Импульсные системы управления и диагностики гидромеханических трансмиссий мобильных машин – тема научной статьи по механике и машиностроению читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Импульсные системы управления и диагностики гидромеханических трансмиссий мобильных машин Текст научной статьи по специальности « Механика и машиностроение»

CC BY

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Антипенко Григорий Леонидович

Описаны проблемы, возникающие при создании и эксплуатации современных мобильных машин, сформулированы требования к трансмиссиям такого типа машин. Проведен ретроспективный анализ этапов развития гидромеханических трансмиссий . Выявлены современные направления совершенствования конструкций и систем управления гидромеханическими трансмиссиями , обосновано применение импульсных систем управления и диагностики элементов трансмиссии мобильных машин – зубчатых передачи фрикционных муфт.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Антипенко Григорий Леонидович

PULSE SYSTEMS OF HYDROMECHANICAL TRANSMISSIONS CONTROL AND DIAGNOSTICS

The analysis of problems in the development and operation of modern mobile machines is proposed, the requirements to the transmissions of this type of machines are formulated. The retrospective analysis of the stages of the development of hydro-mechanical transmissions has been performed. Modern trends of improving designs and control systems of hydromechanical transmissions have been explored. The application of pulse systems to control and diagnose transmission elements of mobile machines, such as gearings and friction clutches, is justified.

Текст научной работы на тему «Импульсные системы управления и диагностики гидромеханических трансмиссий мобильных машин»

УДК 629.114.2 Г. Л. Антипенко

ИМПУЛЬСНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИКИ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ТРАНСМИССИЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН

UDC 629.114.2 G. L. Antipenko

PULSE SYSTEMS OF HYDROMECHANICAL TRANSMISSIONS CONTROL AND DIAGNOSTICS

Описаны проблемы, возникающие при создании и эксплуатации современных мобильных машин, сформулированы требования к трансмиссиям такого типа машин. Проведен ретроспективный анализ этапов развития гидромеханических трансмиссий. Выявлены современные направления совершенствования конструкций и систем управления гидромеханическими трансмиссиями, обосновано применение импульсных систем управления и диагностики элементов трансмиссии мобильных машин — зубчатых передач и фрикционных муфт.

гидромеханическая трансмиссия, зубчатые муфты, фрикционы, система управления, диагностика, дефект, зубчатые передачи, импульсный способ.

The analysis of problems in the development and operation of modern mobile machines is proposed, the requirements to the transmissions of this type of machines are formulated. The retrospective analysis of the stages of the development of hydro-mechanical transmissions has been performed. Modern trends of improving designs and control systems of hydromechanical transmissions have been explored. The application of pulse systems to control and diagnose transmission elements of mobile machines, such as gearings and friction clutches, is justified.

hydro-mechanical transmission, toothed clutches, friction clutches, control system, diagnostics, defect, gearings, pulse method.

Тягово-динамические показатели и топливная экономичность автомобиля во многом зависят от трансмиссии. Современные трансмиссии многоступенчаты, что связано не столько с повышением тягово-динамических показателей и улучшением плавности движения, сколько с ужесточением экологических норм токсичности выхлопа двигателей.

Чтобы соответствовать нормам БиЯО-4,5,6, двигатель должен работать в очень узком диапазоне изменения угловых скоростей коленчатого вала. Для перекрытия требуемого диапазона скоростей движения и тяговых усилий необходимо большее число ступеней в коробке передач (КП). С увеличением числа ступеней резко усложняется

© Антипенко Г. Л., 2013

управление коробкой передач и выбор оптимальных режимов движения, поэтому основное внимание при создании современных трансмиссий уделяется их автоматизации.

Наиболее приспособлены к автоматизации гидромеханические трансмиссии. Гидромеханические трансмиссии (ГМТ) — это трансмиссии, в состав которых входит коробка передач (КП) с гидродинамическим преобразователем вращающего момента — гидротрансформатором (ГТ). У ГТ, помимо его сложности, есть еще один существенный недостаток — это невысокий КПД, связанный с двойным преобразованием энергии: механической — в динамический напор жидкости и обратно — в механическую, сопровождающимся неизбежными потерями энергии. Но ГМТ легко поддаются автоматизации. Для них увеличение числа ступеней не вызывает усложнения управления, поскольку исполнительные элементы бортовой системой управления лучше всего приспособлены к взаимодействию с фрикционами или тормозами ГМТ.

В настоящее время наиболее распространенными автоматическими КП являются гидромеханические. Ими оснащается 98 % легковых автомобилей, выпускаемых в США, 60 % — в Японии, 30 % — в Германии. Основные преимущества таких КП — это бесступенчатое изменение вращающего момента в зависимости от сопротивления движению и скорости автомобиля; упрощается управление автомобилем за счет исключения педали сцепления, обеспечивается плавный разгон без прерывания передачи вращающего момента, что повышает комфортабельность и проходимость автомобиля. Демпфирующие свойства ГТ увеличивают срок службы деталей трансмиссии за счет гашения крутильных колебаний и поглощения энергии ударов со стороны дороги. Опыт эксплуатации показывает, что ресурс двигателей, работающих с ГМТ, значительно выше и в ряде случаев они

расходуют меньше топлива по сравнению с двигателями, агрегатированными механическими трансмиссиями. Поскольку диапазон регулирования потока мощности с достаточно высоким КПД у ГТ небольшой, то за ним устанавливается многоступенчатая коробка передач, переключение ступеней в которой можно осуществлять только фрикционными муфтами, т. к. при разрыве потока мощности турбинный вал ГТ разгоняется до угловой скорости коленчатого вала двигателя, а выходной, наоборот, замедляется, в результате чего величина относительной угловой скорости соединяемых валов последующей ступени значительна. Применение фрикционных муфт переключения передач в многоступенчатых КП мобильных машин существенно усложняет их конструкцию, увеличивает массу и габариты. В 70-е гг. использовали компактные, но не очень экономичные (с минимальным КПД 80. 85 %) трехступенчатые гидромеханические передачи (ГМП), в 80-е гг. -более экономичные — четырехступенчатые, но больших габаритов и массы. Стремление снизить потери за счет работы ГТ при более высоких значениях КПД приводит к уменьшению рабочего диапазона преобразований ГТ и, как следствие, увеличению числа ступеней в КП и продолжительной работе на заблокированном ГТ. Сегодня стандарт -пяти- или шестиступенчатая ГМП, но предлагаются уже семиступенчатые (фирма «Мерседес-Бенс, ЦФ») и восьмиступенчатые ГМП (для карьерных самосвалов) (фирма «Алисон»). Ведутся работы над десятиступенчатой ГМП. В итоге габариты и масса таких коробок передач еще более возрастают.

Уменьшение габаритов и массы за счет замены вальной КП планетарной кардинально проблему не решило, поскольку существенно увеличивало трудоемкость производства и ремонта. Кроме того, в планетарной коробке передач сложно получить необходимый геометрический ряд передаточных чи-

сел при большом количестве ступеней.

Улучшить массогабаритные показатели ГМП можно за счет замены фрикционных муфт зубчатыми. Они имеют высокую нагрузочную способность при небольших габаритах и массе. Но для их включения необходимо обеспечить синхронизацию угловых скоростей соединяемых зубчатых полумуфт в пределах 0,1.5 рад/с. Обычные инерционные синхронизаторы в этом случае непригодны, поскольку при выравнивании угловых скоростей зубчатых полу-муфт ГТ не прекращает передачу вращающего момента и синхронизатор не разблокируется. Применение синхронизаторов без блокирующего звена ухудшает качество процесса переключения, увеличивает динамические нагрузки на заходные кромки зубьев полумуфт, что сказывается на их долговечности.

Одним из решений было введение в конструкцию ГМТ сцепления, разъединяющего двигатель и гидротрансформатор на время переключения ступеней в КП (трактор ДТ-175С). Но такая схема трансмиссии не нашла применения из-за

своей громоздкости. Вместо сцепления использовали опорожняемый ГТ (трактор ВТ-200), однако дополнительные моменты инерции от ГТ привели либо к необходимости установки многодисковых синхронизаторов для уменьшения времени переключения передач, либо к переключению их на остановках. Кроме того, при опорожнении и заполнении ГТ возникала кавитация, разрушающая лопаточную систему ГТ. Таким образом, полная замена фрикционных муфт зубчатыми не получилась.

Повысить качество процесса включения зубчатых муфт ГМП на остановках можно посредством введения в ее конструкцию специального тормоза-синхронизатора (ТС), затормаживающего турбинный вал ГТ, как это сделано в гидромеханической КП десантной гусеничной машины (изделие 950). В ней для технологической передачи (I), реализующей максимальную силу тяги по сцеплению, и для реверса (Я-О) используются зубчатые муфты, включаемые на остановленной машине (рис. 1).

Рис.1. Гидромеханическая передача с импульсной системой управления включением зубчатых муфт гидромеханической трансмиссии

Для исключения ударов при включении зубчатых муфт система управления давала запрет на перемещение по-лумуфт до достижения угловой скорости в 5 рад/с. Но время нахождения зубчатых полумуфт в диапазоне угловых скоростей от 5 рад/с до полной остановки, в котором происходит их бесшумное и безударное включение, оказалось столь малым, что исполнительный механизм не успевал переместить зубчатую полумуфту, связанную с турбинным валом, для ее включения. В результате обе зубчатые полумуфты оказывались неподвижными и при несовпадении зубьев одной со впадинами другой процесс включения завершиться не мог. В этом случае нужна уже не синхронизация угловых скоростей полумуфт (формально они синхронизированы), а десинхронизация — принудительное вращение ведущей зубчатой полумуфты с угловой скоростью 0,1.5 рад/с отно-

Продлить время буксования ТС с требуемой для включения зубчатой по-

лумуфты угловой скоростью (р3 , подбирая давление управления в исполнительном гидроцилиндре ТС, оказалось весьма проблематично. Изменяя уровни давления р от 1,4 до 0,6 МПа, время пребывания зубчатой муфты Ati в необходимом диапазоне угловых скоростей составляло десятые доли секунды. Более высокий уровень давления позволял быстро достигнуть требуемой угловой скорости, но время пребывания зубчатой муфты в нужном интервале угловых скоростей до остановки турбинного вала минимальное. Низкий уровень приводил к увеличению времени процесса включения и возрастанию угловой скорости, значительно превышающей требуемую (рис. 2).

Рис. 2. Изменения угловой скорости зубчатой полумуфты при управлении ТС с постоянным давлением определенного уровня

Это связано с тем, что при затормаживании ТС гидротрансформатор

уходит в стоповый режим, при котором вращающий момент на турбинном ко-

лесе МТ резко возрастает, в динамической системе «двигатель — гидромеханическая передача» возникают низкочастотные колебания момента двигателя

Мд и угловой скорости Т2 > Т3 > Т4), а количество опорных импульсов в каждом периоде не меняется, т. е. N1 = N2 = N3 = N4.

Таким образом, для адаптации трансмиссий машин к компьютерной диагностике достаточно оснастить их, как минимум, двумя датчиками опорной и зубцовой частот, связанных с ведущим и ведомым валами трансмиссии. Для сложной трансмиссии, имеющей основную, дополнительную, раздаточную коробки, коробку отбора мощности и др., количество датчиков информации может быть значительно больше. Информативность диагностического сигнала позволяет при соответствующем алгоритме обработки и минимальных затратах с высокой точностью установить техническое состояние основных элементов трансмиссий машин, определить остаточный ресурс и назначить сроки ремонтов, что существенно снизит эксплуатационные затраты.

Импульсный метод диагностирования трансмиссии можно реализовывать как в отношении стационарных стендов, так и бортовых систем диагностирования. Хотя в последнем случае в структуру программного обеспечения бортовой системы диагностики необходимо вводить особый режим тестирования трансмиссии (для специалистов сервиса) или непрерывно, в процессе движения, осуществлять мониторинг технического состояния элементов трансмиссии по алгоритмам, приведенным выше. Импульсный метод можно использовать как для общей, так и для углубленной диагностики технического состояния отдельных элементов механических и гидромеханических трансмиссий мобильных машин.

Современные компьютерные технологии позволяют создавать импульсные системы, используемые как для управления, так и диагностики основных элементов механических и гидромеханических трансмиссий, на высоком

техническом уровне, соответствующем точно высока и на внутреннем рынке, и

мировому. Потребность же в них доста- за пределами Республики Беларусь.

1. Галиуллин, А. С. Методы решения обратных задач динамики / А. С. Галиуллин. — М. : Наука, 1986. — 224 с.

2. Алберг, Дж. Теория сплайнов и ее приложения : пер. с англ. / Дж. Алберг, Э. Нильсон, Дж. Уолш. — М. : Мир, 1972. — 316 с.

3. А. с. 1496401 СССР, МКИ1 А 1 F 16 Н 47/06. Гидромеханическая передача / В. П. Тарасик, В. Ф. Платонов, А. В. Шабалин, Г. Л. Антипенко, В. К. Семенов, О. А. Стребко, Л. Н. Малышев (СССР). -№ 4271170/25-29 ; заявл. 20.09.86 ; опубл. 29.06.87, Бюл. № 22. — 4 с. : ил.

4. Тарасик, В. П. Совершенствование процессов управления зубчатыми муфтами тракторных трансмиссий / В. П. Тарасик, Г. Л. Антипенко // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 1989. -№ 11. — С. 9-12.

5. А. с. 1652119 СССР, МКИ1 А 1 В 60 К 20/00. Система включения зубчатых муфт коробки передач с переключением ступеней и диапазонов фрикционными и зубчатыми муфтами / В. П. Тарасик, Г. Л. Антипенко, С. К. Крутолевич (СССР). — № 4699207/11 ; заявл. 31.05.89 ; опубл. 30.05.91, Бюл. № 20. -3 с. : ил.

6. Пат. 6802 BY, МКИ1 С 1 G 01 М 13/02. Способ диагностирования зубчатых зацеплений механических передач / Г. Л. Антипенко, Д. Г. Антипенко, А. Н. Максименко, Б. М. Моргалик ; заявитель и патентообладатель Белорус.-Рос. ун-т. — № а 20020570 ; заявл.02.07.02 ; опубл. 30.03.05.

Статья сдана в редакцию 20 сентября 2013 года

Григорий Леонидович Антипенко, канд. техн. наук, доц., Белорусско-Российский университет. Тел.: +375-297-45-34-95.

Grigory Leonidovich Antipenko, PhD (Engineering), Associate Prof., Belarusian-Russian University. Phone: +375-297-45-34-95.

Из каких систем состоит автомобиль

Автомобиль является технически сложным устройством, состоящим из большого количества деталей, узлов и механизмов. Разбираться в них обязан каждый уважающий себя автовладелец, даже не для того, чтобы уметь самостоятельно устранить любую неисправность, которая может возникнуть в дороге, а просто для понимания принципа работы своей машины, и умения на понятном специалисту языке объяснить суть возникших проблем. Для этого необходимо знать хотя бы азы, из каких основных частей состоит авто, и как называются правильно каждая деталь.

Кузов авто

Основой любой машины является её кузов, представляющий собой корпус автомобиля, в котором размещаются водитель, пассажиры и грузы. Именно в кузове располагаются и все остальные элементы авто. Одно из главных его назначений – это защита находящихся в нём людей и грузов от воздействия внешней среды.

Обычно кузов крепится на раме, но встречаются авто и с безрамной конструкцией, и тогда кузов одновременно выполняет функции рамы. Конструкция кузова автомобиля бывает:

  • однообъёмная, когда в одном объёме располагаются моторный, пассажирский и грузовой отсек (примером могут служить минивэны или фургоны);
  • двухобъёмная, в котором предусмотрен моторный отсек, а места для пассажиров и груза объединены в одном объёме (универсалы, хэтчбеки, кроссоверы и внедорожники);
  • трёхобъёмная, где предусмотрены отдельные отсеки для каждой части кузова автомобиля – грузовой, пассажирской и моторной (пикапы, седаны и купе).

В зависимости от характера нагрузки кузов может иметь три типа:

Большинство современных легковых автомобилей имеет несущую конструкцию, которая воспринимает все действующие на машину нагрузки. Общее устройство кузова легкового автомобиля предусматривает наличие следующих основных элементов:

  • лонжеронов, представляющих собой несущие балки в форме прямоугольной профильной трубы, они бывают передние, задние и лонжероны крыши;

Кузовная несущая система. Данная система позволяет понизить массу автомобиля, снизить центр тяжести, а значит, повысить устойчивость при движении

  • стоек – элементов конструкции, поддерживающих крышу (передние, задние и средние);
  • балок и поперечин, которые бывают у крыши, лонжеронов, под опорами двигателя, и каждым рядом сидений, имеется также передняя поперечина и поперечина радиатора;
  • порогов и пола;
  • надколёсных ниш.

Автомобильный двигатель, его виды

Сердцем авто, его главным узлом является двигатель. Именно эта часть автомобиля создаёт крутящий момент, который передаётся на колёса, заставляя машину перемещаться в пространстве. Сегодня существуют следующие основные виды автодвигателей:

  • ДВС или двигатель внутреннего сгорания, который для получения механической энергии использует энергию сжигаемого в его цилиндрах топлива;
  • электродвигатель, работающий от электрической энергии аккумуляторных батарей или водородных элементов (автомобили на водородных элементах сегодня уже имеются у большинства ведущих автостроительных компаний как опытные образцы и даже имеются в мелкосерийном производстве);
  • гибридные двигатели, соединяющие в одном агрегате электродвигатель и ДВС, соединительным звеном между которыми выступает генератор.

Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую

По типу сжигаемого топлива все ДВС делятся на следующие разновидности:

  • бензиновые;
  • дизельные;
  • газовые;
  • водородные, в которых топливом выступает жидкий водород (устанавливаются лишь на опытных моделях).

По конструкции ДВС бывают:

Трансмиссия

Главное назначение трансмиссии состоит передаче крутящего момент от коленчатого вала двигателя на колёса. Элементы, из которых она состоит, носят такие названия:

  • Сцепление, представляющее собой два фрикционных диска, прижатых друг к другу, которые соединяют коленвал двигателя с валом редуктора. Это соединение валов двух механизмов выполнено разъёмным, чтобы, отжимая диски, можно было разорвать связь двигателя и редуктора, для переключения передачи и изменения скорости вращения колёс.

Это силовая передача, осуществляющая взаимосвязь двигателя с ведущими колесами автомобиля

  • Коробка передач (или редуктор). Этот узел служит для изменения скорости и направления движения авто.
  • Карданная передача, представляющая собой вал с шарнирными соединениями на концах, служащий для передачи крутящего момента задним приводным колёсам. Она используется только в заднеприводных и полноприводных машинах.
  • Главная передача, расположенная на приводном мосту автомобиля. Она передаёт крутящий момент от карданного вала полуосям, изменяя направление вращения на 90о.
  • Дифференциал – это механизм, служащий для обеспечения разных скоростей вращения правого и левого приводных колёс при поворотах автомобиля.
  • Приводные валы или полуоси – элементы, передающие вращение колесам.

В полноприводных машинах имеется раздаточная коробка, распределяющая вращение на обе оси.

Ходовая часть

Комплекс механизмов и деталей, служащих для перемещения автомобиля и погашения, возникающих при этом вибраций и колебаний, называется ходовой частью. К ходовой части относятся:

  • рама, к которой крепятся все остальные элементы ходовой части (в безрамных машинах для их крепления используются элементы кузова автомобиля);

Ходовая часть – это комплекс устройств, при взаимодействии которых осуществляется перемещение автомобиля по дороге

  • колёса, состоящие из дисков и шин;
  • передняя и задняя подвеска, которая служит для гашения колебаний, возникающих во время движения, и бывает рессорная, пневматическая, пружинная или торсионная, в зависимости от применяемых демпфирующих элементов;
  • балок мостов, служащих для установки полуосей и дифференциалов, они имеются только в авто с зависимой подвеской.

Большинство современных легковых автомашин имеют независимую подвеску, и балки мостов у них отсутствуют.

Рулевое управление

Для нормального перемещения на автомобиле водителю необходимо совершать повороты, развороты или объезды, то есть отклоняться от прямолинейного движения, или просто контролировать свою машину, чтобы её не увело в сторону. Для этого в её конструкции предусмотрено рулевое управление. Это один из самых простых механизмов в автомобиле. Как называется часть элементов, рассмотрим ниже. Рулевое управление состоит из:

  • руля с рулевой колонкой, так называется обычный вал, на котором жёстко насажено рулевое колесо;

Эти устройства состоят из рулевого управления, которое связано с передними колесами рулевым приводом и тормозами

  • рулевого механизма, состоящего из зубчатой рейки и шестерни, насаженной на вал рулевой колонки, он преобразовывает вращательное движение рулевого колеса в поступательное перемещение рейки в горизонтальной плоскости;
  • рулевого привода, передающего воздействие от рейки рулевого механизма колёсам, для их поворота, и включающего в себя боковые тяги, маятниковый рычаг и поворотные рычаги колёс.

В современных авто используется дополнительный элемент – усилитель руля, позволяющий водителю прилагать меньшее усилие для обеспечения поворота рулевого колеса. Он бывает следующих видов:

  • механический;
  • пневмоусилитель;
  • гидравлический;
  • электрический;
  • комбинированный электрогидроусилитель.

Тормозная система

Важной частью машины, обеспечивающей безопасность управления, является тормозная система. Главное её назначение состоит в том, чтобы принудительно остановить движущееся транспортное средство. Она также используется, когда необходимо резко сбросить скорость движения авто.

Тормозная система бывает следующих видов по типу привода:

  • механическая;
  • гидравлическая;
  • пневматическая;
  • комбинированная.

На современных легковых авто устанавливается тормозная система с гидроприводом, которая состоит из следующих элементов:

  • педали тормоза;
  • главного гидроцилиндра тормозной системы;
  • заправочного бачка главного цилиндра, для заправки тормозной жидкости;
  • вакуумного усилителя, имеющегося не во всех моделях;
  • системы трубопроводов для переднего и заднего тормоза;
  • тормозных цилиндров колёс;
  • тормозных колодок, прижимаемых колесными цилиндрами к ободу колеса при торможении транспортного средства.

Тормозные колодки бывают дисковые или барабанные и имеют возвратную пружину, которая отжимает их от обода колёс при завершении процесса торможения.

Электрооборудование

Одна из наиболее сложных систем легковых авто с множеством самых разных элементов и соединяющих их проводов, опутывающих весь корпус автомобиля, – это электрооборудование, которое служит для обеспечения электроэнергией всех электротехнических устройств и электронной системы. Электрооборудование включает в себя следующие устройства и системы:

  • аккумуляторную батарею;
  • генератор;
  • систему зажигания;
  • световую оптику и систему освещения салона;
  • приводы электродвигателей вентиляторов, стеклоочистителей, стеклоподъёмников и других устройств;
  • обогрев стёкол и салона;
  • всю электронику автоматической коробки передач, бортового компьютера и защитных систем (ABS, SRS), управления двигателем и других;
  • гидроусилитель руля;
  • противоугонную сигнализацию;
  • звуковой сигнал.

Это неполный перечень устройств, входящих в электрооборудование авто и потребляющих электроэнергию.

Устройство кузова автомобиля и всех его составных частей необходимо знать каждому водителю, чтобы поддерживать машину всегда в исправном состоянии.

Несмотря на огромное многообразие типов и моделей современных автомобилей, конструкция каждого из них состоит из набора агрегатов, узлов и механизмов, наличие которых позволяет называть транспортное средство «автомобилем». К основным конструктивным блокам относятся:
— двигатель;
— движитель;
— трансмиссия;
— системы управления автомобилем;
— несущая система;
— подвеска несущей системы;
— кузов (кабина).
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Механическая энергия получается за счет преобразования в двигателе другого вида энергии (энергии сгорающего топлива, электроэнергии, энергии предварительно сжатого воздуха и т. п.). Источник немеханической энергии, как правило, находится непосредственно на автомобиле и время от времени пополняется.
В зависимости от вида использованной энергии и процесса ее преобразования в механическую на автомобиле могут применяться:
— двигатели, использующие энергию сгорающего топлива (поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина, паровой двигатель, роторно-поршневой двигатель Ванкеля, двигатель внешнего сгорания Стирлинга и т. п.);
— двигатели, использующие электроэнергию, — электродвигатели;
— двигатели, использующие энергию предварительно сжатого воздуха;
— двигатели, использующие энергию предварительно раскрученного маховика, — маховичные двигатели.
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве источника энергии жидкое топливо нефтяного происхождения (бензин, дизельное топливо) или горючий газ.
К системе «двигатель» относят также подсистемы хранения и подачи топлива и удаления продуктов сгорания (системы выпуска).
Движитель автомобиля обеспечивает связь автомобиля с внешней средой, позволяет ему «отталкиваться» от опорной поверхности (дороги) и преобразует энергию двигателя в энергию поступательного движения автомобиля. Основной тип движителя автомобиля — колесо. Иногда в автомобилях применяются комбинированные движители: для автомобилей высокой проходимости колесно-гусеничные движители (рис. 1.11), для автомобилей–амфибий колесный (при движении по дороге) и водометный (на плаву) движители.
Трансмиссия (силовая передача) автомобиля передает энергию от двигателя к движителю и преобразует ее в удобную для использования в движителе форму. Трансмиссии могут быть:
— механические (передается механическая энергия);
— электрические (механическая энергия двигателя преобразуется в электрическую, передается к движителю по проводам и там снова преобразуется в механическую);
— гидрообъемная (вращение коленчатого вала двигателя преобразуется насосом в энергию потока жидкости, передающейся по трубопроводам к колесу, и там, посредством гидромотора, снова преобразуется во вращение);
— комбинированные (электромеханические, гидромеханические).

Механическая трансмиссия классического автомобиля
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили механическая и гидромеханическая трансмиссии. Механическая трансмиссия состоит из фрикционной муфты (сцепления), преобразователя крутящего момента, главной передачи, дифференциала, карданных передач, полуосей.
Сцепление — муфта, дающая возможность кратковременно разъединить и плавно соединить двигатель и связанные с ним механизмы трансмиссии.
Преобразователем крутящего момента является механизм, позволяющий ступенчато или бесступенчато изменять крутящий момент двигателя и направление вращения валов трансмиссии (для движения задним ходом). При ступенчатом изменении момента данный механизм называется коробкой передач, при бесступенчатом — вариатором.
Главная передача — зубчатый редуктор с коническими и (или) цилиндрическими шестернями, повышающий крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам.
Дифференциал — механизм, распределяющий крутящий момент между ведущими колесами и позволяющий вращаться им с разными угловыми скоростями (при движении на поворотах или по неровной дороге).
Карданные передачи представляют собой валы с шарнирами, связывающие между собой агрегаты трансмиссии и колес. Они позволяют передавать крутящий момент между указанными механизмами, валы которых расположены не соосно и (или) изменяют при движении взаимное расположение друг относительно друга. Количество карданных передач зависит от конструкции трансмиссии.
Гидромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо сцепления устанавливается гидродинамическое устройство (гидромуфта или гидротрансформатор), выполняющее как функции сцепления, так и функции бесступенчатого вариатора. Как правило, это устройство размещается в одном корпусе с механической коробкой передач.
Электрические трансмиссии применяются сравнительно редко (например, на тяжелых карьерных самосвалах, на внедорожных автомобилях) и включают в себя: генератор на двигателе, провода и систему электроуправления, электромоторы на колесах (электрические мотор-колеса).
При жестком соединении двигателя, сцепления и коробки передач (вариатора) данная конструкция называется силовым агрегатом.
В ряде случаев на автомобиле могут быть установлены несколько двигателей различных типов (например, двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель), связанных друг с другом трансмиссией. Такая конструкция называется гибридной силовой установкой.
Системы управления автомобилем включают в себя:
— рулевое управление;
— тормозную систему;
— управление прочими системами автомобиля (двигателем, трансмиссией, температурой в кабине и т. д.). Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля, как правило, за счет поворота управляемых колес.
[Тормозная система]] служит для уменьшения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки и надежного удержания его на месте.

Несущая система в виде лонжеронной рамы

Несущая система автомобиля служит для крепления на ней всех прочих узлов, агрегатов и систем автомобиля. Она может выполняться в виде плоской рамы или объемного несущего кузова. Подвеска несущей системы обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и обеспечивает плавность хода автомобиля при движении по неровной дороге, уменьшает вертикальные динамические нагрузки, передаваемые на автомобиль от дороги.
Кузов (кабина) служит для размещения водителя, пассажиров, груза или специального оборудования, транспортируемого автомобилем. Как было отмечено выше, в ряде случаев кузов совмещает функции несущей системы (несущий кузов). К системе автомобиля «кузов» принято относить также многие узлы, агрегаты, подсистемы, не попавшие в другие системы автомобиля (внешние световые приборы, климатические установки в салоне, ряд устройств безопасности для водителя и пассажиров и т. д.).

Устройство и конструкция автомобиля (далее):

Строение автомобиля

А втомобиль – это самоходная машина, приводимая в движение установленным на нем двигателем. Автомобиль состоит из отдельных деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Д еталь – это часть машины, состоящая из целого куска материала.

У зел – соединение нескольких деталей.

М еханизм – устройство, предназначенное для преобразования движения и скорости.

С истема – совокупность отдельных частей, связанных общей функцией (например, системы питания, охлаждения и т.д.)

Автомобиль состоит из трех основных частей:

2) Шасси (объединяет трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления)

3) Кузов автомобиля (предназначен для размещения водителя и пассажиров в легковом автомобиле и груза в грузовом автомобиле).

ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ЭЛЕМЕНТЫ ШАССИ:

Трансмиссия передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля и изменяет величину и направление этого момента.

В трансмиссию входят:

1) Сцепление (разъединяет коробку передач и двигатель во время переключения передач и плавно соединяет их для плавного движения с места).

2) Коробка передач (изменяет силу тяги, скорость и направление движения автомобиля).

3) Карданная передача (передают крутящий момент от ведомого вала коробки передач на ведущий вал главной передачи)

4) Главная передача (увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси)

5) Дифференциал (обеспечивает вращение ведущих колес с разными угловыми скоростями)

6) Полуоси (передают крутящий момент от дифференциала к ведущим колесам).

7) Раздаточная коробка (устанавливается в автомобилях повышенной проходимости, с двумя или тремя ведущими мостами) и служит для распределения крутящего момента между ведущими мостами.

1) Рамы (на которую устанавливаются все механизмы автомобиля).

2) Подвески (обеспечивает плавный ход автомобиля, смягчая удары и толчки, воспринимаемые колесами от дороги).

3) Мостов (агрегаты, которые соединяют колеса одной оси).

4) Колеса (круглые, свободно вращающиеся диски, которые позволяют автомобилю катиться).

Механизмы управления автомобиля служат для управления автомобилем.

М еханизмы управления автомобиля состоят из:


2) Т ормозная система (позволяет уменьшать скорость, вплоть до остановки автомобиля).

http://cyberleninka.ru/article/n/impulsnye-sistemy-upravleniya-i-diagnostiki-gidromehanicheskih-transmissiy-mobilnyh-mashin

Из каких систем состоит автомобиль

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

X