 |
Трансмиссия автомобиля. Гидромеханическая трансмиссия.
|
|
|
|
Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи мощности от двигателя к ведущим колёсам, изменения частоты вращения колёс и подводимого к ним крутящего момента, как по величине, так и по направлению. По способу передачи энергии трансмиссии делятся на: механические, гидромеханические, гидрообъёмные и электромеханические.
2) Гидромеханическая трансмиссия. В гидромеханических трансмиссиях между двигателем и механической частью трансмиссии устанавливают гидротрансформатор или гидромуфту. В гидромеханической трансмиссии преобразователем величины момента является агрегат, включающий гидротрансформатор и ступенчатую механическую трансмиссию. Гидротрансформатор представляет собой гидродинамический преобразователь, плавно и автоматически изменяющий величину передаваемого момента в зависимости от нагрузки. Его конструкция и принцип действия будут рассмотрены в разделе «Устройство коробок передач». Коэффициент трансформации момента гидротрансформатора лежит в пределах 2,5 – 3. Более высокую трансформацию момента получают за счёт дополнительной механической коробки передач. Основное достоинство гидромеханической трансмиссии заключается в плавном автоматическом регулировании момента в зависимости от нагрузки, что уменьшает число переключений скоростей, снижает утомляемость водителя, улучшает динамику автомобиля, повышает долговечность двигателя. К недостаткам можно отнести меньший, в сравнении с механической трансмиссией, КПД и сложность конструкции.
Рис. 9. Схема гидромеханической трансмиссии:
1 — двигатель; 2 — гидромеханическая коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — полуоси.
|
|
|
Подвеска. Упругие элементы. Гасящие устройства
Подвеска служит для упругого соединения рамы или кузова с мостами (колесами) автомобиля, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде на неровности дороги. В состав подвески входят: направляющие устройства, упругие элементы, гасящие устройства, стабилизатор.
Упругие элементы
Упругие элементы смягчают вертикальные динамические нагрузки при движении автомобиля по неровной дороге, что улучшает плавность хода.
По типу упругих элементов подвески делят: рессорные, пружинные, торсионные, резиновые, пневматические и комбинированные.
9.2.1. Рессоры. В рессорной подвеске упругим элементом является листовая рессора, состоящая из собранных вместе отдельных листов выгнутой формы, рис. 9.5. Под действием динамической нагрузки листы рессоры сгибаются. Чем больше листов, тем мягче рессора. Листы рессоры при сборке стягивают центральным болтом 1. Для того чтобы листы не сдвигались в бок рис 9.6, один относительно другого применяют U – образные хомуты 1, рис. 9.6а, или специальные выштамповки рис. 9.6б.
Рессорные подвески делают обычно зависимыми. Рессоры располагают вдоль автомобиля и крепят к балке моста и к раме (кузову), рис. 9.7. Крепление к раме осуществляется с помощью ушков, образованных на коренных (самых длинных) листах рессоры, рис. 9.8. При больших нагрузках ушко усиливается отгибом последующих листов, рис. 9.8б и рис. 9.8в.
Рессоры одним ушком с помощью пальца шарнирно крепятся непосредственно к раме, а вторым соединяется с рамой через качающиеся серьги (рис. 9.7а), что позволяет ей изменять длину при прогибе. Крепление рессоры к балке моста (рис. 9.10) может быть 2-х типов: рессорная подушка 1 жестко крепится к балке 2, рис. 9.10а или рессорная подушка свободно устанавливается на балке и может поворачиваться вокруг нее, рис. 9.10б.
Первый способ применяется тогда, когда рессора передает реактивный и тормозной моменты, а второй – когда рессора разгружена от передачи моментов (например, при балансирной подвеске 2-х мостов). Несколько иначе осуществляется крепление рессоры при, так называемой, кантилеверной подвеске, рис. 9.7б. Здесь рессора одним концом крепится шарнирно к балке моста, а в средней части и вторым концом она соединяется с рамой, причем второй конец соединяется с рамой через качающуюся серьгу.
|
|
|
В грузовых автомобилях, у которых разница в нагрузке на рессору, при езде с грузом и без него велика, применяют подрессорник, рис. 9.11. Подрессорник устроен примерно также как основная рессора, только имеет меньшее число листов. Подрессорник крепят к балке моста и располагают над или под основной рессорой. На раме против концов подрессорника крепят упоры.
При полной загрузке в работу вступают подрессорники, а при неполной работает только основная рессора.
Основное преимущество рессорных подвесок заключается в том, что они выполняют одновременно роль упругих элементов и направляющего устройства. Кроме того, рессора частично выполняет функцию гасящего устройства, так как при прогибе листов они скользят друг относительно друга, при этом возникают силы трения и, кинетическая энергия превращается в тепловую, которая рассеивается в пространстве.
9.2.2. Пружинные упругие элементы. Пружинные подвески выполняются, как правило, на основе винтовых пружин. В подвеске они воспринимают только вертикальные нагрузки, а для восприятия горизонтальных и боковых сил, а также моментов необходимы направляющие устройства (рычаги, реактивные штанги, стойки) рис. 9.3, рис. 9.4, рис. 9.22, рис. 9.23, рис. 9.24.
При использовании пружин также необходимо гасящее устройство, так как в пружинах отсутствует трение.
9.2.3. Торсионые упругие элементы. Торсион представляет собой стальной упругий стержень, работающий на скручивание. Одним концом торсион крепится к раме (кузову), а другим к рычагам подвески в результате упругая связь колеса с рамой обеспечивается за счет упругого скручивания торсиона. Конструктивно торсионы выполняют в виде круглых стержней, труб или прямоугольных пластин. Торсионы, как и пружины, требуют направляющих и гасящих устройств.
|
|
|
9.2.4. Резиновые упругие элементы. Такого рода упругие элементы широко применяются в современных автомобилях в виде вспомогательных упругих элементов – ограничителей или буферов (рис. 9.9, рис. 9.10, рис. 9.22, рис. 9.23, рис. 9.24).
9.2.5. Пневматические упругие элементы. Пневматические упругие элементы обеспечивают упругие свойства подвески за счет сжатия воздуха. Наиболее распространены пневматические упругие элементы в виде двухсекционных круглых баллонов, рис. 9.12. Он состоит из резино-кордовой оболочки 1, разделительного кольца 2, прижимных колец 3 и болтов крепления 4. Такие упругие элементы используются часто в автомобилях, у которых нагрузка меняется в широких пределах (автобусы, самосвалы).
Схема такой подвески представлена на рис. 9.13. Компрессор 1 нагнетает сжатый воздух в ресивер 8, через фильтр – водо-маслоотделитель 10 и регулятор давления 9. Из ресивера воздух поступает в регулятор 3 постоянства высоты кузова. Баллон 5 соединен с дополнительным резервуаром 6, в который поступает воздух в случае увеличения его давления в упругом элементе при сжатии, что повышает мягкость подвески.
Регулятор 3 постоянства подъема кузова обеспечивает при любой загрузке одно и тоже расстояние между мостом и кузовом. При возрастании нагрузки кузов опускается и, расстояние между ним и мостом уменьшается. Стойка 4 опускает поршень регулятора 3 вниз. Вследствие этого воздух из ресивера 8 проходит в резервуар 6 и в баллон 5, увеличивая в нем давление, в результате чего кузов поднимается до прежнего уровня. При уменьшении нагрузки все происходит наоборот. В регуляторе 3 есть специальное устройство, замедляющее его срабатывание, поэтому регулятор реагирует только на изменение статической нагрузки. Достоинство такой подвески заключается в высокой плавности хода. Неизменность высоты кузова облегчает загрузку и выгрузку, исключает накренение автомобиля при несимметричной загрузке. Но пневматическая подвеска требует установки направляющих устройств.
9.2.6. Комбинированные упругие элементы. Такие устройства объединяют два и более различных упругих элемента. На рис. 9.14 показана схема гидропневматической подвески.
|
|
|
Насос 2 нагнетает жидкость из бака 1 в аккумулятор давления 3. В аккумуляторе жидкость поступает в полость под мембраной. Над мембраной находится сжатый газ (воздух или азот). Давление в аккумуляторе поддерживается в определенных пределах. При превышении давления жидкость сливается в бак. Из аккумулятора жидкость поступает к регуляторам 4 постоянства высоты подъема кузова правого и левого колеса. Из регулятора 4 жидкость поступает в поршневой пневматический упругий элемент 5. В этом элементе пространство между поршнем 6 и мембраной 7 заполнено жидкостью, а полость над мембраной – сжатым газом. Здесь сжатый газ является упругим телом, а жидкость передает вертикальные нагрузки.
Корпус упругого элемента прикреплен к кузову, а поршень через шток соединен с рычагами подвески. При колебаниях автомобиля, жидкость, из аккумулятора 3 и обратно проходит через систему клапанов 8 и испытывает сопротивление. В результате, часть кинетической энергии превращается в тепловую, и затем, рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, в этой схеме вместе с упругим элементом реализовано и гасящее устройство.\
Гасящие устройства
Гасящие устройства (амортизаторы) предназначены для гашения колебаний кузова и колес автомобиля. В подвеску входит дополнительный элемент: стабилизатор устойчивости.
Принцип действия гасящих устройств основан на превращении механической энергии колебаний в тепловую и последующем ее рассеивании.
Гашение энергии частично обеспечивается трением в подвижных соединениях подвески (особенно в рессорах). Однако для этих целей используют специальные устройства – чаще всего гидравлические амортизаторы, работа которых основана на использовании сопротивления вязкой жидкости при проходе ее через отверстия. Амортизаторы различают по соотношению коэффициентов сопротивления при ходах сжатия КС и отдаче КО, и по наличию или отсутствию разгрузочных клапанов. Амортизаторы бывают двустороннего действия с симметричной (КО = КС) и несимметричной характеристиками, а также одностороннего действия. Сейчас распространены двусторонние несимметричные амортизаторы с разгрузочными клапанами, рис. 9.15, у которых сила сопротивления во время хода сжатия растет медленнее, чем в ходе отдачи. Точки 1 и 2 соответствуют открытию разгрузочных клапанов. У современных амортизаторов КО = (2…5)*КС. По конструкции (рис 9.16) амортизаторы бывают рычажные, рис. 9.16а, и телескопические рис. 9.16б. Наиболее распространены последние.
|
|
|
Тормозная система
Тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки и обеспечения неподвижности во время стоянки. В процессе торможения кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения между фрикционными накладками и тормозным барабаном или диском, а так же между шинами и дорогой.
Современные автомобили должны иметь рабочую, запасную и стояночную тормозные системы. Большегрузные автомобили и большие автобусы, эксплуатирующиеся в горных условиях, должны иметь вспомогательную тормозную систему.
К тормозным системам предъявляются следующие требования: стабильные тормозные свойства, надежность, удобство и легкость управления, быстродействие, а также сохранение устойчивости автомобиля при торможении.
Рабочая тормозная система предназначена для управления скоростью на всех режимах движения путем воздействия на механизмы колесных тормозов.
Запасная тормозная система работает при отказе основной системы.
Стояночная тормозная система служит для удержания автомобиля в неподвижном состоянии. Она воздействует на колесные тормоза рабочей тормозной системы или специальный дополнительный тормоз, связанный с трансмиссией автомобиля.
Вспомогательная тормозная система предназначена для уменьшения энергонагруженности тормозных механизмов рабочей тормозной системы, например, на длинных спусках и состоит из моторного или трансмиссионного тормоза – замедлителя.
Различают режим служебного и аварийного торможения. Первое применяют для плавного снижения скорости или остановки в заданном месте, а аварийное торможение производят с максимально возможной, в данных условиях интенсивностью.
Во время служебного торможения используют часто торможение двигателем, когда водитель уменьшает или прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя. За счет трения в двигателе и агрегатах трансмиссии создается тормозная сила. Во время торможения двигателем можно использовать и рабочую тормозную систему.
В тормозной системе автомобиля выделяют две основные составляющие: тормозные механизмы и тормозные приводы.
Билет №7
1. Трансмиссии автомобилей. Гидрообъемная трансмиссия. Электро механическая трансмиссия. Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи мощности от двигателя к ведущим колёсам, изменения частоты вращения колёс и подводимого к ним крутящего момента, как по величине, так и по направлению.
По способу передачи энергии трансмиссии делятся на: механические, гидромеханические, гидрообъёмные и электромеханические.
В механических трансмиссиях передача энергии происходит за счёт механического трения в сцеплениях, а так же зубчатыми колёсами, соединениями валов и шарнирами.
В гидромеханических трансмиссиях между двигателем и механической частью трансмиссии устанавливают гидротрансформатор или гидромуфту.
В гидрообъёмных трансмиссиях двигатель приводит в действие гидронасос, от которого жидкость под высоким давлением подводится к гидромоторам, расположенным в ведущих колёсах.
В электромеханических трансмиссиях двигатель вращает ротор электрогенератора, от которого питается один или несколько (по числу ведущих колёс) электродвигателей, непосредственно (или через редуктор), передающих вращение ведущим колёсам.
Классификация сцеплений.
По принципу действия сцепления подразделяют на фрикционные и гидравлические. Наибольшее распространение получили фрикционные сцепления. Они подразделяются по форме и конструкции трущихся деталей на дисковые, конусные, ленточные, колодочные и др.
Конусные и колодочные сцепления применяются редко, а ленточные часто находят применение в трансмиссиях с автоматическими коробками передач.
Дисковые сцепления применяются наиболее часто. Их, в свою очередь, подразделяют на сухие и масляные, одно, двух и многодисковые. По способу создания силы, сжимающей диски, различают: пружинные (с одной центральной пружиной или несколькими периферийными), полуцентробежные (с пружинами и центробежными грузиками), центробежные (только с грузиками) и электромагнитные.
По типу привода управления сцепления делят на четыре группы: с механическим, гидравлическим, пневматическим и электромагнитным приводами.
Требования, предъявляемые к сцеплениям. Кроме общетехнических требований, касающихся простоты конструкции и обслуживания, высокой надежности, минимальной массы, ремонтопригодности и т. п., к сцеплениям предъявляется ряд специфических требований: плавность включения, чистота выключения, полнота включения, минимальный момент инерции ведомых частей, хороший отвод тепла, ограничение динамических нагрузок на элементы трансмиссии и двигатель, легкость включения.
3. Пневматический тормозной привод. Применение такого типа привода тормозов оправдывается возможностью использования единого источника энергии – воздушного компрессора для работы различных систем автомобиля, включая и тормозную систему. В то же время пневматический привод гораздо сложнее гидравлического по составу элементов и их конструкции. Простейший пневматический тормозной привод состоит из ресивера 1, в который подается сжатый воздух от компрессора, крана 3, приводимого в действие от педали 2 и тормозного цилиндра (камеры) 4, шток 6 которого связан с разжимным кулаком тормоза 7. При торможении пробка крана соединяет полость тормозного цилиндра с ресивером. Сжатый воздух воздействует на поршень 5 и приводит в действие тормозной механизм.
Для того чтобы давление воздуха в цилиндре 4 зависело от усилия на педали 2 (следящее управление) вместо крана 3 устанавливают автоматический следящий механизм
Структурные схемы пневматических тормозных приводов. Сжатый воздух в пневмосистему поступает от компрессора, приводимого в действие от двигателя автомобиля. Сжатый воздух откомпрессора через фильтр-влагоотделитель, регулятор давления,спиртонасытитель, защитные клапаны и поступает в ресиверы.
Билет №8
|
|
|
