Конструкция и эксплуатационные свойства титтмо

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
От совершенства конструкции и технического состояния оборудования автомобиля зависят его эксплуатационная надежность и производительность.
В результате выполнения реферата проанализированы назначение, устройство и принцип работы одной из важнейших составных частей трансмиссии автомобиля – коробки переключения передач.
Таким образом, цель работы достигнута.

...

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Основная часть 4
1. Назначение, классификация коробок переключения передач и требования, предъявляемые к ним 4
2. Механическая коробка передач 6
3. Устройство трехвальной механической коробка передач 8
4. Вариаторная коробка передач 10
5. Роботизированная коробка передач 15
6. Автоматическая коробка передач 16
Заключение 21
Список литературы 22

ВВЕДЕНИЕ
Автомобиль является самым массовым транспортным средством в мире. Ежегодно выпускается миллионы автомобилей. Для того чтобы каждая машина нашла своего покупателя автомобильные компании вынуждены постоянно совершенствовать конструкцию автомобиля. Появляются современные модели, разрабатываются и внедряются новые системы автомобиля.
Без изучения и знания особенностей назначения, устройства и работы, систем и агрегатов автомобиля невозможно организовать технически грамотную эксплуатацию транспортных средств. Этим объясняется актуальность изучения вопросов, связанных с устройством подвижного состава.
Основной задачей реферата является систематизация и закрепление знаний по основным вопросам конструкции элементов трансмиссии автомобиля и имеет первостепенное значение в области формирова ния специалистов высшей квалификации.

Антиблокировочная система тормозов выпускается с 1978 года. За прошедший период система претерпела значительные изменения. На основе системы АБС построена система распределения тормозных усилий.
5. Особенности работы системы распределения тормозных усилий
Дальнейшее развитие ABS привело к появлению на современных автомобилях системы электронного распределения тормозных усилий. Эти системы всегда работают в паре, поэтому чаще всего в каталогах можно увидеть аббревиатуру ABS+EBD.
Система распределения тормозных усилий представляет собой программное расширение ABS, как бы продолжение развития технологии антиблокировочной системы торможения – фиксированным элементом программы. Однако, из соображений безопасности, антиблокировочная система тормозов и электронная система распределения тормозных сил выполнены раздельно. Если отказывает в работе ABS, то управление EBD, например, остается в рабочем состоянии и наоборот. Отказ в управлении EBD сигнализируется водителю, как правило, лампой аварийной сигнализации уровня тормозной жидкости совместно с лампой аварийной сигнализации ABS.
В EBD использованы конструктивные элементы системы ABS, но она стала как бы более продвинутой. Принципиально отличие технологии распределения тормозных усилий от базовой ABS в том, что первая помогают водителю управлять авто не только при экстренном торможении, а всегда.
Общепринятыми торговыми названиями системы являются:
EBD, Electronic Brake Force Distribution (англ.);
EBV, Elektronishe Bremskraftverteilung (нем.).
EBD использует датчики ABS, анализирует положение каждого колеса при торможении и строго индивидуально дозирует тормозное усилие на нем (рис.7).
Рисунок 7 – Система распределения тормозных усилий на базе ABS
Современный автомобиль устроен так, что на заднюю ось приходится меньшая нагрузка, чем на переднюю. Поэтому для сохранения курсовой устойчивости автомобиля блокировка передних колес должна наступать раньше задних колес. При необходимости внезапного торможения, в том числе при манёврах на скользкой дороге, система ABS путём оптимального распределения (с помощью электроники) давления в тормозных контурах всех четырёх колёс автомобиля, обеспечивает максимальный уровень сцепления с дорогой. Дополняющая её система EBD, которая находя оптимальный баланс распределения тормозных усилия между передней и задней осями, а так же правыми и левыми колёсами, приводя к минимуму различие нагрузок, приходящихся на оси автомобиля. Взаимодействие этих систем позволяет избежать эффект блокирования колес и позволяет сохранить уверенность и свободу при торможении, в том числе в экстренных ситуациях.
При резком торможении автомобиля происходит дополнительное уменьшение нагрузки на заднюю ось, так как центр тяжести смещается вперед. Блок управления определяет тормозные усилия, сравнивая частоту вращения передних и задних колес. Если тормозные усилия задних колес слишком велики, то при помощи электромагнитного клапана гидравлического блока давление в тормозных цилиндрах задних колес снижается (рис.8) [1].
Рисунок 8 – Принцип распределения сил системой EBD
Этим достигается оптимальная дозировка тормозных усилий задних колес для сохранения высокой боковой устойчивости при движении в повороте. Подобное управление давлением в тормозной системе позволяет избежать блокировки задних колес.
Работа системы EBD, также как и система ABS, носит цикличный характер. Цикл работы включает три фазы:
удержание давления;
сброс давления;
увеличение давления.
По данным датчиков частоты вращения колес блок управления ABS сравнивает тормозные усилия передних и задних колёс. Когда разница между ними превышает заданную величину, включается алгоритм системы распределения тормозных усилий.
На основании разности сигналов датчиков блок управления определяет начало блокирования задних колес. Он закрывает впускные клапаны в контурах тормозных цилиндров задних колес. Давление в контуре задних колес удерживается на текущем уровне. Впускные клапаны передних колёс остаются открытыми. Давление в контурах тормозных цилиндров передних колес продолжает увеличиваться до начала блокирования передних колес.
Если колеса задней оси продолжают блокироваться, открываются соответствующие выпускные клапаны и давление в контурах тормозных цилиндров задних колес уменьшается.
При превышении угловой скорости задних колес заданного значения, давление в контурах увеличивается. Происходит торможение задних колес.
Работа системы распределения тормозных усилий заканчивается с началом блокирования передних (ведущих) колес. При этом в работу включается система ABS.
6. Достоинства и недостатки системы распределения тормозных усилий
Доказанных или научно обоснованных недостатков у этой системы не выявлено. А вот достоинств у EBD – много. Ведь, распределяя тормозное усилие между колесами, система помогает водителю сберечь траекторию управления автомобилем, снижает риск уйти в снос или занос при прямолинейном торможении.
Данная система применяется для сохранения курсовой устойчивости при торможении в повороте, когда центр масс автомобиля переносится в сторону колёс идущих по внешнему радиусу. В данном случае тормозные усилия распределяются не только между осями, но и между колёсами. Распределение зависит от расчётов, основанных на данных с различных датчиков.
EBD помогает сохранить траекторию, уменьшает вероятность заноса или сноса при торможении на смешанном покрытии. Электроника по разности частот вращения определяет, что колёса попали на участки с разнородным покрытием, и уменьшит тормозные силы на колёсах, которые имеют лучшее сцепление с дорогой. Кстати, интенсивность замедления в этом случае снизится, и будет определяться силой трения колеса (колёс), имеющего наихудшее сцепление с дорогой.
EBD особенно полезна при перевозке грузов
Датчики учитывают дополнительную нагрузку, которая приходится на заднюю ось, давление в тормозной системе на задние колеса увеличивается из-за того, что лишний вес на задней оси повышает эффективность процесса торможения.
Если в автомобиле предусмотрена система EBD у него увеличивается срок эксплуатации тормозных колодок и уменьшается износ покрышек при торможении авто.
7. Основные компоненты систем распределения тормозных усилий
7.1 Колесные датчики системы
Датчик частоты вращения колеса (другое название – датчик скорости вращения колеса или колесные датчики) предназначен для определения скорости вращения/числа оборотов колеса автомобиля.
Сигналы датчика используются в работе многих систем активной безопасности, в том числе антиблокировочной системы тормозов, противобуксовочной системы, системы курсовой устойчивости. С помощью информации от датчиков соответствующие блоки управления регулируют силу торможения каждого колеса, что позволяет предотвратить их блокировку (проскальзывание) и в итоге обеспечить устойчивость (управляемость) автомобиля. Показания датчика частоты вращения учитываются в управлении автоматической коробкой передач (при выборе передачи), системе адаптивного освещения (скорость движения), системе контроля давления в шинах (определение спущенной шины).
До 1998 года в качестве датчика частоты вращения колеса использовался пассивный датчик индуктивного типа. Конструктивно данный вид датчика объединяет два элемента – чувствительный и задающий. Чувствительный элемент включает катушку с железным сердечником (контактным штифтом) и постоянный магнит. Задающий элемент представляет собой зубчатое колесо (ротор), которое вращается совместно со ступичным подшипником, как показано на рисунке 9 [5].
Чувствительный элемент датчика создает постоянное магнитное поле. Зубчатое колесо, проходя через поле, приводит к его изменению, при этом при прохождении зуба колеса изменение магнитного поля максимальное. Магнитное поле индуцирует напряжение в цепи датчика. Количество импульсов напряжения, соответствующее количеству пройденных зубьев за определенный интервал времени, пропорционально частоте вращения колеса.
1 – датчик частоты вращения; 2 – катушка; 3 – магнитный сердечник; 4 – зубчатый ротор; 5 – коаксиальный провод
Рисунок 9 – Датчик измерения частоты вращения колеса
При всей своей простоте, датчик частоты вращения индуктивного типа не обеспечивает требуемой точности измерения, т.к. величина импульсов напряжения напрямую зависит от частоты вращения колеса (чем больше частота, тем сильнее импульс напряжения).
На современных автомобилях устанавливаются активные датчики частоты вращения колеса. В работе такие датчики используют внешнее напряжение питания. Конструктивно активный датчик состоит из чувствительного и задающего элементов.
Задающий элемент активного датчика представляет собой пластмассовое кольцо, на поверхность которого нанесены намагниченные участки, т.н. мультиполюсное кольцо. Северный и южный полюса магнитов выполняют функции зубцов и впадин колеса.
Активные датчики обеспечивают высокую точность измерений, так как сила выходного сигнала не зависит от частоты вращения колеса. Кроме этого активный датчик имеет компактную конструкцию, что позволяет его устанавливать непосредственно в ступичном подшипнике. Цифровая обработка выходного сигнала дает дополнительные преимущества, например, позволяет использовать датчик для определения направления вращения колеса и его остановки.
В зависимости от используемого физического эффекта различают магниторезистивные датчики частоты вращения и датчики Холла [6].
В магниторезистивном датчике при изменении магнитного поля изменяется сопротивление. Для магниторезистивных датчиков место установки практически не имеет значения. Они обеспечивают надежную передачу сигнала даже в случае установки на довольно большом расстоянии от кодирующего диска.
Датчик устанавливается над магнитным кодирующим устройством и измеряет магнитное поле в поперечном направлении (на рисунке 10 – вверх или вниз в зависимости от направления вращения). Это позволяет определять скорость и направление движения.
1. Датчик 2. Меняющееся сопротивление 3. Кодирующее устройство
4. Магнитное поле
Рисунок 10 – Анизотропный магниторезистивный датчик (AMR)
Принцип действия основан на квантовомеханическом эффекте, создаваемом слоями ферромагнитного и неферромагнитного материала (сопротивление сильно увеличивается или ослабевает). Обеспечивается точное обнаружение сигнала.
В датчике Холла изменение магнитного поля приводит к изменению напряжения (рис.11). Датчики Холла отличаются высочайшей точностью, требуют очень точного выбора места установки и чувствительны к загрязнению.
1. Зубчатое колесо 2. Соединитель 3. Выходной сигнал 4. Постоянный магнит 5. Магнитное поле 6. ИС Холла
Рисунок 11 – Датчик Холла
Принцип измерения основан на так называемом эффекте Холла – бесконтактное обнаружение магнитных полей. Чувствительный элемент датчика называется ИС Холла. Этот элемент встроен в датчик. Постоянный магнит формирует магнитное поле позади ИС Холла. Магнитное поле проходит через ИС Холла и зубчатое колесо. Когда зубчатое колесо вращается, магнитное поле изменяется. ИС измеряет изменение поля и принимает во внимание изменение прямоугольного сигнала. Сигнал не зависит от скорости. Благодаря этому обеспечивается высоконадежное обнаружение сигнала на скоростях вплоть до 0 км/ч.
7.2 Силовой привод системы
Измерения от датчиков частоты вращения колес регистрирует и сравнивает блок управления и при необходимости дает поправки исполнительному устройству скорректировать давление в каком-либо контуре тормозной системы. Исполнительное устройство (силовой привод или модулятор тормозного давления) системы ABS+EBD представлено гидроагрегатом (рис.12). Как правило, он состоит из гидравлического насоса и гидравлического блока. Они образуют единый блок и не должны разъединяться.
Рисунок 12 – Силовой привод системы ABS+EBD
Гидроагрегат регулирует давление в контурах тормозной системы при помощи гидроаккумулятора, электрогидронасоса обратного хода и управляющих электрогидравлических клапанов.
У всех современных систем четыре колесных датчика и четыре пары клапанов – по два на каждый контур или канал тормозной системы. Такие системы называют 4-канальными. Они позволяют индивидуально регулировать тормозные усилия на каждом колесе, добиваясь максимально эффективного замедления.