Руководство для автомеханика

Предложите, как улучшить StudyLib

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)

Данная книга (пособие) по устройству автомобиля включает в себя все агрегаты современного автомобиля, такие как двигатель, топливный бак, карбюратор, системой зажигания, системой охлаждения, системой смазки, трансмиссией,  коробкой передач,  ходовой части, колесах и шинах, механизмами управления, электрооборудование автомобиля, а так же кузов автомобиля и их возможные неисправности.  Учебник по устройству автомобиля является бесплатным и предназначен для изучения всем желающим, которые хотят понять принцип работы и устройство современного автомобиля.

Вступление

Общие сведенья о легковых автомобилях

ГЛАВА I. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Бензиновые двигатели
Дизельные двигатели
Основные неисправности кривошипно-шатунного механизма
Эксплуатация кривошипно-шатунного механизма двигателя
Факторы, влияющие на продолжительность работы двигателя
Газораспределительный механизм (ГРМ)
Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя
Эксплуатация газораспределительного механизма двигателя
Система питания карбюраторного двигателя

ТОПЛИВНЫЙ БАК:

Топливный бак
Первая ступень очистки топлива
Топливный фильтр
Топливный насос
Воздушный фильтр

КАРБЮРАТОР:

Режимы работы карбюратора
Основные неисправности системы питания
Эксплуатация системы питания
Системы питания двигателя с впрыском топлива
Основные неисправности систем впрыска топлива
Эксплуатация систем впрыска топлива
Система выпуска отработавших газов
Каталитический нейтрализатор отработавших газов
Основные неисправности системы выпуска отработавших газов
Эксплуатация системы выпуска отработавших газов

СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ:

Контактная система зажигания
Основные неисправности контактной системы зажигания
Бесконтактная система зажигания
Основные неисправности бесконтактной системы зажигания
Эксплуатация системы зажигания
Система зажигания на автомобилях с электронным управлением двигателем
Электронная система управления двигателем
Основные неисправности электронных систем управления двигателем
Эксплуатация электронных систем управления двигателем

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ:

Система охлаждения
Основные неисправности системы охлаждения
Эксплуатация системы охлаждения

СИСТЕМА СМАЗКИ:

Система смазки
Основные неисправности системы смазки
Эксплуатация системы смазки
Неисправности двигателя

ГЛАВА II. ТРАНСМИССИЯ:

Трансмиссия
Сцепление
Привод выключения сцепления
Механизм сцепления
Основные неисправности сцепления
Эксплуатация сцепления

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ:

Коробка передач
Основные неисправности коробки передач
Эксплуатация коробки передач
Карданная передача
Валы с шарнирами переднеприводных автомобилей
Основные неисправности карданной передачи и валов с шарнирами
Эксплуатация карданной передачи и валов с шарнирами
Главная передача и дифференциал
Основные неисправности главной передачи и дифференциала
Автоматическая коробка передач
Правила пользования автоматической коробкой передач

ГЛАВА III. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ:

Ходовая часть
Подвеска колес автомобиля
Углы установки передних колес

КОЛЁСА И ШИНЫ:

Колеса и шины
Основные неисправности подвески и колес
Эксплуатация ходовой части
Неисправности ходовой части, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств
Требования к протектору шин прицепа такие же, как и к шинам автомобиля-тягача

ГЛАВА IV. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ:

Рулевое управление
Основные неисправности рулевого управления
Эксплуатация рулевого управления
Неисправности рулевого управления, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств
Тормозная система
Основные неисправности тормозных систем
Эксплуатация тормозной системы
Неисправности тормозной системы, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

ГЛАВА V. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ:

Источники тока
Потребители тока
Система пуска двигателя
Приборы освещения и сигнализации
Контрольно-измерительные приборы
Дополнительное оборудование
Неисправности электрооборудования

ЭКСПУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ:

Аккумуляторная батарея
Генератор
Стартер
Приборы освещения и сигнализации
Эксплуатация контрольно-измерительных приборов
Неисправности электрооборудования, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

ГЛАВА VI. КУЗОВ АВТОМОБИЛЯ:

Устройство и оборудование кузова
Эксплуатация кузова
Неисправности кузова и прочих элементов конструкции, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

ВСТУПЛЕНИЕ:

Итак, вы подошли к своему (или к учебному) автомобилю. Давайте разберемся с тем, что такое автомобиль и каковы составные части этого сложнейшего достижения современной техники. «А зачем?» — спросят многие из кандидатов в водители. Вот он стоит и манит, приглашает в поездку. Хочется сразу открыть дверь, сесть на мягкое сиденье, ключ на старт и, ура… вперед! Большинство из нас так и начинают, но с течением времени все равно приходится познавать то, что, оказывается, автомобиль состоит из различных агрегатов, узлов и деталей. Да еще и экзаменационные билеты постоянно спрашивают: «Так можно ездить с неработающим амортизатором или нельзя, а?..». А «кто» это такой — амортизатор? Так что имеет смысл изначально разобраться с устройством автомобиля и успешно сдать квалификационные экзамены. А если еще и понять процессы, протекающие в механизмах и системах автомобиля при его движении, то, садясь за руль своей или учебной машины, вы сможете приятно удивить как инструктора или экзаменатора, так и сам автомобиль своим грамотным с ним обращением. «Уговорили, попробую освоить и это! Так что там еще в нем есть, кроме кузова, колес и педалей?» — это разумное решение и вопрос тех, кто уже держит в руках эту книгу. Сразу хочется сказать, что данная книга не о том, как отремонтировать автомобиль «Жигули» или «БМВ». Для этого существует специальная литература по конкретной модели вашего автомобиля, которую, кстати, не мешает иметь каждому, даже если вы зареклись дотрагиваться до чего-либо кроме ключей от автомобиля, руля и педалей. В безвыходной ситуации, при наличии специальной литературы, вы имеете возможность самостоятельно устранить неисправность в своем автомобиле или, по крайней мере, сможете понять, что вам пытается объяснить механик автосервиса. В этой книге рассматривается устройство автомобиля как таковое, принципы работы его механизмов и систем, основные их неисправности, а также правила грамотной эксплуатации отдельных агрегатов и всего автомобиля в целом. Все машины мира на 99% имеют одинаковую конструкцию и работают по одним и тем же физическим законам. Именно с этим мы сейчас и будем разбираться. Как работает двигатель (и долго ли он проработает), почему автомобиль вообще движется (если мотор под капотом, а колеса совсем в другом месте), сцепление окажется сложным механизмом, а не просто педалью и выяснится, наконец-то, что карбюратор и генератор — это не одно и то же. В данной книге содержится полная информация, необходимая для успешной сдачи выпускного экзамена в автошколе по предмету «Устройство автомобиля». С особой тщательностью рассмотрены все экзаменационные вопросы ГИБДД по теме «Неисправности и условия, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств». Неисправности, которые содержатся в официальном тексте «Приложения к Основным положениям по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностям должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения», выделены в книге фиолетовым шрифтом. Обнаружив эти неисправности в пути, вы должны попробовать устранить их на месте, и если это не удалось, то следовать к месту стоянки или ремонта с соблюдением мер предосторожности. При возникновении более серьезных неисправностей, которые отражены в пункте 2.3.1 Правил дорожного движения, дальнейшее движение вообще запрещено. В тексте данной книги такие неисправности выделены красным шрифтом.

Выбрать другой раздел:

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ:

Автомобиль является единым и неделимым, почти живым организмом. Только при полной работоспособности всех его составляющих автомобиль может выполнять те функции, которые возлагает на него хозяин.

Рис. 1. Общий вид легкового автомобиля: 1 — радиатор системы охлаждения; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — распределитель зажигания; 4 — воздушный фильтр; 5 — двигатель; 6 — вакуумный усилитель с главным цилиндром гидропривода тормозов; 7 — главный цилиндр гидропривода сцепления; 8 — рулевое колесо; 9 — внутреннее зеркало заднего вида; 10 — заднее сиденье; 11 — задний тормоз; 12 — пружина задней подвески; 13 — амортизатор задней подвески; 14 — задний мост; 15 — карданная передача; 16 — переднее сиденье; 17 — наружное зеркало заднего вида; 18 — рычаг стояночного тормоза; 19 — рычаг переключения передач; 20 — коробка передач; 21 — педаль сцепления; 22 — педаль тормоза; 23 — педаль акселератора («газа»); 24 — картер рулевого механизма; 25 — передний тормоз; 26 — пружина передней подвески с амортизатором; 27 — топливный насос; 28 — масляный фильтр

«Организм» автомобиля можно разложить на крупные и мелкие составляющие.

Легковой автомобиль состоит из:
— двигателя;
— трансмиссии;
— ходовой части;
— механизмов управления;
— электрооборудования;
— дополнительного оборудования;
— кузова.

Автомобиль может долго и упорно стоять на одном месте, опираясь «ногами» на дорогу, и поедет он только тогда, когда колеса начнут крутиться.

А что заставляет их вращаться? Каким образом двигатель автомобиля передает крутящий момент на колеса?

Двигатель сжигает топливо и преобразует тепловую энергию сгорания во вращательное движение коленчатого вала, далее вращение передается через трансмиссию на ведущие колеса, которые являются элементом ходовой части автомобиля и… машина поехала.

Во время движения автомобиля водитель пользуется рулем и тормозами (механизмы управления), включает лампочки и подает звуковые сигналы (электрооборудование), и конечно же, в это время он сидит на водительском сиденье, пристегнутый ремнями безопасности (дополнительное оборудование).

Все вышеперечисленное объединяет в себе кузов автомобиля, без которого агрегаты, механизмы и даже само сиденье водителя лежали бы огромной кучей в углу гаража.

Вот это и есть ваш автомобиль. А теперь давайте, не спеша, начнем вникать в назначение, принципы работы, детали и возможные неисправности вышеуказанных частей автомобиля. Иными словами, пойдем по порядку.

Двигатель — это агрегат, в котором тепловая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию (в виде вращения коленчатого вала).

Трансмиссия предназначена для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. Она включает в себя:
— сцепление;
— коробку передач;
— карданную передачу;
— главную передачу;
— дифференциал;
— полуоси.

Ходовая часть предназначена для перемещения автомобиля по дороге с определенным уровнем комфорта без тряски и вибраций, и включает в себя:
— переднюю и заднюю подвески колес;
— сами колеса.

Механизмы управления служат для изменения направления движения, остановки и стоянки автомобиля. К механизмам управления относятся:
— рулевое управление;
— тормозная система.

Электрооборудование предназначено для обеспечения электрическим током всех электрических приборов автомобиля, и состоит из:
— источников тока;
— потребителей тока.

Дополнительное оборудование обеспечивает комфортные и безопасные условия для водителя и пассажиров. Примером дополнительного оборудования могут служить: отопитель салона автомобиля, омыватель и очиститель ветрового стекла, электроподогрев стекол и многое другое.

Кузов является несущим элементом автомобиля, на котором крепятся двигатель, агрегаты трансмиссии, ходовой части, механизмы управления, а также размещаются водитель, пассажиры и груз.

Чтобы вам было легче ориентироваться в специальной терминологии, которая неизбежно будет присутствовать в главах этой книги, давайте связывать ее с известными в жизни предметами. Для этой цели подойдет обычный велосипед. Каждый из вас, если не катался на нем, то, по крайней мере, не раз видел проезжающего мимо велосипедиста.

Функцию двигателя при езде на велосипеде выполняет сам велосипедист. Через цепь (трансмиссия) вращение от педалей передается на колесо (ходовая часть). Для выполнения поворотов и остановок служат руль и тормоза велосипеда (механизмы управления). Включая свет в лампах, чтобы вас видели в темное время, вы используете электрооборудование. А если на улице дождь, то возьмите с собой зонтик (шутка), вместе с рамой велосипеда они составят кузов.

Как правило, будущие водители на первое место по важности ставят кузов автомобиля. Да, он виден лучше всего, но без двигателя и колес кузов так и будет стоять на месте, выступая в роли неподъемного «бабушкиного сундука». Тем не менее, разговор мы начнем именно с кузова, а чуть позже разберемся и с его «начинкой».

В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест, автомобили можно классифицировать по следующим наиболее известным типам:

Седан — это автомобиль с двух или четырехдверным кузовом на четыре — пять мест, который имеет выступающие моторный отсек и багажное отделение (рис. 2а). Примером седана может являться автомобиль Lada 110 или Lada Samara (ВАЗ-2115).

Рис. 2а. Седан

Универсал — автомобиль с грузопассажирским салоном и дополнительной (пятой) дверью, закрывающей багажное отделение. В автомобиле с кузовом такого типа задний ряд сидений может трансформироваться в грузовую платформу (рис. 2б). Характерный пример «универсала» — автомобили ВАЗ-2104 и Lada 111.

Рис. 2б. Универсал

Хэтчбек — это нечто среднее между «седаном» и «универсалом» (рис. 2в). Для увеличения багажного отделения задние сиденья в таком автомобиле могут складываться. В последнее время такой тип кузова получил большое распространение. Кузов «хэтчбек» имеют автомобили Lada Samara (ВАЗ-2113 и 2114) и Lada 112.

Рис. 2в. Хэтчбек

Вагон — автомобиль с кузовом, не имеющим выступающего моторного отсека и багажного отделения. Примером «вагона» является всем хорошо известное маршрутное такси — автомобиль «Газель» (рис. 2г).

Рис. 2г. Вагон (минивэн)

Лимузин — имеет большой кузов с дополнительными сиденьями и перегородкой, отделяющей водителя от салона для пассажиров. Примеры «лимузинов» все вы видели около дворцов бракосочетания (рис. 2д).

Рис. 2д. Лимузин

Кабриолет — это автомобиль без крыши или с такой крышей, которая может складываться по желанию водителя. Примером «кабриолета» вы можете воспользоваться где-нибудь на отдыхе в теплых странах, взяв его напрокат (рис.2е).

Рис. 2е. Кабриолет

По литражу двигателя (объему цилиндров), легковые автомобили подразделяются на следующие классы:
— особо малый класс — до 1,1 л. Например, ВАЗ-1111 «Ока» (0,65 л);
— малый класс — от 1,1 л до 1,8 л. Например, Lada 110 (1,5 л);
— средний класс — от 1,8 л до 3,5 л. Например, ГАЗ-31105 (2,45 л);
— большой класс — от 3,5 л и более. Примеры «большого класса» можно увидеть на дороге с «мигалками» и сопровождением.

Обратите внимание на первую цифру в номере модели автомобиля. По этой цифре можно определить, к какому классу относится данная машина.
1… — особо малый (а владельцы «Оки» и так знали, что они самые маленькие);
2… — малый (это среднестатистический «жигуленок»);
3… — средний (и пусть «волгари» гордятся этим);
4… — а это тот самый — большой класс.

Габаритные размеры автомобиля относят его к одному из шести европейских классов (европейская классификация), обозначаемых буквами латинского алфавита — А, В, С, D, E или F

А — мини-класс. Длина автомобилей не превышает 3,6 м, а ширина 1,6 м. Такие машины удобно эксплуатировать в городских условиях. Кузова автомобилей этого класса могут быть трехдверными и пятидверными. Примерами мини-класса являются автомобили Smart, Renault Twingo, Ford Ka, наша «Ока» и т. п.
В- малый класс. Длина машин 3,6-3,9 м, ширина 1,5-1,7 м. К ним относятся Opel Corsa, Fiat Punto, Toyota Yaris, Lada Kalina и т.п.
C — низший средний класс. Иногда его называют «гольф-классом» или «компакт-классом». Длина автомобилей 3,9-4,4 м, ширина 1,6-1,75 м. Этот класс представляют автомобили VW-Golf, Opel Astra, Honda Civic, Ford Focus, Lada Samara, Lada 110 и т.п.
D- средний класс. К нему относятся автомобили длиной 4,4-4,7 м и шириной 1,7-1,8 м. Типичными представителями являются Opel Vectra, VW Passat, Toyota Avensis, Nissan Primera, Peugeot 406 и т.п.
E — высший средний класс. Чаще его называют «бизнес-классом». Длина таких автомобилей 4,6-4,8 м, а ширина более 1,7 м. К этому классу относятся Opel Omega, Mercedes Benz E-класса, BMW 5 серии, «Волга» ГАЗ-31105 и т.п.
F — люкс (представительский класс). Длина таких шедевров более 4,8 м, ширина свыше 1,7 м. Представителями данного класса являются автомобили BMW 7 серии, Mercedes Benz S, Audi A8, Lexus и т.п.

В зависимости от того, на какие колеса передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на:
— заднеприводные,
— переднеприводные,
— полноприводные.

Поговорим об этих типах автомобилей чуть подробнее.

Заднеприводные (рис. 3) — это автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса. Примером заднеприводных автомобилей могут служить модели «Жигулей» от ВАЗ-2101 до ВАЗ-2107. Задние колеса у них являются ведущими, и именно они, отталкиваясь от покрытия дороги, двигают перед собой весь автомобиль. Передние колеса у автомобилей такого типа являются лишь направляющими (ведомыми) и служат для изменения направления движения. Можно сразу отметить, что заднеприводным автомобилям труднее сохранять прямолинейное движение на скользкой дороге, по сравнению с переднеприводными.

Рис. 3. Заднеприводный автомобиль

Для подтверждения этой мысли попробуйте взять карандаш и, толкая его сзади, заставить перемещаться прямолинейно по плоскости стола или по любой другой поверхности. Сделать это будет трудно, так как передняя часть карандаша будет постоянно отклоняться от своей траектории. Для компенсации этого отклонения придется маневрировать задней частью карандаша. А в примере с велосипедом — это и есть обычный велосипед, где вращение от педалей через цепь передается заднему колесу.

Переднеприводные (рис. 4) — автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Среди автомобилей Волжского автозавода переднеприводными являются модели, начиная от ВАЗ-2108. У этих автомобилей передние колеса являются как ведущими, так и направляющими. Задние колеса таких автомобилей не выполняют никакой функции (кроме связи кузова с дорогой), они просто катятся по дороге. А передние колеса вовсю работают — получают энергию от двигателя, вращаются и «тянут» за собой всю машину, направляя ее при этом по выбранной водителем траектории. Автомобили с передним приводом более устойчивы на дороге, чем заднеприводные.

Рис. 4. Переднеприводный автомобиль

Давайте снова возьмем карандаш. Только теперь мы будем его не толкать, а тащить вперед за кончик. Посмотрите, как легко стало перемещать его по плоскости стола в любом направлении, в том числе и прямо.

В примере с велосипедом, мы выбрасываем неудобную цепь и крутим педали на переднем колесе, вращая именно его. Самые юные обладатели трехколесных транспортных средств используют именно передний привод.

Полноприводные (рис. 5) — это автомобили, у которых передача крутящего момента от двигателя осуществляется одновременно на задние и передние колеса. Таковыми являются автомобили ВАЗ-2121 «Нива», ВАЗ-21213 «Тайга», ВАЗ-2123 «Шевроле-Нива», а также многочисленные «Джипы», которых все больше и больше появляется на наших дорогах.

Рис. 5. Полноприводный автомобиль

У «вездеходов» все четыре колеса получают крутящий момент от двигателя, одновременно «тянут» и «толкают» автомобиль, максимально повышая его ходовые качества. Этот тип привода идеален для сохранения управляемости даже на скользкой дороге.

Придется опять взять в руки карандаш и, ухватившись за оба его конца, убедиться в том, что теперь он легко перемещается по любой поверхности и в любом направлении.

А в случае с велосипедом, давайте представим, что, работая педалями, мы передаем усилие через две цепи, одновременно заднему и переднему колесам — вот и получился полный привод.

В зависимости от того, где будут эксплуатироваться легковые автомобили, они подразделяются на две основные группы.

Городские автомобили. К основным требованиям, предъявляемым к этой группе автомобилей, относятся:
— минимальный расход топлива,
— небольшие габаритные размеры, для удобства маневрирования и парковки.

Автомобили для загородных поездок. Основные требования, предъявляемые к ним, это:
— повышенная комфортность салона для удобства при длительных поездках,
— высокие скоростные качества,
— топливная экономичность.

При покупке автомобиля, водитель, прежде всего, должен определиться с типом кузова.

Если большую часть времени автомобиль будет эксплуатироваться в городе, перевозя лишь водителя и одного — двух пассажиров, то имеет смысл приобрести «седан».

При частых перевозках груза более правильным выбором будет кузов типа «универсал».

Точно так же, зная, в каких условиях будет эксплуатироваться автомобиль, водитель выбирает и тип привода ведущих колес. Например, если эксплуатация планируется в тяжелых дорожных условиях, водители стараются приобретать полноприводные автомобили.

Необходимо отметить, что заднеприводные автомобили постепенно вытесняются с рынка машинами с передним приводом, так как последние более удобны и безопасны при эксплуатации, а кроме того имеют более рациональную конструкцию.

Выбрать другой раздел:

 

ГЛАВА I. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Бензиновые и дизельные двигатели

В качестве силовой установки на автомобилях используется двигатель внутреннего сгорания.

По виду применяемого топлива двигатели подразделяются на бензиновые, дизельные и газовые.

Бензиновые — это двигатели, работающие на жидком топливе (бензине) с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя топливо перемешивается с воздухом в определенной пропорции с помощью карбюратора.

Дизельные — это двигатели с воспламенением от сжатия, работающие на жидком топливе (дизельном топливе). Подача топлива осуществляется форсункой, а смешивание с воздухом происходит внутри цилиндра.

Газовые — это двигатели с принудительным зажиганием, которые работают на метане или пропанобутановой смеси. Перед подачей в цилиндры двигателя газ смешивается с воздухом в смесителе. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от бензиновых. Поэтому в объеме этой книги не имеет смысла подробно останавливаться на рассмотрении газовых установок. Но, если вы переоборудовали свой автомобиль на газ, то советуем вам внимательно изучить прилагаемую к газовому оборудованию инструкцию.

При работе двигателя внутреннего сгорания из каждых десяти литров использованного топлива, к сожалению, только около двух литров идет на полезную работу, а все остальные — на «согревание» окружающей среды. Коэффициент полезного действия (КПД) ныне выпускаемых двигателей составляет всего около 20%. Но мир пока не придумал более совершенного теплового двигателя, который мог бы долго и надежно работать при более высоком КПД.

Выбрать другой раздел:

Бензиновые двигатели

К основным механизмам и системам бензинового двигателя относятся:
— кривошипно-шатунный механизм,
— газораспределительный механизм,
— система питания,
— система выпуска отработавших газов,
— система зажигания,
— система охлаждения,
— система смазки.

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый бензиновый двигатель (рис. 6) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Основной частью одноцилиндрового двигателя (рис. 6) является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой. 

Рис. 6. Одноцилиндровый бензиновый двигатель внутреннего сгорания: 1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец; 6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — впускной клапан; 14 — свеча зажигания

Если продолжить сравнение элементов автомобиля с известными в быту предметами, то цилиндр вместе с головкой будет похож на обыкновенный стакан, перевернутый вверх дном.

Внутри цилиндра помещен еще один «стакан», тоже вверх дном, — это поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В то же время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра.

С помощью пальца и шатуна поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На конце коленчатого вала крепится массивный маховик.

Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработанные газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании кулачков с рычагов клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя.

В резьбовое отверстие в головке цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь, перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробно будет рассказано через пару страниц).

После знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя вы уже начали догадываться о том, как он работает. Но давайте все-таки разберемся с тем, как происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимается шатунно-поршневая группа.

Давайте посмотрим со стороны на действия велосипедиста.

Нажимая на педаль одной ногой, мы поворачиваем ось педалей на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и… колесо вращается, велосипед едет.

Необходимо отметить, что работа двух ног — это пример двухцилиндрового двигателя. Чтобы не чувствовать себя обманутым, можете привязать одну ногу к педали и использовать для нашего эксперимента только ее.

При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе — это ступня на педали.

Колено велосипедиста движется только вверх-вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.

В двигателе взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста.

На рисунке 7 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которыми характеризуется двигатель (объемы цилиндра и ход поршня).

Рис. 7. Ход поршня и объемы цилиндра двигателя: а) поршень в нижней мертвой точке; б) поршень в верхней мертвой точке

Крайние положения поршня, когда он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней «мертвой» точкой (ВМТ) и нижней «мертвой» точкой (НМТ).

При езде на велосипеде колено вашей ноги, так же как и поршень, периодически будет находиться в крайнем верхнем и в крайнем нижнем положении.

Ходом поршня (S) называется путь, пройденный от одной «мертвой» точки до другой.

Объемом камеры сгорания (Vc) называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ.

Рабочим объемом цилиндра (Vp) называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ.

Полным объемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vn = VP + Vc.

Рабочий объем двигателя — это сумма рабочих объемов всех цилиндров. Измеряется рабочий объем в литрах.

Пока мы рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообще двигатели современных легковых автомобилей, как правило, имеют 2, 3, 4, 5, 6, 8 и даже 12 цилиндров.

Чем больше суммарный рабочий объем, тем более мощным будет двигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт или л.с.).

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Двигатели внутреннего сгорания отличаются друг от друга рабочим циклом, по которому они работают.

Рабочий цикл — это комплекс последовательных рабочих процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре при работе двигателя.

Рабочий процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называется тактом.

По числу тактов, составляющих рабочий цикл, двигатели делятся на два вида:
— четырехтактные, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня,
— двухтактные, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня.

На легковых автомобилях, как правило, применяются четырехтактные двигатели, а на мотоциклах и моторных лодках — двухтактные. О путешествиях по водным просторам поговорим как-нибудь потом, а с четырьмя тактами работы автомобильного двигателя разберемся сейчас.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя состоит из следующих тактов:
— впуск горючей смеси,
— сжатие рабочей смеси,
— рабочий ход,
— выпуск отработавших газов.

Рис. 8. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя: а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт — впуск горючей смеси (рис. 8а).

Горючей смесью называется смесь мелко распыленного бензина с воздухом в определенной пропорции. Приготовлением смеси в двигателе занимается карбюратор или форсунка, о чем мы поговорим чуть позже. А пока следует знать, что соотношение бензина к воздуху примерно 1:15 считается оптимальным для обеспечения нормального процесса сгорания.

При такте впуска поршень от верхней мертвой точки перемещается к нижней мертвой точке. Объем над поршнем увеличивается. Цилиндр заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Иными словами, поршень всасывает горючую смесь.

Впуск смеси продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до нижней мертвой точки. За первый такт работы двигателя кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборота.

В процессе заполнения цилиндра горючая смесь перемешивается с остатками отработавших газов и меняет свое название, теперь эта смесь называется рабочая.

Второй такт — сжатие рабочей смеси (рис. 8б).

При такте сжатия поршень от нижней мертвой точки перемещается к верхней мертвой точке. Оба клапана плотно закрыты, поэтому рабочая смесь сжимается.

Из школьной физики всем известно, что при сжатии газов их температура повышается. Давление в цилиндре над поршнем в конце такта сжатия достигает 9-10 кг/см?, а температура 300-400°С.

В заводской инструкции к автомобилю можно увидеть один из параметров двигателя с названием — «степень сжатия» (например 8,5). А что это такое?

Степень сжатия показывает, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания (Vn/Vc — см. рис. 7). У бензиновых двигателей в конце такта сжатия объем над поршнем уменьшается в 8-11 раз.

В процессе такта сжатия коленчатый вал двигателя поворачивается на очередные пол-оборота. От начала первого такта и до окончания второго, он повернется уже на один оборот.

Третий такт — рабочий ход (рис. 8в).

Во время третьего такта происходит преобразование выделяемой при сгорании рабочей смеси энергии в механическую работу. Давление от расширяющихся газов передается на поршень и затем, через шатун и кривошип, на коленчатый вал.

Вот откуда берется та сила, которая заставляет вращаться коленчатый вал двигателя и, в конечном итоге, ведущие колеса автомобиля.

В самом конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания. В начале такта рабочего хода сгорающая смесь начинает активно расширяться. Поскольку впускной и выпускной клапаны все еще закрыты, то расширяющимся газам остается только один единственный выход — давить на подвижный поршень.

Под действием давления, достигающего величины 50 кг/см?, поршень начинает перемещаться к нижней мертвой точке. При этом на всю площадь поршня давит сила в несколько тонн, которая через шатун передается на кривошип коленчатого вала, создавая крутящий момент.

При такте рабочего хода температура в цилиндре достигает более 2000 градусов.

Коленчатый вал при рабочем ходе делает очередные пол-оборота.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис. 8г).

При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке открывается выпускной клапан (впускной все еще закрыт), и отработавшие газы с огромной скоростью выбрасываются из цилиндра двигателя.

Вот почему слышен тот сильный грохот, когда по дороге движется автомобиль без глушителя, но об этом позже. А пока обратим внимание на коленчатый вал двигателя — при такте выпуска он делает еще пол-оборота. И всего, за четыре такта рабочего цикла, он сделал два полных оборота.

После такта выпуска начинается новый рабочий цикл, и все повторяется: впуск — сжатие — рабочий ход — выпуск… и так далее.

Теперь, интересно, кто из вас обратил внимание на то, что полезная механическая работа совершается одноцилиндровым двигателем только в течение одного такта — такта рабочего хода! Остальные три такта (выпуск, впуск и сжатие) являются лишь подготовительными и совершаются они за счет кинетической энергии вращающихся по инерции коленчатого вала и маховика.

Маховик (рис. 9) — это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. Во время рабочего хода поршень через шатун и кривошип раскручивает коленчатый вал двигателя, который передает маховику запас энергии вращения.

Рис. 9. Коленчатый вал двигателя с маховиком: 1 — шатунная шейка; 2 — противовес; 3 — маховик с зубчатым венцом; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — коленчатый вал двигателя

Запасенная в массе маховика энергия вращения позволяет ему в обратном порядке через коленчатый вал, шатун и поршень осуществлять подготовительные такты рабочего цикла двигателя. Поршень движется вверх (при такте выпуска и сжатия) и вниз (при такте впуска) именно за счет отдаваемой маховиком энергии.

Если двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик, конечно, тоже помогает.

В детстве у вас наверняка была игрушка, которая называлась волчок. Вы раскручивали его энергией своей руки (рабочий ход) и радостно наблюдали за тем, как долго он вращается. Точно так же и массивный маховик двигателя — раскрутившись, он запасает энергию, но только значительно большую, чем детская игрушка, а затем эта энергия используется для перемещения поршня в подготовительных тактах.

Выбрать другой раздел:

Дизельные двигатели

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насосом-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей значительно больше, чем у бензиновых.

Поскольку давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень велики, то происходит самовоспламенение топлива. Это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Первый такт — впуск, служит для наполнения цилиндра двигателя только воздухом.

При движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке происходит всасывание воздуха через открытый впускной клапан.

Второй такт — сжатие, необходим для подготовки к самовоспламенению дизельного топлива.

При движении к верхней мертвой точке поршень сжимает воздух в 18-22 раза (у бензиновых в 8-11 раз). Поэтому в конце такта сжатия, давление над поршнем достигает 40 кг/см?, а температура поднимается выше 500 градусов.

Третий такт — рабочий ход, служит для преобразования энергии сгораемого топлива в механическую работу.

В конце такта сжатия в камеру сгорания через форсунку под давлением подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется за счет высокой температуры сжатого воздуха.

При сгорании дизельного топлива расширяющиеся газы создают усилие, которое перемещает поршень к нижней мертвой точке и через шатун проворачивает коленчатый вал.

Во время рабочего хода давление в цилиндре достигает 100 кг/см?, а температура превышает 2000°С.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов, служит для освобождения цилиндра от отработавших газов.

Поршень от нижней мертвой точки поднимается к верхней мертвой точке и, через открытый выпускной клапан, выталкивает отработавшие газы.

При последующем движении вниз поршень засасывает свежую порцию воздуха, происходит такт впуска и рабочий цикл повторяется.

В дизельном двигателе нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости.

В то же время, дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества — меньший расход топлива, чем у его бензинового «брата», а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Ранее рассматривалась работа одноцилиндрового двигателя. Это было необходимо для простоты восприятия протекающих в нем процессов.

На большинстве легковых автомобилей, как отечественных, так и зарубежных, устанавливаются четырехцилиндровые двигатели. Конечно, существуют варианты и с другим количеством цилиндров (от двух до двенадцати), но в объеме этой книги мы ограничимся знакомством именно с четырехцилиндровым двигателем, так как он является самым распространенным.

Рис. 10. Основные детали четырехцилиндрового бензинового двигателя: а) продольный разрез; б) поперечный разрез; 1 — блок цилиндров; 2 — головка блока цилиндров; 3 — поддон картера; 4 — поршни с кольцами и пальцами; 5 — шатуны; 6 — коленчатый вал; 7 — маховик; 8 — распределительный вал; 9 — рычаги; 10 — впускные клапаны; 11 — выпускные клапаны; 12 — пружины клапанов; 13 — впускные и выпускные каналы

Кривошипно-шатунный механизм состоит из (рис. 10): — блока цилиндров с картером;
— головки блока цилиндров;
— поддона картера двигателя;
— поршней с кольцами и пальцами;
— шатунов;
— коленчатого вала;
— маховика.

Блок цилиндров объединяет в себе не только уже известные нам цилиндры и шатунно-поршневую группу, но и другие системы двигателя. Блок является основой двигателя, в которой имеется множество литых каналов и сверлений, подшипников и заглушек. Именно в блоке вращается (на подшипниках) коленчатый вал. Во внутренних полостях блока циркулирует жидкость системы охлаждения, там же проходят и масляные каналы системы смазки двигателя. Большая часть из навесного оборудования двигателя монтируется, опять же, на блоке цилиндров. Нижняя часть блока называется картером.

Головка блока цилиндров является второй по значимости и по величине составной частью двигателя. В головке расположены камеры сгорания, клапаны и свечи цилиндров, в ней же на подшипниках вращается распределительный вал с кулачками. В головке, как и в блоке цилиндров, имеются водяные и масляные каналы и полости. Головка крепится к блоку цилиндров и при работе двигателя составляет с блоком единое целое.

Устройство и взаимодействие основных деталей кривошипно-шатунного механизма (шатунно-поршневой группы) мы с вами рассмотрели ранее, при изучении работы ног велосипедиста и рабочего цикла двигателя.

Для тех, кто уже вернулся обратно на эту страницу, предлагается небольшой экскурс в мир цифр.

На холостом ходу коленчатый вал двигателя вращается со скоростью приблизительно 800-900 оборотов в минуту (13-15 об/сек). На средней и большой скорости движения автомобиля число оборотов коленчатого вала в минуту составляет от 2000 до 4000. А в ходе автомобильных соревнований, у специально подготовленных автомобилей, двигатель «раскручивается» до 12000 об/мин (200 оборотов в секунду) и даже больше.

А что поршни? Они движутся в цилиндре с огромной скоростью! За один оборот коленчатого вала каждый поршень успевает подняться вверх, «развернуться» и опуститься вниз (или наоборот — сначала вниз, потом вверх). При этом путь от одной мертвой точки до другой поршни «пролетают» за сотые доли секунды! А если вспомнить еще и об огромных температурах и давлении в цилиндрах в это время!

Вот в таких непростых, мягко выражаясь, условиях работают детали двигателя вашего автомобиля.

Мы с вами разобрались с очень сложным и уникальным процессом, происходящим внутри двигателя с одним цилиндром. Многоцилиндровый двигатель принципиально ничем не отличается от простейшего одноцилиндрового. Но, когда цилиндров много, представьте, в каких условиях работает двигатель (температуры, давление, трение…), при этом работает безотказно и продолжительное время, ничего не требуя взамен, кроме лишь «кормления» бензином и периодического обслуживания.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности кривошипно-шатунного механизма

Стуки в двигателе могут возникнуть по причине износа поршневых пальцев, шатунных и коренных подшипников.

Для устранения неисправности необходимо заменить изношенные детали.

Повышенная дымность выхлопных газов и (или) падение компрессии (давление в конце такта сжатия) случается из-за износа поршневых колец, поршней, цилиндров, залегания поршневых колец в канавках поршней.

Для устранения неисправности следует заменить изношенные детали.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация кривошипно-шатунного механизма двигателя

Правильная эксплуатация двигателя крайне необходима, так как его ремонт достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс. И к кривошипно-шатунному механизму это относится в первую очередь.

Ресурс двигателя — это продолжительность нормальной работы двигателя без его капитального ремонта. Для отечественных автомобилей ресурс двигателя составляет приблизительно 150-200 тысяч километров пробега, и несколько больше для иномарок.

Многим из вас эти цифры покажутся недосягаемо большими, но это не означает, что можно забывать о своевременной смене масел, жидкостей, фильтров и других расходных материалов. Плюс к этому, двигатель требует периодических регулировок. Необходимо соблюдать сроки обслуживания его механизмов и систем, как это рекомендовано заводом-изготовителем вашего автомобиля. А иначе, через удивительно короткий промежуток времени, вам может понадобиться капитальный ремонт двигателя.

Выбрать другой раздел:

Факторы, влияющие на продолжительность работы двигателя

Первый фактор, уменьшающий ресурс двигателя — частые перегрузки автомобиля. Если загрузка салона, багажника и прицепа превышает все разумные пределы, то, двигаясь на такой перегруженной машине продолжительное время, вы рискуете выработать ресурс двигателя ранее вышеуказанного срока.

Водители, полагающие, что металл выдержит все, очень сильно ошибаются. Попробуем «примерить» это утверждение на себя.

Если сумка, с которой вы идете по улице, весит полтора-два кило, то можно долго не ощущать усталости. А теперь давайте возьмем на прогулку свой любимый телевизор с диагональю 51 см и, «погуляв» по набережным часика эдак два, оценим свое состояние. А ведь в отличие от нашего с вами организма, металл претерпевает необратимые изменения.

Вторым фактором, влияющим на срок службы двигателя, является движение с максимально возможной скоростью длительное время.

Если на трехкилометровой дистанции по кроссу вы будете бежать так же быстро, как и на 100 метров, то вам не избежать быстрой усталости и потери сил.

Вспоминается фраза из песни В. Высоцкого: «На десять тысяч я рванул, как на пятьсот… и… спекся!».

Последствия в этом случае для человеческого организма могут быть плачевными. То же самое происходит и с двигателем автомобиля. Жаль, что многие начинают понимать это слишком поздно.

Мы с вами не так далеко ушли от «страшно» больших цифр (температуры, давления, скорости…), характеризующих условия, в которых работают механизмы двигателя. Согласитесь, что количество «взрывов» в цилиндрах, периодичность колебаний температуры и давления за одну секунду, не могут не влиять на продолжительность «жизни» деталей двигателя.

Третий фактор, ускоряющий износ двигателя — экология. Грязный воздух и грязные дороги укорачивают жизнь не только человеку, но и разрушающе действуют на структуру металла, уменьшая ресурс двигателя. Поэтому не забывайте вовремя производить замену фильтров, по возможности применяйте качественные масла и топливо, следите за внешним видом двигателя своего автомобиля. Хотя бы пару раз в год его следует очищать от грязи и мыть с использованием специальных жидкостей.

Выбрать другой раздел:

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Газораспределительный механизм состоит из (см. рис. 10):
— распределительного вала;
— рычагов или толкателей;
— впускных и выпускных клапанов с пружинами;
— впускных и выпускных каналов.

Распределительный вал располагается чаще всего в верхней части головки блока цилиндров. Составной частью вала являются кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Иными словами, над каждым клапаном расположен свой персональный кулачок. Именно эти кулачки при вращении распределительного вала обеспечивают своевременное, согласованное с движением поршней в цилиндрах, открытие и закрытие клапанов.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью шестерен, цепной передачи или зубчатого ремня. Натяжение цепи привода регулируется специальным натяжителем, а зубчатого ремня — натяжным роликом (рис. 11).

а) цепной привод: 1 — звездочка распределительного вала; 2 — цепь; 3 — успокоитель цепи; 4 — звездочка привода масляного насоса; 5 — звездочка коленчатого вала; 6 — башмак натяжителя цепи; 7 — натяжитель цепи

б) ременной привод: 1 — зубчатый шкив распределительного вала; 2 — зубчатый ремень; 3 — зубчатый шкив коленчатого вала; 4 — зубчатый шкив водяного насоса; 5 — натяжной ролик

Рис. 11. Схема привода распределительного вала

Давайте вернемся к упрощенной схеме двигателя и разберемся с работой газораспределительного механизма (рис. 12).

Рис. 12. Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизма

При вращении распределительного вала кулачок набегает на рычаг, который, в свою очередь, нажимает на стержень соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его (рис. 12 а). Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага, и под воздействием сильной пружины клапан закрывается (рис. 12 б).

А что дальше, вы уже знаете — поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя

Стуки в газораспределительном механизме появляются по причине увеличенных тепловых зазоров в клапанном механизме, износе подшипников или кулачков распределительного вала, рычагов, а также из-за поломки пружин клапанов.

Для устранения стуков необходимо отрегулировать тепловой зазор, а изношенные детали и узлы заменить.

Повышенный шум цепи привода распределительного вала появляется вследствие износа шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения.

Следует отрегулировать натяжение цепи, а при чрезмерном ее износе заменить.

Потеря мощности двигателя и повышенная дымность выхлопных газов происходят при нарушении теплового зазора в клапанном механизме, неплотном закрытии клапанов, износе маслоотражательных колпачков.

Зазор следует отрегулировать, изношенные колпачки заменить, а клапаны «притереть» к седлам.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация газораспределительного механизма двигателя

Обратите внимание на тепловой зазор между рычагом и кулачком распределительного вала (рис. 12 б). Немного знаний физики позволит понять, что этот зазор должен быть строго определенного размера. Ведь при нагревании все детали двигателя расширяются, в том числе и детали газораспределительного механизма.

Если зазор между рычагом и кулачком распределительного вала меньше нормального, то клапан будет открываться больше, чем ему положено, и не будет полностью закрываться. Это нарушит рабочий цикл двигателя и, плюс ко всему, в скором времени придется менять «подгоревшие» клапаны.

Если тепловой зазор будет слишком велик, то встреча кулачка с рычагом будет происходить с ударом, что выразится в заметном увеличении шума при работе двигателя и приведет к быстрому износу деталей газораспределительного механизма.

При неправильной установке теплового зазора наблюдается целый «букет» неприятностей. Двигатель начинает работать неустойчиво, глохнуть и преподносить прочие «сюрпризы», описанные в неисправностях газораспределительного механизма. Используя инструкцию по эксплуатации своего автомобиля, следует периодически контролировать правильность «зазора в клапанах».

Причем разговор идет о десятых долях миллиметра! Например, для двигателей ВАЗ, в зависимости от модели, тепловой зазор должен быть в пределах 0,15-0,35 мм. Если у вас есть соответствующие инструменты и решимость «залезть» в двигатель, то после нескольких попыток можно научиться «регулировать клапана». А если вы не собираетесь осваивать профессию автомеханика, то при подозрениях на «разрегулированные клапана» следует обратиться к специалистам.

При эксплуатации двигателя необходимо следить за натяжением цепи (зубчатого ремня) привода распределительного вала и при необходимости его регулировать.

Владельцам ВАЗ-2108 и 2109 с рабочим объемом двигателя 1,3 литра следует быть особенно внимательными к состоянию ремня привода распределительного вала и вовремя его менять, не допуская обрыва изношенного ремня при движении. У этих двигателей при выходе ремня из строя возможна «встреча» поршней с клапанами, что влечет к серьезным взаимным повреждениям. Это отнюдь не та встреча, на которую стремишься со сладостным ожиданием, а совсем другая, за которой последует сложный ремонт с заменой деталей газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов двигателя.

Большинству из вас никогда не придется разбирать и собирать двигатель, да это и не нужно, если вы не являетесь специалистом в этой области. Но при любых экспериментальных работах с автомобилем, разбирая какой-то узел, а потом его собирая, обязательно запоминайте расположение деталей и последовательность демонтажа. А то могут остаться «лишние» детали!

Причем, сборка всегда труднее, чем разборка. Не забывайте арабскую пословицу: «Прежде чем тащить осла на крышу подумай, как снять его оттуда».

В начале автомобильной жизни не рекомендуется включать музыку сразу же после запуска двигателя. Проехав некоторое расстояние, прислушайтесь к звукам, доносящимся из-под капота. Они могут быть самыми разными, но любой «выделяющийся» звук говорит о том, что с двигателем не все в порядке. При появлении новых, незнакомых вам звуков, следует обратиться в автосервис или к знакомому умельцу.

Ни одна неисправность в автомобиле не появляется, не предупредив водителя об этом заранее. В то же время немало «юных» водителей ездят на своих машинах с явно аварийными узлами, думая, что так и должно быть.

Одной из проблем начинающих водителей является то, что зачастую они не знают, как должен вести себя исправный автомобиль, какие шумы нормальные, а какие «говорят» о надвигающихся финансовых затратах. А знать это важно, так как многие неисправности влияют еще и на безопасность движения.

Если во время движения вы ничего не слышите из-под капота своей машины (не слышно или не умеете слышать), то дайте проехаться на ней знающему человеку, который сможет определить причину постороннего шума.

Выбрать другой раздел:

Система питания карбюраторного двигателя

Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на одной заправке топливом может проехать 500-600 и более километров. Это расстояние называется запасом хода автомобиля. Конечно, максимальный пробег машины «на одном баке» зависит от многих факторов, но основным из них является правильная работа системы питания двигателя.

Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. На различных режимах работы двигателя количество и качество горючей смеси должно быть различным, и это тоже обеспечивается системой питания.

Поскольку в этой книге мы рассматриваем работу бензинового двигателя, то в дальнейшем под топливом будет подразумеваться именно бензин.

Рис. 13. Схема расположения элементов системы питания карбюраторного двигателя: 1 — заливная горловина с пробкой; 2 — топливный бак; 3 — датчик указателя уровня топлива с поплавком; 4 — топливозаборник с фильтром; 5 — топливопроводы; 6 — фильтр тонкой очистки топлива; 7 — топливный насос; 8 — поплавковая камера карбюратора с поплавком; 9 — воздушный фильтр; 10 — смесительная камера карбюратора; 11 — впускной клапан; 12 — впускной трубопровод; 13 — камера сгорания

Система питания состоит из (рис. 13): — топливного бака;
— топливопроводов;
— фильтров очистки топлива;
— топливного насоса;
— воздушного фильтра;
— карбюратора.

Выбрать другой раздел:

Топливный бак

Топливный бак — это емкость для хранения топлива. Обычно он размещается в задней, более безопасной при аварии части автомобиля. От топливного бака к карбюратору бензин поступает по топливопроводам, которые тянутся вдоль всего автомобиля, как правило, под днищем кузова.

Выбрать другой раздел:

Первая ступень очичтки топлива

Первая ступень очистки топлива — это сетка на топливозаборнике внутри бака. Она не дает возможности содержащимся в бензине крупным примесям и воде попасть в систему питания двигателя.

Количество бензина в баке водитель может контролировать по показаниям указателя уровня топлива, расположенного на щитке приборов (см. рис. 67).

Емкость топливного бака среднестатистического легкового автомобиля обычно составляет 40-50 литров. Когда уровень бензина в баке уменьшается до 5-9 литров, на щитке приборов загорается соответствующая желтая (или красная) лампочка — лампа резерва топлива. Это сигнал водителю о том, что пора подумать о заправке.

Выбрать другой раздел:

Топливный фильтр (как правило, устанавливается самостоятельно) — второй этап очистки топлива. Фильтр располагается в моторном отсеке и предназначен для тонкой очистки бензина, поступающего к топливному насосу (возможна установка фильтра и после насоса). Обычно применяется неразборный фильтр, при загрязнении которого требуется его замена.

Выбрать другой раздел:

Топливный насос

Топливный насос — предназначен для принудительной подачи топлива из бака в карбюратор.

Насос состоит из (рис. 14): корпуса, диафрагмы с пружиной и механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов. В нем также находится сетчатый фильтр для очередной третьей ступени очистки бензина.

Рис. 14. Схема работы топливного насоса: 1 — нагнетательный патрубок; 2 — стяжной болт; 3 — крышка; 4 — всасывающий патрубок; 5 — впускной клапан с пружиной; 6 — корпус; 7 — диафрагма насоса; 8 — рычаг ручной подкачки; 9 — тяга; 10 — рычаг механической подкачки; 11 — пружина; 12 — шток; 13 — эксцентрик; 14 — нагнетательный клапан с пружиной; 15 — фильтр очистки топлива

Топливный насос приводится в действие от валика привода масляного насоса или от распределительного вала двигателя. При вращении вышеуказанных валов, имеющийся на них эксцентрик набегает на шток привода топливного насоса. Шток начинает давить на рычаг, а тот, в свою очередь, заставляет диафрагму опускаться вниз. Над диафрагмой создается разряжение и впускной клапан, преодолевая усилие пружины, открывается. Порция топлива из бака засасывается в пространство над диафрагмой.

При сбегании эксцентрика со штока диафрагма освобождается от воздействия рычага и за счет жесткости пружины поднимается вверх. Возникающее при этом давление закрывает впускной клапан и открывает нагнетательный. Бензин над диафрагмой поступает к карбюратору. При очередном набегании эксцентрика на шток процесс повторяется.

Обратите внимание на то, что подача бензина в карбюратор происходит лишь за счет усилия пружины, которая поднимает диафрагму. Это означает, что когда поплавковая камера карбюратора будет заполнена и игольчатый клапан (см. рис. 16) перекроет путь бензину, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении. До тех пор, пока двигатель не израсходует часть топлива из карбюратора, пружина будет не в состоянии «вытолкнуть» из насоса очередную порцию бензина.

Так как топливный бак расположен ниже карбюратора, то возникает необходимость в принудительной подаче бензина. Если предположить, что бак находится на крыше автомобиля, то потребность в насосе отпадает. В этом случае бензин будет поступать в карбюратор самотеком, что и используют некоторые водители в «безвыходной» ситуации при отказе насоса в работе. Закрепив канистру с бензином в положении, явно выше карбюратора и соединив их между собой, можно продолжить поездку (не забывая при этом правил противопожарной безопасности).

Выбрать другой раздел:

Воздушный фильтр

Воздушный фильтр (рис. 15) — необходим для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Фильтр устанавливается на верхней части воздушной горловины карбюратора.

Рис. 15. Воздушный фильтр: 1 — крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4 — воздухозаборник

При загрязнении фильтра возрастает сопротивление движению воздуха, что может привести к повышенному расходу топлива, так как горючая смесь будет слишком обогащаться бензином. Чем это грозит кроме лишних финансовых затрат, вы узнаете через несколько страниц.

Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя. В зависимости от режима работы двигателя карбюратор меняет качество (соотношение бензина и воздуха) и количество смеси.

Карбюратор, это одно из самых сложных устройств автомобиля. Он состоит из множества деталей и имеет несколько систем, которые принимают участие в приготовлении горючей смеси, обеспечивая бесперебойную работу двигателя. Давайте разберемся с устройством и принципом работы карбюратора на несколько упрощенной схеме.

Рис. 16. Схема устройства и работы простейшего карбюратора: 1 — топливная трубка; 2 — поплавок с игольчатым клапаном; 3 — отверстие для связи поплавковой камеры с атмосферой; 4 — воздушная заслонка; 5 — распылитель 6 — диффузор; 7 — дроссельная заслонка; 8 — корпус карбюратора; 9 — топливный жиклер

Простейший карбюратор состоит из (рис. 16):
— поплавковой камеры;
— поплавка с игольчатым запорным клапаном;
— распылителя;
— смесительной камеры;
— диффузора;
— воздушной и дроссельной заслонок;
— топливных и воздушных каналов с жиклерами.

При движении поршня в цилиндре от верхней мертвой точки к нижней (такт впуска), над ним создается разряжение. Поток воздуха с улицы, через воздушный фильтр и карбюратор, устремляется в освободившийся объем цилиндра (см. рис. 13).

При прохождении воздуха через карбюратор, из поплавковой камеры через распылитель, который расположен в самом узком месте смесительной камеры (диффузоре), вытекает топливо (рис. 16). Это происходит по причине разности давлений в поплавковой камере карбюратора, которая связана с атмосферой, и в диффузоре, где создается значительное разрежение.

Поток воздуха дробит вытекающее из распылителя топливо и смешивается с ним. На выходе из диффузора происходит окончательное перемешивание бензина с воздухом, и затем эта горючая смесь поступает в цилиндр.

Каждый из вас периодически пользуется каким-либо устройством, где применен принцип пульверизации. Не важно, что это — флакон с духами, банка с краской и насадкой к пылесосу или бачок-опрыскиватель для увлажнения цветов. В любом случае, за счет разности давлений из некой емкости высасывается жидкость, которая затем дробится и смешивается с воздухом.

Для примера можно взять даже обычный чайник, который вместе со своим носиком очень похож на поплавковую камеру с распылителем.

Нальем в чайник воду так, чтобы уровень в его носике не доходил до края примерно на 1-1,5 мм. Если вы создадите сильный поток воздуха (например, вентилятором или феном), то он будет высасывать воду из носика чайника, смешиваться с ней и «увлажнять» пол в вашей квартире. Примерно так это происходит и в карбюраторе, но здесь тщательно распыленный и смешанный с воздухом бензин попадает в цилиндры двигателя.

Из схемы работы простейшего карбюратора (рис. 16) можно понять, что двигатель не будет работать нормально, если уровень топлива в поплавковой камере (воды в чайнике) выше нормы, так как в этом случае бензина будет выливаться больше чем надо. Если уровень бензина будет меньше нормы, то и его содержание в смеси будет тоже меньше, что опять-таки нарушит правильную работу двигателя. Следовательно, количество бензина в камере всегда должно быть неизменным.

Уровень топлива в поплавковой камере карбюратора регулируется специальным поплавком (рис. 16), который, опускаясь вместе игольчатым запорным клапаном, позволяет бензину поступать в камеру. Когда поплавковая камера начинает наполняться, поплавок всплывает и закрывает игольчатым клапаном проход для бензина.

В салоне автомобиля у водителя под правой ногой имеется педаль «газа», предназначенная для управления карбюратором. А на что конкретно, на какую деталь карбюратора передается усилие ноги?

Когда водитель «давит на газ», на самом деле он управляет той заслонкой, которая обозначена на рисунке 16 как дроссельная.

Дроссельная заслонка связана с педалью «газа» посредством рычагов или троса. В исходном положении заслонка закрыта. Когда водитель нажимает на педаль, заслонка начинает открываться и поток воздуха, проходящего через карбюратор, увеличивается. При этом чем больше открывается дроссельная заслонка, тем больше высасывается топлива, так как повышаются объем и скорость потока воздуха, проходящего через диффузор и «высасывающее» разряжение увеличивается.

Когда водитель отпускает педаль «газа», заслонка под воздействием возвратной пружины начинает закрываться. Поток воздуха уменьшается, и в цилиндры поступает все меньше и меньше горючей смеси. Двигатель теряет обороты, уменьшается скорость вращения колес автомобиля, и соответственно, мы с вами едем медленнее.

А если совсем убрать ногу с педали «газа»?

Тогда дроссельная заслонка закроется полностью. И тут же возникает вопрос. А как теперь со смесеобразованием? Ведь мотор заглохнет!

Оказывается, для поддержания работы двигателя на холостом ходу в карбюраторе есть свои каналы, по которым воздух может попасть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином (рис. 17 а, поз. 6).

Рис. 17 (а). Схема работы системы холостого хода: 1 — игольчатый клапан поплавковой камеры карбюратора; 2 — топливный жиклер системы холостого хода; 3 — топливный канал системы холостого хода; 4 — воздушная заслонка; 5 — воздушный жиклер системы холостого хода; 6 — канал системы холостого хода; 7 — винт «качества» системы холостого хода; 8 — дроссельная заслонка; 9 — топливный жиклер

При закрытой дроссельной заслонке воздуху не остается другого пути, кроме как проходить в цилиндры по каналу холостого хода. По пути он высасывает бензин из топливного канала и, смешиваясь с ним, превращается в горючую смесь. Почти готовая к «употреблению» смесь попадает в поддроссельное пространство и затем через впускной трубопровод поступает в цилиндры.

На рисунке 17а (поз. 7) показан один из двух винтов регулировки карбюратора. С помощью этого винта регулируется качество смеси (соотношение воздуха и бензина), необходимое для работы двигателя на холостом ходу. Вторым винтом, «количества» смеси (рис. 17б, поз. 1), регулируется плотность прикрытия дроссельной заслонки, от положения которой зависит объем проходящего через карбюратор потока воздуха.

Рис. 17 (б). Винты регулировки карбюратора: 1 — винт «количества»; 2 — винт «качества»

На холостом ходу, при нормально работающей системе подачи топлива и отрегулированном карбюраторе, коленчатый вал двигателя должен устойчиво вращаться со скоростью примерно 800-900 об/мин.

В объеме этой книги не хотелось бы затрагивать работу других систем карбюратора, так как у всех вас будут различные модели этого весьма сложного устройства. Карбюраторы «Озон» отличаются от своих «собратьев» серии «Солекс», «пятерочные» (ВАЗ-2105) отличается от «восьмерочных» (ВАЗ-2108, 2109), а об «иномарочных» и говорить не стоит. Поэтому хочется еще раз напомнить вам о том, что существует литература по конкретным моделям ваших автомобилей.

Тем не менее в карбюраторных автомобилях отечественного производства есть и кое-что общее. В частности, на панели приборов (или под ней) располагается рукоятка «подсоса», которая управляет воздушной заслонкой карбюратора (рис. 16 и 17). Если прикрывать эту заслонку (вытягивать рукоятку «подсоса» на себя), то разрежение в смесительной камере карбюратора будет увеличиваться. Вследствие этого топливо из поплавковой камеры начинает высасываться более интенсивно и горючая смесь обогащается, что необходимо для запуска холодного двигателя.

По мере прогрева двигателя, водитель должен постепенно задвигать рукоятку «подсоса» (приоткрывать заслонку), не допуская очень больших оборотов коленчатого вала, так как повышенные обороты не полностью прогретого двигателя резко сокращают его ресурс. По окончании прогрева воздушную заслонку следует открыть полностью (это ее нормальное положение).

О степени прогрева двигателя вам «расскажет» стрелочный указатель температуры охлаждающей жидкости, который расположен на щитке приборов (см. рис. 67). Вертикальное положение стрелки говорит о том, что двигатель прогрелся полностью.

При вытягивании рукоятки «подсоса» на щитке приборов включается лампочка, подсвечивающая окошко (обычно желтого цвета) с соответствующим символом. Погаснет эта лампочка только тогда, когда воздушная заслонка будет полностью открыта (рукоятка «подсоса» полностью задвинута).

Карбюратор смешивает бензин с воздухом в строго определенной пропорции. Горючая смесь называется нормальной, если на одну часть бензина приходится пятнадцать частей воздуха (1:15). В зависимости от различных факторов качество смеси (соотношение бензина и воздуха) может меняться. Если воздуха будет больше, то смесь становится обедненной или бедной. Если воздуха меньше, то смесь превращается в обогащенную или богатую.

Обедненная и бедная смеси — это «голодная» пища для двигателя, в них топлива меньше нормы. Обогащенная и богатая смеси — слишком калорийная пища, так как топлива в них больше, чем надо. Вышеприведенной терминологии соответствует известные слова: «недоедание» и «голод» или «переедание» и «обжорство». Если подумать о своем здоровье, то из четырех предложенных вариантов для постоянного рациона лучше выбрать легкое «недоедание», чем три другие «убивающие» диеты.

Выбрать другой раздел:

Карбюратор и его устройство

 

Режимы работы карбюратора

Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.

Пуск холодного двигателя. При этом режиме воздушную заслонку карбюратора следует полностью закрыть. Это означает, что рукоятка «подсоса» должна быть вытянута на себя «до упора». Педаль «газа» при пуске холодного двигателя трогать не рекомендуется, поэтому дроссельная заслонка будет тоже полностью закрыта. Состав горючей смеси для пуска холодного двигателя должен быть, и получается, богатым.

Режим холостого хода. Автомобиль стоит на месте или движется «накатом». Двигатель (полностью прогретый) работает на оборотах холостого хода. Воздушная заслонка открыта, а дроссельная закрыта. Состав смеси при этом получается обогащенным.

Режим частичных (средних) нагрузок. Машина движется со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, нога водителя слегка нажимает педаль «газа», поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.

Режим полных нагрузок. Водитель плавно, почти до конца нажал педаль «газа», автомобиль движется с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.

Режим ускорения. Водитель резко нажал педаль «газа» «до пола», для ускорения автомобиля при обгоне, при «отрыве» от потока транспорта и т. п. Состав смеси получается обогащенным, близким к богатому.

Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!

Если в вашем автомобиле имеется прибор «эконометр», то на средней скорости движения автомобиля он покажет минимальный расход топлива.

Любая «грубая» работа педалью «газа» значительно увеличивает расход топлива, резко возрастают нагрузки на все механизмы и детали двигателя. При этом страдают еще и детали агрегатов трансмиссии, через которые крутящий момент передается на ведущие колеса.

Вождение автомобиля с резкими ускорениями и замедлениями крайне нежелательно. Расход бензина при таком стиле вождения резко увеличивается, уменьшается ресурс двигателя, загрязняется окружающая среда, тратятся нервы, а выигрыш во времени составляет мизерную величину или вообще отсутствует. Разница во времени прибытия в конечную точку маршрута протяженностью 40-50 километров в городских условиях, у «нормальных» и «дерганых» водителей, составляет не более 5-6 минут. Так стоит ли «дергаться»?

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности системы питания

Не поступает топливо в карбюратор вследствие засорения компенсационного отверстия в пробке топливного бака (или вентиляционной трубки бака), чрезмерного засорения фильтра топливозаборника или фильтра тонкой очистки. Возможны неисправности и топливного насоса: повреждение диафрагмы или ее пружины, а также «зависание» или неплотное закрытие клапанов.

Для устранения неисправности все упомянутые элементы системы питания следует последовательно проверить. Затем промыть и поставить на место все то, что исправно, а неисправные узлы и детали заменить.

Двигатель не развивает полной мощности и (или) работает с перебоями из-за нарушения уровня топлива в поплавковой камере, загрязнения топливных или воздушных фильтров, жиклеров или каналов. Возможно, карбюратор просто неправильно отрегулирован.

Для устранения неисправности надо заменить или промыть соответствующие фильтры, продуть воздухом под давлением все каналы и жиклеры карбюратора, а также произвести необходимые регулировки.

Подтекание топлива может происходить по причине нарушения герметичности топливного бака, фильтра, насоса, карбюратора или в многочисленных соединениях топливопроводов.

Для устранения неисправности следует подтянуть хомуты креплений топливных шлангов, поменять поврежденные прокладки. Негерметичность, возникшую по причине механических повреждений элементов системы питания, устраняют путем их замены. А если вы предпочитаете ремонт, то производить его следует только в специализированных мастерских.

То, что очередной дилетант пытался заварить дырку в бензобаке, обычно слышат все в радиусе километра от взрыва.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация системы питания

Топливный бак, как правило, не требует к себе внимания со стороны водителя на протяжении всего срока службы автомобиля. Но иногда все же приходится снимать бак с машины и промывать его от грязи, которая попала туда в результате заправки машины некачественным бензином. В случае небольшого загрязнения можно попробовать слить отстой, для чего надо отвернуть пробку в нижней части топливного бака. А если сильно не повезло, то приходится демонтировать всю систему питания.

Если засоряется компенсационное отверстие в пробке топливного бака или вентиляционная трубка, то создается разрежение, которое не позволяет бензину поступать в карбюратор (топливный насос не в состоянии справиться с этим разрежением). Определить «вакуум» можно по звуку во время открытия пробки топливного бака. Каждому из нас приходилось открывать консервные банки, поэтому звук будет знакомым.

Загрязнение воздушного фильтра способствует увеличению концентрации вредных веществ в выхлопных газах, выбрасываемых в атмосферу, так как содержание бензина в горючей смеси значительно возрастает. Необходимо периодически заменять фильтрующий элемент. Срок его замены оговаривается инструкцией завода-изготовителя, но при эксплуатации автомобиля по пыльным дорогам, этот срок может и должен быть уменьшен.

Правильно отрегулированный карбюратор готовит нормальную горючую смесь. Однако со временем нарушаются регулировки, засоряются жиклеры и каналы, выходят из строя детали карбюратора, и в цилиндры может поступать постоянно богатая или бедная смесь, что пагубно сказывается на работе двигателя.

Если карбюратор готовит богатую смесь, то наблюдаются следующие явления:
— черный дым и «выстрелы» из глушителя;
— повышенный расход топлива;
— потеря мощности двигателя;
— перегрев двигателя;
— разжижение масла в поддоне картера двигателя.

Признаками того, что карбюратор готовит бедную смесь, являются:
— «хлопки» в карбюраторе;
— потеря мощности двигателя;
— перегрев двигателя.

Вышеописанные «кошмары» могут наблюдаться также и при неисправностях системы зажигания, но об этом мы поговорим чуть позже.

А сейчас надо призадуматься и решить для себя один важный вопрос. Или вам придется овладеть необходимым минимумом навыков по регулировкам карбюратора, или периодически, при малейших подозрениях в неправильной работе двигателя, отправляться к автомеханику.

При обслуживании карбюратора необходимо производить очистку наружной и внутренней поверхностей его корпуса, продувку сжатым воздухом жиклеров топливных и воздушных каналов, проверку и регулировку уровня топлива в поплавковой камере, проверку и, в случае необходимости, замену диафрагм карбюратора, а также регулировку оборотов холостого хода двигателя с помощью винтов «качества» и «количества».

Для успешного обслуживания карбюратора следует внимательно изучить соответствующий раздел «Руководства по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля. Тогда, после нескольких попыток, вы будете в состоянии наладить правильную работу карбюратора.

О том, что существует топливный насос, необходимо вспоминать перед первой поездкой после длительной стоянки автомобиля. Поскольку поплавковая камера карбюратора связана с атмосферой, то, естественно, бензин частично испаряется. При длительной стоянке автомобиля бензин испаряется практически полностью.

Чтобы не «мучить» двигатель безуспешными попытками запуска, предварительно следует накачать бензин в поплавковую камеру карбюратора с помощью рычага ручной подкачки, который располагается в нижней части корпуса топливного насоса (см. рис. 14).

Выбрать другой раздел:

Системы питания двигателя с впрыском топлива

Карбюраторы, так долго служившие верой и правдой многим поколениям автомобилистов, уходят в историю. Основная причина этого заключается в том, что карбюраторы не могут удовлетворять современным требованиям по расходу топлива и содержанию вредных веществ в отработавших газах. Применение систем впрыска топлива позволяет решить эти проблемы.

Система центрального (одноточечного) впрыска топлива является родоначальницей всех систем впрыска (рис. 18 а).

Рис. 18а. Схема центрального впрыска топлива: 1 — цилиндры двигателя; 2 — впускной трубопровод; 3 — дроссельная заслонка; 4 — подача топлива; 5 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал; 6 — поток воздуха; 7 — электромагнитная форсунка; 8 — факел топлива; 9 — горючая смесь

При центральном впрыске порция топлива через электромагнитную форсунку (инжектор) подается в зону дроссельной заслонки во впускном коллекторе, где смешивается с потоком воздуха. Получается горючая смесь, которая затем поступает в цилиндры двигателя.

Многоточечная система впрыска (распределенный впрыск) — это следующий этап в эволюции систем впрыска (рис. 18 б).

Рис. 18б. Схема многоточечного впрыска топлива: 1 — цилиндры двигателя; 2 — факел топлива; 3 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал; 4 — подача топлива; 5 — впускной трубопровод; 6 — дроссельная заслонка; 7 — поток воздуха; 8 — топливная рампа; 9 — электромагнитная форсунка

При многоточечном впрыске топливо подается в зону открытого впускного клапана отдельной форсункой для каждого цилиндра двигателя. Такие конструкции более сложны, но получили наибольшее применение, так как обеспечивают лучшие показатели по экономичности двигателя и токсичности отработавших газов.

Устройство системы впрыска топлива, а также схема расположения ее основных узлов показаны на рис. 19.

Рис. 19. Схема расположения основных узлов системы впрыска топлива: 1 — топливный бак; 2 — топливный насос; 3 — топливный фильтр; 4 — регулятор давления топлива; 5 — датчик положения распределительного вала; 6 — распределительный вал; 7 — высоковольтный провод; 8 — электрический провод, по которому к форсунке поступает управляющий сигнал от ЭБУ; 9 — электромагнитная форсунка; 10 — дроссельная заслонка; 11 — впускной трубопровод; 12 — датчик массового расхода воздуха; 13 — воздушный фильтр; 14 — датчик температуры воздуха; 15 — датчик положения дроссельной заслонки; 16 — впускной клапан; 17 — камера сгорания; 18 — цилиндр; 19 — поршень; 20 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 21 — выпускной клапан; 22 — свеча зажигания; 23 — пружина впускного клапана; 24 — выпускной трубопровод; 25 — датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд); 26 — каталитический нейтрализатор; 27 — дополнительный глушитель; 28 — основной глушитель; 29 — электронный блок управления (ЭБУ); 30 — диагностическая лампа-сигнализатор; 31 — диагностическая колодка

Топливный насос с электрическим приводом находится внутри топливного бака либо закреплен на кузове. Он подает топливо под небольшим давлением по бензопроводам к форсункам, расположенным в зоне впускных клапанов. Топливо проходит две ступени очистки. Избыток бензина возвращается через обратный трубопровод в топливный бак.

Регулятор давления топлива поддерживает определенное давление топлива в трубопроводе (топливной рампе) перед форсункой.

Датчики преобразуют измеряемые параметры в электрические сигналы, которые передаются электронному блоку управления. В системе впрыска применяются несколько датчиков, определяющих различные параметры в конкретный момент времени:
— датчик массового расхода воздуха, устанавливается сразу после воздушного фильтра;
— датчик температуры воздуха, размещен в корпусе воздушного фильтра;
— датчик абсолютного давления воздуха, может устанавливаться вместо датчика массового расхода воздуха;
— датчик положения дроссельной заслонки, установлен на оси заслонки;
— датчик угла поворота и частоты вращения коленчатого вала, расположен в корпусе распределителя зажигания;
— датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд), устанавливается в выпускной системе и следит за содержанием кислорода в отработавших газах;
— датчик положения распределительного вала;
— датчик температуры охлаждающей жидкости;
— датчик детонации и др.

Электронный блок управления (ЭБУ) получает информацию от всех датчиков об измеряемых параметрах, анализирует их и выдает команду форсункам на впрыск определенной порции топлива в строго обозначенное время.

Электромагнитная форсунка относится к исполнительному механизму системы. При получении управляющего сигнала от ЭБУ игла форсунки поднимается для распыления порции топлива.

Работа системы впрыска топлива заключается в том, чтобы на любом режиме работы двигателя обеспечить оптимальный состав горючей смеси в цилиндрах. Это достигается тем, что ЭБУ, основываясь на постоянно получаемой от датчиков информации о различных параметрах, управляет моментом и продолжительностью открытия иглы распылителя форсунки. Изменение любого параметра (температуры воздуха и охлаждающей жидкости, оборотов коленчатого вала, состава выхлопных газов и т.п.) ЭБУ мгновенно пересчитывает и выдает сигнал на форсунки для формирования иной порции топлива и времени ее подачи.

Стехиометрический состав горючей смеси при соотношении топлива к воздуху 1:14,7 (по массе) обеспечивает идеальный теоретический цикл сгорания. Иными словами для полного сгорания 1 кг топлива требуется 14,7 кг воздуха (в объемных единицах: 1 литр топлива полностью сгорает в 9500 литрах воздуха).

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности систем впрыска топлива

Негерметичность впускной системы, приводит к тому, что датчик массового расхода или абсолютного давления воздуха дает «неправильный» сигнал электронному блоку, который посылает форсунке неверные управляющие импульсы.

Признаком этой неисправности будет неустойчивая работа двигателя, плохая приемистость автомобиля.

Для устранения неисправности необходимо подтянуть хомуты крепления, проверить герметичность резиновых соединений и переходов впускного тракта системы питания. Следует также проверить электрические разъемы и состояние проводки, очистить клеммы от окислов и грязи. Необходимо удалить отложения, которые мешают свободному перемещению заслонок и регуляторов.

Работу «подозрительного» датчика можно проверить, установив на его место заведомо исправный. Метод временной подмены помогает провести быструю диагностику в «полевых условиях».

Холодный или горячий двигатель не запускается. Включение стартера не обеспечивает запуск двигателя. В таком случае нет смысла повторять попытки без проверки системы.

Возможные причины могут быть в ненадежности электрических соединений, негерметичности топливной системы, неисправности датчика температуры воздуха, датчика массового расхода воздуха, повреждении шланга между регулятором давления и топливным баком, негерметичности форсунок.

Устранение неисправностей заключается в проверке соединений электрических разъемов, соединений топливной системы, замене неработающих датчиков, поврежденных шлангов и форсунок.

При возникновении в системе впрыска какой-либо неисправности на щитке приборов загорается красный сигнал с соответствующим предупреждением. Система «умеет» сама себя диагностировать и записывать коды неисправностей, которые можно прочитать, имея соответствующее оборудование. Для этого предусмотрен специальный диагностический вывод, при подключении к которому неисправный датчик будет тотчас определен.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация систем впрыска топлива

Владельцы насыщенных электронными компонентами автомобилей встречаются с явно враждебной средой на наших дорогах. Влажная дорожная грязь, особенно в смеси с противоледными реагентами, окисляет и разъедает провода, наконечники и разъемы. Перебои и отказ в работе большей части электрических и электронных компонентов системы случается именно из-за нарушения цепей их питания.

Следовательно, управляя современным автомобилем, надо отказаться от вождения с большой скоростью по дорогам, покрытым слоем мокрого снега, а также от желания проехать через лужу с фонтанами брызг. Только так можно свести к минимуму вредное воздействие влаги на компоненты системы.

Выполняя какие-либо работы в подкапотном пространстве автомобиля с системой впрыска, необходимо придерживаться определенных правил.

Проверять, разъединять и снимать узлы, имеющие электрические соединения следует только при выключенном зажигании.

Необходимо помнить о том, что при отключении аккумуляторной батареи часть информации в электронной памяти ЭБУ будет стерта.

При проведении электросварочных работ недостаточно отсоединить аккумуляторную батарею от бортовой сети, необходимо снять ЭБУ с автомобиля.

Перед началом проверки датчиков, имеющих кабельные соединения с ЭБУ, следует разъединять штекеры.

Нельзя прикасаться к штекерам ЭБУ после разъединения штекерного разъема, так как электронные узлы могут быть повреждены статическим напряжением человека.

Выбрать другой раздел:

Система выпуска отработавших газов

Система выпуска предназначена для отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, а также для уменьшения шума при выбросе их в атмосферу.

Система выпуска отработавших газов состоит из (рис. 20):
— выпускного клапана;
— выпускного трубопровода; — дополнительного глушителя (резонатора);
— основного глушителя;
— соединительных хомутов.

Путь отработавших газов понятен из схемы (рис. 20). «Обработка» выхлопных газов перед выпуском их в атмосферу происходит в дополнительном и основном глушителях. Внутри глушителей имеются многочисленные отверстия и камеры, расположенные в шахматном порядке. При прохождении газов по такому лабиринту, они теряют свою скорость и, как следствие этого, шумность их уменьшается. А дальше, «успокоенные» газы выходят и растворяются в воздухе, которым мы с вами, кстати, дышим.

Выбрать другой раздел:

Каталитический нейтрализатор отработавших газов

В системе выпуска современных автомобилей устанавливается каталитический нейтрализатор отработавших газов. Назначение нейтрализатора — уменьшить концентрацию вредных веществ, которые содержатся в продуктах сгорания. Самые вредные из них три — углеводороды, окись углерода и окислы азота. Каждая составляющая должна нейтрализоваться отдельно, поэтому появилось название трехфункциональный (трехкомпонентный) каталитический нейтрализатор.

Нейтрализатор размещается как можно ближе к двигателю в выхлопной системе (см. рис. 20).

Рис. 20. Схема системы выпуска отработавших газов: а) без каталитического нейтрализатора; б) с каталитическим нейтрализатором: 1 — выпускной клапан; 2 — выпускной трубопровод; 3 — приемная труба глушителя; 4 — дополнительный глушитель (резонатор); 5 — основной глушитель; 6 — соединительный хомут; 7 — датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд); 8 — каталитический нейтрализатор; 9 — керамическая основа нейтрализатора

Внутри термостойкого корпуса нейтрализатора находится носитель из керамической основы, на которую наносится активный каталитический материал, состоящий из тончайшего слоя благородных металлов. В носителе имеется множество продольных каналов, проходя по которым отработавшие газы подвергаются нейтрализации, в результате чего токсичность выхлопа снижается примерно на 90%. После нейтрализатора основными компонентами выхлопных газов становятся относительно безопасная двуокись углерода, а также совсем безвредные азот и водяной пар.

Каталитический нейтрализатор может успешно работать при соотношении топлива с воздухом близким к стехиометрическому (см. стр. 23). Для измерения количества кислорода в выпускной системе устанавливается датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд). Датчик отслеживает концентрацию кислорода в отработавших газах и передает информацию в электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который дает команду на изменение количества впрыскиваемого в цилиндры двигателя топлива.

Датчик концентрации кислорода не работает только во время прогрева двигателя, при этом ЭБУ определяет состав смеси, впрыскиваемой в цилиндр двигателя, без участия этого датчика.

Высокая стоимость и недолговечность катализаторов, являются их серьезным недостатком, но здоровье людей важнее.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности системы выпуска отработавших газов

Повышенный шум выхлопных газов является следствием повреждения основного или дополнительного глушителя, потери плотности соединений, а также повреждения прокладок.

Для устранения этой неисправности поврежденные элементы системы выпуска отработавших газов следует заменить на новые. При наличии сварочного оборудования можно попробовать заварить те дыры в трубах и глушителях, которые еще можно заварить.

Повышенное содержание окиси углерода в выхлопных газах и потеря мощности двигателя могут стать следствием частичного или полного выхода из строя каталитического нейтрализатора. Устраняется такая неисправность только заменой нейтрализатора.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация системы выпуска отработавших газов

Каталитический нейтрализатор, основной и дополнительный глушители, а также соединительные трубы не должны прикасаться к металлическим частям кузова, амортизаторам и тросу стояночного тормоза. К примеру, «ручник» нередко выходит из строя только из-за того, что горячая труба прожгла или оплавила оболочку тросика. Поэтому основной глушитель должен надежно «висеть» на резиновых амортизаторах, поддерживая при этом в подвешенном состоянии и дополнительный глушитель с трубами.

Давление и температура в системе выпуска отработавших газов весьма велики, поэтому лучший ремонт при повреждении элементов системы — это их замена. Попытки «залепить» дыры в глушителе даже специальной клеящей лентой или пастой, как правило, не дают ожидаемого эффекта. Через пару недель или чуть позже, опять образуются дыры, но теперь уже в бюджете хозяина машины, так как «залатанную» трубу или глушитель все же приходится менять.

При эксплуатации автомобиля с каталитическим нейтрализатором необходимо помнить о том, что долговечность нейтрализатора зависит от качества бензина. Учтите, нейтрализатор моментально выйдет из строя, если в топливный бак был залит этилированный бензин, правда, такой бензин в наше время еще надо поискать.

Выбрать другой раздел:

Устройство системы зажигания

Система зажигания

Систему зажигания, которая обеспечивает работу двигателя, придется рассмотреть в этом разделе, хотя она и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».

Когда мы изучали рабочий цикл двигателя, было отмечено, что в самом конце такта сжатия рабочую смесь необходимо поджечь. Это означает, что между электродами свечи зажигания в этот момент должна проскочить высоковольтная искра.

Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель.

На автомобилях прежних лет выпуска устанавливалась контактная или бесконтактная система зажигания. В современном автомобиле с системой впрыска топлива система зажигания является частью комплексной электронной системы управления двигателем.

Контактная система зажигания

Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор, подробный разговор о которых будет в разделе «Электрооборудование автомобиля») вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12-14 вольт. Для возникновения искры между электродами свечи на них необходимо подать 18-20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи — низкого и высокого напряжения (рис. 21). Контактная система зажигания состоит из (рис. 21):
— катушки зажигания;
— прерывателя тока низкого напряжения;
— распределителя тока высокого напряжения;
— центробежного регулятора опережения зажигания;
— вакуумного регулятора опережения зажигания;
— свечей зажигания;
— проводов низкого и высокого напряжения;
— включателя зажигания.

Катушка зажигания (рис. 21) предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля.

а) электрическая цепь низкого напряжения: 1 — «масса» автомобиля; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — контакты замка зажигания; 4 — катушка зажигания; 5 — первичная обмотка (низкого напряжения); 6 — конденсатор; 7 — подвижный контакт прерывателя; 8 — неподвижный контакт прерывателя; 9 — кулачок прерывателя; 10 — молоточек контактов

б) электрическая цепь высокого напряжения: 1 — катушка зажигания; 2 — вторичная обмотка (высокого напряжения); 3 — высоковольтный провод катушки зажигания; 4 — крышка распределителя тока высокого напряжения; 5 — высоковольтные провода свечей зажигания; 6 — свечи зажигания; 7 — распределитель тока высокого напряжения («бегунок»); 8 — резистор; 9 — центральный контакт распределителя; 10 — боковые контакты крышки

Рис. 21. Контактная система зажигания

Принцип работы катушки зажигания очень прост и знаком из школьного курса физики. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, вокруг нее создается магнитное поле. Если прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Цифра весьма впечатляющая, но это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Если кто из вас, испугавшись этой цифры, решил вообще не дотрагиваться до чего-либо электрического в машине, то напрасно.

«Убивает не напряжение, а ток» — известное выражение у электриков, как нельзя лучше подходит к ситуации с электричеством в автомобиле.

В системе зажигания очень малые токи, поэтому, если вы и дотронетесь до проводов или приборов системы, то будет лишь несколько «неприятно», но не более того. Да и произойдет это только, если вы стоите босиком (или в мокрой обуви) на сырой земле или если одна рука на «массе», а другая на тех самых 20000 В.

Прерыватель тока низкого напряжения (контакты прерывателя — рис. 21) нужен для того, чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. При этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.

Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор, который необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного.

Но это только половина полезной работы конденсатора. Он еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

«Зачем такой длинный разговор о такой маленькой штучке в такой большой машине?» — спросите вы.

Так вот учтите, при выходе конденсатора из строя двигатель работать не будет! Напряжение во вторичной цепи получится недостаточно большим для того, чтобы пробить воздушную преграду между электродами свечи зажигания. Может быть, иногда, слабая искорка и будет проскакивать, но нам нужна достаточно «горячая» и стабильная искра, которая гарантированно воспламенит рабочую смесь и обеспечит нормальный процесс ее сгорания. А для этого, как раз и необходимы те самые «страшные» 20 тысяч вольт, в «приготовлении» которых участвует и конденсатор тоже.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены в одном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Часто водители называют этот узел коротко — «прерыватель-распределитель» (или еще короче — «трамблер»).

Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 21 и 22) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.

Рис. 22. Прерыватель-распределитель: 1 — диафрагма вакуумного регулятора; 2 — корпус вакуумного регулятора; 3 — тяга; 4 — опорная пластина; 5 — ротор распределителя («бегунок»); 6 — боковой контакт крышки; 7 — центральный контакт крышки; 8 — контактный уголек; 9 — резистор; 10 — наружный контакт пластины ротора; 11 — крышка распределителя; 12 — пластина центробежного регулятора; 13 — кулачок прерывателя; 14 — грузик; 15 — контактная группа; 16 — подвижная пластина прерывателя; 17 — винт крепления контактной группы; 18 — паз для регулировки зазоров в контактах; 19 — конденсатор; 20 — корпус прерывателя-распределителя; 21 — приводной валик; 22 — фильц для смазки кулачка

После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора.

Во время вращения ротора ток через небольшой воздушный зазор «соскакивает» с его пластины на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.

Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены высоковольтными проводами со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом, устанавливается «порядок работы цилиндров», который выражается рядом цифр.

Как правило, для четырехцилиндровых двигателей применяется порядок работы: 1-3-4-2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующий «взрыв» произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.

Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4-6°, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001-0,002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.

Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или, наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.

В зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4-6°). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.

При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В то же время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Следовательно, для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя тоже разомкнутся раньше. Это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 23).

а) расположение деталей регулятора: 1 — кулачок прерывателя; 2 — втулка кулачков; 3 — подвижная пластина; 4 — грузики; 5 — шипы грузиков; 6 — опорная пластина; 7 — приводной валик; 8 — стяжные пружины

б) грузики вместе

в) грузики разошлись

Рис. 23. Схема работы центробежного регулятора угла опережения зажигания

Центробежный регулятор опережения зажигания находится в корпусе прерывателя-распределителя (см. рис. 22 и 23). Он состоит из двух плоских металлических грузиков, каждый из которых одним из своих концов закреплен на опорной пластине, жестко соединенной с приводным валиком. Шипы грузиков входят в прорези подвижной пластины, на которой закреплена втулка кулачков прерывателя. Пластина с втулкой имеют возможность проворачиваться на небольшой угол относительно приводного валика прерывателя-распределителя.

По мере увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивается и частота вращения валика прерывателя-распределителя. Грузики, подчиняясь центробежной силе, расходятся в стороны и сдвигают втулку кулачков прерывателя «в отрыв» от приводного валика, в результате чего набегающий кулачок поворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Контакты размыкаются раньше, угол опережения зажигания увеличивается.

При уменьшении скорости вращения приводного валика центробежная сила уменьшается, и под воздействием пружин грузики возвращаются на место — угол опережения зажигания уменьшается.

Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель.

На одной и той же частоте вращения коленчатого вала двигателя положение дроссельной заслонки (педали «газа») может быть различным. Это означает, что в цилиндрах будет образовываться смесь различного состава, а скорость сгорания рабочей смеси как раз и зависит от ее состава.

При полностью открытой дроссельной заслонке (педаль «газа» «в полу») смесь сгорает быстрее, и поджигать ее можно и нужно попозже. Следовательно, угол опережения зажигания надо уменьшать.

И наоборот, когда дроссельная заслонка прикрыта, скорость сгорания рабочей смеси падает. Значит, угол опережения зажигания должен быть увеличен.

Именно этим и занимается вакуумный регулятор опережения зажигания.

Вакуумный регулятор (рис. 24) крепится к корпусу прерывателя-распределителя (см. рис. 22). Корпус регулятора разделен диафрагмой на два объема. Один из них связан с атмосферой, а другой через соединительную трубку сообщается с полостью под дроссельной заслонкой. С помощью тяги диафрагма регулятора соединена с подвижной пластиной, на которой располагаются контакты прерывателя.

Рис. 24. Вакуумный регулятор угла опережения зажигания

При увеличении угла открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки на двигатель) разряжение под ней уменьшается. В этом случае, под воздействием пружины диафрагма через тягу сдвигает пластину вместе с контактами на небольшой угол в сторону от набегающего кулачка прерывателя. Контакты будут размыкаться позже, угол опережения зажигания уменьшится.

И наоборот, угол увеличивается, когда вы прикрываете дроссельную заслонку (уменьшаете «газ»). Разрежение под заслонкой увеличивается, передается к диафрагме и она, преодолевая сопротивление пружины, тянет на себя пластину с контактами. Это означает, что кулачок прерывателя быстрее встретится с молоточком контактов и разомкнет контакты раньше. Таким образом мы увеличиваем угол опережения зажигания для плохо горящей рабочей смеси.

Свеча зажигания (рис. 25) необходима для образования искрового разряда и поджигания рабочей смеси в камере сгорания. Как вы помните, устанавливается свеча зажигания в головке цилиндра двигателя (см. рис. 6).

Рис. 25. Свеча зажигания: 1 — контактная гайка; 2 — изолятор; 3 — корпус; 4 — уплотнительное кольцо; 5 — центральный электрод; 6 — боковой электрод

Когда импульс тока высокого напряжения от распределителя зажигания попадает на свечу, между ее электродами проскакивает искра. Именно эта «искорка» и воспламеняет рабочую смесь, обеспечивая тем самым нормальное прохождение рабочего цикла двигателя (см. рис. 8). Свеча зажигания маленькая, но очень важная деталь вашего двигателя.

В обычной жизни вы можете посмотреть на принцип работы свечи зажигания, поиграв с пьезо- или электрозажигалкой, которая используется на кухне. Искра, проскакивающая между электродами зажигалки, воспламеняет газ и обеспечивает рабочий «кухонный» процесс.

Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания к распределителю и от него на свечи зажигания.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности контактной системы зажигания

Отсутствует искра между электродами свечей из-за обрыва или плохого контакта проводов в цепи низкого напряжения, обгорания контактов прерывателя или отсутствия зазора между ними, «пробоя» конденсатора. Искра может отсутствовать также при неисправности катушки зажигания, крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов или самой свечи.

Для устранения этой неисправности необходимо последовательно проверить цепи низкого и высокого напряжения. Зазор в контактах прерывателя следует отрегулировать, а неработоспособные элементы системы зажигания заменить.

Двигатель работает с перебоями и (или) не развивает полной мощности из-за неисправной свечи зажигания, нарушения величины зазора в контактах прерывателя или между электродами свечей, повреждения ротора или крышки распределителя, а также при неправильной установке начального угла опережения зажигания.

Для устранения неисправности необходимо восстановить нормальные зазоры в контактах прерывателя и между электродами свечей, выставить начальный угол опережения зажигания в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, а неисправные детали следует заменить.

Выбрать другой раздел:

Бесконтактная система зажигания

Преимущество бесконтактной системы зажигания заключается в возможности увеличения подаваемого напряжения на электроды свечи (увеличение «мощности» искры). Это означает, что улучшается процесс воспламенения рабочей смеси. Тем самым облегчается запуск холодного двигателя, повышается устойчивость его работы на всех режимах, что имеет особое значение для суровых зимних месяцев.

Немаловажным фактом является то, что при использовании бесконтактной системы зажигания двигатель становится более экономичным.

У бесконтактной системы, как и у контактной, есть цепи низкого и высокого напряжения.

Цепи высокого напряжения контактной и бесконтактной систем зажигания практически ничем не отличаются, но цепи низкого напряжения у них различны. В бесконтактной системе используются электронные устройства — коммутатор и датчик-распределитель (датчик Холла) (рис. 26).

а) схема электрической цепи низкого напряжения: 1 — аккумуляторная батарея; 2 — контакты замка зажигания; 3 — транзисторный коммутатор; 4 — датчик-распределитель (датчик Холла); 5 — катушка зажигания

б) схема электрических соединений коммутатора и датчика-распределителя

Рис. 26. Бесконтактная система зажигания

Бесконтактная система зажигания включает в себя следующие узлы:
— катушку зажигания;
— датчик-распределитель;
— коммутатор;
— свечи зажигания;
— провода высокого и низкого напряжения;
— выключатель зажигания.
В такой системе зажигания отсутствуют контакты прерывателя, а значит, нечему подгорать и нечего регулировать. Функцию контактов в этом случае выполняет бесконтактный датчик Холла, который посылает управляющие импульсы в электронный коммутатор. А коммутатор, в свою очередь, управляет катушкой зажигания, которая преобразует ток низкого напряжения в те самые «страшно большие» вольты.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности бесконтактной системы зажигания

Если «заглох» и не хочет заводиться двигатель с бесконтактной системой зажигания, то в первую очередь стоит проверить… подачу бензина. Может быть, к вашей радости, причина была именно в этом. Если с бензином все в порядке, а искры на свече нет, то у вас есть три варианта решения проблемы.

Начнем с третьего. Надо хлопнуть дверцей машины, сказать нехорошие слова и опоздать на работу, добираясь туда на общественном транспорте.

Первый вариант предполагает попытку проверить на практике мнение о том, что «электроника — это наука о контактах». Открываем капот и проверяем, зачищаем, подергиваем и подпихиваем на свои места все провода и проводочки, которые попадаются под руку. Если до этих судорожных движений где-то были ненадежные электрические соединения, то двигатель заведется. А если нет, то остается еще второй вариант.

Для возможности воплощения в жизнь второго варианта вам следует быть запасливым водителем. Из резерва необходимых вещей, которые вы возите с собой в машине, в первую очередь надо взять запасной коммутатор и заменить им прежний. Как правило, после этой процедуры двигатель оживает. Если же он все еще не хочет запускаться, то имеет смысл, последовательно меняя на новые, проверить крышку распределителя, ротор, бесконтактный датчик и катушку зажигания. В процессе этой «меняльной» процедуры двигатель все-таки заведется, а позже дома, вместе со специалистом вы сможете разобраться, какой конкретно узел вышел из строя и почему.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация системы зажигания

При нормальной эксплуатации автомобиля и периодическом его обслуживании система зажигания не доставляет водителю больших хлопот. Но некоторые водители вообще забывают о том, что кроме пепельницы и магнитолы в автомобиле есть еще и многострадальный двигатель, и в частности его система зажигания.

Наступает момент, и машина «говорит» водителю о том, что у нее тоже есть «нервы и предел терпения». Двигатель начинает фыркать и дымить, глохнуть и не заводиться. Это могут быть крупные поломки или мелкие неисправности в системах и механизмах двигателя, но, как правило, проблема кроется всего лишь в нарушенных регулировках и соединениях.

Так как мы уже знаем, что «электроника — это наука о контактах», то в первую очередь необходимо следить за чистотой и надежностью электрических соединений. Поэтому при эксплуатации автомобиля иногда приходится зачищать клеммы проводов и штекерные разъемы.

Периодически следует контролировать зазор в контактах прерывателя (рис. 21) и при необходимости его регулировать. Если зазор в контактах прерывателя больше нормы (0,35-0,45 мм), то наблюдается неустойчивая работа двигателя на больших оборотах. Если меньше — неустойчивая работа на оборотах холостого хода. Все это происходит по причине того, что нарушенный зазор меняет время замкнутого состояния контактов. А это уже влияет и на мощность искры, проскакивающей между электродами свечи, и на сам момент ее возникновения в цилиндре (опережение зажигания).

К сожалению, качество нашего бензина нередко оставляет желать лучшего. Поэтому, если сегодня вы заправили свой автомобиль не очень качественным бензином, то в следующий раз он может оказаться еще хуже. Естественно, это не может не влиять на качество приготавливаемой карбюратором горючей смеси и процесс ее сгорания в цилиндре. В таких случаях, чтобы двигатель безотказно продолжал выполнять свою работу, необходимо подстраивать систему зажигания под «сегодняшний» бензин.

Если первоначальный угол опережения зажигания не соответствует оптимальному, то можно наблюдать и ощущать следующие явления.

Угол опережения зажигания слишком велик (раннее зажигание):
— затрудненный запуск холодного двигателя;
— «хлопки» в карбюраторе (обычно хорошо слышны из-под капота при попытках запуска двигателя);
— потеря мощности двигателя (машина плохо «тянет»);
— перерасход топлива;
— перегрев двигателя (индикатор температуры охлаждающей жидкости активно стремится к красному сектору);
— повышенное содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Угол опережения зажигания меньше нормы (позднее зажигание):
— «выстрелы» в глушителе;
— потеря мощности двигателя;
— перерасход топлива;
— перегрев двигателя.

Короче говоря, при неправильно выставленном зажигании двигатель хочет «умереть», а машина не хочет ехать. Перечень вышеописанных «кошмаров» можно было бы и продолжить, но и этого достаточно для того, чтобы вы поняли, что двигатель и его системы требуют периодических регулировок. А кто будет этим заниматься, зависит от вас. Можно самостоятельно овладеть некоторыми навыками в не очень трудоемких и не очень сложных операциях по регулировкам. Или можно обращаться к специалисту, которому вы будете доверять свою «ласточку».

Свеча зажигания, как было упомянуто ранее, это маленький и с виду простенький элемент системы зажигания, но это только с виду.

Нормальная работа двигателя возможна при условии, если зазор между электродами свечи будет конкретным и одинаковым в свечах всех цилиндров. Для контактных систем зажигания зазор должен быть в пределах 0,5-0,6 мм, а для бесконтактных систем 0,7-0,9 мм и более.

Теперь вспомните «жуткие» условия, в которых работают свечи зажигания. Не всякий металл выдержит огромные температуры в агрессивной среде. Поэтому со временем электроды свечей подгорают и покрываются нагаром.

Вообще-то, изношенные или обросшие нагаром свечи рекомендуется заменить. Но если в пути запасных свечей не оказалось, то очищаем электроды «забарахлившей» свечи от нагара мелкозернистым надфилем или специальной алмазной пластинкой, регулируем зазор, подгибая боковой электрод, и вкручиваем свечу на место.

Каждый раз, выкручивая свечи зажигания, обращайте внимание на цвет их электродов. Если они светло-коричневые, то свеча работает нормально. А если они черные, то возможно свеча вообще не работает.

Сегодня в продаже есть силиконовые высоковольтные провода. При замене вышедших из строя старых проводов имеет смысл приобрести именно силиконовые, так как они не «пробиваются» током высокого напряжения. А ведь перебои в работе двигателя нередко происходят из-за утечки импульса тока высокого напряжения по высоковольтному проводу на «массу» автомобиля. Вместо того чтобы пробивать воздушный барьер между электродами свечи и поджигать рабочую смесь, электрический ток выбирает путь наименьшего сопротивления и «уходит» на сторону.

Старайтесь не открывать капот автомобиля, когда на улице идет дождь или снег. После мокрого душа двигатель может не запуститься, так как вода, попав на приборы электрооборудования и провода, образует токопроводящие мостики, по которым высокое напряжение утекает на «массу».

Тот же эффект, но более усугубленный, возникает у любителей прокатиться по глубоким лужам на большой скорости. В результате «купания»

водой заливаются все приборы и провода системы зажигания, расположенные под капотом, и двигатель, естественно, глохнет, поскольку ток высокого напряжения уже не может добраться до свечей зажигания. Возобновить поездку в таких случаях удается лишь после того, как горячий двигатель своим теплом просушит все «электрическое» в подкапотном пространстве.

Выбрать другой раздел:

Система зажигания на автомобилях с электронным управлением двигателем

На современных автомобилях с электронным управлением двигателем система зажигания состоит из (рис. 27):
— электронного блока управления (ЭБУ);
— датчиков (угла поворота коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, детонации, температуры охлаждающей жидкости);
— катушки зажигания (общей или по одной катушке на каждый цилиндр);
— распределителя тока высокого напряжения (при общей катушке зажигания);
— высоковольтных проводов;
— свечей зажигания.

Рис. 27. Схема электронной системы зажигания. Вариант А — с общей катушкой зажигания; Вариант Б — с отдельной катушкой на каждый цилиндр: 1 — маховик с зубчатым венцом; 2 — поршень; 3 — цилиндр двигателя; 4 — камера сгорания; 5 — впускной клапан; 6 — поток воздуха; 7 — дроссельная заслонка; 8 — датчик положения дроссельной заслонки; 9 — катушка зажигания; 9′ — катушка зажигания на каждой свече; 10 — распределитель тока высокого напряжения; 11 — высоковольтные провода; 11′ — электрический провод, по которому к катушке зажигания поступает импульсный сигнал от ЭБУ; 12 — свеча зажигания; 13 — выпускной клапан; 14 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 15 — датчик детонации; 16 — датчик угла поворота коленчатого вала; 17 — электронный блок управления (ЭБУ); 18 — диагностическая лампа-сигнализатор; 19 — диагностическая колодка; 20 — замок зажигания; 21 — аккумуляторная батарея

При работе двигателя информация от датчиков поступает в электронный блок управления (ЭБУ). В результате обработки полученной информации ЭБУ устанавливает оптимальный момент зажигания, необходимый для получения максимальной экономичности работы двигателя в каждый отдельный момент времени, и подает импульсный сигнал катушке (катушкам) зажигания.

Электронная система зажигания не требует регулировок и очень надежна в течение всего срока службы.

Выбрать другой раздел:

Электронная система управления двигателем

Принцип работы электронной системы управления двигателем заключается в том, что электронный блок управления (ЭБУ) получает непрерывную информацию о всех параметрах работы систем и механизмов двигателя, а также об окружающей среде. Мгновенно оценивая информацию, ЭБУ выдает команду на впрыск определенной порции топлива и подачу высоковольтного разряда на электроды свечи зажигания в строго определенный момент времени.

Изменение температуры двигателя и воздуха, оборотов коленчатого вала и давления воздуха мгновенно определяется и передается ЭБУ, который изменяет команду «о дозе топлива и угле опережения зажигания». Неважно, что температура изменилась на один градус, а число оборотов коленчатого вала уменьшилось на один или два. Блок управления «посчитает» все точно и изменит свою команду.

Рис. 28. Схема электронной системы управления двигателем

Если электронный блок не получил данные от какого-то из датчиков, он возьмет «непослушную железку на карандаш», запишет сбой в работе и «наябедничает» хозяину или мастеру в автосервисе. Система контролирует свою работу, диагностирует неисправности, записывает их. Она может даже отключить неработающий контур, задействовав резервный. И это не фантастика, а предусмотренный режим работы системы.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности электронных систем управления двигателем

Все неисправности электронных систем управления двигателем могут быть поделены на два основных вида.

Первый вид неисправностей заключается в невозможности запуска двигателя и, соответственно, самостоятельного перемещения, хотя бы до места ремонта. В этом случае вызывается эвакуатор для доставки автомобиля на станцию техобслуживания.

Второй вид неисправностей, при котором существует возможность добраться до места возможного ремонта, но это движение будет с «неправильным», аварийным режимом работы отдельной системы или узла. При втором типе неисправности предварительно рекомендуется получить совет у специалиста по телефону о целесообразности самостоятельного движения.

Дело в том, что в некоторых случаях «докатывание» к месту оказания квалифицированной помощи может полностью вывести систему из строя с последующим крупным ремонтом и заменой деталей. Поэтому водитель современного автомобиля должен серьезно подумать, прежде чем принимать решение о движении в аварийном режиме.

Двигатель не запускается.

Причина может быть в неработающем топливном насосе, сгоревшем предохранителе, неисправном реле насоса, датчике массового расхода воздуха, обрыве или потере контакта в электрической цепи форсунки.

Устранение неисправностей заключается в проверке электрических цепей топливного насоса, замене реле насоса и сгоревшего предохранителя, очистки от грязи разъемов форсунок и восстановлении электрической цепи.

Двигатель работает с перебоями, глохнет, плохо «тянет».

Причиной может оказаться плохой контакт разъемов датчиков, топливного насоса, форсунок, загрязнение топливных фильтров, подсос воздуха в систему.

Для устранения неисправностей необходимо проверить разъемы датчиков, топливного насоса, форсунок, заменить элементы фильтров, устранить негерметичность впускного тракта.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация электронных систем управления двигателем

Эксплуатируя автомобиль с электронной системой управления двигателем, необходимо быть внимательным к показаниям приборов, следить за световыми индикаторными лампами на щитке приборов. Система управления своевременно извещает водителя о возникающих проблемах в работе своих электронных компонентов. Лампа красного цвета запрещает эксплуатацию автомобиля до выяснения причины ее включения и устранения неисправности. Желтый (оранжевый) цвет лампы предупреждает о том, что неисправность может возникнуть, но время для ее предотвращения еще есть.

Рекомендации по эксплуатации в неблагоприятных климатических условиях, а также некоторые правила производства работ в подкапотном пространстве автомобиля с электронной системой управления двигателем совпадают с теми, что были рассмотрены ранее (см. «Эксплуатация систем впрыска топлива»).

Выбрать другой раздел:

Устройство системы охлаждения

Система охлаждения

Система охлаждения предназначена для поддержания нормального теплового режима двигателя.

При работе двигателя температура в цилиндрах двигателя периодически поднимается выше 2000 градусов, а средняя температура составляет 800-900°С!

Если не отводить тепло от двигателя, то через несколько десятков секунд после запуска он станет уже не холодным, а безнадежно горячим. Следующий раз вы сможете запустить свой холодный двигатель только после его капитального ремонта.

Система охлаждения необходима для отвода тепла от механизмов и деталей двигателя, но это только половина ее предназначения, правда, большая половина.

Для обеспечения нормального рабочего процесса важно также ускорять прогрев холодного двигателя. И это вторая часть работы системы охлаждения.

Как правило, на автомобилях применяется жидкостная система охлаждения, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком (рис. 29).

Система охлаждения состоит из:
— рубашки охлаждения блока и головки блока цилиндров,
— центробежного насоса,
— термостата,
— радиатора с расширительным бачком,
— вентилятора,
— соединительных патрубков и шлангов.

На рис. 29 вы без труда можете различить два круга циркуляции охлаждающей жидкости.

Рис. 29. Схема системы охлаждения двигателя: 1 — радиатор; 2 — патрубок для циркуляции охлаждающей жидкости; 3 — расширительный бачок; 4 — термостат; 5 — водяной насос; 6 — рубашка охлаждения блока цилиндров; 7 — рубашка охлаждения головки блока; 8 — радиатор отопителя с электровентилятором; 9 — кран радиатора отопителя; 10 — пробка для слива охлаждающей жидкости из блока; 11 — пробка для слива охлаждающей жидкости из радиатора; 12 — вентилятор

Малый круг циркуляции (красные стрелки) служит для скорейшего прогрева холодного двигателя. А когда к красным стрелкам присоединяются синие, то уже нагревшаяся жидкость начинает циркулировать по большому кругу, охлаждаясь в радиаторе. Руководит этим процессом автоматическое устройство — термостат.

Для контроля за работой системы охлаждения, на щитке приборов имеется указатель температуры охлаждающей жидкости (см. рис. 67). Нормальная температура охлаждающей жидкости при работе двигателя должна быть в пределах 80-90°С.

Рубашка охлаждения двигателя состоит из множества каналов в блоке и головке блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Насос центробежного типа заставляет жидкость перемещаться по рубашке охлаждения двигателя и всей системе. Насос приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала двигателя. Натяжение ремня регулируется отклонением корпуса генератора (см. рис. 63 а) или натяжным роликом привода распределительного вала двигателя (см. рис. 11 б).

Термостат предназначен для поддержания постоянного оптимального теплового режима двигателя. При пуске холодного двигателя термостат закрыт, и вся жидкость циркулирует только по малому кругу (рис. 29 а) для скорейшего ее прогрева. Когда температура в системе охлаждения поднимается выше 80-85°С, термостат автоматически открывается и часть жидкости поступает в радиатор для охлаждения. При больших температурах термостат открывается полностью, и теперь уже вся горячая жидкость направляется по большому кругу для ее активного охлаждения.

Радиатор служит для охлаждения проходящей через него жидкости за счет потока воздуха, который создается при движении автомобиля или с помощью вентилятора. В радиаторе имеется множество трубок и перегородок, образующих большую площадь поверхности охлаждения.

Расширительный бачок необходим для компенсации изменения объема и давления охлаждающей жидкости при ее нагреве и охлаждении.

Вентилятор предназначен для принудительного увеличения потока воздуха, проходящего через радиатор движущегося автомобиля, а также для создания потока воздуха в случае, когда автомобиль стоит без движения с работающим двигателем.

Применяются два типа вентиляторов: постоянно включенный, с ременным приводом от шкива коленчатого вала и электровентилятор, который включается автоматически, когда температура охлаждающей жидкости достигает приблизительно 100°С.

Патрубки и шланги служат для соединения рубашки охлаждения с термостатом, насосом, радиатором и расширительным бачком.

В систему охлаждения двигателя включен также отопитель салона. Горячая охлаждающая жидкость проходит через радиатор отопителя и нагревает воздух, подающийся в салон автомобиля.

Температура воздуха в салоне регулируется специальным краном, с помощью которого водитель увеличивает или уменьшает поток жидкости, проходящей через радиатор отопителя.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности системы охлаждения

Подтекание охлаждающей жидкости может появиться в результате повреждений радиатора, шлангов, уплотнительных прокладок и сальников.

Для устранения неисправности необходимо подтянуть хомуты крепления шлангов и трубок, а поврежденные детали заменить на новые. В случае повреждения трубок радиатора можно попробовать залатать дырки и трещины, но, как правило, все заканчивается заменой радиатора.

Перегрев двигателя происходит по причине недостаточного уровня охлаждающей жидкости, слабого натяжения ремня вентилятора, засорения трубок радиатора, а также при неисправности термостата.

Для устранения перегрева двигателя следует восстановить уровень жидкости в системе охлаждения, отрегулировать натяжение ремня вентилятора, промыть радиатор, заменить термостат.

Нередко перегрев двигателя случается и при исправных элементах системы охлаждения, когда машина движется с малой скоростью и большими нагрузками на двигатель. Это происходит при движении в тяжелых дорожных условиях, таких как проселочные дороги и всем надоевшие городские «пробки». В этих случаях стоит подумать о двигателе своего автомобиля, да и о себе тоже, устраивая периодические, хотя бы кратковременные «передышки».

Будьте внимательны за рулем и не допускайте аварийного режима работы двигателя! Помните о том, что даже разовый перегрев двигателя нарушает структуру металла, при этом продолжительность жизни «сердца» автомобиля значительно уменьшается.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация системы охлаждения

При эксплуатации автомобиля следует периодически заглядывать под капот. Своевременно замеченная неисправность в системе охлаждения позволит вам избежать капитального ремонта двигателя.

Если уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке понизился или жидкость вообще отсутствует, то для начала необходимо ее долить, а затем следует разобраться (самостоятельно или с помощью специалиста), куда она делась.

В процессе работы двигателя жидкость нагревается до температуры, близкой к точке кипения. Это означает, что вода, входящая в состав охлаждающей жидкости, будет понемногу испаряться.

Если за полгода ежедневной эксплуатации автомобиля уровень в бачке немного понизился, то это нормально. Но если вчера был полный бачок, а сегодня в нем только на донышке, то надо искать место утечки охлаждающей жидкости.

Подтекание жидкости из системы можно легко определить по темным пятнам на асфальте или снегу после более или менее продолжительной стоянки. Открыв капот, вы без затруднений сможете найти место утечки, сопоставив мокрые следы на асфальте с расположением элементов системы охлаждения под капотом.

Уровень жидкости в бачке необходимо контролировать хотя бы раз в неделю. Если уровень заметно понизился, то надо определить и устранить причину его снижения. Иными словами, систему охлаждения надо привести в порядок, иначе двигатель может серьезно «заболеть» и потребовать «госпитализации».

Практически на всех отечественных автомобилях в качестве охлаждающей жидкости используется специальная низкозамерзающая жидкость с названием Tосол А-40. Цифра 40 показывает отрицательную температуру, при которой жидкость начинает замерзать (кристаллизоваться). В условиях Крайнего Севера применяется Тосол А-65, и соответственно замерзать он начинает при температуре минус 65°С.

Тосол представляет собой смесь воды с этиленгликолем и присадками. Такой раствор сочетает в себе массу достоинств. Во-первых, замерзать он начинает лишь после того, как уже замерзнет сам водитель (шутка), а во-вторых, Тосол обладает антикоррозионными, антивспенивающими свойствами и практически не дает отложений в виде обычной накипи, так как в его состав входит чистая дистиллированная вода. Поэтому доливать в систему охлаждения можно только дистиллированную воду.

При эксплуатации автомобиля необходимо контролировать не только натяжение, но и состояние ремня привода водяного насоса, так как его обрыв в дороге всегда неприятен. Рекомендуется иметь в дорожном комплекте запасной ремень. Если не вы сами, то кто-нибудь из добрых людей поможет вам его поменять.

Охлаждающая жидкость может закипеть и привести к поломке двигателя в том случае, если вышел из строя датчик электропривода вентилятора. Если электровентилятор не получил команды на включение, то жидкость продолжает нагреваться, приближаясь к точке кипения, не имея остужающей помощи.

А ведь у водителя перед глазами есть прибор со стрелкой и красным сектором! Мало того, практически всегда при включении вентилятора ощущается небольшой дополнительный шум. Было бы желание контролировать, а способы всегда найдутся.

Если в пути (а чаще в «пробке») вы заметили, что температура охлаждающей жидкости приближается к критической, а вентилятор работает, то и в этом случае есть выход из положения. Надо включить в работу системы охлаждения дополнительный радиатор — радиатор отопителя салона. Полностью открывайте кран отопителя, на все обороты включайте вентилятор отопителя, опускайте стекла дверей и «потейте» до дома или до ближайшего автосервиса. Но при этом продолжайте внимательно следить за стрелкой указателя температуры двигателя. Если она все-таки зайдет в красную зону, немедленно останавливайтесь, открывайте капот и «остывайте».

Со временем может доставить неприятность термостат, если он перестанет пускать жидкость по большому кругу циркуляции. Определить, работает ли термостат, не трудно. Радиатор не должен нагреваться (определяется рукой) до тех пор, пока стрелка указателя температуры охлаждающей жидкости не дойдет до среднего положения (термостат закрыт). Позже, горячая жидкость начнет поступать в радиатор, быстро его нагревая, что говорит о своевременном открытии клапана термостата. Если радиатор продолжает оставаться холодным, то тогда есть два пути. Постучать по корпусу термостата, может быть, он все-таки откроется, или сразу, морально и материально, готовиться к его замене.

Немедленно «сдавайтесь» механику, если на масляном щупе вы увидите капельки жидкости, попавшей из системы охлаждения в систему смазки. Это означает, что повреждена прокладка головки блока цилиндров и охлаждающая жидкость просачивается в поддон картера двигателя. Если продолжать эксплуатацию двигателя с маслом, наполовину состоящим из Тосола, то износ деталей двигателя приобретает катастрофическую скорость.

Подшипник водяного насоса не ломается «вдруг». Сначала появится специфический свистящий звук из-под капота, и если водитель «думает о будущем», то своевременно заменит подшипник. Иначе, его все равно придется менять, но уже с последствием опоздания в аэропорт или на деловую встречу, из-за «внезапно» сломавшейся машины.

Каждый из водителей должен знать и помнить о том, что на горячем двигателе система охлаждения находится в состоянии повышенного давления!

Если двигатель вашего автомобиля перегрелся и «закипел», то, конечно, надо остановиться и открыть капот машины, но нельзя открывать пробку радиатора или расширительного бачка. Для ускорения процесса охлаждения двигателя это практически ничего не даст, а получить сильнейшие ожоги можно.

Все знают, чем оборачивается для нарядно одетых гостей неумело открытая бутылка шампанского. В автомобиле все намного серьезнее. Если быстро и бездумно открыть пробку горячего радиатора, то оттуда вылетит фонтан, но уже не вина, а кипящего Тосола! При этом может пострадать не только водитель, но и оказавшиеся рядом пешеходы. Поэтому, если вам когда-нибудь придется открывать пробку радиатора или расширительного бачка, то предварительно стоит предпринять меры предосторожности и делать это не спеша.

Выбрать другой раздел:

Устройство системы смазки

Система смазки

Система смазки предназначена для подачи масла к трущимся деталям и частичного их охлаждения, а также для удаления продуктов износа.

Рис. 30. Схема системы смазки двигателя: 1 — канал подачи масла к газораспределительному механизму; 2 — главная масляная магистраль; 3 — канал подачи масла к подшипникам коленчатого вала; 4 — картер двигателя; 5 — фильтрующий элемент; 6 — корпус масляного фильтра; 7 — масляный насос; 8 — маслоприемник с сетчатым фильтром; 9 — поддон картера; 10 — пробка для слива масла

Система смазки состоит из (рис. 30):
— поддона картера;
— масляного насоса с маслоприемником;
— масляного фильтра;
— каналов для подачи масла под давлением, просверленных в блоке цилиндров, головке блока и в других деталях двигателя.

Поддон картера двигателя является резервуаром для хранения масла. Когда вы заливаете масло через маслозаливную горловину, оно проходит по пустотам внутри двигателя и сливается в поддон картера. Уровень имеющегося в поддоне масла можно измерить масляным щупом через отверстие в блоке цилиндров.

Масляный насос (рис. 31) под давлением подает масло (через фильтр и каналы) к трущимся деталям кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. Насос состоит из двух шестерен и приводится в действие от коленчатого вала двигателя. При вращении шестеренок зубья захватывают масло и нагнетают его в главную масляную магистраль.

Рис. 31. Схема работы масляного насоса: 1 — шестерни масляного насоса; 2 — редукционный клапан; 3 — пружина

Редукционный клапан (рис. 31) служит для ограничения давления в системе масляных каналов двигателя. При избыточном давлении пружина сжимается, и часть масла поступает обратно в поддон картера двигателя.

Масляный фильтр (рис. 30) служит для очистки проходящего через него масла от механических примесей. Он устанавливается сразу же после насоса и пропускает через себя все масло, которое поступает в масляную магистраль. Чаще всего фильтр имеет неразборную конструкцию и подлежит замене одновременно с плановой сменой масла в двигателе.

Вентиляция картера двигателя (см. рис. 32) обеспечивает отсос из картера и отвод во впускной трубопровод паров бензина и выхлопных газов, которые попадают в нижнюю часть двигателя. Во время тактов сжатия и рабочего хода эти пары и газы частично прорываются по стенкам цилиндров в картер двигателя, разжижают масло и очень агрессивны по отношению к деталям кривошипно-шатунного механизма.

Рис. 32. Схема вентиляции картера двигателя: 1 — корпус воздушного фильтра; 2 — фильтрующий элемент; 3 — всасывающий коллектор вентиляции картера; 4 — карбюратор; 5 — впускной трубопровод; 6 — впускной клапан; 7 — шланг вентиляции картера; 8 — маслоотделитель; 9 — сливная трубка маслоотделителя; 10 — картер двигателя; 11 — поддон картера

Вентиляция картера осуществляется принудительно за счет разрежения, которое возникает в воздушной горловине карбюратора при работе двигателя.

Корпус воздушного фильтра соединяется с картером двигателя с помощью шланга, по которому картерные газы направляются сначала в карбюратор, а затем в цилиндры на дожигание.

В двигателях внутреннего сгорания применяется комбинированная система смазки — под давлением и разбрызгиванием. К наиболее нагруженным трущимся поверхностям масло подается под давлением, а остальные детали механизмов двигателя смазываются брызгами масла и масляным туманом.

К подшипникам коленчатого и распределительного валов масло подходит по каналам системы под давлением. Сделав свое дело, то есть смазав, немного охладив и забрав с собой продукты износа, масло стекает обратно в поддон картера двигателя.

При вращении коленчатого вала из его шатунных и коренных подшипников масляные брызги попадают на зеркало цилиндров, поршни и поршневые пальцы. Все движущиеся детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов как бы «купаются» в масле. Этим достигается высокая износостойкость пар трения.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности системы смазки

Подтекание масла возможно из-за слабо затянутой сливной пробки поддона картера, повреждения уплотнительных прокладок и наружных маслопроводов, износа уплотнительных сальников.

Для устранения неисправности необходимо восстановить герметичность соединений, заменить поврежденные и изношенные прокладки и сальники.

Низкое давление в системе смазки может быть по причине недостаточного количества масла, применения некачественного масла, износа подшипников коленчатого вала или деталей масляного насоса.

Для устранения неисправности следует проверить уровень масла и в случае необходимости долить, изношенные детали следует заменить. Марка масла должна соответствовать инструкции завода-изготовителя и температуре окружающей среды.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация системы смазки

Выход из строя или плохая работа системы смазки может привести к серьезной поломке двигателя. Поэтому на щитке приборов имеется контрольная лампа аварийного давления масла.

Мигание и свечение этой лампы красным светом при работающем двигателе недопустимо. В таких случаях надо немедленно заглушить двигатель и разобраться в причине неисправности.

Одной из причин того, что зажглась красная лампочка аварийного давления, может быть недостаточный уровень масла в поддоне картера двигателя. Хотя бы раз в неделю следует проверять уровень масла. После остановки мотора сделайте небольшую паузу в 2-3 минуты, за это время масло из каналов системы стечет в поддон. Уровень масла в поддоне картера двигателя всегда должен быть в норме. Нормой считается граница следа масла на щупе между рисками «MIN» и «MAX».

Подтекание масла из системы смазки определяется по характерным следам на асфальте после стоянки автомобиля. Причины утечки масла устраняются довольно сложно, поэтому лучше обратиться к специалисту. Но с незначительными подтеканиями можно смириться и ездить довольно долго, так как любое вмешательство в систему смазки весьма трудоемкое занятие.

Для нормального функционирования двигателя необходимо вовремя доливать масло до нормального уровня, а также заменять его с одновременной заменой масляного фильтра. Периодически следует промывать систему смазки специальным промывочным маслом.

Масла, применяемые в системе смазки двигателей, могут быть минеральными (Multigrade), полусинтетическими (Semi Synthetic) и синтетическими (Fully Synthetic).

Применение синтетического масла после использования любого другого желательно только после промывки системы смазки с помощью специальных моющих препаратов.

Если соблюдать рекомендованные сроки замены синтетического масла, то в дальнейшем промывка системы смазки не потребуется, так как это масло имеет очень высокие эксплуатационные свойства.

Большое распространение получили всесезонные масла. Они имеют двойное обозначение, например, SAE 10W-30, SAE 15W-40 и т.п., где W — сокращенно от winter — зима, а цифры определяют вязкость масла.

Наступающую «старость» цилиндропоршневой группы можно вычислить по сильному дымлению из выхлопной трубы глушителя или трубки отсоса картерных газов, увеличению количества вредных веществ в составе выбрасываемых в атмосферу выхлопных газов и по потере мощности двигателя. В таких случаях хозяин автомобиля может начинать впадать в отчаяние, так как «сердце машины» пора ставить на капитальный ремонт или менять на новое.

С основными проблемами системы смазки двигателя мы познакомились и вроде бы можно спокойно ехать дальше. Но прежде чем переезжать в другую тему вам следует узнать еще об одной неприятности, которая иногда случается с системой смазки.

Если вам предстоит поездка за город по проселочной дороге, то у вас есть возможность разом потерять все масло через пробоину в поддоне картера двигателя. Это происходит тогда, когда машина наезжает на спрятавшийся в высокой траве пенек или валун, да и в городе дороги тоже бывают с сюрпризами.

Чтобы избежать повреждения поддона картера, имеет смысл защитить его металлическим щитом. Советуем приобрести и установить такой щит, называется он — защита поддона картера двигателя.

У читателей может сложиться впечатление, что в поездке с ними обязательно и непрерывно будет что-то случаться, и что им постоянно придется оживлять свой автомобиль. Это, конечно, заблуждение. Современный автомобиль сделан так, что за несколько лет его грамотной эксплуатации вам доведется, быть может, пару раз поменять проколотое колесо на запасное. В то же время при разгильдяйском отношении к своей машине у водителя появляется возможность за очень короткий срок получить весьма пышный букет дорогостоящих неприятностей.

После знакомства с работой механизмов и систем двигателя можно сделать интересный и важный вывод о том, что двигатель — это агрегат, работающий по принципу самообеспечения.

Если все узлы двигателя исправны и отрегулированы, то в процессе работы одни механизмы отдают энергию другим, а те третьим, кто-то крутит вал, кто-то качает бензин или масло и так далее.

Энергия в двигателе перераспределяется таким образом, что он сам себя обеспечивает всем необходимым. Готовит горючую смесь, подает искру на электроды свечи, отводит лишнее тепло, смазывает трущиеся поверхности и в конечном итоге крутит колеса автомобиля. Если двигатель работает, живет, значит, все в порядке, будет движение, комфорт для водителя и пассажиров.

Выбрать другой раздел:

Неисправности двигателя

Любая неисправность имеет свою историю и свои последствия. Ни в вождении автомобиля, ни в его эксплуатации ничего не бывает внезапного, невозможного или непредсказуемого. Любая неисправность заранее скажет о себе, предупредит, а задача водителя реагировать на эти предупреждения должным образом — отрегулировать, заменить или отремонтировать неисправный узел или деталь, не дожидаясь, когда незначительная неисправность перерастет в крупные неприятности. Поэтому при движении на автомобиле, кроме умения «давить на газ», необходимо выработать в себе привычку слушать двигатель и контролировать его состояние по показаниям приборов.

По большей части отказы в работе механизмов и систем двигателя можно отнести к неисправностям первого типа, при которых конфликт возникает лишь между автомобилем и водителем. Неисправности такого типа практически никак не влияют на остальных участников дорожного движения. Ваша неработающая машина — это ваша личная проблема, так как срывается выполнение какой-либо вашей программы, встречи и т. д.

К неисправностям второго типа относятся такие неисправности, которые напрямую затрагивают интересы других участников движения и «мирных жителей», их безопасность и здоровье. Эксплуатация транспортного средства с такими опасными неисправностями запрещается «Правилами дорожного движения» и «Основными положениями по допуску транспортных средств к эксплуатации», о чем сейчас мы и поговорим.

К неисправностям второго типа, при которых эксплуатация транспорта запрещена, обоснованно причислены и некоторые неисправности двигателя, так как они явно выходят за рамки личных проблем водителя.

При возникновении в пути неисправностей, отмеченных в этой книге фиолетовым шрифтом (официальный текст ПДД), водитель должен попробовать устранить неисправность на месте, а если это не удалось, то с соблюдением всех необходимых мер предосторожности он имеет право следовать к месту стоянки или к пункту ремонта.

Неисправности двигателя, при которых Правила дорожного движения запрещают эксплуатацию транспортных средств

6.1. Содержание вредных веществ в отработавших газах и их дымность превышают величины, установленные ГОСТом Р 52033-2003 и ГОСТом Р 52160-2003 [Здесь и далее нумерация неисправностей приводится в соответствии с «Перечнем неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств», согласно «Основным положениям по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностям должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения».]

Повышенное содержание вредных веществ и дымность отработавших газов крайне вредны для здоровья людей и наносят непоправимый ущерб всему животному и растительному миру.

При движении по дороге водитель находится в самом центре облака выхлопных газов окружающих его машин. Своим автомобилем он тоже постоянно травит коллег-автомобилистов и пешеходов.

Повышенное содержание вредных веществ в отработавших газах приводит к тому, что у водителей появляются профессиональные «болячки», а дети, проводящие летние каникулы в городе, заметно проигрывают по состоянию здоровья, в сравнении с теми одноклассниками, кому удалось уехать «к бабушке в деревню».

Долг каждого из нас содержать двигатель своего автомобиля в надлежащем виде!

Причинами повышенного содержания окислов углерода, углеводородов, окислов азота в выхлопных газах двигателя могут стать:
— сильный износ деталей цилиндропоршневой группы (поршней, поршневых колец, цилиндров),
— неправильная регулировка клапанов (тепловой зазор между стержнем клапана и рычагом меньше или больше нормального),
— неправильная регулировка карбюратора (не обеспечивается приготовление нормального состава горючей смеси),
— неправильная установка зажигания (угол опережения зажигания больше или меньше нормального).

6.2. Нарушена герметичность системы питания.

Эксплуатация транспортных средств с подтекающим топливом из системы питания запрещается законом и здравомыслием.

При попадании бензина на горячие детали двигателя или на искрящие щетки генератора, если повезет, то гореть будете медленно, минут этак 15-20. А если не судьба, то, как в боевиках, унесетесь вместе со столбом дыма и пламени «в сиреневую даль». Правда для достижения последнего варианта надо еще потрудиться, в обычной жизни он, как правило, не получается.

Проехав по плохой проселочной дороге или по глубокому снегу, имеет смысл заглянуть под свой автомобиль и проверить, не повреждены ли трубки бензопровода, проходящие по днищу машины. Многочисленные соединения бензопровода с элементами системы питания имеют хомуты крепления, которые иногда самопроизвольно ослабляют свою хватку, с «вытекающими оттуда» последствиями.

К сожалению, есть еще один классический вариант возникновения пожара в автомобиле. Латунный штуцер, через который бензин поступает в карбюратор, вставляется в корпус поплавковой камеры под, так называемым, натягом. В процессе эксплуатации автомобиля вибрации и перепады температур расшатывают этот штуцер, и однажды наступает момент, когда он выходит из своего гнезда, и тогда бензин поступает уже не в карбюратор, а просто льется на горячий двигатель.

Иными словами, в салоне автомобиля никогда не должно быть запаха бензина, так как после запаха нередко появляется и огонь. Топливная система имеет не так уж много точек возможной утечки бензина, и каждый водитель в состоянии их контролировать.

6.3. Неисправна система выпуска отработавших газов.

6.5. Допустимый уровень внешнего шума превышает величины, установленные ГОСТом Р 52231-2004.

Грохот выхлопных газов, вырывающихся из двигателя через поврежденную систему выпуска, знаком всем. Ну и как, приятно вам было это слышать, ощущая вибрацию внутренностей собственного тела? Можете не отвечать, и так понятно.

Не будем трогать санитарно-эпидемиологические нормативы, но даже простая логика подсказывает, что пара-тройка таких машин может вывести из строя психику не только ребенка, стоящего на остановке автобуса, но и оператора атомного реактора, который позже случайно нажмет не ту кнопку.

Необходимо добавить, что грохот — это не самое страшное. При неисправном глушителе снопы искр (несгоревших частиц топлива), а иногда и выбросы открытого пламени, в жаркое летнее время нередко являются причиной пожаров в лесах, да и в населенных пунктах тоже. Это, конечно, страшнее любого грохота, хотя нашим соотечественникам шума хватает и без вашей машины.

Кроме этого, выхлопные газы из-за неисправности системы выпуска просачиваются в салон вашего же автомобиля, и у вас появляется возможность на себе ощутить отравление выхлопными газами. А ведь даже при легкой степени отравления из-за плохого самочувствия водитель может стать виновником дорожно-транспортного происшествия. Помните об этом!

6.4. Нарушена герметичность системы вентиляции картера.

Одним из примеров нарушения герметичности системы вентиляции является чадящий шланг, который вместо того, чтобы направлять картерные газы на дожигание в двигатель, болтается под машиной и отравляет вокруг все живое.

Выбрать другой раздел:

ГЛАВА II. ТРАНСМИССИЯ

Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса, а также для изменения величины крутящего момента и его направления.

Агрегаты трансмиссии заднеприводного автомобиля распределены вдоль всего кузова и передают крутящий момент от двигателя на задние колеса.

Рис. 33. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля: I — Двигатель; II — Сцепление; III — Коробка передач; IV — Карданная передача: 1 — эластичная муфта; 2 — шлицевое соединение; 3 — передний карданный вал; 4 — подвесной подшипник; 5 — передний карданный шарнир; 6 — задний карданный вал; 7 — задний карданный шарнир; V — Задний мост с главной передачей и дифференциалом: 8 — полуоси; 9 — ведущие (задние) колеса

Трансмиссия заднеприводного автомобиля включает в себя (рис. 33):
— сцепление,
— коробку передач,
— карданную передачу,
— главную передачу,
— дифференциал,
— полуоси.

В автомобиле с приводом на передние колеса крутящий момент не уходит так далеко от двигателя, как в автомобиле с задним приводом. Все агрегаты трансмиссии переднеприводного автомобиля сконцентрированы под капотом машины и объединены в один большой агрегат (рис. 34). Механизм сцепления «зажат» в кожухе между двумя «монстрами» — двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, содержит в себе еще и главную передачу с дифференциалом. Поэтому валы привода передних колес выходят непосредственно из картера коробки передач.

Рис. 34. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля: I — двигатель; II — сцепление; III — коробка передач; IV — главная передача и дифференциал; V — правый и левый приводные валы с шарнирами равных угловых скоростей; VI — ведущие (передние) колеса

Трансмиссия переднеприводного автомобиля включает в себя:
— сцепление,
— коробку передач,
— главную передачу,
— дифференциал,
— валы привода передних колес.

Выбрать другой раздел:

Сцепление

Сцепление является первым агрегатом трансмиссии и предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленчатого вала двигателя к первичному валу коробки передач. Сцепление позволяет водителю кратковременно прерывать передачу крутящего момента, как бы отделять двигатель от трансмиссии, а затем и плавно их соединять.

Сцепление состоит из привода сцепления и механизма сцепления.

Выбрать другой раздел:

Привод выключения сцепления

Дальнейшее изучение автомобиля невозможно без понимания термина «привод». Попробуем раз и навсегда с этим разобраться.

В обычной жизни человек самостоятельно, посредством своих ног и рук, перемещается по улице и квартире, прилагает усилия и передает их окружающим предметам. Что-то открывает и закрывает, включает и выключает, и все это без применения всяких там трубопроводов и рычагов.

И совсем другое дело в автомобиле. Когда надо передать усилие от водителя к некому механизму или от одного агрегата к другому, то без «посредников» не обойтись. Ведь в машине все надежно закреплено в различных местах кузова, и водитель не имеет возможности на ходу выйти из-за руля, чтобы, допустим, руками приоткрыть дроссельную заслонку карбюратора. Поэтому в автомобиле существует привод механизмов.

Представьте ситуацию, когда вам необходимо постоянно что-то закрывать и открывать, а сами вы передвигаться не можете. Если трудно себе это представить, тогда для начала привяжите себя покрепче к своему любимому дивану. А теперь попробуйте открыть входную дверь!

Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери вам придется применить веревку или палку, дистанционное управление или еще что-нибудь.

Пусть это будет длинная палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. А дальше дерзайте — тяните и толкайте, впуская к себе по одному толпу приглашенных в гости друзей. В этом случае палка с веревками и будут являться тем «приводом», который передает усилие на расстоянии.

В автомобиле практически каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Привод может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть механическим, гидравлическим или иным.

Привод выключения сцепления (гидравлический) состоит из (рис. 35):
— педали;
— главного цилиндра;
— рабочего цилиндра;
— вилки выключения сцепления;
— выжимного подшипника;
— трубопроводов.

При нажатии на педаль сцепления усилие ноги водителя через шток и поршень передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего цилиндра.

Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который передает усилие на механизм сцепления.

Когда водитель отпускает педаль, под воздействием возвратных пружин все детали привода занимают исходные позиции.

Рис. 35. Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления: 1 — трубопровод; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4 — маховик; 5 — коленчатый вал; 6 — картер сцепления; 7 — кожух сцепления; 8 — нажимные пружины; 9 — отжимные рычаги; 10 — выжимной подшипник; 11 — первичный вал коробки передач; 12 — шестерня первичного вала; 13 — вилка выключения сцепления; 14 — рабочий цилиндр; 15 — картер коробки передач; 16 — главный цилиндр; 17 — педаль сцепления

В гидравлическом приводе сцепления автомобилей ВАЗ ранних лет выпуска использовалась тормозная жидкость «Нева», «Роса», «Томь» На современных автомобилях применяется жидкость класса DOT-4. При покупке жидкости или, по крайней мере, перед тем, как заливать ее в бачок привода, стоит прочесть, что написано на этикетке флакона. Можно ли ее смешивать с той жидкостью, которая, уже залита в гидропривод сцепления вашего автомобиля? Как правило, ответ бывает положительным, но существуют жидкости, которые смешиванию не подлежат.

На переднеприводных автомобилях ВАЗ используется механический привод, где педаль сцепления связана с вилкой выключения с помощью троса в оболочке.

Выбрать другой раздел:

Механизм сцепления

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер, сцепления который крепится к картеру двигателя.

Механизм сцепления состоит из (см. рис. 35):
— картера и кожуха,
— ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
— нажимного диска с пружинами,
— ведомого диска со специальными износостойкими накладками.

Ведомый диск, связанный с первичным валом коробки передач, постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того движется его автомобиль или стоит на месте.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач (рис. 36). Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Рис. 36. Сцепление выключено

Для начала движения машины необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии) к вращающемуся маховику, то есть включить сцепление (рис. 37). И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20-25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес — ноль.

Рис. 37. Сцепление включено

Давайте подумаем, как решить эту задачу. Представьте, что вы опоздали на поезд, который уже начал движение. При грамотных действиях сначала вы его догоняете, двигаясь параллельно, затем хватаетесь за поручень, и когда ваша скорость уравняется со скоростью поезда, то можно уже и запрыгивать в вагон.

Но вам может присниться кошмарный сон, в котором вы, двигаясь наперерез поезду, пытаетесь сразу попасть в движущийся вагон. Конечно промахиваетесь и не попадаете в больницу только потому, что вовремя просыпаетесь в холодном поту. Зато после этого начинаете всегда правильно отпускать педаль сцепления только в три этапа.

На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, то есть даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения (догнали поезд). За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а ваш автомобиль — потихоньку ползти.

На втором этапе — удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения в средней позиции в течение двух-трех секунд для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись (ухватились за поручни вагона). Машина при этом немного увеличивает скорость движения.

На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, стопроцентно передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля (запрыгнули в вагон). Это соответствует состоянию механизма сцепления включено, автомобиль движется. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если в начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет. В худшем варианте что-нибудь еще и сломается, так как в этот момент возникает сильная ударная волна, которая многократно увеличивает нагрузки на все детали двигателя и агрегаты трансмиссии.

Действия водителя по выключению и включению сцепления в течение поездки (при стартах с места, остановках и переключениях передач) повторяются многократно, особенно в условиях городского движения. Если вы освоите работу педалью сцепления в три этапа, то позже это войдет в незаметную полезную привычку, которая обеспечит плавность хода автомобиля, комфорт пассажирам и увеличение ресурса не только деталей сцепления, но и всего автомобиля в целом.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности сцепления

Сцепление «ведет» (выключается не полностью) из-за большого свободного хода педали сцепления, наличия воздуха в гидроприводе, перекоса нажимного подшипника, коробления ведомого диска или поломки пружин.

Для устранения неисправности следует отрегулировать свободный ход педали, удалить воздух из гидропривода, заменить неработоспособные диски и пружины.

Сцепление «пробуксовывает» (включается не полностью) из-за малого свободного хода педали, замасливания или износа фрикционных накладок ведомого диска, поломки пружин.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать свободный ход педали, промыть или поменять диски, пружины.

Сцепление включается резко вследствие заеданий в механизме привода, задиров на рабочих поверхностях дисков, маховика и разрушения фрикционных накладок ведомого диска.

Для устранения неисправности следует заменить неисправные узлы привода, если заметны задиры на поверхностях дисков, заменить их.

Подтекание тормозной жидкости в гидроприводе сцепления возможно из главного или рабочего цилиндров, а также в соединительных трубках.

Для устранения неисправности следует визуально определить место утечки и заменить неисправные узлы с последующей прокачкой всего гидропривода (удалить из него воздух).

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация сцепления

При эксплуатации автомобиля необходимо периодически проверять уровень в бачке, питающем жидкостью гидравлический привод сцепления. Если уровень окажется меньше нормы, то его обязательно следует восстановить, долив тормозной жидкости. В противном случае, когда уровень понизится до нуля, усилие вашей ноги на педали сцепления будет передаваться в никуда.

Пониженный уровень жидкости или неправильная регулировка сцепления может привести к тому, что передачи на вашем автомобиле будут включаться с огромным усилием или вообще не будут включаться. А если при полностью нажатой педали сцепления вам все-таки удастся воткнуть первую передачу, то автомобиль самопроизвольно начнет движение, хотя по результатам всего предыдущего разговора в данный момент двигатель отделен от ведущих колес. Здорово, да? Все стоят на красный сигнал светофора, а вы уже едете!

Как это может случиться, почему машина вдруг поехала?

Описанная неприятность называется — сцепление ведет (с этим выражением вы уже познакомились в неисправностях). Суть происходящего следующая. В то время, как ведомый диск сцепления не должен иметь контакта с маховиком, он все-таки за него немного цепляется, и часть крутящего момента передается на первичный вал коробки передач, а затем и на ведущие колеса.

Каковы причины того, что диск не полностью отходит от маховика? Их несколько и почти все они требуют вмешательства специалиста или вашей решимости не только испачкать руки, но и освоить «Руководство по ремонту и эксплуатации» вашего автомобиля.

На этом проблемы со сцеплением не заканчиваются. Поскольку каждый раз, отпуская педаль сцепления, мы заставляем обе поверхности ведомого диска сильно тереться о железный маховик и не менее железный нажимной диск, то, естественно, боковые поверхности ведомого диска изнашиваются. Это нормальный процесс, обусловленный конструкцией автомобиля, и ведомый диск является расходным материалом. Но наступает в жизни опять не очень смешной момент, когда все уже давно уехали с того самого перекрестка со светофором (после включения зеленого сигнала), а вы все еще стоите на месте. Хотя и первая передача включена, и педаль сцепления наверху, и газуете вы так, что у проезжающих мимо водителей сердце кровью обливается. Но износ накладок ведомого диска оказался настолько велик, что теперь он не зажимается между маховиком и нажимным диском с должным усилием и, пробуксовывая, не передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Такое явление имеет название — сцепление пробуксовывает.

Конечно, здесь описан пример совсем уж «глухого» и «слепого» водителя, потому что машина намного раньше «предупреждала» его о том, что несмешной случай может произойти в ближайший месяц. Еще раньше на подходе к максимальному износу ведомый диск уже начал пробуксовывать, сначала на четвертой передаче, затем на третьей и так далее. А вообще, при нормальной эксплуатации автомобиля, замена ведомого диска сцепления требуется после 80 тысяч и более километров пробега. Но не все водители являются мастерами вождения, и поэтому износ диска может наступить значительно раньше.

Начало критического износа легко определить, двигаясь на четвертой передаче со скоростью 40-45 км/ч. Если при активном нажатии на педаль «газа» обороты двигателя начинают увеличиваться, а машина продолжает движение с прежней скоростью, то в подтверждение своей догадки вы еще и почувствуете специфический запах «подгорающих» накладок диска. Значит, пора покупать диск и искать автосервис подешевле или понадежней, кому что больше подходит.

Неоднократно в этой книге упоминалось и будет упоминаться о том, что автомобиль пытается с вами «разговаривать», он заранее предупреждает о своих «недугах» и «болячках» с помощью звуков вибраций и запахов.

Например, что это там «шелестит» в районе сцепления и перестает «шелестеть» при полностью нажатой педали сцепления. Этот звук означает, что вы должны готовиться к замене выжимного подшипника.

А что это там постукивает, поскрипывает, попахивает и так далее. И не важно, что у вас новый «Фольксваген», он точно так же, как и старый «Жигуленок», подвержен износу, а тем более на наших родных дорогах. Поэтому прислушивайтесь и принюхивайтесь к своей машине!

О стиле вождения автомобиля разговор уже был, и он будет продолжаться. Резкие старты и ускорения машины, постоянное «держание» ноги на педали сцепления при движении («болезнь» таксистов) ведут к износу не только сцепления, но и других агрегатов автомобиля.

Укорачивает срок службы сцепления и еще одна не очень «мудрая» привычка. Это когда водитель удерживает педаль сцепления в нажатом состоянии на все время остановки перед красным сигналом светофора. Грамотным ожиданием разрешающего сигнала светофора по многим причинам будет — нейтральная передача и полностью отпущенная педаль сцепления.

Выбрать другой раздел:

Устройство коробки передач и её виды

Коробка передач

Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).

Рис. 38. Схема работы коробки передач: 1 — первичный вал; 2 — рычаг переключения передач 3 — механизм переключения передач; 4 — вторичный вал; 5 — сливная пробка; 6 — промежуточный вал; 7 — картер коробки передач

Коробка передач состоит из (рис. 38):
— 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. Поскольку шестерни коробки передач при работе испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому в картер коробки передач залито трансмиссионное масло (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 (наши руки на поручне вагона поезда в примере с работой сцепления).

Механизм переключения передач служит для смены передач 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.

Рис. 39. Передаточное отношение

Как же происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах? Давайте с этим разберемся на примере (рис. 39 а).

Возьмем две шестерни, не поленимся и сосчитаем число их зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит, при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

На рисунке 39 б у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») снова 20, у четвертой («Г») опять 40.

Дальше очень простая арифметика. Первичный вал коробки передач и шестерня «А» вращаются с угловой скоростью, допустим, 2000 об/мин. Шестерня «Б» на промежуточном валу вращается в 2 раза медленнее — 1000 об/мин. Поскольку шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то третья шестеренка вращается с той же скоростью — 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» на вторичном валу будет вращаться еще в 2 раза медленнее — 500 об/мин.

Итак, от двигателя на первичный вал коробки передач пришло 2000 об/мин, а на вторичном валу получилось 500 об/мин, в то время как на промежуточном валу было 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже двум. Общее передаточное число этой схемы: 2?2 = 4. Следовательно, вторичный вал коробки передач будет вращаться в 4 раза медленнее, чем первичный вал.

Обратите внимание, если мы выведем из зацепления шестерни «Г» и «В», то вторичный вал коробки вращаться не будет. При этом прекращается передача крутящего момента и на ведущие колеса автомобиля, что соответствует нейтральной передаче.

Задняя передача, то есть вращение вторичного вала коробки передач в другую сторону, обеспечивается дополнительной осью с шестерней заднего хода. Эта шестерня необходима для того, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент изменит свое направление (рис. 40).

Рис. 40. Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 — первичный вал; 2 — шестерня первичного вала; 3 — промежуточный вал; 4 — шестерня передачи заднего хода; 5 — вторичный вал

Поскольку в коробке передач реального автомобиля имеется большой набор шестерен, то, вводя в зацепление различные их пары (включая различные передачи), мы изменяем и общее передаточное отношение.

Давайте посмотрим на передаточные числа двух коробок передач (табл. 1).

Таблица 1. Передаточные отношения

Передачи:	Ваз 2105	Лада 110
1	3.67	3.36
2	2.10	1.95
3	1.36	1.357
4	1.00	0.951
5	0.82	0.784
R(задний ход)	3.53	3.53

Такие «неудобные» числа получаются в результате деления количества зубьев одной шестерни на неудобно делимое число зубьев второй шестерни и далее по цепочке.

Если передаточное число равно единице (1,00), то это означает, что вторичный вал вращается с такой же угловой скоростью, что и первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, обычно называют прямой и, как правило, это четвертая передача.

Вернемся к нашему старому знакомому — велосипеду. На современных велосипедах тоже есть передачи. Владельцы такого транспортного средства наверняка обратили внимание на то, что когда сзади включена звездочка с большим числом зубьев, то крутить педали легко, но скорость движения получается небольшой. Если переключиться на меньшую звездочку (с меньшим числом зубьев), то скорость возрастает, но усилие на педалях при этом увеличивается.

Меняя звездочки на велосипеде (переключая передачи), можно найти оптимальный режим движения с учетом сил велосипедиста и дорожных условий.

Тот же принцип используется и в автомобиле. Передачи необходимо переключать в зависимости от скорости движения, от дорожных условий и с учетом возможностей двигателя.

Первая передача и передача заднего хода — самые «сильные», и двигателю не трудно крутить колеса, но машина в этом случае движется медленно.

На большой скорости движения используются «шустрые» пятая и четвертая передачи, но в крутую гору на них не заедешь, двигателю просто не хватает сил (как и велосипедисту), и тогда приходится переключаться на более низкие но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения автомобиля, для того чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелое железное «чудовище». Далее, увеличив скорость движения и обеспечив некоторый запас инерции движения машины, можно переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью, четвертую и пятую передачу.

Все ступеньки переключения передач вверх (с первой по пятую) следует проходить последовательно. Переключение передач в нисходящем порядке можно производить, «прыгая через ступеньки». Например, после пятой передачи может потребоваться первая или после четвертой — вторая.

Обычный режим движения автомобиля — на четвертой или пятой передаче, так как они самые скоростные и экономичные.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности коробки передач

Подтекание масла происходит 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 неисправного синхронизатора, износа подшипников, шестерен и шлицевых соединений. Для устранения неисправности необходимо заменить вышедшие из строя детали.

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.

Самопроизвольное выключение передач случается из-за неисправности блокировочного устройства, а также при сильном износе шестерен и синхронизаторов. Для устранения неисправности необходимо заменить блокировочное устройство, вышедшие из строя шестерни и синхронизаторы.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация коробки передач

Если вас правильно учили в автошколе или, по крайней мере, вы читали и другие книги из серии учебных пособий для будущих автомобилистов, то навряд ли в ближайшие годы коробка передач омрачит ваше настроение. При грамотном обращении с рычагом переключения передач и периодической замене масла в картере коробки она не напоминает водителю о себе до конца срока службы самого автомобиля.

Неисправности в коробке передач обычно появляются в результате грубой работы рычагом переключения. Если водитель постоянно дергает рычаг, переводит его из одной позиции в другую быстрым резким движением, то капитальный ремонт коробки передач потребуется очень скоро. При таком обращении с рычагом выходят из строя механизм переключения, синхронизаторы, да и сами валы с шестернями «железные» лишь до определенной степени.

Рычаг переключения передач должен переводиться всегда плавным движением, с паузами в нейтральной позиции, для того чтобы успели сработать синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок.

При эксплуатации коробки передач необходимо следить за уровнем масла в картере, и доливать его в случае необходимости. Полная замена масла производится в сроки, рекомендованные «Инструкцией по эксплуатации» вашего автомобиля.

Будем надеяться, что вам никогда не придется разбирать и ремонтировать коробку передач самостоятельно, так как при последующей сборке может остаться очень много разных «лишних деталей». Поэтому лучше не пытайтесь — для этого случая есть специалисты.

Выбрать другой раздел:

Карданная передача

Карданная передача заднеприводного автомобиля

Карданная передача заднеприводных автомобилей предназначена для передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач к главной передаче под изменяющимся углом.

Карданная передача состоит из (см. рис. 33, поз. IV):
— переднего и заднего валов;
— промежуточной опоры с подшипником;
— шарниров с вилками и крестовинами;
— шлицевого соединения;
— эластичной муфты.

Шарниры с вилками и крестовинами обеспечивают возможность передачи крутящего момента под изменяющимся углом.

Задний мост с колесами у заднеприводного автомобиля связан с кузовом не жестко. В то же время двигатель, коробка передач и передний вал карданной передачи крепятся к кузову почти «намертво».

Так как кузов автомобиля, «прыгая» на неровностях дороги, постоянно перемещается относительно заднего моста вверх-вниз, то меняется и угол (до 15°) между передним валом карданной передачи и главной передачей, расположенной в заднем мосту автомобиля. А ведь именно туда мы и должны передавать крутящий момент, причем постоянно и равномерно. Поэтому задний вал карданной передачи не может быть просто жесткой трубой. Он имеет два шарнира, которые позволяют без рывков и толчков передавать крутящий момент от коробки передач к главной передаче при любых «прыжках» автомобиля.

Шлицевое соединение компенсирует линейное перемещение карданной передачи относительно кузова автомобиля при изменении угла передачи крутящего момента.

Поскольку в результате колебаний кузова автомобиля линейное расстояние от коробки передач до заднего моста получается величиной переменной, то при перемещении кузова вверх карданная передача должна удлиняться, а когда кузов идет вниз — укорачиваться. Это и происходит в шлицевом соединении — удлиняются и укорачиваются не жесткие трубы, но их суммарная длина.

Эластичная муфта принимает на себя ударную волну, проходящую по трансмиссии при грубой работе педалью сцепления.

Выбрать другой раздел:

Валы с шарнирами переднеприводных автомобилей

У переднеприводных автомобилей крутящий момент на ведущие колеса передается двумя карданными передачами, каждая из которых имеет свой вал и по два шарнира (см. рис. 34, поз. V).

Вы уже знаете, что в конструкции переднеприводного автомобиля двигатель и все агрегаты трансмиссии объединены в единый узел, расположенный под капотом. Крутящий момент выходит из этого узла уже измененный по величине и направлению, готовый для передачи на ведущие передние колеса.

Так как единый узел агрегатов крепится на «прыгающем» кузове автомобиля, а передние колеса плюс ко всему еще и поворачиваются, то возникает потребность уже в двух карданных передачах, отдельно на правое и левое колесо. Каждый вал этой передачи с двумя шаровыми шарнирами равных угловых скоростей (ШРУС) может непрерывно передавать крутящий момент своему колесу при любом изменении угла передачи. Валы располагаются в моторном отсеке под капотом, один конец каждого из них связан с узлом агрегатов, а другой соответственно с правым или левым ведущим передним колесом.

Шрусы переднеприводных автомобилей обеспечивает передачу крутящего момента при изменяющихся углах до 42°. Все шарниры защищены от грязи, пыли и влаги резиновыми чехлами.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности карданной передачи и валов с шарнирами

Шум, стуки и вибрация при движении возникают из-за износа шарниров, подшипника промежуточной опоры, деформации валов.

Неисправность устраняется только путем замены поврежденных элементов.

Утечка смазки из шаровых шарниров возможна вследствие повреждения защитных чехлов.

Для устранения неисправности следует заменить чехлы, с обязательной промывкой шарниров и заменой в них смазки.

Эксплуатация карданной передачи и валов с шарнирами

В карданных передачах, как заднеприводных автомобилей, так и переднеприводных, основной проблемой являются шарниры. Трубы и валы очень редко требуют замены, если только вы не прыгаете с моста в речку с каменистым дном каждый день. Да и шарниры могут служить долго, если стиль вашего вождения отличается от гонок на выживание.

Любой автомобиль следует водить по дорогам спокойно и размеренно, но передний привод требует особо аккуратного вождения, так как при повреждении защитных чехлов шарниров в них попадает грязь, и они очень быстро выходят из строя. Необходимо следить за состоянием этих чехлов и сразу же их заменять, как только появились разрывы или всего лишь трещины.

При износе шарниров или подшипников крестовин слышен характерный щелкающий звук при трогании с места и переключении передач. У валов с шаровыми шарнирами эти щелчки могут быть слышны и при повороте передних колес на предельные углы.

Когда износ подшипника промежуточной опоры карданного вала заднеприводного автомобиля достигает определенного рубежа, появляется заметный шум под днищем автомобиля и ощущается значительная вибрация.

При нормальной эксплуатации автомобиля шарниры карданного вала и шаровые шарниры передних валов служат довольно долго, около 100 тысяч километров пробега. А трубы и валы, в принципе, вообще вечные, если так уж случилось, что погнулся один из карданных валов или деформировался вал с шаровыми шарнирами, то имеет смысл поменять поврежденные узлы в сборе.

Срок службы шарниров карданного вала и шаровых шарниров укорачивают: резкие старты и разгоны, неправильный выбор скорости и передачи на плохих дорогах, буксование в грязи, особенно на переднеприводных автомобилях, а также движение по глубокой грунтовой колее и снегу.

Когда некоторые водители путают свою легковую машину с трактором или вездеходом, идет сильнейший износ узлов и агрегатов автомобиля.

Выбрать другой раздел:

Главная передача и дифференциал

Главная передача и дифференциал заднеприводных автомобилей

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его на полуоси колес под углом.

Главная передача состоит из:
— ведущей шестерни,
— ведомой шестерни.

Крутящий момент коленчатого вала двигателя через сцепление, коробку передач и карданную передачу передает ару конических шестерен, которые находят в постоянном зацеплении.

На рисунке 41 колеса вращаются с одинаковой угловой скоростью. В этом случае поворот автомобиля будет невозможен, так как при этом маневре правое колесо должны пройти неодинаковое расстояние!

Рис. 41. Схема работы главной передачи: 1 — фланец; 2 — вал ведущей шестерни; 3 — ведущая шестерня; 4 — ведомая шестерня; 5 — ведущие (задние) колеса; 6 — полуоси; 7 — картер главной передачи

Если взять игрушечную машинку, у которой задние колеса связаны между собой жесткой осью, и немного покатать ее по полу, то паркет в вашем доме может заметно пострадать. При каждом повороте автомобильчика одно из его колес обязательно будет проскальзывать и оставлять за собой черный след.

Давайте посмотрим на следы, оставленные на повороте мокрыми колесами любого реального автомобиля. Рассматривая эти следы заинтересованно, можно увидеть, что внешнее от центра поворота колесо проходит путь значительно больший, чем внутреннее.

Если бы каждому колесу передавалось одинаковое количество оборотов, то поворот автомобиля без черных следов на «паркете», был бы невозможен. Следовательно, настоящий автомобиль, в отличие от игрушечного, имеет некий механизм, позволяющий осуществлять повороты без черчения резиной колес по асфальту. Называется этот механизм — дифференциалом.

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между полуосями ведущих колес при повороте автомобиля и при движении по неровностям дороги. Дифференциал позволяет колесам вращаться с разной угловой скоростью и проходить неодинаковый путь без проскальзывания относительно покрытия дороги.

Иными словами, 100% крутящего момента, который приходит на дифференциал, могут распределяться между ведущими колесами как 50?50, так и в другой пропорции, например, 60?40.

К сожалению, пропорция может быть и 100?0. Это означает, что одно из колес стоит на месте (в яме), а другое в это время буксует (по сырой земле, глине, снегу).

Что поделаешь! Ничто не бывает абсолютно идеальным, зато данная конструкция позволяет автомобилю поворачивать без заноса, а водителю не менять каждый день напрочь изношенные шины.

Конструктивно дифференциал выполнен в одном узле вместе с главной передачей (рис. 42) и состоит из:
— двух шестерен полуосей,
— двух шестерен сателлитов.

Рис. 42. Главная передача с дифференциалом: 1 — полуоси; 2 — ведомая шестерня; 3 — ведущая шестерня; 4 — шестерни полуосей; 5 — шестерни-сателлиты

Главная передача и дифференциал переднеприводных автомобилей

У переднеприводных автомобилей главная передача и дифференциал расположены в корпусе коробки передач (см. рис. 34, поз. IV).

Двигатель у таких автомобилей расположен не вдоль, а поперек оси движения, значит, изначально крутящий момент от двигателя передается в плоскости вращения колес. Поэтому нет необходимости изменять направление крутящего момента на 90°, как у заднеприводных автомобилей. Но функция увеличения крутящего момента и распределения его по осям колес остается неизменной и в этом случае.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности главной передачи и дифференциала

Шум («вой») главной передачи при движении на большой скорости возникает из-за износа шестерен, неправильной их регулировки или в случае отсутствия масла в картере главной передачи.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление шестерен, заменить изношенные детали, восстановить уровень масла.

Подтекание масла может происходить через сальники и неплотные соединения.

Для устранения неисправности следует заменить сальники, подтянуть крепления соединений.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация главной передачи и дифференциала

Как и любые шестеренки, шестерни главной передачи и дифференциала требуют «смазки и ласки».

Сначала по поводу «ласки». Несмотря на то, что все детали главной передачи и дифференциала выглядят массивными «железяками», они тоже имеют запас прочности. Поэтому рекомендации относительно резких стартов и торможений, грубых включений сцепления и прочей перегрузки машины остаются в силе.

Теперь о смазке. Трущиеся детали и зубья шестерен должны постоянно смазываться, это мы уже знаем. Поэтому в картер заднего моста (у заднеприводных автомобилей) или в картер блока — коробка передач, главная передача, дифференциал (у переднеприводных автомобилей), заливается масло, уровень которого необходимо периодически контролировать.

Масло, в котором работают шестерни, имеет склонность к утеканию через неплотности в соединениях и через изношенные маслоудерживающие сальники. А еще, любой картер должен иметь постоянную связь с атмосферой. Когда в наглухо закрытой коробке с шестеренками и маслом выделяется тепло, что неизбежно при работе механизмов, давление внутри резко увеличивается и тогда масло обязательно найдет какую-нибудь щелочку. Чтобы не доливать масло по два раза в день, следует помнить о маленькой детальке любого картера — сапуне.

Сапун — это подпружиненный колпачок, прикрывающий вентиляционное отверстие или трубку. Со временем он «залипает», и возможна потеря связи картера с атмосферой. При очередной плановой замене масла или ранее, в случае необходимости, проверните колпачки и восстановите работоспособность пружин всех сапунов на агрегатах вашего автомобиля. В результате этой несложной операции небольшие утечки масла могут прекратиться.

Обычно среднестатистическому водителю трудно разобраться в той гамме звуков, которые издает его «заболевший» автомобиль. Мало обладать хорошим слухом, надо еще и понимать, что означают эти «завывания», «похрустывания» и прочие «поскрипывания», доносящиеся из определенных зон автомобиля.

При возникновении подозрения на какую-либо неприятность в трансмиссии район поиска неисправности можно немного сузить. Подложите противооткатные упоры под колеса автомобиля и поднимите его домкратом так, чтобы одно из ведущих колес «оторвалось» от земли, после чего обязательно опустите машину на устойчивую подставку. Запустите двигатель, включите передачу, плавно отпустите педаль сцепления (на полноприводных автомобилях в этот момент блокировка межосевого дифференциала должна быть выключена). В результате этих действий «вывешенное» ведущее колесо начнет вращаться. Посмотрите на все что крутится, послушайте все что издает подозрительные звуки. Затем поднимите домкратом колесо с другой стороны. При повышенном шуме, вибрации и подтекании масла — начинайте поиск мастера, которому вы с гордостью сможете сказать, что проблемы у вашего автомобиля слева, а не справа.

Выбрать другой раздел:

Автоматическая коробка передач (правила пользования)

При вождении автомобиля водителю приходится постоянно работать педалью сцепления и рычагом коробки передач. Это отнимает немало времени, а также доставляет неудобства начинающим автомобилистам.

В свое время у самых ленивых возник вопрос — можно ли избежать этих повторяющихся действий? Так появилась конструкция, которая называется автоматическая коробка передач.

В автомобиле с автоматической коробкой передач всего две педали («газ» и тормоз). Когда водитель давит на «газ» или на тормоз, выбор и смена передач происходит автоматически.

Наверное, не стоит тратить время на изучение устройства этого сложного агрегата, так как его сервисное обслуживание и ремонт возможны только в специализированных технических центрах. Мы с вами рассмотрим лишь правила пользования автоматической коробкой передач.

Выбрать другой раздел:

Правила пользования автоматической коробкой передач

В автомобиле с «автоматом» рычага переключения передач нет, но зато есть переключатель режимов работы коробки передач, который называется рычагом селектора (рис. 43).

Рис. 43. Схема положений рычага селектора автоматической коробки передач

Рычаг селектора имеет следующие основные положения: Р, R, N, D. Есть также положения D3 (или S) и D2 (или L) (рис. 43а). Могут быть и дополнительные режимы, например W (winter — зима).

Давайте разберемся с этими буквами, одновременно поглядывая на схему переключения рычага селектора (рис. 43а).

Р (парковка) — в это положение рычаг можно переводить только после полной остановки автомобиля и фиксации его стояночным тормозом. Именно в этом положении следует оставлять машину на стоянке, а также осуществлять запуск двигателя.

R (задний ход) — можно включать, удерживая педаль тормоза нажатой и только после полной остановки автомобиля (иначе не избежать поломок).

N (нейтральное положение) — означает, что крутящий момент от двигателя не передается ведущим колесам. При этом положении рычага разрешается запуск двигателя. Во время движения автомобиля переводить рычаг селектора в положение «N» нельзя, возможна поломка коробки передач!

D (движение) — при этом положении рычага селектора обеспечивается движение автомобиля в нормальных условиях. В этом режиме передачи меняются по мере увеличения или уменьшения скорости движения автомобиля автоматически, без участия водителя.

D3 (S) — диапазон пониженных передач. Обычно включается на дороге с небольшими подъемами и спусками. Торможение двигателем более эффективно, чем в положении D.

D2 (L) — второй диапазон пониженных передач. Включается водителем в тяжелых дорожных условиях (горы, бездорожье и тому подобное). Торможение двигателем при этом более эффективно, чем в положении S.

Перевод рычага селектора автоматической коробки передач из положения D в положение D3 или D2 и обратно может производиться во время движения автомобиля.

Автоматические коробки передач последних лет выпуска могут дополнительно оборудоваться переключателями режимов разгона:
N — нормальный,
Е — экономичный,
S — спортивный.

Существуют также «автоматы» с режимом ручного переключения передач. При переходе на такой режим необходимо перевести рычаг селектора в дополнительный «коридор» (рис. 43б). Кратковременно отклоняя рычаг к отметке » + » или «-«, водитель имеет возможность последовательно переключать передачи в порядке повышения или понижения.

Для начала движения автомобиля с автоматической коробкой передач следует, нажав правой ногой на педаль тормоза, рукой перевести рычаг селектора из положения Р, R или N в положение D (движение), и затем выключить стояночный тормоз.

При отпускании педали тормоза (правой ногой) автомобиль сразу же начинает движение!

Для увеличения скорости движения надо лишь перенести правую ногу на педаль «газа» и плавно ее нажать. Передачи при разгоне автомобиля будут меняться автоматически.

Для снижения скорости движения достаточно ослабить усилие на педали «газа» или просто ее отпустить, при этом передачи будут самостоятельно переключаться в нисходящем порядке.

Если вам необходимо снизить скорость более активно или вообще остановиться, то вы должны перенести правую ногу на педаль тормоза и мягко с ней поработать.

Левая нога в управлении автомобилем участия не принимает!

Для начала движения после кратковременной остановки (или после снижения скорости) снова переносим правую ногу с педали тормоза на педаль «газа» и автомобиль начинает (продолжает) движение. Причем рычаг селектора постоянно остается в положении D (движение). Перемещать его не надо, кроме как при длительных остановках.

Таким образом, при городском цикле движения водителю достаточно один раз перевести рычаг селектора автоматической коробки передач в положение D (движение) и, нажимая правой ногой на педаль «газа» или тормоза, регулировать скорость движения.

Для тех, кто усмотрел в вышеизложенном явно легкий путь в освоении автомобиля, можно добавить, что учиться вождению машины лучше с обычной коробкой передач. Научившись водить автомобиль с автоматической коробкой, в дальнейшем вы будете «обречены» управлять машинами только с «автоматом», так как не сможете правильно работать педалью сцепления. А переучиваться всегда труднее, чем учиться!

Выбрать другой раздел:

ГЛАВА III. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль со стороны дороги.

Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищают резиновые опоры двигателя и коробки передач, мягкая обивка сидений и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины.

Ходовая часть состоит из:
— передней и задней подвесок колес;
— колес и шин.

Выбрать другой раздел:

Подвеска колес автомобиля

Подвеска предназначена для смягчения и гашения колебаний, передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля.

Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля.

Давайте разберемся с тем, как колеса автомобиля связаны с кузовом, а для примера возьмем… деревенскую телегу.

Если вы никогда не ездили на деревенской телеге, то, вспоминая какой-нибудь фильм, можете догадаться о том, что колеса телеги жестко закреплены к ее «кузову», в результате чего все проселочные ямы и ухабы отзываются на седоках. Мало того, на большой скорости телега в буквальном смысле слова «рассыпается» и происходит это именно из-за ее «жесткости».

Дабы наш транспорт служил подольше, а «седоки» чувствовали себя получше, колеса автомобилей связаны с кузовом не жестко.

К примеру, если поднять автомобиль в воздух, то его колеса отвиснут и будут «болтаться», подвешенные к кузову на рычагах и пружинах.

Вот это и есть подвеска колес автомобиля. Конечно, шарнирно закрепленные рычаги и пружины «железные», но эта конструкция позволяет колесам перемещаться относительно кузова. А правильнее сказать, кузов имеет возможность перемещаться относительно колес, которые движутся по дороге.

Подвеска может быть зависимой и независимой.

Зависимая подвеска (рис. 44), это когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой (задние колеса). При наезде на неровность дороги одного из колес второе наклоняется на такой же угол.

Рис. 44. Схема работы зависимой подвески колес автомобиля

Независимая подвеска (рис. 45), это когда колеса одной оси автомобиля жестко друг с другом не связаны (передние колеса). При наезде на неровность дороги одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.

Рис. 45. Схема работы независимой подвески колес автомобиля

Упругий элемент подвески (пружина или рессора) служит для смягчения ударов и колебаний, передаваемых от дороги к кузову.

Гасящий элемент подвески — амортизатор (рис. 46) необходим для гашения колебаний кузова за счет сопротивления, возникающего при перетекании жидкости через калиброванные отверстия из полости А в полость Б и обратно.

Рис. 46. Схема амортизатора: 1 — верхняя проушина; 2 — защитный кожух; 3 — шток; 4 — цилиндр; 5 — поршень с клапанами сжатия и «отбоя»; 6 — нижняя проушина; 7 — рычаг подвески; 8 — кузов автомобиля

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля (рис. 47) предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах.

Рис. 47. Детали передней подвески: 1 — подшипники ступицы переднего колеса; 2 — колпак ступицы; 3 — регулировочная гайка; 4 — шайба; 5 — цапфа поворотного пальца; 6 — ступица колеса; 7 — сальник; 8 — тормозной диск; 9 — поворотный кулак; 10 — верхний рычаг подвески; 11 — корпус подшипника верхней опоры; 12 — буфер хода сжатия; 13 — ось верхнего рычага подвески; 14 — кронштейн крепления штанги стабилизатора; 15 — подушка штанги стабилизатора; 16 — штанга стабилизатора; 17 — ось нижнего рычага; 18 — подушка штанги стабилизатора; 19 — пружина подвески; 20 — обойма крепления штанги амортизатора; 21 — амортизатор; 22 — корпус подшипника нижней опоры; 23 — нижний рычаг подвески

На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти в отрыв от земли. В отрыв ему не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля.

При наезде какого-либо колеса на препятствие стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.

Выбрать другой раздел:

Углы установки передних колес

Раз уж мы начали говорить об устойчивости и управляемости автомобиля, то имеет смысл сразу разобраться и с углами установки передних колес.

Наверняка вы слышали такие слова, как «схождение» и «развал». Чаще водители произносят их сокращенно и слитно — «сход-развал». Давайте разберемся с тем, что означают эти слова.

Если отойти от машины подальше (по ходу движения), обернуться и посмотреть на колеса, то те из вас, у кого «глаз-алмаз», смогут увидеть, что передние колеса стоят на дороге не перпендикулярно ей и не параллельно друг другу (рис. 48). Они как бы «развалились» в стороны от вертикальной оси, а траектории их движения «сходятся» в перспективе, то есть они смотрят чуть-чуть друг на друга. Ну, так это и есть углы установки передних колес, что в обиходе называется «развал» колес и их «схождение» («сход»).

Это были углы, видимые острым глазом. Но есть еще и невидимые: продольный и поперечный углы наклона оси поворотной стойки (кулака) подвески колес, углы одновременного поворота правого и левого колес автомобиля. Невидимые углы устанавливаются на заводе-изготовителе автомобиля и, как правило, не требуют вмешательства со стороны водителя на протяжение всего срока службы машины.

Рис. 48. Углы установки передних колес

«Развал» и «схождение» колес обеспечиваются и регулируются с помощью специально предназначенных для этого шайб в подвеске передних колес и за счет укорачивания или удлинения боковых тяг в рулевом приводе.

А для чего нужны все эти углы?

Есть пухлые тома и немало научных работ по одному из разделов науки об автомобиле — о его управляемости. В объеме этой книги мы ограничимся лишь основными понятиями этого раздела.

Давайте вернемся к забытому нами велосипеду.

При езде на велосипеде заметно наблюдается эффект стабилизации. За счет продольного наклона вилки переднего колеса (вперед по ходу), это колесо всегда стремится занять положение для движения прямо. Именно по этой причине на велосипеде можно ехать, не держась за руль!

В автомобиле эффект стабилизации тоже присутствует. Если вы не ухватились за рулевое колесо с «побелением костяшек пальцев», то машина хочет и будет двигаться прямо. Водителю следует лишь немного корректировать направление прямолинейного движения автомобиля.

Эффект стабилизации создается не только за счет продольного наклона вертикальной оси поворотной стойки подвески передних колес, но и остальными вышеперечисленными углами.

Все эти углы, вместе взятые, обеспечивают:
— устойчивое прямолинейное движение автомобиля;
— уменьшение усилия, прикладываемого к рулевому колесу на повороте;
— качение передних колес на повороте, без проскальзывания;
— самовозвращение передних колес в положение прямолинейного движения по окончании поворота;
— смягчение ударов по подвеске колес от неровностей дороги;
— снятие излишних нагрузок с наиболее ответственных деталей и подшипников.

Можно догадаться о ваших мыслях относительно этого списка. Успокойтесь, перед вами не диссертация, а книга о принципиальном устройстве легкового автомобиля. Поэтому вам надо знать лишь то, что углы эти есть, что их необходимо поддерживать в пределах рекомендаций завода-изготовителя вашего автомобиля и пользоваться теми «благами», которые эти углы дают.

Тем, кто уже водит автомобиль, пусть даже он пока учебный, не мешает знать и использовать на практике одно из перечисленных свойств правильно установленных передних колес.

После поворота направо или налево передние колеса сами хотят вернуться в исходное положение (для движения прямо), и не стоит им мешать. Вам надо лишь слегка придерживать рулевое колесо и оно, скользя в ваших руках, самостоятельно найдет свое среднее положение. А если честно, то в последний момент рулю надо все-таки немного помочь, так как скорость его возврата по мере приближения к исходному положению, заметно снижается. На практике это выглядит так — сначала руль активно скользит в руках, а потом водитель слегка его доворачивает.

Выбрать другой раздел:

Колеса и шины

Колеса принимают крутящий момент от двигателя и за счет сил сцепления с дорогой обеспечивают движение автомобиля. Колеса также воспринимают и сглаживают удары и толчки от неровностей дороги.

Колесо состоит из (рис. 49):
— диска с ободом;
— шины.

Диск, с приваренным к нему ободом, крепится к ступице колеса (см. рис. 47) или к полуоси заднего моста с помощью нескольких специальных болтов или гаек. В дальнейшем диск вместе с ободом будем называть просто «диском», так как на легковых автомобилях, в отличие от грузовиков, обод не является съемным. Мало того, сварные стальные диски постепенно вытесняются с рынка дисками литыми (изготовленными методом литья из легких сплавов), которые с ободом составляют единое целое.

Шина может быть камерной или бескамерной.

В камерной шине находится резиновая камера, которая заполняется воздухом. Шина без камеры раньше называлась покрышкой.

Шина состоит из каркаса (корда) и протектора, а также боковин и бортов (рис. 49).

Рис. 49. Колесо легкового автомобиля: 1 — диск колеса; 2 — обод; 3 — борт; 4 — камера; 5 — боковина; 6 — корд; 7 — протектор

Каркас шины является главной несущей частью, ее силовой основой. Он выполняется из нескольких слоев специальной ткани — корда.

Корд воспринимает давление сжатого воздуха изнутри и нагрузки от дороги снаружи. Материалом нитей корда могут служить: хлопок, вискоза, капрон, нейлон, металлическая проволока, стекловолокно и другие материалы.

Протектор — это толстый слой резины с определенным рисунком, который расположен на наружной поверхности покрышки и непосредственно соприкасается с поверхностью дороги.

Рисунок протектора может быть дорожным, универсальным и специальным. Выбор покрышки с тем или иным рисунком протектора зависит от предполагаемых условий эксплуатации автомобиля.

Каждый человек меняет обувь в зависимости от сезона. Если туфли на высоком каблуке идеальны для сухого асфальта или паркета, то в них абсолютно невозможно передвигаться по грязи, мокрому снегу или льду. А шины, это обувь вашего автомобиля, и если вы подбираете рисунок протектора в зависимости от условий эксплуатации, то поступаете очень мудро. Это повышает безопасность движения вашего автомобиля, а также обеспечивает безопасность других участников дорожного движения.

Разглядывая «зимнюю» покрышку, обратите внимание на рисунок протектора — он может быть «направленным». Это означает, что такая покрышка должна вращаться по направлению стрелки, нанесенной на ее боковине. При этом покрышка устанавливается только на правую сторону автомобиля или только на левую. Перестановка колес с направленным рисунком протектора шин с одной стороны машины на другую не допускается!

В бескамерной шине отсутствует, и не предусмотрена, резиновая камера для воздуха. Полость, заключенная между покрышкой и ободом, должна быть герметичной, так как непосредственно она и заполняется воздухом. Поэтому диск для бескамерной шины отличается от обычного диска наличием уплотняющих буртиков на ободе (рис. 49 б). При покупке дисков на это следует обращать внимание. Если вы используете шины с камерой, то подойдут любые диски, буртики вам не помешают.

Шины бывают с диагональным и радиальным расположением нитей корда, в зависимости от конструкции каркаса.

В диагональных шинах (рис. 50 а) нити корда располагаются перекрестно под углом 35-38° и соединяют боковины покрышки по диагонали. На легковых автомобилях такие шины уже не применяются.

В радиальных шинах (рис. 50 б) нити корда расположены по отношению к бортам почти под прямым углом.

Основными достоинствами радиальных шин являются: хорошее сцепление с дорогой, малое сопротивление качению и большой срок службы. Они более эластичны, чем диагональные, поэтому поездка на автомобиле становится более комфортной и безопасной. В тоже время, при небрежном отношении к радиальным шинам срок их службы может снизиться до первого наезда на бордюрный камень (ввиду слабых по прочности боковин таких шин).

Маркировка шин

При покупке шин внимательно изучайте их маркировку. Например, на боковине шины можно увидеть надпись 175/70 R13. Это означает следующее:

175 — ширина профиля шины в миллиметрах,

70 — соотношение высоты профиля шины к ее ширине в процентах,

R — радиальная шина (с радиальным расположением нитей корда),

13 — посадочный диаметр шины в дюймах (1 дюйм равен 2,54 см).

Параметры шин и дисков для конкретной модели вашего автомобиля вы можете найти в заводской инструкции по его эксплуатации.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности подвески и колес

Шум и стуки в подвеске возникают из-за ослабления болтов крепления, износа шарниров, поломки пружины, неисправного амортизатора.

Для устранения неисправности необходимо проверить и подтянуть крепления элементов подвески, а вышедшие из строя узлы и детали заменить на новые.

Повышенный и неравномерный износ шин происходит по причине износа шаровых шарниров подвески, дисбаланса колес, при нарушенных углах установки передних колес и грубого стиля вождения.

Для устранения неисправности следует восстановить углы установки передних колес, заменить изношенные детали, отбалансировать колеса и изменить стиль вождения.

Увод автомобиля в сторону от прямолинейного движения происходит в случае нарушения углов установки передних колес, неодинакового давления воздуха в шинах, деформации рычагов передней подвески, неодинаковой жесткости пружин, повреждения верхней опоры одной из телескопических стоек, поломки стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать углы установки передних колес в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, выровнять давление воздуха в шинах, заменить изношенные или деформированные детали и узлы.

Повышенные вибрации при движении могут появиться из-за дисбаланса колес, вздутия на боковине шины, повреждения (деформации) дисков колес, неудовлетворительного состояния подшипников ступиц колес, износа шаровых опор рычагов подвески.

Для устранения неисправности следует отбалансировать колеса, заменить поврежденные шины и диски колес, отрегулировать или заменить подшипники ступиц, заменить шаровые опоры.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация ходовой части

Наверное, каждый владелец автомобиля понимает серьезность последствий неисправностей, которые могут возникнуть в ходовой части автомобиля. Ведь даже на разумной скорости эти неисправности могут привести к печальным последствиям, а о любителях «безумной» скорости в этом случае лучше и не говорить.

При нормальной эксплуатации ходовой части элементы подвески колес обычно не требуют тщательного визуального контроля. Но если что-то начало поскрипывать, повизгивать или издавать другие необычные звуки, появились заметные вибрации, машина стала немного приседать на один бок, то тогда надо обязательно найти источник дискомфорта и устранить его причину.

Проблемы, возникающие при замене пружин, рессор, рычагов или подшипников ступиц колес, лучше доверить мастеру. Конечно, читающие эту книгу водители из сельской местности будут смеяться над постоянным «посыланием» к механику. Если живешь «на земле», а ближайший автосервис далеко, то приходится все делать самому и это нормальное явление.

Заменить неисправный узел в сборе бывает не сложно. Но попытка залезть внутрь, допустим, амортизатора или другого сложного устройства с нашим любимым инструментом молотком, заканчивается, как правило, выбрасыванием этого узла после ремонта максимум через неделю.

Кстати, об амортизаторах и экзаменационных билетах. Если амортизаторы не работают, то при наезде на любую неровность дороги передняя или задняя часть автомобиля может после этого долго качаться в вертикальной плоскости (прыгать по дороге), несколько ухудшая управляемость автомобиля и комфортность поездки. Естественно, неисправный амортизатор следует заменить, но эксплуатировать автомобиль с неисправными амортизаторами ПДД не запрещают.

Срок службы подвески колес и самих колес тесно связан со стилем вождения автомобиля. Любая грубость в отношении машины будет активно отражаться на состоянии и долговечности ходовой части.

На дорогах встречаются ямы, трамвайные и железнодорожные рельсы, а также прочие препятствия для движения. При неосмотрительном проезде таких препятствий возможна деформация диска колеса. Если выправить диск не удается, то его необходимо заменить, иначе он своими вибрациями может вывести из строя всю подвеску.

Помните о том, что современная шина «боится» ударов о бордюрные камни, разлитого бензина или дизельного топлива, других агрессивных жидкостей и, конечно, различных острых предметов, в изобилии присутствующих на наших дорогах.

Пройдитесь по обочине любой дороги хотя бы с полкилометра. После этого, у вас пропадет желание объезжать стоящие в пробке автомобили с правой стороны. Количество железяк и осколков стекла, просто валяющихся или вдавленных в землю на дороге, около нее и на обочине, превышает все разумные пределы. Однажды автору этих строк довелось «поймать» колесом свечу зажигания, которая впилась своей верхней частью в протектор шины и дошла-таки до своей цели — до камеры.

Эксплуатируя колеса, следует помнить о необходимости их периодической балансировки. При движении с малой скоростью или по плохой дороге дисбаланс практически никак не влияет на поведение машины. Но если дорожные условия позволяют двигаться с большой скоростью, то на неотбалансированных колесах у вас это не получится из-за самопроизвольного «дерганья» рулевого колеса и сильной вибрации всего автомобиля. Кроме активного износа не прошедших балансировку шин, идет интенсивнейший износ всех элементов трансмиссии, ходовой части, рулевого управления и тормозной системы. Неопытные водители, пренебрегающие балансировкой, добровольно выводят из строя свой автомобиль.

В случае прокола колеса монтаж-демонтаж и вулканизацию лучше делать в специализированной мастерской, где одновременно можно будет и отбалансировать это колесо.

Идеальный вариант для автомобиля и водителя, когда все пять колес имеют одинаковые шины, когда они отбалансированы и накачаны воздухом с одинаковым давлением. Давление в современных шинах, как правило, не удается определить на глаз. И если вы не старый профессионал, определяющий правильность накачки колес ударом ноги по покрышке, то следует взять в руки манометр, «Инструкцию по эксплуатации» вашего автомобиля и проверить давление в шинах. А вообще эту проверку необходимо производить хотя бы раз-два в неделю. Поездки на колесах с разным давлением приводят к повышенному износу покрышек, а сам автомобиль в это время весьма неустойчив на дороге.

Рекомендуется периодически производить перестановку колес (для их равномерного износа) согласно схеме, предлагаемой инструкцией к автомобилю.

Прочие повреждения колес и их подвески в процессе эксплуатации автомобиля являются проявлением неаккуратности водителя, манеры «бить» колесами бордюры и рельсы, делать повороты с обязательным визгом резины. А ведь все это приводит к аварийному состоянию машины и незапланированным расходам. Если такой водитель не слушает рекомендаций, не следует закону дороги и продолжает издеваться над машиной, то последствия «шуток» с ходовой частью автомобиля могут быть самые непредвиденные и печальные. Это то самое ружье, которое уж если висит на стене, то обязательно когда-нибудь выстрелит.

Выбрать другой раздел:

Неисправности ходовой части, при которых Правила дорожного движения запрещают эксплуатацию транспортных средств

5.1. Шины легковых автомобилей имеют остаточную высоту рисунка протектора менее 1,6 мм, грузовых автомобилей — 1 мм, автобусов — 2 мм, мотоциклов и мопедов — 0,8 мм.

Чтобы понять, о чем идет разговор, возьмите в руки свои ботинки и рассмотрите рисунок подошвы. Если рисунка нет, значит, его высота равна нулю и при ходьбе по скользкой дороге вы будете постоянно поскальзываться, а может быть и падать. Если рисунок выступает и не сильно изношен, то ходить удобно, обувь надежно фиксирует своим рисунком (протектором) положение ноги человека на дороге. А если ваша обувь имеет рельефную горную подошву, то вообще никаких проблем нет.

То же самое относится и к рисунку протектора автомобильной шины. При сильном износе протектора шин автомобиль начинает значительно хуже «цепляться» за дорогу и легче скользить по ней.

Выбрать другой раздел:

Требования к протектору шин прицепа такие же, как и к шинам автомобиля-тягача.

5.2. Шины имеют внешние повреждения (пробои, порезы, разрывы), обнажающие корд, а также расслоение каркаса, отслоение протектора и боковины.

Вы познакомились с устройством шины и должны понимать всю опасность возможных последствий при незначительных с виду «внешних повреждениях», и тем более при повреждении основы покрышки — корда. Давление воздуха в шине большое, приблизительно 1,8-2,2 кг/см?. Самая опасная неприятность, которая может случиться при движении на поврежденной шине — это мгновенный выход воздуха из шины («взрыв» шины). В этом случае автомобиль внезапно отклоняется в сторону вышедшего из строя колеса.

Особенно опасен «взрыв» переднего колеса, при котором машина сворачивает в сторону резким прыжком! Требуется немало усилий, чтобы удержать автомобиль на дороге, снизить скорость и остановиться. Неопытный водитель при этом обычно пугается и теряется, в результате чего автомобиль может вылететь на обочину дороги (при «взрыве» правого колеса) или на полосу встречного движения (при «взрыве» левого колеса).

Когда «взрывается» заднее колесо тяжелых последствий, как правило, не наступает. Лишившись одного из задних колес, автомобиль не «прыгает» в сторону, а лишь активно «хочет» уйти с дороги, и водителям обычно удается вернуть его на место.

Для любого водителя, так же как и для пешехода, абсолютно понятно, что если его обувь износилась и прохудилась, то ее надо менять на новую. Иначе можно простудиться и заработать насморк.

С «обувью» для машины то же самое! Изношенные и поврежденные шины надо менять. В противном случае, последствия могут быть намного серьезнее и страшнее насморка.

5.3. Отсутствует болт (гайка) крепления или имеются трещины диска и ободьев колес, имеются видимые нарушения формы и размеров крепежных отверстий.

Комментировать отсутствие одного или нескольких болтов крепления колес, а также слабую их затяжку, не очень хочется.

Вершиной преступной беспечности водителя является ситуация, когда он теряет колесо при движении автомобиля.

Если вы думаете, что такого не бывает, то ошибаетесь, спросите у «бывалых» водителей.

Начало «болтания» колеса при движении автомобиля может почувствовать любой водитель и даже пассажир. Определив, какое из колес ненадежно закреплено, необходимо сразу же устранить неисправность. Учтите, оторвавшееся и укатившееся на полкилометра колесо может натворить немало бед!

Трещины диска колеса приводят к тому, что колесо уже не «убегает» от автомобиля, а остается на дороге грудой железа вперемешку с резиной. Во избежание такой «перспективы» необходимо контролировать состояние дисков колес и незамедлительно менять поврежденные диски на новые.

Замятые и деформированные диски колес создают сильные вибрации, которые при движении машины передаются на рулевое колесо и выводят из строя не только элементы рулевого управления и подвески колес, но и детали других узлов автомобиля.

Неисправности ходовой части автомобиля по степени тяжести последствий сравнимы, пожалуй, с отказом тормозов или рулевого управления, при этом могут пострадать абсолютно посторонние люди. Поэтому в вопросе контроля состояния узлов и деталей ходовой части автомобиля следует быть особо внимательным и предупредительным.

5.4. Шины по размеру или допустимой нагрузке не соответствуют модели транспортного средства.

Пешеходам не приходит в голову носить обувь на два-три размера больше или меньше своего, поскольку в такой обуви совершенно невозможно передвигаться. В то же время, некоторые водители пытаются «обуть» свою машину в неподходящую «обувь», да еще потом, после аварии на повороте дороги, спрашивают: «А чего это она (покрышка), соскочила, а?»

Для каждого автомобиля выпускаются соответствующие шины. Во времена всеобщего дефицита трудно было найти любую шину. Сейчас это сделать совсем не сложно. В продаже есть огромный ассортимент отечественных и импортных шин (позволяли бы только средства). При покупке новых шин для своей машины обращайте внимание не только на их размер, но и на другие параметры. Шины должны соответствовать модели именно вашего автомобиля.

С допустимой нагрузкой проблем обычно не бывает, так как запас прочности современных шин очень большой. Но, найдя на чердаке завалявшуюся покрышку, сначала стоит уточнить, подходит ли она по допустимой нагрузке к вашему двухтонному джипу.

5.5. На одну ось транспортных средств установлены шины различных размеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной), моделей, с различными рисунками протектора, ошипованные и неошипованные, морозостойкие и не морозостойкие, новые и восстановленные.

Опять вернемся к нашей обуви. Если на одну ногу надеть ботинок, не соответствующий тому, что надет на другую ногу, то передвигаться будет, мягко говоря, неудобно как по снегу, так и по паркету.

Эффект, возникающий при этом, можно ощутить, надев на одну ногу туфлю на высоком каблуке и кожаной подошве, а на другую без каблука и на рифленой резиновой подошве. Представить ваше состояние во время прогулки, а также реакцию окружающих, не сложно.

Когда дело касается безопасности — шутки в сторону! На одной оси автомобиля должны быть установлены обе диагональные или обе радиальные покрышки. В противном случае, из-за разницы в характеристиках диагональных и радиальных шин, при движении машину обязательно будет «уводить», а при интенсивном или экстренном торможении вам будет гарантирован занос автомобиля. Это связано с тем, что, в то время как диагональная шина «стоит колом» на дороге, радиальная «распластывается» по асфальту. Соответственно, у колес справа и слева будет различный коэффициент сцепления с дорогой, что неминуемо приведет к уводу автомобиля в сторону при движении и к его заносу при торможении.

Рисунок протектора шин на одной оси автомобиля тоже должен быть одинаковым, иначе опять не избежать «танцев» на дороге. Ваш автомобиль не будет двигаться по заданной траектории, что особенно опасно в условиях интенсивного движения и на скользкой дороге.

На паре передних колес автомобиля допускается иметь рисунок протектора, отличающийся от пары задних. Но в этом случае неудобно пользоваться запасным колесом. При проколе одного из колес вы будете вынуждены или нарушить закон, или возить с собой два запасных колеса, по одному для каждой пары.

Все вышеизложенное относится также и к колесам прицепа. Если у вас встал вопрос о замене покрышек на прицепе к своей машине, то не имеет смысла покупать комплект шин другого типа или с рисунком протектора, отличным от колес самого автомобиля. Лучше, если шины тягача и прицепа будут взаимозаменяемы, так удобнее и дешевле.

Выбрать другой раздел:

ГЛАВА IV. МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Во время движения автомобиля по дороге возникает необходимость в изменении направления его движения, уменьшении скорости, остановке и стоянке. Все это обеспечивают механизмы управления, которые включают в себя рулевое управление и тормозную систему.

Рулевое управление:

Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении.

Рулевое управление состоит из:
— рулевого механизма,
— рулевого привода.

Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. В отечественных легковых автомобилях распространение получили рулевые механизмы червячного и реечного типов.

Рулевой механизм червячного типа состоит из (рис. 51): — рулевого колеса с валом;
— картера;
— пары «червяк-ролик»;
— рулевой сошки.

Рис. 51. Схема рулевого управления с механизмом типа «червяк-ролик»: 1 — рулевое колесо; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — передние колеса автомобиля; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг

В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк связан с нижним концом рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает обкатываться по профилю червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки.

Червячная пара, как и любой другой редуктор требует смазки, поэтому в картер рулевого механизма заливается трансмиссионное масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю.

Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. Далее от сошки усилие передается на рулевой привод и от него на управляемые (передние) колеса.

В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или сжиматься при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии (во избежание серьезного повреждения грудной клетки).

Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы.

Углы должны быть различными для того, чтобы колеса могли двигаться по дороге без проскальзывания. При движении на повороте каждое из колес описывает свою окружность, отличную от окружности другого колеса, причем внешнее колесо (дальнее от центра поворота) движется по большему радиусу, чем внутреннее.

Поскольку центр поворота у колес общий, то соответственно внешнее колесо необходимо повернуть на меньший угол, чем внутреннее. Это обеспечивается конструкцией рулевой трапеции, которая включает в себя рулевые тяги с шарнирами и поворотные рычаги.

Каждая рулевая тяга на концах имеет шарниры, позволяющие подвижным деталям рулевого привода свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа, включает в себя (рис. 51):
— правую и левую боковые тяги;
— среднюю тягу;
— маятниковый рычаг;
— правый и левый поворотные рычаги колес. Рулевой механизм реечного типа (рис. 52)

отличается от червячного тем, что вместо пары «червяк-ролик» применяется пара «шестерня-рейка». Поворачивая рулевое колесо, водитель вращает шестерню, которая заставляет рейку перемещаться вправо или влево. А дальше рейка передает прилагаемое к рулевому колесу усилие на рулевой привод.

Рулевой привод, применяемый с механизмом реечного типа (рис. 52), тоже отличается от своего предшественника. Он гораздо проще и имеет всего две рулевые тяги. Тяги передают у на поворотные рычаги телескопических стоек вески колес и поворачивают их вправо или.

Рис. 52. Схема рулевого управления с механизмом типа «шестерня-рейка»: 1 — рулевое колесо; 2 — вал с приводной шестерней; 3 — рейка рулевого механизма; 4 — правая и левая рулевые тяги; 5 — поворотные рычаги; 6 — передние колеса автомобиля

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности рулевого управления

Увеличенный люфт рулевого колеса, а также стуки могут явиться следствием ослабления крепления картера рулевого механизма, рулевой сошки или кронштейна маятникового рычага, чрезмерного износа шарниров рулевых тяг или втулок маятникового рычага, износа передающей пары («червяк-ролик», «шестерня-рейка») или нарушения регулировки ее зацепления.

Для устранения неисправности следует подтянуть все крепления, отрегулировать зацепление в передающей паре, заменить изношенные детали.

Тугое вращение рулевого колеса может быть из-за неправильной регулировки зацепления в передающей паре, отсутствия смазки в картере рулевого механизма, нарушения углов установки передних колес.

Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление в передающей паре рулевого механизма, проверить уровень и при необходимости долить смазку в картер, отрегулировать углы установки передних колес в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация рулевого управления

Если вы загляните в Правила дорожного движения и найдете перечень неисправностей, при которых запрещается дальнейшее движение автомобиля (п. 2.3.1 ПДД), то на первом месте идет неработоспособная тормозная система, а рулевое управление только на втором. Объективно это неправильно. Из практики можно сказать (и в кино показывают), что в экстренной ситуации при определенных навыках вождения автомобиль можно остановить и без тормозов. А когда отказывает рулевое управление, то лучше, если это вам только приснится во сне, да и то следует быстрее проснуться.

Дабы этот кошмар не произошел с вами наяву, необходимо помнить о серьезности возможных последствий при неисправности рулевого управления и прислушиваться к своим ощущениям во время движения автомобиля. Звуки и вибрации обычно подсказывают водителю местоположение «заболевшего» органа машины. И если у вас появилось подозрение на неисправность в рулевом управлении, то следует незамедлительно, самостоятельно или с помощью специалиста, найти эту неисправность и устранить ее.

Всем известно выражение: «Лучшее лечение, это профилактика». Поэтому каждый раз, «общаясь» со своим автомобилем снизу (на смотровой яме или на эстакаде), одним из первых дел надо проверить элементы рулевого привода и механизма. Все защитные чехлы должны быть целы, гайки затянуты и зашплинтованы, рычаги в шарнирах не должны болтаться и так далее.

Люфты в шарнирах рулевого привода легко определяются, когда помощник непрерывно покачивает рулевое колесо на небольшой угол вправо-влево, а вы на ощупь, по взаимному перемещению сочлененных деталей, находите неисправный узел.

К счастью, времена всеобщего дефицита прошли, и есть возможность приобрести качественные детали, а не те многочисленные подделки, которые выходят из строя через неделю эксплуатации, как это было в недавнем прошлом.

Ранее уже говорилось о том, что решающую роль в долговечности деталей и узлов автомобиля играют стиль вождения, состояние дорог и своевременное обслуживание. Все это влияет и на срок службы деталей рулевого управления.

Когда водитель резко дергает руль, крутит его на месте, прыгает по ямам и устраивает гонки по бездорожью, происходит интенсивный износ всех шарнирных соединений привода и деталей рулевого механизма.

Если после такой «жесткой» поездки ваш автомобиль при движении стало уводить в сторону, то в лучшем случае вы обойдетесь регулировкой углов установки передних колес, ну а в худшем, затраты будут более ощутимы, так как придется заменить поврежденные детали.

После замены любой детали рулевого привода, а также при уводе автомобиля от прямолинейного движения, необходимо отрегулировать «сход-развал» передних колес (см. рис. 48). Работы по этим регулировкам следует проводить на стенде с использованием специального оборудования.

Выбрать другой раздел:

Неисправности рулевого управления, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

2.1. Суммарный люфт в рулевом управлении превышает следующие значения:
— легковые автомобили и созданные на из базе грузовые автомобили и автобусы — не более 10 градусов.

«А что это за нерусское слово такое, люфт?» — часто приходится слышать этот вопрос от будущих водителей. Сейчас мы с этим разберемся.

Если вы встанете около одного из передних колес вашего автомобиля и попросите кого-нибудь покрутить рулевое колесо туда-сюда на небольшой угол, то «с ужасом» увидите, что колеса стоят на месте!

Не пугайтесь, это нормальное явление. Прежде чем колеса начнут поворачиваться, выбираются все зазоры в рулевом механизме и в сочленениях рулевых тяг. Вот это и есть люфт, то есть свободный ход рулевого колеса без поворота передних колес. Только любой люфт должен быть в пределах нормы.

Если суммарный люфт рулевого управления превышает 10°, то эксплуатация автомобиля запрещена, так как движение по заданной траектории становится весьма проблематичным, а в условиях интенсивного движения просто невозможным. Автомобиль начинает «рыскать» по дороге с большими перемещениями в поперечном направлении, что может привести к незапланированным контактам с другими участниками движения.

При движении за городом на большой скорости эффект рыскания автомобиля по дороге обычно усиливается и, в конце концов, водитель просто теряет контроль над поведением машины. Кроме того, повышенный люфт руля требует постоянной коррекции направления движения автомобиля, вследствие чего водитель сильно утомляется, что не может не сказаться на общей безопасности дорожного движения.

2.2. Имеются не предусмотренные конструкцией перемещения деталей и узлов. Резьбовые соединения не затянуты или не зафиксированы установленным способом. Неработоспособно устройство фиксации положения рулевой колонки.

Очень опасно эксплуатировать автомобиль, если имеются нарушения в креплениях многочисленных шарниров рулевых тяг, рулевого механизма, когда сорваны или не затянуты резьбовые соединения, а также, если они ненадежно зафиксированы. При движении машины из-за постоянных вибраций возможно разъединение элементов рулевого управления. А это уже ведет к полной или частичной потере управляемости автомобиля и к непредсказуемой траектории его движения.

Вот почему в рулевом управлении все резьбовые соединения затянуты специальными гайками, которые фиксируются шплинтами от самопроизвольного отворачивания. В некоторых конструкциях применяются разовые самоконтрящиеся гайки. И не стоит экономить на этих копеечных деталях, повторно используя разовую гайку или погнутый шплинт, ведь эта экономия может «аукнуться» весьма плачевно.

2.3. Неисправен или отсутствует предусмотренный конструкцией усилитель рулевого управления или рулевой демпфер (для мотоциклов).

Прежде всего, давайте разберемся с тем, что такое «усилитель рулевого управления».

Гидроусилитель руля предназначен для облегчения работы водителя при повороте рулевого колеса. Он состоит из насоса, распределительного устройства и гидроцилиндра (рис. 53).

Рис. 53. Схема гидроусилителя рулевого управления: 1 — насос усилителя; 2 — распределительное устройство; 3 — трубопроводы; 4 — силовой цилиндр усилителя; 5 — поршень усилителя со штоком; 6 — маятниковый рычаг; 7 — емкость для масла

При повороте руля распределительное устройство под давлением направляет жидкость в одну из полостей гидроцилиндра, помогая тем самым водителю поворачивать управляемые колеса.

При повороте рулевого колеса налево жидкость под давлением поступает в полость А (рис. 53), а при повороте направо в полость Б. Когда двигатель не работает, поворот руля будет осуществляться с заметным усилием, так как гидроусилитель не действует.

Запрещается движение при неисправности рулевого управления. [Здесь и далее красным шрифтом дается перечень неисправностей, при которых дальнейшее движение транспортных средств запрещается в соответствии с пунктом 2.3.1. Правил дорожного движения.]

Если в пути произошел отказ в работе рулевого управления, то дальнейшее движение автомобиля запрещено! Самостоятельно вы не имеете права проехать ни метра, да и навряд ли это вам удастся. Правда, есть возможность устранить неисправность на месте, если вы «дока» во «внутренностях» автомобиля и возите с собой массу запасных деталей. В противном случае, вам предстоит вызвать передвижную службу автосервиса или специализированного буксировщика.

Выбрать другой раздел:

Тормозная система

Тормозная система (рис. 54) предназначена для уменьшения скорости движения и остановки автомобиля (рабочая тормозная система). Она также позволяет удерживать автомобиль от самопроизвольного движения во время стоянки (стояночная тормозная система).

Рис. 54. Общая схема тормозной системы: 1 — передний тормоз; 2 — педаль тормоза; 3 — вакуумный усилитель; 4 — главный цилиндр гидропривода тормозов; 5 — трубопровод контура привода передних тормозов; 6 — защитный кожух переднего тормоза; 7 — суппорт переднего тормоза; 8 — вакуумный трубопровод; 9 — бачок главного цилиндра; 10 — кнопка рычага привода стояночного тормоза; 11 — рычаг привода стояночного тормоза; 12 — тяга фиксатора рычага; 13 — фиксатор рычага; 14 — кронштейн рычага привода стояночного тормоза; 15 — возвратный рычаг; 16 — трубопровод контура привода задних тормозов; 17 — фланец наконечника оболочки троса; 18 — задний тормоз; 19 — регулятор давления задних тормозов; 20 — рычаг привода регулятора давления; 21 — колодки заднего тормоза; 22 — рычаг ручного привода колодок; 23 — тяга рычага привода регулятора давления; 24 — кронштейн крепления наконечника оболочки троса; 25 — задний трос; 26 — контргайка; 27 — регулировочная гайка; 28 — втулка; 29 — направляющая заднего троса; 30 — направляющий ролик; 31 — передний трос; 32 — упор выключателя контрольной лампы стояночного тормоза; 33 — выключатель стоп-сигнала

При неисправности усилителя прикладываемое к рулевому колесу усилие значительно возрастает и в случае внезапного изменения дорожной обстановки водитель может не успеть быстро повернуть руль. Кроме того, при неработающем усилителе руля возрастает физическая и эмоциональная усталость водителя. После непродолжительной поездки он уже не в состоянии принимать правильные решения и может стать виновником дорожно-транспортного происшествия.

Рабочая тормозная система приводится в действие нажатием на педаль тормоза, которая располагается в салоне автомобиля. Усилие ноги водителя передается на тормозные механизмы всех четырех колес.

Стояночная тормозная система нужна не только на стоянке, она необходима также для предотвращения скатывания автомобиля назад при трогании с места на подъемах дороги. С помощью рычага стояночного тормоза, который располагается между передними сиденьями автомобиля, водитель может управлять тормозными механизмами задних колес.

Рабочая тормозная система состоит из:
— тормозного привода;
— тормозных механизмов колес.

Привод тормозов служит для передачи усилия ноги водителя от педали тормоза к исполнительным тормозным механизмам колес автомобиля.

На легковых автомобилях применяется гидравлический привод тормозов, в котором используется специальная тормозная жидкость.

Гидравлический привод тормозов состоит из (рис. 55):
— педали тормоза;
— главного тормозного цилиндра;
— рабочих тормозных цилиндров;
— тормозных трубок;
— вакуумного усилителя.

Рис. 55. Схема гидропривода тормозов: 1 — тормозные цилиндры передних колес; 2 — трубопровод передних тормозов; 3 — трубопровод задних тормозов; 4 — тормозные цилиндры задних колес; 5 — бачок главного тормозного цилиндра; 6 — главный тормозной цилиндр; 7 — поршень главного тормозного цилиндра; 8 — шток; 9 — педаль тормоза

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, его усилие передается через шток на поршень главного тормозного цилиндра. Поршень давит на жидкость, которая находится в главном цилиндре и трубопроводах. Давление жидкости от главного цилиндра передается по трубкам ко всем колесным тормозным цилиндрам, заставляя выдвигаться их поршни. Поршни, в свою очередь, передают усилие на тормозные колодки передних и задних колес, которые, прижимаясь к тормозным дискам и барабанам, останавливают автомобиль.

Современный гидропривод тормозов состоит из двух независимых контуров, связывающих между собой пару колес. При отказе одного из контуров срабатывает второй, что обеспечивает, хотя и менее эффективное, но все-таки торможение автомобиля.

К примеру, на заднеприводных автомобилях ВАЗ один контур объединяет тормозные механизмы передних колес, а другой — задних. На переднеприводных ВАЗах 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 заметно облегчает работу водителя, так как использование педали тормоза при движении в городском цикле носит постоянный характер и довольно быстро утомляет.

Вакуумный усилитель (рис. 56) 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 разрежение около 0,8 кг/см?, а другой сообщается с атмосферой (1 кг/см?). Из-за перепада давления в 0,2 кг/см?, благодаря большой площади диафрагмы, «помогающее» усилие на педали тормоза может достигать 30-40 кг и более.

Рис. 56. Схема вакуумного усилителя: 1 — главный тормозной цилиндр; 2 — корпус вакуумного усилителя; 3 — диафрагма; 4 — пружина; 5 — педаль тормоза

Тормозной механизм предназначен для уменьшения скорости вращения колеса за счет сил трения, возникающих между накладками тормозных колодок и тормозным барабаном или диском.

Тормозные механизмы делятся на барабанные и дисковые. На легковых автомобилях малого и среднего классов барабанные тормозные механизмы обычно применяются на задних колесах, а дисковые на передних. Хотя в зависимости от модели автомобиля могут применяться только барабанные или только дисковые тормоза на всех четырех колесах.

Барабанный тормозной механизм состоит из (рис. 57):
— 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 тормозного барабана, который при движении автомобиля вращается вместе с закрепленным на ступице колесом.

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

Дисковый тормозной механизм состоит из (рис. 58):
— суппорта;
— одного или двух тормозных цилиндров;
— двух тормозных колодок;
— тормозного диска.

Рис. 57. Схема работы барабанного тормозного механизма: 1 — тормозной барабан; 2 — тормозной щит; 3 — рабочий тормозной цилиндр; 4 — поршни рабочего тормозного цилиндра; 5 — стяжная пружина; 6 — фрикционные накладки; 7 — тормозные колодки

Суппорт крепится на поворотном кулаке переднего колеса автомобиля (см. рис. 47). В нем находятся два тормозных цилиндра и две тормозные колодки (рис. 58). Колодки с обеих сторон «обнимают» тормозной диск, который вращается вместе с закрепленным на ступице колесом.

Рис. 58. Схема работы дискового тормозного механизма: 1 — наружный рабочий цилиндр ; 2 — поршень; 3 — соединительная трубка; 4 — тормозной диск переднего (левого) колеса; 5 — тормозные колодки с фрикционными накладками; 6 — поршень; 7 — внутренний рабочий цилиндр

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. Даже дилетанту замена тормозных колодок в этих механизмах доставляет мало хлопот.

Стояночный тормоз (см. рис. 54) приводится в действие поднятием рычага стояночного тормоза (в обиходе — «ручника») в верхнее положение.

Поднимая рычаг стояночного тормоза вверх, водитель натягивает 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 остается в том положении, в котором его оставил водитель, за счет работы фиксатора. Фиксатор необходим для того, чтобы не произошло самопроизвольное выключение стояночного тормоза и бесконтрольное движение автомобиля в отсутствии водителя. Для выключения стояночного тормоза следует нажать («утопить») кнопку фиксатора и опустить рычаг «ручника» вниз.

Выбрать другой раздел:

Основные неисправности тормозных систем

Увеличенный ход педали или «мягкая» педаль тормоза возможен из-за сильного износа накладок тормозных колодок, наличия воздуха в системе гидропривода, утечки тормозной жидкости.

Для устранения неисправности необходимо заменить тормозные колодки, устранить утечку тормозной жидкости путем замены поврежденных деталей, прокачать систему гидропривода для удаления воздуха.

Увод автомобиля в сторону (при торможении) возможен по причине выхода из строя одного из колесных тормозных цилиндров, чрезмерного износа или замасливания накладок тормозных колодок одного из колесных тормозных механизмов.

Для устранения неисправности необходимо заменить неисправный цилиндр и тормозные колодки, а загрязненные колодки следует промыть.

Шум при нажатии на педаль тормоза или вибрация возникают по причине загрязнения тормозных механизмов, чрезмерного износа накладок тормозных колодок, ослабления или поломки стяжных пружин задних тормозных колодок, неравномерного износа тормозных барабанов или дисков.

Для устранения неисправности следует промыть загрязненные колодки, а изношенные и поврежденные колодки, барабаны, диски и пружины необходимо заменить на новые.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация тормозной системы

Любая неисправность в тормозной системе может привести к весьма неприятным последствиям. Поэтому при эксплуатации автомобиля следует внимательно относиться к работе тормозов своего автомобиля.

Конечно, водителю легче заметить изменения в эффективности торможения своего автомобиля во время движения. Но определить и предотвратить возможное снижение эффективности тормозов до нуля можно лишь на стоянке, открыв капот машины.

Печально, когда нерадивый водитель «теряет» тормоза только из-за того, что вовремя не обратил внимания на постоянно уменьшавшийся уровень жидкости в тормозном бачке. Ему было лень открывать капот автомобиля и рассматривать «какие-то» там бачки, в результате чего, уровень тормозной жидкости неконтролируемо снизился до критической отметки и при очередном нажатии на педаль тормоза, водитель «жал» уже не тормоза, а воздух.

«А куда делась тормозная жидкость?» — законный вопрос с вашей стороны.

К сожалению, «ничто не вечно под Луной», и детали тормозной системы в том числе. Со временем изнашиваются уплотнительные манжеты поршней цилиндров, от вибраций и ржавчины теряют свою герметичность трубки и шланги гидропривода тормозов, да и вообще любая жидкость может понемногу испаряться.

Если вы заметили подтеки на колесах или мокрые следы на сухом асфальте, совпадающие с местом расположения элементов тормозной системы, то следует отказаться от поездки и устранить неисправность. Водитель на машине без тормозов — убийца (как бы жестко это не звучало).

При работе тормозов все детали рабочих механизмов и пространство вокруг них очень сильно нагреваются. Это естественный процесс, так как торможение автомобиля есть ни что иное, как перевод кинетической энергии движущейся машины в тепловую энергию за счет сил трения в тормозных механизмах.

А что происходит с тормозной жидкостью, которая находится рядом в цилиндрах и трубках? Она заметно нагревается и однажды может наступить момент, когда жидкость закипит, а дальше — школьная физика. Пузырьки воздуха в отличие от жидкости сжимаются, вместо того чтобы передавать давление от педали тормоза к исполнительным тормозным механизмам. И до тех пор, пока вы, многократно и быстро нажимая на педаль тормоза, не сожмете весь воздух в трубках, шлангах и цилиндрах — тормозов у машины не будет! Когда вы все-таки остановите свой автомобиль, стоит разобраться с тем, как все это произошло и как теперь избавиться от пузырьков воздуха в системе.

Чтобы избежать вышеописанной «неприятности», следует чаще использовать торможение двигателем, а на крутых и затяжных спусках, это вообще единственно разумный вариант торможения! В противном случае, приходится часто нажимать на педаль тормоза, увеличивая нагрев деталей, а к чему это может привести, вы уже знаете.

После закипания тормозной жидкости или в результате негерметичности гидравлического привода в системе появляются пузырьки воздуха. Как это определить?

Очевидные признаки наличия воздуха в гидравлическом приводе тормозов следующие:
— педаль тормоза становится «мягкой», эффективность торможения снижается,
— при «накачивании педали» многократными и быстрыми нажатиями она становится жестче.

А как избавиться от воздуха в гидроприводе тормозов?

Это не очень сложно, но вам понадобится помощник. Он «накачивает педаль», а вы выпускаете порции тормозной жидкости с пузырьками воздуха поочередно из каждого рабочего колесного цилиндра. Операция проводится до полного удаления воздуха из системы. Только не забывайте в процессе прокачки периодически доливать тормозную жидкость. Нельзя допускать падения уровня жидкости в бачке главного цилиндра до нуля, так как при очередном «накачивании» педали в гидропривод может попасть новая порция воздуха и тогда прокачку тормозов придется начинать заново.

При эксплуатации автомобиля могут возникнуть и другие проблемы с тормозной системой.

Внезапно педаль тормоза становится тугой и требуется значительное усилие для ее нажатия. Причин может быть несколько. Вот две из них:
— при неработающем двигателе так и должно быть, поскольку усилитель тормозов сейчас не работает (будьте осторожны при буксировке!);
— при работающем двигателе так быть не должно, значит, усилитель неисправен и требуется его ремонт.

Если стояночный тормоз не удерживает машину на подъеме, то необходима его регулировка или замена тросов, а может быть, пришло время менять задние тормозные колодки. Отрегулированный ручной тормоз при трех-четырех «щелчках» фиксатора рычага должен обеспечивать удержание автомобиля на уклоне до 23%.

Многие необходимые работы по обслуживанию тормозной системы вы можете выполнять сами, но при серьезных неисправностях лучше обратиться к специалистам. Ведь это все-таки тормоза!

Выбрать другой раздел:

Неисправности тормозной системы, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

1.1. Нормы эффективности торможения рабочей тормозной системы не соответствуют ГОСТу Р 51709-2001.

Эффективность тормозной системы автомобиля оценивается путем проверки тормозов на специальных стендах или в процессе дорожных испытаний.

В дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью торможения 40 км/ч легковой автомобиль (в том числе с прицепом) не должен ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м, тормозной путь не должен превышать 14,7 м, а установившееся замедление 5,8 м/с?.

Испытания в дорожных условиях проводят на прямой ровной горизонтальной сухой чистой дороге с цементо- или асфальтобетонным покрытием.

Торможение рабочей тормозной системой осуществляют в режиме экстренного полного торможения путем однократного воздействия на педаль тормоза, при этом время приведения тормозной системы в действие не должно превышать 0,2 с.

Здесь все понятно, кроме одного. А что такое «установившееся замедление»?

На вооружении ГИБДД есть прибор, который при испытаниях тормозов жестко крепится к кузову автомобиля. Он показывает интенсивность торможения в тех же единицах, что и обычные ускорение и замедление. При проведении так называемого «инструментального контроля» технического состояния транспортных средств вышеуказанные параметры снимаются с показаний испытательного тормозного стенда.

1.2. Нарушена герметичность гидравлического тормозного привода.

Негерметичность трубок, шлангов и цилиндров является одной из причин появления пузырьков воздуха в системе, а чем это грозит, вы уже знаете. Кроме того, незначительное поначалу подтекание может привести к «прорыву плотины» в каком-то конкретном месте гидропривода тормозов. Обычно это происходит при резком и сильном нажатии на педаль тормоза. Педаль проваливается до пола, и тогда уже никто не знает, кто или что поможет остановить автомобиль.

1.5. Стояночная тормозная система не обеспечивает неподвижное состояние:
— транспортных средств с полной нагрузкой — на уклоне до 16 процентов включительно,
— легковых автомобилей в снаряженном состоянии — на уклоне до 23 процентов включительно.

Зачем нужен стояночный тормоз, вы недавно узнали. От работоспособности стояночного тормоза зависит сохранность вашего автомобиля, а также безопасность других участников дорожного движения.

Представьте себе массу около тонны, которая без участия водителя начинает самопроизвольное движение. Наверное, будет много неприятностей! Вот почему водитель при остановке на уклоне обязательно включает стояночный тормоз. А при длительной стоянке с выключенным двигателем «бывалый» водитель дополнительно включает еще и первую (или заднюю) передачу. Неработающий двигатель через соединенные узлы трансмиссии надежно удерживает колеса и сам автомобиль от самопроизвольного движения в отсутствие хозяина.

Теперь давайте разберемся с терминологией официального текста.

Автомобиль в снаряженном состоянии это автомобиль, полностью заправленный эксплуатационными жидкостями и материалами, укомплектованный штатным инструментом и запасным колесом, а в салоне автомобиля в это время находится только один водитель без пассажиров.

Автомобиль с полной нагрузкой — это снаряженный автомобиль, в котором находятся не только водитель, но и все пассажиры в соответствии с количеством предназначенных для них мест, а также 50 кг груза в багажнике.

Так как дорожная наука и математика не совсем одно и тоже, то уклон дороги обозначается в процентах, а не в градусах.

«А это еще как?» — обязательно должны спросить девять из десяти читателей.

Ответ на вопрос поясняет рисунок 59. Дорога на уклоне может иметь участки с переменным углом подъема, поэтому общий уклон дороги (от подножья до вершины) вычисляется, как отношение высоты подъема к его длине и выражается в процентах.

Рис. 59. Уклон дороги

Запрещается движение при неисправности рабочей тормозной системы.

В случае выхода из строя тормозной системы, как и при неисправности рулевого управления, дальнейшее движение автомобиля категорически запрещено! Да и вряд ли у кого возникнет желание продолжить поездку «без тормозов».

Выбрать другой раздел:

ГЛАВА V. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Электрооборудование автомобиля включает в себя источники и потребители тока (

Рис. 60. Источники и потребители электрического тока: 1 — аккумуляторная батарея 2 — генератор; 3 — выключатели потребителей

Источники тока

К источникам тока относятся аккумуляторная батарея и генератор.

Аккумуляторная батарея (рис. 61) предназначена для питания потребителей электрическим током при неработающем двигателе и при его работе на малых оборотах. Батарея расположена в моторном отсеке автомобиля и крепится на специальной полке. «Минус» аккумуляторной батареи соединен с «массой» (кузовом) автомобиля, а «плюс» соединяется с электрической цепью потребителей тока с помощью проводников

Рис. 61. Аккумуляторная батарея: 1 — корпус; 2 — крышка; 3 — «плюсовая» клемма; 4 — один из шести аккумуляторов; 5 — «минусовая» клемма; 6 — пробка; 7 — заливное отверстие; 8 — пластины аккумулятора

Аккумуляторная батарея состоит из шести аккумуляторов, объединенных в одном корпусе и соединенных между собой последовательно в единую электрическую цепь. Каждый аккумулятор в результате протекающих в нем электрохимических процессов «выдает» по 2 В, поэтому в сумме на полюсных штырях батарея имеет напряжение 12 В постоянного тока.

В зависимости от модели автомобиля могут применяться батареи различной мощности. Например, на большинстве моделей автомобилей ВАЗ устанавливается аккумуляторная батарея 6СТ-55А. Маркировка батареи означает следующее:

6 — количество аккумуляторов в батарее. Для легковых автомобилей эта цифра всегда будет постоянной, так как в них используются 12-вольтовые (6?2 = 12) батареи.

СТ — означает, что батарея стартерного типа. Такие батареи выдерживают большие разрядные токи, что требуется для запуска двигателя с помощью самого «крупного» потребителя электроэнергии — стартера.

55 — емкость батареи, измеряемая в ампер-часах (А·ч). Чем больше емкость батареи, тем больше времени она может выдержать «издевательства» водителя при запуске холодного двигателя.

А — буквой обозначают материал, из которого сделан корпус батареи. В частности, А — это полупрозрачная пластмасса (полипропилен)

Генератор (рис. 62) предназначен для питания электрическим током всех потребителей, а также для подзарядки аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших оборотах.

Рис. 62. Генератор: 1 — корпус генератора; 2 — обмотка статора; 3 — ротор; 4 — шкив привода генератора; 5 — ремень; 6 — кронштейн крепления; 7 — контактные кольца; 8 — щетки; 9 — регулятор напряжения; 10 — вывод «30» для подключения потребителей; 11 — вывод «61» для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 — выпрямитель

Генератор включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Поэтому питать потребителей и заряжать батарею он будет только в том случае, если вырабатываемое им напряжение превысит напряжение аккумуляторной батареи. Произойдет это тогда, когда двигатель автомобиля начнет работать на оборотах выше холостых, так как напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от скорости вращения его ротора.

С увеличением частоты вращения ротора генератора вырабатываемое им напряжение постепенно увеличивается, и может наступить момент, когда напряжение превысит требуемое. Поэтому генератор работает в паре с регулятором напряжения.

Регулятор напряжения является электронным прибором, который ограничивает вырабатываемое генератором напряжение, поддерживая его в пределах 13,6-14,2 В. В зависимости от модели автомобиля регулятор монтируется в корпусе генератора («таблетка» на щеточном узле) или устанавливается отдельно в подкапотном пространстве.

Если вернуться к нашим велосипедам, то на некоторые из них тоже устанавливают генераторы. Пока велосипедист стоит на месте лампа фары его велосипеда не светит из-за отсутствия аккумуляторной батареи. Когда велосипед движется, генератор вырабатывает ток и фара светит. Причем по мере увеличения скорости движения она светит все ярче и ярче, так как колесико генератора вращается все быстрее и быстрее. Яркость свечения фары определяется только скоростью движения велосипеда, регулятор напряжения на нем не применяется.

Генератор устанавливается на специальном кронштейне двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала через ременную передачу.

На некоторых моделях автомобилей это тот же самый ремень, который заставляет вращаться крыльчатку водяного насоса и постоянно включенный вентилятор системы охлаждения двигателя (рис. 63а). На других моделях для привода генератора выделяется отдельный ремень (рис. 63б). Натяжение ремня, как в одном, так и в другом случае, регулируется отклонением корпуса генератора.

а)

б)

Рис. 63. Привод генератора: a) общим ремнем; 1 — генератор; 2 — гайка; 3 — натяжная планка; 4 — шкив водяного насоса; 5 — вентилятор; 6 — ремень; 7 — шкив коленчатого вала; А — прогиб ремня; б) индивидуальным ремнем: 1 — гайка; 2 — натяжная планка; 3 — генератор; 4 — ремень привода генератора; 5 — шкив коленчатого вала; А — прогиб ремня

На щитке приборов перед водителем имеется контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи. При включении зажигания лампа загорается красным светом. Когда двигатель запустится, она погаснет, что будет означать начало работы генератора. Если лампочка не погасла, то у вас появились проблемы, о чем чуть ниже.

Выбрать другой раздел:

Потребители тока

К потребителям тока в системе электрооборудования автомобиля относятся: — система зажигания;
— система пуска двигателя;
— система освещения и сигнализации;
— контрольно-измерительные приборы;
— дополнительное оборудование.

Работу системы зажигания мы разобрали в соответствующем разделе. Там был разговор о «страшно» сильной искре, которая поджигала рабочую смесь в цилиндре и тем самым обеспечивала рабочий процесс двигателя. Как вы догадываетесь, высоковольтная искра берется не из воздуха, ее вырабатывает система зажигания, которая при включенном зажигании является одним из постоянных потребителей электрического тока.

Повторно разбирать работу системы зажигания мы, конечно, не будем. Тем читателям, кто пропустил эту тему, следует отправиться к соответствующему разделу, а остальных приглашаем дальше.

Выбрать другой раздел:

Система пуска двигателя

Система пуска двигателя включает в себя (рис. 64):
— стартер с тяговым реле и механизмом привода;
— реле включения стартера;
— замок зажигания.

а) стартер выключен: 1 — корпус стартера; 2 — вал якоря стартера; 3 — шестерня привода с муфтой свободного хода; 4 — рычаг привода шестерни; 5 — обмотки тягового реле; 6 — якорь тягового реле; 7 — контактная пластина; 8 — контактные болты; 9 — обмотки стартера; 10 — якорь стартера; 11 — коленчатый вал двигателя; 12 — зубчатый венец маховика

б) стартер включен

в) схема электрической цепи стартера:1 — аккумуляторная батарея; 2 — предохранитель; 3 — замок зажигания; 4 — реле стартера

Рис. 64. Схема системы пуска двигателя

Стартер (рис. 64) представляет собой электрический двигатель постоянного тока, который служит для запуска двигателя автомобиля. Простым поворотом ключа в замке зажигания в положение запуска двигателя (стартер) ток через реле подается от аккумуляторной батареи на обмотки стартера, и двигатель запускается.

Работа стартера состоит из трех этапов:

1. Механизм привода стартера вводит шестерню на валу якоря в зацепление с зубчатым венцом маховика.

2. Начинается вращение вала якоря стартера вместе с шестерней, которая проворачивает коленчатый вал двигателя через маховик, тем самым запуская двигатель.

3. После начала работы двигателя механизм привода стартера выводит шестерню на валу якоря из зацепления с зубчатым венцом маховика.

Выбрать другой раздел:

Приборы освещения и сигнализации

Приборы освещения и сигнализации — это потребители тока, к которым электрический ток с напряжением 12 вольт подается при включении соответствующего переключателя, находящегося в салоне автомобиля.

Приборы освещения необходимы при движении автомобиля в темное время суток и в условиях недостаточной видимости. Они обозначают габаритные размеры транспортных средств, обеспечивают освещение дороги и внутренних пространств автомобиля.

Приборы освещения включают в себя:
— фары (блок-фары);
— задние фонари;
— лампы освещения номерного знака;
— лампы освещения салона автомобиля;
— лампу освещения подкапотного пространства;
— лампу освещения багажника.

Блок-фара (рис. 65) состоит из корпуса, отражателя и рассеивателя. Внутри нее в специальном гнезде установлена лампа, имеющая два режима работы — ближнего и дальнего света фар. Управление режимами работы фар производится из салона автомобиля с помощью переключателя. Также в фаре находится лампа габаритного света, которая включается для обозначения размеров машины. В этом же общем корпусе расположена и лампа указателя поворота.

Рис. 65. Блок-фара: 1 — корпус; 2 — отражатель; 3 — рассеиватель; 4 — лампа ближнего/дальнего света; 5 — лампа габаритного света; 6 — лампа указателя поворота

Задние фонари (рис. 66) имеют лампы габаритного света, которые включаются вместе с передними габаритными огнями. Там же находятся лампы стоп-сигналов, указателей поворота и заднего хода.

Рис. 66. Задний фонарь: 1 — стоп-сигнал; 2 — световозвращатель; 3 — фонарь заднего хода; 4 — габаритный фонарь; 5 — указатель поворота

Приборы сигнализации служат для информирования других водителей и пешеходов об изменениях направления движения автомобиля, торможении и остановке, а также для предупреждения об опасности.

К приборам сигнализации относятся:
— передние и задние указатели поворотов;
— бортовые повторители указателей поворотов;
— лампы стоп-сигналов;
— лампы включения заднего хода;
— звуковой сигнал.

При включении кнопки (клавиши) аварийной сигнализации передние указатели поворотов, боковые повторители указателей и задние указатели работают в прерывистом режиме одновременного «мигания». Это сигнал предупреждения других участников движения о неприятностях с автомобилем или водителем.

Выбрать другой раздел:

Контрольно-измерительные приборы

Как правило, все контрольно-измерительные приборы находятся в салоне автомобиля на щитке приборов перед водителем (рис. 67). При работающем двигателе категорически не допускается свечение красных лампочек или положение стрелки указателя в красном секторе шкалы на любом приборе, так как это говорит о неисправности в каком-то узле или системе. В этом случае нельзя начинать или продолжать движение до устранения причины появления красного сигнала на щитке приборов.

Рис. 67. Щиток приборов: 1 — контрольные лампы; 2 — суточный счетчик пройденного пути; 3 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 4 — вольтметр; 5 — счетчик пройденного пути; 6 — спидометр; 7 — эконометр; 8 — указатель уровня топлива

В цветовой гамме ламп любого щитка приборов применяется принцип светофора: красный — ехать нельзя, желтый — скоро будут проблемы, а если зеленый — то все в порядке, ехать можно.

Выбрать другой раздел:

Дополнительное оборудование

Дополнительное оборудование, применяемое в современном автомобиле, включает в себя:
— отопитель салона автомобиля;
— омыватель и очиститель ветрового стекла;
— омыватель и очиститель фар;
— омыватель и очиститель заднего стекла;
— электроподъемники стекол дверей и сидений;
— устройства обогрева стекол, зеркал и сидений.

У машин высокого класса элементов дополнительного оборудования может быть очень много, начиная от банального кондиционера, телевизора или холодильника и заканчивая спутниковой навигационной системой и прочими «наворотами». Все потребители дополнительного оборудования включаются в электрическую цепь автомобиля параллельно и работают при включении соответствующего тумблера или кнопки.

Выбрать другой раздел:

Неисправности электрооборудования

Если попробовать перечислить хотя бы основные неисправности электрооборудования автомобиля, то на следующей же странице вы закроете такую книгу и не прочитаете оставшиеся 200 страниц с перечнем этих неисправностей. Дело в том, что в автомобиле проложена не одна сотня метров проводов и установлен не один десяток электроприборов. У вас в доме наберется меньше!

А общие проблемы, известны всем. Для проводников, это нарушение изоляции, перетирание и обрыв, окисление соединений и так далее. Для приборов — обрыв обмотки, замыкание на «массу», окисление или «залипание» контактов, «пробой» транзисторов и диодов, механические повреждения и многое другое.

Единственно, о чем хотелось бы с вами сразу договориться, так это о том, что прежде чем сильно расстраиваться и менять лампочку или разбирать на запчасти что-либо из электрооборудования автомобиля, не мешает взглянуть на предохранитель.

В любом автомобиле есть некая коробочка, где установлены плавкие предохранители, каждый из которых защищает определенное количество потребителей электрического тока.

А то ведь бывает так, что после полной разборки генератора выясняется — он в полном порядке! Вместо трехчасового (и даже дольше) «развлечения», надо было сначала проверить предохранитель той цепи, в которую включена обмотка генератора. Потратив всего пару минут на замену перегоревшего предохранителя, можно было спокойно ехать дальше.

И как обычно, напоминаем вам о том, что только «Инструкция по эксплуатации» или даже лучше «Руководство по ремонту и эксплуатации» именно вашего автомобиля сможет помочь вам в поиске конкретной неисправности.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация электрооборудования

Аккумуляторная батарея

Состояние аккумуляторной батареи, особенно зимой, позволяет вам (или наоборот — не позволяет) добраться до работы на своем автомобиле. Наверняка каждый из вас видел утреннюю зимнюю суету вокруг машин, которые так и не смогли «завестись» (батарея «кончилась»). Кто-то пытается «прикурить», а кто-то уже нарезает круги вокруг дома, болтаясь на веревке за грузовиком.

Чтобы машина всегда была готова отвезти своего хозяина на работу, надо периодически проверять уровень и плотность электролита в аккумуляторной батарее. А если на завтра обещали минус тридцать, то следует не полениться и принести аккумуляторную батарею домой. Завтра же она «тепленькая» будет резво крутить двигатель вашего автомобиля на зависть замерзшим соседям.

За уровнем и плотностью электролита в аккумуляторной батарее необходимо следить как зимой, так и летом. Если уровень понизился, то следует доливать дистиллированную воду, так как в процессе эксплуатации батареи из электролита выкипает и испаряется именно вода. Кислота, которая является вторым компонентом электролита, остается в батарее.

Плотность электролита говорит о том, в какой степени аккумулятор заряжен. Для средней полосы с умеренным климатом в полностью заряженной батарее плотность должна быть в пределах 1,27-1,28 гр/см? (при температуре электролита +25°). Падение плотности на 0,01 гр/см? от нормальной говорит о том, что аккумуляторная батарея разряжена приблизительно на 7%.

Для измерения плотности используется специальный прибор — ареометр или плотномер.

Если батарея разряжена более чем на 25% (плотность меньше 1,24) зимой или на 50% (плотность менее 1,21) летом, то ее следует зарядить до нормального состояния. Для этого отечественному автомобилисту необходимо иметь еще один прибор зарядное устройство.

Максимальная величина зарядного тока должна составлять примерно одну десятую часть от емкости аккумуляторной батареи. Если емкость батареи 55 А·ч, то величина зарядного тока не должна превышать 5,5 А.

О степени заряженности аккумуляторной батареи можно судить и по показаниям цифрового вольтметра (табл. 2).

Таблица 2. Контроль состояния аккумуляторной батареи.

Напряжение,В	12,0	12,3	12,54	12,72
Заряженность,%	25%	50%	75%	100%

При эксплуатации аккумуляторной батареи необходимо следить за чистотой ее поверхности. Загрязненную батарею стоит протереть, так как по грязи, особенно влажной, протекают малые токи, которые могут привести к разряду батареи.

Занимаясь «влажной уборкой», заодно имеет смысл проконтролировать и состояние выводов батареи. Если они сильно окислены, то увеличивается сопротивление в электрической цепи и самый «голодный» потребитель (стартер), может недополучить положенного ему тока. А дальше вы знаете — «прикуривание» от соседа, буксир от грузовика и опоздание на работу.

Не часто, но бывают случаи, когда аккумуляторная батарея и вентилятор системы охлаждения «встречаются» друг с другом, естественно, с взаимными повреждениями. Это беспечный водитель не закрепил батарею штатным креплением, а затем долго «скакал» по кочкам проселочной дороги, приняв свой автомобиль за ковбойскую лошадь. И как он теперь будет выбираться в город, этого не знает никто.

Крепление аккумуляторной батареи всегда должно быть надежным, так как незакрепленная батарея может упасть.

Выбрать другой раздел:

Генератор

Некоторые из водителей даже не знают, где он находится, этот генератор. Может быть, и правильно делают, потому что лишь немногие отваживаются на разборку и последующую сборку генератора, да и снимать его с машины не очень-то просто и приятно. Максимум, что может сделать почти каждый из представителей сильного пола, это заменить щеточный узел генератора, который изнашивается в процессе эксплуатации автомобиля. Поэтому, давайте лучше поговорим о том, что будет явно под силу любому водителю.

Генератор приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала (см. рис. 63). Если есть ремень, значит надо контролировать его состояние. Он может вытянуться, расслоиться или порваться. А это означает, что генератор не будет питать током потребителей и заряжать аккумуляторную батарею.

Если ремень присутствует на месте и он не в «лохмотьях», то можно проверить его натяжение. В наиболее удаленной от шкивов точке надо надавить на ремень пальцами руки с некоторым ощутимым усилием, и если прогиб ремня получается более чем 10-15 мм, то его следует подтянуть.

О проблемах с генератором можно узнать, не покидая своего водительского места. Ранее упоминалось о том, что перед водителем расположен щиток приборов, на котором в виде разноцветных лампочек и показаний стрелочных приборов отображается работа агрегатов и узлов его автомобиля. Там же есть и контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.

Когда при работающем двигателе контрольная лампа продолжает гореть красным светом, причиной этому может быть и сгоревший предохранитель, и неисправность регулятора напряжения, но чаще всего неприятности случаются именно с ремнем. Надо открыть капот автомобиля, проверить ремень привода генератора, и если с ним все в порядке, и предохранитель цел, то вам не повезло, так как найти неисправность в этом случае будет нелегко.

Выбрать другой раздел:

Стартер

Необходимо отметить, что включение стартера должно производиться на срок не более чем 10-12 секунд. Если двигатель не запустился, то необходимо сделать паузу 20-30 секунд, после которой можно повторить попытку.

При двух-трех неудачных запусках двигателя следует начинать поиск неисправности в системе зажигания или питания. Нет смысла «гонять» стартер до тех пор, пока не «сядет» аккумулятор. Не забывайте, что стартер является потребителем очень большого тока — до 550 ампер!

При полном отказе стартера и аккумуляторной батареи можно попробовать запустить двигатель пусковой рукояткой («кривым стартером»), если ее использование предусмотрено конструкцией вашего автомобиля, или с помощью буксира. Если вам это удастся, то вы сможете спокойно доехать до места назначения, но только при условии, что лишний раз двигатель глушить не будете. А для этого следует немного выдвинуть рукоятку управления воздушной заслонкой («подсоса») и поднять обороты двигателя выше холостых.

При правильной эксплуатации стартера сам он нечасто выходит из строя, хотя стартеры тоже не вечны. Однажды вы поворачиваете ключ в замке зажигания, а в ответ тишина или несильное потрескивание реле стартера. Поиск неисправности обычно заключается в проверке работоспособности аккумуляторной батареи, и если с ней все в порядке, то тогда уже начинается поиск мастера или соседа-умельца.

Выбрать другой раздел:

Приборы освещения и сигнализации

При эксплуатации автомобиля в темное время суток важнейшим вопросом является правильная регулировка света фар. Направление световых пучков должно быть таким, чтобы дорога перед автомобилем хорошо освещалась и в то же время, водители встречного транспорта не ослеплялись светом фар вашего автомобиля.

Для регулировки света фар используются два винта, к которым открывается доступ из моторного отсека автомобиля. Вращением одного из винтов изменяется направление пучка света в вертикальной плоскости, а другого в горизонтальной.

На рисунке 68 показано, как правильно регулировать фары. Необходимо найти горизонтальную площадку со стеной, на которой вы сможете нанести мелом линии в соответствии со схемой, приведенной в руководстве к вашей машине. Потом надо отъехать на расстояние 5 м, включить ближний свет фар и, вращая винты регулировки, добиться совмещения пучка света с картинкой на стене. Если у вас есть гараж, то имеет смысл раскрасить одну из его стен разметкой для регулировки фар, для того чтобы в любой момент вы могли проверить правильность их установки.

Рис. 68. Регулировка света фар: А и В — вертикальные линии, обозначающие расположение ламп ближнего света фар; С — горизонтальная линия, обозначающая расположение ламп ближнего света фар; D — линия, обозначающая высоту подъема горизонтальной границы пучков света; О — ось автомобиля; h — расстояние от поверхности площадки до ламп ближнего света фар

Хорошо тем, у кого в автомобиле есть гидрокорректор фар. Водитель имеет возможность, не выходя из машины, с помощью ручки управления корректором изменить вертикальный угол наклона пучка света фар. Это необходимо делать в тех случаях, когда меняется загруженность автомобиля. Если вы положили в багажник тяжелый груз, то, естественно, задняя часть автомобиля присядет, а передняя вместе с фарами приподнимется. В результате продольного наклона машины вы плохо видите ночную дорогу, а встречные водители ослепляются даже ближним светом «задранных» вверх фар.

Независимо от наличия или отсутствия корректора, при изменении загруженности автомобиля и соответствующем изменении наклона фар, обязательно отрегулируйте их, если вам предстоит ночная поездка. Иначе эта поездка может закончиться не так, как вы хотели.

При необходимости замены ламп фар и прочих лампочек, это должен уметь делать сам водитель. Не мешает знать, что, меняя галогенную лампу, следует работать в перчатках. Нельзя браться голой рукой за стеклянную колбу, так как жирные следы от пальцев выведут лампу из строя.

Прежде чем менять не горящую лампу, сначала стоит проверить предохранитель, защищающий электрическую цепь, в которую она включена. Если вы поставили новый предохранитель и при включении потребителя он сразу же вышел из строя, то не пытайтесь продолжать эксперимент. Найдите сами или с помощью специалиста причину короткого замыкания в цепи, в противном случае недалеко и до пожара.

Обращайте внимание на маркировку предохранителей. Как правило, это 8 и 16 ампер, но могут быть и другие, особенно в автомобилях последних лет выпуска. Для того чтобы не путаться можно взять инструкцию к автомобилю выписать на бумажку место расположения предохранителей, их номиналы и приклеить эту памятку на внутреннюю сторону крышки блока предохранителей (если это не было сделано на заводе). И, простите за банальность, в автомобильной электрической сети, как и в любой другой — применение «жучков» недопустимо!

Часто причиной отказа в работе ламп и прочих потребителей электрического тока является окисление и коррозия контактов, связанных с «массой» автомобиля, и реже с плюсовым проводом. Это происходит потому, что в условиях города зимняя дорожная каша попадает на электрические разъемы и интенсивно их разъедает. Что поделаешь, так о нас, об автомобилистах, «заботятся» соответствующие городские службы! А мы в ответ берем мелкозернистую шкурку, надфиль и паяльник — зачищаем, подпаиваем и, назло всем, продолжаем ездить.

Если вы знакомы с электричеством и умеете «читать» схемы, то, может быть, вам удастся «прозвонить» поврежденную цепь и определить место ее обрыва. Но в обширной паутине электрической сети автомобиля это бывает не очень легко сделать.

Случается, водитель узнает о том, что звуковой сигнал его автомобиля не работает в самый критический момент. Мало того, что с неработающим звуковым сигналом эксплуатация автомобиля запрещена, водитель еще и не сможет воспользоваться сигналом для предотвращения дорожно-транспортного происшествия. Поэтому, в нарушение ПДД, где-нибудь в укромном местечке стоит разочек «бибикнуть» для проверки работоспособности своего звукового сигнала. И если окажется, что он не работает, то придется приобрести новый, так как обычно отремонтировать звуковой сигнал не получается. Только прежде не забудьте проверить предохранитель его электрической цепи.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация контрольно-измерительных приборов

Чуть позже мы перейдем к неисправностям электроприборов автомобиля, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств, а сейчас хочется сказать, что водить автомобиль с любой неисправностью означает — искать приключения на свою голову.

Например, при неработающем указателе уровня топлива — можно поупражняться в толкании своего автомобиля до ближайшей АЗС или покататься на попутных машинах с емкостью для бензина туда и обратно.

Не работает указатель температуры охлаждающей жидкости двигателя — стоим и кипим, а если не повезет, то и двигатель заклинит.

При включении стояночного тормоза на щитке приборов не включается контрольная лампочка — поехали и «сожгли» тормоза.

Не работает автоматический включатель лампочки (или перегорела сама лампочка) аварийного уровня жидкости в тормозном бачке — эту тему лучше не развивать.

Приводить примеры таких неисправностей можно долго, причем все эти примеры покажут вам, что незначительных неисправностей в машине не бывает. За любой неисправностью следуют крупные или не очень крупные, но все же неприятности. Следовательно, водитель должен постоянно контролировать состояние всех систем, агрегатов, деталей и даже лампочек своего автомобиля.

Если вы не можете самостоятельно определить техническое состояние автомобиля, то периодически обращайтесь к специалистам или, по крайней мере, попросите знающего соседа прокатиться на вашей машине. За время короткой поездки дока в автомобиле сможет перечислить все легкие и тяжелые «заболевания» вашего железного друга.

Выбрать другой раздел:

Неисправности электрооборудования, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

3.1. Количество, тип, цвет, расположение и режим работы внешних световых приборов не соответствует требованиям конструкции транспортного средства.

Примечание. На транспортных средствах, снятых с производства, допускается установка внешних световых приборов от транспортных средств других марок и моделей.

Иными словами, все фары, подфарники, фонари и указатели поворотов должны в точности соответствовать тому, что на машину устанавливает завод-изготовитель.

Допускается некоторое дооборудование автомобиля по желанию его владельца. Вы имеете право установить на свою машину спереди — две противотуманные фары (на мотоцикл только одну).

Разрешается устанавливать один или два задних противотуманных фонаря, если они не были предусмотрены конструкцией данного автомобиля, причем они должны быть только красного цвета.

Если вы устанавливаете и подключаете к бортовой электрической цепи противотуманные фары и фонари самостоятельно, то они должны включаться только после включения габаритных огней и освещения номерного знака автомобиля (совместно с ними).

Если ваш автомобиль на заводе-изготовителе не был оборудован противотуманными фарами и фонарями, а вы любитель дальних поездок, то советуем вам оснастить ими свою машину. Не приходилось слышать о том, что противотуманные фары кому-либо помешали, совсем наоборот, они весьма помогают при движении ночью и в условиях природных капризов.

3.2. Регулировка фар не соответствует ГОСТу Р 51709-2001.

При неправильной регулировке фар вы подвергаете опасности всех встречных и попутных водителей, так как можете их ослепить и стать виновником дорожно-транспортного происшествия. Трудно ехать и вам, потому что при плохой освещенности дороги перед машиной увеличивается вероятность попасть в неприятность. Например, можно не увидеть стоящий на обочине или на проезжей части автомобиль, не заметить выпавший из впереди идущей машины груз, не говоря уже о наших исторических «неровностях дороги». Короче говоря, с регулировкой фар шутить не стоит.

3.3. Не работают в установленном режиме или загрязнены внешние световые приборы и световозвращатели.

Насчет «установленного режима» все понятно. Как в инструкции завода-изготовителя написано, так и должно работать.

Световозвращатели — это то, что ночью блестит в свете фар на современной детской одежде и обуви, а также на нашем безвременно забытом велосипеде. Раньше это называлось тоже не совсем русским словом катафоты. Вероятность того, что стоящий ночью на краю дороги автомобиль-нарушитель с выключенным внешним освещением, но с чистыми световозвращателями будет вовремя замечен, значительно увеличивается.

Совершенно очевидно, что, если слой грязи на стеклах световых приборов достиг безумной толщины, то и вы перед собой ничего не видите и для остальных ваш автомобиль превращается в «невидимку». В этом случае другим участникам движения трудно определить габаритные размеры и положение вашего автомобиля в пространстве, что может послужить причиной серьезного дорожно-транспортного происшествия. Не становитесь «летучим голландцем» для других водителей, особенно в темные месяцы года.

Если не работают или загрязнены задние фонари и стоп-сигналы, то можно «приятно удивиться», когда кто-нибудь из водителей, следующих за вами автомобилей «въедет» в необозначенную заднюю часть вашей любимой машины.

3.4. На световых приборах отсутствуют рассеиватели либо используются рассеиватели и лампы, не соответствующие типу данного светового прибора.

Рассеиватель должен рассеивать свет лампочек. Если светит «голая» лампа, то пучок света будет слишком неприятен для других участников дорожного движения. Ведь никому из вас не нравится, когда в комнате горит яркая лампа без абажура или плафона.

Ослепить можно не только встречных водителей (разбитой фарой), но и водителей сзади идущих автомобилей. Если на машине разбит рассеиватель заднего фонаря или он цел, но в фонаре установлены лампы большей, чем положено яркости, то ждите неприятностей.

В продаже периодически появляются различные лампы иностранного производства, и некоторые водители стараются купить и, к сожалению, установить самые дорогие и мощные из них. Несколько дней они радуются яркому свету вокруг них, но потом почему-то свет становится уже не таким ярким. Это потому, что ослепленный водитель другого автомобиля «выключил» одну из лампочек бампером своей машины. Приобретая запасные части к своему автомобилю, не забывайте поглядывать в инструкцию завода-изготовителя, где расписано все — и какие лампы должны быть, и какое масло заливается в двигатель, какие свечи и колеса.

3.5. Установка проблесковых маячков, способы их крепления и видимость светового сигнала не соответствуют установленным требованиям.

Большинству из читателей этой книги маячки на собственной машине «не грозят». Маячки устанавливают те, кто таких книжек обычно не читает. В то же время не мешает знать, что разрешение на установку специальных световых сигналов дают органы ГИБДД. Если вам все же предстоит приобретение комплекта спецсигналов, то лучше это сделать там же (в ГИБДД), так вы убережете себя от подделок, которые не отвечают стандартам.

3.6. На транспортном средстве установлены:

o спереди — световые приборы с огнями любого цвета, кроме белого, желтого или оранжевого, и световозвращающие приспособления любого цвета, кроме белого;

o сзади — фонари заднего хода и освещения государственного регистрационного знака с огнями любого цвета, кроме белого, и иные световые приборы с огнями любого цвета, кроме красного, желтого или оранжевого, а также световозвращающие приспособления любого цвета, кроме красного.

Примечание. Положения настоящего пункта не распространяются на государственные регистрационные, отличительные и опознавательные знаки, установленные на транспортных средствах.

В переводе на более понятный язык это означает, что на вашей машине должны быть:

o спереди: — световые приборы — только белые, желтые или оранжевые;
— световозвращатели — только белые;

o сзади: — фонари заднего хода — только белые;
— фонари освещения государственного регистрационного знака — только белые;
— другие световые приборы — только красные, желтые или оранжевые;
— световозвращатели — только красные. Отличие цвета световых приборов и световозвращателей на вашей машине от тех, что утверждены указанным пунктом, влечет за собой запрещение эксплуатации автомобиля и наложение штрафа.

4.1. Не работают в установленном режиме стеклоочистители.

Если на автомобиле не работают стеклоочистители, то здравомыслящий водитель и без запрещения не отправится в поездку.

Ведь даже в яркий солнечный день можно встретить участок мокрой или загрязненной дороги, после проезда которого без стеклоочистителей не обойтись.

4.2. Не работают предусмотренные конструкцией транспортного средства стеклоомыватели.

Нельзя, да и неудобно, ездить с неработающими стеклоомывателями во время мелкого дождя, несильного снегопада и просто по мокрой дороге. Водитель вынужден включать щетки «насухую», что дает малый эффект и приводит к еще одной неприятности «затирается» (становится матовым) ветровое стекло. Учтите, из-за плохой видимости дороги через загрязненное и помутневшее ветровое стекло произошла не одна авария.

Зимой в бачок омывателя стекол лучше заливать специальную жидкость, которая замерзает при низкой температуре. Тогда вы будете спокойно ездить по дорогам с чистым стеклом, видя обстановку вокруг, не создавая проблем ни себе, ни окружающим.

7.2. Не работает звуковой сигнал.

Водитель может и должен пользоваться звуковым сигналом для предотвращения дорожно-транспортных происшествий в городе, а также имеет право воспользоваться им при обгонах за городом. Нельзя эксплуатировать автомобиль с неработающим звуковым сигналом, так как в сложных ситуациях на дороге вы будете лишены «языка» и не сможете «поговорить» с другими водителями и пешеходами.

Запрещается движение при не горящих (отсутствующих) фарах и задних габаритных огнях в темное время суток или в условиях недостаточной видимости.

Запрещается движение при недействующем со стороны водителя стеклоочистителе во время дождя или снегопада.

Обо всем этом ранее уже шел разговор, и, наверное, не стоит заниматься повторением. Только не забудьте для себя отметить, что данные неисправности выделены красной рамкой! Значит, они относятся к группе неисправностей, которые катастрофически влияют на безопасность движения и пренебрегать ими нельзя.

При возникновении любой из перечисленных неисправностей водитель обязан незамедлительно прекратить движение. Если вам не удастся устранить неисправность на месте, то возобновить поездку можно будет лишь после того, как рассветет (при неисправных фарах и фонарях) или после прекращения атмосферных осадков (при неисправном стеклоочистителе).

Выбрать другой раздел:

ГЛАВА VI. КУЗОВ АВТОМОБИЛЯ

Устройство и оборудование кузова

Кузов является несущим элементом автомобиля (см. рис. 1). В кузове располагаются водитель и пассажиры, к кузову крепятся двигатель, агрегаты трансмиссии и ходовой части, механизмы управления и дополнительное оборудование. Он же является «минусовым» проводником для системы электрооборудования автомобиля.

Кузов автомобиля, это сложная инженерная, геометрически правильная конструкция из металла, стекла и других материалов.

Металлическая часть кузова состоит из днища и крыши, крыльев и панелей, дверей, крышек капота и багажника, а также множества более мелких элементов. В специальные проемы кузова устанавливаются лобовое, заднее и боковые стекла. Говорить о всевозможных деталях из пластмассы и других искусственных материалов вообще не имеет смысла, а об их количестве можно только догадываться.

Для размещения водителя и пассажиров в салоне предусмотрены сиденья. С целью обеспечения безопасности людей в движущемся автомобиле сиденья оборудованы специальными ремнями. В случае аварии эти ремни способны удержать взрослого человека на его сиденье.

Внутри салона располагается все необходимые органы управления автомобилем и приборы для контроля за работой его агрегатов и систем. Комфорт при движении в любых погодных условиях обеспечивают системы вентиляции и отопления салона машины. В салоне заложен весь комплекс комфортных услуг, начиная от пепельницы и подлокотников, и заканчивая тем, что придет вам в голову и на что хватит средств.

Предела усовершенствованию внутреннего пространства салона нет. Но при этом не должны быть нарушены требования по обеспечению безопасности дорожного движения. Имеется в виду, что наряду с установкой внутрисалонного панорамного зеркала, радиоприемника, телевизора, телефона и другого «безобидного» дополнительного оборудования, установка, например, зеркальных стекол однозначно запрещена.

Обычно по состоянию салона можно легко определить характер и привычки водителя. Салон автомобиля как дом, в котором вы проводите немалую часть своей жизни, только дом этот в миниатюре. Содержать его по-другому, чем обычное жилище, просто невозможно.

Выбрать другой раздел:

Эксплуатация кузова

Первое, что видит владелец, подходя утром к своему автомобилю, это кузов. И какова же его реакция на увиденное?

Он радостно улыбается, если кузов блестит или мрачно вздыхает, если вместо блеска — ржавчина и дыры. Состояние кузова и ваше утреннее настроение полностью зависят от вашей прилежности по уходу за автомобилем. И поверьте, в данном случае ваши финансовые затраты будут явно оправданы, так как кузовной ремонт образует большую дыру в бюджете семьи.

Чтобы кузов служил подольше, изначально следует произвести антикоррозийную обработку днища и скрытых полостей. Есть умельцы, которые сами делают эту трудоемкую и не очень чистую работу, но лучше все-таки сделать это на специализированной станции. Обработка будет качественной, если сделана она под большим давлением, которое в домашних условиях создать сложно.

Подкрылки, которые закрывают внутренние полости крыльев, жизненно необходимы для некоторых моделей автомобилей. Ни для кого не секрет, что на таких машинах, как ВАЗ-2105, в первую очередь ржаветь начинают именно крылья (передние). Происходит это по причине постоянной мокрой «пескоструйной обработки» и плохой вентиляции передней области крыльев. Уж в этом случае экономить на подкрылках точно не стоит.

Лакокрасочное покрытие кузова «дышит», и именно от вас зависит, чем будет «дышать» ваш «дом на колесах». В наших отечественных условиях с грязью и солью на дорогах этому вопросу надо отдать определенное личное время. Это и банальная мойка кузова (желательно ежедневная), и покрытие его специальными пастами, полировка и прочая косметика.

Небольшие царапины на кузове необходимо сразу же подкрашивать, пятна ржавчины удалять, потускневшие детали хромированной декоративной отделки полировать и так далее. В общем, внешний вид вашего автомобиля полностью зависит от вашего трудолюбия и финансовых возможностей.

Большая беда современных автомобилей — это наличие многочисленных пластмассовых накладок, щитков, ручек и прочих элементов облицовки салона. Дребезжание, поскрипывание, попискивание и прочие неприятные уху звуки во время движения не так уж безобидны. Любой шум постепенно расшатывает нервную систему человека, и если не найти способ устранения «шумовой атаки», то можно стать неврастеником. Как правило, владельцы автомобилей сами находят путь к победе в «пластмассовой войне», начиная от подкладывания бумажек и тряпочек и заканчивая полной разборкой облицовки салона и подклейкой войлочной основы на все дребезжащие детали.

В процессе эксплуатации автомобиля могут порваться, завернуться, замяться резиновые уплотнители дверей и багажника, что позволит попадать в салон летом пыли, а зимой холодному воздуху. Кроме этого, в салон начинают «подсасываться» выхлопные газы, а это уже серьезно. Водитель становится вялым и невнимательным, замедляется реакция, ухудшается зрение. И если у вас нет желания постоянно попадать в аварийные ситуации, то стоит восстановить герметичность салона кузова.

Независимо от срока эксплуатации автомобиля могут возникать те или иные проблемы и неисправности с его кузовом, оборудованием, агрегатами и системами. Если водитель относится к машине как к надежному помощнику в своих делах, если он хочет иметь свой автомобиль в полной готовности к поездке, то необходимо не только периодически, но и ежедневно уделять ему определенное внимание и время. Тогда автомобиль ответит тем же, будет приятно блестящим, твердо стоящим на своих четырех «ногах» и с ласково журчащим звуком мотора уверенно повезет своего хозяина хоть на край земли.

Выбрать другой раздел:

Неисправности кузова и прочих элементов конструкции, при которых ПДД запрещают эксплуатацию транспортных средств

7.1. Количество, расположение и класс зеркал заднего вида не соответствует ГОСТу Р 517092001, отсутствуют стекла, предусмотренные конструкцией транспортного средства.

Когда автомобиль лишен зеркал заднего вида, очень трудно и небезопасно управлять наполовину «ослепшей» машиной.

Если «потерялось» внутрисалонное зеркало, приходится постоянно отвлекаться от контроля ситуации в направлении движения, поворачивая голову вправо, влево и назад.

При отсутствии боковых зеркал увеличивается «мертвая», не просматриваемая около автомобиля зона, что уменьшает безопасность поездки и увеличивает вероятность возникновения аварийной ситуации. По поводу правого наружного зеркала заднего вида следует сказать, что оно совсем не лишнее, поверьте. Если ваш автомобиль изначально не был оборудован правым зеркалом, то его стоит приобрести и установить.

Можете «поздравить» себя с суровым испытанием, если разбилось ветровое стекло автомобиля. Ехать без ветрового стекла даже в сухую солнечную погоду весьма неприятно. А если это случилось зимой, когда на дороге много снега и грязи, то потом вы будете долго вспоминать эту поездку.

7.3. Установлены дополнительные предметы или нанесены покрытия, ограничивающие обзорность с места водителя.

Примечание. На верхней части ветрового стекла автомобилей и автобусов могут прикрепляться прозрачные цветные пленки. Разрешается применять тонированные стекла (кроме зеркальных), светопропускание которых соответствует ГОСТу 5727-88. Допускается применять шторки на окнах туристских автобусов, а также жалюзи и шторки на задних стеклах легковых автомобилей при наличии с обеих сторон наружных зеркал заднего вида.

Некоторые водители превращают свою машину в рождественскую елку. Конечно, для уюта можно что-то повесить, приклеить или привинтить, но законы дороги все же должны соблюдаться. Это «что-то» не должно ограничивать обзор дороги, ухудшать прозрачность стекол, ограничивать свободу движений водителя. Правила здесь неумолимы, и можете потом долго доказывать сотруднику ГИБДД, что «это» вам не мешает и что вообще вы купили машину уже с «этим», но путь для вас будет один — в отделение Сбербанка, где оплачивают штрафы за нарушение ПДД.

Тонирование стекол допускается в строго определенных пределах и у инспекторов ГИБДД есть соответствующие приборы для контроля их затененности. При этом имейте в виду, что водители машин, движущихся за автомобилем «в футляре», не в состоянии контролировать дорожную ситуацию сквозь него и перед ним.

Правила разрешают водителю «спрятаться» за шторками или жалюзи, установленных на заднем стекле. Но в таком случае необходимо иметь наружные зеркала заднего вида с обеих сторон автомобиля.

И все-таки, во всех случаях «загрязнения» стекол автомобиля значительно возрастает вероятность того, что ограничение видимости для вас и других водителей приведет к неприятностям. Если уж прятаться от людей, то лучше в лесу или в мотеле, а стекла машины безопаснее содержать чистыми.

7.4. Не работают предусмотренные конструкцией:
— замки дверей кузова или кабины,
— запоры бортов грузовой платформы,
— пробки топливных баков,
— механизм регулировки положения сиденья водителя,
— спидометр,
— противоугонные устройства,
— устройства обогрева и обдува стекол.

Авторы взяли на себя смелость немного видоизменить и сократить официальный текст ПДД. Зато теперь этот пункт закона стал более приемлем для восприятия.

Если возникнет потребность срочно покинуть машину, то вам не удастся этого сделать при неработающих замках дверей. И наоборот, можно случайно «эвакуироваться» тогда, когда этого не требовалось (допустим, на вираже дороги).

Не хочется давать характеристику водителю автомобиля, из бензобака которого бензин льется на дорогу, под горячий глушитель собственной машины и под колеса соседних автомобилей. О последствиях утечки бензина можно догадаться, посмотрев по телевизору пару «боевиков».

Досадно бывает, когда в тебя «въезжает» автомобиль без водителя.

«А куда делся водитель?» — спросите вы.

Так он лежит головой на заднем сиденье, одновременно находясь и в водительском сиденье тоже, как космонавт при старте ракеты, и поэтому через стекла машины его не видно. Это у него при нажатии на педаль тормоза водительское сиденье оторвалось от днища автомобиля.

А если без «кошмаров», то сиденье водителя должно быть надежно закреплено и иметь как минимум две степени регулировки. Если водитель сидит, зажимая коленками уши, или едва дотягивается до педалей и руля, то это уже не соответствует посадке за рулем того, кто отвечает за человеческие жизни. Такой водитель не может правильно и своевременно реагировать на изменение дорожной обстановки.

Спидометр необходим водителю для контроля скорости автомобиля. При выходе спидометра из строя вы не сможете «на глаз» определить скорость с точностью, необходимой для выполнения требований дорожных знаков «Ограничение скорости». А из-за этого увеличивается вероятность возникновения аварийной ситуации и появляются непредвиденные расходы по оплате штрафов.

Противоугонное устройство, о котором идет речь в законе, вовсе не то, о чем вы сейчас подумали. Никто не заставляет вас устанавливать на свой старый «Жигуленок» электронную суперсигнализацию, стоимостью в два ваших автомобиля. Имеется в виду штатное противоугонное устройство, предусмотренное конструкцией завода-изготовителя.

«Ну, это уж совсем сказки! Чтобы завод ставил «секретки»…?!» — недоуменно-вопросительный возглас с вашей стороны.

А в ответ вам ехидненькое замечание — перелистайте-ка заново «Инструкцию по эксплуатации» вашего автомобиля. Оказывается, если вынуть ключ из замка зажигания и повернуть рулевое колесо вправо или влево хотя бы на пол-оборота, то руль механически фиксируется в одном положении штатным заводским противоугонным устройством! Так вот о его работоспособности и идет разговор.

Разумно поступает тот водитель, который к штатному устройству добавляет еще и электронную охранную систему, дополнительные механические устройства (запоры на педали, руль, рычаг коробки передач) и различные секреты «собственного производства».

Без обогрева и обдува стекол автомобиля ездить практически невозможно, так как стекла в салоне запотевают (особенно во время дождя) и покрываются инеем (зимой). Попробуйте перейти какой-нибудь оживленный проспект с закрытыми глазами. Не хочется? Ну и правильно! Точно так же вам не должно хотеться выезжать на машине с закрытыми для обзора дороги стеклами.

7.5. Отсутствуют предусмотренные конструкцией заднее защитное устройство, грязезащитные фартуки и брызговики.

Двигаясь по грязной дороге за грузовиком, автобусом или просто легковым автомобилем, даже при наличии у них грязезащитных фартуков, чувствуешь себя в танке с узкой смотровой щелью. Нет, это не о том, что под тяжестью грязи машина стала весить как танк, а о щели амбразуры, в которую превратилось большое лобовое стекло. А если грязезащитные фартуки отсутствуют, то лобовое стекло сзади идущей машины загрязняется практически моментально. Обзорность резко уменьшается и вероятность дорожно-транспортного происшествия катастрофически увеличивается. Если сегодня в машину без брызговиков никто не «въехал», то ждите этого завтра.

7.6. Неисправны тягово-сцепное и опорно-сцепное устройства тягача и прицепного звена, а также отсутствуют или неисправны предусмотренные их конструкцией страховочные тросы (цепи).

При движении с прицепом (с легковым прицепом, в том числе) исправность связующего звена с машиной-тягачом жизненно необходима.

Даже представить трудно, каких «дел» в состоянии натворить оторвавшийся на ходу прицеп. Опасность можно и нужно предвидеть! Поэтому конструкцией любого прицепа в его сцепке с машиной предусмотрены страховочные цепи или тросы. При внезапном разъединении сцепки эти цепи не дадут возможности прицепу отправиться в самостоятельную неуправляемую поездку, круша на своем пути все попавшееся.

Необходимо предпринять все возможные меры для того, чтобы не «потерять» свой прицеп во время поездки.

7.7. Отсутствуют:
— на автобусе, легковом и грузовом автомобилях, колесных тракторах — медицинская аптечка, огнетушитель, знак аварийной остановки по ГОСТу Р 41.27-99;
— на мотоцикле с боковым прицепом — медицинская аптечка, знак аварийной остановки по ГОСТу Р 41.27-99.

Попробуем чуть конкретнее. Во время поездки на легковом автомобиле вы должны иметь:
1. Медицинскую аптечку установленного образца,
2. Огнетушитель, заправленный и работоспособный,
3. Знак аварийной остановки.

Мотоциклист при движении на мотоцикле с коляской в своем арсенале должен иметь:
1. Медицинскую аптечку установленного образца,
2. Знак аварийной остановки.

Остается только мотоцикл без коляски. Аптечка ему не обязательна, и, вместо того чтобы мигать посередине дороги, его можно откатить или отнести на обочину.

А если без мрачных шуток, то все эти обязательные принадлежности транспортных средств прописаны в законе не просто так. Практически каждый из водителей «со стажем» пользовался чем-либо из этого списка и не только в случае страшной аварии. Все это может пригодиться на отдыхе, в гараже или просто в быту. Да и мотоциклисту (как с коляской, так и без нее) не мешает найти местечко для этих важных вещей.

Не забывайте восполнять использованные и заменять просроченные материалы из аптечки. Если вы применяли огнетушитель, то позже необходимо приобрести новый или зарядить старый.

7.8. Неправомерное оборудование транспортных средств проблесковыми маячками и (или) специальными звуковыми сигналами либо наличие на наружных поверхностях транспортных средств специальных цветографических схем, надписей и обозначений, не соответствующих государственным стандартам Российской Федерации.

Ранее уже говорилось о том, что запрещено применение специальных «мигалок» и «гуделок» на автомобилях, не принадлежащих оперативным и специальным службам, и развивать эту тему не имеет смысла.

А вот насчет всевозможных «кукарач» и прочих «заморских» сирен, следует знать, что использовать их на дороге нельзя, так как нестандартными звуками можно ввести в заблуждение других участников движения. Дорога — это не концертный зал, на ней и без вашей «музыки» хватает самых разнообразных звуков.

7.9. Отсутствуют ремни безопасности и подголовники сидений, если их установка предусмотрена конструкцией транспортного средства.

7.10. Ремни безопасности неработоспособны или имеют видимые надрывы на лямке.

Не стоит долго говорить о необходимости использования ремней безопасности, это прописные истины. Но стоит напомнить о том, что согласно Правилам дорожного движения (пункт 2.1.2.), во время поездки не только водитель и его пассажир справа, но и все пассажиры на задних сиденьях тоже должны быть пристегнуты ремнями безопасности.

Следовательно, в своем автомобиле вы обязаны иметь полный комплект ремней. Так что придется докупить и установить недостающие. Причем сделать это надо не столько для выполнения требований ПДД, сколько для того, чтобы в критической ситуации ремни обеспечили людям реальную безопасность.

Если ремни износились и потеряли свою прочность, то, естественно, их следует заменить на новые. Ведь никому не придет в голову прыгать с парашютом, у которого местами перетерлись лямки и стропы. В машине примерно то же самое. «Может, выдержат, а может, нет» — не годится.

7.13. Нарушена герметичность уплотнителей и соединений двигателя, коробки передач, бортовых редукторов, заднего моста, сцепления, аккумуляторной батареи, систем охлаждения и кондиционирования воздуха и дополнительно устанавливаемых на транспортное средство гидравлических устройств.

Разговор идет о том, что машина не должна походить на старое колодезное ведро, из щелей которого то капает, то льется. Обнаружить подтекания из многочисленных агрегатов автомобиля несложно, надо только заглянуть под капот, где места подтекания обрастают слоем дорожной пыли или внимательно посмотреть на следы, которые остаются на асфальте там, где «отдыхала» ваша машина. Сопоставив лужицы и капли на земле с месторасположением узлов и агрегатов автомобиля, вы легко сможете «вычислить», где нарушилась герметичность. А дальше нарушенную герметичность уплотнителей, соединений, крышек и пробок, надо восстановить. Не забывайте о том, что мы дышим испарениями того, что остается на дороге после проезда «прохудившегося» автомобиля.

7.14. Технические параметры, указанные на наружной поверхности газовых баллонов автомобилей и автобусов, оснащенных газовой системой питания, не соответствуют данным технического паспорта, отсутствуют даты последнего и планируемого освидетельствования.

Не стоит доказывать вам опасность, таящуюся в просроченном или неисправном газовом баллоне. Если ваш автомобиль оборудован газовой системой питания двигателя, будет правильно следовать каждому пункту прилагаемой к этому оборудованию инструкции по эксплуатации.

7.15. Государственный регистрационный знак транспортного средства или способ его установки не отвечает ГОСТу Р 50577-93.

Если регистрационный номерной знак был поврежден при аварии или утерян, не надо заказывать его копию у ближайшего жестянщика. Обратитесь в отделение ГИБДД с заявлением и получите легальные знаки, отвечающие требованиям стандарта.

Если номерные знаки с вашего автомобиля были украдены, не стоит делать большую паузу перед визитом в ГИБДД. Иначе кто-нибудь из «криминального мира» может воспользоваться вашими знаками в своих неблаговидных целях, а вы потом будете долго доказывать свою кристальную чистоту и невинность.

7.18. В конструкцию транспортного средства внесены изменения без разрешения Государственной инспекции безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации или иных органов, определяемых Правительством Российской Федерации.

А здесь о том, что прежде чем проявлять «творчество» в модернизации своего автомобиля, сначала надо уточнить в ГИБДД, можно ли воплотить в жизнь ваши задумки.

Запрещается движение при неисправности сцепного устройства (в составе автопоезда).

Об этом разговор уже был, но повторить будет нелишне. При обнаружении неисправности сцепного устройства перед началом поездки или уже в пути дальнейшее движение с прицепом категорически запрещено.

ВВЕРХ:

 

Рассматриваются устройство, техническое обслуживание
и ремонт отечественных грузовых и легковых автомобилей на
примере базовых моделей как с классической, так и с переднеприводной схемой компоновки. Приводятся основы организации технического обслуживания и ремонта автомобилей.
Даны сведения о видах, причинах возникновения, способах
обнаружения и устранения основных неисправностей агрегатов, механизмов и систем автомобиля. Приведены требования
по организации рабочего места, безопасности труда и противопожарным мероприятиям.
Учебное пособие может быть использовано при начальном профессиональном обучении по специальности «Слесарь
по ремонту автомобилей».  

Скачать

6.72 Mb

Посмотреть онлайн файл: avtoslesar-ustrojstvotehnicheskoe-obsluzhivanie-i-remont-avtomobilej.pdf

                    БИБЛИОТЕКА АВТОМОБИЛИСТА
Серия «Библиотека автомобилиста»
С. В. Березин
Справочник автомеханика
2-е издание
Ростов-на-Дону «Феникс»
2008
УДК 629.3(035)
ББК 39.33—08я2
КТК 262
Б48
Справочник подготовлен совместно с ООО «Авангард БУКС»
Березин С. В.
Б48 Справочник автомеханика / С. В. Березин. — 2-е изд. — Ростов н/Д : Феникс, 2008. — 346, [2] с. : ил. — (Библиотека автомобилиста).
ISBN 978-5-222-13261-6
В справочнике рассказывается об основных российских автомрбилях, их классификации, устройстве двигателей и их составных частей. Подробно рассмотрен кривошипно-шатунный механизм, система охлаждения, питания двигателя, впрыскивания топлива и др. Освещены вопросы электрооборудования, газобаллонной аппаратуры. Детально описана трансмиссия, рулевое управление, тормозные механизмы.
Справочник подробно описывает не только устройство автомобиля и его основных механизмов, но и способы его грамотной эксплуатации и ремонта.
Данная книга будет полезна студентам, обучающимся на факультете автомеханики, учащимся колледжей и техникумов, а также многочисленным любителям и профессионалам.
ISBN 978—5—222-213261-6
УДК 629.3(035)
ББК 39.33—08я2
© С. В., Березин, текст, 2008
©ООО «Феникс», оформление, 2008
Оглавление
Введение............................9
Основные российские автомобилестроительные производственные
объединения..................9
Классификация подвижного состава автомобильного транспорта..................12
Классификация грузовых автомобилей.................13
Классификация легковых автомобилей.................14
Классификация автобусов.....15
Принятая при расчетах система единиц..............17
Основные требования, предъявляемые при разработке новых автомобилей...........18
Справочник автослесаря
Основные части и агрегаты автомобиля..................19
Глава 1. Общее устройство двигателя.22
Классификация двигателей....22
Общее устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя.
Основные конструктивные параметры двигателя.........25
Рабочие циклы четырехтактного карбюраторного одноцилиндрового двигателя..28
Рабочие циклы четырехтактного дизеля......31
Порядок работы многоцилиндрового двигателя...................33
Глава 2. Основные части двигателя...35
Кривошипно-шатунный механизм....................35
Механизм газораспределения..47
4
Оглавление
Смазочная система...........56
Система охлаждения..........65
Система питания карбюраторных двигателей легковых автомобилей........72
Система питания карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и автобусов.................89
Электронные системы впрыскивания топлива........93
Приборы топливоподачи: топливные бак, фильтры, насос. Воздухоочиститель, газопроводы................97
Система питания дизелей....104
Глава 3. Электрооборудование......119
Система электроснабжения и потребители электроэнергии.............119
Источники тока (аккумуляторы, генераторные установки, регуляторы напряжения)................120
5
Справочник автомеханика
Система зажигания..........135
Основные элементы системы зажигания..................144
Электрическая система пуска......................151
Глава 4. Газобаллонная аппаратура..157
Газовое топливо............157
Состав газобаллонной аппаратуры легковых автомобилей................159
Глава 5. Шасси и органы управления .... 175
Трансмиссия................175
Ходовая часть (несущая система, управляемый мост и подвеска)................203
Рулевое управление.........219
Тормозная система. Общие сведения.............229
Тормозные механизмы и приводы..................230
6
Оглавление
Приборы гидравлических приводов.....................240
Приборы пневматических приводов.....................246
Многоконтурный пневматический привод........252
Приборы многоконтурного пневматического привода......255
Кузов и его оборудование.....268
Глава 6. Теория и расчет двигателей.272
Теоретические и действительные циклы.......272
Анализ рабочих процессов действительного цикла........275
Показатели, характеризующие работу двигателя.............294
Тепловой баланс двигателя, теплоис пользование..........301
Кинематика и динамика механизмов двигателя.........304
7
Справочник автослесаря
Глава 7. Теория автомобиля........315
Действующие на автомобиль силы.......................315
Тяговая динамика автомобиля.................328
Тормозная динамика автомобиля.................336
Топливная экономичность автомобиля.................339
Глава 8. Основы эксплуатации автомобиля........................342
Эксплуатационные свойства автомобиля.................342
Техника-экономические показатели автомобиля......344
Факторы, влияющие на расход топлива и смазочных матерйалов.....346
Литература........................348
Введение
Основные российские автомобилестроительные производственные объединения
В настоящее время процесс массовой автомобилизации страны происходит наиболее стремительно, интенсивность дорожного движения постоянно растет, расширяется производство и осваивается выпуск новых типов специализированных автомобилей. В результате этого автомобильный транспорт занимает значительное место в транспортной системе России.
Первые автомобили начали выпускать в России на заводе «Руссо-Балт» (Русско-Балтийском вагонном заводе) в Риге в 1908 году. Всего этот завод выпустил 700 легковых и спортивных автомобилей марки «Руссо-Балт» мощностью 15—65 лошадиных сил (11—48 кВт), грузоподъемностью 1—4 т, которые могли развивать скорость до 100 км/ч.
В советские времена массовым производством автомобилей занимались следующие автозаводы: Запорожский автозавод «Коммунар», Волжский автозавод имени 50-летия СССР, Московский автозавод
9
Справочник автомеханика
имени Ленинского комсомола (АЗЛК) и имени И.А. Лихачева, Ижевский и Горьковский автозаводы; легковые автомобили повышенной проходимости выпускали Ульяновский автозавод имени В.И. Ленина, Луцкий и Волжский автозаводы; грузовые автомобили выпускали Московский имени И.А. Лихачева, Горьковский, Уральский, Камский автозаводы, автозаводы разный социалистических республик: Минский, Кутаисский, Могилевский, Кременчугский, Белорусский. Они выпускали автомобили следующих широко известных марок (название соответствует аббревиатуре автозавода); «Москвич», ЗИЛ, ГАЗ, УАЗ, КамАЗ, ВАЗ и другие.
Распад Советского Союза привел к спаду производства автомобилестроительной отрасли промышленности. В настоящее время как во всей экономике России, так и в автомобилестроительной отрасли происходят положительные сдвиги, создаются новые марки автомобилей, совершенствуются суще
ствующие конструкции, позволяющие экономить топливо и обладающие большей надежностью и работоспособностью.
Среди наиболее успешно действующих в настоящее время автомобилестроительных предприятий следует назвать такие акционерные общества, как ВАЗ (бывший Волжский автозавод), ГАЗ (бывший Горьковский автозавод), ИЖ (бывший Ижевский автозавод), ЗИЛ (бывший автозавод имени Ленина).
ГАЗ: выпускает легковые автомобили марок ГАЗ—3102, —3110, —31105 «Волга», грузовые автомобили, расширяет производство грузовых автомо-
10
Введение
оилрй малой массы «ГАЗель», «Соболь», выпускает автомобили, работающие на сжиженном пропан-оутане. В настоящее время налажен серийный выпуск двухосных заднеприводных автомобилей с бортовой платформой ГАЗ—3307 и ГАЗ—3309, полноприводных автомобилей с кабиной капотного типа марки «Садко» (ГАЗ—33097, —3308).
ВАЗ: выпускает заднеприводные автомобили (легковые) малого класса (ВАЗ—2105, —2107); переднеприводные автомобили (ВАЗ—2110, — 21] 1, -2112); автомобили марки «Самара-Лада» (ВАЗ-2114, —2115), «Лада-Калина» (на базе ВАЗ—2109, 21099, —2110), к которым относятся ВАЗ—1117, 1118, —1119. Предприятие сотрудничает с зарубежными фирмами, результатом этого сотрудничества стала модель «Шевро-Нива» и ее модификации.
ИЖ: выпускаются грузовые автомобили особо малой грузоподъемности с различными модификациями кузова, полноприводной «пикап» ИЖ—27171, легковые автомобили малого класса ИЖ—2126 «Ода», ИЖ-21261.
ЗИЛ: выпускает следующие современные базовые модели: ЗИЛ—4314, -4315,-4333, на основе которых выпускаются тягачи с бортовыми платформами, имеющие различные эксплутационные свойства (грузоподъемность, проходимость и др.). На базе автомобиля «Бычок» (ЗИЛ—5301, двигатель — турбонаддувный дизель Д—245.12) выпускается почти четыре десятка модификаций машин (работают без прицепов), которые могут быть переоборудованы для выполнения спецработ.
Кроме перечисленных предприятий в России (В Москве, Нижнем Новгороде, Калининграде и др.)
11
Справочник автомеханика
возникли и новые предприятия, специализирующиеся на выпуске иномарок (легковых автомобилей иностранных марок).
Автобусный парк России увеличивается за счет машин из стран — бывших республик Советского Союза, венгерских «Икарусов». Но наряду с этим и в России создаются новые марки автобусов и микроавтобусов, улучшаются давно выпускаемые модели ПАЗ-ов, ЛиАЗ-ов и др.
Классификация подвижного состава автомобильного транспорта
Подвижной состав автомобильного транспорта можно классифицировать следующим образом: весь подвижной состав можно разделить на транспортный и специальный.
Специальный подвижной состав предназначен для выполнения в основном нетранспортных работ, к нему относятся автомобили со специальными кузовами: автокраны, пожарные и коммунальные автомобили, санитарные, автомастерские; спортивные автомобили; прицепы и полуприцепы (не транспортные).
Транспортный состав делится на грузовой и пассажирский.
К пассажирскому подвижному составу относятся легковые автомобили, автобусы. Пассажирские прицепы и полуприцепы можно классифицировать и как грузопассажирский состав.
К грузовому подвижному составу относятся грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы, тягачи, специализированные автомобили для перевоз
12
Введение
ки различные грузов (самосвалы, цистерны, контейнеровозы и т. п.).
Классификация грузовых автомобилей
Грузовые автомобили классифицируются следующим образом:
по назначению: общего назначения (перевозят любые не жидкие грузы, а жидкости — только в таре, кузов — платформа с бортами) и специализированные (предназначены для перевозки определенных типов грузов: различные цистерны, самосвалы, для перевозки скота и т. п.);
по проходимости: обычной (дорожной, для дорог с асфальтобетонным покрытием, наиболее распространены), повышенной и высокой проходимости (для бездорожья или тяжелых дорожных условий);
по приспособленности к климатическим условиям: автомобили для умеренного, холодного (северного) и жаркого (тропического) климата (автомобили для холодного и жаркого климата выпускаются на базе автомобилей для умеренного климата);
по характеру использования: одиночные и тягачи (автопоезда). Автопоезд — это грузовой автомобиль с одним или несколькими прицепами (или полуприцепами).
Обозначения (индексы), применяемые для базовых моделей грузовых автомобилей, состоят из обозначения завода-изготовителя и четырех цифр, первая из которых обозначает класс автомобиля,
13
Справочник автомеханика
вторая — вид автомобиля, а две последние — номер модели (от 01 до 99).
Различается семь классов грузовых автомобилей (в зависимости от полной массы автомобиля):
Полная масса, т	ДО 1,2	от 1,2 ДО 2	от 2 ДО 8	от 8 Д014	от 14 ДО 20	от 20 до 40	свыше 40
Класс	1	2	3	4	5	6	7
Для обозначения вида грузового автомобиля используются следующие цифры:
Вид	бортовой	тягач	самосвал	цистерна	фургон	резерв	специальный
Соответствующая цифра	3	4	5	6	7	8 (пока не используется)	9
Например, запись ЗИЛ—4314 означает, что завод-изготовитель — ЗИЛ, его масса от 8 до 14 т, платформа бортовая, модель 14.
Общее число колес п и число ведущих колес т указывается колесной формулой тгхт, например запись 6x4 означает, что общее число колес — 6, ведущих — 4.
Классификация легковых автомобилей
Легковые автомобили (вместимость не более 8 человек) классифицируются по массе неснаряжен-ного автомобиля (т. е. без водителя, пассажира, топлива, охлаждающей жидкости, инструмента, запасного колеса) и рабочему объему двигателя следующим образом:
14
Введение
Класс автомобиля	Группа	Индекс	Предельные значения	
			Рабочий объем двигателя, л	Масса незаряженного автомобиля, кг
особо малый	1	11	до 0,849	до 649
	2		от 0,85 до 1,099	от 650 до 799
малый	1	21	от 1,1 до 1,299	от 800 до 899
	2		от 1,3 до 1,499	от 900 до 1049
	3		от 1.5 до 1,799	от 1050 до 1149
средний	1	31	от 1,8 до 2,499	от 1150 до 1299
	2		от 2,5 до 3,499	от 1300 до 1499
большой	1	41	от 3,5 до 4,499	от 1500 до 1900
	2		более 5,0	не регламентируется
высший	-	41	не регламентируется	
Выпускаются легковые автомобили дорожной и повышенной проходимости.
Обозначения базовых моделей легковых автомобилей состоят из названия завода-изготовителя, затем индекса, соответствующего рабочему объему двигателя (первые две цифры), последние две цифры — номер модели. Например, запись ВАЗ—2105 означает, что завод-изготовитель ВАЗ, относится к малому классу с объемом двигателя от 1,1 до 1,799 л, модель — 05. Для обозначения модификаций к этой записи добавляется пятая цифра.
Классификация автобусов
Автобусами считаются автомобили, вмещающие более восьми человек (включая водителя). Они классифицируются:
•	по назначению: городские (внутригородские и пригородные), местного сообщения (перевозка
15
Справочник автомеханика
пассажиров по области), междугородные и туристические;
•	по форме кузова: бескапотные (или вагонного типа, длина кузова увеличена и сам кузов выполнен из двух или трех шарнирно соединенных частей), капотные и короткокапотные;
•	по расположению двигателя: возможно переднее или заднее расположение двигателя, бывают двигатели с противолежащими цилиндрами (расположены между лонжеронами рамы);
•	по колесной формуле: полноприводные (4x4, 6x6) и неполноприводные (4x2, 6x4, 8x4);
•	по пассажировместимости: в зависимости от длины существует пять классов пассажировместимости:
Габаритная длина, м	ДО 5,0	от 6,0 До 7,5	от 8,0 До 9,5	от 10.5 Д012,0	от 16,5 до 24,0 и сочлененные автобусы
класс название	особо малый	малый	средний	большой	особо большой
обозначение	2	3	4	5	6
•	по этажности: одноэтажные, РД -этажные (окна и крыша приподняты над частью кузова), полутораэтажные (надстройка в виде этажа в задней части кузова), двухэтажные;
•	по герметизации кузова: закрытые и открытые кузова.
Этажность и герметизация считаются особенностями устройства кузова.
Обозначения базовых моделей автобусов состоят из названия завода-изготоаителя, затем цифры, соответствующей классу (в зависимости от длины), второй цифры — вид, двух последних — номер модели. Например, запись ЛиАЗ—5256 означает, что
16
Введение
завод-изготовитель — Ликинский автобусный завод, машина относится к пятому классу (большие автобусы) с длиной от 10,5 до 12,0 м, цифра 2 означает, что вид — автобус, а номер модели — 56.
Автобусы создаются на основе базовых грузовых автомобилей, в которых применены специальные автобусные агрегаты (задние мосты, коробки передач и т.д.).
Принятая при расчетах система единиц
В автомобилестроении при разработке конструкции, проведении различных расчетов за основу принимается международная система единиц СИ, но кроме нее часто применяются и другие единицы измерения, соотношения между единицами разных систем для наиболее часто применяемых величин приведены в таблице (точность, приведенная в таблице, довольно часто достаточна при расчетах):
Величина	Размерность единиц в системе		Соотношение между единицами разных систем
	СИ	других системах	
Мощность	Вт	л.с. {лошадиная сила)	1 л.с. = 735,5 Вт
Момент	Н*м	кгс*м	1 кгс-м = 10 Н-м
Масса	кг	кгс-с 2/м	1 кгс’С 2/м = 9,81 кг
Сила	Н	кгс	1 кгс = 10 Н
Давление	Н/м2 (Па)	кгс-см	1 кгс-см = 98066,5 Н/м2
Работа и энергия	Дж	КГС’М	1 кгс«м = 10 Дж
Момент инерции	кем2	КГС’М'С2	1 кгс-М’С2 =9.81 кг'м2
Плотность	кг/м3	КГС’С2/ м4	1 кгС’С2/ м4 = 9,81 кг/м3
Удельный вес	Н/м3	кгс/м3	1 кгс/м 3= 10 Н/м3
Количество теплоты	Дж	кал	1 кал = 4,2 Дж
Удельная теплоемкость	Дж/(кг-К)	ккал/(кг* °C)	1 ккал/(кг* °C) = 4,2 • 10 эДж/(кг-К)
Справочник автомеханика
Основные требования, предъявляемые при разработке новых автомобилей
При разработке новых автомобилей и модернизации старых большое значение уделяется выполнению следующих требований:
•	уменьшение загрязнения окружающей среды выхлопными газами;
•	уменьшение токсичности ОГ; применение более экономичных двигателей, работающих на сжатом и сжиженном газах;
•	снижение уровня шума путем совершенствования глушителей и шин и уменьшения уровня вибраций несущей системы;
•	уменьшение массы автомобиля (в основном для легковых автомобилей);
•	повышение эксплутационных качеств;
•	уменьшение расходов топлива и смазочных веществ;
•	повышение пассивной (уменьшение тяжести последствий ДТП) и активной (снижение вероятности возникновения ДТП) безопасности автомобиля.
Основные части и агрегаты автомобиля
Существующие автомобили (легковые, грузовые, специальные, автобусы) весьма разнообразны конструктивно. Но несмотря на это разнообразие лю
Введение
бой из автомобилей состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова.
Двигатель — это источник механической энергии, приводящей автомобиль в движение, в основном применяются двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива, в результате которого выделяется превращающаяся в механическую работу теплота, происходит внутри, в цилиндрах двигателя. Конструкция двигателей весьма разнообразна.
Шасси — это совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, для передвижения автомобиля и управления им. Оно состоит из трансмиссии, несущей системы (ходовой части) и механизмов управления.
Механизм представляет собой подвижно связанные детали или узлы, совершающие заранее заданные определенные движения (например, кривошипно-шатунный механизм). Простой узел — это связанные между собой каким-либо соединением (заклепочным, сварным, зубчатым и т. д.) детали. Простые узлы соединяются в сложные.
Агрегат — представляет собой несколько соединенных между собой и с базовой деталью механизмов или сложных узлов.
Система — представляет собой совокупность узлов и механизмов, выполняющих определенные функции при взаимодействии друг с другом.
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса и преобразования крутящего момента по величине и направлению. Наиболее распространены механические
19
Справочник автомеханика
трансмиссии различных конструкций. Основные части трансмиссии:
•	сцепление (для временного отключения двигателя от трансмиссии и его плавного включения),
•	коробка передач (для изменения крутящего момента, длительного отключения двигателя от трансмиссии и движения задним ходом),
•	карданная передача (для передачи крутящего момента между валами), у переднеприводных автомобилей карданной передачи нет (в результате уменьшается масса машины и увеличивается объем салона),
•	ведущий мост, состоящий из главной передачи (для увеличения крутящего момента и передачи его под прямым углом), дифференциала (обеспечивает возможность вращения колес с разными скоростями при повороте, на неровных дорогах) и полуоси (для передачи крутящего момента ведущим колесам). Ведущих мостов может быть несколько, у автомобилей повышенной проходимости может быть три ведущих моста.
Несущая система (ходовая часть) состоит из рамы, переднего и заднего мостов (для поддержания рамы и кузова, передачи вертикальной нагрузки на колеса) с амортизаторами и подвеской (для упругой связи между рамой или кузовом с мостами или колесами) и колес (обеспечивают непосредственную связь автомобиля с дорогой). У тягачей к несущей системе относятся седельносцепное устройство. В большинстве легковых автомобилей рама отсутствует.
20
Введение
Механизм управления состоит из рулевого управления (изменяет положение ведущих колес относительно рамы или кузова) и тормозной системы (осуществляет уменьшение скорости автомобиля, остановку и удержание на месте).
Кузов служит для размещения людей или грузов. Кузова легковых автомобилей и автобусов состоят из салона для людей, кузова грузовых автомобилей состоят из грузовой платформы и кабины для людей. Кузова автобусов и легковых автомобилей выполняют функцию рамы в несущей системе
автомашины.
Кроме основного способа размещения двигателя, шасси и кузова возможны и другие варианты, позволяющие реализовать какие-нибудь специальные функции автомобиля. Например, кузова вагонного типа с задним размещением двигателя или полноприводные автомобили с дополнительными ме
ханизмами в трансмиссии.
В автомобилях имеется система электроснабжения, применяемая для питания электрической энергией электрооборудования, для зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Она состоит из источников тока аккумуляторной батареи и генератора (генераторной установки). Основным ис
точником является генератор.
Глава 1. Общее устройство двигателя
Классификация двигателей
Классификация. Двигатель является одной из трех основных частей автомобиля. Большое разнообразие транспортных средств и выполняемых ими функций обусловило создание значительного количества разнообразных двигателей. Все существующие двигатели можно классифицировать следующим образом:
•	но способу смесеобразования различаются двигатели с внутренним (дизели, воспламенение при соприкосновении с нагретым в цилиндре воздухом) и внешним (газовые и карбюраторные, принудительное зажигание от электрической искры) смесеобразованием (то есть, горючая смесь образуется соответственно внутри или вне цилиндров двигателя);
-	по способу выполнения рабочего цикла различаются двух- и четырехтактные двигатели;
-	по числу цилиндров различаются одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые двигатели;
22
Глава 1
•	по расположению цилиндров существуют двигатели с расположением цилиндров в один ряд (вертикально или наклонно) и с расположением цилиндров под углом (V-образные двигатели);
•	по способу охлаждения: существует воздушное и жидкостное охлаждение;
•	по виду применяемого топлива различаются бензиновые (воспламенение смеси электрической искрой), газовые (воспламенение смеси электрической искрой), дизельные (самовоспламенение смеси от высокой температуры или давления), многотопливные (самовоспламенение смеси от высокой температуры или давления), газодизельные двигатели.
Классификация многоцилиндровых двигателей. В настоящее время применяются многоцилиндровые двигатели, которые имеют 4, 6, 8 или 12 цилиндров. Класс двигателя определяется в зависимости от его рабочего объема в соответствии с таблицей (к 1-му классу относится BA3—11113 «Ока»)
Класс	Диапазон рабочего объема, л	Модель двигателя	Рабочий объем, л	Марка автомобиля
2	от 0,85 до 1,1	МеМЗ -245.10	1,09	ЗАЗ-1105,-02288
3	от 1,1 до 1,8	УЗАМ -331.10	1,48	Иж-21261,-2126
4	от 1,8 до 4,0	ЗМЗ -4021.10 ЗМЗ -4062.10	2,445 2,30	ГАЗ-3110,-31105
		ЗМЗ -4061.10	2,30	ГАЗ-3302
		ЗМЗ -4063.10		ГАЗ-2217
5	от 4,0 до 7,0	ЗМЗ -511.10	4,25	ГАЗ-3307
		ЗМЗ -508.10	6,00	ЗИЛ-431410
6	от 7,0 до 10,0	ЗИЛ-645.10	8,74	ЗИЛ -4331
7	от 10,0 до 15,0	КамАЗ -740.10	10,85	КамАЗ -5320
23
Справочник автослесаря
Обозначения двигателей состоят из аббревиатуры завода-изготовителя, далее стоит цифра, соот
ветствующая классу двигателя, вторая и третья цифры — порядковый номер базовой модели (для дизелей начинается с 40), следующая цифра — номер модификации (если имеется). Затем после точки ставится 10 — цифровое обозначение группы двигателей. Например, запись ЗМЗ—4063.10 означает, что завод-изготовитель — Заволжский моторный завод, класс — 4 (т. е. диапазон рабочего объема от 1,8 до 4 л), порядковый номер базовой модели — 06, модификация — 3, двигатель — 10.
Для обозначения деталей и узлов, составляющих двигатель, к обозначению двигателя добавляются еще пять цифр: две первые из них — номер типовой (сборочной) подгруппы (например, 11 — смазочный насос), последние три — номер детали по
каталогу.
Многоцилиндровые двигатели можно представить как несколько соединенных в одно целое одноцилиндровых двигателей, имеющих общий коленчатый вал. Цилиндры могут располагаться в один ряд (однорядная компоновка), при этом оси цилиндров расположены строго вертикально или под небольшим углом к вертикали (не превышающем 20 ), или цилиндры располагаются под значительным углом к вертикали (наиболее часто встречается V-образная двухрядная компоновка). Если угол равен 180°, то двигатель называется оппозитным (с противолежащими цилиндрами). V-образная двухрядная компоновка уменьшает габариты (длину и высоту) двигателя, она применяется в основном на грузовых автомобилях. Например, цилиндры (восемь) двига-
24
Глава 1
геля КамАЗ—5320 расположены в два ряда по ходу автомобиля под углом 90 .
К недостаткам V-образной компоновки следует отнести сравнительно большую ширину и более сложное изготовление.
Общее устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя. Основные конструктивные параметры двигателя
Одноцилиндровый карбюраторный двигатель состоит из следующих основных частей: кривошипно-шатунного механизма, газораспределительный механизм, системы питания, смазки, охлаждения и зажигания (рис. 1).
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала (кривошип — звено, вращающееся вокруг неподвижной оси, шатун — звено, которое совершает сложное движение параллельно некоторой плоскости).
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного наполнения цилиндра горючей смесью (бензиновоздушной) и удаления из цилиндра продуктов сгорания. Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала. Верхняя головка шатуна соединяется с поршнем поршневым пальцем, нижняя головка — с коленчатым валом, который вращается в расположенных
25
Справочник автослесаря
10
Рис. 1. Одноцилиндровый карбюраторный двигатель. Основные детали кривошипа о-шату иного механизма: 1 — зубчатые колеса; 2 — распределительный вал, 3 — толкатели, 4 — штанги; 5 — поршень (перемещается в цилиндре вверх-вниз); 6 — головка (выполняет роль крышки для цилиндра); 7 — выпускной газопровод с глушителем шума выпуска; 8 — коромысло; 9 — пружины; 10 — карбюратор; 11 — впускной и 13 — выпускной клапаны; 12 — свеча зажигания; 14 — поршневые кольца;
15 — рубашка охлаждения, насос, термостат, вентилятор, радиатор; 16 — поршневой палец; 17 — цилиндр;
18 — шатун; 19 —маховик; 20 — картер;
21 — коленчатый вал; 22 — поддон
Глава 1
г. картере подшипниках (картер отливается как одно целое с цилиндром). На заднем конце коленчатого вала установлен маховик. Снизу двигатель закрыт поддоном, который применяется и как резервуар для масла.
Система питания предназначена для приготов-лрпия горючей смеси, подачи ее в цилиндр, отвода продуктов сгорания. Основные детали: карбюратор (в нем топливо смешивается с воздухом), топливный насос, фильтры (для очистки воздуха и топлива), топливный бак, выпускной газопровод с глушителем шума выпуска.
Система смазки предназначена для обеспечения смазкой трущихся деталей, кроме этого смазка охлаждает соприкасающиеся поверхности и очищает их. Основные детали: масляный насос, фильтры для очистки масла, маслоподводящие каналы, радиатор для охлаждения масла.
Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима путем регулируемого отвода тепла. Основные детали жидкостной системы охлаждения:
Система зажигания предназначена для воспламенения горючей смеси в цилиндре. Основные детали: источник электрической энергии, катушка зажигания (преобразует ток низкого напряжения в ток высокого напряжения), прерыватель тока, провода.
Основные конструктивные параметры: диаметр цилиндра, число цилиндров, ход поршня.
При работе двигателя за один оборот коленчатого вала поршень передвигается от своего верхнего положения (верхней мертвой точки) до нижнего положения (нижней мертвой точки) и обратно.
27
Справочник автослесаря
Ход поршня S — это расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки S = 2R, где R — радиус кривошипа.
Камера сгорания Vc — это объем над днищем поршня, находящимся в верхней мертвой точке поршнем.
Рабочий объем Vh — пространство цилиндра между верхней и нижней мертвыми точками
Vh = kD2S/4, где D — диаметр цилиндра.
Для многоцилиндрового двигателя рабочий объем равен
Ул = nD2Si/4, где i — число цилиндров.
Полный объем цилиндра Va — сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема Va = Vc 4- Vh.
Степень сжатия е — отношение полного объема к объему камеры сгорания
Рабочие циклы четырехтактного карбюраторного одноцилиндрового двигателя
В настоящее время в автомобилях используются четырехтактные двигатели. Двухтактные двигатели (рабочий цикл совершается за один оборот коленча
28
Глава 1
того вала, т. е. за два хода поршня) потребляют достаточно много топлива, неэкономичны, поэтому в автомобилях они не применяются. Двухтактные двигатели применяются на мотоциклах, тракторах.
Такт — процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня.
Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на следующем: поступающая через клапан 1 (рис. 2) горючая смесь (бензин с воздухом) с помощью свечи воспламеняется. В результате сгорания температура резко возрастает, при этом происходит резкое повышение давления, газ, расширяясь, толкает поршень, который приводит в движение коленчатый вал. Часть внутренней энергии газов переходит в механическую энергию, совершается механическая работа, вследствие этого газы охлаждаются. Отработавшие газы выпускаются через клапан 2.
1 2 з
<0 б) в) г)
Рис. 2. Принцип действия двигателя внутреннего сгорания.
1, 2 — клапан; 3 — свеча
В четырехтактном двигателе один рабочий цикл совершается за четыре такта (хода поршня): впуск, сжатие, расширение, выпуск. Один ход поршня
29
Справочник автослесаря
соответствует половине оборота коленчатого вала. Более подробно о работе двигателя: первоначальное вращение (для осуществления первого такта впуска) коленчатый вал получает от стартера, затем следуют такты в последовательности: впуск, сжатие, расширение, выпуск.
1.	Такт впуска (рис. 2, а): сначала поршень находится в верхней мертвой точке, затем за первый полуоборот коленчатого вала поршень перемещается к нижней мертвой точке. При этом создается разряжение (до 0,095 МПа), которое приводит к тому, что через открытый впускной клапан 1 (выпускной клапан 2 закрыт) горючая смесь засасывается в цилиндр, смешивается с оставшимися от предыдущего цикла продуктами сгорания (получается рабочая смесь). В конце такта температура смеси может достигнуть 125°С. Мощность двигателя зависит от коэффициента наполнения цилиндра горючей смесью: чем лучше наполнение, тем выше мощность.
2.	Такт сжатия (рис. 2, б): второй полуоборот коленчатого вала приводит к перемещению поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. При этом происходит сжатие горючей смеси при обоих закрытых клапанах, в результате температура смеси может повыситься до 550С, а давление — до 1,8 МПа.
3.	Такт расширения, или рабочий ход (рис. 2, в): по окончании сжатия рабочая смесь от искры в свече зажигания воспламеняется, быстро сгорает. При этом происходит резкое повышение температуры (до 2500°С) и давления (до 5,0 МПа), в результате чего поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю. При расширении связанный с пор-
30
Глава 1
пшсм шатун 4 совершает сложной движение, приводящее к вращению коленчатого вала. В конце гакта открывается выпускной клапан 2, через который отводятся отработавшие газы. В результате температура понижается до 1200С, а давление — до 0,65 МПа. В такте расширения совершается полезная работа.
4.	Такт выпуска (рис. 2, г): при открытом выпускном клапане коленчатый вал перемещает поршень от нижней мертвой точки к верхней мертвой чочке выталкивая из цилиндра продукты горения. Данный процесс происходит при давлении, превышающем атмосферное. Отработавшие газы далее через трубопровод и глушитель поступают в атмосферу. В конце такта температура падает до величины 500—600°С, а давление — до 0,11—0,12 МПа. Полностью цилиндр от продуктов горения не успевает очиститься, их остатки становятся частью рабочей смеси для последующего такта впуска.
При рабочем ходе (такт расширения) происходит накопление маховиком двигателя энергии, которая затем используется для начала следующего рабочего цикла (последующего такта впуска).
Рабочие циклы четырехтактного дизеля
В дизельном двигателе смесеобразование происходит иначе, чем в карбюраторном. Но рабочий цикл также состоит из четырех тактов.
1.	Такт впуска: за первый полуоборот коленчатого вала поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. При этом
31
Справочник автослесаря
в цилиндре создается разряжение (до 0,095 МПа), которое приводит к тому, что через открытый впускной клапан 1 (выпускной клапан 2 закрыт) атмосферный воздух засасывается в цилиндр. Температура равна 40—60 С.
2.	Такт сжатия: при обоих закрытых клапанах поршень передвигается от нижней мертвой точки к верхней, воздух сжимается. Температура воздуха при этом может достигать 700 С, а давление — 5 МПа (температура должна быть выше температуры самовоспламенения топлива).
3.	Такт расширения (рабочий ход): при достижении поршнем верхней мертвой точки в цилиндр через специальную форсунку топливные насос производит впрыскивание топлива (мелко распыленного). Смешиваясь с горячим воздухом, топливо самовозгорается. В результате горения температура и давление резко возрастают (соответственно до величин 1850С и 11,0 МПа), поршень передвигается от верхней мертвой точки к нижней, совершая полезную работу. В конце такта температура и дав
ление понижаются соответственно до величин 700-900 С и 0,3-0,5 МПа.
4.	Такт выпуска: выпускной клапан открыт, передвигаясь от нижней мертвой точки к верхней, поршень выталкивает из цилиндра отработавшие газы. Температура и давление еще более снижаются (соответственно до величин 500—700 С и 0,12 МПа).
Далее рабочий цикл повторяется.
32
Глава 1
Порядок работы многоцилиндрового двигателя
Порядок работы многоцилиндрового двигателя зависит от типа двигателя (расположения цилиндров) и от количества цилиндров в нем.
Порядок работы — последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах в течение рабочего цикла. При вращении коленчатого вала за два его оборота (720) количество тактов расширения равно количеству цилиндров, и они чередуются через угловой интервал, равный 7207п, где п — количество цилиндров. Например, если в двигателе шесть цилиндров, то такты расширения (рабочие ходы) повторяются через угол поворота коленчатого вала в 120°.
Например, четырехцилиндровый рядный двигатель автомобиля «Волга» ГАЗ-3110 имеет порядок работы 1—2—4—3, то есть чередование тактов происходит в следующей последовательности (указана в таблице):
Полуоборот коленчатого вала	Угол поворота вала, град	Цилиндр			
		1	2	3	4
первый	0—180	расширение	выпуск	впуск	сжатие
второй	180 -360	сжатие	расширение	выпуск	впуск
третий	360 -540	выпуск	впуск	сжатие	расширение
четвертый	540 -720	впуск	сжатие	расширение	выпуск
В зависимости от последовательности открытий-закрытий клапанов цилиндров порядок работы может быть разным при одинаковом расположении кривошипов коленчатого вала.
2. Зак. 47
33
Справочник автослесаря
В четырех цилиндровых двигателях рабочие ходы (такты расширения) не перекрываются. В шестицилиндровых и восьмицилиндровых двигателях происходит перекрытие рабочих ходов. В них расположение кривошипов таково, что такты не могут начинаться и кончаться одновременно, они смещаются на некоторый угол. Например, в шестицилиндровом рядном двигателе при парном расположении шатунных реек в трех плоскостях такты в одной паре смещены на 120°, а такты расширения перекрываются на 1/3 хода поршня. В восьмицилиндровом V-образном двигателе возможно перекрытие рабочих ходов на 1/2 хода поршня. Перекрытие рабочих ходов способствует более равномерному вращению коленча
того вала, уравновешиванию возникающих сил инер-. ции.
Наиболее распространенный порядок работы для шестицилиндрового карбюраторного двигателя — 1—5—3—6—2—4, для дизеля (V—образный с развалом цилиндров под углом 90°) — 1-4—2—5—3—6. Для восьмицилиндровых двигателей распространен порядок 1—5—4—2—6—3—7—8.
Глава 2 Основные части двигателя
Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм состоит из подвижных и неподвижных деталей.
К подвижным деталям относятся: поршни в сборе с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, колончатый вал, маховик.
К неподвижным деталям относятся: блок ци-шндров, цилиндры, головка блока или цилиндров, поддон картера.
1.	Подвижные детали
Поршень состоит из трех основных частей (рис, 3): t — днища, 5 — уплотняющей и 6 — направляющей части (юбки). Он изготавливается из алюминиевого или кремнисто-алюминиевого сплава, что позволяет значительно уменьшать массу двигателя в делом.
35
Справочник автомеханика
Рис. 3. Устройство поршня:
1 — углубление; 2 — бобышка; 3 — кольца; 4 — днище;
5 — уплотняющая часть; 6 — направляющая часть (юбка)
Днище разных двигателей имеет разнообразную форму: плоскую (наиболее распространены на карбюраторных двигателях, например на двигателях ЗМЗ), выпуклую (для большинства автомобилей ИЖ), фасонную (например, на дизелях). Оно в совокупности с головкой цилиндра (ее внутренней частью) составляет камеру сгорания, которая воспринимает давление расширяющихся газов.
В уплотняющей части проточены канавки для поршневых колец и юбки. Днище и уплотняющая часть — головка поршня, на ней расположены кольца (маслосъемные и компрессионные), количество которых соответствует определенной частоте вращения коленчатого вала и типу двигателя.
Диаметр головки поршня меньше диаметра направляющей части, а зазор между головкой и стенками цилиндра равен 0,4—0,6 мм. Это объясняется возникновением высоких температур при работе двигателя.
36
Глава 2
Между юбкой и зеркалом цилиндра также имеется зазор (от 10,04 до 0,08 мм при 80—90 С), который позволяет поршню свободно перемещаться.
Юбка имеет форму конуса, сечение которого является овалом. На ней. расположены П- или Т-образные прорези, обеспечивающие юбке пружинящие свойства, а холодному двигателю — работу без
стука и предупреждающие заклинивание при нагревании (у двигателей для автомобилей ВАЗ и УАЗ вместо прорезей в тело поршня заливается терморегулирующее кольцо или термокомпенсационная стальная пластина, у двигателей для дизелей прорезей тоже нет). Поршень в цилиндре устанавливается так, чтобы на прорези не действовало боковое давление при расширении (во время рабочего хода). Для охлаждения на внутренней стороне юбки расположены ребра. Там же располагаются бобыш
ки, в которых имеются отверстия для поршневого пальца. Отверстия под поршневой палец смещается по ходу движения на 1,5 мм вправо (для уменьшения стука и перекашивания).
Для предотвращения задиров юбка поршня монет быть покрыта тонким слоем олова или на поршне около торцов поршневого пальца делаются углубления, которые выполняют роль холодильников (отводят тепло).
Поршневые кольца разделяются на маслосъемные и компрессионные (рис. 4). Они предназначены для уплотнения, обеспечения герметичности, отвода тепла, масла. Изготавливаются из легированного чугуна или специальной стали. Имеют форму плоской разрезной пружины с зазором (замком), который предназначен для удобства установки
37
Справочник автомеханика
и свободного расширения при высоких температурах. Для повышения износостойкости верхнее поршневое кольцо подвергается хромированию, а остальные покрываются тонким слоем олова или молибдена.
Кольца устанавливаются таким образом, чтобы замки соседних колец были бы смещены относительно друг друга на некоторый угол (90—180 ). Если имеется чугунное маслосъемное кольцо, то замки всех колец смещаются на 90° относительно друг друга. При наличии составных маслосъемных колец только замки компрессионных колец смещаются на равные углы.
Рис. 4. Компрессионные кольца:
1 — компрессионные кольца; 2 — маслосъемные кольца;
3 — стальные концевые диски; 4 — осевой расширитель;
5 — радиальный расширитель
38
Глава 2
Компрессионные кольца предназначены для уплотнения поршня в гильзе цилиндра. При установке компрессионные кольца сжимаются, что обеспечивает плотное прилегание их к поверхности цилиндра. Кольца располагаются в канавках поршня так, чтобы выточки на внутренней поверхности кольца были бы обращены вверх (в сторону днища). Нижнее компрессионное кольцо устанавливается так, чтобы конусность его наружной поверхности была обращена вниз. Изначально кольца подбираются с зазором 0,02—0,07 мм по высоте.
Маслосъемные кольца предназначены для удаления излишков масла со стенок цилиндра и дальнейшего отвода их в поддон картера. В канавках поршня, предназначенных для установки этих колец, имеются отверстия, предназначенные для попадания масла внутрь поршня.
Часто применяются составные маслосъемные кольца (например, встречаются на двигателях для автомобилей ГАЗ, УАЗ, ЗИЛ).
Зазор в замке равен:
1)	для верхних компрессионных колец 0,25— 0,60 мм;
2)	для нижних компрессионных колец 0,15— 0,40 мм;
3)	для чугунного маслосъемного кольца 0,25— 0^60 мм;
4)	для составных маслосъемных колец 0,8—1,4 мм.
Поршневой палец предназначен для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна. Изготавливается полым (в виде толстостенной трубки). Для того чтобы пальцы надежно работали при передаче больших усилий, они изготавливаются из
39
Справвчник автомеханика
сталей (легированных или углеродистых), подвергаются цементизации или закалке высокочастотными токами.
С шатуном поршневые пальцы соединяются по-разному. В зависимости от этого пальцы разделяются на закрепленные и плавающие (наиболее распространены). Плавающие пальцы устанавливаются так, чтобы могли свободно вращаться в бобышках и втулке, находящихся в верхней головке шатуна. Для исключения появления (из-за разного материала сопрягаемых деталей) стуков в бобышках при работе двигателя пальцы устанавливаются с натягом 0,005—0,015 мм (при 80—90°С).
Шатун предназначен для передачи усилий от поршня к коленчатому валу, изготавливается из легированной или углеродистой стали. При такте расширения (рабочего хода) он передает усилия, возникающие от давления газов на поршень, к валу, а при вспомогательных тактах (впуск, сжатие, выпуск) передает усилия от вала к поршню.
Нижняя головка и крышка соединяются болтами, затянутыми гайками, и стопорят шплинтами (или контргайками, шайбами).
Стальные вкладыши устанавливаются в нижнюю головку. Изнутри они покрываются тонким слоем антифрикционного оловянисто-алюминиево-го сплава. Отогнутые усики (выступы) служат для предотвращения проворачивания и осевого смещения, они упираются в пазы шатуна и его крышки. Для впрыскивания масла во вкладыше, как и в нижней головке, имеется отверстие.
40
Глава 2
Рис. 5. Шатун:
1 — гайки; 2 — зажим; 3 — крышки; 4 — нижняя головка;
5 — болты; 6 — шплинты; 7 — поршень; 8 — верхняя головка; 9 — стержень; 10 — стальные вкладыши;
И — отогнутые усики
Во время работы двигателя шатун совершает сложные движения: возвратно-поступательное вдоль оси цилиндра и качательное относительно оси поршневого пальца.
В многоцилиндровых двигателях разница в массе шатунов должна быть не более 6 г (для уравновешенности).
Коленчатый вал предназначен для восприятия передаваемых шатунами усилий и преобразования их в крутящий момент, который затем трансмиссией передается колесам автомобиля. Изготавливаются из
41
Справочник автомеханика
легированных сталей (штамповкой) или магниевых чугунов (отливкой).
Основными частями коленчатого вала являются (рис. 6):
Рис. 6. Коленчатый вал:
1 — носок (передний конец коленчатого вала);
2 — шатунная шейка; 3 — противовесы (освобождают коренные подшипники от центробежных сил, возникающих при высоких частотах вращения вала); 4 — вкладыши;
5 — маховик; 6 ~ фланец; 7 - - коренная шейка; 8 — щеки
Щеки и противовесы изготавливаются как одно целое (или соединяются болтами). В щеках имеются каналы для подвода масла, которые служат и грязеуловителями, собирают из масла частицы изнашивания. Задний конец коленчатого вала имеет отверстие для установки подшипника ведущего вала коробки передач и фланца для крепления маховика.
Шатунная шейка и щека составляет кривошип (или колено).
Вал, у которого коренные шейки расположены с обеих сторон от шатунной шейки, называется
42
Глава 2
полноопорным. Такие валы расположены, например, на автомобилях ВАЗ—2110, —2112, ЗИЛ—508. Они способствуют повышению работоспособности всего кривошипно-шатунного механизма. В разных двигателях количество коренных шеек разное, например, в V-образном восьмицилиндровом коренных шеек пять, а в шестнадцатицилиндровом их может быть 4 или 7. Количество шатунных реек совпадает с количеством цилиндров.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников одинаковы по конструкции, различаются только размерами, покрываются антифрикционным сплавом, обеспечивающим высокие антизадирные свойства. Они устанавливаются в выемках верхней части картера и в крышках коренных подшипников.
Маслоотражатели и самоподжимные сальники, установленные на концах коленчатого вала, служат для предотвращения утечки масла из картера двигателя (на легковых автомобилях они устанавливаются на переднем конце вала или и на переднем и на заднем концах).
Задняя шейка коленчатого вала снабжена маслоотгонной канавкой, имеющей спиральную форму, и маслосбрасывающим гребнем, от которого через специальные отверстия масло попадает в поддон картера.
К коленчатому валу крепится маховик (непосредственно или на фланце).
Маховик предназначен для вывода поршней из верхней и нижней мертвых точек, для обеспечения равномерности вращения вала на малых частотах, для передачи крутящего момента трансмиссии, для облегчения пуска двигателя, уменьшения
43
Справочник автомеханика
перегрузок в начале движения автомобиля. Изготавливается из чугуна, балансируется в сборе с коленчатым валом, при установке центрируется на фланце, к которому он крепится (на некоторых автомобилях, например, на КамАЗ—740, маховик крепится к коленчатому валу.
Для возможности вращения коленчатого вала стартером при пуске на его ободе имеется зубчатый венец. Часто на маховик наносятся метки, соответствующие верхней мертвой точке поршня первого цилиндра, кроме этих меток могут наносится и другие установочные метки. К маховику крепится механизм сцепления.
2.	Неподвижные детали
Блок цилиндров представляет собой массивный литой корпус, на котором монтируются различные механизмы и системы двигателя. Рабочая поверхность цилиндров является направляющей при движении поршня и предназначена для совершения в ней рабочего цикла двигателя. Изготавливается отливкой из чугуна (например, для двигателей ВАЗ, ЗИЛ, КамАЗ) или алюминиевого сплава (например, для двигателей ГАЗ, ИЖ, ЗМЗ). Плоскость разъема блока цилиндров может проходить через ось коленчатого вала, а может быть смещена относительно нее.
Картер — это нижняя часть блока цилиндров, в нем находятся опорные гнезда (рис. 7) для подшипников коленчатого вала. К нему снизу крепится
44
Глава 2
поддон для масла. Подшипники скольжения под опорные шейки распределительного вала располагаются в отверстиях, находящихся в средней части блока цилиндров. Ее стенки могут быть отлиты как единое целое с цилиндром или же цилиндры изготавливаются в виде вставных гильз.
Между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз имеется специальная полость — рубашка охлаждения, предназначенная для жидкостного охлаждения двигателя. Ее стенки могут быть отлиты как единое целое с цилиндром или же цилиндры изготавливаются в виде вставных гильз.
К блоку цилиндров спереди прикреплена крышка распределительных шестерен, сзади — картер сцепления.
Внутренняя поверхность цилиндров из-за высокоточной обработки называется зеркалом цилиндра.
Рис. 7. Блок цилиндров:
1 — блок-картер; 2 — опорные гнезда; 3 — отверстие;
4 — каналы охлаждения; 5 — вставные гильзы; 6 — литой корпус; 7 — картер; 8 — рубашка охлаждения
45
Справочник автомеханика
На него может быть нанесена сетка для удержания смазки.
В верхнюю часть цилиндров устанавливаются вставки (сухие гильзы) из легированного чугуна, обладающие высокой коррозийной и износостойкостью и предназначенные для уменьшения изнашивания (сухие гильзы запрессовываются в деталь, мокрые — омываются снаружи жидкостью для отвода теплоты, что обусловило их широкое применение).
При установке мокрые гильзы уплотняются сверху за счет выступания их над плоскостью разъема, а в нижней части уплотняются резиновыми кольцами или медными прокладками.
Головка блока или цилиндров предназначена для размещения камеры сгорания, там же расположены впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания (в дизелях — форсунки). Изготавливается из алюминиевого сплава. У двигателя может быть одна головка блока цилиндров (при рядном расположении) или две головки (при V-образной компановке), при V-образной компоновке также возможно наличие четырех головок — по головке на три цилиндра. У КамАЗов у каждого цилиндра своя головка.
По форме камеры сгорания различны, например, в карбюраторных двигателях камера сгорания может быть полусферической, полуклиновой или смешанной.
В головку запрессовываются (или вставляются) седла впускных и выпускных клапанов и запрессовываются направляющие втулки клапанов. На головке могут располагаться каналы для подвода го
46
Глава 2
рючей смеси, охлаждающей жидкости и для отвода отработавших газов.
Головка крепится к блоку цилиндров равномерно затянутыми шпильками с гайками, болтами. Герметичность соединения обеспечивается металлоасбестовыми прокладками.
Поддон картера (нижняя часть картера) предназначен для защиты картера от попадания посторонних частиц, грязи, применяется как резервуар для масла. Изготавливается штамповкой из листовой стали. Располагается ниже оси коленчатого вала. Крепится болтами, для уплотнения используются пробковые прокладки.
Механизм газораспределения
Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры горючей смеси (или воздуха в дизелях) и выпуска отработавших газов.
Фазы газораспределения — моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Открытие и закрытие клапанов в точно мертвых точках не обеспечивает достаточного наполнения и очистки цилиндров. Поэтому в действительности в четырехтактных двигателях открытие и закрытие клапанов несколько смещено относительно нахождения поршня в мертвых точках. Впуск (открытие впускного клапана) начинается прежде, чем поршень достигнет верхней мертвой точки (с опережением на 10—32°), а закрытие впускного
47
Справочник автомеханика
клапана происходит после достижения поршнем нижней мертвой точки (с запаздыванием на 40—85°).
вмт
Рис. 8. Схема работы выпускного клапана
Для выпускного клапана (рис. 8) опережение (до подхода поршня к нижней мертвой точке) составляет 40—70°, запаздывание закрытия (после прохождения поршнем верхней мертвой точки) составляет 10—50° (см. диаграмму). Чем больше скорость вращения коленчатого вала, тем больше углы опережения и запаздывания. Перекрытие клапанов — это угловой интервал вращения коленчатого вала, при котором одновременно открыты оба клапана.
Конструкции газораспределительных механизмов достаточно разнообразны, но основными их деталями являются распределительный вал, толкате
ли, штанги, коромысла, клапаны, распределительные шестерни.
В случае верхнего расположения клапанов и нижнего расположения распределительного вала
48
Глава 2
толкатели, штанги и коромысла составляют клапанный привод.
Верхнее расположение распределительного вала позволяет обходиться без толкателей и штанг, что дает возможность уменьшить массу всего двигателя. При работе двигателя распределительный вал вращается и усилие от его кулачков передается толкателю, а затем далее — штанге, коромыслу, клапанам.
В разных механизмах по-разному устанавливаются распределительные валы, клапаны и т. д.
Возможно нижнее (в блоке цилиндров) и верхнее (в головке блока цилиндров) расположение впускных и выпускных клапанов. Наиболее распространено верхнее расположение клапанов, которое обеспечивает более компактную конструкцию двигателя. Верхнее расположение применяется в V-об-разных двигателях.
Распределительный вал, например, может быть установлен в отдельном картере на головке блока цилиндров (для заднеприводных автомобилей ВАЗ) или верхний распределительный вал — в отдельном, расположенном на головке цилиндров корпусе (для переднеприводных автомобилей ВАЗ). В двигателях автомобилей ГАЗ (ЗМЗ—4062) два распределительных вала расположены сверху.
В заднеприводных автомобилях ВАЗ клапаны располагаются в один ряд (привод непосредственно от кулачков распредвала), в «Москвичах» — в два ряда (усилие от кулачков передается через коромысло).
В некоторых двигателях (например, ЗМЗ—4062) имеются гидротолкатели, которые предназначены
49
Справочник автомеханика
для обеспечения беззазорного контакта кулачков распределительного вала с клапанами и компенсации износа сопрягаемых деталей. Усилие от кулачка к стержню передается через рабочее тело — масло, находящееся в гидротолкателе. При наличии усилия' от распределительного вала на гидротолкатель закрывается шариковый клапан и происходит дальнейшая передача усилия к стержню клапана. При закрытии клапана усилие снимается, шариковый клапан открывается и происходит перепуск масла.
Например, газораспределительный механизм
рядного двигателя с с верхним расположением клапанов (рис. 9) работает следующим образом.
Кулачок передает усилие, возникающее при вращении распределительного вала, толкателю и далее штанге, которая действует на коромысло (на его короткое плечо) через регулировочный винт. В результате происходит поворот коромысла вокруг оси, позволяющий коромыслу нажать на клапан своим носком. Пружина сжимается, клапан опус
кается вниз, отходит от седла, начинается такт впуска или выпуска. При дальнейшей работе дви
гателя происходит выход кулачка из-под толкателя и пружина возвращает все в исходное положение. Кроме упомянутых деталей в данном механизме имеется запрессованная в головку цилиндров направляющая втулка, для ее фиксации используется стопорное кольцо; сухари, предназначенные для закрепления верхнего конца стержня клапана (они крепятся в тарелке втулкой); регулировочный винт с контргайкой.
Распределительный вал предназначен для обеспечения правильного функционирования клапанов
50
Г лава 2
Рис. 9. Газораспределительный механизм рядного двигателя:
1 — седло; 2 — клапан; 3 — втулка; 4 — кольцо;
5 — цилиндр; 6 — пружина; 7 — втулка; 8 — тарелка;
9 — втулка; 10 — сухари; 11 — коромысло; 12 — ось;
13 — контрогайка; 14 — регулировочный винт;
15 — штанга; 16 — толкатель; 17 — кулачок
(закрытия — открытия). Изготавливается из стали или чугуна при соответствующей термической обработке.
Количество опорных шеек в основном равно количеству коренных подшипников коленчатого вала, передняя опорная шейка имеет самый большой диаметр, у последующих шеек диаметры соответственно уменьшаются.
Одноименные кулачки на валу располагаются под углом, равным 90° (четырехцилиндровые двигатели), 60° (шестицилиндровые двигатели), 45° (восьмицилиндровые двигатели).
51
Справочник автомеханика
Количество зубьев зубчатого колеса распределительного вала в 2 раза больше, чем у шестерни коленчатого вала, так как распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого (в четырехтактных двигателях два оборота коленчатого вала соответствуют одному рабочему циклу, т. е. одному повороту распределительного вала — клапаны открываются один раз).
На распределительном валу кроме кулачков располагаются эксцентрик (на переднем конце, действует на привод топливного насоса), шестерня (на заднем конце, действует через валик на распределитель зажигания и масляный насос), распорное колесо (между зубчатым колесом и передней опорной шейкой, предохраняет от продольного перемещения).
Привод распределительного вала (его конструкция) зависит от типа передачи между распределительным и коленчатым валам (зубчатая или цепная). Например, привод для автомобилей ВАЗ-2109, —2110 состоит из двух зубчатых шкивов (устанавливаются на валах), натяжного ролика и зубчатого ремня; для заднеприводных автомобилей (ИЖ, ВАЗ) привод представляет собой двухрядную втулочно-роликовую цепь, соединяющую звездочки валов; в двигателях для КамАЗ—7408 приводом является блок промежуточных зубчатых колес.
Для соблюдения точного соответствия между положениями коленчатого и распределительно валов при сборке зубчатые колеса зацепляются согласно специальным меткам.
Толкатели предназначены для передачи усилий от распределительного вала через штанги коромыслам. Изготавливаются из стали или чугуна цилин
52
Глава 2
дрическими (например, ЗМЗ—511, КамАЗ-740) или рычажно-роликовыми (в дизелях). С целью уменьшения изнашивания они выполняются со сферическими торцами, на которые наносится износостойкий чугун.
Толкатели перемещаются в направляющих (направляющие отверстия или съемные направляющие). В толкателях имеются специальные сферические углубления для установки штанг.
Штанги предназначены для передачи усилий от толкателей к коромыслам. Изготавливаются из дюралюминиевого прутка со стальными наконечниками, стального прутка с закаленными концами, стальной трубки. Один конец штанги упирается в толкатель, а другой — в регулировочный винт коромысла.
Коромысло предназначено для передачи усилий от штанги к клапану. Изготавливается из стали или чугуна. Имеет плечи разной длины (одно примерно в 1,5 раз больше другого), длинным плечом коромысло располагается к клапану. Такое соотношение плеч способствует снижению возникающих при работе сил инерции, уменьшению хода толкателей и штанг.
Коромысла устанавливаются на общую полую ось, закрепленную на стойках в головке цилиндров (в карбюраторных двигателях) или каждое коромысло имеет свою ось, составляющую одно целое со стойкой (на дизелях).
Клапаны предназначены для открытия или закрытия впускных и выпускных каналов. Изготавливаются из высококачественных сталей: впускные — из хромистой стали, выпускные — из жаростойкой
53
Справочник автомеханика
стали. Состоят (рис. 10) из плоской тарельчатой головки и стержня цилиндрической формы, на концах которого имеются канавки для выступов сухарей. Пружина прижимает сухари к тарелке, в некоторых двигателях (например, для автомобилей ГАЗ, ИЖ, ВАЗ) имеется две пружины, противоположные по направлению витков. В некоторых двигателях (ЗМЗ) имеются конические втулки, которые плотно охватывая сухари соприкасаются с тарелкой, что уменьшает трение в соединении. В V-образном карбюраторном двигателе (ЗИЛ) имеется механизм принудительного вращения, одной из функций которого является защита головки и седла клапана от обгорания.
Рис. 10. Клапан:
1 — стержень; 2 — направляющая втулка; 3 — пружина;
4 — тарелка; 5 — сухари; 6 — плоская стрельчатая головка
Диаметр головки впускного клапана больше диаметра головки выпускного клапана, что способствует лучшему наполнению цилиндра горючей смесью. Для повышения срока службы клапанов и уменьшения негативного влияния высоких температур
54
Глава 2
в головке цилиндров устанавливаются (запрессовываются) седла — специальные жаропрочные вставки. Головки клапанов имеют коническую форму, что обеспечивает плотное прилегание их к седлам. В головку блока цилиндров запрессовываются направляющие втулки, в которых перемещаются стержни.
Для исключения подсоса масла (утечки в цилиндры) на впускных клапанах устанавливаются для уплотнения резиновые манжеты или колпачки.
В некоторых двигателях (например, ЗМЗ—511) имеется натриевое охлаждение выпускных клапанов (в полость клапана на 3/4 объема вводится металлический натрий).
Для плотного прилегания головки клапана к седлу между стержнем и носком коромысла имеется тепловой зазор. При недостаточном зазоре посадка клапана неплотная, что приводит к утечке газов, обгоранию поверхностей седла и клапана. При увеличенном зазоре клапан открыт не полностью и, значит, рабочая смесь не достигает нужного состава, так как наполнение и очистка цилиндров недостаточные, что приводит к повышению ударных нагрузок. Оптимальный зазор устанавливается определенным образом: при верхнем расположении
распределительного вала — между кулачком и рычагом привода клапана (или между торцом стержня и наконечником регулировочного болта для ИЖ-2126, «Москвич»—21412), при нижнем — между торцом стержня и носком коромысла.
Величина зазора, например, равна (она регулируется регулировочными винтами с контргайками):
•	0,15 мм для впускных и выпускных клапанов заднеприводных автомобилей ВАЗ;
55
Справочник автомеханика
•	0,15—0,25 мм для впускных клапанов переднеприводных ВАЗ—2109, —2110, -2111;
•	0,30 — 0,40 мм для выпускных клапанов переднеприводных ВАЗ—2109, —2110, —2111;
•	0,25—0,30 мм — для впускных и выпускных клапанов дизелей ЯМЗ, в холодных двигателях ЗИЛ—508, ЗМЗ—51, для впускных клапанов дизелей КамАЗ;
•	0,35—0,40 мм — для выпускных клапанов КамАЗ;
•	0,40—0,45 мм — для клапанов ГАЗ—3102 «Волга».
Величина зазора влияет на продолжительность открытого состояния клапанов (чем больше зазор, тем меньше длительность, и наоборот).
Смазочная система
Смазочная система предназначена для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей двигателя, уменьшения механических потерь на трение, отвода теплоты, предохранения от коррозии.
Количество смазочного вещества должно быть оптимальным; недостаток смазки приводит к различным поломкам, возникающим из-за увеличения потерь на трение, избыток также нежелателен, так как приводит к попаданию масла в камеру сгорания, следствием чего является перегрев двигателя и нежелательное нагарообразование.
К смазочным веществам относятся масла и консистентные смазки.
56
Глава 2
К маслам предъявляются следующие основные требования: сохранение вязкости во всех режимах работы, низкая температура застывания, хорошие антикоррозийные и моющие свойства, стойкость к окислению. Для улучшения полезных свойств смазочных веществ в них добавляются различные присадки. В настоящее время существует много различных масел, предназначенных для применения при определенных климатических условиях (летом, зимой и т. п.), для различных типов двигателей, для различных частей двигателя и т. д.
Консистентные (пластичные) смазки имеют вид мазеобразного вещества, не текут. Существуют натриевые, кальциевые (солидол), литиевые, графитовые смазки. Каждую из них желательно применять в определенных целях, например, для смазки рессор, крюков и тросов предпочтительна графитовая смазка, а для подшипников ступиц колес автомобиля — литиевая смазка.
Существует несколько способов подвода смазочного вещества к узлам и механизмам двигателя: под давлением, капельное и масляным туманом. В современных автомобилях смазочная системам комбинированная, т. к. для разных узлов используются разные способы подвода смазки: наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, остальные — другими способами.
Подача смазки под давлением используется в основном для смазывания коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, подшипников опорных шеек распределительного вала, некоторых деталей газораспределительного механизма. Подача смазки происходит под давлением, создаваемым смазочным насосом.
57
Справочник автомеханика
Капельный (разбрызгивание масла) способ и масляный туман применяются, например, при смазывании кулачков распределительного вала, нижних наконечников штанг, зубчатых колес газораспределения и в некоторых других деталях.
В разных двигателях системы смазки несколько отличаются друг от друга. Например, в карбюраторных двигателях возможен следующий вариант системы смазки: масло через специальную горловину заливается в поддон картера до определенного уровня, оттуда при работе двигателя насосом оно подается в маслоприемник и далее через фильтр поступает в главную масляную магистраль, а оттуда по каналам — к местам смазывания (к трущимся деталям). Стенки гильз цилиндров смазываются разбрызгиванием.
В дизеле (например, КамАЗ—740) применяется следующая система смазки: масло подается через заливной патрубок, находящийся справа на картере маховика, до определенного уровня, который контролируется специальным указателем. Смазочное вещество проходит через два включенных параллельно фильтра (полнопоточный и неполнопоточный). Под действием смазочного насоса, работающего при вращении коленчатого вала, смазочное вещество из нагнетательной секции насоса через полонопоточный фильтр поступает в главную масляную магистраль и далее разводится по каналам к местам смазки. Радиаторная секция масляного насоса через центрифугу (неполнопоточный фильтр) обеспечивает постоянный слив масла в поддон картера. Наличие перепускных клапанов позволяет регулировать давление масла в разных частях систе
58
Глава 2
мы. Разбрызгивание (капельный способ) применяется при подаче масла на стенки цилиндров.
Основными частями смазочной системы являются масляный радиатор, масляный насос, фильтры, для правильной работы картера необходима вентиляция.
Масляный радиатор предназначен для охлаждения масла (масло подается в радиатор). Бывают радиаторы водяного и воздушного охлаждения. Традиционная форма радиатора — трубчато-пластинчатая. Радиаторы воздушного охлаждения устанавливаются перед радиатором системы охлаждения (на дизелях — на радиаторе системы охлаждения), они отключаются только при пуске холодного двигателя при отрицательных температурах воздуха. На некоторых двигателях (автобусы ЛиАЗ) охлаждение масла производится с помощью маслотеплообмен-ника при теплообмене с охлаждающей жидкостью, которая поступает из нижней части радиатора си
стемы охлаждения.
Охлаждение масла может производиться и при обдуве поддона картера встречным потоком воздуха (при движении, обычно на легковых автомобилях) и при вентиляции картера. На грузовых автомобилях при интенсивной работе охлаждение масла производится и обдувом воздуха, и посредством масляного радиатора.
Масляный насос предназначен для нагнетания масла в магистральные каналы и дальнейшей подачи его под давлением к местам смазки (к трущимся деталям). Он имеет шестеренчатую конструкцию, возможно внешнее и внутреннее зацепление зубчатых колес. Применяются масляные насосы с одной (рис. И, а) или двумя секциями (рис. 11, б).
59
Справочник автомеханика
б)
Рис. 11. Масляные насосы:
1 — полость; 2 — полость нагнетания; 3 — редукционный клапан; 4 — верхняя секция; 5 — нижняя секция;
6 — крышка; 7 — пробка; 8 — плунжер; 9 — пружина
В односекционном насосе (рис. 11, а) масло засасывается в полость при вращении шестерен и движением зубьев переносится в полость нагнетания. Редукционный клапан служит для поддержания определенного давления.
В двухсекционном насосе (рис. 11, б) верхняя и нижняя секции разделены промежуточной крышкой. В корпусах секций (верхняя секция) и (нижняя секция) находится по паре зубчатых колес. Ведущие шестерни секций (установлены на валу насоса) приводятся в движение от вращения распределительного вала. При работе насоса в каждой секции масло из полостей засасывания через впадины между зубьями колес переносится в полости нагнетания, откуда поступает к масляным фильтрам.
60
Глава 2
На выходе верхней секции нужное давление поддерживается редукционным клапаном (состоит из плунжера, пружины, закрыт пробкой).
В односекционном насосе ведущие шестерни секций (установлены на валу насоса) приводятся в движение от вращения распределительного вала. При работе насоса в каждой секции масло из полостей засасывания через впадины между зубья
ми колес переносится в полости нагнетания, откуда поступает к масляным фильтрам.
В двухсекционном насосе ведущие шестерни секций (установлены на валу насоса) приводятся
в движение от вращения распределительного вала. При работе насоса в каждой секции масло из полостей засасывания через впадины между зубья
ми колес переносится в полости нагнетания, откуда поступает к масляным фильтрам.
В конструкции разных масляных насосов могут быть предохранительные клапаны (например, в дизелях КамАЗ—740), возможно расположение редукционного клапана в промежуточной крышке (например, в ЗИЛ—508), возможен слив масла в поддон, минуя радиатор (в дизелях КамАЗ при давлении более 0,12 МПа).
В различных насосах клапаны отрегулированы на различное давление (обычно не выше 0,8 МПа).
Фильтры предназначены для очищения масла от попадания пыли, от возникающих при изнашивании деталей механических примесей, образова
ния нагара, отложения смолистых веществ.
Различаются фильтры тонкой (наиболее распространены) и грубой очистки. Фильтры тонкой очистки разделяются на фильтры со сменным фильтрующим
61
Справочник автомеханика
элементом и центрифуги (фильтры центробежной очистки, требуют периодической очистки).
Фильтрующий элемент фильтра грубой очистки представляет собой набор поочередно собранных металлических фильтрующих и промежуточных пластин. Очистка масла происходит при его передвижении по щелям между пластинами, при этом осуществляется фильтрация частиц размером более 50— 120 мкм.
Фильтры тонкой очистки, через которые проходит все масло, называются полнопроточными, если не все — неполнопроточными.
Рис. 12. Полнопроточный фильтр:
1 — фильтр, 2 — крышка, 3 — днище; 4, 6 — клапан;
5, 7 — отверстие; 8 — кольцо; 9 — фильтрующий элемент
62
Глава 2
На двигателях легковых автомобилей устанавливаются только полнопроточные фильтры, в которых фильтрация масла происходит при просачивании его через сменные фильтрующие элементы, изготовленные из картона, бумажной ленты или другого подобного материала.
Через них масло проходит следующим образом: сначала оно нагнетается масляным насосом под днище фильтра (рис. 12), затем через отверстия проходит в наружную полость фильтра, где под давлением фильтруется через поры фильтрующего элемента, после этого очищенное масло из центра фильтра через отверстие поступает в смазочную магистраль. Если двигатель холодный, то масло густое и не может пройти через бумажный фильтр, в этом случае оно очищается при прохождении через специальную вискозную вставку. Кольцо (устанавливается на крышку корпуса фильтра) служит для обеспечения герметичности при установке фильтра на блоке ци
линдров.
Стеканию масла при прекращении работы двигателя не позволяет происходить противодренажный клапан (4), клапан (6) срабатывает при засорении фильтра и позволяет неочищенному маслу поступать в масляную магистраль (перепускает масло).
Фильтры центробежной очистки (центрифуги) работают следующим образом: насосом масло нагнетается под вставку центрифуги. Небольшая часть масла через сетчатый фильтр поступает на два жиклера. Масло выбрасывается из противоположно направленных отверстий жиклеров и создает крутящий момент, который приводит ротор фильтра в движение. Ротор вращается с частотой 5000—6000 об/мин.
.63
Справочник автомеханика
Под действием возникающих центробежных сил происходит очистка основной части масла, поступающей в полость колпака ротора. Различные ненужные частицы отбрасываются к стенкам колпака и оседают на их внутренней поверхности. Затем очищенное масло поступает через радиальные отверстия ротора далее в масляную магистраль. Если фильтр неполнопрорточный (например, в дизелях КамАЗ—740), то очищенное масло поступает в поддон картера, а не непосредственно в масляную магистраль. Очистка фильтра от осадка происходит при чистке центрифуги.
Вентиляция картера предназначена не только для охлаждения масла, она очищает картер от проникающих туда отработавших (картерных) газов, паров топлива и воды, не позволяет проникать картерным газам в кабину автомобиля.
Различается естественная (открытая, газы выходят в атмосферу через газоотводящую трубку) и принудительная (закрытая, газы отсасываются через маслоуловитель с клапаном и трубку во впускной газопровод за счет имеющегося там разряжения) вентиляция картера. Маслоуловители применяются для отделения от отсасываемых картерных газов капель масла.
При открытой вентиляции (на дизелях КамАЗ, ЯМЗ) картерные газы выходят через сапун (состоит из наружного и внутреннего стаканов и газоотводящей трубки) в результате возникающего разряжения в газоотводящей трубке при движении машины.
В настоящее время в некоторых двигателях (например, ВАЗ—2110, —2111, ГАЗ—3102) применяется
64
Глава 2
более совершенная система вентиляции, снижающая выброс в атмосферу токсичных веществ. Эта система обеспечивает смешивание картерных газов после поступления их во впускной газопровод с горючей смесью и дальнейшее поступление их в цилиндры двигателя (как составная часть рабочей смеси).
Система охлаждения
Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима при работе двигателя, для отопления пассажирских кабин автомобиля. В настоящее время на автомобилях применяется воздушное или жидкостное охлаждение (наиболее распространено).
Воздушное охлаждение обеспечивается многолопастным обдувочным вентилятором, который прогоняет поток воздуха через ребра поверхности блока и головки цилиндров. Хотя воздушное охлаждение не требует наличия многих деталей (радиаторов, насосов и прочих, связанных с ними и предназначенных для охлаждения), оно применяется достаточно редко, так как для отвода излишней теплоты требуется значительная мощность для приведения вентилятора в действие и, кроме того, в данном случае невозможен обогрев холодного двигателя горячей водой, что затрудняет его запуск зимой.
Жидкостное охлаждение закрытого типа с принудительной циркуляцией можно встретить на большинстве автомобилей. В качестве охлаждающей
3. Зак. 47
65
Справочник автомеханика
жидкости используются вода или антифризы (этиленгликолевые смеси, тосолы, представляют собой разбавленный водой в определенной пропорции этиленгликоль). Охлаждение закрытого типа не предполагает непосредственного сообщения системы с атмосферой (сообщение с атмосферой происходит через пароотводную трубку), что повышает температуру кипения воды до 109—112 С, уменьшает ее испарение. Циркуляцию жидкости в системе обеспечивает насос, который приводится в действие вращением коленчатого вала (шкив насоса соединен со шкивом вала клиноременной передачей). Охлаждающая жидкость поступает через патрубок в верхний бачок радиатора. Затем при движении жидкости по радиатору от верхнего бачка
к нижнему происходит ее охлаждение потоком воздуха (при движении) и вентилятором. После охлаждения жидкость через нижний патрубок с помощью насоса подается в рубашку охлаждения бло
ка и головки цилиндров.
Циркуляция жидкости происходит по большому КРУГУ (при нормальном тепловом режиме работы двигателя) или по малому кругу (при пуске и работе холодного двигателя жидкость минует радиатор).
Температура жидкости в системе охлаждения должны быть равной 75—80°С (на входе в водяную рубашку) и 85—95°С (на выходе из рубашки). Она контролируется специальными дистанционными маг
нитоэлектрическими термометрами.
На рисунке 13 представлена система охлаждения двигателя ЗМЗ—4021.
66
Глава 2
К основным приборам системы охлаждения относятся насос, вентилятор, вязкостная муфта, термостат, радиатор.
Рис. 13. Система охлаждения двигателя ЗМЗ—4021:
1 — кран; 2 — шланг; 3 — радиаторы, встроенные в кабину; 4 — распределительная труба; 5 — указатель дистанционного термометра; 6 — встроенные датчики температуры;
7 — рубашка охлаждения блока и головки цилиндров;
8 — насос; 9 — клапан термостата; 10 — перепускной клапан; 11 — верхний патрубок; 12 — термодатчик;
13 — верхний бачок; 14 — пробка радиатора; 15 — пароотводная трубка; 16 — радиатор; 17 — жалюзи; 18 — шкив;
19 — вентилятор; 20 — нижний бачок; 21 — сливной кран;
22 — нижний патрубок
Насос (жидкостный) предназначен для создания принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения, обеспечения равномерного охлаждения двигателя, не позволяет возникать воздушным пробкам. Он находится в передней части блока цилиндров, приводится в действие от вращения коленчатого вала (через клиноременную передачу).
з*
67
Справочник автомеханика
Основными частями насоса являются (рис. 14): корпус, вал, крыльчатка (изготавливается из пластмассы — волокнита, а ее ступицы — из стали), самоуплотняющийся (самоподжимный) сальник, состоящий из резиновой манжеты, уплотнительной шайбы и прижимающей ее пружины.
1
15 16 17 5
Рис. 14. Насос:
1 — вентилятор; 2 — кольцо; 3 — шарикоподшипники;
4 — вал; 5 — крыльчатка; 6 — кольцо; 7 — корпус;
8 — приливы; 9 — патрубок; 10 — корпус; И — втулка;
12 — ступица; 13 — шкив; 14 — лопасти;
15 — закрепляющая обойма; 16 — шайба; 17 — манжета
Вентилятор (рис. 14) предназначен для увеличения скорости потока воздуха, который проходит через радиатор. Вентилятор размещен на том же валу, что и жидкостный насос. Количество лопастей (изготавливаются из пластмассы или стали) вентилятора может быть равным 4, 5, 6. В некоторых двигателях лопасти помещены в диффузор (направ
68
Глава 2
ляющий кожух), закрепленный на радиаторе (ЗМЗ, УАЗ).
В двигателях многих автомобилей, например автомобилей ГАЗ—3307, автобус ЛиАЗ—5256, легковых, приводом вентилятора служит клиноременная передача, на некоторых дизелях вентилятор приводится в действие при вращении распределительного вала через систему зубчатых колес. В настоящее время на многих автомобилях ИЖ, ВАЗ уста
навливаются электрические вентиляторы.
Для включения вентилятора на дизелях (ЗИЛ-645, КамАЗ—7408) используется вязкостная муфта, установленная в приводе вентилятора. Рабочая полость муфты заполнена жидкостью с большим коэффициентом расширения. На крышке муфты одним концом крепится терморегулятор (биметаллическая спираль), его другой конец прикреплен к поворачивающемуся клапану на оси муфты. Терморегулятор производит включение-отключение муфты в зависимости от температуры воздуха, который обдувает муфту под капотом автомобиля.
На некоторых дизелях КамАЗ крутящий момент от коленчатого вала к вентилятору передается гидромуфтой, термосиловой датчик которой реагирует на тепловой режим двигателя.
Термостат предназначен для автоматического поддержания устойчивого теплового режима двигателя, для ускорения прогрева холодного двигателя. Существуют термостаты с твердым (наиболее распространены) и жидкостным наполнителем баллончика. Твердым наполнителем служит активная масса — смесь нефтяного воска (церезита) и медного порошка.
69
Справочник автомеханика
Термостат работает как клапан, который реагирует на количество жидкости, проходящей через радиатор. При температуре охлаждающей жидкости ниже 68°С клапан термостата находится в закрытом состоянии и жидкость через радиатор не проходит (через перепускной клапан поступает в жидкостный насос). При повышении температуры (выше 68— 72 С) активная масса в баллончике начинает плавиться, расширяться и перемещать мембрану, закрывающую активную массу. Перемещение мембраны через буфер, шток и рычаг приводит к тому, что начинает открываться клапан термостата. При температурах от 68 до 85°С термостат изменением положения клапана регулирует количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор. При температуре (83 ± 2)°С клапан полностью открывается.
Радиатор предназначен для передачи теплоты от охлаждающей жидкости окружающему воздуху. Радиатор крепится к раме автомобиля (рис. 15) на резиновых подушках (для уменьшения вибраций). Он состоит из двух бачков: верхнего и нижнего, и сердцевины (трубчато-пластинчатая или трубчато-ленточная), поверхность которой обдувается воздухом, что обеспечивает отвод теплоты. К нижнему бачку припаяны две соединенные пластиной стойки.
Горловина радиатора с пароотводной трубкой закрыта пробкой, для герметичности закрытия используется пружина и шайба. На некоторых радиаторах имеются створки-жалюзи (набор узких пластин) для регулирования количества проходящего воздуха.
70 '
Глава 2
Паровой клапан, расположенный в пробке, открывается в разных двигателя при разном избыточном давлении, например ОД МПа (ЗИЛ—508) или 0,045—0,055 МПа, и позволяет пару и жидкости поступать в пароотводную трубку. После выхода пара образуется разряжение и при понижении давления на 0,01 МПа открывается воздушный клапан, не позволяя деформироваться верхнему бачку радиатора.
Рис. 15. Радиатор:
1 — стойкий; 2 — трубка; 3 — пробка; 4, 6 — бачки верхний и нижний; 5 — подушка; 7 — сердцевины; 8 — жалюзи
71
Справочник автомеханика
В случае, когда охлаждающая жидкость — антифриз, в системе охлаждения имеется расширительный (компенсационный) бачок, который позволяет поддерживать постоянный объем жидкости.
Кроме указанного в систему охлаждения входит пусковой нагреватель (предпусковой подогреватель), предназначенный для облегчения пуска в холодное время. С помощью него происходит прогрев блока и голоски цилиндров, поддона картера. Нагреватель работает на том же топливе, что и сам автомобиль.
Нагреватель работает следующим образом: самотеком в котел нагревателя (в его камеру сгорания) подается топливо, вода (1,5—2 л) и воздух (вентилятором по шлангу). Воспламенение получившейся горючей смеси сначала происходит от дистанционно включаемой свечи, а затем от горящей смеси. Через 1—2 мин. после начала работы в котел еще добавляется вода (6—8 л). Нагретая вода затем поступает в рубашку охлаждения цилиндров (через трубопровод и патрубки) и прогревает двигатель.
После прогрева пусковой рукоятко!! несколько раз проворачивают коленчатый вал (если вращение свободное, значит, двигатель можно запускать стартером).
72
Глава 2
Система питания карбюраторных двигателей легковых автомобилей
Система питания предназначена для приготовления горючей смеси, подвода ее к цилиндрам двигателя, очистки топлива и воздуха, отвода отработавших газов.
В систему питания входят: устройство для приготовления горючей смеси (карбюратор), приборы топливоподачи (топливный бак, фильтры, насос), воздухоочиститель, газопроводы.
Смесеобразование — приготовление горючей смеси, в карбюраторных двигателях этот процесс называется карбюрацией (происходит в карбюраторе) и заключается в преобразовании жидкого бензина в мелкораспыленный за счет разности скоростей поступления воздуха (100—150 м/с) и топлива (5—7 м/с), испарении его и смешивании с воздухом. Подача бензина происходит дозированно в соответствии с режимом работы двигателя, именно карбюратор позволяет изменять количественное соотношение распыленного топлива и воздуха в смеси (соотношение топлива к воздуху как 1:15 обеспечивает полное сгорание топлива). Процесс карбюрации происходит очень быстро (в тысячные доли секунды), чем выше скорость поступления воздуха, тем меньше частицы распыленного бензина и больше скорость его испарения (скорость испарения увеличивается и за счет подогрева горючей смеси). Оптимальная температура смесеобразования в карбюраторах 45—65°С. При недостаточной температуре часть газопровода между карбюратором
73
Справочник автомеханика
и цилиндрами двигателя подогревается отработавшими газами (местный подогрев).
Если соотношение топлива к воздуху менее чем 15:1 (т. е. на 1 кг топлива приходится менее 15 кг воздуха), то горючая смесь считается обогащенной, а если на 1 кг топлива в смеси приходится менее 13 кг воздуха, то смесь богатая, но топливо сгорает не полностью, режим работы двигателя не экономичный. Переобогащенная смесь делает работу двигателя невозможной, т. к. она не воспламеняется от искры.
Если на 1 кг топлива приходится от 15 до 17 кг воздуха, то горючая смесь считается обедненной, она позволяет двигателю работать экономично, но не позволяет развивать полную мощность. Если воздуха в смеси от 17 до 19 кг на 1 кг топлива, то смесь считается бедной, двигатель работает неустойчиво, если воздуха более 19 кг, то воспламенения от искры не происходит, т. е. двигатель не работает.
Для различных режимов работы двигателя нужна различная по составу горючая смесь:
1)при пуске холодного нужна переобогащеная смесь (т. к. часть топлива конденсируется на холодных стенках деталей);
2) на холостом ходу нужна обогащенная смесь;
3)при частичных нагрузках нужна обедненная горючая смесь (этот режим считается самым экономичным);
4) при полных нагрузках нужна обогащенная смесь с большой скоростью сгорания;
5) при резком увеличении нагрузок нужна обогащенная смесь (обеспечивается дополнительным впрыскиванием топлива в смесительную камеру).
74
Глава 2
Подача бензина в карбюратор осуществляется насосом по топливопроводу из бака (при открытом кране через фильтр-отстойник). Подача очищенного воздуха происходит из воздухоочистителя или подкапотного пространства. Отвод отработавших газов из цилиндров происходит через выпускной газопровод, а затем глушитель, который при этом одновременно снижает уровень шумов, гасит ис
кры и пламя.
Простейший карбюратор эмульсионного типа состоит из следующих основных частей (рис. 16).
Топливо 10 11
камера
9
8
14
15
16
17
6
5
2
1
1	— поршень;
2	— цилиндр;
3	— впускной клапан;
4	— газопровод;
5	— дроссельная заслонка;
6	—жиклер;
7	— поплавковая
с поплавком 8 и игольчатым клапаном 9 для поддержания нужного уровня топлива и отверстием II для поддержания атмосферного давления в ней;
10	— топливопровод;
12	— воздухоочиститель;
13	— воздушный патрубок;
14	— воздушная заслонка;

15	— распылитель;
16	— диффузор;
17	— смесительная камера
Рис. 16. Карбюратор эмульсионного типа
75
Справочник автомеханика
Работает карбюратор следующим образом: топливо по топливопроводу поступает в поплавковую камеру, где поддерживается его постоянный уровень. Оттуда через жиклер, представляющий собой пробку с калиброванным отверстием, поступает в распылитель и далее в диффузор. Воздух поступает в диффузор из воздухоочистителя через полностью открытую воздушную заслонку за счет разряжения, возникающего над поршнем при впуске (разряжение передается в газопровод через впускной клапан). Увеличение скорости воздушного потока происходит благодаря сужению в средней части диффузора. В смесительной и поплавковой камерах давление разное, что обеспечивает вытекание топлива из распылителя, после чего происходит образование паровоздушной горючей смеси (топливо измельчается, испаряется, смешивается с воздухом), качество и количество которой регулируется дроссельной заслонкой. Разряжение в смесительной камере регулируется положением воздушной заслонки.
Данный простейший карбюратор не способен обеспечить изменение состава горючей смеси при изменении режима работы двигателя, на холостом ходу, при пуске. Он способен приготавливать горючую смесь оптимального состава только в определенном диапазоне частот вращения коленчатого вала. Чтобы избежать этих недостатков, в применяемых в настоящее время карбюраторах имеются смеседозирующие системы и другие устройства для приготовления горючей смеси нужного при каждом конкретном режиме работы состава (система холостого хода, экономайзер, ускорительный насос и т. д.).
76
Глава 2
Карбюраторы современных легковых автомобилей могут иметь несколько параллельно или последовательно включенных смесительйых камер. Широко распространены двухкамерные карбюраторы эмульсионного типа с падающим потоком и последовательным включением смесительных камер (сначала включается основная, затем при увеличении нагрузки на двигатель дополнительная). К таким карбюраторам относится базовый карбюратор «Солеке» Димитровградского автоагрегатного завода ДААЗ—1107010 (устанавливается на двигателях для ВАЗ—21099, —2110). Он устанавливается на впускном газопроводе через теплоизолирующую прокладку. Своевременное включение основной (для приготовления обедненной смеси) и дополнительной (для приготовления обогащенной смеси) смесительных камер обеспечивается определенной последовательностью открытия заслонок.
Основные системы и устройства карбюратора ДААЗ—1107010: поплавковая камера, переходные и главные дозирующие системы, система холостого хода, экономайзер (эконостат), ускорительный насос, система снижения токсичности отработавших газов, пусковое устройство.
Базовыми деталями карбюратора ДААЗ—1107010 (рис. 17) являются корпус и крышка с колодцами для поступления воздуха к жиклерам (2). Входные горловины смесительных камер также расположены в крышке. Работу карбюратора обеспечивают следующие детали:воздушная заслонка (тросом соединена с рукояткой управления под приборной панелью салона кузова), распылитель ускорительного насоса, мембрана пускового устройства со штоком (5),
77
Справочник автомеханика
Рис. 17. Карбюратор ДААЗ—1107010:
1 — горловины; 2 — жиклеры; 3 — воздушная заслонка;
4 — распылитель; 5 — мембрана; 6, 7, 9 — регулировочные винты; 8 — патрубок; 10 — дроссельная заслонка;
И — патрубок; 12 — рычаг привода; 13 — кулачок;
14 — мембрана; 15 — жиклер; 16 — крышка; 17 — корпус;
18 —. мембрана экономайзера; 19 — малые диффузоры;
20 — клапан; 21 — топливный жиклер; 22 — патрубок;
23 — патрубок; 24 — крышка
Глава 2
регулировочный винт пускового устройства (6), регулировочные винты (7, 9) для регулирования соответственно количества и качества горючей смеси (на холостом ходу), патрубок, передающий разряжение от карбюратора к регулятору распределителя зажигания, дроссельная заслонка первой (основной) камеры (крепится жестко на осях, связанных с педальным приводом в салоне кузова), патрубок для отсоса картерных газов, рычаг привода, кулачок (используется для привода ускорительного насоса), мембрана (14), жиклер (15), который вместе с приливом корпуса образует рабочую полость, крышка экономайзера мощностных режимов, крепится к приливу корпуса, мембрана экономайзера (18), малые диффузоры (отливаются вместе с распылителями), вставленные в отлитые вместе с корпусом большие диффузоры, электромагнитный клапан и топливный жиклер системы холостого хода, патрубки для подачи и слива излишков топлива (установлены в крышке).
Поплавковая камера с целью устранения влияния воздушного фильтра на разряжение в диффузоре не сообщается непосредственно с атмосферой (так как загрязнение фильтра приводит к возрастанию разряжения). Она соединяется с воздушным фильтром посредством двух специальных отверстий (такое соединение называется балансировкой), что позволяет уравновесить давление и снизить влияние загрязнения воздушного фильтра на качество горючей смеси. Поплавковая камера имеет две сообщающиеся части, которые охватывают обе смесительные камеры с двух сторон, что обеспечивает нормальную подачу топлива даже при больших
79
Справочник автомеханика
Рис. 18. Дозирующая система:
1 — эмульсионный колодец; 2, 5 — воздушный жиклер;
3 — камера; 4 — эмульсионные трубки; 6 — распылитель;
7 — заслонка; 8 — диффузоры
кренах автомобиля. Поплавок камеры изготавливается из эбонита. Патрубок камеры с жиклером обеспечивают перепуск излишков топлива обратно в бак.
Главная дозирующая система предназначена для приготовления горючей смеси определенного состава для работы двигателя на всех режимах, кроме режима холостого хода. Она действует по так называемому способу пневматического торможения топлива. На рис. 18 представлена схема части главной дозирующей системы (для одной смесительной камеры).
Работает система следующим образом: топливо из поплавковой камеры через главный жиклер поступает в эмульсионные колодцы с трубками и
80
Глава 2
смешивается там с воздухом (выходит из отверстий эмульсионной трубки), поступающим туда через воздушный жиклер. Затем получившаяся смесь (эмульсия) попадет в распылитель, где смешивается с воздухом, поступающим через диффузоры. В результате получается горючая смесь. Поступающий через воздушный жиклер воздух препятствует обогащению смеси (уменьшает разряжение перед главным жиклером), истечение топлива затормаживается. Степень обеднения состава горючей смеси обеспечивается подбором калиброванных отверстий воздушных жиклеров.
Дроссельные заслонки смесительных камер регулируют количество поступающего в двигатель топлива. Открываются дроссельные заслонки не одновременно: сначала открывается заслонка первой смесительной камеры, а заслонка второй смесительной камеры начинает открываться тогда, когда заслонка первой камеры открыта еще не полностью (на две трети).
Переходная система предназначена для обеспечения плавного перехода работы двигателя с одного режима на другой в начале полного открытия дроссельных заслонок смесительных камер. Она объединена с системой холостого хода. Канал переходной системы соединяет эмульсионный канал с частью смесительной камеры, расположенной над дроссельной заслонкой, при этом отверстие канала располагается в зоне, где после начала открытия дроссельной заслонки образуется разряжение.
Переходная система первой смесительной камеры имеет щелевидное отверстие. В переходную систему второй смесительной камеры топливо
81
Справочник автомеханика
поступает непосредственно из поплавковой камеры (через жиклер), после смешивания его с воздухом получившаяся эмульсия поступает под дроссельную заслонку смесительной камеры через выходное отверстие. Около этого отверстия разряжение уменьшается при дальнейшем открытии дроссельной заслонки, что обеспечивает плавное начало работы главной дозирующей системы.
Система холостого хода предназначена для приготовления горючей смеси при работе двигателя в режиме холостого хода (при малых частотах вращения коленчатого вала), при переходе на работу при малых и средних нагрузках.
При работе в режиме холостого хода дроссельные заслонки смесительных камер почти закрыты, под дроссельной заслонкой первой камеры создается значительное разряжение, что не позволяет работать главной дозирующей системе. В цилиндрах двигателя увеличивается количество отработавших газов, что уменьшает скорость горения рабочей смеси. Чтобы двигатель работал надежно, нужна богатая горючая смесь. Для этого задроссельное пространство (полость впускного трубопровода) связано каналом системы холостого хода с эмульсионным колодцем и верхней частью смесительной камеры.
Обогащенная горючая смесь получается следующим образом: топливо из поплавковой камеры (под действием разряжения), пройдя через жиклеры, эмульсионный канал, поступает в виде эмульсии (после смешивания с воздухом) под регулировочный винт с конусообразным наконечником — «винт качества» (регулирует размер проходного сечения канала). Из находящейся рядом с винтом щели под-
82
Глава 2
гасывается воздух (из смесительной камеры или из эмульсионного канала на переходном режиме). Для регулирования количества смеси на рычаге дроссельной заслонки имеется регулировочный винт — «винт количества» смеси, который приоткрывает дроссельную заслонку. Полученная обогащенная горючая смесь поступает в цилиндры двигателя через впускной газопровод.
Экономайзер и эконостат (экономайзер мощностных режимов и экономайзер полных нагрузок) предназначен для обогащения смеси соответственно при работе на мощностных режимах и при полных нагрузках.
Экономайзер мощностных режимов мембранного типа — специальная система, обеспечивающая дополнительное поступление топлива (через жиклер (9) по каналу (10), см. рис. 19) в распылитель главной дозирующей системы, при этом топливо не проходит через главный топливный жиклер.
Экономайзер включается от действия механического или пневматического привода, срабатывающего при падении разряжения в смесительной камере (дроссельная заслонка приоткрыта). Изменение разряжения действует на диафрагму экономайзера, его возвратная пружина либо сжимается, либо разжимается, обеспечивая взаимодействие толкателя экономайзера с шариком клапана, который открывает или закрывает канал экономайзера.
Эконостат (или экономайзер полных нагрузок) предназначен для обогащения горючей смеси при больших нагрузках и высокой частоте вращения коленчатого вала (при нагрузках, близких к предельным; работает, когда дроссельные заслонки
83
Справочник автомеханика
Рис. 19. Экономайзер:
1 — диффузоры; 2, 4 -— топливные жиклеры;
3, 5 — дроссельная заслонка; 6 — воздушный канал, соединяющий наддроссельное пространство с полостью над мембраной; 7 — мембрана; 8 — шариковый клапан;
9 — жиклер, установленный в канале (10); 10 — топливный канал, соединяющий экономайзер с поплавковой камерой;
И — эмульсионная трубка; 12 — впрыскивающая трубка
смесительных камер полностью открыты). Он взаимодействует со второй смесительной камерой, установлен в ее верхней части над диффузором.
Эконостат — это распылитель, в который топливо поступает непосредственно из поплавковой камеры через топливный жиклер (рис. 19) и эмульсионную трубку. Его впрыскивающая трубка располагается выше распылителя главной дозирующей системы, поступающее через трубку топливо
84
Глава 2
г основным потоком топливовоздушной смеси, обогащая ее и позволяя двигателю работать нормаль
но при полных нагрузках.
Ускорительный насос предназначен для кратковременного обогащения горючей смеси при разгоне автомобиля (при резком открытии дроссельных заслонок, когда процесс смесеобразования нарушен).
Ускорительный насос мембранного (диафрагменного) типа срабатывает от действия кулачка привода, расположенного на оси дроссельной заслонки. В каждой смесительной камере имеется по рас
пылителю ускорительного насоса.
Работает ускорительный насос следующим образом: в момент резкого открытия дроссельной заслонки (рис. 20) кулачок, поворачиваясь, действует на рычаг, который нажимает на толкатель, а тот— на мембрану (диафрагму). При закрытии дроссельной заслонки возвратная пружина возвращает мембрану в исходное положение, в полости насоса образуется разряжение.
Под действием мембраны через шариковый клапан (нагнетательный клапан) и распылители топливо через колодец ускорительного насоса подается в смесительные камеры. Когда мембрана возвращается в исходное положение, топливо в рабочую полость ускорительного насоса поступает из поплавковой камеры через обратный шариковый клапан (всасывающий клапан).
При резком нажатии педали газа топливо поступает из полости насоса в распылитель. Небольшое отверстие распылителя не позволяет топливу быстро проходить через него, в результате
85
Справочник автомеханика
Рис. 20. Насос ускорительный:
1 — распылители; 2 — клапан; 3 — мембрана;
4 — толкатель; 5 — рычаг; 6 — кулачок;
7 — дроссельная заслонка; 8 — всасывающий клапан
не происходит резких перемещений мембраны. Впрыскивание топлива происходит не мгновенно, а в течение нескольких секунд, что способствует устойчивой работе двигателя.
Система снижения токсичности отработавших газов предназначена для обеспечения включения-отключения электромагнитного клапана карбюратора при работе в режиме ЭПХХ (экономайзера принудительного холостого хода), возникающем при быстром торможении, при движении под уклон (резкое закрытие дроссельной заслонки при больших скоростях вращения коленчатого вала). В этих режимах электромагнитный клапан прекращает подачу топлива в систему холостого хода.
86
Глава 2
Основной частью системы снижения токсичности является ЭБУ (электронный блок управления), встроенный в карбюратор. Входными сигналами для ЭБУ являются импульсы напряжения от концевого выключателя и от катушки зажигания, которые информируют соответственно о положении дроссельной заслонки и о частоте вращения коленчатого вала. В зависимости от входных сигналов ЭБУ вырабатывает выходной сигнал — напряжение для включения электромагнитного запорного клапана. Соединение ЭБУ (его пятой клеммы) с «массой» автомобиля происходит при закрытой дроссельной заслонке через концевой выключатель.
Система снижения токсичности работает следующим образом:
•	до пуска двигателя дроссельная заслонка первой смесительной камеры закрыта, электрическая цепь замкнута через «винт количества», соприкасающийся с рычагом привода дроссельных заслонок, ток через шестую клемму ЭБУ поступает на электромагнитный клапан, открывающий топливный жиклер системы холостого хода;
•	после пуска двигателя и работы в режиме холостого хода электромагнитный клапан питается от ЭБУ;
•	при превышении частотой вращения коленчатого вала величины 1900 об/мин ЭБУ отключается, пятая клемма ЭБУ не соединена с «массой», ток в катушку электромагнитного клапана поступает;
•	при принудительном холостом ходе дроссельные заслонки резко закрываются, рычаг привода дроссельных заслонок упирается в «винт количества», пятая клемма шунтируется на «массу», на электромагнитный клапан ток не поступает,
87
Справочник автомеханика
клапан отключается, подача горючей смеси через топливный жиклер системы холостого хода прекращается;
•	при уменьшении частоты вращения коленчатого вала до 1650 об/мин ЭБУ включается, ток поступает на электромагнитный клапан, топливный жиклер открывается, топливо подается в канал системы холостого хода.
Пусковое устройство (система пуска) (рис. 21) предназначено для приготовления переобогащенной смеси, которая обеспечивала бы двигателю надежный и быстрый пуск. Это устройство обеспечивает закрытие воздушной заслонки и приоткрытие дрос-
Рис. 21. Пусковое устройство:
1 — мембрана; 2 — регулировочный винт; 3 — шток;
4 — рычаг; 5, 6 — кромка рычага; 7 — воздушная заслонка;
8 — поводок воздушной заслонки; 9 — возвратная пружина;
10 — наружная фигурная кромка; 11 — тяга; 12 — скоба;
13 — винт; 14 — рычаг; 15 — дроссельная заслонка
88
Глава 2
сельной заслонки, в результате чего возникающее в диффузоре разряжение позволяет топливу поступать из распылителя при малых скоростях вращения коленчатого вала; после первых вспышек для предотвращения переобогащения горючей смеси пусковое устройство позволяет приоткрыть воздушную заслонку. В основном применяется пусковое устройство с ручным управлением, состоящем из мембранного и рычажного механизмов для закрытия-открытия воздушной и дроссельной заслонок.
Пусковое устройство позволяет воздушной заслонке открываться и закрываться автоматически, что обеспечивает оптимальный состав горючей смеси.
Система питания карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и автобусов
Базовым карбюратором для двигателей многих грузовых автомобилей и автобусов является карбюратор К—88АТ (устанавливается на двигателях автомобилей ЗИЛ, «Урал», ЛАЗ, ЛиАЗ). Для V-об-разных восьмицилиндровых двигателей используется карбюратор К—135МУ (устанавливается, например, на ГАЗ—3307). Эти карбюраторы аналогичны по принципу действия и во многом схожи конструктивно.
Карбюратор К—88АТ (на него во многом похож карбюратор К—90) состоит из следующих основных частей: корпуса двух смесительных камер
89
Справочник автомеханика
(каждая камера предназначена для питания цилиндров одного ряда), пневмоинерционного ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала, корпуса поплавковой камеры и диффузоров и корпуса воздушной горловины, которая соединяется с поплавковой камерой специальным каналом, предназначенным для балансировки карбюратора (этот канал обеспечивает выравнивание давления и уменьшает влияние загрязнения воздухоочистителя).
Каждая смесительная камера имеет собственное главное дозирующее устройство (в каждое из них входят воздушные жиклеры, большие и малые диффузоры), собственную систему холостого хода с питанием. Дроссельные заслонки обеих смесительных камер открываются в одно время и установлены на одной оси. Поплавковая камера, воздушная горловина (с заслонкой и фильтром), ускорительный насос, экономайзер — общие для обеих смесительных
камер.
Смесительные камеры работают одинаково, дроссельными и воздушными заслонками управляет водитель с помощью педалей или рукояток.
В карбюраторе оптимальный состав горючей смеси (обедненной) поддерживается способом пневматического торможения топлива.
Каждая смесительная камера работает следующим образом:
•	в режиме пуска и при прогреве двигателя воздушная заслонка закрыта, дроссельная заслонка приоткрыта, создаваемое в смесительной камере разряжение способствует поступлению топлива из щели малого диффузора и эмульсии из канала систе
90
Глава 2
мы холостого хода, нажатие на педаль дроссельной заслонки обеспечивает дополнительное впрыскивание ускорительным насосом топлива в малый диффузор;
•	в режиме холостого хода при малой частоте вращения коленчатого вала дроссельная заслонка смесительной камеры приоткрыта, в задроссельном пространстве создается максимальное разряжение, под действием которого из поплавковой камеры поступает топливо (к жиклеру холостого хода), воздух для образования смеси поступает из воздушной горловины и из жиклеров воздушного и полной мощности. Главная дозирующая система обеспечивает плавный переход от режима холостого хода к работе двигателя под нагрузкой. Качество горючей сме
си и частота вращения коленчатого вала регулируются специальными регулировочными винтами;
•	в режиме малых и средних нагрузок дроссельная заслонка открывается, система холостого хода перестает работать и прекращает подачу эмульсии, разряжение в диффузорах возрастает, начинает работать главная дозирующая система, топливо, поступающее из поплавковой камеры, смешивается
с воздухом, поступающим из воздушного жиклера. Обеднение горючей смеси происходит за счет торможения истечения топлива поступающим через воздушные жиклеры воздухом;
•	в режимах больших нагрузок для приготовления обогащенной горючей смеси используется экономайзер с механическим приводом;
•	в режимах ускорения при резком открытии дроссельной заслонки ускорительный насос обеспечивает кратковременное обогащение горючей смеси.
91
Справочник автомеханика
Дополнительная подача топлива происходит из колодцев ускорительного насоса и из колодца резервного топлива (расположен над жиклером полной мощности). Резкое открытие дроссельной заслонки сопровождается повышением давления под поршнем, что приводит к закрытию обратного шарикового клапана, и в результате топливо по специальному каналу, пройдя через соответствующие клапаны, форсунки и жиклеры, попадает в распылитель, а оттуда — в смесительную камеру, впрыскивание топлива происходит постепенно (обеспечивается пружиной).
Пневмоинерционный ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала регулирует количество поступающей в цилиндры горючей смеси, изменяя положение дроссельной заслонки. Он не позволяет частоте вращения превышать значения 3100—3200 об/мин.
Основными частями пневмоинерционного ограничителя являются центробежный датчик и исполнительный механизм.
Исполнительный механизм имеет вакуумно-мембранный привод на ось дроссельных заслонок, распложен на корпусе смесительных камер. Мембрана исполнительного механизма соединена через шток с одним из плеч установленного на оси дроссельных заслонок рычага, другое плечо которого через пружину действует на дроссельные заслонки.
Центробежный датчик инерционного типа располагается на крышке распределительных шестерен, основной частью которого является ротор с приводом от вала. Если частота вращения коленчатого вала достигает значения 3100—3200 об/мин, то ротор при вращении развивает центробежную силу,
92
Глава 2
способную растянуть пружину датчика, которая позволяет клапану закрыть отверстие седла, что прекращает доступ воздуха из воздушной горловины. В результате в пространстве над мембраной исполнительного механизма создается разряжение, давление под мембраной превышает давление над мембраной, разность давлений приводит к перемещению мембраны, которое сопровождается (благодаря рычагу) приоткрытием дроссельной заслонки.
Электронные системы впрыскивания топлива
Системы впрыскивания топлива предназначены для устранения неравномерности распределения состава горючей смеси по объему цилиндров (неравномерность может достигать 15%). Применение этих систем позволяет не только повысить мощность двигателя на 12%, но и увеличить его экономичность и снизить токсичность отработавших газов. В зависимости от принципа действия существуют механические, электронные, аналоговые и цифровые системы впрыскивания.
Наибольшее распространение получила электронная система впрыскивания топлива. Она связана с электронным блоком управления ЭБУ и реагирует на количество поступающего в цилиндры воздуха (скорость и объем). Недостатком электронных систем впрыскивания является сложность конструкции, что приводит к неудобствам в эксплуатации, высокая стоимость (по сравнению с карбюраторами).
93
Справочник автомеханика
В систему впрыскивания топлива входят топливный насос с электроприводом, регулятор давления, электромагнитные форсунки для впрыскивания топлива в впускные каналы цилиндров двигателя.
По способу впрыскивания электронные системы разделяются на системы распределенного или центрального впрыскивания.
Распределенное впрыскивание предполагает подачу топлива в каждый цилиндр отдельной форсункой. Впрыскивание может происходить согласованно (время впрыскивания соответствует впуску) или несогласованно (момент впрыскивания не соответствует впуску в каждый цилиндр).
Распределенное впрыскивание обладает рядом преимуществ: позволяет увеличить мощность двигателя, обеспечивает повышение безотказности пуска и ускорение прогрева двигателя, допускает различные усовершенствования (применение газодинамического наддува, микропроцессоров и т. д.).
К системам распределенного впрыскивания топлива относится система L Jetronik, которая обеспечивает автомобилю малый расход топлива и соответствие европейским нормам по токсичности. Электронное управление впрыскиванием предполагает выработку электрического импульса определенной величины, который, управляя форсункой, позволяет поддерживать постоянный перепад давления топлива.
Система работает следующим образом (рис. 22)\ топливо из бака топливным насосом, пройдя через фильтр, подается в топливную рампу, а оттуда на форсунки. Стабилизатор перепада давлений служит
94
Глава 2
Рис. 22. Система впрыскивания топлива:
1 — топливный насос; 2 — фильтр; 3 — бак; 4 — рампа;
5 — стабилизатор; 6 — блок управления ЭБУ;
7 — заслонка; 8 — измеритель; 9 — дроссельная заслонка;
10 — датчик; 11 — регулировочный винт;
12 — дополнительная форсунка; 13 — форсунка;
14 — датчик кислорода; 15 — датчик температуры;
16 — датчик; 17 — датчик-рас пределитель;
18 — регулятор; 19 — аккумулятор; 20 — включатель
рдя поддерживания постоянного давления впрыскивания (обеспечивает постоянную разность давлений с обеих сторон форсунок) и возврата избыточного топлива в бак. ЭБУ регулирует количество впрыскиваемого топлива. Для определения количества поступающего в цилиндры воздуха служит измеритель расхода воздуха, изменению положения его заслонки соответствует вырабатываемый им определенный
95
Справочник автомеханика
электрический сигнал, подаваемый в блок управления подачей топлива. Количество поступающего воздуха регулирует водитель педалью в салоне через дроссельную заслонку. В режиме холостого хода количество поступающего воздуха регулируется специальным регулятором.
Электронная часть системы впрыскивания работает от аккумулятора при включенном зажигании (она включается выключателем).
Впрыскивание топлива происходит в течение 1— 2 оборотов коленчатого вала.
В систему входят датчики: датчик кислорода (14) и датчик температуры охлаждающей жидкости (15). которые помогают получать горючую смесь оптимального состава, датчик (10) положения дроссельной заслонки, дополнительная пусковая форсунка (12) и др.
Данная система обеспечивает подачу топлива при частоте вращения коленчатого вала до 850 об/мин, при частоте вращения более 1000 об/мин при закрытой дроссельной заслонке топливо не подается.
Центральное впрыскивание предполагает подачу топлива на все цилиндры одной форсункой, установленной до разветвления впускного газопровода. Преимуществом систем с центральным впрыскиванием является то, что они обеспечивают большую точность и стабильность подачи топлива и взаимозаменяемы с карбюраторами.
К системам центрального впрыскивания относится система Mono-Motronic (устанавливается в основном на двигателях с малым рабочим объемом).
96
Глава 2
Основные части: электронный блок управления, смесительная камера с дроссельной заслонкой, датчик положения дроссельной заслонки, топливные насос (электрический) и фильтр, регуляторы давления топлива и частоты вращения коленчатого вала в режиме холостого хода, электромагнитная форсунка, датчики температуры охлаждающей жидкости и кислорода.
Кроме систем распределенного и центрального впрыскивания существуют более сложные комплексные системы управления двигателем (например, в двигателе ЗМЗ—4062.10).
Основной частью комплексной системы управления является блок управления с оперативной памятью, который в зависимости от поступающих к нему сигналов датчиков вырабатывает управляющие сигналы. Входными сигналами для блока управления являются сигналы датчиков положения коленчатого вала (по ним определяется, в какие форсунки должно подаваться топливо и в какую из двух катушек зажигания подается импульс для пуска), датчиков воздуха и температуры охлаждающей жидкости, датчиков положения дроссельной заслонки, расхода воздуха, частоты вращения коленчатого вала, детонации (по ним определяется необходимое количество топлива для приготовления оптимального состава горючей смеси, угол опережения зажигания). Выходные сигналы блока управления постоянно корректируются в зависимости от входных, что обеспечивает максимально экономичную работу двигателя.
4. Зак. 47
97
Справочник автомеханика
Приборы топливоподачи: топливные бак, фильтры, насос.
Воздухоочиститель, газопроводы
Топливный бак предназначен для хранения топлива- На одном автомобиле может быть установлено несколько баков. Они устанавливаются в зоне автомобиля, безопасной при ударах (в задней части кузова под полом багажника, в багажнике). Конструктивно топливный бак представляет собой емкость, изготовленную из двух сваренных друг с другом штампованных частей с перегородками внутри для повышения жесткости и уменьшения влияния гидравлических ударов. Форма бака выбирается подходящей для места его установки. Объем бака позволяет заливать в него количество бензина, достаточное для пробега 400—600 км.
Топливо в бак поступает через заливную горловину и находящийся там сетчатый фильтр.
При заполнении бака топливом вытеснение воздуха происходит через шланг (трубку) в заливную горловину и далее в атмосферу. После заполнения заливная горловина закрывается пробкой. Для выравнивания давления в баке (предотвращения повышения давления или возникновения разряжения) в пробке имеются два автоматических клапана (выпускной клапан открывается при избыточном давлении 0,01—0,02 МПа, впускной — при давлении 0,015—0,04 МПа). В некоторых баках (например, на «Жигулях») для выравнивания давления надтопливное пространство бака соединено с атмосферой тон
98
Глава 2
кой пластмассовой трубкой. В некоторых автомобилях (например «Нива», переднеприводные ВАЗ) применяется более сложная система вентиляции.
На приборном щитке имеется указатель уровня топлива в баке, который работает по сигналам расположенного в баке датчика указателя уровня топлива, совмещенного с топливозаборником.
Топливные фильтры предназначены для очистки топлива от механических примесей и воды. Кроме фильтров топливного бака, насоса и карбюратора, топлива проходит через фильтры грубой и тонкой очистки.
Фильтр грубой очистки (рис. 23, а) или фильтр-отстойник (щелевого типа), располагается между баком и топливным насосом.
Фильтрующий элемент фильтра грубой очистки состоит из тонких пластин с отверстиями, пластины имеют выступы (штампованные) высотой 0,05 мм, благодаря которым в фильтре образуются щели, в которых и задерживаются примеси.
На некоторых двигателях фильтры грубой очистки отсутствуют.
Фильтр тонкой очистки (рис. 23, б) располагается между топливным насосом и карбюратором.
Фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки изготавливается из пористого керамического материала или латунной сетки (применяется часто в двигателях, не имеющих фильтров грубой очистки). В него топливо поступает после прохождения через отстойник. По мере загрязнения фильтры тонкой очистки подлежат замене.
Топливный насос предназначен для принудительной подачи топлива к карбюратору (из топливного
4*
99
Справочник автомеханика
Рис. 23. Топливный фильтр
(а — грубой очистки, б — тонкой очистки):
1 — металлический стакан для отстаивания воды;
2 — выходное отверстие для выхода топлива;
3 — корпус; 4 — входное отверстие, через которое топливо поступает в корпус фильтра; 5 — фильтрующий элемент; 6 — выступы; 7 — отверстие с пробкой для отвода воды:
8 — отверстия; 9 — пластины; 10 — выходное отверстие;
11 — корпус; 12 —- входное отверстие; 13 — фильтрующий элемент; 14 — стеклянный отстойник для отстоя крупных частиц
бака в поплавковую камеру). В настоящее время широко распространены насосы мембранного (ди-афрагменного) типа (рис. 24), применяются и электрические насосы (при наличии системы впрыскивания топлива). Приводы топливных насосов разные на разных двигателях, например на двигателях ВАЗ топливный насос приводится в действие от эксцентрика вала привода смазочного насоса, а на многих двигателях ГАЗ — от эксцентрика распределительного вала непосредственно.
100
Глава 2
10	11
Рис. 24. Топливный насос мембранного типа:
1 — рычаг механизма ручной подкачки топлива;
2 — корпус; 3 — отверстие для контроля и вентиляции;
4 — нагнетательная пружина; 5 — шток, на котором закреплена мембрана, соединен с внутренним плечом коромысла; 6 — мембрана многослойная лакотканевая, 7 — клапан головки; 8 — впускные клапаны; 9 — сетчатый фильтр; 10 — крышка; 11 — перегородка крышки, разделяющая впускную и нагнетательную полости насоса; 12 — штуцер, из отверстия которого топливо поступает к карбюратору; 13 — выпускные клапаны; 14 — валик рычага; 15 — пружина, прижимающая наружное плечо коромысла к штанге привода; 16 — ось коромысла;
17 — коромысло; 18 — штанга привода насоса;
19 — эксцентрик
Насос начинает работать при нажатии выступа эксцентрика на штангу. При этом коромысло, поворачиваясь на своей оси, своим внутренним плечом через шток действует на мембрану. Опускаясь, мембрана создает над собой разряжение, под действием
101
Справочник автомеханика
которого открывается впускные клапаны и топливо, пройдя фильтр, поступает в пространство над мембраной. Когда эксцентрик перестает нажимать на штангу, нагнетательная пружина возвращает мембрану в исходное состояние, давление топлива (над мембраной) приводит к закрытию впускных и открытию выпускных клапанов, в результате топливо поступает в нагнетательную полость насоса, а оттуда далее в топливопровод.
При неработающем двигателе, при ремонте и регулировке топливо поступает в карбюратор с помощью рычага механизма ручной подкачки. При закрытом запорном клапане поплавковой камеры (небольшой расход топлива) топливный насос работает вхолостую.
Воздухоочиститель предназначен для очистки поступающего в карбюратор воздуха от пыли, он позволяет снижать шумы при впуске. Наиболее часто применяются масляно-инерционные или сухие (со сменными фильтрами) воздухоочистители.
Сухие воздухоочистители используются в двигателях автомобилей ГАЗ, ВАЗ, ИЖ. Их фильтрующий элемент представляет собой сетчатый металлический каркас и рулон специальной пористой бумаги или картона, который можно заменять по мере необходимости.
Масляно-инерционные воздухоочистители используются на двигателях автомобилей ЗИЛ. Основными деталями воздухоочистителя являются расположенные в его корпусе масляная ванна, фильтрующий элемент с набивкой из капронового волокна или металлической сетки, отражатель, переходник, воздухосборник.
102
Глава 2
Работает масляно-инерционный воздухоочиститель следующим образом: воздух через воздухосборник, крышку-переходник и кольцевую щель подводится к масляной ванне и отражателю, откуда он, поменяв резко направление движения, поступает к фильтрующему элементу. При этом крупные пылинки, продолжая двигаться по инерции, выпадают из потока воздуха (когда он изменяет свое направление) и оседают в масле. При прохождении воздуха через фильтрующий элемент происходит неоднократное изменение направления его движения, благодаря чему оставшиеся частицы пыли оседают на набивке фильтра. Очищенный таким образом воздух из воздухоочистителя поступает далее через переходник к карбюратору.
Газопроводы впускной (из алюминиевого сплава) и выпускной (чугунный) предназначены соответственно для подвода горючей смеси к цилиндрам и отвода отработавших газов. У V-образных двигателей имеется два выпускных трубопровода.
Во впускном газопроводе имеется участок с двойными стенками, который обеспечивает подогрев горючей смеси для исключения оседания частиц топлива на его стенках, приводящего к изменению состава горючей смеси. Подогрев происходит за счет теплоотдачи от нагретых отработавших газов или охлаждающей жидкости, которые циркулируют между двойными стенками.
Отвод отработавших газов производится через глушитель, конструкция которого (наличие отверстий, перегородок, широкой полости) позволяет резко снижать скорость газов и, следовательно, снижать шумы.
103
Справочник автомеханика
Система питания дизелей
В дизелях горючая смесь готовится внутри цилиндров, самовоспламенение смеси происходит от сжатия (в конце такта сжатия давление достигает величины 3,5—5,5 МПа, а температура 550—70СГС). Топливо под давлением впрыскивается в цилиндры (его количество соответствует нагрузке двигателя), от трения о воздух оно распыляется, образуя в цилиндре конусообразный топливный факел. Еще большее повышение давления и температуры после начала горения смеси приводит к ускорению процесса горения (ускоряются испарение и самовоспламенение частиц топлива).
Впрыскивание топлива в цилиндры происходит с углом опережения впрыскивания, то есть топливо начинает поступать в цилиндр до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (что повышает экономичность дизеля), а топливный насос начинает подачу топлива с углом опережения подачи (еще раньше). Углом опережения подачи топлива называется угол поворота коленчатого вала, на который поршень цилиндра не доходит до верхней мертвой точки в момент начала подачи топлива.
Камеры сгорания дизелей бывают разделенные (или двухполостные, имеют две соединенные каналом полости) и неразделенные (или однополостные, представляют собой полость между днищем поршня, находящимся в верхней мертвой точке, и головкой).
Двухполостные камеры сгорания разделяются на вихревые и предкамеры. Основной их недостаток — затрудненный пуск.
104
Глава 2
Способы смесеобразования в дизелях: объемное (топливо впрыскивается непосредственно в воздух камеры сгорания), пленочное (топливо, попадая на стенки камеры сгорания, образует сначала пленку, а только потом начинает испаряться и в парообразном состоянии смешивается с воздухом), объемно-пленочное (позволяет использовать различное топливо).
Общее устройство системы питания дизелей. К ней относятся: топливоподводящие механизмы и аппаратура (насосы, бак, фильтры и т. д.), механизмы для подвода воздуха, выпускной газопровод, глушитель шума.
Наиболее широко распространены дизели, у которых топливный насос высокого давления и форсунки соединены топливопроводами (аппаратура разделенного типа). Топливо в них поступает по магистралям высокого (подача топлива в цилиндры) и низкого (хранение, подача под малым давлением, фильтрация) давления. К таким относятся, например, дизели ЯМЗ—236М2, —238М2, топливная
аппаратура которых состоит из насосов высокого (с приводом от распределительного вала) и низкого (топливоподкачивающий) давления, муфты опережения впрыскивания, топливного бака, фильтров тонкой и грубой очистки, форсунки, топливоп
роводов высокого и низкого давления и сливных топливопроводов.
Топливо проходит следующий путь: из бака оно засасывается насосом низкого давления через фильтр грубой очистки, затем под избыточным давлением нагнетается в фильтр тонкой очистки. Оттуда поступает к насосу высокого давления и затем впрыскивается в цилиндры через форсунки. Избыток топлива,
105
Справочник автомеханика
образующийся при работе насоса низкого давления, через перепускной клапан по сливным топливопроводам возвращается обратно в бак.
В других дизелях возможен несколько иной путь топлива.
Магистраль низкого давления состоит из топливного бака, фильтров тонкой и грубой очистки, насоса низкого давления, насоса ручной подкачки и топливопроводов.
Топливный бак из листовой стали объемом 200 л располагается на кронштейне рамы. Заливная горловина выдвижная, имеет фильтрующую сетку, закрывается пробкой с двойным клапаном для впуска-выпуска воздуха. Сливное отверстие с пробкой расположено в нижней части бака. В баке имеется фильтр грубой очистки и датчик, по сигналам которого осуществляется контроль за уровнем топлива.
Фильтры тонкой и грубой очистки очищают топливо от вредных примесей.
Фильтрующий элемент фильтра грубой очистки — металлический каркас с отверстиями и навитым на них хлопчатобумажным шнуром. Располагается в корпусе фильтра, топливо на него поступает через топливозаборную трубку. Освободившись от крупных частиц, топливо после прохождения через фильтрующий элемент через штуцер поступает далее в топливопровод. В некоторых фильтрах грубой очистки (например, в дизелях КамАЗ—740) роль фильтрующего элемента выполняет фильтрующая сетка с успокоителем масла, которая устанавливается в стакане, прикрепленном к лонжерону рамы (у других дизелей может быть прикреплен к кронштейну бака).
106
Глава 2
Фильтр тонкой очистки (рис. 25) устанавливается перед топливным насосом высокого давления. Его фильтрующий элемент сменный, представляет собой стальной каркас с большим количеством отверстий, обмотанный тканью, с нанесенной на нее фильтрующей массой, пропитанной связывающим веществом, снаружи обмотан марлевой лентой.
Рис. 25. Фильтр тонкой очистки:
1 — пружина; 2 — каркас; 3 — фильтрующий элемент;
4 — крышка; 5 — болт; 6 — жиклер; 7 — пробка;
8 — корпус; 9 — стержень; 10 — пробка
107
Справочник автомеханика
Топливо к фильтрующему элементу подается через жиклер (излишек топлива отводится мимо фильтрующего элемента к сливному топливопроводу), после фильтрации оно поступает в полость между стержнем (в этот стержень вворачивается крепящий крышку болт) и каркасом фильтрующего элемента,
а уже оттуда попадает через канал в крышке по топливопроводу к насосу. Воздух из фильтра выпускается через отверстие с пробкой, а отстой — через -отверстие с пробкой. К крышке корпуса фильтрующий элемент прижимает пружина.
На некоторых дизелях (например, ЗИЛ—645) фильтры тонкой очистки расположены достаточно высоко (выше остальных частей системы питания), что облегчает сброс излишков топлива.
Насос низкого давления топливоподкачивающий (поршневого типа) предназначен для подачи топлива из бака в насос высокого давления. Имеет привод от эксцентрика кулачка вала насоса высокого давления. Его впускной и выпускной клапаны снабжены пружинами.
На поршень действует толкатель. Когда поршень (рис. 26, схема насоса дизеля КамАЗ—740) насоса движется вверх, впускной клапан закрывается и открывается выпускной (обеспечивается давлением заранее поступившего в насос топлива). Топливо из полости А поступает в полость Б по перепускному
каналу.
Когда поршень движется вниз, выпускной клапан закрывается, топливо через выходное отверстие насоса через штуцер поступает далее в топливопровод (к фильтру тонкой очистки и насосу высокого давления). В полости А образуется разряжение, ко-
108
Глава 2
Рис. 26. Насос низкого давления:
1— толкатель; 2 — поршень; 3 — пружина; 4 — впускной клапан; 5 — насос; 6 — выпускной клапан
торое открывает впускной клапан насоса и закрывает выпускной. Далее поршень опускается, в полость А поступает новое топливо и процесс повто
ряется.
Насос ручной подкачки топлива устанавливается на корпусе насоса низкого давления. У дизелей КамАЗов имеется два насоса ручной подкачки (второй устанавливается на картер сцепления).
Магистраль высокого давления состоит из Топливного насоса высокого давления, муфты опережения впрыскивания, форсунок, топливопроводов.
109
Справочник автомеханика
Топливный насос высокого давления предназначен для точного дозирования топлива и подачи его к форсункам. В настоящее время широко рас
пространены многосекционные насосы с постоянным ходом плунжера и регулировкой конца подачи топлива. Они способны создавать давление впрыскивания, равное 17—20,5 МПа. Количество секций насоса равно количеству цилиндров дизеля, на котором он установлен. В зависимости от расположения секций различаются рядные и V-об-разные 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 дизеля ЯМЗ—236М2 (рис. 27).
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 над плунжером), после заполнения плунжер начинает подниматься, что сопровождается частичным перепуском топлива обратно. Подъем плунжера происходит до того, как он перекроет впускное отверстие
110
рядный насос дизеля ЯМЗ—236М2:	26 25	24
1 — корпус насоса; 2 — винт ограничения мощности двигателя при обкатке; 3 — рейка;
4 — зубчатый венец поворотной втулки: 5 — перепускной клапан; 6 — хромомолибденовый плунжер; 7 — штуцер;
8 — отверстие с пробкой для выхода воздуха; 9 — корпус
регулятора; 10 — тяга регулятора частоты вращения коленчатого вала; И — шестерня кулачкового вала;
12 — кулачковый вал; 13 — плоскость, к которой крепится эксцентрик; 14 — эксцентрик, приводящий в движение насос низкого давления; 15— ось роликов; 16— поворотная втулка; 17 — выступ плунжера; 18 — роликовые толкатели, которые устанавливаются напротив каждого кулачка;
19 — профильный кулачки (у каждой секции свой);
20 — шарикоподшипники, на которых установлен кулачковый вал; 21 — опорный палец ведущей полумуфты;
22 — пружины, размещенные в вырезах центробежных грузов; 23 — ведущая полумуфта; 24 — крышка муфты;
25 — центробежные грузы; 26 — оси, закрепленные на ведомой полумуфте.
Справочник автомеханика
гильзы. С этого момента начинается активный ход плунжера, определяющий количество подаваемого топлива за один цикл. Давление топлива начинает возрастать и достигает величины, когда пружина уже не может удерживать нагнетательный клапан в закрытом состоянии. Клапан открывается, и топливо под давлением поступает через топливопровод к форсункам. Дальнейший подъем плунжера приводит к началу впрыскивания топлива в камеру сгорания (под действием еще более увеличивающегося давления игла форсунки поднимается и открывает отверстия для впрыскивания). Продолжая подниматься выше, плунжер открывает выпускное отверстие гильзы (его винтовая нижняя кромка поднимается выше отверстия), активный ход плунжера заканчивается, пространство над плунжером отъединяется от топливопровода (падение давления приводит к закрытию нагнетательного клапана), топливо начинает поступать в сливной канал.
Регулировка подаваемого за один цикл количества топлива производится поворотом плунжера с помощью зубчатой рейки, что позволяет изменять время открытия выпускного отверстия гильзы.
Для регулирования момента подачи топлива к форсунке имеется специальный регулировочный болт, заворачивая или отворачивая который можно изменять время перекрытия плунжером вход
ного отверстия гильзы.
Муфта опережения впрыскивания предназначена для изменения времени начала подачи топлива в цилиндры в зависимости от величины частоты вращения коленчатого вала посредством обеспечения дополнительного поворота кулачкового вала. Она
112
Глава 2
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.
Типичным примером муфты опережения впрыскивания является муфта, применяемая в дизеле ЯМЗ (рис. 28).
Рис. 28. Муфта опережения впрыскивания:
1 — вал привода; 2, 3, 4 — детали для соединения ведущей полумуфты с валом привода насоса; 5 — корпус;
6 — ведущая полу муфта; 7 — грузы, расположенные между полу муфтами; 8 — ось ведомой полу муфты; 9 — пружины, находящиеся между осями и опорными пальцами ведущей полумуфты; 10 — ведомая полумуфта, жестко закрепленная на кулачковом валу насоса;
11 — вращающийся кулачковый вал; 12 — опорные пальцы ведущей полумуфты
113
Справочник автомеханика
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
114
Глава 2
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.
Регуляторы частоты вращения коленчатого вала предназначены для автоматического поддержания заданной скорости автомобиля (регулируют количество подаваемого топлива). В дизелях в основном используются всережимные и двухрежимные регуляторы центробежного типа.
Всережимные регуляторы предназначены для работы двигателя во всех режимах (от минимальной частоты вращения на холостом ходу до максимальной) и ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала. Устанавливаются на многих дизелях, например, ЯМЗ, КамАЗ—740. Регуляторы частоты вращения разных дизелей могут отличаться конструктивно (компоновочной схемой, отдельными деталями), но по принципу действия они одинаковы.
Вал всережимного регулятора вращения приводится в движение от кулачкового вала топливного насоса через зубчатую передачу (повышающую). Центробежные силы, возникающие при вращении вала, действуют на расположенные на нем грузы, в результате чего грузы расходятся и при этом давят на муфту. Усилие от муфты передается через систему рычагов рейке насоса и далее рычагу управления подачей топлива.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала увеличение центробежной силы, действующей на грузы, приводит к тому, что рейка выдвигается
115
Справочник автомеханика
из корпуса насоса и подача топлива становится меньше.
При возрастании нагрузки на дизель для установления необходимой частоты вращения надо нажать на педаль управления подачей топлива (нажатие через систему рычагов приводит к перемещению рейки, сопровождающемуся увеличением подачи топлива).
Установившуюся частоту вращения регулятор поддерживает автоматически. Если, например, нагрузка на дизель уменьшится, то оставшееся прежним количество поступающего топлива приводит к увеличению частоты вращения коленчатого вала, вследствие чего увеличиваются центробежные силы, действующие на грузы регулятора, что приводит к перемещению рейки регулятора в сторону уменьшения подачи топлива, подача топлива уменьшается, и скоростной режим восстанавливается.
При перегрузках двигателя скоростной режим поддерживается до определенных пределов, после чего скоростной режим будет поддерживаться по
нижением передачи.
Для остановки двигателя в регуляторе имеется кулисный механизм, прекращающий подачу топлива при нажатии водителем на кнопку «Стоп».
В регуляторе предусмотрены болты для регулировки и ограничения максимальной и минимальной частоты вращения, номинальной подачи топлива, хода кулисы кулисного механизма.
Двухрежимный регулятор центробежного типа способен обеспечивать надежную работу дизеля при частоте вращения коленчатого вала 600—650 об./мин. (на холостом ходу), ограничивать максимальную ча
116
Глава 2
стоту вращения величиной 2800—2950 об./мин. Он состоит из двух действующих последовательно систем рычагов и пружин (первая — для работы на холостом ходу, вторая — для ограничения максимальной частоты). Регулятор действует на рейку топливного насоса, на которую кроме него может воздействовать и водитель при нажатии на педаль подачи топлива (педаль газа). При работе дизеля под нагрузкой регулятор отключается, частоту вращения регулирует водитель нажатием на педаль подачи топлива.
Перед пуском дизеля рычагом устанавливается количество подаваемого топлива (оно превышает цикловое количество в 1,5—2 раза). Движение рейки насоса происходит из-за наличия центробежных сил, действующих на грузы регулятора (усилие передается системой рычагов и пружин). Если величина центробежных сил не позволяет преодолевать сопротивление пружин регулятора, то происходит ограничение частоты вращения.
В регуляторе предусмотрено ограничение максимальной подачи топлива за один цикл, регулирование подачи топлива на переходных режимах (пружинными корректорами).
Турбонаддув предназначен для повышения литровой мощности дизеля (на 20—30%), происходит путем подачи порции воздуха под давлением в цилиндры, осуществляется турбокомпрессорами, работающими на энергии отработавших газов. Он сопровождается увеличение напряженности и уменьшением срока службы деталей механизмов дизеля.
Различается низкий (обеспечивает давление воздуха на впуске не выше 0,15 МПа), средний
117
Справочник автомеханика
(давление на впуске не выше 0,2 МПа) и высокий (давление на пуске выше 0,2 МПа) турбонаддув.
Турбокомпрессор состоит из газовой турбины (ее рабочее колесо вращается под действием движущихся отработавших газов) и центробежного компрессора, которые расположены на общем роторном валу. При вращении колеса турбины одновременно вращается и колесо компрессора, происходит засасывание и сжатие воздуха, и далее подача его в цилиндры через впускной газопровод.
Глава 3
Электрооборудование
Система электроснабжения и потребители электроэнергии
Система электроснабжения автомобиля состоит из аккумулятора (аккумуляторной батареи) и генераторной установки. Электроэнергия используется в автомобиле для следующих целей: пуск стартером, зажигание горючей смеси, питания освещения и сигнализации (световой и звуковой), питание контрольно-измерительных приборов, различных электронных устройств. То есть, потребителями электроэнергии в автомобиле являются: система зажигания, система пуска, контрольно-измерительные приборы, приборы освещения и световой сигнализации, дополнительное электрооборудование (звуковая сигнализация, стеклоочистители, коммутационные приборы, кондиционеры и т. п.).
Передается электроэнергия по сетям (провода, коммутаторы, соединительные устройства).
119
Справочник автомеханика
К контрольно-измерительным приборам (КИП), предназначенным для контроля за работой автомобиля и его систем, относятся указывающие приборы (датчики давления, температуры, тахометры, спидометры, амперметры, вольтметры и т. д.) и сигнализирующие приборы (различные индикаторы, передают информацию водителю).
Приборы освещения и световой сигнализации разделяются на внешние (фары ближнего и дальнего света, противотуманные фары, фонари передние, задние, освещения номера машины) и внутренние (освещение кабины и салона кузова).
Источники тока (аккумуляторы, генераторные установки, регуляторы напряжения)
Аккумулятор — это химический источник электроэнергии, то есть устройство, в котором электрическая энергия получается непосредственным преобразованием химической энергии активных веществ посредством электрохимических реакций. Он является так называемым вторичным химическим источником тока — устройством многократного использования за счет восстановления химической энергии при протекании тока в направлении, обратном направлению разряда.
Аккумуляторная батарея предназначена для питания электроэнергией потребителей автомобиля при неработающем двигателе (при работающем дви
120
Глава 3
гателе она работает вместе с генераторной установкой, повышая отдаваемую им силу тока).
Аккумуляторные батареи автомобилей должны удовлетворять следующим требованиям:
•	малое внутреннее сопротивление, что обеспечивает минимальные потери в самой батарее и высокое разрядное напряжение на выводах батареи;
•	достаточно большая емкость при небольших размерах и массе;
*	хорошая работа при низких температурах, что облегчает пуск двигателя;
•	простота технического обслуживания;
•	высокая механическая прочность;
•	большой срок службы (желательно равный или кратный периоду ремонтных работ автомобиля);
•	минимальный саморазряд:
•	невысокая стоимость.
Простейший свинцово-кислотный аккумулятор состоит из бачка (изготовлен из диэлектрика), двух электродов, установленных в бачке, заполненном электролитом. В качестве электролита применяется 25—30% раствор серной кислоты H2SO4 (его плотность 1,25—1,31 г/см3). Активным веществом электродов является диоксид свинца, или перекись свинца РЬО2 (положительный электрод) и губчатый свинец РЬ (отрицательный электрод). Химические процессы (двойная сульфатация), протекающие в бачке, обеспечивают заряд или разряд аккумулятора.
При заряде под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам извне, электрическая энергия преобразуется в химическую энергию. Происходит это следующим образом:
121
Справочник автомеханика
под действием напряжения источника постоянного тока (аккумулятор включен в его цепь) во внешней цепи аккумулятора свободные электроны двигаются к отрицательному электроду аккумулятора. При этом находящиеся в растворе электролита ионы воды и сульфата свинца (Н+, ОН-, Pb2+, SO42-) преобразуются соответствующим образом: около положительного электрода происходит преобразование двухвалентных ионов свинца в четырехвалентные, из которых затем образуется выделяемая на электроде перекись свинца, и образование серной кислоты; около отрицательного электрода тоже образуется серная кислота, а двухвалентные ионы свинца восстанавливаются, превращаясь в губчатый свинец. То есть, при заряде плотность электролита повышается.
Когда аккумулятор полностью зарядится, плотность электролита перестает увеличиваться, а если процесс заряда продолжить, то происходит «закипание» электролита (выделение из электролита кислорода и водорода, образующихся при электролитическом разложении воды).
При разряде, когда электроэнергия поступает от аккумулятора к потребителям, химическая энергия преобразуется в электрическую, на положительном электроде восстанавливается оксид свинца РЬО, а на отрицательном свинец окисляется. При этом количество серной кислоты уменьшается, воды — увеличивается (так как на обоих электродах образуется сульфат свинца PbSO4), плотность электролита и ЭДС батареи уменьшаются. Происходит это следующим образом: в электролите свинец отрицательного электрода частично растворяется и при окислении
122
Глава 3
образует положительные ионы свинца РЬ2+, а освободившиеся избыточные электроны обеспечивают отрицательный заряд этого электрода и начинают двигаться по внешней цепи в направлении положительного электрода. При этом положительные ионы свинца образуют сульфат свинца PbSO4, который осаждается на поверхности отрицательного электрода (т. к. слабо растворяется) и изменяет его серый цвет на светло-серый. Диоксид свинца положительного электрода тоже растворяется в электролите, но значительно меньше, чем губчатый свинец отрицательного электрода. При диссоциации диоксид свинца образует положительные ионы четырехвалентного свинца РЬ4+ (обеспечивают положительный потенциал этого электрода) и отрицательные гидроксида ОН”. Электроны, пришедшие на положительный электрод по внешней цепи от отрицательного электрода, восстанавливают четырехвалентный свинец до двухвалентного, который также образует сульфат свинца PbSO4. То есть происходит преобразование перекиси свинца РЬО2 (активная масса положительного электрода) в сульфат свинца, при этом цвет положительного электрода изменяется из светло-коричневого в темно-коричневый.
На образование сульфата свинца расходуется серная кислота (из 4-х молекул серной кислоты образуется 4 молекулы воды, две из которых идут на гидротацию), что приводит к уменьшению плотно
сти электролита при разряде.
Разряду и заряду аккумулятора соответствует следующее уравнение обратимой химической реакции: + - +
PbO2 +2HSQ + Pb**PbSO4 + 2НО + PbSO4
123
Справочник автомеханика
Левая часть уравнения соответствует заряженному состоянию аккумулятора, правая — разряженному.
Основные характеристики аккумулятора:
1.	ЭД С (электродвижущая сила, разность электродных потенциалов, измеренная при разомкнутой внешней цепи) аккумулятора Еа, измеряется в вольтах, В, равна работе источника тока, потраченной на перенос единичного заряда по замкнутой цепи, зависит от плотности электролита и свойств активной массы. ЭДС батареи Еб при последовательном соединении аккумуляторов может быть вычислена по следующей эмпирической формуле:
Е6 = пЕо = n(0,84 + g), где п — количество аккумуляторов в батарее, g — плотность электролита при 15°С\ г/см3, а при параллельном соединении ЭДС батареи равна ЭДС одного аккумулятора Еа,
В действительности после выключения разрядного или зарядного тока в порах электродов и в межэлектродном пространстве концентрация электролита различна, то есть электродная поляризация некоторое время сохраняется и после выключения тока. То есть для реального аккумулятора следует различать равновесную и неравновесную ЭДС, которая соответствует переходному периоду от размыкания цепи до установившегося равновесного состояния. Именно равновесная ЭДС вычисляется по формуле:
Е6 = nEa = n(0,84 + g), она не зависит от размеров и формы электродов, количества электролита и количества активных масс.
124
Глава 3
2.	Внутреннее сопротивление (сопротивление, которое оказывается аккумулятором протекающему внутри току) г. Полное внутреннее сопротивление равно сумме омического сопротивления электродов, электролита и прочих частей аккумулятора и сопротивления поляризации, появляющегося при изменении электродных потенциалов во время прохождения тока:
г = г -I- г . о п
При заряде оно равно гз = (U3 — Еб)/1з, при разряде равно rp= (Е6 — Up)/Ip , где 17, Up — напряжение соответственно при заряде или разряде на полюсных выводах, 1р — соответственно сила зарядного или разрядного токов. Внутреннее сопротивление одного аккумулятора очень мало (тысячные доли Ома). Омическое сопротивление зависит от степени зараженности аккумулятора, от температуры; сопротивление поляризации зависит от силы тока (зарядного или разрядного), температуры.
3.	Напряжение аккумулятора (разность потенциалов положительного и отрицательного электродов при замкнутой внешней цепи) в среднем равно 2В. Этот напряжение не равно ЭДС аккумулятора (из-за наличия внутреннего сопротивления аккумулятора): либо больше ЭДС (при заряде), либо меньше (при разряде), зависит от температуры электролита и силы тока (зарядного или разрядного). При заряде напряжение аккумулятора сначала увеличивается скачком, потом продолжает возрастать (сначала достаточно резко, потом плавнее), после отключения внешнего источника постоянного тока (заряд окончен) напряжение резко уменьшается до величины, неравновесной ЭДС, а затем
125
Справочник автомеханика
до величины, равновесной ЭД С, но не так резко. При разряде напряжение аккумулятора резко падает и продолжает достаточно быстро уменьшаться. Если разряд прекращен, то напряжение возрастает до величины, неравновесной ЭДС, и затем более плавно — до величины, равновесной ЭДС.
Среднее напряжение — это среднее арифметическое напряжений, измеренных через равные промежутки времени. Обычно применяются батареи с напряжением 6, 12 или 24 В;
4.	Емкость С (разрядная емкость) аккумуляторной батареи (количество электричества, которая способна отдать полностью заряженная батарея при непрерывном разряде), измеряется в ампер часах (А*ч), равна Ср = Iptp, где 1р — сила тока разрядного, t — время разряда. Емкость батареи при последовательном соединении аккумуляторов равна емкости одного аккумулятора, при параллельном — сумме емкостей составляющих ее аккумуляторов. При времени разряда 20 часов можно определить номинальную емкость батареи — емкость, на которую рассчитан аккумулятор и которая указывается изготовителем. Аналогично разрядной определяется зарядная емкость Cg = I3t3 , где 1з — сила тока зарядного, t3 — время заряда. Разрядная емкость зависит от следующих факторов:
•	пористость активной массы (чем больше пористость, тем больше емкость);
•	толщина электродов (чем меньше толщина, тем больше емкость);
•	пористость и конструкция сепараторов (чем больше пористость, тем больше емкость);
•	плотность электролита;
126
Глава 3
•	сила разрядного тока (чем больше разрядный ток, тем меньше емкость);
•	температура электролита (чем ниже температура, тем меньше емкость);
•	степень зараженности (чем больше степень зараженности, тем больше емкость).
5.	Энергия аккумулятора W равна произведению зарядной (разрядной) емкости на среднее зарядное (разрядное) напряжение, измеряется в ватт-часах;
6.	Мощность аккумулятора — количество энергии, отдаваемой аккумулятором в единицу времени, равна произведению величины разрядного тока на среднее разрядной напряжение;
7.	Сила тока холодной прокрутки (определяет максимальную пусковую способность аккумулятора) — числено равна разрядному току, при котором разрядное напряжение менее 7,2 В (для батареи напряжением 12 В) при определенной температуре (минус 18°С или 29°С) на тридцатой секун
де разряда.
8.	Саморазряд — снижение емкости аккумуляторной батареи при разомкнутой внешней цепи
вследствие окислительно-восстановительных процессов, протекающих на электродах произвольно (особенно на отрицательном электроде), или при образовании проводящей пленки между электродами снаружи из-за загрязнения. Саморазряд зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем меньше саморазряд), к концу срока службы батареи он увеличивается.
В состав аккумуляторной батареи может входить 3, 6 или 12 аккумуляторов, находящихся в отсеках моноблока батареи и соединенных последовательно
127
Справочник автомеханика
перемычками. Крышки аккумуляторов имеют заливные отверстия с пробками. Основной частью аккумулятора являются положительные и отрицательные пластины, разделенные сепараторами (изоляторами) и установленные на призмы, расположенные на дне моноблока. Токоведущие баретки аккумулятора, соединяющие пластины в группы — полублоки, имеют выходные штыри. Пластины устанавливаются в такой последовательности: отрицательная, положительная, отрицательная, положительная, ..., отрицательная (т. е. отрицательных больше на одну пластину). Моноблок изготавливается из эбонита, термопласта или асфальтопековой пластмассы, в него запрессовываются кислотоупорные вставки. Между призмами моноблока имеется шламовая камера, предназначенная для сбора оседающего шлама (выпадающих частиц активного вещества).
Конструктивно пластины аккумулятора представляют собой решетку из свинцово-сурьмянистого сплава с нанесенной на нее активной массой: для положительных пластин свинцовый сурик РЬ3О4 и оксид свинца РЬО (свинцовый глет), для отрицательных — свинцовый порошок, свинцовый глет, серная кислота в растворе, расширители. На заводе-изготовителе пластины, помещенные в емкость с электролитом, заряжаются (проходят формовку), при этом активные вещества переходят в перекись свинца (на положительной пластине) и в губчатый свинец (на отрицательной). Пластины становятся пористыми. Выпускаются с заводов батареи с сухими заряженными пластинами. Перед установкой на автомобиль батарея с сухозаряженными пластинами заливается электролитом.
128
Глава 3
Сепараторы предназначены для изоляции пластин друг от друга, то есть они предотвращают замыкание, но при этом не препятствуют переносу электролита от одного электрода (пластины) к другому. Сепараторы представляют собой тонкие (1—2 мм) листы пористого кислостойкого материала: мипора (микропористая резина) или мипласта, поровинила, полиэтилена (микропористой пластмассы). По размеру больше пластин, с одной стороны они гладкие, с другой — ребристые. Устанавливаются ребристой стороной к положительной пластине, что облегчает доступ электролита к ней. Со стороны отрицательной пластины на сепараторе также имеются ребра, но они небольшие по высоте (0,15—0,2 мм), предназначены для облегчения диффузии и кон
векции электролита около отрицательного электрода и для предотвращения «прорастания» сепаратора в процессе эксплуатации.
Электролит изготавливается из чистой серной кислоты плотности 1,83 г/см3 и дисциллированной воды, начальная плотность раствора 1,4—1,45 г/см3, затем плотность раствора меняется в зависимости от условий применения и составляет 1,23—1,3 г/см3. При индивидуальном изготовлении электролита надо выполнять следующие правила:
•	посуда должна быть кислотостойкой, например, керамической;
•	кислота в посуду заливается только после того, как туда будет налита вода;
•	уровень электролита в батарее должен быть выше верхнего края сепаратора на 10—15 мм.
Плотность электролита измеряется денсиметром.
5. Зак. 47
129
Справочник автомеханика
Аккумуляторная батарея может быть заряжена от любого источника постоянного тока, имеющего напряжение выше напряжения батареи. Заряд аккумуляторной батареи может производиться при постоянном токе или при постоянном напряжении.
Заряд батареи при постоянном токе имеет несколько разновидностей:
•	модифицированный заряд (приближается к заряду при постоянном напряжении), позволяет уменьшить силу тока в начале заряда и снизить влияние колебаний напряжения,
•	уравнительный заряд (сила тока численно равна 10% номинальной емкости или меньше), обеспечивает полное восстановление всех активных масс батареи, не допускает вероятную сульфатацию электродов,
•	форсированный заряд (сила тока численно равна 70% номинальной емкости, промежуток времени небольшой), для одной и той же батареи применять более одного раза не рекомендуется, т. к. срок службы снижается значительно,
•	постоянный подзарад (ток приблизительно равен току саморазряда), позволяет достаточно долго поддерживать батарею в состоянии полного заряда, но ускоряет процесс коррозии положительных электродов.
Маркируются аккумуляторные батареи следующим образом в указанном порядке:
•	цифра, соответствующая количеству аккумуляторов в батарее,
•	буквы, обозначающие тип батареи (например, СТ — стартерный тип);
130
Глава 3
•	после тире указывается номинальная емкость батареи;
•	материал моноблока (Т — термопласт, Э — эбонит);
•	материал сепаратора (М — монопласт, С — стекловолокно, Р — мипор);
•	наличие буквы Н в конце записи говорит о том, что батарея не сухозаряженная;
•	тропическое исполнение обозначается добавлением буквы Т.
Генераторные установки переменного тока установлены на многих автомобилях. Они являются основным источником электроэнергии, предназначены для питания всех потребителей и для подзарядки аккумуляторной батареи, обеспечивают номинальное напряжение в пределах от 13,2 до 15,5 В. Наиболее часто применяются синхронные трехфазные генераторы с электромагнитным возбуждением, вырабатывающие ток, частота которого пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя.
На разных автомобилях устанавливаются разные генераторы, например на ВАЗ-2121 устанавливается генератор Г221, на ВАЗ—2104, —2105 — генератор Г222, на ГАЗ—ЗЗО7 — генератор Г250. Но они имеют много унифицированных деталей, одинаковый принцип действия. На рис. 29 приведена электрическая схема генератора переменного тока.
Основными частями генератора (трехфазный 12-полюсный с выпрямителями на кремниевых диодах генератор Г250) являются стартер, ротор, две алюминиевые крышки, вентилятор, приводной шкив, выпрямительный блок диодов.
5*
131
Справочник автомеханика
Рис. 29. Электрическая схема генератора переменного тока
Стартер имеет сердечник, набранный из тонких изолированных друг от друга лаком листов электротехнической стали. В его неподвижной обмотке индуцируется ЭДС. Обмотка статора распределена на три фазы, имеющие по шесть последовательно соединенных катушек. Катушки установлены на зубцах внутренней поверхности статора. Фазные обмотки соединены «звездой».
Ротор с обмоткой возбуждения (намотана на установленной на валу ротора втулке, питается постоянным током от аккумулятора или выпрямителя) генератора создает при вращении подвижной электромагнитное поле. Он состоит из двух стальных наконечников, напрессованных на его вал с двух сторон и имеющих по шесть зубцов. Один из наконечников имеет северный магнитный полюс, другой — южный, и в совокупности они образуют
132
Глава 3
12-полюсную электромагнитную систему. Вал ротора вращается в двух запрессованных в крышках шарикоподшипниках. К концам обмотки возбуждения припаяны контактные кольца.
Генератор имеет три вывода: положительный (+), корпус (—), шунт (Ш). Вывод корпус (—) и шунт (Ш) соединены с графитовыми щетками (каждый вывод со своей щеткой), расположенными в пластмассовом щеткодержателе. Щеткодержатель устанавливается на передней крышке генератора, щетки прижимаются к контактным кольцам пружинами.
Приводной шкив, посаженный на валу генератора, для разных типов генераторов имеет разные геометрические размеры.
Выпрямительный блок предназначен для преобразования переменного тока, вырабатываемого в катушках статора, в постоянный ток. Он состоит из 6 кремниевых диодов, расположенных по два в трех секциях корпуса, расположенного на передней крышке генератора. Поверхность секций снабжена ребрами для охлаждения диодов.
Генератор работает по следующему принципу: при включении зажигания ток от аккумуляторной батареи, проходя по обмоткам возбуждения, вызывает намагничивание наконечников ротора. Ротор вращается, и при этом в катушках обмотки статора индуцируется переменный ток, который диодами выпрямительного блока преобразуется в постоянный.
Регуляторы напряжения предназначены для поддержания постоянного напряжения, создаваемого генератором, за счет изменения силы тока в обмотке
133
Справочник автомеханика
возбуждения при изменении частоты вращения коленчатого вала и защиты генератора от перегрузок.
Существуют различные регуляторы: вибрационные реле-регуляторы, полупроводниковые контактно-транзисторные и бесконтактно-транзисторные регуляторы.
Вибрационные реле-регуляторы работают с генераторами постоянного тока, к их недостаткам следует отнести излишнее искрообразование между контактами при размыкании, что уменьшает мощность генератора.
Бесконтактные транзисторные регуляторы (электрическая схема приведена на рис. 30) своей эмит-терно-коллекторной цепью соединены с обмоткой возбуждения генератора. При уменьшении напряжения на клеммах генератора ток возбуждения пропускается выходным транзистором. При возрастании напряжения происходит запирание транзистора, сила
[R2 R3
Рис. 30. Электрическая схема бесконтактного транзисторного регулятора
134
Глава 3
тока в обмотке возбуждения меняется. Отпирание-запирание транзистора происходит с большой частотой, что и обеспечивает постоянство создаваемого генератором напряжения.
На многих автомобилях, например на ЗИЛ, легковых ГАЗ, генераторы взаимодействуют с более сложными электронными генераторами, состоящими из измерительного блока, управляющего транзистора, предусилителя, выходного каскада, схемы защиты и др.
Система зажигания
Система зажигания состоит из приборов и устройств автомобиля, обеспечивающих воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя в соответствии с порядком работы цилиндров. В настоящее время существует несколько типов систем зажигания: простейшая (классическая) контактная КСЗ с катушкой зажигания или накоплением энергии в индуктивности, контактно-транзисторная КТЗС с накоплением энергии в индуктивности, бесконтактно-транзисторная БТЗС или БЗС с индукционным датчиком импульсов и накоплением энергии в индуктивности, конденсаторная с накоплением энергии в конденсаторе.
Классическая система зажигания применяется достаточно широко в наше время в совокупности с различными электронными блоками, улучшающими ее характеристики.
135
Справочник автомеханика
Источником тока для многих систем зажигания являются аккумуляторные батареи или генераторы автомобиля. Система зажигания преобразует низкое напряжение поступающего на нее тока в высокое (12—25 кВ) и в нужное время подводит его к свечам зажигания, обеспечивает изменение угла опережения зажигания.
Рис. 31. Классическая контактная система зажигания: 1 — свечи зажигания; 2 — прерыватель-распределитель;
3 — кулачок с выступом; 4 — упор; 5 — реле включения стартера, аккумуляторная батарея; 6 — генератор;
7— резисторы снижения помех, замка зажигания (выключателя); 8 — катушка зажигания
Катушка зажигания (рис. 31) выполняет функцию генератора импульсов высокого напряжения, представляет собой трансформатор с железным сер
136
Глава 3
дечником и двумя обмотками (первичной и вторичной). Первичная обмотка соединена с аккумулятором (цепь низкого напряжения) и намотана сверху на вторичную, представляющую собой много витков тонкого провода. При прохождении тока по первичной обмотке создается магнитное поле. В первичной обмотке возникает ток самоиндукции, во вторичной индуцируется ток высокого напряжения, величина которого зависит от величины магнитного поля, от силы и скорости уменьшения тока в первичной обмотке.
Цепь низкого напряжения состоит из следующих последовательно расположенных элементов: положительный вывод аккумуляторной батареи, амперметр, выключатель (замок) зажигания, резистор, первичная обмотка, прерыватель, рычаг, корпус, отрицательный вывод аккумулятора.
Цепь высокого напряжения состоит из следующих последовательно расположенных элементов: вторичная обмотка катушки зажигания, резистор, электрод ротора, электрод крышки распределителя, резистор, свеча зажигания, корпус аккумуляторной батареи, амперметр, замок зажигания, резистор, первичная обмотка, вторичная обмотка.
При размыкании контактов, подключающих первичную обмотку катушки зажигания к источнику тока, цепь низкого напряжения размыкается, происходит размагничивание сердечника катушки, магнитный поток резко уменьшается, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, импульсы высокого напряжения поступают на электроды свечи зажигания и образуется искра, воспламеняющая горючую смесь. Напряжение пробоя (импульсы высокого
137
Справочник автомеханика
напряжения) составляет обычно 8—12 кВ, но для повышения надежности воспламенения горючей смеси систему зажигания делают так, чтобы вторичное высокое напряжение было бы выше (167—225 кВ). Напряжение пробоя должно быть тем больше, чем больше расстояние между электродами свечи зажигания и выше давление в камере сгорания.
В первичной обмотке при размыкании контактов образуется ЭДС самоиндукции (200—300 В), которая препятствует размагничиванию сердечника и вызывает искрение между контактами прерывателя.
Прерыватель предназначен для изменения магнитного потока в сердечнике катушки путем размыкания контактов, соединяющих катушку зажигания (ее первичную обмотку) с источником тока. Для повышения напряжения вторичной обмотки катушки и уменьшения искрения и обгорания контактов прерывателя параллельно контактам включается конденсатор (его зарядка происходит при размыкании контактов прерывателя, но когда еще возможна искра). Емкость конденсатора 0,17— 0,35 мкФ, для каждой системы зажигания подбирается индивидуально.
Сила тока, протекающего через прерыватель, обмотки и контакты системы, может достигать величины 11,6 А. Большой ток и искрение между контактами и являются основным недостатком классической системы зажигания.
Контактно-транзисторная система зажигания КТЗС (рис. 32) начала применяться на автомобилях в 60-е годы прошлого века, когда появились двигатели с большим числом цилиндров, обеспечиваю-
138
Глава 3
Рис. 32. Схема контактно-транзисторной системы зажигания:
1 — свечи зажигания; 2 — распределитель;
3 — коммутатор; 4 — катушка зажигания
щие большую степень сжатия и способные работать с более бедными рабочими смесями. Классическая система зажигания с такими двигателями не могла работать достаточно устойчиво.
Отличие и преимущество контактно-транзисторной системы от классической состоит в том, что контакты ее прерывателя не относятся к первичной цепи катушки зажигания, через них проходят только управляющие импульсы силой 0,5 А, и зачистки они требуют гораздо реже (1 раз на 100 тыс. км пробега против 1 раза на 30—40 тыс. км пробега с классической системой зажигания), конденсатор для гашения искрения не нужен. КТЗС позволяет повысить напряжение вторичной обмотки на 25%, благодаря чему повышается энергия искры и можно увеличить зазоры между электродами свечи до
139
Справочник автомеханика
1—1,2 мм, в ее составе имеется транзисторный коммутатор, который преобразует управляющие импульсы от прерывателя в импульсы первичной обмотки катушки зажигания.
Коммутатор имеет четыре выхода: два из них соединены с первичной обмоткой катушки зажигания, один — с подвижным контактом прерывателя и один — с корпусом автомобиля («массой»). Он работает следующим образом: при включенном зажигании контакты прерывателя разомкнуты, транзистор закрыт, тока в системе зажигания нет. При замыкании контактов прерывателя транзистор открывается под действием проходящего через его цепь управления тока (через базу и коллектор), величина которого зависит от частоты вращения кулачка прерывателя. Сопротивление перехода транзистора эмиттер-коллектор снижается до нескольких долей ома, включается цепь первичной обмотки катушки зажигания (цепь рабочего тока низкого напряжения). Величина силы тока, проходящего через первичную обмотку, зависит от длительности замкнутого состояния контактов, которая зависит от частоты вращения коленчатого вала (с увеличением частоты вращения коленчатого вала ток в цепи низкого напряжения уменьшается от 7 А до 3 А), напряжения аккумуляторной батареи, сопротивления и индуктивности первичной обмотки.
При последующем размыкании контактов прерывателя цепь управления транзистором прерывается, транзистор запирается, цепь низкого напряжения разрывается, исчезновение магнитного поля приводит к возникновению ЭДС во вторичной обмотке и ЭДС самоиндукции в первичной.
140
Г лава 3
Параллельно первичной обмотке для защиты транзистора от пробоя устанавливается стабилитрон. Для нормальной работы коммутатора температура не должна превышать 60°С.
Кроме рассмотренной КТЗС с накоплением энергии в индуктивности (в магнитном поле катушки зажигания), существуют КТЗС с накоплением энергии в емкости (тиристорные системы зажигания). В них емкость (конденсатор) подключается тиристором к первичной обмотке катушки зажигания при размыкании контактов прерывателя. Системы с накоплением энергии в емкости требуют некоторых дополнительных приборов, например повышающего трансформатора.
Бесконтактная транзисторная система зажигания БТЗС (рис. 33) впервые появилась в 1984 г. на ВАЗ-2108, она отличается от классической и КТЗС тем, что управление подачей искрового заряда происходит бесконтактно, электрическим импульсом, создаваемым специальным датчиком (прерывающий цепь низкого напряжения транзисторный коммутатор срабатывает от сигнала датчика). БТЗС обеспечивают более высокое напряжение пробоя (не менее 30 кВ).
Датчики, используемые в бесконтактных транзисторных системах зажигания разделяются на параметрические (выдают сигналы в соответствии с измеряемыми параметрами управляющей цепи) и генераторные (представляют собой источник питания управляющей цепи). Наиболее часто на современных легковых автомобилях можно встретить магнитоэлектрические датчики: индукционные (на автомобилях ГАЗ, УАЗ) и датчики Холла (на многих
141
Справочник автомеханика
автомобилях ВАЗ, их работа основана на использовании гальваномагнитного эффекта Холла).
Магнитоэлектрический индукционный датчик — это однофазный генератор переменного тока, ротор которого на постоянных магнитах (число пар его полюсов равно числу цилиндров двигателя), статор имеет кольцевую обмотку. Так как ротор и статор конструктивно объединены с распределителем, то датчик называется датчиком-распределителем.
Рис. 33. Схема бесконтактной транзисторной системы зажигания:
1 — свечи зажигания: 2 — датчик-распределитель;
3 — коммутатор (имеют достаточно сложную электрическую схему); 4 — катушка зажигания
Датчик Холла (импульсный генератор Холла) представляет собой щелевую конструкцию с полупроводником и постоянным магнитом, расположенными по разные стороны щели. По полупроводнику при включенном зажигании течет ток. В щель датчика входит вращающийся стальной цилиндрический эк
142
Глава 3
ран с четырьмя прорезями. Управляющие импульсы в коммутатор датчик выдает, когда прорези оказываются в щели и магнитный поток действует на полупроводник. В коммутаторе управляющие сигналы преобразуются в импульсы тока в первичной об
мотке.
Преимущества БТЗС (объясняются в основном отсутствием контактов прерывателя):
•	равномерное распределение искры по цилиндрам, обусловленное отсутствием размыкания контактов, биения и вибрации ротора распределителя; отсутствие обгорания и загрязнения контактов пре
рывателя;
-	повышенная энергия пробоя;
•	уверенный пуск холодного двигателя.
Микропроцессорные системы управления двигателем МСУД, которые начали устанавливать на отечественные автомобили с середины 80-х годов прошлого столетия, обеспечивают управление зажиганием и электромагнитным клапаном карбюратора без каких-либо регулировок. Применяются такие системы в совокупности с системой внутреннего диагностирования. Управление МСУД осуществляется по оптимальным характеристикам в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и положения дроссельной заслонки карбюратора (управление зажиганием и клапаном карбюратора), от давления во впускном канале и температуры охлаждающей жидкости (управление зажиганием).
В состав МСУД входят коммутатор; микро-ЭВМ (контроллер), работающая по сигналам датчиков частоты вращения коленчатого вала, давления, температуры охлаждающей жидкости, положения
143
Справочник автомеханика
дроссельной заслонки; датчик угловых импульсов; датчики синхронизации. Микро-ЭВМ определяет нужное в каждый момент состояние карбюраторного клапана, интерполирует углы опережения зажигания, вырабатывает управляющие сигналы для коммутатора.
Существуют системы, в которых микро-ЭВМ объединена с коммутатором (выполняет и его функции).
Существуют и более сложные цифровые системы управления двигателем, например, система «Мотро-ник», которая обеспечивает выполнение многих функций, среди которых управление зажиганием, управление впрыском топлива, регулировка момента зажигания, управление пуском холодного двигателя, регулировка холостого хода и частоты вращения коленчатого вала, распределение тока высокой частоты, самодиагностика. Главной частью системы является контроллер, в который входит микро-ЭВМ с процессором (устройством управления). Система работает по сигналам датчиков числа оборотов двигателя, угловых импульсов, температуры охлаждающей жидкости, температуры и расхода поступающего воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации и др.
Основные элементы системы зажигания
К основным элементам системы зажигания можно отнести катушку зажигания, распределитель зажигания, датчик-распределитель, свечи зажигания, высоковольтные провода.
144
Глава 3
Катушка зажигания (рис. 34) предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения, способного вызвать искровой заряд в свече зажигания. Существуют разные типы катушек зажигания, например, для «Жигулей» типовой катушкой является катушка Б117— А, для «Москвича» — Б115—А. Катушки Б114—Б и Б116 используются с контактно-транзисторными
Рис. 34. Устройство произвольной катушки зажигания: 1 — контактная пластина; 2 — стальной кожух цельнонатянутый; 3 — магнитопровод из трансформаторной стали; 4 — сердечник; 5 — трубка из электротехнического картона: 6 — вторичная обмотка; 7 — изолирующий слой из лакоткани и кабельной бумаги; 8 — первичная обмотка; 9 — изолятор; 10 — керамический изолятор; 11 — резистор; 12 — резиновое кольцо;
13 — крышка карболитовая; 14 — изоляционная трубка из диэлектрика; 15 — пружина; 16 — латунная вставка; 17, 19 — клеммы низкого напряжения; 18 — клемма высокого напряжения
145
Справочник автомеханика
и бесконтактно-транзисторными системами зажигания, они имеют две боковые клеммы низкого напряжения (одна из них обозначена буквой К). Катушки Б115 и Б117 (используются для классических систем зажигания) имеют по три боковых клеммы низкого напряжения. Однако устройство катушек зажигания различных типов аналогично. Основными характеристиками и первичной, и вторичной обмоток катушки являются число витков, диаметр проволоки и сопротивление обмотки при 2 ОС.
Контактная пластина служит для соединения сердечника с клеммой высокого напряжения. Магнитопровод из трансформаторной стали вместе с сердечником образует магнитную цепь и состоит из двух полуцилиндров. На сердечник намотаны обмотки, он состоит из изолированных друг от друга стальных пластин толщиной 0,5 мм, заключен в трубку из электротехнического картона. Вторичная обмотка, намотанная на трубку, имеет 18000— 41000 витков медного провода диаметром 0,06— 0,1 мм. Изолирующий слой из лакоткани и кабельной бумаги расположен между последним рядом вторичной обмотки и первичной обмоткой. Первичная обмотка имеет 200—350 витков проволоки диаметром 0,72—1,35 мм. Керамический изолятор, в котором установлен резистор (резистор облегчает пуск стартером), повышает общую работоспособность катушки. На карболитовой крышке расположены клеммы высокого и низкого напряжения; к клеммам низкого напряжения подведены концы первичной обмотки. Таких клемм может быть три, две, между ними устанавливается резистор, обозначаются ВК и ВКБ. К клемме высокого напряже
146
Глава 3
ния одним концом подсоединена вторичная обмотка (другой конец вторичной обмотки подсоединен к первичной обмотке).
Для охлаждения и улучшения изоляции во внутреннюю полость катушки заливается масло.
На тех катушках, где имеются четыре клеммы (три низкого напряжения и одна высокого), а двигатель запускается легко, клемму ВК можно не использовать. При затрудненном пуске клеммы ВК и ВКБ соединяются, а сразу же после пуска их надо разъединить.
При работе катушки зажигания нагреваются до 80°С, что приводит к снижению напряжения во вторичной обмотке. Для уменьшения нагрева, например, на «Жигулях» имеется специальное окно, через которое катушка обдувается при движении воздухом.
Распределитель зажигания (объединенные прерыватель и распределитель) предназначен для периодического прерывания цепи низкого напряжения и подвода тока высокого напряжения к свечам. Он состоит из следующих основных частей: прерыватель (или датчик Холла), механизм опережения зажигания (центробежный и вакуумный регулятор, октан-корректор) и распределитель (состоит из ротора и электродов). Прерыватели классической системы зажигания имеют искрогасящий конденсатор. Типичным примером распределителя, работающего с контактно-транзисторной системой зажигания, является распределитель зажигания 46.3706, часто применяемый на карбюраторных двигателях ЗИЛ с КТСЗ, который имеет следующую конструкцию.
147
Справочник автомеханика
Прерыватель находится в средней части корпуса и состоит из следующих частей: подвижный диск, поворачивающийся вокруг оси кулачка установлен на шарикоподшипнике на неподвижной пластине. Подвижный диск имеет штырь, на котором расположены подвижный (на рычажке) и неподвижный (на стойке пластины, соединяется с первичной обмоткой катушки зажигания через клемму) контакты. Пружина старается удержать эти контакты в замкнутом состоянии. Кулачок, число граней которого равно числу цилиндров двигателя, размыкает контакты при вращении валика привода (валик вращается с частотой, равной частоте вращения распределительного вала).
Центробежный (инерционный) и вакуумный регуляторы и октан-корректор расположены в корпусе распределителя зажигания.
Распределитель имеет ротор (бегунок), надетый на торец приводного валика (т. е. они вращаются одновременно), карболитовую крышку, установленную на корпусе прерывателя зажигания, электроды (соединен через уголек с вторичной обмоткой катушки зажигания) и (соединяется со свечей зажигания) .
Датчики-распределители, применяемые с бесконтактно-транзисторной системой зажигания БТСЗ, предназначены для управления транзисторным коммутатором, для регулирования момента зажигания, для распределения по свечам импульсов тока. Они устанавливаются на многих двигателях ЗМЗ, например, на двигателе ЗМЗ—4061, —4063 установлен датчик 19.3706, на двигателе ЗМЗ—511 — датчик 24.3706.
148
Глава 3
Основными частями датчика-распределителя являются центробежный и вакуумный регуляторы, октан-корректор (для регулирования момента зажигания вручную), магнитоэлектрический датчик, имеющий ротор (многополюсный кольцевой магнит) и статор. На крышке датчика-распределителя по ее окружности расположены электроды, соединяющие свечи зажигания с проводами высокого напряжения. На статор и ротор датчика наносятся метки для установки начального угла опережения зажигания, которые должны совпадать при появлении искры в первом цилиндре.
Свеча зажигания предназначена для создания искры в камере сгорания двигателя. Свеча зажигания неразборная, с метрической резьбой, имеет следующую конструкцию (рис. 35).
1	2	3	4	5 6	7 8
Рис. 35. Свеча зажигания:
1 — гайка, присоединяющая подходящий к свече провод;
2 — изолятор; 3 — термогерметик, нанесенный на центральный электрод; 4 — корпус; 5 — прокладка герметичности; 6 — прокладка уплотнения;
7 — центральный электрод; 8 — боковой электрод;
9 — тепловой конус изолятора (чем больше длина конуса, тем меньше калильное число свечи)
149
Справочник автомеханика
Основная характеристика свеч зажигания — калильное число. ГОСТом определен следующий ряд калильных чисел: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. С увеличением калильного числа уменьшается склонность свечи к калильному зажиганию, которое возникает при температуре 875—925°С и сопровождается детонацией топлива, что снижает мощность двигателя.
По величине калильного числа различаются горячие и холодные свечи зажигания.
В настоящее время существует много типов свеч зажигания. Они маркируются следующим образом:
•	первая буква обозначает размеры резьбы: А соответствует резьбе М14х25, М — резьбе М18х1,5;
•	далее указывается калильное число;
•	затем длина резьбовой части: буква Н соответствует 11 мм, Д — 19 мм;
•	буква В в конце означает, что тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса, буква Т означает, что соединение изолятор — центральный электрод герметизировано термоцементом.
По состоянию вывернутой свечи зажигания можно судить о состоянии двигателя: если вывернутая свеча сухая, ее ободок темный и имеет тонкий слой копоти (нагара), цвет электродов и изолятора от светло-коричневого до светло-желтого (или даже белесого), то состояние двигателя нормальное. Если иначе, то следует обратить внимание на двигатель.
Высоковольтные провода (наиболее широко распространенные) устроены следующим образом: сердечник — шнур из льняной пряжи, заключенный в пластмассовую (с добавлением феррита) оболочку, на которую навит никелевожелезный провод диаметром 0,11 мм (по 30 витков на 1 см длины); все это вмес
150
Глава 3
те заключено в изолирующую поливинилхлоридовую оболочку. Высоковольтные провода окрашены в разные цвета в зависимости от величины распределенного сопротивления (чем больше сопротивление, тем меньше время горения искры). Красный цвет соответствует сопротивлению 2 кОм на 1 м длины и пробивному напряжению 18 кВ, синий цвет — сопротивлению 2,55 кОм и пробивному напряжению до 30 кВ.
Электрическая система пуска
Система электрического пуска предназначена для вращения коленчатого вала с частотой (пусковая частота) 40—100 об/мин (для карбюраторов) или 150— 250 об/мин (для дизелей) при пуске двигателя, что обеспечивает оптимальные условия работы двигателя (смесеобразование, воспламенение, горение горючей смеси) и начало дальнейшей надежной работы двигателя.
Стартер является основной частью системы пуска. Он представляет собой электродвигатель постоянного тока, который питается от аккумуляторной батареи. Именно стартер и обеспечивает крутящий момент необходимой величины для обеспечения пусковой частоты вращения коленчатого вала.
Включение стартера происходит с помощью тягового реле. В момент пуска происходит соединение стартера с маховиком двигателя, а после пуска — их разъединение. Для повышения величины крутящего момента обмотки стартера (обмотка якоря и обмотка возбуждения) соединяются последовательно,
151
Справочник автомеханика
что приводит к увеличению создаваемого магнитного поля; применяется понижающая зубчатая передача соединения коленчатый вал — вал стартера.
Принцип работы стартера следующий: при срабатывании выключателя (управление из кабины водителя) ток поступает к обмотке тягового реле, в результате происходит втягивание внутрь обмотки сердечника электромагнита. Это перемещение через рычаг приводит к соединению стартера с маховиком (шестерня привода стартера входит в зубчатое зацепление с венцом маховика). При полном зацеплении обеспечивается поступление тока от аккумуляторной батареи к обмоткам стартера, якорь начинает вращаться, и крутящий момент передается к коленчатому валу. После того как двигатель запущен, выключатель разрывает цепь, ток к обмотке тягового реле перестает поступать, пружина возвращает механизм в исходное состояние (разъединяет зубчатое соединение шестерни привода с венцом маховика).
В настоящее время широко применяются стартеры с дистанционным управлением, принудительным включением, питающиеся напряжением 12 В. К таким стартерам относится стартер СТ230-А1, который устанавливается, например, на двигателях ГАЗ—3302, —3307. Его номинальная мощность 1,5 кВт, развивает максимальный крутящий момент величиной 22,5 Н*м. Другие стартеры аналогичны ему по устройству.
Стартер СТ230-А1 состоит из электродвигателя постоянного тока, тягового реле, механизма привода.
Электродвигатель постоянного тока состоит из основных частей, показанных на рис. 36: 1 — шайба
152
Глава 3
Рис. 36. Электродвигатель постоянного тока
для регулирования перемещения вала якоря в осевом направлении; 2 — упорное кольцо для удержания регулировочной шайбы; 3 — шестерня; 4 — роликовая муфта; 5 — буферная пружина; 6 — поводковая муфта; 7 — обмотка якоря, уложенная в пазы сердечника якоря; 8 — якорь, состоящий из вала (вращается в трех скользящих подшипниках, запрессованных в крышки 13 и 30 и промежуточную опору), сердечника (из покрытых лаком отожженных стальных пластин), обмотки и коллектора; 9 — корпус, к которому винтами крепятся четыре полюсных сердечника, и сердечник и корпус изготавливаются из мягкой низкоуглеродистой стали; 10 — катушки обмотки возбуждения, установленные на сердечниках, обмотка возбуждения состоит из двух параллельных ветвей (каждая ветвь содержит две последовательно соединенные катушки из медного провода прямоугольного сечения) и включена последовательно обмотке якоря: два конца ветвей
153
Справочник автомеханика
обмотки присоединены к двум изолированным щеткодержателям, а два других соединенных конца подсоединены к клемме контактного болта 16; 12 — кожух, закрывающий полость корпуса со стороны щеткодержателя, с прокладкой 11 из резины; 13 — крыш
ка с окнами для доступа к щеткам, со стороны коллектора стальная; 14 — коллектор якоря, к изо
лированным медным пластинам которого припаяны концы обмотки якоря; 15 — медно-графитовые щетки, закреплены в четырех щеткодержателях и прижаты к коллектору пружинами; два щеткодержателя изолированные (к ним присоединены два конца ветвей обмотки возбуждения), а два других щеткодержателя соединены с «массой» (корпусом); 27 — крышка механизма привода стартера; 29 —
промежуточная опора, предохраняющая якорь от прогиба; 30 — чугунная крышка с фланцем для крепления стартера к картеру маховика.
Тяговое реле состоит из следующих основных частей (рис. 36): 17 — контактный болт; 18 — пружина штока, удерживает контактный диск в исходном положении при разомкнутых контактах; 19 — пластмассовая крышка; 20 — контактный диск штока, установлен между двумя пружинами, обеспечивает замыкание цепи рабочего хода стартера, сопровождающееся закорачиванием втягивающей обмотки реле (в это время магнитное поле удерживающей обмотки удерживает якорь во втянутом состоянии, якорь начинает вращательное движение, двигатель запускается); 21 — втягивающая и удерживающая обмотки, наматываются сверху на латунную трубку
сначала втягивающая, а затем на нее удерживающая;
общий конец обмоток соединяется с выводом на
154
Глава 3
крышке реле, второй конец втягивающей обмотки соединен с контактным болтом 17, а второй конец удерживающей обмотки соединен с корпусом; 22 — кожух, закрывает обмотки реле и является магнитопроводом; 23 — стальной якорь (якорек), свободно перемещающийся в латунной трубке, при включении стартера под действием магнитного поля обмоток втягивается в трубку; 24 — возвратная пружина, возвращающая якорь в исходное положение при выключении стартера; 25 — палец, передающий движение якоря (при втягивании) далее на рычаг 26, который воздействует на поводковую муфту, буферную пружину, в результате происходит перемещение роликовой муфты, обеспечивающее полное соединение шестерни с зубчатым венцом маховика; 28 — ось.
Сила тока при пуске двигателя равна 550—600 А, на холостом ходу 70—80 А.
Основной частью механизма привода является муфта свободного хода, передающая крутящий момент от вала стартера на зубчатый венец маховика и предотвращающая передачу вращения от маховика на вал стартера после пуска, т.е. не допускает разнос якоря (выброс проводов из пазов сердечника).
Основными частями роликовой муфты свободного хода являются:
•	шлицевая направляющая втулка, которая устанавливается на шлицах вала якоря;
•	ведущая обойма, укрепленная на втулке и имеющая четыре клиновидных паза;
•	ролики с плунжерами, установленные в клиновидных пазах обоймы; при пуске ролики заклиниваются в узкой части клиновидных пазов; их расклинивание происходит после пуска двигателя,
155
Справочник автомеханика
когда при вращении обойма начинает отставать от ступицы (т. к. частота вращения шестерни привода больше, чем частота вращения вала стартера);
•	нагруженные пружины, с помощью которых плунжеры зажимают ролики между ступицей и обоймой;
•	ступица, изготавливается как одно целое с шестерней.
Система пуска дополняется различными средствами облегчения пуска, обеспечивающими надежный пуск при неблагоприятных условиях (при температуре до —ЗО°С). Для работы при низких температурах дизеля снабжаются электрофакельным предпусковым устройством.
Электрофакельное предпусковое устройство включает факельные свечи (например, на ЗИЛ-645 имеется две факельных свечи, вворачиваемые в отверстия впускных коллекторов двигателя), ко
торые устанавливаются во впускном газопроводе, электромагнитный топливный клапан, реле (термореле и шунтирующее), выключатель.
Подача топлива через топливный клапан происходит при включенном электрофакельном устройстве после того, как ток при нажатии выключателя через термореле (через его добавочное сопротивление) подается к свечам, при этом происходит накаливание электроспирали свечи. Через 1—2 мин кон
такты термореле замыкаются, и ток подается на топливный клапан, в результате клапан открывается.
Электрофакельное устройство, кроме облегчения пуска, способно ускорять начало работы двигателя и предохранять аккумуляторы от перегрузок при пуске.
156
Глава 4 Газобаллонная аппаратура
Газовое топливо
В настоящее время очень много автомобилей работают на сжатом природном газе (ГСП) — метане или сжиженном нефтяном газе (ГСН) пропан-бута-не (наиболее применим). Относительная дешевизна этого вида топлива обеспечивает экономическую выгоду. Кроме этого, применение сжиженного газа в качестве топлива для автомобилей предпочтительно с точки зрения экологии, т. к. в составе отработавших газов газобаллонных автомобилей содержится гораздо меньше токсичных и канцерогенных составляющих, чем в составе отработавших газов дизелей и бензиновых двигателей. Физико-химические свойства метана и пропан-бутана близки к аналогичным свойствам бензина, и поэтому применение их в качестве автомобильного топлива не требует значительных конструктивных изменений двигателя,
157
Справочник автомеханика
что позволяет одному и тому же двигателю работать и на бензине, и на газовом топливе.
В состав ГСН и ГСП входят углеводороды, которые в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Отличие состоит в том, что при небольшом увеличении давления углеводороды ГСН могут превратиться в жидкость, а углеводороды ГСП не меняют своего агрегатного состояния. Хранится газовое топливо в баллонах: ГСН в жидком состоянии, ГСП — в газообразном под давлением 20 МПа.
Сжиженный нефтяной газ ГСН (пропан или про-пан-бутан) в баллоне находится в двух фазах: жидкой и в виде пара. Испаряемость ГСН зависит от давления насыщенных паров в баллоне, а давление зависит от процентного соотношения пропана и бутана и от температуры жидкой части. При высоких температурах предпочтительнее использовать ГСН с меньшим содержанием пропана, а при низких — с повышенным содержанием. Помимо пропана и бутана в составе ГСН присутствуют в небольших количествах и другие углеводороды (этан, метан и т. п.).
Применение ГСН в качестве автомобильного топлива обеспечивает более высокий по сравнению с бензиновым КПД двигателя, позволяет хорошо работать двигателю на более бедных смесях, увеличивает степень сжатия. Однако применение ГСН сопровождается образованием значительного количества маслянистого конденсата, особенно при резких изменениях направления движения автомобиля, его скорости, при уменьшении давления. Конденсат ухудшает работу двигателя, увеличивает токсичность отработаных газов.
158
Глава 4
Хотя углеводороды, входящие в состав ГСН, малотоксичны (являются вредным веществом четвертого класса опасности), они все-таки могут привести к кислородному голоданию или даже к удушью человека. Поэтому для своевременного обнаружения и предотвращения утечек газа его подвергают одорации (добавляют специальные пахучие добавки, например, этилмеркаптан C2H5SH), повышение токсичности отработавших газов приводит к усилению запаха.
Состав газобаллонной аппаратуры легковых автомобилей
К типовому газовому оборудованию относятся (для легковых автомобилей): баллон для сжиженного топлива, мультиклапан, заправочное устройство, бензиновый запорный электромагнитный клапан, газовый фильтр, редуктор-испаритель, электронный блок управления, газовый дозатор, газопроводы. Оно предназначено не только для обеспечения подачи газового топлива в двигатель автомобиля, но и для заправки, хранения, снижения давления, очистки, испарения топлива.
Газовые двигатели являются модификацией бензиновых (изменен карбюратор и добавлен штуцер для работы газовой аппаратуры).
Газовая и бензиновая системы питания подключаются по следующей схеме (рис. 37):
159
Справочник автомеханика
Рис. 37. Схема подключения газовой и бензиновой системы питания:
1 — баллон для сжиженного газа; 2 — газопровод;
3 — клапан газового фильтра, открыт при подаче газового топлива и закрыт при подаче бензинового топлива, 4 — редуктор испаритель; 5, 6 — шланги;
7 — дозатор; 8 — вакуумный шланг; 9 — карбюратор-смеситель; 10 — термостат, из которого охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя поступает в редуктор-испаритель и далее к водяному насосу;
11 — водяной насос; 12 — бензиновый клапан, открыт при подаче бензинового топлива и закрыт при подаче газового топлива
Глава 4
Баллон для сжиженного топлива (газовый баллон) предназначен для хранения газового топлива (ГСН). Основные параметры: длина — 1030 мм, наружный диаметр — 215 мм, рабочее давление газа — 1,6 МПа, полный объем — 73 л, полезный объем — 58 л, масса незаправленного баллона — 33 кг. Изготавливается сваркой из стального листа толщиной 3,5 мм, состоит из двух сферических днищ и цилиндрической обечайки, на которой приварены фланец (для крепления арматуры), транспортные скобки и ограничитель (от проворачивания).
Сжиженным газом заполняется только 80% полного объема (полезный объем), остальная часть полного объема используется для теплового расширения жидкой составляющей газа.
Баллон устанавливается в багажном отделении (для легковых автомобилей) на сборных кронштейнах, что является дополнительной нагрузкой на заднюю подвеску. Для снижения этой нагрузки применяются баллоны из алюминиевых сплавов, композиционных материалов.
Каждый сборный кронштейн состоит из подвижного и неподвижного кронштейнов, соединенных штифтом. Для крепления баллона к кронштейнам используются два хомута с резьбой на одном из концов для обеспечения натяжения, картонные про
кладки.
Заправка баллона газом должна происходить при
подаче газа под давлением, если компрессора нет (не обеспечивается нужное давление газа), то баллон из-за присутствия паровой фазы может наполниться не более чем на 1/3 полезного объема. Если при заправке произошло переполнение баллона,
6. Зак. 47
161
Справочник автомеханика
излишки газа необходимо слить в специальные установки (сливу газа в атмосферу препятствует скоростной клапан).
Такие специальные установки обеспечивают создание противодавления на выходе из баллона и состоят из следующих основных частей: баллон с инертным газом, резервуар для сливаемого газового топлива, редуктор, манометры и индикаторное устройство.
Мультиклапан (рис. 38) предназначен для обеспечения заправки баллона до допустимого уровня, для подачи газа в систему питания, автоматического снижения давления газа (в случае превышения величины рабочего давления в баллоне), индикации уровня газа в баллоне, автоматического отключения выхода газа при неисправностях (обрыве газопровода). Устанавливается на газовом баллоне в вентиляционной коробке.
В полости А корпуса мультиклапана находится наполнительное устройство (состоит из поршня, крышки ограничителя наполнения баллона, пластмассового поплавка и пружины^, которое непосредственно управляет подачей газа (прекращает или делает возможной). Когда баллон не заправлен, поршень отжат от крышки, поплавок опущен (на поплавке имеется резиновое кольцо для смягчения ударов поплавка о стенки баллона). При поступлении газа в полость А через наполнительный вентиль (заправка) поршень прижимается к крышке, через отверстие которой газ поступает в баллон, поплавок начинает всплывать. Когда газ полностью заполняет полезный объем баллона, штифт поршня входит в отверстие в крышке, поршень прижи-
162
Глава 4
Рис. 38. Мулътиклапан:
1 — трубка для соединения с заправочным устройством;
2 — входной штуцер; 3 — запорный клапан, препятствует выходу газа при неисправностях трубки или наполнительного вентиля, соединяется с запорным клапаном заправочного устройства, состоит из шарика, пружина и уплотнителя (пружина сжимается шариком при заправке); 4 — предохранительный клапан плунжерного типа, служит для снижения давления при превышении им величины рабочего давления (1,6 МПа);
5 — трубка к газовому фильтру; 6, 8 — соответственно расходный и наполнительный вентили плунжерного типа, предназначены для подключения вручную газового баллона к расходной или накопительной магистрали; 7 — шток
мается к крышке и заполнение баллона прекращается. После закрытия наполнительного вентиля поршень отжимается от крышки пружиной, штифт
6*
163
Справочник автомеханика
выходит из отверстия в крышке, а поплавок свободно отслеживает уровень газа в баллоне.
Для индикации уровня газа в баллоне служит указатель уровня, состоящий из стрелки с магнитом и магнита, установленного на поршне наполнительного устройства. Поплавок наполнительного устройства является и частью указателя уровня газа, т. к., изменяя свое положение при изменении уровня газа, он перемещает поршень с
магнитом.
В гнезде корпуса мультиклапана под штуцером находится скоростной клапан (состоит из пружины и шарика), который прекращает подачу газа при неисправности газопровода, по которому газ выходит из баллона.
Заправочное устройство находится рядом с горловиной бензобака. Запорный клапан устройства состоит из корпуса, штуцера, шарика, пружины, уплотнителя, резинового кольца (тоже служит для уплотнения). Для обеспечения заправки к устройству подсоединяется переходник для соединения с заправочным пистолетом. Поступающий газ из заправочного устройства через штуцер и трубку направляется к мультиклапану. При этом шарик запорного клапана давит на пружину (под действием давления газа) и отходит от резинового кольца, открывая проход газу. При отсоединении заправочного пистолета газ не может выйти из баллона в атмосферу, так как шарик закрывает выходное отверстие (закрытие обеспечивается давлением газа изнутри).
Бензиновый запорный электромагнитный клапан предназначен для отключения подачи бензина в карбюратор в случае применения газового топлива.
164
Глава 4
Устанавливается между бензонасосом и фильтром тонкой очистки топлива. Состоит из находящихся в одном корпусе механического (плунжерного типа) и электромагнитного (соленоидного типа, состоит из катушки и якоря с уплотнителем) клапанов, разделенных резиновыми уплотнительными кольцами. Подача бензина прекращается, когда уплотнитель электромагнитного клапана прижимается пружиной к седлу. При возобновлении подачи бензина (при закрытом механическом клапане) катушка втягивает якорь, обеспечивая поступление бензина в двигатель.
Газовый фильтр предназначен для очистки газового топлива ГСН от различных механических примесей и для предотвращения попадания в редуктор-испаритель газа в случае, когда двигатель работает на бензиновом топливе, при остановке или наличии каких-либо неисправностей. Он выполнен единым вместе с электромагнитным клапаном соленоидного типа и состоит из следующих основных частей (рис. 39).
При работе двигателя на газовом топливе при включении зажигания якорь втягивается электромагнитом, клапан перемещается, обеспечивая проход газа из входного отверстия во внутреннюю полость отстойника, затем через фильтрующий элемент и полости клапана и выходного канала в выходное отверстие. Когда зажигание выключено, или в случае работы двигателя на бензине пружина прижимает клапан к седлу.
Редуктор-испаритель (диафрагменного типа) предназначен для испарения газового топлива (ГСН) из системы охлаждения двигателя, регулирования
165
Справочник автомеханика
Рис. 39. Газовый фильтр:
1 — электромагнит; 2 — уплотнительное кольцо (резиновое), находится между корпусом
и электромагнитным клапаном; 3 — клапан с седлом
и уплотнителем, установлен на конце якоря; 4 — корпус;
5 — сетка фильтрующего элемента; 6 — металлический каркас (перфорированный), на котором надеты войлочные шайбы; 7 — войлочные шайбы фильтрующего элемента;
8 — алюминиевый отстойник, крепится к корпусу через прокладки
количества подаваемого в карбюратор-смеситель газа, снижения давления газа, для обеспечения прекращения подачи газа в двигатель при остановке. Он является автоматическим двухступенчатым регулятором давления, состоящим из непосредственно испарителя, первой и второй ступеней регулирования давления, систем холостого хода, эжекторной и системы чувствительности. Испаритель связан с системой охлаждения двигателя автомобиля, под действием его тепла происходит испарение газа,
166
Г лава 4
поступившего в первую ступень редуктора из газового фильтра. Испарение сопровождается повышением давления в первой ступени, под действием которого мембрана деформируется и воздействует на пружину (сжимает ее) и рычаг. Впускной клапан закрывается. После этого газ поступает во вторую ступень, систему холостого хода (после нее газ через соответствующую полость редуктора поступает в карбюратор-смеситель) и в эжектор (он создает разряжение в канале, действующее на диафрагму второй ступени). Диафрагма второй ступени, действуя на рычаг, открывает впускной клапан. Система чувствительности имеет отверстия, через которые проходит газ, изменяя величину разряжения. При неполном нагружении двигателя разряжение во второй ступени редуктора небольшое, а при достижении двигателем максимальной мощности — максимальное. Под действием максимального разряжения диафрагма системы чувствительности деформируется, закрывает отверстия системы, что прекращает прохождении газа через них. Разряжение перестает изменяться, впускной клапан полностью открывается.
Испаритель — это полость («водяная рубашка») вокруг камеры первой ступени редуктора, которая соединена с системой охлаждения двигателя (чем теплее охлаждающая жидкость, тем интенсивней испарение сжиженного газа). От второй ступени редуктора испаритель отделен прокладкой.
В состав первой ступени редуктора входят: камера с диафрагмой, пружина, рычаг, клапан. В камеру этой ступени газ поступает понемногу, порциями после прохождения сетчатого фильтра редуктора.
167
Справочник автомеханика
Клапан первой ступени под действием диафрагмы и рычага постепенно закрывается, полное закрытие клапана происходит при давлении, примерно равном 0,038 МПа. При дальнейшей работе двигателя газ начинает поступать во вторую ступень редуктора, в эжектор (через соответствующую полость) и в канал холостого хода.
В состав второй ступени редуктора входят две камеры (управляющая и расходная), диафрагма, пружина, рычаг, клапан, шток. При взаимодействии с эжектором и системой чувствительности во второй ступени редуктора давление газа снижается до величины, равной примерно от —50 до +120 Па и поддерживается в этих пределах. В управляющую камеру газ поступает из канала эжекторной системы,
а в расходную — из системы холостого хода.
В состав эжеторной системы входят эжектор, эжекторная камера, электромагнитный запорный клапан, полость, канал. Истечение газа из эжектора приводит к созданию разряжения в эжекторной камере и в канале (из канала разряжение передается в управляющую камеру второй ступени).
В состав системы чувствительности входит камера с диафрагмой чувствительности (диафрагма выполняет функцию клапана) и тремя отверстиями. Эта система регулирует количество газа, по
ступающего из камеры чувствительности через отверстия системы в эжекторную камеру, изменяя там давление.
В состав системы холостого хода входит канал с сетчатым фильтром и с регулировочным винтом, который регулирует количество поступающего в карбюратор газа при работе двигателя в режиме
168
Г лава 4
холостого хода. В систему холостого хода газ поступает из первой системы редуктора, далее газ поступает в расходную камеру второй ступени (но не через клапан второй ступени).
Газовый дозатор в соответствии с нагрузкой двигателя производит регулирование количества газа. Расположен между редуктором-испарителем и карбюратором. В корпусе дозатора, имеющего два патрубка (входной А и выходной В), имеются следующие основные детали (рис. 40).
Электрооборудование газобаллонной аппаратуры состоит из органов управления системой питания, датчика импульсов и электронного блока, образующих две самостоятельные электрические цепи (одна для газового топлива, другая для бензина). Ток от аккумуляторной батареи при включении замка зажигания передается либо на электронный блок управления газобаллонного оборудования, либо на бензиновый клапан.
К органам управления системой питания относятся:
•	переключатель вида топлива, имеет три положения: одно (БЕНЗИН) обеспечивает работу двигателя на бензине и отключение газовой системы питания, другое (ГАЗ) — обеспечивает работу двигателя на газовом топливе и отключение бензиновой системы, третье (НЕЙТРАЛЬНОЕ) — отключение одновременно обеих систем питания;
•	выключатель бензинового электромагнитного клапана (предназначен для кратковременного включения при работающей газовой системе питания бензинового клапана, что обеспечивает заполнение
169
Справочник автомеханика
Рис. 40. Газовый дозатор:
1 — шток диафрагмы; 2 — плунжер, закреплен на штоке диафрагмы, изменяет размер проходного сечения газопровода, тем самым регулируя количество подаваемого газа в случае работы двигателя с полной нагрузкой;
3 — диафрагма, при изменении разряжения во впускной трубе деформируется и через шток действует на плунжер; 4 — регулировочный винт, снабжен резиновым кольцом для герметичности вакуумной камеры дозатора, регулирует количество подаваемого газа в случае работы двигателя с неполной нагрузкой; 5 — крышка диафрагмы, имеет штуцер для подвода вакуума, который шлангом соединяется с впускной трубой двигателя
поплавковой камеры карбюратора в момент перевода работающего двигателя с газового топлива на бензин).
170
Г лава 4
Датчик импульсов предназначен для выработки импульсов, обеспечивающих включение-отключение электронного блока. Он устроен следующим образом: несколько витков провода намотаны на провод высокого напряжения катушки зажигания, в них при вращении коленчатого вала индуцируется сигнал, поступающий в электронный блок.
Электронный блок предназначен для обеспечения надежного пуска двигателя, прекращения подачи газового топлива при неожиданных остановках, для управления работой электромагнитных клапанов редуктора и газового фильтра.
При запуске двигателя электронный блок обеспечивает сначала кратковременное (1—1,5 с) открытие запорных электромагнитных клапанов, а затем при достижении частотой вращения коленчатого вала величины 40 об/мин обеспечивает продолжительное открытие электромагнитных клапанов на все время движения автомобиля на газовом топливе. Такой порядок открытия клапанов не позволяет горючей смеси переобогатиться. При неожиданных остановках запорные электромагнитные клапаны отключаются блоком управления через 2 с после остановки двигателя.
Смена топлива с одного на другое возможно не только на остановках, но и при движении.
Газопроводы разделяются на газопроводы высокого давления и газопроводы низкого давления.
К газопроводам высокого давления относятся газопроводы, соединяющие наполнительный штуцер, газовый баллон, газовый фильтр и редуктор-испаритель. На участке между наполнительным штуцером и газовым баллоном газопровод представляет
171
Справочник автомеханика
собой латунную трубку, толщина стенок которой равна 1 мм, а наружный диаметр равен 8 мм. На остальных участках газопровод высокого давления — это медная трубка, толщина стенок которой равна 0,8—1 мм, а наружный диаметр равен 6 мм. Места соединения уплотняются либо надетой на трубку конусной муфтой с упорной гайкой (участки с меньшим наружным диаметром), либо развальцованной под углом трубкой с накидной гайкой. Газопровод высокого давления находится под днищем рядом с бензопроводом.
К газопроводам низкого давления относятся газопроводы, соединяющие редуктор-испаритель, дозатор и карбюратор-смеситель. Они представляют собой резиновый шланг, имеющий нитяной корд. В местах установки крепятся с помощью хомутов.
При использовании этих газопроводов особое внимание уделяется герметичности соединений.
Система вентиляции предназначена для удаления в атмосферу (за пределы кузова) газа, который может попасть в салон автомобиля при плохой герметичности соединений газобаллонного оборудования. Эта система изолирует арматуру баллона от багажного отделения. В состав системы вентиляции входят следующие основные детали:
•	вентиляционная коробка с прозрачной крышкой, устанавливается вместе с мультиклапаном на газовом баллоне с помощью герметичного уплотнения (резинового);
•	два гофрированных шланга с наполнительной и расходной трубками внутри, соединяют вентиляционную коробку с сапунами;
172
Глава 4
•	сапуны со срезами в нижней части, крепятся к полу багажнике.
Срезы сапунов направлены в противоположные стороны: один по ходу движения автомобиля, другой против хода. При движении автомобиля возникающая разность давлений в гофрированных шлангах, соединенных с сапунами, обеспечивает движение воздуха через вентиляционную коробку и шланги. Чем выше скорость движения автомобиля, тем более эффективно работает вентиляционная система.
Смесительные устройства, обеспечивающие подачу газа в карбюратор, различны. Наиболее часто применяются устройства, которые обеспечивают подачу газового топлива следующими способами:
•	через надеваемую на карбюратор насадку; через проставку, располагаемую между дроссельной заслонкой и корпусом поплавковой камеры;
•	через штуцер, который врезается в диффузор;
•	через трубку, которая вставляется в диффузор (в его верхнюю часть).
Эти смесительные устройства совместимы практически со всеми видами карбюраторов, но они зачастую не способны оптимального смесеобразования. Применение смесительных устройств требует некоторой доработки карбюратора, что несколько ухудшает характеристики двигателя при работе на бензиновом топливе.
На базе существующих карбюраторов разрабатываются специальные карбюраторы-смесители, которые способны обеспечить оптимальную рабо
ту двигателя в различных условиях с применением обоих видов топлива (газового и бензинового)
173
Справочник автомеханика
и минимальное количество токсичных веществ в отработавших газах. Такие карбюраторы-смесители имеют две самостоятельные системы питания с самостоятельными регулировками и общим упорным винтом дроссельных заслонок (для регулировки холостого хода). Газ по камерам распределяется с помощью специальной приставки, присоединенной к корпусу поплавковых камер, в двигатель газ поступает через кольцевые щели диффузора. Когда двигатель работает на газовом топливе, бензин в поплавковую камеру не поступает и поплавок может свободно перемещаться в ней. Чтобы поплавок не разбивался о дно камеры, имеется специальное устройство стопорения, срабатывающее при переходе двигателя на газовое топливо (состоит из тяги и диафрагмы, на которую действует давление бензина в штуцере подвода бензина).
Глава 5 Шасси и органы управления
Трансмиссия
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, причем передача момента сопровождается изменением его величины и направления и распределением между ведущими колесами.
Существуют следующие типы трансмиссий:
-	механические (применяются на легковых и грузовых автомобилях);
•	гидромеханические или комбинированные (применяются на автобусах ЛиАЗ, некоторых автомобилях ЗИЛ и БелАЗ, например, ЗИЛ—4104, БелАЗ—540; состоят из гидротрансформатора, выполняющего роль сцепления, и механической коробки передач);
175
Справочник автомеханика
•электрические (применяются на карьерных самосвалах большой грузоподъемности 75—170 т, например, БелАЗ—549, —75211; состоят из генератора постоянного тока, работающего от дизеля, и тяговых электродвигателей ведущих колес);
•	гидрообъемные (применяются редко, состоят из соединенных трубопроводами гидронасоса, работающего от двигателя внутреннего сгорания, и гидродвигателей) .
Гидрообъемные и электрические трансмиссии обеспечивают КПД меньше, чем механические, более дороги и громоздки.
Наиболее распространенная механическая трансмиссия состоит из следующих частей: сцепление, коробка передач, карданная и главная передачи, дифференциал, две полуоси.
Если автомобиль имеет два или более двух ведущих мостов, то используется мостовая трансмиссия, в которую дополнительно входят раздаточная коробка и дополнительные карданные валы, а главная передача, полуоси и дифференциал для каждой пары ведущих колес свои. В этом случае крутящий момент подводится к ведущему мосту и только потом распределяется между колесами моста.
Если автомобиль полноприводный, то применяется довольно сложная механическая бортовая трансмиссия, предусматривающая для каждого колеса наличие главной передачи. При этом крутящий момент передается к раздаточной коробке, где делится пополам (каждая половина предназначается для колес одного борта автомобиля), оттуда поступает к редукторам и только потом — к колесам.
176
Глава 5
Сцепление предназначено для плавного соединения двигателя и трансмиссии при трогании с места, кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии, для переключения передач в коробке передач при движении, для предохранения двигателя и трансмиссии от перегрузок при резком торможении.
Наиболее распространенным является фрикционное сцепление, схема которого представлена на рис. 41.
При включенном сцеплении крутящий момент передается от ведущего вала к трансмиссии за счет сил трения, возникающих при прижатии пружинами дисков к маховику (ведомый диск зажимается между маховиком и нажимным диском).
Максимальный передаваемый крутящий момент, который может передать то или иное сцепление, зависит от размера дисков, коэффициентов трения, силы нажатия пружин. Увеличением числа ведомых и нажимных дисков можно увеличить передаваемый крутящий момент.
Различаются однодисковые фрикционные сцепления с периферийным расположением пружин и с одной мембранной пружиной.
Однодисковые фрикционные сцепления с периферийным расположением пружин обладают большой надежностью и просты в эксплуатации. Они устанавливаются, на многих автомобилях ЗИЛ (например, ЗИЛ—431410, —5301), ГАЗ (например, ГАЗ—3102, —3110), автобусах ПАЗ. Роль нажимных пружин в таких сцеплениях выполняют цилиндрические пружины, расположенные по окружности (по периферии) нажимного диска. По устройству
177
Справочник автомеханика
Рис. 41. Фрикционное сцепление:
1	— кожух, жестко соединенный с маховиком;
2	— нажимной диск; 3 —маховиком; 4 — ведомый диск, расположенный между нажимным диском и маховиком на шлицах ведущего вала коробки передач, сцепление может иметь один (однодисковое сцепление) или два ведомых диска (двухдисковое сцепление); 5 — шарниры, связывающие кожух с нажимным, диском и позволяющие диску перемещаться в осевом направлении; 6 — нажимные пружины, прижимающие диски к маховику; 7 — ведущий вал; 8 — рычаги, установленные на кожухе и связанные шарнирно с нажимным диском; 9 — выжимной подшипник, установленный на муфте; 11 — вилка выключения сцепления; 12 — рычаг; 13 — пружина; 14 — тяга, соединяющая педаль сцепления с вилкой выключения сцепления
однодисковые сцепления различных автомобилей отличаются мало, одни имеют 16 нажимных пружин (ЗИЛ—431410, -5301), другие — 12 (ГАЗ-3307, ГАЗ—3308); у одних фрикционные накладки кре
178
Глава 5
пятся непосредственно к ведомому диску (ЗИЛ— 431410), а у других — через упругие пластины (ГАЗ—3307, -3308, -3102 «Волга»).
Однодисковое сцепление располагается в чугунном картере, который устанавливается на блок цилиндров. Все его детали можно разделить на две части: ведущую (воспринимают крутящий момент от маховика) и ведомую (передают крутящий момент на ведущий вал коробки передач).
К ведущей части сцепления относятся маховик с присоединенным к нему кожухом, нажимной диск с прикрепленными к нему рычагами (устанавливаются на пальцах опорных вилок и крепятся с помощью игольчатых подшипников), 16 нажимных пружин, расположенных по окружности кожуха сцепления на теплоизоляционных шайбах.
К ведомой части относятся ведомый диск с фрикционными металлоасбестовыми накладками, ступица, ведущий вал коробки передач, пружины, соединяющие ведомый диск со ступицей и являющиеся одновременно частью демпфера (гасителя крутильных колебаний).
Демпфер представляет устройство из стальных дисков и пружин, которое обеспечивает центрирование ведомого диска по наружному диаметру ступицы.
Сцепление управляется с помощью механизма выключения с механическим или гидравлическим приводом.
Основными составными частями механизма выключения являются муфта с выжимным подшипником и четыре рычага. Муфта с помощью пружины прижимается к вилке выключения сцепления. При перемещении муфты выжимной подшипник
179
Справочник автомеханика
отжимается от рычагов на 1,5—3,0 мм (это соответствует 35—50 мм свободного хода педали сцепления).
Механический привод механизма выключения сцепления (система рычагов и тяг) устанавливается на левом лонжероне рамы и соединяется с вилкой выключения сцепления. Нажатие на педаль сцепления приводит к воздействию на вилку, а затем на муфту и выжимной подшипник. Такой привод установлен, например, на автомобилях ГАЗ—3307.
Гидравлический привод механизма выключения сцепления обеспечивает более плавную передачу усилия от педали посредством жидкости, находящейся в гидравлических цилиндрах (главном и рабочем) и в трубопроводах, соединяющих эти цилиндры. Такой привод установлен, например, на автомобилях ГАЗ—3308. Нажатие на педаль сцепления приводит к перемещению поршня главного цилиндра, изменению в нем давления и передаче давления через трубопровод к рабочему цилиндру. Дальнейшее перемещение поршня рабочего цилиндра вызывает перемещение муфты выжимного подшипника.
Однодисковые фрикционные сцепления с одной мембранной пружиной устанавливаются на грузовиках малой массы, легковых автомобилях ВАЗ—2110, ИЖ—21261 и других. Роль нажимных пружин и рычагов в таких сцеплениях выполняет мембранная пружина, имеющая форму тарельчатого диска в виде усеченного конуса с радиальными прорезями (от вершины конуса). Применение мембранной пружины обеспечивает равномерное постоянное давление на нажимной диск.
Основными частями такого сцепления являются кожух с мембранной пружиной (опорами для нее явля
180
Глава 5
ются два кольца) и нажимным диском и ведомый диск с демпфером (гасителем крутильных колебаний). Для передачи крутящего момента от кожуха к нажимному диску используются три упругие пластины.
Перемещение выжимного подшипника при нажатии на педаль сцепления приводит к перемещению центральной части мембранной пружины (через фрикционное кольцо) в сторону маховика, что сопровождается перемещением наружной части пружины в противоположную сторону (от маховика), перемещением нажимного диска и освобождением ведомого диска (крутящий момент не передается).
Двухдисковое сцепление (с двумя ведомыми дисками) с перис|)ерийным расположением пружин устанавливается на многих грузовых автомобилях, например, «Урал—4320», КамАЗ—5320, автобусах.
Так же, как и в однодисковых сцеплениях, детали двухдискового сцепления, например, автомобиля КамАЗ—5320, можно разделить на ведущие детали и ведомые детали. К ведущим деталям относятся: ведущий и нажимной диски (их наружная поверхность имеет по четыре шипа, входящих в пазы приливов на маховике), маховик и кожух. К ведомым деталям относятся: два ведомых диска с фрикционными накладками и демпферами (гасителями колебаний); ведомые диски удерживаются между маховиком и нажимным диском с помощью нажимных пружин, а их ступицы устанавливаются на ведущем вале коробки передач (на его шлицах). Сцепление устанавливается в картере.
К механизму выключения сцепления относятся муфта выключения с подшипником, вилка выключения, рычаги, один конец которых соединен
181
Справочник автомеханика
с нажимным диском, а середина — с опорными
вилками, и опорное кольцо рычагов.
Принцип работы двухдискового сцепления аналогичен однодисковому: крутящий момент при включении передается на ведущий и нажимной диски, затем через фрикционные накладки ведомых дисков и демпфер — на ступицы ведомых валов; между опорном кольцом и подшипником муфты образуется зазор 3-3,2 мм. При выключении сцепления рычаги под действием муфты выключения (через упорное кольцо) поворачиваются, что приводит к образованию зазора между ведущим и ведомыми дисками (нажимной диск оттягивается от заднего ведомого диска, передний ведомый диск освобождается).
Привод сцепления КамАЗ—5320 гидравлический, дистанционный и имеет пневмогидроусилитель, включающий в себя рабочий цилиндр, цилиндр пневмоусилителя и следящее устройство. При на
жатии на педаль сцепления усилие через посредством рычага и штока передается на. поршень главного цилиндра. Оттуда под действием давления жидкость поступает по трубопроводам в рабочий цилиндр и обеспечивает поступление воздуха в цилиндр пневмоусилителя. На вилку выключения сцепления передается суммарное усилие из рабочего цилиндра и цилиндра усилителя.
Коробка передач предназначена для изменения передаваемого крутящего момента по величине и направлению, для заднего хода и длительного разъединения трансмиссии и двигателя. В настоящее время встречаются механические (ступенчатые) и бесступенчатые (фрикционные, гидромеханические
182
Глава 5
и др.) коробки передач. Но наиболее распространенными являются ступенчатые коробки передач, т. к. бесступенчатые гораздо сложнее и дороже.
Ступенчатая, или механическая передача — это зубчатый редуктор. Изменение величины передаваемого крутящего момента (изменение соотношения частот вращения коленчатого вала и ведущих колес) достигается при соединении зубчатых колес передачи в различных сочетаниях. Каждой передаче соответствует свое передаточное отношение (отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни; колесом называется большее из зубчатых колес пары, шестерней — меньшее). Передаточное число передачи, реализованной несколькими парами (зубчатыми парами), равно произведению передаточных чисел этих пар.
Переключение передач происходит при передвижении или блокировке шестерен на валу под уп-
равлением водителя при выключенном сцеплении. Коробки передач различаются:
•	в зависимости от числа передач переднего хода: трех-, четырех-, пяти- и многоступенчатые;
•	в зависимости от числа передвижений зубча
тых колес: двух-, трех- и четырехходовые.
Четырехступенчатые трехходовые коробки передач наиболее распространены и на легковых, и на грузовых автомобилях. Типичным примером такой коробки передач является коробка, установленная на автомобиле ГАЗ-3307. Другие имеют анало
гичную конструкцию.
Основными частями коробки передач являются: картер (в нем собраны все основные части коробки), ведущий вал, ведомый вал с шестернями
183
Справочник автомеханика
и синхронизаторами, промежуточный вал с шестернями, механизм переключения передач, крышка с рычагом, блок зубчатых колес заднего хода. На рис. 42 представлено схематичное изображение коробки передач: 1 — рычаг механизма переключения передач; 2 — крышка; 3 — шестерня третьей передачи с зубчатым венцом на ступице и конусом со стороны синхронизатора; 4 — колесо второй передачи с зубчатым венцом на ступице; 5 — колесо первой передачи и заднего хода, установлено на ведомом валу; 6, 7, 28 — вилки ползунов, соединяются соответственно с колесом первой передачи, блоком заднего хода и муфтой синхронизатора; 8 — крышка, внутри которой находится червячная пара привода спидометра; 9 — червячная пара привода спидометра; 10 — ведомый вал, один конец упирается на роликоподшипник в выточке ведущего вала, другой — на закрепленный в картере шарикоподшипник, расположен на одной оси с ведущим валом; 11 — прямозубая шестерня промежуточного вала, может входить в зацепление с колесом первой передачи 5 или блоком заднего хода; 12 — крышка предохраняет промежуточный вал от осевых перемещений; 13 — колесо блока заднего хода; 14 — шестерня блока заднего хода; 15 — блок зубчатых колес заднего хода; 16 — шестерня промежуточного вала, находится в постоянном зацеплении с колесом второй передачи 4; 17, 18 — колеса промежуточного вала, находятся в постоянном зацеплении соответственно с шестерней третьей передачи 3 и шестерней ведущего вала 23; 19 — промежуточный вал, изготавливается как целое с колесами, вращается в подшипниках; 21 — ведущий вал, устанавливается на двух подшипниках;
184
Глава 5
Рис. 42. Схематичное изображение трехходовой коробки передач
22 — крышка, удерживающая ведущий вал от осевых перемещений; 23 — шестерня ведущего вала; 24 — картер, в котором собраны все части коробки; 25 — синхронизатор, облегчает переключение передач, чаще всего применяются синхронизаторы инерционного типа, выравнивающие частоты вращения колес включенной передачи; 26 — ползуны (3 шт.) механизма переключения передач; 27 — фиксаторы (3 шт.) механизма переключения передач, обеспечивают точность установки колес и шестерен.
185
Справочник автомеханика
Одновременное включение двух передач исключается штифтом механизма переключения передач, вместе с двумя плунжерами, а случайное включение заднего хода исключается специальным предохранителем.
При включенной первой передаче крутящий момент передается через находящиеся в зацеплении шестерню ведущего вала — колесо промежуточного вала (постоянное зацепление) и шестерню промежуточного вала — колесо первой передачи.
При включенной второй передаче крутящий момент передается через находящиеся в зацеплении колесо ведомого вала — колесо второй передачи — шестерня промежуточного вала.
При включенной третьей передаче крутящий момент передается через находящиеся в зацеплении шестерню ведущего вала — колесо промежуточного вала, колесо промежуточного вала — шестерня третьей передачи, шестерню — синхронизатор.
То есть, для включения третьей и четвертой передач необходимо перемещение муфты синхронизатора. В некоторых коробках передач включение всех четырех передач осуществляется с помощью синхронизаторов. Такие четырехступенчатые трехвальные коробки передач установлены, например, на заднеприводных легковых автомобилях ИЖ-2126, ВАЗ. В их конструкции имеется два инерционных синхронизатора, а ведомый вал устанавливается на трех опорах.
На переднеприводных легковых автомобилях устанавливаются трехходовые четырехступенчатые коробки передач, изготовленные по двухвальной схеме без прямой передачи, в картере которых разме
186
Глава 5
щается главная передача ведущих колес; включение всех четырех передач происходит с помощью синхронизаторов.
Основные части любого синхронизатора показаны на рис. 43.
1	4	2 4	1
Рис. 43. Синхронизатор:
1 — блокирующие кольца (2 шт.) с пазами на торцах, в которые входят концы сухарей; 2 — сухари (3 шт.) с выступами; 3 — ступица с зубьями и пазами для сухарей на наружной стороне; 4 — муфта с зубьями
на внутренней стороне; 5 — упругие проволочные кольца, прижимающие выступы сухарей к муфте
Синхронизатор работает следующим образом: при включении снабженной синхронизатором передачи происходит перемещение муфты синхронизатора в сторону включаемой шестерни до соприкосновения их конусных поверхностей. Из-за неравенства частот вращения кольца и шестерни между ними возникают силы трения. При этом под действием сил трения блокирующее кольцо пово
рачивается до упора, сухари утапливаются в пазах, зубья кольца устанавливаются напротив зубьев
187
Справочник автомеханика
муфты. При выравнивании частот вращения силы трения исчезают, зубья муфты входят в зацепление с зубьями включаемой шестерни.
Пятиступенчатые коробки передач (пять передач вперед и одна назад) устанавливается на многих грузовых автомобилях ЗИЛ, автобусах ЛАЗ. По устройству они аналогичны, конструктивные отличия небольшие.
Основными частями пятиступенчатой трехходовой коробки передач являются:
•	картер, с обеих сторон которого имеются люки с фланцами для коробок отбора мощности и пробки для заливки и слива масла;
•	крышка с рычагом и механизмом переключения передач, который состоит из рычага и трех пол
зунов с установленными на них вилками включения передач и блокирующего устройства (состоит из штифта, четырех шариков, фиксаторов);
•ведущий вал, изготавливается с шестерней как
целое, устанавливается на двух шарикоподшипниках (один находится в гнезде коленчатого вала, другой — в стенке картера);
•	ведомый вал, расположен на одной оси с ведущим валом, устанавливается на роликовом (в выточке ведущего вала) и шариковом (в картере и закреплен крышкой с маслоотражателем) подшипниках; к крышке заднего подшипника ведомого вала подсоединена трубка вентиляции; на его шлицах установлено колесо первой передачи и заднего хода;
•промежуточный вал, изготавливается с одной шестерней как целое, остальные зубчатые колеса
устанавливаются на нем на шпонках; вал устанавливается на расположенные в передней и задней
188
Г лава 5
стенках картера роликовом и шариковом подшип
никах;
•	синхронизаторы инерционного типа в виде передвигающейся муфты с зубчатыми венцами и диском, имеющим три отверстия для блокирующих пальцев и три отверстия для пальцев фиксаторов (полуцилиндры с пружинами);
•	блок зубчатых колес заднего хода.
Многоступенчатые коробки передач устанавливаются на многих грузовых автомобилях, работающих с прицепами. Обычно это восьми- или десятиступенчатые коробки, состоящие из зубчатого редуктора (делителя передач) и соответственно четырех- или пятиступенчатой коробки. Например, автомобили КамАЗ, работающие в составе автопоезда имеют десятиступенчатую коробку передач, состоящую из двухвального делителя и трехвальной пятиступенчатой коробки.
Основными частями многоступенчатых коробок передач, как и других коробок, являются ведущий, ведомый и промежуточные валы с зубча
тыми колесами, картер, механизм переключения передач, кроме этого имеется редуктор (делитель передач).
Наличие редуктора (делителя) обеспечивает возможность повышения передаточных чисел в коробке передач, что приводит к значительной экономии топлива, особенно при работе автомобиля в нена-груженном состоянии. Редуктор реализует включение двух передач: прямой (не изменяет величину крутящего момента, коробка передач работает, как обычная пяти- или четырехступенчатая) и повышающей (имеет передаточное число 0,815).
189
Справочник автомеханика
Основными частями редуктора являются:
•	ведущий вал, опирается на два шарикоподшипника, один из которых установлен в гнезде коленчатого вала, а другой — в перегородке картера редуктора;
•	промежуточный вал, опирается на роликовый и шариковый подшипник, установленные соответственно в задней стенке и перегородке картера делителя; соединен с промежуточным валом коробки передач шлицами;
•	находящиеся в постоянном зацеплении зубчатые колеса, одно из которых (косозубое) с помощью шпонок установлено на промежуточном валу, а другое (с конической поверхностью и зубчатым венцом для соединения с синхронизатором) свободно вращается на ведущем валу с помощью роликового подшипника;
•	синхронизатор, при включении прямой передачи, перемещаясь вправо, соединяет ведущие валы редуктора и коробки передач; при включении повышенной передачи, перемещаясь влево, обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего вала редуктора через находящиеся в постоянном зацеплении зубчатые колеса и промежуточный вал редуктора на промежуточный вал коробки передач;
•	механизм переключения передач.
Механический дистанционный привод многоступенчатой коробки передач представляет собой систему связанных с рычагом управления тяг, кроме этого в него входят пневматический привод переключения передач в редукторе.
190
Глава 5
Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента между ведущими мостами автомобиля (устанавливается на автомобилях, у которых имеется два и более ведущих моста), для включения-выключения переднего ведущего моста. Она имеет две передачи (двухступенчатый зубчатый редуктор): прямую и понижающую (с большим передаточным числом), что позволяет увеличить общее число передач в два раза и облегчает работу автомобиля в тяжелых условиях. Такие двухступенчатые раздаточные коробки устанавливаются, например, на полноприводных грузовых автомобилях ГАЗ, передаточное число их понижающей передачи равно 1,98.
Основными частями раздаточной коробки являются (рис. 44): 1 — зубчатое колесо понижающей передачи, установлено неподвижно на промежуточном вале; 2 — промежуточный вал, опирается на два шарикоподшипника, установленных в стенке картера; 3, 4, 8, 10, 13, 18, 20, 24 — шариковые подшипники; 5 — фланец, при помощи которого раздаточная коробка крепится к раме; 6 — ведущий вал, опирается на два подшипника, один (шариковый) — в стенке картера, а другой (роликовый) — в гнезде ведомого вала привода заднего моста; 7 — шестерня включения понижающей передачи и заднего моста, перемещается на ведущем валу; может входить в зацепление с внутренним венцом шестерни 9 (при включении прямой передачи) и с колесом 1 (при включении понижающей передачи); 11 — сапун для сообщения картера с атмосферой; 12 — ведомый вал привода заднего моста, изготавливается с шестерней 9 как целое, опирается на два шарикоподшипника, расположенных
191
Справочник автомеханика
15
Рис. 44. Устройство раздаточной коробки
в задней стенке картера и в крышке, на этом валу установлена червячная пара привода спидометра; 14 — крышка; 15 — фланец на шлицевом конце ведомого вала, к которому крепится карданный вал; 16 — червяк; 17 — колесо; 19 — зубчатое колесо привода переднего моста, перемещается по шлицам промежуточного вала; может входить в зацепление с шестернями 9, 22; 21 — чугунный картер, в котором установлены валы с колесами, заполняется маслом через специальное отверстие; 22 — шестерня привода переднего моста, установлена неподвижно на заднем конце вала привода переднего моста; 23 — вал привода переднего моста, опирается на два шарикоподшипника; 25 — фланец, к которому крепится карданный вал, установлен на переднем конце вала привода переднего моста.
192
Г лава 5
Раздаточная коробка управляется механизмом, состоящим из следующих деталей (по две каждой) рычаги, тяги, плунжеры с пружинами, ползуны с вилками (на одном плунжере имеется две выемки под плунжеры, а на другом — три), фиксаторы.
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от ведомого вала коробки передач (раздаточной коробки) к ведущему валу главной передачи. Необходимость применения карданной передачи вызвано тем, что ведущие мосты при движении автомобиля могут изменять свое положение относительно рамы (потому, что они подвешены посредством упругих элементов), а т. к. коробка передач установлена на раме неподвижно, то приходится иметь дело с валами, оси которых пересекаются под меняющемся углом. Для устранения этого и применяется карданная передача, состоящая из карданных шарниров, карданных валов и опоры.
Различаются жесткие и мягкие карданные шарниры неравных угловых скоростей (применяются при углах наклона осей не более 23°) и жесткие карданные шарниры равных угловых скоростей (применяются при углах наклона осей до 40).
Жесткий карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из следующих частей: 1) ведущая вилка; 2) крестовины с шипами, внутри которых имеются смазочные каналы, при сборке в глухие отверстия шипов закладывается консистентная смазка; 3) игольчатые подшипники, надеваются на шипы крестовин; 4) ведомая вилка.
Крутящий момент передается от ведущей вилки к ведомой через крестовину. При этом ведущая
7. Зак. 47
193
Справочник автомеханика
вилка вращается равномерно, а ведомая — неравномерно: за каждый оборот ее угловая скорость дважды изменяется (увеличивается и уменьшается). Для того чтобы исключить неравномерное вращение ведомого вала в карданной передаче, по обеим сторонам карданного вала располагаются по карданному шарниру неравных скоростей так, чтобы их вилки лежали в одной плоскости (двойная карданная передача). При таком расположении шарниров неравномерность вращения ведущего вала одного компенсируется неравномерностью вращения другого. В результате ведомый вал карданной передачи равномерно вращается со угловой скоростью, равной угловой скорости ведущего вала.
Мягкий карданный шарнир неравных угловых скоростей имеет в своей конструкции муфту из эластичного материала (упругий элемент), благодаря упругой деформации которого происходит передача крутящего момента между несоосными валами и обеспечивается защита трансмиссии от жестких ударов. Такие шарниры устанавливаются в карданных передачах легковых агтомобилей, например, ВАЗ-2105, -2107.
Карданные шарниры равных угловых скоростей широко применяются, так как имеют простую конструкцию, обладают высокой работоспособностью. Они разделяются на шариковые и кулачковые шарниры.
Шариковый шарнир равных угловых скоростей состоит из следующих частей (рис. 45, а).
Кулачковый шарнир равных угловых скоростей состоит из следующих частей (рис. 45, б).
194
Глава 5
Рис. 45. Шариковый (а) и кулачковый (б) шарниры: 1, 4 — вилки с овальными канавками, изготавливаются как целое с шлицевыми валами, в канавки закладывается по два рабочих шарика; 2, 3 — делительные канавки;
5 — шлицевые валы; 6 — шпилька, удерживает от осевых смещений центральный шарик; 7 — штифт, фиксирующий положение центрального шарика; 8 — центральный шарик, находится в сферических впадинах внутренних торцов вилок, удерживает от выкатывания из канавок четыре рабочих шарика, центрирует вилки; 9 — шарики, пять штук, находятся в канавках вилок; 10, 14 — ведущая и ведомая вилки, вращаются вокруг кулачков (в вертикальной плоскости) и вокруг диска
(в горизонтальной плоскости вместе с кулачками);
11, 13 — кулачки, в пазы которых входит диск;
12 — диск, передает крутящий момент от ведущей вилки к ведомой вилке
Вращение вилок с одинаковыми угловыми скоростями обеспечивается тем, что рабочие шарики в канавках (обеспечивается форм ой канавок) в плоскости, которая делит угол между осями вилок на две равные части.
7*
195
Справочник автомеханика
Карданные коробки, устанавливаемые на разных автомобилях, имеют почти одинаковую конструкцию (различаются в основном размерами своих частей и типом устанавливаемых карданных шарниров). Их валы (промежуточный и основной) изготавливаются из тонкостенной трубы, на концы которой устанавливаются вилки карданных шарниров (запрессовываются и привариваются). Для уменьшения вибраций, возникающих при вращении карданной передачи, карданные валы подвергаются динамической балансировке. Для устранения дисбаланса к валу привариваются балансировочные пластины (для промежуточного вала) или пластины привариваются под крышки подшипников карданных шарниров (для основного вала).
Промежуточная опора карданной передачи, находящаяся на заднем конце промежуточного карданного вала, крепится к раме автомобиля с помощью кронштейна. Она неразборная, поглощает вибрации.
Ведущий мост представляет собой агрегат, объединяющий в одно целое главную передачу, дифференциал и полуоси колес. Конструктивно он является пустотелой балкой с двумя рукавами, в которые запрессовываются трубчатые кожухи полуосей, предназначенные для установки ступиц колес автомобиля, и картером в средней части с размещенным в нем дифференциалом и главной передачей.
Балки ведущих мостов изготавливаются литы
ми или штампованно-сварными.
Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента и передачи его через дифференциал на перпендикулярные к продольной оси автомобиля полуоси. Главная передача — это червячный
196
Г лава 5
или зубчатый редуктор. Наиболее распространенной является зубчатая конструкция главной передачи, обеспечивающая передаточное число от 4 до 9.
Различаются одинарные (устанавливаются на легковых автомобилях, имеют одну пару зубчатых колес) и двойные (устанавливаются на легковых и на грузовых автомобилях, имеют две пары зубчатых колес) главные передачи.
Различаются обычные (оси зубчатых колес пересекаются, рис. 46, а) и гипоидные (оси зубчатых колес смещены относительно друг друга, зубья имеют специальную форму, рис. 46, б) одинарные передачи. Гипоидные передачи обеспечивают более надежную, бесшумную и плавную работу, но требуют применения специальных масел.
Двойные главные передачи могут быть центральными (обе пары зубчатых колес расположены в одном картере) и разнесенными (пары зубчатых колес разнесены, расположены отдельно). Эти передачи более прочны, их применение повышает проходимость автомобиля.
Разнесенная передача (двойная) состоит из находящейся в заднем мосту конической зубчатой передачи и колесных редукторов (цилиндрические зубчатые передачи).
Одинарная главная передача работает следующим способом (рис. 45): от карданной передачи крутящий момент поступает на ведущую коническую шестерню (1), а от нее — на ведомое колесо (2). С ведомого колеса крутящий момент через дифференциал и полуоси передается на ведущие колеса.
Центральная главная передача (двойная) работает следующим образом (рис. 45, в): крутящий
197
Справочник автомеханика
Рис. 46. Схема главной передачи:
1 — шестерня; 2 — ведомое колесо; 3 — ведущая шестерня (коническая); 4 — ведомая шестерня; 5 — шестерня
(цилиндрическая); 6 — шестерня (цилиндрическая)
момент передается по цепочке: ведущая шестерня (коническая) — ведомая шестерня — шестерня (6) (цилиндрическая, установлена на одном валу с шестерней (4)) — шестерня (5) (цилиндрическая) и далее через необходимые механизмы на ведущие колеса.
Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами. Он обеспечивает вращение левого и правого колеса с разными частотами, что необходимо на пово
ротах.
Различаются симметричный (крутящий момент между полуосями распределяется в равных частях) и несимметричный (крутящий момент между полуосями распределяется неодинаково) межколесный дифференциал.
198
Глава 5
Симметричные дифференциалы бывают межколесные конические, межосевые конические (устанавливаются на автомобилях с колесной формулой 6x4, 6x6, имеющих ведущие мосты, которые могут работать при различном сцеплении с дорогой) и кулачковые повышенного трения (устанавливаются, например на автомобилях повышенной проходимости в главной передаче переднего ведущего моста).
Конический симметричный межколесный дифференциал (рис. 47) устанавливается в главной пе-
редаче.
Рис. 47. Конический симметричный межколесный дифференциал:
1 — шестерня-сателлит; 2 — коническое зубчатое колесо; 3 — полуось, на ее шлице установлено колесо (2);
4 — крестовина, крепится между двух чашек, из которых состоит коробка дифференциала, на ней установлены шестерни-сателлиты; 5 — ведомое колесо; 6 — ведущая шестерня; 7 — шестерня-сателлит; 8 — коническое зубчатое колесо; 9 — полуось, на ее шлице установлено колесо (8)
199
Справочник автомеханика
Дифференциал (межколесный) работает следующим образом: крутящий момент от ведущей шестерни (6) главной передачи передается на ведомое колесо (5) главной передачи, жестко соединенное с коробкой дифференциала, в результате крестовина с сателлитами начинает вращаться. Когда автомобиль движется прямолинейно (колеса вращаются с одинаковой частотой и испытывают одинаковое сопротивление), сателлиты не поворачиваются относительно своих осей и обеспечивают вращение конических зубчатых колес с одинаковой частотой (полуоси соединены). Когда автомобиль движется криволинейно, поворачивает (колеса автомобиля испытывают разное сопротивление, скорость их вращения разная и, значит, скорость вращения полуосей тоже разная), полуось с зубчатым колесом, связанные с проходящим меньший путь колесом автомобиля, вращаются медленнее второй полуоси с колесом. Это обеспечивается вращением сателлитов на шипах крестовины и перекатыванием их по зубчатому колесу, вращающемуся с меньшей угловой скоростью.
Межколесный дифференциал своей конструкцией обеспечивает равное распределение крутящего
момента между колесами, что является недостатком при движении по бездорожью, неровным и скользким дорогам.
Межосевой конический дифференциал (его картер) крепится к картеру главной передачи промежуточного моста. Коробка дифференциала состоит из двух соединенных болтами чашек. Внутри нее размещается дифференциальный механизм, состоящий из шестерен-сателлитов, крестовины, зубчатых колес
привода заднего моста и привода промежуточного мо
200
Глава 5
ста. Зубчатое колесо привода промежуточного моста наружными зубьями входит в постоянное зацепление с внутренней зубчатой муфтой и муфтой блокировки дифференциала (механизм блокировки связан с пневматическим краном управления, расположенным на приборном щитке в кабине автомобиля).
Кулачковый дифференциал повышенного трения состоит из двух частей (рис. 48) — сепаратор и чашка.
Рис. 48. Устройство кулачкового дифференциала повышенного трения:
1 — внутренняя звездочка, соединена с полуосью шлицей, на ее внутренней поверхности имеется два ряда кулачков по шесть в каждом ряду; 2 — сепаратор с двумя рядами радиальных отверстий (по 12 в одном ряду); 3 — ведомое колесо; 4 — наружная звездочка, соединена с полуосью шлицей, на ее наружной поверхности имеется один ряд кулачков; 5 — чашка; 6 — сухари, расположены
в отверстиях сепаратора между внутренней и наружной звездочками
201
Справочник автомеханика
Когда автомобиль движется прямолинейно, частота вращения звездочек одинакова. Когда автомобиль движется криволинейно, звездочки вращаются с разной частотой. Это обеспечивается самоблокировкой дифференциала (сухари прижимаются сепаратором к кулачкам звездочек), в результате чего возникает сила трения, которая и приводит к перераспределению крутящего момента между колесами.
Полуоси предназначены для передачи крутящего момента от дифференциала к ступицам ведущих колес. Один конец полуоси (с шестерней) устанавливается в коробке дифференциала, а другой с помощью шпилек крепится к ступице колеса автомобиля.
По положению опорного подшипника различаются полуоси:
• полуразгруженные (способны воспринимать крутящий и изгибающий моменты, опираются на шарикоподшипник, расположенный на наружном конце полуоси внутри кожуха заднего моста; устанавливаются на легковых автомобилях, грузовых малой массы и автобусах особо малого класса);
*полностью разгруженные (опираются на подшипник, размещенный на кожухе заднего моста, способны воспринимать только крутящий момент, устанавливаются на грузовых автомобилях средней и большой массы и автобусах среднего и большого классов).
202
Глава 5
Ходовая часть (несущая система, управляемый мост и подвеска)
Рама. Основным несущим элементом автомобиля является рама. Она воспринимает все нагрузки, на нее устанавливаются все основные механизма автомобиля: двигатель, трансмиссия, органы управления, кабина, кузов, дополнительное и специальное оборудование. На легковых автомобилях малого и особо малого классов роль рамы выполняет несущий кузов автомобиля.
Рамы разделяются на лонжеронные (лестничные, наиболее распространены) и центральные (хребтовые, гораздо сложнее конструктивно).
Лонжеронная рама состоит из двух продольных лонжеронов и нескольких поперечин, соединенных сваркой. Лонжерон — это балка в форме швеллера переменного сечения из листовой стали (максимальная высота — в средней части рамы). Лонжероны могут располагаться параллельно (например, на автомобилях ГАЗ) или могут сходиться в передней части (например, на автомобилях ЗИЛ). К передней части лонжеронов крепятся передний буфер автомобиля и буксирные крюки, между лонжеронами располагается кронштейн для фиксации положения пусковой рукоятки. На левом лонжероне в гнезде устанавливается аккумуляторная батарея, на правом на кронштейнах — запасное колесо, платформа, указатель поворота.
203
Справочник автомеханика
Поперечины имеют форму, приспособленную для
устанавливаемых на них деталях.
На кронштейнах, установленных (приваренных или приклепанных) на первой (передней) попере
чине, крепятся: радиатор, опоры для двигателя, передние рессоры, картер рулевого механизма (на левом лонжероне). На второй поперечине установлены кронштейны для крепления промежуточной опоры карданной передачи, задние рессоры, опоры дополнительных рессор. На задней поперечине устанавливается тягово-сцепное устройство.
Центральная рама состоит из одной центральной несущей балки (швеллер или круглая балка, может быть составлена из картеров главных передач и раздаточной коробки, соединенных патрубками) и поперечин, на которых располагаются агрегаты автомобиля.
Управляемый передний мост предназначен для установки передних управляемых колес, обеспечивает поворот автомобиля. Именно он передает воз
никающие при движении силы и моменты от колес на кузов или раму. Каждому типу ходовой части (рамы, подвесок и т. д.) соответствует определенная конструкция переднего моста. В зависимости от типа направляющего устройства подвески различаются разрезные (подвеска связана с колесами через упругий элемент) и неразрезные мосты (подвеска связана с колесами жестко). Он может быть жестко укреплен на раме (например на автомобиле ГАЗ-24 передний мост является поперечной балкой подвески), может быть подвешен к раме кузова на рессорной зависимой подвеске (например на переднеприводных автомобилях УАЗ).
204
Глава 5
Конструкция переднего моста, например у автомобиля ЗИЛ—431410 (рис. 49).
Рис. 49. Конструкция переднего моста:
1 — ступица переднего колеса с отверстиям для запрессовки шпилек, на которые устанавливаются диски колес; 2 — роликовый подшипник, устанавливается на цапфе, на нем вращается ступица переднего колеса;
3 — гайка; 4 — замочное кольцо; 5 — контрогайка;
6 — поворотные стальные кованые цапфы, вращаются на шкворнях в горизонтальной плоскости (максимальный угол поворота влево — 36, вправо — 34°), на фланце цапфы имеются выступы с втулками для соединения с концом шкворня; 7 — рамочная шайба; 8 — шкворни, благодаря им балка шарнирно соединяется с цапфами; 9 — тормозной барабан, крепится к внутренней стороне ступицы колеса;
10 — втулка; 11 — прокладка; 12 — клиновидные штифты для крепления шкворней; 13 — балка (стальной двутавр) с отверстиями на концах для шкворней
205
Справочник автомеханика
Рис. 50. Схема конструкции подвесок
Углы установки колес, обеспечиваемые конструкцией переднего управляемого моста: углы развала и схождения передних колес, поперечный и продольный углы наклона шкворней.
Угол развала колес а (рис. 50, а) — угол между вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля, и плоскостью вращения колес, при отклонении верхней части колеса от вертикальной плоскости наружу угол развала считается положительным, при отклонении внутрь считается отрицательным. Для нормальной работы автомобиля развал колес должен быть положительным и изменяться в пределах от 0 до 2°. Положительное значение угла развала уменьшает расстояние между точкой касания колеса с дорогой и пересечением с дорогой продолжения оси шкворня (плечо поворота). Угол развала обеспечивается углом наклона поворотных цапф.
206
Глава 5
Схождение колес 8 равно разности расстояний между передними и задними точками колес, изменяется в пределах от 2 до 12 мм (расстояния измеряются в средней плоскости по внутренним поверхностям боковин шин спереди и сзади колеса). Угол схождения не более 1°, зависит от угла развала. Схождение необходимо для компенсации отклонения колес от вертикальной плоскости автомобиля, возникающего при движении автомобиля.
Угол поперечного наклона шкворня Р — это угол между осью шкворня и вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось автомобиля (верхний конец шкворня наклонен внутрь). Угол развала и наклон шкворня уменьшают плечо
момента, прикладываемого при поворотах к колесу. Изменяется в пределах от 6 до 10°.
Угол продольного наклона шкворня у — угол между осью шкворня и вертикальной плоскостью (рис. 50, б), расположенной перпендикулярно продольной оси автомобиля. Изменяется в пределах от 2,5 до 3,5° (при наличии на автомобиле шин повышенной эластичности — не более 1°).
Углы поперечного и продольного наклона шкворня обеспечивают возврат колес после поворота в прямолинейное движение.
Подвески предназначены для смягчения ударов и толчков, гашения колебаний рамы и кузова, сни
жения динамических нагрузок на ходовую часть.
Любая подвеска состоит из:
—	упругого элемента (пружин, листовых рессор, торсионов, пневмобаллонов), связывающего раму с мостом и поглощающего удары;
207
Справочник автомеханика
—	амортизатора (гасящий элемент), гасящего колебания рамы (наиболее распространены телескопические амортизаторы двустороннего действия);
—	направляющего устройства для обеспечения вертикального перемещения колес и передачи тормозных и толкающих усилий к раме от колес;
—	стабилизатора поперечной устойчивости (для легковых автомобилей).
Подвески разделяются на зависимые (оба колеса жестко связаны мостом) и независимые (перемещения колеса не зависят друг от друга, оба колеса подвешены к раме). Грузовики и автобусы в основном укомплектованы зависимой подвеской и неразрезными передними мостами. Упругим элементом зависимой подвески наиболее часто является рессора, выполняющая роль и направляющего элемента.
Примером независимой подвески является бес-шкворневая независимая рычажно-пружинная подвеска, устанавливаема на многих легковых автомобилях (ВАЗ, ГАЗ, ИЖ). Поворотная стойка (ее концы опираются на шаровые подшипники в верхнем и нижнем рычагах) такой подвески жестко соединена с цапфой колеса, которая может перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Ступица колеса опирается на роликовые подшипники на цапфе поворотной стойки.
Бесшкворенная подвеска устанавливается на поперечине переднего моста, там же закреплены и оси верхних и нижних рычагов подвески. Сами рычаги качаются: верхние — на резинометаллических втулках, нижние — на шарнирах.
208
Глава 5
Роль упругого элемента бесшкворенной подвески выполняет цилиндрическая пружина с телескопическим амортизатором внутри, установленная между нижним рычагом и поперечиной. К рычагам прикрепляются резиновые буфера сжатия и отдачи, ограни
чивающие ход колес соответственно вверх и вниз.
На переднеприводных легковых автомобилях устанавливается независимая подвеска передних колес с качающейся телескопической стойкой и цилиндрической пружиной на ней, которая выполняет функции направляющего и устройства и амортизатора. Имеется буфер сжатия и буфер отдачи. Верхний конец стойки соединяется с кузовом, нижний — с поворотной цапфой.
Примером зависимой подвески является зависимая рессорная подвеска, устанавливаемая на грузовых автомобилях ЗИЛ—431410 (рис. 51). Аналогичные подвески имеют многие автомобили с колесной формулой 4x2.
Рессоры (полуэллиптические) составлены из 11-ти прямоугольных листов из кремнистой стали, стянутых хомутами. Два самых больших листа называются коренными. Чтобы листы рессоры не передвигались относительно друг друга, в их середине имеется по две выдавки. С помощью таких рессор, снабженных гидравлическими амортизаторами, передний мост подвешивается к раме.
Зависимая подвеска заднего моста состоит из двух пар полу эллиптических рессор: одна пара — основная (по 13 листов в каждой рессоре), другая — дополнительная, или подрессорники (по 9 листов в каждой рессоре). Основные рессоры крепятся к бал
ке заднего моста с помощью стремянок и накладок,
209
Справочник автомеханика
Рис. 51. Схема конструкции зависимой подвески в грузовых автомобилях ЗИЛ—431410:
1 — кронштейн рамы, шарнирно соединенный с передним концом рессоры; 2 — стремянка для крепления ушка;
3 — хомуты, стягивающие листы рессор; 4 — резиновый буфер, прикреплен к рессоре стремянками (10), ограничивает прогибы рессоры; 5 — гидравлические амортизаторы, шарнирно соединенные с передним мостом; 6 — резиновый буфер, установлен в опоре на лонжероне рамы, ограничивает прогибы рессоры; 7 — кронштейн, к которому крепится задний конец рессоры, опирающийся на сухарь; в кронштейне установлены защитные вкладыши; 8 — вспомогательная накладка, предназначенная для предохранения от изнашивания коренного листа рессоры; 9 — балка переднего моста;
10 — стремянки для соединения средней части рессоры с балкой переднего моста; 11 — накладка для крепления ушка; 12 — ушко с запрессованной в него втулкой, через которую проходит рессорный палец (на грузовых автомобилях ГАЗ ушек нет, вместо них для крепления коренных листов применяются толстостенные резиновые вкладыши )
их концы крепятся в кронштейнах к раме. Обе пары рессор работают при нагружении автомобиля, если автомобиль не нагружен, работают только основные рессоры.
210
Глава 5
На трехосных автомобилях при близком расположении промежуточного и заднего мостов устанавливается балансирная подвеска на продольных перевернутых полуэллиптических рессорах, устроенная следующим образом: ступица во втулках устанавливается на концах поперечной оси, прикрепленной на кронштейнах к раме автомобиля. С помощью кронштейна ступица крепится к средней части рессоры, которая концами опирается на кронштейны полуосевых кожухов задних мостов. Толкающие усилия передаются на раму от ведущих мостов через штанги. Применение балансирной подвески позволяет рассматривать оба задних моста в совокупности, как качающуюся вместе с рессорами (на оси) тележку, причем каждый мост перемещается независимо, что обеспечивает высокую проходимость автомобиля.
Амортизаторы предназначены для гашения собственных колебаний подвески при езде по неровным дорогам. В настоящее время широко применяются гидравлические амортизаторы, работа которых основана на сопротивлении вязкой амортизационной жидкости (масла веретенное, трансформаторное, турбинное, всесезонное и др.), возникающем при ее прохождении через калиброванные отверстия. Они разделяются на амортизаторы одностороннего и двустороннего действия.
Амортизаторы одностороннего действия гасят колебания, возникающие только при удалении подрессорной (рама и платформа) части от неподрес-сорной (мосты и колеса) части (так называемый ход отдачи рессоры). Поэтому они применяются достаточно редко. Амортизаторы двустороннего действия
211
Справочник автомеханика
способны гасить колебания, возникающие при удалении (ход отдачи) и при сближении (ход сжатия рессоры) подрессорной и неподрессорной частей.
Основные части гидравлического амортизатора двустороннего действия (телескопический амортизатор) представлены на рис. 52.
Резервуар, охватывающий рабочий цилиндр, выполняет роль компенсационной камеры, то есть служит для компенсации изменения объема жидкости в рабочем цилиндре над и под поршнем, которое возникает при перемещении подвески.
Во время движения автомобиля при плавном ходе сжатия рессоры поршень движется вниз, жидкость через открытый перепускной клапан и отверстие (6) поступает в надпоршневое пространство, но т. к. там находится шток, вся поступающая жидкость там не помещается. Непоместивша-яся часть перетекает через калиброванное отверстие клапана сжатия, остающегося закрытым, в резервуар. При резком ходе сжатия рессоры происходит резкое перемещение поршня, в результате клапан сжатия под действием резко возросшего давления под поршнем открывается, и жидкость из рабочего цилиндра уже через большее отверстие поступает в резервуар. Сопротивление амортизатора становится значительно меньше.
При плавном ходе отдачи рессоры поршень движется вверх, перепускной клапан под действием
возросшего давления над поршнем закрывается, жидкость из верхней части рабочего цилиндра через внутренний ряд отверстий поршня поступает в нижнюю часть. Одновременно открывается впускной
212
Глава 5
Рис. 52. Гидравлический амортизатор двустороннего действия:
1 — проушины, приварены к штоку и резервуару, с помощью которых крепится амортизатор; 2 — кожух амортизатора; 3 — резиновый сальник для уплотнения, расположенный в верхней части штока; 4 — сальник для уплотнения полости резервуара, расположен между направляющей штока и обоймой сальника (3);
5 — перепускной клапан, закрывающий сверху отверстия большей окружности, расположенные на поршне;
6 — отверстия большой окружности, расположенные на поршне; 7 — клапан отдачи, состоит из двух стальных дисков, своим дроссельным диском он перекрывает отверстия малой окружности, расположенные на поршне;
8 — прижимная пружина, прижимает диски клапана отдачи к поршню; 9 — впускной клапан; 10 — клапан сжатия; 11 — пружина, прижимающая клапан сжатия; 12, 13 — отверстия в корпусе, расположенном в нижней части рабочего цилиндра; 14 — поршень со сквозными отверстиями, расположенными по окружностям разных диаметров двумя рядами по 10 отверстий в ряду;
15 — отверстия меньшей окружности, расположенные на поршне; 16 —резервуар; 17 — рабочий цилиндр, в котором перемещается шток и поршень;
18 — шток с поршнем и клапанами; 19 — отверстие, через которое жидкость поступает в полость резервуара
Справочник автомеханика
клапан. При резком ходе отдачи давление жидкости над ним резко возрастает, в результате клапан отдачи открывается, и жидкость поступает из резервуара в подпоршневое пространство рабочего цилиндра.
Сопротивление амортизатора пропорционально квадрату скорости перетекания амортизационной жидкости.
Существуют гидравлические амортизаторы (рычажные) с двумя поршнями с клапанами, между которыми находится вал с рычагом.
Колеса предназначены для обеспечения передвижения автомобиля, изменения направления движения, смягчения толчков, передачи нагрузки от автомобиля на дорогу; они непосредственно связывают автомобиль с дорогой.
В зависимости от назначения колеса разделяются на:
•	ведущие (обеспечивают поступательное движение автомобиля, преобразуют крутящий момент от трансмиссии в силу тяги),
•	управляемые, или ведомые (задают направление движения, воспринимают усилия от кузова через подвеску),
•	комбинированные (обеспечивают поступательное движение и задают его направление).
Колесо состоит из следующих частей; диск, обод, пневматическая шина (точнее, в автомобилестроении колесом считается промежуточный элемент между ступицей и шиной). Его ступица входит в состав сборочного узла соответствующего моста.
Обод — это внешняя (наружная) часть колеса, на которую монтируется шина.
214
Глава 5
Диск — это центральная часть колеса, несущая обод, в ней имеются отверстия для крепления колеса к ступице.
В зависимости от конструкции соединительной части диска (соединяет ступицу с ободом) колеса разделяются на:
•	дисковые (обычно устанавливаются на легковых автомобилях);
•	бездисковые (устанавливаются на автомобилях КамАЗ, МАЗ, автобусах ЛиАЗ);
•	спицевые (используются редко).
Дисковое колесо имеет следующую конструкцию: обод и диск, изготовленные штамповкой из листовой стали, являются неразъемным сварным соединением. Обод в средней части имеет кольцевое углубление для облегчения монтажа колеса. Борта шин устанавливаются на конические посадочные полки, находящиеся по обеим сторонам обода. На многих грузовиках для облегчения монтажа устанавливается обод плоский разъемный. На наружной стороне диска имеются ребра жесткости и выступы, к которым крепится декоративный колпак.
Бездисковое колесо не имеет диска, то есть обод со ступицей соединяются непосредственно без промежуточной детали (если колесо заднее, то устанавливается на прикрепленное к ступице кольцо). Бездисковые колеса используются реже.
Пневматические шины достаточно разнообразны по конструкции. Они различаются по устройству, размерам, форме, давлению воздуха, способу герметизации.
Для шин легковых и грузовых малой массы максимальное допустимое давление равно 0,2—0,3 МПа,
215
Справочник автомеханика
для грузовых большей массы и автобусов — равно 0,5-0,75 МПа.
В зависимости от способа герметизации внутренней полости пневматические шины разделяются на камерные и бескамерные.
Камерная шина состоит из следующих частей: покрышка (внешняя несущая оболочка, удерживает и защищает камеру), камера с вентилем (внутренняя полость, в которую накачивается воздух под давлением), ободная лента (устанавливается между ободом и камерой для защиты камеры от защемлений и истирания, легковые автомобили не имеют).
Бескамерные шины герметизируются наложением на внутренний слой каркаса воздухонепроницаемого резинового слоя и имеют специальный вентиль, вставленный в отверстие обода колеса. Эти шины легче по массе, лучше балансируются, при проколах (особенно небольших) медленнее теряют воздух.
Покрышка состоит из следующих частей:
•	каркас из нескольких слоев корда (прорезиненной ткани), жестко присоединен к бортам;
•	брекер (подушечный слой) — резинотканевая прослойка между протектором и каркасом для защиты каркаса от повреждений;
•	боковины — тонкий эластичный слой резины на боковых стенках каркаса, защищает каркас от повреждений, на боковинах наносится маркировка покрышек;
•	протектор — толстый слой резины с рельефным рисунком для лучшего сцепления с дорогой, находится поверх каркаса;
216
Глава 5
•	борта, крепящие крышку на ободе колеса, в них вмонтирован сердечник (кольцо) из стальной проволоки для упрочнения.
В зависимости от конструкции каркаса шины разделяются на:
•	диагональные (нити соседних слоев корда пе-ресекаются под определенным углом 95—115 в виде ромбовидной сетки, число слоев корда четное, обычно четыре),
•	радиальные (нити корда не пересекаются и расположены по радиусу от борта к борту в поперечной плоскости, проходящей через ось вращения колеса), имеют меньшее сопротивление качению и больший срок службы.
Рисунок протектора может быть направленным или асимметричным. Направленные шины предназначены для вращения только в одну определенную сторону. Асимметричные шины устанавливаются одной строго определенной стороной наружу, а другой внутрь (в сторону к продольной оси автомобиля). Наружная сторона асимметричных шин лучше проявляет себя на твердых летних дорогах, внутренняя — на зимних.
Маркировка шины указывает завод-изготовитель, даты выпуска, серийный номер, размеры.
Размеры шины обозначаются двумя числами (в мм или дюймах), первое определяет ширину профиля, второе — посадочный диаметр на обод колеса. Максимальная допустимая скорость обозначена буквами: S —180 км/час, Q — 160 км/час, Р — 150 км/час, L — 120 км/час.
217
Справочник автомеханика
Для морозостойких шин на боковине делается надпись «Север», для бескамерных — надпись «Бес-камерная ».
Рисунок протектора обозначается следующим образом: Д — дорожное (для дорог с бетонным или асфальтовым покрытием и гладких грунтовых), У — универсальное или всесезонное (обладает более лучшими сцепными качествами по сравнению с дорожным), ПП — повышенной проходимости. Выпускаются шины с протекторами, предназначенными специально для гоночных и спортивных автомобилей, легковых высокой проходимости, шины с ошиповкой (зимние).
Шины с дорожным рисунком обладают следующими качествами: низкое сопротивление качению и шумность, высокая износостойкость, пониженные сцепные свойства при езде по загрязненным и покрытым снегом дорогам.
Шины зимние хороши на заснеженных и обледеневших дорогах, особенно ошипованные. Они имеют рисунок с крупными шашками и ламелями (дополнительными поперечными прорезями), расчленение глубокое, обладают повышенными сцепными свойствами, но изготавливаются из более мягкой резины, чем шины с дорожным покрытием. Поэтому при езде по твердым дорогам быстрее изнашиваются и больше шумят. Шипы противоскольжения применяются не на всех видах зимних шин.
Шип представляет собой стержень из твердого сплава, находящийся в корпусе из мягкой стали. Корпус шипа постепенно в процессе эксплуатации изнашивается вместе с протектором шины, а стер
218
Глава 5
жень остается целым, надолго обеспечивая эффективность работы шипа.
Шины с протектором повышенной проходимости имеют более грубый рисунок с преобладанием расчленения в продольном направлении, что повышает устойчивость автомобиля на бездорожье, но понижает сцепные свойства при езде по скользким дорогам.
Шины спортивных и гоночных автомобилей изготавливаются из износостойкой резины, имеют низкий широкий профиль с невысокими нерасчленен-ными шашками иди полосами и водоотводящими канавками.
Рулевое управление
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля по заданной траектории, изменение направления движения осуществляется поворотом передних управляемых колес. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода.
При повороте траекториями движения передних управляемых колес являются дуги концентрических окружностей, центр которых лежит в точке О пересечения продолжения задней оси автомобиля с осями вращения передних колес (рис. 53). Благодаря этому колеса не будут испытывать бокового скольжения.
При этом управляемые колеса поворачиваются на разные углы: угол поворота внутреннего колеса а больше, чем угол поворота наружного колеса
219
Справочник автомеханика
1	2	3
Рис. 53. Траектории движения передних колес:
1 — балка; 2 — правый поворотный рычаг; 3 — рулевая тяга; 4 — левый поворотный рычаг; 5 — цапфы;
6 — продольная тяга
(а > 01). Для выполнения этого соотношения рулевой управление имеет форму трапеции (рулевая трапеция), основаниями которой являются балка переднего моста (большее основание) и поперечная рулевая тяга (меньшее основание), а боковыми сторонами — правый и левый поворотные рычаги, к которым жестко присоединены поворотные цапфы колес. Продольная тяга связывает один из поворотных рычагов с рулевым механизмом.
Рулевой механизм предназначен для преобразования вращения рулевого колеса в поступательное перемещение тяг привода, то есть передает уси
220
Глава 5
лия от рулевого колеса на рулевой привод. Его передаточное число равно от 15 до 30, существуют рулевые механизмы с постоянным или с переменным передаточным отношением.
Наиболее распространенными рулевыми механизмами в настоящее время являются механизмы:
•	червячно-роликовые (на многих легковых и грузовых автомобилях, более износостойкий и управляемый, потери на трение сравнительно небольшие);
•	винтореечные (устанавливаются на переднеприводных легковых автомобилях).
Червячно-роликовый рулевой механизм (рабочая пара червяк — ролик или червяк — зубчатый сектор, имеет зацепление с переменным зазором) состоит из следующих основных частей (рис, 54),
Червячный механизм с парой червяк — сектор работает следующим образом: при повороте рулевого колеса его вращение передается через вал рабочей паре. Червяк начинает вращаться, перемещая вниз или вверх находящийся в зацеплении с ним сектор. В результате сошка, связанная с валом сектора, отклоняется. Ее отклонение передается через рычаг на одну из поворотную цапфу. Поворот этой цапфы вызывает поворот цапфы другого колеса (через рычаги), и оба колеса поворачиваются.
Реечный рулевой “механизм (рабочая пара шестерня — рейка прямозубая или косозубая) устроен следующим образом: внутри картера помещается опирающийся на два шарикоподшипника вал, который составляет целое с шестерней рабочей пары. Соединение (без зазора) шестерни с зубчатой рейкой обеспечивается металлокерамическим упором и пружиной. Механизм имеет крышку, тяги, крепится
221
Справочник автомеханика
на панели переда кузова. Рулевое колесо установлено на шлицах в верхней части вала.
Рис. 54. Устройство червячно-роликового рулевого механизма:
1 — картер; 2 — фасонная головка вала рулевой сошки; вал сошки опирается на роликовый подшипник и бронзовую втулку и уплотняется сальником; сошка устанавливается на шлицы вала; 3 — ролик трехгребневый (или двухгребневый), вращается на цилиндрическом роликовом подшипнике; 4 — прокладки, установлены под нижней крышкой картера, регулируют роликовые подшипники червяка; 5 — червяк глобоидный, вращается на двух конических роликовых подшипниках; 6 — вал рулевого колеса, на котором установлен червяк; 7 — ось, запрессована в головку вала рулевой сошки, на ней установлен подшипник, в котором вращается ролик
222
Глава 5
Существуют и другие конструкции рулевого механизма, например, на автомобилях ЗИЛ—431410 установлен винтореечный механизм, у которого рабочей частью является соединение винт — шариковая гайка — сектор.
Рулевой привод обеспечивает поворот передних управляемых колес передачей усилия от сошки на колеса. Рулевой привод является системой рычагов, валов и тяг, которые образуют рулевую трапецию. В зависимости от типа передней подвески рулевая трапеция привода может быть цельной (для зависимой подвески) или расчлененной (для независимой подвески) с разрезной поперечной рулевой тягой.
Рулевой привод зависимой подвески, соединяющий поворотные кулаки колес с валом сошки, состоит из продольной и поперечной рулевых тяг, рычагов поворотных кулаков. Его детали испытывают достаточно большие нагрузки, в результате этого быстро изнашиваются. Чтобы избежать преждевременного изнашивания, увеличить срок службы, детали привода изготавливаются из материалов с улучшенными качествами, проходят термообработку, повышенная точность изготовления деталей позволяет уменьшить количество регулировок шарнирных узлов.
Соединения рулевых тяг с рычагами и сошкой обеспечивается с помощью шаровых шарниров, унифицированных пор основным деталям.
Шарнирное соединение продольной рулевой тяги (в форме трубы) имеет следующую конструкцию (рис. 55, а).
223
Справочник автомеханика
а)	б)
Рис. 54. Шарнирное соединение продольной рулевой тяги: 1 — гайка, закрепляющая шаровой палец в сошке;
2 — шаровые пальцы, устанавливаются в головках (утолщенных концах) рулевой тяги, один палец соединен с сошкой, другой — с рычагом кулака; 3 — сальник, защищает шарнир от грязи; 4 — регулировочные пробки, поджимают наружные сухари; 5 — сухари, охватывают головку пальца; 6 — пружины, поджимающие внутренние сухари; 7 — упоры, защищающие пружины и ограничивающие их сжатие; 8 — масленка для смазывания шарнира; 9 — головки рулевой тяги (утолщенные концы тяги); 10 — рулевая тяга; 11 — сошка; 12 — рулевая тяга; 13 — масленка для смазывания шарнира; 14 — шаровые пальцы нижних рычагов, входят в цилиндрические гнезда, находящиеся на наконечниках тяги; 15 — пробка;
16 — пружина, поджимает сальник (17); 17 — сальник, установлен при выходе пальца из гнезда наконечника;
18 — отверстия меньшей окружности
Шарнирное соединение (с верхней рабочей полусферой) поперечной рулевой тяги (в форме трубы) имеет следующую конструкцию (рис. 55, б).
224
Глава 5
Шарнирное соединение (с верхней рабочей полусферой) поперечной рулевой тяги (в форме трубы) имеет конструкцию, показанную на рис. 54, б.
В поперечных рулевых тягах может быть установлен шаровой палец, имеющий нижнюю рабочую полусферу (например, на тяге автомобиля ЗИЛ—4331).
Рулевой привод зависимой подвески состоит из сошки, маятникового рычага (аналогичен сошке по форме и размерам), поперечной тяги, двух поворотных рычагов (жестко связаны с цапфами колес). Поперечная тяга зависимой подвески состоит из трех связанных шарнирно частей: средней (иногда среднюю часть называют поперечной тягой, она опирается на маятниковый рычаг), соединяющей сошку с маятниковым рычагом, и двух боковых тяг (соединены с поворотными рычагами). Соединения рулевых тяг с рычагами и сошкой обеспечиваются с помощью шести самоподтягивающихся, разбор
ных шаровых шарниров.
Рулевой привод переднеприводных легковых автомобилей — реечный, его рулевая трапеция расположена сзади оси передних колес, имеет расчлененную конструкцию с четырьмя шаровыми шарнирами. Состоит из двух горизонтальных состав
ных тяг, соединенных с поворотными рычагами телескопических стоек подвески. Поворот рулевого колеса вызывает перемещение зубчатой рейки (валом-шестерней), далее усилие передается на поворотные рычаги, и затем на ступицы колес (через телескопические стойки).
Гидравлические усилители рулевых приводов предназначены для облегчения управления автомобилем, обеспечения безопасности движения,
8. Зак. 47
225
Справочник автомеханика
смягчения толчков и ударов. Они увеличивают усилие водителя за счет увеличения давления масла. Усилители могут быть встроенными в рулевой привод (например, на многих автомобилях КамАЗ, ЗИЛ) или вынесенными (например, на многих автомобилях ГАЗ).
Встроенный гидравлический усилитель автомобилей ЗИЛ—4331 состоит из следующих основных частей:
•	нагнетательный масляный насос роторного типа двойного действия (по два всасывания и нагнетания за один оборот ротора), привод от шкива, который ремнем соединен со шкивом коленчатого вала, создает максимальное давление 6,5—7 МПа; при вращении ротора насоса его лопасти могут вдвигаться или выдвигаться, изменяя объем межлопастного пространства, что приводит к перемещению масла от бачка по каналам корпуса насоса и далее по трубопроводам к рулевому управлению и обратно:
•	клапан управления, распределяет поток масла по картеру рулевого механизма, его основные части: золотник, корпус, двенадцать реактивных плунжеров с шестью пружинами, обратный шариковый клапан, два упорных подшипника; с золотником связан винт рулевого механизма;
•	силовой цилиндр;
•	поршень-рейка.
Во время работы нагнетательного насоса масло поступает в корпус золотника клапана. Золотник удерживается в среднем положении плунжерами, на которые оказывает давление поступающее масло. При поворотах автомобиля происходит смещение золотника на расстояние не более 1 мм от его
226
Глава 5
среднего положения. Это перемещение приводит к открытию или закрытию золотником доступа масла в наружную и внешнюю полость картера рулевого механизма и вызывает соответствующее перемещение поршня-рейки, облегчающее поворот управляемых колес.
При отказе усилителя рулевое управление может работать некоторое время и без него, при этом перепуск масла обеспечивается обратным шариковым клапаном.
Вынесенные гидравлические усилители не увеличивает нагруженность рулевого привода, их гидроцилиндр расположен около колеса, поэтому эти усилители предпочтительнее для установки на грузовых автомобилях большой массы. Например, на автомобиле МАЗ—5335 установлен вынесенный гидроусилитель, состоящий из корпуса распределителя, корпуса шаровых шарниров, гидроцилиндра. Он имеет следующую конструкцию (рис. 56).
При работе поршень со штоком не двигаются, так как прикреплены к кронштейну рамы (в головке штока имеется шарнир для крепления), движется цилиндр под действием давления жидкости, поступающей в полости цилиндра.
Рабочей жидкостью гидравлических усилителей является всесезонное масло (Р), или турбинное (22) и индустриальное масла летом, и веретенное (АУ) зимой. Всесезонное масло не требует замены до капитального ремонта, для остальных масел требуется замена в соответствии с картой смазывания.
8"
227
Справочник автомеханика
Рис. 56. Устройство гидроусилителя:
1 — гидроцилиндр, навернут на корпус шаровых шарниров, его полость с одной стороны закрыта пробкой, с другой — крышкой; 2 — шток поршня; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — поршень гидроцилиндра; 5 — пробка;
6 — корпус шаровых шарниров; 7 — регулировочная гайка;
8 — толкатель, ограничивает усилие сжатия пружины, которая зажимает шаровые пальцы; 9, 10 — шаровые пальцы, первый соединен с продольной рулевой тягой, второй — с рулевой сошкой, зажимаются между сферическими сухарями пружинами с помощью пробки и регулировочной гайки; 11 — слиеной трубопровод;
12 — крышка, закрывающая золотник; 13 — корпус распределителя, распределитель регулирует поток поступающей в гидроцилиндр жидкости, имеет три кольцевые канавки на внутренней поверхности
(одна связана сливным трубопроводом с бачком насоса, две другие — нагнетательным трубопроводом
с нагнетательной магистралью насоса); 14 — фланец корпуса шаровых шарниров, к которому крепится корпус распределителя; 15, 16 — трубопроводы, соединяют полости гидроцилиндра с корпусом распределителя; 17 — масленка; 18 — крышка; 19 — защитный гофрированный чехол, защищает выступающую часть штока; 20 — головка, навернута на наружный конец штока; 21, 22 — штуцеры
228
Глава 5
Тормозная система. Общие сведения
Тормозная система предназначена для снижения скорости автомобиля, его остановки и удержания на месте при стоянке. Тормозная система играет особую роль в обеспечении безопасности автомобиля. Поэтому почти любой автомобиль в настоящее время оборудован тремя действующими независимо друг от друга тормозными системами:
•	рабочей (для регулирования скорости автомобиля и обеспечения его остановки, приводится в действие при нажатии водителем на педаль тормоза);
•	стояночной (для удержания автомобиля на месте при-стоянке, приводится в действие водителем рукояткой ручного тормоза);
•	запасной (для обеспечения остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы, может иметь с рабочей тормозной системой общие элементы).
Кроме этого многие грузовые автомобили могут быть оборудованы вспомогательной тормозной системой (тормоз-замедлитель, применяется при продолжительном торможении) и тормозной системой прицепа (если автомобиль предназначен для работы в составе автопоезда, предназначена для регулирования скорости прицепа и его экстренной остановке при обрыве сцепки).
Любая тормозная система состоит из:
•	тормозов (тормозных механизмов, непосредственно препятствующих вращению колес или вала трансмиссии);
229
Справочник автомеханика
•	тормозных приводов (управляют тормозами, т. е. распределяют между ними усилие, могут включать в себя усилители и регуляторы, по принципу действия различаются: пневматические, гидравлические, механические, электрические, комбинированные) .
Существуют следующие тормозные механизмы, различающиеся
•	по расположению: колесные и трансмиссионные;
•	по форме деталей вращения: дисковые и барабанные;
•	по форме поверхностей трения: ленточные и колодочные.
В настоящее время наиболее широко, особенно на грузовых автомобилях, применяются колесные колодочные тормозные механизмы барабанного типа с внутренним расположением колодок, на легковых автомобилях наиболее часто устанавливаются дисковые тормозные механизмы (устанавливаются на передних колесах автомобилей ГАЗ, ВАЗ, ИЖ), которые способны обеспечить более эффективное торможение.
Тормозные механизмы и приводы
Колодочный тормозной механизм барабанного типа состоит из следующих основных деталей (рис. 57).
В процессе эксплуатации производится текущая и полная (после замены колодок) регулировки зазора между колодками и барабаном (с помощью эксцентриков, регулировочной пружины, болтов и др.).
230
Глава 5
Рис. 57. Устройство колодочного тормозного механизма: 1 — колпачки резиновые, предохраняют рабочий цилиндр от попадания грязи; 2 — рабочий цилиндр с двумя поршнями, поршни имеют уплотнительные манжеты, между ними находится пружина; цилиндр установлен на опорном диске; 3 — тормозной барабан, вращается вместе с колесом, внутри него установлены две тормозные колодки; 4 — оттяжная пружина; 5, 8 — задняя и передняя тормозные колодки, установленные на неподвижном опорном диске, прижимаются к тормозному барабану с помощью поршней рабочего цилиндра (верхние ребра колодок входят в прорези, имеющиеся в наконечниках поршней, плотность обеспечивается оттяжной пружиной); опираются серединой на регулировочные эксцентрики; 6 — фрикционная накладка задней колодки (на передней колодке тоже приклепана накладка, но она длиннее, разница в длине объясняется тем, что при работе накладки изнашиваются неравномерно: передняя больше, чем задняя); 7 — скоба П-образной формы, фиксирует колодки от бокового смещения
Справочник автомеханика
Действие колодочного тормозного механизма основано на использовании силы трения, которая возникает между колодками и тормозным барабаном во время торможения автомобиля. Прижатие колодок к барабану происходит, когда поршни рабочего цилиндра расходятся под действием давления,
передаваемого приводом при нажатии водителем на педаль тормоза.
Дисковый тормозной механизм состоит из следующих основных деталей (рис. 58).
Действие дискового тормозного механизма основано на использовании силы трения, возникающей между тормозным диском и колодками. При
жатие колодок к диску происходит, когда поршни под действием передаваемого на них давления выдвигаются из цилиндров. Зазор между колодками и диском при растормаживании (в нерабочем состоянии) составляет 0,1—0,15 мм.
Механический привод — этот совокупность рычагов, тяг, тросов и т. п. Например, механический тормозной привод легкового автомобиля ВАЗ—2105 (стояночный) состоит из следующих деталей: ручной рычаг (ручник) с кнопкой защелки (сопрягается с зубчатым сектором), рычаг переднего троса с пружиной, направляющий ролик, задний трос, направляющая скоба. Если привод работает в тормозной системе задних колес, то в него входят кроме этого разжимной рычаг (находится на задней тормозной колодке) и распорная планка (между тормозными колодками) (рис. 59).
Работает привод следующим образом. При торможении ручным рычагом (ручник с нажатой кнопкой защелки перемещается вверх) усилие передается на
232
Глава 5
Рис. 58. Устройство дискового тормозного механизма: 1 — тормозной диск (чугунный), закреплен на ступице колеса; 2 — кожух (стальной, штампованный), предохраняет тормоз от повреждений и загрязнений с внутренней стороны (с внешней стороны функции защиты выполняет диск колеса); 3 — тормозные колодки, устанавливаются в гнездо суппорта; 4 — суппорт;
5 — трубка, соединяет рабочие цилиндры; 6 — клапан для удаления воздуха из тормозного привода;
7 — рабочие цилиндры, расположены один против другого в гнезде суппорта; 8 — поршень рабочего цилиндра;
9 — уплотнительное резиновое кольцо, располагается в кольцевой выточке цилиндра; 10 — манжета резиновая, предохраняет внутренность цилиндра от попадания грязи; 11 — фрикционные накладки, приклеены на колодки
направляющую скобу (через рычаг переднего троса и направляющий ролик). Через накинутый на скобу задний трос усилие передается к разжимному
233
Справочник автомеханика
Рис. 57. Устройство механического привода:
1 — кнопка защелки; 2 — ручник; 3 — защелка;
4 — зубчатый сектор; 5 — рычаг переднего троса;
6 — передний трос; 7 — направляющий ролик;
8 — направляющая скоба; 9 — оттяжная пружина;
10 — накинутый на скобу задний трос; 11 — стяжная пружина; 12 — распорная планка; 13 — разжимной рычаг;
14 — колодки; 15 — барабан
рычагу, который, поворачиваясь, вызывает перемещение распорной планки, раздвигающей колодки. Торможение происходит при прижатии колодок к барабану. Растормаживание системы (приведение в нерабочее состояние, отпускание педали тормоза) происходит при движении ручного рычага вниз до упора (исходного положения), при этом под действием стяжных и оттяжных пружин колодки
приводятся в исходное состояние.
Гидравлические приводы в настоящее время установлены на большинстве автомобилей. Для повышения безопасности приводы делаются двух- и более контурными. Каждый контур является независимой частью привода и может работать самостоятельно при отказе другого контура, обеспечивая
234
Г лава 5
эффективность торможения не менее 35% от эффективности полной рабочей тормозной системы. Многие легковые автомобили (ВАЗ, ГАЗ), автобусы (например, ПАЗ—3205) имеют двухконтурный гидравлический привод. Контуры привода могут располагаться по-разному и в зависимости от этого обеспечивают работу тормозных механизмов разных колес: один — передних колес, другой — задних (например, ВАЗ-2105) или диагонально, то есть один — переднего правого и заднего левого колеса, другой — переднего левого и заднего правого колеса (например, ВАЗ-2109) или один — всех колес, а другой — только передних (например, ГАЗ—3102).
Двухконтурный гидравлический привод, например, легкового автомобиля ВАЗ—2105, состоит из следующих основных частей: педаль тормоза, главный тормозной цилиндр, рабочие (колесные) цилиндры тормозных механизмов, бачок, регулятор давления задних тормозов, вакуумный усилитель, трубопроводы и шланги.
Тормозная система с двухконтурным гидравлическим приводом, например, автомобиля ГАЗ—3110, включает в себя следующие основные части: передние (дисковые) и задние (колодочные барабанного типа) тормоза, главный тормозной цилиндр (сдвоенный), сигнальное устройство с контрольной лампой, регулятор давления, гидровакуумный усилитель.
Основную роль в работе гидравлического двух-контурного привода играют главный цилиндр, имеющий сдвоенную конструкцию, и гидровакуумный усилитель. Главный цилиндр в сборе с питательным бачком крепится к усилителю (например, на автомобиле ВАЗ—2109). Его питательный бачок
235
Справочник автомеханика
имеет две разделенные перегородкой рабочие полости, сообщающиеся с двумя полостями главного тормозного цилиндра. Он изготовлен из полупрозрачной пластмассы, что обеспечивает визуальный контроль уровня жидкости в бачке. Рабочие полости бачка через две специальные прорези сообщаются с направляющим цилиндром, установленным в заливной горловине бачка по ее центру. Благодаря такой конструкции при утечке жидкости из одной полости бачка в другой полости сохранится достаточно жидкости для нормальной работы контура. В крышке горловины бачка имеется датчик аварийного уровня жидкости.
Главный тормозной цилиндр (рис. 60) имеет два поршня, расположенных последовательно.
При расторможении (педаль тормоза не нажата) поршни главного тормозного цилиндра находятся в крайнем положении, уплотнительные кольца
распорными втулками отводятся от торцевых канавок поршней и через образовавшиеся зазоры рабочие полости цилиндра сообщаются с питательным бачком. При торможении (педаль тормоза нажата) поршень толкателя под действием штока усилителя перемещается, его уплотнительное кольцо прижимается к канавкам поршня, компенсационного зазора нет. Перемещаясь далее, поршень толкателя создает давление жидкости, которое по трубопроводам передается к колесным цилиндрам соответствующего контура. Плавающий поршень при торможении тоже перемещается и создает давление, которое передается к колесным цилиндрам другого контура.
236
Глава 5
Рис. 60. Устройство главного тормозного цилиндра: 1 — датчик аварийного уровня; 2 — питательный бачок; 3 — соединительные втулки; 4 — уплотнительное кольцо резиновое низкого давления поршня толкателя;
5 — поршень толкателя, создает давление в первом контуре тормозной системы; 6 — корпус; 7 — распорная втулка; 8 — уплотнительное кольцо резиновое высокого давления поршня толкателя; 9 — пружина, одним концом прижимает уплотнительное кольцо высокого давления к распорной втулке, другим упирается в тарелку;
10 — тарелка; 11 — возвратная пружина; 12 — шайба;
13 — стопорный винт, ограничивает ход поршня;
14 — плавающий поршень, создает давление во втором контуре тормозной системы, имеет уплотнение аналогично поршню толкателя
Справочник автомеханика
На ряде автомобилей (ГАЗ—3307, —3308) установлены сдвоенные главные тормозные цилиндры, состоящие из двух корпусов, внутри которых находятся первичный и вторичный поршни с установленными на них головками (состоят из корпуса, манжеты и уплотнительного кольца головки, пружин головки и поршня, уплотнительного кольца поршня), играющими роль перепускных устройств. По принципу действия они аналогичны главному цилиндру ВАЗ—2109.
Пневматические приводы широко применяются на грузовых автомобилях средней и большой массы, на прицепах и полуприцепах. Работа пневматического привода основана на использовании энергии предварительно сжатого воздуха. Для соблюдения пропорциональности между усилием, прикладываемым к педали тормоза при нажатии, и усилием, действующим на разжимное устройство тормоза, в систему привода устанавливают следящее устройство.
На двигатель автомобиля устанавливается компрессор, который нагнетает воздух в воздушные бал
лоны, в которых имеется сливные краны для выпуска конденсата. Компрессор приводится в действие от коленчатого вала (клиновидным ремнем). Давление в баллонах с помощью регулятора давления и предохранительного клапана поддерживается равным 0,6—0,77 МПа (более 1 МПа не повышается). При нажатии на педаль тормоза из воздушных баллонов воздух через тормозной кран, в котором имеется следящее устройство, поступает в тормозные камеры колес, через мембраны которых давление воздуха передается на разжимные кула
238
Г лава 5
к и тормозов. Растормаживание (педаль тормоза не нажата) происходит, когда тормозной кран прекращает подачу воздуха в тормозные камеры и воздух из камер выходит наружу.
Если автомобиль имеет прицеп, то тормозные системы автомобиля и прицепа связываются гибким шлангом с соединительной головкой из двух половин. Управление (отключение-включение) тормозами прицепа происходит через разобщительные краны, установленные с обеих сторон головки. Тормозные камеры и баллон пневмопривода прицепа снабжаются из тормозной системы автомобиля при управлении воздухораспределительным клапаном прицепа.
В настоящее время кроме одноконтурных пневматических приводов (установлены на многих автомобилях ЗИЛ) применяются и многоконтурные приводы, чаще двухконтурные (один для передних колес, другой для задних). Двухконтурный пневматический привод установлен, например, на грузовом автомобиле МАЗ—5335, где компрессор нагнетает воздух через влагомаслоотделитель, регулятор давления, конденсационный баллон, защитный клапан (клапан может отключить неисправный контур) в оба контура привода. Каждый контур состоит из одной (нижней или верхней) секции тормозного крана, ресивера (воздушного баллона) и тормозных камер.
Система пневматического привода для каждого контура имеет сигнальную лампу и манометр, контролирующий давление воздуха (т. е. для двухконтурного привода в системе имеется две лампы и два манометра).
239
Справочник автомеханика
Приборы гидравлических приводов
Вакуумные усилители гидропривода предназначены для повышения работоспособности привода, облегчения управления тормозами. Они прИ сравнительно простой конструкции обладают высокой работоспособностью и эффективностью, благодаря чему и получили широкое распространение.
Вакуумный усилитель крепится в моторном отсеке к кронштейну педалей сцепления и тормоза на резиновой изолирующей прокладке. Он (например, для автомобиля ВАЗ—2105, —21213) имеет следующую конструкцию (рис. 61).
Кроме этого, усилитель имеет герметизирующие и уплотнительные манжеты, гофрированный чехол для защиты от грязи (на хвостовике корпуса клапана), поролоновый фильтр очистки поступающего в усилитель воздуха. Вакуумные усилители могут конструктивно отличаться какими-то деталями или уплотнителями, но принцип действия у всех одинаков.
Вакуумный усилитель работает только при наличии разряжения во впускном трубопроводе. При отпущенной педали тормоза это разряжение передается в вакуумную полость, а затем в атмосферную полость через кольцевую щель между резиновым клапаном и выступом корпуса. По обе стороны мембраны получается разряжение, и мембрана и корпус клапана прижимаются к крышке с помощью одной из пружин. При нажатии на педаль тормоза поршень под действием толкателя перемещается и закрывает кольцевую щель, в результате вакуумная и атмосферная полости разъединяются,
240
Глава 5
Рис. 61. Вакуумный усилитель гидропривода: 1 — обратный клапан, с его помощью вакуумная камера соединяется через наконечник и шланг с впускной системой двигателя, клапан открывается только при наличии перепада давления между впускным трубопроводом двигателя и вакуумной полостью;
2 — прижимная пружина; 3 — корпус клапана пластмассовый со сквозными отверстиями, соединяющими центральную часть клапана с вакуумной и атмосферной полостями, перемещается в корпусе усилителя (работает как поршень); 4 — мембрана резиновая, разделяет усилитель на вакуумную (А) и атмосферную (В) полости, зажата своим наружным пояском между корпусом и крышкой, ее внутренний поясок заходит в выточку корпуса клапана; 5 — корпус усилителя; 6 — крышка; 7 — буфер;
8 — упорная пластина для ограничения продольного перемещения поршня, закреплена в корпусе клапана;
9 — поршень; 10 — резиновый клапан, взаимодействует с пружинами (И, 12) через опорные чашки;
И, 12 — пружины; 13 — поролоновый фильтр очистки поступающего в усилитель воздуха; 14 — толкатель, соединен с педалью (16), входит в корпус клапана;
15 — вилка толкателя; 16 — педаль тормоза; 17 — резиногофрированный чехол с колпаком; 18, 20 — резиновая манжета; 19 — уплотнитель штока; 21 — шток с ввернутым регулировочным болтом, взаимодействует с поршнем главного тормозного цилиндра; 22 — регулировочный болт; 23 — поршень главного тормозного цилиндра; 24 — главный тормозной цилиндр
Справочник автомеханика
при дальнейшем перемещении поршня образуется щель, через которую в атмосферную полость поступает воздух, прошедший через фильтр. Разность давления обеспечивает перемещение мембраны и корпуса клапана вместе со штоком, который действует на поршень главного цилиндра, что сопровождается созданием избыточного давления в системе гидропривода. Если педаль тормоза будет удерживаться в каком-то промежуточном положении (нажата не до упора), то корпус клапана вместе с резиновым клапаном (10) будет перемещаться до тех пор, пока резиновый клапан не упрется в торец поршня (9). Тогда в атмосферную полость перестанет поступать воздух из фильтра, а жидкость в гидроприводе будет испытывать некоторое постоянное давление. При резком нажатии на педаль тормоза
на поршень главного тормозного цилиндра усилие будет передаваться непосредственно через вилку, толкатель и поршень (9). В это время вакуумная и атмосферная полости перестают сообщаться, а к мембране воздух будет поступать из фильтра через атмосферную полость. В результате давление в глав
ном тормозном цилиндре возрастет.
Редукционный гидроклапан предназначен для
автоматического изменения давления жидкости в контуре, обеспечивающем работу тормозных механизмов задних колес, при изменении прогиба рессор с целью предотвращения их юза. Он уста
навливается в гидроприводе задних колес в зоне задней подвески многих автомобилей, например, грузовых автомобилей «ГАЗель».
Редукционный гидроклапан состоит из следующих основных частей (рис. 62):
242
Глава 5
9	10 11 12	13	14 I 15
7	6	5	4	3	2	1
Рис. 62. Редукционный гидроклапан:
1 — поршень» установлен в гильзе; 2 — скоба упорная разрезная» установлена в кольцевой канавке поршня» определяет исходное положение поршня и гильзы относительно друг друга; 3 — гильза с отверстием и проточкой для уплотнительного кольца» установлена внутри корпуса; 4 — пружинная шайба» фиксирует нижний торец гильзы в верхнем положении; 5 — управляющий конус» установлен на конце поршня с помощью стопорной и промежуточной шайб, обеспечивает сообщение полостей гидроклапана через шариковый клапан;
6 — уплотнительное кольцо; 7 — корпус» имеет два резьбовых отверстия для гаек трубопровода; 8 — пружина, прижимающая сверху управляющий конус;
9, 12 — трубопроводы, соединяющие соответственно полость II гидроклапана с узлом коллектором подводящих жидкость трубопроводов и полость I с сигнальным устройством, указывающим на падение давления
в контуре; 10 — кольцевая пружина, прижимает шариковый клапан к конусному седлу отверстия в гильзе;
И — шариковый клапан, устанавливается в отверстие гильзы, которое имеет конусное седло;
13 — уплотнительная манжета поршня, разделяет гидроклапан на две рабочие полости I и II; 14 — резьбовая втулка с уплотнительным кольцом, с помощью которой корпус крепится к кронштейну; 15 — чехол грязезащитный
Справочник автомеханика
Редукционный гидроклапан устанавливается на лонжероне рамы с помощью кронштейна, с задней подвеской соединяется с помощью стойки.
Действует гидроклапан следующим образом: когда его поршень находится в исходном положении (торможения нет), в полость I клапана из главного тормозного цилиндра поступает тормозная жидкость, а из полости II жидкость поступает к рабочим цилиндрам колес (задних), давление в трубопроводах и полостях одинаково. То есть, обеспечивается поступление тормозной жидкости к цилиндрам колес, при этом давление в контуре повышается. При торможении нагрузка на задние колеса значительно меньше, чем на передние; передаваемые на шток поршня усилия возрастают, и при превышении ими определенного значения поршень начинает перемещаться вниз, шариковый клапан освобождается и сообщение полостей гидроклапана прекращается. Давление в полостях становится разным. То есть, подача жидкости к тормозным цилиндрам уменьшается, следовательно, уменьшается давление в приводе задних колес.
Регулятор давления так же, как и редукционный гидроклапан, предназначен для автоматического изменения давления жидкости в контурах, обеспечивающих работу тормозных механизмов задних колес. Он устанавливатся на переднеприводных автомобилях ВАЗ—2109, —2110, —2112 и входит в состав обоих контуров тормозного привода, так как на этих автомобилях применено диагональное расположение контуров. При уменьшении или увеличении нагрузки на колеса регулятор соответственно уменьшает или увеличивает подачу тормоз-
244
Глава 5
пой жидкости к колесным цилиндрам задних тормозов. Регулятор давления устроен следующим об-
Рис. 63. Схема устройства регулятора давления:
1	— корпус, в нем имеется отверстие закрытое резиновой заглушкой (входит внутрь на 1—2 мм) и четыре полости, две из которых (I и IV) соединены с главным тормозным цилиндром, а две (II и III) — с тормозными цилиндрами соответственно правого и левого задних колес;
2	— поршень, установленный в корпусе установлен (установлен в фиксированной стопорным кольцом втулке);
3	— защитный колпачок поршня; 4 — стопорное кольцо; 5,7 — втулки, к которым прижимаются уплотнители поршня; 6 — пружина, установлена на поршне, прижимает через упорные шайбы уплотнители к втулкам;
8 — стопорное кольцо; 9 — шайба; 10 — уплотнительные кольца; 11 — тарелка; 12 — пружина, поджимает уплотнительные кольца толкателя через тарелку к шайбе 9; 13 — седло; 14 — уплотнительная прокладка;
15 — пробка с седлом, уплотнительным кольцом
и уплотнительной прокладкой, в которой установлен резинометаллический клапан; 16 — пружина, поджимает уплотнительное кольцо пробки; 17 — клапан резинометаллический, упирается в толкатель;
18 — втулка толкателя с уплотнительными кольцами;
19 — толкатель со стопорным кольцом
245
Справочник автомеханика
При не нажатой педали тормоза в исходном положении через зазоры между головкой поршня и уплотнителем (клапан отжат) полости корпуса попарно соединены (полость I с полостью II, полость IV с полостью III). Когда начинается нажатие на педаль тормоза тормозная жидкость через зазоры и полости поступает к колесным цилиндрам. Поршень начинает выдвигаться из корпуса, перемещая толкатель до того момента, как один из зазоров выберется полностью и клапан прервет сообщение полостей IV и III. Тогда давление в полости III будет зависеть от давления в полости II. Если усилие на педаль тормоза продолжает возрастать, то поршень выдвигается далее и возрастает давление в полостях I, II и IV. Втулка толкателя сдвигается и еще один зазор полностью выбирается. При этом давление в полостях II и III, соединенных с колесными тормозными цилиндрами, будет почти равно.
С увеличением загрузки автомобиля эффективность задних тормозов, работающих с регулятором давления, увеличивается.
Приборы пневматических приводов
Компрессор предназначен для подачи в пневматическую систему сжатого воздуха. На многих грузовых автомобилях (МАЗ, ЗИЛ) установлены двухцилиндровые компрессоры одноступенчатого сжатия, работающие с одноконтурными и двухконтурными приводами.
246
Глава 5
Основными деталями компрессора являются: картер, блок цилиндров, коленчатый вал (устанавливается на двух шарикоподшипниках в картере), два шатуна, поршни. На поршнях имеются поршневые пальцы и кольца. На одном конце коленчатого вала, имеющего каналы для смазки, имеется шкив, на другом — самоподжимной уплотнитель. В компрессоре предусмотрено жидкостное охлаждение (жидкость поступает из системы охлаждения двигателя).
В цилиндры компрессора воздух поступает из воздухоочистителя двигателя через два впускных клапана с седлами. В компрессоре имеется разгрузочное устройство (расположено под впускными
клапанами, при превышении давлением величины 0,73—0,77 МПа оно обеспечивает открытие обоих впускных клапанов компрессора, и воздух начинает перекачиваться из одного цилиндра в другой, не поступая в систему), канал которого соединен с регулятором давления. К воздушным баллонам воздух поступает через выпускные пластинчатые клапаны компрессора.
Регулятор давления предназначен для поддержания давления в тормозной системе на нужном уровне. Он размещается на блоке цилиндров компрессора, соединен с воздушным баллоном (через крышку фильтра) и с разгрузочным устройством.
Основными деталями регулятора давления являются: корпус, кожух (укреплен на корпусе), расположенные под кожухом регулировочный колпак, впускной и выпускной (с седлом) шариковые клапаны, два центрирующих шарика, шток с пружиной.
247
Справочник автомеханика
Работает регулятор следующим образом: когда давление поступающего из воздушного баллона воздуха достигает максимально допустимой величины, впускной клапан поднимается, выпускной прижимается к седлу, в результате между клапаном и корпусом образуется зазор, через который воздух поступает в канал разгрузочного устройства компрессора. При падении давления до минимума клапаны с помощью пружины возвращаются в исходное положение, воздух перестает поступать в разгрузочное устройство.
При работе в двухконтурном приводе (например, МАЗ—5335) регулятор давления может иметь предохранительный клапан, который открывается при превышении давлением величины 0,85 — 0,9 МПа при отказавшем регуляторе давления (воздух выпускается в атмосферу).
Влагомаслоотделитель предназначен для очистки поступающего в пневмопривод воздуха от конденсата. Он представляет собой трубчатый радиатор, в котором происходит охлаждение поступающего воздуха потоком встречного воздуха. При охлаждении конденсируется смешанная с маслом вода, которая стекает через специальный фильтр в нижнюю крышку влагомаслоотделителя. Удаление в атмосферу собирающейся в крышке влаги происходит через сливной клапан, который открывается под действием перемещающейся мембраны (она перемещается при падении давления, когда срабатывает регулятор давления).
Тормозной кран предназначен для создания разжимного усилия, действующего на тормоза, и регулирования поступления сжатого воздуха к тормоз
248
Глава 5
ным камерам (из воздушного баллона). В тормозном кране имеется следящее устройство, которое обеспечивает соответствие усилия, приложенного к
педали тормоза, и состояние тормозов.
Тормозные краны бывают одинарные (устанавливаются на автомобилях, работающих без прицепа) и комбинированные с двумя секциями (устанавливаются на автомобилях, работающих с прицепом; одна секция управляет тормозами самого автомобиля, другая — тормозами прицепа).
Одинарный тормозной кран (например, на ЗИЛ— 431410) устроен следующим образом (рис, 64),
В состав узла уравновешивающей пружины входят: упор (1), опорная шайба (5), пружина (22), стакан (23).
Работает тормозной кран следующим образом: при нажатии на педаль тормоза усилие через рычаги и тяги передается в узел уравновешивающей пружины (на пружину и стакан), затем через шайбу узла на седло выпускного клапана. В результате мембрана прогибается. Выпускная полость тормозного крана и тормозные камеры перестают сообщаться с атмосферой, так как выпускной клапан закрывает канал своего седла. Последующее перемещение седла выпускного клапана приводит к тому, что впускной клапан отходит от своего седла, открывая доступ сжатому воздуху в полость под мембраной, а затем к тормозным камерам, приводящим в действие разжимные кулаки тормозов. Закрытие впускного клапана произойдет, когда под воздействием поступающего в полость под мембраной воздуха мембрана прогнется в обратную сторону, при этом в тормозные камеры воздух перестанет поступать.
249
4
Рис. 64. Устройство одинарного тормозного крана: 1 — упор; 2 — ось рычага, закреплена в бобышках корпуса; 3 — резиновый чехол; 4 — крышка рычага с резиновым предохранительным чехлом, закрывает верхний конец рычага, имеет отверстие, в которое пропущена соединяющая рычаг и педаль тормоза тяга, нижний конец рычага упирается в узел уравновешивающей пружины, свободный ход рычага регулируется винтом; 5 — опорная шайба; 6 — мембрана, крепится шайбой и гайкой, наружным диаметром закреплена (болтами) между крышкой тормозного крана и корпусом; 7 — шайба;
8 — возвратная пружина, удерживает мембрану
в исходном состоянии; 9 — стержень в крышке тормозного крана; 10 — пружина; 11 — впускной клапан с седлом, уплотненным в крышке прокладками; 12 — штуцер, через который подводится воздух из воздушного баллона;
13 — седло впускного клапана; 14, 15 — прокладки;
16 — крышка тормозного крана с двумя каналами для отвода воздуха к тормозным камерам, в ней на стержне размещены впускной и выпускной клапаны, пружина (10), в нижней части крышки установлен корпус включателя стоп-сигнала; 17 — выпускной клапан с седлом; 18 — гайка; 19 — седло выпускного клапана с тремя косыми отверстиями; 20 — стакан, установлен в гнезде корпуса; 21 — клапан; 22 — пружина; 23 — стакан; 24 — рычаг, расположен в корпусе; 25 — литой корпус с выпускным отверстием (закрыто резиновым клапаном) для выпуска в атмосферу воздуха из тормозных камер при растормаживании
Глава 5
Когда педаль тормоза отпускается, воздух из тормозных камер выходит наружу, детали тормозного крана возвращаются с помощью пружин в исход
ное положение.
Комбинированный тормозной кран, состоящий из двух секций, устроен следующим образом: корпус управляющих рычагов с крышкой и защитным чехлом соединен с основным корпусом тормозного крана, на котором с другой стороны установлены две клапанные крышки. В этих крышках имеется пять отверстий: одно (вертикальное) связано с трубопроводом рабочих камер тормозных механизмов (тормозов) самого автомобиля, второе (вертикальное) — с магистральным трубопроводом прицепа, третье и четвертое (горизонтальные) — с воздушными баллонами, пятое (боковое) предназначено для выхода воздуха из полостей крана в атмосферу. Мембраны установлены между корпусом и клапанными крышками. В мембранах имеются полости (половина полостей соединена с атмосферой, а другая — с баллонами сжатого воздуха через впускные клапаны и с трубопроводами автомобиля и прицепа) и пустотелые седла с косыми отверстиями. Действие и устройство секций комбинированного тормозного крана аналогично действию и устройству одинарного крана.
Тормозная камера предназначена для преобразования энергии сжатого воздуха в усилие, посредством которого происходит прижатие колодок к барабану. Устанавливаются тормозные камеры на кронштейнах валов разжимных кулаков.
Тормозная камера устроена следующим образом: она имеет корпус и крышку, между которыми установлена мембрана из прорезиненной ткани.
251
Справочник автомеханика
В мембрану через диск упираются шток и две возвратные пружины. На конце штока установлена вилка, соединенная рычагом с валом разжимного кулака тормозных колодок. Зазор между колодками и тормозным барабаном регулируется при помощи червячной пары (червяк и червячное колесо), установленной в рычаге. Шариковый фиксатор фиксирует положение червяка, соответствующее выбранному зазору.
Воздух в тормозную камеру поступает по гибкому шлангу. Под действием поступающего сжатого воздуха мембрана прогибается. Прогиб мембраны вызывает перемещение штока, связанного с ним рычага, червячной пары, вала с разжимными кулаками, и в результате колодки прижимаются к барабану. Возвратные пружины обеспечивают возврат мембраны в исходное положение при растормаживании.
Многоконтурный пневматический привод
Многоконтурные пневматические приводы тормозов обеспечивают большую безопасность и широко применяются на автомобилях средней и большой массы (многих автомобилях семейств МАЗ, КамАЗ, ЗИЛ).
Например, автомобиль КамАЗ—5320 (у автомобилей семейства ЗИЛ аналогично), имеющий рабочую, стояночную, запасную, вспомогательную тормозные системы и систему аварийного растормаживания стояночного тормоза, оборудован пневматическим при
252
Глава 5
водом с пятью автономными контурами. Питающая часть этого привода — компрессор, предохранитель от замерзания, регулятор. Из нее сжатый воздух подается потребителям. Двух- и трехсекционные краны позволяют контурам работать автономно.
Первый контур привода — это контур рабочих тормозов передней оси. В его состав входят: воздушный баллон (20 л), контролируемый датчиком падения давления и имеющий кран для слива конденса
та; нижняя секция двухсекционного тормозного крана, две тормозные камеры, клапаны ограничения давления и контрольного выхода, тормоза (тормозные механизмы) передней оси, трубопроводы, шланги. Кроме этого, в первый контур входят часть трой
ного защитного клапана и часть манометра.
Второй контур привода — это контур рабочих тормозов задней оси. В его состав входят: воздушный баллон (40 л), контролируемый датчиком падения давления и имеющий кран для слива кон
денсата, верхняя секция двухсекционного тормозного крана, четыре тормозных камеры (средний и задний мосты); клапан контрольного вывода автоматического регулятора тормозных сил, трубопроводы, шланги, а также части тройного защитного клапана и манометра.
Третий контур привода — это контур запасного, стояночного тормозов и тормозов прицепа (или полуприцепа). В его состав входят:
•два воздушных баллона (по 40 л), контроли
руемые датчиками падения давления и имеющие краны для слива конденсата;
• клапаны: два контрольных выводов, ускорительный, управления тормозами прицепа с двух
253
Справочник автомеханика
проводным и однопроводным приводом, защитный одинарный,
•	энергоаккумуляторы тормозных камер (четырехпружинные) ;
•	краны: управления стояночным тормозом и три разобщительных;
•	датчик включения сигнала торможения,
•	три соединительный головки (одна — однопроводного привода тормозов прицепа и две — двухпроводного), трубопроводы, шланги.
Кроме этого, в третий контур входят часть двойного защитного клапана и часть двухмагистраль
ного перепускного клапана.
Четвертый контур — это контур вспомогательных тормозов. В его состав входят: воздушный баллон (40 л) с краном и датчиком, клапан контрольного вывода, кран пневматический (управляет вспомогательным тормозом), цилиндры: привода заслонок вспомогательного тормоза (два) и привода выключения подачи топлива; датчик включения клапана прицепа (пневмоэлектрический), трубопроводы, шланги, а также часть двойного защитного клапана.
Пятым контуром является контур системы аварийного растормаживания. В его состав входят: клапаны: тройной защитный (часть) и двухмагистральный (соединяет трубопроводы и шланги), кран, трубопроводы, шланги. Собственных исполнительных органов и воздушного баллона нет.
254
Глава 5
Приборы многоконтурного пневматического привода
К приборам многоконтурного пневматического привода относятся: тормозная камера, механизм вспомогательного тормоза-замедлителя, двухсекционный тормозной кран, предохранитель от замерзания, ручной тормозной кран, двойной и тройной защитные клапаны, ускорительный клапан, автоматический регулятор тормозных сил.
Тормозная камера предназначены для приведения в действие тормозных механизмов. По активной площади мембран (в квадратных дюймах) различаются камеры типа 24 и 20.
Тормозная камера типа 24 располагается на передней оси и крепится к кронштейну разжимного кулака тормозного механизма болтами. Она устроена следующим образом (рис. 65, а).
Тормозная камера типа 20 располагается на среднем и заднем мостах автомобиля (входит в состав второго контура привода рабочей тормозной системы) и крепится к кронштейну разжимного кулака тормозного механизма болтами. Она выполнена совместно с пружинным энегроаккумулятором, который входит в состав третьего контура привода стояночной и запасной систем, и устроена следующим образом (рис. 65, б).
Автоматическое затормаживание автомобиля при нарушении правильной работы контура обеспечивается пружинным энергоаккумулятором с помощью устройства механического (болт с упорным подшипником) растормаживания, находящегося
255
Справочник автомеханика
Рис. 65, а. Схема тормозной камеры типа 24: 1 — штуцер, через который в полость над мембраной поступает сжатый воздух; 2 — крышка камеры;
3 — мембрана, зажата между корпусом и крышкой, при поступлении сжатого воздуха в полость камеры она, перемещаясь, воздействует на шток; 4 — опорный диск, установлен на штоке; 5 — возвратная пружина, возвращает шток и мембрану в исходное положение при растормаживании; 6 — стяжной хомут из двух полуколец, зажимает мембрану; 7 — шток; 8 — корпус камеры с дренажными отверстиями для связи с атмосферой;
9 — вилка штока резьбовая, соединена с регулировочным рычагом, устанавливается на контргайке
внутри толкателя (существуют и устройства пневматического растормаживания).
Механизм вспомогательного тормоза-замедлителя предназначен для перекрытия проходных сечений выпускных коллекторов для того, чтобы двигатель начал работать в режиме торможения, устанавливается в приемной части глушителя. В его состав входят сферический корпус, заслонка (закреплена вместе с поворотным рычагом на валу). Рычаг соединен со штоком пневмоцилиндра. Исполнитель-
256
Глава 5
Рис. 65, б. Схема тормозной камеры типа 20: 1 — штуцер, через который в полость над мембраной поступает сжатый воздух; 2 — мембрана, при поступлении сжатого воздуха в полость камеры она, перемещаясь, воздействует на шток: 3 — возвратная пружина, возвращает шток и мембрану в исходное положение при выпуске воздуха; 4 — шток камеры, при выдвижении приводит в действие тормоза колес; 5 — толкатель, при перемещении поршня он действует на мембрану (через подпятник) и шток;
6 — поршень, воздух из полости под поршнем выпускается при включении стояночного тормоза; 7 — цилиндр энергоаккумулятора, воздух в него (под поршень) поступает при выключении стояночного тормоза, при этом поршень, перемещаясь, сжимает силовую пружину, толкатель поднимается, шток и диафрагма освобождаются;
8 — силовая пружина, взаимодействующая с поршнем
ные органы механизма — пневматические цилиндры (два для управления дроссельными заслонками в выпускных коллекторах, один для управления рычагом регулятора топливного насоса высокого давления). Заслонка может находиться в следующих положениях: вдоль потока отработавших газов (при выключении вспомогательного тормоза) и поперек (при выключении вспомогательного тормоза) этого потока. Когда заслонка расположена поперек потока, выход газов затруднен, в выпускном
9. Зак. 47
257
Справочник автомеханика
Рис. 66. Устройство двухсекционного тормозного крана:
1 — ускорительный поршень второй секции крана:
2 — верхний клапан с седлом (9), в исходном положении закрыт: 3 — большой ступенчатый следящий поршень;
4 — упругий элемент; 5 — рычаг тормозного крана, на него системой тяг и рычагов передается усилие от педали тормоза при нажатии; 6 — толкатель поршня, передает усилие от рычага тормозного крана (через упругий
Глава 5
коллекторе возникает противодавление, начинается режим торможения.
Двухсекционный тормозной кран (рис. 66) предназначен для управления рабочей тормозной системой и комбинированным проводом тормозов прицепа (при раздельном приводе к тормозам передних и задних колес). Характеристики двухсекционного тормозного крана: начальная нечувствительность 80—120 Н, полностью срабатывает при усилии 600—700 Н и ходе рычага 24—26 мм.
Кран имеет пять выводов: I и II — для соединения с тормозными камерами передних и задних колес, III и IV — для соединения с воздушными баллонами первого и второго контура привода рабочей тормозной системы, и атмосферный вывод (15). Секции крана расположены последовательно и не зависят друг от друга.
Основными деталями двухсекционного тормозного крана:
Работает двухсекционный тормозной кран следующим образом: при нажатии на педаль тормоза усилие через систему тяг и рычагов, рычаг тормозного крана, толкатель, упругий элемент вызывает перемещение большого ступенчатого следящего поршня первой секции вниз. При этом выпускное отверстие
элемент) следящему ступенчатому поршню (3);
7 — упорная шпилька; 8,11 — пружины ступенчатых поршней; 9 — седло; 10 — малый ступенчатый следящий поршень второй секции крана; 13 — нижний клапан
с седлом (12), в исходном положении закрыт;
14 — направляющий стержень; 15 — атмосферный вывод, закрывается клапаном, в исходном положении сообщается с остальными четырьмя выводами крана
9<
259
Справочник автомеханика
верхнего клапана закрывается, сам клапан отходит от своего седла, и сжатый воздух через соответствующий вывод поступает в тормозные камеры задних колес и одновременно в полость над ускорительным поршнем, перемещая его вниз. Перемещение ускорительного поршня вызывает перемещение малого ступенчатого следящего поршня, приводящее к закрытию выпускного отверстия нижнего клапана и отход его от своего седла. Сжатый воздух через соответствующий вывод начинает поступать в тормозные камеры передних колес. При повышении давления в выводах (через которые воздух поступает к тормозным камерам задних и передних колес), в конце концов, происходит уравновешивание силы нажатия на рычаг и давления сжатого воздуха (следящее действие секций крана). Когда педаль тормоза отпускают, то упругий элемент возвращает рычаг крана в исходное положение, а поршни возвращаются в исходное положение под действием пружин.
Если выходит из строя первая секция крана, то вторая секция управляется механически, и усилие на малый ступенчатый следящий поршень от рычага тормозного крана передается через упорную шпильку. Если выходит из строя вторая секция крана, то первая секция продолжает работать как прежде.
Предохранитель от замерзания (испарительного типа) предназначен для предохранения пневматического тормозного привода и трубопроводов от замерзания конденсата. Рабочая жидкость — этиловый спирт (200 или 1000 см3). Предохранитель состоит из следующих основных деталей: стакан
260
Глава 5
со сливной пробкой в дне, крышка с вмонтированным выключающим устройством (шток с рукояткой, запирающий штифт, пробка и уплотнитель) и щупом для измерения уровня спирта в пробке наливного отверстия; уплотнительное кольцо (между стаканом и крышкой), фитиль (между дном стакана и пробкой), пружина для растягивания фитиля, жиклер для выравнивания давления возду
ха в стакане и в магистрали.
Низкая температура замерзания конденсата обеспечивается при обогащении нагнетаемого компрессором (в воздушные баллоны) воздуха парами спирта при прохождении его около фитиля (шток в верхнем положении). Если температура окружающей среды выше +5°С, то фитиль с пружиной утап
ливается, испарение спирта прекращается, с пневматической магистралью сообщения нет (шток находится в нижнем положении).
Ручной тормозной кран предназначен для управления пружинными аккумуляторами привода (запасная и стояночная системы). Он представляет собой поршневой следящий механизм обратного действия (рис. 67),
В исходное положение рукоятка крана возвращается автоматически с помощью стопора с профилем. Кран имеет три вывода, предназначенные для соединения с воздушным баллоном запасной и стояночной систем (I), для соединения с атмосферой (II) и для соединения (через ускорительный клапан) с пружинным аккумулятором (III). В исходном состоянии вывод I не соединен с выводом II и сообщается с выводом III, в результате чего сжатый воздух от вывода III через ускорительный клапан
261
Справочник автомеханика
Рис. 67. Устройство ручного тормозного клапана:
1 — пружина клапана; 2 — корпус; 3 — уравновешивающая пружина; 4 — пружина штока; 5 — упор поршня;
6 — фигурное кольцо; 7 — пружина колпака; 8 — крышка с рукояткой; 9 — защелка крышки; 10 — направляющий колпак, исходное положение — крайнее нижнее; И — шток, исходное положение — крайнее нижнее, при этом своей кромкой он разъединяет выпускной клапан и седло следящего поршня; 12 — выпускной клапан;
13 — следящий поршень
поступает к энергоаккумулятору, пружины которого сжимаются.
Для приведения в действие запасной или стояночной тормозной системы надо повернуть соответствующим образом рукоятку крана. При этом при включении стояночной системы воздух из вывода III поступает в вывод II, через который выходит в окружающую среду, а при включении запасной системы вывод I разобщен с выводом III,
262
Глава 5
вывод II сообщается с выводом III (воздух из управляющей магистрали ускорительного клапана через выводы III и II выходит в атмосферу до момента выравнивания давления под поршнем и усилия уравновешивающей пружины, после чего выпуск воздуха прекращается).
Двойной защитный клапан предназначен для распределения воздуха, поступающего из компрессора по двум контурам привода, и для поддержания давления в одном контуре на уровне 0,52— 0,54 МПа при отказе другого. Двойной клапан работает с вспомогательной и стояночной тормозными системами, для соединения с ними он имеет два вывода (II и III). Кроме этих выводов у крана есть вывод (I) для соединения с компрессором (рис. 68).
При подаче воздуха из компрессора к соответствующему выводу крана плоские клапаны под действием сжатого воздуха, проходящего через отверстие центрального поршня, отжимаются и упираются в упорные поршни. В результате воздух проходит к выводам, соединенным с тормозными системами. Закрываются плоские клапаны при равенстве давления в баллоне давлению отключения пневмосистемы.
Тройной защитный клапан предназначен для распределения воздуха по трем контурам: передней оси, задней тележки и аварийной системы растормаживания, а также для отключения неисправного контура при сохранении давления в остальных контурах.
Тройной клапан имеет корпус, три крышки с заглушками, три магистральных клапана, три мембраны, два перепускных клапана для третьего
263
Справочник автомеханика
Рис. 68. Устройство двойного защитного клапана:
1 — корпус клапана; 2, 3 — уплотнительные кольца;
4 — стопорные кольца; 5 — упорные поршни
с уплотнительными кольцами; 6 — пружина плоских клапанов; 7,8 — пружины соответственно центрального и упорного поршней; 9, И — плоские клапаны центрального поршня; 10 — центральный поршень, имеющий отверстие, два плоских клапана, уплотнительные и стопорные кольца, исходное положение — посередине, при утечке воздуха из какого-нибудь соединенного с тормозной системой вывода поршень смещается от исходного положения, обеспечивая доступ воздуха в негерметичный контур: 12 — крышка корпуса (две штуки) с пробками, имеющими дренажные отверстия и регулировочные шайбы
контура, два вывода соединяющие тройной клапан с воздушными баллонами тормозов передней оси и задней тележки и ввод для поступающего от компрессора воздуха. Под магистральными клапанами находятся полости, в которые поступает воздух от компрессора (в две непосредственно че
264
Глава 5
рез ввод тройного клапана, в третью — при наполнении воздушных баллонов и открытых перепускных клапанах). Работа магистральных клапанов происходит (два клапана открываются при давлении 0,52 МПа, а третий — при давлении 0,5 МПа)
с помощью уравновешивающих пружин, опорных дисков, мембран (мембраны прогибаются под действием поступающего в полости под магистральными клапанами воздуха).
При отказе идущей от компрессора магистрали клапаны закрываются, сохраняя тем самым давление в контурах пневмопривода. При отказе одного из контуров клапаны тоже закрываются, но т. к. воздух от компрессора продолжает поступать, соответствующие исправным контурам клапаны открываются (на их мембраны действует сжатый воздух) при давлении, которое ниже, чем давление открытия клапана в отказавшем контуре. Защитный клапан обеспечивает выход части воздуха в атмосферу, выполняя предохранительную функцию.
Ускорительный клапан предназначен для уменьшения времени срабатывания запасной и стояночной тормозных систем. Он уменьшает время впуска и выпуска (из цилиндров энергоаккумулятора) сжатого воздуха.
Ускорительный клапан имеет четыре вывода (рис. 69), которые соединены с полостями цилиндров энергоаккумулятора (I), с атмосферой (II), с воздушным баллоном (III), с краном управления стояночным тормозом (IV). Он состоит из двух частей: нижней (с седлом впускного клапана) и верхней (с управляющей камерой с поршнем, имеющим седло выпускного клапана).
265
Справочник автомеханика
Рис. 69. Устройство ускорительного клапана. Основными деталями ускорительного клапана являются: 1 — выпускной клапан; 2 ~ управляющая камера, в которую поступает сжатый воздух из ручного тормозного крана, в атмосферу из камеры воздух выпускается при включении тормозной системы (запасной или стояночной); 3 — поршень, в исходном состоянии опущен вниз, своим перемещением обеспечивает пропорциональность между давлением в цилиндрах энергоаккумулятора и управляющим давлением в выводе IV: 4 — впускной клапан; 5 — нижняя часть корпуса;
6 — пружина, поджимает впускной клапан; 7 — шток (пустотелый), на нем установлены впускной и выпускной клапаны; 8 — седло впускного клапана; 9 — верхняя часть корпуса
Растормаживание происходит при поступлении в энергоаккумулятор сжатого воздуха из воздушного баллона (задействованы выводы I и III) через впускной клапан (выпускной клапан закрыт). При
266
Глава 5
включении одной из тормозных систем поршень поднимается вверх (т. к. при выходе воздуха из управляющей камеры в атмосферу в ней падает давление), выпускной клапан открывается, а впускной — закрывается, цилиндры энергоаккумуляторов сообщаются с атмосферой (задействованы выводы I и II), что сопровождается падением давления в них, колеса затормаживаются.
Автоматический регулятор тормозных сил предназначен для автоматического регулирования в зависимости от осевой нагрузки давления сжатого воздуха, которое подводится к тормозным камерам мостов задней тележки. Он устанавливается на лонжероне рамы на кронштейне. Соединение рычага регулятора (через тягу, упругий элемент, штангу, компенсатор) с балками мостов задней тележки таково, что перекосы мостов не влияют на работу регулятора.
Выводы регулятора связаны с верхней секцией тормозного крана, с атмосферой и тормозными камерами задних колес. Основными деталями его являются: корпус из двух частей, рычаг, ступенчатый поршень с наклонным ребристым конусом (в его полости входят ребра конуса корпуса), клапан, мембрана (зажата между верхней и нижней частями корпуса регулятора), соединенный с шаровой пятой толкатель с направляющей, соединительная трубка и поршень, обеспечивающий постоянный мягкий контакт толкателя и пяты. Длина плеч рычага (при ненагруженной оси) подбирается в зависимости от хода подвески при нагружений мостов и от соотношения осевых нагрузок в нагруженном и ненагру-женном состояниях.
267
Справочник автомеханика
Кузов и его оборудование
Для большинства легковых автомобилей кузов является несущей конструкцией, он выполняет роль рамы и в местах крепления механизмов и агрегатов имеет усиления.
Традиционно кузов легковых автомобилей (типа «седан») состоит из корпуса (каркаса), к которому крепятся остальные его части:
•	двери, устанавливаются на двух петлях в проемах боковин корпуса, состоят из сваренных штампованных панелей с прорезями для стока попадающей воды в нижней части и проемами для окон в верхней части; в закрытом положении фиксируются замком, в открытом — ограничителем (ограничитель определяет максимальный угол открывания двери и фиксирует его); в окнах дверей устанавливаются опускаемые стекла (или неподвижные), которые передвигаются по направляющим с помощью установленного внутри двери стеклоподъемника;
•	задние и передние крылья, состоят из штампованных панелей, обычно задние привариваются к корпусу, а передние приклепываются;
•	капот двигателя, является крышей для отсека двигателя, его наружная панель снизу усилена приваренной по периметру внутренней панелью;
•	крышка багажника, устанавливается на двух петлях, в открытом состоянии фиксируется торси-онами, в закрытом — замком;
•	декоративные детали (буфера, накладки, облицовка радиатора и фар и др.).
268
Глава 5
Сиденья для пассажиров и водителя устанавливаются внутри кузова, переднее сиденье состоит из двух кресел (одно для водителя, другой для пассажира), которые допускают регулировку в продольном направлении и по углу наклона, а заднее сиденье сплошное. Сиденья состоят из металлических каркасов, на которых установлены пружинные
поролоновые подушки.
В переднем и заднем проемах корпуса на резиновые уплотнители вставляются гнутые стекла.
Корпус кузова является жесткой сварной конструкцией, основными деталями его являются:
•	основание, состоит из передней (на которой крепятся двигатель, радиатор, поперечная балка передней подвески) и задней части;
•боковины с проемами для дверей, сваривают
ся из стоек, порогов пола и т. д.;
•	крыша.
Основание и крыша по периметру усилены сборным коробчатым профилем. В передней и задней части корпуса имеются панели и брызговики, в передней части кроме этого имеется щит.
Например, легковые автомобили ВАЗ—2104, ВАЗ—2105 имеют цельносварной, металлический четырехдверный кузов без резких выступов и углов
снаружи, все детали и узлы которого соединены в основном контактной точечной сваркой (газовой сваркой приваривается панель крыши, дуговая сваркам применяется дополнительно для сильно нагруженных деталей). Его детали изготовлены штамповкой из малоуглеродистой листовой стали толщиной 0,7 мм (для наружных панелей), 0,9 мм (для
269
Справочник автомеханика
пола и крыши), 1 мм (для брызговиков, арок задних колес, поперечин пола), 1,5 мм (для центральных стоек и других сильно нагруженных деталей), 0,8—2,5 мм (для мелких деталей: кронштейнов, усилителей, соединителей и т. п.).
Корпус кузова состоит из следующих основных частей:
— передок, в состав которого входят:
•	панель облицовки,
•	поперечины передка, •передние лонжероны,
•	вертикальный щиток,
•	коробка воздухопритока,
•	брызговики передних крыльев со стойками подвески, к правому приварена площадка для установки аккумуляторной батареи;
— пол кузова с усилителями, в состав которого входят:
•	панель задка,
•лонжероны багажного отделения,
•	пол багажного отделения,
•	полы передний, задний, запасного колеса, топливного бака; с ними сварены передние и задние лонжероны,
•	поперечины и др.;
— боковины из цельнометаллической панели, в состав которых входят:
•центральные стойки, усилители, наружная арка заднего колеса; боковины соединяются поперечиной и полкой;
— крыша, в состав которой входят:
•	панель, к ней привариваются рамы переднего (ветрового) и заднего окон,
270
Глава 5
•	сваренные между собой газовой сваркой боковые панели,
•	усилители;
— передние (привариваются к панели передка) и задние (привариваются к боковинам и панели задка) крылья, в правом заднем крыле находится крышка ниши заливной горловины топливного бака.
К навесным узлам кузова относятся двери, капот, крышка багажника.
К механизмам кузова относятся замки передних дверей роторного типа, замки задних дверей, капота и багажника, ограничители открывания дверей, стеклоподъемники.
Кроме такой типовой конструкции кузова, на легковых автомобилях можно встретить и другие конструкции, например, кузов-фургон («пикап»), который разделяется перегородкой на две части: грузовой отсек и кабина водителя. Кузова могут иметь съемный тканевый тент, задний откидной борт, люки в полу для доступа к находящимся там механизмам.
Для создания комфорта пассажирам и водителю в автомобиле предусмотрено различное дополнительное оборудование, к которому относят сис
тему вентиляции кузова, кондиционеры, систему обогрева, стеклоочиститель со щетками, устройство для обмыва ветрового стекла (для подачи воды на ветровое стекло), ремни безопасности, детские сиденья и т. п.
271
Глава 6 Теория и расчет двигателей
Теоретические и действительные циклы
Реальные процессы, происходящие в двигателе, точно рассчитать и проанализировать достаточно сложно. Поэтому термодинамический анализ и расчеты проводятся по теоретическим циклам, несколько отличающимся от реальных циклов.
Теоретический (термодинамический) цикл поршневого двигателя — это обратимый круговой процесс, в котором превращение теплоты в работу происходит с минимальными потерями.
Различаются три вида теоретических циклов (по способам подвода теплоты к рабочему телу, считается, что отвод теплоты происходит при постоянном объеме):
•	подвод теплоты при постоянном объеме (принудительное зажигание и сгорание рабочей смеси), цикл состоит из следующих этапов: адиабатическое сжатие (без теплообмена с внешней средой), изо
272
Глава 6
хорный процесс подачи тепла, адиабатическое расширение, изохорный отвод теплоты;
•	подвод теплоты при постоянном давлении (это расчетный цикл для компрессорных дизелей), цикл состоит из следующих этапов: адиабатическое сжатие, изобарный подвод тепла, адиабатическое расширение, изохорный отвод теплоты;
•	подвод теплоты смешанный: и при постоянном объеме и при постоянном давлении (расчетный цикл дизелей транспортного типа), цикл состоит из следующих этапов: адиабатическое сжатие, подвод теплоты сначала при постоянном объеме, потом при постоянном давлении, адиабатическое расширение, изохорный отвод теплоты.
При термодинамическом анализе по теоретическим циклам принимаются следующие допущения:
1)	теплоемкость газа постоянна и не зависит от температуры в течение всего цикла;
2)	циклы считаются замкнутыми, а количество одного и того же задействованного в цикле рабочего тела постоянно (насосные потери не учитываются);
3)	сжатие и расширение — процессы адиабатные (теплообмена с внешней средой нет);
4)	сгорание топлива рассматривается как мгновенный подвод тепла извне;
5)	выпуск отработавших газов рассматривается как мгновенный овод тепла в холодный источник;
6)	трения между цилиндром и поршнем нет.
Теоретический цикл характеризуется следующими параметрами:
Vh — рабочий объем цилиндра,
е — степень сжатия,
273
Справочник автомеханика
р — степень предварительного расширения, р = V2 /Vc, где Vz — объем цилиндра в конце процесса подвода теплоты, Vc — объем в конце сжатия;
X — степень повышения давления, X = pz/pc, где pz — максимальное давление цикла, рс — давление в конце сжатия; изменяется в пределах от 1,4 до 2;
5 — степень последующего расширения, 8 = Vb /V , где Vb — объем цилиндра в конце расширения.
Основной оценочный параметр теоретического цикла — термический кпд Пр который равен отношению Г] = (Qj - Q2)/Qp где	подведен-
ное и отведенное количество теплоты. Термический КПД зависит от степени сжатия и показателя адиабаты (для цикла с подводом теплоты при постоянном давлении) или от степеней сжатия, предва
рительного расширения, повышения давления и показателя адиабаты (для смешанного цикла). Чем больше степень сжатия, тем больше термический КПД во всех циклах, особенно при подводе теплоты при постоянном объеме. В смешанном цикле чем больше степень повышения давления или чем меньше степень предварительного расширения, тем больше термический КПД.
От всех этих параметров зависит экономичность (теплоиспользование) теоретического цикла.
Для наглядности анализа теоретического цикла применяются индикаторные диаграммы — графики, по осям которых в масштабе откладываются объем газа над поршнем (ось абсцисс) и абсолютное давление газа в цилиндре (ось ординат).
Для действительных циклов индикаторные диаграммы (свернутые) строятся по данным теплово
274
Глава 6
го расчета или по данным, полученным во время испытаний с помощью специального индикатора. Если требуется наглядно показать характер изменения давления в зависимости от угла поворота коленчатого вала, то применяется развернутая индикаторная диаграмма, на которой по оси абсцисс откладывается угол поворота коленчатого вала, а по оси ординат — давление газа.
По индикаторной диаграмме можно вычислить механические (насосные) потери двигателя — работу, затраченную на процессы впуска и выпуска. Насосные потери (работа) равны площади, заключенной между линиями впуска и выпуска.
Анализ рабочих процессов действительного цикла
Впуск. В процессе впуска в цилиндры двигателя поступает смесь, образовавшаяся в карбюраторе (для карбюраторных двигателей) при смешивании топлива с поступающим из воздухоочистителя воздухом. Действительный цикл по сравнению с теоретическим циклом требует периодического проведения газообмена (удаления продуктов горения и добавление горючей смеси), который и осуществляется в процессе тактов впуска и выпуска. Открытие и закрытие клапанов в действительном цикле происходит, когда положение поршня не соответствует его положению в верхней и нижней мертвых точках. Открытие впускного клапана
275
Справочник автомеханика
с опережением улучшает удаление продуктов сго
рания, а закрытие с запаздыванием приводит к увеличению наполнения цилиндров. Такт впуска действительного цикла начинается, когда поршень уже начинает двигаться от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке (так как давление остаточных газов выше давления окружающей среды, то нет поступления в цилиндр свежей горючей сме
си, а изменение соотношения давления происходит при расширении газа уже во время движения поршня к нижней мертвой точке). То есть, давление в цилиндре при впуске меньше, чем давление окружающей среды. Минимальное значение давления соответствует половине хода поршня (примерно). Силы инерции поступающей горючей смеси приводят к некоторому увеличению давления в кон
це такта впуска.
Давление в конце такта впуска ра равно разности давления окружающей среды ро и уменьшению давления из-за гидравлических сопротивлений впускной системы: ра = ро — Лра. Увеличе
ние скорости движения поршня приводит к уменьшению давления ра в конце такта впуска. Чем больше ра, тем больше масса поступающей в цилиндр свежей порции смеси.
Давление ра в конце такта впуска вычисляется по следующей формуле:
где пе — частота вращения коленчатого вала,
276
Глава 6
Vh — рабочий объем цилиндра, fKj[ — площадь проходного сечения клапана, для большинства двигателей равна
2,35-3,1 см2/(л • 1000 об./мин),
т — отношение максимальной частоты вращения коленчатого вала к 1000, т - 0,001пегпах, (р — коэффициент гидравлического сопротивления впускной системы (равен 0,7—0,8), k — показатель адиабаты расширения смеси (в карбюраторах) или (в дизелях) воздуха (равен 1,35—1,45).
Скорость со поступления горючей смеси в цилиндры равна: со^= 0,017 пе + 27.
Площадь проходного отверстия клапана fKJi вычисляется по формуле:
f = icdh cos 0,
где d — средний диаметр опорной поверхности клапана, h — средняя высота подъема клапана, 0 — угол между фаской седла клапана и плоскостью его головки.
Продолжительность открытия клапана равна сотым долям секунды, например при пе = 1000 об/мин продолжительность открытия равна 0,04 с.
Давление в конце выпуска рг вычисляется по формуле:
р = 1,03 (1 + 0,55) х 10"4п
Поскольку на изменение давления в конце выпуска влияют, кроме частоты вращения коленчатого вала, и другие факторы (нагрузка, сопротивление
277
Справочник автомеханика
системы и др.), которые сложно учесть, считается, что давление рг постоянно в процессе выпуска и равно 0,105-0,135 МПа.
В начале впуска давление остаточных газов понижается от величины рг до ра, температура понижается, объем увеличивается.
Температура Тг остаточных газов в конце выпуска в градусах Кельвина вычисляется по формуле:
Т=-^-2^+о,14„.+ 1336,
где е — степень сжатия, сс — коэффициент избытка воздуха. Для карбюраторов температура остаточных газов в конце выпуска равна 900—1200°С, для дизелей — 800—950°С.
Температура остаточных газов в начале впуска Т/ вычисляется по формуле:
т-1 т
где т — показатель политропы расширения остаточных газов, равен 1,3—1,38, ра — давление в конце такта впуска рассчитывается по формуле (см. выше), рг — давление в конце выпуска; Тг — температура остаточных газов в конце выпуска.
Температура То' поступающей в цилиндры горючей смеси равна
Т' =Т + ДТ, о	о	7
где То — температура окружающего воздуха, считается равной 288°С, ДТ — приращение температу
278
Глава 6
ры за счет нагрева деталями двигателя, равна 10 40°С (для карбюраторов) и 10~25°С (для дизелей).
Коэффициент у остаточных газов равен отношению массы остаточных газов Gr к массе поступающей смеси С?о, то есть
В - G, /О,.
Он характеризует степень загрязнения поступающей новой порции смеси отработавшими газами, которые остались от предыдущего цикла. Этот коэффициент может быть вычислен по формулам:
п, р(То + ДТ)	„ РГ(ТО+ДТ)
У= ---------- или у =	~-------
(£ро-рг)ЦТ	(E-l)Tp0T]v
где г)у — коэффициент наполнения горючей смесью цилиндров двигателя, ц — коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, е — степень сжатия, ДТ — приращение температуры за счет нагрева деталями двигателя (10—40С (для карбюраторов) и 10—25°С (для дизелей)), ро — давление газа в цилиндре в конце процесса сжатия, рг— давление в конце выпуска; То — температура окружающего воздуха; Тг — температура остаточных газов в конце выпуска. Обычно коэффициент у равен 0,04— 0,08 (для карбюраторов) и 0,05—0,06 (для дизелей).
Температура Та рабочей смеси в конце впуска вычисляется по формуле:
_Х+Птг т (т0+дт)ЕРа
a 1+w ИЛИ a (l + Y)Tlv(e-l)po>
279
Справочник автомеханика
где у— коэффициент, равный отношению теплоемкостей остаточных газов и горючей смеси, коэффициент у остаточных газов равен 0,04—0,08 (для карбюраторов) и 0,05—0,06 (для дизелей), е — степень сжатия, где rjv — коэффициент наполнения горючей смесью цилиндров двигателя, Ро — давление газа в цилиндре в конце процесса сжатия, ра — давление в конце такта впуска, То — температура окружающего воздуха; Т. — температура остаточных газов в конце выпуска; ЛТ — прираще
ние температуры за счет нагрева деталями двигателя (10—40 С (для карбюраторов) и 10—25°С (для дизелей). Температура Та равна 350—400С (для карбюраторов) и 315—370°С (для дизелей).
Коэффициент наполнения T]v, определяющий степень совершенства процесса впуска, равен отношению массы фактически поступившей в цилиндр свежей горючей смеси Сф (или воздуха для дизелей) к массе Gm, вычисленной теоретически при температуре То и давлении ро окружающей среды, hv = вф/От. Его можно вычислить по формулам:
/	А
£рй Р, То
Т] • • —2---~ ---------
' I Т, т, М -!) • или
ЕР«Т0
Т] = ---------------
v (е-1)ТоРо (1+у) >
где коэффициент у остаточных газов, е — степень сжатия, ро— давление газа в цилиндре в конце
280
Глава 6
процесса сжатия, ра — давление в конце такта впуска, рг — давление в конце выпуска; То — температура окружающего воздуха; Тг — температура остаточных газов в конце выпуска; Т( — температура рабочей смеси в конце впуска.
Коэффициент r)v равен 0,65—0,75 (при максимальной частоте вращения коленчатого вала), 0,8— 0,85 (при частоте вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту), 0,6—0,7 (при меньшей частоте вращения коленчатого вала).
Сжатие. Действительный процесс сжатия не адиабатический, так как имеет место теплообмен между деталями двигателя и поступающей горючей смесью. Сжатие начинается при закрытых впускном и выпускном клапанах, происходящий теплообмен не постоянен (политропа с переменным показателем), то есть сначала вновь поступающий газ нагревается от деталей, затем температура повышается и от сжатия, в какой-то момент теплообмен прекращается, а затем происходит отвод теплоты от газа, и в конце такта сжатия теплообмен уменьшается.
Показатель политропы вычисляется по формуле:
п. = 1,38 - 0,03п /п ,
где пе тах — максимальная частота вращения коленчатого вала, п — частота вращения, для которой определяется показатель политропы. Показатель политропы обычно равен 1,32—1,39 (для карбюраторов) и 1,36—1,4 (для дизелей), зависит не только от частоты вращения коленчатого вала, но и от интенсивности охлаждения, геометрических размеров деталей, формы камеры сгорания.
281
Справочник автомеханика
Давление рс в конце сжатия можно вычислить по формуле (приближенно, считается, что в конце сжатия политропа имеет постоянный показатель):
( v
а
щ
= р е”1 1 Л
р = р
х с г а
где п1 — показатель политропы, Vа — полный объем цилиндра, Vc — объем камеры сгорания, е — степень сжатия, ра — давление в конце такта впуска.
Давление рс равно 0,8—1,9 МПа (для карбюраторов) и 3,5—5,0 МПа (для дизелей).
Температура Тс в конце сжатия вычисляется по формуле:
f Y1'1 а
= Т е"1-1
где Та — температура рабочей смеси в конце впуска, п1 — показатель политропы, Va — полный объем цилиндра, Vc — объем камеры сгорания, е — степень сжатия.
Она равна 600—750°С (для карбюраторов) и 800— 975С (для дизелей) и должна быть выше температуры самовоспламенения на 150—250°C.
Степень сжатия е для карбюраторов равна 6— 11 (ограничена детонацией), для дизелей 14—21 (без наддува) и 13—16 (с наддувом).
Сгорание. Действительный процесс сгорания начинается до прихода поршня к верхней мертвой точке, а заканчивается после того, как поршень дойдет до верхней мертвой точки, то есть, протекает не при постоянном объеме.
282
Глава 6
В карбюраторах процесс сгорания можно разделить на следующие этапы (развернутая индикаторная диаграмма, рис. 70).
Рис. 70. Развернутая индикаторная диаграмма.
Ось абсцис а — отложены углы поворота коленчатого вала; ось ординат р — давления газов в цилиндре; Ооз — угол опережения зажигания; ВМТ — верхняя мертвая точка
•	период задержки воспламенения от начала воспламенения рабочей смеси в т. 1 до т. 2 (точке 1 соответствует угол опережения зажигания — угол поворота коленчатого вала от начала воспламенения до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки);
•	период видимого эффективного сгорания от т. 2, после которой интенсивность сгорания возрастает и за счет продолжающегося сжатия, до т. z' , соответствующей максимальному давлению газов в цилиндре (в это время сгорает 90% горючей смеси);
•	период догорания смеси (от т. z') при расширении.
283
Справочник автомеханика
Процесс сгорания делится на два периода: I период — от т. 1 до т. 2 в этот период процесс сгорания только развивается; во II период, который называют периодом видимого эффективного сгорания (это участок диаграммы от т. 2 до т. z') , процесс сгорания развивается.
Температура и давление газов при увеличении скорости сгорания резко повышаются. Если приращение давления более 0,25—0,3 МПа на один градус поворота коленчатого вала, то работа двигателя считается жесткой, если менее (с максимумом в точке z') — мягкой. Жесткая работа двигателя уменьшает срок его службы и приводит к ускорению изнашивания деталей. Максимальная мощность двигателя достигается при сгорании рабочей смеси в минимальном объеме.
Детонация при сгорании может возникнуть, если сгорающая часть смеси сжимает несгоревшую часть до того, что температура несгоревшей части превысит температуру самовоспламенения; или если сорт топлива не соответствует степени сжатия. Она оказывает отрицательное влияние на детали двигателя, так как вызывает нежелательные вибрации цилиндров.
В дизелях процесс смесеобразования и сгорания тоже можно разделить на 4 этапа:
1)	период задержки воспламенения (длится от 0,001 до 0,003 с, в течение этого периода за счет физико-химических процессов начинает повышаться давление);
2)	период быстрого сгорания (сопровождается выделением большого количества тепла и резким
284
Глава 6
возрастанием давления, соответствует теоретическому сгоранию при постоянном объеме);
3)	период медленного нарастания давления (соответствует теоретическому сгоранию при постоянном давлении, давление в течение этого периода максимальное, длится этот период до наступления равновесия между понижением давления от расширения и повышением давления от выделения теплоты);
4)	период догорания смеси.
Состав топлива (жидкое), на котором работают двигатели внутреннего сгорания, обычно задается в процентах по массе для каждого составляющего (углерод С, водород Н и, если имеется, кислород О). Например, состав бензина может быть указан следующим образом: С — 85,5%, Н — 14,5%.
В процессе сгорания топлива образуются углекислый газ (диоксид углерода) СО2 и водяной пар Н2О. Если сгорание неполное (недостаток кислорода), то не весь углерод превращается в углекислый газ, часть углерода превращается в оксид углерода СО.
Из химических реакций окислении углерода С + О2 —► СО2 и водорода Н2+ 72 О2 —► Н2О следует, что на сгорание 1 кг углерода требуется 8/3 кг кислорода, а на окисление 1 кг водорода — 8 кг кислорода. Тогда на полное сгорание 1 кг топлива необходимо количество Г о кислорода, равное
I' о= 8С/3 + 8Н - От ,
здесь буквами С, Н указано процентное содержание по массе соответствующего элемента, От — количество участвующего в сгорании кислорода, содержащегося в 1 кг топлива.
285
Справочник автомеханика
Зная массовую долю содержания кислорода в воздухе (0,23), получаем количество L' воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива
L' о = (8С/3 + + 8Н - От)/О,23.
В киломолях (кмоль) количество кислорода и воздуха, необходимые для сгорания 1 кг топлива, соответственно равны:
lo = I' о /32 = C/12 + Н/4 — От/32
И
Lo = 1о /0,21 = (С/12 + Н/4 - От/32)/0,21 (здесь 0,21 — объемная доля содержания кислорода в воздухе) или
L = L' о /шо = (8С/3 + 8Н - От)/(0,23то), где средняя молекулярная масса воздуха то = 28,96.
Зная процентный состав топлива, по этим формулам легко вычислить необходимое теоретически для сгорания количество воздуха (кг или кмоль). В действительности на сгорание 1 кг топлива необходимо количество воздуха Ьд =ctLo, где а — коэффициент избытка воздуха.
Если коэффициент избыта воздуха а> 1, то горючая смесь называется бедной, если ос = 1, то смесь нормальная, если а < 1, то смесь богатая (воздуха для полного сгорания не хватает). Также применяются понятия обедненной и обогащенной смеси: горючая смесь считается обедненной, если коэффициент а равен 1,05—1,15 (максимальная экономичность работы двигателя); бедной, если а равен 1,2—1,25; обогащенной, если а = 0,8—0,95 (максимальная по мощности работа двигателя); богатой, если а — 0,4—0,7. Среднее значение коэффициента избытка
286
Глава 6
воздуха для бензиновых карбюраторов 0,7—1, для газовых 0,8—1,2.
В дизелях коэффициент избытка воздуха а равен 1,3—1,8: без наддува 1,3—1,7, с наддувом 1,5— 2, с предкамерным смесеобразованием 1,2—1,5.
Основными параметрами рабочего тела являются:
•	количество горючей смеси (кмоль), приходящейся на 1 кг топлива, которое равно:
•	для бензинового карбюратора
М- = aL + 1/m , 1	о ' т’
где тт — молекулярная масса топлива, обычно слагаемое 1/тт считают равным 0,01;
•	для дизелей Мп = aLo, здесь величиной 1/тт пренебрегают из-за малости.
Для двигателей, работающих на газовом топливе, М =aL + 1, где ос — коэффициент избытка воздуха, Lo — количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива, которое равно:
•	для бензиновых двигателей (кмоль/кг)
Lo = (С/12 + Н/4)/0,21;
•	для дизелей (кмоль/кг)
Lo = (С/12 + Н/4 — О/32)/0,21;
•	для двигателей, работающих на газовом топливе (кмоль/м3),
L = — У(п +m/4)C Н ° 0 21	7 п
здесь СпНт — химическая формула газового топлива.
287
Справочник автомеханика
В основном применяется в качестве газового топлива метан (ГСП) СН4 и пропан-бутан (ГСН), содержащий 48% бутана С4Н10 и 52% пропана С3Н8.
Параметры окружающей среды:
•	давление ро = 0,1013 МПа,
•	температура атмосферного воздуха То = 288°С.
Подогрев АТ свежего заряда, поступающего в цилиндры, равен:
•	для бензиновых двигателей 0—20°С,
•	для дизелей 10—40С,
•	для двигателей, работающих на газовом топливе, 10—20°С.
Продуктами сгорания бедной смеси являются (для жидкого топлива); углекислый газ, водяной пар, избыточный кислород О и азот N.
Продуктами сгорания богатой смеси являются: углекислый газ, оксид углерода СО, водяной пар, азот N и оксиды азота.
Общее количество М2 продуктов сгорания (кмоль/кг) 1 кг топлива равно:
•	для богатой смеси
М2 = gC/12 + gH/2 + 0,21(а - l)Lo, где g — удельная теплота сгорания, а —коэффициент избытка воздуха, Lo — количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, при этом коэффициент молекулярного изменения свежей горючей смеси равен
•	цо =(gH/4 + gO/32 - l/mT)/(aLo + 1/тт) (для карбюраторов),
•	|io = 1 + (gH/4 +gO/32)/(aLo) (для дизелей),
288
Глава 6
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси равен ц = (цо + уг)/(1 + у).
• для бедной смеси М2 = gC/12 + gH/2 + 0,79otLo, коэффициент цо равен Цо= 1 + [0,21(1 — a)Lo4- gH/4 + +gO/32 — l/mT)]/(c(Lo 4- 1/тт), коэффициент ц вычисляется по той же формуле, что и для богатой смеси, при этом пгт — масса топлива, у — коэффициент остаточных газов.
Низшая теплотворность жидкого топлива равна (кДж/кг) равна:
Ни - 4,2 [8100С + 30000Н - 600(9Н — W) - 26 — (О — S)], где С, Н, W (влага), S (сера) — процентное содержание соответствующего элемента (если имеется) в топливе (обычно влага из-за малости не учитывается), при расчетах низшую теплотворность принимают равной 44000 кДж/кг (для карбюраторов) и 42500 кДж/кг (для дизелей).
Количество теплоты, потерянной из-за неполного сгорания свежего заряда смеси, ЛНц определяется только для бензиновых или газовых двигателей, работающих с коэффициентом избытка меньше единицы (обогащенные и богатые), и для карбюраторов равно ЛНи = 119600(1 — a)Lo, а для дизелей ЛНи = 0.
Удельная теплота сгорания gT топлива, отнесенная к массе заряда (кДж/кг), равна:
gT = £ H/(aLo + 1)(1 +Yr),
где Е, — коэффициент выделения теплоты на участке от верхней мертвой точки до достижения максимального давления.
10. Зак. 47
289
Справочник автомеханика
Теплоемкость свежей смеси (средняя молярная) для карбюраторов и дизелей равна (Дж/(моль • К)):
тС = 20,16 4- 1740Т , *ср	с
где т — масса топлива, Cv — средняя теплоемкость при постоянном объеме, Тс — температура в конце сжатия.
Теплоемкость продуктов сгорания вычисляется по формуле (Дж/(моль• К)):
mCv = (18,42 + 2,6а) 4- (1,55 4- 1,38а)10"3Тс
г	(быстрое сгорание)
или
mCv - (20,1 + 0,92/а) 4- (1,55 4- 1,38/а)10~3Т
г	(смешанное сгорание).
Температура в конце сгорания Tz определятся из уравнения сгорания (при подстановке числовых значений всех остальных входящих в уравнение величин), имеющего следующий вид:
днц-дни) М! (1+Yr)
+ mCvJTc Ц mCvТ
z
(для двигателей цикла быстрого сгорания) или
——-— +(тС +8,314 Х)Т =H(mC + 8,314)Т М,(1+уг)	С
(для двигателей смешанного цикла). В точке, соответствующей максимальному давлению, температура Tz равна 2500—2800°С (для карбюраторов), 1900—2300°С (для дизелей без наддува), 2100—2600°С
290
Глава 6
(для дизелей с наддувом). При этом £ — коэффициент выделения теплоты на участке от верхней мертвой точки до достижения максимального давления, Ни — низшая теплотворность жидкого топлива, т — масса топлива, Tz — температура в конце сгорания, у — коэффициент остаточных газов, М1 — колличество горючей смеси на один кг топлива, Cv— теплоемкость при постоянном объеме, X — степень повышения давления, Тс — температура в конце сжатия, ц — коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.
Давление pz в конце сгорания вычисляется по формуле:
„ MPcTz pz =----
Тс
(для двигателей цикла быстрого сгорания)
или
Pz = *Рс
(для двигателей смешанного цикла). Оно равно 2,5— 6 МПа (для карбюраторов), 7—11 (для дизелей без наддува), 8—16 (для дизелей с наддувом).
Расширение. Расширение происходит при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней. Действительный процесс расширения протекает не адиабатически, как теоретический. В нем происходит подвод теплоты за счет догорания рабочей смеси и отвод через стенки цилиндров. Это политропный процесс с переменным показателем, значение которого зависит от частоты вращения коленчатого вала, рабочего объема двигателя, характера процесса сгорания.
ю*
291
Справочник автомеханика
Показатель политропы п2 для карбюраторов вычисляется по формуле:
п9 = 1,2 4- 0,03(neniax/nep) (обычно равен 1,23-1,32), для дизелей по формуле:
п9 = 1,21 + 130/пер (обычно равен 1,2—1,29), где пер — частота вращения коленчатого вала в расчетном интервале.
Давление рь в конце расширения вычисляется исходя из уравнения политропы:
(для карбюраторов, обычно равно 0,35—0,6 МПа) и
Рл= Рг
р,
8"2
(для дизелей, обычно равно 0,25—0,5 МПа), где 3 — степень последующего расширения, Vz — давление в конце сжатия, Vb — давление в конце расширения, п2 — показатель политропы.
Степень предварительного расширения для карбюраторов равна р = 1, 8 = е, для дизелей
р = (цТ )/(ЛТ).
Температура Ть в конце расширения вычисляется из уравнения политропы:
292
Глава 6
т т= —— ь е"2-1
(для карбюраторов, обычно равна 1300—1700°С) и
(v Y2 -1	т
т — 'Р z	= z
b z V k ъ 7
(для дизелей, обычно равна 1000—1300°С).
Выпуск. Выпуск в действительном цикле начинается в конце такта расширения (до нижней мертвой точки), а заканчивается в конце впуска (после достижения поршнем верхней мертвой точки). При этом после открытия выпускного клапана и до достижения поршнем нижней мертвой точки происходит удаление около 70% всех отработавших газов, сопровождающееся отводом теплоты.
Давление рг остаточных газов в конце выпуска должно быть как можно меньше. Оно равно 0,1 — 0,13 МПа (для карбюраторов и дизелей) и зависит от частоты вращения коленчатого вала, геометрии и конструкции системы выпуска.
Давление отработавших газов в процессе выпуска считается постоянным (в действительности не постоянное, но его очень трудно рассчитать) и равным среднему за этот процесс значению.
Температура Тг отработавших газов равна 900 — 1300°С (для карбюраторов) и 700—1000°С (для дизелей).
Критическая скорость истечения газов равна: (0 = 18,8^7 и составляет 500—700 м/с.
293
Справочник автомеханика
Показатели, характеризующие работу двигателя
Работа двигателя оценивается рядом индикаторных, эффективных и удельных показателей.
К индикаторным показателям относятся: индикаторные работа, мощность, теоретическое и действительное средние давления.
Индикаторная работа L. (рис. 71) (измеряется в МДж) вычисляется по формуле:
Ь = m(F1 - F2), где т — масштаб индикаторной диаграммы цикла (количество единиц работы на единицу площади ди-
Рис. 71. Зависимость давления от объема
294
Глава 6
между линиями сжатия и расширения (полезная), F2 — площадь индикаторной диаграммы между линиями выпуска и впуска (потери на газообмен).
На индикаторной диаграмме указаны следующие характерные точки: а — конец основного впуска, п' — закрытия впускного клапана, Ъ — конец процесса расширения, Ъ' — начала открывания выпускного клапана, с — конец процесса сжатия, с' — начало горения рабочей смеси, с' — конец такта сжатия, г — конец процесса выпуска, z' — точка, соответствующая максимальному давлению газов в цилиндре, 22 х — период медленного нарастания давления (соответствует сгоранию теоретического цикла при постоянном давлении), линия ас — процесс сжатия, линия zb — процесс расширения, линия Ьг — процесс выпуска, линия cz' — процесс сгорания, 1, 2, 3, 4 — площади округления индикаторной диаграммы.
Теоретическое среднее индикаторное давление р' . — это условное постоянное давление на поршень в течение одного рабочего цикла, которое совершает работу, равную индикаторной за весь цикл. Оно вычисляется по формуле (измеряется в МПа):
р'; = 101 L./Vh,
где Vh = Va — Vc — рабочий объем цилиндра, и равно полезной площади индикаторной диаграммы (р; — среднее давление при сжатии, р2 — среднее давление при сгорании и расширении).
Также справедлива формула:
р' = 1 рг~£Р* Ре ~ £Ра 1
1 е — 1 л, —1 л, — 1
V 2	1	7
295
Справочник автомеханика
где nt — показатель политропы при сжатии, п2 — при расширении, е — степень сжатия.
Действительное среднее индикаторное давление цикла р. несколько меньше, чем теоретическое за счет наносных потерь при впуске и выпуске; площадь полезной индикаторной диаграммы меньше, чем площадь теоретической за счет скруглений (линия сжатия в линию сгорания, а линия расширения в линию выпуска переходят более плавно, чем на теоретической диаграмме, действительное максимальное давление несколько меньше теоретического).
Действительное среднее индикаторное давление равно (измеряется в МПа):
Pi = Ц (р' i~ APi),
где Apt = pr — ра, pr — давление в конце выпуска, ра — давление в конце впуска, ц — коэффициент полноты диаграммы (равен отношению площадей действительной и теоретической диаграмм, обычно равен 0,92—0,96).
Наносным потерям соответствует площадь 4 на индикаторной диаграмме между линиями впуска и выпуска (рис. 71).
У карбюраторных двигателей действительное среднее индикаторное давление (номинал 1,1 — 1,3 МПа) выше, чем у дизелей (номинал 0,9— 1 МПа). В режиме холостого хода давление pt не превышает 0,05—0,1 МПа (для грузовых автомобилей больше, чем для легковых).
296
Глава 6
Индикаторная мощность N. — это полезная работа, совершенная газами в единицу времени в цилиндрах двигателя. Она вычисляется по следующей формуле (измеряется в Вт):
2n р V, i N. =	,
1 т
где произведение р^ь = L. это индикаторная работа, которая совершается за один цикл в одном цилиндре, 2пе/т — число рабочих ходов, т — число ходов за один рабочий цикл (тактность двигателя), пе — частота вращения коленчатого вала в секунду, I — количество цилиндров в двигателе.
Если частота вращения коленчатого вала измеряется в об/мин, то мощность может быть выражена в кВт следующим образом:
(т. к. в четырехтактном одноцилиндровом двигателе за 1 секунду происходит пе/120 циклов).
К эффективным показателям относятся: эффективные мощность, крутящий момент, среднее давление, литровая мощность.
Эффективная мощность Ne — мощность, получаемая на коленчатом вале двигателя, она вычисляется по формуле, кВт:
N = Мп/9554, е	ее'	’
где Ме — эффективный крутящий момент двигателя.
297
Справочник автомеханика
Эффективная мощность меньше, чем индикаторная, на величину 7V*, являющуюся мощностью механических потерь (наносные потери, трение в газораспределительном механизме, при приведении в действие жидкостного насоса, вентилятора и т. не-
эффективный крутящий момент Ме — это суммарный момент сил, действующих на все шатунные шейки коленчатого вала. Он равен (измеряется в Н • м):
М = 9554N /п . е	е' е
Среднее эффективное давление ре — это условное постоянное давление, которое при действии на поршень в течение такта расширения совершает работу, равную по величине эффективной работе цикла. Оно может быть вычислено из выражений (измеряется в кВт):
N =
P V П i	__ РеПеЧ
* е h е	N] = е е п
-------- ИЛИ	-	•
120	225т -1,36
Отношение эффективной мощности к индикаторной называется механическим кпд двигателя, то есть т) = N/N.. В карбюраторах он равен 0,7— 0,85, в дизелях 0,73-0,87.
Литровая мощность Кл (измеряется в кВт/л) — это максимальная мощность двигателя, приходящаяся на единицу рабочего объема цилиндра Мл=Ме/Уь. Для карбюраторов она равна 18—40 кВт/л (у легковых автомобилей больше, чем у грузовых), для дизелей 15—25 кВт.
298
Глава 6
Среднее давление трения ртр — давление на поршень (постоянное), под действием которого в такте расширения совершается работа, равная работе сил трения.
Для карбюраторов
р = 0,35 + 0,0005п ,
для дизелей
р = 0.8 + 0,17v ,
Гтр	’ср’
где vcp — средняя скорость поршня (м/с).
К скоростным характеристикам двигателя относятся графические зависимости эффективных мощности и крутящего момента, удельного и часового расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала. Они получаются опытным путем при обкатке двигателей на тормозных стендах.
Различаются внешняя скоростная характеристика двигателя (соответствует максимальной подаче топлива при полностью открытой дроссельной заслонке) и частичная скоростная характеристика (соответствует постоянным промежуточным положениям дроссельной заслонки, а для дизелей — промежуточным подачам топлива).
Построение графиков скоростных зависимостей происходит по точкам, полученным при затормаживании коленчатого вала (при определенном положении дроссельной заслонки). При определенных устойчивых значениях интервалов частоты его вращения измеряются тормозной момент, необходимый для достижения соответствующей частоты вращения (он равен эффективному крутящему моменту),
299
Справочник автомеханика
и часовой расход топлива. Эффективную мощность и удельный расход топлива определяют по соответствующим формулам по измеренным тормозному моменту и часовому расходу. По полученным точкам строятся соответствующие графики.
Исходные размеры двигателя (рабочий объем, диаметр цилиндра и ход поршня) определяются исходя из известных значений эффективной мощности, частоты вращения коленчатого вала, тактности, среднего эффективного давления по следующим формулам:
•	рабочий объем одного цилиндра (л):
Vh = V /i (i — количество цилиндров);
•	рабочий объем всех цилиндров (л):
V = 30т N /(р п );
л	ef	е' ’
•	диаметр цилиндра (вычисляется исходя из отношения S/D):
D = 100 ^4Vft/(K/D);
•	ход поршня: S = DS/D (вычисляется исходя из отношения S/D);
•	средняя скорость поршня (примерно):
v = Sn/30.
ср	е'
300
Глава 6
Тепловой баланс двигателя, теплоиспользование
Индикаторный удельный расход топлива g4 — это количество топлива, расходуемое двигателем в течение одного часа для получения индикаторной работы. Он равен отношению часового расхода топлива Gm к индикаторной мощности ЬГ, g. = Gni/Nr
Эффективный удельный расход топлива ge — это отношение часового расхода топлива Gm к эффективной мощности Ne, g. = Gm/Ne= g/Пг Номинальное значение эффективного удельного расхода топлива для карбюраторов равно 300—340 г/(кВт-ч), для дизелей равно 220—260 г/(кВт-ч).
В действительности для оценки степени использования теплоты от сгорания топлива используются индикаторный, эффективный и относительный коэффициенты полезного действия.
Индикаторный КПД ц. равен отношению теплоты, преобразуемой в полезную работу L., ко всей затраченной теплоте Н t и вычисляется по следующей формуле: П. = L/H = 3600К/(СгаН ) = 3600/(giH ), где 3600 кДж/(кВт-ч) — это термический эквивалент работы, равной 1 кВт • ч.
Для тепловых расчетов можно пользоваться еле-дующей формулой: т]. =	где
ос — коэффициент избытка воздуха, Lo — количество воздуха, необходимые для сгорания 1 кг топлива, р. — действительное среднее индикаторное
301
Справочник автомеханика
давление, Нц — затраченная теплота, — коэффициент наполнения горючей смесью цилиндров двигателя, ро — давление окружающей среды. Этот коэффициент характеризует все тепловые потери двигателя.
Относительный КПД Т|о равен отношению индикаторного КПД к термическому КПД: цо = и равен 0,6—0,8. Этот коэффициент характеризует дополнительные тепловые потери реального двигателя.
Эффективный КПД т)е равен отношению количества теплоты, превращенной в полезную эффективную работу, ко всей затраченной теплоте:
Т]е = 3600N/(GnHu) = 3600/(gеН ), здесь ge = Gm/Ne — удельный эффективный расход топлива. Этот коэффициент характеризует использование теплоты с учетом всех потерь (механических и тепловых).
Тепловой баланс двигателя указывает, как теплота распределяется на полезную работу и на различные потери. В действительных двигателях в полезную эффективную работу преобразуется 25—40% теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Тепловой баланс того или иного двигателя определяется при проведении испытаний, а также по данным теплового расчета.
Уравнение теплового баланса имеет вид: Q-Q+Q+Q+Q+Q , где Q= GmHu — выделенная при полном сгорании топлива теплота (Gm — часовой расход топлива, Ни — низшая теплотворность, кДж/ч),
302
Г лава 6
Qe = 3600Ne — теплота, превращающаяся в эффективную работу, Qb = 4,186GB(t2 — tj — теплота, отводимая через стенки и головку цилиндров и через поршень в охлаждающую среду (Ge — количество жидкости, прошедшей через двигатель в течение одного часа, tr t2 — температура соответственно входящей и выходящей жидкости),
Qr = Gni(M2mcv tr — M^mc^tJ — уносимая отработавшими газами теплота (М}, М2 — количество молей соответственно свежей смеси и продуктов сгорания, mcv, mcv — теплоемкость соответственно продуктов сгорания и свежей смеси, tr, t — температура соответственно отработавших газов и свежей смеси), QH — теплота, которая не выделилась из-за неполноты сгорания топлива, учитывается только при коэффициенте избытка воздуха, меньшем единицы (а < 1) по следующей формуле: АНц= 119600(1 - a)Lo, Qocm — теплота, расходуемая на различные неучтенные потери, в эту же теплоту входит и не выделившаяся из-за неполноты сгорания теплота при а > 1 (в этом случае она очень мала).
Уравнение теплового баланса в относительных единицах (в процентах):
g = ge + gB + gr + gH + gOCT = 100%, здесь ge = 100Q/Q (%) и т. д.
Слагаемые, составляющие уравнение теплового баланса, могут изменяться в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, от нагрузки, степени сжатия.
303
Справочник автомеханика
Кинематика и динамика механизмов двигателя
Кривошипно-шатунный механизм является одним из основных механизмов двигателя. В настоящее время применяется три типа кривошипно-шатунных механизмов (рис. 72У
Рис. 72. Кривошипно-шатунный механизм
Виды кривошипных шатунных механизмов: а) центральный (ось цилиндра и ось коленчатого вала пересекаются), этот тип наиболее распространен;
б) смещенный (оси цилиндра и коленчатого вала не пересекаются, они смещены относительно друг друга на величину, не превышающую 12% хода поршня);
в) V-образный с прицепным шатуном (два или более шатуна работают на одной кривошипной шейке коленчатого вала )
304
Глава 6
Геометрия кривошипно-шатунного механизма определяется следующими параметрами (рис. 72, а):
•	ход поршня Sn = 2RKp (на рис. AXA2);
•	радиус кривошипа R (на рис. ОБ);
•	длина шатуна Ьш (на рис. АВ);
•	отношение радиуса кривошипа к его длине
X = R /L ; кр кр' ш ’
•	путь поршня S (на рис. А*А), вычисляется по формуле: S = (R 4- L ) — (R cos ос + L cos 8 ) 1*	'	пп \ кр	in7 v кр	кр	in г ш7
(что следует из геометрических соображений) или
S =R Rl-cosa ) + % (l-cos2a )/4~| ПП кр L	КР КР	КР J
(здесь величина, стоящая в квадратных скобках является табличной);
•	угол поворота кривошипа оскр;
•	угол между осью шатуна и осью цилиндра 0ш, он равен:
Р„, = arcsin(XKpsina р), максимальному значению углового перемещения шатуна соответствует
В , ч = arcsin(+X ) r in(niax)	v— кр7
при оскр равном 90° или 270°;
•	угловая скорость вращения кривошипа окр, она равна нулю при максимальном значении Рш(тах)-Исходным положением считается положение, соответствующее верхней мертвой точке поршня.
Работающий шатун совершает сложное движение: поступательное перемещение (т. А совершает возвратно-поступательное прямолинейное движение) и вращение вокруг оси поршневого пальца
305
Справочник автомеханика
(т. В равномерно вращается по окружности криво-шипа).
Скорость поршня вычисляется по следующей формуле (выводится дифференцированием уравнения перемещения поршня по времени):
f . X >
v =R со since + sin2a п кр кр	кр	КР .
со — угловая скорость вращения кривошипа, Лкр — критическая степень повышения давления, схкр — угол поворота кривошипа, 2?кр — радиус кривошипа.
Средняя скорость поршня равна:
v = 2R со /л, пср	кр кр 7
в современных двигателях равна 10—14 м/с.
Максимальное значение скорости поршня (достигается, когда ось шатуна и радиус кривошипа взаимно перпендикулярны и когда угол поворота кривошипа акр равен 75°), вычисляется по следующей форму ле:
v = R со Jl +Х 2 п	кр кр у кр
max
и приблизительно равно l,625vn , где Хкр— критическая степень повышения давления, 7?кр — радиус кривошипа.
Ускорение поршня вычисляется по следующей формуле:
j = R оу 2 (cos а 4- у cos 2а ).
Jn кр кр '	кр 1 кр	кр 7
306
Глава 6
Максимальное значение ускорения достигается в верхней мертвой точке и равно:
j = R о 2(1 + у ).
J п max	кр кр v	1 крЛ
Минимальное значение ускорения достигается в нижней мертвой точке и равно:
j = — R со 2(1 — у )•
Jn min	кр кр v	• кр7
Ускорение равно нулю при максимальном абсолютном значении скорости (при акр = 75е).
Скорость и ускорение — функции периодические с периодом 2л. Они считаются положительными, если направлены к центру кривошипа, если от центра, то отрицательные.
Угловое ускорение шатуна максимально при акр равном 90° или 270° (т. е. при наибольшем отклонении от оси цилиндра). Его значение вычисляется по формуле:
Л 1-Л V кр
Угловые перемещение и ускорение шатуна равны нулю при угле поворота кривошипа сскр, равном 0 и 180е. При этих же значениях угла поворота криво
шипа угловая скорость шатуна максимальна и равна:
о — + cd у . штах “ кр» кр
Детали кривошипно-шатунного механизма при работе подвергаются действию сил инерции движущихся масс (движущихся возвратно-поступательно и центробежных) и сил давления газов, а также их производных (сила трения, реакция на опорах, сила полезного сопротивления).
307
Справочник автомеханика
Возвратно-поступательное движение совершают поршень с кольцами, поршневой палец, верхняя часть шатуна. Вращательное движение совершают кривошип, нижняя часть шатуна, коленчатый вал.
Силу давления газов (ее значение и характер изменения) можно определить по развернутой индикаторной диаграмме как функцию угла поворота коленчатого вала Р = f(акр). При акр, равном 370— 380°, сила давления газов достигает наибольшего значения. Она считается положительной, если направлена к оси коленчатого вала, иначе — отрицательной.
На днище поршня ее можно вычислить по следующей формуле (Н):
Р = (р - Po)Fn106,
где Fn — площадь поперечного сечения поршня (м2), р — давление под поршнем (индикаторное давление при заданном угле поворота кривошипа) (МПа), ро — давление в картере двигателя, для двигателей с вентиляцией картера равно атмосферному (МПа).
При расчетах массы частей кривошипно-шатунного механизма заменяются приведенными массами следующим образом:
•	центр сосредоточения масс поршневой группы шп — точка А (рис, 72, а) на оси поршневого пальца,
•	масса шатунной группы тш складывается из двух частей: тшп (сосредоточена в т. А) и т (сосредоточена в т. В на оси кривошипа). Для этих составляющих справедливы следующие выражения:
m = (L /L )m ~ 0,275 m ,
ШП х ШК ' Ш7 ш	’	ш’
308
Глава 6
тшк = (Luin /Ьш)тш~ 0,725 Шш, где тш — масса шатунной группы, Ьшк, Ьшп — расстояния до центра тяжести шатуна от центров соответственно кривошипной и поршневой головок, Ьш — длина шатуна;
• неуравновешенная масса кривошипа складывается из двух частей: то (сосредоточена в т. О на оси коренной шейки, считается уравновешенной) и тк (сосредоточена в т. В на оси кривошипа). Имеет место следующее выражение:
m = m -F 2m r/R, к шш	щ '
где тщ — масса средней части щеки (из-за малости в короткоходных двигателях ею пренебрегают), тшш — масса шатунной шейки с прилегающими частями щек, г — радиус центра тяжести средней части щек.
То есть, в т. А сосредоточена масса
т. = т + т ,
J	п	шп’
которая движется возвратно-поступательно, а в т. В сосредоточена масса mR = шк Ч- тшк, совершающая вращение.
К силам инерции, возникающим при работе кривошипно-шатунного механизма, относится сила Р инерции частей (переменная по величине и направлению с периодом, равным одному обороту коленчатого вала, максимальна при переходе поршнем верхней мертвой точки на 10—20°), движущихся возвратно-поступательно, и сила инерции Кг (или центробежная сила) вращающихся неуравновешенных частей (постоянная при данной частоте вращения, направлена от оси коленчатого вала
309
Справочник автомеханика
по радиусу кривошипа). Они вычисляются по следующим формулам:
Р. = — m.R c# (cos a -F X cos (2а )),
J	J кр KpV	кр кр v кр77’
где масса частей, движущихся возвратно-поступательно, равна:
m = in +	,
] и	ш ’
здесь тп и тш — массы соответственно поршневой группы и шатуна (в сборе), % — доля массы шатуна по отношению к массе деталей, совершающих возвратно-поступательное движение;
К = - m R а? , гш	к кр кр’
где тк — масса неуравновешенных частей кривошипа, приведенная к его радиусу.
Суммарные силы и моменты действуют в кривошипном механизме так, как указано на рис. 73.
Здесь: сила Pv = Pr + Р — это равнодействующая (суммарная сила) сил инерции движущихся масс и сил инерции, направлена по оси цилиндра. При работе двигателя эта суммарная сила раскладывается на две составляющие: нормальную Nv = Р tg [5 (прижимает поршень к стенке цилиндра) и силу Рш = Pv/cos р (направлена вдоль оси шатуна), Рц — центробежная сила инерции, т. А — точка приложения сил, т. В — касательная сил Т, Piu; R — радиус, Рг — сила инерции движущихся масс, Рш — сила инерции.
Для тангенциальной Т (направлена перпендикулярно радиусу кривошипа) и перпендикулярной ей нормальной К (направлена по радиусу кривошипа) сил справедливы следующие выражения (получаются при
310
Глава 6
разложении на составляющие силы Рш после переноса ее в т. В):
Т = P'v sin (ос + p)/cos Р ,
Т = P'z cos (ос + P)/cos Р .
Углы Р это угол между К и Р, угол ос.
Кроме этих сил, на шатунную шейку действуют силы Р'ш и Результирующая действующих на шатунную шейку сил равна:
R_=a/t2+(K+KJ!, где Т <— тангенциальная сила, К — нормальная сила действующая на шатун.
311
Справочник автомеханика
Крутящий момент, развиваемый одним цилиндром (суммарный индикаторный), равен:
М = TR, кр	7
где R — радиус кривошипа. В противоположную сторону направлен примерно равный ему по величине реактивный крутящий момент, который создают силы Nr и Nr Реактивный момент передается на раму автомобиля. На картер двигателя (через коренные подшипники) действуют силы Р\ и Р'ш.
Клапанный узел газораспределения играет большую роль в обеспечении плавности движения клапанов газораспределительного механизма. В настоящее время наиболее распространены газораспределительные механизмы с двумя или четырьмя клапанами на один цилиндр, профиль кулачков вала которых может быть различным. Наиболее применимыми являются следующие профили кулачков газораспределительного вала (рис. 74):
•выпуклые (рис. 74, а), они примеряются чаще, т. к, обладают хорошей работоспособностью и обеспечивают более хорошее наполнение двигателя, не требуют сильных пружин (т. к. имеют небольшие отрицательные силы инерции), но большие по величине скорости в конце опускания и начале подъема клапана вызывают нежелательные сильные удары о седло или по толкателю;
•вогнутые (рис. 74, б), такая форма обеспечивает постоянство ускорения при срабатывании (подъеме и опускании) клапана, но предполагает более сложную механическую обработку,
•тангенциальные (рис. 74, в), для них нужны достаточно сильные пружины, обеспечиваемая ими
312
Глава 6
Рис. 74. Кулачки:
RKp — радиус кривошипа, го — радиус шатуна
плавность работы минимальна по сравнению с другими профилями,
•безударные кулачки, применяются в быстроходных двигателях, их профили подбираются в соответствии с диаграммой ускорения и согласно заданному закону движения кулачка.
При работе в течение каждого цикла клапан совершает следующие движения:
•	открытие клапана и ускоренное движение до момента достижения скоростью максимального значения, при этом скорость и ускорение клапана совпадают по направлению, а возникающая сила инерции имеет противоположное направление и нагружает пружину;
•	после достижения клапаном максимальной скорости клапан совершает замедленное движение до момента своей остановки в точке максимального подъема (максимальное открытие клапана), т. е. ускорение меняет свое направление, а сила инерции старается оторвать клапан от кулачка;
313
Справочник автомеханика
•	клапан начинает (после остановки) двигаться ускоренно к начальному положению благодаря упругости пружины до момента достижения скоростью максимального значения, при этом скорость и ускорение клапана совпадают по направлению, а сила инерции так же старается оторвать клапан от кулачка;
•	после достижения клапаном максимальной скорости клапан совершает замедленное движение до момента своей остановки (клапан закрывается), т. е. ускорение меняет свое направление, а возникающая сила инерции старается прижать клапан к кулачку.
Перемещение S{, скорость vt и ускорение jt толкателя можно вычислить по следующим выражениям:
S. = (R — г )(1 — cos а ), t v кр	о7 v	рв7 ’
v = (R — г )со (1 — sin а ),
t v кр	о7 рв V	рв7’
j = (R — г )аг (1 — cos а ), Jt v кр о7 рв v	рв7’
где RKp — радиус дуги, описанной профилем кулачка, го — радиус начальной окружности кулачка,
— угол поворота кулачка распределительного вала, сов — угловая скорость вращения распределительного вала.
Для клапана при подъеме и посадке в седло допускается ускорение от минимума минус (300— 500) м/с2 до максимума (900—1200) м/с2, при этом скорость должна быть равна 0,5—0,6 м/с.
314
Глава 7 Теория автомобиля
Действующие на автомобиль силы
На автомобиль при движении действуют движущие силы (основная — сила тяги) и силы сопротивления движению.
На ведущие колеса действуют следующие силы (рис. 75).
На ведущие колеса действуют следующие силы: крутящий момент Md, тяговая сила РДсила тяги), сила трения Рк (касательная или тангенциальная реакция), вес автомобиля Ga (сила тяжести Gk, действующая на каждое колесо, и нормальная реакция Zk)9 и возникающие при поворотах поперечная сила У, и боковая реакция дороги YK.
Сила тяги, приложенная к ведущим колесам, определяется при помощи внешней скоростной характеристики двигателя (скоростной характеристики при полном открытии дроссельной заслонки, т. е.
315
Справочник автомеханика
Рис. 75. Силы, действующие на колеса
при максимальной подаче топлива) — зависимости эффективной мощности и эффективного крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала. Эффективные мощность Ne (кВт) и крутящий момент Ме (Н-м) связаны соотношением, имеющим вид:
М = 30000N /(тт ) = 9554N /п .
Момент движения Md на ведущих колесах равен (передается через трансмиссию):
М, — М i i и , d е к о *т ’
где произведение iKio = iTp — передаточное число трансмиссии, т]т — механический КПД трансмиссии, пе — частота вращения коленчатого вала, i — передаточное число коробки передач, 1о — передаточное число главной передачи.
Сила тяги Pd (окружное усилие при движении) определяется формулой:
316
Глава 7
Р. = M,/r = М i i г; /г, где г — радиус качения колеса, эффективные мощность Ne (кВт) и крутящий момент Ме (Н • м).
На графике внешней скоростной характеристики отмечаются следующие характерные точки: точка минимальной мощности (расход топлива наибольший), точка максимальной мощности, точка максимального крутящего момента (среднего эффективного давления), точка максимальной частоты вращения коленчатого вала. Эти точки позволяют правильно анализировать скоростную характеристику.
Если скоростная характеристика не была построена (испытания не проводились), то можно пользоваться следующей эмпирической зависимостью для кривой мощности:
N -N
е т
где N — мощность, соответствующая частоте вращение коленчатого вала Nm — номинальная мощность, соответствующая частоте пт\ а» Ъ, с — постоянные коэффициенты, которые принимаются равными 1 для карбюраторных двигателей, для дизелей а = 0,5 (прямоструйные), 0,7 (предкамерные), 0,6 (вихрекамерные), Ъ = 1,5 (прямоструйные), 1,3 (предкамерные), 1,4 (вихрекамерные), с = 1.
С помощью скоростной характеристики (или эмпирической зависимости) можно определить коэффициент приспособляемости Кпр, который равен
317
Справочник автомеханика
отношению максимального крутящего момента к моменту, соответствующему максимальной мощности:
к = м /м N .
ПР	е max e^emax
Для карбюраторов коэффициент приспособляемости равен 1,2—1,4, для дизелей 1,05—1,15. Двигатели, значение коэффициента приспособляемости которых ближе к единице, лучше приспосабли
ваются к различным нагрузкам.
Кроме внешней скоростной характеристики для определения экономичности двигателя при разных режимах работы (не только при полностью открытой заслонке) используются нагрузочные (дроссельные) характеристики. Нагрузочная, или дроссельная характеристика — это график зависимости изменения часового и удельного расходов топлива в зависимости от изменения нагрузки (каждая кривая строится при постоянной частоте вращения ко
ленчатого вала и изменяющемся положении дроссельной заслонки), по оси абсцисс которого откладывается мощность Ne в процентах, а по оси ординат — часовой Gm (кг/ч) и удельный ge (г/(кВт*ч) расход топлива. Холостому ходу соответствует нулевое значение мощности (ось ординат), при этом удельный расход топлива максимален, часовой — равен определенному значению. То есть, нагрузочная характеристика представляет два семейства кривых (одно для часового расхода топлива, другое — удельного), каждая кривая которых строится при определенном значении частоты вращения коленчатого вала. Кривые часового расхода топлива представляют собой почти прямые линии с резкими перегибами вверх при близких к максимальным нагрузках.
318
Глава 7
Постоянное значение частоты вращения коленчатого вала поддерживается изменением нагрузки двигателя (тормозом).
Уравнение движения автомобиля, связывающее все действующие на автомобиль силы, может быть записано через мощности. Отнесенное к двигателю, оно имеет следующий вид:
N — N = Nf + N + N. + N. , е	г f w h j
и называется уравнением мощностного баланса.
Здесь Nr — теряемая в трансмиссии мощность, равна разности мощности двигателя и мощности на ведущих колесах
N = N - Np
Nf — мощность сопротивления качению колес по дороге, Nw — мощность сопротивления воздушной среды, Nh — мощность сопротивления при движении на подъем, N. — мощность сопротивления при разгоне.
Справедливы следующие выражения (г)т — КПД трансмиссии):
nT = Nd/N = (N - N)/N, Nd = nT N , Nr = (1 - пт )N.
Уравнение тягового баланса, отнесенное к ведущим колесам, имеет вид
Р = Р. + Р + Рь + Р, d f w h j7 где Р — сила сопротивления качению колес (постоянная, невозвратимая), Pw — сила сопротивления воздушной среды (постоянная, невозвратимая), Ph — сила сопротивления при движении на подъем (переменная, возвратимая), Р^—сила сопротивления при разгоне (переменная, возвратимая).
319
Справочник автомеханика
Скорость va движения автомобиля вычисляется по формуле (м/с):
va = 2лгкпк/60,
где г — радиус ведущего колеса, пк — частота вращения колеса, пк = пе/(Ыо), здесь 1к — передаточное число коробки передач, io — передаточное число главной передачи, пе — частота вращения коленчатого вала. Справедливо (если скорость измеряется в км/ч): v = 0,377г n /(i i ).
Радиус ведущего колеса — изменяемая величина. Различаются:
•	статический радиус колеса гс — расстояние от оси неподвижного колеса (имеется только вертикальная нагрузка) до опорной поверхности,
•	динамический радиус колеса гд — расстояние от оси движущегося колеса (имеются все виды нагрузки) до опорной поверхности,
•	радиус качения колеса гк — радиус условного недеформированного колеса, имеющего угловую и линейную скорость, равные соответствующим величинам реально движущегося колеса,
г = S /(2лп ), к к ' v	к'7
здесь SK — пройденный колесом путь (м). Если проскальзывания нет, то гк = г. При движении автомобиля радиус качения может меняться.
Коэффициент деформации шины Л — это отношение радиуса деформированного колеса к радиусу недеформированного колеса. Для легковых автомобилей он равен 0,94—0,96, для грузовых равен 0,95-0,97.
320
Глава 7
Радиус г недеформированного колеса равен (м): г - 25,4(d/2 + В), где d — диаметр обода колеса, В — ширина профиля шины.
Тогда радиус гк качения колеса равен (м):
гк= 0,0127(d -Ь2В)Х.
Это выражение учитывает деформацию шин от массовой нагрузки. В общем случае можно пользоваться приближенной формулой:
гк= 0,0127d 4- 0,00087В.
Тяговое усилие на ведущих колесах при движении автомобиля расходуется на преодоление различных сил сопротивления, к которым относятся сила сопротивления качению, сила сопротивления воздушной среды, сила сопротивления подъему и сила сопротивления разгону.
Сила сопротивления качению Pf (Н) имеет довольно много составляющих: трение в подшипниках колес, трение в элементах подвески, поверхностного трения между шиной и дорогой, деформации шины, деформации полотна дороги. Она зависит от внешних сил, нагрузки, дорожных условий, скорости движения, крутящего момента, шины (материала, конструкции, геометрии).
Наибольшая часть энергии уходит на упругую деформацию шины (гистерезис), т. е. на внутреннее трение в материале шины. При движении деформации в разных частях колеса разные: в передней части больше, чем в задней, и вертикальные реакции со стороны дороги в передней части тоже больше (рис. 76).
11. Зак. 47
321
Справочник автомеханика
Рис. 76. Распределение сил давления на шину
Поэтому линия действие равнодействующей нормальных реакций смещена на некоторое расстояние от вертикали, проходящей через центр колеса (вертикального диаметра колеса). В результате имеем пару сил (равнодействующая нормальных реакций Zk и сила тяжести Ga, линия действия которой совпадает с вертикальным диаметром колеса) и препятствующий качению момент ZKac (где ас — плечо равнодействующей, или смещение линии действия равнодействующей от вертикального диаметра). Крутящий момент Md образует тангенциальную силу Те Толкающая сила Тг и сила сопротивления качению Pf образуют пару, момент которой уравновешивает момент Zkclk.
Сила сопротивления качению равна:
Pf = VA = Gaac/rK = G f ’
322
Глава 7
где f = ас/гк—коэффициент сопротивления качению, который при скоростях менее 50 км/ч считается постоянным. При скоростях более 50 км/ч коэффициент сопротивления качению вычисляется по формуле:
f = fo[l + 0,01(v - 50)]
или
f = fo(l + va2/20000) ,
где fo — коэффициент сопротивления качению при движении со скоростью менее 50 км/ч, который для асфальтовых и бетонных дорог равен 0,014—0,018, для дорог, покрытых гравием, равен 0,02—0,025, для грунтовых дорог равен 0,025—0,035, по укатанному снегу 0,07—0,1.
Мощность сопротивления качению (требуется для преодоления силы сопротивления качению колес по дороге) вычисляется по формуле (кВт):
Nf = Pfva/3600 = fGhva/3600,
где в случае подъема дороги Gh = Gacos ос, здесь а — угол наклона дороги.
Сила сопротивления воздушной среды Pw (Н) имеет следующие составляющие: давление встречного потока воздуха, трение воздуха о поверхность автомобиля и сила, создаваемая разрежением за автомобилем. Она зависит от скорости движения автомобиля, плотности воздуха, геометрии передней (лобовой) части автомобиля и может быть вычислена по следующей формуле:
Pw = KFva2,
11*
323
Справочник автомеханика
где К — коэффициент сопротивления воздуха (зависит от обтекаемости автомобиля), единица измерения Н-с2/м4, для легковых автомобилей равен 0.2—0,35 Н-с2/м4, для грузовых 0,6—0,7 Н-с2/м4, F — лобовая площадь автомобиля (м2) — площадь проекции автомобиля на перпендикулярную к его продольной оси плоскость, для легковых автомобилей F = 0,81^11, для грузовых F = ВН (здесь В — колея грузового автомобиля. Bt — максимальная ширина легкового автомобиля, Н — высота автомобиля), va — скорость движения автомобиля (м/с), или по формуле
Pw = KFva2/13 - KF(va/3,6)2 ,
если скорость измеряется в км/ч.
Если дует ветер, то сила сопротивления воздуха равна:
Р = KF(v +• v )2/13
(для встречного ветра знак « + », для попутного — знак «—»), ve — скорость ветра.
При движении автомобиля возникает и подъемная сила, но из-за малости ее значения при скоростях ниже 140 км/ч она не учитывается.
Мощность сопротивления воздушной среды (необходима для преодоления силы сопротивления воздуха) вычисляется по формуле (кВт):
Nw = Pwva/3600 или (Вт): Nw = KFv3.
Сила сопротивления подъему Ph возникает при движении автомобиля по дороге с подъемами, она является составляющей силы тяжести автомобиля и направлена параллельно плоскости дороги.
324
Глава 7
Зависит от массы автомобиля и угла подъема дороги. При малых углах подъема (до 6°) уклон i дороги принимают равным тангенсу угла а подъема:
i = tg ос (т. к. sin ос = tg ос).
Сила сопротивления подъему равна (Н):
Р. = G tg ос == G i. h a	а
Мощность сопротивления подъему равна (кВт): Nh = Phva/3600.
Сила сопротивления качению при движении на подъемах является второй составляющей силы тяжести и равна: Pf = fGacos ос, где f — коэффициент сопротивления качению.
Сила суммарного сопротивления дороги равна: ₽v = Pf ± Ph = Ga(fcos а ± sin а) = Gaip, где fcos а± sin а = f ± i — это коэффициент суммарного сопротивления дороги. Знак «+» соответствует подъему, знак «—» — спуску.
Мощность суммарного сопротивления дороги равна (кВт);
N = G \pv /3600. а • а'
Сила сопротивления разгону Pj зависит от массы и ускорения движения автомобиля и вычисляется по формуле (Н):
Р. = m pj,
где ma — масса автомобиля (кг), р = 1,05 + 0,07iK2 — это коэффициент учета вращающихся масс (маховик др.),	— передаточное число соответствую-
щей разгону коробки передач, j — ускорение движения автомобиля (м/с2).
Мощность сопротивления при разгоне (кВт) равна: N. = Rva/3600 = mapjva/3600.
325
Справочник автомеханика
Нормальные реакции дороги на колеса автомобиля Z1 и Z2 при движении могут меняться. Они зависят от силы тяжести, наклона дороги, базы автомобиля, расположения центра тяжести.
В общем случае на автомобиль при неравномерном прямолинейном движении по дороге с подъемом силы и реакции действуют так, как указано на рис. 77.
действующих на автомобиль при подъеме
При движении сила сцепления двух колес одной оси пропорциональна нормальной реакции на оба колеса:
Р = ср Z, где ср — коэффициент сцепления шин с дорогой, численно равен отношению максимальной касатель
326
Глава 7
ной реакции Рк к реакции колес: (р = PK/Z2, Z — нормальная реакция на оба колеса.
Коэффициент сцепления шин с дорогой равен 0,4—0,7 (для асфальтобетонного покрытия), 0,5— 0,8 (для цементобетонного покрытия), 0,3—0,6 (для грунтовых дорог), 0,2—0,3 (для укатанного снега), для мокрой дороги берется меньшее значение, а — угол наклона дороги.
Условие движения автомобиля с одним ведущим мостом имеет следующий вид:
Pd = z2 (Ф + f),
где Pd — сила тяги, Z2 —нормальная реакция на колесах ведущего моста.
Уравнение моментов всех сил относительно оси, проходящей через точку А опоры передних колес, имеет следующий вид (считается, что сила тяжести и сила сопротивления разгону приложена в центре тяжести, и сопротивлением качению можно пренебречь):
aG cos а + (Р 4- Р. + G sin cx)h, — Z9L = 0, a	х w j а у d	2	7
где а — расстояние от центра тяжести автомобиля до прямой, проходящей через т. А перпендикулярно поверхности дороги, hd — высота центра тяжести (считается, что точка приложения силы сопротивления воздуха лежит на этой же высоте), L — база автомобиля.
Сумма всех сил в проекциях на параллельную плоскости дороги ось и перпендикулярную имеет соответственно следующий вид:
Р + Р. + G sin а = Р, и Z, + Z = G cos О', w j	я	d 1	2 а
Учитывая это, уравнение моментов принимает вид:
327
Справочник автомеханика
aG cos а + P.h, — Z„L = О, а при максимальном значении силы тяги:
aGacos а + Z2(phd — Z2L = 0.
Отсюда получаем:
Z2 = aGacos a/(L - cphs).
Тогда
Z2 = Gacos a — Z2 = Gacos cx(b — cphd)/(L — cphd), где b - L a.
Коэффициенты продольного перераспределения нагрузки nij и т2 равны соответственно отношению значений реакций на передней и задней осях при общем случае движения к значению этих реакций для неподвижного автомобиля:
mx = Leos cx(b — cphd)/b(L — cphd), т2 = Leos a/(L —(phs).
Условие безостановочного движения (для заднеприводных автомобилей, для переднеприводных вместо Z2 берется Zp для полноприводных берется Gacos а):
<pZ >Р >Р + Р .
т 2 d V W
Тяговая динамика автомобиля
Для анализа тяговой динамики автомобиля широко применяются различные графики (графики тягового, мощностного балансов, динамической
328
Глава 7
характеристики), обладающие хорошей наглядно
стью и позволяющие решать различные задачи.
Уравнения тягового (силового) баланса
Pd = Pf + Pw + Pb 4- P. , где Pf — сила сопротивления качению колес (постоянная, невозвратимая), Pw — сила сопротивления воздушной среды (постоянная, невозвратимая), Ph — сила сопротивления при движении на подъем (переменная, возвратимая), Р — сила сопротивления при разгоне (переменная, возвратимая), при подстановке в него соответствующих выражений сил принимает следующий вид:
МЛА>3Л = GaV+ KF(va/3,6)2+ mapj .
В таком виде это уравнение называется развернутым тяговым балансом автомобиля.
Параметры тягового баланса автомобиля могут быть определены графическим методом. Для этого строится график, по оси абсцисс которого откладывается скорость но, а по оси ординат —• мощность Р , то есть строится зависимость тяговой силы на ведущих колесах от скорости автомобиля (значения Ме берутся из скоростной характеристики, гк — из расчета графика скоростей движения). Для построения кривых берутся обычно по шесть значений частот вращения коленчатого вала для каждой из трех передач (первой, второй и третьей), то есть получаются три выпуклые кривые, каждая из которых соответствует определенной передаче. На этом же графике строится кривая зависимости суммы Р + Pw (при общем случае движения) или Pf+ Pw (без разгона) от скорости движения, которая определяет тяговую силу, необходимую для движения
329
Справочник автомеханика
автомобиля в имеющихся условиях (нагрузочных и дорожных). Точка пересечения этой вогнутой кривой и какой- либо из трех кривых тяговой силы Pd соответствует максимальной скорости движения автомобиля при имеющихся условиях.
Разность Pd — (Р + Pw) (на графике это область между выпуклой кривой Pd и вогнутой кривой Р^4- Pw) — это есть силовой запас (избыточная тяговая сила), его можно использовать для преодоления каких-либо дополнительных сопротивлений.
Уравнение мощностного баланса
Nd - Nf 4- Nv+ Nb + Nj?
где N. — теряемая в трансмиссии мощность, равна разности мощности двигателя и мощности на ведущих колесах Nr = Ne — Nd, Nf — мощность сопротивления качению колес по дороге, Nw — мощность сопротивления воздушной среды, Nh— мощность сопротивления при движении на подъем, N — мощность сопротивления при разгоне, при подстановке в него соответствующих выражений для мощностей принимает следующий вид:
riTNe = Gaipva/3600 + KFva3/47000 + ma₽jva/3600.
Параметры мощностного баланса также могут определяться графическим методом. Для этого строятся графики зависимостей мощностей Ne и Nd от скорости автомобиля va (по оси абсцисс откладывается скорость, по оси ординат — мощности) для трех передач (первой, второй и третьей). То есть
получается три пары выпуклых кривых, каждая пара соответствует определенной передаче, одна кривая пары соответствует мощности Ne, другая — мощности Nd. Разница ординат кривых одной пары
330
Глава 7
при одном и том же значении скорости соответствует мощности, которая затрачивается на преодоление трения в трансмиссии. На этом же графике строится кривая (вогнутая) зависимости суммы Nf + Nw от скорости. Точка пересечения кривой Nd и кривой N{ + Nw соответствует максимальной скорости автомобиля при имеющихся условиях.
Разность Nd — (Nf + Nw) (на графике это точки области между выпуклой кривой Nd и вогнутой кривой Nf + Nw) — это есть запас мощности, его можно использовать для преодоления каких-либо дополнительных сопротивлений.
Динамическая характеристика автомобиля — это зависимость динамического фактора от скорости движения на разных передачах. Динамическим фактором D называется отношение:
D = (Pd - Pw)/Ga = v + pj/g (здесь g — ускоре-ние свободного падения). Для высших передач значение динамического фактора меньше, чем для низших передач. Максимальное значение динамического фактора соответствует максимальному дорожному сопротивлению, которое автомобиль может преодолеть при равномерном движении на первой передаче.
Критическая скорость — это скорость, соответствующая максимальному значению динамического фактора на прямой передаче.
Для определения основных параметров динамичности автомобиля строится график его динамической характеристики (выпуклая кривая). На этот же график наносится горизонтальная прямая — график зависимости коэффициента суммарного дорожного сопротивления vg от скорости движения va.
331
Справочник автомеханика
При этом возможно несколько случаев пересечения этих графиков (выпуклой кривой D и прямой \|/):
•	графики имеют две точки пересечения — это значит, что автомобиль при полном открытии дроссельной заслонки может двигаться равномерно при
двух значениях скорости, соответствующих точкам пересечения графиков;
•	графики имеют одну точку пересечения — это значит, что максимальная скорость соответствует абсциссе точки пересечения графиков;
•	выпуклая кривая проходит выше прямой — это значит, что равномерное движение при полной подаче топлива невозможно, происходит разгон автомобиля (движение с ускорением);
•	выпуклая кривая проходит ниже прямой — это значит, что равномерное движение невозмож
но, движение замедленное.
График динамической зависимости позволяет по заданному коэффициенту суммарного сопротивления определять скорость движения или по заданной скорости определять коэффициент суммарного сопротивления, можно определять максимальные
углы подъема дороги и др.
Тип дорожного покрытия, полная масса и конструкция автомобиля учитываются динамической характеристикой с номограммой нагрузок — график динамической характеристики, которая дополнена номограммой нагрузок следующим образом: слева от оси ординат динамической характеристики Da полностью груженного автомобиля проводится еще одна ось (параллельно оси ординат), на которой наносится шкала для динамического фактора Do не нагруженного автомобиля. На отрезке оси
332
Глава 7
абсцисс, заключенном между осью ординат и вновь проведенной параллельно осью, наносится шкала нагрузки автомобиля (в %). Затем строятся прямые, соединяющие точки оси ординат Dq с соответствующими точками оси Do (каждому значению Dq груженого автомобиля соответствует значение Dd того же, но не нагруженного автомобиля).
Для определения максимальной скорости движения при заданном проценте нагрузки надо из точки на оси абсцисс, соответствующей заданной нагрузке (в %), провести вертикаль до пересечения с соответствующей прямой, соединяющей пару точек Dq—Do, затем от полученной точки пересечения провести горизонтальную прямую до пересечения с кривой графика Da = f(va), абсцисса этой точки пересечения и будет определять искомую скорость оа.
Для определения нагрузки по заданной скорости движения построения производятся в обратном порядке.
Ускорение j, развиваемое автомобилем при определенных условиях, может быть найдено из уравнения динамического фактора:
j = (D - (p)g/p, но также характеризует тяговые качества автомобиля. Для того чтобы вычислить значение ускорения по данной формуле, значение динамического фактора берется по динамической характеристике, а коэффициент учета вращающихся масс вычисляется по формуле:
р - 1,03 4- ai 2, где I — передаточное число коробки передач, а — коэффициент перераспределения масс.
333
Справочник автомеханика
Максимальное значение ускорения на прямых передачах для легковых автомобилей примерно равно 0,7—1,1 м/с2, для грузовых 0,2—0,45 м/с2.
Для ускорения строится график зависимости от скорости движения автомобиля (по оси абсцисс откладывается скорость, а по оси ординат — ускорение). Обычно такой график строится для груженого автомобиля, движущегося по хорошей ровной дороге без подъемов и спусков при максимальной мощности двигателя, и он представляет собой выпуклую кривую. Абсцисса точки перегиба кривой (при максимальном ускорении) — это есть скорость, соответствующая моменту переключения передач, при котором интенсивность разгона максимальна.
Кривые ускорений, соответствующих разным передачам, располагаются одна над другой: самая нижняя кривая третьей передачи, выше всех — кривая первой передачи. Но у графиков ускорений грузовых автомобилей средней и большой массы имеется особенность: кривая ускорений, соответствующая первой передаче, расположена ниже, чем кривая, соответствующая второй передачи, для таких автомобилей разгон рекомендуется начинать со второй передачи.
Время разгона — это время, которое требуется автомобилю для разгона в некотором определенном интервале скоростей. Оно определяется с помощью графика ускорений следующим образом: на графике ускорений изображаются три выпуклых кривых, каждая из которых соответствует ускорению на определенной передаче (первой, второй, третьей). Затем график ускорений разбивается на четыре участка: 1) от точки, соответствующей минимальной
334
Глава 7
скорости до точки максимума ускорения на первой передаче, 2) от точки максимума ускорения на первой передаче до точки максимума ускорения на второй передаче, 3) от точки максимума ускорения на второй передаче до точки максимума ускорения на третьей передаче, 4) от точки максимума ускорения на третьей передаче до точки, соответствующей максимальной скорости. После этого каждый участок разбивается на одинаковые интервалы, для каждого из которых определяется среднее ускорение ] (как средне арифметическое между ускорениями в начале и конце интервала). Время разгона (с) на каждом интервале разбиения определяется как отношение приращения скорости (км/ч) на этом интервале к среднему ускорению (м/с2):
Ats = Av /(3,6jcp).
Тогда общее время разгона будет равно сумме времен для каждого интервала разбиения:
t = X4 
i
Путь разгона S (м) определяется как сумма приращений пути в каждом интервале разбиения:
S = £ AS., I
где AS = v^Atj/3,6 = vcpAv/jcp, a vcp (км/ч) — сред-няя скорость движения в каждом интервале разбиения, вычисляется как среднее арифметическое скоростей начала и конца интервала разбиения, А/< (С)’ jср (м/с2)-
Время и путь разгона определяют приемистость автомобиля (быстроту нарастания скорости). Обыч
335
Справочник автомеханика
но кривые зависимостей времени и пути разгона строятся на одном графике. В момент переключения передач эти кривые имеют резкие перегибы.
Тормозная динамика автомобиля
В тормозном механизме автомобиля действуют следующие силы (рис. 78):
Рис. 78. Схема тормозного механизма
•	сила Р;, которая прижимает колодки при торможении к тормозному барабану;
•	сила трения Ртр9 которая возникает между колодками и барабанами при торможении, эта сила образует пару, плечо которой равно диаметру тормозного барабана;
336
Глава 7
•	реакция Р2, которая создается разжимным устройством;
•	равнодействующая R силы трения Ртр и реакции Р 9 которая прижимает к барабану левую (переднюю) колодку и отжимает от барабана правую (заднюю) колодку (на рис. 78 колесо вращается против часовой стрелки).
Между колесом и дорогой при торможении возникает тормозное усилие Р , сила Ру, появляется момент трения Мтр (направлен в противоположную вращению колеса сторону, создается распределенными на поверхности фрикционных накладок силами трения).
Уравнение тягового баланса при торможении имеет следующий вид:
Р. - Р + Р + Р . j тор w v
Максимальная тормозная сила на одном колесе равна силе сцепления колеса с дорогой:
Р = (pZ , тор шах ' к ’
где Zk — нормальная реакция на колесе, ср — коэффициент сцепления. Если тормозная сила меньше, чем сила сцепления, то при торможении колеса не вращаются, а скользят по дороге (юз).
Максимальная тормозная сила при наличии тормозов на передних и задних колесах равна:
Р = cpZ, + (pZ„ = cpG . тор max '	1 т 2 т a
Силы реакции на передних и задних колесах Zr и Z2 вычисляются по следующим формулам:
Z = (G b + Р hj/L, Z = (G а — Р hJ/L,
1 'а	тор d/z ’	2 v а	тор dz/ ’
337
Справочник автомеханика
где hd — расстояние от центра тяжести автомобиля до поверхности дороги, L — база автомобиля, а, b — расстояния от центра тяжести автомобиля до перпендикуляров, проходящих через центры соответственно передних и задних колес, L = а + b (данные выражения получаются из уравнений моментов относительно осей, проходящих через точки опоры соответственно передних и задних колес).
Условие наилучшего распределения тормозных сил между передними и задними колесами имеет следующий вид:
П„, Gb+P,h,	Ь + nh
*4 G*a — Prop	Ртор^	a—PTophd »
если Ртор = (pGa (максимальная интенсивность торможения).
Основные измерители тормозных свойств автомобиля: (замедление) отрицательное ускорение (наиболее объективный параметр), тормозной путь (наиболее наглядный параметр) и время торможения. При торможении на горизонтальной дороге, имеющей твердое покрытие хорошего качества, для ускорения справедливо: —j = (pg (коэффициентом f из-за малости пренебрегают, а коэффициент Р = 1). В случае экстренного торможения значение ускорения равно 7,5—8 м/с2 (для всех марок автомобилей на сухой асфальтобетонной дороге). Оптимальное значение ускорения равно 1,5—2,5 м/с2.
Минимальный тормозной путь равен:
S ор = va2/(2 • 3,62g<p) = va2/(254(p).
338
Глава 8
То есть величина тормозного пути прямо пропорциональна квадрату скорости движения автомобиля и обратно пропорциональна коэффициенту сцепления колес с дорогой.
Реальный тормозной путь может превышать расчетный почти на 30% , он равен
S =Kv 2/254, тор	а '	*
где К — поправочный коэффициент, учитывающий не только коэффициент сцепления, но и техническое состояние тормозов, реакцию водителя, время срабатывания приводов, время нарастания замедления.
Время торможения вычисляется по формуле: t = (v — V ) /j , тор v а-^	а2' ' JTOP ’
где j — тормозное ускорение, vo, va — скорость движения передних и задних колес,
или по формуле:
t= V81 /(ф&)>
если торможение происходит до полной остановки автомобиля и j = (pg (предельный случай).
Топливная экономичность автомобиля
Стоимость расходуемого при движении автомобиля топлива доходит до 18% от всех затрат, поэтому топливной экономичности уделяют большое внимание.
Топливная экономичность двигателя оценивается величиной удельного расхода топлива
Se = Gn/Ne = ё/пм (г/(кВт-ч),
339
Справочник автомеханика
который равен отношению часового расхода топлива к мощности двигателя, развиваемой им при том же режиме работы.
Топливная экономичность автомобиля оценивается для разных автомобилей по-разному: в основном оценивается расходом топлива (кг или л) на 100 км пути, но для грузовых автомобилей топливная экономичность может быть оценена расходом топлива на тоннокилометр, а для автобусов — на пассажирокилометр.
Для наглядной оценки топливной экономичности автомобиля используются графики, на которых строятся кривые тяговой силы Pd и суммарной силы сопротивления дороги при разных степенях открытия дроссельной заслонки (по оси абсцисс откладывается скорость автомобиля). Ордината точки пересечения кривых Рл и Р^, соответствующих одному и тому же положению дроссельной заслонки, и определяет расход топлива. Такие графики применяются при лабораторных испытаниях или диагностировании на стендах.
Экономическая характеристика автомобиля оценивается также графиками зависимости Ne, Gm, Qn от частоты вращения коленчатого вала пе, причем шкала скорости согласовывается со школой частоты вращения коленчатого вала следующим соотношением:
v = 0,377г n /(i i ).
Для оценки конструкции автомобиля (с точки зрения топливной экономичности) используется значение путевого расхода Qn топлива, который определяется по следующей формуле:
Qn = 100Gr/(v р),
340
Глава 8
где Gm — часовой расход топлива (кг/ч), va — скорость автомобиля (км/ч), р — плотность топлива (кг/л), или по с^ормуле:
Qn = [gc/(3600nTPp)] [KF(va/3,6)2 + ч£а], где F — лобовая площадь автомобиля (м2), К — коэффициент сопротивления воздуха, г]тр — КПД трансмиссии, ge—удельный расход топлива. Эта формула учитывает не только конструктивные особенности автомобиля (лобовая площадь, обтекаемость), но и дорожные и скоростные условия, нагрузку, экономичность двигателя.
Глава 8 Основы эксплуатации автомобиля
Эксплутационные свойства автомобиля
Эксплутационные свойства автомобиля зависят не только от его конструкции, но и от многого другого: технического состояния, условий эксплуатации, вида и качества топлива, смазки, возможностей водителя. К ним относятся следующие свойства:
Надежность — выполнение автомобилем различных перевозок (пассажиров, грузов) при сохранении в заданных пределах эксплутационных показателей (экономичности, производительности, рентабельности).
Долговечность — сохранение работоспособности до наступления предельного состояния (состояния, после достижения которого эксплуатация автомобиля невозможна).
342
Глава 1
Средний срок службы (ресурс) — продолжительность работы автомобиля до момента наступления предельного состояния с начала эксплуатации или после капитального ремонта.
Эксплутационная технологичность — приспособляемость к ремонту и обслуживанию.
Вместимость — число пассажиров, которых может перевести автомобиль (пассажирский) или грузоподъемность и внутренние размеры кузова (для грузовых автомобилей).
Динамичность — способность совершать перевозки в определенных условиях с максимально возможной средней скоростью.
Проходимость — способность работать в трудных дорожных условиях.
Курсовая устойчивость — сохранение направления движения.
Устойчивость (общая) — способность противостоять опрокидыванию и заносу и сохранять направление движения.
Топливная экономичность — возможность работать при минимальном расходе топлива.
Управляемость — способность изменять направление движения автомобиля при изменении положения его управляемых колес.
343
Справочник автомеханика
Технико-экономические показатели автомобиля
Технико-эксплутационные показатели автомобиля играют большую роль при оценке готовности автомобиля к работе и при планировании его эксплуатации. К ним относятся следующие показатели:
Коэффициент технической готовности — отношение количества дней в течение определенного периода времени, когда автомобиль находится в готовом к эксплуатации состоянии, к количеству календарных дней этого периода, включающего время ремонта и простоя.
Время пребывания автомобиля в наряде (продолжительность работы автомобиля с момента выхода и до возвращения в гараж) — суммарное время движения, погрузки-выгрузки, простоя по техническим причинам (сюда не входит время, которое водитель тратит на отдых или обед).
Техническая скорость движения — отношение пробега автомобиля (расстояния, которое прошел автомобиль) к общему времени движения, включающему в себя и время простоев и остановок, возникающих при движении.
Эксплутационная скорость — отношение пробега автомобиля на время пребывания в наряде.
Общий пробег — проходимое автомобилем расстояние.
Нулевой пробег — расстояние, которое проходит автомобиль после выхода из парка на линию
344
Глава 8
до первой погрузки или после последней выгрузки до момента возвращения в парк.
Коэффициент использования пробега — отношение суммарного пробега с грузом (или с пассажирами) к сумме общих пробегов за этот же промежуток времени.
Коэффициент статического использования грузоподъемности — отношение массы перевезенного груза к грузу, который мог быть перевезен при полном использовании грузоподъемности.
Коэффициент динамического использования грузоподъемности — отношение фактически перевезенных тонно-километров к тонно-километрам, которые автомобиль мог перевезти за то же время при полном использовании грузоподъемности.
Объем перевозок — запланированная к перевозке масса груза.
Грузооборот — работа автомобиля в тонно-километрах.
Производительность — количество груза (тонны или тонно-километры), перевезенного в единицу времени.
Пассажирооборот — произведение числа пассажиров на среднюю дальность поездки, измеряется в пассажиро-километрах.
Коэффициент платного пробега — отношение величины оплаченного пробега к общему пробегу.
345
Справочник автомеханика
Факторы, влияющие на расход топлива и смазочных материалов
Расход топлива и смазочных материалов автомобиля зависит в основном от его технического состояния, регулировок его систем и агрегатов, квалификации водителя, условий эксплуатации (погодных, дорожных и др.). Наиболее сильно на расход топлива влияют регулировки системы питания в целом и ее составных частей (например, расход топлива увеличивается на 15% при неправильной установке момента зажигания), неисправности других систем (ходовой части, трансмиссии, тормозной системы и пр.) также приводят к увеличению расхода топлива, но в меньшей степени.
Условия эксплуатации (дорожные) можно разделить на три категории (расход топлива второй категории условий эксплуатации обычно больше, чем первой, третьей — больше, чем второй):
1	— автомобильные дороги с асфальто- или цементо-бетонным покрытием в небольших городах (до 100 тыс. жителей), за и в пригородной зоне;
2	— автомобильные дороги с асфальто- или цементо-бетонным покрытием больших городов, в горной местности; автомобильные дороги с щебеночным, гравийным покрытием, грунтовые дороги;
3	— автомобильные дороги с щебеночным, гравийным покрытием в горной местности, карьеры, котлованы, стерня, непрофилированные дороги.
Неблагоприятные погодные условия увеличивают расход топлива, так, например, зимой расход
346
Глава 8
топлива увеличивается на величину от 5% в южных районах до 20% в районах Крайнего Севера.
Движение по дорогам со сложным профилем (в том числе по горным дорогам) приводит к увеличению топлива на 10%, а более тяжелые дорожные условия (работа в карьерах, в полях) увеличивают расход топлива на 20%, распутица способна увеличить расход топлива еще больше — на 35%. Движение по автомагистралям с улучшенным покрытием, наоборот, может снизить расход применяемого топлива до 15%. Частые остановки и пониженные передачи увеличивают расход топлива.
На расход масла заметно влияет износ цилиндропоршневой группы (двигатель), качество уплотнений (трансмиссия). Количество израсходованно
го смазочного материала соответствует количеству израсходованного топлива, так, например, для карбюраторных двигателей расход масла на 100 л израсходованного топлива примерно равен 3,5 л, а трансмиссионного масла — 0,8 л (один ведущий мост) или 1,5 л (два ведущих моста).
Водитель способен, правильно оценив дорожную ситуацию, снизить расход топлива.
ЛИТЕРАТУРА
Аксешин В.А. и др. Газобаллонная аппаратура нового поколения для легковых автомобилей. — М.: Транспорт, 1995.
Дасоян М.А. и др. Стартерные аккумуляторные батареи. — М.: Транспорт, 1991.
Ерохов В.И. Карбюраторы легковых автомобилей. — М.: Транспорт, 1994.
Игнатов А.П, и др. ВАЗ. Иллюстрированный альбом. — М.: Третий Рим, 1995.
Карбюраторы СОЛЕКС. Обслуживание и ремонт. — М.: За рулем, 2006.
Пленников В.М. и др. Автомобиль. — М.: Транспорт, 1988.
Колеса и шины: Справочник. — М.: За рулем, 2004.
Пузанков А.Г. Автомобили. Конструкция, теория и расчет. — М.: Академия, 2007.
Системы зажигания легковых автомобилей / под ред. Константинова А.Б. — М.: За рулем, 1998.
Справочное издание
Березин Сергей Владимирович
Справочник автомеханика
Ответственные редакторы	Оксана Морозова, Наталья Калиничева
Технический редактор Корректор Верстка:	Галина Логвинова Зоя Бунковская Елена Калитина
Макет обложки:	Инга Валеулина
Сдано в набор 11.08,2007 г. Подписано в печать 21.10.2007 г. Формат 84x108 1/32. Бумага типографская № 2. Гарнитура Школьная.
Тираж 10 000. Заказ № 47.
ООО «Феникс»
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80 Тел.: (863) 261-89-76; факс: (863) 261-89-50
Отпечатано с готовых диапозитивов в ЗАО «Книга». 344019, г. Ростов-на-Дону, ул. Советская, 57.
Качество печати соответствует предоставленным диапозитивам.
По вопросам оптовых продаж:
г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский, 80 тел: 8 (863) 261-89-53;
e-mail: torg@phoenixrostov.ru
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВА:
Москва
Москва, ул. Космонавта Волкова, д. 25/2,1-й этаж, м. «Войковская»
тел.: (495) 156-05-68, 450-08-35, 8-916-523-4376 e-mail: fenix-m@yandex.ru
Контактное лицо: Моисеенко Сергей Николаевич
Москва, шоссе Фрезер, 17, район метро «Авиамоторная» тел.: (495) 517-32-95, 107-44-98, 711-79-81 тел/факс: 8-501-413-75-78
e-mail: mosfen@pochta.ru mosfen@bk.ru
Директор: Мячин Виталий Васильевич
Торговый Дом «КноРус»
Москва,
ул. Б. Переяславская, 46, м. «Рижская», «Проспект мира»
тел.: (495) 680-02-07, 680-72-54, 680-91-06,680-92-13 e-mail: phoenix@knorus.ru
Контактное лицо: Лебедев Андрей
Торговый дом
еникс
Санкт-Петербург
198096, г. Санкт-Петербург, ул. Кронштадтская, 11, офис 17
тел.: (812) 335-34-84
e-mail: fnx.spb@mail.ru
Директор: Стрельникова Оксана Борисовна
Новосибирск
ООО «ТОП-Книга»
г. Новосибирск, ул. Арбузова, 1/1 тел.: (3832) 36-10-28, доб. 165 e-mail: phoenix@top-kniga.ru
Украина
ООО ИКЦ «Кредо»
г. Донецк, ул. Университетская, 96 тел.: +38 (062) 345-63-08, 339-60-85 e-mail: moiseenko@skif.net
Самара и Тольятти
«Чакона» — книготорговая фирма
г. Самара,ул. Чкалова, 100
тел. (846) 242-96-30
г. Тольятти, 15-й квартал, ул. Автостроителей, 56а, 2-й этаж
тел.: (8482) 30-84-17, 76-29-05
интернет-магазин: www.chaconne.ru
По вопросам издания книг: office@phoenixrostov.ru
Вы можете получить книги издательства «Феникс» по почте, сделав заказ:
344082 г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский 80, издательство «Феникс», «Книга-почэой»,
Лоза Игорю Викторовичу, тел. 8-909-4406421, эл.адрес tvoyakniga@mail.ru
Издательство «Феникс»
Отдел оптовых продаж
344082, г. Ростов-на-Дону, пер. Халтуринский. 80 Контактные телефоны: (863) 261 -89-53.261 -89-54.
261 -89-55.261 -89-56.261 -89-57. факс 261 -89-58
Начальник отдела
Родионова Татьяна Александровна e-mail: torg 152@phoenixrostov.ru
Заместитель начальника отдела Мезинов Антон Николаевич e-mail: torg 151 @phoenixrostov.ru
Менеджер по продажам на территории Москвы, центра европейской чости России и Республики Казахстан
Чермантеева Татьяна Степановна e-mail: torg 155@phoenixrostov.ru
Менеджер по продажам на территории Урала и Северо-Запада
Хомутецкая Екатерина Владимировна e-mail: torg 153@phoenixrostov.ru
Менеджер па продажам на территории ближнего и дольнего зарубежья
Я рута Игорь Игоревич e-mail: torg 150@phoenixrostov.ru
Менеджер по продажам Горбаченко Мария Павловна e-mail: torg 103@phoenixrostov.ru
Менеджер по продажам на территории Дальнего Востока Штокалов Кирилл Гениевич e-mail: kgs@phoenixrostov.ru
Менеджер по работе с бюджетными организациями Франк Татьяна Викторовна e-mail: ural@aaanet.ru
                

скачать книгу бесплатно

Советы автомеханика: техобслуживание, диагностика, ремонт
Сергей Савосин

Книга советов и рекомендаций опытного автомеханика является пособием по эксплуатации и ремонту автомобиля с доступным изложением материала, четкими и конкретными указаниями, грамотным и подробным описанием базовых технологических процессов. Рассматривается детальная классификация автомобилей, даны основные принципы технического обслуживания, обозначены возможные опасности при ремонте, приведены советы по выбору подходящего масла и многое другое. Подробный перечень неисправностей и пошаговые инструкции по их устранению с иллюстрациями неисправных деталей и механизмов и схемами основных элементов автомобиля помогут автолюбителям предупреждать проблемы до их возникновения и устранять неполадки с минимальными затратами времени и средств. Для широкого круга читателей.

Сергей Савосин

Советы автомеханика: техобслуживание, диагностика, ремонт

Глава 1

Общие сведения и основные положения по техническому обслуживанию и ремонту

1.1. Принцип устройства автомобиля

Современный легковой автомобиль представляет собой транспортное средство, состоящее из многих систем, механизмов и узлов.

Кузов автомобиля – это жесткая пространственная рама, облицованная тонким листом или волокнистым пластиком. В настоящее время кузов делают «несущим», т. е. заменяющим раму, и к нему крепят все агрегаты и механизмы.

Автомобиль приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, являющимся источником механической энергии.

Для передачи крутящего момента от двигателя к колесам автомобиля и для изменения этого момента в зависимости от условий движения каждый автомобиль имеет трансмиссию или силовую передачу, к которой относятся следующие агрегаты: сцепление или гидротрансформатор, коробка перемены передач (ручная или автоматическая), карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.

Колеса с пневматическими шинами вместе с передней и задней осями и упругими элементами крепления осей к раме или кузову составляют ходовую часть автомобиля. В каждом автомобиле имеются механизмы управления, с помощью которых можно изменять направление движения и останавливать автомобиль или замедлять его движение. К этим механизмам относятся рулевое управление и тормозная система.

Для эксплуатации автомобиля в темное время суток на нем устанавливается система освещения. Безопасность движения современных автомобилей обеспечивается системой сигнализации. Для повышения комфортабельности автомобили оборудуются системами отопления и вентиляции.

Расположение двигателя и агрегатов трансмиссии у разных моделей автомобилей неодинаково. Классическая схема размещения агрегатов и узлов представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классическая схема размещения агрегатов и узлов автомобиля

Двигатель расположен спереди, вдоль оси автомобиля, ведущими колесами являются задние, для передачи крутящего момента к заднему ведущему мосту устанавливают карданный вал. Карданный вал может быть коротким, непосредственно соединяющим коробку перемены передач с задним мостом (рис. 1.2), либо длинным, имеющим промежуточный карданный вал, установленный на подвесном подшипнике (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Короткий карданный вал

Рис. 1.3. Длинный карданный вал с подвесным подшипником

На большинстве современных автомобилей применяется переднеприводная схема установки агрегатов и узлов: двигатель расположен спереди поперек автомобиля, агрегаты и трансмиссия также расположены спереди. В этом случае трансмиссия передает крутящий момент передним колесам, которые одновременно являются ведущими и управляемыми. В результате такого расположения агрегатов можно существенно уменьшить их массу и высоту центра тяжести. Такими же преимуществами обладают автомобили с задним расположением двигателя и агрегатов трансмиссии, передающих крутящий момент задним ведущим колесам.

1.2. Классификация автомобилей

Все автомобили характеризуются следующими параметрами:

• База – расстояние между передними и задними осями колес.

• Колея – расстояние между средними плоскостями колес одной оси, замеренное в плоскости дороги.

• Габаритные размеры – длина, ширина и высота автомобиля, замеренные между крайними точками.

• Дорожный просвет (клиренс) – высота над дорогой наиболее низко расположенной точки шасси автомобиля (ось, картер моста и т. д.).

• Радиус поворота – радиус окружности, описываемый передними колесами при повороте рулевого колеса до отказа влево или вправо.

Автомобили можно классифицировать и по другим признакам:

1. По назначению: грузовые, пассажирские, грузопассажирские, специальные.

2. По степени приспособления в работе в различных дорожных условиях.

3. По общему числу колес и числу ведущих колес.

4. По числу осей.

5. По составу.

6. По типу двигателя.

7. По принадлежности.

8. По типу шасси.

Грузовые автомобили группируются по:

• Грузоподъемности:

– особо малой грузоподъемности (до 1 т);

– малой грузоподъемности (1–2 т);

– средней грузоподъемности (2–5 т);

– большой грузоподъемности (свыше 5 т);

– особо большой грузоподъемности (свыше предела, установленного дорожными габаритами и весовыми ограничениями).

• Виду перевозимого груза.

• Типу кузова:

– самосвалы;

– бортовые;

– крытые;

– с тентом;

– бетоносмесительные;

– автоцистерны;

– автовозы;

– тягачи.

Пассажирскими автомобилями называются:

• Автобусы (вместимостью свыше 8 человек), которые различаются по:

– Габаритной длине:

· особо малой до 5 м;

· малой от 6 до 7,5 м;

· средней 8–9,5 м;

· большой 10,5-12 м;

· особо большой (сочлененный) 16,5 м и более.

– Назначению:

· городские (внутригородские и пригородные);

· местного сообщения (для сельских перевозок);

· междугородние;

· туристические;

· микроавтобусы;

· троллейбусы;

· внедорожники.

• Легковые машины (вместимостью до 8 человек), которые различаются по:

– Размеру. В США размерный класс легковых автомобилей определяется внутренним объемом пассажирского салона и багажного отделения. Кроме того, в США существует еще и так называемая классификация автомобилей по рыночной оценке. В Японии всего 3 класса легковых автомобилей: мини, малые и стандартные. В России применяется европейская классификация легковых автомобилей, в основе которых лежат габаритные размеры машин.

· Сегмент А (особо малый класс, городской автомобиль). Сюда входят малогабаритные автомобили, предназначенные в основном для эксплуатации в городских условиях. Длина таких машин не должна превышать 3,6 м, а ширина – не более 1,6 м. Типичными представителями можно считать автомобили «Smart», «Ford Ка», «Renault Tvingo», «Ока».

· Сегмент B (малый класс, супермини). Это достаточно популярный в Европе класс машин, значительная часть которых имеет кузов хэтчбэк и передний привод. Габариты автомобилей класса В: длина – 3,6–3,9 м, ширина – 1,5–1,7 м. Типичные представители: «Fiat Punto», «Opel Corsa», «Таврия».

· Сегмент С (малый средний, компактный, гольф-класс). Длина автомобиля – 3,9–4,4 м, ширина – 1,6–1,75 м. Типичные представители: «VW Golf», «Opel Astra», все «Жигули» с первой по пятнадцатую модели.

· Сегмент D (средний, семейный автомобиль). Один из наиболее динамично развивающихся классов автомобилей, представители которого все чаще соперничают с машинами класса Е. В этот класс входят автомобили длиной 4,4–4,7 м и шириной 1,7–1,8 м. Типичные представители: «VW Passat», «Audi A4», «Opel Vectra», «Волга» от ГАЗ 24 до ГАЗ 3110.

· Сегмент Е (бизнес-класс, среднеразмерный, полноразмерный автомобиль). Параметры машин Е-класса: длина – свыше 4,6 м, ширина – свыше 1,7 м. Типичные представители: «Opel Omega», «Renault Safrane», «MB E-класса», «BMW» 5-й серии.

· Сегмент F (представительский класс, полноразмерный автомобиль). Сосредоточил в себе комфортабельные мощные автомобили, потому называется также «люкс» или «представительским классом». Длина таких машин обычно свыше 4,6 м, ширина – свыше 1,7 м. Типичные представители: «BMW» седьмой серии, «Jaguar XJ8», «Mercedes-Benz S-Class», «Ford Crown Victoria», «Чайка» ГАЗ-13, ГАЗ-14, ЗИЛ-111, ЗИЛ-114, ЗИЛ-117.

Примечание

Кроме того, существует еще несколько отдельных групп автомобилей, которые не подходят ни под один из описанных выше классов. Это купе, кабриолеты, универсалы повышенной вместимости (УПВ) и внедорожники, известные также как автомобили повышенной проходимости.

– Типу кузова:

· седаны;

· универсалы;

· хэтчбэки;

· лимузины;

· пикапы;

· минивэны и т. д.

– Рабочему объему цилиндров двигателя:

· особо малый (до 1,2 л);

· малый (от 1,2 до 1,5 л);

· средний (от 1,5 до 3,5 л);

· большой (свыше 3,5 л);

· высший (не регламентируется).

1.3. Автомобильные топлива, смазочные материалы и технические жидкости

1.3.1. Автомобильные топлива

Долговечность работы двигателя зависит от многих факторов, и в значительной степени – от качества применяемого топлива. Основными автомобильными топливами являются бензины и дизельное топливо.

Бензин – это смесь углеводородов (соединение углерода и водорода), имеющих температуру кипения от 30 до 200 °C и присадок, предназначенных для улучшения эксплуатационных свойств топлива. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от искры.

Неконтролируемое самовоспламенение части бензовоздушной смеси, сопровождающееся горением взрывного характера (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15–20 до 1500–2500 м/с), называется детонацией. Ее признаками являются характерные металлические стуки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива, повышение дымности отработанных газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, разрушению поршневых колец, износу подшипников коленчатого вала.

Показатель стойкости бензина к детонации выражается октановым числом (ОЧ) бензина. Оно определяется в лабораторных условиях на моторной установке путем сравнения ее работы на испытуемом бензине и эталонном топливе (смеси изооктана с ОЧ=100 и гептана с ОЧ=0), детонационная стойкость которого известна. Октановое число равно содержанию изооктана в смеси с гептаном. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя является применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, т. е., к примеру, бензин АИ-95 обладает октановым числом 95.

Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов с температурой кипения 180–360 °C. В некоторые марки дизельного топлива вводятся присадки для улучшения его эксплуатационных свойств. Оно предназначено для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Дизельное топливо, впрыснутое в сжатый и нагретый в цилиндре воздух (500–700 °C), должно распылиться, частично испариться и самовоспламениться за очень короткий промежуток времени (0,002-0,003 с), который называется периодом задержки самовоспламенения.

Воспламеняемость дизельного топлива характеризуется цетановым числом, которое определяется испытанием на моторной установке. Чем оно выше, тем короче период задержки самовоспламенения. Его численное значение равно процентному содержанию цетана в смеси с метилнафталином, воспламеняемость которой эквивалентна испытуемому дизтопливу. При цетановом числе менее 40 (большом периоде задержки самовоспламенения) топливо в цилиндре успевает хорошо прогреться, поэтому воспламенение носит взрывной характер и резко повышает давление в цилиндре. Такую работу дизеля называют «жесткой», она вызывает ударные нагрузки на поршень, подшипники коленвала, приводит к их ускоренному износу. Дизельное топливо с цетановым числом выше 55, поступив в цилиндр, не успевает хорошо прогреться, поэтому давление в цилиндре нарастает равномерно, дизель работает «мягко». Однако при этом ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к неполному сгоранию топлива, падению мощности и экономичности двигателя, повышению дымности отработавших газов. Цетановое число летнего и зимнего дизельного топлива разное.

Производство бензинов и дизельных топлив