шпаргалка по устр 1
план-конспект урока

9.1 Амортизаторы, назначение, общее устройство.

При движении автомобиля по неровностям дороги возникают колебания кузова, которые продолжаются некоторый промежуток времени после наезда колес на препятствие. Для гашения возникающих колебаний на автомобилях в конструкции подвески применяют амортизаторы преимущественно жидкостные телескопического типа.

Работа амортизатора основана на сопротивлении перетеканию специальной жидкости АЖ-12Т, находящейся во внутренних полостях амортизатора и перетекающей из одной полости в другую при изменении их объемов. Телескопические амортизаторы имеют двустороннее действие, т.е. гасят колебания подвески при ходе сжатия и при ходе отдачи. Амортизаторы появились на автомобилях задолго до широкого внедрения известных сегодня цилиндрических конструкций с перемещающимся поршнем. Первоначально, почти повсеместно распространенные рессоры совмещали в себе, одновременно, и пружину, и амортизатор. Листы, стянутые в пакеты, пружинили, терлись друг об друга, переводя кинетическую энергию в тепловую и гася вертикальные колебания.

Идея разделить функции пружин и демпфирующих устройств была вынужденной. Широкое внедрение независимой подвески, значительно повышающей комфорт и управляемость, подвело к этому чисто конструктивно. С приходом винтовых пружин вместо рессор рядом с ними так и просилось что-нибудь цилиндрическое.

Гидравлическое трение имело перед механическим бесспорное преимущество. Клапаны, через которые протекает масло, можно настроить так, что сопротивление амортизатора будет разным в зависимости от направления работы подвески. Обычные амортизаторы имеют усилие при отбое в два-четыре раза больше, чем усилие при сжатии. Это означает, что когда колесо наезжает на препятствие, оно с легкостью идет вверх, а затем, уже при возврате его назад, пружинам и приходится работать, тратя накопившуюся при сжатии кинетическую энергию. Меняя характеристики сопротивления ходов, получают “более спортивные” или “более комфортные” подвески, не меняя принципиально их конструкции.

Характеристика телескопического амортизатора выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить усилие перемещения подвески при ходе отдачи в 2 – 3   раза больше, чем при ходе сжатия. Это достигается подбором сечения отверстий клапанов и силы сжатия их пружин.

Амортизаторы для передней и задней подвесок одного и того же автомобиля не имеют принципиальных отличий, но могут различаться ходом и длиной штоков, а также конструкцией крепления частей амортизатора к деталям кузова и подвески. Первоначально отводимая амортизаторам одна-единственная роль гасителя колебаний, передаваемых от дороги на кузов, со временем была дополнена новыми функциями. Амортизатор сегодня – это конструктивный элемент подвески, отвечающий, в равной степени, как за комфортабельность езды, так и за безопасность. Если на автомобилях классической компоновки можно добраться до гаража даже при отсутствии амортизаторов, то с подвеской типа «Мак-Ферсон», устанавливаемой на переднеприводные модели, такой эксперимент невозможен в силу того, что стойка в данной конструкции подвески является связующим и направляющим элементом между колесами и кузовом автомобиля. (Отличие стойки от амортизатора состоит в том, что она воспринимает значительные боковые нагрузки, а потому имеет усиленный шток и корпус, а также соответствующие антифрикционные материалы в парах трения.) В силу этого, контроль за техническим состоянием амортизаторов необходим в большей мере из соображений безопасности. Данное обстоятельство должно было бы заставлять нас более внимательно относиться к состоянию этих деталей.

В последнее время, начинают применятся (особенно на «иномарках») газовые амортизаторы, в которых сопротивление возникает при сжатии газа.

Все амортизаторы принято делить на «гидравлические», «газовые» и «поддутые» (с газом   низкого   давления).   Деление   это   условно,   потому что   во   всех   трех   случаях

«центральный» узел – клапан остается принципиально неизменным.     Гидравлические

амортизаторы и поддутые имеют внешний цилиндр, куда перетекает масло через систему нижнего клапана. Газовый амортизатор внешнего цилиндра не имеет, и вся его конструкция

«упакована» в одном цилиндре.

Конструктивно амортизаторы делятся на двухтрубные и однотрубные. При работе любых амортизаторов, по определению, выделяется большое количество тепла, поэтому от применяемого в них масла требуется не только коррозионная, но и термическая стойкость – способность выдерживать температуры до 160°, не меняя структуры и свойств. Одновременно с этим актуальна задача отвода тепла. Двухтрубные гидравлические амортизаторы отводят тепло хуже, чем однотрубные высокого давления, ведь у первых

«генератор тепла» – центральный цилиндр закрыт сверху еще одним соосным цилиндром.

Газонаполненные амортизаторы высокого давления появились, в основном, как ответ на необходимость решения этой проблемы. Подпружиненное масло практически не вспенивается, а отделение компенсационного объема плавающим поршнем снимает вопрос о возможном смешивании газа с маслом. Именно поэтому амортизаторы высокого давления можно переворачивать «вниз головой», например в стойках Макферсона, а гидравлические – нет. Двухтрубные амортизаторы тяжелее однотрубных. Установка первых на автомобиле ведет к увеличению неподрессоренной массы подвески и, как следствие, к увеличению ее инертности. При частых перемещениях вверх-вниз, на характерных участках дороги (типа раллийная трасса), инерция заставляет подвеску как бы «задумываться» поочередно то в верхней, то в нижней точки и пропускать очередное летящее на нее препятствие или яму. В этом заключается еще одна причина всеобщей любви спортсменов к однотрубным газонаполненным амортизаторам.

Колеса.

Колеса являются важнейшими узлами автомобиля. Работа колес связана практически со всеми эксплутационными свойствами легкового автомобиля: разгоном и торможением, управляемостью и устойчивостью, плавностью хода и, наконец, что наиболее важно, с безопасностью движения. Можно выделить три наиболее главные назначения колес:

• они являются движетелем, преобразующим работу двигателя в работу, связанную с движением автомобиля, путем взаимодействия шины с поверхностью дороги, в результате чего возникает сила тяги, которая и является движущей силой автомобиля;
• колесо, благодаря шине, работает как упругая опора, в результате чего смягчает удары и толчки;
• колеса служат направляющим устройством, с помощью которого осуществляется поворот автомобиля.

Колесо состоит из: пневманической шины, обода, диска, ступицы.

Обод и диск предназначены для установки пневматической шины и соединения ее со ступицей колеса. Ступица обеспечивает установку колеса на мосту и создает возможность колесу вращаться. О шине следует сказать особо, т.к. она является главным элементом колеса. Пневматическая шина представляет собой оболочку, наполненную сжатым воздухом, основными элементами которой являются каркас, борта, протектор, а также камера с вентилем для накачки шины воздухом. Наибольшее применение в настоящее время имеют шины, состоящие из покрышки и камеры (бывают и безкамерные). Камера удерживает сжатый воздух во внутренней полости шины, представляет собой эластическую кольцевую резиновую трубку с толщиной стенки 2 – 3 мм. Главной частью покрышки является каркас шины. Он воспринимает давление сжатого воздуха, а также нагрузки, передаваемые шине в результате ее взаимодействия с поверхностью дороги. Каркас шины выполняется из специальной ткани, называемой кордом, который образован параллельно уложенными нитями, изготовленными из вискозы, капрона или нейлона, а также из металла. Каркас покрышки состоит из нескольких слоев обрезиненного корда, закрепляемого на бортах покрышки, имеющих кольца из стальной проволоки, вокруг которых и обернуты слои корда. В результате этого получается жесткая часть покрышки, с помощью которой шина закрепляется на ободе. В зависимости от конструкции каркаса различают шины с радиальным или диагональным расположением нитей корда. В диагональных шинах слои корда в каркасе расположены перекрестно. Угол наклона нитей корда к экватору покрышки обычно составляет 35 – 38°. Нити корда каркаса радиальных шин расположены по радиусу покрышки под углом к экватору 85 – 90°. По наружной поверхности слоев каркаса накладывают пояс-брекер, состоящий из нескольких слоев, чаще всего, металлокорда. Угол наклона нитей корда пояса к экватору покрышки близок к 0. Расположенный с наружи нерастяжимый пояс охватывает каркас. Сверху каркаса покрышка имеет толстый слой резины, называемый протектором, постепенно уменьшающийся по толщине к бортам и переходящий в боковины. Протектор предохраняет каркас от повреждения и соприкасается с поверхностью дороги. Для лучшего сцепления с дорогой на протекторе делают выступы различной формы по определенным рисункам. Рисунок протектора в значительной степени должен удовлетворять требованиям, предъявленным к шинам. В связи с этим разделяют шины с дорожным, универсальным и специальным рисунком протектора, которые предназначены для эксплуатации по снегу и грязи. Для повышения сцепления с дорогой зимой, особенно в гололедицу, в протекторе шины устанавливают большое число шипов из твердого сплава. Однако следует отметить, что в нормальных условиях эксплуатация шипованных шин, как правило, ухудшает эксплуатацию автомобиля. Каждый вид шины имеет свои преимущества и недостатки при эксплуатации в разных условиях. Так, на диагональных шинах в процессе взаимодействия покрышки с дорогой постоянно смещаются перекрестные слои корда каркаса, что приводит к потерям энергии при качении колеса, нагреву, расслоению каркаса и износу протектора шины. Радиальное расположение нитей корда каркаса значительно уменьшают смещение слоев корда. Такие шины отличаются большей грузоподъемностью, чем диагональные. Однако и радиальные шины не лишены недостатков, так следует отметить их более жесткое качение колес, т.е. при движении по булыжнику или аналогичным дорожным неровностям, появляются неприятные вибрации и шумы. По эксплутационным свойствам радиальные и диагональные шины настолько отличаются друг от друга, что их смешанная установка на автомобиле недопустима. Сложные конструкции шин современных легковых автомобилей требуют внимательного отношения к их использованию. При установке шины на автомобиль нужно соблюдать рекомендации завода-изготовителя, а рисунок протектора подбирать, в зависимости от дорожный условий. Основные характеристики шин можно установить по маркировкам, которые имеются на каждой покрышке. Так например, на переднеприводных автомобилях

«ВАЗ» устанавливают шины, имеющие следующие обозначения: 155/80Р13, где в числителе дроби указана ширина профиля в мм, первое число в знаменателе процентное отношение высоты профиля к ширине (Н/В), Р – радиальная конструкция, последнее число – посадочный диаметр обода в дюймах ( 1”=25,4 мм).

Тема 8. Тормозная система.

8.1. Назначение, устройство и принцип работы тормозной системы.

Тормозные системы служат для снижения скорости и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть максимально эффективной при движении автомобиля с различной нагрузкой и на различных скоростях движения. Об эффективности тормозных систем судят по тормозному пути автомобиля (от начала нажатия на тормозную педаль до его полной остановки при движении по горизонтальному участку сухой дороги с асфальтовым покрытием) и замедлению. Тормозные системы должны обеспечивать равномерное распределение тормозных сил между колесами одного моста. На автомобилях обязательно должны быть установлены: рабочая тормозная система, используемая при движении автомобиля для снижения скорости и полной остановки; стояночная тормозная система, служащая для удержания, остановленного автомобиля, на месте; запасная тормозная система, предназначенная для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы. На некоторых грузовых автомобилей может применяться вспомогательная тормозная система, используемая для уменьшения нагрузки на рабочую тормозную систему (горный тормоз). Любая тормозная система состоит из тормозных механизмов и их привода. Тормозные механизмы осуществляют непосредственное торможение вращающихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Наибольшее распространение получили фрикционные тормозные механизмы, в которых торможение происходит за счет трения вращающихся и неподвижных деталей, В зависимости от конструкции вращающихся рабочих деталей тормозных механизмов различают барабанные и дисковые тормоза. Во- первых, силы трения создаются с помощью прижимающихся неподвижных колодок на внутренней поверхности вращающегося барабана; во-вторых, на боковых поверхностях вращающегося диска. Барабанный тормозной механизм с раздвигающимися колодками используют как в рабочих, так и в стояночных тормозных системах. В тормозном механизме задних колес автомобиля тормозной барабан прикреплен к фланцу полуоси ведущего моста, а тормозной диск – к ступице переднего колеса. В основном, на отечественных автомобилях барабанные тормозные механизмы применяются на задних колесах, а дисковые на передних. Однако, в принципе, в зависимости от модели автомобиля могут применяться только барабанные или только дисковые тормоза на всех четырех колесах. Привод тормозов служит для передачи усилия ноги (руки) водителя от педали (рычага) к исполнительным тормозным механизмам. Наибольшее распространение в легковых автомобилях получили механические и гидравлические приводы. Механический привод представляет собой систему тяг и рычагов, соединяющих педаль или рычаг с тормозными механизмами. Гидропривод, в котором приводное усилие передается тормозной жидкостью состоит из следующих узлов: главного тормозного цилиндра, создающего давление жидкости в системе и имеющего резервуар,    заполненный    тормозной    жидкостью;    колесных    тормозных    цилиндров

,передающих   давление   тормозной   жидкости   на   тормозные   колодки;   соединительных

трубопроводов и шлангов; педали и вакуумного усилителя с фильтром, соединенного через запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Вся система постоянно заполнена тормозной жидкостью.

В прошлом на отечественных легковых автомобилях (М-20 «Победа», ГАЗ-21 «Волга», ГАЗ-69, УАЗ-469 и др.) применялась так называемые одноконтурные гидравлические приводы. Такие приводы обладают существенными недостатками, в случае повреждения какого-либо соединения давление снижается во всем приводе, нарушается работа тормозных механизмов всех колес. Современный гидропривод тормозов состоит из двух независимых контуров, связывающих между собой пару колес. При отказе одного из контуров срабатывает второй, что обеспечивает, хотя и не очень эффективное, но все-таки торможение автомобиля. К примеру, на автомобиле «Жигули» ВАЗ 2105, один контур объединяет тормозные механизмы передних колес, а другой – задних. На автомобиле «Жигули» ВАЗ 2109, между собой связаны: переднее левое колесо с задним правым, и переднее правое с задним левым.

Для уменьшения усилия при нажатии на педаль тормоза и более эффективной работы системы, применяется вакуумный усилитель. Усилитель явно облегчает работу водителя, так как использование педали тормоза при движении в городской цикле носит постоянный характер и довольно быстро утомляет.

Вакуумный усилитель конструктивно связан с главным тормозным цилиндром. Основным элементом усилителя является камера, разделенная резиновой перегородкой (диафрагмой) на два объема. Один объем связан с впускным трубопроводом двигателя, где создается разряжение около 0,8 кг/см², а другой с атмосферой (1 кг/см²). Из-за перепада давлений в 0,2 кг/см², благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие при работе с педалью тормоза может достигать 30 – 40 кг и больше. Это значительно облегчает работу водителя при торможениях и позволяет сохранить его работоспособность длительное время.

Барабанный тормозной механизм состоит из:

• тормозного щита;
• тормозного цилиндра;
• двух тормозных колодок;
• стяжных пружин;
• тормозного барабана.

Тормозной ЩИТ жестко крепится на балке заднего моста автомобиля, а на щите, в свою очередь, закреплен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в цилиндре расходятся и начинают давить на верхние концы тормозных колодок. Колодки в форме полуколец прижимаются своими накладками к внутренней поверхности круглого тормозного барабана, который при движении автомобиля вращается вместе с закрепленным на нем колесом.

Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между накладками колодок и барабаном. Когда же воздействие на педаль тормоза прекращается, стяжные пружины оттягивают колодки на исходные позиции.

Дисковый тормозной механизм состоит из:

• суппорта;
• одного или двух тормозных цилиндров;
• двух тормозных колодок;
• тормозного диска.

Суппорт закреплен на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля. В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки. Колодки с обеих сторон

«обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на нем колесом. При нажатии на педаль тормоза поршни начинают выходить из цилиндров и прижимают тормозные колодки к диску. После того, как водитель отпустит педаль, колодки и поршни

возвращаются в исходное положение за счет легкого «биения» диска. Дисковые тормоза очень эффективны и просты в обслуживании.

Пневматический привод тормозов

При использовании пневматического тормозного привода, необходимое давление создается в нем сжатым воздухом, находящимся в воздушных баллонах – ресиверах, который подается в них компрессором, приводимым в действие от двигателя. При нажатии на тормозную педаль водитель воздействует на тормозной кран управления, который сообщает ресивер с воздушным трубопроводом, подводящим сжатый воздух к камерам соответствующих тормозных механизмов.

С целью повышения надежности действия рабочей тормозной системы на многих автомобилях применяют двухконтурный пневматический привод с двумя раздельными ветвями трубопроводов для питания тормозных камер рабочих тормозов передних и задних колес.

У автомобилей, имеющих несколько тормозных систем, приводимых в действие сжатым воздухом, применяют, так называемый многоконтурный пневматический привод с несколькими самостоятельными линиями воздушных трубопроводов.

Так, например, у автомобилей КамАЗ-5320 в пневматическом приводе предусмотрено четыре самостоятельных контура, имеющих следующее назначение:

первый контур – питает сжатым воздухом приборы, управляющие тормозными механизмами переднего моста автомобиля;

второй контур – обеспечивает питание приборов, управляющих тормозными механизмами среднего и заднего мостов автомобиля;

третий контур – объединяет приборы, управляющие механизмами аварийной и стояночной систем;

четвертый контур – служит для растормаживания аварийной системы торможения после того, как произойдёт самопроизвольное (аварийное) торможение. Такое аварийное торможение может произойти автоматически (без участия водителя), при появлении неисправности в пневматическом приводе тормозов, вызвавшем падение давления в нем ниже допустимой величины, вне зависимости от характера утечки воздуха.

Примененное на автомобилях КамАЗ расчленение тормозного привода на несколько самостоятельных контуров позволяет сохранить работоспособность привода в целом при выходе из строя одного из его контуров. Таким образом, применение многоконтурного привода в значительной мере повышает надежность действия тормозных систем автомобиля и способствует повышению безопасности движения.

ABS SYSTEM

Антиблокировочная система тормозов, или так же известная как ABS (Anti-lock braking system) на сегодня считается стандартной для современных автомобилей известных производителей. Основной предназначение системы предотвратить блокировку колёс транспортного средства в момент торможения. Таким образом, транспортное средство сохраняет курсовую устойчивость и управляемость. Стоит помнить, что в таком случае тормозной путь может быть больше, чем без использования ABS.

5Схема устройства антиблокировочного механизма

Схема устройства антиблокировочной системы ABS

1. емкость для тормозной жидкости (бачок);
2. усилитель тормозной системы;
3. датчик педали сцепления;
4. датчик давления в тормозной системе;
5. блок управления ABS;
6. ресивер;
7. амортизатор колеса;
8. впускной клапан, передний левый;
9. выпускной клапан, передний левый;
10. тормозной цилиндр, передний правый;
11. датчик частоты вращения колеса.

Стоит учитывать, что для каждого колеса предусмотрен впускной и выпускной клапан, а так же тормозной цилиндр и датчик. На схеме наведены эти элементы, но для уменьшения повторений они не внесены в список.

Первый этап – это повышение давления водителем. В таком случае давление в тормозной системе повышается естественным путем, за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Как правило, впускные клапана открыты, а выпускные закрыты. Система считывает данные с датчиков на колесах. Если скорость вращения колеса быстро замедляется, в сравнении с запрограммированными данными, то блок управления ABS переводит впускной клапан определенного колеса в закрытое положение, при этом выпускной клапан так же находится в закрытом режиме.

После закрытия впускного клапана, проходит второй этап. Определив, какое колесо тормозит больше всех, механизм отключает тормозной цилиндр от его рабочей задачи, а так же рабочий контур тормозной системы. Стоит понимать, что даже при более интенсивном нажатии на педаль тормоза, давление в системе не будет увеличиваться.

Антиблокировочная система самостоятельно подбирает максимально эффективное давление. Так же механизм ведет контроль скорости вращения колес, до момента стабилизации или полной остановки. В случае, когда вращение колес будет ниже допустимого, механизм автоматически откроет выпускной клапан и сбросит давление, тем самым полностью избавив определенных механизм от торможения.

Последний этап работы антиблокировочной системы – сброс давления. На данном этапе система открывает выпускной клапан, за счет чего давление в определенном контуре резко понижается (на определенное колесо или сторону). Жидкость из выпускного цилиндра сначала попадает в гидроаккумулятор, а далее за счет насоса выкачивается обратно в ресивер.

Впускной клапан должен быть закрытым, иначе насос не сработает. Все это время систем считывает частоту оборотов колеса, после стабилизации и возвращения к допустимым значениям, выпускной клапан автоматически закрывается. Отработав весь перечисленный процесс, впускной клапан вновь открывается и весь цикл начинается с начала.

Такой цикл работы антиблокировочной системы будет повторяться до полной стабилизации вращения колес. Чтоб понимать, за одну секунду механизм ABS может отработать до 6-ти циклов. Отключить работу ABS нельзя, не вмешиваясь в конструкцию тормозного механизма. Отключение ABS может привести к непоправим последствиям. Производитель изначально рассчитывал тормозную систему с использованием данного механизма.

5Самые распространенные неисправности ABS

Первым признаком и наверное самым основным, выхода из строя системы ABS считается долгосрочная индикация на соответствующего значка на панели приборов. Все же, каждой поломке есть свое объяснение. Проблема может быть мелкой, засорились датчики или попросту слетел провод. Так же может быть более серьезная причина – в систему поступил воздух или поломка элементов. Стоит понимать, что рано или поздно даже сама совершенная система антиблокировки колес приходит в негодность.

Как показывает практика, специалисты выделяют несколько основных и самых частых поломок антиблокировочной системы тормозов. В первую очередь стоит проверить целостность предохранителей, не исключено, что со временем они могут перегореть. Далее по списку идут датчики вращения колес на ступицах, а так же масса. Датчики имеют свойство изнашиваться, так как в работе постоянно. Малейшее засорение так же может привести к выходу из строя всего механизма. Не стоит забывать, что еще одной причиной выхода из строя всей системы может быть элементарный обрыв провода или повреждение отдельных элементов ABS.

6Плюсы и минусы системы ABS

Стояночный тормоз приводится в действие поднятием рычага в верхнее положение. При этом натягиваются два металлических троса, последний из которых заставляет тормозные колодки задних колес прижаться к барабанам. И как следствие этого, автомобиль удерживается на месте в неподвижном состоянии, В поднятом состоянии, рычаг стояночного тормоза автоматически фиксируется защелкой. Это необходимо для того, чтобы не произошло самопроизвольное выключение тормоза и бесконтрольное движение автомобиля в отсутствии водителя.