Лекция 1

Тема лекции

Общее устройство автомобиля и двигателя

см. также Презентацию к лекции 1

План лекции

1.1 Определение понятия "автомобиль"

1.2 Определение понятия "пожарный автомобиль"

1.3 Определение понятия "аварийно-спасательный автомобиль"

1.4 Определение понятия "базовое шасси"

1.5 Задачи курса «Базовое шасси пожарных и аварийно-спасательных автомобилей»

1.6 Общее устройство автомобиля

1.7 Автомобильные двигатели. Назначение, классификация

1.8 Общее устройство двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Литература, интернет-источники

1. Автомобиль: Основы конструкции: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство» / Н.Н. Вишняков, В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 304 с.

2. Устройство автомобиля: Учебник для учащихся автотранспортных техникумов / Е.В. Михайловский, К.Б. Серебряков, Е.Я. Тур. – 6-е изд., стереотип. – М.: Машиностроение, 1987. – 352 с.

3. Пожарная техника: Учебник / Под ред. М.Д. Безбородько. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. – 550 с.

Содержание лекции

1.1 Определение понятия "автомобиль"

Автомобиль (от греческого autos – «сам» и латинского mobilis – «подвижный») – самоходная транспортная машина, приводимая в движение установленным на нем двигателем.

Любой автомобиль состоит из трех основных частей:

1) двигателя,

2) кузова,

3) шасси.

По назначению автомобили подразделяют на:

1) пассажирские;

2) грузовые;

3) специальные – не выполняют транспортную работу. Оборудованы специальными приспособлениями, устройствами, механизмами. Могут иметь специальные кузова.

Пожарные и аварийно-спасательные автомобили относятся к специальным автомобилям.

1.2 Определение понятия "пожарный автомобиль"

Согласно ГОСТ Р 53248-2009 Техника пожарная. Пожарные автомобили. Номенклатура показателей:

«Пожарные автомобили – оперативные транспортные средства на базе автомобильных шасси, оснащенные пожарно-техническим вооружением, оборудованием, используемые при пожарно-спасательных работах».

Основные пожарные автомобили (ПА):

1) перевозят личный состава к месту вызова,

2) перевозят огнетушащее вещество (или может подавать огнетушащее вещество в зону пожара из других источников);

3) перевозят пожарное оборудование;

4) подают огнетушащее вещество в зону пожара.

Специальные пожарные автомобили – пожарные автомобили, предназначенные для обеспечения выполнения специальных работ на пожаре (какой-либо из пунктов 1), 2), 3), 4) не выполняется). Это автолестницы и коленчатые подъемники, рукавные автомобили, автомобили ГДЗС и т.д.

1.3 Определение понятия "аварийно-спасательный автомобиль"

Согласно ГОСТ Р 53248-2009 Техника пожарная. Пожарные автомобили. Номенклатура показателей:

«Пожарный аварийно-спасательный автомобиль (АСА) – пожарный автомобиль, оборудованный генератором, комплектом аварийно-спасательного инструмента и предназначенный для доставки личного состава, пожарно-технического вооружения, оборудования к месту пожара (аварии) и проведения действий при аварийно-спасательных работах».

1.4 Определение понятия "базовое шасси"

Согласно ГОСТ Р 12.2.144-2005 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Автомобили пожарные. Требования безопасности. Методы испытаний:

«Базовое шассиавтомобильное шасси, специально изготовленное либо серийно выпускаемое, предназначенное для размещения на нем салона для личного состава боевого расчета и пожарной надстройки».

Таким образом, пожарные автомобили состоят из шасси (основы транспортного средства) и пожарной надстройки.

Согласно НПБ 312-2003 Техника пожарная. Аварийно-спасательный автомобиль. Общие технические требования. Методы испытаний:

«Базовое шасси АСАсерийно выпускаемое автомобильное шасси, с доработкой кузова (салона) в целях приспособления его для выполнения специальных работ».

АСА (по НПБ 312-2003) создаются на шасси грузовых автомобилей, грузоподъемностью от 2 до 12 т, а также на базе автобусов.

1.5 Задачи курса «Базовое шасси пожарных и аварийно-спасательных автомобилей»

Пожарные и аварийно-спасательные автомобили могут выпускаться в разных вариантах конструктивного исполнения:

1. Применение стандартных (серийных) шасси с наиболее подходящими для эксплуатации характеристиками в зависимости от назначения, условий применения (мощность двигателя, колесная формула, грузоподъемность).

2. Выполнение модернизации стандартных шасси с учетом специфики эксплуатации ПА (установка более мощного двигателя, изменение передаточных чисел трансмиссии, усиление подвески и т.п.).

3. Изготовление для ПА специального шасси. ПА, изготовленные на специальном шасси имеют более высокие эксплуатационные свойства, по сравнению с аналогами на базовых шасси.

Третий вариант – более перспективный, однако требует больших затрат. Поэтому большинство отечественных ПА выполняются по первому (реже – второму) варианту конструктивного исполнения.

В связи с этим, специалисту по пожарной безопасности важно иметь знания по устройству серийных автомобилей, на базе которых изготавливаются ПА. Это, главным образом, грузовые автомобили ЗИЛ, КамАЗ, «Урал». Реже используются шасси ГАЗ, УАЗ (в основном - на АСА и ПА легкого класса).

Необходимо изучить их общее устройство, а также назначение, основы конструкции и принцип действия отдельных агрегатов, узлов, механизмов и систем базовых автомобилей.

Все зарубежные ПА создаются на базе национальных, региональных (евронормы) международных (ИСО) стандартов и норм.

Для создания ПА на зарубежных предприятиях (фирмах) используются современные специальные шасси с более высоким уровнем энергообеспечения и безопасности.

Наметилась тенденция к созданию многоцелевых пожарно-спасательных автомобилей с расширенным спектром функций, а также ПА первой помощи (автомобилей быстрого реагирования с набором функциональных контейнеров).

Студентам необходимо освоить навыки анализа различных конструктивных схем, знать основные тенденции развития конструкции автомобиля.

1.6 Общее устройство автомобиля

Автомобиль состоит из отдельных деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Механизм – устройство, предназначенное для преобразования движения и скорости.

Агрегат – соединение нескольких устройств в одно целое.

Система – совокупность отдельных частей, связанных общей функцией (например, системы питания, охлаждения, смазки и т. д.).

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси.

Двигатель – источник энергии.

Шасси объединяет трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.

Кузов, устанавливаемый на шасси, предназначен для размещения водителя и пассажиров в легковом автомобиле и груза в грузовом. Кузов грузового автомобиля состоит из платформы для груза, кабины водителя, капота, закрывающего двигатель, и оперения. В данной дисциплине кузов не изучается.

Ходовая часть состоит из рамы, на которой установлен кузов и все механизмы автомобиля, подвески (рессоры и амортизаторы), передних и задних мостов и колес. Крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию к ведущим колесам, вызывает противодействие дороги, которое выражается силой реакции, приложенной к ведущим колесам и направленной в сторону движения автомобиля. Силы реакции передаются на ведущий мост, а от него через рессоры на раму автомобиля и толкают ее вперед. Рама в свою очередь передает эти силы через передние рессоры на передний мост и к передним колесам, вызывая поступательное движение автомобиля.

Механизмы управления - рулевое управление, которым изменяют направление движения автомобиля, и тормозная система, позволяющая быстро уменьшать скорость движения или останавливать автомобиль.

Трансмиссия (см. рисунок) передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля и изменяет величину и направление этого момента. В трансмиссию входят следующие механизмы: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси. Последние три механизма составляют ведущий (обычно задний) мост.

1.7 Автомобильные двигатели. Назначение, классификация

Двигатель – энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу.

На большинстве современных автомобилей установлены поршневые (тепловые) двигатели, называемые двигателями внутреннего сгорания (ДВС). В них теплота, выделяющаяся при сгорании топлива в цилиндрах, преобразуется в механическую работу.

На рисунке - анимация работы ДВС (рисунок кликабелен)

Двигатель как источник механической энергии необходим для движения автомобиля.

Поршневые ДВС классифицируют по следующим признакам: 1) назначению – транспортные и стационарные; 2) способу осуществления рабочего цикла – четырехтактные и двухтактные; 3) способу смесеобразования – с внешним смесеобразованием – карбюраторные или газовые и с внутренним смесеобразованием – дизели; 4) способу воспламенения рабочей смеси – с принудительным воспламенением от электрической искры (карбюраторные, газовые и др.); с воспламенением от сжатия (самовоспламенение) – дизели; 5) виду применяемого топлива – карбюраторные, работающие на бензине; дизели, работающие на тяжелом дизельном топливе, и двигатели, работающие на сжатом или сжиженном газе; 6) числу цилиндров – одноцилиндровые и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шести-, восьмицилиндровые и т. д.); 7) расположению цилиндров – однорядные с вертикальным расположением цилиндров в один ряд; однорядные с наклоном оси цилиндров от вертикали на 20 – 40°; V-образные двухрядные, с расположением цилиндров под углом и с противоположным горизонтальным расположением цилиндров (под углом 180°); 8) способу наполнения цилиндров свежим зарядом – двигатели без наддува, в которых наполнение осуществляется за счет разрежения, создаваемого в цилиндре, при движении поршня от ВМТ к НМТ, и с наддувом – наполнение цилиндра свежим зарядом происходит под давлением, которое создается компрессором; 9) охлаждению – с жидкостным или воздушным охлаждением.

1.8 Общее устройство двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Поршневой ДВС состоит из следующих механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределения, а также систем охлаждения, смазочной, питания, зажигания и пуска.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. На рисунке - анимация работы КШМ (рисунок кликабелен).

Механизм газораспределения (ГРМ) предназначен для открытия и закрытия клапанов, что необходимо для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.

Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя.

Смазочная система обеспечивает подачу смазочного материала к трущимся поверхностям для уменьшения трения, снижения износа и отвода теплоты от контактирующих поверхностей.

Система питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с горячим воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).

Система пуска служит для проворачивания коленчатого вала двигателя при его пуске.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация автомобилей по назначению.

2. Из каких частей состоит автомобиль, их назначение?

3. Системы и механизмы двигателя внутреннего сгорания, их назначение.

4. Из каких элементов состоит трансмиссия, их назначение?

5. Из каких элементов состоит ходовая часть, их назначение?

6. Какие органы управления имеет автомобиль, их назначение?

7. Классификация двигателей внутреннего сгорания.