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: «
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 –
– 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.
1. кабины,
2. платформы.
К кузову автомобиля можно отнести крылья, облицовку и капот.
1.механизмы управления,
2. ходовую часть (рис ходовая часть),
3. трансмиссию (силовую передачу),
1. сцепления,
2. коробки передач,
3. карданной передачи,
4. ведущего моста (главной передачи, дифференциала и полуосей-приводных валов).
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.
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.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.
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.
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.
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.Приборы освещения
Безопасная работа на автомобиле и движение в потоке транспорта невозможна без приборов освещения и световой сигнализации. В зависимости от дорожных условий, движения в различное время суток, от погодных условий, свет фар должен обеспечить гарантию безопасности водителя, чтобы он мог своевременно остановить автомобиль, при появившихся препятствиях на дороге в пределах видимости. Необходимо иметь габаритные фонари, световые приборы помогающие видеть и наблюдать за показаниями на щитке приборов, а также обеспечивающие условия работы водителя и удобство пассажиров в темное время суток.
Основными приборами освещения на автомобиле являются: фары, подфарники, габаритное освещение, лампы освещения приборов, кабины, номерного знака, переносная лампа, фонари освещения дороги, при движении автомобиля задним ходом, потолочные фонари, а также их включатели.
Корпус фары изготавливают методом штамповки из стали, внутри к нему крепят при помощи ободка 8 оптический элемент, который состоит из рефлектора 1, рассеивающего стекла 3 и лампы 2 с патроном 6 оптический элемент, кроме того, прикреплен к корпусу фары регулировочными винтами.
Отражатель (рефлектор) представляет собой вогнутое стальное зеркало, служит для создания направленного пучка света. Внутренняя поверхность хорошо отполирована, покрыта тонким слоем алюминия или хрома и лаком. В центре отражателя сделано отверстие для крепления патрона, изготовленного из пластмассы и имеющего три контактных штыря с пружинами. Для соединения с источниками тока, на патрон надевают контактную площадку с проводами.
Для уменьшения ослепляющего действия светового пучка, а также для равномерного распределения света на дороге перед автомобилем служит рассеиватель 3, закрывающий отражатель снаружи. С наружной стороны рассеивающее стекло имеет выпуклую форму, а с внутренней стороны – ребристую поверхность, преломляющую лучи света и равномерно распределяющую их по дороге.
Ребра расположены так, чтобы получающееся световое пятно было эллипсовидной формы и направлено вниз. Для правильной установки рассеивающего стекла, на нем отлиты специальные надписи «Вверх».
Отражатель с рассеивающим стеклом в сборе, крепится ободком и винтами к корпусу оптической системы, который крепится к корпусу фары регулировочными винтами и пружинами.
Подфарники совмещены с передними указателями поворотов, служат для обозначения габаритов автомобиля при движении в темное время суток и на стоянке. Подфарники состоят из: корпуса, стекла -рассеивателя, ободка с прокладкой, патрона и лампы.
Задний фонарь состоит из корпуса, ободка, заднего красного и бокового бесцветного стекол, патрона и двух патронов с лампами. Красный цвет фонаря одновременно служит и отражателем света. Корпус заднего фонаря разделен на две части, в нижней части фонаря установлена менее мощная лампа 10. Она служит для обозначения габаритов машины в темное время суток и для подсветки номерного знака. В верхней части корпуса установлена более мощная лампа мощностью 21Вт, и служит она для предупреждения сзади идущих машин о торможении (включается при нажатии педали тормоза). Используется также для указания сигналов поворота.
На крышах автомобилей автоприцепов и тягачей установлено по три опознавательных знака автопоезда.
Для освещения контрольно-измерительных приборов в ночное время на щитке установлены лампы небольшой мощности. Двигатель при ремонте в ночное время освещает подкапотная лампа или переносная. Для включения переносной лампы установлена штепсельная розетка.
Переключение света фар возможно только в том случае, если включен специальный выключатель фар, на щитке приборов. Переключатель указателя поворотов возвращается в исходное положение автоматически, при повороте рулевого колеса. Для проверки включения дальнего света служит контрольная лампа, которая загорается на щитке приборов, вместе с включением дальнего света.
Контрольно – измерительные приборы
Предназначены для контроля за работой системы охлаждения, системы смазки, за скоростью, наличием топлива в баке, и за зарядкой аккумуляторной батареи. К таким приборам относятся указатели температуры воды, датчики давления масла, указатели уровня топлива в баке, амперметр, контрольные лампы.
Амперметр. Для контроля за зарядом аккумуляторной батареи и работы генератора применяют ампермерт. Амперметр включен между генератором и аккумуляторной батареей последовательно и показывает силу зарядного или разрядного тока аккумуляторной батареи. При заряде стрелка отклоняется вправо, к знаку «+», а при разряде – влево, к знаку «-».
Амперметр состоит из латунной шины 2, постоянного магнита 3, стрелки 1 с противовесом 5, стального якорька 4. Стрелка закреплена на оси вместе с якорьком. Пока ток через амперметр не проходит, стрелка находится у нулевого деления шкалы, а якорь, под действием искусственного магнита удерживается вдоль него. При прохождении электрического тока по шине 2 вокруг нее образуется магнитное поле, которое воздействует на якорек стрелки и отклоняет ее от нуля. Величина отклонения зависит от силы тока, а сторона отклонения, от направления тока. Амперметр не включен в цепь стартера и звукового сигнала, так как ток на который рассчитан амперметр ниже тока, потребляемого этими приборами.
В корпусе указателя находятся две катушки, геометрические оси которых расположены под углом 90 градусов друг к другу, и стрелка 6, укрепленная на общей оси с постоянным магнитом 3.
Сила тока и магнитное поле левой катушки будет зависеть от положения ползунка реостата. Если бак полный, обмотка реостата включена полностью, сила тока в левой катушке 5 небольшая, магнитное поле катушки с обмотками 5 и 8 определяется, главным образом, силой тока, протекающего через обмотку 8. В этом случае результирующее поле катушек повернет магнит со стрелкой на отметку «П» (полный бак). По мере понижения уровня топлива, сила тока в катушке 5 увеличится и результирующее магнитное поле будет перемещать магнит со стрелкой в сторону нулевой отметки и тем больше, чем ниже уровень топлива в баке. Шкала прибора проградуирована в долях емкости бака.
Резисторы 4 и 9 применяют для получения требуемого режима работы прибора (силы тока в обмотках).
Терморезистор 4 изготовлен в виде диска и его проводимость зависит от температуры охлаждающей жидкости. При повышении температуры жидкости проводимость увеличивается, а при понижении – уменьшается.
Электрический ток проходит через контактный винт 1, через зажим 2, пружину и терморезистор на корпус.
В указателе температуры охлаждающей жидкости имеются три катушки, одна из них подключена последовательно с терморезистором, а две другие через резистор подключены на «массу». Сила ток двух последних катушек постоянна, так как сопротивление практически не меняется.
Стрелка указателя закреплена на оси вместе с постоянным магнитом, находящимся под действием результирующего магнитного поля катушек. При изменении температуры жидкости и под действием изменившегося результирующего магнитного поля катушек, магнит со стрелкой отклоняется. Указатель по своему устройству подобен указателю уровня топлива в баке двигателя.