, противозадирных и противопиттинговых показателей масла. Смазывающие свойства оцениваются на специальной установке по обобщенному показателю индекса задира “ИЗ”. Чем выше “ИЗ”, тем лучше смазывающие свойства масла. Коррозионная агрессивность масла характеризуется изменением кислотного числа содержания водо-растворимых кислот и щелочей. Проверку масел коррозионную агрессивность осуществляют методом пробы на стальную и медную пластинку при температуре выше плюс 100*С. Наименьшую коррозионную агрессивность имеют масла ТМ-3-18К(ТСп-15), тм-5-12з(РК). Марки и применение трансмиссионных масел. В старой маркировке трансмиссионных масел применялись буквенные и цифровые обозначения. Например, ТАП-15В, ТСп-15К и др. Т–трансмиссионное масло; А–автомобильное; п– содержащее присадку; З–загущенное; С–селективной очистки. В - получают из волгоградских нефтей, создано улучшением свойств ранее выпускавшегося трансмиссионного масла Тап-15. К – разработано для высоконагруженных агрегатов трансмиссий автомобилей КамАЗ. Цифры, следующие за буквами, указывают вязкость масла в мм2/с при плюс 100 0С. В соответствии с нормативно-технической документацией трансмиссионные масла обозначают группой знаков, первая из которых–ТМ–трансмиссионное масло, вторая цифра–характеризует принадлежность к группе по эксплуатационным свойствам, третья–класс кинематической вязкости. Наибольшее распространение нашли трансмиссионные масла с противоизносными и противозадирными присадками. Масло ТМ-3-18 (ТАП-15В) обладает улучшенными противозадирными свойствами за счет введения противозадирных присадок ОТП или ЛЗ-23к. Безотказная и долговечная работа автомобильной техники обуславливается правильным применением моторных и трансмиссионных масел на различных машинах в зависимости от конструктивных особенностей, климатических и эксплуатационных условий и других факторов.

Назначение, функции, классификация пластичных смазок, их эксплуатационные свойства.

Назначение: уменьшение износа деталей; снижение коэф трения; защита метала от коррозии. Пластичная смазка – это густые мазеобразные продукты представл собой дисперстную систему, состоящ из жидкой и твёрдой фаз (загуститель). Классификация: загущенные УВ; селикогелевые; загущенные жирные кислоты. Эксплуатационные св-ва: предел прочности смазки (это то min удельное напряжение при котором происходит разрушение каркаса смазки в результате сдвига 1-го относительно др); вязкость; каллоидная стабильность (способность сопротивляться отделяться дисперстной среды); температура каплеподения (это температура при кот падает первая капля смазки помещённая в капсуле спец прибора и нагреваемая до стандартных условий); механич стабильность (способность смазок противостоять разрушению); водостойкость; хим стабильность (противостояние окислению кислородом воздуха); противо-коррозион св-ва; защитные св-ва. Классификация смазок: антифрик, многоцелевые, термостойкие, низкотемпературные, консервацион, уплотнительные (бензоупорная), автомобильные. Состоит из твёрдого загустителя и жидкого в-в (70-80%).

Основной особенностью пластичных смазок является то, что они совмещают в себе механические свойства твердых и жидких тел. Основные функции, выполняемые пластичными смазками, те же, что и для жидких масел – уменьшение износа деталей, снижение коэффициента трения и защита металлов от коррозии. Если преобладающее значение имеют две первые функции или даже какая-нибудь из них, то смазку принято называть антифрикционной. Смазки, назначение которых преимущественно предохранять металлические изделия от коррозии, называются защитными. Значительная группа трущихся деталей автомобилей и гусеничных машин (шарниры рулевого управления, рессоры, подшипники ступиц колес, водяного насоса) работают в таких условиях, при которых к ним может проникать влага и пыль. Для смазки таких сопряжений жидкие масла не пригодны, т.к. они плохо удерживаются на поверхности деталей, заметно ухудшают смазочные свойства при попадании влаги, плохо герметизируют сборочную единицу от проникновения пыли. Поэтому возникает необходимость применять для смазки этих деталей пластичные смазки. Они предназначены для смазки, герметизации и защиты деталей и узлов от воздействия внешней среды. Основные свойства пластичных смазок: -температурные свойства; -механические свойства; -защитные свойства. Температурные свойства. Показателем, условно отражающим среднюю температуру плавления смазки, является температура каплепадения. Температура каплепадения – температура, при которой из небольшого количества нагреваемой смазки отделяется и падает первая капля. Для определения температуры капле падения используется специальный прибор. Для предупреждения вытекания смазки ее температура капле падения должна превышать температуру трущихся деталей не менее, чем на 100 ⁰С для низкоплавких и на 150 ⁰С для средне- и тугоплавких смазок. Механические свойства. Механические свойства пластичных смазок характеризуются, в основном, тремя показателями: -пенетрацией; -пределом прочности; -вязкостью. Пенетрацией называется условный показатель, численно равный выраженной в десятых долях миллиметра глубине погружения конуса стандартного прибора за 5 секунд при температуре плюс 250 ⁰С. Пенетрация условно характеризует способность смазки сопротивляться выдавливанию из узла трения, а также определяет легкость подачи смазки в узел трения. Поэтому для зимнего периода эксплуатация берут смазки с большим значение пенетрации (250-350 единиц), чем для лета (150-250 единиц). Пределом прочности называется минимальное напряжение сдвига, при котором происходит разрушение ее структурного каркаса, образованного загустителем, в результате перемещения одного слоя смазки относительно другого. Предел прочности характеризует способность смазок удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях, а также в узлах трения и не сбрасываться с вращающихся деталей под действием центробежных сил. Наиболее высокий предел прочности имеют литиевые смазки. Вязкостью называется оценка текучести смазки. Вязкость пластичных смазок изменяется не только в зависимости от температуры, но также и от скорости деформации слоев. Поэтому для смазок введено понятие «эффективная вязкость», т.е. вязкость, связанная с воздействием на них нагрузки. Таким образом, по величине эффективной вязкости можно судить о затратах энергии на относительное перемещение смазываемых деталей, на прокачивание смазок по трубам и смазочным каналам. Защитные свойства. Защитные свойства смазок характеризуют их способность предохранять от коррозии поверхности металлов и проверяются с помощью металлических пластинок. После 5 часового погружения при +1000 ⁰С  поверхности пластинок должны быть чистыми, без следов коррозии. Марки и применение пластичных смазок. Пластичные смазки, применяемые для автомобильной техники, по назначению подразделяются на смазки: многоцелевые; общего назначения; морозостойкие; термостойкие; химически стойкие; приборные; авиационные; консервационные и канатные; специализированные. Многоцелевые смазки работоспособны в узлах трения всех видов.

Ассортимент, эксплуатационные свойства и характеристики тормозных жидкостей и их взаимозаменяемость.

Тормозные жидкости служат для передачи энергии к исполнительным механизмам в гидроприводе в тормозной системе автомобиля. Ассортимент: БСК – смесь бутилового спирта и касторового масла имеет хорошие смазывающие свойства, но не высокие вязкостно – температурные показатели. Нева - гликолевый эфир и полиэфир, содержит антифрикционные присадки. Работоспособна при t_o - 40 ^o C. Применяется в гидроприводе тормозов и сцепления грузовых и легковых а/м. ГТЖ - 22 М - на гликолевой основе, по показателям близка к Неве, но обладает недостаточными антикоррозионными и вязкостно – температурными свойствами. Рекомендуется для применения лишь на отдельных грузовых а/м. Томь – разработана для замены Невы. Основные компоненты концентрированный гликолевый эфир, полиэфир, бораты, содержит антикоррозионные присадки, совместима с Невой в любых соотношениях. Роса - разработана для новых легковых автомобилей. Основной компонент-бор-содержащий эфир, содержит антикоррозионные присадки, совместима с Томь и Нева. Температура кипения 260 градусов. Зарубежные аналоги для Невы и Томь являются жидкости соответствующие международной классификации DOT –3 t _кип-205 ^оС , а для Росы DOT –4 t _кип -230 ^оС

Ассортимент, эксплуатационные свойства и характеристики охлаждающих жидкостей и их взаимозаменяемость.

Наряду с топливами, маслом и смазками в современных автомобилях широко испаряются технические жидкости. Они применяются для различных целей: охлаждение двигателя, торможение и амортизация автомобилей во время их движения, приведение в действие механизмов, силовых агрегатов и т.п.

Охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим требованиям, исходящим из их назначения и условий применения:

1. Высокая тем-ра кипения (во избежание образования паровых пробок и потерь жидкости)

2. Низкая температура замерзания

3. Высокая теплоемкость и теплопроводность

4. Высокая химическая и физическая стабильность

5. Коррозионная пассивность

6. Не вступать в реакцию с резиновыми деталями

7. Оптимальная вязкость

8. Отсутствие образования накипи

9. Низкая стоимость и недефицитность

10. Нетоксичность и пожаробезопасность.

В зимний период эксплуатации для автомобилей применяют низкозамерзающие охлаждающие жидкости (антифризы). Наибольшее распространение получили гликолевые низкозамерзающие ОЖ., представляющие собой смеси этиленгликоля с водой. Этиленгликоль- двухатомный спирт, представляет собой маслянистую желтоватую жидкость без запаха.

Этиленгликолевые антифризы имеют повышенную коррозионность по отношению к металлам и, кроме того, разрушают резину, что вызывает необходимость применения соединительных шлангов из специальной резины.

Для уменьшения коррозионности в состав антифризов введены противокоррозионные присадки: декстрин (углевод типа крахмал), алюминий и медь, динатрий фосфат и др.

ОЖ марок : тосол А, тосол А-40, тосол А-65

Тосол А - это концентрированный этиленгликоль, содержащий присадки. Пользоваться тосолом А следует только после разведения его дистиллированной водой.

Тосол А-40- это водный раствор тосола А с температурой замерзания не выше -40⁰, а тосол А-65 не выше -65⁰.

Пусковые жидкости. В условиях низких температур при отсутствии пускового подогревателя на двигателе для облегчения пуска холодного двигателя могут применяться пусковые жидкости, которые обеспечивают холодный пуск двигателя с последующем переходом его работы на штатное топливо. Выпускают следующие пусковые жидкости:

Арктика – для карбюраторных двигателей.

Холод Д-40 и диэтиловый эфир – для дизелей.

Диэтиловый эфир является обязательным компонентом всех пусковых жидкостей. Кроме него для снижения износа в состав пусковых жидкостей вводят присадки с маслами, а также компоненты, способность воспламенятся которые находятся между эфиром и топливом. Пусковые жидкости Арктика и Холод Д-40 впрыскиваются во впускной трубопровод или камеру сгорания с помощью специального приспособления.

«электрооборудование ТМО»

Классификация систем электрооборудования ТМО. Основные элементы системы электрооборудования. Источники питания и требования к ним.

Ряд функций, необходимых для нор­мальной работы автомобилей, осущест­вляется только с помощью» электриче­ской энергии. К их числу относится воспламенение рабочей смеси в карбю­раторных двигателях, пуск двигателя, освещение дороги перед автомобилем и пространства внутри кузова, сигнали­зация об изменении направления движе­ния, торможении и др., приведение в действие контрольно-измерительных приборов и различной дополнительной аппаратуры. Количество электрической аппаратуры на автомобилях постоянно увеличивается. Для питания всех элек­трических приборов и аппаратуры необ­ходимы источники электрической энер­гии.

Весь комплекс электрических прибо­ров и аппаратуры, включая источники тока, образует в совокупности систему электрооборудования автомобиля.

Рис. 1 Принципиальная схема электрооборудования автомобиля: 1-стартер, 2-аккумуляторная батарея, 3-амперметр, 4-генератор, 5-регулятор, 6-свечи зажигания, 7-распределитель, 8-прерыватель, 9-катушка зажигания, 10-контрольно-измерительные приборы (а-указатель, б-датчик), 11-фары, 12 – ножной переключатель света фар, 13-центральный переключатель света, 14- приборы освещения и световой сигнализации

Автомобильное электрооборудование включает следующие системы и устройства:

электроснабжения; электростартерного пуска двигателя; зажигания; освещения, световой и звуковой сигнализации; информации и контроля технического состояния автомобиля и его агрегатов; электропривода; подавления радиопомех; электронного управления агрегатами автомобиля.

В систему электроснабжения входят генераторная установка и аккумуляторная батарея.

К системе электростартерного пуска двигателя относят аккумулятор­ную батарею, электростартер, реле управления (дополнительные реле и реле блокировки) и электротехнические устройства облегчения пуска двигателя.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателей искрой высокого напряжения, возникающей между электродами свечи зажигания. Помимо свечей к системе зажигания относятся катушка зажигания, прерыватель-распределитель, транзистор­ный коммутатор, добавочный резистор, высоковольтные провода, наконечники свечей и т.д.

Система освещения и световой сигнализации объединяет осветитель­ные приборы (фары головного освещения), светосигнальные фонари (габаритные огни, указатели поворота, сигнал торможения, фонари заднего хода и др.) и различные реле управления ими.

Система информации и контроля технического состояния автомобиля и его агрегатов включает датчики и указатели давления, температуры, уровня топлива в баке, спидометр, тахометр, сигнальные (контрольные) лампы и т.д. На автомобиле может быть установлена бортовая система контроля с компьютером.

Электропривод (электродвигатели, моторедукторы, мотонасосы) находит все большее применение в системах стеклоочистки, отопления, вентиляции, предпускового подогрева двигателя, в стеклоподъемниках, в системах подъема и опускания антенны, блокировки дверей.

Для подавления радиопомех используются разнообразная коммутаци­онная и защитная аппаратура, выключатели, переключатели, реле различного назначения, контакторы, предохранители и блоки предохра­нителей, соединительные панели и разъемные соединения.

Расширяется применение электронных систем впрыскивания топлива, антиблокировочных, противобуксовочных и навигационных систем, систем предотвращения столкновений.

Число и мощность потребителей электроэнергии на автомобилях постоянно увеличиваются, соответственно возрастает мощность источников электрической энергии. На смену устаревшему электрообору­дованию приходят новые, более сложные по конструкции и схемным решениям электрические и электронные изделия и системы.

От совершенства конструкции и технического состояния электрообо­рудования зависят эксплуатационная надежность и производительность автомобиля.

Автомобильные системы электроснабжения - это совокупность оборудования, обеспечивающего производство электрической энергии необходимого качества, распределение и передачу ее потребителям. Основное требование к системе электроснабжения — надежное обеспече­ние потребителей электрической энергией в различных условиях эксплуатации автомобиля. Кроме того, элементы системы электроснабже­ния должны отвечать общим требованиям, которые предъявляют к электрооборудованию автомобиля. На автомобилях применяют системы электроснабжения постоянного тока.

Источники питания и требования предъявляемые к ним.

На автомобилях применяются два ти­па источников тока:

генератор, преобразующий механиче­скую энергию, получаемую от двигате­ля, в электрическую и питающий все по­требители при работающем двигателе;

аккумуляторная батарея, питающая потребители при неработающем двига­теле за счет преобразования накоплен­ной химической энергии в электриче­скую.

Генераторы. В настоящее время на отечественных автомобилях устанавли­вают генераторы переменного тока. Это объясняется их большей надежностью, меньшей массой и способностью обес­печивать получение номинального на­пряжения и мощности при меньшей ча­стоте вращения коленчатого вала двига­теля.

Принцип действия Г основан на законе Фарадея: E=BLN, где B-магнитная индукция, L-длина проводника находящегося в магнитном поле, N-скорость перемещения проводника в поле. С целью увеличения длины провода его свивают в катушку. Группу катушек наз. Обмоткой для концентрации магнитного потока катушки навивают на железный сердечник, который состоит из набора тонких пластин сжатых друг с другом так что они образуют почти сплошную конструкцию. Это сделано с целью предотвратить возникновение тока внутри сердечника и тем самым снизить потери и нагрев. Магнитный поток в Г создается обмоткой возбуждения расположенной на вращающемся роторе, при протекании по ней электрического тока и системой магнитных полюсов. В автогенераторе их как правили 12. Наибольшее распространение имеют 36 пазов статора в которых размещены обмотки фаз. Каждая обмотка содержит шесть катушек включенных последовательно. Обмотки могут быть соединены между собой в звезду или 3-х угольник (мощные генераторы).

АБ – это химический источник 11л. Энергии обеспечивающий питание потребителей при неработающем двигателе или недостаточной мощности генератора.

Требования предъявляемые к АБ.

1)максимальное рабочее напряжение которое определяется ЭДС одного аккумулятора (банки) и их количеством при последовательном соединении в АБ. 2)минимальное внутренне сопротивление (особенно при отрицательных температурах). 3)высокая удельная энергоотдача – максимальное количество энергии отдаваемое с единицы массы. 4)малое изменение напряжения в процессе разрядки. 5)быстрое восстановление емкости при разряде. 6)минимальные габариты , масса, большая механическая прочность, надежность и простота конструкции. 7)малая стоимость при массовом производстве.

В наибольшей степени этим требования отвечают свинцово-кислотные АБ. Свинцовый аккумулятор-это сосуд заполненный электролитом в котором опущены электроды. Электроды конструктивно выполняют в виде пластин из профеллированых решеток в которые вмазана активная масса (свинец до 6%, сурьма и 0,1% мышьяка). Положительные пластины имеют большую толщину т.к. больше подвержены коррозии. Получившие широкое распространение стартерных т.к. они обладают малым внутренним сопротивлением, высоким ЭДС. Способны в течении короткого времени (несколько секунд) отдавать ток с силой в несколько сотен ампер для питания электростартера. В различных областях техники также применяют щелочные аккумуляторы: никель-кадмиевые, никель-цинковые, серебрено-цинковые и другие. Щелочные АБ имеют меньший ЭДС на 20-25% и немного меньше КПД. Электролит-35% раствор едкого калия в десятилированной воде.

В систему электроснабжения входят: источники электрической энергии (генератор, аккумуляторная батарея); регулирующие устройства; элементы контроля и защиты от возможных аварийных режимов (реле и контрольная лампа или одна контрольная лампа). Основным источником электрической энергии в системе электроснаб­жения является генератор переменного тока с выпрямителем (вентильный генератор), который приводится во вращение от двигателя внутреннего сгорания посредством ременной передачи. Специальный узел генерато­ра — выпрямитель обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный. Переменный ток выпрямляется полупроводниковыми диодами (вентилями), поэтому такие генераторы называются вентильны­ми. Таким образом, вентильный генератор — это генератор переменного тока, в котором переменный ток выпрямляется полупроводниковыми диодами. Благодаря использованию полупроводникового выпрямителя значительно повысились надежность и удельная мощность генератора, упростилась его конструкция по сравнению с генератором постоянного тока с механическим выпрямителем — коллектором, уменьшилась трудоемкость технического обслуживания в эксплуатации, расширился диапазон рабочих частот вращения ротора генератора. Кроме электроснабжения потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, генератор должен обеспечивать заряд аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генераторной установки выбираются такими, чтобы на любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Напряжение в бортовой сети автомобиля должно быть стабильным в широком диапазоне изменения частот вращения ротора генератора и коленчатого вала двигателя. Последнее требование связано с тем, что аккумуляторная батарея чувствительна к уровню и степени стабильности напряжения. Слишком низкое напряжение приводит к недозаряду батареи и, как следствие, к затрудне­ниям при осуществлении пуска двигателя. Слишком высокое напряжение вызывает перезаряд батареи и ускоренный выход ее из строя. Весьма чувствительны к уровню напряжения бортовой сети лампы приборов освещения и сигнализации. Генератор с регулятором напряжения образует генераторную установку. Генераторные установки в процессе развития претерпели существенные изменения. Коллекторные генераторы постоянного тока, работавшие совместно с вибрационными реле-регуляторами, вытеснены вентильными генераторами с транзисторными или тиристорными регуляторами напряжения. Генераторная установка должна выдерживать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов. Режим работы потребителей электроэнергии на автомобиле характеризуется широким диапазоном изменения нагрузки и ее случайным характером. Скоростной режим работы генератора, приводимого во вращение от двигателя автомобиля, также имеет случайный характер. При этом даже при частоте вращения коленчатого вала двигателя в режиме холостого хода генератор должен развивать мощность, достаточную для электроснабжения системы зажигания, контрольно-измерительных приборов, габаритных огней и фонарей освещения номерного знака. Параллельная работа генератора с аккумуляторной батареей связана со случайным характером распределения нагрузки между ними. Аккумуляторная батарея на автомобиле выполняет функции как источника, так и потребителя электрической энергии. Распределение нагрузки между генератором и аккумуляторной батареей зависит от многих факторов, основными из которых являются скоростной режим и зависимость от частоты вращения ротора генератора силы отдаваемого тока, уровень регулируемого напряжения, состояние аккумуляторной батареи, температура окружающей среды. Климатическое исполнение генераторной установки требует определенных условий эксплуатации. Максимальная температура среды в моторном отделении, где располагается генераторная установка, должна соответствовать температурному ряду: 70, 80, 90 и 100 °С. При этом значение той температуры из этого ряда, на которую рассчитаны элементы генераторной установки, указывается в их технической документации. Минимальная температура в моторном отделении не должна быть ниже —40 °С для генераторных установок, предназначенных для эксплуатации в зонах умеренного или холодного климата, и —20 °С для генераторных установок тропического исполнения. Кроме того, пребывание элементов генераторной установки в нерабочем состоянии при температуре -60 °С (умеренный и холодный климат) и -45 °С (тропическое исполнение) не должно выводить генераторную установку из строя. Генераторная установка не должна терять работоспособность при относительной влажности воздуха (95±3) %, температуре (40±2) °С и снижения атмосферного давления до 56,5 кПа (460 мм рт.ст.). Снижение атмосферного давления влияет в основном на производительность вентилятора генератора. Чем ниже атмосферное давление, тем менее интенсивно прокачивается охлаждающий воздух через генератор и тем выше температура его узлов. Насыщенность современных генераторных установок электронными компонентами выдвигает дополнительные требования по сохранению их работоспособности в условиях электромагнитных воздействий, в частности импульсных напряжений бортовой сети, которые возникают как в нормальном, так и аномальном режимах работы генератора. При применении электронных устройств особые требования предъявляются к характеру изменения выходного напряжения генератор­ной установки. Импульсное напряжение возникает в системе электро­снабжения как при нормальных режимах работы в результате действия переключающих устройств (диодов выпрямителя и транзисторов регулятора напряжения), так и в аварийных режимах, например при внезапном отключении аккумуляторной батареи Кратковременные импульсы напряжения в системе электроснабжения не должны превышать 150 В, которые могут выдерживать полупроводниковые элементы генераторной установки.

Системы зажигания ТМО. Принцип действия, преимущества и недостатки.

Система зажигания служит для воспламенения горюч смеси в цилиндре двигателя.

Контактная система зажигания состоит из элементов: аккумуляторная батарея и генератор с реле-регулятором, катушка зажигания, добавочный резистор, прерыватель, распределитель, конденсатор, свечи зажигания, выключатель зажигания и провода низкого и высокого напряжения. Приборы соединены между собой проводами и образуют цепи низкого и высокого напряжения.

Принцип действия: ток высокого напряжения получается следующим образом: кулачок прерывателя вращаясь размыкает и замыкает цепь низкого напряжения в результате чего в первичной обмотке катушки получается прерывистый ток. При размыкании контактов ток в цепи низкого напряжения прерывается и созданное им магнитное поле быстро исчезает пересекая витки первичной и вторичной обмоток, в которых индуцируется ЭДС. Это ЭДС достигает 17-24 кВ что достаточно для пробоя промежутка между электродами свечи. При размыкании контактов прерывателя в первичной обмотке индуцируется ЭДС самоиндукции, которая направлена в сторону исчезновения тока, между контактами создаётся искра. Это разрушает контакты, уменьшает быстроту исчезновения магнитного поля и снижет индуктируемую ЭДС. Также к недостаткам относят: необходимость часто зачищать контакты прерывателя, корректировать угол их замкнутого состояния, угол опережения зажигания. Недостатки классической системы зажигания исключаются применением контактно – транзисторной системы зажигания. Основной особенностью такой системы является то, что через контакты прерывателя проходит небольшой по силе ток управления транзистором. Ток первичной обмотки при этом прерывается не контактами прерывателя, а переходом эмиттер – коллектор транзистора. Т.к. транзистор разгружает контакты прерывателя отпадает необходимость в искрогасящем конденсаторе. Дальнейшим усовершенствованием системы зажигания является замена прерывателя импульсным генератором с полупроводниковым усилителем. Поэтому ток в первичной цепи катушки зажигания получается прерывистым. На таком принципе основаны схемы бесконтактных транзисторных систем зажигания. В бесконтактных системах зажигания момент подачи искры определяется моментом подачи сигнала, который вырабатывает бесконтактный датчик. Таким датчиком может быть любой преобразователь угла поворота коленвала двигателя в какой-либо электрический сигнал. Широкое применение нашли бесконтактные системы зажигания с магнитно-электрическим или полупроводниковым датчиком. Принцип действия: датчик состоит из постоянного магнита и обмотки. При вращении магнита в обмотке датчика индуктируется переменная ЭДС. При положительном значении напряжения транзистор открывается и от АКБ через первичную обмотку катушки зажигания проходит ток. При отрицательном значении напряжения транзистор закрывается, ток в первичной обмотке прерывается и во вторичной обмотке индуктируется ЭДС большой величины создавая искру на свече. Достоинства: максимальная унификация элементов, надёжность Недостатки: при малой частоте вращения коленвала сигнал датчика меньше напряжения срабатывания и прерывание первичной обмотки не произойдёт. Это устраняется датчиками Холла.

Электронные системы управления работой ДВС.

Электронная система управления двигателем (рис. 1) организует оптимальную работу его с учетом состояния: качества бензина, атмосферных условий, действий во­дителя. Оптимальность работы двигателя - это хорошие динамические качества ав­томобиля, снижение токсичности ОГ, повышение экономичности и т.д. Хорошая приемистость и КПД двигателя достигаются при максимальном исполь­зовании антидетонационных свойств бензина с помощью обратной связи с датчи­ком детонации (ДД), который контролирует жесткость сгорания (скорость нараста­ния давления). Снижение токсичности ОГ и повышение экономичности достигается путем опре­деления количества кислорода в ОГ датчиком кислорода (ЦК). Электронный блок управления принимает всю поступающую информацию с дат­чиков, выполняет расчеты и воздействует на исполнительные устройства ЭСУД: фор­сунки, катушки зажигания (КЗ), регулятор холостого хода (РХХ, РДВ), электробензо­насос (ЭБН).

Электронная система управления двигателем (ЭСУД)3.

Собственно арифметическими действиями и логическими операциями заведует микропроцессор БУ. Работать микропроцессору помогают три типа памяти: посто­янная, оперативная и программируемая постоянная. Из первой (ПЗУ) и третьей (ППЗУ) памяти БУ берет данные для своей работы, со второй памятью (ОЗУ) отноше­ния у него другие.

Электронные системы управления дизелем

Электронное управление дизелем необходимо для уменьшения количества токсичных веществ в отработавших газах, уменьшения дымности, вибрации, уровня шума, оптимизации и стабилизации частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу и т.д. С помощью электронного БУ, в котором обрабатывается информация о состоянии двигателя, полученная от различных датчиков, выдаются управляющие сигналы, обеспечивается оптимизация количества подаваемого топлива и момента его впрыска.

Система управления дизелем автомобиля "Toyota" приведена на рис.6.27. Система обеспечивает управление количеством подаваемого топлива, моментом начала подачи топлива, воздушной заслонкой, частотой вращения коленчатого вала на холостом ходу и свечой накаливания.

Рис.6.27. Система управления дизелем автомобиля "Toyota": 1 - специальный клапан управления, 2 - датчик угла поворота коленчатого вала, 3 - жиклер для впуска топлива, 4 - корректирующий резистор, 5 - жиклер для выпуска топлива, 6 - электромагнитный перепускной клапан, 7 - электромагнитный клапан, 8 - датчик температуры поступающего в двигатель воздуха, 9 - система турбонаддува, 10, 16 -клапаны, 11 - датчик воспламенения, 12 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 13 - датчик давления поступающего в двигатель воздуха, 14 - сигнал положения педали подачи топлива, 15 - электронный БУ, 17 - воздушные заслонки, 18 - датчик частоты вращения коленчатого вала

Управление количеством подаваемого топлива осуществляется электронным БУ на основании данных о частоте вращения коленчатого вала и положении педали подачи топлива с учетом поправок на температуру и давление воздуха на впуске, температуру жидкости и т.д.

Момент подачи топлива выбирается БУ по сигналам датчика положения педали подачи топлива, давления воздуха на впуске. Используя сигналы датчика воспламенения, установленного в камере сгорания, БУ обеспечивает совпадение зарегистрированного момента воспламенения с расчетным моментом.

Управляя воздушной заслонкой во впускном трубопроводе, можно уменьшить вибрацию двигателя на холостом ходу и устранить вибрацию при остановке двигателя. При отказах системы управления воздушная заслонка автоматически наполовину открывается, что предотвращает чрезмерно резкое увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя. Получая информацию от различных датчиков, БУ обеспечивает подачу такого количества топлива, чтобы частота вращения в режиме холостого хода не отличалась от расчетной. Сила тока свечей накаливания при пуске дизеля регулируется БУ в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и ряда других параметров.

Перспективы развития электрооборудования автотракторной техники

В настоящее время практически отработана концепция автомобилей с повышенным до 42 В бортовым напряжением. Так существует два накопителя энергии: аккумуляторные батареи с напряжением 36 и 12 В, молекулярный емкостный; накопитель на напряжении 42 В. Кроме того в составе должны быть DC/DC-преобразователи напряжения, система предохранителей и развязывающих диодов в силовых сетях, стартер-генератор, электронный модуль управления и регулирования, а так же ряд датчиков, обеспечивающих функционирование стартеров и генераторного режимов и системы “стоп-старт”. Применение двухуровневой системы обусловлено резким возрастанием числа и мощности бортовых потребителей электроэнергии (электрические исполнительные устройства в системах управления двигателем, активной подвеской т.п.).

При 42 В повышаются требования к коммуникационной аппаратуре, поскольку стартер-генератор- это бесщеточная индукционная машина, то для регулировки его напряжения в режиме “генератор” нужен принципиально новый регулятор, а также устройство, исключающее перегрев якоря на высоких частотах. При этом АТС приобретут принципиально новые потребительские качества. Например, втрое, с 900 до 300 мс, сократится время пуска прогретого двигателя, так как частота прокрутки его коленчатого вала возрастет с 200 до 600 мин; снизится неравномерность вращения коленчатого вала на холостом ходу; уменьшится нагрузка на аккумуляторную батарею при холодном пуске двигателя; с 50-70 (классическая конструкция генератора) до 82% повысится КПД стартер-генератора в генераторном режиме; за счет режима “стоп - старт “ на 15-20% снизится расход топлива в городском режиме.

Система электроснабжения.

Основная тенденция развития этой системы - повышение срока службы генератора до 300 тыс. км пробега или до 7500 мото-часов работы без обслуживания за счет довольно многочисленных конструктивных и технологических мероприятий. В том числе таких как, закрытие подшипников и щеточно-коллекторных узлов; твердотельный регулятор напряжения с адаптивным алгоритмом регулирования и встроенным стабилизатором защиты; большой (полутора-двухкратный) запас по тепловому режиму за счет запаса мощности; более интенсивное охлаждение внутренней полости встроенными вентиляторами; сдвоенные и строенные обмотки статора; особо точное изготовление полюсов магнитопровода статора с точной зачиканкой ротора; оптимизация размеров магнитной системы и обмоток статора при увеличении тока возбуждения; использование в выпрямителе диодов со стабилизаторным эффектом, а также антишумовых конструктивных элементов (немагнитные кольца, форма полюсных наконечников и т.д.); новые материалы для контактных колец, щеток, каркаса обмотки возбуждения, изоляционных покрытий; привод поликлиновым ремнем и двухлапное крепление; увеличенное передаточное отношение и др. Уже просматриваются и решения, которые еще совсем недавно относили к категории экзотических. Например, компакт-генератор с несколькими уровнями и адаптивным регулированием напряжения на выходе, масляным охлаждением и массой не более 4-4,4 кг; стартер-генератор, встроенный в маховик ДВС.

Система электропуска.

О современных и перспективных стартерах можно сказать, в принципе, то же самое, что и о генераторах. Следует лишь добавить: нынешний стартер- это стартер со встроенным редуктором, имеющий (до мощности 2 кВт) возбуждение от постоянных магнитов высоких энергий, а следовательно, массу, на 40-50% меньшую, чем стартеры классического исполнения. В связи с широким распространением молекулярных емкостей накопителей энергии, встроенных в аккумуляторную батарею, появился класс высоковольтных (даже не до 42, а до120В) стартеров. Обычным делом становится двухобмоточные реле, системы электронной блокировки стартеров. В итоге масса стартеров, в зависимости от мощности, варьируется в диапазоне, ранее считавшимся недостижимым (4-16,5 кг).

Система зажигания.

Относится к числу систем, в последние годы подвергшихся наиболее радикальным изменениям. Она стала полностью компьютеризированной и не только заменила собой центробежный вакуумный автоматы опережения зажигания и высоковольтный распределитель, но и регулирует углы опережения зажигания по детонации, оптимизирует их по условиям работы двигателя и движения автомобиля. Появились системы с катушками зажигания, встроенными в высоковольтный свечной наконечник и одновременно служащими датчиками детонации. Да и конструкции систем, технологии их изготовления сейчас, можно сказать, находятся на острие технического прогресса. Например, это многофункциональные микросхемы управления; двух-, четырех- и шестивыводные опрессованные катушки зажигания с замкнутым магнитопроводом и встроенными диодами; свечи зажигания с широким тепловым диапазоном работы и встроенным помехоподовательным сопротивлением, а также свечи с плазменным эффектом; новые силиконовые высоковольтные провода, не меняющие жесткости в широком тепловом диапазоне.

Система впрыскивания топлива прошла путь от моновпрыска с жесткой программой к распределенному впрыску с аналогичной программой, а сейчас уверенно превращается в адаптивные и многофункциональные системы. Так, современный электронный блок управления способен регулировать частоту вращения коленчатого вала двигателя при включении и выключении бортового кондиционера, управлять рециркуляцией отработавших газов, запомнить сбои в программе и отказы датчиков, адаптироваться к конкретному двигателю, т.е. изменять программу регулирования с учетом износов или условий его эксплуатации. Сами датчики могут измерять не только текущие, но и предельные значения параметров. В исполнительных механизмах и устройствах появляются все новые элементы (линейные электродвигатели, магниты высоких энергий и т.д.). Гибридные электронные блоки выполняются на основе 16-разрядных (в перспективе-32-разрядных) микроконтроллеров, которые могут работать при температуре 398 К. Программное обеспечение превратилось в многофункциональное, решающее задачи не только управления, но и самообучения, связи с другими системами, защиты от помех и самодиагностирования.

Электропривод.

Его основу в настоящее время составляют магниты высоких энергии и прогрессивные методы намотки (в том числе намотки плоских якорей). Прогрессивные решения конструкции редукторных приводов, электроника управления, защита электропривода с помощью малогабаритных термобиметаллеческих предохранителей позволили создать не только приводы силовые (например, для регулирования положения сидений водителя и пассажиров), но и малогабаритные приводы управления зеркалами заднего вида, дроссельной заслонки, рейкой ТНВД и др. Более того, есть миниатюрные (диаметр ротора-1-5 мм) и даже микроэлектродавигатели (диаметр ротора - менее 1 мм), которые могут работать как синхронные, регулируемые бесщеточные или регулируемые емкостным сопротивлением привода.

Для электромобилей созданы мотор-колеса и мощные приводы с управлением от микроЭВМ, что позволяет наиболее эффективным способом решать проблемы торможения и экономичного расхода электроэнергии аккумуляторных батарей.

Светотехника.

Новые конструкции светотехнического оборудования автотракторной техники - это головные фары со свободной поверхностью отражателя, выполненные из пластмасс; фары проекторного типа, в том числе с протяжным оптоволокном; фары и фонари с газоразрядными источниками света нового поколения, обеспечивающими в 2 раза более яркий световой поток; системы автоматического регулирования светового потока в зависимости от нагрузки автомобиля и выполняемой трактором работой; многофункциональные фонари с новыми оптическими схемами, источниками света и светодиодами. При их использовании, благодаря цифровой обработке, появляется возможность в тумане видеть на дисплее объекты ближнего и дальнего плана.

Новое приборное обеспечение производства и эксплуатации светотехнического оборудования, связанное с персональными и бортовыми компьютерами обеспечивает измерения в автоматизированном режиме.

Электропроводка автотракторной техники.

Широкое применение получили плоские пучки проводов и разъемные соединители, изготовляемые по безлюдной технологии, которые более надежны в эксплуатации.

Реле, прерыватели, переключатели и выключатели (устройства коммутации) совершенствуются в направлении увеличения их функциональных возможностей (коммутация нескольких цепей) и уменьшения габаритных размеров (бескорпусные конструкции и пары с улучшенной геометрией). Осваиваются и принципиально новые направления. Это сенсорные выключатели и переключатели с подсветкой знака, выполняемые по твердотельной технологии типа к-моп, т.е. такой же, как у интеллектуальных ключей в мультиплексных сетях.

Информационные и диагностические системы.

Для информационных систем по-прежнему характерны логометрические приборы, но уже с поворотом стрелки на 360 градусов и управление с помощью специализированной микросхемы, что, с точки зрения передачи аналоговой информации, сделало их конкурентоспособными по отношению к электронным комбинациям приборной панели. Появился и новый класс таких систем, как навигационные, которые связаны со спутниками, дорожными радиомаяками и позволяют водителю ориентироваться в сложных городских условиях.

Что касается бортовых (встроенных) диагностических систем, то они развиваются в направлении не только повышения уровня программного обеспечения, но и применения в качестве индикаторов светодиодов, жидкокристаллических экранов и люминесцентных панелей.

Система активной и пассивной безопасности.

К ним относят антиблокировочные, противобуксовочные системы, подушки безопасности и системы управления подвеской. Развитие конструкций этих систем идет по пути создания долговечных исполнительных устройств, обладающих достаточным быстродействием и небольшим запаздыванием, что обеспечивает комфортные условия для людей в процессе изменения положения автомобиля; организации хорошей связи между системами управления подвеской и двигателем.

Электронные системы контроля и управления работой ТМО.

Среди электронных систем контроля и управления работой ТМО можно выделить:

- Системы управления тормозов: АВS, BA, DBC, EBS, EBV, HAH и др.

AБС – Антиблокировочная система тормозов представляет собой совокупность датчиков, модуляторов и блока управления. Система АБС предотвращает блокировку колес при торможении. В результате даже при экстренном торможении сохраняется устойчивость автомобиля и управляемость.

BAS, PA или PABS Система аварийного торможения в случае необходимости экстренного торможения и недостаточного при этом усилия на педали тормоза самостоятельно повышает давление в тормозной магистрали, делая это во много раз быстрее, чем на то способен человек.

DBC Система динамического контроля за торможением ускоряет и усиливает процесс нарастания давления в приводе тормозов в случае экстренного торможения и обеспечивает - даже при недостаточной силе нажатия педали - минимальный тормозной путь. Гидравлическая система обеспечивает лучшее и значительно более точное дозирование тормозного усилия в случае экстренного торможения.

EBS - Электронная система торможения Перемещение педали тормоза преобразуется в электрический сигнал и подается блоку управления После анализа информации от различных датчиков электроника самостоятельно дает команду исполнительным механизмам, регулирующим давление в контурах тормозной системы, и т.д.

- Антипробуксовочные системы: ASR, ASC, ESR, ETC, TCS, STC, TRACS, TRC, TCV.

Применяется для предотвращения пробуксовывания ведущих колёс, независимо от степени нажатия педали газа и дорожного покрытия. Принцип действия основан на снижении выходной мощности двигателя при возрастании частоты вращения ведущих колёс. О частоте вращения каждого колеса компьютер, управляющий системой, узнаёт от датчиков, установленных у каждого колеса и от датчика ускорения. Точно такие же датчики применяются в системах ABS и в системах контроля крутящего момента, поэтому, часто, эти системы применяются одновременно.

- Другие электронные системы современных автомобилей

ESP - управляет работой антиблокировочной, антипробуксовочной систем, контролирующее тягу и управление дроссельной заслонкой.

Систсема VSC - движение под контролем, датчики системы VSC отслеживают режимы работы двигателя и трансмиссии, скорость вращения каждого из колес, давление в тормозной системе, угол поворота руля, поперечное ускорение и отклонение от курса, а полученные данные передают блоку электронного управления. Получив информацию от датчиков, система VSC практически мгновенно определяет ситуацию и принимает соответствующее решение о дальнейшем поведении автомобиля.

HDC - система контроля тяги для спуска с крутых и скользких уклонов.

EDS - система электронной блокировки дифференциала, и т.д.

«Устройство и эксплуатация навесного оборудования»

Назначение, АПРС – 40.