2016-11-30 Основной перечень конструктивных элементов и узлов автотранспортных средств

Автомашины имеют в своем составе 3-х ключевых блока:

Система двигателя

Компоновочный состав двигателя показан на рисунке. В него входят следующие компоненты:

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) важнейший конструктивный элемент, его задачей является трансформирование энергетического потенциала горючего в механическое усилие, направленное на выполнение полезных рабочих функций. Принципиальная схема автомотора основана на факторе смешения топливного вещества с атмосферными воздушными массами, в результате происходит образование воздушно-топливной смеси. Периодическое сгорание этой горючей смеси в камере сгорания формирует рост давления, направленного на поршневую группу, вращающую в свою очередь коленчатый вал посредством системы шатунов. Вращательная энергия переходит на трансмиссию машины.

Чтобы запустить мотор используется особый агрегат – стартер – аналог электромотора, который проворачивает коленвал. Для крупных дизельных автодвигателей вместо стартеров используют вспомогательный ДВС.

К настоящему времени разработаны несколько типов моторов, основанных на сгорании топлива

• Бензиновые
• двигатели на дизеле
• моторы на газе
• газодизельные
• роторно-поршневые

Кроме того, двигатели различают по типу горючего, по количеству и размещению цилиндров, по методике приготовления топливной смеси, по числу тактов в работе мотора и др.

Бензиновые и дизельные двигатели :

В бензиновом моторе, самом распространенном типе силовых агрегатов, горючим веществом является бензин. Минуя систему топливоподачи, это вещество по форсункам-распылителиям проникает в карбюратор или инжектор, а потом в виде топливно-воздушной смеси переходит к цилиндрам, где происходит ее сжимание посредством группы поршней, а затем ее воспламеняет искра от свечи зажигания.

Системы с карбюраторами уже устаревают, их вытесняет инжекторная система топливоподачи. Через форсунки-распылители (инжекторы) происходит впрыскивание горючего или сразу в цилиндры или через впускные коллекторы . Инжекторы могут быть на основе механической или электронной системы.

Механические системы дозируют топливо через плунжеры, представляющие собой рычажные механизмы, обладающие функцией электронного контроля за топливосмесью. В электронных устройствах весь цикл от приготовления до впрыскивания смеси проходит через блок управления. Инжекторные устройства позволяют экономичнее использовать топливо, обеспечивая оптимальное выгорание, и минимизировать выход вредных выхлопных газов.

В дизельмоторах в качестве топлива идет дизельное горючее. В таких моторах нет системы для зажигания, поскольку дизтопливо, смешанное с воздухом, проникая в цилиндр по форсункам, может взрываться от повышенного давления и высокой температуры, обеспеченные поршневой группой.

Газовые двигатели

Моторы на газовом топливе функционируют за счет газа – сжиженного, генераторного, сжатого или природного. Популярность таких моторов в современном мире стала расти за счет возросшими стандартами к безопасности автотранспорта в области экологии.

Первоначальное топливо находится в баллоне под высоким давлением потом по испарителю переходит к газовому редуктору, где его давление падает. Потом все идёт во схеме, аналогичной инжекторному мотору. В ряде случаев газовая система питания может обходиться без испарителя.

Шасси

В эту структурную часть автомобиля входят компоненты передачи усилий от мотора или коробки передач, ходовая часть и устройство для управления.

Передача усилия происходит, когда крутящий момент выдает двигательный импульс на ведущую ось машины. В состав силовой передачи входят:

• система сцепления
• коробка переключения скоростей
• кардан
• главная передача
• дифференциалы
• приводные валы

Сцепление

Сцепление выполняет функцию кратковременного отсоединения мотора от трансмиссии, чтобы впоследствии можно было плавно соединить их, когда передача переключена и в момент первоначального начала движения.

Коробка передач

Коробка переключения скоростей может корректировать показатель величины крутящего момента, передаваемого с коленвала мотора на карданный вал.

Коробка передач дает возможность надолго отключить соединения движка с карданной передачей, что делает возможным и езду задним ходом.

Карданная передача

Выполняет перенаправление крутящего момента трансмиссии на главную передачу с возможностью изменяющегося угла подачи.

Главная передача

Ее предназначение – обеспечение минимальных потерь при перенаправлении крутящего момента под прямым углом от кардана через дифференциалы к приводным валам ведущей оси и рост крутящего момента.

Дифференциал автомобиля

Оптимизирует вращение колес на ведущей оси, когда они движутся с разными частотами на повороте или на ухабистых дорогах.

Ходовая часть автомашин

В нее входят рама, передняя и задняя оси, соединённые с рамой через систему подвески . В подвеске использованы компоненты с упругими свойствами – рессоры, пружины цилиндрического типа, пневмобаллоны и амортизаторные стойки. Большинство машин оборудованы несущим кузовом без наличия рамы.

Механизм контроля автомобиля при движении

В узел управление машиной входит рулевой механизм, связанный с колесами передней оси через рулевой привод и тормозную систему. В машинах современного типа используется бортовая компьютерная техника, контролирующая в ряде случаев процессы управления с возможностью корректировать действия водителя.

Используя рулевое управление, можно поворачивать передние колеса, чтобы направить машину в нужное место.

Особенности конструкции тормозной системы обязаны строго обеспечить эффективное и своевременное уменьшение скорости движения машины и полную остановку, одновременно не препятствуя управлению, а также в ее задачу входит неподвижная фиксация машины.

Кузов.

Необходим для расположения пассажиров, размещения грузов и водителя. В современных типах машин кузова, как правило, выполняют несущую функцию и состоят из нескольких элементов-панелей, которые между собой закреплены на сварку. В кузове выделяют компоненты: двери, крылья, крышка багажного отсека. В первых машинах, которые представляли собой моторизированные открытые конные экипажи, которые не выдерживали стандартов и требований, предъявляемых к современным типам транспортных средств. В те годы автокузова производились на тех же заводах, что и кареты, пролетки, поэтому в новый вид продукции перешли многие термины и названия из старых производственных цехов.

По разнообразию кузовов современные легковые машины подразделяются на несколько типологических моделей, которые во многих странах имеют общие технические нормативы, в том числе и в России.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Конструктивная схема — машина

Конструктивная схема машины соответствует AT, изображенному на рис. 7 — 5, в. Частота напряжения питания обмоток двигателя и тахогенератора может быть различной. [2]

Конструктивные схемы машин , показанные на рис. 17, с и ж, по компактности и простоте являются наилучшими для экскаваторов карьерного типа, у которых в обычных условиях работы вылет разгрузочного конвейера превышает вылет ротора не более чем в 1 5 раза. При вылете конвейера, превышающем вылет ротора в 1 5 — 2 раза, неуравновешенность машины уже существенна и преимущество в этом случае получает схема уравновешенной машины, показанная на рис. 1G, в. В ней стрела противовеса объединена с опорой разгрузочного конвейера в одной металлоконструкции, установленной на цапфах стойки шарнира пяты роторной стрелы и платформы экскаватора. Однако расположение противовеса конвейера над ротором ограничивает возможность уменьшения высоты конструкции ( в схеме на рис. 16, в пунктиром показано такое незначительное уменьшение), что затрудняет и общее снижение веса экскаватора. Поэтому эта схема широко применяется для экскаваторов, которые по конструкции являются промежуточными между выполненными по классической схеме, с большими рабочими размерами и чисто карьерными машинами. [3]

Конструктивная схема машины может быть упрощена, если применить следующую разновидность первого способа кодирования. С этой целью множество вариантов технологического процесса разбивается на группы, обладающие общими свойствами. Тогда одно отверстие, пробиваемое на ленте, указывает группу вариантов технологического процесса, а другое — номер варианта в группе. [4]

Конструктивная схема машины постоянного тока ( рис. 9.1, а) в основном такая же, как и у других электрических машин: внутри неподвижной части — статора ( станина /, магнитные полюса 2, подшипниковые щиты 3, подшипники 4) находится ротор ( сердечник якоря 8, коллектор 7, вал ротора 5, вентилятор 6), опорой которому служат подшипники, укрепленные в боковых щитах. [5]

Конструктивная схема машины постоянного тока показана на фиг. [6]

Эта конструктивная схема машины считается стандартной для осадитель-ных центрифуг со шнековой выгрузкой осадка. [8]

Известно много конструктивных схем машин с вибрирующими исполнительными органами для резания почв и грунтов. [10]

Рассмотрим вначале конструктивную схему машины , приведенной на рис. 5.3.1, в. [12]

Изменена также конструктивная схема машины . [14]

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ И ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ

Несмотря на многообразие областей применения, типов и ти­поразмеров подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин, их конструктивные схемы и компоновочные принципы не столь разнообразны. Любая из них является набором ограничен­ного числа типовых узлов и агрегатов, способы конструктивного соединения и функционального взаимодействия которых между собой диктуются назначением машины и, в свою очередь, опреде­ляют ее характеристики. К их числу относятся: рама, силовая уста­новка, ходовое оборудование (для самоходных, полуприцепных и прицепных машин), ходовая трансмиссия (для самоходных машин), рабочее оборудование, его силовой привод, системы управления рабочими процессами и движением машин, операторские кабины, корпусные и облицовочные детали.

Рама.Рама обеспечивает постоянство взаимного расположения других агрегатов, благодаря чему машина сохраняет работоспособ­ность в широком диапазоне эксплуатационных условий. Простран­ственная конфигурация рамы зависит от величины и направления на­грузок, воспринимаемых машиной, что, в свою очередь, определяет­ся ее назначением, типом и типоразмером. Часто роль рамы выпол­няют усиленные корпусные детали машины, как, например, ковш са­моходного скрепера. Наряду с основной рамой на некоторых типах машин используются дополнительные рамы для крепления рабочих органов. В качестве примера можно назвать тяговую раму автогрей­дера, универсальную раму бульдозера с поворотным отвалом и др.

Силовая установка.Источником механической энергии, необ­ходимой для работы машины, служит силовая установка. Совре­менные подъемно-транспортные, строительные и дорожные маши­ны оборудуются либо двигателями внутреннего сгорания (большей частью, дизельными), либо электродвигателями с автономным пи­танием от аккумуляторов или стационарных электросетей. Основ­ным преимуществом двигателя внутреннего сгорания является пол­ная автономность машины в течение длительного времени. К чис­лу принципиальных недостатков такой силовой установки отно­сят сравнительно невысокий КПД (20. 35 %), шум, вибрацию, ток­сичность выхлопа, тепловое загрязнение окружающей среды. Дей­ствие некоторых негативных факторов может быть в значитель­ной степени ослаблено за счет направленных конструктивных ме­роприятий (электронное управление процессом сгорания, звуко- и виброизоляция, каталитическая очистка выхлопа и др.), реализа­ция которых ведет к усложнению и удорожанию двигателя, увели­чению затрат на его эксплуатацию. Удельная (на единицу массы) мощность автотракторных и транспортных дизельных двигателей внутреннего сгорания составляет от 0,75 до 1,0 кВт/кг.

К преимуществам электродвигателей относятся высокий КПД Ю 98%), постоянная готовность к работе независимо от темпера- г ры окружающего воздуха, высокая надежность, простота сопря­жения с другими агрегатами, а также легкий пуск, управление, ре­версирование и остановка. Удельная (на единицу массы) мощность электродвигателей на порядок ниже, чем у двигателей внутренне­го сгорания, и колеблется в пределах 0,027. 0,095 кВт/кг.

Ходовая трансмиссия.Для передачи энергии от двигателя на хо­довые устройства, обеспечения самостоятельных перемещений ма­лины в ходе рабочих и транспортных операций служит ходовая ‘рансмиссия. Типы и принципы ее работы аналогичны таковым для силовых трансмиссий вообще.

Движитель.Передвигаться относительно опорной поверхности машине позволяет движитель. Большинство самоходных подъем-;о-транспортных, строительных и дорожных машин оснащены „шевмоколесным, рельсоколесным или гусеничным движителями. Гораздо реже и только у строго ограниченной номенклатуры ма-[ин встречаются жесткие колеса, облицованные резиной, и метал-:ические вальцы с гладкой или неровной поверхностью.

В последние годы все чаще появляются движители, в которых конструкторы пытаются соединить преимущества движителей раз­личных типов. Среди них можно назвать полностью резиновые гу­сеницы, гусеницы с обрезиненными траками, жесткие колеса с обо-;ом, собранным из съемных резиновых подушек. Достоинства и [едостатки перечисленных ходовых устройств определяют опти­мальную область применения каждого из них.

К преимуществам пневмоколесного движителя относятся: хоро-_ие амортизирующие качества, высокая эластичность, малые внут­ренние потери, износостойкость, совместимость с любыми скоро­стными режимами, минимальные требования к регулярному обслу­живанию, низкая стоимость и трудоемкость ремонта. Его недостат­ки: высокие удельные давления на грунт, сравнительно невысокая сопротивляемость механическим повреждениям, высокая вероят­ность аварийной ситуации при внезапной разгерметизации коле­са. Считается, что пневмоколесный движитель наиболее подходит для машин, эксплуатация которых сопряжена с движением в ши­роком диапазоне скоростей по произвольной траектории и по дос­таточно прочной опорной поверхности (твердое покрытие, плот­ный грунт и т.п.).

Релъсоколесный движитель отличается высокой механической прочностью, малым сопротивлением перекатыванию, отсутствием бокового увода и незначительностью внутренних потерь. Вместе с тем он требует укладки рельсового пути с тщательной подготов­кой основания, ежедневного обслуживания и чувствителен к укло­нам местности. Рельсоколесный движитель допускает перемеще­ние машины только по определенной траектории и гарантирует ее

от потери устойчивости вследствие эластичности ходового устрой­ства или случайного проседания опорной поверхности.

Гусеничный движитель характерен низким удельным давлением на опорную поверхность, малой эластичностью по вертикали, пре­красной маневренностью и хорошими тягово-сцепными свойства­ми. Вместе с тем он сравнительно тяжел, шумен, не приспособлен к движению с высокими скоростями (танковые ходовые устройства в этом смысле являются дорогим исключением), легко повреждает дорожные покрытия и почвенный слой, требует систематического обслуживания и регулировок, более других трудоемок при ремонте. Не все из указанных недостатков являются принципиальными. Ряд из них может быть скорректирован за счет конструктивных мероп­риятий и применения других материалов. Например, использование резиновых гусеничных лент и обрезиненных траков и катков позво­ляет снизить шум, вибрации и ударные нагрузки на элементы гусе­ничного хода, а также сократить число регулировок; применение герметизированных межтраковых шарниров с долговечной смазкой в несколько раз уменьшает периодичность и трудоемкость обслу­живания. Ряд преимуществ имеют гусеничные ленты, огибающие звездочки и катки по треугольному контуру. При этом участок гусе­ницы, лежащий на грунте, ограничен двумя ведомыми катками (пе­редним и задним), а ведущая звездочка поднята высоко над опор­ной поверхностью. Благодаря этому бортовые передачи защищены от нагрузок, возникающих при поперечных смещениях рам гусенич­ных тележек и на неровностях грунта. Также снижается вероятность попадания пыли и влаги в механизм привода.

Жесткие колеса с обрезиненным ободом позволяют машине пере­мещаться по произвольной траектории, обладают сравнительно небольшим сопротивлением перекатыванию, не шумны, практиче­ски не эластичны в вертикальном направлении, не подвержены ме­ханическим повреждениям, не требуют регулярного обслуживания. Вместе с тем они весьма требовательны к ровности и прочности опор­ной поверхности и не отличаются хорошими тягово-сцепными и амортизирующими свойствами. Эти особенности ограничивают область их применения штабелерами, электрокарами и колесными асфальтоукладчиками, перемещающимися с невысокой скоростью по ровным и твердым поверхностям с небольшими уклонами.

Колесо с жестким диском и наборным ободом из полых резино­вых подушек тяжелее обычного пневмоколеса, обладает меньшей эластичностью, но более устойчиво к механическим повреждени­ям и легче ремонтируется. Ремонт производится без демонтажа колеса и состоит в замене поврежденной подушки целой.

Любое колесо, перекатываясь по поверхности, одновременно уп­лотняет ее. Эта особенность колесного движителя использована при создании самоходных уплотняющих машин, жесткие вальцы которых (как правило, металлические) можно по принципу действия отнести к

колесу. Движителем такого рода оборудуются самоходные асфальто­вые и грунтовые катки и уплотнители отходов, работающие на му­сорных свалках. Жесткие вальцы с гладкой или неровной поверхно­стью сконструированы таким образом, чтобы повысить их уплотня­ющую способность, сохранив при этом функции движителя. Они пе­рекатываются по опорной поверхности, одновременно уплотняя ее.

Рабочее оборудование.Это оборудование состоит из рабочего орга-на, а также деталей и узлов, обеспечивающих его ориентацию в про-лранстве, и входит в состав обязательного оснащения подъемно-транс­портных, строительных и дорожных машин. Оно создается с учетом своего функционального назначения и конструктивных особенностей базового шасси и включает в себя агрегаты, узлы и механизмы, наи­лучшим образом обеспечивающие эффективную работу машины. Ра­бочий орган взаимодействует со средой, для обработки которой созда-(на машина, а соединительные и крепежные элементы обеспечивают его конструктивную связь с шасси. Как правило, рабочее оборудова­ние оснащается силовой трансмиссией, снабжающей рабочий орган энергией и позволяющей управлять его положением в пространстве.

Несмотря на чрезвычайно широкую номенклатуру рабочих орга­нов подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин и оборудования, обусловленную разнообразным перечнем выполняе­мых ими работ, по результату взаимодействия с обрабатываемым ма­териалом их можно разделить на пять групп (рис. 1.2). Каждый из