Схема электромеханического усилителя руля c параллельным приводом

 

В электроусилителе с параллельным приводом усилие от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма с помощью ременной передачи и специального шариковинтового механизма.

Система управления электроусилителем руля включает следующие элементы:

входные датчики; электронный блок управления; исполнительное устройство.

К входным датчикам относятся датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента на рулевом колесе. Система управления электроусилителем руля также использует информацию, поступающую от блока управления ABS (датчик скорости автомобиля) и блока управления двигателем (датчик частоты коленчатого вала двигателя).

Электронный блок управления обрабатывает сигналы датчиков. В соответствии с заложенной программой вырабатывается соответствующее управляющее воздействие на исполнительное устройство – электродвигатель усилителя.

Электроусилитель руля обеспечивает работу рулевого управления автомобиля в следующих режимах: поворот автомобиля; поворот автомобиля на малой скорости; поворот автомобиля на большой скорости; активный возврат колес в среднее положение; поддержание среднего положения колес.

 

Лабораторная работа №8

Тема: Практическое изучение устройства приборов тормозной системы автомобилей зарубежного производства. Основные неисправности и способы их устранения.

Цель работы: Практически изучить устройство приборов тормозной системы автомобилей зарубежного производства. Основные неисправности и способы их устранения.

Тормозная система предназначена для управляемого изменения скорости автомобиля, его остановки, а также удержания на месте длительное время за счет использования тормозной силы между колесом и дорогой. Тормозная сила может создаваться колесным тормозным механизмом, двигателем автомобиля (т.н. торможение двигателем), гидравлическим или электрическим тормозом-замедлителем в трансмиссии.

 

Для реализации указанных функций на автомобиле устанавливаются следующие виды тормозных систем: рабочая; запасная; стояночная.

Рабочая тормозная система обеспечивает управляемое уменьшение скорости и остановку автомобиля.

Запасная тормозная система используется при отказе и неисправности рабочей системы. Она выполняет аналогичные функции, что и рабочая система. Запасная тормозная система может быть реализована в виде специальной автономной системы или части рабочей тормозной системы (один из контуров тормозного привода).

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте длительное время.

Тормозная система является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. На легковых и ряде грузовых автомобилей применяются различные устройства и системы, повышающие эффективность тормозной системы и устойчивость при торможении: усилитель тормозов, антиблокировочная система, усилитель экстренного торможения и др.

Устройство тормозной системы

Тормозная система имеет следующее устройство:

тормозной механизм; тормозной привод.

Схема тормозной системы

 

Тормозной механизм предназначен для создания тормозного момента, необходимого для замедления и остановки автомобиля. На автомобилях устанавливаются фрикционные тормозные механизмы, работа которых основана на использовании сил трения. Тормозные механизмы рабочей системы устанавливаются непосредственно в колесе. Тормозной механизм стояночной системы может располагаться за коробкой передач или раздаточной коробкой.

В зависмости от конструкции фрикционной части различают:

барабанные тормозные механизмы; дисковые тормозные механизмы.

Тормозной механизм состоит из вращающейся и неподвижной частей. В качестве вращающейся части барабанного механизма используется тормозной барабан, неподвижной части – тормозные колодки или ленты.

 

Вращающаяся часть дискового механизма представлена тормозным диском, неподвижная – тормозными колодками. На передней и задней оси современных легковых автомобилей устанавливаются, как правило, дисковые тормозные механизмы.

Дисковый тормозной механизм состоит из вращающегося тормозного диска, двух неподвижнах колодок, установленных внутри суппорта с обеих сторон.

Схема дискового тормозного механизма

Суппорт закреплен на кронштейне. В пазах суппорта установлены рабочие цилиндры, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозной диск при томожении сильно нагреваются. Охлаждение тормозного диска осуществляется потоком воздуха. Для лучшего отвода тепла на поверхности диска выполняются отверстия. Такой диск называется вентилируемым. Для повышения эффективности торможения и обеспечения стойкости к перегреву на спортивных автомобилях применяются керамические тормозные диски.

Тормозные колодки прижимаются к суппорту пружинными элементами. К колодкам прикреплены фрикционные накладки. На современных автомобилях тормозные колодки оснащаются датчиком износа.

Тормозной привод обеспечивает управление тормозными механизмами. В тормозных системах автомобилей применяются следующие типы тормозных приводов: механический; гидравлический; пневматический; электрический; комбинированный.

Механический привод используется в стояночной тормозной системе. Механический привод представляет собой систему тяг, рычагов и тросов, соединяющую рычаг стояночного тормоза с тормозными механизмами задних колес. Он включает: рычаг привода; регулируемый наконечник; уравнитель тросов; тросы; рычаги привода колодок.

На некоторых моделях автомобилей стояночная система приводится в действие от ножной педали, т.н. стояночный тормоз с ножным приводом. В последнее время в стояночной системе широко используется электропривод, а само устройство называется электромеханический стояночный тормоз.

Гидравлический привод является основным типом привода в рабочей тормозной системе. Конструкция гидравлического привода включает:

тормозную педаль; усилитель тормозов; главный тормозной цилиндр; колесные цилиндры; шланги и трубопроводы.

Тормозная педаль передает усилие от ноги водителя на главный тормозной цилиндр.

Усилитель тормозов создает дополнительное усилие, передоваемое от педали тормоза. Наибольшее применение на автомобилях нашел вакуумный усилитель тормозов.

Главный тормозной цилиндр создает давление тормозной жидкости и нагнетает ее к тормозным цилиндрам. На современных автомобилях применяется сдвоенный (тондемный) главный тормозной цилиндр, который создает давление для двух контуров.

Над главным цилиндром находится расширительный бачок, предназначенный для пополнения тормозной жидкости в случае небольших потерь.

Колесный цилиндр обеспечивает срабатывание тормозного механизма, т.е. прижатие тормозных колодок к тормозному диску (барабану).

На современных автомобилях в состав гидравлического тормозного привода включены различные электронные компоненты:

-антиблокировочная система тормозов;

-усилитель экстренного торможения;

-система распределения тормозных усилий;

-электронная блокировка дифференциала;

-антипробуксовочная система.

Пневматический привод используется в тормозной системе грузовых автомобилей.

Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию нескольких типов привода. Например, электропневматический привод.

Электромеханический стояночный тормоз (Electromechanical Parking Brake, EPB) является современной конструкций стояночной тормозной системы, в которой используется электромеханический привод тормозных механизмов.

Электромеханический стояночный тормоз выполняет следующие функции:

-удержание автомобиля на месте при стоянке;

-аварийное торможение при движении автомобиля;

-удержание автомобиля при трогании на подъеме.

Система EPB устанавливается на задние колеса автомобиля. Электромеханический стояночный тормоз имеет следующее общее устройство: тормозной механизм; тормозной привод; электронная система управления.

В системе используются штатные тормозные механизмы, конструктивные изменения внесены в рабочие цилиндры.

Тормозной привод устанавливается на суппорте тормозного механизма. Тормозной привод преобразует электрическую энергию бортовой сети в поступательное движение тормозных колодок. Для выполнения возложенных функций привод включает следующие конструктивные элементы:

электродвигатель; ременная передача; планетарный редуктор; винтовой привод.

Все элементы находятся в одном корпусе. Вращательное движение электродвигателя через ременную передачу передается на планетарный редуктор. Применение планетарного редуктора обусловлено снижением уровня шума, массы привода, а также существенной экономией пространства. Редуктор осуществляет перемещение винтового привода, который в свою очередь обеспечивает поступательное движение поршня тормозного механизма.

Электронная система управления стояночным тормозом объединяет:

входные датчики; блок управления; исполнительные механизмы.

К входным датчикам относятся кнопка включения тормоза, датчик уклона, датчик педали сцепления. Кнопка включения располагается на центральной консоли автомобиля. Датчик уклона интегрирован в блок управления. Датчик педали сцепления расположен на приводе сцепления и фиксирует два параметра – положение и скорость отпускания педали сцепления.

Блок управления преобразует сигналы датчиков в управляющие воздействия на исполнительные устройства. В своей работе блок управления взаимодействует с системой управления двигателем и системой курсовой устойчивости ESP.

В роли исполнительного механизма системы управления выступает электродвигатель привода.

Принцип работы электромеханического стояночного тормоза

Работа электромеханического стояночного тормоза носит циклический характер: включение – выключение.

Включение стояночного тормоза производится нажатием кнопки на центральной консоли. При этом активируется электродвигатель, который посредством редуктора и винтового привода производит притягивание тормозных колодок к тормозному диску. Тормозной диск жестко фиксируется.

Выключение электромеханического стояночного тормоза производится автоматически при трогании автомобиля с места. Предусмотрено выключение тормоза вручную при нажатой педали тормоза. При выключении стояночного тормоза блок управления анализирует следующие параметры:

величину уклона; положение педали газа (от блока управления двигателем); положение и скорость отпускания педали сцепления.

Это позволяет производить своевременное выключение стояночного тормоза, в том числе выключение с временной задержкой, предотвращающее откатывание автомобиля при трогании на подъеме.

Тормозная система требуем к себе самого пристального внимания. Эксплуатация автомобиля с неисправной тормозной системой запрещается. Поэтому каждый автомобилист должен знать основные неисправности тормозной системы и определить их по внешним признакам. В данной статье рассмотрены основные неисправности гидравлической рабочей тормозной системы легкового автомобиля.

В соответствии с конструкцией тормозной системы неисправности условно можно разделить на неисправности тормозного механизма, неисправности тормозного привода и неисправности усилителя тормозов.

Различают следующие неисправности дискового тормозного механизма:

-износ, повреждение или загрязнение (замасливание) тормозных колодок;

-износ, деформация, задиры на поверхности тормозных дисков;

-ослабление крепления, деформация суппорта.

Основные неисправности тормозного привода включают:

-заедание поршня рабочего цилиндра;

-утечка тормозной жидкости в рабочем цилиндре;

-заедание поршня главного цилиндра;

-утечка тормозной жидкости в главном цилиндре;

-повреждение или засорение шлангов, трубопроводов;

-подсос воздуха в системе вследствие ослабления крепления.

Вакуумный усилитель тормозов может иметь следующие неисправности:

-недостаточное разряжение во впускном коллекторе;

-повреждение вакуумного шланга;

-неисправность следящего клапана усилителя.

Все перечисленные неисправности тормозной системы в большей или меньшей степени снижают эффективность торможения автомобиля, поэтому представляют опасность для всех участников движения.

О наступлении неисправности тормозной системы свидетельствуют различные отклонения от нормальной работы, т.н. внешние признаки неисправностей, к которым относятся:

-отклонение от прямолинейного движения при торможении;

-большой ход педали тормоза;

-скрежетание при торможении;

-визг, свист при торможении;

-снижение усилия на педали при торможении;

-повышение усилия на педали при торможении;

-вибрация педали при торможении (не путать с пульсацией педали при работе системы ABS);

-низкий уровень тормозной жидкости в бачке.

 

Для облегчения контроля состояния тормозной системы в конструкции автомобиля используются различные датчики. Результаты измерений датчиками параметров системы выводятся в виде сигналов соответствующих ламп на приборной панели, показаний бортового компьютера. На современном автомобиле применяются следующие сигнальные лампы тормозной системы:

-низкого уровня тормозной жидкости;

-износа тормозных колодок;

-неисправности системы ABS;

-неисправности системы ESP (ASR).

Для установления конкретных неисправностей систем активной безопасности применяется компьютерная диагностика автомобиля.

 

Лабораторная работа №9

Тема:Практическое изучение особенностей устройства системы зажигания автомобилей зарубежного производства. Основные неисправности способы их устранения.

Цель работы: Практически изучить особенности устройства системы зажигания автомобилей зарубежного производства. Основные неисправности способы их устранения.

Система зажигания предназначена для воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя.

В настоящее время на автомобилях применяются следующие типы систем зажигания: контактная система зажигания; бесконтактная (транзисторная) система зажигания; электронная (микропроцессорная) система зажигания.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством - прерывателем-распределителем. Дальнейшим развитием контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания.

В отличие от контактной в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор с бесконтактным датчиком импульсов.

В микропроцессорной системе зажигания используется электронный блок управления. Ранее на некоторых моделях автомобилей электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания). В настоящее время применяется система управления двигателем, которая осуществляет управление многими системами двигателя, в т.ч. системой зажигания.

Система зажигания имеет следующее общее устройство:

-источник питания (генератор и аккумуляторная батарея);

-выключатель зажигания;

-устройство управления накоплением энергии (прерыватель, транзисторный коммутатор, электронный блок управления);

-накопитель энергии (катушка зажигания, конденсатор);

-устройство распределения энергии (механический распределитель, статический распределитель);

-высоковольтные провода;

-свечи зажигания.

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания.

Электронной системой зажигания называется система, в которой создание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется с помощью электронных устройств. Система имеет другое название - микропроцессорная система зажигания.

Необходимо отметить, что контактно-транзисторная система зажигания и бесконтактная система зажигания также включают электронные компоненты, но данные системы уже имеют свои устоявшиеся названия.

С другой стороны электронная система зажигания не имеет механических контактов, поэтому, по сути, является бесконтактной системой зажигания.

На современных автомобилях электронная система зажигания является составной частью системы управления двигателем. Данная система осуществляет управление объединенной системой впрыска и зажигания, а на последних моделях автомобилей и рядом других систем – впускной и выпускной системами, системой охлаждения.

Существует множество конструкций электронных систем зажигания (Bosch Motronic, Simos, Magneti-Marelli и др.), отличающихся по конструкции. Электронные системы зажигания можно разделить на два вида:

-системы зажигания с распределителем;

-системы прямого зажигания.

Первый вид электронных систем зажигания в своей работе использует механический распределитель, с помощью которого осуществляется подача тока высокого напряжения на конкретную свечу. В системах прямого зажигания подача тока высокого напряжения на свечу производится непосредственно с катушки зажигания.

Вместе с тем, электронная система зажигания имеет следующее общее устройство:

источник питания; выключатель зажигания; входные датчики; электронный блок управления; воспламенитель; катушка зажигания; провода высокого напряжения (на некоторых видах системы); свечи зажигания.

Входные датчики фиксируют текущие параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Система электронного зажигания в своей работе использует входные датчики, входящие в состав системы управления двигателем:

датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя;

датчик положения распределительного вала;

датчик массового расхода воздуха;

датчик детонации;

датчик температуры воздуха;

датчик температуры охлаждающей жидкости;

датчик давления воздуха;

датчик положения дроссельной заслонки;

датчик положения педали газа;

датчик давления топлива;

кислородный датчик;

и другие.

Номенклатура датчиков на разных моделях автомобилей может различаться.

 

Электронный блок управления двигателем обрабатывает сигналы входных датчиков и формирует управляющие воздействия на воспламенитель.

Воспламенитель представляет собой электронную плату, обеспечивающую включение и выключение зажигания. Основу воспламенителя составляет транзистор. При открытом транзисторе ток протекает по первичной обмотке катушки зажигания, при закрытом - происходит его отсечка и наводка тока высокого напряжения во вторичной обмотке.

Электронная система зажигания может иметь одну общую катушку зажигания, индивидуальные катушки зажигания или сдвоенные катушки зажигания.

В системах прямого зажигания также используются сдвоенные катушки зажигания. На четырехцилиндровом двигателе устанавливается две таких катушки: одна для 1 и 4 цилиндров, другая – для 2 и 3 цилиндров. Каждая из катушек создает ток высокого напряжения на двух выводах, поэтому искра зажигания всегда происходит одновременно в двух цилиндрах. В одном из цилиндров она воспламеняет топливно-воздушную смесь, в другом происходит вхолостую.

Принцип работы электронной системы зажигания

В соответствии с сигналами датчиков электронный блок управления вычисляет оптимальные параметры работы системы. Осуществляется управляющее воздействие на воспламенитель, который обеспечивает подачу напряжения на катушку зажигания. В цепи первичной обмотки катушки зажигания начинает протекать ток.

При прерывании напряжения, во вторичной обмотке катушки индуцируется ток высокого напряжения. По высоковольтным проводам или непосредственно с катушки зажигания ток высокого напряжения подается к соответствующей свече зажигания. Создающаяся искра в свече зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь.

При изменении скорости вращения коленчатого вала двигателя датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя и датчик положения распределительного вала подают сигналы в электронный блок управления, который в свою очередь осуществляет необходимое изменение угла опережения зажигания.

При увеличении нагрузки на двигатель управление углом опережения зажигания осуществляется с помощью датчика массового расхода воздуха. Дополнительную информацию о процессе воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси дает датчик детонации. Другие датчики представляют дополнительную информацию о режимах работы двигателя.

Лабораторная работа №10

Тема: Практическое изучение системы компьютерного управления.

Цель работы: Изучить системы компьютерного управления.

Системой управления двигателем называется электронная система управления, которая обеспечивает работу двух и более систем двигателя. Система является одним из основных электронных компонентов электрооборудования автомобиля.

 

Генератором развития систем управления двигателем в мире является немецкая фирма Bosch. Технический прогресс в области электроники, жесткие нормы экологической безопасности обусловливают неуклонный рост числа подконтрольных систем двигателя.

Простейшей системой управления двигателем является объединенная система впрыска и зажигания. Современная система управления двигателем объединяет значительно больше систем и устройств, среди которых:

топливная система;

система впрыска;

система впуска;

система зажигания;

выпускная система;

система охлаждения;

система рециркуляции отработавших газов;

система улавливания паров бензина;

вакуумный усилитель тормозов.

Система управления двигателем имеет следующее общее устройство:

1. адсорбер

2. запорный клапан системы улавливания паров бензина

3. датчик давления во впускном коллекторе

4. топливный насос высокого давления

5. датчик давления топлива в контуре низкого давления

6. датчик давления топлива в контуре высокого давления

7. форсунка впрыска

8. клапан регулирования фаз газораспределения

9. катушка зажигания

10. датчик Холла

11. датчик температуры воздуха на впуске

12. блок управления дроссельной заслонкой с датчиком положения

13. управляющий клапан системы рециркуляции отработавших газов

14. потенциометр заслонки впускного коллектора

15. датчик детонации

16. датчик частоты вращения коленчатого вала

17. кислородный датчик

18. датчик температуры охлаждающей жидкости

19. блок управления

20. диагностический интерфейс

21. датчик положения педали газа

22. топливный насос

23. кислородный датчик

24. датчик температуры отработавших газов

25. датчик оксидов азота

входные датчики;

электронный блок управления;

исполнительные устройства систем двигателя.

Схема системы управления двигателем

Входные датчики измеряют конкретные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Информация, получаемая от датчиков, является основой управления двигателем. Система управления двигателем включает следующие входные датчики: используется в работе топливной системы датчик давления топлива в контуре низкого давления;

используется в работе системы впрыска датчик давления топлива;

датчик частоты вращения коленчатого вала;

датчик Холла;

датчик положения педали газа;

расходомер воздуха;

датчик температуры охлаждающей жидкости;

датчик температуры воздуха на впуске

используются в работе системы впуска расходомер воздуха (при наличии);

датчик температуры воздуха на впуске;

датчик положения дроссельной заслонки;

датчик давления во впускном коллекторе

используются в работе системы зажигания датчик положения педали газа;

датчик частоты вращения коленчатого вала;

датчик Холла;

датчик детонации;

расходомер воздуха;

датчик температуры воздуха на впуске;

датчик температуры охлаждающей жидкости;

кислородные датчики;

используются в работе выпускной системы датчик температуры отработавших газов;

кислородный датчик перед нейтрализатором;

кислородный датчик после нейтрализатора;

датчик оксидов азота;

используются в работе системы охлаждения датчик температуры охлаждающей жидкости;

датчик температуры масла;

используются в работе вакуумного усилителя тормозов датчик давления в магистрали вакуумного усилителя тормозов

В зависимости от типа и модели двигателя номенклатура датчиков может изменяться.

Электронный блок управления двигателем принимает информацию от датчиков и в соответствии с заложенным программным обеспечением формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства систем двигателя. В своей работе электронный блок управления взаимодействует с блоками управления автоматической коробкой передач, системой ABS (ESP), электроусилителя руля, подушками безопасности и др.

Исполнительные устройства входят в состав конкретных систем двигателя и обеспечивают их работу.

Исполнительными устройствами топливной системы являются топливный электронасос и перепускной клапан. В системе впрыска управляемыми элементами являются форсунки и клапан регулирования давления. Работа системы впуска управляется с помощью привода дроссельной заслонки и привода впускных заслонок.

Катушки зажигания являются исполнительными устройствами системы зажигания. Система охлаждения современного автомобиля также имеет ряд компонентов, управляемых электроникой: термостат, реле дополнительного насоса охлаждающей жидкости, блок управления вентилятора радиатора, реле охлаждения двигателя после остановки.

Принцип работы системы управления двигателем основан на комплексном управлении величиной крутящего момента двигателя. Другими словами, система управления двигателем приводит величину крутящего момента в соответствия с конкретным режимом работы двигателя. Система в своей работе различает следующие режимы работы двигателя:

запуск;

прогрев;

холостой ход;

движение;

переключение передач;

торможение;

работа системы кондиционирования.

 

Изменение величины крутящего момента производиться двумя способами - путем регулирования наполнения цилиндров воздухом и регулированием угла опережения зажигания.

 

 


 

Использованная литература

 

1 И.С. Туревский «Техническое обслуживание автомобилей зарубежного производства» Москва ИД «Форум» - ИНФРА-М 2007года.

2. А.М. Иванов, А.Н. Солнцева «Основы конструкции автомобиля» М. ООО «Книжное издательство» 2006 года.

 


 

Оглавление

 

1. Лабораторная работа №1………………………………………..4

2. Лабораторная работа №2………………………………………..12

3. Лабораторная работа №3……………………………………… .20

4. Лабораторная работа №4………………………………………..29

5. Лабораторная работа №5………………………………………..40

6. Лабораторная работа №6………………………………………..46

7. Лабораторная работа №7………………………………………..49

8. Лабораторная работа №8………………………………………..56

9. Лабораторная работа №9………………………………………..64

10. Лабораторная работа №10………………………………………68