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.