Подвижной состав

 

           Для обогащения горючей  смеси при полной нагрузке во второй камере предусмотрен эконостат. 
Виды и применение подвижного состава

Трансмиссия в автомобиле выполняет, как правило, следующие функции:

  • передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам;
  • изменяет величину и направление крутящего момента;
  • перераспределяет крутящий момент между ведущими колесами.

В зависимости от вида преобразуемой  энергии различают следующие  виды трансмиссии:

  • механическая трансмиссия (передает и преобразует механическую энергию);
  • электрическая трансмиссия (преобразует механическую энергию в электрическую и после передачи к ведущим колесам – электрическую в механическую энергию);
  • гидрообъемная трансмиссия (преобразует механическую энергию в энергию потока жидкости и после передачи к ведущим колесам – энергию потока жидкости в механическую энергию);
  • комбинированная трансмиссия (электромеханическая, гидромеханическая – т.н. «гибриды»).

В чем особенность  трансмиссии автомобиля KaмAЗ-5320?  
 
На автомобиле КамАЗ-5320 оба задних моста ведущие. В среднем мосту смонтирован межосевой дифференциал, а перед коробкой передач – делитель, позволяющий увеличивать количество передач и получать передаточные отношения, близкие к среднему значению двух передач в коробке передач, что изменяет скорость и тяговые усилия автомобиля в 1,25 раза.

Что входит в трансмиссию  автомобиля с двумя  ведущими мостами?  
 
На автомобиле с двумя и более ведущими мостами в трансмиссию входят те же агрегаты и механизмы, что и с одним ведущим мостом, а дополнительно устанавливается раздаточная коробка, которая раздает (распределяет) крутящий момент переднему и заднему мостам через карданные передачи. Передний мост имеет также главную передачу, дифференциал и приводные валы колес (полуоси), на которые устанавливают карданные шарниры равных угловых скоростей. Кроме того, в раздаточной коробке смонтирована пара шестерен, позволяющих увеличивать тяговые усилия на ведущих колесах автомобиля.

На автомобиле КамАЗ-5320 установлена пятиступенчатая  механическая коробка передач, работающая совместно с двухступенчатым  шестеренным редуктором с пневматическим приводом, называемым делителем. Конструкция  делителя предусматривает наличие  в нем двух передач, одна из них  прямая, не изменяющая крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие  колеса автомобиля. При ее включении  крутящий момент, передаваемый к ведущим  колесам, изменяется только пропорционально  передаточному отношению включенной передачи в коробке передач. Другая передача ускоряющая (ее передаточное отношение 0,815) и, следовательно, при  ее включении передаваемый крутящий момент будет изменяться пропорционально  общему передаточному отношению, определяемому  как произведение данного передаточного  отношения делителя на передаточное отношение той передачи, которая  включена в данный момент в коробке  передач. Использование делителя позволяет  двигаться на повышенных передаточных отношениях и значительно экономить  топливо. Однако во время движения с  грузом или в трудных дорожных условиях необходимо включать прямую передачу в делителе, при которой  тяговые усилия на ведущих колесах  больше.  
 
Так как с включением каждой передачи делителя водитель может получить пять различных передаточных отношений (благодаря коробке передач), то общее их количество при двух ступенях в редукторе составит 10, что равнозначно применению десятиступенчатой коробки передач.
 
 

На  автомобиле КамАЗ-5320 применены двойные  главные передачи, состоящие из двух зубчатых пар, пары конических шестерен со спиральными  зубьями и пары цилиндрических шестерен с косыми зубьями. Такая схема позволяет  получить большое  передаточное число  при достаточном  дорожном просвете подкартером главной передачи.  
 

Трансмиссия

Сцепление - двухдисковое, с периферийными пружинами, привод выключения - гидравлический с пневмоусилителем. Коробка передач - 5-ступенчатая, с передним делителем, общее число передач - десять вперед и две назад, передат. Числа: I-7,82 и 6,38; II-4,03 и 3,29; III-2,5 и 2,04; IV-1,53 и 1,25; V-1,0 и 0,815; ЗХ-7,38 и 6,02. Синхронизаторы - на II, III, IV и V передачах. Делитель снабжен синхронизатором, управление делителем - пневмомеханическое, преселекторное. Карданная передача - два карданных вала. Главная передача - двойная (коническая и цилиндрическая), передат. Число - 6,53 (по заказу - 7,22; 5,94; 5,43); средний мост - проходной, с межосевым дифференциалом, блокируемым с помощью электропневматического или пневматического привода.

 
Трансмиссия, или силовая передача автомобиля, служит для - передачи крутящего  момента от коленчатого  вала двигателя к  ведущим колесам. В наиболее распространенную в настоящее время  ступенчатую механическую трансмиссию входят сцепление, коробка  передач, карданная  и главная передачи, дифференциал и полуоси. Крутящий момент в  такой трансмиссии  изменяется ступенчато; трансмиссия не обеспечивает простоты управления автомобилем и  полного использования  мощности двигателя. Поэтому были предложены электрические, фрикционные  и гидравлические (гидрообъемные и гидродинамические) бесступенчатые передачи (трансмиссии), в которых крутящий момент изменяется плавно, без участия водителя, в зависимости от сопротивления дороги и скорости вращения коленчатого вала двигателя.

 
Двойные главные передачи могут быть одноступенчатыми и двухступенчатыми, т.е. С двумя переключаемыми передачами с разными  передаточными числами.

 
Общее передаточное число  двухступенчатых  главных передач  определяется произведением  передаточных чисел  конических и цилиндрических пар.

 
На  автомобилях КамАЗ  главная передача двухступенчатая  с проходным валом. Основными ее частями  является картер редуктора, пара спиральных конических зубчатых колес и  пара косозубых цилиндрических зубчатых колес.

 
Главная передача устанавливается  на картер моста через  уплотнительную паронитовую прокладку толщиной 0,8 мм и крепится с помощью одиннадцати болтов и двух шпилек. Одиннадцать болтов и шпильки установлены снаружи, а два болта - на полости комических шестерен. Доступ к внутренним болтам возможен только после снятия боковой крышки. Под наружные болты и гайки шпилек установлены пружинные шайбы. Внутренние болты зашплинтованы проволокой.

2.1 Назначение двойной главной передачи

Главная передача автомобиля предназначена для  постоянного увеличения подводимого от двигателя крутящего момента и передачи его под прямым углом к ведущим колесам.

Постоянное  увеличение крутящего  момента характеризуется  передаточным числом главной передачи.

Применение  двойных передач  обусловлено тем, что приходиться  передавать значительный крутящий момент, поэтому  для уменьшения удельной нагрузки на зубья  применяют две  пары шестерен - коническую и цилиндрическую.

1. Назначение, устройство и работа механизма  газораспределения двигателя ЗМЗ-4025.10. 
 
 
 
Механизм газораспределения служит для открытия и закрытия клапанов, обеспечивая наполнение цилиндров двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпуск отработавших газов и надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. 
 
Механизм газораспределения приводится в движение от коленчатого вала через зубчатые колеса. При вращении распре делительного вала кулачок 10 (рис. 1, а) набегает на толкатель 9, который поднимается вверх и регулировочным болтом 7 нажимает на стержень клапана 2. Головка клапана отходит от седла 1, и цилиндр соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. Пружина 4 клапана сжимается. После наполнения или очистки цилиндра кулачок выходит из-под толкателя, и клапан под действием пружины опускается на седло. Клапан передвигается в направляющей втулке 3, запрессованной в блок цилиндров. Пружина одним концом опирается на тарелку 6, соединенную с клапаном при помощи сухарей 5, а другим — в кольцевую проточку блока цилиндров. Положение регулировочного болта в толкателе фиксируется контргайкой 8.  
 
Во время сжатия и рабочего хода клапан 2 (рис. 1,б) неподвижен и под действием пружины 4 плотно прижат к седлу 1. При вращении распределительного вала кулачок 10 набегает на толкатель 9 и поднимает его вместе со штангой 18 вверх. Штанга поворачивает на оси 17 коромысло 15, которое бойком нажимает на стержень клапана. Вследствие этого клапан опускается вниз, и цилиндр двигателя соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок выходит из-под толкателя 9, и клапанный механизм под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Толкатель, перемещающийся в отверстии блока цилиндров, опускается вниз. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт 16. Клапан с пружиной 4 соединяется при помощи тарелки б и...
 
 
 

 Система зажигания предназначена для  воспламенения топливо-воздушной смеси в точно установленный момент времени. В двигателях с искровым зажиганием это достигается за счет электрической искры, т.е. электроискрового разряда, создаваемого между электродами свечи зажигания. Надежное зажигание в широком диапазоне режимов работы двигателя является существенным фактором для эффективной работы каталитического нейтрализатора. Пропуски зажигания приводят к догоранию смеси в каталитическом нейтрализаторе, перегреву и выходу его из строя.

 Зажигание рабочей смеси

 Если состав рабочей смеси не соответствует  стехиометрическому, для воспламенения  каждой порции смеси электрической  искрой требуется энергия, превышающая 0,2 МДж. Для зажигания богатой  смеси необходима энергия свыше 0,3 МДж. Если достаточная энергия  зажигания не может быть получена, то смесь не воспламенится, т. е. произойдет пропуск зажигания.

 Воспламенение искрой небольшого облака мелкодисперсионной смеси может быть достаточным для инициирования всего процесса воспламенения.

 После воспламенения  этого небольшого объема смеси пламя  распространяется по оставшемуся объему рабочей смеси в цилиндре, обеспечивая  начало горения топлива. Способность  к воспламенению топлива повышается за счет его эффективного распыления и хорошего доступа смеси к  электродам свечи, а также за счет увеличения продолжительности искрового  разряда и длины самой искры (увеличенный зазор между электродами  свечи).

 Свеча зажигания  определяет длину искры; продолжительность  искрового разряда зависит от типа и конструкции системы зажигания, а также от условий, при которых  происходит зажигание.

 Получение искры

 Для возникновения  искры напряжение между электродами  свечи должно рез-

 ко возрасти от нуля до напряжения, необходимого для образования дуги. После возникновения искрового разряда напряжение падает до уровня, необходимого для распространения искры; топливо-воздушная смесь может воспламениться в любой момент этой фазы. Затем искра исчезает и напряжение падает до нуля.

 Хотя интенсивное  завихрение рабочей смеси является желательным явлением с точки  зрения ее сгорания, оно может погасить искру, приводя к неполному сгоранию смеси. Поэтому энергия, запасенная в катушке зажигания, должна быть достаточной для получения одного или нескольких последовательных искровых разрядов.

 Получение высокого напряжения и накопление энергии

 В батарейных системах зажигания используется катушка  зажигания, работающая подобно автотрансформатору и аккумулирующая энергию зажигания. При замыкании контактов прерывателя  ток поступает на первичную обмотку  катушки. Энергия тока переходит  затем в энергию магнитного поля до момента размыкания контактов  прерывателя. Магнитное поле при  этом исчезает, наводя во вторичной  обмотке ток высокого напряжения, поступающий на одну из свечей зажигания. Уровень энергии в 60...120 МДж внутри катушки зажигания соответствует  регистрируемым значениям напряжения в 25...30 кВ.

 Резервы высокого напряжения и энергии зажигания  должны быть достаточны для того, чтобы  компенсировать все электрические  потери. Неправильное обслуживание системы  зажигания уменьшает эти резервы  и ведет к нарушениям в процессах  воспламенения и сгорания. При  этом возрастают потери мощности в  двигателе и увеличивается расход топлива. Кроме того, может произойти  нарушение в работе или повреждение  каталитического нейтрализатора, значительно  затруднится пуск двигателя (особенно в холодном состоянии).

  Системы зажигания, используемые на высокофорсированных  двигателях, снабжаются емкостными аккумуляторами энергии (GDI). Эти системы накапливают энергию в электрическом поле конденсатора перед тем, как в специальном трансформаторе она будет преобразована в импульс высокого напряжения и поступит на свечу зажигания.

 Момент  зажигания и регулировка  его установки

 Между начальным  моментом зажигания рабочей смеси  и ее полным сгоранием проходит приблизительно 2 мс. Поэтому образование искры  должно происходить несколько ранее, чем поршень достигнет ВМТ, что  позволит получить оптимальное сгорание при всех условиях работы двигателя. Выбранный момент зажигания должен обеспечивать: максимальную мощность двигателя; малый расход топлива; отсутствие детонации; минимальную токсичность.

 Так как  невозможно одновременно удовлетворить  всем этим требованиям, оптимальный  момент зажигания определяется в  соответствии с широкой гаммой факторов. Наиболее важные из них - частота вращения коленчатого вала двигателя, нагрузка, конструктивные особенности двигателя, качество топлива и условия работы в данный момент (запуск, холостой ход, величина открытия дросселя и т.п.). Механизм, обеспечивающий установку момента зажигания, должен быть чувствителен к изменениям частоты вращения коленчатого вала двигателя и степени разрежения во впускном коллекторе.

 Эти две  стратегии регулирования могут  реализовываться как по отдельности, так и одновременно.

 При полной нагрузке педаль газа нажимается до упора  и дроссельная заслонка открывается  полностью. Увеличение частоты вращения коленчатого вала сопровождается ростом угла опережения зажигания, что поддерживает процесс сгорания на уровне, необходимом  для получения оптимальных характеристик. Обеднение рабочей смеси в  режиме неполной нагрузки затрудняет процесс зажигания. Так как на воспламенение смеси в этом случае потребуется больше времени, то момент зажигания должен происходить раньше. При открытии дроссельной заслонки разрежение сначала возрастает, но при приближении дроссельной  заслонки к положению полного  открытия, начинает падать.

  На диаграмме  показаны кривые изменения давления в камере сгорания четырехтактного  двигателя при правильной и неправильной установках моментов зажигания. Даже в  случае первоначальной правильной установки  момента зажигания при отсутствии должного контроля со временем она  может сбиться. Если при этом произойдет смещение момента зажигания в сторону более позднего зажигания, то результатом явится повышенный расход топлива, в то время как чрезмерное опережение зажигания приведет к выходу из строя свечей зажигания, а в крайних случаях, и самого двигателя. Уровень токсичности отработавших газов при этом также возрастет.

 Зажигание и токсичность

  Из-за того, что процесс  сгорания непосредственно влияет на токсичность, можно сказать, что  установка момента зажигания  также оказывает на нее значительное влияние. Так как потенциальными критериями для оптимизации являются различные (а иногда и взаимно  противоречащие друг другу) факторы, такие  как топливная экономичность, динамика автомобиля и т.д., добиться идеальной  регулировки момента опережения зажигания для получения минимальной  токсичности отработавших газов  удается не всегда.

 Катушка зажигания

 Катушка зажигания выполняет функции  устройства для накопления энергии  и трансформатора. Катушка, на которую  поступает напряжение постоянного  тока от электросети автомобиля, обеспечивает выработку импульсов зажигания  для свечей зажигания в виде необходимого высокого напряжения разрядного тока. Удельное сопротивление первичной  обмотки и индуктивность определяют количество энергии, запасаемой в магнитном  поле катушки зажигания. Вторичная  обмотка катушки должна иметь  такие характеристики, которые позволяют  получить требуемые пиковое напряжение, силу тока и продолжительность самого разряда.

 Контакты  прерывателя, используемые в системе  батарейного зажигания с катушкой (система CI), могут обеспечивать только прерывание тока силой приблизительно до 5 А. Системы зажигания TCI, ESA и DLI могут работать практически на токе любой силы. В системе CI используются дополнительные сопротивления (они служат в качестве шунта, отключаемого для увеличения тока во время холодного пуска двигателя). В системах электронного зажигания в их использовании нет необходимости, так как посредством электронной схемы момент срабатывания катушки зажигания можно определить на основе напряжения аккумуляторной батареи и частоты вращения коленчатого вала, что обеспечивает получение максимальной энергии зажигания.

 Каждая  катушка зажигания должна быстро заряжаться для последующей выдачи напряжения и энергии, что особенно важно при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя. Важными  приоритетами в этом случае являются малая индуктивность первичной  обмотки и, в ряде случаев, повышенный прерываемый ток.

 Конструкция и работа катушки  зажигания Катушки зажигания с битумной или масляной изоляцией в металлическом корпусе все больше заменяются катушками с заполнителями на основе эпоксидной смолы. Эти катушки обеспечивают большую свободу в выборе геометрических размеров (могут иметь меньшие размеры), типов и числа электрических клемм, а также лучше сопротивляются вибрациям и имеют малую массу. Первичная обмотка катушки, являющаяся основным источником теплоты, располагается как можно ближе к сердечнику в целях получения лучшей теплопередачи и экономии меди.

 Синтетические материалы, применяемые в катушке  зажигания, обеспечивают получение  хорошего сцепления между всеми  высоковольтными компонентами и  заливаемой эпоксидной смолой.

 Равномерное распределение нагрузки между изолирующими элементами вместе с высоким диэлектрическим  сопротивлением позволяет получить компактные размеры катушки с  размещением изолирующих слоев  фольги и бумаги между проволочными слоями. При этом собственная емкость  обмотки также уменьшается.

 Катушки зажигания на одну и две свечи  применяются как альтернатива общепринятым системам с распределителем зажигания; эти катушки используются в системах без распределителя зажигания.

 Когда катушка  работает на одну свечу зажигания, изменяющийся ток в первичной обмотке позволяет  получить импульс зажигания на отдельной  свече в точно установленный  момент времени. Дополнительные разрядники или высоковольтные диоды применяются  для предотвращения положительных  высоковольтных импульсов тока (1...2 кВ), которые могут привести к  преждевременному искровому разряду.

 На катушке, обслуживающей две свечи зажигания, вторичная обмотка электрически изолирована от первичной обмотки. Каждый из двух выводов высокого напряжения соединен со свечой зажигания для  выработки электродуговых разрядов на обеих свечах при отсечке тока в первичной обмотке. Как в  случае обычного распределения высокого напряжения по отдельным свечам зажигания, данная система обычно не требует  применения специальных мер для  предотвращения появления разряда во время выключения зажигания.

 Подсоединение и установка таких катушек  зажигания облегчается за счет комбинации нескольких катушек и размещения их в одном общем корпусе. Однако и при этом отдельные катушки  продолжают работать как независимые  приборы. Сочетание катушек зажигания  и задающих каскадов дает возможность  использовать укороченные проводники, ведущие к первичной обмотке (т.е. обеспечивается небольшое падение  напряжения).