Устройство автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

1. Основные части и агрегаты автомобиля

1.1 Основные части и агрегаты автомобиля

1.2 Виды безопасности автомобилей

1.3 Типы отечественных автомобилей и прицепов

2. Характеристика роторно-поршневого двигателя

2.1 Достоинства и недостатки РПД

2.2 История изобретения и отец двигателя

3. Назначение и основные типы трансмиссий

4. Автоматическая коробка передач

5. Назначение, устройство и принцип работы системы обнаружения возможных дорожных пробок от компании Honda

5.1 Система Алколок

5.2 Назначение, устройство и принцип работы системы активного шумоподавления

6. Система распределения тормозных усилий

6.1 EDS (ElektronischeDifferentialsperre) - электронная блокировка дифференциала

7. Классификация и устройство тормозных систем

8. Устройство тормозных кранов автомобилей МАЗ-6516 и Урал-6367

Список используемых источников

автомобиль прицеп трансмиссия тормозной



1.Основные части и агрегаты автомобиля

1.1Основные части и агрегаты автомобиля

Автомобиль состоит из трёх основных частей:

Двигатель.

Схема устройства двигателя автомобиля в поперечном разрезе.

На схеме показаны основные части двигателя автомобиля: распределительный вал, коромысло, клапан, головка цилиндра, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, поддон картера.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля.

Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используются стартер - обычно электрический двигатель, проворачивающий коленчатый вал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС (пускач).

Существуют следующие типы двигателей (ДВС):

бензиновые; дизельные; газовые; газодизельные; роторно-поршневые

Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.д.

Бензиновые и дизельные двигатели:

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания - наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания.

Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. В первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения.

Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо. Двигатель автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под высоким давлением и температуры, которые обеспечивает поршневая группа

Газовые двигатели

Газовые двигатели используют газ в качестве топлива - сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторнымбензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

Шасси.

Шасси автомобиля включает в себя элементы силовой передачи или трансмиссии, ходовую часть и механизмы управления.

Силовая передача передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам автомобиля.

Составными частями силовой передачи являются:

» сцепление

» коробка передач

» карданная передача

» главная передача

» дифференциал

» приводные валы

Узел сцепления служит для кратковременного разъединения двигателя от коробки передач и в дальнейшем, их плавного соединения при переключении передач, а также , в тот момент, когда транспортное средство трогается с места.

Коробка передач

Коробка передач позволяет изменять величину крутящего момента, который передается от коленчатого вала двигателя к карданному валу.

Блок коробки передач позволяет на длительное время отключать соединение двигателя с карданной передачей и обеспечивает возможность движение автомобиля задним ходом.

Карданная передача

Основное назначение карданной передачи состоит в том, чтобы обеспечить возможность передачи крутящего момента от коробки передач к главной передаче под изменяющимся углом.

Главная передача

Основное назначение главной передачи - обеспечить с минимальными потерями передачу крутящего момента под прямым углом от карданного вала через дифференциал к приводным валам ведущих колес и увеличения крутящего момента.

Дифференциал автомобиля

Дифференциал обеспечивает возможность вращения ведущих колес с разной частотой вращения при движении автомобиля на поворотах и по неровной дороге.

Устройство ходовой части автомобиля

Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней осей, которые соединяются с рамой системой подвески. В подвеску входят упругие элементы, такие как рессоры, цилиндрические пружины, пневматические баллоны и амортизаторы.

У большей части легковых автомобилей роль рамы выполняет несущий кузов.

Механизмы управления автомобилем

Устройства управления автомобиля включают в себя рулевое управление, связанное с передними колесами рулевым приводом и тормозную систему. В современных транспортных средствах активно используются бортовые компьютеры, которые контролируют в некоторых случаях процесс управления и вносят необходимые корректировки.

Элементы рулевого управления позволяют совершать поворот передних колес, тем самым, изменяя направления движения автомобиля.

Конструктивные особенности, заложенные в реализацию тормозной системы автомобиля, должны обеспечивать быстрое снижение скорости движения автомобиля и полную остановку без потери управления, а также удержание транспортного средства в неподвижном состоянии.

Кузов.

Предназначен для размещения пассажиров и перевозимого груза и водителя. Кузов современного легкового автомобиля обычно является несущим, состоящим из отдельных панелей, соединённых сваркой. В состав кузова входят и такие элементы, как двери, крылья, крышка багажника. Первые автомобили обычно представляли собой открытые бывшие конные экипажи с мотором, конструкция которых не соответствовала требованиям нового вида транспорта. Т.к. автомобильные кузова строились в основном на том же производстве, что и кареты, пролётки, в новую продукцию перекочевали многие заимствования, термины и названия. Не обошлось и без курьёзов. В 1894 г. немецкий инженер Г. Даймлер выпустил автомобиль с кузовом, названным «Визави». Пассажиры сидели на передних сиденьях лицом друг к другу, а водитель располагался на заднем.

Кузова современных легковых автомобилей весьма разнообразны. Несмотря на некоторые разночтения в национальных названиях, существует устоявшийся перечень типов кузовов, которому следуют в большинстве стран, в т. ч. и в России. Седан - закрытый кузов с двумя (иногда с тремя) рядами сидений и с четырьмя (реже с двумя или с шестью) дверями. Этот тип кузова можно считать основным. Если часть крыши седана открывается над задним сиденьем - это уже ландо, если над передним - брогам, а если имеется съёмная середина крыши - тарга. При полностью открывающемся мягком тенте кузов называется кабриолет. Если же снимается жёсткий верх - кабриолет-хардтоп. Универсал - это седан с пристройкой над багажником, что создаёт обширное багажное отделение за задним сиденьем. Само название говорит о том, что такой легковой автомобиль может использоваться в качестве грузопассажирского. Фургон получается из универсала, если заделать задние двери и окна. Если же сзади кабины водителя устраивается грузовая платформа - это пикап. Купе - двухдверный закрытый кузов, обычно с глухими (не опускающимися) задними боковыми окнами. Такой же двухдверный двухместный открытый кузов с мягким складывающимся тентом называется родстер. Комби - грузопассажирский кузов, имеющий заднюю дверь. Это название не прижилось у нас, чаще употребляется хэтчбек; принципиально не отличается от универсала. Лимузин - закрытый кузов, имеющий жёсткую или убирающуюся перегородку за передним сиденьем, отделяющую водителя от пассажиров. Это прямой потомок кареты, в которой пассажиры сидели внутри, а кучер - снаружи, за стенкой. Фаэтон - кузов с мягким складывающимся верхом. Отличается от кабриолета съёмными, а не опускающимися боковыми окнами и стойками. Разновидность его - фаэтон-универсал - грузопассажирский кузов со складной по всей длине крышей и съёмными боковыми окнами. Такие кузова имеют некоторые джипы. Минивэн (бескапотный кузов) - среднее между легковым автомобилем и очень маленьким автобусом.

Основные типы кузовов легковых автомобилей:седан; кабриолет; универсал; фаэтон; фургон; фаэтон-универсал

Кузов грузового автомобиля включает в себя кабину, собственно кузов (платформа, фургон, цистерна и т. п.) и оперение (крылья, капот, подножки). Кабины обычно цельнометаллические, двух - и многоместные. В кабинах магистральных тягачей, совершающих дальние рейсы, обычно оборудуются спальные места. Грузовой кузов может быть универсальным или специализированным. Универсальный кузов, представляющий собой грузовую платформу с бортами или фургон, позволяет перевозить различные по форме и размерам грузы. Номенклатура специальных кузовов обширнее. Это самосвалы для сыпучих грузов, изотермические кузова для продуктов, цистерны и т. п. Кузов крепится к раме автомобиля при помощи надрамника, состоящего из продольных брусьев и поперечин, стремянками. Напр., в состав грузовой платформы входят пол и борта, которые откидываются на петлях и фиксируются затворами.

Классы автомобилей Наша таблица классов автомобилей более подробно остановится на Европейской системе классификации, поскольку она является самой распространенной и довольно широко используется и в России. В ее основе лежат именно габариты авто. Класс А Здесь располагаются самые миниатюрные автомобили. Их дли не более 3,6 метров, ширина не должна быть больше 1,6 метров. На таких машинках по горам не поедешь, зато в городских условиях - она просто незаменима. К такому типу машин относятся наша «Ока», “Ford K”, “Smart”. Класс В Этот класс имеет большую популярность в Европе - большая часть представителей этого класса имеет кузов типа хетчбэк. Длина такой машинки больше, чем у класса А, но не более 3,9 м; В ширину не более 1,7 м. Этот класс представляют такие машины, как “FiatPunto”, “Таврия”, “OpelCorsa”. Класс С В народе его называют «Гольф-классом». Длина соответственно не более 4,4 м, в ширину от 1,6 до 1,75 м. Представляют этот класс старые знакомые «Жигули» любой модели, “VW Golf”. Кстати этот класс уже относится к среднему, но его можно назвать низшим средним классом. Класс D Это наиболее востребованный тип авто, который имею тенденцию пополняться новой моделью раз в пол года. Это самый средний класс. Тем не менее по комфорту и удобству - самый лучший выбор. Длина такого автомобиля колеблется от 4,4 метров до 4,7 в ширину такая машинка от 1,7 до1,8 метров. Самые яркие представители класса: «Волга», но не все модели - начиная с ГАЗа 24 и до ГАЗа-3110, ”OpelVektra”, “Audi A4?. Класс Е Считается высшим средним классом. Намного комфортабельнее своего предшественника. Основные параметры: длина авто более 4,6 метров, ширина от 1,7 метров. Представители: “BMW» серии №5, “RenaultSafrane”, “MB класса-Е”,. Класс F Представительский класс или проще «люкс». В этой машине сосредоточено все самое лучшее, что, естественно сказывается на цене. К таким машинкам относится “BMW”, “Jaguar XJ8?, не смейтесь, но к люкс-классу также относится и “Чайка” ГАЗ-13 и ГАЗ-14. Исключения Как и во всем, у машин имеются свои исключения, которые не относятся не кодному из перечисленных типов. Например «Кабриолет», машины типа «Купе» или же УПВ - «Универсалы повышенной вместимости», стоит отметить отдельным типом и «Внедорожник» , уж тут габариты самые заметные.

Таблица классификации автомобилей



1.2Виды безопасности автомобилей

Активная безопасность автомобиля

Активная безопасность автомобиля - это совокупность его конструктивных и эксплуатационных свойств, направленных на предотвращение и снижение вероятности аварийной ситуации на дороге.

В число систем активной безопасности автомобиля входят:

1) Антиблокировочная система тормозов - это система, которая предотвращает блокировку колес автомобиля при торможении.

Ее основное предназначение в том, чтобы предотвратить потерю управления транспортным средством при резком торможении, а также избежать скольжения автомобиля.

Система АБС существенно сокращает тормозной путь и позволяет водителю сохранить сохранять контроль над автомобилем во время экстренного торможения, то есть при наличии данной системы возможным становится совершениерезких маневров в процессе торможения.

АБС - это существенный плюс в обеспечении активной безопасности транспортных средств.

Сейчас АБС может включать в себя также антипробуксовочную систему, систему электронного контроля устойчивости и систему помощи при экстренном торможении.

Помимо автомобилей, АБС устанавливается также на мотоциклах, прицепах и колесном шасси самолетов

2) Антипробуксовочная система (Противобуксовочная система,Система контроля тяги) - предназначена для устранения потери сцепления колес с дорогой при помощи контроля над буксованием ведущих колес.

АПС значительно упрощает управление автомобилем на влажной дороге или в иных условиях недостаточного сцепления.

3) Электронный контроль устойчивости (Система курсовой устойчивости) - это активная система безопасности, которая позволяет предотвратить занос автомобиля посредством управления компьютером момента силы колеса (одновременно одного или нескольких). Является вспомогательной системой автомобиля.

Данная система стабилизирует движение в опасных ситуациях, когда вероятна или уже произошла потеря управляемости автомобилем. ЭКУ является одной из наиболее эффективных систем безопасности автомобиля.

4) Система распределения тормозных усилий.

Данная система является продолжением системы AБС (Антиблокировочной системы тормозов). Отличается тем, что помогает водителю управлять автомобилем постоянно, а не только в случае экстренного торможения. Так как степень сцепления колес с дорогой разная, а тормозное усилие, передаваемое на колеса, одинаковое, система распределения тормозных усилий помогает автомобилю сохранить устойчивость при торможении, анализируя положение каждого колеса и дозируя тормозное усилие на нем.

Система помогает сохранить траекторию, уменьшает вероятность заноса или сноса при торможении в повороте и на смешанном покрытии.

5) Электронная блокировка дифференциала

В первую очередь дифференциал необходим для передачи крутящего момента от коробки передач к колесам ведущего моста. Он работает, когда ведущие колеса прочно сцеплены с дорогой. Но, в ситуациях, когда одно из колес оказывается в воздухе или на льду, то вращается именно это колесо, в то время как другое, стоящее на твердой поверхности, теряет всякую силу.

Блокировка дифференциала необходима для передачи крутящего момента обоим его потребителям (полуосям или карданам).

Помимо вышеперечисленных систем активной безопасности автомобиля существуют также вспомогательные системы. К ним относят:

Парктроник(Парковочный радар, Акустическая Парковочная Система, Ультразвуковой датчик парковки). Система при помощи ультразвуковых датчиков измеряет дистанцию от автомобилядо ближайших объектов. Если автомобиль парковке находится на «опасном» расстоянии от препятствий, система издает предупреждающий звук или отображает информацию о дистанции на дисплее.

Адаптивный круиз-контроль Круиз-контроль - это устройство, которое поддерживает постоянную скорость автомобиля, автоматически прибавляя ее при снижении скорости движения и уменьшая скорость при ее увеличении.

Система помощи при спуске.Система помощи при подъеме.

Стояночный тормоз (Ручной тормоз, ручник) -- система, которая предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоянии относительно опорной поверхности. Ручной тормоз помогает при затормаживании автомобиля на стоянках и удержании его на уклонах.

Пассивная безопасность автомобиля

Кроме того, помимо активной безопасности существует и пассивная безопасность автомобиля - это совокупность конструктивных и эксплуатационных свойств автомобиля, направленных на снижение тяжести аварии.

Она включает в себя следующие элементы: ремни безопасности и подушки безопасности; подголовники сидений, защищающие от серьезных травм шею пассажира при столкновении задней частью автомобиля; энергопоглощающие элементы передней и задней частей автомобиля, сминающиеся при ударе (бамперы); сминаемые или мягкие элементы передней панели; складывающуюся рулевую колонку; травмобезопасный педальный узел (при столкновении педали отделяются от мест крепления и уменьшают риск повреждения ног водителя);безопасные стекла, которые при разрушении рассыпаются на множество неострых осколков и триплекс; увод двигателя и других агрегатов под днище автомобиля для предотвращения их проникновения в салон при аварии и др.

Таким образом, система пассивной безопасности помогает водителю и пассажирам выжить в случае аварии и избежать серьезных травм.

К слову сказать, размер автомобиля и целостность его каркаса также являются важным средством пассивной безопасности.При столкновении детали каркаса не должны изменять свою форму, в то время как другие детали должны поглощать энергию удара.Именно поэтому перед тем как пойти в производство, структурная целостность каркаса для каждого автомобиля тестируется. Каждый тип автомобиля разрабатывается с учетом требований пассивной безопасности, а их уровень проверяется при помощи краш-тестов.

1.3 Типы отечественных автомобилей и прицепов

Автомобили могут эксплуатироваться с прицепом, полуприцепом или прицепом-роспуском.

Прицеп -- это буксируемое транспортное средство без водителя, в котором лишь незначительная часть его полной массы передается на буксирующий автомобиль.

Полуприцеп -- это буксируемое транспортное средство без водителя, значительная часть полной массы которого передается на буксирующий автомобиль.

Прицеп-роспуск -- это прицеп, предназначенный для перевозки длинномерных грузов, часто имеющий дышло изменяющейся длины.

Автомобиль, буксирующий прицеп, полуприцеп или прицеп-роспуск, называется тягачом.

Тягач, предназначенный для буксировки полуприцепа, оборудуется опорно-сцепным устройством (другое название седельно-сцепное устройство или просто седло) и называется седельным тягачом.

Состав транспортных средств, состоящий из тягача и буксируемого им одного, двух или нескольких прицепов (полуприцепов, прицепов-роспусков), называется автопоездом (автомобильным поездом).

Грузовые прицепы и полуприцепы, так же, как и грузовые автомобили, могут быть общего назначения и специализированными.

Подвижной состав автомобильного транспорта состоит из автомобилей различных типов, а также прицепов и полуприцепов, буксируемых автомобилями. Применение автопоездов позволяет увеличить производительность подвижного состава и снизить себестоимость перевозок.

Рис. 1. Прицепной состав: а - одноосный прицеп; б - двухосный прицеп; в - прицеп-роспуск; г - двухосный полуприцеп

Для соединения с автомобилем - тягачом прицепы имеют дышло 2 (рис. 1). Дышло соединяют с тягачом при помощи тягово-сцепного устройства (ТСУ). Тягово-сцепные устройства могут иметь различную конструкцию. Требования к тягово-сцепным устройствам изложены в Правилах № 55, 102 Европейской экономической комиссии Организации объединённых наций.

Полуприцепы оборудуются опорной площадкой, в центре которой располагается шкворень 5 (рис. 1, г), который входит в пазы захватов опорно-сцепного устройства тягача. Опорно сцепное устройство иначе называется седельно-сцепным устройством или просто седлом. Тягач, предназначенный для буксировки полуприцепа и имеющий опорно сцепное устройство, называется седельным тягачом. Отцепленный от седельного тягача полуприцеп опирается на поддерживающую стойку (суппорт) 4 (см. рис. 1, г).

Прицеп-роспуск (рис.1, в) применяют для перевозки длинномерных грузов. Грузы, уложенные в кузов автомобиля-тягача, поддерживаются прицепом-роспуском. Он имеет поворотный конник 3 -- опорную поворачивающуюся балку, обеспечивающую правильное размещение груза. Дышло 2 прицепа-роспуска выполняется иногда телескопическим (раздвижным).

Для обеспечения устойчивого положения в отцепленном состоянии одноосные прицепы могут иметь переднюю 1 (рис.1, а) и (или) заднюю подставки.



2. Характеристика роторно-поршневого двигателя

Что это такое РПД?

В классическом четырехтактном двигателе один и тот же цилиндр используется для различных операций - впрыск, сжатие, сжигание и выпуска. В роторном же двигателе каждый процесс выполняется в отдельном отсеке камеры. Эффект мало чем отличается от разделения цилиндра на четыре отсека для каждой из операций.

В поршневом двигателе давление возникающее при сгорании смеси заставляет поршни двигаться вперед и назад в своих цилиндрах. Шатуны и коленчатый вал преобразуют это толкательное движение во вращательное, необходимое для движения автомобиля.

В роторном двигателе нет прямолинейного движения которое надо было бы переводить во вращательное. Давление образуется в одном из отсеков камеры заставляя ротор вращаться, это снижает вибрацию и повышает потенциальную величину оборотов двигателя. В результате всего большая эффективность, и меньшие размеры при той же мощности, что и обычного поршневого двигателя.

Как работает РПД?

Функцию поршня в РПД выполняет трехвершинный ротор, преобразующий силу давления газов во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора (наружного корпуса) обеспечивается парой шестерен, одна из которых жестко закреплена на роторе, а вторая на боковой крышке статора. Сама шестерня неподвижно закреплена на корпусе двигателя. С ней в зацеплении находится шестерня ротора который с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг нее.

Вал вращается в подшипниках, размещенных на корпусе, и имеет цилиндрический эксцентрик, на котором вращается ротор. Взаимодействие этих шестерен обеспечивает целесообразное движение ротора относительно корпуса, в результате которого образуются три разобщенных камеры переменного объема. Передаточное отношение шестерен 2:3, поэтому за один оборот эксцентрикового вала ротор поворачивается на 120 градусов, а за полный оборот ротора в каждой из камер совершается полный четырехтактный цикл.

Газообмен регулируется вершиной ротора при прохождении ее через впускное и выпускное окно. Такая конструкция позволяет осуществлять 4-тактный цикл без применения специального механизма газораспределения.

Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Крутящий момент получается в результате действия газовых сил через ротор на эксцентрик вала Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск - принципиально такие же, как и у обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания

2.1 Достоинства и недостатки РПД

Все части роторного двигателя постоянно вращаются в одном направлении, что не создает вибрации, связанной с переменным направлением движения поршней, присущей обычным двигателям.

Наряду с несомненными достоинствами у двигателя Ванкеля существуют и серьезные конструктивные недостатки, преодолеть которые крайне сложно.

Камера сгорания роторного двигателя имеет в плане форму серпа. Поэтому при том же объеме, что и у цилиндрической камеры обычного мотора, площадь ее поверхности намного больше.

Следствие -- большая теплонагруженность двигателя и меньший тепловой КПД.

Кроме того, серповидная форма не позволяет организовать вихревое наполнение камеры сгорания, чтобы добиться полного сгорания топливовоздушной смеси.

Отсюда худшая, по сравнению с поршневыми моторами, экономичность и проблемы с выбросом вредных веществ.

Столь же обширен список технологических недостатков. На первом месте -- сам процесс изготовления статора сложной формы с износостойкой рабочей поверхностью.

Трудность еще и в том, что статор должен успешно противостоять температурным деформациям: в отличие от обычного мотора, где теплонагруженная камера сгорания частично охлаждается в фазе впуска и сжатия свежей рабочей смесью, здесь процесс сгорания всегда происходит в одной части двигателя, а впуск -- в другой.

Еще одна проблема -- уплотнения ротора. Если в поршневом моторе кольца соприкасаются с зеркалом цилиндра только одной рабочей кромкой и под постоянным углом, то уплотнения на вершинах ротора касаются статора под постоянно изменяющимися углами, что приводит к большим нагрузкам на их грани.

Кроме того, эти уплотнения работают в условиях ограниченной смазки и плохого теплоотвода -- для их смазывания приходится дополнительно впрыскивать масло прямо во впускной коллектор. Нетрудно догадаться, что экологических показателей мотора это тоже не улучшает.



2.2 История изобретения и отец двигателя

Феликс Генрих Ванкель (нем. FelixHeinrichWankel, 13 августа 1902, Лар (Шварцвальд) -- 9 октября 1988, Гейдельберг) -- немецкий конструктор двигателей. Соавтор изобретения роторно-поршневого двигателя (так называемого двигателя Ванкеля), конструкция которого показана в 1957 вместе с инженером компании NSU Вальтером Фройде (W.Froude), которому и принадлежала идея данной конструкции двигателя.Ванкель всю свою жизнь работал над созданием другого мотора с простым вращением взаимодействующих роторов.

Вместе с Вальтером Фройде и своей группой он провел обширные исследования механических уплотнений вращающихся клапанов (золотников). Они сформулировали также требования к эффективным подвижным уплотнениям. В этой области следует также отметить важную роль группы В. Бензингера (W.Benzinger) фирмы Daimler-Benz.

Технические характеристики роторно-поршневого двигателя (рпд) ВАЗ-4132 и ВАЗ-415

Параметры	ВАЗ-4132	ВАЗ-415
Число секций	2	2
Рабочий объем камеры двигателя, куб.см	1,308	1,308
Степень сжатия	9,4	9,4
Номинальная мощность,кВт(л.с.)/мин-1	103(140)/6000	103(140)/6000
Максимальный крутящий момент, Н*м(кгс*м)/мин-1	186(19)/4500	186(19)/4500
Минимальная частота вращения эксцентрикового вала на холостом ходу, мин-1	1000	900
Масса двигателя, кг	136	113
Габаритные размеры, мм Высота Ширина длина	560 546 495	570 535 665
Минимальный удельный расход топлива (по ВСХ), г/кВт*ч (г/л.с.*ч)	312.2(230)	312.2(230)
Расход масла в % от расхода топлива	0,7	0,6
Ресурс двигателя до первого капитального ремонта, тыс. км	125	125

НазначениеВАЗ-21059/21079ВАЗ-2108/2109/21099/2115/2110

Выпускаемые модели

Модель Двигатель РПДВремя разгона 0-100, сек

Максимальная скорость, кмч

ВАЗ 21018ВАЗ-311-160

ВАЗ 21019ВАЗ-411-178

ВАЗ 21059ВАЗ-41329180

ВАЗ 21079ВАЗ-41329180

ВАЗ 2108-91ВАЗ-4158200

ВАЗ 2109-91ВАЗ-4159190

ВАЗ 21099-91ВАЗ-4159190

ВАЗ 2110-91ВАЗ-4159190

ВАЗ 2115-91ВАЗ-4159190



3. Назначение и основные типы трансмиссий

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче крутящего момента происходит его изменение и распределение между ведущими колесами. Изменение крутящего момента в трансмиссии можно оценивать ее передаточным числом, равным отношению частот вращения коленчатого вала двигателя и ведущих колес, если не учитывать потери энергии в трансмиссии.

Разделив крутящий момент, подведенный к ведущим колесам, на радиус колес, получим силу тяги Рт, т. е. силу, обеспечивающую движение автомобиля в результате взаимодействия колес с дорогой. Сила тяги затрачивается на преодоление сил сопротивления движению: силы сопротивления качению колес, силы сопротивления воздуха, силы сопротивления подъему и силы сопротивления разгону. Сумма сил сопротивления движению может меняться в широких пределах в зависимости от условий движения. Соответственно должна изменяться сила тяги на ведущих колесах, главным образом вследствие изменения крутящего момента в трансмиссии. Сила тяги ограничивается сцеплением ведущих колес с дорогой. Максимальная сила тяги равна произведению коэффициента сцепления колеса с дорогой па сцепной вес, т. е. на часть веса автомобиля, приходящуюся на ведущие колеса. Наибольшая сила тяги может быть реализована при наличии на автомобиле привода ко всем колесам. Для движения по дорогам с твердым покрытием достаточно двух ведущих колес.

Трансмиссии по характеру связи между двигателем и ведущими колесами разделяют на механические, гидрообъемные, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические).

Наибольшее распространение на современных автомобилях получили механические трансмиссии, которые могут быть выполнены по различным схемам в зависимости от назначения автомобиля, расположения на нем двигателя ведущих колес. Для оценки трансмиссии и для характеристики автомобиля применяют колесную формулу.

Трансмиссия автомобиля 4Ч2: а -- схема трансмиссии; б-- эпюра моментов; I-III -- передачи.

Механические трансмиссии.

Для автомобилей с колесной формулой 4Ч2 наиболее часто применяется схема с передним размещением двигателя, задними ведущими колесами и с центральным относительно продольной оси расположением основных частей трансмиссии (ВАЗ-2105 «Жигули», ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, МАЗ-5335 и др.). Крутящий момент от двигателя 1 (рис., а) через сцепление 2 передается к коробке передач 3. В коробке передач крутящий момент изменяется в соответствии с включенной передачей (рис., б). Водитель выбирает передачу в зависимости от условий движения. Сцепление и коробка передач обычно конструктивно объединены в один блок с двигателем, образуя силовой агрегат. От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 (рис., а) передается к главной передаче 6, в которой он увеличивается, и далее через дифференциал 7 и полуоси 8 подводится к ведущим колесам. Дифференциал распределяет момент между правым и левым колесами (моменты Мп и Мл). Главная передача, дифференциал и полуоси, размещенные в общем картере, составляют ведущий мост 5.

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4Ч2 часто выполняют по другой схеме: с расположением двигателя, сцепления и коробки передач непосредственно у ведущего моста: задние ведущие колеса и двигатель сзади, как у автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» (рис., а) или передние ведущие колеса и двигатель впереди, как у автомобиля ВАЗ-2108 «Спутник» (рис., б). При такой схеме трансмиссии не нужна карданная передача между коробкой передач и ведущим мостом. Привод ведущих колес осуществляется не полуосями, а карданными передачами. В приводе к ведущим управляемым колесам устанавливают карданные шарниры б равных угловых скоростей.

На рисунке, (в) показана механическая трансмиссия автомобиля 4Ч4. По сравнению с трансмиссией автомобиля 4 х 2 в нее дополнительно входят раздаточная коробка 7, от которой крутящий момент подводится как к переднему, так и к заднему ведущим мостам отдельными карданными передачами 4. Передний ведущий мост кроме главной передачи, дифференциала и полуосей в приводе колес имеет карданные шарниры 6, которые обеспечивают возможность подведения крутящего момента к передним ведущим управляемым колесам. Иногда в раздаточных коробках устанавливают межосевой дифференциал 8 (рис., д), распределяющий крутящий момент между ведущими мостами в определенной пропорции.

В механических трансмиссиях трехосных автомобилей крутящий момент к промежуточному и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом (рис., г) или раздельно двумя валами (рис., д). В первом случае главная передача промежуточного моста имеет проходной ведущий вал. В раздаточных коробках трехосных автомобилей со всеми ведущими колесами предусмотрено устройство для выключения привода переднего моста (ЗИЛ-131) или установлен межосевой дифференциал («Урал-375»), распределяющий крутящий момент в определенной пропорции между передним и двумя другими ведущими мостами. При раздельном приводе промежуточного и заднего мостов раздаточная коробка может иметь межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между этими двумя мостами. В трансмиссиях некоторых трехосных автомобили, выполненных по схеме (рис., г), межосевой дифференциал иногда установлен в картере промежуточного моста (КамАЗ-5320).

У автомобилей с колесной формулой 8Ч8 при необходимости увеличения базы (расстояния между крайними осями) применяют обычно потележечное расположение ведущих мостов, т. е. сближают первый мост со вторым и третий с четвертым. Управляемыми выполняют колеса двух передних мости. При этом необходимы три раздаточных коробки с дифференциалами: одна межтележечная и две межосевые, соединенные карданными передачами. На таких автомобилях иногда применяют два двигателя (рис., ж). В этом случае не нужна межтележечная раздаточная коробка, но необходимы два сцепления и две коробки передач. Межосевые раздаточные коробки целесообразно ставить не между мостами тележек, а между первым -- третьим и вторым -- четвертым мостами, как показано на рисунке, (ж). При двух двигателях имеется возможность движения при одном работающем двигателе.

Оригинальная схема трансмиссии применена у автомобиля БАЗ-135 Л (рис., з) -- бортовая, а не мостовая, как у всех описанных выше автомобилей с механической трансмиссией. При мостовой схеме крутящий момент подводится к каждому ведущему мосту, а затем распределяется между левым и правым ведущими колесами данного моста. При бортовой схеме крутящий момент сначала подводится к каждому борту (через межбортовую раздаточную коробку), а затем распределяется между колесами данного борта. При двух двигателях межбортовая раздаточная коробка не нужна, но нужны две бортовые раздаточные коробки, через которые от правого двигателя крутящий момент подводится к колесам правого борта, а от левого двигателя -- к колесам левого борта. В трансмиссии БАЗ-135Л нет ни одного дифференциала. При этом главная передача размещается у каждого ведущего колеса и состоит из колесного редуктора 11 и бортовой передачи 12. У автомобиля БАЗ-135Л управляемыми выполнены колеса первой и четвертой осей, поэтому колеса средних осей сближены, а крайних разнесены.

Все более широкое распространение на автомобилях получают гидромеханические коробки передач, в которые входят гидротрансформатор и механическая коробка передач. Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления 2 (см. рис., а). Крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов (ЗИЛ-114, БелАЗ-540, автобусы ЛиАЗ-677 и др.). Такая трансмиссия называется комбинированной (гидромеханической).

Гидрообъемные и электрические трансмиссии.

Структурные схемы таких трансмиссий одинаковы. В первом случае насос 9 (рис., е), приводимый в работу от двигателя внутреннего сгорания, соединен трубопроводами с гидромоторами 10, валы которых соединены с ведущими колесами автомобиля. Гидростатический напор жидкости, создаваемый насосом, реализуется в виде крутящего момента на валах гидромоторов. В электрических трансмиссиях двигателем внутреннего сгорания приводится в работу генератор 9 (рис., е), ток от которого поступает к электродвигателям 10. Ведущие колеса с гидромоторами или электродвигателями, устанавливаемыми в них, называют гидромотор-колесами или электромотор-колесами. При применении быстроходных гидромоторов и электродвигателей в ведущих колесах используют зубчатые понижающие передачи -- колесные редукторы.

Трансмиссии автопоездов.

На автопоездах, состоящих из тягача и прицепа (полуприцепа) и предназначенных для движения по дорогам с твердым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль-тягач. На автопоездах, предназначенных для движения по бездорожью, для повышения проходимости прицепы (полуприцепы) часто имеют ведущие мосты, мощность к которым подводится от двигателя тягача через механическую, гидравлическую или электрическую передачи.

Привод дополнительного оборудования, например лебедки, насоса подъема платформы и т. д., осуществляют с помощью коробки отбора мощности, которую присоединяют к коробке передач.

Схемы трансмиссий:

а, б -- механической автомобиля 4 х 2; в -- механической автомобиля 4Ч4; г -- механической автомобиля 6Ч4; д -- механической автомобиля 6Ч6; е -- гидрообъемной и электрической автомобиля 4Ч2; ж и з -- механической автомобиля 8Ч8; обозначение позиций 1 -- 5 см. на рисунке.



4. Автоматическая коробка передач

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи - дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП

1. Гидротрансформатор (ГТ) - соответствует сцеплению в механической трансмиссии , но не требует непосредственного управления со стороны водителя.

2. Планетарный ряд - соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.

3.Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион - компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.

4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.

Гидротрансформатор (или torqueconverter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться.

Гидротрансформатор

Планетарный ряд. В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

Планетарный ряд.

Составные части фрикциона. Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dishedplate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Составные части фрикциона

Тормозная лента. Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Тормозная лента.

Работа трансмиссии. Режимы pаботы.

Р - парковка. В этом положении включен трансмиссионный тормоз, удерживающий машину во время стоянки. Двигатель работает на холостом ходу. Этого тормоза достаточно на ровном месте. В ином случае сначала затяните ручной тормоз и затем включите трансмиссионнный - Р. В этом положении рычага можно запускать двигатель.

R - задний ход. Это положение следующее по ходу рычага. Его можно включать только при полной остановке автомобиля, иначе поломки не избежать.

N - нейтраль. Здесь все понятно: вращение от двигателя не передается к ведущим колесам и незаторможенная машина может свободно катиться. В данном положении, как и положении Р, возможен пуск двигателя. Во время движения автомобиля включать нейтраль не рекомендуется. Но если это все же произошло, необходимо сбросить газ и только после того, как упадут обороты, включите нужную передачу.

D - движение. Положение для езды. В этом случае обеспечивается оптимальный режим работы двигателя и движения автомобиля в нормальных условиях. В автоматическом режиме последовательно включаются все передачи (обычно их четыре). Автомобиль начинает движение со второй передачи- это обусловлено работой гидротрансформатора. Первую передачу при необходимости включает только "кик-даун". Торможение двигателем в данном положении рычага достаточно эффективно.

S (либо цифра 3) - диапазон пониженных передач. В это положение рекомендуется переводить рычаг на дороге с небольшими подъемами и спусками. Высшая передача в данном случае - третья. Первую передачу можно включить с помощью "кик-даун". В положении S торможение двигателем еще более эффективно, чем в положении D.

L (либо цифра 2) - второй диапазон пониженных передач. Используется для езды в тяжелых условиях, например, в горах. В этом положении включается только первая (для трогания с места) и вторая передачи. Торможение двигателем еще эффективнее, чем в положении S. Если при наборе скорости передвинуть рычаг в положение S, а затем обратно в L, то вторая передача включается раньше.

Следует отметить, что рычаг селектора автоматической коробки передач можно переводить из положения D в S и даже в L (соответственно 3 или 2) во время движения, например, при обгоне. Но так как в этот момент включится понижающая передача, есть опасность "перекрутить" двигатель. Чтобы этого не произошло, по меткам на шкале спидометра контролируйте предельную скорость на данной передаче, или следите за оборотами двигателя по тахометру, если таковой имеется. В некоторых моделях автомобилей автоматическая коробка передач имеет специальный режим W (winter-зима).

Разгон. Момент переключения передач в автоматической коробке зависит от скорости автомобиля, нагрузки на двигатель, от того, плавно или резко вы нажимаете на акселератор и, конечно же, от положения рычага селектора (он имеет такое название, поскольку предназначен для выбора режима работы коробки). Во время движения, если вы прибавляете "газ" понемногу, плавно надавливая на акселератор, каждая следующая (т.е. высшая) передача будет включаться, как только обороты двигателя станут достаточными для перехода на нее, и разгон автомобиля при этом происходит плавно. Если же вы нажимаете на педаль резко, то передачи станут переключаться несколько позднее, а разгон будет интенсивнее. На автоматических коробках передач последних годов выпуска имеются переключатели режима разгона: N-нормальный (либо Е - экономичный) и S - спортивный.

Кик-даун. Это устройство принудительно включает низшую передачу и позволяет достичь наибольшего ускорения. Принцип работы: резко нажимаете на педаль газа до упора, затем резко отпускаете- включается низшая передача и при дальнейшем нажатии на педаль автомобиль разгоняется с максимальным ускорением. Когда нужная скорость будет достигнута, сбрасывается газ - опять включается высшая передача, например,четвертая после третьей. При кратковременной остановке достаточно отпустить педаль акселератора и затормозить автомобиль ножным тормозом. Рычаг селектора при этом остается в положении для движения (D,S,L). Но обязательно удерживайте машину на месте, нажав на педаль тормоза, иначе автомобиль может тронуться, особенно если обороты холостого хода повышенные (например, в холодное время года). Такая особенность автоматической трансмиссии: даже на холостом ходу не исключается полностью передача крутящегося момента к ведущим колесам. При более продолжительной остановке с выключенным двигателем переведите рычаг на положение N. Остановившись на подъеме, удерживайте машину ножным тормозом. Маневрируя в ограниченном пространстве, контролируйте движение слегка отпуская педаль тормоза.



5. Назначение, устройство и принцип работы системы обнаружения возможных дорожных пробок от компании Honda.

Компания HondaMotor провела испытания своей системы предотвращения пробок на одном из платных шоссе близ Джакарты. Точнее сказать, новая программа не устраняет пробки, а снижает степень их тяжести и отдаляет время возникновения. Основан последний вариант такой системы на возможностях смартфона. С помощью приложения от Хонды он отслеживает характер ускорений и замедлений автомобиля и вычисляет, насколько данный стиль движения способствует или не способствует возникновению затора.

Слева: смартфон поощряет водителя двигаться дальше в том же темпе. Справа: смартфон просит водителя двигаться равномернее. При нормальной картине движения экран смартфона светится зелёным, а при неоптимальном режиме цвет меняется на синий. Основной принцип минимизации пробок в таком случае заключается в максимально возможном выравнивании скоростей движения соседних машин. Чем резче каждый последующий автомобиль в потоке вынужден тормозить, тем скорее возникнет пробка даже в относительно простой дорожной ситуации. Это похоже на рождение волны, прокатывающейся вдоль асфальтовой полосы.

Развитие ситуации без системы от Хонды (вверху) и с ней (внизу). Главное отличие: машина, оснащённая комплексом, движется равномернее, что влияет и на равномерность движения последующих автомобилей, даже лишённых такого помощника. Второй, более сложный вариант системы (а в ходе тестов проверялись оба), отличается связью смартфонов в машинах с «облачным» сервисом, сопоставляющим данные сразу с нескольких приборов и помогающим программам в каждой машине выдавать лучшие рекомендации. В дальнейшем аналогичную программу можно встроить непосредственно в автомобиль и увязать с работой активного круиз-контроля, дополнить световую индикацию звуковыми предупреждениями или вибрацией сиденья водителя. Японский эксперимент на индонезийском шоссе показал: автономные программы в смартфонах способны в среднем на 3 минуты и максимум на 6 минут задержать возникновение назревающего затора, повысить равномерность движения машин на 60% и улучшить экономичность на 20%. Аналогичная интерактивная система (со связью смартфонов и центрального сервера) оттягивала возникновение пробок в среднем на 4 минуты (максимум на те же 6 минут), повышала равномерность движения легковушек на 70%, а эффективность сжигания горючего в них повысилась на 22%.

...