Текст
                    УЧЕБНИК
ПО УСТРОЙСТВУ
ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
СООТВЕТСТВУЕТ МЕТОДИКЕ ПРЕПОДАВАНИЯ В АВТОШКОЛАХ
ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД

В.Ф. Яковлев УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ ТРЕТИЙ РИМ Москва 2012
УДК 629.07 ББК 39.808 Яковлев В.Ф. Учебник по устройству легкового автомобиля: - М.: ООО «ИДТР», 2012. -112 с., цв. ил. Издание предназначено для изучения общего устройства современного легкового автомобиля и для подготовки к экзаменам в ГИБДД. Кроме того, оно содержит иллюстрированные рекомендации по грамотной эксплуатации и обслуживанию легкового автомобиля, а также разъяснения к экзаменационным вопросам, для ответов на которые необходимо знать основы устройства транспортных средств и их основные неисправности, влияющие на безопасность движения. Книга поможет быстро освоить необходимый «автоминимум» даже далекому от техники читателю. Предназначено для учащихся и преподавателей автошкол, для начинающих водителей и автовладельцев со стажем, желающих усовершенствовать свои знания Ответственный за выпуски.Г. Кузнецова • Компьютерная верстка А.О. Трофимов Художники: И.Н. Назин, А.Ю. Черепенин • Ответственный секретарь Е.В. Медведева Книги оптом: г. Москва (495) 937-6697 (многоканальный) e-mail: zakaz@rim3.ru Литературу ООО «ИДТР» в розницу вы можете приобрести по адресу: м. Кожуховская, ул. Южнопортовая, д. 22, ТВК «АВТОМОБИЛИ», первый этаж, правая часть центрального входа прямо, пав. №108 Часы работы: пн.-пт. с 9:00 до 20:00, сб., вс., с 9:00 до 18:00 E-mail: knigiuzhka@yandex.ru Заказ книг через Интернет: интернет-магазин www.avtoliteratura.ru Представительства: г. Н. Новгород, ООО «Третий Рим - Поволжье», ул. Народная, 22, (831) 463-87-87, 276-27-47 г. С.-Петербург, ООО «Третий Рим - Санкт-Петербург», ул. Коли Томчака, д. 8, (812) 305-38-10 г Екатеринбург, ООО «Третий Рим - Урал», ул. Лодыгина, 4, офис 1, (343) 228-40-61 Наши дистрибьюторы: г. Новосибирск. ООО «Старком-книпа», ул. Сибиряков-Гвардейцев. 42 (здание издательства «Советская Сибирь») (383) 22-77-126 г. Ростов-на-Дону, ИП Кузьмина И.Б., пер. Доломановский, д. 82/133 (8632) 67-42-16 г. Уфа, ООО «Торговый дом «Агидель Авто», ул. Д. Донского, 65/2 (347) 260-55-99, 260-72-67, 240-02-00, 240-02-11 г. Челябинск, ИП Лукашова О.С., ул. Российская, д. 275, маг. «Бумер» (351) 237-97-92, (912) 894-36-07 г. Волгоград, ИП Трепшин В.В., ул. Молчалова, д. 6 (987) 641-21-71 Уважаемые партнеры! Все вопросы, предложения и претензии, связанные с обслуживанием клиентов в центральном офисе Издательства, в филиале, а также у наших представителей и дилеров, вы можете отправлять по электронному адресу boss@rim3.ru на имя руководителя компании. Уважаемые читатели! Если у вас есть замечания или предложения, касающиеся наших изданий, то вы можете направить их руководству ООО «ИДТР» по электронному адресу redaktor@rim3.ru Внимание! За незаконное воспроизведение, распространение, доведение до всеобщего сведения (интернет), иное использование рисунков и схем настоящего Издания в цветном, черно-белом и любом другом виде, а равно присвоение авторских прав наступает ответственность предусмотренная статьями 1250, 1252,1253,1300,1301 Гражданского кодекса РФ, статьей 7.12 Кодекса РФ об административных правонару- шениях от 30.12.2001 г. и статьей 146 Уголовного Кодекса Российской Федерации. Несмотря на то, что приняты все меры для предоставления точных данных в издании, авторы, издатели и поставщики издания не несут от- ветственности за любые случаи нарушения ПДД, их’последствия и любые прочие случаи, возникшие в результате неверно понятой читателем информации, а также возможных ошибок и опечаток, которые могли случиться при подготовке данного издания Подписано в печать 29.12.10. Формат 70x90'/«. Бумага газетная. Печать офсетная. П.л 7. Тираж 10 000 экз Заказ № 3482 Текст отпечатан с оригинал-макета, предоставленного ООО «ИДТР» в ОАО «Кострома» 156010, г. Кострома, ул. Самоковская, 10 Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК-005-93, том 2; 953000 - книги, брошюры ISBN 978-5-91770-363-3 ©ООО«ИДТР», 2012
ГЛАВА 1 ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 3 ГЛАВА 1 ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ В настоящее время выпущено достаточ- но специализированной литературы, в которой дается подробное описание устройства конкретных транспортных средств, а также даются советы по их об- служиванию и ремонту. Широко развитая сеть специализированных мастерских, сервисов и фирменных станций техниче- ского обслуживания позволяет современ- ному водителю выполнять обслуживание и ремонт транспортного средства силами квалифицированных специалистов. Рис. 1.1. Основные части легкового автомобиля
4 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Однако любой владелец транспортного средства должен иметь общее представле- ние об устройстве своего автомобиля и уметь устранять простейшие неисправ- ности. В данной книге мы познакомим читателя с устройством автомобиля в объеме, необходимом для учащегося ав- тошколы, т.е. для человека, решившего получить водительские права. С ее помо- щью вы получите необходимые сведения об устройстве автомобиля и одновремен- но подготовитесь к экзамену в Гос- авто- инспекции (ГИБДД). Дело в том, что в экзаменационных би- летах, по которым проводится теоретиче- ский экзамен в ГИБДД, содержатся не только вопросы по Правилам дорожно- го движения (ПДД), но и вопросы, отве- тить на которые невозможно без знания основ устройства механических транс- портных средств. Подробные разъяснения, иллюстрации и комментарии к правиль- ным ответам на такие экзаменационные вопросы вы найдете в данном издании. В книге использованы некоторые упро- щения и аналогии при полном сохране- нии смысла и терминологии, принятой в автомобилестроении. Основные части и агрегаты легкового автомобиля К транспортным средствам категории «В» относятся автомобили, разрешенная максимальная масса которых не превыша- ет 3500 кг и число сидячих мест которых, помимо сиденья водителя, не превышает восьми. Самым массовым представителем данной категории является легковой авто- мобиль, с устройством которого мы начи- наем знакомиться. Легковой автомобиль состоит из узлов и механизмов, которые образуют три его основные части: двигатель, шасси и кузов (рис. 1.1). Двигатель - устройство, превращающее тепловую энергию топлива в механичес- кую энергию, приводящую транспортное средство в движение. Шасси состоит из следующих элементов: - трансмиссии (элементов, передающих вращение вала двигателя к колесам, - по- казаны на рис. 1.2-1.4 желтым цветом); - ходовой части (колес, а также уст- ройств их крепления и связи с кузовом); - механизмов управления (рулевого и тормозного). Водитель с помощью механизмов уп- равления изменяет направление и ско- рость движения автомобиля. Любая неис- правность механизмов управления (руле- вого или тормозного) может привести к самым тяжелым последствиям. Поэтому при неисправности рабочей тормозной си- стемы (а так называется та система, кото- рую вы приводите в действие, нажимая на педаль тормоза) или рулевого управле- ния любое движение запрещено (п. 3.2 ПДД). В настоящее время невозможно предста- вить автомобиль без большого числа при- боров, относящихся к электрооборудова- нию: «мигалки», фары, габаритные огни, фонари, звуковой сигнал и т.д. Кроме того, современный автомобиль начинен всевозможным дополнительным оборудованием, обеспечивающим удобство и комфорт водителю и пассажирам, а так- же электронными системами, повышаю- щими безопасность движения. Кузов - не только основа легкового ав- томобиля, но и его «лицо». Именно глядя на него, обычно говорят, нравится ли нам внешне автомобиль. Чтобы транспортное средство поехало, что-то должно заставить вращаться его колеса. Причем у автомобиля должно быть хотя бы два ведущих колеса. В зависимости от того, какие колеса приводят машину в движение, автомоби- ли подразделяют: - на заднеприводные; - переднеприводные; - полноприводные.
ГЛАВА 1. основы УСТРОЙСТВА легковых автомобилей 5 сцепление коробка передач нпиготАнс сцепление ---------------- задний мост двигатель 7 / ----- Рис. 1.2. Схема устройства заднепривод- ного автомобиля Заднеприводные автомобили (рис. 12) - автомобили, которые движутся за счет вра- щения задних колес (т.е. крутящий момент от двигателя передается только на задние колеса). Задние колеса таких машин явля- ются ведущими и толкают перед собой ав- томобиль. Передние колеса в этом случае нужны для опоры, изменения направления движения и снижения скорости (так как тормоза легкового автомобиля установлены на всех четырех колесах). Поскольку вра- щение от двигателя передается только на задние колеса (ведущие), то передние в этом случае играют роль ведомых. Рис. 1.3. Схема устройства переднепривод^ ного автомобиля У переднеприводных автомобилей (рис. 1.3) крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Широкому распространению таких ма- шин одно время препятствовало следую- щее обстоятельство: передние колеса, став ведущими, в отличие от задних должны еще и поворачиваться для изменения на- правления движения. Куда проще было передать вращение на неуправляемые зад- ние колеса. Эти трудности удалось преодо- леть с изобретением свечеобразной подвес- ки («макферсон») и повышением надежно- сти шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов), через которые вращение переда- ется на колеса независимо от того, повер- нуты они или нет. Задние (ведомые) коле- са таких автомобилей выполняют опорные и тормозные функции, а передние колеса приводят машину в движение. В отличие от заднеприводного автомобиля, у которо- го ведущие колеса толкают автомобиль пе- ред собой, у переднеприводного авто веду- щие колеса тянут его за собой. При этом передние колеса еще и управляемые. А в этом случае сила тяги прикладывает- ся в направлении поворота колеса, из-за чего транспорт с передним приводом более устойчив на дороге, чем заднеприводный. Чтобы убедиться в этом, вам вовсе не надо проводить реальные испытания. Просто вспомните, как вы возили санки за веревку, привязанную к ним в перед- ней части (аналог переднеприводного ав- томобиля). Вам легко удавалось направ- лять их по нужной траектории. А теперь представьте, что вы толкаете санки сзади палкой, например лыжной, и хотите заста- вить их двигаться по определенной траек- тории (аналог заднеприводного автомоби- ля). Сделать это намного сложнее - санки начинают рыскать в разные стороны. Рис. 1.4. Схема устройства полнопривод- ного автомобиля Полноприводные автомобили (рис. 1.4) - это автомобили, у которых ведущими явля- ются как задние, таки передние колеса,
6 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ а ведомых вообще нет. В этом случае все четыре колеса трудятся совместно. Работая в унисон, передние колеса тянут, а задние толкают машину. Некоторые полнопривод- ные автомобили имеют отключаемый пе- редний или задний мост (т.е. по желанию водителя ведущими у них могут быть как четыре, так и два колеса). Полноприводные легковые «вездеходы» хороши в сельской местности, при езде по плохим дорогам в распутицу. Кроме того, полный привод поможет сохранить необходимую траекто- рию при движении по укатанному снегу или льду. Колесная формула легкового автомобиля Определить, сколько у автомобиля ве- дущих колес, поможет так называемая колесная формула. Первая цифра в ней указывает общее количество колес, а вто- рая соответствует количеству ведущих ко- лес. Для легкового автомобиля с двумя ве- дущими колесами запишем 4x2 (рм. рис. 1.2 и 1.3), а для полноприводного лег- кового автомобиля - 4x4 (см. рис. 1.4). Итак, ведущие колеса, получающие вра- щение от двигателя, сдвигают с места транспортное средство, а потом толкают или тянут его. Вращение от двигателя пе- редается через агрегаты трансмиссии на ведущие колеса, и транспортное сред- ство едет. Основные типы кузовов легковых автомобилей Кузов большинства легковых автомоби- лей - основа, на которой закреплены все агрегаты, механизмы, внутреннее и внеш- нее оборудование салона (от сидений до ремней безопасности, от зеркал задне- го вида до стекол и стеклоочистителей и т.д.). В общем, все, что можно, в легко- вом автомобиле располагается (опирается, держится, прикручивается) на кузове. По- тому-то, его и называют несущим. Кузов легкового автомобиля одновременно явля- ется пристанищем для водителя, пассажи- ров и багажа. Кузова современных легковых автомоби- лей разнообразны и многофункциональ- ны, хотя, конечно, их основное предназна- чение - перевозка пассажиров и неболь- шой поклажи. Название кузова нередко отождествляют с названием автомобиля. Седан - кузов с четырьмя или реже с двумя дверями и с двумя или более ря- дами полноразмерных сидений, т.е. рас- считанных на среднестатистического взрослого (рис. 1.5). Он получил наиболь- шее распространение среди кузовов во второй половине XX века. В Англии его называют Saloon, во Фран- ции - Berline, в Германии - Limousine. В седане могут расположиться 4 или 5 (или более) взрослых людей. Моторный отсек и багажное отделение у седанов вы- несены наружу, т.е. кузов считается трех- объемным. Купе в классическом исполнении - это двухдверный кузов только с одним рядом полноразмерных сидений (рис. 1.6). Сзади
ГЛАВА 1 ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 7 возможна установка еще одного ряда ком- пактных (детских) мест. За рубежом кузо- ва купе получили более широкое распро- странение как в виде дорогих скоростных машин полуспортивного типа, так и отно- сительно дешевых компактных городских автомобилей. Купе с дополнительной тре- тьей задней дверью называется ку- пе-хэтчбек, соответственно купе могут быть двух- и трехобъемными. Рис. 1.7. Универсал Рис. 1.8. Внедорожник (SUV) Универсал - грузопассажирский дву- хобъемный кузов с двумя рядами полно- размерных сидений и дополнительной (пятой) дверью (рис. 1.7). Задние сиденья в разложенном состоянии увеличивают площадь багажного отделения. На внедо- рожниках (SUV) такой тип кузова стал ос- новным (рис. 1.8). Рис. 1.9. Хэтчбек Хэтчбек - двухобъемный кузов, представ- ляющий собой гибрид седана и универсала (рис. 1.9). В нем можно перевозить достаточ- но габаритный груз, так как при складыва- нии задних сидений (а в некоторых моделях и переднего пассажирского сиденья) объем багажного отделения значительно возраста- ет. Большая часть компактных переднепри- водных автомобилей с последней четверти XX века оснащается именно таким типом кузова. Рис. 1.10. Лимузин Лимузин - трехобъемный кузов с жест- кой остекленной перегородкой, отделяю- щей передние сиденья от пассажирского са- лона (рис. 1.10). Сегодня такой тип кузова создают по заказу на базе автомобилей класса Е+ и F+. Рис. 1.11. Кабриолет Кабриолет - открытый кузов без кры- ши или с мягким складным верхом. В отечественном автомобилестроении та- кие кузова в настоящее время не приме- няются, а открытые кузова внедорожни- ков относятся к фаэтонам (например, УАЗ-3151). Купе-кабриолет - кузов со складывае- мым жестким верхом, объединяющий в себе достоинства открытого кабриолета и закрытого купе (рис. 1.11).
8 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 1.12. Мини-вэн Рис. 1.15. Фургон Рис. 1.13. Мини-вэн Toyota Hiace Мини-вэн - грузопассажирский одно- или полутораобъемный кузов часто без явно выступающего моторного отсека, с дополнительной дверью багажного отде- ления (рис. 1.12). На некоторых микроав- тобусах и большей части автобусов ис- пользуется также вагонная компоновка с размещением водителя над передней осью (например, Toyota Hiace, рис. 1.13). Рис. 1.14. Пикап Пикап - коммерческий кузов с откры- той грузовой платформой, отделенной от кабины жесткой стационарной перего- родкой (рис. 1.14). Кабина может быть с од- ним или двумя рядами сидений вместимо- стью от 2 до 6 человек, включая водителя. Фургон - коммерческий кузов, как пра- вило, на базе универсала, с отделенным от водительского места грузовым отсеком (рис. 1.15). Современная классификация легковых автомобилей в Европе и России В странах Европы (и де-факто в России) легковые автомобили разделяют на клас- сы в зависимости от их габаритных разме- ров. Таких классов шесть. Они обознача- ются буквами латинского алфавита - А+, В+, С+, D+, Е+ и F+. Класс А+ - малогабаритные четырех- и пятиместные легковые автомобили, дли- на которых не превышает 3,7 м, а шири- на - 1,6 м. К данному классу относятся также двух - четырехместные городские мини-автомобили, например Smart. В дан- ную категорию входят модели Daewoo Matiz, Chevrolet Spark, KIA Picanto, Peugeot 107, СеАЗ-11116 (ВАЗ-1111) «Ока». Класс В+ - легковые автомобили дли- ной 3,7-4,3 м, шириной до 1,7 м. Чаще всего они оснащаются кузовом хэтчбек (3 или 5 дверей) и передним приводом. Это, например, все модели LADA от 2104 до Priora, Renault Logan, Hyundai Accent, Chevrolet Lanos, Ford Fusion. По устаревшей отечественной классифи- кации автомобили нынешних классов А+ и В+ относились к особо малому классу с двигателем рабочим объемом до 1,1 л
ГЛАВА 1 ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 9 (отраслевой индекс начинался с цифр 11, 1,8-3,5 л (отраслевой индекс начинался например, ВАЗ-1111, ЗАЗ-1102). с цифр 31, например, ГАЗ-3102, ГАЗ-3110). Класс С+ - легковые автомобили дли- ной 4,2-4,5 м, шириной 1,7-1,8 м. Данный класс часто называют «нижнесредним» или «Гольф-классом» по самому популяр- ному в Европе его представите- лю - Volkswagen Golf. К классу С+ отно- сятся также Ford Focus, Chevrolet Lacetti, Toyota Corolla, Mitsubishi Lancer, Daewoo Nexia, Opel Astra, Mazda 3. Класс D+ - легковые автомобили дли- ной 4,5-4,8 м, шириной 1,7-1,8 м. Данный класс часто называют «верхнесредним». К данному классу относятся модели Toyota Avensis, Mazda 6, Volkswagen Passat, Honda Accord, Ford Mondeo, Hyundai Sonata, Opel Vectra, Audi A4, Mercedes-Benz С-класс, BMW «третьей серии». По устаревшей отечественной классифи- кации автомобили нынешних классов С+ и D+ относились к малому классу с дви- гателем рабочим объемом 1,1-1,8 л (отрас- левой индекс начинался с цифр 21, напри- мер, АЗЛК-2141, ВАЗ-2105, ИЖ-2126). Класс Е+ - легковые автомобили дли- ной 4,8-5 м, шириной более 1,8 м. Данный класс именуется «бизнес-классом». В этом классе представлены Toyota Camry, «Вол- га» ГАЗ-3102/ 31105 и Volga Siber, Nissan Teana, Audi A6, BMW «пятой серии», Mitsubishi Galant, Mercedes-Benz Е-класс, Volvo S80, Lexus GS. По устаревшей отечественной классифи- кации автомобили нынешнего класса Е+ (частично и D+) относились к среднему классу с двигателем рабочим объемом Класс F+ состоит из автомобилей длиной более 5 м, шириной свыше 1,8 м. Этот класс именуется классом «люкс» или «пред- ставительским классом», так как к нему относятся комфортабельные, мощные авто- мобили типа BMW «седьмой серии», Mercedes-Benz S-класс, Lexus LX, Infiniti GS, Jaguar XJ8, Bentley, Maybach и Rolls-Royce. По устаревшей отечественной классифи- кации автомобили класса F+ и частично Е+ относились к большому (с двигателем рабо- чим объемом свыше 3,5 л) и высшему (без ограничений) классам: отраслевой индекс начинался с цифр 41, например, ЗИЛ-4104. Следует отметить, что кроме базовых моде- лей большинство зарубежных автопроизводи- телей выпускают легковые автомобили с ку- зовом универсал. Чаще всего они находятся в том же классе. Однако существует еще не- сколько видов автомобилей, не попадающих в приведенную выше классификацию. Это ав- томобили с кузовами типа кабриолет, купе, универсал повышенной вместимости (УПВ), мини-вэн (MPV), а также кроссоверы и внедо- рожники (автомобили повышенной проходи- мости или SUV). Класс SUV также подразде- ляется на компактный, среднеразмерный и полноразмерный сегменты. Также автомобили подразделяются по це- новым категориям. Самая дешевая комплек- тация называется базовой или стандартной. В современном зарубежном серийном автомо- билестроении в последние годы прослежива- ется следующая тенденция: ценовая катего- рия зависит не столько от размерности моде- ли автомобиля, сколько от его комплектации. ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Бензиновые и дизельные двигатели ностей могут работать на бензине (ин- Двигатели внутреннего сгорания в за- жекторные и карбюраторные двигатели), висимости от их конструктивных особен- на соляре (дизели) и на газе.
10 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Бензиновые двигатели являются самы- ми распространенными в мировом легко- вом автомобилестроении. Бензин получают методом перегонки нефти. Покупая его на автозаправочной станции, вы приобретаете только полуфа- брикат для питания двигателя, который еще необходимо приготовить. Дело в том, что двигатель работает на смеси бензина с воздухом. Ее в строго определенных про- порциях готовит специальное устройство - карбюратор или инжектор. Причем проис- ходит это вне цилиндров двигателя, т.е. снаружи их. Карбюратор закрепляется в верхней части двигателя и в нем проис- ходит подготовка смеси, а инжекторы го- товят ее во впускном коллекторе. В любом из этих вариантов уже готовая смесь по- ступает в цилиндры двигателя. Поэтому бензиновые двигатели называют также двигателями с внешним смесеобразовани- ем, т.е. с приготовлением смеси вне ци- линдров. Обратите внимание на то, что за бензин вы платите деньги, а возду- хом пользуетесь бесплатно. А ведь его по массе для приготовления необходимой смеси требуется значительно больше, чем бензина. В зависимости от их соотношения различают смеси богатые, в которых на од- ну часть бензина приходится менее 13 частей воздуха; обогащенные - в них соотношение бензин-воздух Ы3...15, нор- мальные - 1:15, обедненные - 115...17 и бед- ные - 1:17. То есть чем больше бензина в смеси, тем она богаче, чем меньше - тем беднее. Двигателю на разных режимах ра- боты требуется разная по составу смесь. Иногда вместо бензина в двигателях с внешним смесеобразованием используют газ (пропан-бутан). Пропан-бутан - это не природный газ. Его получают из нефти и сконденсирован- ных нефтяных попутных газов. Чтобы эта смесь оставалась жидкой, ее хранят и пе- ревозят в цистернах и баллонах под дав- лением. Для перевода бензинового двига- теля на газ используется специальное обо- рудование. топливная форсунка воздух Топливо । (бензин, газ) Воздух Такт сжатия Такт выпуска Такт расширения (рабочий ход) Поджиг рабочей смеси свечой зажигания Смесеобразование (карбюратор, инжектор) ........Ж .......... Такт впуска Рис. 2.1. Схема рабочего цикла с внешним смесеобразованием поршень Смесь бензина или газа с воздухом, при- готовленная снаружи двигателя, направ- ляется в его цилиндры, где ее воспламе- няют с помощью свечи зажигания. Такой процесс называют принудительным зажи- ганием, поскольку без искры, создаваемой свечей зажигания, смесь гореть не будет. Вам, возможно, приходилось слышать от водителей, что двигатель не заводится, потому что не работают свечи. На рис. 2.1 показана схема рабочего цик- ла с внешним смесеобразованием и при- нудительным зажиганием. Дизели - двигатели, работающие на со- ляре (дизельном топливе). В отличие от бензиновых двигателей в них применя- ется воспламенение от сжатия (в дизелях отсутствуют свечи зажигания). Смесеобра- зование (смешивание соляра с воздухом) в дизельных двигателях происходит непо- средственно внутри цилиндров. Это дви- гатели с внутренним смесеобразованием.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И воздух цилиндре двигателя Воздух Топливо (соляр) Такт впуска Такт выпуска Воспламенение Рис. 2.2. Схема рабочего цикла с внутрен- ним смесеобразованием Такт расширения (рабочий ход) На рис. 2.2 показана схема рабочего цик- ла двигателя с внутренним смесеобразова- нием. Наш рассказ о двигателях внутреннего сгорания будет неполным, если мы не упомянем так называемые гибридные моторы. Хотя в них двигатель внутренне- го сгорания является лишь одним из эле- ментов. Совсем недавно автомобили с ги- бридными двигателями казались какой-то экзотикой, а теперь практически все крупные автопроизводители уже стали ус- танавливать их на свои автомобили. Гиб- ридные двигатели представляют собой со- четание двигателя внутреннего сгорания и электромотора, аккумулятор для кото- рого подзаряжается во время движения. При различных режимах движения такие двигатели могут работать по отдельности или даже совместно. Этим процессом уп- равляет электроника, и водитель и пасса- жиры не ощущают никаких рывков на переходных режимах. И все же силовой (энергетической) уста- новкой большинства современных автомо- билей по-прежнему является двигатель внутреннего сгорания. О нем мы и будем говорить в дальнейшем. Его задача - «вы- дать на-гора» механическую энергию в ви- де вращения выходящего из него вала. По аналогии электродвигатель преобразу- ет электроэнергию во вращение вала. Топливо, находящееся в баке, потенци- ально несет тепловую энергию, которую двигатель внутреннего сгорания превра- тит в механическую. Итак, двигатель внутреннего сгора- ния - это преобразователь тепловой энер- гии топлива .в механическую. Механизмы и системы двигателя Двигатели внутреннего сгорания, ис- пользуемые на легковых автомобилях, со- стоят из двух механизмов: кривошип- но-шатунного и газораспределительного, а также следующих пяти систем: - системы питания; - системы зажигания; - системы охлаждения; - системы смазки; - системы выпуска отработавших газов. Общее устройство и рабочий цикл одноцилиндрового бензинового двигателя Рассмотрим принцип работы простейше- го одноцилиндрового бензинового двигате- ля (рис. 2.3). Такой двигатель состоит из цилиндра, к которому прикручена съемная головка. В цилиндре находится пЬршень. Он име- ет форму цилиндрического стакана, состо- ящего из головки и юбки (см. рис. 2.3 и 2.4). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Их зада- ча - обеспечить герметичность пространст- ва над поршнем, не дав возможности газам,
12 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 2.3. Принцип работы одноцилиндро- вого бензинового двигателя: 1 - коленчатый вал; 2 - шатун; 3 - цилиндр; 4 - поршень; 5 - герметизирующая прокладка; 6 - голо- вка цилиндра; 7 - выпускной клапан; 8 - свеча зажи- гания; 9 - впускной клапан; 10 - компрессионные кольца; 11- маслосъемное кольцо; 12 - маховик; 13 - картер двигателя шип коленчатого вала образующимся при работе двигателя, про- рваться под поршень, а также не допус- тить попадания масла, смазывающего вну- треннюю поверхность цилиндра, в прост- ранство над поршнем. Эти кольца играют роль уплотнителей, причем те из них, ко- торые не пропускают газы, назвали ком- прессионными, а оберегающие от мас- ла - маслосъемными. Цилиндр необходимо заправить топлив- ной смесью бензина с воздухом, приготов- ленной карбюратором или инжектором, сжать ее поршнем и поджечь, а она, сго- рая и расширяясь, заставит поршень дви- гаться вниз. Так тепловая энергия топли- ва превратится в механическую. Рис. 2.4. Поршень и коленчатый вал: 1 - юбка поршня; 2 - палец и его стопорное кольцо; 3 - головка поршня; 4 - компрессионные кольца; 5 - маслосъемное кольцо; 6 - шатун; 7 - коленча- тый вал; 8 - подйипники скольжения; 9 - криво- Теперь необходимо преобразовать пере- мещение поршня во вращение вала. Для этого использовали следующее механичес- кое приспособление: поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединили с кривошипом коленчатого вала, который Рис. 2.5. Ход поршня от БМТ до НМ1
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 13 вращается на подшипниках, установлен- ных в картере двигателя (см. рис. 2.4). В результате перемещение поршня в ци- линдре сверху вниз и обратно легко пре- образуется во вращение вала (см. рис. 2.3). Верхней мертвой точкой, сокращенно ВМТ, называют самое верхнее положение поршня в цилиндре (т.е. то место, где поршень перестает двигаться вверх и на- чинает движение вниз) (рис. 2.5). Самое нижнее положение поршня в ци- линдре (т.е. то место, где поршень пере- стает двигаться вниз и начинает движе- ние вверх) называют нижней мертвой точкой, сокращенно НМТ (см. рис. 2.5). Расстояние между крайними положени- ями поршня (от ВМТ до НМТ) называет- ся ходом поршня (см. рис. 2.5). При перемещении поршня сверху вниз (от ВМТ до НМТ) объем над ним изменя- ется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над пор- шнем при его положении в ВМТ называ- ется камерой сгорания (см. рис. 2.5). Объем, освобождаемый в цилиндре пор- шнем при его перемещении от ВМТ до НМТ, называют рабочим объемом ци- линдра - Vp (см. рис. 2.5). Рабочий объем всех цилиндров двигате- ля, выраженный в литрах, называется ли- тражом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабочего объема и объема ка- меры сгорания. Этот объем заключен над поршнем при его положении в НМТ. Важной характеристикой двигателя яв- ляется его степень сжатия. Она опреде- ляется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр смесь при перемещении поршня снизу вверх (от НМТ к ВМТ). У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6-14, у дизельных - 14-24. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономич- ность, существенно влияет на токсич- ность отработавших газов. Мощность двигателя измеряется в кило- ваттах либо в лошадиных силах (1 л.с. примерно равна 0,735 кВт). Работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давле- ния газов, образующихся при сгорании в цилиндре смеси топлива и воздуха. Как уже говорилось, в бензиновых и газо- вых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания (см. рис. 2.3), в дизе- лях - от сжатия. Совокупность последовательных процес- сов, периодически повторяющихся в каж- дом цилиндре двигателя и обеспечиваю- щих его непрерывную работу, называется рабочим циклом. Рабочий цикл четырехтактного двига- теля состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за один ход поршня (от ВМТ к НМТ или наоборот) Рис. 2.6. Расположение маховика коленча- того вала: 1 - коленчатый вал; 2 - маховик
14 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала. При работе одноцилиндрового двигате- ля его коленчатый вал вращается нерав- номерно, он резко ускоряется в момент сгорания горючей смеси, а все остальное время замедляется. Для повышения рав- номерности вращения на валу коленчато- го вала, выходящего наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск (маховик) - рис. 2.6. Когда двигатель ра- ботает, вал с маховиком вращаются. Теперь поговорим немного подробнее о работе такого двигателя. Итак, первая задача - поместить внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливовоздушную смесь, которую, как вы помните, приготовил карбюратор или инжектор. Это действие называют тактом впуска (первый такт). На рис. 2.7—2.10 по- казан принцип работы инжекторного дви- гателя. Заполнение цилиндра двигателя топливовоздушной смесью очень похоже на заполнение шприца лекарством (см. рис. 2.7): поршень из верхнего положения Рис. 2.7. Такт впуска движется в нижнее. Но в шприце лекар- ство набирается, а затем выпускается че- рез один и тот же канал (иглу). В двига- теле же горючая смесь впускается через один канал, а продукты ее сгорания - че- рез другой, т.е. к цилиндру двигателя подведены сразу два канала: впускной и выпускной. Непосредственно перед вхо- дом в цилиндр в этих каналах установле- ны клапаны. Их принцип действия очень прост: представьте себе гвоздь с большой круглой шляпкой, перевернутый «вверх ногами» (шляпкой вниз). Эта круглая шляпка закрывает вход из канала в ци- линдр. При этом она прижимается к кромке канала мощной пружиной и, как пробкой, закупоривает его (см. рис. 2.16). Если нажать на клапан (тот са- мый «гвоздь»), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала будет открыт (см. рис. 2.15). Теперь, познакомившись с принципом работы клапанов, вернемся к первому такту работы двигателя. Первый такт - такт ВПУСКА Первый такт - впуск или, как иногда говорят, всасывание горючей смеси (см. рис. 2.7). Во время этого такта поршень переме- щается из верхней мертвой точки в ниж- нюю. Впускной клапан открыт, а выпуск- ной надежно закрыт. Через впускной кла- пан цилиндр заполняется горючей смесью. Все это продолжается до того момента, пока поршень не окажется в нижней мертвой точке, т.е. его дальнейшее движе- ние вниз окажется невозможным. Мы уже знаем, что перемещение поршня в цилин- дре влечет за собой перемещение криво- шипа, а следовательно, вращение колен- чатого вала, и наоборот. За первый такт работы двигателя (при перемещении пор- шня из ВМТ в НМТ) он повернется на пол-оборота. Второй такт - такт СЖАТИЯ (рис. 2.8) До сих пор топливовоздушную смесь, приготовленную инжектором или карбю- ратором, мы называли горючей. А вот
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 15 сейчас (после того как она попала в ци- линдр, смешалась с остатками ранее отра- ботавших газов и за ней закрылся впуск- ной клапан) будем называть ее рабочей. Итак, наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и пути ее отхо- да оказались отрезанными, поскольку впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. Теперь поршень, начав движение снизу вверх (от нижней мертвой точки к верх- ней), попытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.8). Однако «стереть в порошок» эту смесь ему не удастся. Вы же помните, что престу- пить черту верхней мертвой точки пор- шень не в силах. А внутреннее простран- ство цилиндра проектируют так (и соот- ветственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), что- бы над поршнем, «застывшим» в верхней мертвой точке, всегда оставалось пусть и не очень большое, но свободное прост- ранство. Напомним, что это пространство называют камерой сгорания. Рис. 2.8. Такт сжатия К концу такта сжатия давление в ци- линдре возрастает до 0,8-1,2 МПа, а тем- пература достигает 450-500 °C. Для того чтобы получить максимальную отдачу, хотелось бы сжать рабочую смесь как можно сильнее. Представьте себе, что вы пальцем закрыли выходное от- верстие обыкновенного велосипедного насоса и сжимаете воздух. Чем сильнее сожмете, тем с большей силой «выстре- лит» вверх рукоятка насоса, связанная с поршнем; Однако степень сжатия рабочей смеси во время такта сжатия ограничивается свойствами применяемого бензина, в пер- вую очередь его антидетонационной стойкостью, характеризуемой октановым числом (у бензинов оно изменяется от 66 до 98). Чем выше октановое число, тем больше антидетонационная стойкость топ- лива. Чем выше октановое число, тем дороже бензин. При чрезмерно высокой степени сжатия или низкой антидетонаци- онной стойкости бензина может произой- ти детонационное (от сжатия) воспламене- ние смеси и нарушиться нормальная ра- бота двигателя. В бак своего автомобиля вы должны заливать бензин с октановым чис- лом, указанным заводом-изготовителем. Предположим, что вместо рекомендован- ного бензина с октановым числом 95 ис- пользуется более дешевый бензин (на- пример, 92 или 76). Тогда при поступле- нии в цилиндры двигателя смесь из такого бензина с воздухом взрывообраз- но самовоспламенится из-за недопусти- мой для нее степени сжатия. Причем произойдет это задолго до того момента, когда поршень в конце такта сжатия приблизится к верхней мертвой точке. Из-за произошедшего взрывного сгора- ния газы начнут давить на поршень, стремясь переместить его вниз, а колен- чатый вал будет в это же время толкать поршень вверх. В результате такой на- грузки детали двигателя будут быстро выведены из строя.
16 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Кстати, нельзя, даже от очень большой щедрости, заливать бензин с октановым числом выше рекомендуемого. В против- ном случае его смесь с воздухом не будет сжата до необходимой величины, и, подо- жженная искрой свечи, будет медленно сгорать, причем этот процесс растянется и на такт выпуска. При этом догорание смеси в выпускном коллекторе приведет к прогару открытого в данный момент выпускного клапана (так как его часть, расположенная в выпускном коллекторе, не предназначена для такого воздействия) и. Последующему ремонту двигателя. Третий такт - РАБОЧИЙ ХОД Вот теперь мы подошли к самому главно- му моменту - превращению тепловой энер- гии в механическую. В начале третьего так- та, даже с некоторым опережением (на са- мом деле в конце такта сжатия), горючая смесь воспламеняется с помощью электри- ческой искры свечи зажигания (см. рис. 2.9). Давление от расширяющихся газов пе- редается на поршень, и он начинает дви- жение вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпу- скной) закрыты. Смесь сгорает с выделением большого количества тепла. Из-за этого дав- ление в цилиндре резко возрастает и пор- шень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленча- тый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800-2000 °C, а давление - до 2,5-3,0 МПа. Обратите внимание, что только из-за третьего такта и создавался двигатель, хо- тя без остальных тактов он бы не состо- ялся. Поэтому все такты, кроме такта ра- бочего хода, иногда называют вспомога- тельными. А нам еще предстоит познакомиться с последним из вспомога- тельных тактов. Четвертый такт - такт ВЫПУСКА В течение этого такта впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре по- сле сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод) и далее Рис. 2.9. Рабочий ход
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 17 через систему выпуска отработавших га- зов, наиболее известным представителем которой является глушитель, в атмосферу (см. рис. 2.10). Все четыре такта, периодически повто- ряющиеся в рассмотренной последова- тельности в цилиндре двигателя, обеспе- чивают его непрерывную работу и назы- ваются рабочим циклом. Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия (см. рис. 2.2). При такте впуска по впускному трубо- проводу в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух. Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце этого такта, когда поршень, дви- гаясь вверх, подходит к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство - форсун- ку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, под большим давлением впры- скивается мелкораспыленное дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сго- рают. При этом выделяется большое количество тепла, в результате чего температура в цилиндре повышается до 1700-2000 °C, а давление - до 7-8 МПа. Под действием давления газов поршень перемещается вниз - происходит рабочий ход. Такт выпуска у дизельного двигате- ля аналогичен одноименному такту бен- зинового двигателя. Рис. 2.11. Устройство коленчатого вала двигателя: 1 - маховик; 2 - коренные шейки (для опоры в бло- ке цилиндров); 3 - противовес; 4 - канал для масла; 5 - шатунные шейки (к ним крепятся шатуны) Как мы уже сказали, лишь во время тре- тьего такта (рабочий ход) совершается по- лезная механическая работа. Остальные три такта - вспомогательные. Они совер- шаются за счет кинетической энергии тща- тельно сбалансированного массивного чу- гунного диска, закрепленного на валу дви- гателя. Этот диск называют маховиком (см. рис. 2.6 и 2.11). Кроме обеспечения рав- номерного вращения коленчатого вала, ма- ховик также способствует преодолению со- противления сжатия в цилиндрах двигате- ля при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегруз- ки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зуб- чатый венец для пуска двигателя старте- ром (о том, как это происходит, мы пого- ворим несколько позже). Во время третье- го такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал двига- теля передает запас инерции маховику. Накопленная таким образом инерция по- могает маховику осуществлять вспомога- тельные такты рабочего цикла двигателя. В результате при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень перемещается в цилин- дре именно за счет энергии, отдаваемой ма- ховиком. В многоцилиндровом двигателе по- рядок работы цилиндров устанавливается так, что рабочий ход, совершаемый в дан- ный момент хотя бы в одном цилиндре, по- могает проведению вспомогательных тактов. Этому же способствует и инерция маховика. Кривошипно-шатунный механизм Кривошипно-шатунный механизм пре- образует возвратно-поступательное движе- ние поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя. До сих пор мы рассматривали устройст- во и работу одноцилиндрового двигателя. На большинстве легковых автомобилей преимущественно используют четырехци- линдровые двигатели. Существуют авто- мобили и с шести-, восьми- и двенадца- тицилиндровыми двигателями. Много-
18 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ цилиндровые двигатели легковых автомо- билей имеют либо обычное расположение цилиндров - в один ряд, либо V-образное. В первом случае цилиндры расположены в одну линию, во втором - в два ряда с некоторым углом между ними. Далее мы будем изучать четырехцилин- дровый двигатель, самый распространен- ный в легковом автомобилестроении. Устройство кривошипно-шатунного ме- ханизма четырехцилиндрового двигателя показано на рис. 2.12. В блоке цилиндров (см. рис. 2.12) распо- ложены поршни, шатуны и коленчатый вал, образующие шатунно-поршневую группу, а также другие системы двигате- ля. Блок цилиндров отливают из чугуна либо из алюминиевого сплава. В нем пре- дусмотрены литые и высверленные кана- лы и отверстия, а также места установки подшипников. На подшипниках в блоке цилиндров вращается коленчатый вал (см. рис. 2.11 и 2.12). Между двойными стенка- ми блока циркулирует охлаждающая жид- кость, а по специальным каналам - мас- ло. Наружное оборудование двигателя также монтируется преимущественно на блоке цилиндров. Нижняя часть блока называется картером и представляет со- бой поддон (резервуар) для масла. Рис. 2.12. Устройство кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов: 1 - зубчатый шкив коленчатого вала; 2 - зубчатый ремень; 3 - зубчатый шкив распределительного вала; 4 - распределительный вал; 5 -* кулачок; 6 - толкатель; 7 - пружина; 8 - клапан; 9 - маховик; 10 - поршень; 11 - шатун; 12 - коленчатый вал '
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 19 Головка блока цилиндров закрепляется на блоке через металлоасбестовую про- кладку и закрывет собой цилиндры свер- ху. В головке блока расположены каме- ры сгорания, клапаны и свечи зажига- ния, а также на большинстве двигателей легковых автомобилей - распределитель- ный вал. В ней, как и в блоке цилинд- ров, предусмотрены каналы и полости для охлаждающей жидкости и масла. Го- ловка крепится к блоку цилиндров с по- мощью резьбовых соединений, а сверху через прокладку закрывается штампо- ванной крышкой. Особенности работы шатунно-поршне- вой группы изложены при рассмотрении принципа работы одноцилиндрового дви- гателя (см. рис. 2.3). Чтобы представить себе «скорострельность» работы двигателя легкового автомобиля, познакомимся с не- которыми цифрами. Около 1000 оборотов в минуту совер- шает коленчатый вал двигателя на холо- стом ходу, т.е. за секунду он совершит около 16 полных вращений. При движе- нии автомобиля число оборотов возрас- тает от 2 до 5 раз, т.е. всего лишь за од- ну секунду коленчатый вал совершит до 80 оборотов. А вы не забыли, что ко- ленчатый вал связан с поршнями? При- чем всего за пол-оборота вала поршень проделает весь путь в цилиндре сверху вниз или наоборот, а за полный обо- рот совершит два пробега, причем с пол- ной остановкой в верхней и нижней мертвых точках и последующим измене- нием направления движения на проти- воположное. При этом поршни переме- щаются в цилиндрах в условиях очень высоких температур и давления. Напри- мер, в двигателе ВАЗ-2106 за шесть ми- нут работы ра холостых оборотах каж- дый из четырех поршней проделает в его цилиндрах путь 1 км. На повышен- ных оборотах этот километр поршень преодолеет за минуту. И это при том что поршень в этом двигателе переме- щается всего на 8 см. Газораспределительный механизм Г азораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего цикла. Кроме того, он обеспечивает на- дежную изоляцию камеры сгорания от ок- ружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. Устройство газораспределительного ме- ханизма показано на рис. 2.12. Распределительный вал на большинстве двигателей легковых автомобилей уста- новлен на головке блока цилиндров. Его образуют кулачки (эксцентрики), количе- ство которых соответствует количеству клапанов двигателя, т.е. каждый кулачок работает только со своим конкретным клапаном. При вращении распределитель- ного вала его кулачки воздействуют через рычаги на клапаны или непосредственно на клапаны через толкатели (помните, ра- нее мы говорили, что клапаны похожи на гвозди с большими шляпками). Этим обеспечивается своевременное (со- гласованное с положением поршней в ци- линдрах) открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Вы уже поняли, что для открытия и за- крытия клапанов распределительный (он же кулачковый) вал должен повер- нуться на определенный угол. Распределительный вал в двигателях большинства автомобилей получает вра- щение от коленчатого вала самым «при- митивным» образом: либо с помощью цеп- ной передачи (рис. 2.13), либо зубчатым ремнем (рис. 2.14), натяжение которых можно отрегулировать специальными уст- ройствами. Преимущества ременного привода за- ключаются в низкой шумности его рабо- ты, простоте установки, отсутствии смаз- ки, упрощении конструкции двигателя и снижении его массы. Натяжение в цеп-
20 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 2.13. Цепной привод ГРМ: 1 - зубчатый шкив привода распределительного вала; 2 - цепь; 3 - успокоитель цепи; 4 - зубчатый шкив привода масляного насоса; 5 - зубчатый шкив коленчатого вала; 6 - башмак натяжителя цепи; 7 - натяжитель цепи Рис. 2.14. Ременный привод ГРМ: 1 - зубчатый шкив на коленчатом валу, 2 - зубчатый ремень; 3 - шкив насоса охлаждающей жидкости; 4 - натяжной ролик; 5 - зубчатый шкив распредели- тельного вала Рис. 2.15. Работа газораспределительного механизма (клапан открыт) ном приводе регулируется подпружинен- ным плунжером, а ремня - роликом. В настоящее время большинство автомо- бильных двигателей оснащают ременным приводом распределительного вала. Рис. 2.16. Работа газораспределительного механизма (клапан закрыт)
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 21 Итак, распределительный вал, получив вращение от коленчатого вала, поворачи- вается. В результате его кулачок набегает на рычаг или непосредственно на толка- тель, который нажимает на стержень под- пружиненного клапана и, преодолев со- противление пружины, открывает его (рис. 2.15). При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок сбегает с рычага (толкателя) и под воздействием пружины клапан закрывается (рис. 2.16). На наших рисунках показано, что кулачок воздействует на клапан непосредственно через толкатель. Существуют двигатели, каждый ци- линдр которых имеет два впускных и два выпускных клапана. В этом случае чаще всего впускными клапанами управляет один кулачковый вал, а выпускны- ми - другой (рис. 2.17). В любом случае кулачки на распредели- тельном валу размещены относительно друг друга определенным образом, и вра- щение коленчатого и распределительного валов согласовано так, что впускной кла- пан открывается в начале такта впуска (поршень в цилиндре находится в ВМТ), а выпускной - в начале такта выпуска (пор- шень в цилиндре находится в НМТ). Моменты открытия и закрытия клапа- нов в соответствии с углом поворота ко- ленчатого вала двигателя и, естественно, Рис. 2.17. Газораспределительный механизм с двумя распределительными валами: 1,2- выпускные клапаны; 3 - пружина; 4 - толкатель; 5 - кулачок; 6 - распределительный вал выпускных клапанов; 7,10 - впускные клапаны; 8 - распределительный вал впускных клапанов; 9,15 - зубчатые шки- вы распределительных валов; 11 - натяжной ролик ремня; 12 - зубчатый шкив коленчатого вала; 13 - ко- ленчатый вал; 14 - зубчатый ремень
22 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ одновременным перемещением поршня от ВМТ к НМТ и наоборот символизиру- ют дуги окружности на диаграмме фаз га- зораспределения (см. рис. 2.17). Те, кому интересны подробности, могут рассмот- реть эту диаграмму и обратить внимание на то, что, например, впускной клапан от- крылся несколько раньше, чем поршень достиг ВМТ (самая верхняя часть диа- граммы). Это сделано специально для лучшего наполнения цилиндров рабочей смесью. А теперь взгляните на нижнюю часть диаграммы и вы увидите, что выпу- скной* клапан также открывается несколь- ко раньше, чем поршень доберется до НМТ. Это необходимо для лучшей очи- стки от отработавших газов. В результате впускной клапан начинает открываться в тот момент, когда выпускной клапан еще полностью не закрылся. Такое поло- жение клапанов называется их перекры- тием. Во время тактов сжатия или рабо- чего хода оба клапана в цилиндре надеж- но закрыты. Тепловой зазор между рычагом или толка- телем и кулачком распределительного вала регулируется на холодном двигателе. При этом клапан, у которого регулируется тепло- вой зазор, должен быть закрыт (см. рис. 2.16). Этот зазор составляет доли миллиметра и контролируется специальным щупом. Конкретный зазор, необходимый конкрет- ному двигателю, указан в руководстве по его эксплуатации. Известно, что при нагреве тела расширяются, в том числе и детали газораспределительного механиз- ма. Если тепловой зазор станет меньше необходимого, то клапан откроется на большую величину, но самое неприят- ное то, что он he успеет закрыться в нуж- ный момент либо из-за теплового удлине- ния его ножки останется приоткрытым. Все это приведет к снижению мощности двигателя, ведь если клапан не закрыт, то при такте сжатия мы не получим не- обходимого давления в цилиндре. При длительной эксплуатации в таких услови- ях произойдет прогар клапана и двига- тель выйдет из строя. Прогар возникает потому, что часть рабочей смеси будет сгорать за пределами цилиндра, попав ту- да через приоткрытый клапан. При этом она будет обжигать расположенную там часть клапана, которая не рассчитана на такую температуру. Увеличенный сверх нормы тепловой зазор приведет к тому, что клапан не сможет открывать- ся полностью. Такое нарушение регулировки впускного клапана не позволит горючей смеси в нуж- ном количестве заполнить цилиндр, а на- рушение регулировки выпускного клапана затруднит очистку цилиндров от отрабо- тавших газов. При эксплуатации двигателя необходимо постоянно следить за натяже- нием цепи или зубчатого ремня привода распределительного вала. Кроме того, вла- дельцам автомашин с двигателями, в кото- рых установлен ременный привод распре- делительного вала, следует периодически проверять не только натяжение, но и со- стояние ремня, чтобы не опоздать с его за- меной. Обрыв ремня при работающем дви- гателе не только обездвижит автомобиль, но и может привести к серьезной поломке двигателя. Система охлаждения По традиции эту систему называют сис- темой охлаждения, хотя применительно к современным автомобилям ее правиль- нее было бы назвать системой поддержа- ния оптимальной температуры двигателя. Однако охлаждение двигателя - ее основ- ная функция. При сгорании топливовоздушной смеси выделяется значительное количество теп- ла, способного вывести из строя агрегаты двигателя. Что же произойдет при пере- греве? Подвижные элементы расширятся, поршни заклинит в цилиндрах, а многие детали будут изогнуты или просто слома- ны. Кстати, масло при высокой темпера- туре теряет смазывающую способность, разлагаясь на составные части.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 23 Отводом избыточного тепла как раз и занимается система охлаждения. Как происходит процесс охлаждения, вы, конечно, знаете и не раз выполняли эту процедуру, когда дули на горячую пи- щу, чтобы ее охладить. В автомобиле практически все то же самое: на двига- тель дуют, чтобы он не перегревался. Как дуют? Главным образом через специаль- ные щели и отверстия. На большинстве автомобилей поток воздуха к двигателю попадает через декоративную решетку, расположенную в передней части маши- ны. На этой решетке или сразу над ней чаще всего расположена эмблема, симво- лизирующая марку автомобиля. При дви- жении машины туда попадает встречный поток воздуха. Оценить его интенсивность вы могли, высунув ладонь в окно движу- щегося автомобиля. К тому же часть воз- духа попадает к двигателю, проходя под днищем машины. Для более интенсивного обдува применяют вентиляторы. На неко- торых автомобилях этим и ограничивают- ся. В автомобильном мире таких машин совсем немного. Это, например, популяр- ный когда-то «Запорожец» и известный «Фольскваген Жук». На этих машинах применяется воздушная система охлажде- ния. Но она довольно часто оказывается недостаточно эффективной. Большей эф- фективностью обладает жидкостная систе- ма охлаждения. Хотя сразу отметим, что и тут без воздуха не обойтись. Те из вас, кто не забыл школьный курс физики, знают, что теплообмен происходит между телами в направлении от более нагретого тела к менее нагретому. Так вот, при жидкостной системе охлаждения тепло от работающего двигателя передается сна- чала охлаждающей жидкости и лишь за- тем от нее воздуху. При воздушном ох- лаждении тепло передавалось непосредст- венно от двигателя воздуху. Как же передать тепло от двигателя ох- лаждающей жидкости? Поступили очень просто. Надели на двигатель рубашку и назвали ее рубашкой охлаждения. На самом деле просто сделали двигателю двойные стенки, между которыми и зали- ли жидкость. У жидкости самая большая теплоемкость, поэтому она быстро забира- ет тепло. Проблема лишь в том, что она сама при этом сильно нагревается и ее ох- лаждают воздухом. Для этого пропускают нагретую жидкость через радиатор - уст- ройство, состоящее из множества трубо- чек, обдуваемых воздухом, и после охлаж- дения снова направляют в двигатель. На автомобилях в подавляющем боль- шинстве случаев применяется жидкостная система охлаждения. Нормальная температура охлаждающей жидкости работающего двигателя состав- ляет 80-95 °C. При пуске холодного дви- гателя система охлаждения помогает дви- гателю по возможности быстрее достичь рабочей температуры. О том, как это де- лается, чуть позже. А сейчас познакомим- ся с конструкцией этой системы. Жидкостная система охлаждения с при- нудительной циркуляцией (принудитель- ная - потому что она перемещается не са- ма по себе, а ее заставляет двигаться на- сос) состоит из следующих основных элементов: - рубашки охлаждения (как вы уже знаете, двойных стенок блока цилиндров и головок, пространство между которыми заполнено охлаждающей жидкостью); - радиатора, выполняющего функцию теплообменника и состоящего из двух бачков, соединенных большим количест- вом трубок; - расширительного бачка, поддержива- ющего постоянный объем циркулирую- щей жидкости и определенное давление в системе; - насоса, обеспечивающего циркуляцию охлаждающей жидкости в системе; - термостата (автоматического клапана, открывающегося при достижении охлажда- ющей жидкостью температуры 90-102 °C); - вентилятора, обеспечивающего про- качку воздуха между трубками радиатора; - трубопроводов.
24 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Более подробно устройство системы ох- лаждения представлено на рис. 2.18. В большинстве автомобилей в качестве охлаждающей жидкости применяют специ- альные составы с низкой температурой кристаллизации - антифризы (от англий- ского «antifreeze» - незамерзающий). Воду стараются не использовать по многим при- чинам, главная из которых то, что она за- мерзает при О °C и при замерзании расши- ряется. Помните опыт со стеклянной бу- тылкой с водой, выставленной на мороз? Ее разорвет. Та же судьба ждет двигатель, в систему охлаждения которого залита во- да: его стенки разорвет абсолютно так же, как и бутылку. Отремонтировать такой двигатель будет невозможно. Вы, наверное, обращали внимание, что на некоторых ав- томобилях или автобусах, обычно принад- лежащим автопредприятиям, за ветровым стеклом в зимний период устанавливают табличку с надписью «Антифриз» или «Во- да». В последнем случае водитель зимой не должен выключать двигатель на дли- тельное время, а по окончании работы, ес- ли машина остается на улице, должен слить воду из системы охлаждения. И все же в подавляющем большинстве случаев в настоящее время используют ан- тифризы. Они ядовиты, так как представ- ляют собой водный раствор этиленгликоля и могут проникать в организм через кожу. Эта смесь агрессивна не только к организ- му человека, но и к самой системе ох- лаждения. Она разрушает сталь, алюми- ний, чугун, медь. Чтобы уберечь детали системы охлаждения от разрушения, в ан- тифризы добавляют целый комплекс при- садок: антикоррозионных (ингибиторы), ан- тивспенивающих и стабилизирующих. Предприятия-изготовители присваивают антифризам фирменные названия (напри- мер, «Тосол», «Лена» и т.п.) и (или) указы- вают температуру их замерзания, точнее кристаллизации (Тосол А-40, ОЖ-40, ОЖ-65, гдеОЖ - охлаждающая жидкость). Импортные антифризы для легковых ав- томобилей, произведенные на основе эти- ленгликоля, должны соответствовать нор- мам ASTM (Американская ассоциация Рис. 2.18. Система охлаждения двигателя: 1 - радиатор отопителя салона; 2 - расширительный бачок; 3 - крышка расширительного бачка; 4 - термо- стат, 5 - выпускной патрубок головки блока цилиндра; 6 - радиатор; 7 - электровентилятор; 8 - ремень привода ГРМ; 9 - насос охлаждающей жидкости; 10 - кран отопителя
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 25 по испытанию материалов) и SAE (Общест- во автомобильных инженеров США): ASTM D 3306 и ASTM D 4656. Кроме основных стандартов, большинство изготовителей учитывают и дополнительные требования (например, нормы General Motors USA - Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-М или система нормативов G кон- церна Volkswagen). За рубежом также из- готавливают антифризы на основе пропи- ленгликоля. Такой антифриз менее токси- чен, однако он почти на порядок дороже. В процессе эксплуатации антифриз старе- ет: в нем снижается концентрация ингиби- торов, ухудшается теплопередача, возраста- ет пенообразование, он начинает вступать в реакции с деталями системы охлаждения. Ресурс охлаждающий жидкости связан с пробегом автомобиля. Преждевременное старение наступает в том случае, если в си- стему охлаждения проникают отработав- шие газы или регулярно попадает воздух. Поэтому необходимо своевременно обнару- живать утечки жидкости и следить за со- стоянием и креплением трубопроводов. Своевременно заменяйте антифриз. Сроки замены указаны в инструкции по эксплуа- тации вашего автомобиля. При перегреве двигателя все манипу- ляции проводите после его остановки с особой осторожностью. Берегитесь ожо- гов. Не спешите, дайте двигателю немно- го остыть. Не открывайте сразу крышку расширительного бачка или пробку ради- атора. Кипящий антифриз в системе на- ходится под давлением. Даже по проше- ствии времени открывайте пробку или крышку, взяв в руку тряпку и повернув в сторону лицо. Сливайте антифриз только после того, как он остынет. Уровень антифриза в системе охлажде- ния может понизиться при испарении из него воды или при утечках (негерме- тичности системы). В первом случае нуж- но доливать дистиллированную воду (если ее нет, то хотя бы прокипяченную), во втором - охлаждающую жидкость той же марки. Отечественные антифризы можно смешивать, если они произведены по одним техническим условиям (ТУ). Ес- ли номера ТУ различаются, то охлаждаю- щие жидкости могут быть несовместимы. Поэтому в сомнительных случаях целесо- образно использовать воду, а затем заме- нить всю жидкость в системе. Механический насос (помпа) обеспечива- ет циркуляцию охлаждающей жидкости по полым зонам неподвижных частей дви- гателя (рубашке охлаждения). Тепло, образующееся при работе двига- теля, поглощается циркулирующей жид- костью, а при прохождении последней че- рез радиатор - воздухом (см. рис. 2.18). Радиатор отдает тепло воздуху, который обтекает трубки. Воздух проходит через радиатор при движении автомобиля, а также под действием электрического вентилятора или в некоторых автомоби- лях механического вентилятора, который приводится в движение от коленчатого вала (в последнем случае вентилятор ра- ботает постоянно, пока работает двига- тель). В большинстве автомобилей, выпус- каемых в настоящее время, используются электрические вентиляторы. Они включа- ются при достижении определенной тем- пературы охлаждающей жидкости. В ос- тальное время охлаждение происходит воздухом, проходящим через радиатор за счет движения транспортного средства. При нагревании тела расширяются, то же самое происходит и с охлаждающей жидкостью. Вы, наверное, обращали вни- мание, как пластиковая бутыль для воды, даже пустая, разбухает в теплом помеще- нии и сморщивается на холоде. Для пре- дохранения от разрушения элементов си- стемы охлаждения при нагревании жидко- сти использован расширительный бачок (см. рис. 2.18). Именно в него отводятся избыточная жидкость и пар, а с помощью клапана, которым оборудована его крыш- ка, удаляется избыточное давление. Но это еще не все. При остывании двига- теля расширительный бачок предохраняет систему от сдавливания трубок радиатора.
26 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Вы уже знаете, что система охлаждения должна отводить избыточное (лишнее) теп- ло от двигателя. А вот при пуске холодно- го двигателя, чтобы она не мешала ему бы- стрее достичь оптимальной температуры, используют специальный клапан, который перекрывает доступ охлаждающей жидкос- ти из рубашки охлаждения к радиатору. Этот клапан называется термостатом. При пуске холодного двигателя (рис. 2.19) основной клапан термостата (поз. 1) остается закрытым и охлаждаю- щая жидкость не может проходить через радиатор, она циркулирует только в голо- вке блока и самом блоке цилиндров (дви- жение жидкости по малому кругу). В ре- зультате двигатель быстро прогревается. При достижении охлаждающей жидкос- тью установленной температуры термо- стат открывает ей доступ в радиатор для охлаждения (движение жидкости по боль- шому кругу). А уж если радиатор не справляется с охлаждением жидкости до необходимой температуры, в дело всту- пает электровентилятор. Отопитель салона (он также показан включенным на рис. 2.18) тоже относится к системе охлаждения. Главный его эле- Циркуляция охлаждающей жидкости по малому кругу Схема работы термостата Рис. 2.19. Схема циркуляции охлаждающей жидкости: 1 - термостат; 2 - расширительный бачок; 3 - пробка с паровоздушным клапаном; 4 - радиатор (повернут для наглядности); 5 - двигатель; 6 - водяной насос; 7 - кран отопителя салона; 8 - радиатор отопителя (повернут для наглядности)
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 27 мент - радиатор. Заметьте, не тот, основ- ной, который расположен перед двигате- лем и спрятан за декоративной отделкой передней части автомобиля, а другой, меньших размеров, расположенный за двигателем. Включая отопитель, води- тель открывает кран (рис. 2.18, поз. 10 или рис. 2.19, поз. 7), и горячий антифриз по- падает в радиатор. Так нагревается воз- дух, поступающий в салон автомобиля. Включать отопитель следует при прогре- том двигателе. Включение отопителя при холодном двигателе лишь увеличит время прогрева последнего со всеми вытекающи- ми последствиями (вы же знаете, что, по- ка двигатель не прогрелся до необходи- мой температуры, происходит повышен- ный износ его узлов и агрегатов). А вот если двигатель перегревается, то включе- ние отопителя позволит снизить темпера- туру охлаждающей жидкости и отвести избыток тепла от двигателя. Как уже говорилось, перегрев весьма опасен для двигателя. Поэтому в поездке, бросая взгляд на приборный щиток, не оставляйте без внимания указатель температуры охлаждающей жидкости. К сожалению, подавляющее большинство легковых автомобилей не оборудовано сигнализатором, предупреждающим о на- чале повышения температуры охлаждаю- щей жидкости свыше допустимого. Поэто- му внимание и еще раз внимание. Если температура растет, а электричес- кий вентилятор не включается, то вот вам и причина. Правда выйти из строя могут как он сам, так и его система управления и даже сгоревший предохранитель. Если неисправность не устранена на месте, то следовать к месту ремонта придется с продолжительными остановками, охлаж- дая двигатель. В такой ситуации поможет включение на полную мощность отопите- ля. Запомните самое главное: как только стрелка указателя температуры охлаждаю- щей жидкости приблизится к красной зо- не, тотчас останавливаемся, глушим дви- гатель, открываем капот и ждем. Еще одна причина перегрева - неис- правность термостата. Обычно это его ба- нальное заклинивание в закрытом поло- жении. В результате охлаждающая жид- кость циркулирует по малому кругу, не попадая в радиатор. Вы помните, ведь это режим прогрева двигателя, после ко- торого клапан термостата должен от- крыться. В том, что термостат заклинило в закрытом’ положении, убедимся на ощупь. Если при перегревающемся двигателе радиатор остается холодным, то все дело в термостате. Надо его ме- нять. Однако попробуйте постучать по его корпусу. Бывает, что после этого клапан термостата открывается. Но в дальнейшем при первой возможнос- ти замените термостат. Если постукивание не помогает, то к месту ремонта вновь движемся, внимательно следя за датчиком температуры, даже в жару включив ото- питель на полную мощность. То есть мы охлаждаем двигатель не за счет основного радиатора большого разме- ра, а за счет меньшего радиатора отопи- теля салона. Конечно, вам при этом при- дется охлаждать и салон, открыв окна. Если до места ремонта очень далеко, то можно снять термостат (предваритель- но слив антифриз), пробить в нем внутри сквозное отверстие и поставить на место. В этом случае жидкость в системе будет циркулировать только по большому* кру- гу и проходить через радиатор. Но это, как говорится, для продвинутых пользо- вателей. Система смазки Каждый знает, как сложно открыть дав- но не смазывавшийся замок. А при регу- лярной смазке проблем с открыванием не будет. «Не подмажешь - не поедешь» - эта пословица вполне применима для ав- томобиля. Хотя, пожалуй, сдвинуться с места без масла, может, и получится, но практически сразу двигатель будет без- надежно испорчен. При работе двигателя
28 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВ' хЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ множество деталей контактируют Apvr с другом, образуя пары трения (фрющмм|. Чтобы уменьшить фрикционный юное, двигатель оборудуют системой смакж. Ре- зервуар с маслом находится в картере двигателя. Масляный насос осел еч><вает поступление масла через касляный фильтр к движущимся частям. В двигате- лях внутреннего сгорания применяется система смазки комбинированного типа: часть деталей смазывается под давлением, часть - разбрызгиванием и окунанием, часть - самотеком. Кроме функций смазы- вания, масло может выполнять и функции Рис. 2.20. Общее устройство системы смазки: 1 - коренной подшипник; 2 - шатунный подшипник; 3 - масляная магистраль; 4 - маслозаливная горловина; 5 - распределительный вал; 6 - коленчатый вал; 7 - масло; 8 - картер двигателя; 9 - пробка отверстия для слива масла; 10 - масляный фильтр; 11 - масляный насос
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 29 охлаждения. Воздушный поток, проходя- щий под днищем движущегося автомоби- ля, обдувает картер двигателя, являющий- ся резервуаром для масла. Кроме того, на некоторых автомобилях и мотоциклах устанавливают специальные масляные ра- диаторы, призванные охлаждать масло. Это одновременно предохраняет масло от распада при высоких температурах. Система смазки состоит из следующих основных элементов (рис. 2.20): - поддона картера; - масляного насоса с заборником; - масляного фильтра; - трубок, каналов и отверстий для по- дачи масла. Теперь немного подробнее об основных элементах системы смазки. В поддоне двигателя (картере), как уже указывалось, хранится масло. По этому признаку систему смазки дви- гателей легковых автомобилей называют системой смазки с мокрым картером. Уровень масла в картере контролируют с помощью маслоизмерительного стерж- ня (щупа). На щупе выполнены две рис- ки, соответствующие минимальному и максимальному уровням масла. Ваша задача - периодически контролировать уровень масла, не допуская его падения ниже отметки минимума. Для проверки автомобиль должен стоять на ровной го- ризонтальной площадке, после остановки двигателя должно пройти некоторое вре- мя, чтобы масло, циркулирующее по си- стеме, стекло в картер и немного осты- ло. Масло следует заменять в сроки, ука- занные предприятием - изготовителем вашего автомобиля. Эти сроки всегда совпадают со сроками очередного техни- ческого обслуживания (ТО). Однако если сроки ТО еще не подошли, а вы, прове- ряя уровень масла, обнаружили его сильную загрязненность (возможно, дви- гателю пришлось работать длительное время в тяжелых условиях), то масло не- обходимо заменить досрочно. 1 - шестерни; 2 - редукционный клапан; 3 - пружина Масляный насос шестеренчатого типа создает в системе смазки необходимое давление масла и подает его к трущимся поверхностям (рис. 2.21). Масляный фильтр очищает масло от загрязнений и частиц, вырабатываемых в результате механического износа. В фильтре установлен перепускной кла- пан. При повышенной вязкости масла или чрезмерном загрязнении фильтра под дей- ствием повышенного давления перепуск- ной клапан открывается и направляет масло мимо фильтра (без очистки). Это позволяет сохранить необходимое давле- ние масла в системе. Масляный фильтр обычно заменяют одновременно с заменой масла двигателя. Вентиляция картера необходима для поддержания в нем нормального давле- ния, а также для удаления паров бензина и газов, прорывающихся из цилиндров (рис. 2.22). Для чего все это нужно? Дело в том, что повышение давления в карте- ре может привести к выходу из строя уп- лотнений и, как следствие, утечке масла. А пары бензина и газов, скопившись в картере, загрязняют и разжижают мас- ло, вызывают коррозию (разрушение) де- талей двигателя. Вентиляция картера вы- полняется путем принудительного отсоса указанных газов за счет разрежения, воз- никающего при такте впуска каждого из цилиндров двигателя. В результате эти
30 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 2.22. Схема вентиляции картера дви- гателя: 1 - сетка маслоотделителя; 2 - шланг отвода кар- терных газов в задроссельное пространство; 3 - дроссельная заслонка; 4 - вытяжной шланг газы втягиваются во впускной коллектор и вновь направляются в цилиндры. Теперь несколько подробнее о работе си- стемы смазки. Как только вы запустили двигатель, масло из картера через сетку маслозаборника засасывается шестеренча- тым насосом и через фильтр нагнетается в главную магистраль, расположенную в блоке цилиндров. Оттуда оно по кана- лам в блоке подается к коренным под- шипникам коленчатого вала и далее по каналам в щеках вала к шатунным подшипникам. Излишек масла выдавлива- ется через зазоры шатунных подшипников и превращается в масляный туман. С его помощью смазываются стенки цилиндров, поршневые пальцы и другие детали дви- гателя. Из главной магистрали масло так- же подается к подшипникам распредели- тельного вала, распределительным шестер- ням и к полым осям коромысел клапанов. Далее масло самотеком направляется в картер. Одновременно с пуском двигате- ля коленчатый вал погружает свои криво- шипы в масло, находящееся в картере двигателя, и разбрызгивает его. Постоянное давление в системе смазки поддерживает редукционный клапан (см. рис. 2.21). При повышении давления сверх необходимого он вновь возвращает часть масла во всасывающую магистраль насоса. В двигателях используют специальные моторные масла. Стандартная марка оте- чественного автомобильного моторного масла включает букву «М» (т.е. моторное), цифру или дробь, которая определяет класс автомобильного моторного масла либо классы (для всесезонных автомобиль- ных моторных масел) вязкости. Летом ис- пользуют более вязкое масло, зимой - ме- нее вязкое. Чем больше цифра в марки- ровке, тем более вязкое масло. Например, Мг12Г1 - летнее, М-8Г1 - зимнее. Сущест- вуют и всесезонные масла, которые мож- но использовать круглый год. Далее в маркировке автомобильного моторного масла присутствуют одна или две буквы, указывающие уровень эксплуатационных свойств и область применения автомо- бильного моторного масла. Например, М-бз/ 12Г1, где буква «Г» означает, что мас- ло всесезонное, предназначено для форси- рованных двигателей, 1 - для бензиновых двигателей. В состав этих автомобильных моторных масел добавляют композиции отечественных или импортных присадок. Об этом сообщает индекс после первой цифры. В нашем случае индекс «з» инфор- мирует о наличии загущающих присадок. За рубежом принято классифицировать масла по вязкости в соответствии с систе- мой, разработанной Обществом автомо- бильных . инженеров США (Society of Automotive Engineers - SAE). На полках автомагазинов вы увидите канистры с мас- лами, имеющими маркировку 5W-40, 10W-40 и т.п. В такой маркировке первое
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 31 число и буква «W» (Winter - зима) свиде- тельствуют о принадлежности масла к так называемому зимнему, низкотемператур- ному классу вязкости. Первая цифра ука- зывает, насколько легко масло будет про- качиваться по системе смазки, т.е. как бы- стро поступит к рабочим поверхностям деталей, и сколько энергии аккумулятор- ной батареи будет затрачено на привод стартера (вязкость при 40 °C). Чем меньше первая цифра, тем легче пуск двигателя на морозе. Летом же масло должно быть более вязким, чтобы сохранять смазываю- щую способность. Чем больше вторая ци- фра, тем выше вязкость масла в летний период. Число, которое указано после ти- ре, - это летний (высокотемпературный) класс вязкости, соответствующий вязкости масла при рабочей температуре мотора (при 100 °C). То есть такое масло можно ис- пользовать и зимой и летом - оно всесе- зонное. Первая цифра информирует об эксплуатационных свойствах масла в зимний период, вторая - в летний. Масла автомобильных двигателей могут быть минеральными, синтетическими и полусинтетическими. Смешивать их нельзя. При переходе с одного вида масла на другой систему смазки необходи- мо промыть специальной жидкостью. Водитель постоянно контролирует работу системы смазки. Если в ее работе возникли проблемы и масло не подается к трущимся поверхностям под необходимым давлением (а причин тому может быть множество), то на панели приборов загорается ярким светом красный индикатор с изображением масленки. Это сигнал - надо немедленно ос- тановиться, заглушить двигатель и выяснять причину. Может быть, вы не уследили за уровнем масла, и его уже стало в карте- ре настолько мало, что насос не может со- здать необходимое давление; может быть, в картере образовалась трещина, и масло просто вытекло. Двигатель начинает «есть» масло в больших количествах при неисправ- ности маслосъемных колец, когда масло по- падает в цилиндры и там сгорает вместе с топливовоздушной смесью. Об этом под- скажет чадящая труба глушителя. Причин может быть много, но чаще всего при отсут- ствии пробоин в картере и прочих мест яв- ной утечки масла, чтобы продолжить движе- ние, бывает достаточно восстановить его не- обходимый уровень. Если после этого лампочка индикатора погаснет, можно ехать. Но причину понижения давления в системе смазки необходимо выяснить и устранить. Система питания Система питания - это своеобразный «пищеблок» двигателя. В ней топливо хра- нится, очищается, перемещается, смеши- вается с предварительно очищенным ею же воздухом. Полученное «блюдо» в виде горючей смеси подается в цилинд- ры двигателя. На различных режимах ра- боты двигателя количество и качество го- рючей смеси должно быть различным, приготовление таких «разносолов» - тоже прерогатива системы питания. Подавляющее большинство легковых ав- томобилей оснащено бензиновыми двига- телями. В зависимости от вида устройст- ва, осуществляющего подготовку топливо- воздушной смеси, двигатели могут быть карбюраторными или инжекторными. Система питания (рис. 2.23 и 2.24) состо- ит из следующих основных элементов: - топливного бака; - фильтров очистки топлива; - топливопроводов; - топливного насоса; - воздушного фильтра; - карбюратора (см. рис. 2.23) или инжек- тора с электронной системой управления (см. рис. 2.24); - выпускной системы. Топливный бак (или бензохранилище) представляет собой специальную металли- ческую емкость вместимостью 40-50 л, ча- ще всего установленную в задней части легкового автомобиля. Топливо в бензобак заливают через горловину, в которой установлена трубка для выхода воздуха
32 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 2.23. Система питания карбюраторного двигателя: 1 - воздухозаборник холодного воздуха; 2 - терморегулятор; 3 - воздушный фильтр; 4 - воздухозаборник теплого воздуха от двигателя; 5 - наливная труба; 6 - датчик указателя уровня топлива; 7 - топливный бак; 8 - трубопровод слива избытка топлива; 9 - трубопровод подачи топлива из бака; 10 - топливный насос; 11 - карбюратор при заправке. На некоторых автомобилях в самой нижней точке бензобака предус- мотрена сливная пробка, позволяющая при необходимости полностью очистить бак от нежелательных составляющих бен- зина - воды и прочей «нечисти». двигателя с электронной системой уп- равления: 1 - рампа форсунок; 2 - электромагнитные фор- сунки; 3 - регулятор давления топлива: 4,6 - топли- вопроводы слива и подачи; 5 - топливный бак; 7 - электробензонасос; 8 - топливный фильтр Бензин, залитый в бак легкового автомо- биля, предварительно очищается сетча- тым фильтром, установленным внутри бака на топливозаборнике. Еще в бензоба- ке размещен датчик уровня топлива (по- плавок с реостатом), показания которого выводятся на щиток приборов. У большин- ства легковых автомобилей при уменьше- нии уровня бензина до 5-8 л на щитке приборов загорается лампочка, сигнализи- рующая о необходимости дозаправки. Из топливного бака бензин под днищем автомобиля подается по трубке топливо- провода к карбюратору либо инжектору, по пути проходя через фильтр тонкой очистки. Этот фильтр часто является од- норазовым (т.е. не подлежит очистке, а попросту заменяется новым) и может быть установлен как перед топливным насосом, так и после него. Топливный насос доставляет бензин из бака, расположенного в задней части ав- томобиля, в инжектор или карбюратор, ус- тановленные на двигателе. Топливные насо- сы бывают механические и электрические.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 33 Механические насосы используют для машин с карбюраторными двигателями. На автомобили, оборудованные электрон- ным впрыском, устанавливают электриче- ские насосы. Насос подает бензин в устройство, в ко- тором готовится топливная смесь: испаре- ния бензина смешиваются с воздухом, ко- торый всасывается через воздушный фильтр либо нагнетается турбиной. Подго- товленная таким образом смесь поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает. Сначала рассмотрим систему питания карбюраторного двигателя. Этим мы отда- дим ему дань за то, что он славно потру- дился в прошлом веке. Ныне, скорее все- го, вы являетесь или будете владельцем автомобиля с инжекторным двигателем. Даже если сейчас у вас машина с карбю- ратором, то следующая уж точно окажет- ся с инжектором. Итак, механический бензонасос, исполь- зуемый в системе питания карбюраторного двигателя (рис. 2.25), состоит из корпуса 3, подпружиненной диафрагмы 7 с механиз- мом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов 5 и 4, сетчатого фильтра 6. Топливный насос на разных марках ав- томобилей приводится в действие либо эксцентриком (кулачком) распредели- тельного вала, либо эксцентриком, раз- мещенным на валу привода масляного насоса и прерывателя-распределителя (см. рис. 2.25). В обоих случаях вращаю- щийся эксцентрик 1 через шток 2 кача- ет рычаг И привода топливного насоса, прижатый к нему пружиной 12. Этот рычаг воздействует на шток 10 с подпру- жиненной диафрагмой 7. Когда рычаг И тянет шток 10 с диафрагмой 7 вниз, пружина 8 диафрагмы сжимается и над ней создается разрежение, под действи- ем которого впускной клапан 5, преодо- лев усилие своей пружины, открывается. Через этот клапан топливо из бака втя- гивается в полость над диафрагмой. Этот процесс всасывания топлива изоб- Рис. 2.25. Схема работы топливного насо- са (момент всасывания топлива): 1 - эксцентрик; 2 - шток; 3 - корпус; 4 - нагнета- тельный (выпускной) клапан с пружиной; 5 - впуск- ной клапан с пружиной; 6 - сетчатый фильтр очист- ки топлива; 7 - диафрагма насоса; 8 - пружина диа- фрагмы; 9 - рычаг ручной подкачки; 10 - шток; 11 - рычаг привода; 12 - пружина рычага привода ражен на рис. 2.25. Далее начинается на- гнетание топлива, т.е. бензин из насоса направляется к карбюратору (рис. 2.26). Эксцентрик 1 поворачивается, и шток 2, перемещаясь наружу бензонасоса, дает возможность пружине 12 переместить часть рычага 11, связанную со штоком 10, вверх. Рис. 2.26. Схема работы топливного насоса (момент нагнетания топлива) Нумерация соответствует рис. 2.25.
34 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ При этом диафрагма 7 под действием собственной пружины 8 также перемеща- ется вверх, впускной клапан 5 закрывает- ся и бензин выдавливается через нагнета- тельный клапан 4 к карбюратору. Таким образом, последовательно осуществляется цикл всасывание- нагнетание и бензин из топливного бака доставляется к кар- бюратору. Бензин в карбюратор выталкивается только при перемещении диафрагмы 7 вверх. При заполнении карбюратора до необходимого уровня специальный игольчатый клапан перекроет доступ бен- зина в его «чрево». Поскольку качать бен- зин будет некуда, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении: ее пружина будет не в силах преодолеть создавшееся сопротивление. И лишь ког- да двигатель израсходует часть топлива из карбюратора, его игольчатый клапан откроется и диафрагма под действием пружины сможет втолкнуть новую пор- цию топлива из бензонасоса в карбюратор. Кстати, бензонасос имеет еще и рычажок 9, выступающий из его корпуса наружу. Он предназначен для ручной подкачки топлива (например, в том случае, когда из-за длительного перерыва в эксплуата- ции топливо испарилось из карбюратора). Воздушный фильтр (рис. 2.27) очищает воздух от пыли и прочих механических примесей перед поступлением его в кар- бюратор или инжектор для последующего смешивания с бензином. Он обычно уста- навливается сверху. В воздушный фильтр воздух поступает через трубу воздухоза- борника, которая затем разделяется на две части. Через одну часть холодный воздух всасывается в теплую погоду («ле- то»), через другую часть воздух,* подогре- тый выпускным коллектором, - в холод- ную погоду («зима»). Переход от «лета» к «зиме» (и наоборот) на разных автомо- билях выполняется по-разному: либо с по- мощью специального рычажка-переключа- теля, либо поворотом корпуса воздушного фильтра, либо автоматически. Тис. 2127. Воздушный~фйльтр: 1 - корпус; 2 - воздухозаборник; 3 - фильтрующий элемент, 4 - крышка Своевременно заменяйте фильтрующий элемент, поскольку «экономия» на замене аукнется повышенным расходом топлива из-за переобогащения горючей смеси бен- зином и всеми прочими неприятностями, возникающими при таком «перекорме» двигателя. Общее устройство карбюратора Карбюратор - устройство для приготов- ления горючей смеси путем смешивания бензина с воздухом для последующего ее сжигания в цилиндрах двигателя. Мож- но сказать, что карбюратор - это попрос- ту смеситель. Рассмотрим устройство и работу эле- ментарного карбюратора, изображенного на рис. 2.28. Как вы уже знаете, бензин с помощью бензонасоса попадает в поплавковую ка- меру 8 карбюратора. Обратите внимание: именно в карбюратор, в его поплавковую камеру, а не в цилиндры двигателя. В поплавковой камере 8 постоянный уровень топлива поддерживается поплав- ком 10, соединенным с игольчатым клапа- ном 9. По мере расходования топлива по- плавок 10 опускается, открывается иголь-
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 35 чатый клапан 9 и новая порция бензина вливается в поплавковую камеру. При до- стижении нормального уровня в поплав- ковой камере поплавок 10, всплывая, за- крывает иглой 9 входное отверстие и пре- кращает доступ бензина. Если вам это не совсем понятно, то вспомните работу бачка унитаза. Аналогичное устройство размещено и в поплавковой камере кар- бюратора. По трубке распылителя бензин из по- плавковой камеры 8 попадает в смеси- тельную камеру 4, где смешивается с по- ступающим из воздушного фильтра 6 воз- духом. Теперь непосредственно о том, как бензин смешивается с воздухом и попада- ет в цилиндры двигателя. Вы еще не за- были, что происходит при первом такте, именуемом впуском или всасыванием? При впуске поршень движется от верхней мертвой точке к нижней и впускной кла- пан при этом открыт. Посмотрите на рис. 2.28, на нем хорошо виден этот процесс. Перемещаясь вниз, поршень втя- гивает воздух из атмосферы и заставляет его пройти через фильтр 6. Очищенный воздух, двигаясь через сужение диффузо- ра 7, ускоряется, завихряется и увлекает за собой бензин и его пары из распылите- ля 12, активно перемешиваясь с ними. Именно в этом месте расположена основ- ная «кухня» карбюратора, именуемая сме- сительной камерой 4. Здесь образуется топливовоздушная смесь, которую втянет поршень, перемещаясь вниз, в цилиндр 1 через открытый впускной клапан 2. Уровень топлива в поплавковой камере 8 несколько ниже кромки выходного от- верстия распылителя 12, поэтому при не- работающем двигателе топливо из поплав- ковой камеры через распылитель 12 не вытекает даже при наклонном положении машины. Для дозирования бензина в ниж- нюю часть трубки распылителя 12 ввер- Рис. 2.28. Х\ема работы карбюратора: 1 - цилиндр двигателя; 2 - впускной клапан; 3 - дроссельная заслонка; 4 - смесительная камера; 5 - воз- душная заслонка; 6 - воздушный фильтр; 7 - диффузор; 8 - поплавковая камера; 9 - игольчатый клапан; 10 - поплавок; 11 - топливный жиклер; 12 - распылитель
36 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ нут жиклер 11, представлявший собой пробку с калиброванным отверстием. Мы уже говорили, что диффузор 7 (су- женный внутри короткий патрубок) слу- жит для увеличения скорости воздушного потока в центре смесительной камеры и создания разрежения около конца рас- пылителя (при работающем двигателе), что необходимо для высасывания топлива из поплавковой камеры и лучшего его распыления. Количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, регу- лируется дроссельной заслонкой 3, связан- ной с педалью газа. Эта заслонка изменя- ет площадь проходного сечения за смеси- тельной камерой. Водитель управляет заслонкой, нажимая или отпуская педаль газа (рис. 2.29). При нажатии на педаль 1 заслонка 5 открывается, количество топ- ливовоздушной смеси, попадающей в ци- линдры двигателя, увеличивается и двига- тель набирает обороты. При отпускании педали газа 1 заслонка 5 закрывается, со- ответственно в цилиндры поступает мень- ше смеси и обороты снижаются. Простейший карбюратор не способен приготовлять оптимальную по составу горючую смесь на всех режимах работы двигателя. При увеличении степени открытия дроссельной заслонки смесь будет обогащаться. Оптимальное же из- менение состава смеси должно быть другим. Рис. 2.29. Привод управления карбюрато- ром: 1 - педаль акселератора (газа); 2 - наконечник тро- са; 3 - трос в оболочке; 4 - карбюратор; 5 - дрос- сельная заслонка Современные карбюраторы бензиновых двигателей обеспечивают создание горю- чей смеси, по составу близкой к оптималь- ной (по соотношению бензина и воздуха), на всех режимах работы двигателя. Они значительно отличаются от элементарного карбюратора главным образом за счет на- личия дополнительных вспомогательных устройств, позволяющих на тех или иных режимах работы двигателя в той или иной степени обеднять или обогащать смесь. Водитель, находясь в салоне автомобиля, «общается» с карбюратором не только пра- вой ногой (нажимая на педаль газа), но и рукой. Обычно под панелью приборов или прямо на ней есть специальная рукоят- ка, которая управляет воздушной заслонкой карбюратора (рис. 229, поз. 5). Водители на- зывают эту рукоятку «подсосом». Вытягивая ее, водитель прикрывает воздушную заслон- ку, сокращая доступ воздуха и увеличивая разрежение в смесительной камере карбю- ратора. В результате этого бензин из по- плавковой камеры высасывается более ин- тенсивно и при недостатке воздуха «гото- вит» для двигателя обогащенную горючую смесь. А именно такая смесь и необходима для пуска холодного двигателя. О включе- нии «подсоса» (вытягивании рукоятки на се- бя) просигнализирует лампа на щитке кон- трольно-измерительных приборов. По мере прогрева следует постепенно утапливать ручку «подсоса», возвращая ее в первоначальное положение. При этом вы будете приоткрывать воздушную заслон- ку, увеличивая доступ воздуха и обедняя горючую смесь. После прогрева утопите ру- коятку «подсоса» до предела, открыв пол- ностью воздушную заслонку карбюратора. При этом погаснет лампочка, сигнализиру- ющая о прикрытии воздушной заслонки. Заметьте: движение с прогретым двигате- лем должно осуществляться именно с пол- ностью открытой воздушной заслонкой. Степень прогрева двигателя вы можете контролировать по указателю температу- ры охлаждающей жидкости, расположен- ному на щитке приборов.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 37 Рис. 2.30. Простейший карбюратор с за- крытой воздушной заслонкой: 1 - цилиндр; 2 - впускной клапан; 3 - дроссельная заслонка; 4 - смесительная камера; 5 - воздушная заслонка; 6 - воздушный фильтр; 7 - поплавковая камера; 8 - диффузор При пуске холодного двигателя карбю- ратор должен обеспечивать создание значи- тельно обогащенной смеси, способной вос- пламеняться даже при низкой температуре. Перед пуском воздушную заслонку кар- бюратора необходимо полностью закрыть (рис. 2.30, поз. 5), т.е. рукоятку «подсоса» следует полностью вытянуть. Сравните это положение воздушной заслонки с ее поло- жением, показанным на рис. 2.28 (поз. 5). Во время холостого хода, когда автомо- биль движется накатом или стоит на мес- те, а водитель не нажимает на педаль «га- за», в цилиндры подается небольшое коли- чество горючей смеси, но она должна быть обогащенной, чтобы двигатель работал ус- тойчиво. Воздушная заслонка полностью открыта (рукоятка утоплена), а дроссель- ная заслонка закрыта (еще раз повторим: водитель не нажимает на педаль газа). На средних нагрузках в цилиндры нуж- но подавать разное количество смеси, причем она должна быть слегка обеднен- ной, что необходимо для экономичной ра- боты двигателя. Воздушная заслонка пол- ностью открыта, а водитель нажатием на педаль газа заставляет двигатель рабо- тать на средних оборотах. При полной нагрузке (значительном, но плавном нажатии на педаль газа) для получения наибольшей мощности двига- теля необходимо готовить в карбюраторе обогащенную смесь. Для обеспечения хорошей приемистос- ти двигателя, т.е. способности быстро увеличивать частоту вращения коленчато- го вала (например, резкое нажатие на пе- даль газа для интенсивного разгона при обгоне), необходимо при быстром откры- тии дроссельной заслонки также подавать в цилиндры обогащенную смесь. Наиболее экономично карбюратор рабо- тает на средних нагрузках. Некоторые лег- ковые автомобили оборудованы экономет- рами - приборами, показывающими, какое количество топлива расходует в данный момент двигатель. Пользуясь такой ин- формацией, водитель может подобрать оп- тимальный режим работы двигателя для конкретных условий движения. Езда рывками (резкий разгон с последу- ющим замедлением) не только удручающе действует на пассажиров, но и увеличива- ет расход топлива, так как при резком на- жатии на педаль газа двигателю (для бы- строго набора оборотов и исключения провалов в работе) требуется обогащенная смесь. Это «богатство» достигается с помо- щью ускорительного насоса - специально- го устройства карбюратора, выпрыскиваю- щего в смесительную камеру дополни- тельную порцию бензина. Итак, подведем промежуточный итог в изучении систем питания: карбюра- тор - это сложное механическое устройст- во, смешивающее бензин с воздухом в оп- ределенных пропорциях и осуществляю- щее доставку подготовленной смеси к цилиндрам двигателя. Простейший кар- бюратор доставляет топливо пропорцио- нально количеству воздуха, проходящего
38 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ через него. Чтобы подготавливать топливо- воздушную смесь для разных режимов ра- боты двигателя, карбюратор оснащают раз- нообразными дополнительными системами. Общее устройство инжекторных систем питания С середины 80:х годов прошлого века карбюраторы стали вытесняться более эф- фективными инжекторными (впрысковы- ми) системами. Главными преимуществами этих систем по сравнению с карбюратора- ми являются лучшие пусковые свойства (они меньше зависят от окружающей тем- пературы), надежность, экономичность, по- вышенные мощностные характеристики, а также меньшая токсичность выхлопа. Однако инжекторные системы более при- вередливы к качеству бензина. Не допус- кается работа двигателей с системой впры- ска топлива на этилированном бензине. Это приводит к выходу из строя нейтрали- затора и датчика концентрации, кислорода. Инжектор в переводе с английско- го - форсунка. Первые системы питания, использовавшие принцип впрыска, появи- лись в конце XIX века, однако из-за слож- ной конструкции и отсутствия должных систем управления не нашли широкого применения. Вновь вспомнили о системе впрыска в 60-х годах XX века. Тогда эти системы были исключительно механичес- кими, затем им на смену пришли совре- менные системы впрыска с электронным управлением. Эти системы в зависимости от числа форсунок и места впрыска топлива под- разделяют на одноточечные (моновпрыс- ковые, рис. 2.31) и многоточечные (в них каждый цилиндр имеет персональную форсунку, впрыскивающую топливо во впускной коллектор в непосредствен- ной близости от впускного клапана, рис. 2.32). Воздух, который смешивается с бензином, впрыснутым форсункой, предварительно проходит через воздуш- ный фильтр. Моновпрыск направляет Рис. 2.31. Схема «Центральный (моно) впрыск»: 1 - датчик температуры; 2 - датчик детонации; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - топливная форсунка; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - ЭБУ (контроллер); 7 - замок зажигания; 8 - аккумуляторная батарея
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 39 подготовленную смесь во впускной кол- лектор. В этом он сходен с карбюратором. На современных транспортных средст- вах работой инжекторов и моновпрыс- ков управляют электронные процессоры. Они контролируют работу каждого ци- линдра. Рассмотрим устройство простейшей ин- жекторной системы (см. рис. 2.24). Она включает в себя следующие элементы: - электрический бензонасос; - регулятор давления; электронный блок управления (кон- троллер); - датчики угла поворота дроссельной за- слонки, температуры охлаждающей жид- кости и числа оборотов коленчатого вала; - инжектор. Во впрысковой системе питания исполь- зуют двухступенчатый неразборный элек- трический бензонасос роторно-роликово- го типа. Его устанавливают в топливном баке. Такой насос подает топливо под дав- лением свыше 280 кПа. В системе топливоподачи предусмотрен топливный фильтр, предотвращающий попадание инородных частиц и грязи в форсунки. Регулятор давления поддерживает не- обходимую разницу давлений между топ- ливом в форсунках и воздухом во впуск- ном коллекторе. Он выполнен в виде мембранного клапана, установленного на топливной рампе (через нее топливо попадает в форсунки). При повышении нагрузки двигателя этот регулятор увели- чивает давление топлива, подаваемого к форсункам (соответственно большее ко- личество бензина подается для смешива- ния с воздухом), при снижении - умень- шает, возвращая избыток топлива по сливной магистрали в бак. Электронный блок управления (ком- пьютер) - мозг системы впрыска топлива. Он обрабатывает информацию от датчи- ков и управляет всеми элементами систе- мы питания. В него непрерывно посту- пают сведения о напряжении в бортовой Рис. 2.32. Схема «Распределенный впрыск»: 1 - датчик температуры; 2 - датчик детонации; 3 - датчик положения коленчатого вала; 4 - топливная форсунка; 5 - датчик положения дроссельной заслонки; 6 - ЭБУ (контроллер); 7 - замок зажигания; 8 - аккумуляторная батарея
40 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ сети автомобиля, его скорости, положении и количестве оборотов коленчатого вала, положении дроссельной заслонки, массо- вом расходе топлива, температуре охлаж- дающей жидкости, наличии детонации, со- держании кислорода в выхлопе. Исполь- зуя данную информацию, блок управляет подачей топлива, системой зажигания, ре- гулятором холостого хода, вентилятором системы охлаждения, адсорбером системы улавливания паров бензина (в качестве адсорбера применяется активированный уголь), системой диагностики и т.д. При возникновении неполадок в систе- ме электронный блок управления преду- преждает о них водителя через контроль- ную лампу «CHECK ENGINE» (этот инди- катор может быть выполнен как в виде указанной надписи, так и в виде пикто- граммы с изображением двигателя). В его оперативной памяти сохраняются диагно- стические коды, указывающие места воз- никновения неисправностей. Специалис- ты-ремонтники с помощью определенных манипуляций или специального считыва- ющего устройства могут получить инфор- мацию об этих кодах и быстро обнару- жить и устранить неполадки. Датчик положения дроссельной за- слонки размещен на дроссельном патруб- ке и связан с осью дроссельной заслонки. Он представляет собой потенциометр. При нажатии на педаль газа поворачива- ется дроссельная заслонка и увеличивает- ся напряжение на выходе датчика. Обра- батывая данную информацию, электрон- ный блок управления корректирует подачу топлива в зависимости от угла от- крытия дроссельной заслонки (т.е. в зави- симости от того, насколько сильно вы на- жмете на педаль газа). Датчик температуры охлаждающей жидкости - термистор, т.е. резистор, со- противление которого зависит от темпера- туры: при низкой температуре он имеет высокое сопротивление, при высокой тем- пературе - низкое. Датчик расположен в потоке охлаждающей жидкости двигате- ля. Электронный блок управления изме- ряет падение напряжения на датчике и таким образом определяет температуру охлаждающей жидкости. Эту температуру он постоянно учитывает, управляя рабо- той большинства систем. Датчик положения коленчатого вала (индуктивный) координирует работу фор- сунок. С его помощью блок управления, получив информацию о положении колен- чатого вала и соответственно о тактах двигателя, дает сигнал на срабатывание конкретной форсунки, которая в нужный момент подает распыленное топливо к со- ответствующему цилиндру. Системы впрыска современных автомо- билей в отличие от простейшего инжекто- ра оборудуют целым рядом дополнитель- ных устройств и датчиков, улучшающих работу двигателя. Это лямбда-зонд (уст- ройство, определяющее остаточное коли- чество кислорода, в выхлопных газах), ка- тализатор, датчики детонации и темпера- туры впускного воздуха и др. Система выпуска отработавших газов Система выпуска служит для отвода от- работавших газов от цилиндров двигате- ля, их охлаждения и уменьшения шума при выбросе в атмосферу. Двигатель выбрасывает через выпуск- ной канал цилиндра отработавшие газы в выпускной коллектор. С этого момен- та начинается их движение по системе выпуска. Система выпуска отработавших газов легкового автомобиля представлена на рис. 2.33. Продукты сгорания из выпускного кол- лектора 2 направляются в приемную трубу резонатора (дополнительного глушителя) 7, а потом и основного глушителя 8. Внутри обоих устройств установлены перегородки с большим количеством отверстий. Газы, с шумом попадающие в глушитель, вынуж- дены пройти длинный путь по его закоул-
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 41 кам. При этом звуковая волна существен- но ослабевает, а газы охлаждаются. На работу системы выпуска расходуется до 4% мощности двигателя. Поэтому на спортивных автомобилях и мотоциклах такая система выпуска не применяет- ся - на соревнованиях стоит оглушитель- ный шум и хорошо заметен смог от отра- ботавших газов. А вот на всех остальных механических транспортных средствах (т.е. транспортных средствах, оборудован- ных двигателем) наличие и исправность системы выпуска обязательны. Все соединения в системе выпуска отра- ботавших газов должны быть герметич- ными. Выпускные элементы двигателя со- единяются через специальные жаростойкие прокладки, трубы глушителя вдеваются друг в друга и стягиваются хомутами. В отличие от большинства отечествен- ных автомобилей системы выпуска мно- гих иномарок снабжены еще одним эле- ментом - катализатором (каталитическим дожигателем) отработавших газов 5, где происходит нейтрализация вредных ве- ществ. Поэтому такой катализатор еще называют нейтрализатором. В нем дожига- ются несгоревшие остатки топлива и.д.т.|.® Рис. 2.33. Система выпуска отработавших газов: 1 - выпускной клапан; 2 - выпускной трубопровод; 3 - соединительные хомуты; 4 - лямбда-зонд; 5 - ката- литический нейтрализатор; 6 - приемная труба глушителей; 7 - дополнительный глушитель (резонатор); 8 - основной глушитель и фильтруются газы перед выбросом в ат- мосферу. В нейтрализаторе основные ток- сичные компоненты отработавших га- зов - окись углерода СО, углеводороды СН и окись азота NO - в результате хи- мических реакций превращаются в неток- сичные газы. К сожалению, катализаторы могут работать только с двигателями, по- требляющими высококачественный неэти- лированный бензин. В противном случае они тут же засоряются и выходят из строя. Основные неисправности системы выпу- ска отработавших газов легко определить на слух. Повышенный шум в ее работе возникает из-за прогара или механическо- го повреждения основного или дополни- тельного глушителя, труб либо разгерме- тизации соединений. Не следует ставить автомобиль на высокой сухой траве или в других местах, где возможен контакт выпускных труб и глушителей с легковос- пламеняющимися материалами. Система зажигания Система зажигания используется толь- ко в бензиновых и газовых двигателях. С ее помощью топливовоздушная смесь, попавшая гается в времени, цилиндра искры между электродами свечи зажига- ния при подаче к ней тока напряжением 18 000-20 000 В. в цилиндры двигателя, поджи- строго определенный момент Воспламенение смеси внутри происходит при образовании
42 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Известны три разновидности систем за- жигания: контактная, бесконтактная и микропроцессорная. Контактная систе- ма на современных автомобилях не при- меняется. Однако ранее она была широко распространена. Отдадим ей должное, так как она верой и правдой служила на про- тяжении многих лет, и рассмотрим ее принципиальное устройство. Контактная система зажигания (рис. 2.34) состоит из следующих основных элементов: - катушки зажигания; - прерывателя-распределителя; - вакуумного и центробежного регуля- торов опережения зажигания; - свечей зажигания; - выключателя (замка) зажигания. Рис. 2.34. Контактная система зажигания: 1 - генератор; 2 - выключатель (замок) зажигания; 3 - прерыватель; 4 - распределитель; 5 - свеча за- жигания; 6 - катушка зажигания; 7 - аккумуляторная батарея Начнем с выключателя зажигания. Он объединен с замком зажигания и слу- жит сразу для нескольких целей: для включения стартера, системы зажигания, питания контрольно-измерительных при- боров, подачи питания на переключатели света, на стеклоочистители и другие при- боры. В данный момент нас интересует то, что с его помощью включается система за- жигания и ток низкого напряжения (12 В), вырабатываемый бортовой сетью автомо- биля, поступает от аккумуляторной бата- реи и генератора на катушку зажигания, которая преобразует его в ток высокого напряжения. Этот ток передается в трам- блер (механический распределитель зажи- гания), подающий ток на свечи зажигания. В автомобиле есть два источника электри- ческого тока: аккумуляторная батарея и ге- нератор. Эти два источника вырабатывают ток низкого напряжения (12-14 В). Но для того, чтобы между электродами свечи про- скочила искра и смогла поджечь рабочую смесь, необходим ток высокого напряже- ния - около 20 000 В, а в некоторых двига- телях и до 70 000 В. Для этого в системе за- жигания предусмотрены две электрические цепи - низкого и высокого напряжения. Обратите внимание, что принцип обра- зования тока высокого напряжения оди- наков во всех видах систем зажигания. Рассмотрим его. Катушка зажигания (иногда ее называют бобиной) преобразует ток низкого напряже- ния в ток высокого напряжения, т.е. она используется в качестве повышающего трансформатора. В ней расположены сер- дечник и вокруг него две обмотки - пер- вичная и вторичная. Когда по первичной обмотке низкого напряжения проходит эле- ктрический ток напряжением всего 12 В, во- круг нее создается мощное магнитное поле. В момент прекращения подачи тока маг- нитное поле исчезает и пересекает витки вторичной обмотки высокого напряжения, в результате чего в ней возникает ток вы- сокого напряжения, примерно в две тыся- чи раз больший, чем в первичной обмотке.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 43 Ток высокого напряжения направляется в нужный момент к свече того цилиндра, в котором в данный момент необходимо поджечь топливовоздушную смесь. Для этого используется устройство, называе- мое распределителем. На рис. 2.34 вы ви- дите, что из центра катушки зажигания выходит провод высокого напряжения и по нему ток направляется в распреде- литель. Там расположен вращающийся бе- гунок (на рис. 2.34 он показан в виде стрелки). При его повороте происходит последовательный контакт с проводами каждой свечи, и тогда между их электро- дами проскакивает искра. Естественно, что все это происходит в определенной последовательности, соответствующей по- рядку работы цилиндров двигателя. Т.е. если перепутать провода, соединив их со свечами без учета порядка работы цилин- дров, двигатель работать не будет. Для получения необходимого высокого напряжения в катушке зажигания рассчи- тывают сечение проводов обмотки и коли- чество их витков. Прекращением подачи тока в первичной обмотке руководит спе- циальное устройство - прерыватель. Он со- стоит из двух контактов, которые то разъ- единяются, то соединяются. Именно поэто- му данная система зажигания и названа контактной. Для правильной работы систе- мы зажигания между разомкнутыми кон- тактами должен быть определенный зазор, а при замыкании их поверхности должны плотно прилегать друг к другу. В процессе эксплуатации постоянно выдерживать эти условия сложно, например, из-за того, что контакты подгорают. Приходится довольно часто их зачищать и восстанавли- вать требуемый зазор между ними. Это «слабое звено» ликвидировали, со- здав бесконтактную систему зажигания. Бесконтактная система зажигания (рис. 2.35) отличается от контактной систе- мы отсутствием прерывателя (того самого, при размыкании контактов которого во вторичной обмотке катушки зажигания образовывался ток высокого напряжения). В бесконтактной системе прерыватель за- менен специальным устройством (бескон- тактным электронным датчиком), посыла- ющим импульсы тока низкого напряжения и распределяющим ток высокого напряже- ния в соответствии с порядком работы ци- линдров двигателя. Его называют коммута- тором. Теперь именно он руководит мо- ментами прекращения подачи тока в первичную обмотку катушки зажигания. В современном автомотостроении широ- ко применяется микропроцессорная сис- тема зажигания, входящая в систему уп- равления инжекторными двигателями (рис. 2.36). Здесь полностью исключены механические приспособления. Такая система зажигания состоит из мо- дуля зажигания, высоковольтных прово- дов и свечей зажигания. Устройство уп- равления системой впрыска представляет собой автономный микропроцессорный блок управления зажиганием или блок управления двигателем с подсистемой управления зажиганием. Это устройство, пользуясь обратной связью, автомати- чески рассчитывает момент зажигания. При этом учитываются частота вращения коленчатого вала двигателя и его положе- ние, положение распределительного вала, нагрузка двигателя, определяемая по по- ложению дроссельной заслонки, а также температура охлаждающей жидкости и данные датчика детонации. Регулировка Рис. 2.35. Бесконтактная система зажигания: 1 - датчик-распределитель зажигания: 2 - свеча зажигания; 3 - катушка зажигания; 4 - коммутатор; 5 - выключатель (замок) зажигания
44 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ опережения зажигания реализована про- граммно в блоке управления. Коммутаторы в микропроцессорных си- стемах зажигания также называются вос- пламенителями. Электронный блок управления выпол- няет в микропроцессорной системе зажига- ния функции головного мозга. Его работа состоит в сборе информации от датчиков. Для определения необходимого момента зажигания считывается информация с дат- чика положения коленчатого вала, датчи- ка положения распределительного вала, датчика детонации, датчика угла открытия дроссельной заслонки. На основании полу- ченной информации рассчитываются опти- мальный момент зажигания, время заряд- ки катушки и через коммутатор выдаются команды управления первичной цепью ка- тушки. Как уже говорилось, блок управле- ния системой зажигания часто объединяют с блоком управления впрыском топлива, устройство которого рассмотрено ранее. Итак, несколько слов о датчиках. Датчики положения коленчатого и рас- пределительного валов дают информацию о текущих оборотах двигателя, а также те- кущем положении распределительного вала. Датчик детонации во время работы двигателя генерирует сигнал с частотой и амплитудой, зависящей от частоты и амплитуды вибрации двигателя. Этот датчик устанавливают на блоке двигате- ля. При возникновении детонации элек- тронный блок управления корректирует угол опережения зажигания. Датчик положения дроссельной за- слонки определяет нагрузку на двигатель. Его работа рассмотрена в подразделе, по- священном устройству и работе системы питания инжекторного двигателя. Коммутатор (воспламенитель) - это транзисторные ключи, которые в зависи- мости от сигнала с электронного блока управления включают или отключают пи- тание первичной обмотки катушки зажи- гания. Если в системе зажигания исполь- зуется несколько катушек, то и коммута- торов может быть несколько. Таким образом, ток высокого напряже- ния в нужный момент доставляется к конкретной свече зажигания.
ГЛАВА 2 ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 45 Устройство свечи зажигания показано на рис. 2.37. С помощью свечи зажигания образуется искровой разряд, необходимый для воспламенения рабочей смеси в ци- линдрах двигателя. Главными рабочими элементами свечи являются контактный стержень с центральным электродом, от- деленный от «массы» изолятором, и боко- вой электрод, контактирующий с «массой» через металлический корпус свечи. Свечи устанавливают (вворачивают) специаль- ным свечным ключом в головку блока цилиндров. Как вы уже знаете, при рабо- те двигателя в его цилиндрах создается Рис. 2.37. Устройство свечи зажигания: 1 - боковой электрод; 2 - центральный электрод; 3 - теплоотводящая шайба; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - корпус свечи зажигания; 6 - изолятор; 7 - контактный стержень высокое давление. Для надежного уплот- нения свечи с головкой блока цилиндров используется уплотнительное кольцо. Изоляторы свечей выполняют из матери- алов, выдерживающих напряжение не ме- нее 30 кВ (уралит, кристаллокорунд, боро- корунд и т.п.). Свечи изготавливаются с различной тепловой характеристикой и характеризуются калильным числом Ка- лильное число определяется как величина, пропорциональная среднему давлению, при котором начинает появляться калиль- ное зажигание, т.е. неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси не только искровым разрядом, но и раскаленными элементами свечи или только ими (после выключения зажигания). Калильное зажи- гание возникает при достижении темпера- туры свечей примерно 900 °C. Чем выше калильное число, тем надежнее работает свеча в двигателе с высокой степенью сжа- тия. Калильные числа свечей зажигания имеют следующие значения: 8,11,14, 17, 20, 23, 26. В рамках данной книги не будем ос- танавливаться на маркировке свечей. Ска- жем лишь, что водитель должен знать, ка- кие свечи должны использоваться на его автомобиле, а для этого достаточно загля- нуть в инструкцию по эксплуатации ваше- го железного коня. Ресурс современных свечей зажигания со- ставляет около 20 миллионов искр, что со- ответствует примерно 15 тысячам километ- ров пробега автомобиля. Поэтому заводы-из- готовители предписывают замену свечей через 15-20 тысяч километров пробега. Здесь же заметим, что низкокачественный бензин значительно сокращает жизнь свечи. Удобно й целесообразно заменять свечи при переходе на зимний режим эксплуа- тации (и наоборот). Бывалые водители ре- комендуют возить с собой запасной ком- плект свечей. Много места в машине он не займет, зато в случае необходимос- ти (при выходе из строя какой-либо све- чи или значительном ухудшении ее рабо- ты) вы сможете быстро восстановить ра- ботоспособность двигателя.
46 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ Источники и потребители электроэнергии Электрооборудование обеспечивает ра- боту большинства систем автомобиля и снабжает током потребители электро- энергии. К потребителям электрической энергии относятся: Рис. 3.1. Источники и потребители элект- роэнергии - система пуска двигателя (стартер); - система зажигания (у бензиновых и га- зовых двигателей; описание и работа этой системы рассмотрены в главе 2 настояще- го издания); - система освещения (снаружи маши- ны - фары и фонари, лампы освещения номерного знака, внутри - плафоны, лам- пы, освещающие приборный щиток, под- капотное освещение и т.д.); - система световой сигнализации (указа- тели поворота, стоп-сигналы, фонари зад- него хода); - система звуковой сигнализации; - контрольно-измерительные приборы (амперметр, указатель температуры ох- лаждающей жидкости, сигнализатор вклю- чения стояночного тормоза и т.д.); - дополнительное оборудование (венти- лятор, кондиционер, стеклоочиститель, магнитола, прикуриватель, система обо- грева заднего стекла, электростеклоподъ- емники, электронные системы, повышаю- щие безопасность эксплуатации транс- портного средства, а также многие другие приборы, которые вы можете подключать через гнездо прикуривателя). Работу всех перечисленных потребите- лей тока обеспечивают всего два источни- ка электрической энергии: генератор и ак- кумуляторная батарея (рис. 3.1). Генератор Главный источник электроэнергии - гене- ратор, приводимый в действие двигателем транспортного средства. Он преобразует механическую энергию двигателя в элект- рическую. Вал автомобильного генератора через ремень посредством шкива соединя- ют с вращающимся валом двигателя, и ра- ботающий двигатель «заставляет» генера- тор вырабатывать ток. Генератор состоит из элементов, показанных на рис. 3.2.
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ 47 Рис. 3.2. Устройство генератора: 1 - корпус генератора; 2 - обмотка статора; 3 - ротор; 4 - ремень; 5 - шкив привода генерато- ра; 6 - кронштейн крепления; 7 - щетки; 8 - регуля- тор напряжения; 9 - контактные кольца; 10 - вывод «30» для подключения потребителей; 11 - вывод «61» для питания цепи амперметра и контрольных ламп на щитке приборов; 12 - выпрямитель Автомобильный генератор устанавлива- ют на двигателе на специальном крон- штейне. Надежная работа генератора зави- сит от степени натяжения ремня привода (регламентируется заводом-изготовителем). Натяжение регулируется перемещением генератора в пазах кронштейна. При работающем двигателе генератор питает электрическим током все потреби- тели, а также подзаряжает аккумулятор- ную батарею. Как уже говорилось, генератор связан с коленчатым валом двигателя посредст- вом ременной передачи. Следовательно, чем выше обороты двигателя, тем больше оборотов совершает ротор (вращающаяся часть) генератора. Напряжение, вырабаты- ваемое генератором, напрямую зависит от оборотов его ротора. Автомобильный двигатель, работая на повышенных оборо- тах, вполне может «заставить» генератор вырабатывать напряжение, превышающее необходимый предел. А это приведет к выходу из строя потребителей и порче электроцепей. Для ограничения выраба- тываемого генератором напряжения и поддержания его в установленных рам- ках используют регулятор напряжения (см. рис. 3.1). Он поддерживает постоянное напряжение вырабатываемого генерато- ром тока при переменной частоте враще- ния коленчатого вала двигателя. Совре- менные автомобили оборудованы малога- баритными бесконтактными микроэлектронными регуляторами напря- жения, которые либо встроены в генера- тор и объединены в одном узле со щетко- держателем, либо установлены отдельно в подкапотном пространстве. Второй источник электроэнергии - ак- кумуляторная батарея. Она превращает химическую энергию в электрическую. Оба источника энергии обеспечивают также зажигание рабочей смеси в цилинд- рах бензиновых и газовых двигателей, т.е. работу систем зажигания этих двигателей. Источники электроэнергии связаны с потребителями проводами. На автомоби- лях применяется однопроводная система, при которой положительные полюса ис- точников и потребителей, работающих только на постоянном токе, соединены между собой изолированными проводами. Отрицательные же полюса соединяются через металлические части автомашины, называемые «массой». Применение одно- проводной системы упрощает схему элек- трооборудования и позволяет существен- но сэкономить на проводах. Большинство электрических цепей защи- щено плавкими предохранителями. Перед началом эксплуатации своего автомобиля выясните, где расположен блок предохра- нителей; если имеются предохранители, расположенные вне блока, определите
48 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ их местонахождение. Кроме того, выясни- те номинал предохранителей и имейте их в запасе. Прежде чем заменить перего- ревший предохранитель, следует отклю- чить «массу» от аккумуляторной батареи и выяснить причину выхода его из строя. Имейте в виду, что на большинстве со- временных автомобилей при отключении аккумуляторной батарей происходит авто- матическая блокировка автомагнитолы. При последующем подключении батареи магнитола не будет работать до тех пор, пока вы не введете специальный код. За- гляните в руководство по эксплуатации вашей машины и выясните, так ли это. При покупке автомобиля в автосалоне вам дадут этот код, но хранить его в ма- шине не стоит. Кодирование проводят для того, чтобы затруднить использование по- хищенной автомобильной аудиотехники. Если вы покупаете машину «с рук», не за- будьте выяснить у прежнего хозяина но- мер кода магнитолы. Аккумуляторная батарея Аккумуляторная батарея - источник по- стоянного тока, предназначенный для пу- ска двигателя стартером, для питания прочих потребителей при неработающем (или работающем на малых оборотах) дви- гателе {рис. 3.3). положительный вывод пробка заливной горловины Рис. 3.3. Устройство аккумуляторной батареи Аккумуляторная батарея преобразует химическую энергию в электричество, яв- ляясь источником электроэнергии авто- мобиля. Если взять две свинцовые пластины и опустить их в слабый раствор серной кислоты в воде (электролит), то через не- которое время, подсоединив пластины к зажимам источника тока (донора), на- пример генератора или зарядного устрой- ства, мы обнаружим, что через аккумуля- тор течет электрический ток. Между ве- ществом пластин и кислотой произошла химическая реакция. Вследствие этого ак- кумулятор зарядился, т.е. сам превратил- ся в источник тока. Отсоединив теперь аккумулятор от генератора и соединив с потребителем энергии, можно отбирать накопленную им электроэнергию или, иными словами, разряжать аккумулятор. Этот процесс можно повторять много- кратно: при работающем генераторе про- исходит накапливание электрической энергии (заряд), а при неработающем ге- нераторе - отдача запасенной энергии на питание потребителей (разряд). Про- стейший аккумулятор, состоящий из двух пластин (положительной и отрицатель- ной), объединяют в аккумуляторную бата- рею, соединяя пластины последовательно друг с другом. На легковых автомобилях применяют аккумуляторные батареи, вырабатываю- щие постоянный ток напряжением 12 В. Полностью заряженный свинцово-кислот- ный аккумулятор имеет напряжение, рав- ное 2,0-2,1 В. Поэтому для получения ис- точника тока напряжением 12 В последо- вательно соединяют шесть аккумуляторов, которые образуют батарею. Свинцово-кислотная стартерная аккуму- ляторная батарея, применяемая на авто- мобилях, позволяет получить ток разряд- ки, в 3-5 раз превышающий номинальную емкость батареи. О емкости аккумуляторной батареи ин- формирует ее маркировка. Например, на многие легковые автомобили устанав-
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ 49 ливают батареи 6СТ-55. Расшифруем мар- кировку аккумуляторных батарей: 6 - это количество двухвольтовых акку- муляторов в батарее; СТ - указывает на то, что данная бата- рея стартерного типа, т.е. ей не страшны значительные разрядные токи, необходи- мые для работы пускового электродвига- теля, известного всем как стартер; 55 - номинальная емкость батареи в ам- пер-часах (А-ч) при 20-часовом непрерыв- ном режиме разряда. На автомобилях ГАЗ, УАЗ предусмотрена установка бата- реи емкостью 60 А-ч (ее маркировка - 6СТ-60). Кстати, на автомобиле следует применять батарею именно той емкости, какую установил завод-изготовитель. Мне- ние о том, что чем больше емкость акку- мулятора, тем больше из него можно вы- давить пусков двигателя, непрофессио- нально и ошибочно, когда речь идет не о разовом применении батареи повы- шенной емкости, а о постоянной эксплуа- тации автомобиля с ней. Такая эксплуата- ция приведет к хроническому недозаряду аккумуляторов батареи со всеми вытека- ющими последствиями. Далее в маркировке батареи использу- ются только буквы. Они информируют о материале корпуса батареи, а также об особенностях конструктивного испол- нения и поставки: А - обозначает материал корпуса бата- реи (полипропилен с общей крышкой); Э - эбонитовый (у большинства старых ак- кумуляторов были именно такие корпуса); Т - термопластичная пластмасса; М - с сепараторами из мипласта; Р - с сепараторами из мипора; Л - необслуживаемая; 3 - поставляется заряженной; Н - поставляется несухозаряженной. Современные аккумуляторные батареи выпускают чаще всего в необслуживаемом исполнении. Несмотря на это, они требуют к себе со стороны водителя определенного вни- мания. Батарея не подведет в том случае, если перед эксплуатацией ее поверхность не загрязнена, а сама она надежно закреп- лена на автомобиле, полностью заряжена, плотность и уровень электролита нахо- дятся в установленных пределах. Электролит получают, растворяя серную кислоту в воде. В процессе эксплуатации автомобиля уровень электролита может понижаться из-за выкипания воды. Следо- вательно, восстанавливаем необходимый уровень, доливая дистиллированную воду. В 1 л электролита заряженного аккуму- лятора содержится 500 г чистой серной кислоты и 800 г воды. Важным парамет- ром аккумуляторной батареи является плотность электролита. Нормальная плотность электролита пол- ностью заряженной батареи - 1,28-1,29 г/см3 при температуре окружающего воздуха 15 °C. Летом плотность понижают до значе- ний 1,24-1,27 г/см3, а зимой из-за опасности замерзания электролита повышают до 1,31 г/см3. Вы, наверное, уже догадались, что температура замерзания электролита зависит от его плотности, а послед- няя - от степени заряженности батареи (табл. 3.1). Плотность измеряют специальным при- бором - ареометром. Если выяснилось, что батарея разряже- на зимой на четверть, а летом наполови- ну (с помощью таблицы определим плот- ность электролита - 1,24 и 1,21 г/см3 соот- ветственно), то батарею необходимо Таблица 3.1 Температура замерзания электролита в зависимости от его плотности Степень заряженности батареи,% Плотность электролита при 15 X, г/см3 Температура замерзания электролита, °C 100 1,28 88 75 1,24 -42 50 1,21 “28 25 1,18 -20 0 1,15 -14
50 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ зарядить. Автомагазины предлагают ши- рокий выбор зарядных устройств. Обра- тите внимание на то, что существуют как зарядные, так и пускозарядные устройст- ва. Главной особенностью пускозарядных устройств является возможность не толь- ко подзарядки аккумуляторной батареи-, но и пуска двигателя при разряженной батарее. Стоят эти устройства дороже и, как правило, занимают больше места. Если вы можете принести батарею к за- рядному устройству, то для пуска двига- теля необходимо иметь рядом с автомо- билем розетку 220 В. Поэтому, взвесив все плюсы и минусы указанных уст- ройств, вы можете купить себе именно то устройство, которое вам действитель- но необходимо. Основа текущего ухода за аккумулятор- ной батареей - это поддержание в чисто- те ее поверхности, дабы не дать возмож- ности малым токам, использующим загрязненную поверхность для своего дви- жения, разрядить ее. Загрязненную по- верхность протирают кальцинированной содой или 10%-ным раствором нашатырно- го спирта, после чего вытирают сухой и чистой ветошью. Кроме того, необходимо обращать вни- мание на надежность крепления наконеч- ников (клемм) проводов и их чистоту, на состояние полюсных штырей батареи. Окисление- этих элементов увеличивает сопротивление в электрических цепях иногда до такой степени, что стартер не может пустить двигатель. Аккумуляторные батареи опасны для здоровья (при нарушении правил обраще- ния с ними) по следующим причинам: - батареи содержат серную кислоту, ко- торая может причинить ожоги при попа- дании на открытые участки тела; - батареи выделяют взрывоопасный го- рючий газ; - напряжение и емкость аккумулятор- ных батарей достаточны, чтобы в опреде- ленных условиях нанести человеку пора- жение электрическим током. Система пуска двигателя Система пуска предназначена для про- ворачивания коленчатого вала двигателя с частотой, достаточной для образования, сжатия и воспламенения смеси, а также нормальной работы остальных систем двигателя. Основное требование к данной системе - обеспечение быстрого и надеж- ного пуска двигателя при низких темпе- ратурах. Энергоемкость системы должна обеспечивать необходимое число повтор- ных пусков и быстро восстанавливаться при работе двигателя. Схема подключения стартера (для пуска двигателя) в электрическую цепь автомо- биля показана на рис. 3.4. Система пуска двигателя состоит из сле- дующих компонентов: - аккумуляторной батареи; - цепи стартера; Рис. 3.4. Источники электроэнергии и пу- сковое устройство: 1 - стартер; 2 - выключатель (замок) зажигания; 3 - генератор; 4 - аккумуляторная батарея
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ 51 Рис. 3.5. Устройство стартера: 1 - вал якоря (ротора) стартера; 2 - шестерня, вхо- дящая в зацепление с зубьями маховика двигателя; 3 - обгонная муфта; 4 - якорь тягового реле; 5 - тяго- вое реле; 6 - контактные болты для подключения к электросети автомобиля; 7 - щетки; 8 - постоянный магнит, 9 - якорь (ротор) - стартера с тяговым реле и механиз- мом привода; - реле включения стартера; - выключателя зажигания. Стартер (рис. 3.5) - электродвигатель пдстоянного тока (как правило, последо- вательного возбуждения), предназначен- ный для пуска автомобильного двигате- ля. Основная задача стартера - сообщить коленчатому валу двигателя ту мини- мально необходимую частоту вращения (50—100 мин"1), при которой двигатель нач- нет устойчиво работать. При понижении температуры окружающего воздуха для пуска двигателя необходимы повышен- ные обороты коленчатого вала. Итак, водитель расположился за рулем автомобиля, выполнил все необходимые подготовительные операции и теперь при- ступает к пуску двигателя. Для этого он поворачивает ключ в зам- ке зажигания до момента замыкания кон- тактов электроцепи стартера/ после чего раздается характерный, всем знакомый шум включившегося стартера и двигатель пускается. Что же происходит в этот короткий про- межуток времени со стартером? Рассмот- рим этапы его работы подробнее (рис. 3.6). 1. Подготовительный этап - стыковка стартера с коленчатым валом двигателя. После того как водитель ключом замк- нул в замке зажигания соответствующие контакты, якорь тягового реле под дейст- вием магнитного поля обмоток через рычаг перемещает муфту привода до зацепления шестерни с венцом маховика двигателя. 2. Основной этап - пуск двигателя. Подвижный контакт тягового реле замы- кает цепь «аккумуляторная батарея-стар- тер», после чего начинается работа старте- ра в качестве электродвигателя: его якорь через шестерню вращает коленчатый вал двигателя, обеспечивая его пуск. 3. Заключительный этап - расстыковка стартера с коленчатым валом работающе- го двигателя. После пуска двигателя водитель отпус- кает ключ зажигания и тяговое реле под действием' возвратной пружины расстыко- Стартер выключен Рис. 3.6. Этапы работы стартера при пуске двигателя Стартер включен 1. якорь тягового реле
52 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Обороты стартера больше оборотов двигателя (пуск двигателя) Обороты стартера меньтч оборотов двигателя (Отартер работает вхолостую) Рис. 3.7. Схема работы обгонной муфты: Рис. 3.8. Передняя блок-фара: 1 - шестерня с внутренним кольцом обгонной муф- ты; 2 - ролик обгонной муфты; 3 - ступица с наруж- ным кольцом обгонной муфты; 4 - упор пружины 1 - лампа указателя поворота с оранжевым рассеива- телем; 2 - лампа дальнего света; 3 - лампа габаритно- го света; 4 - лампа ближнего света; 5 - стекло фары вывает коленчатый вал двигателя со стар- тером, возвратив шестерню в первона- чальное положение (втянув в себя). Если после пуска двигателя стартер бу- дет продолжать работать (например, обу- чающийся вождению не отпустит своевре- менно ключ зажигания или по какой-ли- бо другой причине), то для того, чтобы стартер не вышел из строя, в его конструкции предусмотрена специальная муфта, которая передает вращение толь- ко в одну сторону: от стартера к махови- ку двигателя (см. рис. 3.5, поз. 3 и рис. 3.7). Муфта не позволит двигателю, набравшему значительные обороты (800-6000 мин’1), вывести стартер из строя. Приборы освещения, световой и звуковой сигнализации Приборы освещения, световой и звуко- вой сигнализации - потребители тока, от- вечающие за безопасность и комфорта- бельность поездки. Они рассчитаны на ток напряжением 12 В. Водитель управ- ляет ими с помощью рычажных и кнопоч- ных переключателей. Приборы освещения автомобиля долж- ны быть включены в темное время суток, в условиях недостаточной видимости, а также в светлое время суток для обо- значения транспортного средства при бук- сировке (на буксирующей машине необхо- димо включить ближний свет фар или противотуманные фары) и в случаях, рег- ламентированных пп. 19.4 и 19.5 Правил дорожного движения. К осветительным приборам относятся: - фары ближнего и дальнего света (у большинства современных автомобилей они совмещены в едином блоке); - передние и задние габаритные фонари (при наличии блока фар передние габа- ритные фонари обычно находятся в нем); - лампы освещения государственного регистрационного знака; - плафоны освещения салона автомоби- ля; - лампы освещения подкапотного прост- ранства и багажника. Возможно дооборудование автомобиля: спереди - двумя противотуманными фа- рами (белыми или желтыми), сзади - од- ним или двумя противотуманными фона- рями красного цвета. Блок-фары (рис. 3.8) в настоящее время устанавливают на большинство отечест- венных и зарубежных легковых автомоби- лей. Они чаще всего имеют прямоуголь- ную или трапецеидальную форму и состо- ят из пластмассового корпуса, рассеивателя с линзами и призмами, ме- таллического отражателя с зеркальной по- верхностью, корректирующего экрана и двух ламп: малой - для обозначения наружных раз- меров автомобиля (лампа габаритного све- та); большой - для освещения дороги (с ни- тями ближнего и дальнего света).
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ 53 Рис. 3.9. Задний фонарь: 1 - лампа указателя поворота; 2 - рассеиватель указателя поворота; 3 - лампа габаритного света; 4 - рассеиватель габаритного света; 5 - световоз- вращатель (катафот); 6 - отражатель; 7 - корпус; 8 - лампа стоп-сигнала; 9 - рассеиватель стоп-сиг- нала; 10 - рассеиватель света заднего хода; 11 - рас- сеиватель заднего противотуманного света В некоторых случаях используются от- дельно лампы ближнего и дальнего света. В едином корпусе блок-фары располо- жен также фонарь указателя поворота оранжевого цвета. Водитель включает габаритные огни, указатели поворота, ближний и дальний свет фар специальными кнопочными и рычажными переключателями. В заднем фонаре автомобиля (рис. 3.9) распложены следующие лампы: - габаритного света (закрыта рассеивате- лем красного цвета и включается совме- стно с передними габаритными огнями); - стоп-сигнала с красным рассеивателем; - указателя поворота с оранжевым рас- сеивателем; - заднего хода с белым рассеивателем. Приборы сигнализации информируют участников дорожного движения о наме- рениях водителя: предстоящем изменении направления движения транспортного средства, маневрировании, торможении, прекращении движения, а также преду- преждают об особенностях движения, ос- леплении водителя, обозначают транспорт при вынужденной остановке в местах, где остановка запрещена, и при дорож- но-транспортном происшествии. Приборы сигнализации включают в себя: - указатели поворота (передние и задние); - повторители указателей поворота (бо- ковые); - стоп-сигналы; - фонари заднего хода; - звуковой сигнал. Указатели и повторители поворота вклю- чаются рычажком, расположенным на ру- левой колонке слева, и автоматически вы- ключаются при возвращении руля в поло- жение прямолинейного движения. Это происходит при повороте руля на значи- тельные углы. При незначительных углах поворота руля водитель должен выклю- чить указатель поворота вручную. Стоп-сигналы автоматически включаются при нажатии водителем педали тормоза и выключаются при ее отпускании. Под- ключение к штатным стоп-сигналам задних противотуманных фонарей запрещено. Для включения аварийной сигнализации необходимо нажать кнопку с изображени- ем треугольника. При этом на транспорт- ном средстве начнут одновременно мигать все указатели и боковые повторители по- воротов. Водителю необходимо четко знать расположение этой кнопки и уметь ее включать вслепую, так как при ослеп- лении в соответствии с требованиями Правил дорожного движения водитель обязан включить аварийную сигнализа- цию и, не меняя полосы движения, сни- зить скорость и остановиться. Звуковой сигнал поможет водителю пре- дотвратить дорожно-транспортное происше- ствие. Кроме того, с его помощью водитель вне населенных пунктов сможет при обго- не привлечь внимание коллег-водителей. Контрольно-измерительные приборы Обычно сигнализаторы контрольно-изме- рительных приборов (световые и стрелоч- ные индикаторы) объединяют в блок, рас- положенный в салоне автомобиля перед водителем на так называемом приборном
54 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ г 30 40 ж 1 > 50 801?°120 F а 20/ \ 1 / /60 60 Л'1'/, .140 40^ '1 ’ 1,1 *х*160 | 90 [50/ ‘ 130 10^ -70 20 Т /80 X 0 z хЮО/min ^80 0' ’ " ’ ^200 (О) ;—1 check ENGINE (о) А ИД.Т.Р® \ 5 4 3 2 1 18 17 16 15 14 Рис. 3.10. Комбинация приборов: 1 - контрольная лампа разряда аккумуляторной батареи; 2 - контрольная лампа включения стояночного тормоза; 3 - контрольная лампа недостаточного давления масла; 4 - контрольная лампа положения воз- душной заслонки (только для карбюраторных двигателей); 5 - контрольная лампа включения габаритного света; 6 - указатель температуры охлаждающей жидкости; 7 - тахометр; 8 - контрольная лампа включения левых указателей поворота; 9 - контрольная лампа включения правых указателей поворота; 10 - спидо- метр; 11 - сигнальная лампа резерва топлива; 12 - указатель уровня топлива; 13 - суммирующий счетчик пройденного пути (одометр); 14 - контрольная лампа включения дальнего света; 15 - контрольная лампа включения аварийной сигнализации; 16 - сигнальная лампа состояния рабочей тормозной системы; 17 - счетчик суточного пробега; 18 - контрольная лампа «CHECK ENGINE» (ПРОВЕРЬТЕ ДВИГАТЕЛЬ) щитке, или комбинации приборов (рис. 3.10). Сами же датчики и выключате- ли располагаются непосредственно в мес- тах замера, контроля и включения. Комбинация приборов позволяет легко контролировать работу важнейших узлов и систем автомобиля. С помощью контрольно-измерительных приборов водитель оценивает готовность ма- шины к поездке и ее состояние в процессе движения, получает информацию о запасе топлива в баке и других параметрах, необхо- димых для безопасного и экономичного вож- дения автомобиля. После пуска двигателя в комбинации приборов должны погаснуть все индика- торы (лампочки) красного цвета, за ис- ключением индикатора, сигнализирующе- го о включении стояночного тормоза. Ес- ли в процессе движения при работающем двигателе на щитке приборов загорелась красная лампочка или указатель стрелоч- ного индикатора «полез» в красную зону, то движение необходимо немедленно пре- кратить до выявления неисправности. В связи с разнообразием расположения сигнализаторов и указателей в комбина- ции приборов далее рассмотрим комбина- цию не какого-либо конкретного автомо- биля, а ее составляющие, имеющиеся на панели большинства машин. Спидометр и одометр Спидометр позволяет водителю контроли- ровать скорость движения. На отечествен- ных автомобилях его шкала проградуирова- на в км/ч, на ряде иномарок - в милях/ч или сразу в двух упомянутых измерениях. Одометр указывает общий пробег авто- мобиля.
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ 55 Счетчик суточного пробега Этот прибор позволяет контролировать расстояние, пройденное автомобилем с момента последнего сброса показаний счетчика на ноль. Сброс показаний предыдущего пробега обычно производится нажатием на кноп- ку, расположенную рядом с табло. Спидометр, одометр и счетчик суточно- го пробега не являются потребителями электроэнергии, так как приводятся в действие механически от коробки пере- дач с помощью гибкого вала. Однако ос- вещающие их лампы - это, конечно же, потребители электричества. Тахометр С помощью тахометра водитель может контролировать частоту вращения колен- чатого вала двигателя. Шкала тахометра обычно градуируется в тысячах или сот- нях оборотов в минуту. Шкала тахометра разделена на три части: первая - зона нор- мальной работы двигателя, вторая - зона повышенной частоты вращения коленча- того вала двигателя (чаще всего желтого цвета), третья - зона опасной частоты вра- щения коленчатого вала двигателя (чаще всего выделена красным цветом). Если стрелка тахометра находится в зо- не нормальной работы двигателя, это оз- начает, что частота вращения коленчатого вала двигателя не превышает допустимого значения. При движении автомобиля по- казания тахометра постоянно изменяются. Если стрелка тахометра находится в зо- не повышенной частоты вращения колен- чатого вала двигателя, это означает, что частота вращения коленчатого вала приближается к предельно допустимому значению. В таком режиме двигатель дол- го работать не может. При достижении стрелки тахометра этой зоны переключи- тесь на высшую передачу, если автомо- биль оснащен коробкой передач с ручным переключением, или отпустите педаль ак- селератора, если на автомобиле установле- на автоматическая коробка передач. Продолжительная работа двигателя при показаниях тахометра, соответствующих красной зоне опасной частоты вращения коленчатого вала двигателя, приведет к его поломке. Современные автомобили оборудуются электронными системами, не позволяю- щими водителю, нажимающему на педаль газа, превысить безопасные обороты. Сигнализаторы, индикаторы и указатели Ниже описаны сигнализаторы, индика- торы и стрелочные указатели, которые имеются на приборном щитке большинст- ва автомобилей. Сигнализаторы и стрелочные указатели своевременно дают информацию даже о сравнительно небольших отклонениях от нормальной работы агрегатов и систем автомобиля, предотвращая тем самым серь- езные отказы, которые могут потребовать дорогостоящего ремонта и замены деталей. Внимательное наблюдение за сигнализато- рами и стрелочными приборами способст- вует безопасной эксплуатации автомобиля. Световые сигнализаторы включаются, когда какое-либо устройство или система автомо- биля начинает функционировать ненор- мально. В отличие от этого индикаторы просто подтверждают, что какая-либо сис- тема или устройство автомобиля находится во включенном состоянии. Некоторые ин- дикаторы и сигнализаторы загораются на короткое время при включении зажига- ния. Это специально предусмотрено для контроля исправности этих индикаторов и сигнализаторов. Стрелочные указатели позволяют контролировать работу систем и агрегатов автомобиля и сразу же заме- тить отклонения от нормы. На некоторых автомобилях сигнализаторы и стрелочные приборы заменяют друг друга. Ш Сигнализатор неисправности тормозной системы Тормозная гидравлическая си- стема автомобиля имеет два независимых контура.
56 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ В случае отказа одного из контуров вто- рой контур позволит водителю затормо- зить (но с меньшей эффективностью) и остановить автомобиль. Включение при работающем двигателе рассматриваемого сигнализатора инфор- мирует о какой-либо неисправности, воз- никшей в тормозной системе, в результа- те которой уровень тормозной жидкости стал ниже допустимого значения. Сигнализатор разряда акку- I- +1 муляторной батареи Красный сигнализатор разряда аккумуляторной батареи должен загорать- ся на короткое время при включении за- жигания перед пуском двигателя. Это предусмотрено для контроля ис- правности сигнализатора. После пуска двигателя сигнализатор должен выклю- читься. Если он не выключился или заго- релся по время движения автомобиля, то система заряда аккумуляторной бата- реи вышла из строя. Причинами отсутст- вия заряда батареи могут быть слабое на- тяжение (обрыв) ремня привода генерато- ра, выход из строя реле напряжения либо самого генератора. Эксплуатация автомо- биля с горящим сигнализатором разряда аккумуляторной батареи приведет к вы- ходу ее из строя. Если же вы вынуждены продолжать дви- жение с включенным сигнализатором, то для того, чтобы снизить нагрузку на ак- кумуляторную батарею, отключите все до- полнительные потребители электроэнергии (магнитолу, кондиционер, вентилятор и т.п.). На некоторых автомобилях для контроля заряда аккумуляторной батареи установлен амперметр или вольтметр. /х-чл Индикатор включения стоя- fpij ночного тормоза Загорается красным светом, ес- ли автомобиль заторможен стояночным тормозом. На ряде автомобилей такой индикатор отсутствует и при включении стояночно- го тормоза загорается индикатор неис- правности тормозной системы (рассмотрен выше), подсказывающий, что начинать движение на «ручнике» нельзя. Сигнализатор недостаточного давления масла к—Загорается красным светом при недостаточном давлении масла в сис- теме смазки. В противном случае двигатель может перегреться, заклинить или даже заго- реться. Выход из строя двигателя из-за не- внимательного отношения к контролю уровня и давления масла может потребо- вать дорогостоящего ремонта. - Индикатор включения габа- ритного света ' । s Загорается зеленым светом при включении наружного освещения. Индикатор включения даль- него Света фар При включении дальнего света фар загорается синим светом. к Индикатор указателей ново- iv рота Загорается зеленым мигающим светом при включении указателей и по- вторителей поворота. Индикатор прикрытия воз- W душной заслонки карбюратора Загорается оранжевым светом при включении зажигания и вытянутой рукоятке управления воздушной заслон- кой на автомобилях с карбюраторным двигателем. Индикатор «CHECK ENGINE» (ПРОВЕРЬТЕ ДВИГАТЕЛЬ) ЕО^ИОиЭДЕ Устанавливается на панели приборов автомобилей с инжекторными двигателями*. Кратковременно загорается желтым све- том при включении зажигания, а при об- наружении неисправности горит постоян- но или мигает. Стрелочный указатель тем- 50 во по пературы охлаждающей жид- S1 кости двигателя сч Позволяет контролировать температуру охлаждающей жид- кости двигателя. *Индикатор может быть выполнен в виде пиктограммы с изображением двигателя.
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 57 Шкала указателя отечественных авто- мобилей проградуирована в градусах Цельсия, а ряда иномарок - в градусах Фаренгейта. Если стрелка прибора будет прибли- жаться к красной отметке шкалы, это укажет на перегрев двигателя. В такой си- туации следует немедленно остановить ав- томобиль и выключить двигатель. Про- верьте герметичность системы охлажде- ния, работу вентилятора и термостата. Остерегайтесь ожогов горячей охлаждаю- щей жидкостью! Стрелочный указатель уров- о 1/2 1 ня топлива 1 х Прибор показывает уровень топлива в баке. Для получения более полной информации об остатках топлива предус- мотрен световой индикатор желтого цве- та, указывающий на то, что в баке лишь небольшой запас топлива и срочно необ- ходима заправка. Владельцу автомобиля нужно иметь в виду следующие особенности работы указателя уровня топлива, с которыми он может встретиться на практике. Указатель уровня топлива работает с оп- ределенной погрешностью. Это надо учиты- вать при заправке автомобиля. Например, если стрелка указателя находится в середи- не шкалы на отметке «1/2»> на самом деле топлива в баке может быть несколько боль- ше или меньше, чем половина его вместимости. Поэтому при дозаправке в бак может войти немного больше или меньше топлива, чем вы ожидаете. Показания прибора могут немного изме- няться при остановке на уклоне, во вре- мя прохождения поворотов, при разгонах и торможениях автомобиля. Дополнительное оборудование Дополнительное оборудование современ- ного автомобиля многофункционально и разнообразно. Однако практически в каждом автомобиле установлено следу- ющее дополнительное оборудование: - отопитель салона; - омыватели стекол; - стеклоочистители; - устройство обогрева заднего стекла. Кроме того, возможна установка конди- ционеров, омывателей и очистителей фар, электростеклоподъемников, маршрутных (бортовых) компьютеров, электроприводов регулировки зеркал, сидений и т.д. ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ Общее устройство трансмиссии Трансмиссия представляет собой агрегаты и механизмы, связывающие коленчатый вал двигателя (тот самый, на котором закреплен маховик) с ведущими колесами автомобиля. Она передает вращение (крутящий момент) от двигателя на колеса, приводящие маши- ну в движение. С помощью трансмиссии во- дитель может изменять величину крутящего момента, а для движения задним хо- дом - направление крутящего момента. Мы уже говорили, что в зависимости от то- го, какие колеса вращает трансмиссия, лег- ковые автомобили подразделяют на задне- приводные, переднеприводные и полнопри- водные. Рассмотрим сначала элементы трансмис- сии заднеприводного автомобиля в той по- следовательности, в какой они расположе- ны в автомобиле (именно в таком поряд- ке и передается вращение от двигателя к ведущим колесам, рис. 4.1). Итак, прямо за двигателем размещено сцепление, затем коробка передач, карданная передача (кар- данный вал), задний мост, представляю- щий собой главную передачу с дифферен- циалом и полуосями, на которых и за-
58 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 4.1. Схема трансмиссии заднеприводного автомобиля: 1 - двигатель; 2 - сцепление; 3 - коробка передач; 4 - карданный вал; 5 - задний мост Рис. 4.2. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля: 1 - приводы колес (полуоси); 2 - дифференциал; 3 - сцепление; 4 - коробка передач; 5 - главная передача креплены ведущие колеса. Обратите вни- мание, что на заднеприводной машине крутящий момент «пропутешествовал» практически через весь автомобиль. А вот в машине с приводом на перед- ние колеса он «вертится» только под ка- потом, поскольку все агрегаты трансмис- сии расположены именно там (рис. 4.2). Вновь, как и у заднеприводного автомо- биля, эстафету вращения коленчатого вала и маховика двигателя подхватыва- ет сцепление и передает его коробке пе- редач, затем в работу включается глав- ная передача с дифференциалом, кото- рые и распределяют крутящий момент между двумя полуосями, снабженными шарнирами равных угловых скоростей (ШРУСами). Эти шарниры, как сообща- лось ранее, позволяют передавать крутя- щий момент на передние ведущие коле- са независимо от того, повернуты они или нет. Вот так добирается крутящий момент до колес на переднеприводном автомобиле.
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 59 Сцепление Сцепление принимает крутящий момент от двигателя и передает его к коробке передач. Это в том случае, если сцепление включено. А если водитель его выключит, то вращение от двигателя к остальным аг- регатам трансмиссии передаваться не бу- дет и до ведущих колес не дойдет. Следо- вательно, устройство, именуемое сцепле- нием, представляет собой выключатель, по своему функциональному принципу чем-то напоминающий всем известный электровыключатель. Если в электровы- ключателе контакты замкнуты, то ток идет через него дальше и лампочка горит; если контакты разомкнуты (не прижаты друг к другу), ток не проходит и света нет. По этому же принципу работает и сцепление: оно дает возможность води- телю при необходимости быстро прервать передачу крутящего момента (выключить сцепление), а затем плавно ее возобновить. О том, как это делается, мы поговорим чуть позже. А теперь сформулируем классическое определение сцепления. Сцепление предназначено для переда- чи крутящего момента от двигателя, временного разъединения и плавного со- единения двигателя с трансмиссией. Сцепление состоит из непосредственно са- мого механизма сцепления и его привода. Механизм сцепления (рис. 4.3) состоит из трех основных элементов: - ведущей части; - ведомой части; - рабочих элементов. На легковых автомобилях применяется сухое однодисковое сцепление. Принцип работы сухого однодискового сцепления показан на рис. 4.4 и 4.5. Крутящий момент передается от махови- ка двигателя на ведомый диск сцепления за счет сухого трения, возникающего во время прижатия последнего к маховику. Рис. 4.3. Основные элементы сцепления: 1 - вилка; 2 - картер сцепления; 3 - коленчатый вал двигателя, 4 - маховик; 5 - ведомый диск; 6 - первич- ный вал коробки передач; 7 - муфта подшипника выключения сцепления; 8 - нажимной диск; 9 - кожух сцепления с диафрагменной пружиной
60 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 4.4. Условная схема сцепления (сцеп- ление включено): Рис. 4.5. Условная схема сцепления (сцеп- ление выключено) 1 - маховик; 2 - ведомый диск; 3 - нажимной диск; 4 - пружина; 5 - нажимной подшипник; 6 - первич- ный вал коробки передач; 7 - вилка; 8 - кожух сцеп- ления Ведомый диск установлен на валу на шли- цах, по которым он может перемещаться. На противоположном конце вала жестко закреплена ведущая шестерня коробки пе- редач. Когда сцепление включено (одно- именная педаль отпущена), ведомый диск вращается с маховиком как единое целое и вращает ведущий вал коробки передач (см. рис. 4.4). При нажатии на педаль сцепления ведо- мый диск отделяется от маховика (зазор Д), перемещаясь по шлицам, и вращение от двигателя к коробке передач не пере- дается (см. рис. 4.5). Ведомый диск сцепления прижимается к маховику специальным нажимным дис- ком, на который, в свою очередь, переда- ется усилие пружин, установленных в ко- жухе сцепления. Всю данную конструкцию иногда называют корзиной сцепления. Далее рассмотрим работу привода вы- ключения сцепления. Сцеплением управляет водитель, вклю- чая и выключая его. Для того чтобы пре- рвать передачу крутящего момента от двигателя (выключить сцепление), он нажимает крайнюю левую педаль, ко- торую называют педалью сцепления. Для возобновления передачи вращения от дви- гателя к остальным агрегатам трансмис- сии (включения сцепления) водитель от- пускает эту педаль. Когда водителя в ма- шине нет или он находится на своем месте, но не нажимает на крайнюю левую педаль, сцепление включено. Поэтому сцепление автомобиля и называют по- стоянно замкнутым. «Разорванным» оно будет лишь в то время, когда крайняя ле- вая педаль нажата до пола. Итак, педаль сцепления - первый и ближайший к водителю элемент его привода. В настоящее время в отечествен- ных легковых автомобилях используют два вида привода сцепления: гидравличе- ский и механический. Гидропривод выключения сцепления со- стоит из следующих элементов (рис. 4.6): - педали (поз. 3); - главного цилиндра (поз. 1); - трубопроводов (поз. 6); - рабочего цилиндра (поз. 5); - вилки выключения сцепления (поз. 4);
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 61 Рис. 4.6. Схема гидравлического привода выключения сцепления: 1 - главный цилиндр сцепления; 2 - нажимной под- шипник; 3 - педаль сцепления; 4 - вилка выключения сцепления; 5 - рабочий цилиндр, 6 - трубопроводы - нажимного подшипника выключения сцепления (поз. 2). При необходимости отсоединения двига- теля от остальных агрегатов трансмиссии водитель нажимает левой ногой на педаль сцепления 3 с определенным усилием. Это усилие от педали через шток и пор- шень перемещает жидкость в главном ци- линдре 1, что, в свою очередь, перемеша- ет поршень рабочего цилиндра 5, связан- ный со штоком. Далее шток рабочего цилиндра 5 воздействует на вилку 4 вы- ключения сцепления и на нажимной подшипник 2, который через отжимные рычаги и выключает сцепление. Для включения сцепления водитель должен отпустить педаль 3. При этом под воздей- ствием возвратных пружин все детали привода вернутся в первоначальное поло- жение и сцепление включится. Рассмот- ренный привод выключения сцепления назван гидравлическим, так как в нем в качестве рабочего тела, связывающего педаль с самим механизмом сцепления, использована специальная жидкость. Обычно это та же жидкость, что исполь- зуется в гидроприводе тормозной системы. Если в качестве рабочего тела в приво- де используются только механические ус- тройства, то такой привод называется ме- ханическим. В этом случае усилие с педа- ли сцепления передается на вилку выключения через металлический трос. Несколько слов о главных неисправнос- тях сцепления. Если сцепление не выключается полно- стью, то говорят, что сцепление «ведет». Действительно, в этом случае маховик не расстыковывается полностью с ведомым диском сцепления и продолжает его вести. К такой ситуации может привести увели- ченный свободный ход педали сцепления,
62 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ а в сцеплении, приводимом в действие ги- дроприводом, - наличие воздуха. Такие не- исправности могут быть быстро устранены на станции технического обслуживания или самостоятельно при наличии опреде- ленных навыков. А вот остальные причи- ны того, что сцепление не выключается полностью, обычно связаны с внутренними дефектами этого механизма (коробление ведомого диска, перекос нажимного под- шипника, поломка пружин и т.п.), которые можно «вылечить» только в стационарных условиях. Если же сцепление полностью не вклю- чается, то говорят, что сцепление «про- буксовывает». Причиной может стать не- достаточный свободный ход педали сцеп- ления (что легко устраняется), а также поломка пружин, износ или замасливание фрикционных накладок. Последние неис- правности целесообразно устранять сила- ми квалифицированных специалистов. Коробка передач Коробка передач преобразует усилие, развиваемое двигателем, и передает его колесам в необходимом количестве и в нужном направлении (для определен- ных условий движения и для движения передним или задним ходом). В коробке передач реализован известный принцип механики: при понижении оборотов от входного (ведущего) вала к выходному (ведомому), в нашем случае связанных между собой зубчатым зацеплением, уве- личивается крутящий момент (Mi и Мг на рис. 4.7). То есть если физически не очень сильный человек будет вращать рукоятку маленькой шестерни на рис. 4.7, то здоровяк не сможет удержать руками большую шестеренку неподвижной, так как крутящий момент при переходе с ма- ленькой шестеренки на большую сущест- венно возрастает. Максимально обороты понижаются на I передаче. При этом на выходе из ко- робки передач реализуется максимальный Рис. 4.7. Схема принципа действия коробки передач крутящий момент, способный выполнить самую тяжелую работу: сдвинуть стоящее транспортное средство с места и начать его разгонять. Последней (наивысшей) передаче соот- ветствует самый малый крутящий мо- мент, так как она включается на автомо- биле при движении на высокой скорости, когда силы инерции продолжают двигать машину вперед. Здесь на первый план вы- ходят высокие обороты выходного вала, позволяющие разогнать транспортное средство до максимальной скорости. Теперь об этом несколько подробнее. Самое трудное - сдвинуть автомобиль с места. Для этого, как мы уже сказали, необходимо максимальное усилие. Потом разгонять движущийся автомобиль будет легче. Работу коробки передач условно по- Рис. 4.8. Схемаi действия коробки передач (I передача)
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 63 Рис. 4.9. Схема действия коробки передач (II передача) Рис. 4.11. Схема действия коробки передач (IV передача) Рис. 4.10. Схема действия коробки передач (III передача) Рис. 4.12. Схема действия коробки передач (V передача) ясняют рис. 4.8-4.12. Еще раз отметим: сей- час мы рассматриваем не конструкцию ко- робки передач, а ее принцип действия. Итак, двигатель всегда вращает только од- ну маленькую шестеренку с небольшим количеством зубьев. Будем называть ее ве- дущей (на рис. 4.8-4.12 - красного цвета), так как она приводит в движение все остальные шестерни соответствующих пе- редач (на указанных рисунках они желтого цвета). Ведущая шестеренка вращается бы- стро. Даже на холостом ходу вал двигате- ля и эта самая шестеренка вместе с ним совершают около 1000 мин-1. Стоит нажать на педаль газа, как эти обороты увеличат- ся в несколько раз. На I передаче (а имен- но ее используют для начала движения) с этой маленькой (ведущей) шестеренкой соединяют (зацепляют) самую большую из всех шестерен (ведомую*) - см. рис. 4.8. На шестерне I передачи (желтая на рис. 4.8) самое большое количество зубь- ев. Такое сочетание шестеренок максималь- но понизит обороты двигателя (а для тро- гания с места это и нужно), но самое глав- ное, максимально увеличит крутящий момент. Как говорят, шестерня I передачи самая сильная. Поехали! Теперь включаем II передачу. А это значит, что пару нашей маленькой шестеренке составит другая ше- стерня желтого цвета (см. рис. 4.9). Она не- много меньше шестерни I передачи, зубьев на ней тоже поменьше, зато вращается она быстрее. Крутящий момент стал меньше, но движению помогает сила инерции. Зна- чит, уже едем с той же скоростью при меньших оборотах двигателя, а увеличивая их, продолжаем разгонять автомобиль, ис- пользуя рост крутящего момента. Далее включаем III передачу. И вновь ведомая (желтая) шестерня стала еще меньше и по диаметру, и по числу зубьев, но все же по этим параметрам она по-преж- нему больше ведущей (см. рис. 4.10). Увели- чение крутящего момента немного снизи- лось, но за счет инерции продолжаем лег- ко разгоняться. Если на II передаче для движения с определенной скоростью ис- пользовались повышенные обороты двига- теля, то теперь для движения с той же ско- ростью от двигателя требуются меньшие обороты и он не так напрягается. * Все шестерни, соединяемые с ведущей шестерней, по отношению к ней являются ведомыми.
64 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ И вот переходим на IV передачу. Вни- мание! В зацеплении оказываются одина- ковые (или в некоторых коробках пере- дач почти одинаковые) шестерни (см. рис. 4.11). Значит, с какой скоростью вращается входной вал коробки передач, с такой же скоростью вращается и ее выходной вал. Иногда говорят, что с такой скоростью вращаются и ве- дущие колеса. Это неверно. Дело в том, что на пути от коробки передач к веду- щим колесам размещено еще одно меха- ническое устройство - главная передача. В ней тоже есть малая (ведущая) и боль- шая (ведомая) шестерни, а стало быть, обороты в этом устройстве вновь пони- жаются. Например, на переднеприводных автомобилях ВАЗ используются главные передачи с передаточным числом 3,706 или 3,937. А передаточное чис- ло - это отношение числа зубьев ведо- мой шестерни (у нас большей) к числу зубьев ведущей шестерни (у нас мень- шей). На рис. 4.7 передаточное число рав- но 2 (40:20). Следовательно, обороты по- низятся в количество раз, соответствую- щее передаточному числу. В настоящее время все больше легко- вых автомобилей оснащают пятиступен- чатыми коробками передач. Количество ступеней определяется по количеству передач, используемых для движения вперед. Значит, у таких автомобилей для движения вперед есть пять передач. Что же происходит при включении V пе- редачи? В этом случае в зацепление с хорошо нам известной маленькой шестерней вво- Первичный вал (как одно целое с шестерней 2) Муфта синхронизатора Свободно вращающиеся шестерни (до момента включения определенной передачи) Вторичный вал Промежуточный вал (как одно целое с шестернями) Рис. 4.13. Схема трехвальной коробки передач: 1 - картер сцепления; 2 - ведущая шестерня первичного вала; 3 - механизм выбора передач; 4 - рычаг пе- реключения передач; 5 - ведомая шестерня заднего хода; 6 - промежуточная шестерня заднего хода; 7 - ведущая шестерня заднего хода; 8 - картер коробки передач
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 65 (передача заднего хода) дят еще меньшую шестерню (с меньшим числом зубьев) - см. рис. 4.12. Теперь при тех же оборотах двигателя ведущие коле- са вращаются еще быстрее. Иногда такую передачу называют повышающей. Однако интенсивно разогнаться или въехать в го- ру на ней не удастся. В крутящем момен- те при таком сочетании шестерен мы про- игрываем. Но двигаться по прямой доро- ге с высокой скоростью и небольшими оборотами двигателя, экономя при этом топливо, вполне возможно. Коробки передач также принято клас- сифицировать по количеству основных валов с шестернями. На заднеприводные легковые автомобили чаще всего устанав- ливают трехвальные коробки передач, крутящий момент передается двумя па- рами шестерен, а включение передачи заднего хода осуществляется с помощью шестеренки, установленной на еще одном (четвертом) валу (см. рис. 4.13). На перед- неприводных автомобилях применяют двухвальные коробки передач (см. рис. 4.15). Теперь еще несколько слов о передаче заднего хода. Дело в том, что для того, чтобы поехать задним хо- дом, надо заставить вал, выходящий из коробки передач (от него крутящий момент передается к ведущим колесам), вращаться в другую сторону. Посмотрите внимательно на рис. 4.13 и 4.14. Чтобы за- ставить вторичный вал коробки передач вращаться в противоположную сторону, между ведущей шестерней промежуточ- ного вала и ведомой шестерней вторич- ного вала помещают шестеренку переда- чи заднего хода. Обратите внимание на направление вращения валов без шес- терни заднего хода и с ней. При наличии шестерни заднего хода вторичный вал коробки передач поменял направление вращения (см. рис. 4.14).
66 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 4.15. Передача крутящего момента в коробке передач переднеприводного автомобиля: 1 - дифференциал; 2 - привод левого колеса; 3 - главная передача; 4 - вторичный вал; 5 - первичный вал; 6 - привод правого колеса На рис. 4.15 показана передача крутяще- го момента в коробке передач передне- приводного автомобиля. Устройство четырехступенчатой коробки передач заднеприводного легкового авто- мобиля показано на рис. 4.13 и 4.14. Еще раз напомним, что число ступеней соответствует числу передач, предназна- ченных для движения вперед. Обычно ко- робка передач состоит из следующих ос- новных частей: - картера; - трех основных валов (первичного, вто- ричного и промежуточного); - дополнительного вала заднего хода; - зубчатых шестерен и колес; - синхронизаторов; - механизма переключения передач. Шестерни коробки передач выполняют- ся косозубыми, что снижает шум при их работе и повышает ресурс за счет уве- личения пятна контакта в зацеплении. Коробки передач оборудованы синхрони- заторами, позволяющими переключать пе- редачи с минимальным усилием и не опа- саться поломки зубьев шестерен (они вы- равнивают обороты шестерен, входящих в зацепление). Как уже указывалось, для периодическо- го разъединения и плавного соединения двигателя с коробкой передач и остальны- ми элементами трансмиссии используется сцепление. На автомобилях с механической коробкой передач водитель включает и вы- ключает сцепление, нажимая на педаль. У автомобилей с так называемой авто- матической коробкой переключения пере- дач сцепление работает автоматически, а педаль сцепления отсутствует. В насто- ящее время существуют различные вари- анты автоматических коробок передач. Рассмотрим конструкцию наиболее часто встречающиеся из них. В такой коробке сцепление заменяет ги- дротрансформатор, а механическая часть коробки представляет собой планетарную передачу, в которой все элементы нахо- дятся в постоянном зацеплении. Режимом работы планетарной передачи управляет электроника. Схема гидротрансформатора показана на рис. 4.16. Коленчатый вал двигателя че- рез маховик жестко связан с лопаточным колесом, называемым насосным. С ведо- мым валом соединено второе лопаточное колесо, называемое турбинным. Эти коле- са могут вращаться, а между ними уста- навливают еще одно лопаточное колесо, которое неподвижно. Его называют реак- тором. Насос, турбина и реактор выполне- ны с радиальным расположением лопаток. Гидротрансформатор на 85-90% заполняет- ся специальной жидкостью. Двигатель вращает насосное колесо, которое направ- ляет поток жидкости на турбинное коле- со. Лопатки неподвижного реактора помо- гают направить поток жидкости вновь к насосному колесу, повышая эффектив- ность работы, а главное, повышая крутя- щий момент. Причем изменение момента на турбине от максимального значения до значения, равного моменту на насосе,
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 67 Рис. 4.16. Схема гидротрансформатора: а - схема гидродинамической передачи; б - детали гидротрансформатора; 1 - ведущий вал; 2 - роликовый подшипник; 3 - реактор (Р); 4 - турбинное колесо (Т); 5 - насосное колесо (Н); 6 - корпус гидротрансфор- матора; 7 - ведомый вал; 8 - маховик происходит автоматически. При малом числе оборотов двигателя происходит зна- чительное отставание вращения турбины от вращения колеса или так называемое проскальзывание. Это аналогично выклю- ченному сцеплению. По мере увеличения числа оборотов двигателя проскальзыва- ние уменьшается по аналогии с включе- нием сцепления. Понять принцип работы гидротрансформатора будет легко, если вы вспомните, как в детстве дули на ло- пасти вертушки, заставляя ее вращаться. Здесь все очень похоже, только вместо воздуха - жидкость, а с ее помощью на- сосное колесо, приводимое в действие двигателем, «дует» на турбинное. Пока дует» слабо, т.е. двигатель работает на низких оборотах, турбинное колесо на это не реагирует (как будто сцепление выключено), а когда обороты двигателя увеличиваются, жидкость увлекает за со- бой турбинное колесо и вращение переда- ется дальше (как будто сцепление вклю- чено). Итак, в автомобиле с автоматичес- кой трансмиссией гидротрансформатор заменяет сцепление. На рис. 4.17 показана принципиальная схема автоматической коробки передач, состоящей из гидротрансформатора, пла- нетарной передачи и системы регулирова- ния переключения передач. Автоматической коробкой передач уп- равляет процессор, объединенный с элек- тронным блоком управления двигателем либо выделенный в автономный модуль управления. Автоматика в зависимости от условий движения выбирает опреде- ленный режим работы планетарной пере- дачи. Не вдаваясь в подробности, скажем, что планетарная передача позволяет реа- лизовать различные передаточные числа без перемещения шестерен по валам. Ше- стерни в планетарной передаче находятся в постоянном зацеплении, однако, затор- маживая некоторые ее элементы или, на- оборот, позволяя им вращаться, получают гидротрансформатор муфты планетарная передача Рис. 4.17. Принципиальная схема автома- тической коробки передач
68 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 4.18. Вариант схемы управления авто- матической коробкой передач: 1,3 - для перемещения рычага селектора необходи- мо нажать кнопку перемещения рычага селектора; 2-для перемещения рычага селектора кнопку бло- кировки нажимать не требуется различные передаточные отношения. Во- дитель управляет автоматической короб- кой передач с помощью рычага селектора (рис. 4.18). Чаще всего он расположен в том же месте, где и рычаг управления обычной коробкой передач. Рычаг селек- тора может занимать несколько положе- ний. Рассмотрим те из них, которые, как правило, есть в любом автомобиле с авто- матической коробкой передач. «Р» (паркинг) - парковка. Стояночное положение рычага переключения, фикси- рующее ведущие колеса автомобиля в не- подвижном состоянии, при этом в короб- ке передач включена «нейтраль». При нахождении рычага селектора в этом положении пускается двигатель, а приехав к месту назначения, перед тем как заглушить двигатель, рычаг селекто- ра переводят именно в это положение. Со- временные автомобили с автоматически- ми коробками передач оборудуют множе- ством систем, помогающих водителям управлять ими. Например, на многих ав- томобилях вы не сможете вынуть ключ из замка зажигания, пока не переведете рычаг селектора в положение «Р». Рычаг селектора переключения оборудо- ван кнопкой фиксатора, не позволяющего случайно перевести рычаг из одного диапа- зона в другой. Без снятия с фиксатора ры- чаг селектора может перемещаться только из диапазона «N» в диапазон «D» или в за- висимости от модели коробки из положения «D» в положение «2». При автоматической трансмиссии пуск двигателя стартером воз- можен только в положении «Р» или «N». Во избежание несанкционированного дви- жения автомобиля заводите двигатель при нахождении селектора в положении «Р». Для начала движения необходимо на- жать на педаль тормоза и перевести ры- чаг в нужный диапазон. После характер- ного легкого толчка, информирующего о готовности автоматической коробки к началу движения, и некоторого сниже- ния оборотов двигателя можно отпускать педаль тормоза. При этом автомобиль начнет движение. Итак, подчеркнем, все переводы рычага управления коробкой передач перед нача- лом движения должны производиться при нажатой педали тормоза. «R» - задний ход. Диапазон движения автомобиля задним ходом. «N» - нейтраль. Передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам нет. При этом ведущие колеса не забло- кированы. Этот режим может использо- ваться для буксировки автомобиля. Одна- ко будьте внимательны. Обычно завод-из- готовитель оговаривает расстояние, на которое может буксироваться автомо- биль с неработающим двигателем, либо указывает предельное время буксировки. Связано это с тем, что при неработающем двигателе не происходит охлаждение жид- кости в системе автоматической коробки, что может привести к выходу ее из строя. «D» или «3» - движение. Диапазон дви- жения автомобиля вперед с автоматичес- ким переключением передач с первой до максимальной (и наоборот).
ГЛАВА Д ТРАНСМИССИЯ 69 «2» - двойка. Диапазон движения авто- мобиля вперед с автоматическим пере- ключением только с I на II передачу (и наоборот). «1» - единица. Диапазон движения авто- мобиля вперед только на I передаче без каких-либо переключений. Итак, в автомобиле с автоматической коробкой передач есть только две педали: газа и тормоза. Ими управляет только правая нога. Левая нога в таком автомо- биле всегда отдыхает. Правая рука также свободна от постоянного переключения передач: вы лишь переведете рукой рычаг селектора в необходимое положение. Карданная передача При заднеприводной компоновке крутя- щий момент от коробки передач к глав- ной передаче передается посредством кар- данной передачи (рис. 4.19). Карданные шарниры 8 и 10, располо- женные на карданном валу, дают возмож- ность перемещаться главной передаче от- носительно коробки передач. Это весьма Рис. 4.19. Схема карданной передачи заднеприводного автомобиля: в том, что задний мост И, конструктивно объединенный с главной передачей, при- креплен к кузову автомобиля не жестко, а через подвеску, т.е. при движении по неровностям дороги может менять свое положение относительно кузова. По- этому жестким валом передавать крутя- щий момент от коробки передач к глав- ной передачи в движении невозможно. Карданные шарниры позволяют валу «ло- маться» и передавать при этом вращение под изменяющимся углом. Но и использо- вание только карданных шарниров для передачи крутящего момента при движе- нии по неровной дороге недостаточно. Ес- ли задние колеса будут опускаться вниз относительно днища кузова, вал должен удлиняться, а если приближаться к не- му - укорачиваться, т.е. вал еще должен автоматически изменять свою длину. Это достигается за счет использования в его конструкции шлицевого соединения 5. В конструкции карданного вала присутст- вует эластичная муфта 4, поглощающая шум и вибрации карданной передачи. 1 - двигатель; 2 - сцепление; 3 - коробка передач; 4 - эластичная муфта; 5 - шлицевое соединение; 6 - пе- редний карданный вал; 7 - подвесной подшипник; 8 - передний карданный шарнир; 9 - задний кардан- ный вал; 10 - задний карданный шарнир; 11 - задний мост с главной передачей и дифференциалом; 12 - передний карданный вал; 13 - вилка карданного шарнира; 14 - крестовина; 15 - сальник; 16 - иголь- чатый подшипник; 17 - стопорное кольцо; 18 - вилка карданного шарнира; 19 - задний карданный вал
70 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 4.20. Схема привода колес переднеприводного автомобиля: 1 - коробка передач, совмещенная с главной передачей и дифференциалом; 2 - сцепление; 3 - двигатель; 4,8 — наружные шарниры равных угловых скоростей; 5 - вал привода правого колеса; 6 - внутренние шарниры равных угловых скоростей; 7 - вал привода левого колеса; 9 - корпус шарнира; 10 - обойма шар- нира; 11 - сепаратор; 12 - шарик; 13 - защитный чехол; 14 - вал привода колеса; 15 - хомуты На рис. 4.20 показана схема передачи крутящего момента к колесам передне- приводного автомобиля. Передние колеса такого автомобиля могут не только ме- нять свое положение относительно кузова при движении по неровностям дороги, но еще и поворачиваться. При этом на них непрерывно должен передаваться крутящий момент. Для того чтобы все это одновременно получалось и передаваемое вращение было равномерным (а этого как раз не могут обеспечить обычные кардан- ные шарниры, если речь идет о передаче вращения на значительные углы), исполь- зуют шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы). Внутренние ШРУСы 6 связыва- ют валы 5 и 7 привода колеса (полуоси) с коробкой передач 1, а наружные ШРУСы 4 и 8 передают вращение с полуосей 5 и 7 непосредственно на колеса. Главная передача У заднеприводных автомобилей главная передача конструктивно объединена с ве- дущим мостом. Конструкция главной передачи задне- приводного автомобиля представлена на рис. 4.21. Главная передача выполнена в виде ко- нической пары - зубчатых шестерни и ко- леса. При этом у шестерни меньший раз- мер и меньшее число зубьев. Она являет- ся ведущей, а зубчатое колесо - ведомым. Коническая передача позволила передать крутящий момент от двигателя к задним колесам под прямым углом, а сочетание размеров и числа зубьев шестерен - сни- зить обороты, увеличив крутящий мо- мент. На автомобилях с передним приводом корпус главной передачи конструктивно объединен с корпусом коробки передач. В этом случае передача крутящего момен- та к колесам происходит через специаль- ные валы. Автомобили с любой схемой привода оборудуют дифференциалом главной пе- редачи, схема работы которого показана на рис. 4.22. Если бы в повороте обе полуоси враща- лись с одинаковой скоростью, то колесо,
ГЛАВА 4 ТРАНСМИССИЯ 71 Рис. 4.21. Главная передача: 1 - картер редуктора заднего моста; 2 - фланец дня соединения с карданным валом; 3 - ведущая вал-шестерня; 4 - ведомая шестерня; 5 - сателлиты; 6 - коробка дифференциала; 7 - ось сателлитов; 8 - шестерни полуосей находящееся с внутренней стороны пово- рота, пробуксовывало бы, оставляя на ас- фальте черный след, так как его обороты равнялись бы оборотам наружного колеса при меньшем проходимом пути. Естест- венно, все это приводило бы к быстрому износу резины, но что самое опас- ное - провоцировало бы занос автомобиля. Рис. 4.22. Схема работы дифференциала: 1 - шестерня полуоси; 2 - сателлиты; 3 - ведущая шестерня; 4 - ведомая шестерня главной передачи
72 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ДЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Чтобы этого не происходило, используют специальное устройство - дифференциал. Он дает возможность ведущим колесам вращаться с разной угловой скоростью. Корпус дифференциала жестко связан с ведомым коническим колесом (большего размера) 4 (см. рис. 421). В корпусе диф- ференциала установлены две шестерни 1 (см. рис. 422), которые с помощью полуосей (заднеприводная компоновка) или специаль- ных валов (переднеприводная компоновка) связаны с ведущими колесами автомобиля. Между этими шестернями 1 в постоян- ном зацеплении с ними расположены две или четыре шестерни-сателлита 2, оси ко- торых жестко связаны с корпусом диффе- ренциала. При движении автомобиля по прямой корпус дифференциала вращается как единое целое с коническим колесом (ведо- мым, большего размера) 4, шестерни-са- теллиты 2 не вращаются вокруг своих осей и ведущие колеса вращаются с оди- наковой угловой скоростью. При движении автомобиля в повороте шестерни-сателлиты 2 начинают вращать- ся вокруг своих осей, из-за чего левая и правая шестерни 1, связанные с ведущи- ми колесами, могут вращаться с разными скоростями. Вот теперь колесо, движуще- еся внутри поворота, не будет пробуксо- вывать. Однако, помимо положительного эффекта, в применении дифференциала в главной передаче есть и отрицательный. При попадании автомобиля левыми коле- сами на участок дороги с одним коэффи- циентом сцепления, а правыми - с дру- гим, сильно отличающимся, дифференци- ал может сослужить недобрую службу. Вы, наверное, обращали внимание, как зи- мой автомобиль, попавший одним веду- щим колесом на лед, никак не может сдвинуться с места, хотя второе ведущее колесо находится на чистом асфальте. И все это из-за дифференциала. Он авто- матически перераспределяет весь крутя- щий момент к тому колесу, под которым меньше сопротивление. Автомобили, предназначенные для рабо- ты в таких тяжелых условиях, оборудуют специальными системами, позволяющими блокировать работу дифференциала. В этом случае на оба ведущих колеса подается оди- наковый по величине крутящий момент. В настоящее время на легковых автомо- билях может устанавливаться система электронной блокировки дифференциа- ла (EDS, от немецкого «Elektronische Differenzialsperre»). Данная система позво- ляет уверенно начинать движение на скользкой дороге при значительной разнице в сцеплении с дорогой колес ле- вого и правого бортов. Если одно из ко- лес начинает буксовать, то электронная система притормаживает его, из-за чего крутящий момент передается на противо- положное колесо, имеющее хорошее сцеп- ление с дорогой. ГЛАВА 5 НЕСУЩАЯ СИСТЕМА И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ Назначение и общее устройство кузова автомобиля Большинство легковых автомобилей имеет так называемый несущий кузов. Это означает, что двигатель, агрегаты трансмиссии, подвеску ходовой части, а также механизмы управления и допол- нительное оборудование устанавливают не на раме (как у грузовиков, автобусов и мотоциклов), а непосредственно на нем, т.е. именно кузов несет всю нагрузку. Кроме того, в кузове располагаются води- тель и пассажиры, размещается груз. Как уже говорилось, кузов является «массой», поскольку заменяет собой все отрицатель- ные провода в системе электрооборудова- ния автомобиля.
ГЛАВА 5 НЕСУЩАЯ СИСТЕМА И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ 73 Кузов автомобиля состоит из каркаса и навесных узлов. Металлический каркас состоит из днища (пола с усилителями), штампованных панелей, передка, задка, крыши и крыльев. Все эти элементы сваре- ны друг с другом и представляют единое целое. Затем на каркас навешиваются, при- кручиваются, вставляются двери, капот, крышка багажника, стекла и многое другое (например, бамперы, зеркала, декоративные элементы, сиденья и т.д.). На некоторых легковых автомобилях крылья не привари- ваются, а прикручиваются, в этом случае их тоже относят к навесному оборудованию. В салоне размещены органы управления автомобилем, контрольно-измерительные приборы, позволяющие водителю следить за работой агрегатов и систем, а также ос- ветительные плафоны. Удобство и безо- пасность поездки обеспечивают системы вентиляции, отопления, обогрева заднего стекла, ремни безопасности, подголовни- ки, подлокотники, прикуриватель, часы, магнитола и т.п. В автомагазинах можно приобрести много полезного, но не пере- усердствуйте с дооборудованием салона. Во-первых, ваши приобретения не должны мешать управлению автомобилем. Во-вто- рых, они не должны причинить травму при дорожно-транспортном происшествии Ходовая часть Ходовая часть легкового автомобиля включает в себя переднюю и заднюю под- вески, а также колеса и шины. Подвеска представляет собой ряд уст- ройств, связывающих между собой кузов и колеса автомобиля. Подвеска преобразует, смягчает и погло- щает удары со стороны дороги, передаю- щиеся на кузов. Различают два типа подвесок: независи- мые и зависимые. Независимая подвеска (рис. 5.1) позволя- ет колесам, расположенным на одной оси, перемещаться в вертикальной плоскости независимо друг от друга. Рис. 5.1. Независимая подвеска Рис. 5.2. Зависимая подвеска При зависимой подвеске (рис. 5.2) коле- са одной оси жестко связаны друг с дру- гом. В таком случае при наезде на неров- ность дороги оба колеса наклоняются в поперечной плоскости на равные углы. Конструктивные особенности передней подвески Передние колеса легковых автомобилей связаны с кузовом с помощью независи- мой подвески (рис. 5.3). Упругие элементы служат для снижения нагрузок, действующих от дороги на кузов. Они выполняются в виде цилиндричес- ких пружин (рессор) и амортизаторов. Задача рессоры любой конструкции - смягчить удары, передающиеся на кузов со стороны дороги. Однако при этом кузов начинает раскачиваться. Для того чтобы
74 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 5.3. Передняя (независимая) подвеска легкового автомобиля: 1 - полуось; 2,5 - элементы кузова; 3 - рулевая тяга; 4 - амортизационная стойка; 6 - пружина; 7 - опорный подшипник; 8 - шарнир рулевой ТЯГИ; • 9 - поворотный кулак; 10 - колесо; 11 - шариковый ШРУС; 12 - шаровая опора; 13 - рычаг; 14 - стаби- лизатор Рис. 5.4. Действие центробежной силы на автомобиль в повороте . 5.5. Наклон оси поворота переднего колеса предотвратить последующее раскачивание кузова, служат амортизаторы. То есть зада- ча амортизатора заключается в том, что- бы дать рессоре смягчить удар от конкрет- ной неровности дороги, позволив качнуть кузов один раз, после чего полностью по- гасить ее колебания. Бывалые водители проверяют исправность амортизатора так: резко нажимают на кузов автомобиля над каким-либо колесом. Если после отпуска- ния кузов возвращается в прежнее поло- жение и больше не раскачивается, то амортизатор данного колеса исправен. Важным элементом подвески является стабилизатор поперечной устойчивости. Он уменьшает крен автомобиля при дви- жении в повороте. Под действием центро- бежной силы автомобиль в повороте на- клоняется к наружному закруглению до- роги (рис. 5.4), колеса одного борта еще сильнее прижимаются к дороге, а колеса противоположного борта пытаются ото- рваться от дороги. Вот тут вступает в ра- боту стабилизатор, который выправляет положение кузова автомобиля. Передние колеса автомобиля независи- мо от конструкции подвески устанавлива- ют под определенными углами наклона относительно вертикальной и горизон- тальной плоскостей. Это позволяет умень- шить сопротивление движению, износ шин, а также снизить расход топлива. Кроме того, этим достигается автоматиче- ское возвращение управляемых колес в положение прямолинейного движения после поворота, т.е. их стабилизация. Стабилизация колес достигается за счет наклона их осей поворота в поперечной и продольной плоскостях. Внимательный автовладелец может разглядеть, что пе- редние колеса установлены с некоторым наклоном (угол а на рис. 5.5) и точка А контакта колеса с дорогой находится позади точки контакта оси поворота колеса с дорогой Б (если мысленно про- длить эту ось до поверхности дороги). Именно из-за этого колесо возвращается в положение прямолинейного движения.
ГЛАВА 5 НЕСУЩАЯ СИСТЕМА И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ 75 Рис. 5.6. колесо тележки и колесо велоси- педа Чтобы это было проще понять, рассмот- рим бытовой пример: колеса тележки в супермаркете (рис. 5.6). Здесь хорошо видно, что ось вилки крепления колеса и точка касания колеса с поверхностью нр совпадают. В какую бы сторону вы не повезли тележку, вилка сразу же повора- чивается в противоположную сторону и стремится сохранить это положение. Для достижения эффекта стабилизации вилки руля мотоциклов, мопедов и вело- сипедов также выполнены с наклоном (см. точки А и Б на рис. 5.6). Немного отвлечемся от углов установки колес, но все же продолжим говорить о углах. Только теперь поговорим об уг- лах поворота колес. Для того чтобы авто- мобиль точно двигался в повороте по за- данной траектории, его передние колеса должны поворачиваться на разные углы (рис. 5.7). В противном случае возникает боковое скольжение одного из них. Одно- временный поворот левого и правого пе- редних колес достигается специальной конструкцией рулевой трапеции, при по- мощи которой каждое из этих колес пово- рачивается на такой угол, что продолже- ния осей всех колес автомобиля пересека- ются в одной точке - в центре поворота. Теперь вновь об углах установки колес. Далее в рамках данного учебника рассма- триваются только самые общие понятия о тех углах установки колес, с которыми автовладелец столкнется, отправляясь на сервисную станцию для проведения очередного технического обслуживания своего автомобиля, т.е. те, которые обыч- но требуют контроля и регулировки в процессе эксплуатации. Современные автосервисы должны иметь специальные стенды, позволяющие регулировать развал и схождение колес. Угол развала колес представляет собой угол между вертикальной плоскостью и плоскостью колеса (рис. 5.8). Этот угол невелик и обычно лежит в пределах 1-2°, но именно с его помощью обеспечивается вертикальное положение колеса при дви- жении, несмотря на возможные деформа- ции деталей передней подвески. Кроме того, угол развала управляемых колес об- легчает их поворот и уменьшает нагрузку на подшипниковый узел колеса. Однако такая установка колес приводит к их бо- ковому скольжению, вызывающему износ шин и увеличение расхода топлива. Для устранения бокового скольжения Рис. 5.7. Разница углов поворота передних колес автомобиля Рис. 5.8. Углы развала колес
76 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 5.9. Углы схождения колес применяют схождение колес в горизон- тальной плоскости (рис. 5.9). Поэтому угол схождения (угол ft на рис. 5.9) зави- сит от угла развала колес. Схождение ко- лес чаще всего регулируется изменением длины поперечной рулевой тяги. Характерными признаками нарушения углов установки развала и схождения ко- лес являются: - неравномерный износ протектора шины; - увод автомобиля в сторону при пря- молинейном движении; • нахождение руля при прямолинейном движении под некоторым углом (это лег- ко проконтролировать, например, по по- ложению его спиц); - рыскание автомобиля при движении по неровной дороге. Конструктивные особенности задней подвески Задняя подвеска может быть как зави- симой, так и независимой. Однако в боль- шинстве случаев задняя подвеска легко- вых автомобилей выполняется зависимой (рис. 5.10). 5.10. Задняя (зависимая) подвеска 18 Рис. легкового автомобиля: 1,10 - резинометаллические шарниры; 2,12 — продольные пластинчатые рычаги; 3,9 - амор- тизаторы; 4,11,18- элементы кузова; 5 - буфер хода сжатия; 6,8 - резиновые подушки; 7 -тяга Панара; 13,17 - пружины; 14 - резиновая втулка; 15 - стабилизатор, 16 - балка моста
ГЛАВА 5 НЕСУЩАЯ СИСТЕМА И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ 77 Рессоры задней подвески могут быть пружинными (см. рис. 5.10) либо листовы- ми (рис. 5.11). Гашение колебаний задней подвески, как и передней, осуществляют амортизаторы. Амортизаторы Подробная конструкция переднего и заднего амортизаторов легкового авто- мобиля показана на рис. 5.12. Назначение амортизаторов, как уже го- ворилось, - гасить колебания пружин. По- этому амортизаторы иногда называют демпферами или гасителями колебаний пружин. Схема работы амортизатора по- казана на рис. 5.13. В поршне амортизатора выполнены ма- ленькие отверстия, через которые жид- кость амортизатора может проходить при совершении поршнем возвратно-поступа- тельного движения. Когда колесо наезжа- ет на препятствие или попадает в яму, поршень амортизатора перемещается, преодолевая сопротивление жидкости, проходящей через отверстия. Усилие, с которым поршень перемещается через жидкость, гасит колебания рессоры. Амортизатор выполнен в виде цилинд- ра, заполненного специальной жидкостью,
78 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 5.12. Общее устройство амортизаторов: А - газонаполненный амортизатор; Б - гидравли- ческий амортизатор; 1 - корпус патрона; 2 - цент- рирующая втулка; 3 - поршень с клапанной систе- мой; 4 - плавающий поршень; 5 - газовая полость; 6 - шток; 7 - чашка пружины; 8 - буфер отбоя; 9 - буфер сжатия; 10 - нижняя проушина; 11 - шток; 12 - цилиндр; 13 - резервуар; 14 - кожух; 15 - верхняя проушина и поршня с металлическим штоком. Не- которые амортизаторы дооборудуются ре- зервуарами со сжатым газом (азотом), их называют газовыми. Колеса и шины Колеса находятся в непосредственном контакте с поверхностью дороги, на них передается крутящий момент от двигате- ля, приводящий транспортное средство Рис. 5.13. Схема работы амортизатора: а - внешний вид; б, в - принцип работы; 1 - про- ушина; 2 - рабочий цилиндр; 3 - кожух; 4 - ШТОК; 5 - поршень; 6 - калиброванное отверстие; А, Б - полости цилиндра в движение. Шины за счет сжатого возду- ха и собственной упругости поглощают толчки и смягчают удары при движении по неровностям. Кроме того, колесо слу- жит направляющим устройством, с помо- щью которого транспортное средство дви- жется по заданной траектории. Колесо состоит из диска с ободом и ши- ны (рис. 5.14). Колесо автомобиля крепится к ступице с помощью специальных болтов или гаек. Внутри шины может находиться камера, в которую закачивают воздух. В этом случае шина называется камерной. В настоящее время широкое распространение получили бескамерные шины. У бескамерной шины внутренняя поверхность должна быть герме- тично соединена с ободом. Для этого на обо- де выполнен специальный бурт. Шина состоит из каркаса (корда), про- тектора, боковин и бортов.
ГЛАВА 5 НЕСУЩАЯ СИСТЕМА И ХОДОВАЯ ЧАСТЬ 79 Рис. 5.15. Диагональная шина: 1 - нити корда; 2 - герметизирующий слой у бес- камерных шин; 3 - слои каркаса; 4 - протектор; 5 - бортовая часть . 5.14. Общее устройство колеса легко- вого автомобиля: D - диаметр диска в дюймах; PCD - диаметр окруж- ности центров крепежных отверстий; ЕТ - вылет диска; J - ширина диска в дюймах; d - диаметр центрального отверстия Корд - основа шины. Нити корда могут быть сделаны из проволоки, капрона, стекловолокна и т.п. Поверхность шины, непосредственно контактирующая с дорогой, называется протектором. В зависимости от рисунка протектора (конструктивного исполнения) шины лег- ковых автомобилей, используемые авто- любителями повседневно, могут быть все- сезонными, летними и зимними. Зимние шины могут быть шипованными и неши- пованными. В зависимости от расположения нитей корда шины подразделяются на диаго- нальные и радиальные. В диагональных шинах нити корда рас- положены перекрестно под углом пример- но 37° (рис. 5.15). В радиальных шинах нити корда прохо- дят практически под углом 90° относи- тельно боковин (рис. 5.16). Рис. 5.16. Радиальная шина с металлокор- дом: 1 - герметизирующий воздухонепроницаемый слой; 2 - бортовое кольцо; 3 - боковина; 4 - одно- слойный металлокордный каркас; 5 - двухслойный металлокордный брекер; 6 - нейлоновый корд; 7 - протектор Радиальные шины в настоящее время значительно потеснили диагональные. Преимуществом радиальных шин явля- ется их эластичность (что делает поездку более комфортной), увеличенное пятно контакта с дорогой, низкое сопротивление
80 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ качению, а также больший срок службы по сравнению с диагональными шинами. Недостатком радиальных шин является низкая прочность их боковин. При кон- такте боковины с бордюрным камнем та- кие шины часто выходят из строя. Как го- ворят бывалые водители, на боковине об- разуется «грыжа». Маркировка шин Автомобильные шины маркируют алфа- витно-цифровым кодом, который наносят на борт шины. В основу маркировки по- ложены геометрические параметры шины (рис. 5.17) Для маркировки геометрических дан- ных шины используется сокращенная форма. Например: 195/55 R16. Расшифруем эту кодировку: 195 - ширина шины в миллиметрах, из- меренная по самым отдаленным точкам; 55 - процентное отношение высоты бор- та к ширине; R - радиальная шина; 16 - посадочный диаметр шины в дюй- мах. Маркировка шин за последние годы усложнилась. Помимо геометрических параметров и сведений о производителе, на шину могут быть нанесены данные о тяге, протекторе, температурном со- противлении, направлении вращения и т.п. Маркировка дисков Теперь несколько слов о маркировке дисков. Она может быть, например, такой: 5,5Jxl6H2 ЕТЗО PCD: 5/ 112 d 66,6 В этой записи зашифрована информа- ция, часть которой может пригодиться водителю: 5,5 - ширина диска в дюймах; 16 - диаметр диска в дюймах; 5/ 112 - количество болтов (или гаек), в данном случае 5; PCD - диаметр окружности центров крепежных отверстий, в данном случае равен 112 мм; ЕТЗО - вылет (или вынос) диска, измеря- ется в мм и в данном случае равен 30 мм. Вылет - это расстояние между привалоч- ной поверхностью колесного диска (плоско- стью, которой диск прижимается к ступи- це) и серединой ширины диска (при совпа- дении этих поверхностей вылет нулевой); d 66,6 - диаметр центрального отвер- стия, который измеряется со стороны привалочной поверхности (в нашем слу- чае равен 66,6 мм). На диске также может быть указана до- полнительная информация: дата изготовления - обычно год и неде- ля (например, 0409); SAE, ISO, TUV - клеймо контролирую- щего органа. Маркировка свидетельствует о соответствии колес международным правилам или стандартам; в во R13 R13 R14 R15 X J > ОБОЗНАЧЕНИЕ шины 155 R13 175/70 R13 185/60 R14 195/50 R15 H R ЯП 7П во 5П D - наружный диаметр Н: В 80 70 60 50 Н - высота профиля шины В - ширина профиля шины d - посадочный диаметр шины (обода колеса) в I ШИРИНА ПРОФИЛЯ (мм)1 Рис. 5.17. Геометрические параметры и маркировка шин
ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 81 MAX LOAD 2000LB - максимальная на- грузка на колесо (обозначают в килограм- мах или фунтах). Например: максималь- ная нагрузка 2000 фунтов (908 кг); PCD 100/ 4 - присоединительные размеры; MAX PSI 50 COLD - указание, что давле- ние в шине не должно превышать 50 фун- тов на квадратный дюйм (3,5 кгс/см2), слово «COLD» (холодный) предписывает измерять давление только в холодной шине. ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ К системам управления транспортными средствами относят систему рулевого уп- равления и тормозные системы. Система рулевого управления Назначение рулевого управления - обес- печить водителю полный контроль над направлением движения транспортного средства. Управляемость автомобиля - од- но из главных свойств его активной безо- пасности. Она характеризуется способнос- тью транспортного средства реагировать в необходимой степени и в заданные вре- менные рамки на воздействие водителя на орган управления (руль). Данная система включает в себя руле- вой механизм и рулевой привод. Мы уже привыкли к тому, что, поворачивая руль, водитель поворачивает передние колеса автомобиля. Рассмотрим несколько по- дробнее, что же происходит при враще- нии руля. Итак, с одного конца рулевого вала закреплен руль или, говоря научным техническим языком, рулевое колесо. Противоположный конец вала входит в рулевой механизм. На этом конце за- креплена либо шестерня (реечный руле- вой механизм), либо червячный вал (чер- вячный рулевой механизм). Вал, с одного конца которого установ- лен руль, а с другого рулевой механизм, делают травмобезопасным. Для того что- бы в случае лобового столкновения руль не перемещался внутрь салона и не травмировал водителя, вал, о кото- ром мы говорим, делают складывающим- ся по принципу телескопа либо в нем предусматривают специальный компен- сационный элемент. В руле современных автомобилей размещают подушку безо- пасности, а сам руль делают из специ- альных материалов, не позволяющих на- нести водителю травму. Теперь переместимся на противополож- ный конец рулевого вала к рулевому ме- ханизму. Рулевой механизм преобразует враще- ние руля в плоскостное перемещение рулевых тяг, поворачивающих управляе- мые колеса на необходимые углы. В свя- зи с тем что рулевой механизм выпол- нен по схеме редуктора (устройства, по- нижающего обороты и, как следствие, увеличивающего крутящий момент), он еще и увеличивает усилие водителя, приложенное к рулевому колесу. Обыч- но усилие, прикладываемое водителем, увеличивается в 15-30 раз. Именно такое передаточное отношение имеют рулевые механизмы. Вполне понятно, что чем больше передаточное отношение рулево- го редуктора, тем легче водителю поворачивать передние колеса. Однако увеличение передаточного числа сверх указанного ограничено ухудшением уп- равляемости автомобиля: при больших значениях передаточного числа даже для незначительного поворота колес водите- лю придется поворачивать руль на боль- шие углы. Ряд легковых автомобилей оборудован усилителем рулевого механизма, дополни- тельно снижающим усилие, необходимое для поворота руля. Устройство и принцип его работы мы рассмотрим чуть позже.
82 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ к рулевому колесу Рис. 6.1. Реечный рулевой механизм: 1 - рулевые тяги; 2 - защитные чехлы; 3 - зубчатая рейка; 4 - подшипники; 5 - вал-шестерня; 6 - руле- вой вал; 7 - упругая муфта; 8 - пыльник Реечный рулевой механизм В большинстве современных легковых автомобилей используется система руле- вого управления с реечным механизмом (рис. 6.1). Как уже говорилось, в этом случае на конце рулевого вала 6, связанного с рулевым механизмом, закреплена шес- терня 5. Она находится в зацеплении с зубчатой рейкой 3. Данная зубчатая па- ра расположена внутри картера рулевого механизма. Поворачивая руль, мы враща- ем шестерню, а она заставляет зубчатую рейку перемещаться внутри картера вле- во или вправо (см. рис. 6.3а). Концы рей- ки через рулевые тяги соединены с пово- ротными кулаками передних колес, и при перемещении рейки происходит поворот управляемых колес. Червячный рулевой механизм В данном механизме один из концов ру- левого вала связан не с зубчатой шестер- ней, а с червяком (рис. 6.2). Червяк 7 находится в зацеплении с роли- ком 3, который, в свою очередь, соединен с рулевой сошкой 1. Сошка 1, перемещаясь влево или вправо, через рулевые тяги и по- воротные кулаки обеспечивает перемеще- ние передних колес на заданные углы. Рис. 6.2. Червячный рулевой механизм: 1 - рулевая сошка; 2 - регулировочный винт; 3 - ролик; 4 - картер; 5 - вал червяка; 6 - подшип- ник; 7 - червяк; 8 - вал сошки Рулевой привод Рулевой привод передает усилие от ру- левого механизма к передним колесам. В случае использования червячного меха- низма он включает в себя рулевую сош- ку, рулевые тяги и поворотные рычаги (см. рис. 6.2). Рулевой привод, в котором использован механизм типа «шестерня-рейка» пред- ставлен на рис. 6.3а. С помощью рулевого привода обеспечи- вается поворот левого и правого передних колес автомобиля на разные по величине углы. Об этом мы уже говорили ранее (см. рис. 5.7). Давайте рассмотрим процесс поворота колес на автомобиле с рулевым механизмом типа «шестерня-рейка» (рис. 6.3а). Начнем поворачивать руль вправо. При этом мы будем вращать вправо и ше- стерню, расположенную на противополож- ном от рулевого колеса конце вала. Шес- терня будет перемещать влево рейку. Перемещение рейки приведет к переме- щению рулевых тяг (их длина может регу- лироваться). С противоположной стороны рулевые тяги шарнирно соединены с по- воротными кулаками, которые непосред-
ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 83 Рис. 6.3а. Рулевое управление с механизмом типа «шестерня-рейка»: 1 - рулевые тяги; 2 - шаровой шарнир рулевой тяги; 3 - реечный рулевой механизм; 4 - рулевое колесо; 5 - рулевой вал; 6 - кронштейн крепления вала рулевого управления колесу Клевому колесу Рис. 6.36. Рулевое управле- ние с механизмом типа «червяк - ролик»: 1 - боковая тяга; 2 - сошка; 3 - средняя тяга; 4 - маятниковый ме- ханизм; 5 - нижний шаровый шарнир передней подвески; 6 - правый поворотный кулак; 7 - верх- ний шаровый шарнир передней подвески; 8 - пра- i вый рычаг поворотного кулака; 9 - пробка маслона- ливного отверстия; 10 - картер рулевого механизма; 11 - рулевое колесо; 12 - вал рулевого управления; 13 - левый поворотный кулак
84 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ ственно поворачивают колеса. Итак, рей- ка в нашем случае перемещается влево (так как руль мы вращаем вправо) и при этом тянет одну тягу и толкает другую, а тяги, в свою очередь, вращают поворот- ные кулаки, связанные с колесом. Вот так осуществляется поворот колес. Процесс поворота колес на автомобилях с червячным рулевым механизмом осуще- ствляется похожим способом, но при этом используется более сложная система тяг (рис. 6.36). Если на выходе из реечного ру- левого механизма мы сразу получали пло- скопараллельное движение, передаваемое на рулевые тяги, то на выходе из червяч- ного рулевого механизма мы получили вращение. Чтобы преобразовать враща- тельное движение выходного вала рулево- го механизма в плоскопараллельное дви- жение, на конце вала закрепили рулевую сошку, представляющую собой рычаг. Те- перь, когда мы вращаем руль, противопо- ложный конец сошки будет плоско пере- мещаться влево или вправо. Этот конец сошки и соединили с рулевыми тягами. При этом воздействовать на поворотный рычаг левого колеса сошка может без проблем, ведь она расположена рядом с ним, а вот чтобы одновременно повер- нуть и правое колесо, пришлось использо- вать дополнительную систему рычагов (из рулевых тяг и маятникового рычага). Итак, вновь будем вращать руль вправо, а вот вал, выходящий из рулевого меха- низма, будет вращаться уже в противопо- ложную сторону и перемещать рулевую сошку влево. Она через боковую рулевую тягу будет воздействовать на рычаг пово- ротного кулака и поворачивать левое ко- лесо вправо. Одновременно сошка будет перемещать влево среднюю тягу, которая через маятниковый рычаг будет переме- щать боковую тягу, а последняя повернет рычаг поворотного кулака вместе с пра- вым колесом. Это необходимо для того, чтобы при движении в повороте передние колеса вра- щались без проскальзывания, поскольку в такой ситуации каждое колесо движется по своему радиусу (наружное - по больше- му, внутреннее - по меньшему). При этом у них общий центр поворота. Современные легковые автомобили обо- рудуют гидроусилителем руля. Ранее та- ким устройством были оборудованы в ос- новном грузовики, автобусы, троллейбусы. Вы, наверное, догадались, что водите- лям этих массивных транспортных средст- вах тяжело вращать руль. Поэтому на них и устанавливается такой помощник для водителя. В настоящее время гидроусили- телем оборудовано большинство инома- рок, да и наш Волжский автозавод стал устанавливать его на некоторые модели. Схема работы гидроусилителя рулевого управления представлена на рис. 6.4. Основными элементами гидроусилителя являются насос, распределительное уст- ройство и исполнительное устройство, вы- полненное в виде силового гидроцилинд- ра. Как же работает гидроусилитель? Он включается в работу только по мере необходимости. Пока руль не повернут, он не помогает водителю (левая схема на рис. 6.4). Однако, как только вы запу- стите двигатель, насос 5 включается в работу, но положение золотника 9 рас- пределителя таково, что в полостях С и D, расположенных над и под поршнем 3 гидроцилиндра 2, давление рабочей жидкости (масла) одинаково. Но усили- тель уже готов к выполнению своих функций. Стоит водителю приложить к рулю усилие в определенном направле- нии (правая схема на рис. 6.4), как рас- пределительное устройство 8 направляет жидкость, нагнетаемую насосом, в опреде- ленную полость гидроцилиндра (в нашем случае в полость D). А другая полость в этом момент соединяется со сливной магистралью 4 (в нашем случае полость С). Жидкость давит на поршень 3, шток которого начинает перемещаться и помо- гать водителю поворачивать колеса. Помимо помощи водителю, поворачива- ющему управляемые колеса, гидроусили-
ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 85 При неподвижном руле При повороте руля влево Рис. 6.4. Схема работы гидроусилителя с осевым распределителем: 1 - рулевой механизм; 2 - гидроцилиндр; 3 - поршень гидроцилиндра; 4 - сливная магистраль; 5 - насос; 6 - бачок с фильтром; 7 - нагнетательная магистраль; 8 - корпус распределителя; 9 - золотник тель повышает безопасность движения, так как позволяет сохранить управление автомобилем при разрыве шины передне- го колеса, что особенно важно, когда ав- томобиль движется на высокой скорости. Кроме того, усилитель смягчает удары, передаваемые на рулевое управление при движении по неровной дороге. Обратите внимание, что насос гидро- усилителя приводится в действие от дви- гателя. Следовательно, если двигатель не работает, то не работает и гидроусили- тель. Это надо учитывать при буксиров- ке транспортного средства. Эксплуатиро- вать автомобиль с неисправным усилите- лем руля запрещено: разрешается только доехать до места ремонта или стоянки, соблюдая меры предосторожности. Об этом мы поговорим в главе 9, посвя- щенной подготовке к теоретическому эк- замену в ГИБДД. Тормозные системы Тормозные системы предназначены для эффективного снижения скорости движения транспортных средств вплоть до их полной остановки, а также для предотвращения несанкционированного перемещения стоящего транспортного средства. Современные автомобили оборудуют ра- бочей, запасной и стояночной тормозными системами. Рабочая тормозная система предназна- чена для снижения скорости и останов- ки транспортного средства (рис. 6.5). Она обладает наибольшей эффективностью и срабатывает при воздействии на пе- даль тормоза. Рабочая тормозная система должна срабатывать при однократном нажатии на педаль и действовать на все колеса.
86 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 6.5. Схема работы тормозов: 1 - педаль тормоза; 2 - поршень главного тормозного цилиндра; 3 - главный тормозной цилиндр; 4 - скоба суппорта; 5 - тормозной диск переднего колеса; 6 - поршни с колодками; 7,9 - колесные цилиндры; 8 - рас- пределитель тормозного усилия; 10 - трос привода стояночного тормоза; 11 - рычаг привода стояночного тормоза Рис. 6.6. Тормозная система легкового автомобиля: 1 - дисковый тормоз переднего колеса; 2 - тормозной шланг, 3 - трубопровод; 4 - главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем; 5 - тормозная педаль; 6 - рычаг стояночного тормоза; 7 - тормозной шланг заднего колеса; 8 - барабанный тормоз заднего колеса; 9 - регулятор давления
ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 87 Стояночная тормозная система пред- назначена для удерживания остановленно- го транспортного средства в неподвижном состоянии. Стояночная тормозная система заторма- живает только задние колеса легковых ав- томобилей (рис. 6.6). Она приводится в действие рукой водителя через рычаг, расположенный в салоне. При перемеще- нии этого рычага вверх водитель с помо- щью тросов раздвигает тормозные колод- ки и прижимает их к внутренней поверх- ности тормозных барабанов задних колес либо (в зависимости от конструктивного исполнения тормозов задних колес) при- жимает колодки к тормозному диску. Запасная тормозная система предназна- чена для снижения скорости и остановки автомобиля при отказе рабочей тормозной системы. Обычно она является частью ра- бочей тормозной системы, но обладает меньшей эффективностью. Принцип действия рабочей тормозной системы легкового автомобиля заключа- ется в следующем: при нажатии на пе- даль тормоза водитель перемещает поршень главного тормозного цилиндра, тормозная жидкость перемещает поршни рабочих цилиндров, которые прижимают тормозные колодки к тормозным дискам или барабанам, на которых закреплены колеса. Из-за возникающего трения меж- ду последними транспортное средство снижает скорость и при необходимости останавливается. Гидропривод рабочей тормозной систе- мы имеет два независимых контура (см. рис. 6.5). На современных легковых авто- мобилях в большинстве случаев контуры расположены по диагонали, т.е. один из них связан с правым передним и ле- вым задним колесами, а другой - с левым передним и правым задним. Если один из контуров разгерметизируется и пере- станет затормаживать связанные с ним колеса, другой будет продолжать рабо- тать. При этом у водителя сохранится возможность остановить транспортное Рис. 6.7. Дисковый тормозной механизм: 1 - шпильки крепления колеса; 2 - тормозной шланг; 3 - колесный тормозной цилиндр; 4 - тор- мозные колодки; 5 - тормозной диск средство (с меньшей эффективностью торможения). Такую тормозную систему и называют запасной. Тормоза по конструктивному исполнению подразделяют на дисковые и барабанные. Рис. 6.8. Барабанный тормозной механизм: 1 - тормозной барабан; 2 - тормозные колодки; 3 - тормозной цилиндр; 4 - тормозной щит
88 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 6.9. Схема работы вакуумного усилителя: 1 - главный тормозной цилиндр; 2 - пружина делителя; 3 - корпус цилиндра; 4 - диафрагма; 5 - блок кла- панов; 6 - шток; 7 - педаль тормоза; 8 - поршень главного тормозного цилиндра; А - вакуумная полость; Б - атмосферная полость В дисковых тормозах вращающийся стальной диск, на котором закреплено ко- лесо, при воздействии водителя на педаль тормоза зажимается с двух сторон между колодками (рис. 6.5 и 6.7). В барабанных тормозах колодки нахо- дятся внутри тормозного барабана, на ко- тором также закреплено колесо (рис. 6.5 и 6.8). В этом случае торможение осуще- ствляется за счет прижатия колодок к внутренней поверхности барабана (ко- лодки расходятся в стороны). Для снижения усилия водителя, нажи- мающего на педаль тормоза, используется вакуумный усилитель тормозов (рис. 6.9). Корпус усилителя разделен подвижной диафрагмой на две части: одна связана с выпускным коллектором двигателя, а другая - с атмосферой. Когда педаль тормоза отпущена, пружина прижимает диафрагму к отверстию или клапану ат- мосферной трубки, полностью перекры- вая доступ атмосферного воздуха. При нажатии на педаль тормоза водитель принудительно перемещает диафрагму, отверстие трубки (или клапан), выходя- щей в атмосферу, открывается, а разре- жение в полости, связанной с выпускным коллектором, создает дополнительную силу на штоке главного тормозного ци- линдра, действующую в ту же сторону, куда перемещает шток нога водителя. В результате для достижения необходи- мой эффективности торможения нажи- мать на педаль тормоза можно с мень- шим усилием. Вакуумный усилитель рабочей тормоз- ной системы действует только при рабо- тающем двигателе. Это необходимо учи- тывать при движении транспортного сред- ства с неработающим двигателем (например, при буксировке неисправного транспортного средства). В последнем слу- чае, чтобы снизить скорость или остано- вить автомобиль, на педаль тормоза при- дется нажимать с большим усилием, чем на транспортном средстве с работающим усилителем.
ГЛАВА 7 СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ 89 ГЛАВА 7 СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ Системы автоматизации управления легковым автомобилем Системы автоматизации управления предназначены для облегчения работы во- дителя по управлению транспортным средством и для повышения безопасности движения. В результате внедрения автоматизации должно уменьшиться количество дорож- но-транспортных происшествий, которые обычно связаны с переоценкой возможно- стей человеческого зрения, с ошибками при управлении автомобилем в критичес- ких ситуациях или с недостаточной реак- цией водителя. Круиз-контроль - система, предназна- ченная для поддержания постоянной ско- рости движения, автоматического увели- чения ее на подъемах и уменьшения на спусках. Водитель освобождается от пе- речисленных действий при управлении автомобилем, что снижает утомляемость, особенно в длительной поездке. Кроме то- го, данная система позволяет экономить топливо. Органы управления круиз-кон- тролем расположены на многофункцио- нальном рычаге или на центральной час- ти рулевого колеса, иногда на передней панели. Их легко найти по надписи «CRUISE». При длительном движении водитель, включив круиз-контроль, может убрать ногу с педали газа, принять более удоб- ную позу. Но стоит ему нажать на педаль газа или тормоза, как система круиз-кон- троля выключится. Система курсовой устойчивости авто- мобиля (VSC) предназначена для предот- вращения заноса автомобиля во время по- воротов на скользких дорогах или в слу- чае резкого поворота рулевого колеса. Она автоматически управляет выходными сигналами антиблокировочной системы тормозов, противобуксовочной системой или системой управления двигателем. Автоматическая система включения фар автоматически включает ближний свет фар автомобиля и одновременно га- баритные огни. Под ветровым стеклом ав- томобиля устанавливается датчик, кото- рый контролирует уровень освещенности вокруг автомобиля и автоматически включает или выключает внешние свето- вые приборы. Эту систему водитель при необходимости может отключить. Датчик дождя - устройство, которое обеспечивает работу стеклоочистителя в автоматическом режиме. В зависимости от интенсивности осадков датчик дождя выбирает подходящий интервал, необхо- димый для очистки стекла. Датчик дождя снижает утомляемость водителя, позволяет сосредоточиться на управлении. Система контроля давления в шинах позволят водителю, не выходя из автомо- биля, контролировать давление воздуха в шинах. Индикатор давления в шинах загорает- ся при повороте ключа в замке зажигания в положение «ON» на несколько секунд, а затем гаснет. Если индикатор продолжа- ет гореть или загорается во время движе- ния, это свидетельствует о низком давле- нии в одной из шин. В данном случае не- обходимо остановиться и накачать шину, доведя давление до необходимого. Кроме того, автомобили могут быть дообо- рудованы парктрониками (парковочными радарами), которые звуковыми и световыми сигнализаторами своевременно предупрежда- ют водителя о приближении к каким-либо
90 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ препятствиям, обычно при движении задним ходом. Многие водители с успехом использу- ют навигаторы. С их помощью можно быс- тро проложить необходимый маршрут и двигаться по нему с голосовыми и визу- альными подсказками, а также рассчитать параметры движения. К системам автоматизации управления также можно отнести автоматические ко- робки передач и системы, облегчающие управление коробками передач с ручным включением. Перечисленные выше системы не все- гда входят в базовое оснащение на се- рийных автомобилях. Однако они могут быть установлены в качестве дополни- тельной опции. Системы обеспечения комфортных условий в салоне Автомобильные кондиционеры исполь- зуются для создания комфортных условий в салоне транспортного средства. Это до- стигается путем подогрева или охлаждения воздуха, удаления из него влаги за счет пе- реключения воздушного потока, проходя- щего через теплообменники нагревателей и охладителей. Если автомобиль оборудо- ван климат-контролем, то водителю следу- ет лишь установить необходимые парамет- ры, и указанная система будет поддержи-, вать их автоматически. При отсутствии климат-контроля, но при наличии конди- ционера водитель вручную управляет им. Стало жарко - включает или увеличивает мощность его работы, стало холодно - вы- ключает или уменьшает мощность. Кроме того, для эффективной очистки воздуха, поступающего в салон автомоби- ля, от пыли, копоти, пуха, пыльцы рас- тений и т.п. используются специальные фильтры. Они могут быть как просты- ми бумажными, так и угольными (сорб- ционными). Эти фильтры следует свое- временно заменять, так как они предот- вращают попадание в салон наиболее вредных веществ, содержащихся в возду- хе на дорогах. Наиболее вредные вещества в воздухе салона: - СО (угарный газ) - высоко токсичен и потенциально смертелен для человека; - СН (углеводороды) - содержат канце- рогены, вызывают усталость, сонливость, головную боль, тошноту; - NOx (оксиды азота) - вызывают раз- дражение глаз, носа, горла, легких, приво- дят к обострению заболеваний дыхатель- ных путей, включая астму; - ТЧ (твердые частицы) - наиболее опас- ный компонент автомобильных отработав- ших газов, носители канцерогенных со- единений. Системы активной и пассивной безопасности автомобиля Системы активной безопасности автомо- биля служат для недопущения возникно- вения аварийной ситуации. Системы пассивной безопасности пред- назначены для сохранения жизни и здоро- вья водителя и пассажиров в случае воз- никновения дорожно-транспортного про- исшествия. Системы активной безопасности автомобиля Активная безопасность легковых авто- мобилей обеспечивается в основном с по- мощью электронных систем. Несмотря на это, основным звеном активной безо- пасности остается водитель, который обя- зан своевременно реагировать на измене- ние дорожной ситуации и условий движе- ния, учитывая возможности своего транспортного средства. Электронные сис- темы создаются с целью облегчения уп- равления автомобилем и исправления не- значительных ошибок водителя. Большинство легковых автомобилей, вы- пускаемых в настоящее время, оснащены антиблокировочными системами (ABS).
ГЛАВА 7 СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ 91 Рис. 7.1. Основные элементы антиблокировочной системы (ABS): 1 - датчик угловой скорости вращения колес; 2 - управляющие клапаны; 3 - электрический насос; 4 - ак- кумулятор давления; 5 - электронный блок управления, принимающий сигналы от датчиков 1 и управляю- щий клапанами 2 Антиблокировочная система (рис. 7.1) не допускает блокировку колес при тор- можении, что позволяет сохранить уп- равляемость в экстренной ситуации и объехать препятствие в момент ис- пользования экстренного торможения. Заблокированные (невращающиеся) пе- редние колеса автомобиля не реагируют на вращение руля и автомобиль про- должает движение по первоначальной траектории. Кроме того, движение с за- блокированными колесами значительно увеличивает тормозной путь. Такая ситуация чаще всего возникает на скользких дорогах. Достаточно водите- лю даже не очень сильно нажать на пе- даль тормоза, как колеса блокируются из-за их незначительного сцепления с до- рогой, и автомобиль продолжает движе- ние в первоначальном направлении не- смотря на то, что водитель вращает руль (это происходит на автомобилях без ABS). Не случайно водителям таких автомоби- лей рекомендуется на скользкой дороге тормозить прерывистым нажатием на пе- даль тормоза, т.е. как только колеса по- пытаются заблокироваться, следует осла- бить нажатие на педаль тормоза. Таким образом, водители своей правой ногой за- меняют действие ABS. А вот антиблокировочная система поз- воляет освободить водителя от этой функции. Когда колеса автомобиля готовы забло- кироваться, электронный блок несколько раз «отпускает-прижимает» тормозные ко- лодки, благодаря чему колеса продолжа- ют вращаться и машина остается послуш- ной водителю, поворачивающему руль. Заметим, что современные ABS действу- ют на все четыре колеса легкового авто- мобиля. ABS включается в работу при нажатии водителем педали тормоза. Блок управле- ния получает информацию об угловой
92 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ скорости вращения каждого колеса. Если скорость вращения какого-либо колеса значительно ниже скорости вращения других колес и оно может заблокировать- ся, то автоматически снижается давление в тормозной магистрали указанного коле- са. Если после этого данное колесо начи- нает обгонять другие колеса, то тормоз- ное усилие доводится до прежнего. Эти действия повторяются многократно. Води- тель может понять, что ABS сработала, по характерной вибрации тормозной педа- ли (в момент ее нажатия). Кроме того, на панели приборов должна высветиться надпись «ABS». В некоторых случаях может потребо- ваться, чтобы тормозная система работала с максимальной эффективностью. Для этого применяется система помощи при торможении ВА или BAS. Она включается при очень резком нажатии на педаль тор- моза, увеличивая усилие на тормоза, по- могает быстро достичь максимально эф- фективного замедления. Некоторые легковые автомобили обо- рудуют электронной системой распре- деления тормозных сил (EBD). Эта сис- тема обеспечивает эффективное сцепле- ние задних колес с дорогой. EBD также предотвращает блокировку и занос зад- них колес на определенных режимах торможения. Системой управляет тот же блок, кото- рый управляет и ABS. При движении ав- томобиля EBD определяет степень про- скальзывания каждого колеса автомобиля и регулирует давление в тормозных маги- стралях задних колес так, чтобы оно бы- ло больше, чем давление в тормозных ме- ханизмах передних колес. Это необходимо для того, чтобы предотвратить занос, ко- торый может быть вызван забеганием зад- них колес относительно передних, т.е. за- дача рассматриваемой системы - не дать возможность задним колесам обогнать пе- редние. Противобуксовочные системы (ASC) служат для сохранения устойчивости ав- томобиля (при резком разгоне или движе- нии на подъем по скользкой дороге). Про- буксовка не допускается за счет перерас- пределения крутящего момента двигателя к тем колесам, которые в данный момент лучше сцепляются с дорогой. Противобуксовочная система устроена на основе антиблокировочной системы. Кроме того, ASC управляет электронной блокировкой дифференциала и корректи- рует мощность двигателя. Современные легковые автомобили могут быть оснащены системой помощи при спу- ске. При подъезде к крутому спуску води- тель включает данную систему, которая ав- томатически поддерживает необходимую скорость, при необходимости подтормаживая каждое колесо в отдельности. Это позволяет водителю на спуске управлять автомобилем только с помощью рулевого колеса. Ряд легковых автомобилей оборудован самовыравнивающейся подвеской. Она может изменять дорожный просвет (кли- ренс) автомобиля, т.е. расстояние от самой нижней точки автомобиля до поверхности дороги. Водитель управляет самовыравни- вающейся подвеской с помощью переклю- чателя, устанавливая его в одно из поло- жений (нормальный клиренс - высокий клиренс). Разница по высоте между нор- мальным и высоким уровнем клиренса со- ставляет 40 мм. Система учитывает загрузку автомоби- ля. В зависимости от нее изменяется дав- ление в амортизаторах, и клиренс сохра- няется постоянным. Система состоит из четырех стоек подвески, воздушного компрессора, воздушного резервуара, осу- шителя и трубопроводов, соединяющих эти компоненты, а также датчиков высо- ты автомобиля, установленных в каждой пружине. К электронным средствам активной бе- зопасности транспортного средства отно- сится и система поддержания курсовой
ГЛАВА 7 СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ 93 устойчивости (ESP). Эта система помога- ет сохранить курсовую устойчивость авто- мобиля в сложных условиях движения. Система поддержания курсовой устой- чивости распознает действия водителя по повороту автомобиля, по его реакциям на изменение характеристик движения и создает притормаживанием отдельных колес асимметричные усилия, благодаря которым транспортное средство движется в необходимом направлении. В своей ра- боте ESP использует антиблокировочную и противобуксовочную системы, систему распределения тормозных усилий, элек- тронную блокировку дифференциала. Данная система наделена функцией про- сушивания тормозов. При наличии атмо- сферных осадков в виде дождя система для просушки тормозных колодок перио- дически приближает их к дискам. Эта функция позволяет уменьшить тормозной путь транспортного средства на мокрой дороге. Некоторые автомобили оснащают систе- мами голосового управления, которые позволяют водителю максимально сосре- доточиться на управлении автомобилем. Эта система дает возможность водителю, не убирая руки с рулевого колеса, с помо- щью голосовых команд управлять всеми функциями, которые отображаются на цен- тральном информационном дисплее авто- мобиля. Чаще всего система предоставляет возможность управлять автонавигатором, магнитолой, плеером, кондиционером, а в некоторых случаях и другими устрой- ствами, без нажатия кнопок и тумблеров. Управление происходит в диалоговом ре- жиме с пользователем, посторонние шумы фильтруются, в необходимых случаях сис- тема может попросить повторить команду. Еще раз отметим, что при наличии лю- бых электронных систем, позволяющих по- высить активную безопасность, главным звеном данной системы является водитель. Системы пассивной безопасности автомобиля Системы пассивной безопасности авто- мобиля предназначены для снижения не- благоприятных последствий дорож- но-транспортного происшествия для жиз- ни и здоровья водителя и пассажиров. Для этого автомобили оборудуют ремня- ми и подушками безопасности, ряд их де- талей делают травмобезопасными. Ремни безопасности - основной эле- мент, предназначенный для удерживания водителя и пассажиров на своих местах при ДТП. Ремни безопасности, устанавли- ваемые на транспортные средства, в на- стоящее время оборудованы автоматичес- кими преднатяжителями (рис. 7.2). При ДТП они не допускают провисания ремней и обеспечивают надежную фикса- цию водителя и пассажиров, тем самым исключая опасные для органов человека воздействия провисшего ремня. Подушки безопасности также являют- ся элементом пассивной безопасности (рис. 7.3). При ДТП, связанном с дефор- мацией кузова, они быстро наполняются газом и останавливают движение головы водителя (пассажиров), предотвращая удар о рулевое колесо, ветровое стекло либо переднюю панель. Совместное ис- пользование ремней и подушек безопас- ности предотвращает серьезные травмы головы и грудной клетки - мест, где расположены основные жизненные орга- ны человека. 1 В настоящее время автомобили все чаще оборудуют боковыми подушками безопас- ности. Однако следует отметить, что сра- батывание подушки безопасности пассажй- ра, сидящего рядом с водителем, может представлять опасность для детей. Поэто- му наиболее безопасно перевозить детей на заднем сиденье. Подголовники также относятся к сред- ствам пассивной безопасности. Они пред- назначены для исключения травмы шеи
94 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ (перелома шейных позвонков) при попут- ном столкновении транспортных средств. Существуют и так называемые актив- ные подголовники, которые в момент до- рожно-транспортного происшествия при- ближаются к голове водителя (пассажи- ров), не давая голове совершить резкое движение назад, при котором как раз и травмируются шейные позвонки. При дорожно-транспортном происшест- вии обычные ремни безопасности не мо- гут защитить малолетнего ребенка от по- лучения травмы. Размеры его тела слиш- ком малы, чтобы обеспечить правильное и безопасное расположение лямок ремня относительно туловища. Нагрузка от рем- ня будет приходиться не на кости таза, а на брюшной отдел. Это может привести к серьезным травмам и даже к гибели ре- бенка. Поэтому детей в возрасте до 12 лет запрещено перевозить на переднем сиде- нье, не оборудованном специальным дет- ским креслом (оно называется удержива- ющем устройством). Такие кресла выпу- :яатяж/телс . Ремень ^спасти Рис. 7.2. Автоматический преднатяжитель ремня безопасности Рис. 7.3. Подушка безопасности скают разных типоразмеров - их выбира- ют в соответствии с возрастом ребенка. Во время движения не держите ребенка на руках, даже если вы расположились на заднем сиденье: при лобовом столкно- вении вы не сможете удержать его. Для того чтобы удержать ребенка весом 5,5 кг при столкновении автомобиля, движуще- гося со скоростью 40 км/ч, с неподвиж- ным препятствием потребуется усилие не меньше 110 кг. Вот почему совсем не лишними окажутся детские кресла и на заднем сиденье автомобиля.
ГЛАВА 8 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ 95 Если рост ребенка, не достигшего 12-лет- него возраста, не позволяет использовать детское кресло, то на заднем сиденье бе- зопаснее расположить ребенка ближе к борту автомобиля, чтобы использовать диагонально-поясной ремень. При необхо- димости воспользуйтесь не креслом, а специальной подушкой-подкладкой, за- крепляемой на сиденье. Она позволит правильно расположить штатный ремень безопасности относительно тела ребенка. Если ребенок не пристегнут, при аварии существует риск, что он может быть вы- брошен через окно или получит серьез- ные травмы от столкновения с другими пассажирами и деталями салона. ГЛАВА 8 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АВТОМОБИЛЯ Техническое обслуживание (ТО) автомо- билей включает в себя комплекс меропри- ятий, направленных на поддержание транспортного средства в технически ис- правном состоянии. Своевременно прово- димое обслуживание увеличивает продол- жительность безотказной работы автомо- биля. ТО проводится в соответствии с указаниями завода-изготовителя транс- портного средства. Периодичность ТО ука- зывается в сервисной книжке, прилагае- мой к автомобилю, где обозначен пробег (а в некоторых случаях и/или временной отрезок), при достижении которого необ- ходимо провести определенные регламент- ные работы. Техническое обслуживание чаще всего подразделяют на ТО-1, ТО-2, ТО-3 и т.д. Обычно техническое обслужи- вание проводят на специализированных станциях, хотя некоторые водители по окончании гарантийного срока автомо- биля выполняют обслуживание самостоя- тельно. Далее рассмотрим те работы по техни- ческому обслуживанию автомобиля, кото- рые выпадают на долю водителя. Итак, на долю водителя выпадает еже- дневный осмотр автомобиля (ЕО). Прежде чем сесть в автомобиль и от- правиться в поездку, внимательно осмот- рите его внешний вид. Убедитесь, что во время стоянки машина не получи- ла повреждений. Проверьте, нет ли под- теканий топлива, масла, эксплуатацион- ных жидкостей. При пуске двигателя оцените исправ- ность автомобиля по контрольно-измери- тельным приборам. Целесообразно иногда (если позволяет время) открывать капот автомобиля и оценивать состояние приводных ремней. Недостаточное натяжение приводит к проскальзыванию, быстрому износу и разрыву ремня. Осмотрите ремни, обра- щая внимание на наличие порезов, тре- щин и засаливания. При обнаружении по- вреждений, которые могут стать причиной обрыва, замените ремень. Если натяжение ремня не соответствует требуемому, обра- титесь к специалистам или самостоятель- но отрегулируйте натяжение. Проверьте также, чтобы ремни не задевали непо- движные части двигателя. Следите за уровнем масла в двигателе. Лучше всего контролировать уровень мо- торного масла или на полностью прогре- том двигателе спустя 5 мин после его вы- ключения, или перед пуском холодного двигателя после ночной стоянки автомоби- ля. Перед проверкой уровня масла устано- вите автомобиль на ровной горизонталь- ной площадке. Это поможет предотвратить возможные ошибки при определении уров- ня масла. Восстанавливая необходимый уровень, не переусердствуйте. Уровень мо- торного масла как ниже, так и выше нор- мы может вызвать падение давления мас- ла, интенсивное вспенивание и еще целый «букет» неприятностей для двигателя, при- водящий к выходу его из строя.
96 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Кузов - самая дорогостоящая часть ав- томобиля . Периодически осматривайте, очищайте и смазывайте замки дверей, петли и запоры капота. Следите за состоянием щеток стекло- очистителя, своевременно удаляйте с них грязь и соль. Регулярно мойте автомобиль. Для этого используйте мягкие автомобильные шам- пуни. После удаления грязи вымойте ав- томобиль чистой водой. Автомобиль сле- дует мыть в тени. Немедленно удаляйте с лакокрасочного покрытия кузова следы насекомых, битум и другие загрязнения. Для поддержания автомобиля в исправ- ном состоянии рекомендуется ежемесячно проводить следующие работы: - контроль давления воздуха в шинах и осмотр шин на предмет повреждений и признаков ненормального износа протек- тора; - проверку состояния аккумуляторной батареи, ее наружную очистку и при не- обходимости подтяжку клемм для крепления проводов; - проверку уровня эксплуатационных жидкостей в расширительном бачке систе- мы охлаждения, в бачке главного тормоз- ного цилиндра, а также в бачке рулевого усилителя и в автоматической коробке передач (при их наличии); - проверку исправности наружных приборов освещения и сигнализации, а также иного электрического оборудова- ния автомобиля. Сезонное обслуживание автомобиля (для перехода на зимние или летние условия эксплуатации) удобно совместить с оче- редным техническим обслуживанием. При самостоятельном обслуживании авто- мобиля строго соблюдайте все меры безопас- ности. Помните, что автомобиль - это сред- ство повышенной опасности (причем не толь- ко движущийся, но и стоящий на месте). Желаем вам всех благ в безопасной экс- плуатации и обслуживании вашего транс- портного средства! ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД В соответствии с Методикой проведения квалификационных экзаменов на получе- ние права на управление транспортными средствами, утвержденной ГУ ГИБДД СОБ МВД России, на теоретическом экзамене кандидаты в водители, помимо знаний Правил дорожного движения и ряда дру- гих вопросов, должны продемонстриро- вать знание элементов конструкции транспортного средства, состояние кото- рых влияет на безопасность движения. Комплекты экзаменационных билетов, используемые на экзаменах в ГИБДД ' « Экзамен проводится по вопросам, вклю- ченным в экзаменационные билеты, утверж- денные Департаментом обеспечения безопас- ности дорожного движения МВД России, которые сгруппированы в комплекты для соответствующих категорий транспортных средств: комплект 1 («А» и «В») - для кандидатов в водители транспортных средств катего- рий «А», «В»; комплект 2 («С» и «D») - для кандида- тов в водители транспортных средств ка- тегорий «В-С», «С», «D», «трамвай» и «троллейбус». Официальное издание экзаменационных (тематических) задач для приема теорети- ческих экзаменов выпущено ООО «ИДТР» (рис. 9.1 и 9.2). Авторы: Г.Б. Громоковский, С.Г. Бачманов, Я.С. Репин и др. Издание включает в себя 800 вопросов, объединенных в 28 тем. На каждый вопрос
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 97 Г.Б. Громоковскии, С.Г. Бачманов, Я.С. Релин и др. Г.Б. Громоковскии, С.Г. Бачманов, Я.С. Релин и др. ЕЖ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ лш инн ЗАДАЧИ 2011 ТЕМАТИЧЕСКИЕ С КОММЕНТАРИЯМИ й1_АВ в новой РЕДАКЦИИ С ИЗМЕНЕНИЯМИ ОТ 20 НОЯБРЯ 2010 г. для ПОДГОТОВКИ К ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ЭКЗАМЕНАМ НА ПРАВО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ КАТЕГОРИЙ «А» и «В» 25. НЕИСПРАВНОСТИ И УСЛОВИЯ ПРИ КОТОРЫХ ЗАПРЕЩАЕТСЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Рис. 9.1 При иянмоммшм кмо* шиспр—lacni Вам 1. Не работает стедегсмамнаг I. Неисправно руяыое угры пент 3. Неисправен гяуимпмк. 3. Нмспрм»в-ноегчрсют* нагрузим на уююне я> 16» еалювгамм® 4.Z0MH ааггомобим? 2. На идеей оси earn I. Шдеы имеют отслоены првнпоре яде бокмеы I. Шины имеют порезы, обнаваюдее пор 1.0,8 мм 2.1.0 мм, Рис. 9.2 2. Не действует аеежоаститеаь со стороны аодегам 3. Не работают предусмотренные инстручией Тр-НСПЧ-* Г0ч>ч1СЯИ ЫЖЛООММЫк»« *ЁЖ с иегораириии (из-за понспрааности) фарами огиамм? 1. Небмее Юградоов 3. НебойеоЗОграццсов. 3. Не боаее 25 градусов. 'В дальнейшем - Основные положения. приведено несколько ответов, один из ко- торых правильный. Задания к задачам издательства «Третий Рим» выделены синим шрифтом. Например: Задача 1.2; Задача 5.3; Зада- ча 12.25. Ссылки на экзаменационные билеты вы- делены зеленым шрифтом. Например: Билет 1-2; Билет 3-4; Билет 18-5. Это означает, что следует изучить из билета 1 вопрос 2, из билета 3 вопрос 4, из билета 18 вопрос 5. Готовясь к теоретическому экзамену по этой книге, вы можете использовать как тематические задачи, так и экзамена- ционные билеты. Неисправности транспортных средств, при которых запрещено движение Правила дорожного движения обязыва- ют водителя перед выездом проверить и в пути обеспечить исправное техничес- кое состояние транспортного средства в соответствии с Основными положения- ми по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностями должно- стных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения* (п. 2.3.1 Правил). Пункт 2.3.1 Правил запрещает движение при неисправности: 1) рабочей тормозной системы (рис. 9.3); 2) рулевого управления (см. рис. 9.3); Рабочая тормозная система Рулевое управление Рис. 9.3
98 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Рис. 9.4 3) сцепного устройства (в составе авто- поезда) (рис. 9.4); 4) негорящих (отсутствующих) фарах и задних габаритных огнях в темное вре- мя суток или в условиях недостаточной видимости (рис. 9.5); 5) не действующем со стороны водителя стеклоочистителе во время дождя или снегопада (рис. 9.6). Обратите внимание на указанные пять неисправностей. Они особо опасны. Если невозможно устранить их на месте, то при- водить транспортное средство в движение запрещается. В этом случае при неисправности рабо- чей тормозной системы или рулевого уп- равления вызывайте техпомощь либо буксируйте (в соответствии с разделом 20 Правил) свое транспортное средство к месту ремонта или стоянки. Недействующими считаются такая рабо- чая тормозная система или такое рулевое управление, которые не дают возможнос- ти остановить транспортное средство или осуществить маневр при движении с ми- нимальной скоростью. Если не удается устранить неисправ- ность сцепного устройства, откажитесь от буксировки прицепа. Если в темное время суток или в усло- виях недостаточной видимости невозмож- но восстановить работоспособность фар и задних габаритных огней, ждите светло- го времени суток или прояснения. При невозможности устранения неис- правности стеклоочистителя со стороны водителя во время дождя или снегопада дождитесь окончания выпадения атмо- сферных осадков. Запомнив указанные неисправности, от- крывайте экзаменационные задачи или билеты и приступайте к ответам на сле- дующие вопросы: Билет 8-18 Задача 25.1 Билет 9-18 Задача 25.2 Билет 13-18 Задача 25.3 Билет 16-18 Задача 25.4 Билет 29-18 Задача 25.5 Билет 31-18 Задача 25.6 Ну как, получилось? Ошибок не допу- стили? Если возникли ошибки, вновь прочитайте этот раздел и выясните их причины. Если все в порядке, про- должаем. При возникновении в пути прочих неис- правностей, с которыми Приложением к Основным положениям запрещена экс- плуатация транспортных средств, води- тель должен устранить их, а если это не- возможно, то он может следовать к месту стоянки или ремонта с соблюдением необ- ходимых мер предосторожности. Рис. 9.6
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 99 Рис. 9.7
100 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Под соблюдением необходимых мер пре- досторожности при следовании к месту ремонта или стоянки подразумевается движение на пониженной скорости по крайней правой полосе с включенной аварийной сигнализацией. По возможнос- ти используйте дороги без интенсивного движения. Схема проверки технического состояния транспортного средства приведена на рис. 9.7. Теперь самое главное. Вы должны были обратить внимание на то, что все неис- правности транспортных средств разделе- ны на две большие группы. В первую группу включены те, при воз- никновении которых запрещается даль- нейшее движение. Их пять, и к данному моменту, ответив правильно на указанные выше экзаменационные вопросы, вы их запомнили. Ко второй группе относятся неисправ- ности, при возникновении которых дви- жение не запрещено. Но двигаться можно только в одном направлении - к месту ремонта или стоянки. Правда, есть еще вариант - устранить обнаруженную неис- правность на месте. Если это удалось, то можно без помех продолжать свой путь. В противном случае еще раз отме- тим: ехать можно только к месту ремон- та или стоянки, не забывая соблюдать не- обходимые меры предосторожности. Неисправности второй группы приве- дены в Перечне неисправностей и усло- вий, при которых запрещается эксплуа- тация транспортных средств. Подробно изучим его и одновременно ответим на экзаменационные вопросы. Будьте внимательны, читая вопросы. Их авторы не скупятся на уловки, чтобы вас «под- ловить», а точнее, проверить не только ваши знания, но и внимательность, так как это одно из главных качеств надеж- ного водителя. В вопросах то и дело бу- дут встречаться слова «разрешается», «допускается», «запрещается». И все это об эксплуатации транспортного средства. Итак, до ответа на вопрос подумайте, что же именно хотят от вас узнать, и только после этого выбирайте правиль- ный ответ. Перечень неисправностей и условий, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств ПРИЛОЖЕНИЕ к Основным положениям по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностям должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения Настоящий Перечень устанавливает не- исправности автомобилей, автобусов, ав- топоездов, прицепов, мотоциклов, мопе- дов, тракторов, других самоходных машин и условия, при которых запреща- ется их эксплуатация. Методы проверки приведенных параметров регламентиро- ваны ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспорт- ные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы про- верки». Неисправности тормозной системы 1. Тормозные системы Все современные автомобили оборудуют рабочей, запасной и стояночной тормоз- ными системами. Рабочая тормозная система предназначе- на для снижения скорости и остановки транспортного средства (см. рис. 6.6). Она обладает наибольшей эффективностью и срабатывает при нажатии на педаль тормоза. Рабочая тормозная система должна срабатывать при однократном на- жатии на педаль и действовать на все ко- леса. Стояночная тормозная система предназ- начена для удерживания остановленного транспортного средства в неподвижном состоянии. Она приводится в действие ру- кой водителя через рычаг (см. рис. 6.6).
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 101 Запасная тормозная система предназна- чена для снижения скорости и остановки автомобиля при отказе рабочей тормозной системы. Обычно она является частью ра- бочей тормозной системы, но обладает меньшей эффективностью. 1.1. Нормы эффективности торможе- ния не соответствуют ГОСТ Р 51709-2001. ’ Эффективность торможения оценивает- ся тормозным путем и установившимся замедлением транспортного средства. Остановочный путь автомобиля - это расстояние, которое проходит автомобиль с момента обнаружения водителем опас- ности до его полной остановки (рис. 9.8). Тормозной путь - это расстояние, кото- рое проходит автомобиль с момента нажа- тия на педаль тормоза до его полной ос- тановки (см. рис. 9.8). Тормозной путь яв- ляется частью остановочного пути. Путь замедления (реального торможения) мень- ше тормозного пути на расстояние, кото- рое проходит автомобиль за время сраба- тывания тормозного привода. Тормозной путь зависит от скорости, эффективности работы тормозной систе- мы, состояния проезжей части и шин, а также массы движущегося транспорта. Современные автомобили оборудуются антиблокировочными системами (ABS), описание и принцип действия которых приведены в главе 7 в разделе «Системы активной и пассивной безопасности авто- мобиля». Там же дана рекомендация води- телям автомобилей, не оборудованных этой системой, по торможёнию на скольз- кой дороге. Напомним, что в указанных условиях тормозить следует прерывисто, нажимая на педаль тормоза, не допуская блокировки колес. Время, которое проходит с момента об- наружения водителем опасности до начала конкретных действий по ее избежанию, на- зывается временем реакции водителя. Время реакции у различных людей неоди- наково. Даже у одного человека оно может изменяться. Небольшие дозы алкоголя уве- личивают время реакции в 2-4 раза. В прак- тике судебно-технических экспертиз по до- рожно-транспортным происшествиям время реакции принимается равным 0,8 с. При про- стых расчетах среднее время реакции трезво- го водителя можно считать равным 1 с. Билет 2-19 Задача 26.1 Билет 2-20 Задача 26.2 Билет 26-19 Задача 26.44 Билет 30-18 Задача 26.45 Билет 33-20 Задача 26.59 Тормозная система превращает кинети- ческую энергию движущегося транспорт- ного средства в тепло между тормозными колодками и тормозными барабанами или дисками. При движении одного и того же автомо- биля с прицепом, не имеющим собствен- ной тормозной системы, длина тормозно- го пути увеличивается по сравнению с длиной тормозного пути этого же авто- мобиля без прицепа. Это происходит из-за увеличения массы движущихся транс- портных средств, а следовательно, и кине- тической энергии, которая превращается тормозной системой в тепло с прежней эффективностью (рис. 9.9).
102 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Билет 17-19 Задача 26.3 Билет 2-20 Задача 26.3 Замедление (величина, противополож- ная ускорению) характеризует быстроту снижения автомобилем скорости движе- ния. Эффективность рабочей тормозной сис- темы определяют на специальных стен- дах, например, при прохождении так на- зываемого инструментального контроля и при ходовых испытаниях. Измерение тормозного пути и установившегося за- медления без специальных приборов дает весьма приблизительные результаты. Од- нако водитель, привыкший к исправному функционированию рабочей тормозной системы, сразу заметит снижение эффек- тивности торможения. Неисправности рабочей тормозной си- стемы оказывают непосредственное вли- яние на безопасность движения. Поэто- му перед каждой поездкой осматривай- те автомобиль, проверяйте, нет ли под ним следов подтекания тормозной жид- кости (для автомобилей с гидравличес- ким приводом тормозов), а сразу после начала движения проверьте эффек- тивность рабочей тормозной системы (см. рис. 9.3). 1.2. Нарушена герметичность гидрав- лического тормозного привода. Указанную неисправность, как уже от- мечалось, легко определить по следам тормозной жидкости под автомобилем, а также на внутренней поверхности дис- ков колес и шин. Кроме того, на наруше- ние герметичности укажет снижение уровня тормозной жидкости в бачке глав- ного тормозного цилиндра (см. рис. 6.6). На большинстве современных автомо- билей об этом сигнализирует красная лампа, расположенная в комбинации при- боров. Подтекание жидкости из гидропривода тормозов устраняют подтяжкой резьбо- вых соединений в магистрали привода, а также заменой пришедших в негодность шлангов, трубопроводов, манжет и дру- гих вышедших из строя деталей. После этого доливают недостающую жидкость и удаляют воздух из рабочей тормозной системы. 1.3. Нарушение герметичности пневма- тического и пневмогидравлического тор- мозных приводов вызывает падение дав- ления воздуха при неработающем двига- теле на 0,05 МПа и более за 15 мин после полного приведения их в действие. Утечка сжатого воздуха из колесных тормозных камер. Пневматические и пневмогидравличес- кие тормозные приводы чаще всего ис- пользуют на грузовых автомобилях и ав- тобусах. Утечку воздуха можно обнару- жить по характерному шипению. Для информирования водителя о давлении воздуха в системе используется манометр, о котором пойдет речь в следующем пункте. 1.4. Не действует манометр пневмати- ческого или пневмогидравлического тормозных приводов. При указанной неисправности водитель не узнает, достигнуто ли в приводе тор- мозной системы необходимое для тормо- жения давление. Водителям транспортных средств с таким тормозным приводом за- прещено начинать движение до тех пор, пока насос не накачает необходимое коли- чество воздуха в ресиверы (баллоны). 1.5. Стояночная тормозная система не обеспечивает неподвижное состояние: транспортных средств с полной на- грузкой - на уклоне до 16 процентов включительно (рис. 9.10); легковых автомобилей и автобусов в снаряженном состоянии - на уклоне до 23 процентов включительно (рис. 9.11); грузовых автомобилей и автопоездов в снаряженном состоянии - на уклоне до 31 процента включительно. Здесь речь идет о так называемом руч- ном (стояночном) тормозе. На легковых ав- томобилях он затормаживает задние коле- са. Для сдачи экзамена следует знать,
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 103 Рис. 9.10 Рис. 9.12 что «ручник» должен удерживать непо- движным транспортное средство с полной нагрузкой на уклоне до 16% включительно. Запоминаем цифру и отвечаем на во- прос. Кстати, под полной нагрузкой транс- портного средства понимают в данном случае массу полностью укомплектован- ного автомобиля (полностью заправленно- го всеми эксплуатационными материала- ми, с комплектом инструмента, запасным колесом, аптечкой, огнетушителем) с во- дителем, пассажирами, и грузом, количе- ство и вес которых установил завод-изго- товитель в качестве максимально допус- тимой величины. А вот под снаряженным автомобилем в соответствии с ГОСТ Р 51709-2001 «Авто- транспортные средства. Требования безо- пасности к техническому состоянию и ме- тоды проверки» понимают автомобиль без груза (пассажиров) с заполненными емко- стями системы питания, смазки, охлажде- ния, с комплектом инструментов и при- надлежностей, предусмотренных произво- дителем согласно эксплуатационной документации, включая запасное колесо. Билет 12-18 Задача 25.7 Тип транспортного средства Легковые автомобили и созданные"” на их базе грузовые автомобили и автобусы Автобусы Грузовые автомобили Неисправности рулевого управления 2. Рулевое управление Признаками неисправностей рулевого уп- равления являются «плавание» автомобиля при движении, увеличенный свободный ход руля или его затрудненное вращение. 2.1. Суммарный люфт в рулевом уп- равлении превышает следующие значе- ния: Люфт (от немецкого «Luft» - воздух) - зазор между сопряженными поверхностя- ми частей машины. Именно такие зазоры в рулевом механизме обусловливают сво- бодный ход руля до начала поворота ко- лес (люфт). Свободный ход руля опреде- ляют специальным прибором - люфтоме- ром (рис. 9.12). Билет 5-18 Задача 25.8 2.2. Имеются не предусмотренные конструкцией перемещения деталей и узлов. Резьбовые соединения не затя- нуты или не зафиксированы установ- ленным способом. Неработоспособно ус- тройство фиксации положения рулевой колонки. Суммарный люфт, град, не более ” 10~ 20 25
104 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ В указанных случаях автомобиль в лю- бую секунду может стать неуправляемым. Последствия этого очевидны. 2.3. Неисправен или отсутствует пре- дусмотренный конструкцией усилитель рулевого управления или рулевой дем- пфер (для мотоциклов). Если на вашем автомобиле не установ- лен гидроусилитель рулевого управления, то этот пункт пригодится только для от- вета на экзаменационный вопрос. Если ги- дроусилитель установлен, то снять его и ездить без него вряд ли кому придет В голову. А вот его отказ водитель сразу почувствует. Усилие на руле резко возра- стет. И конечно, на высоких скоростях ез- дить станет опасно. Да и при движении с малой скоростью для изменения траек- тории транспортного средства придется потрудиться. Остается одно - на малой скорости двигаться к месту ремонта. Неисправности внешних световых приборов 3. Внешние световые приборы 3.1. Количество, тип, цвет, расположе- ние и режим работы внешних световых приборов не соответствуют требованиям конструкции транспортного средства. Примечание. На транспортных средствах, сня- тых с производства, допускается установка внеш- них световых приборов от транспортных средств других марок и моделей. Светотехнические устройства, относящи- еся к внешним световым приборам, рас- смотрены ранее в разделе «Приборы осве- щения, световой и звуковой сигнализа- ции» (см. главу 3 «Электрооборудование»). Внешние световые приборы легкового ав- томобиля показаны на рис. 9.13: 1 - габаритные огни, позволяющие в темное время суток и в условиях недо- статочной видимости различать контуры автомобиля; 2 - фары ближнего света; 3 - фары дальнего света; 4 - указатели поворота; 5 - сигналы торможения (стоп-сигналы); 6 - светоотражатели; 7 - фонари заднего хода; 8 - освещение номерного знака; 9 - противотуманные фары (на автомо- билях и автобусах - две); 10 - задние противотуманные фонари (не более двух); И - дополнительный сигнал торможе- ния (один). В одной фаре могут быть совмещены лампы дальнего и ближнего света. Рис. 9.13
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 105 Противотуманные фары излучают ши- рокий, но плоский световой пучок, осве- щающий проезжую часть перед автомоби- лем примерно на то же расстояние, что и ближний свет обычной фары. На мопедах и мотоциклах может быть установлена лишь одна противотуманная фара. На автомобилях разрешено устанавли- вать только две противотуманные фары, хотя их установка не является обязатель- ной и эксплуатация транспортных средств без противотуманных фар не запрещена. Билет 3-18 Задача 25.15 Билет 4-18 Задача 25.26 3.2. Регулировка фар не соответствует ГОСТ Р 51709-2001. Правильная регулировка фар позволит избежать ослепления водителей встречно- го транспорта, а вам обеспечит хорошую видимость дороги. Проверять правиль- ность установки фар следует регулярно, особенно после замены фар, ламп, а так- же ремонта передней подвески. Удобнее это делать на станциях технического об- служивания, имеющих специальное обору- дование. Можно провести регулировку фар самостоятельно с помощью экрана. Описание и параметры такой регулиров- ки обычно приводятся в руководстве по эксплуатации конкретного автомобиля. Многие современные автомобили оборудо- ваны гидрокорректором фар, позволяю- щим в зависимости от загрузки транс- портного средства, т.е. от высоты фар над дорогой, менять расположение светового потока.- Не забывайте при изменении за- грузки автомобиля с ручным управлени- ем гидрокорректором переводить ручку его управления в нужное положение. Дальний свет фар должен освещать до- рогу минимум на 100 м, ближ- ний - на 30—40 м. Срок службы ламп на- каливания около 200 ч, после чего их све- тосила уменьшается на 20%, в дальнейшем светосила уменьшается еще наполовину. Своевременно заменяйте лампы внешних световых приборов. 3.3. Не работают в установленном ре- жиме или загрязнены внешние световые приборы и световозвращатели. 3.4. На световых приборах отсутствуют рассеиватели либо используются рассеи- ватели и лампы, не соответствующие типу данного светового прибора. 3.5. Установка проблесковых маячков, способы их крепления и видимость све- тового сигнала не соответствуют уста- новленным требованиям. 3.6. На транспортном средстве уста- новлены: спереди - световые приборы с огнями любого цвета, кроме белого, желтого или оранжевого, и световозвра- щающие приспособления любого цвета, кроме белого; сзади - фонари заднего хода и освеще- ния государственного регистрационного знака с огнями любого цвета, кроме бе- лого, и иные световые приборы с огня- ми любого цвета, кроме красного, жел- того или оранжевого, а также световоз- вращающие приспособления любого цвета, кроме красного. Примечание. Положения настоящего пункта не распространяются на государственные ре- гистрационные, отличительные и опознаватель- ные знаки, установленные на транспортных средствах. Неисправности стеклоочистителей и стеклоомывателей ветрового стекла 4. Стеклоочистители и стеклоподъемники ветрового стекла 4.1. Не работают в установленном ре- жиме стеклоочистители. Постоянно следите за состоянием ще- ток стеклоочистителей («дворников»). Да- же в ясную погоду не начинайте движе- ние без них: движение без «дворников» сделает вас беспомощным при внезапном дожде, брызгах воды из уборочной ма- шины, неожиданно попавшей на ветро- вое стекло грязи.
106 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Как только рабочая поверхность «двор- ников» перестанет выполнять свои функ- ции, немедленно установите новые щетки стеклоочистителя. Напомним, что во время дождя или сне- гопада запрещается движение транспорт- ного средства с неисправным стеклоочис- тителем со стороны водителя. 4.2. Не работают предусмотренные конструкцией транспортного средства стеклоомыватели. Стеклоомыватели подают моющую жид- кость на ветровое стекло. Причем количе- ство жидкости должно быть таким, что- бы щетки стеклоочистителя смогли уда- лить загрязнение на стекле автомобиля за пять двойных ходов. Летом в качестве омывающей жидкости можно использо- вать обычную воду. Осенью, до наступле- ния заморозков, не забудьте заменить во- ду на специальную жидкость с низкой температурой замерзания. В рассматриваемом Перечне ничего не ска- зано о работоспособности стеклоподъемни- ков, поэтому эксплуатировать транспортное средство разрешено независимо от их состо- яния. Конечно, желательно, чтобы стекло- подъемники на вашем автомобиле были ис- правны. Но если так случилось, что они вы- шли из строя и опустить или поднять боковое стекло невозможно, то с такой неис- правностью в принципе можно ездить сколь- ко угодно. Билет 34-18 Задача 25.14 Неисправности колес и шин 5. Колеса и шины 5.1. Шины легковых автомобилей име- ют остаточную высоту рисунка протек- тора менее 1,6 мм (рис. 9.14), грузовых ав- томобилей - 1 мм, автобусов - 2 мм, мо- тоциклов и мопедов - 0,8 мм. Примечание. Для прицепов устанавливаются нормы остаточной высоты рисунка протектора шин, аналогичные нормам для шин транспортных средств - тягачей. Протектор (от латинского «protector» - прикрывающий, защищающий) - наруж- ный слой резины на рабочей части шины с канавками и выступами. Этот рельеф- ный рисунок увеличивает сцепление ши- ны с поверхностью дороги. Если протек- тор изнашивается (стирается) до величин, которые меньше указанных в п. 5.1 рас- сматриваемого Перечня, то шина для дальнейшей эксплуатации не пригодна. Изношенный протектор не обеспечивает необходимого сцепления колеса с дорогой, а шина может быть легко проколота при движении. Для сдачи экзамена необходимо по- мнить, что минимальная остаточная вели- чина рисунка протектора мотоцикла - 0,8 мм, а легкового автомобиля - 1,6 мм. Для удобства запоминания обратите вни- мание, что 1,6 больше 0,8 в два раза. Билет 2-18 Задача *25.9 Билет 37-18 Задача 25.10 5.2. Шины имеют внешние поврежде- ния (пробои, порезы, разрывы), обнажа-
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 107 ющие корд, а также расслоение каркаса, отслоение протектора и боковины. Повреждение всех перечисленных выше элементов делает шину не пригодной для эксплуатации. 5.3. Отсутствует болт (гайка) крепле- ния или имеются трещины диска и обо- дьев колес, имеются видимые наруше- ния формы и размеров крепежных от- верстий. Надежность крепления колес, а также состояние дисков оказывают значительное влияние на безопасность движения. От- рыв на ходу колеса или разрушение дис- ка обычно приводит к тяжелым последст- виям. 5.4. Шины по размеру или допустимой нагрузке не соответствуют модели транспортного средства. Модели шин, предназначенные для кон- кретных транспортных средств, завод-из- готовитель указывает в руководстве по эксплуатации. Шины несоответствую- щего размера при повороте могут заде- вать колесные ниши, что приведет к до- рожно-транспортному происшествию. При перегрузке шины возможен ее разрыв со всеми вытекающими последствиями. 5.5. На одну ось транспортных средств установлены шины различных размеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной), моделей с раз- личными рисунками протектора, оши- пованные и неошипованные, морозо- стойкие и неморозостойкие, новые и восстановленные (рис. 9.15). Сцепление диагональных и радиальных шин с поверхностью дороги различно. По- этому их использование на одной оси транспортного средства значительно сни- жает устойчивость и управляемость. Шины с различным рисунком протекто- ра (и даже с одним, если одна шина оши- пована, а другая нет) по-разному контак- тируют с дорогой, также ухудшая устой- чивость и управляемость. Кроме того, имейте в виду, что шины современных высокоскоростных автомобилей должны Рис. 9.15 быть хорошо отбалансированы. Неуравно- вешенные шины приводят к вибрации ав- томобиля и затрудняют управление, а так- же неравномерно и сильно изнашиваются. Многие молодые водители ничего не знают о восстановленных шинах, а во- дители со стажем помнят времена, когда шины были в дефиците. Тогда повсемест- но использовалось восстановление шин, т.е. старую шину с изношенным протекто- ром не выбрасывали, а сдавали в ремонт, как говорили «в наварку». Там к ней при- варивался (привулканизировался) новый протектор. Эксплуатация таких шин не за- прещена. Естественно, рисунок протектора таких шин, установленных на одной оси, должен быть одинаковым и обе шины на ней должны быть восстановленными. Билет 18-18 Задача 25.11 Билет 32-18 Задача 25.12 Билет 36-18 Задача 25.13 Неисправности двигателя и прочих элементов конструкции 6. Двигатель 6.1. Содержание вредных веществ в от- работавших газах и их дымность превы- шают величины, установленные ГОСТ Р 52033-2003 и ГОСТ Р 52160-2003.
108 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ В отработавших газах содержится бо- лее 200 химических соединений, вредных для здоровья человека. Двигатель авто- мобиля потребляет не только горючее, но и атмосферный воздух. Один автомо- биль за год в среднем поглощает из ат- мосферы свыше 4 т кислорода, выбрасы- вая при этом с отработавшими газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов. При неверной регулиров- ке двигателя содержание вредных ве- ществ может увеличиться в 3-5 раз, од- новременно снижается мощность двига- теля и увеличивается расход топлива. Водителю необходимо регулярно прове- рять, полностью ли сжигается топливо в цилиндрах двигателя и не превыша- ет ли содержание окиси углерода уста- новленные нормы. Такую проверку и при необходимости регулировку мож- но провести на станциях технического обслуживания либо на передвижных по- стах экологического контроля. 6.2. Нарушена герметичность системы питания. .Пожар и взрыв автомобиля - вот к че- му может привести указанная неисправ- ность. 6.3. Неисправна система выпуска отра- ботавших газов. Здесь подразумеваются глушитель, а также резонатор и трубы, по которым выбрасываются в атмосферу отработав- шие газы. Автомобиль с прогоревшим глушителем можно услышать за несколь- ко кварталов до его приближения. Поэто- му при указанной неисправности запре- щается эксплуатация транспорта. Шум и вибрации отрицательно влияют на здо- ровье людей. Угарный газ не имеет цвета и запаха, но очень ядовит. В закрытых помещениях нельзя включать двигатель даже ненадол- го, поскольку для серьезного отравления достаточно нескольких минут. Проверьте, не пропускает ли система выпуска отра- ботавшие газы в салон. Первые признаки отравления угарным газом - зевота, голо- вная боль, тошнота, головокружение. При появлении этих признаков немедленно ос- тановите двигатель и выйдите на свежий воздух. 6.4. Нарушена герметичность системы вентиляции картера. Описание работы этой системы рассмо- трено при изучении системы смазки (см. главу 2 «Двигатели внутреннего сгора- ния»). 6.5. Допустимый уровень внешнего шу- ма превышает величины, установленные ГОСТ Р 52231-2004. Билет 7-18 4 Задача 25.16 Билет 22-18 Задача 25.17 7. Прочие элементы конструкции 7.1. Количество, расположение и класс зеркал заднего вида не соответствуют ГОСТ Р 51709-2001, отсутствуют стекла, предусмотренные конструкцией транс- портного средства. Водитель должен следить за обстанов- кой со всех сторон транспортного средст- ва. Ситуацию позади и с боков контроли- руют с помощью зеркал заднего вида (внутрисалонных и наружных). Отрегули- руйте зеркала так, чтобы для наблюдения не приходилось значительно поворачи- вать, наклонять или поднимать голову, а достаточно было бы перевести взгляд. Учитывайте, что даже самая оптимальная регулировка зеркал не позволяет избе- жать слепых зон, в которых движущийся сзади транспорт не попадает в поле зре- ния водителя. При отсутствии стекол (например, ветрового) вряд ли можно говорить о нормальной эксплуатации автомо- биля - она запрещена. Так что без ветро- вого стекла едем только к месту стоянки или ремонта, соблюдая меры предосто- рожности. 7.2. Не работает звуковой сигнал. Звуковой сигнал используется в любых местах для предотвращения дорожно-
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 109 транспортного происшествия, а вне насе- ленных пунктов может применяться для привлечения внимания обгоняемого води- теля. Последствия эксплуатации транс- портного средства с неисправным звуко- вым сигналом очевидны. Билет 25-18 Задача 25.23 7.3. Установлены дополнительные предметы или нанесены покрытия, ог- раничивающие обзорность с места води- теля. Примечание. На верхней части ветрово- го стекла автомобилей и автобусов могут прикрепляться прозрачные цветные плен- ки. Разрешается применять тонированные стекла (кроме зеркальных), светопропус- кание которых соответствует ГОСТ 5727-88. Допускается применять шторки на окнах туристских автобусов, а также жалюзи и шторки на задних стеклах лег- ковых автомобилей при наличии с обеих сторон наружных зеркал заднего вида (рис. 9.16). Все «безобидные» безделушки, сувениры и другие бесполезные атрибуты, разме- щенные в салоне, не только отвлекают и утомляют водителя, но и могут нанес- ти травму. Поэтому эксплуатация транс- портного средства с такими излишествами запрещена. Билет 26-18 Задача 25.22 7.4. Не работают предусмотренные конструкцией замки дверей кузова или кабины, запоры бортов грузовой плат- формы, запоры горловин цистерн и пробки топливных баков, механизм регулировки положения сиденья водите- ля, аварийный выключатель дверей и сигнал требования остановки на авто- бусе, приборы внутреннего освещения салона автобуса, аварийные выходы и устройства приведения их в действие, привод управления дверьми, спидометр, тахограф, противоугонные устройства, устройства обогрева и обдува стекол. Неисправность замков дверей кузова или кабины и запоров бортов грузовых платформ может привести к их открыва- нию во время движения и к выпадению пассажиров и грузов, что может нанести травмы другим участникам движения. Неисправность запоров горловин цис- терн и пробок топливных баков приводит к выплескиванию топлива и образованию огнеопасных и взрывоопасных паров. Неисправный механизм регулировки по- ложения сиденья водителя не позволит вам занять за рулем удобное положение. Поэтому, сажая будущего водителя за руль автомобиля, инструктор в первую очередь обучает его правильной посадке. Неправильная посадка существенно влия- ет на безопасность движения: водитель быстро устает, скованная поза снижает реакцию, неправильный наклон корпуса ухудшает обзор дороги. Неисправность аварийных выходов, уст- ройств приведения их в действие, а так- же привода управления дверьми не позво- лит водителю и пассажирам в экстренной ситуации (при дорожно-транспортном происшествии или пожаре) быстро поки- нуть транспортное средство. Самопроиз- вольное открывание дверей во время дви- жения может привести к аварии. Неисправный спидометр не даст воз- можности водителю достоверно оценивать скорость своего транспорта и поддержи- вать установленный скоростной режим. Рис. 9.16
110 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Тахографы - устройства, автоматически записывающие показания скорости и про- чие параметры движения, предусматрива- ются конструкцией ряда транспортных средств, выполняющих, как правило, пе- ревозки грузов или пассажиров на даль- ние расстояния. Тахографы позволяют проконтролировать соблюдение водителем скоростного режима на всех участках дви- жения. На транспортйых средствах инди- видуальных владельцев они не устанавли- ваются. Неисправное противоугонное устройст- во облегчает доступ к управлению транспортным средством посторонним лицам. В настоящее время заводы-изго- товители устанавливают на механичес- ких транспортных средствах противо- угонные устройства, блокирующие руль при вынимании водителем ключа из замка зажигания. Именно поэтому не следует при движении на спусках вы- ключать зажигание, так как возможна блокировка руля. Неисправность устройств обогрева и об- дува стекол существенно снижает обзор с места водителя. Билет 1-18 Задача 25.21 Билет 24-18 Задача 25.24 Билет 28-18 Задача 25.25 7.5. Отсутствуют предусмотренные конструкцией заднее защитное устрой- ство, грязезащитные фартуки и брызго- вики. Эти устройства, размещаемые позади колес автомобиля, защищают участников движения от брызг, грязи, мелких камней и т.п. 7.6. Неисправны тягово-сцепное и опорно-сцепное устройства тягача и прицепного звена, а также отсутству- ют или неисправны предусмотренные их конструкцией страховочные тросы (цепи). Имеются люфты в соединениях рамы мотоцикла с рамой бокового при- цепа. 7.7. Отсутствуют: на автобусе, легковом и грузовом ав- томобилях, колесных тракторах - меди- цинская аптечка, огнетушитель, знак аварийной остановки по ГОСТ Р 41.27-99; на грузовых автомобилях с разрешен- ной максимальной массой свыше 3,5 т и автобусах с разрешенной максимальной массой свыше 5т- противооткатные упоры (должно быть не менее двух); на мотоцикле с боковым прице- пом - медицинская аптечка, знак ава- рийной остановки по ГОСТ Р 41.27-99. Каждая автомобильная аптечка имеет вкладыш с перечнем медикаментов и ус- тройств, которыми она укомплектована, и краткими указаниями по их примене- нию. Не допускается произвольная замена указанных в перечне лекарственных средств и изделий медицинского назначе- ния. При использовании любого средства аптечка должна быть срочно дополнена. Запрещается применение средств с по- врежденной маркировкой и просроченной датой использования. На мотоциклах без бокового прицепа ме- дицинская аптечка, знак аварийной оста- новки и огнетушитель могут отсутствовать. Билет 6-18 Задача 25.18 Билет 10-18 Задача 25.19 Билет 15-18 Задача 25.20 7.8. Неправомерное оборудование транспортных средств проблесковыми маячками и (или) специальными звуко- выми сигналами либо наличие на на- ружных поверхностях транспортных средств специальных цветографических схем, надписей и обозначений, не соот- ветствующих государственным стандар- там Российской Федерации. 7.9. Отсутствуют ремни безопасности и подголовники сидений, если их уста- новка предусмотрена конструкцией транспортного средства. 7.10. Ремни безопасности неработоспо- собны или имеют видимые надрывы на лямке.
ГЛАВА 9 ПОДГОТОВКА К ТЕОРЕТИЧЕСКОМУ ЭКЗАМЕНУ В ГИБДД 111 7.11. Не работает держатель запасного колеса, лебедка и механизм подъе- ма-опускания запасного колеса. Храпо- вое устройство лебедки не фиксирует барабан с крепежным канатом. 7.12. На полуприцепе отсутствует или неисправно опорное устройство, фикса- торы транспортного положения опор, механизмы подъема и опускания опор. 7.13. Нарушена герметичность уплот- нителей и соединений двигателя, короб- ки передач, бортовых редукторов, задне- го моста, сцепления, аккумуляторной батареи, систем охлаждения и кондици- онирования воздуха и дополнительно ус- танавливаемых на транспортное средст- во гидравлических устройств. 7.14. Технические параметры, указан- ные на наружной поверхности газовых баллонов автомобилей и автобусов, осна- щенных газовой системой питания не соответствуют данным технического паспорта, отсутствуют даты последнего и планируемого освидетельствования. 7.15. Г осуд арственный регистрацион- ный знак транспортного средства или способ его установки не отвечает ГОСТ Р 50577-93. 7.16. На мотоциклах нет предусмотрен- ных конструкцией дуг безопасности. 7.17. На мотоциклах и мопедах нет предусмотренных конструкцией подно- жек, поперечных рукояток для пассажи- ров на седле. 7.18. В конструкцию транспортного средства внесены изменения без разре- шения Государственной инспекции бе- зопасности дорожного движения Мини- стерства внутренних дел Российской Федерации или иных органов, опреде- ляемых Правительством Российской Федерации.
112 УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВА 1. Основы устройства легковых автомобилей.............3 Основные части и агрегаты легкового автомобиля.............4 Колесная формула легкового автомобиля.......................6 Основные типы кузовов легковых автомобилей......................6 Современная классификация легковых автомобилей в Европе и России....8 ГЛАВА 2. Двигатели внутреннего сгорания.........................9 Бензиновые и дизельные двигатели ....9 Механизмы и системы двигателя...11 Общее устройство и рабочий цикл одноцилиндрового бензинового двигателя.......................11 Кривошипно-шатунный механизм....17 Газораспределительный механизм ....19 Система охлаждения..............22 Система смазки..................27 Система питания.................31 Общее устройство карбюратора....34 Общее устройство инжекторных систем питания......38 Система выпуска отработавших газов..............40 Система зажигания...............41 ГЛАВА 3. Электрооборудование....46 Источники и потребители электроэнергии..................46 Генератор.......................46 Аккумуляторная батарея..........48 Система пуска двигателя.........50 Приборы освещения, световой и звуковой сигнализации...........52 Контрольно-измерительные приборы...53 Спидометр и одометр...........54 Счетчик суточного пробега.....55 Тахометр......................55 Сигнализаторы, индикаторы и указатели.....................55 Дополнительное оборудование.....57 ГЛАВА 4. Трансмиссия............57 Общее устройство трансмиссии....57 Сцепление.......................59 Коробка передач.................62 Карданная передача..............69 Главная передача................70 ГЛАВА 5. Несущая система и ходовая часть.................72 Назначение и общее устройство кузова автомоб.- -=__72 Ходовая часть.................. 73 Конструктивные особенное-. передней подвески...............73 Конструктивные особенност* задней подвески.................76 Амортизаторы................... 77 Колеса и шины.................. 78 Маркировка шин..................80 Маркировка дисков...............80 ГЛАВА 6. Системы управ--; -*»---81 Система рулевого управг^-^s_____81 Реечный рулевой механкзм......82 Червячный рулевой меха-мам _..82 Рулевой привод............... 82 Тормозные системы.............. 85 ГЛАВА 7. Современные "= — — системы автомобиля... ...... ...89 Системы автоматизаци.- ае/е-мя легковым автомобилем........... 89 Системы обеспечения комфортных условий в сало-е —...90 Системы активной и паое-> безопасности автомоб.-.~-.......90 Системы активной безопасности автомобиле.......90 Системы пассивной безопасности автомобиля.......93 ГЛАВА 8. Техническое :: • • = а-ие автомобиля........ ...95 ГЛАВА 9. Подготовка к -а:ое-и-еоюму экзамену в ГИБДД.... 96 Комплекты экзамена^**:—•=» х билетов, используем & е на экзаменах в ГИБДД........... 96 Неисправности транспос--*»а средств, при которых запрещен дви.мг-ие..97 Перечень неисправностей и условий, при которь за-с-е-—ается эксплуатация транспорт*#»;! :редгв...Ю0 Неисправности тормозил* системы....100 Неисправности рулевого управляли ...103 Неисправности внешн.*« световых приборов.. .104 Неисправности стеклоочистителей и стеклоомывателей ветрового стекла..... .....105 Неисправности колес и шин.......106 Неисправности двигателя и прочих элементов конструкции..107