Классификация автобусов
- от габаритной длины: особо малые (до 5,5 м), малые (до 6,7 м), средние (8-10 м), большие (10,5 –12м), особо большие (16,5-24 м); двухзвенные (до 18 м)
- от назначения: городские, пригородные, местного сообщения, междугородние, маршрутные такси, общего назначения.
5. Назначение, классификация и применяемость сцеплений.
6. Конструктивные особенности основных деталей механизмов сцеплений.
Назначение сцепления - разъединять двигатель и коробку передач во время переключения передач и вновь плавно соединять их, не допуская резкого приложения нагрузки, а также обеспечивать плавное трогания автомобиля с места и его остановку без остановки двигателя. При резком торможении без выключения сцепления оно, пробуксовывая, предохраняет трансмиссию от перегрузок инерционным моментом. Во включенном состоянии сцепление должно надежно соединять двигатель с трансмиссией, не пробуксовывая. Подавляющее большинство сцеплений, применяемых на отечественных автомобилях, относится к фрикционным сухим дисковым сцеплениям, в которых используются силы трения сухих поверхностей.
По числу ведомых дисков сцепления делят на одно- и двухдисковые. Однодисковые сцепления получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции, надежности, «чистоте» выключения и плавности включения, а также удобству при эксплуатации и ремонте. Двухдисковые сцепления применяют в тех случаях, когда необходимо передать большой крутящий момент.
Сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Детали ведущей части сцепления воспринимают от маховика крутящий момент двигателя, а детали ведомой части передают этот момент ведущему валу коробки передач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания необходимого момента трения. Механизм выключения служит для управления сцеплением. Привод сцепления может быть механическим или гидравлическим. Для облегчения выключения сцепления в некоторых конструкциях применяют пневматический усилитель привода.
Ведущая часть одно дискового сцепления (рис. 117, а) имеет маховик 2 с обработанной резанием торцовой поверхностью, нажимной диск 4, кожух 6 сцепления и направляющие пальцы 17. Ведомая часть однодискового сцепления имеет ведомый диск 3 с фрикционными накладками из прессованного асбеста или медно-асбестовой плетенки и ведущий вал 11 коробки передач. Нажимной механизм образуют нажимные пружины 16, установленные в кожухе. В состав механизма выключения сцепления входят оттяжные пальцы 7, опоры 8 оттяжных рычагов, оттяжные рычаги 9, муфта 10 выключения сцепления, педаль 12, тяга 13 педали, вилка 14 выключения, оттяжная пружина 15. Все детали сцепления помещены внутри картера маховика и картера 5 сцепления.
7. Приводы сцеплений. Перспективы развития автомобильных сцеплений.
8. Ступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.
Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, изменения их оборотов и подводимого к ним крутящего момента по величине и направлению, а также для отсоединения двигателя от ведущих колес.Обороты и крутящий момент двигателя изменяются в довольно узком диапазоне, а скорость движения автомобиля и сила сопротивления движению, оказываемая окружающей средой, изменяются в зависимости от условий его эксплуатации, в широких пределах. Для расширения диапазона изменения оборотов и тягового усилия на ведущих колесах, т.е. согласования работы двигателя с сопротивлением движению автомобиля, и служит трансмиссия.Трансмиссии, в зависимости от типа преобразователя крутящего момента между двигателем к ведущими колесами, подразделяют на механические (ступенчатые и бесступенчатые), гидромеханические, гидрообъемные и электромеханические (бесступенчатые).Механические ступенчатые трансмиссии имеют преобразователь крутящего момента в виде коробки передач, изменяющей передаточное число между входным и выходным валами за счет переключения шестерен. Передаточное число в таких трансмиссиях на каждой ступени постоянно. Механические ступенчатые трансмиссии являются наиболее простыми, имеют наименьшую стоимость, высокую надежность и к.п.д., вследствие чего получили наибольшее распространение. К недостаткам таких трансмиссий следует отнести разрыв потока мощности, поступающей от двигателя к ведущим колесам при переключении передач, ступенчатость передаточного числа, и как следствие, сложность управления при большом числе ступеней в коробке передач.Механические бесступенчатые трансмиссии в основном фрикционные. Их можно разделить на три группы: передачи с гибкой связью; многоконтактные; передачи с твердыми катящимися телами.Передача с гибкой связью (рис. 1.1, а) представляет собой клиноременную передачу со шкивами переменного диаметра. Изменение диаметров шкивов производится за счет изменения расстояния между полушкивами. При увеличении расстояния между полушкивами ведущего вала 1, т. е. уменьшении активного диаметра ведущего шкива, уменьшается одновременно расстояние между полушкивами ведомого вала 2, что приводит к увеличению активного диаметра ведомого шкива. В результате увеличивается передаточное число между ведущим и ведомым валами. Многоконтактная передача (рис. 1.1, б) состоит из тонких конических дисков, расположенных на валу 4 и соприкасающихся с кольцевыми выступами дисков, которые расположены на валу 3. При взаимном перемещении валов изменяется расстояние, на котором кольцевые выступы дисков вала 3 соприкасаются с коническими дисками вала 4. Это приводит к изменению передаточного числа между валами. Диски валов 3 и 4 могут перемещаться вдоль валов таким образом, что при изменении расстояния между валами кольцевые выступы постоянно прижимаются к коническим дискам.Передача с твердыми катящимися телами выполняется тороидной (рис. 1.1, в), у которой между ведущей 5 и ведомой 7 чашками располагаются ролики 6 и 8. Образующая чашек является частью окружности тора. Крутящий момент передается с ведущей чашки на ведомую при помощи сил трения через ролики, расположенные по хорде окружности и вращающиеся вокруг осей, перпендикулярных плоскости чертежа, что приводит к изменению передаточного числа между валами, на которых располагаются чашки 5 и 7.Общим недостатком фрикционных трансмиссий является то, что передача мощности обеспечивается при высоком давлении на контактных поверхностях, что при неизбежном проскальзывании ведущих и ведомых элементов передачи приводит к потери мощности и быстрому изнашиванию трущихся поверхностей. Поэтому фрикционные трансмиссии используются только для транспортных средств с малой
9. Назначение, классификация и применяемость ступенчатых коробок передач.
10. Конструктивные особенности ступенчатых коробок передач, принцип их работы
Ступенчатые коробки передач классифицируют по следующим признакам: по подвижности валов и осей различают коробки передач с неподвижными валами и планетарные (с подвижными осями части шестерен—сателлитов); по числу валов коробки передач с неподвижными валами делят на двух-, трех- и многовальные; по числу ступеней для движения вперед коробки передач могут быть двух-, трех-, четырех-, пяти- и многоступенчатыми (двухступенчатые коробки применяют совместно с бесступенчатым трансформатором); по способу управления различают неавтоматические, полуавтоматические и автоматические коробки передач.Переключение передач в планетарной коробке производят без разрыва потока мощности, которой способствует генератор, что облегчает управление коробкой передач и позволяет увеличить число ступеней, а также улучшить динамичность автомобиля, но это может привести к тому, что вам понадобится ремонт генераторов. Однако планетарные коробки сложнее и дороже, а их габаритные размеры и масса обычно несколько больше, чем у коробок передач с неподвижными валами, получивших наибольшее распространение. Планетарные коробки передач используют в качестве механической части бесступенчатых коробок передач, а так же как ступенчатые коробки передач с автоматическим управлением.В настоящее время наибольшее распространение получили четырех- и пятиступенчатые коробки передач. Многоступенчатые коробки передач с числом ступеней 6—15 устанавливают на грузовые автомобили большой грузоподъемности и высокой проходимости. Неавтоматической коробкой передач управляют непосредственно или с помощью усилителя (гидравлического, пневматического, вакуумного, электромагнитного или комбинированного).
11. Механизмы управления коробками передач. Смазки коробок передач.
Механизм переключения передач обычно расположен в крышке коробки передач и приводится в действие качающимся рычагом. В автомобиле ЗИЛ-4314.10 рычаг установлен на коробке передач и свободно качается в сферическом гнезде крышки коробки передач, опираясь на него шаровым утолщением. Рычаг удерживают пружина и фиксатор. Нижний конец рычага входит в паз одной из вилок, установленных на ползунах переключения передач. Движение рычага вперед и назад вызывает перемещение в противоположную сторону ползуна, вследствие чего его вилка передвигает зубчатое колесо или муфту синхронизатора, включая одну из передач.
Точную установку зубчатого колеса во включенном и выключенном положениях, а также предотвращение самовыключения передач обеспечивают фиксаторы, состоящие из шариков и пружин, размещенных в вертикальных приливах крышки картера коробки передач. Расстояние между углублениями обеспечивает зацепление зубчатых колес по всей длине зубьев.
Случайное включение одновременно двух передач предотвращает замок, состоящий из штифта, находящегося в радиальном отверстии среднего ползуна, и двух пар шариков, расположенных по обе стороны между крайними и средним ползунами. Для шариков замка на ползунах имеются соответствующие углубления. При перемещении среднего ползуна шарики выходят из его боковых углублений и входят в углубления крайних ползунов, запирая их. Если перемещается один из крайних ползунов, то шарики выходят из углублений и входят в углубления среднего ползуна, а другой крайний ползун запирается вследствие того, что штифт смещается (выбирая зазор) в его сторону и давит на шарики с другой стороны среднего ползуна. Чтобы привести в движение один из ползунов, два других должны находиться в нейтральном положении.
Для включения первой передачи или передачи заднего хода необходимо приложить дополнительное усилие, чтобы рычагом переключения сжать до упора пружину промежуточного рычага предохранителя включения передачи заднего хода.
На автомобилях марки «КамАЗ» применяется пневматическая система управления делителем коробки передач. В систему управления входят следующие элементы: воздушный кран с переключателем, имеющий два положения, соответствующих включению низших или повышенных передач (переключатель крепится на рычаге переключения передач); редукционный клапан; пневмоцилиндр; воздухораспределитель; клапан включения делителя; упор штока клапана.
Воздух из тормозного пневмопривода поступает в редукционный клапан, который снижает давление до 390—436 кПа, затем воздух попадает в кран управления и клапан управления. Воздух подается в цилиндр при выключенном сцеплении. В этом случае упор открывает клапан включения делителя и воздух поступает в воздухораспределитель, поршни которого, перемещаясь в ту или иную сторону в зависимости от положения золотника в кране управления, направляют воздух в полости цилиндра, перемещая рычаг управления синхронизатором делителя в положение, соответствующее повышенной или пониженной передаче.
12. Назначение, классификация, принцип работы гидротрансформаторов. Основные характеристики ГТР.
Гидротрансформатор (ГДТ) (torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач (АКПП) и состоит из следующих основных частей насосное колесо или насос (pump)
плита блокировки гидротрансформатора (lock - up piston)
турбинное колесо или турбина (turbine)
статор (stator)
обгонная муфта (one - way clutch)
Для иллюстрации принципа действия гидротрансформатора как элемента, передающего крутящий момент, воспользуемся примером с двумя вентиляторами (рис.3). Один вентилятор (насос) включён в сеть и создаёт поток воздуха. Второй вентилятор (турбина) - выключен, однако, его лопатки, воспринимая поток воздуха, создаваемого насосом, вращаются. Скорость вращения турбины меньше, чем у насоса, она как бы проскальзывает по отношению к насосу. Если применить этот пример по отношению к гидротрансформатора, то в нём в качестве вентилятора, включённого в сеть (насоса), выступает крыльчатка насосного колеса.
Насосное колесо механически связано с двигателем. В качестве выключенного вентилятора (турбины) выступает турбинное колесо, соединённое через шлицы с валом АКПП. Подобно вентилятору - насосу, крыльчатка насосного колеса гидротрансформатора, вращаясь, создаёт поток, только уже не воздуха, а жидкости (масла). Поток масла, как и в случае с вентилятором - турбиной, заставляет вращаться турбинное колесо гидротрансформатора. В данном случае гидротрансформатор работает как обыкновенная гидромуфта, лишь передавая посредством жидкости крутящий момент от двигателя на вал АКПП, не увеличивая его. Увеличение оборотов двигателя не приводит к сколь - ни будь существенному увеличению передаваемого крутящего момента.
Снова возвратимся к иллюстрации с вентиляторами. Поток воздуха, крутящий лопатки вентилятора - турбины, рассеивается впустую в пространстве. Если же этот поток, сохраняющий значительную остаточную энергию, направить снова к вентилятору - насосу, он начнёт вращаться быстрее, создавая более мощный поток воздуха, направленный к вентилятору - турбине. Тот, соответственно, тоже начнёт вращаться быстрее. Это явление известно как преобразование (увеличение) крутящего момента.
В гидротрансформаторе в процесс преобразования крутящего момента помимо насосного и турбинного колёс включён статор, который изменяет направление потока жидкости. Подобно воздуху, вращавшему лопатки вентилятора - турбины, поток жидкости (масла), вращавший турбинное колесо ГТ, всё ещё обладает значительной остаточной энергией. Статор направляет этот поток обратно на крыльчатку насосного колеса, заставляя её вращаться быстрее, увеличивая тем самым крутящий момент. Чем меньше скорость вращения турбинного колеса гидротрансформатора по отношению к скорости вращения насосного колеса, тем большей остаточной энергией обладает масло, возвращаемое статором на насос, и тем большим будет момент, создаваемый в гидротрансформаторе.
Турбина всегда имеет скорость вращения меньшую, чем насос. Это соотношение скоростей вращения турбины и насоса максимально при неподвижном автомобиле и уменьшается с увеличением его скорости. Поскольку статор связан с гидротрансформатором через обгонную муфту, которая может вращаться только в одном направлении, то, благодаря особой форме лопаток статора и турбины поток масла направляется на обратную сторону лопаток статора (рис. 3), благодаря чему статор заклинивается и остаётся неподвижным, передавая на вход насоса максимальное количество остаточной энергии масла, сохранившееся после вращения им турбины. Такой режим работы гидротрансформатора обеспечивает максимальную передачу им крутящего момента. Например, при трогании с места гидротрансформатор увеличивает крутящий момент почти в три раза.
По мере разгона автомобиля проскальзывание турбины относительно насоса уменьшается и наступает момент, когда поток масла подхватывает колесо статора и начинает вращать его в сторону свободного хода обгонной муфты (см. рис. 4). Гидротрансформатор перестаёт увеличивать крутящий момент и переходит в режим обычной гидромуфты. В таком режиме гидротрансформатор имеет КПД, не превышающий 85%, что приводит к выделению в нём излишнего тепла и, в конечном счёте, увеличению расхода топлива двигателем автомобиля.
Для устранения этого недостатка используется блокировочная плита (см. рис. 5). Она механически связана с турбиной, однако, может перемещаться влево и вправо. Для её смещения влево поток масла, питающий гидротрансформатор, подаётся в пространство между плитой и корпусом гидротрансформатора, обеспечивая их механическую развязку, то есть, плита в таком положении никак не влияет на работу гидротрансформатора.
При достижении автомобилем высокой скорости по особой команде от устройства управления АКПП поток масла изменяется так, что он прижимает блокировочную плиту вправо к корпусу гидротрансформатора (см. рис. 5). Для увеличения силы сцепления на внутреннюю сторону корпуса наносится фрикционный слой. Происходит механическая блокировка насоса и турбины посредством плиты. Гидротрансформатор перестаёт выполнять свои функции. Двигатель жёстко связывается с входным валом АКПП. Естественно, при малейшем торможении автомобиля блокировка немедленно выключается.
Существуют и другие способы блокировки гидротрансформаторов, однако, суть всех способов одна - исключить проскальзывание турбины относительно насоса. В зарубежных источниках такой режим работы гидротрансформатора называется Lock - up (лок - ап).
Корпус гидротрансформатора выполняет ещё одну очень важную функцию. С его помощью осуществляется привод масляного насоса АКПП. Для этого используется дополнительный валик, размещённый внутри вала турбины. С корпусом гидротрансформатора этот валик связан шлицевым соединением. Во многих АКПП масляный насос вращается непосредственно горловиной гидротрансформатора.
13. Объемные гидропередачи. Разновидности гидравлических машин
14. Бесступенчатые фрикционные передачи с непосредственным контактом
15. Фрикционные передачи с гибкой связью
Все многообразие фрикционных передач можно с определенной долей условности разделить на две основные группы: фрикционные передачи с непосредственным контактом и фрикционные передачи с гибкой связью.
Особенностью всех типов фрикционных передач является необходимость прижатия одного фрикционного элемента к другому со значительной силой. Это обуславливает большое давление на опоры, что увеличивает потери в подшипниках и уменьшает срок службы основных рабочих деталей. Условие работы фрикционной передачи выражается неравенством:
где т — коэффициент трения; к— коэффициент тяги, равный отношению реализуемой касательной силы к нормальной силе в контакте.
Для обеспечения наименьшего нагружения контакта и подшипников передачи желательно, чтобы отношение т/к в регулируемом диапазоне оставалось постоянным, следовательно, прижатие фрикционных элементов должно изменяться автоматически в функции передаваемого передачей усилия (крутящего момента). Автоматическое изменение прижатия может осуществляться либо специальным промежуточным элементом под действием активных или реактивных сил, либо специальным нажимным устройством, в основе которого лежит принцип разложения активной силы на составляющие с помощью клинового механизма. В современных системах управления фрикционными передачами с использованием микропроцессора оптимальное усилие прижатия задается программой микропроцессора.
Отличительной особенностью фрикционных бесступенчатых передач является скольжение в контакте. Чем меньше изменяется относительное скольжение в контакте во всем диапазоне регулирования, тем более благоприятными будут условия работы фрикционных элементов.
С гибкой передачей
Существуют конструкции клиноременных вариаторов, где в качестве гибкого звена используется цепь, взаимодействующая со шкивами за счет сил трения между головками пальцев звеньев и коническими поверхностями шкивов. Элементы цепи соединены между собой с помощью V-образных накладок и пальцев, продетых через накладки. Головки пальцев с обеих сторон цепи имеют особой формы поверхность, что позволяет иметь точечный контакт между цепью и коническими поверхностями шкивов. Для того чтобы избежать трения скольжения между пальцами и звеньями цепи, пальцы выполнены из двух половинок, при этом каждая из этих половинок с помощью специального замкового устройства соединяется со своим звеном и имеет профилированную поверхность контакта со второй половинкой пальца. При относительном повороте двух звеньев половинки пальцев обкатываются Друг по другу, т.е. трение скольжения, характерное для обычной вту-лочно-роликовой цепи, заменяется трением качения. Очевидно, что, как и в случае с металлическим ремнем толкающего типа, работа цепи не сопровождается гистерезисными потерями в ремне при изгибе на шкивах и при растяжении и сжатии соответственно в тянущей и свободной ветвях, что существенно повышает КПД передачи в сравнении с резиновым ремнем. Определенное опасение вызывают значительные контактные напряжения при взаимодействии головок пальцев и шкивов, однако при соответствующем выборе материала и смазки эта проблема решается. На рис. 4.48 показаны цепная клиноременная передача и конструкция цепи, а на рис. 4.49— схема управления передачей.
16. Электрические и импульсные передачи. Перспективы развития бесступенчатых передач.
17. Назначение, требования и классификация карданных передач.
Карданная передача
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между узлами, валы которых несоосны или изменяют свое расположение при движении автомобиля.
Условия работы карданных передач определяются главным образом положением этих валов: чем больше угол между валами, тем в более тяжелых условиях работает передача. Так, угол между валами карданных передач ведущих управляемых колес автомобиля изменяется при их повороте до 400. В карданных передачах, обеспечивающих привод подрессоренных узлов, переменный угол между валами достигает 200. Карданные передачи должны обеспечивать равномерную и синхронную передачу крутящего момента между узлами, высокий КПД, минимальные динамические нагрузки, бесшумность в работе и простоту обслуживания.
Коробка передач 1 (рис. 5.1, а), или раздаточная коробка на автомобиле установлены выше ведущего моста 7, в результате чего ось карданного вала 5, передающего крутящий момент, расположена под некоторым углом a1 к горизонтали. Коробка передач закреплена на раме, а ведущий мост подвешен к ней при помощи рессор. Когда при прогибе рессор изменяется расстояние между мостом и рамой, изменяется и угол a1 наклона карданного вала. Это делает необходимым применения в передаче подвижных шлицевых соединений, которые допускают линейное перемещение карданных шарниров.
Карданная передача состоит из трех основных элементов: карданных шарниров 2, карданных валов 3 и 5 и промежуточной опоры 4. Одним из условий равномерного вращения вала 6 главной передачи ведущего моста 7 является равенство углов a1 и a2, между осью вала 5 и осями валов 3 и 6, что обеспечивается конструкцией передачи.
Карданные шарниры различаются по конструктивным и кинематическим признакам. По первому признаку их делят на жесткие и упругие, по второму - на шарниры равных и неравных угловых скоростей.
18. Карданные шарниры неравных угловых скоростей.
Карданные шарниры неравных угловых скоростей применяются в карданных передачах для передачи крутящего момента от коробки передач (раздаточной коробки) на главную передачу ведущего моста под постоянно изменяющимся углом.
Карданный шарнир неравных угловых скоростей отличается тем, что при равномерном вращении ведущего вала скорость ведомого вала постоянно изменяется. За один оборот карданного вала ведомая вилка при вращении дважды обгоняет ведущую и дважды отстает от нее. Вследствие неравномерности возникают дополнительные нагрузки на детали механизмов ведущего моста, увеличивая интенсивность изнашивания. Чтобы устранить неравномерность вращения ведомой части, устанавливают несколько карданных шарниров (в автомобиле ЗИЛ их три). Для компенсаций осевых удлиненный используют шлицевое соединение одной из вилок карданного шарнира с валом. Промежуточная опора снижает вибрацию и предотвращает возникновение нагрузок в промежуточном валу, которые возникают из-за неточности монтажа опоры и деформации рамы.
19. Шарниры равных угловых скоростей, особенности их работы в приводе ведущих колес.
шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС, в просторечии — «граната») обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ὁμός — «равный, одинаковый» и κίνησις — «движение», «скорость»).
Используется в системах привода управляемых колёс легковых автомобилей с независимой подвеской и, реже, задних колёс.
Первые попытки реализовать передний привод осуществлялись при помощи обычныхкарданных шарниров.
Однако если колесо перемещается в вертикальной плоскости и одновременно является поворотным, наружному шарниру полуоси приходится работать в исключительно тяжелых условиях — с углами 30—35°. А при углах больше 10—12° в карданной передаче резко увеличиваются потери мощности, к тому же вращение передаётся неравномерно, растёт износ шарнира, быстро изнашиваются шины, а шестерни и валы трансмиссии начинают работать с большими перегрузками. Таким образом, требовался особый шарнир — шарнир равных угловых скоростей — лишенный таких недостатков, передающий вращение равномерно вне зависимости от угла между соединяемыми валами.
Существуют различные конструкции ШРУСов. Различают обычно:
Шариковые («Бендикс-Вейс»,«Рцеппа»,«Бирфильд») — наиболее распространены сегодня, первые варианты были разработаны в 1920-е годы;
Триподные (типа «Tripod») — часто используются как внутренние, допускают бо́льшие осевые перемещения, но при этом — нелинейное изменение скорости при вращении под углом;
Сухариковые — были разработаны французом Грегуаром и запатентованы как «Тракта» в начале 1920-х, в наше время применяются в основном на грузовиках
Спаренные карданные — представляют собой состыкованные друг с другом два карданных шарнира, которые взаимно компенсируют неравномерность вращения друг друга; применялись редко, например, на ряде американских автомобилей двадцатых годов, вродеMiller 91 или Cord L29, а также французских «Панарах» пятидесятых-шестидесятых годов.
Наиболее распространённый сегодня шариковый ШРУС состоит из шести шариков, внешнего кольца с прорезями под шарики, внутреннего кольца с прорезями для шариков, которое соединяется с приводным валом шлицевым соединением, и сепаратора, удерживающего шарики.
Эта система не терпит грязи и становится более хрупкой при больших углах поворота.
20. Межколесные и межосевые дифференциалы, их назначение, классификация, применяемость.
21. дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами, которым он позволяет вращаться с неодинаковыми частотами при движении автомобиля на поворотах или по неровностям.
При движении на повороте, каждое колесо двухосного автомобиля движется по своей траектории, характеризуемой определенным радиусом R, ведущее наружное (относительно центра поворота) — радиусом RH, ведущее внутреннее — радиусом RB. Следовательно, чтобы не было проскальзывания колес относительно дороги, они должны вращаться с разными частотами. У неведущих колес это обеспечивается тем, что каждое из них вращается независимо от другого, они не соединены общим валом. К ведущим колесам нужно передать крутящий момент от главной передачи, но если соединить их общим валом, они будут проскальзывать относительно дороги на повороте. Поэтому необходим дифференциал.
Дифференциал состоит из корпуса 1, сателлитов 2, полуосевых шестерен 4 и 5. Полуосевые шестерни соединены полуосями 5 и 6 с ведущими колесами автомобиля. Дифференциал — планетарный механизм, у которого ведущим звеном является корпус 1 (водило), а ведомыми звеньями — равные по размерам полуосевые шестерни.
В дифференциалах устанавливают чаще всего конические шестерни. По месту расположения дифференциалы делят на межколесные (распределяющие крутящий момент между ведущими колесами одной оси) и межосевые (распределяющие крутящий момент между главными передачами ведущих мостов); по соотношению крутящих моментов на ведомых валах — на симметричные (моменты одинаковые) и несимметричные.
22. Главные передачи, их разновидности, регулировки смазки главной передачи.
Главные передачи
Главная передача служит для постоянного увеличения крутящего момента двигателя, подводимого к ведущим колесам, и уменьшения скорости их вращения до необходимых значений.
Главная передача обеспечивает максимальную скорость движения автомобиля на высшей передаче и оптимальный расход топлива в соответствии с ее передаточным числом. Передаточное число главной передачи зависит от типа и назначения автомобиля, а также мощности и быстроходности двигателя. Величина передаточного числа главной передачи обычно составляет 6,5…9,0 у грузовых автомобилей и 3,5...5,5 у легковых автомобилей.
Одинарные главные передачи
Одинарные главные передачи состоят из одной пары шестерен.
Цилиндрическая главная передача применяется в переднеприводных легковых автомобилях при поперечном расположении двигателя и размещается в общем картере с коробкой передач и сцеплением (см. Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК рисунок 2). Ее передаточное число равно 3,5...4,2, а шестерни могут быть прямозубыми, косозубыми и шевронными. Цилиндрическая главная передача имеет высокий КПД — не менее 0,98, но она уменьшает дорожный просвет у автомобиля и более шумная.
Коническая главная передача (рисунок 2, а) применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен в конической главной передаче лежат в одной плоскости и пересекаются, а шестерни выполнены со спиральными зубьями. Передача имеет повышенную прочность зубьев шестерен, небольшие размеры и позволяет снизить центр тяжести автомобиля. КПД конической главной передачи со спиральным зубом 0,97...0,98. Передаточные числа конических главных передач 3,5...4,5 у легковых автомобилей и 5...7 у грузовых автомобилей и автобусов.
Гипоидная главная передача (рисунок 2, б) имеет широкое применение на легковых и грузовых автомобилях. Оси ведущей 1 и ведомой 2 шестерен гипоидной главной передачи в отличие от конической не лежат в одной плоскости и не пересекаются, а перекрещиваются. Передача может быть с верхним или нижним гипоидным смещением l. Гипоидная главная передача с верхним смещением используется на многоосных автомобилях, так как вал ведущей шестерни должен быть проходным, а на переднеприводных автомобилях — исходя из условий компоновки. Главная передача с нижним гипоидным смещением широко применяется на легковых автомобилях.
Передаточные числа гипоидных главных передач легковых автомобилей 3,5...4,5, а грузовых автомобилей и автобусов 5...7. Гипоидная главная передача по сравнению с другими более прочная и бесшумная, имеет высокую плавность зацепления, малогабаритная и ее можно применять на грузовых автомобилях вместо двойной главной передачи. Она имеет КПД, равный 0,96...0,97. При нижнем гипоидном смещении имеется возможность ниже расположить карданную передачу и снизить центр тяжести автомобиля, повысив его устойчивость. Однако гипоидная главная передача требует высокой точности изготовления, сборки и регулировки. Она также требует из-за повышенного скольжения зубьев шестерен применения специального гипоидного масла с сернистыми, свинцовыми, фосфорными и другими присадками, образующих на зубьях шестерен прочную масляную пленку.
Червячная главная передача (рисунок 2, в) может быть с верхним или нижним расположением червяка 3 относительно червячной шестерни 4, имеет передаточное число 4...5 и в настоящее время используется редко. Ее применяют на некоторых многоосных многоприводных автомобилях. По сравнению с другими типами червячная главная передача меньше по размерам, более бесшумна, обеспечивает более плавное зацепление и минимальные динамические нагрузки. Однако передача имеет наименьший КПД (0,9...0,92) и по трудоемкости изготовления и применяемым материалам (оловянистая бронза) является самой дорогостоящей.
Двойные главные передачи
Эти передачи применяются на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, на полноприводных трехосных автомобилях и автобусах для увеличения передаточного числа трансмиссии, чтобы обеспечить передачу большого крутящего момента. КПД двойных главных передач находится в пределах 0,93...0,96.
Двойные главные передачи имеют две зубчатые пары и обычно состоят из пары конических шестерен со спиральными зубьями и пары цилиндрических шестерен с прямыми или косыми зубьями. Наличие цилиндрической пары шестерен позволяет не только увеличить передаточное число главной передачи, но и повысить прочность и долговечность конической пары шестерен.
В центральной главной передаче (рисунок 2, г) коническая и цилиндрическая пары шестерен размещены в одном картере в центре ведущего моста. Крутящий момент от конической пары через дифференциал подводится к ведущим колесам автомобиля.
В разнесенной главной передаче (рисунок 2, д) коническая пара шестерен 5 находится в картере в центре ведущего моста, а цилиндрические шестерни 6 — в колесных редукторах. При этом цилиндрические шестерни соединяются полуосями 7 через дифференциал с конической парой шестерен. Крутящий момент от конической пары через дифференциал и полуоси 7 подводится к колесным редукторам.
Широкое применение в разнесенных главных передачах получили однорядные планетарные колесные редукторы. Такой редуктор (рисунок 2, е) состоит из прямозубых шестерен — солнечной 8, коронной 11 и трех сателлитов 9. Солнечная шестерня приводится во вращение через полуось 7 и находится в зацеплении с тремя сателлитами, свободно установленными на осях 10, жестко связанных с балкой моста. Сателлиты входят в зацепление с коронной шестерней 11, прикрепленной к ступице колеса. Крутящий момент от центральной конической пары шестерен 5 к ступицам ведущим колес передается через дифференциал полуоси 7, солнечные шестерни 8, сателлиты 9 и коронные шестерни 11.
При разделении главной передачи на две части уменьшаются нагрузки на полуоси и детали дифференциала, а также уменьшаются размеры картера и средней части ведущего моста. В результате увеличивается дорожный просвет и тем самым повышается проходимость автомобиля. Однако разнесенная главная передача более сложна, имеет большую металлоемкость, дорогостояща и трудоемка в обслуживании.
23. Конструктивные особенности ведущих и комбинированных мостов.
Этот мост представляет собой жесткую пустотелую балку, на концах которой на подшипниках установлены ступицы ведущих колес, а внутри размещены главная передача, дифференциал и полуоси. На автомобилях применяются различные типы ведущих мостов (рисунок 1).
Картер разъемного ведущего моста (рисунок 2, а) обычно отливают из ковкого чугуна, и он состоит из двух соединенных между собой частей 2 и 3, имеющих разъем в продольной вертикальной плоскости. Обе части картера имеют горловины, в которых запрессованы и закреплены стальные трубчатые кожухи 1 полуосей. К ним приварены опорные площадки 4 рессор и фланцы 5 для крепления опорных дисков колесных тормозных механизмов.
Разъемные ведущие мосты применяются на легковых автомобилях, грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.
Картер неразъемного штампо-сварного ведущего моста (рисунок 2, б) выполнятся в виде цельной балки 9 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка имеет трубчатое сечение и состоит из двух штампованных стальных половин, сваренных в продольной плоскости. Средняя часть балки моста предназначена для крепления с одной стороны картера главной передачи и дифференциала, а с другой — для установки крышки. К балке моста приварены опорные чашки 7 пружин подвески колес, фланцы 6 для крепления опорных дисков тормозных механизмов и кронштейны 8 и 10 крепления деталей подвески.
Неразъемные штампо-сварные ведущие мосты получили распространение на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Эти мосты при необходимой прочности и жесткости по сравнению с литыми неразъемными мостами имеют меньшие массу и стоимость изготовления.
Неразъемный литой ведущий мост (рисунок 2, в) изготавливают из ковкого чугуна или стали. Балка 13 моста имеет прямоугольное сечение. В полуосевые рукава запрессовываются трубы 11 из легированной стали, на концах которых устанавливают ступицы колес. Фланцы 12 предназначены для крепления опорных дисков тормозных механизмов.
Неразъемные литые ведущие мосты получили применение на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. Такие мосты обладают высокой жесткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры.
Неразъемные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъемные мосты, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.
Комбинированный мост чаще всего является передним управляемым и
ведущим. Балка комбинированного моста (рис. 96) из-за наличия
шарниров в приводе управляемых колес имеет более сложную конструкцию, осо-
бенно в части шкворневого узла. Поскольку ось вала, подводящего к
колесу крутящий момент, должна пересекаться с осью шкворня, последний в
качестве отдельной детали не существует, а представлен в виде двух соос-
ных шипов, установленных в расположенных по краям балки шаровых
опорах поворотного устройства. Определенное расположение шипов
создает необходимые для стабилизации управляемых колес углы наклона оси
поворота колеса в поперечной и продольной плоскостях.
Поворотный кулак имеет сборную конструкцию и устанавливается на
шипах шаровой опоры с помощью роликовых конических подшипников.
Регулировка обеспечивается посредством установленных между их
наружными кольцами и крышками прокладок. Крутящий момент через шарнир
равных угловых скоростей передается на вал привода колеса, на наружном
конце которого выполнены шлицы для установки ведущего фланца,
посредством которого крутящий момент передается ступице колеса.
Изменение плоскости вращения колеса обеспечивается входящим в состав
рулевого управления рычагом поворотного
24. Назначение подвески. Упругие элементы подвески.
25. Направляющие и гасящие устройства подвески.
Подвеска автомобиля предназначена для обеспечения упругой связи между колесами и кузовом автомобиля за счет восприятия действующих сил и гашения колебаний. Подвеска входит в состав ходовой части автомобиля.
Подвеска автомобиля имеет следующее общее устройство:
направляющий элемент;
упругий элемент;
гасящее устройство;
стабилизатор поперечной устойчивости;
опора колеса;
элементы крепления.
Направляющие элементы обеспечивают соединения и передачу сил на кузов автомобиля. Направляющие элементы определяют характер перемещения колес относительно кузова автомобиля. В качестве направляющих элементов используются всевозможные рычаги: продольные, поперечные, сдвоенные и др.
Упругий элемент воспринимает нагрузки от неровности дороги, накапливает полученную энергию и передает ее кузову автомобиля. различают металлические и неметаллические упругие элементы. Металлические упругие элементы представлены пружиной, рессорой и торсионом.
В подвесках легковых автомобилей широко используются витые пружины, изготовленные из стального стержня круглого сечения. Пружина может иметь постоянную и переменную жесткость. Цилиндрическая пружина, как правило, постоянной жесткости. Изменение формы пружины (применение металлического прутка переменного сечения) позволяет достичь переменной жесткости.
Листовая рессора применяется на грузовых автомобилях.
Торсион представляет собой металлический упругий элемент, работающий на скручивание.
К неметаллическим относятся резиновые, пневматические и гидропневматические упругие элементы. Резиновые упругие элементы (буферы, отбойники) используются дополнительно к металлическим упругим элементам.
Работа пневматических упругих элементов основана на упругих свойствах сжатого воздуха. Они обеспечивают высокую плавность хода и возможность поддержания определенной величины дорожного просвета.
Гидропневматический упругий элемент представлен специальной камерой, заполненной газом и рабочей жидкостью, разделенных эластичной перегородкой.
Гасящее устройство (амортизатор) предназначено для уменьшения амплитуды колебаний кузова автомобиля, вызванных работой упругого элемента. работа амортизатора основана на гидравлическом сопротивлении, возникающем при протекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через калибровочные отверстия (клапаны).
26. Конструктивные особенности радиальных и диагональных шин и колес, их обозначение.
Диагональные шины
Каркас диагональной шины состоит из определенного количества прорезиненных кордовых прокладок, края которых обвиваются вокруг проволочных кольцевых стержней (эти стержни обеспечивают посадку шины на диск). Все нити корда каркаса и брекера перекрещиваются в смежных слоях и имеют в средней части беговой дорожки углы наклона нитей корда каркаса и брекера 45° - 60°. Число смежных слоев обычно четыре. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать (в основном для машин старых конструкций), потому что они относительно дешевы в производстве, их каркас менее подвержен разрушению при ударах и порезах.
Радиальные шины
В радиальных шинах (типа R) все нити корда каркаса расположены параллельно по радиусу от одного борта к другому. Нити корда брекера лежат аналогично диагональным, только под большим углом. При такой конструкции одного лишь каркаса недостаточно чтобы выдерживать усилия в поперечном направлении при езде по кривой, а также значительные нагрузки при ускорении. Поэтому они должны поддерживаться и дополняться другими элементами шины. Эту задачу берет на себя пояс стального корда, в котором два слоя наматываются попеременно под острым углом. Многие шины дополнительно стабилизируются нейлоновым бандажом.
27. Конструктивные особенности несущих систем легковых и грузовых автомобилей, автобусов.
Несущие системы автомобилей могут быть классифицированы по различным признакам.
По способу распределения несущих функций автомобили могут быть:
— рамными (несущей системой служит отдельная конструкция -рама, на которой монтируется кузов, полностью или частично освобожденный от функций несущей системы); такое конструктивное решение типично для грузовых автомобилей и некоторых автобусов, а также для легковых автомобилей высокой проходимости; — с несущими кузовами (функции несущей системы выполняет кузов); это типично для большинства легковых автомобилей и автобусов.
Типы несущих систем.
По конструкции несущие системы автомобиля делятся на рамные, кузовные и рамно-кузовные.
Несущая система во многом определяет тип и компоновку автомобиля. В зависимости от типа несущей системы автомобили делятся на рамные и безрамные.
В рамных автомобилях роль несущей системы выполняет рама (рамная несущая система) или рама совместно с кузовом (рамно-кузовная несущая система).
В безрамных автомобилях функции несущей системы выполняет кузов (кузовная несущая система), который называется несущим.
Рамная несущая система применяется на всех грузовых автомобилях, прицепах и полуприцепах, на легковых автомобилях высшего класса и отдельных автобусах. Несущая система автомобилей-самосвалов, кроме основной рамы, включает в себя еще дополнительную укороченную раму - надрамник, на котором устанавливается грузовой кузов и крепятся элементы подъемного механизма кузова.
Рамная несущая система проста по конструкции, технологична при производстве и ремонте, а также универсальна, так как обеспечивает унификацию обычных и специальных сортиментовозов. Кроме того, рамная несущая система позволяет выпускать на одном шасси различные по кузову модификаций автомобиля.
Кузовная несущая система применяется на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве современных автобусов.
Кузовная несущая система позволяет уменьшить массу автомобиля, его общую высоту, понизить центр тяжести, следовательно, повысить его устойчивость. Однако кузовная несущая система не обеспечивает хорошей изоляции пассажирского салона от вибрации, шума работающих агрегатов и механизмов, а также от шума шин, возникающего при их качении по поверхности дороги.
Рамно-кузовная несущая система применяется только на автобусах.
При рамно-кузовной несущей системе кузов автобуса не имеет основания. Рама и основание кузова объединены в единую конструкцию. Шпангоуты (поперечные дуги) каркаса кузова жестко прикрепляются к поперечинам рамы. Рама- шасси и каркас кузова работают совместно, воспринимая на себя все нагрузки.
Рамно-кузовная несущая система имеет простую конструкцию, она технологична при производстве и удобна в ремонта. По сравнению с рамной несущей системой рамно-кузовная несущая система имеет несколько меньшую массу кузова и более низкую высоту пола.
28. Назначение, классификация, применяемость рулевых управлений. Рулевые механизмы.
29. Рулевые приводы и усилители, их конструктивные особенности. Перспективы развития рулевых управлений.
Рулевое управление, включающее рулевой механизм, рулевой привод, а у некоторых автомобилей — улевой усилитель, является устройством, в значительной степени обеспечивающим безо-пасность движения, вследствие чего к нему предъявляются высокиетребования:возможно меньшйее значение минимального радиуса поворотадля обеспечения хорошей маневренности автомобиля;малое усилие на рулевом колесе, обеспечивающее легкостьуправления;силовое и кинематическое следящее действие, т. е. пропорцио-нальность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивле-ния повороту управляемых колес и заданное соответствие между уг-лом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;минимальное боковое скольжение колес при повороте;минимальная передача толчков на рулевое колесо от ударауправляемых колес о неровности дороги;упругая оптимальная характеристика рулевого управления, опре-деляющая его чувствительность и исключающая возможность возник-новения автоколебаний управляемых колес;кинематическая согласованность элементов рулевого управления
с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляе-мых колес при деформации упругих элементов;минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;повышенная надежность, так как выход из строя рулевого управ-ления приводит к аварии.Кроме того, к рулевому управлению, как и ко всем другим меха-низмам автомобиля, предъявляют такие общие требования: обеспече-чение оптимальных размеров и массы, простота устройства и обслужи-вания, технологичность, ремонтопригодность, и т. п.
Классификация рулевого управления.Рулевое управление классифицируют по:-способу поворота (поворот управляемых колёс, торможением колёс одного борта, ломающаяся рама);-расположению рулевого колеса (правое, левое, по средине);-расположению управляемых колёс (передней оси, задней оси,всех осей).
3. РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Рулевой механизм включает в себя:рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере;рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.Из условий компоновки рулевого механизма рулевой вал можетсостоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнира-ми.Рулевые усилители устанавливают на легковых автомобиляхвысокого класса, грузовых автомобилях средней и большой грузо-
подъемности, а также на автобусах, при этом облегчается управле-ние автомобилем, повышается его маневренность, увеличиваетсябезопасность при разрыве шины (автомобиль можно удержать на
заданной траектории). Следует, однако, отметить, что при примене-нии усилителя несколько повышается износ шин, а также ухудшаетсястабилизация управляемых колес.Усилитель, включенный в рулевое управление, имеет следую-щие обязательные элементы:-источник питания (в пневмоусилителе — компрессор, в гидро-усилителе — гидронасос);-распределительное устройство; -исполнительное устройство — пневмо- или гидроцилиндр, соз-дающий необходимое усилие.Рулевые усилители классифицируются по:
- виду применяемого рабочего тела (гидравлические, пневмати-ческие);-компоновке элементов распределителя, гидроцилиндра, руле-вого механизма (всё в одном агрегате, всё отдельно, рулевой меха-
низм отдельно распределитель и силовой цилиндр вместе, силовойцилиндр отдельно распределитель и рулевой механизм вместе);-конструкции распределителя золотниковые (осевые, ротор-ные), клапанные;-устройствам определяющих их функциональные свойства (среактивными камерами, с центрирующими пружинами, с реактивнымикамерами и центрирующими пружинами)
30. Барабанно-колодочные и дисковые тормозные механизмы.
31. Приводы тормозов. Регуляторы тормозных сил и антиблокировочные системы.
колесные тормозные механизмы обеспечивают служебное и экстренное торможение, а также удержание на месте неподвижного автомобиля. Применяемые колесные тормозные механизмы различных категорий автотранспортных средств бывают двух типов конструкции: барабанные и дисковые. В настоящее время на преобладающем большинстве легковых автомобилей используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные – на задних. На грузовых автомобилях и автобусах, как правило, устанавливают барабанные колодочные тормоза, обладающие эффектом самоусиления и конструктивно совместимые с пневматическим приводом.
Все большее распространение на автомобилях (в том числе грузовых) получают дисковые тормозные механизмы. Это обусловлено, в первую очередь, их высокой эксплуатационной стабильностью. В этих тормозных механизмах обеспечивается незначительное падение эффективности торможения при нагреве тормоза или попадании воды на поверхности трения. Кроме того, у них меньше время срабатывания, меньше масса и лучше охлаждение (открытая конструкция, вентилируемые диски) по сравнению с барабанными тормозными механизмами. Однако из-за меньшей площади фрикционных накладок дискового тормоза давление на них больше в 3–4 раза, механизм открыт для попадания пыли и грязи. Поэтому интенсивность износа накладок дискового тормозного механизма больше, чем у барабанного. При этом частицы износа выбрасываются беспрепятственно при движении в атмосферу.
В зависимости от наличия или отсутствия источника энергии тормозные приводы разделяют на простые и автоматизированные. В простом приводе торможение осуществляется только за счет работы водителя, а в автоматизированных тормозных приводах устанавливают усилители, использующие энергию газа или жидкости. Источником энергии в вакуумных усилителях служит разряжение во впускном трубопроводе двигателя, в гидравлических усилителях она создается специальным гидронасосом и гидроаккумулятором.
Для стояночных тормозных систем автомобиля применяется простой по конструкции механический привод, обладающий, однако, существенными недостатками: низким КПД (до 50%), сложностью регулировки, неравномерным распределением тормозных усилий по колодкам.
На большинстве легковых автомобилей установлены гидравлические приводы рабочей тормозной системы. Гидроприводу присущи следующие основные достоинства: быстродействие и высокий КПД (около 95%), трубопроводы гидропривода можно распологать в любом удобном для монтажа месте кузова. Недостатком гидропривода является зависимость его работы от температуры, т. е. изменение свойств (прежде всего вязкости) специальной жидкости, используемой в гидроприводе. При низких температурах затрудняется движение жидкости в трубопроводах, понижается КПД привода. При высоких температурах возможно ее вскипание и выход из строя тормозной системы. Повреждения гидропривода связаны с утечкой жидкости. Во время эксплуатации для устранения неисправностей гидропривода приходится осуществлять утомительную операцию «прокачки тормозов», необходимую для удаления воздуха из системы.
Гидропривод рабочей тормозной системы легкового автомобиля содержит следующие основные устройства: главные и колесные тормозные цилиндры, источники питания (бачки), трубопроводы, усилители, регуляторы давления и антиблокировочные системы (АБС).-
Главный тормозной цилиндр, связанный с тормозной педалью, является основным органом управления тормозов, а колесные тормозные цилиндры, приводящие в действие тормозные механизмы,— исполнительными органами. Регуляторы давления и АБС предназначены для регулирования работы тормозов автомобиля, для улучшения торможения и повышения устойчивости и управляемости машины.
Соединения элементов гидропривода с помощью трубопроводов образуют контур привода — отдельную, чаще всего независимую часть привода, способную работать при выходе из строя других частей тормозного привода.
К тормозным приводам предъявляются высокие требования по безотказности работы. В случае повреждения элементов привода рабочей тормозной системы остановку автомобиля должны обеспечивать оставшиеся исправными части привода. При выходе из строя всей рабочей системы в качестве аварийной можно применять стояночную тормозную систему.
В барабанном тормозе основная часть частиц износа остается внутри барабана, закрытого тормозным щитом. Через вентиляционные отверстия барабана в воздух попадает на 10% общей массы продуктов трения. Оборудование автомобиля антиблокировочной системой приводит к тому, что в случае экстренных торможений колеса не блокируются и относительное перемещение тормозных колодок и диска (барабана) сохраняется в течение всего процесса торможения. Это обуславливает увеличение пути трения фрикционных элементов тормоза, а значит, и интенсивности их изнашивания. По результатам исследований автоматизация процесса экстренного торможения способствует снижению ресурса элементов тормозной системы, в том числе тормозных колодок, барабанов и дисков по критерию изнашивания на 10–30%.
32.
К настоящему времени открытые дисковые тормозные механизмы полностью вытеснили барабанные на передних колесах легковых автомобилей и продолжают успешно вытеснять их на задних. С ростом динамических свойств автомобилей тормоза со сплошным диском постепенно заменяются тормозами с вентилируемым диском. Полной замене барабанных тормозов пока препятствуют в основном экономические факторы. Попытки создания концепций альтернативных дисковому тормозу пока не дали положительных результатов. Достаточно очевидно, что основной причиной смены концепций тормозов является дальнейшее повышение цикличности их работы. Рост цикличности торможений в свою очередь требует повышения энергорассеивающей способности тормоза, которая обеспечивается путем резкого увеличения, фактически удвоения, площади поверхности трения, являющейся одновременно и площадью охлаждения ротора
Механический привод на современных отечественных автомобилях обычно применяется только к центральным стояночным тормозам (см. рис. 24.2). В случае отсутствия на автомобиле центрального тормоза механический привод действует на задние колеса. Он состоит из ручного рычага, действующего на разжимное устройство от системы тяг и рычагов, гибких стальных тросов и фиксирующего (храпового) механизма, удерживающего автомобиль на стоянках. Недостатком его является вытягивание тросов, трудность регулирования и обеспечения одновременного торможения колес, запаздывание срабатывания тормозной системы за счет люфтов и зазоров в тягах и рычагах, прогрессирующих во время эксплуатации автомобиля.
Гидравлический тормозной привод (рис. 24.3) имеет существенные преимущества по сравнению с механическим приводом, он обеспечивает плавность передачи силы торможения и равномерность распределения ее между правыми и левыми колесами.
Гидравлический привод применяется на легковых автомобилях и на грузовых небольшой и средней грузоподъемности.
Пневматический привод позволяет получить наиболее эффективное торможение автомобиля и прицепа при небольшом усилии, приложенном к тормозной педали. В пневматическом тормозном приводе для создания усилия торможения используется предварительно сжатый компрессором воздух. Интенсивность торможения автомобиля и прицепа зависит от величины усилия, приложенного к педали, и регулируется тормозным краном. Пневматическая система является наиболее надежной и эффективной по сравнению с механической и гидравлической системами привода тормозов, однако она имеет следующие недостатки: а) по сравнению с гидравлической она вводится в действие с некоторым запаздыванием (сказывается сжатие воздуха в системе) и срабатывает менее плавно; б) при торможении автопоездов по причине значительной длины воздухопроводов трудно достичь требуемой последовательности включения передних и задних тормозов. Несмотря на некоторые недостатки, все современные автомобили большой грузоподъемности (ЗИЛ, ЯАЗ, МАЗ и др.), а также автомобили, работающие с прицепами, полуприцепами, и автопоезда оборудуются пневматической системой привода тормозов, которая состоит из: воздушного компрессора с регулятором давления, баллонов со сжатым воздухом, кранов управления, тормозных колесных воздушных камер, воздухопроводов, манометра и др.
Регулятор тормозных силавтомобиля служит для автоматического изменения тормозных сил в зависимости от двух параметров: нагрузки на задних колесах и замедления.
Регулятор тормозных сил конструктивно представляет собой клапан, который обслуживает перемещение кузова относительно заднего моста. Считается, что самый короткий тормозной путь тогда, когда все колеса находятся на грани блокировки, т. е. когда распределение тормозных сил соответствует нагрузке на осях. Но на практике распределение веса зависит от загрузки машины и от перераспределения веса при «клевке» в начале торможения. В этом случае (при «клевке») передние колеса нагружаются больше, а задние разгружаются.
Антиблокировочная система (ABS/АБС) на «разбили.ру»
Система ABS (или антиблокировочная система тормозов) в принципе делает то же самое, что и опытный автолюбитель в экстренной ситуации. Только точнее, быстрее и эффективнее и, что самое главное, без участия водителя. Стоит отметить, что антиблокировочная система за одну секунду делает до двадцать пять циклов подтормаживания это недостижимый результат даже для автоспортсменов.
Конструкция ABS/АБС.
Конструкция антиблокировочная системы достаточно проста, но требует высокого уровня мастерства проектировщика и производителя. Простейшая антиблокировочная система имеет электронный блок управления, управляющий гидромодулем, который включен в штатную тормозную систему, датчик вращения колес и зубчатый диск, который установлен на оси колеса и вместе с ним вращается.
Принцип действия антиблокировочной системы.
Система функционирует так: при торможении датчик отсчитывает скорость вращения колеса, и когда колеса блокируются, аппаратура сигнализирует блоку управления, который незамедлительно дает команду гидромодулю, чтобы тот снизил давление тормозной жидкости. В процессе уменьшения давления тормозные колодки отпускают заблокированные колеса, и они начинают вращение - сцепление колес с дорожным покрытием и контроль над автомобилем остались на безопасном уровне. Водитель может продолжать держать педаль тормоза нажатой, при этом цикл будет повторяться много раз подряд.
Тормозной путь авто с антиблокировочной системой на скользком дорожном покрытии по сравнению с таким же, но без этой системы, в среднем уменьшается на 10-15%. И зачастую это как раз те пять, а то и десять метров, отделяющих авто от столкновения.
