Бадалов В. В.

АВТОМОБИЛЬ

ПРОСТО

Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2008

В книге представлены основы конструкции и теории автомобиля. Предложена методика выбора предпочтительного варианта автомобиля. Задачи, тесты, технические характеристики и словарь позволяют проверить и закрепить полученные знания.

Книга предназначена для тех, кто просто интересуется автомобилем.

Содержание

Предисловие 5

Книга явилась результатом опыта чтения лекций в Санкт-Петербургском государственном университете сервиса и экономики для студентов специальности 230100 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования». 5

Автомобиль для большинства из нас стал всем – в нем мы спим, едим, работаем. При этом часто также как плохо знаем о функционировании собственного организма, смутно представляем конструкцию и принцип действия узлов и механизмов своего друга и помошника. 5

Студенты, проявляя живой интерес к тенденциям развития и конструктивным особенностям современного автомобиля, не могут объяснить принцип действия синхронизатора, гидротрансформатора, происхождение и взаимодействие сил, действующих на автомобиль. Книг на эту тему сегодня написано великое множество – красивых, подробных и высокопрофессиональных. 5

Это не учебник, не справочник. Это просто книга об автомобиле глазами автора. 5

Исторические даты 6

Автомобиль 7

Система индексации автомобилей 8

Для контроля за парком машин мировое сообщество приняло решение о введении единой всемирной системы маркировки автомобилей с помощью идентификационного номера или VIN (Vehicle Idetification Number). 9

Номер VIN состоит из 17 знаков и имеет три составных части: 9

-первые три позиции – международный код изготовителя, 9

-позиции 4-9 – закодировано обозначение той или иной модели автомобиля 9

9

Основные понятия механика 9

Сила – векторная величина, характеризующая взаимодействие между телами. Различают точку приложения, линию действия, направление и численное значение (модуль) силы. За единицу силы принимают 1Н: 1КН=10 ³Н, МН=10 ⁶Н. 9

Система сил – совокупность всех сил, действующих на тело. 9

Равнодействующая сила – сила, которая оказывает на тело такое же действие, как и силы вместе взятые. Уравновешивающая сила – сила, равная по величине равнодействующей, но направлена в противоположную сторону. 9

Пара сил – система из двух равных по величине, параллельных и противоположно направленных сил. 9

. Момент пары сил – равен произведению модуля силы на плечо (расстояние между линиями действия сил).За единицу момента принимается 1Нм: 1кНм=10³ Нм. 9

Сила трения – сила, с которой тело сопротивляется движению.Различают трение сухое, полужидкостное, жидкостное; покоя, движения, скольжения, качения. 9

За единицу работы принимается 1 Дж: 1Дж= 1Нм. 9

Мощность – величина, численно равная работе, совершенной за единицу времени. 9

Основные узлы и механизмы 10

1-двигатель (Д). Предназначен для преобразования тепловой энергии в механическую. 10

Компоновочные схемы 10

Двигатель 11

Кривошипно-шатунный механизм 12

Такты ДВС 12

Фазы газораспределения 13

Термодинамика ДВС 13

Термодинамические процессы 13

Цикл Карно 14

Показатели цикла 15

Индикаторные диаграммы ДВС 16

Карбюратор 17

Система охлаждения 19

Система смазки 19

Шестеренчатый насос 20

б) 20

Генератор 22

22

Стартер 23

Привод стартера «Бендикс» 23

Двухтактный двигатель 25

Газотурбинный двигатель. 25

Через входной патрубок 1 в компрессор двигателя поступает воздух. Попадая на лопатки колеса 2 компрессора, воздух приобретает очень большую скорость. В диффузоре 3 скорость воздуха уменьшается, а давление возрастает. В теплообменнике 4 воздух нагревается и поступает в камеру сгорания 7, в которую через форсунку 5 непрерывно впрыскивается топливо, воспламеняемое свечой зажигания 6. Из камеры сгорания горячие газы поступают в сопловые аппараты 8, где скорость газов увеличивается а их давление понижается. Газы, выходящие из направляющего аппарата, воздействуют на лопатки 9 колеса 10 турбины, приводя его во вращение. 25

Отсутствие вспомогательных ходов и непрерывность рабочего процесса позволяют получить большие мощности при небольших размерах газовых турбин. 25

Недостатки: сложность и высокая стоимость изготовления, низкая экономичность. 25

Роторно-поршневые двигатели. 26

Сцепление 27

Гидромуфта 27

Коробка передач 28

Гидротрансформатор 29

Карданная передача 31

В 1923 г. немецкий изобретатель К.Вайс запантетовал шариковый карданный шарнир с делительными канавками. В 1925 г. появляется кулачковый шарнир «Тракта» 31

Компенсируещее соединение выполняется в виде шлицевого соединения. 31

1,5 – валы 31

2.4 – кулачки 31

3 – шарики 31

6 – центрирующий шарик 31

7,8 – фиксирующие штифты 31

Главная передача 32

Планетарные передачи 32

Дифференциал 33

Полуоси 33

Тормоза 34

График зависимости остановочного пути автомобиля от его начальной скорости. 35

Антиблокировочные системы 36

Первые патенты на АБС появились в конце 20-х годов, а серийная их установка на автомобилях началась с 1969 г. 36

Антиблокировочная система (АБС) управления тормозными моментами – система автоматического регулирования с обратной связью. 36

1 – колесо 36

Подвески 36

Рулевое управление 37

Колеса 38

Схемы сил, действующих на колесо: 38

Установка колес 39

Рамы 40

В зависимости от силовой схемы автомобиля основным несущим элементом может быть рама или кузов. 40

Топливо 40

Электрооборудование 41

Аккумулятор 41

Силы при разгоне 43

Устойчивость автомобиля 44

Проходимость автомобиля 44

Плавность хода 45

Технические показатели автомобильных дорог 46

Тяговый расчет автомобиля 47

Сравнительный анализ и выбор предпочтительного варианта легкового автомобиля 63

Автомобильные задачи 75

Автомобильный словарь 80

Дополняйте и уточняйте! 92

Технические характеристики автомобилей 102

Литература 122

Предисловие

Книга явилась результатом опыта чтения лекций в Санкт-Петербургском государственном университете сервиса и экономики для студентов специальности 230100 «Сервис и техническая эксплуатация транспортных и технологических машин и оборудования».

Автомобиль для большинства из нас стал всем – в нем мы спим, едим, работаем. При этом часто также как плохо знаем о функционировании собственного организма, смутно представляем конструкцию и принцип действия узлов и механизмов своего друга и помошника.

Студенты, проявляя живой интерес к тенденциям развития и конструктивным особенностям современного автомобиля, не могут объяснить принцип действия синхронизатора, гидротрансформатора, происхождение и взаимодействие сил, действующих на автомобиль. Книг на эту тему сегодня написано великое множество – красивых, подробных и высокопрофессиональных.

Это не учебник, не справочник. Это просто книга об автомобиле глазами автора.

Исторические даты

1678 – бельгиец Фердинанд Фербис представил на суд китайской публике свой самоходный экипаж, который передвигался при помощи парового двигателя. Вся конструкция по записям ученого была равна 60 см.

1752 – построена одна из первых самоходных колясок в России. Ее создателем был Шамшуренков Л.Л..

1769-1770 – во Франции капитан артиллерии Николя Жозеф Кюньо пытается применить пароатмосферную машину непрерывного действия на повозке.

1781 – Джеймс Уатт запатентовал устройство, преобразующее возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала.

1791 – И.П. Кулибин изобрел вторую самоходную коляску в России.

1815-1817 – чешский механик И.Божек производил опыты с паровыми тележками в Праге.

1830 – в Лондоне насчитывалось 26 паровых повозок.

1845 – англ.Ромсон изобрел пневматическую шину.

1860 – Э..Ленуар (Франция) построил двухтактный газовый ДВС с электрическим зажиганием.

1862 – фр. инж. А. Роша получил патент на ДВС четырехтактного цикла.

1870 – немецкая фирма Отто - Лангена применила четырехтактный газовый двигатель с принудительным воспламенением смеси.

1874 – в России стали выпускать автомобили на Мальцовском заводе в г. Людиново.

1879 – русский механик-самоучка Ф.А.Блинов получил патент на гусеничный ход.

1885 – немецкий изобретатель К.Бенц построил 3-колесную повозку с горизонтальным одноцилиндровым двигателем.

1885-1886 – Готтлиб Даймлер установил бензиновый двигатель на 4-колесную повозку – первый автомобиль в нынешнем смысле этого слова.

1888 – первый мотоцикл Г. Даймлера.

1886 – первый автомобиль в Дании (Хаммель А., Иохансен Х.), Англия (Э.Батлер), 1889-90 – Франция (А.Пежо),1896 – США (Г,Форд).

1890 – шотландец Д.Данлоп предложил использовать резиновые пневматические шины.

1894. - в Германии создана фирма «Капштадт Даймлер» - «Мерседес».

1895. – впервые поставили пневматические шины, сконструированные Эдуардом Мишленом, на автомобиль «Пежо».

1896. – механик Форд создал первую свою машину.

1896– Р.Дизель создал первый дизель с воспламенением от сжатия.

1896 – первый российский автомобиль, построенный Яковлевым Е. и Фрезе П.

1897- впервые был применен дифференциал на паровом автомобиле.

1899 – в Италии родилась фирма «Фиат».

1899 – первый электромобиль в России, авторство на который принадлежит П. Яблочкову. Электромобиль стал прародителем заднеприводных машин.

1901 – Б.Г.Луцкой спроектировал грузовой автомобиль (Ижорский завод).

1903 – Феттинбер (нем.)-первый шаг к гидравлическому «автомату»-гидромуфта.

1917 – «Мицубиси» выпустила свою первую модель «Мицубиси А».

7 ноября 1924 – официально названа днем рождения советского автомобилестроения.

Совокупная численность автомобильного парка РФ на 1 января 2002 г. составила более 27 млн. автомобилей ( из них легковых 23,328 млн.). В большинстве субъектов РФ (64 региона) численность автомобилей всех типов не превышала 260 тыс. Численность автопарка Москвы в 2001 г. составила 2 400 508 единиц, в Московской области – 1 205 165 единиц. Санкт-Петербург и Ленинградская область занимали вторую строчку по величине автомобильного парка – 1 162 089 единиц.

В 2008 г. в РФ зарегестрировано более 48 млн. автомобилей.