Системы питания двигателей 23 страница


 

Рис. 8.18. Отопитель салона кузо­ва легковых автомобилей ВАЗ: 1 — воздухопровод; 2, 4, 5 — рычаги; 3 — электровентилятор; 6 — дефлек­торы; 7, 11 — крышки; 8 — коробка; 9 — радиатор; 10 — кран

управляемая рычагом 4, позволя­ет регулировать количество воз­духа, поступающего в салон ку­зова через отопитель. При малой скорости движения автомобиля и на стоянке, когда скоростной на­пор воздуха недостаточен или от­сутствует, свежий воздух нагне­тается электровентилятором 3, который имеет две скорости вра­щения: низкую и высокую. Тем­пература воздуха, поступающего в салон кузова, регулируется ко­личеством жидкости, подводимой в радиатор отопителя, который подключен параллельно к систе­ме охлаждения двигателя. Такое подключение радиатора отопите­ля к системе охлаждения позво­ляет пользоваться отопителем независимо от теплового состоя­ния двигателя. Количество посту­пающей в радиатор отопителя жидкости регулируется открыти­ем крана 10, управляемого рыча­гом 5. Воздух, поступающий в салон кузова через отопитель, на­правляется к дефлекторам 6 и воздухопроводу 1.

Воздухораспределительная крышка 11, управляемая рычагом 2, позволяет регулировать количество воздуха, направляемого к деф­лекторам и воздухопроводу. При закрытой крышке весь воздух поступает в салон кузова через дефлекторы 6, а при открытой крышке большая его часть направляется через воздухопровод 1 в нижнюю переднюю часть салона кузова к ногам водителя и перед­него пассажира и оттуда — в зону ног задних пассажиров. Дефлек­торы имеют поворотные крышки с направляющими решетками, что позволяет регулировать направление потока выходящего воз­духа. При закрытой крышке 11 достигается интенсивный обдув внутренней поверхности ветрового стекла кузова, предохраняющий стекло от запотевания и обмерзания.

Отопление салона кузова автобусов обычно осуществляется с помощью калориферной системы, использующей теплый воздух от радиатора системы охлаждения двигателя. Теплый воздух по­ступает в отопительные каналы кузова и из них — в салон и каби­ну водителя.

Легковые автомобили имеют естественную, приточную и вы­тяжную вентиляцию салона кузова. Естественная вентиляция ку-


     
   
 
 


Рис. 8.19. Вентиляция кузовов легкового автомобиля (а) и автобуса (б):

1,5 — люки; 2 — облицовка; 3 — отверстия; 4 — заборник

зова производится при опускании стекол дверей и открывании поворотных форточек в окнах дверей. Приточная вентиляция (рис. 8.19, а) осуществляется обычно через возлухозаборный люк 1 и систему отопления, а вытяжная вентиляция — через отверстия 3 на боковинах кузова и перфорированную облицовку 2 внутренней поверхности крыши.

Вентиляция салона кузова автобусов (рис. 8.19, 6) произво­дится через систему отопления, открывающиеся боковые окна, вентиляционные люки 5, расположенные в крыше над проходом пассажирского салона, и через заборник 4 воздуха, находящийся под козырьком передней части автобуса.

В системе вентиляции и отопления кабины грузовых автомоби­лей ГАЗ (рис. 8.20) радиатор / отопителя установлен на переднем щитке под панелью приборов. Люк для забора свежего воздуха, закрываемый крышкой 4, находится перед ветровым стеклом. Вен­тилятор 5, приводимый в действие электродвигателем, подает воздух в радиатор / отопителя.

Пройдя через радиатор отопителя, воздух нагревается, посту­пает в воздухораспределитель 2, из которого направляется по раз­личным каналам для обогрева кабины и обдува ветрового стекла. При открытой крышке 3 внутреннего люка и закрытой крышке 4 создается рециркуляция воздуха, который циркулирует в этом слу­чае в пределах кабины.


Рис. 8.20. Система вентиляции и отопления кабины грузовых автомоби­лей ГАЗ:

/ — радиатор; 2 — воздухораспределитель; 3, 4 — крышки; 5 — электровенти­лятор

Рециркуляция воздуха в системе используется при низких тем­пературах окружающей среды. В летнее время для вентиляции ка­бины полностью открывают крышку 4 люка воздухопритока и крышку 3 внутреннего люка. Управление крышками люков осу­ществляется соответствующими рычагами. Вентиляция кабины производится через систему отопления, опусканием стекол две­рей, открыванием поворотных форточек в окнах дверей.

8.6. Кондиционирование воздуха кузова

Система кондиционирования воздуха служит для охлаждения и регулирования влажности воз­духа в салоне кузова автомоби­ля. Такая система применяется на легковых автомобилях выс­шего класса и междугородних автобусах.

Рис. 8.21. Схема системы кондици­онирования воздуха кузова: 1,2— заборники; 3 — вентилятор; 4 — охладитель; 5— люк; б— клапан; 7 — компрессор; 8 — радиатор; 9 — бал­лон; 10 — фильтр


В системе кондиционирования воздуха (рис. 8.21) вентилятор 3 нагнетает наружный воздух и воздух из пассажирского салона в охладитель 4 через заборники 1 и 2, откуда воздух через люк 5 поступает в салон кузова. В охладителе 4 теплота из воздуха погло­щается охлаждающей жидкостью (фреоном) при переходе ее в паро­образное состояние. Пары охлаждающей жидкости из охладителя поступают в компрессор 7, в котором они сжимаются. Из ком­прессора сжатые и нагретые пары подаются в радиатор 8. В радиа­торе пары охлаждаются потоком встречного воздуха и превраща­ются в жидкость, которая стекает в баллон 9. Из баллона жидкость через фильтр 10 вновь возвращается в охладитель 4. Перепускной клапан 6 осуществляет автоматическое регулирование хладо-производительности системы кондиционирования воздуха, пере­пуская часть паров охлаждающей жидкости в охладитель, минуя радиатор.

В системе кондиционирования воздуха имеются два термоста­тических выключателя. Один выключатель управляет перепускным клапаном 6 в зависимости от температуры воздуха в охладителе, а другой отключает привод компрессора при переохлаждении воз­духа в охладителе.

8.7. Органы управления автомобилем

Органы управления служат для управления автомобилем, а так­же отдельными его системами и механизмами.

Органы управления размещены в салоне кузова автомобиля, и ими оборудуется место водителя. К органам управления относят­ся: рулевое колесо; педаль сцепления; рычаг переключения пере­дач; педаль рабочей тормозной системы; рычаг стояночной тор­мозной системы; педаль управления дроссельными заслонками карбюратора; рукоятка управления воздушной заслонкой карбю­ратора; выключатель зажигания; переключатель наружного осве­щения; выключатели обогрева заднего стекла, проти вотум энных фар и задних проти вотума иных фонарей, аварийной сигнализа­ции, освещения приборов, звуковых сигналов; блок рычагов уп­равления системой вентиляции и отопления салона кузова; рычаг переключателя стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла; рычаг привода замка капота; рычаг переключателя указателей по­ворота, стояночного света и света фар.

Расположение рулевого колеса, педали управления дроссель­ными заслонками карбюратора, педали сцепления, рычага пере­ключения передач, педали рабочей тормозной системы и рычага стояночной тормозной системы на автомобилях, выпускаемых в России, обусловлено правосторонностью движения, принятой в нашей стране.


8.8. Безопасность кузова

Конструкция кузовов легковых автомобилей и автобусов обла­дает высокой активной и пассивной безопасностью.

Активная безопасность кузова обеспечивается: хорошей обзор­ностью и видимостью с места водителя во всех направлениях (боль­шая площадь остекления, внутренние и наружные зеркала задне­го вида) и при любых погодных условиях (большая поверхность очистки ветрового стекла стеклоочистителями с эффективным обмывом, предохранение ветрового, заднего и боковых стекол от запотевания и обмерзания системой отопления и вентиляции, очистители и смыватели фар); отсутствием в поле зрения водите­ля слепящих ламп и бликов от полированных поверхностей кузо­ва, блестящих деталей, контрольных приборов; защитой глаз во­дителя от ослепления солнечными лучами (противосолнечные поворотные козырьки) и светом фар сзади идущего автомобиля (противоослепительное устройство внутреннего зеркала заднего вида); удобной посадкой водителя (комфортабельное регулиру­емое сиденье); хорошей видимостью контрольных приборов с ме­ста водителя; максимальным приближением органов управления к водителю; хорошей звуко- и термоизоляцией кузова (противо­шумная мастика, прокладки из стекловолокна и текстильно-би­тумные); созданием соответствующего микроклимата внутри са­лона кузова (высокоэффективная система вентиляции и отопле­ния). Все это снижает утомляемость водителя и обеспечивает воз­можность длительной безопасной его работы.

Пассивную безопасность кузова обеспечивают: отсутствием рез­ких граней и выступов на поверхности кузова; утопленными руч­ками дверей; мягкими накладками на концах бамперов, предот­вращающими травмирование пешеходов; ремнями безопасности; безопасными стеклами и зеркалами; энергоемкой панелью при­боров с утопленными приборами; травмобезопасным рулевым колесом; надежными замками дверей, выдерживающими боль­шие нагрузки и исключающими самопроизвольное открывание дверей при наезде автомобиля на препятствие; широкими дверя­ми, создающими возможность быстрой эвакуации водителя и пас­сажиров потерпевшего аварию автомобиля; высокой прочностью пассажирского салона, обеспечивающей незначительные его де­формации при авариях; широкими бамперами с резиновыми на­кладками, поглощающими удары при столкновениях; регулируе­мыми подголовниками передних сидений, предотвращающими травмирование шеи человека от удара при наезде на автомобиль сзади; обивочными огнестойкими материалами и внутренней об­шивкой салона кузова.

В последнее время получают все большее распространение подушки безопасности, устанавливаемые в салоне автомобиля


(в рулевом колесе, перед передним пассажиром, в боковинах и даже сзади). Подушки безопасности, срабатывающие в момент столкновения (при аварии), надуваются с большой скоростью и, становясь буфером между человеком и поверхностью кузова, смяг­чают удар.

8.9. Обтекаемость, обзорность и шумоизоляция кузова

Легковые автомобили движутся с большими скоростями. В ре­зультате значительная часть мощности их двигателей затрачивается на преодоление сопротивления воздуха. Для уменьшения сопро­тивления движению кузова легковых автомобилей имеют обтека­емую форму.

Обтекаемость кузова существенно влияет на тягово-скорост-ные свойства и топливную экономичность автомобиля. Так, при скорости, равной 50 км/ч, потери мощности на сопротивление воздуха почти равны потерям мощности на сопротивление каче­нию автомобиля при движении по дорогам с твердым покрытием. Снижение потерь мощности на сопротивление воздуха на 10% дает экономию топлива на 3 %.

Хорошая обтекаемость кузова на современных легковых авто­мобилях достигается следующими конструктивными мероприяти­ями: незначительным наклоном крыши кузова назад, примене­нием боковин кузова без резких переходов, установкой ветрового стекла и облицовки радиатора с наклоном, применением гладко­го днища. Все это позволяет уменьшить аэродинамические потери при движении, особенно на высоких скоростях, а также повысить тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомо­биля.

Обзорность и шумоизоляция кузова серьезно влияют на без­опасность движения и комфортабельность автомобиля. Хорошие обзорность и шумоизоляция обеспечивают меньшую утомляемость пассажиров и водителя во время движения.

Обзорность из кузова с места водителя улучшается при высо­ком расположении его сиденья, меньшем наклоне подушки и спинки сиденья, при увеличении размеров ветрового стекла, уменьшении толщины стоек кузова и смещении их к задней части автомобиля. Наилучшую обзорность обеспечивают панорамные окна с высокорасположенной верхней кромкой.

Хорошая шумоизоляция кузова обеспечивается за счет примене­ния противошумных паст, битумных мастик, теплоизоляционных и перфорированных картонов и т.п. Панель двигателя обивают толстым слоем из термоизоляционного картона и пенопласта или многослойным гофрированным картоном со слоем водонепрони­цаемого картона. Пол кузова легковых автомобилей перед покрас-


кой покрывают термоплавкими битумными листами, которые при последующей горячей сушке расплавляются и прочно склеивают­ся с поверхностью пола и со слоистыми термошумоизоляцион-ными прокладками, уложенными на битумные листы. Пол салона кузова покрывается также съемными ковриками. Для шумоизоля-ции боковин кузова и дверей применяются шумоизоляционные мастики, войлок и картон с пеноволокном. Для шумоизоляции крыши кузова используют пенопласт, перфорированный картон и прокладки из стекловолокна, армированного смолами.

Контрольные вопросы

1. Какие типы кузовов легковых автомобилей вам известны?

2. Каковы особенности конструкции кузовов автобусов?

3. Какие типы кузовов грузовых автомобилей вам известны?

4. Каковы основные части кузова грузового автомобиля?

5. Как обеспечивается безопасность кузова?

6. Какие системы обеспечивают комфортабельность кузова легкового автомобиля, автобуса и кабины грузового автомобиля?

7. На какие эксплуатационные свойства автомобиля оказывает суще­ственное влияние обтекаемость кузова?


9. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

9.1. Назначение и типы

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осу­ществляющих поворот управляемых колес автомобиля.

Рулевое управление служит для изменения и поддержания на­правления движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает безопасность движения автомобиля.

На автомобилях изменение направления движения осущест­вляется поворотом передних колес различными типами рулевых управлений (рис. 9.1).

Применение левого или правого рулевого управления зависит от принятого в той или иной стране направления движения транс­порта.

Левое рулевое управление применяется в автомобилях боль­шинства стран, где принято правостороннее движение транспорта (Россия, США и др.), а правое рулевое управление — в странах с левосторонним движением транспорта (Япония, Великобритания). При этом рулевое колесо, установленное с левой или правой сто­роны автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу.

Применение рулевого управления различной конструкции (без усилителя или с усилителем) зависит от типа и назначения авто­мобиля.

Левое

Рулевые управления без усилителя обычно устанавливаются на легковых автомобилях особо малого и малого классов и грузовых малой грузоподъемности.

 

 

 

           
       
         
По расположению       По конструкции
Правое

Без усилителя

С усилителем

.9.1. Типы рулевых управлений, классифицированных

по различным признакам


Рулевые управления с усилителем применяются на других ав­томобилях. При этом значительно облегчается их управление, улуч­шается маневренность и повышается безопасность движения — при разрыве шины автомобиль можно удержать на заданной тра­ектории движения.

Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески передних колес автомобиля.

При независимой подвеске передних управляемых колес, ко­торая применяется на всех легковых автомобилях, в рулевое управ­ление без усилителя входят (рис. 9.2, а) рулевое колесо /, рулевой


вал 2, рулевая передача (механизм) 3, рулевая сошка 7, средняя рулевая тяга 8, маятниковый рычаг 9, боковые рулевые тяги 6 и 10, рычаги 5и // поворотных цапф.

При вращении рулевого колеса / усилие от него на поворот­ные цапфы 4 и 12 передних колес передается через вал 2, рулевую передачу 3, сошку 7, среднюю 8 и боковые б и 10 тяги, рычаги 5 и 11. В результате осуществляется поворот управляемых колес ав­томобиля.

При зависимой подвеске передних колес (рис. 9.2, 6) рулевое управление без усилителя включает рулевое колесо /, рулевой вал 2, рулевую передачу 3, рулевую сошку 7, продольную руле­вую тягу 13, поворотный рычаг 14, рычаги 5 и II поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 15. При вращении рулевого ко­леса 1 вместе с ним вращается вал 2. Усилие от вааа через рулевую передачу 3 передается на сошку 7, которая через продольную тягу 13 перемещает рычаг 14с поворотной цапфой елевого колеса. Одно­временно через рычаги 5 и 11 и поперечную тягу /5 поворачивает­ся цапфа 12 правого колеса. Так производится поворот передних управляемых колес автомобиля.

Рулевое управление с усилителем (рис. 9.3), кроме рулевого механизма и рулевого привода, включает пневматический усили­тель, который состоит из пневмоцилиндра /, воздухораспредели­теля 8, рычажной системы и воздухопроводов. Воздухораспре­делитель # расположен на левом лонжероне рамы автомобиля и соединен тягой 7 с рычагом 5, связанным с девой продольной рулевой тягой 6 и рулевой сошкой 4. Пнепмоцилиндр / установ­лен на правом лонжероне рамы, и шток его поршня через рычаг 2

Рис. 9.3. Рулевое управление с пневматическим усилителем: / — пневмоцилинлр; 2, 5 — рычаги; .?, 6, 7 — тяги; 4 — сошка; 8 — воздухорас­пределитель


соединен с правой продольной рулевой тягой 3. Пневмоусилитель включается водителем при помоши крана, расположенного в ка­бине, в тяжелых дорожных условиях и при маневрировании авто­мобиля. При этом воздухораспределитель направляет сжатый воз­дух в пневмоцилиндр из пневматической системы автомобиля. Давление воздуха перемещает поршень пневмоцилиндра, и на рулевой привод через рычаг 2 и тягу 3 передается дополнитель­ное усилие. При выключенном пневмоусилителе управляемые ко­леса поворачиваются усилием водителя, прилагаемым к рулевому колесу.

9.2. Травмобезопасное рулевое управление

На легковых автомобилях широкое применение имеют травмо-безопасные рулевые управления.

Травмобезопасное рулевое управление является одним из кон­структивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопас­ность автомобиля — свойство уменьшать тяжесть последствий до­рожно-транспортных происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьезную травму водителю при лобо­вом столкновении с препятствием при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторо­ну водителя.

Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого вала при резком перемещении вперед вследствие лобо­вого столкновения, когда при слабом натяжении ремней безопас­ности перемещение составляет 300...400 мм. Для уменьшения тя­жести травм, получаемых водителем при лобовых столкновениях, которые составляют более 50 % всех дорожно-транспортных про­исшествий, применяют различные конструкции травмобезопас-ных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, позволяющими значи­тельно снизить тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоплошающее уст­ройство, а рулевой вал часто выполняют составным. Все это обес­печивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь ку­зова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями, автомобилями и другими транспортными средствами.

На рис. 9.4, а представлен рулевой механизм легкового автомо­биля, рулевой вал которого состоит из трех частей, соединенных карданными шарнирами 2, а роль энергопоглощающего устрой­ства выполняет специальное крепление рулевого вала к кузову автомобиля. При лобовом столкновении, когда передняя часть автомобиля деформируется, рулевой вал складывается и незначи­тельно перемещается в салон кузова автомобиля. При этом крон-


штейн 1 крепления рулевого вала деформируется и поглощает часть энергии удара.

Рулевой механизм с энергопоглощающим устройством силь-фонного типа показан на рис. 9.4, б. Рулевое колесо соединено с рулевым валом металлическим гофрированным цилиндром 3, ко­торый при столкновении деформируется, частично поглощает ! энергию удара и обеспечивает небольшое перемещение рулевого вала в сторону водителя.

На рис. 9.4, в представлен рулевой механизм, у которого верх­няя часть рулевого вала выполнена в виде перфорированной тру­бы 4. Показан также последовательный процесс и максимальная деформация верхней части рулевого вала, которая весьма значи­тельна.

В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомоби­лей применяются и другие энергопоглощающие устройства, ко­торые соединяют составные рулевые валы. К ним относятся рези­новые муфты специальной конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», который выполнен в виде нескольких про­дольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей ру­левого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают переме­щение рулевого вала внутрь салона кузова.

Рис. 9.4. Травмобезопасные рулевые механизмы:

а — рулевой вал, состоящий из трех частей; б — рулевой вал с энергопоглоша-

юшим устройством сильфонного типа; в — рулевой вал с перфорированной

трубой; / — кронштейн; 2 — карданный шарнир; 3 — цилиндр; 4 — труба


Рулевое управление автомобиля состоит из двух частей — руле­вого механизма и рулевого привода.

В рулевой механизм входят рулевое колесо, рулевой вал и ру­левая передача, которая определяет тип рулевого механизма.

В рулевой привод входят рулевая сошка, рулевые тяги, рычаги (маятниковый и поворотных цапф), а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей. При этом рулевые тяги и рычаги поворотных цапф образуют рулевую трапецию, которая определяет тип рулевого привода.

9.3. Рулевой механизм

Рулевым называется механизм, преобразующий вращение ру­левого колеса в поступательное перемещение рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес.

Рулевой механизм служит для увеличения усилия водителя, при­лагаемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому приводу.

Увеличивать усилие водителя необходимо для облегчения управ­ления автомобилем.

Увеличение усилия, прилагаемого к рулевому колесу, проис­ходит за счет передаточного числа рулевого механизма.

Передаточным числом рулевого механизма называется отно­шение угла поворота рулевого колеса к углу поворота вала руле­вой сошки.

Передаточное число рулевого механизма зависит от типа авто­мобиля и составляет 15...20 у легковых автомобилей и 20...25 у грузовых автомобилей и автобусов. Такие передаточные числа за один-два полных оборота рулевого колеса обеспечивают поворот управляемых колес автомобилей на максимальные углы, равные 35...45°.

На автомобилях применяются различные типы рулевых меха­низмов (рис. 9.5).

Червячные рулевые механизмы применяются на легковых, грузо­вых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение из них имеют червячно-роликовые рулевые механизмы (рис. 9.6, а), со­стоящие из червяка и ролика. Червяк / имеет форму глобоида —

 

 

 

 

 

 

 

                 
       
      *      
  Червячный     Винтовой   Зубчатый -
             
* Ч ер вячно-роликовый   - Винторычажный   Шестеренный
             
  Червячно-секторный     Винтореечный   Реечный ^

Рис. 9.5. Типы рулевых механизмов


а 6 в

Рис, 9.6. Рулевые механизмы: а — червячно-роликовый; б— винтореечный; <? — реечный; 7— червяк; 2,4,9 — налы; 3 — ролик; 5— винт; 6— гайка; 7— шарик; Я— сектор; /0 — шестерня;

И — рейка

его диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма обеспечивает надежное зацепление червяка с роликом 3 при по­вороте рулевого колеса на большие углы. Ролики могут быть двух-гребневые или трехгребневые. Двухгребневые ролики применяют­ся в рулевых механизмах легковых автомобилей, а трехгребневые — грузовых автомобилей и автобусов.

При вращении червяка /, закрепленного на рулевом валу 2, момент от червяка передается ролику 3, который установлен на подшипнике на оси, размещенной в пазу вала 4 рулевой сошки. При этом, благодаря глобоидной форме червяка, обеспечивается надежное зацепление его с роликом при повороте рулевого коле­са на большие углы.

Червячно-роликовые рулевые механизмы имеют небольшие габаритные размеры, надежны в работе и просты в обслуживании. Их КПД достаточно высокий и составляет 0,85 при передаче уси­лий от рулевого колеса на управляемые колеса и 0,7 — от управля­емых колес к рулевому колесу. Поэтому усилия водителя, затрачи­ваемые на преодоление трения в рулевом механизме, невелики.

Меньшее распространение получили червячно-секторные ру­левые механизмы и применяются они только на грузовых автомо­билях. Эти механизмы состоят из цилиндрического червяка и бо­кового сектора со спиральными зубьями. Они имеют небольшое давление на зубья при передаче больших усилий и небольшой износ. Однако их КПД низкий и равен 0,7 и 0,55 соответственно при передаче усилия от рулевого колеса и обратно.

Винтовые рулевые механизмы используются на тяжелых грузо­вых автомобилях. Наибольшее применение получили винторееч-ные рулевые механизмы.