Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Конструкция автомобилей и тракторов

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 721164.01.99
В учебнике приведены конструкции механизмов и систем автомобилей и тракторов, описаны их устройство и работа, представлены кинематические схемы узлов и агрегатов. Подробно рассмотрены вопросы, связанные с классификацией и конструкцией сцепления, его отдельных механизмов. Представлены общие сведения и требования к коробкам передач, их классификация. Описано устройство и принцип действия мостов и приводов ведущих колес, механизмов управления и тормозных систем автомобилей и тракторов, включая антиблокировочную систему рабочих тормозных механизмов с гидравлическим приводом. Представлено общее устройство тракторов. Рассмотрены вопросы, связанные с управлением и рабочим оборудованием тракторов. Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Наземные транспортно-технологические комплексы», а также будет полезен инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами эксплуатации автомобилей и тракторов.
Огороднов, С.М. Конструкция автомобилей и тракторов : учебник / С.М. Огороднов, Л.Н. Орлов, В.Н. Кравец. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2019. - 284 с. - ISBN 978-5-9729-0364-1. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1048737 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

С. М. Огороднов, Л. Н. Орлов, В. Н. Кравец










                КОНСТРУКЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И ТРАКТОРОВ




УЧЕБНИК












Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2019

УДК 629.113.073(075)
ББК 39.33-04
     0-39




Рецензент:
директор ООО «Эксперт - Академия» кандидат технических наук С. А. Тихомиров






        Огородное, С. М.

0-39 Конструкция автомобилей и тракторов : учебник / С. М. Ого-роднов, Л. Н. Орлов, В. Н. Кравец. - Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2019. - 284 с. : ил., табл.
            ISBN978-5-9729-0364-1

       В учебнике приведены конструкции механизмов и систем автомобилей и тракторов, описаны их устройство и работа, представлены! кинематические схемы узлов и агрегатов. Подробно рассмотрены вопросы, связанные с классификацией и конструкцией сцепления, его отдельных механизмов. Представлены общие сведения и требования к коробкам передач, их классификация. Описано устройство и принцип действия мостов и приводов ведущих колес, механизмов управления и тормозных систем автомобилей и тракторов, включая антиблокировочную систему рабочих тормозных механизмов с гидравлическим приводом. Представлено общее устройство тракторов. Рассмотрены! вопросы, связанные с управлением и рабочим оборудованием тракторов.
       Учебник предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Наземные транспортно-технологические комплексы», а также будет полезен инженерно-техническим работникам, занимающимся вопросами эксплуатации автомобилей и тракторов.
                                                    УДК 629.113.073(075)
                                                    ББК 39.33-04





ISBN 978-5-9729-0364-1

© Огороднов С. М., Орлов Л. Н., Кравец В. Н., 2019
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2019
                        © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Назначение, классификация и компоновочные схемы колесных транспортных средств..............................6
     1.1. Требования безопасности и классификация колесных транспортных средств.................................6
     1.2. Основные требования и показатели свойств колесных транспортных средств................................11
     1.3. Компоновочные схемы автомобилей, колесная формула и тип привода ведущих колес...........................15
     1.4. Особенности конструкции легковых автомобилей....16
     1.5. Особенности конструкции грузовых автомобилей....19
     1.6. Особенности конструкции автобусов...............22

2. Сцепление..............................................25
     2.1. Назначение, основные требования и классификация.25
     2.2. Конструкция однодискового сцепления с периферийными цилиндрическими нажимными пружинами..................27
     2.3. Конструкция однодискового сцепления с центральной пружиной диафрагменного типа.........................29
     2.4. Конструкция ведомого диска сцепления и демпфера крутильных колебаний......................31
2.5. Конструкциядвухдискового сцепления с цилиндрическими нажимными пружинами................33
     2.6. Типы и конструктивные особенности приводов сцеплений...........................................35
     2.7. Конструкция гидравлического привода сцепления...37
     2.8. Гидропневматическийусилитель привода сцепления..38
     2.9. Автоматические сцепления........................41
2.10. Автоматическая электронная система управления сцеплением............................................45
,.. .
3. Коробка передач........................................48
     3.1. Назначение коробки передач......................48
     3.2. Классификация, общие сведения и требования к коробкам передач...................................49
     3.3. Типы шестерен и способы включения передач.......51
     3.4. Основные конструктивные схемы коробок передач...54
     3.5. Устройство и работа синхронизаторов.............57
     3.6. Устройство и работа механизмов переключения передач ....62
     3.7. Автоматические ступенчатые механические коробки передач.............................................65


з

4. Дополнительные и раздаточные коробки передач. Коробки отбора мощности...................................67
     4.1. Дополнительные коробки передач..................67
     4.2. Раздаточные коробки.............................69
     4.3. Коробки отбора мощности.........................74

5. Бесступенчатые передачи................................75
     5.1. Назначение, классификация, свойства и основные требования.........................................75
     5.2. Гидромеханическая передача......................77
     5.3. Механические бесступенчатые передачи............81
     5.4. Гидрообъемные передачи..........................89

_... .............
6. Карданные передачи.....................................92
     6.1. Назначение, классификация и основные требования.92
     6.2. Типы и кинематика карданных шарниров............93
     6.3. Конструкции шарниров карданных передач..........96
     6.4. Конструктивные элементы карданных передач......103

..... . ....
7. Мосты и приводы ведущих колес.........................106
     7.1. Назначение и классификация мостов..............106
     7.2. Ведущие мосты..................................106
     7.3. Управляемые мосты..............................124
     7.4. Приводы ведущих колес..........................130

8. Подвеска..............................................133
     8.1. Назначение и конструктивные элементы подвески..133
     8.2. Конструкцииупругих элементов...................134
     8.3. Типы подвесок. Направляющие устройства.........139
     8.4. Стабилизатор поперечнойустойчивости............148
     8.5. Гидравлические телескопические амортизаторы....149
     8.6. Принципиальные схемы пневматической и гидропневматической подвесок. Устройство и работа.... 152

„„
9. Рулевое управление....................................154
     9.1. Назначение, требования, классификация..........154
     9.2. Способы поворота...............................155
     9.3. Основные схемы рулевого управления............ 157
     9.4. Рулевые механизмы..............................161
     9.5. Привод рулевого управления.....................163
     9.6. Усилители рулевого управления..................166


4

10. Тормозное управление................................174
     10.1. Назначение, требования, устройство...........174
     10.2. Надежность тормозного управления.............176
     10.3. Колесные тормозные механизмы.................177
     10.4. Гидравлический привод........................186
     10.5. Стояночный тормоз с механическим приводом....194
     10.6. Многоконтурный пневматический привод тормозов.196
     10.7. Система подготовки сжатого воздуха...........198
     10.8. Аппараты тормозного привода..................200

11. Антиблокировочная система рабочих тормозных механизмов с гидравлическим приводом....................218
     11.1. Назначение, состав, основные теоретические зависимости........................................218
     11.2. Рабочий цикл ABS.............................220
     11.3. Состав и принцип работы антиблокировочной системы
         ABS 5 Bosch с тормозным приводом диагонального типа.............................223
     11.4. Варианты приводов систем ABS и способы контроля тормозных моментов колес......... 225
...
12. Тракторы.............................................229
     12.1. Классификация тракторов......................229
     12.2. Общее устройство тракторов...................233
     12.3. Ходовая часть гусеничного трактора...........236
     12.4. Механизмы поворота гусеничной машины.........259
     12.5. Гидрообъемное рулевое управление колесных тракторов..........................................266
     12.6. Системы отбора мощности......................269
     12.7. Рабочее оборудование тракторов...............271
     12.8. Гидравлические навесные системы..............279
,, ....__________________
Библиографический список................................282


5

1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ
И КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ КОЛЕСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

    1.1.         Требования безопасности и классификация колесных транспортных средств

     В общем случае колесные транспортные средства (ТС, автомобиль) предназначены для совершения транспортной работы.
     Требования безопасности к транспортным средствам, как объектам технического регулирования, устанавливаются документом «Технический регламент таможенного союза. О безопасности колесных транспортных средств» (технический регламент), утвержденным решением комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. № 877. К объектам технического регулирования, на которые распространяется действие настоящего технического регламента, относятся:
     - колесные транспортные средства (ТС) категорий L, M, N и О, предназначенные для эксплуатации на автомобильных дорогах общего пользования, а также шасси ТС;
    -  ТС повышенной проходимости (категория G);
    -  специальные и специализированные ТС;
     - отдельные элементы и свойства объектов технического регулирования.
     В соответствии с техническим регламентом к автомобилям относятся транспортные средства категорий М и N.
     Категория М - механические транспортные средства, имеющие не менее четырех колес и используемые для перевозки пассажиров. Категория М делится на категории:
     М₁ - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие не более восьми мест для пассажиров (легковые автомобили);
     М₂ - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие более восьми мест для пассажиров и максимальная масса которых не превышает 5 т;
     М₃ - транспортные средства, используемые для перевозки пассажиров, имеющие более восьми мест для пассажиров и максимальная масса которых превышает 5 т.
     Транспортные средства категорий М₂, М₃ (автобусы) могут относиться:


6

     -  к одному или более из трёх классов (I, II, III) по ГОСТ Р 41.36 или ГОСТ Р41.107;
     -  к одному из двух классов (А, В) по ГОСТ Р 41.52.
     Класс I - транспортные средства, конструкцией которых предусмотрены зоны для стоящих пассажиров и возможность пассажиро-обмена.
     Класс II - транспортные средства, предназначенные для перевозки сидящих пассажиров, в которых может предусматриваться перевозка стоящих пассажиров, находящихся в проходах или зонах для стоящих пассажиров.
     Класс III - транспортные средства, предназначенные для перевозки сидящих пассажиров.
     Класс А - транспортные средства, предназначенные для перевозки сидящих и стоящих пассажиров.
     Класс В - транспортные средства, не предназначенные для перевозки стоящих пассажиров.
     Категория N - механические транспортные средства, имеющие не менее четырех колес и предназначенные для перевозки грузов. Категория N (грузовые автомобили) делится на категории:
     N1 - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу не более 3,5 т;
     N2 - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 3,5 т, но не более 12 т;
     N₃ - транспортные средства, предназначенные для перевозки грузов, имеющие максимальную массу более 12 т.
     Категория О - буксируемые транспортные средства (прицепы и полуприцепы), оборудованные сцепными устройствами, позволяющими передавать горизонтальную или горизонтальную и вертикальную нагрузки на буксирующее ТС (тягач). Категория О делится на категории:
     О₁ - прицепы, максимальная масса которых не более 0,75 т;
     О₂ - прицепы, максимальная масса которых свыше 0,75 т, но не более 3,5 т;
     О₃ - прицепы, максимальная масса которых свыше 3,5 т, но не более 10 т;
     О₄ - прицепы, максимальная масса которых более 10 т.
     Кроме того, прицепы категорий О₂ - О₄ относят к одному из трех типов:
     -  полуприцеп, буксируемое ТС, оси которого расположены сзади центра масс ТС, оборудованное сцепным устройством, обеспечивающим передачу горизонтальной и вертикальной нагрузки на тягач, и оси которого могут иметь привод от тягача;

7

     -  полный прицеп, буксируемое ТС, имеющее не менее двух осей, оборудованное сцепным устройством, которое может перемещаться вертикально относительно прицепа, служит для поворота передней оси и передает горизонтальную нагрузки на тягач, оси которого могут иметь привод от тягача;
     -  прицеп с центральной осью, буксируемое ТС, оборудованное сцепным устройством, которое не может перемещаться вертикально относительно прицепа, передает горизонтальную нагрузки на тягач, вертикальная нагрузка, передаваемая на тягач, не может превышать 10% максимальной массы прицепа.
     Транспортные средства указанных категорий, предназначенные для выполнения специальных функций, для которых требуется наличие специального кузова или специального оборудования, называются транспортными средствами специализированными или специального назначения. Специальные и специализированные транспортные средства, в отношении которых предъявляются дополнительные требования безопасности в соответствии с техническим регламентом, указаны в табл. 1.1.
       Та блиц al.l Специальные и специализированные транспортные средства

 №                                                                       
п/п                  Объекты технического регулирования                  
1   Автобетононасосы                                                     
2   Автобетоносмесители                                                  
3   Автогудронаторы                                                      
4   Автокраны и транспортные средства, оснащенные кранами-анипуляторами  
5   Автолесовозы                                                         
6   Автомобили скорой медицинской помощи                                 
7   Автосамосвалы                                                        
8   Автоцементовозы                                                      
9   Автоэвакуаторы                                                       
10  Медицинские комплексы на шасси транспортных средств                  
11  Пожарные автомобили                                                  
12  Транспортные средства для аварийно-спасательных служб и милиции      
13  Транспортные средства для коммунального хозяйства и содержания дорог 
14  Транспортные средства для обслуживания нефтяных и газовых скважин    
15  Транспортные средства для перевозки денежной выручки и ценных грузов 
16  Транспортные средства для перевозки детей                            
17  Транспортные средства для перевозки длинномерных грузов              
18  Транспортные средства для перевозки нефтепродуктов                   
19  Транспортные средства для перевозки пищевых жидкостей                
20  Транспортные средства для перевозки сжиженных углеводородных газов на
    давление до 1,8 МПа                                                  

8

Окончание таблицы 1.1

 №                                                                       
п/п                  Объекты технического регулирования                  
21  Транспортные средства оперативно-служебные для перевозки лиц, находя    щихся под стражей                                                    
22  Транспортные средства, оснащенные подъемниками с рабочими платформами
23  Транспортные средства - фургоны для перевозки пищевых продуктов      

     Обозначение категории ТС специального назначения дополняется символом «С», например, ТС медицинской помощи категории М₂ имеет обозначение «М₂С».
     К транспортным средствам повышенной проходимости категории G относят транспортные средства категорий М и N, отвечающие определенным требованиям.
     Транспортные средства категорий N₁ с максимальной массой не более 2 т иМ₁ относят к ТС повышенной проходимости, если они могут преодолевать подъем 30% и имеют:
     -  оси, конструкция которых обеспечивает их одновременный привод;
     -  по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала;
     -  а углы и параметры, определяющие проходимость ТС, должны быть не менее: въезда - 25°, съезда - 20о, продольной проходимость - 180 мм, дорожный просвет передней оси - 180 мм, дорожный просвет задней оси - 180 мм, межосевой дорожный просвет - 200 мм.
     Транспортные средства категорий N₁ с максимальной массой более 2 т или категорий N₂, M₂, M₃, с максимальной массой не более 12 т относят к ТС повышенной проходимости, если их конструкция обеспечивает одновременный привод всех колес, они могут преодолевать подъем 25% и выполняются следующие требования:
     -  по крайней мере, одна передняя и одна задняя оси имеют одновременный привод;
     -  имеют, по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала.
     Транспортные средства категории М₃, максимальная масса которых больше 12 т, и транспортные средства категории N₃ относят к ТС повышенной проходимости, если их конструкция обеспечивает одновременный привод всех колес, они могут преодолевать подъем 25% и выполняются следующие требования:
     -  по крайней мере, половина осей имеют одновременный привод;
     -  имеют, по меньшей мере, один механизм блокировки дифференциала,

9

     - а углы и параметры, определяющие проходимость ТС, должны быть не менее: въезда - 25о, съезда - 25о, продольной проходимости - 25°, дорожный просвет передней оси - 250 мм, дорожный просвет задней оси - 250 мм, межосевой дорожный просвет - 300 мм.
     Категория L - механические транспортные средства, имеющие менее четырех колес и квадрициклы. Категория L делится на категории:
     L1 - двухколесное ТС с максимальной скоростью не более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя не более 50 см³, или с электродвигателем мощностью не более 4 кВт (двухколесный мо. пед⁾; . L2 - трехколесное ТС с максимальной скоростью не более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя с принудительным зажиганием не более 50 см³, или с двигателем другого типа мощностью не более 4 кВт (трехколесный мопед);
     L₃ - двухколесное ТС с максимальной скоростью более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя более 50 см³ (мотоцикл);
     L₄ - трехколесное ТС с колесами асимметричными, по отношению к средней продольной оси, максимальной скоростью более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя с более 50 см³ (мотоцикл с коляской);
     L5 - трехколесное ТС с колесами симметричными, по отношению к средней продольной оси, максимальной скоростью более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя с более 50 см³ (трицикл);
     L₆ - четырехколесное транспортное средство, снаряженная масса которого не превышает 350 кг, максимальная скорость не более 50 км/ч, с рабочим объемом двигателя не более 50 см³ или с другим двигателем мощностью не более 4 кВт (легкий квадрицикл);
     L7 - четырехколесное транспортное средство, иное, чем ТС категории L₆снаряженная масса которого не превышает 450 кг (550 кг для грузового), а максимальная эффективная мощность двигателя не превышает 15 кВт (квадрицикл).
     Категория Т - сельскохозяйственные и лесохозяйственные тракторы, механические ТС на колесном или гусеничном ходу, имеющие не менее двух осей, функциональное назначение которого определяется тяговым усилием и которые предназначены, главным образом, для буксирования, толкания, перевозки или приведения в действие устройств, механизмов или прицепов, которые могут быть приспособлены для перевозки грузов и людей.

10

    1.2. Основные требования и показатели свойств колесных транспортных средств

     Транспортные средства, выполняющие основную производственную функцию - перемещение грузов и пассажиров, имеют различные свойства в зависимости от среды (наземной, водной, воздушной), в которой они работают. Колесные транспортные машины перемещаются по твердой поверхности земли, за счет сил взаимодействия колес с опорной поверхностью.
     Автомобиль является сложной машиной и характеризуется большим числом свойств, образующих определенным образом выстроенную систему, включающую качество, крупные групповые свойства (надежность, безопасность), другие групповые свойства, в том числе эксплуатационные свойства. Конструкция транспортного средства с учетом его категории и назначения должна обеспечивать:
     -  эффективное действие тормозной системы;
     -  эффективное действие рулевого управления, управляемость и устойчивость;
     -  минимизацию травмирующих воздействий на находящихся в транспортном средстве людей и возможность их эвакуации после дорожно-транспортного происшествия;
     -  минимизацию физического воздействия на других участников движения;
     -  пожарную безопасность;
     -  обзорность внешнего пространства для водителя;
     -  измерение, регистрацию и ограничение скорости транспортного средства;
     -  электробезопасность;
     -  защиту транспортного средства от несанкционированного использования;
     -  минимизацию выбросов вредных (загрязняющих) веществ, а также энергетическую эффективность, которая выражается в минимизации потребления топлива транспортными средствами с двигателями внутреннего сгорания и потребления электроэнергии электромобилями;
     -  минимизацию внешнего и внутреннего шума;
     -  устойчивость к воздействию внешних источников электромагнитного излучения и электромагнитную совместимость;
     -  безопасное для здоровья состояние микроклимата в кабине водителя и пассажирском помещении и минимизацию содержания вредных веществ в воздухе кабины водителя и пассажирского помещения транспортного средства;

11

     -  необходимое и достаточное количество, месторасположение, характеристики и действие светотехнических и звуковых сигнальных устройств;
     -  необходимое расположение и идентификацию органов управления и средств контроля транспортного средства;
     -  соблюдение габаритных и весовых ограничений, определяемых особенностями национальной дорожной сети.
     Качество автомобиля определяется совокупностью свойств, обеспечивающих возможность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением. Общие требования к конструкции автомобилей и их отдельных частей условно могут быть разделены на три группы: производственные, эксплуатационные и нормативные. Требования производственного характера в основном касаются снижения затрат на изготовление автомобилей как объектов серийного или массового производства.
     Первая группа устанавливает требования: к конструкции, технологичности, материалоемкости, степени унификации деталей и узлов, другие требования.
     Технологичностью конструкции называют совокупность ее свойств, обеспечивающих минимальные затраты труда, средств и времени при ее изготовлении, а под унификацией изделий понимают сведение многообразия конструктивных элементов к рациональному минимуму.
     Вторая группа требований определяет возможность реализации потребительских качеств автомобилей. Эти требования оцениваются такими понятиями, как надежностъ, производительность, динамичность, топливная экономичность, удобство эксплуатации (в том числе ремонта и технического обслуживания), комфортабельность, проходимость и другими. Многие из этих понятий являются комплексными, например, надежность определяется, в частности, прочностью и долговечностью изделий, а на комфортабельность оказывают влияние плавность движения, внешний и внутренний шум, удобство посадки, эффективность отопления и вентиляции и другие факторы.
     Третья группа требований является социально значимой, и поэтому регламентируются специальными нормативными или законодательными актами. Основные из них - это требования по безопасности конструкции. Нормативные требования в этой области устанавливаются национальными стандартами, техническим регламентом в отношении безопасности, директивами ЕЭС и правилами ЕЭК ООН.
     Подавляющее большинство требований имеют количественные показатели и нормативы. Указанные требования в той или иной степени

12

касаются и отдельных деталей, узлов, агрегатов и систем. В отношении отдельных элементов конструкции эти требования могут быть конкретизированы, так, например, в общем случае механизмы автомобиля должны обладать высоким коэффициентом полезного действия (КПД), а энергия, которую водитель затрачивает на управление автомобилем, не должна превышать установленных для разных органов управления нормативов.
     Основными показателями эксплуатационных свойств и надежности автомобилей считают следующие показатели.
     Материалоемкость, характеризует технический уровень автомобиля, который может оцениваться с помощью показателя «удельная материалоемкость», определяемого отношением сухой массы автомобиля к произведению грузоподъемности в тоннах и срока службы до капитального ремонта в тысячах километров.
     Тягово-скоростные (динамические) свойства - характеризует производительность автомобиля и оценивается с помощью скоростных характеристик: «разгон - выбег», «разгон на высшей и предшествующей передачах», средняя скорость движения по дороге с переменным продольным макропрофилем, максимальная скорость, условная максимальная скорость, время разгона на определенном пути. Каждый из указанных показателей характеризует один из режимов движения автомобиля, а в совокупности позволяют судить о значении средней скорости движения, как обобщающем показателе тягово-скоростных свойств.
     Удельная мощность - характеризует энерговооруженность автомобиля и является основным показателем для сравнения различных автомобилей в транспортном потоке. Величина удельной мощности законодательно нормируется во многих странах.
     Топливная экономичность - оценивается при движении в различных условиях: контрольный расход (режим движения определяется изготовителем ТС), расход при движении в магистральном цикле, расход при движении в городском цикле, расход при движении по дороге с переменным продольным макропрофилем. Основными измерителями топливной экономичности являются: расход топлива на 100 км, расход топлива на 100 км транспортной работы.
     Безопасность конструкции - определяется направлениями безопасности конструкции: активная, пассивная и экологическая.
     Активная безопасность автомобиля обеспечивается свойствами, уменьшающими вероятность дорожно-транспортных происшествий. К ним относятся управляемость, устойчивость, динамичность, маневренность, тормозные свойства, а также конструктивные особенности

13