Текст книги "Грузовые автомобили. Освещение, сигнализация, контрольно-измерительные приборы"

Грузовые автомобили
Освещение, сигнализация, контрольно-измерительные приборы

Трудно найти в настоящее время человека, который бы не представлял, что обозначает слово «машина». Слово и понятие настолько прочно вошли в наш лексикон, что многие не задумываются над тем, какой глубокий смысл заложен в нем.

В политехническом словаре дается определение слова машина: «машина – это механизм, совершающий какую – нибудь полезную работу с преобразованием одного вида энергии в другой».

Технический прогресс не стоит на месте, появляются все новые и новые машины. Но они не появляются на пустом месте. За каждым новым изобретением стоит богатый опыт прошлого, обобщаются достижения настоящего времени.

Еще совсем недавно было то время, когда всякое другое передвижение человека, кроме своих ног и использования животных, считалось противоестественным исправлением «божественного промысла», «улучшением творения творца» и воспринималось как грех.

Так изобретатель трехколесной паровой тележки Ульям Мердок еле спасся от побоев и увечий своих соотечественников, пришедших в ярость, при виде мчащайся тележки с паровым двигателем.

Но его опыт не пропал даром, уже в 1763 году французский инженер Каньо придумал первую паровую тележку. А в 1803 был изобретен первый паровоз шотландским инженером Ричардом Тревиком. В начале 1814 года появились паровозы Джорджа Стефенсона и вызвали при испытаниях бурю восторгов и изумления. Паровоз Джорджа Стефенсона в 1829 году был признал лучшим.

С тех пор прошло не так много времени и по улицам наших городов и сел едут автомобили различных марок, мощностей и форм.

Развитие автомобилестроения

История автомобильного транспорта

С давних времен люди сочиняли сказки и мечтали о создании более быстрого способа передвижения, примером могут служить Сапоги-Скороходы, Ковер-Самолет, волшебники, переносящие людей за тридевять земель, тридесять морей.

Сейчас трудно поверить в то, что чуть больше двухсот лет назад горожане с таким же удивлением встречали первые автомобили, появившиеся на улицах. Если наше удивление вызвано восторгом, то крики жителей древних городов раздавались от суеверного страха.

Появились тележки, затем конные экипажи, автомобиль. Первоначально появилось слово «самодвижущийся», буквально «авто – мобильный», произошло слово от греческого «аутос» – «сам» и латинского «мобилис» – «подвижный». Слово относилось ко всем механизмам созданным человеком: часы, куклы-автоматы, музыкальные шкатулки и многое другое.

В 18 веке лошадей в экипажах заменили силой пара и применили термин «автомобиль». В 1885-1886 годах были изобретены первые бензиновые автомобили «бензиномобили» с двигателем внутреннего сгорания. С этого времени наступил переломный момент в транспортной технике. В настоящее время парк автомобилей с двигателем внутреннего сгорания составляет более 99,9% мирового автомобильного транспорта. Нет ни одной отрасли народного хозяйства или деятельности человека, в которой бы не использовался автомобиль.

В России до 1917 года автомобили не получили широкого распространения. Были как их противники, так и сторонники, дальнейшая жизнь расставила все по своим местам.

В 1904 году в Санкт-Петербурге было организовано таксомоторное общество, а чуть позднее автомобили стали использовать почтовые и военные ведомства.

Первый российский автомобиль был создан в 1896 году Е.А. Яковлевым и П. П. Фрезе. Хотя дореволюционная Россия не имела высокоразвитой автомобильной промышленности, первые автомобили по своим внешним качествам и техническим характеристикам не уступали лучшим образцам зарубежной автомобильной промышленности. К большому огорчению, ни один образец не сохранился до нашего времени.

Мы не можем представить себе жизнь без автомобиля, он и друг и первый помощник, может нас доставить туда, где еще не ступала нога человека, очевидно, поэтому автомобиль является самым популярным видом транспорта.

Несмотря на большую популярность автомобиля, ученые подсчитали, что его используют не в полной мере. Две трети своей дневной жизни автомобиль не работает и количество пассажиров в среднем не превышает двух человек. Следует сделать вывод, что этот вид транспорта используется человеком всего на 10-15%.

Назначение и классификация современных грузовых автомобилей

Грузовики предназначены для использования на дорогах общего пользования. Могут иметь бензиновый, дизельный, газовый, комбинированный или гибридный двигатель. В грузовике может быть от 2-х до 5-ти осей. У всех грузовиков одинаковая рама основы шасси (лестничного или хребтового типа), необходимая для установки кузовов. Первый дизельный грузовик был сконструирован и построен в 1923 году.

Каждый многоосный грузовик может перевозить груз от 20 до 25 тонн. Начиная с конца девятнадцатого века традиционная конструкция кузова грузовика – бортовая платформа. Их используют и как универсальный грузовой транспорт (общего назначения), и для перевозки отдельных видов грузов. Грузовые автомобили общего назначения подразделяют по массе груза, который можно перевозить в кузове на:

– особо малые, (от 0, 3 т до 1, 0т), для перевозки небольших партий грузов, обычно в пределах города;

– малые (от 1,0 т до 3,0 т), для перевозки товаров в торговой сети (доставка товаров населению на дом и в сельском хозяйстве);

– средние (от 3,0т до 5,0т), для перевозки массовых грузов промышленных предприятий, строительных материалов и сельскохозяйственных грузов;

– большие (от 5,0т до 8,0т), для массовых перевозок по дорогам с твердым покрытием;

– особо большие автомобили (свыше 8т), для перевозки руды, угля, вывозки породы, работы на крупных стройках и т.д.

Типы кузовов используют шасси только в качестве транспортера. Специализированные кузова используются для перевозки определенных типов груза. Например: фургоны для штучного груза, цистерны – для перевозки жидких и сыпучих продуктов, самосвалы – для перевозки навалочных грузов, панелевозы – для перевозки панелей и т.д. Самосвалы имеют металлический усиленный кузов и оборудованы специальным гидравлическим устройством позволяющим опрокидывать его, чтобы разгрузиться. Для перевозки контейнеров используются контейнеровозы. Автокраны, пожарные машины, машины скорой помощи, автобетономешалки, разбрасыватели минеральных удобрений, топливозаправщики и другие – это транспортно-технологические специализированные автомобили.

Сельскохозяйственные машины имеют кузова с добавочными бортами и с трехсторонней разгрузкой. Двуосные кузова выдерживают нагрузку от 1, 5тонн до 12 тонн, а многоосные кузова до 45 тонн.

Для транспортировки леса используются лесовозы, они рассчитаны на перевозку груза до 400 тонн и имеют мощный двигатель в 3000 лошадиных сил. Такие машины имеют огромный вес и им не разрешается пользоваться дорогами общественного пользования.

В обозначении марки грузового автомобиля российского производства используют сокращенное название завода изготовителя (КамАЗ, МаЗ, ЗИЛ , ГАЗ). Цифра, указанная через дефис, означает номер модели.

Например: грузовой автомобиль ГАЗ-330753, где 3 – третий класс, 3 – вид автомобиля, 07 – номер модели, 5 – пятая модификация седьмой модели, 3 – номер экспортного варианта.

Исключение составляет первая цифра в марках автомобилей ЗИЛ 5301 и «ГАЗель».

Автомобили, со специальным кузовом, для перевозки пассажиров, называют пассажирскими. Подразделяются такие автомобили на две группы: легковые – для перевозки до 8 человек и автобусы – до перевозки группы людей свыше 9 человек, не считая водителя автобуса. Автобусный транспорт бывает городской, пригородный и междугородний. В зависимости от длины автобусы подразделяют на классы – от 2-го до 8-го.

Общее устройство автомобиля

Все автомобили, в независимости от особенности своей конструкции состоят из трех основных частей:

1. двигателя,

2. кузова,

3. шасси.

Двигатель – это главная движущая сила автомобиля, источник механической энергии. В двигателе тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Тепловая энергия возникает в двигателе внутреннего сгорания, за счет сгорания топлива в его цилиндрах.

Кузов – часть автомобиля, предназначенная для размещения водителя и пассажиров или размещения груза. Кузов состоит из двух частей:

1. кабины,

2. платформы.

К кузову автомобиля можно отнести крылья, облицовку и капот.

Шасси – в шасси входят все узлы и механизмы, передающие усилия от двигателя на ведущие колеса, а также служащие для передвижения и управления автомобиля. Шасси состоит из следующих частей:

1.механизмы управления,

2. ходовую часть (рис ходовая часть),

3. трансмиссию (силовую передачу),

Механизмы управления включают рулевое управление, связанное с передними колесами рулевым приводом, и тормозную систему.

Рулевое управление, нужно для управления ходом движения автомобиля и для изменения направления движения. Рулевым управлением изменяют направление движения автомобиля путем поворота передних колес.

Тормозная система служит для замедления скорости движения и остановки автомобиля, а также удержание автомобиля в неподвижном состоянии длительное время.

Ходовая часть служит для перемещения автомобиля. Вращательное движение ведущих колес при их сцеплении с дорожным покрытием, преобразуется в поступательное движение автомобиля. Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней осей, соединяемых с рамой подвеской, в которую входят упругие элементы (рессоры, цилиндрические пружины или пневматические баллоны) и амортизаторы. У большинства легковых автомобилей роль рамы выполняет несущий кузов.

Трансмиссия состоит из:

1. сцепления,

2. коробки передач,

3. карданной передачи,

4. ведущего моста (главной передачи, дифференциала и полуосей-приводных валов).

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению.

Сцепление служит для кратковременного отъединения коробки передач от двигателя, плавного их соединения при трогании автомобиля с места и переключения передач.

Коробка передач предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен. Коробка передач позволяет разобщать на длительное время двигатель от ведущих колес и обеспечивать движение автомобиля задним ходом.

Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач к главной передаче под изменяющимися углами.

Ведущий мост состоит из механизмов, с помощью которых происходит увеличение вращающего момента и вращение валов передается к ведущим колесам под прямым углом.

Освещение, сигнализация, контрольно-измерительные приборы

Наибольшая сила тока используется такими потребителями электрической энергии в автомобиле как стартер и звуковое сигнальное устройство.

Только тогда возможен надежный пуск двигателя, если его коленчатый вал вращается с частотой 60 – 80 мин^-1. так как запустить двигатель механически, с помощью рукоятки, требует достаточных усилий, то для облегчения пуска применяют электрический двигатель – стартер. Стартер представляет собой электродвигатель постоянного тока с последовательным или смешанным включением обмотки возбуждения, закрытого исполнения. Стартер преобразует электрическую энергии аккумуляторной батареи в механическую, он развивает большой крутящий момент в начале вращения якоря.

Стартер состоит из стального корпуса 11, в котором укреплены четыре стальных полюсных наконечника, на каждом из которых установлена катушка обмотки возбуждения 10. Между полюсными наконечниками помещен якорь 7, подшипниками вала которого служат втулки, запрессованные в отверстия крышек корпуса 11.

Рис. Стартер 1 – рычаг привода, 2 – сердечник, 3 – втягивающая обмотка, 4 – контактный диск, 5 – зажимы проводов от втягивающей обмотки и аккумуляторной батареи, 6 – клемма обмоток возбуждения статора, 7 – якорь, 8 – щетка, 9 – коллектор, 10 – обмотка возбуждения статора, 11 – корпус, 12 – буферная пружина, 13 – муфта свободного хода, 14 – венец маховика, 15 – шестерня привода.

В пазы сердечника якоря, набранного из пластин трансформаторной стали, уложена обмотка, состоящая из отдельных секций, концы которых припаяны к изолированным друг от друга медным пластинам коллектора 9. К коллектору прижаты пружинами четыре щетки 8. Две щетки изолированы от массы, соединены с обмотками возбуждения, остальные соединены с ней. Закреплены щетки в щеткодержателе и прижимаются к коллектору 9 пружинами.

Привод стартера, передающий крутящий момент от вала якоря коленчатому валу двигателя состоит из муфты свободного хода 13 и шестерни привода 15. Эти детали можно передвигать по шлицам вала якоря стартера рычагом привода 1. Привод стартера обеспечивает соединение шестерни привода 15 с венцом маховика только на время пуска стартера, после запуска стартера вал стартера должен немедленно отключаться, так как в обратном случае венец маховика будет вращать якорь стартера с огромной частотой и витки обмотки якоря могут выйти из пазов, под действием центробежной силы.

Тяговое реле, установленное на корпусе стартера, имеет катушку с двумя обмотками 3 (втягивающей и удерживающей) и полым подвижным сердечником 2, в который втягивается стальной якорь 7, соединенный серьгой и пальцем с рычагом 1 привода стартера. Втягивающая обмотка включена последовательно обмотке якоря, а удерживающая параллельно.

Стартер прикреплен болтами к картеру маховика двигателя, в окно которого входит выступающая часть крышки корпуса стартера.

Управление электрическим стартером на автомобилях осуществляется дистанционно, из кабины водителя. Стартер включают поворотом вправо до отказа ключа включателя 1, вставленного в замок зажигания. При этом через втягивающую обмотку 4 начинает проходить ток от аккумуляторной батареи. Сердечник 5, намагничиваясь притягивает якорь и замыкает контакты. Сердечник втягивается внутрь, а соединенный с сердечником рычаг 7 передвигает шестерню привода 8, соединяя ее с зубчатым концом маховика 9. Другим концом рычаг замыкает цепь аккумулятор – стартер, через контактный диск 3.

Рис. Схема включения стартера 1 – включатель стартера, 2 – контакт, 3 – контактный диск, 4 – втягивающая обмотка, 5 – сердечник электромагнита. 6 – пружина, 7 – рычаг, 8 – шестерня привода, 9 – зубчатый венец маховика, А – электродвигатель, Б – тяговое реле, В – привод двигателя автомобиля

При прохождения тока через обмотку возбуждения между полюсными сердечниками стартера образуется сильное магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем образующимся в обмотках якоря и якорь начинает вращаться. Через шестерню 8 и зубчатый венец маховика 9 якорь вращает коленчатый вал двигателя.

Когда двигатель запущен и частота вращения коленчатого вала возрастает, венец маховика начнет вращать зацепленную с ним шестерню привода стартера с частотой, в несколько раз превышающей частоту вращения вала стартера. Однако вращение шестерни не сообщается валу якоря, так как муфта свободного хода 13 (рис 63) допускает свободное вращение шестерни относительно вала в сторону вращения якоря (позволяет шестерне обгонять вал).

Для выключения стартера водитель отпускает ключ зажигания, который под действием пружины ротора замка автоматически возвращается в исходное положение. Вследствие этого цепь питания втягивающей обмотки 4 размыкается, в свою очередь отключая стартер от батареи. При этом пружина 6 тягового реле возвращает его в исходное положение и рычаг 7 выводит шестерню 8 привода из зацепления с зубчатым концом маховика.

Продолжительность включения стартера не должно превышать более 5 секунд, после чего надо сделать перерыв на 30 – 60 секунд. Этот временной промежуток необходим для восстановления работоспособности аккумуляторной батареи. Включать стартер можно не более трех раз подряд.

Приборы сигнализации

К приборам сигнализации относятся звуковой сигнал, световые указатели поворотов и стоп-сигнал.

Звуковой сигнал. На автомобилях устанавливают звуковые электромагнитные сигналы вибрационного типа, состоящий из корпуса 7, электромагнита (сердечника 9 с обмоткой 8), якоря 3, соединенного стержнем с мембраной 4, регулировочного винта 11, конденсатора 10.

Рис. Звуковой сигнал. 1 – пружинящая пластина подвижного контакта, 2 – контакты прерывателя, 3 – якорь, 4 – мембрана, 5 – резонатор, 6 – крышка, 7 – корпус сигнала, 8 и 9 – обмотка и сердечник электромагнита, 10 – конденсатор, 11 – регулировочный винт, 12 – колодка с зажимами, 13 – аккумуляторная батарея, 14 – кнопка включения сигнала.

Обмотка электромагнита одним концом через прерыватель 2 включена в цепь источника тока, а другим соединена с массой через кнопку сигнала 14 на рулевой колонке. Параллельно контактам прерывателя, для предохранения их от обгорания включен конденсатор 10 (или резистор).

При замыкании кнопкой сигнала 14 цепи, через обмотку сердечника и контакты сигнала проходит ток от источника питания. Сердечник намагничивается и притягивает якорь, действуя через стержень, который перемещаясь вместе с якорем, выгибает мембрану. Якорь нажимает пружинистую пластину 1 подвижного контакта, отводя его от неподвижного и размыкает цепь обмотки, цепь тока прерывается, сердечник размагничивается и стержень, якорь, мембрана и пластина с контактом возвращаются в первоначальное положение. Пока нажата кнопка сигнала, контакты то смыкаются, то размыкаются, повторяя процесс работы сигнала. Мембрана, колеблющаяся во время работы сигнала, становится источником звука. Для регулировки звука, подаваемого сигналом служит регулировочный винт 11. Винтом регулируют зазор между якорем, подвижным контактом с пластиной 1, величину колебаний мембраны.

На автомобилях КамАз устанавливают два электрических сигнала, при одновременном включении они создают мелодичный звук. Помимо этих сигналов, установлен пневматический звуковой сигнал, работающий от пневмоклапана, включаемый кнопкой на комбинированном переключателе приборов освещения.

Для предохранения контактов электрических сигналов на КамАЗе применяется реле сигналов. Контакты реле рассчитаны на большую силу тока и не обгорают.

Указатели поворотов.Перемещение автомобиля из одного ряда в другой, левые и правые повороты, другие маневры, связанные с изменением движения вызывают определенную опасность, если не предупреждать заранее других участников дорожного движения. Автомобили снабжены указателями поворотов, подающими сигнал мигающим светом, предназначенным для предупреждения о предстоящем маневре автомобиля. Обычно указатели поворотов совмещены с подфарниками и задними фонарями.

Световой указатель поворотов состоит из переключателя, установленного на рулевой колонке, электромагнитного прерывателя, передних 8 и задних 10 сигнальных ламп, помещенных в габаритных фонарях или в отдельных фонарях указателя поворотов, и контрольной лампы 9.

Рис. Световой указатель поворотов 1 – дополнительный якорь прерывателя, 2 – сердечник, 3 – струна (оттягивающий участок сопротивления прерывателя), 4 – основной якорь прерывателя, 5 – обмотка, 6 – резистор, 7 – включатель зажигания, 8, 10 – сигнальные лампы, 9 – контрольная лампа.

Наибольшее применение на автомобилях нашли электромагнитные прерыватели тока. Такой прерыватель состоит из сердечника 2 с обмоткой, основного 4 и дополнительного 1 якоря прерывателя, нихромовой струны 3, резистора 6. Основной якорь с двумя контактами включает и выключает цепь сигнальных ламп 8, 10, а дополнительный якорь 1 прерывателя подает сигнал на контрольную лампу 9.

При замыкании цепи переключателем ток от аккумуляторной батареи поступает через обмотку, минуя контакты на резистор 6, нихромовую струну 3, основной якорь 4, лампы 8, 10 и на «массу». Через несколько секунд, струна под действием тока нагревается, ее натяжение уменьшается и сердечник притягивает якорь 4, контакты замыкаются. Таким образом, ток на лампы поступает, минуя резистор 6, сила тока возрастает, лампы будут светиться ярче.

Одновременно, вследствие усилия магнитного поля, сердечник притянет якорь 1 и при помощи контактов включит контрольную лампу 9. Еще через некоторое время, обесточенная струна 3 остынет, укоротится, разомкнет контакты, при этом накал нити лампы уменьшится, после чего цикл работы прерывателя продолжится. Мигание сигнальных ламп указателей поворотов, пока они включены будет происходить 60 – 100 раз в минуту.

На автомобиле КамАЗ стоит контактно – транзисторный прерыватель и указатель поворотов совмещен с системой аварийной сигнализации, которая включается на приборном щитке специальной кнопкой.

Стоп – сигнал. Предупреждает водителей транспортных средств, движущихся сзади, о торможении автомобиля. Включение стоп-сигнала при торможении автомобиля рабочим тормозом осуществляется включателем. Прибор состоит из сигнальных ламп, помещенных в задних габаритных фонарях и автоматического включателя, приводимого в действие при нажатии тормозной педали. Применяют включатели с гидравлическим или пневматическим приводом тормозов.

На автомобилях с гидравлическим приводом тормозов включатель установлен на главном тормозном цилиндре. Устройство включателя стоп – сигнала, устанавливаемого на таких автомобилях, показано на рисунке.

Рис. Включатель стоп-сигнала. 1 – зажим, 2 – шина, 3 – постоянный ток, 4 – диафрагма, 5 – пружина

В корпусе 2 помещены два изолированных контакта с зажимами 1, контактный диск 3, резиновая диафрагма 4. Полость справа от диафрагмы сообщена через присоединенную к включателю трубку с системой привода тормозов. При нажатии на педаль тормоза, жидкость под давлением поступает под диафрагму, прогибает ее внутрь (влево). Диафрагма прижимает диск 3 к зажимам, замыкая контакты цепи стоп – сигнала – лампы загораются. По окончании торможения пружина 5 отводит диск от зажимов, давление жидкости прекращается, размыкая цепь ламп.

На автомобилях с пневматическим приводом тормозов включатель стоп – сигнала установлен после тормозного крана или на нем. По своему устройству он похож на гидравлический, только давление на диафрагму оказывает не тормозная жидкость, а сжатый воздух.

На автомобилях последних лет выпуска установлена аварийная сигнализация. Она применяется при аварийном состоянии автомобиля на дороге. При включении такой сигнализации мигают все указатели поворотов, установленные на автомобиле и прицепе, а также контрольный сигнализатор.