Лабораторная работа №10

ТНВД. Форсунки.

Топливный насос высокого давления служит для подачи через форсунки в цилиндры двигателя под большим давлением (20... 50 МПа) требуемых порций топлива в определенные моменты времени. Насос состоит из одинаковых по конструкции секций, число которых равно числу цилиндров двигателя. Каждая секция насоса соединена топливопроводом с форсункой.

Существуют несколько типа топливных насосов высокого давления, которые используются в дизелях легковушек. Плунжерные рядные ТНВД типов М или MW (их производитель - фирма Bosch) имеют довольно сложную структуру, но вместе с тем, отличную надежность и долговечность. Они применяются в автомобилях марки Mercedes. По своей конструкции рядные ТНВД предусматривают на форсунку каждого цилиндра отдельные нагнетательный секции. Привод осуществляется от кулачкового вала насоса. В каждой секции присутствуют два точные элементы - нагнетательный клапан и плунжер. Задача плунжера - это подача топлива в форсунку. Плунжер устанавливается в корпусе ТНВД с зазором не менее 1 мкм. Плунжер также регулирует количество топлива. Для быстрого запирания топливопровода, который соединяет насос и Форсунку, а также для поддержания некоторого остаточного давления используется нагнетательный клапан.

Количество секций насоса равно количеству цилиндров дизеля, на котором он установлен. В зависимости от расположения секций различаются рядные и V-образные насосы, например, дизель КамАЗ—740 имеет V-образный восьмисекционный топливный насос высокого давления, а дизель ЯМЗ—236М2 — рядный с шестью секциями. V-образные насосы устанавливаются в развале блока цилиндров, действуют от зубчатых колес газораспределения. Принцип действия и конструкцию насоса высокого давления можно рассмотреть на примере шестисекционного рядного насоса д изеля ЯМЗ—236М2. Плунжерная пара (плунжер и гильза) являются основной частью каждой секции. Все секции насоса работают одинаково. Работа плунжерной пары происходит следующим образом: плунжер начинает двигаться вниз, и происходит наполнение пространства над плунжером топливом (сначала топливо поступает в гильзу через подводящий канал, затем при открытии впускного отверстия — в пространство лад плунжером), после заполнения плунжер начинает под-ниматься, что сопровождается частичным перепус-ком топлива обратно. Подъем плунжера происходит до того, как он перекроет впускное отверстие гильзы.

Муфта опережения впрыскивания предназначена для изменения времени начала подачи топлива в цилиндры в зависимости от величины частоты вращения коленчатого вала посредством обеспече-ния дополнительного поворота кулачкового вала. Она обеспечивает угол опережения равный, 6—8° относительно вала привода и 10—14 относительно угла поворота коленчатого вала. Применяются в основном автоматические муфты с центробежными механизмами, состоящие из двух полумуфт. И Типичным примером муфты опережения впрыскивания является муфта, применяемая в дизеле ЯМЗ. Величина частоты вращения коленчатого вала соответствует величине действующих на грузы центробежных сил, возникающих при вращении ведущей полумуфты. Изменение величины центробежных сил при изменении частоты вращения коленчатого вала приводит к смещению грузов, в результате которого оси ведомой полумуфты подтягиваются (или удаляются) к пальцам ведущей полумуфты, что приводит к дополнительному угловому смещению кулачкового вала относительно вала привода.

Форсунки предназначены для впрыскивания, распыления и распределения топлива по объему камеры сгорания. В настоящее время широко применяются форсунки закрытого типа, у которых распылительные отверстия закрываются запорными иглами. Они разделяются на бесштифтовые и штифтовые (применяются в основном в дизелях с разделенными камерами сгорания). Основной частью и тех и других форсунок является распылитель, имеющий отверстие (или несколько отверстий) для впрыскивания топлива. Диаметр отверстий обычно равен 0,35—0,45 мм. Основным отличием штифтовых и бесштифтовых форсунок является форма конца запорной иглы: у штифтовых форсунок на конце иглы имеется фасонный штифт, а у бесштифтовых конец иглы имеет конусообразную форму (обычно бесштифтовые форсунки имеют несколько сопловых отверстий). Открытие и закрытие соловых отверстий происходит под действием давления топлива, поступающего в кольцевую полость распылителя, которая расположена над пояском утолщенной части иглы (подъем иглы происходит при достижении давления 17,5— 18,5 МПа, которое позволяет преодолеть сопротивление пружины). Подъем иглы составляет 0,25— 0,38 мм, ограничивается штангой. Широко распространены форсунки с гидравлическим подъемом иглы.

Вывод: Изучил ТНВД Форсунки.

Лабораторная работа №11

Всережимный регулятор.

Всережимный регулятор служит для автоматического поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала путем изменения количества подаваемого насосом топлива в соответствии с нагрузкой двигателя. Он обеспечивает при выполнении большинства сельскохозяйственных работ независимо от сопротивления присоединенных к трактору машин или орудий равномерность движения агрегата. Это является одним из важнейших условий высокого качества, производительной и экономической работы трактора. Всережимный регулятор способствует устойчивой работе двигателя на любом скоростном режиме от минимальной до максимальной частоты вращения коленчатого вала. Это позволяет изменять скорость трактора в определенных пределах без переключения передачи. При выполнении некоторых операций, например междурядной обработке пропашных культур, не всегда удается полностью загрузить трактор. 

Всережимный регулятор позволяет двигателю работать на любых оборотах от минимального числа оборотов холостого хода до номинального, при котором двигатель развивает номинальную мощность, и максимальное число оборотов холостого хода.

Всережимный регулятор приводится во вращение от кулачкового вала топливного насоса. Грузы регулятора вращаются значительно быстрее, чем кулачковый вал насоса. Для повышения числа оборотов регулятора служит пара шестерен.

Всережимный регулятор позволяет задавать двигателю любой скоростной режим в пределах от минимального устойчивого числа оборотов холостого хода ( не выше 500 об / мин) до максимального числа оборотов ( 1500 об / мин), при котором двигатель развивает номинальную мощность. 

Различают двухрежимный и всережимные регулятора частоты вращения коленчатого вала. Двухрежимный регулятор (типа RQ) поддерживающий определенную частоту вращения коленчатого вала на режимах минимальной и максимальной частоты вращения коленчатого вала. Всережимный регулятор (типа RSV) поддерживает необходимую частоту вращения на всех режимах работы двигателя.

Всережимные регуляторы устанавливаемые на небольших высокооборотистых двигателях позволяют поддерживать частоту вращения коленчатого вала в пределах 6…10%.

Вывод: Изучил всережимный регулятор и его предназачение

Лабораторная работа №12

Сцепление. Устройство и работа.

Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробки передач.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. По виду фрикционное сцепление различается:

• однодисковое сцепление;

• двухдисковое сцепление;

• многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения может быть сухое сцепление и мокрое сцепление. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление.

Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

• маховик;

• картер сцепления;

• нажимной диск;

• ведомый диск;

• диафрагменная пружина;

• подшипник выключения сцепления;

• муфта выключения;

• вилка сцепления.

Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска. На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая - с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала.

В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.

Нажимной диск (обиходное название - корзина сцепления) прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Он оснащен диафрагменной пружиной. Диафрагменная пружина представляет собой металлические упругие лепестки, закрепленные по окружности нажимного диска.

Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины.

Подшипник выключения сцепления (обиходное название -выжимной подшипник) воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения.

Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.

Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.

Принцип работы сцепления

Однодисковое сухое сцепление постоянно включено.

При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины отводят нажимной диск от ведомого диска. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.

При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.

Вывод: Изучил устройство и работу сцепления.

Лабораторная работа №13

Устройство КПП

Механическая коробка передач состоит из:

• картера,

• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями,

• дополнительного вала и шестерни заднего хода

• синхронизаторов,

• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами

• рычага переключения.

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе, шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло).

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

Основные неисправности коробки передач.

Подтекание масла может быть из-за повреждения уплотнительных прокладок, сальников и ослабления крепления крышек картера.

Для устранения неисправности необходимо поменять прокладки, сальники и подтянуть крепления крышек.

Шум при работе коробки передач может возникнуть из-за несправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений.

Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали и узлы.

Затрудненное включение передач может происходить из-за поломок деталей механизма переключения, износа синхронизаторов или шестерен.

Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали и узлы.

Самовыключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен или синхронизаторов.

Для устранения неисправности необходимо заменить блокировочное устройство, вышедшие из строя шестерни, синхронизаторы.

Вывод: Изучил устройство КПП.

Лабораторная работа №14

Устройство карданной передачи

Механизмы карданной передачи:

1)передний и задний валы,

2)промежуточная опора с подшипником,

3)шарниры с вилками и крестовинами,

4)шлицевые соединения

5)эластичная муфты.

Шарниры с вилками и крестовинами. Эти элементы и позволяют осуществить передачу крутящего момента под изменяющимся углом. Задний вал карданной передачи имеет два шарнира. Они обеспечивают передачу крутящего момента от коробки передач к главной передаче, которая расположена в заднем мосту автомобиля независимо от движений кузова. Поясним. Когда автомобиль едет, то угол между передним валом карданной передачи и главной передачей меняется до 150оС. Это происходит из-за неровностей дороги. Поэтому задний вал закреплен не жестко, а двумя шарнирами. За счет этих шарниров и происходит бесперебойная передача крутящего момента.

Шлицевое соединение обеспечивает компенсацию линейного перемещения карданной передачи по отношению к кузову авто, вследствие изменения угла передачи крутящего момента. Это необходимо для того, чтобы карданная передача удлинялась в момент перемещения кузова вверх, и укорачивалась, когда кузов идет вниз. Получается, что должно меняться расстояние от коробки передач до заднего моста. Эти процессы происходят именно в шлицевом соединении. Но меняются не сами жесткие трубы, а их суммарная длина.

Эластичная муфта. Этот механизм держит ударную волну, которая может возникать при грубом включении (выключении) сцепления.

Основные неисправности карданной передачи и валов с шаровыми шарнирами

Шум, стуки и вибрация при движении. Причина: износ шарниров, подшипника промежуточной опоры, деформации валов. Способ устранения: замена поврежденных механизмов.

Утечка смазки из шаровых шарниров. Причина: повреждение защитных чехлов. Способ устранения: замена чехлов, чистка шарниров, замена смазки шарниров.

Вывод: Изучил устройство карданной передачи.

Лабораторная работа №15

Ведущий мост

Предназначен для передачи крутящего момента к ведущим колесам несущая конструкция дополняется множеством устройств, которые могут выполняться в виде отдельных агрегатов (что более характерно для легковых машин), но чаще всего располагаются внутри балки. Они обеспечивают увеличение момента в соответствии с передаточным отношением главной передачи. Двух- и трехскоростные главные передачи предоставляют водителю возможность выбора передаточного отношения. К механизмам, передающим крутящий момент, относятся главная передача, дифференциал, полуоси и ступицы.

У автомобилей с классическим приводом вращение передается от ведомого вала коробки передач на ведущие колеса через карданный вал и ведущий мост .

Карданная передача предназначена для передачи вращения от вала коробки передач к валу ведущего моста, оси которых могут смещаться при движении. Карданные шарниры, расположенные по краям вала, позволяют передавать вращение от вала коробки передач на ведущий вал 6 главной передачи под некоторым углом.

Ведущий мост заднеприводного автомобиля состоит из главной передачи и полуосей задних колес. Главная передача включает в себя пару конических шестерен: малую ведущую и ведомую 8 большего размера.

Конические шестерни позволяют передать вращение на ведущие колеса под прямым углом и увеличить крутящий момент или силу тяги на колесах.

На переднеприводных автомобилях главная передача устанавливается в едином корпусе (картере) с механизмом коробки передач. От полуосевых шестерен дифференциала получают вращение приводные валы, которые, в свою очередь, вращают колеса автомобиля. На большинстве переднеприводных автомобилей валы коробки передач перпендикулярны направлению движения автомобиля, а шестерни главной передачи выполняются цилиндрическими с косыми зубьями.

На автомобилях с различным типом привода, с главной передачей конструктивно объединен дифференциал. Дифференциал — это устройство, позволяющее ведущим колесам вращаться с разной скоростью и проходить различный путь при движении по неровной дороге или в поворотах.

Коробка (корпус) дифференциала закреплена на ведомой шестерне главной передачи. В коробке установлены две полуосевых шестерни , в которые входят концы полуосей б заднеприводного автомобиля или концы приводных валов переднеприводного автомобиля. На противоположных концах полуосей и валов закреплены ведущие колеса. Таким образом, ведущая ось автомобиля, независимо от типа его привода, оказывается как бы «разрезанной» на две части.

Полуосевые шестерни «связаны» между собой двумя или четырьмя сателлитами — шестернями меньшего размера. Ось (или оси) сателлитов закреплена в коробке дифференциала. Когда автомобиль движется по прямой, вместе с ведомой шестерней вращается коробка дифференциала, при этом сателлиты неподвижны относительно полуосевых шестерен, и полуоси, а следовательно, и ведущие колеса автомобиля вращаются с одинаковой частотой. При повороте автомобиля сателлиты поворачиваются на своей оси и полуосевые шестерни получают возможность вращаться с различной частотой. Соответственно, наружное (по отношению к центру поворота) колесо проходит больший путь, чем внутреннее, и наружная полуось вращается с большей скоростью.

На отдельных моделях автомобилей предусмотрены дифференциалы с принудительной или автоматической блокировкой. В тяжелых условиях движения (на песчаных, заснеженных дорогах или бездорожье) такой дифференциал блокируется, «связывая» полуоси. Это позволяет обеспечить тягу на обоих ведущих колесах и успешнее преодолевать трудные участки. На полноприводных автомобилях дифференциалами оборудуются оба ведущих моста. Некоторые полноприводные автомобили оснащаются межосевым дифференциалом, «разрывающим» жесткую связь переднего и заднего мостов и позволяющим передним и задним ведущим колесам вращаться с «индивидуальной» частотой.

Для смазывания шестерен главной передачи и дифференциала, как и для смазывания деталей коробки передач, на автомобилях всех типов применяется трансмиссионное масло. Следует помнить, что главные передачи гипоидного типа (с особым расположением зубьев шестерен — гипоидным) наиболее «требовательны» к уровню качества, чистоте и регулярности замены масла.

Вывод: Изучил устройство ведущего моста.

Лабораторная работа №16

Устройство главной передачи

Адаптация коробки передач к конкретному двигателю и автомобилю осуществляется с помощью главной передачи, имеющей определенное передаточное число. В этом основное предназначение главной передачи автомобиля.

Конструктивно главная передача представляет собой зубчатый редуктор, который обеспечивает увеличение крутящего момента двигателя и уменьшение частоты вращения ведущих колес автомобиля.

На передне приводных автомобиля главная передача расположена вместе с дифференциалом в коробке передач. В автомобиле с задним приводом ведущих колес главная передача помещена в картер ведущего моста, где кроме нее находится и дифференциал. Положение главной передачи в автомобилях с полным приводом зависит от типа привода, поэтому может быть как в коробке передач, так и в ведущем мосту.

В зависимости от числа ступеней редуктора главная передача может быть одинарной или двойной. Одинарная главная передача состоит из ведущей и ведомой шестерен. Двойная главная передача состоит из двух пара шестерен и применяется в основном на грузовых автомобилях, где требуется увеличение передаточного числа. Конструктивно двойная главная передача может выполняться центральной или разделенной. Центральная главная передача компонуется в общем картере ведущего моста. В разделенной передаче ступени редуктора разнесены: одна располагается в едущем мосту, другая – в ступице ведущих колес.

Вид зубчатого соединения определяет следующие типы главной передачи:

• цилиндрическая;

• коническая;

• гипоидная;

• червячная.

Цилиндрическая главная передача применяется на переднеприводных автомобилях, где двигатель и коробка передач расположены поперечно. В передаче используются шестерни с косыми и шевронными зубьями. Передаточное число цилиндрической главной передачи находится в пределах 3,5-4,2. Дальнейшее увеличение передаточного числа приводит к увеличению габаритов и уровня шума.

В современных конструкциях механической коробки передач применяется несколько вторичных валов (два и даже три), на каждом из которых устанавливается своя ведущая шестерня главной передачи. Все ведущие шестерни имеют зацепление с одной ведомой шестерней. В таких коробках главная передача имеет несколько значений передаточных чисел. По такой же схеме устроена главная передача роботизированной коробки передач DSG.

На перередне приводных автомобилях может производиться замена главной передачи, являющаяся составной частью тюнинга трансмиссии. Это приводит к улучшению разгонной динамики автомобиля и снижению нагрузки на сцепление и коробку передач.

Коническая, гипоидная и червячная главные передачи применяются на заднее приводных автомобилях, где двигатель и коробка передач расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось необходимо передать под прямым углом.

Из всех типов главной передачи заднее приводных автомобилей самой востребованной является гипоидная главная передача, которую отличает меньшая нагрузка на зуб и низкий уровень шума. Вместе с тем, наличие смещения в зацеплении зубчатых колес приводит к повышению трения скольжения и, соответственно, снижению КПД. Передаточное число гипоидной главной передачи составляет: для легковых автомобилей 3,5-4,5, для грузовых автомобилей 5-7.

Коническая главная передача применяется там, где не важны габаритные размеры и не ограничен уровень шума. Червячная главная передача ввиду трудоемкости изготовления и дороговизне материалов в конструкции трансмиссии автомобиля практически не применяется.

Вывод: Изучил устройство главной передачи.

Лабораторная работа №17

Дифференциал. Полуоси

Дифференциа́л — это механическое устройство, которое делит момент входного вала между выходными осями. Наиболее широко применяется в конструкции привода автомобилей, где момент от выходного вала коробки передач (или карданного вала) поровну делится между полуосями правого и левого колеса. В полноприводных автомобилях также может применяться для деления момента в заданном соотношении между ведущими осями, хотя здесь достаточно распространены конструкции и без дифференциала (например, с вискомуфтой).