Гидравлика.Гидравлические и пневматические системы (лабораторный парктикум)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

ГИДРАВЛИКА. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ В АВТОМОБИЛЯХ И ГАРАЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ

Практикум

для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования»

(Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

ШАХТЫ

ЮРГУЭС

2007

1

УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73 Г464

Составители:

к.т.н., доцент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

В.И. Тимченко

доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»

И.К. Гугуев

доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»

А.И. Шилин

ассистент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

А.Г. Илиев

Рецензенты:

д.т.н., профессор кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

А.Б. Сыса

к.т.н., доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»

С.Г. Соловьёв

Г464 Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании: практикум / составители В.И. Тимченко, И.К. Гугуев, А.И. Шилин, А.Г. Илиев. – Шахты: Изд-

во ЮРГУЭС, 2007. – 57 с.

Практикум состоит из восьми научно-исследовательских лабораторных работ, кратких пояснений по выполнению этих работ и основных теоретических положений курса «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» и библиографического списка.

УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73

© Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, 2007

© Тимченко В.И., Гугуев И.К., Шилин А.И., Илиев А.Г. 2007

2

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторный практикум разработан с целью оказания методической помощи при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» студентами специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной форм обучения.

К началу занятий студенты должны проделать следующую работу:

1.Изучить инструкцию к соответствующей лабораторной работе.

2.Подготовить «задел», который включает в себя:

−наименование работы;

−цель работы;

−основные теоретические положения;

−схему и описание экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);

−описание принципа действия гидравлической или пневматической системы, порядок проведения эксперимента;

−таблицу опытных данных;

−таблицу результатов расчёта.

После выполнения работы преподаватель подписывает таблицу опытных данных. В письменном виде приводится расчёт одного опыта. Вычисление каждой величины приводится по формуле: искомая величина, расчётная формула, численные значения, численный результат, размерность.

По лабораторной работе студент составляет отчёт, который включает в

себя:

−заполненные таблицы наблюдений и вычислений;

−подробный расчёт одного опыта;

−графики зависимостей функциональных величин;

−выводы.

Для защиты отчёта по лабораторной работе студент должен знать:

−необходимый теоретический материал;

−устройство экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);

−необходимые расчётные формулы;

−ответы на контрольные вопросы.

Студент, не отчитавшийся по трём предыдущим лабораторным работам, к выполнению последующих работ не допускается.

4

Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Цели и задачи:

1)Изучить зависимости гидродинамических параметров – расхода, давления, температуры охлаждающей жидкости в зависимости от частоты оборотов коленчатого вала, скорости движения автомобиля.

2)Разработать принципиальные схемы процессов охлаждения по малому и большому кругу.

3)Провести экспериментальные испытания на движущемся автомобиле.

4)Разработать гидравлическую схему охлаждения.

Краткие сведения из теории

1)Назначение систем охлаждения.

2)Основные элементы гидродинамической системы охлаждения.

3)Свойства применяемых охлаждающих жидкостей: плотность, температура кристаллизации, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного и объёмного расширения, теплоёмкость.

4)Принцип действия системы, неисправности, причины, устранение неисправностей.

5)Виды местных сопротивлений в системе.

6)Определение основных параметров гидродинамической системы охлаждения: расхода, скорости, давления, температуры.

7)Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы охлаждения.

5

Рисунок 1.1 – Система охлаждения двигателя ВАЗ 2106

Пояснение к рисунку:

1.Трубка отвода жидкости от радиатора отопителя к насосу охлаждающей жидкости.

2.Шланг отвода охлаждающей жидкости от впускной трубы.

3.Шланг отвода охлаждающей жидкости из радиатора отопителя.

4.Шланг подвода жидкости в радиатор отопителя.

5.Перепускной шланг термостата.

6.Выпускной патрубок рубашки охлаждения.

7.Подводящий шланг радиатора.

8.Расширительный бачок.

9.Пробка бачка.

10.Шланг от радиатора к расширительному бачку.

11.Пробка радиатора.

12.Выпускной (паровой) клапан пробки.

13.Впускной клапан.

14.Верхний бачок радиатора.

15.Заливная горловина радиатора.

16.Трубка радиатора.

17.Охлаждающие пластины радиатора.

18.Кожух вентилятора.

19.Вентилятор.

20.Шкив привода насоса охлаждающей жидкости.

6

21.Резиновая опора.

22.Окно со стороны блока цилиндров для подачи охлаждающей жидкости.

23.Обойма сальника.

24.Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости.

25.Крышка насоса.

26.Ступица шкива вентилятора.

27.Валик насоса.

28.Стопорный винт.

29.Манжета сальника.

30.Корпус насоса.

31.Крыльчатка насоса.

32.Приемный патрубок насоса.

33.Нижний бачок радиатора.

34.Отводящий шланг радиатора.

35.Ремень вентилятора.

36.Насос охлаждающей жидкости.

37.Шланг подачи охлаждающей жидкости в насос.

38.Термостат.

39.Резиновая вставка.

40.Входной патрубок.

41.Основной клапан.

42.Перепускной клапан.

43.Корпус термостата.

44.Патрубок перепускного шланга.

45.Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос.

46.Крышка термостата.

47.Поршень рабочего элемента.

Теоретические сведения. Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху. Благодаря этому создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается. Тепло в двигателях отводится двумя способами: жидкостью или воздухом. Эти системы поглощают 25–35 % тепла, выделяющегося во время сгорания топлива. Температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80–95º. Такой температурный режим наиболее выгоден, обеспечивает нормальную работу двигателя и не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузке двигателя. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80–120º в конце спуска до 2000–2200º в конце сгорания смеси.

7

Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя, и они расширяются. Масло на цилиндрах и поршнях выгорает, и трение и износ возрастают, а от чрезмерного расширения деталей происходит заклинивание поршней в цилиндрах двигателя, и двигатель может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных влияний, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение двигателя вредно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя на стенках цилиндров конденсируются пары топлива, смывая смазку, разжижают масло в картере. В этих условиях происходит интенсивный износ поршневых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению наибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Большинство двигателей имеют жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.

Электрический термоимпульсный манометр

Термоимпульсный электрический манометр состоит из датчика и указателя, в которых используется свойство биметаллической пластинки деформироваться при изменении температуры. В датчике манометра активный металл расположен снизу, т.е. со стороны контактов. Биметаллическая пластинка имеет П-образную форму, на одном плече пластинки расположена нагревательная обмотка. Другое плечо пластинки изолировано от «массы» и закреплено на подвижном кронштейне. В корпусе датчика закреплена диафрагма. При изменении давления она прогибается и изменяет усилие упругой пластинки, замыкающей контакты.

В указателе биметаллическая пластинка с обмоткой имеет также П- образную форму. Одно плечо пластинки закреплено на опоре, а другое шарнирно связано с серьгой, представляющей одно целое со стрелкой. Серьга шарнирно связана с упругим крючком опоры.

Принцип действия

Работает термоимпульсный манометр следующим образом. До включения замка зажигания подвижный контакт датчика прижат к неподвижному контакту с малым усилием, и стрелка указателя находится левее

8

«нуля». При включенном зажигании, до пуска двигателя, в цепи датчика и указателя появляются кратковременные импульсы тока, при этом активный металл пластинки указателя, расширяясь, деформирует пластинку, и стрелка прибора отходит вправо до деления «нуль». Это позволяет водителю судить об исправности прибора. Импульсы тока кратковременны, так как при нагревании биметаллической пластинки датчика происходит размыкание контактов при незначительном прогибе пластинки.

Таблица 1.1 – Экспериментальные данные

Примечание. ∆P – потеря давления; V – скорость движения автомобиля; n – число оборотов коленчатого вала; Vж – скорость охлаждающей жидкости; tохл – начальная температура охлаждающей жидкости; G – расход охлаждающей жидкости; t|2, 0С – конечная температура охлаждающей жидкости в варианте с малым кругом охлаждения; t||2, 0С – конечная температура охлаждающей жидкости в большом круге охлаждения.

Следует провести сравнения экспериментальных данных с теоретическими и сделать выводы по оптимизации рабочего режима систем охлаждения в автомобилях, обеспечивающих безопасность движения.

Контрольные вопросы:

1)Перечислить элементы местных сопротивлений в системе охлаждения.

2)Дать характеристики радиаторов и осевого вентилятора.

3)Показать принципиальную схему движения охлаждающей жидкости в системе.

4)Перечислить виды охлаждающих жидкостей.

5)Как определить потери напора насоса в системе.

6)От чего зависит давление и температура охлаждающей жидкости в системе.

9

Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ АВТОМОБИЛЯ

Цели и задачи:

1)Изучить режимы движения и свойства жидкости (автомобильные, моторные, трансмиссионные масла), назначение смазки.

2)Изучить гидравлические характеристики системы смазки: расход, давление, местные сопротивления – в системе смазки (фильтр, магистраль, каналы).

3)Показать зависимости параметров смазки от температуры двигателя.

Краткие сведения из теории:

1)Назначение системы смазки.

2)Основные элементы гидросистемы смазки.

3)Свойства рабочей жидкости: плотность, температура замерзания, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного расширения и объёмного расширения.

4)Принцип действия системы, неисправности, причины, устранение неисправностей.

5)Виды местных сопротивлений в системе.

6)Определение основных параметров гидродинамической системы смазки: расхода, скорости, давления.

7)Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы смазки.

Система смазки двигателя служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей, что уменьшает трение между ними и их износ, а также позволяет снизить потери мощности двигателя на преодоление сил трения. Во время работы двигателя масло, вводимое между деталями, непрерывно циркулирует, охлаждая детали, и уносит продукты их износа. Тонкий слой масла, находящийся на поршнях, поршневых кольцах и цилиндрах не только снижает их износ, но и улучшает компрессию двигателя.

Система смазки представляет собой ряд приборов и агрегатов для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла:

−поддон картера двигателя;

−маслозаборник;

−масляный фильтр грубой очистки;

−масляный фильтр тонкой очистки;

−масляный насос;

−маслопроводы;

−масляный радиатор;

−контрольно-измерительные приборы и датчики.

10