Основные агрегаты и системы легкового автомобиля.

Билет №1

Основные агрегаты и системы легкового автомобиля.

Легковой автомобиль состоит из узлов и механизмов, которые образуют три его основные части: двигатель, шасси и кузов.

Двигатель - устройство, превращающее тепловую энергию топлива в механическую энергию, приводящую транспортное средство в движение.

Шасси состоит из следующих элементов:

- трансмиссии (элементов, передающих вращение вала двигателя

к колесам);

- ходовой части (колес, а также устройств их крепления и связи

с кузовом);

- механизмов управления (рулевого и тормозного).

При движении водитель использует механизмы управления (поворачивает руль, разгоняется, тормозит), электрооборудование (включает «мигалки», фары, габаритные огни, фонари, пользуется звуковым сигналом и т.д.), дополнительное оборудование (отопитель салона, омыватели, стеклоочистители и др.), а также кузов.

Чтобы транспортное средство поехало, что-то должно заставить вращаться его колеса. Причем у автомобиля должно быть хотя бы два ведущих колеса.

В зависимости от того, какие колеса приводят машину в движение, автомобили подразделяют на:

- заднеприводные;

- переднеприводные;

- полноприводные.

Основные системы:

- система охлаждения

- система питания

- система зажигания

- система смазки

- система пуска

- тормозная система

- система выпуска отработавших газов

- электрооборудование

- несущая система

2. Классификация и основные характеристики автосервисных предприятий.

Классификация предприятий автосервиса по виду услуг охватывает государственные и частные предприятия и разделяется на следующие группы:

1) СТОА (отдельно для отечественных автомобилей и иномарок);

2) автомастерские;

3) гаражи;

4) технические пункты обслуживания с АЗС;

5) торговые предприятия.

СТОА - городские, дорожные могут быть оборудованы автомойками как универсальными, так и специальными, в зависимости от структуры станции (наименования участков, постов технического обслуживания).

Автомастерские получили в последнее время наибольшее распространение в качестве СТОА на 2-3 поста, например на базе гаражных кооперативов, или спецавтомастерские, такие как:

- шиноремонтный (вулканизация, монтаж, демонтаж шин);

- ремонт системы электрооборудования (генераторов, стартеров, электропроводки, замена свечей);

- кузовные работы (окраска, сушка);

- ремонт двигателей и т.д.

Эти мини-мастерские имеют широкий диапазон размещения - от подворья частника до промплощадки АТП или в арендованном помещении любой организации.

В группу «Гаражи» в системе новой классификации по виду услуг отнесены гаражные кооперативы и стоянки автотранспорта - закрытые и открытые.

Открытые стоянки в районах авторынков, вещевых и продуктовых рынков в последнее время устраиваются, в основном, без проектов, с последующей корректировкой расположения и оформлением проектной документации.

В комплексе с АЗС (автозаправочная станция), вписываясь в нормы противопожарной безопасности (НПБ) и требования инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21), проектируются любые предприятия автосервиса, включая автомойку и торговую сеть, которые по розе ветров располагаются с подветренной стороны по отношению к АЗС.

Особое место в классификации занимают торговые предприятия: авторынки, автосалоны, автомагазины и просто торговые точки на территории авторынков, при въезде на АЗС и т.д. Торговые точки или просто ларьки разделяются по виду продаваемых товаров: автозапчасти и сопутствующие товары (лаки, краски, масла и т.п.).

3. Экологические требования к размещению и проектированию предприятий автомобильного транспорта.

Статья 43. Экологические требования к строительству, реконструкции предприятий, сооружений и иных объектов

1. Строительство, реконструкция предприятий, сооружений и иных объектов должны осуществляться по утвержденным проектам, имеющим положительное заключение государственной экологической экспертизы, в строгом соответствии с действующими природоохранительными, санитарными, а также строительными нормами и правилами. 2. Запрещается строительство, реконструкция объектов до утверждения проекта и отвода земельного участка в натуре. Не допускается изменение утвержденного проекта или стоимости проектных работ в ущерб требованиям экологической безопасности. 3. При выполнении строительных работ принимаются меры по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, рекультивации земель и других ресурсов, благоустройству территории и оздоровлению окружающей природной среды. 4. Нарушение требований, изложенных в настоящей статье Закона, влечет за собой приостановление строительных работ до устранения отмеченных недостатков по предписанию специально уполномоченных на то государственных органов Российской Федерации в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора с одновременным прекращением финансирования этих работ учреждением соответствующего банка.

Билет №2

Билет №3.

Классификация и принцип действия двигателей легковых автомобилей.

В зависимости от того, на каком топливе работает автомобиль, двигатели можно разделить на бензиновые и дизельные. Так же двигатели можно разделить на двухтактные и четырехтактные.

Граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска. Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.

Газы совершают полезную работу, благодаря которой поршень перемещается вниз. Далее через кривошипно-шатунный механизм действие передается на трансмиссию, а затем на автомобильные колеса. Отработанные продукты удаляются из цилиндра через систему выхлопа, а на их место поступает новая порция топлива. Весь процесс, от подачи топлива до вывода отработанных газов, называется рабочим циклом двигателя.

Принцип работы четырехтактного двигателя:

1. Такт впуска - Впускается топливо-воздушная смесь

2. Такт сжатия - Смесь сжимается и поджигается

3. Такт расширения - Смесь сгорает и толкает поршень вниз

4. Такт выпуска - Продукты горения выпускаются

Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта.

У нас в стране принято планово-предупредительная система ТО и ремонт автомобилей. Сущность этой системы в том, что ТО осуществляется по плану, а ремонт - по потребности.

Принципиальные основы планово-предупредительной системы ТО и ремонта автомобилей установлены действующим положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта.

ТО включает следующие виды работ: уборочно-моечные, контрольно-диагностические, крепежные, смазочные, регулировочные, электротехнические и другие работы, выполняемые, как правило, без разборки агрегатов и снятия с автомобиля отдельных узлов и механизмов.

Если при ТО нельзя убедится в полной исправности отдельных узлов, то их следует снимать с автомобиля для контроля на специальных стендах и приборах.

По периодически, перечню и трудоемкости выполняемых работ ТО согласно действующему положению подразделяется на следующие виды:

Ежедневное обслуживание (ЕО)

Первое (ТО-1), второе (ТО-2) и сезонное (СО) техническое обслуживание. Положением предусматривается два вида ремонта автомобилей и его агрегатов:

- текущий ремонт (ТР) выполняемый в автотранспортных предприятиях;

- капитальный ремонт (КР) выполняемый на специализированных предприятиях.

ТО-1 заключается в наружном техническом осмотре всего автомобиля и выполнений в установленном объеме контрольно-диагностических, крепежные, смазочные, регулировочные, электротехнические и смазочных работ с проверкой работы двигателя, рулевого управления, тормозов и других механизмов.

Проводится ТО-1 периодически, через установленные интервалы по пробегу и должно обеспечить безопасную работу агрегатов, механизмов и систем автомобиля в пределах установленной периодичности.

ТО-2 включает выполнение в установленном объеме крепежных, смазочные, регулировочные и других работ, а также проверку действия агрегатов, механизмов и приборов в процессе их работы.

Проводится ТО-2 со снятием автомобиля на 1-2 дня с эксплуатации.

ТР осуществляется в автотранспортных предприятиях или на станциях ТО и заключается в установлении мелких неисправностей и отказов автомобиля, способствуя выполнению установленных норм до капитального ремонта.

ТР заключается в проведении разборо-сборочных, слесарных, сварочных и других работ, а так же замены деталей в агрегатах (кроме базов) и отдельных узлов в автомобиле (прицепе, полуприцепе), требующих соответственно текущего и капитального ремонта.

При ТР ремонте агрегаты на автомобиле меняют в том случае, если время работы агрегата превышает время, необходимое для его замены.

Билет №4

1. Система питания двигателей легковых автомобилей и используемые виды топлива.

Основным топливом для автомобильных двигателей внутреннего сгорания служит бензин, газ и дизельное топливо. Автомобильный двигатель может работать и на других видах топлив, на первый взгляд достаточно экзотичных, например, на растительном масле, спирте, водороде, сырой нефти, мазуте и даже воде. Двигатель также сможет работать на дровах или угле. Правда такой двигатель уже не будет двигателем внутреннего сгорания. Конструкция двигателя и его систем во многом зависит от того, на какой вид топлива он рассчитан.

Бензин и газ относятся к лёгким топливам, воспламенение которых осуществляется принудительно от постороннего источника тепла (чаще от электрического разряда).

Двигатели, которые работают на лёгком топливе, относятся к двигателям с внешним смесеобразованием. Топливно-воздушная смесь в таких двигателях образуется вне цилиндров, например в карбюраторе, во впускном трубопроводе или в специальной смесительной камере, а в цилиндры поступает уже в приготовленном виде при такте впуска.

Дизельное топливо принадлежит к тяжёлым видам топлив, которые воспламеняются от высокой температуры (более 700°С). Такая температура достигается в камере сгорания цилиндра дизельного двигателя в конце такта сжатия при повышении давления до 30 атмосфер и более. Поэтому часто говорят, что воспламенение топливной смеси дизельных двигателей происходит «от сжатия».

Двигатели, которые работают на «тяжёлых» топливах, относятся к двигателям с внутренним смесеобразованием. Топливно-воздушная смесь готовится непосредственно в цилиндрах таких двигателей. Воздух и топливо в цилиндры подаются раздельно.

Билет 5

ТО 1

· Замена масла

· Контроль и долив технических жидкостей

· Визуальный контроль работоспособности различных систем автомобилей

Дополнительно в ТО 1 входит: оценка состояния работы стеклоочистителей, амортизаторов, состояние колодок, световой сигнализации и давления в шинах. Как правило, это процедура проводится при пробеге автомобиля в 7-15 тысяч километров и зависит от условий эксплуатации и рекомендаций завода производителя.

ТО 2

· Замена масла

· Замена свечей зажигания

· Замена воздушного фильтра

· Замена салонного фильтра а/м

· Замена топливного фильтра а/м

· Контроль и долив технических жидкостей

· Визуальный контроль работоспособности различных систем автомобилей

Наряду с вышеуказанными работами в ТО 2 может войти замена колодок, регулировка тормозной системы, определение состояния охлаждающей жидкости и перечень работ по ТО 1. Как правило, ТО 2 проводится при пробеге 20-30 тысяч километров и также зависит от рекомендаций завода производителя.

ТО 3

· Замена масла

· Замена свечей зажигания

· Замена всех фильтров а/м

· Замена всех жидкостей а/м

· Замена приводных ремней

· Замена ремня газораспределительного механизма

ТО 3 - это самый большой перечень работ по замене технических жидкостей и расходных материалов. Эта операция выполняется на пробеге 60-90 тысяч километров. Необходимость её проведения определяется износом вышеперечисленных деталей при эксплуатации автомобиля. Несвоевременность выполнения ТО 3, в особенности игнорирование замены ремня ГРМ, может привести к его обрыву и необходимости ремонта двигателя.

Билет 6

Билет 7

Билет 8

Билет №9

Гидромуфты.

Гидродинамические муфты (гидромуфты) нашли широкое применение в качестве составной части привода различных машин. Трудно назвать какую-либо отрасль промышленности и техники, в которых не использовались бы гидромуфты. В первую очередь это относится к горнорудной, химической, металлургической, нефтедобывающей и лесотехнической промышленности. Гидромуфты используются также в приводах широкого класса машин строительной, строительно-дорожной и транспортной техники.

Гидромуфты составляют неотъемлемую часть таких машин как ленточные, цепные скребковые и пластинчатые конвейеры, элеваторы, осевые вентиляторы и дымососы, питательные насосы и газовые турбины, дробилки и мельницы различных типов, роторные экскаваторы, дорожные катки, бетоносмесители, барабанные сушилки и центрифуги. Нельзя не упомянуть автомобили, трактора и железнодорожные локомотивы, в которых гидромуфты входят в состав гидромеханических коробок.

В 1910г. профессор Феттингер (Германия) предложил изъять направляющий аппарат из им же созданного гидротрансформатора. Таким образом, был сделан шаг от более сложной гидродинамической передачи к более простой, что и явилось началом создания гидромуфт. Несмотря на многообразие появившихся позднее конструкций гидромуфт, принципиально их рабочая часть сохранилась в том виде, в каком предложил ее Феттингер.

На рис.1 схематично в меридиональном сечении показана гидромуфта, имеющая ведущее лопастное насосное колесо центробежного типа 1(насос) и ведомое лопастное колесо, выполняющее функцию реактивной турбины 2(турбина). Оба колеса имеют, как правило, плоские радиальные лопатки 3 и 4. К насосу 1 присоединен вращающийся при работе корпус 5. Диски 6 и 7 насоса и турбины выполнены в виде чаш с криволинейными образующими. В сововокупности с межлопастными каналами торообразная часть полости гидромуфты, заключенная между чашами насоса и турбины, является рабочей полостью. Между торцами колес имеется небольшой осевой зазор, благодаря чему возможно вращение одного колеса относительно другого. Замкнутая полость гидромуфты заполняется рабочей жидкостью (РЖ), в качестве которой используются чаще всего минеральные маловязкие масла. В пожароопасных условиях применяются вода и водные эмульсии, а также трудновоспламеняемые синтетические масла.

В приводном блоке насос соединяется валом 8 с двигателем, а турбина валом 9 с механической передачей. При включении двигателя насос своей лопастной системой увлекает во вращение РЖ и, отбрасывая к периферии рабочей полости, направляет ее на лопатки турбины. В турбине кинетическая энергия РЖ, запасенная в насосе, преобразуется в механическую энергию вращения, необходимую для преодоления сил сопротивления движению и инерции маховых масс машины. РЖ, протекая в направлении оси вращения вдоль лопаток, воздействует на них и, отдав энергию, всасывается насосом на его наименьшем радиусе. И вновь РЖ " заряжается" в насосе новой порцией энергии. Процесс передачи и преобразования энергии от насоса к турбине происходит при работе гидромуфты непрерывно, и замкнутая циркуляция РЖ постоянно обеспечивает при этом силовую связь между колесами.

В гидромуфте (гидропередача без внешней опоры) момент на турбине всегда равен моменту на насосе, но передача энергии в ней происходит с определенными потерями, характеризуемыми в рабочем режиме значением К.П.Д. Поскольку моменты колес раны, то К.П.Д. численно равен отношению частоты вращения турбины n ₂ к частоте вращения насоса n_1,т.е. передаточному отношению i ( i = n ₂/ n ₁). Крутящий момент гидромуфты передается всегда при некотором отставании скорости турбины от скорости насоса. Это значит, что гидромуфта работает со скольжением S г = ( n ₁- n ₂)/ n ₁₌1- i. Скольжение отображает долю потерь мощности, идущих на нагрев РЖ и деталей гидромуфты.

Основные функциональные особенности гидромуфт.

При использовании гидромуфт привод машин приобретает целый ряд положительных свойств, из которых наиболее важными являются:
- страгивание с места с нулевыми значениями начального момента и ускорения, а также плавный разгон машин до рабочей скорости,
- предохранение приводного двигателя и механической трансмиссии от недопустимых перегрузок при резком торможении и пуске,
- возможность замены сложных электродвигателей с фазным ротором на простые и более надежные короткозамкнутые двигатели с обеспечением благоприятных условий их пуска под нагрузкой, в том числе и при большом моменте инерции машины,
- суммирование мощности нескольких двигателей, работающих на общий исполнительный орган при равномерном распределении нагрузки на эти двигатели, и возможность их поочередного запуска,
- стабильность и автоматичность срабатывания при заданном значении предельного момента и самовосстанавливаемость рабочего режима при устранении перегрузки,
- возможность гидродинамического и генераторного торможения машины, а также ее торможения противовращением при реверсировании двигателя,
- демпфирование и гашение крутильных колебаний крутящего момента и скорости вращения широкого спектра частот, имеющих место при работе многих машин.

К этому целесообразно добавить также такие особенности как высокий К.П.Д. гидромуфты (0, 96-0, 98), простота конструкции и настройки, отсутствие силовых пар трения, передающих крутящий момент. Изменение наполнения РЖ и введение в полость гидромуфты простого дросселирующего диска позволяют расширить диапазон передаваемой мощности.

Гидромуфты подразделяются на регулируемые и замкнутые.

Регулируемые гидромуфты предназначены, как правило, для относительно неглубокого (до 30-40%) регулирования частоты вращения ведомого вала привода. Наиболее экономичным такое регулирование является лишь для машин, у которых мощность нагрузки в процессе работы изменяется пропорционально кубу частоты вращения турбины, т.е. N₂=(i³) Nн (Nн- номинальная мощность при полной скорости и n₁=const.). К таким машинам относятся мощные (до15тыс.квт) центробежные насосы, турбогенераторы, вентиляторы. Менее экономичным регулирование с помощью гидромуфт является в случае, когда мощность изменяется пропорционально квадрату частоты вращения, т.е. N₂=(i²) Nн. Максимальные потери мощности Nпот. в первом случае составляют Nпот.= 0, 148 Nн при i=0, 666, а во втором случае 0, 25 Nн- при i=0, 5. Для многих лопастных машин регулирование гидромуфтой имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами регулирования скорости.

Гидротрансформатор

Гидродинамический трансформатор (гидротрансформатор, ГДТ) является частью гидромеханической трансмиссии, которая на современных автомобилях имеет электронное управление гидравликой и в обиходе называется автоматической.

Первый гидротрансформатор был запатентован в 1902 году Г. Феттингером и установлен через пять лет на быстроходном судне. В автомобилестроении это устройство первой применила в 1928 году шведская фирма " Лисхольм-Смит" для городских автобусов. В 1940 году гидротрансформатором стали оснащаться Oldsmobile, а затем и Cadillac.

Buick Roadmaster в 1947 году стал первым серийным легковым автомобилем с гидротрансформатором.
ГДТ находится между двигателем и автоматической коробкой перемены передач (АКПП), которая принципиально отличается устройством от простых механических. Он выполняет без вмешательства водителя две функции. Первая - функция сцепления, т. е. обеспечение передачи крутящего момента двигателя на АКПП. Вторую можно назвать функцией " дополнительной бесступенчатой коробки передач". Это образное выражение можно применить, исходя из особенностей работы гидротрансформатора, который, изменяя передаваемый им крутящий момент, позволяет увеличивать передаточные числа АКПП (см. " Работа ГДТ на автомобиле" ).

Устройство ГДТ

Схематично ГДТ (см. рисунок) можно представить в виде трех лопастных колес (насосное, турбинное и колесо реактора), вращающихся соосно и находящихся в одном корпусе (фото 1), заполненном рабочей жидкостью.
Насосное колесо (насос) жестко соединено с корпусом ГДТ, который приводится во вращение коленчатым валом двигателя.
Турбинное колесо (турбина) имеет шлицевое соединение с первичным валом коробки передач.
Колесо реактора (реактор) соединено с корпусом коробки передач через муфту свободного хода, что позволяет ему быть неподвижным или вращаться относительно насоса и турбины в зависимости от режима работы ГДТ.
Рабочая жидкость - жидкость для гидромеханических трансмиссий, нагнетаемая специальным насосом (не путать с насосным колесом) во внутреннюю полость корпуса ГДТ.

Принцип работы ГДТ

Коленчатый вал двигателя вращает корпус гидротрансформатора, который жестко связан с маховиком. Насосное колесо, конструктивно объединено с его корпусом и всегда имеет число оборотов, равное оборотам двигателя.
При вращении коленчатого вала насосное колесо начинает вращаться вместе с жидкостью, полностью заполняющей корпус ГДТ. Лопасти насосного колеса устремляют рабочую жидкость на лопасти турбины. Вслед за движением насосного колеса, под действием жидкости начинает двигаться турбинное. При малом числе оборотов происходит отставание вращения турбинного колеса от насосного. По мере увеличения числа оборотов проскальзывание уменьшается, к.п.д. ГДТ возрастает.
Между насосным и турбинным колесами расположен реактор. На современных моделях ГДТ он устанавливается на обгонной муфте, которая позволяет расклинивать его (см. устройство) и тем самым еще больше увеличивать к.п.д ГДТ.
Жидкость, от насосного колеса попадая через лопасти турбины на реактор, может передать больший момент, чем развивает двигатель. Этот эффект и определил название гидротрансформатора, т.е. он трансформирует (передает, усиливает) крутящий момент. Неподвижный реактор нужен только до тех пор, пока скорость вращения турбины отстает от скорости вращения насосного колеса на 15-25%. При выравнивании скоростей колес реактор становится помехой и снижает к.п.д. ГДТ, поэтому муфта свободного хода разблокирует его и он будет вращаться.

Работа ГДТ на автомобиле

Сложные гидродинамические процессы, протекающие внутри ГДТ, на автомобиле (упрощенно) проявляют себя следующим образом.
Водитель переводит рычаг управления АКПП в положение движения. Включается соответствующая передача (планетарный ряд), имеющая фиксированное передаточное отношение.
До начала движения и в момент троганья происходит интенсивное взаимное проскальзывание насосного и турбинного колес гидротрансформатора. Эта его конструктивная особенность обеспечивает бесступенчатое увеличение передаточного отношения между двигателем и первичным валом АКПП (и, соответственно, включенной в данной момент передачей) в зависимости от интенсивности разгона и дорожных условий. Режим установившего движения автомобиля сопровождается выравниванием скоростей вращения насоса и турбины и снижения общего передаточного отношения ГДТ и АКПП. Точно так же ГДТ " отслеживает" изменение условий движения на других передачах. Поэтому его иногда условно называют " дополнительной бесступенчатой коробкой передач". При работе АКПП гидротрансформатор исключает ударные нагрузки в момент переключения передач и " сглаживает" разницу их передаточных отношений.
Он обеспечивает, в определенных пределах, приспособляемость двигателя к изменению дорожных условий. На современных моделях гидротрансформаторов при установившемся движении автомобиля на повышенных передачах в АКПП (на некоторых даже на I и II) происходит полная механическая блокировка ГДТ, и он работает как обычное " сухое" сцепление, исключающее в нем потерю мощности.
При движении автомобиля детали ГДТ испытывают высокие гидравлическую и тепловую нагрузки. Последняя возникает, когда реактор не вращается. Это происходит из-за характера движения жидкости и ее внутреннего трения. Поэтому рабочая жидкость дополнительно охлаждается специальным радиатором, расположенным в передней части автомобиля вместе с радиатором охлаждения двигателя или внутри него. Неисправности радиаторов могут привести к попаданию охлаждающей жидкости в трансмиссионную, что выводит из строя ГДТ и автоматическую коробку передач. Автоматическая трансмиссия оказывает на двигатель дополнительную тепловую нагрузку, перегрев ее может привести к перегреву двигателя и наоборот.
Движение автомобиля с исправными гидротрансформатором и АКПП отличается плавностью хода и оптимальной динамикой разгона.

Вариатор

Количество возможных режимов при движении автомобиля бесконечно велико. Поэтому оптимальную работу двигателя можно обеспечить, если бесконечным будет и количество ступеней в коробке передач. Вариатор – единственный из существующих на сегодняшний день видов КПП позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение между двигателем и трансмиссией. А это значит, что для каждого режима работы автомобиля (т.е. скорости и сопротивления движению) удается подобрать наиболее эффективное значение передаточного отношения, а не усредненное, как в любой другой коробке передач.Следствием постоянной работы двигателя в зоне оптимальных оборотов является высокая экономичность, снижение токсичности выхлопных газов и лучшая динамика разгона автомобилей с вариаторами. А так как передаточное отношение изменяется плавно, а не ступенчато, то такие автомобили отличаются и плавностью хода. Отсутствие рывков при переключениях увеличивает срок службы узлов трансмиссии. Вариаторы имеют небольшой вес, простую конструкцию (по сравнению с АКПП) и достаточно надежны. Так же, как и «автоматы» они избавляют водителя от «ручного» труда.Так что, имеем идеальную коробку передач? Увы, нет. Главный недостаток вариаторов состоит в том, что они фрикционные (работают за счет трения, а не зубчатого зацепления), и поэтому могут передавать ограниченный крутящий момент, при превышении которого рабочие поверхности начинают проскальзывать и интенсивно изнашиваться. А это означает, что их нельзя использовать в паре с мощными двигателями.Вариатор не любит долгой работы в режиме максимальных нагрузок. " Спортивный" стиль вождения, резкие рывки и торможения приводят к его быстрому износу. Стихия вариатора - спокойное, плавное движение.

Принцип действия

В настоящее время на автомобилях применяют два типа вариатора: клиноременной и торовый. Клиноременной состоит из двух раздвижных шкивов и натянутого между ними ремня. Один шкив соединен с двигателем, и является ведущим, второй, ведомый, - с ведущими колесами. Шкивы, как уже говорилось, раздвижные, то есть, состоят из двух половинок. Если половинки шкива сближаются, ремень выталкивается наружу, если раздвигаются, ремень проваливается внутрь. Изменение радиусов, по которым вращается ремень, происходит синхронно - когда один шкив увеличивает радиус, другой его уменьшает. В итоге плавно изменяется передаточное отношение: пока радиус ведущего шкива меньше, чем ведомого, имеем пониженную передачу; если радиусы равны - передача прямая; если же ремень на ведущем шкиве вращается по большему радиусу, чем на ведомом — получаем повышенную передачу.Почему же при такой простоте и прочих своих достоинствах вариатор стали применять на автомобилях сравнительно недавно? Проблема заключалась в резиновом ремне, который не позволял передавать большой крутящий момент. Только с изобретением металлического наборного ремня стала возможной установка вариатора на легковых автомобилях (о грузовых даже и речи не идет). Такой ремень представляет собой две металлические ленты с нанизанными на них металлическими пластинками специальной формы. Он передает усилие путём прижима звеньев друг к другу и толкания их ведущим шкивом. Ведущий шкив толкает зажатые между его дисков звенья, те толкают соседние, и так далее к звеньям, зажатым в ведомый шкив. То есть такой ремень является толкающим, а не тянущим, что позволяет передавать значительно большее усилие.В некоторых вариаторах вместо ремня применяется цепь. Принципиальных различий с ремнем нет, есть некоторые отличия. Первое - цепь передает тянущее усилие, а не толкающее. Второе – мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи.В торовых вариаторах вместо раздвижных шкивов применяются конусовидные диски, а ремень заменяют ролики. Один диск (ведущий) соединяется с коленвалом двигателя, другой (ведомый) — с трансмиссией. К дискам прижимаются ролики, которые могут вращаться вокруг горизонтальной оси, передавая крутящий момент, и смещаться относительно вертикальной, соприкасаясь с дисками в разных точках. Изменяя положение роликов, меняем передаточное отношение. Если ролик соприкасается с ведущим диском по малому радиусу, то с ведомым он контактирует по большому — получаем понижающую передачу. При вращении по одинаковым радиусам передача будет прямой, а если ролик прижат к ведущему диску по большему радиусу — повышающей.Торовые вариаторы способны передавать больший крутящий момент, чем клиноременные. При этом им присущи недостатки клиноременных, так как усилие передается также за счет трения. Торовый вариатор дороже, ввиду того, что для изготовления его деталей требуется высокопрочная сталь, а для смазки — специальное фрикционное масло.

Конструкция

Практические конструкции вариаторов включают в себя устройства для обеспечения плавного трогания с места, движения задним ходом, систему управления, гидронасос.В роли сцепления могут выступать либо пакет фрикционов, либо гидротрансформатор. Пакет фрикционов проще, компактнее, но по плавности включения и долговечности уступает гидротрансформатору. Поэтому такая конструкция применяется на недорогих автомобилях. Гидротрансформатор имеет большие габариты и массу, зато обеспечивает более плавное трогание, сглаживание рывков, что увеличивает ресурс работы вариатора. Кроме того, вариатор с гидротрансформатором быстрее переходит с низших передач на высшие при резком разгоне.Для обеспечения движения задним ходом применяется простая планетарная передача.Система управления состоит из блока управления, датчиков, гидросистемы управления шкивами. Получая данные об оборотах двигателя, скорости автомобиля и положении педали акселератора, блок управления определяет оптимальное для данного режима движения передаточное число. По показаниям датчиков скорости вращения первичного и вторичного валов определяется реальное передаточное отношение. При их несовпадении блок управления выдает команду гидросистеме на изменение диаметра шкивов.

Рабочее давление в гидросистеме и смазку деталей вариатора обеспечивает насос, приводимый от первичного вала. Причем давление в системе зависит не от оборотов двигателя, а поддерживается пропорциональным развиваемому крутящему моменту. Чем больше момент, тем сильнее сжимаются диски, предотвращая проскальзывание ремня. От давления, создаваемого насосом, зависит быстродействие вариатора – чем оно выше, тем быстрее изменяется передаточное отношение. Масло в системе применяется специальное, с маркировкой CVT. В качестве напоминания такая же надпись ставится на маляном щупе вариатора.Электронная система управления позволяет наделить вариатор большим перечнем дополнительных функций: адаптация к стилю вождения, экономичный или спортивный режим, «ручное» переключение передач.Последняя опция введена больше в связи с субъективным восприятием некоторыми водителями особенностей работы вариатора, чем с технической необходимостью. При резком нажатии на педаль акселератора двигатель вначале выводится на обороты, соответствующие максимальной мощности, и далее разгон происходит за счет изменения передаточного отношения вариатора. При этом мотор все время работает «на одной ноте». Водителей «с музыкальным слухом» это раздражает. Поэтому и вводится «ручной» режим с 6-8 фиксированными передачами, и тогда звук двигателя с вариатором приобретает ласкающую слух переменную тональность.Еще один нюанс конструкции вариаторных трансмиссий связан с диапазоном передаточных чисел. Прямой передаче соответствует положение, когда диаметры дисков одинаковы. Поэтому низшее и высшее передаточные числа симметричны относительно единицы. А значит, высших передач получается слишком много, а низших, наоборот, недостаточно. Чтобы компенсировать этот недостаток, увеличивают передаточное число главной передачи.

Билет №10

Назначение

Необходимость применения дифференциала в конструкции привода автомобилей обусловлена тем, что внешнее колесо при повороте проходит более длинную дугу, чем внутреннее. То есть при вращении ведущих колёс с одинаковой скоростью поворот возможен только с пробуксовкой, а это негативно сказывается на управляемости и сильно повышает износ шин.

Назначение дифференциала в автомобилях:

позволяет ведущим колёсам вращаться с разными угловыми скоростями;

неразрывно передаёт крутящий момент от двигателя на ведущие колёса;

в сочетании с главной передачей служит дополнительной понижающей передачей.

В случае единственного приводного колеса или отдельного двигателя для каждого из ведущих колёс дифференциал не требуется. В конструкции раллийных автомобилей иногда дифференциал намертво блокируют (заваривают), жёстко связывая колёса ведущей оси — это допустимо, так как на гравии или снегу в ралли повороты проходятся только с заносом. Также дифференциал отсутствует в конструкции картов, при этом гибкость их рам обычно позволяют вывешивать ведущее заднее колесо с внутренней стороны поворота без отрыва передних колёс от трассы. В веломобилях с ведущей осью вместо дифференциала часто применяются более простые и доступные трещотки (обгонные муфты) в колёсах — такой привод допускает вращение колёс на ведущей оси с разной скоростью, но при этом весь момент передаётся только на то колесо, которое медленнее вращается.

Устройство

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒