Свойства и состав основной силовой установки (ОСУ).

                                                  ТЭСА ЗАЧЕТ

1,Основная силовая установка служит для выработки механической энергии, необходимой для перемещения автомобиля. Кроме того, эта установка может часть своей энергии передавать вспомогательным силовым установкам и агрегатам. Как правило, в качестве основной силовой установки в автомобиле используется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с карбюраторным циклом, с циклом Дизеля или газотурбинный двигатель. Последнее – в автомобилях и дорожных машинах с грузоподъемностью свыше 40 тонн. В троллейбусе, трамвае и электровозе роль основной силовой установки играет электрический двигатель.

Основным свойством силовой установки является вырабатываемая ей мощность. Мощность, получаемую при сгорании рабочей смеси, называют индикаторной, она определяется площадью индикаторной диаграммы двигателя. Мощность, получаемую на выходе двигателя, то есть на его коленчатом валу, называют эффективной. Она меньше индикаторной на величину потерь на трение и привод клапанов, вентилятора, водяного и топливного насосов, генератора и других вспомогательных механизмов. Эффективную мощность N_e определяют по формуле:

, кВт,

Следует отметить, что неисправность или неточная работа любого элемента , входящего в состав ОСУ, может привести к ухудшению ее характеристик или к ее полному отказу.

2,Вспомогательные силовые установки (ВСУ) служат для привода вспомогательных силовых агрегатов (СА): тормозной системы, подъемных и тяговых механизмов и т.д. В качестве ВСУ используются электродвигатели, гидро- и пневмодвигатели. Для обеспечения длительной работы при полной остановке автомобиля часто для привода ВСУ используются отдельные специализированные ДВС.

Для передачи мощности от силовой установки к исполнительному механизму служат силовые передачи (СП). При этом мощность может преобразовываться из одного вида в другой: механическая в электрическую, гидро- или пневматическую и наоборот.

3,Жесткие механические передачи осуществляют передачу мощности без возможности изменения взаимной кинематики движения ведущего и ведомого звена под действием передаваемой нагрузки. Это рычажные, кулачковые, зубчатые, шлицевые, втулочные (в т.ч. клеммовые), винтовые и цепные передачи.

Основное преимущество – простота устройства, несложные процессы выявления дефектов и обслуживания.

Недостатки: плохо переносят ударные нагрузки, требуют тщательной балансировки при большой скорости вращения звеньев, сложны при передаче мощности на значительное расстояние, создают опасность при поломке и особенно – при разрушении.

Фрикционные механические передачи осуществляют передачу мощности за счет трения между ведомым и ведущим звеном и допускают (как правило – временное) различие между кинематикой ведущего и ведомого звена. Это различные муфты трения, вариаторы, ременные передачи, обгонные муфты. Эти передачи часто используются в том случае, когда необходимо предохранить ведомое или ведущее звено от перегрузки и от действия ударных нагрузок.

Основной недостаток – сравнительно быстрый износ, возможность внезапного отказа.

4,Гидравлические и пневматические передачи применяются в том случае, когда мощность необходимо передать к труднодоступному механизму, а также когда возникают непреодолимые препятствия для высокоэффективного и безопасного использования механических передач Основной недостаток – возможность внезапного отказа при разгерметизации. Основное преимущество этих передач – удобство управления, возможность передачи мощности на значительные расстояния без больших потерь, легкость преобразования одного вида движения в другой, малые габариты

Комбинированные передачи представляют собой, как правило, объединение в одном механизме механических и гидравлических или пневматических передач. Чаще всего механическая передача служит для привода источника давления жидкости или воздуха. Примером может служить привод колесных тормозов, в котором рычажная механическая передача (например, от ноги водителя) приводит в действие главный гидравлический цилиндр, в котором создается необходимое для работы тормозных цилиндров давление жидкости.

Общая классификация передач приведена на рис 2.1.

5, 17. ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Анализ причин отказов деталей и узлов автомобиля показывает, что на их долговечность существенное влияние оказывают условия эксплуатации и режим работы. Например, срок службы деталей подвески зависят от дорожных условий, в которых преимущественно двигается автомобиль, износ кулачков распределительного вала и рычагов привода клапанов, дисков сцепления и деталей тормозной системы во многом зависят от квалификации водителя и манеры вождения автомобиля, долговечность работы аккумуляторной батареи в основном определяется условиями ее обслуживания и хранения.

То есть, водитель и обслуживающий автомобиль персонал не является пассивным звеном в процессе достижения высоких показателей надежности автомобиля.

Интенсивность эксплуатации машины сильно зависит от его принадлежности к какой‑либо определенной категории. Например, в современных условиях России для легковых автомобилей это определение может выглядеть следующим образом (в порядке возрастания интенсивности использования):

1. Автомобиль индивидуального пользования (личный автомобиль).

2. Автомобиль, использующийся для перевозки служащих предприятия (служебный транспорт).

3. Автомобиль, использующийся в сфере снабжения торговых предприятий (с прицепом или без него).

Если автомобили первой группы используются периодически (утром и вечером, в выходные дни, преимущественно в летний период), то машины третьей группы находятся в движении практически ежедневно в течение нескольких часов равномерно в течение года.

Одним из показателей, характеризующих интенсивность эксплуатации, является среднегодовой пробег, который существенно зависит как то принадлежности автомобиля к какой-либо группе, так и от надежности его конструкции в целом.

6,18. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ АГРЕГАТОВ И СИСТЕМ

Наиболее характерные отказы автомобилей, зависящие от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации, проявляются в течение первых 50‑ти тыс. км пробега.

В дальнейшем этот фактор начинает во все большей степени зависеть от квалификации водителя и принятой им системы обслуживания.

Для легковых отечественных автомобилей в этот период свыше 90 % всех отказов приходится на двигатель, переднюю и заднюю подвески, тормозную систему и кузов (табл. 18.1).

Затраты, связанные с устранением этих отказов, составляют около 80 % от общих затрат на содержание автомобиля

Значительное место в общем потоке отказов занимают отказы узлов и деталей передней подвески, тормозной системы и электрооборудования.

Для передней подвески характерными отказами, охватывающими свыше 97 % всех отказов и около 93 % затрат (табл. 18.2) является износ шаровых опор, течь жидкости из амортизаторов, а также разрушение упругих втулок (сайлентблоков) амортизаторов и рычагов подвески.

Распределение отказов механизмов, узлов и деталей тормозной системы (табл. 18.3) показывает, что свыше 90 % их приходится на тормозные механизмы.

Основными видами отказов тормозных механизмов являются: износ накладок задних и передних тормозных колодок, составляющих почти 90 % всех отказов тормозной системы, которые требуют 64 % общих затрат по системе. Значительное число отказов электрооборудования отечественных автомобилей приходится на систему зажигания, электроприборы и принадлежности Наиболее характерными из них являются обгорание и оплавление электродов свечей зажигания и подвижного контакта переключателей отопителя. На их долю приходится более 50 % всех отказов по электрооборудованию, причем отказы свечей зажигания составляют 42,5 %.

Анализ отказов систем и механизмов двигателя (табл. 18.5) показывает, что наибольшее число отказов приходится на газораспределительный механизм и резинотехнические изделия.

Самыми распространенными отказами газораспределительного механизма являются: износ кулачков распределительного вала и рычагов привода клапанов, которые составляют до 90 % от всех отказов этого механизма.

Самым частым отказом резинотехнических изделий является разрушение ремня привода вентилятора и прокладки клапанной крышки.

Наиболее характерными отказами задней подвески является течь жидкости из амортизаторов вследствие износа сальниковых узлов и разрушения их резиновых втулок.

В отношении деталей и узлов кузова следует отметить, что в течение первых 3-х лет эксплуатации автомобилей, находящихся в личном пользовании, наибольшее число отказов приходится на замки дверей и багажника (около 26 %), трос замка открывания капота (около 25 %), ограничители открывания дверей (около 21 %). При этом не учитываются замены кузовных деталей из-за аварий.

7,19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Приведенные эксплуатационные затраты на содержание автомобиля можно рассчитать по формуле:

 руб./км                 (19.1)

где q_а, q_Т, q_ТО, q_Р, q_Г, q_Ш – соответственно затраты на амортизацию автомобиля, на топливо, на техническое обслуживание и эксплуатационные материалы, на текущий ремонт, на содержание гаража или стоянки, на шины. Затраты на топливо рассчитываются по формуле:

                                        (19.2)

где С_Т – стоимость топлива, руб./л, Q_Т –средний эксплуатационный расход топлива, л/км.

Затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные материалы с учетом утвержденного перечня контрольно-осмотровых и регламентных работ при техническом обслуживании определяют по формуле:

                               (19.3)

где  и  - соответственно стоимость замененных деталей и работ при выполнении технического обслуживания,  - стоимость эксплуатационных материалов (технических жидкостей, смазочных материалов и т.п.), приведенных на один км пробега.

Затраты на текущий ремонт определяются по формуле:

                                        (19.4)

где  - стоимость замененных при ремонте деталей,  - стоимость трудозатрат, приведенные на один км пробега.

8,20. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Эффективность использования автомобиля в значительной степени определяется работоспособностью двигателя, одного из наиболее дорогостоящих и трудоемких в изготовлении, обслуживании и ремонте агрегате автомобиля.

Следует напомнить, что работоспособностью называется состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя при этом значения выходных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Для автомобильного двигателя такими параметрами могут быть мощность, крутящий момент, расход топлива, содержание токсичных веществ в отработанных газах и др.

Для поддержания работоспособности двигателя необходимо знать:

1. Максимально допустимую наработку, после которой дальнейшая его эксплуатация неэффективна.

2. Характер износа основных деталей.

3. Номенклатуру деталей, подлежащих замену или ремонту в первую очередь.

4. Целесообразные виды ремонта.

5. Требуемый объем запасных частей.

В настоящее время наибольшую трудность представляет оценка работоспособности двигателей автомобилей, находящихся вне плановой эксплуатации. Это личный автотранспорт, автомобили, эксплуатирующиеся в небольших фирмах, и т.д.

Очень часто при определении состояния двигателя также не используются сведения об износе его основных деталей и узлов, а при определении сроков капитального ремонта или замены основных агрегатов руководствуются техническими условиями на двигатель, имеющими такой показатель как наработка на отказ. В то же время известно, что путь, пройденный автомобилем, не может являться мерой его износа и технического состояния.

Оптимальная оценка работоспособности может быть получена в результате анализа большинства состояний, в которых находится двигатель в период эксплуатации.

9,22. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ

ДО РЕМОНТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Техническое состояние двигателя, функционирующего в условиях случайных возмущений, можно полностью оценить совокупностью r интегральных характеристик J(U₁), J(U₂) … J(U_r), которыми могут быть: крутящий момент на коленчатом валу, мощность, расход топлива, содержание токсичных веществ в отработанных газах и др.

В качестве критериев оценки предельного состояния двигателя рекомендуется использовать снижение мощности и повышение удельного расхода топлива, отражающие экономические и мощностные показатели двигателя и не требующие при их определении разборки ДВС.

Установлено, что у двигателей, поступающих на капитальный ремонт, по сравнению с новыми максимальная эффективная мощность снижена на 7‑56 % (среднее значение – 28 %), удельный расход топлива при максимальной эффективной мощности повышается на 7-131 % (среднее значение 61 %)

11,28. ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЗАЗОРОВ

В ПРИВОДЕ КЛАПАНОВ

Проверка и регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходима для обеспечения эффективной работы и долговечности двигателя. При увеличении тепловых зазоров появляется частый металлический стук клапанов, хорошо прослушиваемый при малой частоте вращения двигателя на холостом ходу. При этом происходит интенсивное изнашивание торцов стержней клапанов, наконечников стержней и регулировочных шайб, падение мощности двигателя, так как сокращается время нахождения клапанов в открытом состоянии и вследствие этого ухудшается наполнение горючей смесью и очистка цилиндров от отработанных газов. При малом зазоре или его отсутствии у выпускных клапанов появляются хлопки из глушителя, а у впускных – из карбюратора. При этой неисправности клапаны неплотно садятся в седло, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности и обгоранию головок клапанов

 Для предотвращения этих неисправностей нужно периодически проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износе клапанов и седел – притирать их к седлам или заменять. Регулировка зазоров в двигателях типа ВАЗ-2105-07 производится следующим образом:

1. Вывернуть свечи зажигания, снять крышку распределителя-прерывателя вместе с проводами высокого напряжения.

2. Снять корпус воздухоприемного фильтра с карбюратора.

3. Освободить от крепления к карбюратору тросик управления заслонкой холостого хода и рычаги управления дроссельной заслонкой.

4. Снять крышку головки блока цилиндров.

5. Проворачивая коленчатый вал специальным ключом, надетым на шестигранник гайки храповика, установить поршень четвертого цилиндра в положение конца хода сжатия, совместив метку на звездочке привода распределительного вала с выступом корпуса его подшипников (рис. 28.3).

Рис. 28.3. Схема установки начала регулирования тепловых зазоров в клапанах двигателей типа ВАЗ-2101-07 (вид со стороны кабины водителя при снятой крышке головки блока цилиндров):

1. Корпус подшипников распределительного вала. 2. Выступ на корпусе. 3. Цепь привода вращения распределительного вала. 4. Метка (круглое углубление) на звездочке привода распределительного вала. 5. Звездочка.

Рис. 28.4. Схема регулировки зазора в клапанах двигателя типа ВАЗ-2101-07:

1. Головка блока цилиндров. 2. Регулировочная опора . 3. Контргайка. 4. Рычаг (коромысло). 5. Щуп. 6. Рабочая поверхность рычага. 7. Распределительный вал. 8. Кулачек. 9. Затылок кулачка. 10. Стержень клапана

7. Отрегулировать зазоры у остальных клапанов, проворачивая коленчатый вал каждый раз на 180^О в следующем порядке (табл. 28.1):Таблица 28.1.Порядок регулировки клапанов двигателя типа ВАЗ

Угол поворота коленчатого вала от ВМТ, градусы

Номер цилиндра, поршень которого находится в положении ВМТ в конце такта сжатия

Номера регулируемых клапанов:

¨ впускного

¨ выпускного

8. После регулировки клапанов всех цилиндров, проворачивая вал произвести контрольные замеры зазоров, при необходимости повторить регулировку.

1. После окончания регулировки установить на место ранее снятые детали, завести двигатель, прогреть и прослушать шумы в зоне распределительного вала.

Регулировка зазоров с помощью щупа предусматривает наличие у работника определенного навыка. Щуп должен плотно входить в зазор между затылком кулачка распределительного вала и рабочей поверхностью рычага

12,9. механизм газораспределения

Наряду с системой подачи топлива является одним из самых ответственных механизмов, обеспечивающих осуществление циклов ДВС. В задачу этого механизма входит своевременное сообщение полости цилиндра со всасывающим или с выхлопным коллекторами, или полная изоляция полости цилиндра от внешней среды в зависимости от такта, в котором находится каждый цилиндр ДВС,.

В связи с тем, что фазы газораспределения однозначно связаны с положением поршня в цилиндре и осуществляемым им тактом, механизм газораспределения получает движение от коленчатого вала ДВС через передачу, устанавливающую однозначное взаимное положение коленчатого вала и деталей механизма. С этой целью такая передача осуществляется через шестерни, цепь или с помощью зубчатого ремня (рис. 9.1).

Из всех трех вариантов самым простым и надежным является привод распределительного вала с помощью шестерен (рис. 9.1а). Однако, он обладает рядом существенных недостатков.

Во-первых, в нем резко ограничены конструктивные возможности компоновки агрегатов двигателя, так как изменение межосевого расстояния шестерен приводит автоматически к изменению их диаметров, и при попытке увеличения этого расстояния конструктор встретится с ограничением по величине поперечного сечения двигателя.

Во‑вторых, само межосевое расстояние должно выполняться довольно точно, так как его невозможно откорректировать при сборке.

В‑третьих, при неизбежном износе зубчатого зацепления и подшипниковых узлов, в которых вращаются шестерни, этот износ нечем компенсировать, а потеря точности сопряжения зубьев, как отмечалось ранее, приводит к еще большему износу зацепления.

В‑четвертых, данное зацепление работает в условиях динамического нагружения, так как крутящий момент в зацеплении имеет переменную величину, что связано с непостоянством усилий, передаваемых распределительным валом на клапанный механизм. При таком режиме работы зубья зацепления подвержены износу по типу питтинг‑процесса и усталостному разрушению.

В‑пятых, данная передача требует хорошей и надежной смазки.

В‑шестых, поломка одного, и особенно – нескольких, зубьев приводит к разрушению элементов газораспределительного механизма и поршневой группы из-за соударения поршней с клапанами. В значительной степени этих недостатков лишен привод механизма газораспределения, имеющий цепную передачу крутящего момента (рис. 9.1б). Его особенностью являются большие возможности варьировать компоновку привода, без существенных затруднений включать в него дополнительные потребители энергии, которые в своей кинематике должны быть синхронизированы с вращением коленчатого вала.

Неизбежный износ элементов цепи приводит к увеличению ее длины, что легко компенсируется подтяжкой цепи натяжителем. Колебания цепи, связанные с неравномерностью крутящего момента и неточностью изготовления ее элементов, а также овальностью звездочек, хорошо гасятся успокоителем.

Несмотря на большое количество элементов, цепь является достаточно надежным изделием, так как технология ее изготовления отработана очень хорошо. Кроме того, с целью повышения надежности, цепь привода распределительного вала на всех моделях автомобилей выполняется двухрядной. Любые отклонения в ее работе сразу вызывают характерный шум, что облегчает диагностику состояния цепной передачи.

Обрыв цепи – чрезвычайно редкое явление, которое может произойти только при грубых и продолжительных нарушениях правил эксплуатации двигателя. Оба вышеуказанных недостатка устранены при использовании вместо цепной ременной передачи с зубчатым зацеплением, для которой, кстати, отпадает необходимость использования успокоителя колебаний (рис. 9.1в), так как резинокордный ремень сам хорошо их гасит. В такой передаче шестерни практически не изнашиваются, так как твердость поверхности ремня несопоставимо ниже, чем материала шестерен. В то же время надежность и ресурс ременной передачи намного ниже, чем цепной. Однако, легкость замены снаружи расположенного ремня даже вне станции обслуживания и сравнительно низкая его стоимость, в целом позволяют признать эту конструкцию более удачной, чем цепная передача.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности