Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ISSN 0005-Ш7
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Важнейшее условие решения задач XII п я т и л е т к и ......................................................................... 1
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
М. П. Довнар — Опираясь на собственные с и л ы .................................................................................4Г. Б. Кац, П. А . Шеко — Оценка экономической эффективности создаваемой т е х н и к и ......................................................................................................................................................................................... 7
ДЗИГАТсЛИ
»■ о ------- -- - з ахошин, Л. Я. Литвин, Ю . 3 . Бунзульян, С . В. Коробченко,3, ие топливной экономичности двигателя АЗЛК-412 . . . 8
А. Воронцов, Т. В. Иванова, М. А . Осиповский — Термо- иbnu^w..., .истемы выпуска отработавших г а з о в ............................................................... 11•» Е. Канарчук, Г. Н. Гелетуха, И. И. Попелыш — Диагностирование топливной системы дизеля по его тепловому и зл уч ен и ю .............................................................................................. 12Г ч - рытвинский — Из истории автомобильных Д В С ................................................................... 13
АВТОМОБИЛИ
A. И. Веселов — Автомобиль АЗЛК-2141: особенности компоновки и конструкции 16B. И. Соловьев, Г. Д . Цейтлин, О. Л. Точенов — Развитие конструкций полуприце-пов-контейнеровозов.................................................................................................................. ...........................19A . И. Яковлев, И. А. Лапшин — Пути повышения эффективности дизель-троллейвозов ...............................................................................................................................................................................................20Л. С. Скоблов, С. А . Дубник — Выбор алюминиевых сплавов для элементов конструкций А Т С ................................................................................................................................................................................ 22B. С. Цыбин, Л. Л. Гусев — Пластмассовые автомобильные к о л е с а ........................................23В. Н. Барун, Ю. Н. Петер — Брызгозащитные устройства для грузового автомобиля 25
АВТОТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ
А. М. Харазов, Л. К. Гринина, Н. В. Козорез, И. П. Бобрин — Диагностирование как часть системы контроля качества ремонта двигателей 26А. Е. Челидзе — Модернизированный автопоезд КАЗ ............................................... 27Ю. С. Бугаков — Особенности изнашивания узлов ходовой части и механизмов управления А Т С ......................................... ...................................................................................................................28
ТЕХНОЛОГИЯ, МАТЕРИАЛЫ
A. Д. Шуляк, В. А. Полетаев, О. А . Дятлова, М. Г. Деборин, В. Г. Назаров,Л. А . Евлампиева — Методы контроля пластмассовых топливных баков . . . . 29B. М. Зинченко — Выбор методов химико-термической обработки сталей . . . 30Б. С. Курчман, А. М. Богданов — Литейные сплавы для рабочих колес турбокомпрессоров ........................................................................................................................................................................................ 33П р е д л о ж е н о м о л о д ы м и с п е ц и а л и с т а м иА . В. Никитина — Лазерное термоупрочнение шлицевых деталей грузовых автомобилей .................................................................................................................................... .........................................34И. А. Бродский, К. А. Григорян — Стенд для динамического прессования . . . 34A . Г. Линков — Автоматическая профилировочно-штамповочная линия мод. С7095 35
ИНФОРМАЦИЯ
О б о р у д о в а н и е д л я н у ж д о т р а с л иН. А . Ефремов, П. И. Бухтеев, И. И. Белая — Установка для изготовления жесткихсекций обмоток электрических м а ш и н ................................................................................................................35Т. П. Русадзе, Д . Ю. Кухианидзе, Б. У . Амброладзе — Стенд для динамическихиспытаний ш и н ................................................................................................................................. . . . 36З а р у б е ж о мИ. А. Балабаева — Дисковые тормозные механизмы грузовых автомобилей . . 36Коротко о р а з н о м .......................................................................................... . 38
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ
B. И. Кнороз — Рецензия на справочник «Автотракторные к о л е с а » ......................................39Ю. Г. Сафронов — Рецензия на книгу А. Д. Дербаремдикера «Амортизаторытранспортных м а ш и н » ................................................................................................. ...... .............................................. 39Рефераты депонированных с т а т е й ...................................................................................................... ....... . 40
На 1-й стр. обложки — автомобиль АЗЛК-2141
И. В. Балабин, С. Ф. Безверхий, Г. И. Бобряков, J1. К. Борисенко, А. В. Бутузов,А. М. Васильев, В. И. Гладков, Л . А. Глейзер, М. А. Григорьев,Ю. К. Есеновский-Лаш ков, Б. Г. К арнаухов , А. С. К обзев , А. В. Костров, А. М. К узнецов, Ю. А. Купеев, Е. Б. Левичев, Ю. М. Мартыхин, Г. И. М аршалкин,A. Н. Нарбут, В. Н. Нарышкин, А. А. Невелев, Г. И. И атраков , И. П. Петренко,B. Д . Полетаев, 3 . Л . Сироткин, Г. А. Смирнов, Б. М. Ф иттерман, Н. С. Ханин,
Главный редактор В. И. О М Е Л Ь Я Н Ч И К
Зам еститель главного р е дактор а В. Н. Ф И Л И М О Н О В
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
С. Б. Чистозвонов, Е. В. Ш атров, Н. Н. Я ценко
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Пролетарии всех стран, соединяйтесь!
РЕШ ЕН И Я XXV II СЪЕЗДА КПСС ~ В Ж ИЗНЬ!
Важнейшее условие решения задач XII пятилетки«Поднимать качество подготовки специалистов и повышения квали
фикации кадров, прежде всего по новым специальностям, связанным с научно-техническим прогрессом».
(Из Основных направлений экономического и социального развития СССРна 1986— 1990 годы и на период до 2000 года)
ОВЕТСКИЙ народ, воодушевленный решениями XXVII съезда КПСС, активно включился в выполнение планов
партии по экономическому и социальному развитию страны. Съезд дал огромный заряд энергии, вызвал к жизни новые творческие силы, поставил в повестку дня проблемы, которые требуют полной отдачи сил и коренной перестройки всей нашей работы.
Важнейшая задача нынешнего момента состоит в том, чтобы энергично и быстро воплотить творческие замыслы в практических действиях, обеспечить ощутимые результаты повышения жизненного уровня каждого советского человека. Реальность намеченных планов во многом зависит от того, как быстро мы добьемся заметного повышения роли человеческого фактора в хозяйственном и культурном строительстве.
Коммунистическая партия всегда придавала особое значение подбору, подготовке и расстановке кадров, занятых в сфере материального производства. В современных условиях, когда дополнительными источниками ресурсов для развития экономики и решения социальных вопросов определено ускорение технического прогресса и интенсификация производства, значение этой работы еще более возрастает.
В автомобильной промышленности сформирован в основном квалифицированный состав рабочих, инженерно-технических работников и специалистов, способный решать крупные технические и организационные задачи. Создана система их подготовки и переподготовки. Однако новые требования в области техники и экономики диктуют необходимость глубокой переоценки действенности этой системы.
Коренным вопросом остается обеспечение производства кадрами рабочих высокой квалификации. В отрасли немало примеров, когда постоянные и хорошо подготовленные кадры обеспечивают высокую отдачу производственных мощностей, стабильное качество и ритмичный выпуск продукции. Показателен
в этом отношении Волжский автозавод имени 50-летия СССР. За все годы с начала пуска этот завод не допустил ни одного случая невыполнения месячного задания по выпуску автомобилей, машины с маркой «ВАЗ» продолжают пользоваться большим спросом в стране и за рубежом. Устойчивая работа Минского автозавода такж е во многом является результатом стабильности и высокой квалификации трудового коллектива.
Вместе с тем не на всех наших предприятиях обеспечивается успешная работа по формированию кадров нужных профессий и подготовки. Хотя коллективы отрасли за последнее время трудятся и выполняют повышенные плановые задания без увеличения численности работающих, все же новое пополнение их в значительных количествах требуется по ряду объективных причин. Новые рабочие кадры поступают на предприятия по трем основным источникам: из профессионально-техническихучилищ, через отделы найма и увольнения по свободному набору, а по наиболее сложным профессиям — из отраслевых техникумов.
П рактика показывает, что предпочтительным источником по. полнения кадров являются СПТУ. Сейчас отрасль имеет 95 базовых училищ, которые ежегодно выпускают до 25 тыс. молодых подготовленных рабочих. И все же это лишь небольшая часть общей потребности в них. В XII пятилетке предстоит намного увеличить число выпускников профтехучилищ прежде всего за счет лучшего использования пропускной способности действующих СПТУ, дополнительного их строительства, а также за счет создания на заводах филиалов СПТУ с использованием заводских помещений и мастерских. Положительный опыт в этом имеет КамАЗ, который готовит значительное число молодых рабочих нужных специальностей.
Сейчас, как и во всех других трудовых коллективах, в профессионально-технических училищах идет перестройка в работе, направленная на повышение конечных результатов трудо.
© Издательство «Машиностроение», «Автомобильная промышленность», 1986 г. 1Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
вой деятельности. Пересматривается методика преподавания, технология обучения молодежи, принимаются меры к укреплению материальной базы. Очень важно, чтобы кадровые и другие службы базовых предприятий не находились в стороне от этой работы. Ушли в прошлое времена, когда ученика-подсобника учили, как правильно держ ать зубило и молоток. Современный рабочий должен знать вычислительную технику, программное управление сложным оборудованием, разбираться в вопросах металловедения и многих других проблемах, связанных с м ашиностроительным производством. Поэтому передачу в СПТУ новейшей техники нельзя считать расточительством. Это приобретение ценнейшего багаж а в виде грамотности и компетентности изготовителей сложнейшей продукции. Поступать инач е — значит обеднять себя, отставать от требований времени.
Ориентация на СПТУ в вопросах набора рабочих для отрасли в определенной мере дело перспективное, она даст з а метную отдачу в лучшем случае к концу текущей пятилетки. Но пока многие предприятия вынуждены заниматься набором рабочих по свободному найму. И здесь есть значительные издержки. Например, не секрет, что на некоторых заводах за приемом нового рабочего не следует кропотливое его профессиональное обучение. В действиях отделов кадров и отделов технического обучения рабочих часто наблюдается разобщ енность, отсутствие единой политики по обеспечению производства квалифицированными кадрами.
Деятельность отделов технического обучения долж на быть подчинена решению главной задачи — ускорению технического прогресса путем повышения знаний рабочих, их глубокого понимания конкретных требований производства. Это означает, что работа должна претерпеть определенную перестройку, нужен переход на широкую подготовку специалистов и повышение их квалификации курсовым методом. Целесообразно каж . дого вновь принятого на работу обучать на курсах по избранной специальности от одного до двух месяцев с последующей защитой им квалификационного разряда. Нельзя считать нормальным, когда на многих рабочих местах разряд работы выше, чем квалификационный разряд у рабочего, когда производ-
05 ственная операция выполняется без увязки имеющихся средств производства и требований к выпускаемой продукции. Игнорирование этих условий часто приводит к выпуску изделий низкого качества, к недоиспользованию производственных мощностей, к низкой производительности труда и другим негативным явлениям.
К проведению занятий на курсах повышения квалификации необходимо привлекать квалифицированных специалистов с производственным опытом, владеющих методикой обучения и способных довести до обучающихся современные требования производства, а такж е достижения науки и техники. Обновление знаний и практических навыков у рабочих должно носить непрерывный характер. Этому обязаны содействовать система экономического образования на предприятиях, народные университеты, школы коммунистического труда, другие формы повышения профессионального мастерства рабочих.
Изучение новых направлений развития техники и технологии, таких, как компьютеризация, роботизация, электронизация, должно осуществляться по учебно-курсовой системе и не реже чем через 3—4 года. Надо особо позаботиться о том, чтобы среди высококвалифицированных рабочих непрерывно возрастала доля женщин, чтобы они более широко привлекались к эксплуатации и обслуживанию новой и новейшей техники. Труд высококвалифицированных рабочих должен применяться там, где он действительно приносит наибольшую выгоду для производства, где в нем есть прямая необходимость для обеспечения требований по качеству продукции, обслуживания сложного технологического оборудования, освоения новых изделий и технологий, для достижения высокой производительности. При аттестации рабочих мест долж на учитываться квалификация работников, ее соответствие сложностям и требованиям к качеству выполняемых на данной операции работ. Повышение тарифных разрядов необходимо делать лишь после прохождения рабочим соответствующего обучения.
В системе отделов технического обучения рабочих непосредственно на производстве следует ориентироваться на прочную учебно-производственную базу и лишь при наличии ее можно готовить специалистов нужных профессий. Несоблюдение этих условий, как правило, приводит к неоправданной потере времени и средств, к большим осложнениям в нормальном функционировании производства.
Для повсеместного внедрения в учебно-курсовую практику обучения рабочих передовых форм учебы и прогрессивных учебных программ отраслевой методический кабинет обязан создать методики с отражением в них всех новейших направлений развития техники, всего, что предлагает нам современная наука и техника. Такими методическими разработками должны быть обеспечены все предприятия и объединения отрасли. О т
раслевой методический кабинет обязан систематически изучать и рекомендовать для распространения все новое и прогрессивное в организации обучения рабочих кадров, включая опыт других отраслей машиностроения.
В современных условиях, характеризующихся усилением требовательности к качеству продукции, возрастает роль и ответственность создателей новой техники за своевременную и качественную подготовку кадров. Эта работа — составная часть общей подготовки производства к выпуску новой продукции. Недавним постановлением Ц К КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по коренному повышению качества продукции» предусмотрено, что разработчики новой техники и технологии подготавливают рекомендации по обучению кадров, учебные программы и пособия, а при необходимости разрабатывают документацию по тренажерам и другим техническим средствам обучения. Это важное требование должно внедряться в практику без раскачки, без потери времени, уже в текущем году получить прочную организационную основу.
Большой вклад в дело подготовки кадров призваны внести отраслевые техникумы, которые готовят специалистов для обслуживания и эксплуатации сложного оборудования. Их задачи состоят прежде всего в том, чтобы учебный процесс обеспечивал подготовку выпускников с учетом происходящих качественных сдвигов производства, возрастающих требований и задач в области технического прогресса. Техникумы призваны идти в ногу с внедрением наиболее современных достижений науки и техники, готовить специалистов, способных налаживать и обслуживать сложные комплексы робототехники, гибкие производственные системы, вычислительную и другую современную технику. Качественное улучшение подготовки техников должно сопровождаться правильным использованием их на производстве. Рабочий со средним специальным образованием обязан выполнять обязанности в соответствии с их содержанием и значимостью, уметь выполнять функции руководителя первичного трудового коллектива. Техникумы являются составной частью производственного комплекса отрасли, поэтому их учебная материальная база требует самого серьезного внимания базовых объединений и предприятий.
Решения XXVII съезда и июньского (1986 г.) Пленума ЦК КПСС обязываю т все трудовые коллективы планомерно вести работу по техническому и организационному обновлению производства, созданию новых видов высокопроизводительной техники, прогрессивных технологий и материалов, повышению к ачества продукции. Темпы этой работы, ускорение общих результатов хозяйственной деятельности объединений, предприятий и организаций отрасли во многом определяются насыщенностью и квалификацией инженерно-технических работников. От их творческой деятельности зависят и масштабы применения достижений науки и техники, и рост производительности труда, и внедрение хозяйственного расчета и многое другое, что характеризует прогрессивность и эффективность производства. Инженерно-технические работники являются активными создателями сферы социального обслуживания трудовых коллективов.
Должности инженерно-технических работников составляют значительную часть общей численности работающих в отрасли. За последнее время взят курс на то, чтобы замещались они в основном специалистами с высшим образованием. Это одно из главных средств решения сложных задач, поставленных перед отраслью в области технического прогресса и эффективности производства. Ведь и конкретные вопросы, с которыми производственники встречаются повседневно, успешнее решаются там, где специалисты имеют более высокую теоретическую подготовку и практический опыт, где создана обстановка высокой требовательности за порученное дело.
Сформированный в отрасли научный потенциал позволяет в полной мере ориентироваться во всем многообразии научных и технических достижений при создании новых видов продукции и технологий, при выборе способов производства и определении его эффективности. Однако новые требования жизни рождают новые научные проблемы. Все возрастающие объемы применения вычислительной техники, внедрение электронных устройств в управлении машинами и процессами, новые способы проектных работ зависят не столько от материальной обеспеченности этих направлений, сколько от подготовки инженеров по таким специальностям, как электроника, информатика, физическая химия и др. В системе высшей школы принимаются меры к увеличению выпуска этих специалистов, однако полностью удовлетворить запросы отрасли в ближайшее время она не сможет. Выход- из положения — в организации подготовки и переподготовки специалистов новых направлений в отраслевом институте повышения квалификации (И П К ), а такж е в использовании курсовой переподготовки инженеров при вузах страны. ИПК включился в эту работу: разработаны учебные программы, подготовлен преподавательский состав, пересмотрена наВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
правленность работы основных кафедр. За истекший учебный год подготовлено 2 тыс. специалистов. Это положительно сказывается на качестве и успехах подготовки новых моделей ав томобилей, создании производственных мощностей для их выпуска. Вместе с тем широкая сеть курсов при вузах используется недостаточно. За XI пятилетку здесь было обучено всего лишь около одной тысячи человек, хотя круг специальностей, для которых организовано обучение, очень широкий, а уровень теоретической подготовки достаточно высокий. Это обязывает кадровые службы предметно разобраться в данном вопросе и использовать имеющуюся возможность пополнения знаний за водских ИТР.
В проекте ЦК КПСС по совершенствованию работы высших учебных заведений особо подчеркивается, что каждый инженер, техник, рабочий должен повышать свои знания постоянно. Что. бы выполнить это требование, на заводах должны быть созданы соответствующие предпосылки.
Большой отряд инженерно-технических работников отрасли занят в научно-исследовательских и проектных институтах, находится на переднем рубеже борьбы за технический прогресс и решение сложных хозяйственных задач. В основном это люди, способные давать идеи долговременного действия и оказываю щие положительное влияние на экономику отрасли. Однако деятельность некоторых научно-исследовательских и конструкторских организаций не всегда еще носит творческий характер и оказывает заметное влияние на эффективность производства. Ими допускается распыление сил и фондов, выполняются р а боты, не имеющие научной и практической ценности.
Причины такого положения кроются прежде всего в том, что уровень подготовки научных кадров остается невысоким, в НИИ и КБ слаба материальная база, нет общей направленности коллективов на высокие конечные результаты. Сейчас положение начинает меняться: ряд организаций отрасли устанавливает прямые связи с вузами по подготовке и отбору молодых специалистов для творческой работы; создаются филиалы вузовских кафедр по родственным специальностям. Это хороший метод проверки способности будущих инженеров для творческой работы. С другой стороны, он позволяет усилить помощь институтам в дооборудовании их научной базы, в привлечении специалистов промышленности к педагогической деятельности.
Наука не может двигаться вперед, если не будет условий для получения практических результатов от законченных разработок. Творческий работник перестает быть таковым, если не видит результатов своего труда. Надо строго придерживаться указаний партии о выделении значительной части капитальных
вложений на развитие лабораторий, строительство цехов мелких серий, переоснащение всей материальной базы отраслевой науки. В сочетании с работой по отбору и подготовке молодых специалистов это дает возможность заметно повысить эффективность отраслевых научных институтов и конструкторских бюро.
Опыт показывает, что большим источником пополнения рядов ИТР на производстве и в отраслевой науке являются вечерние отделения вузов, которые во многих случаях организованы непосредственно на заводах. Выпускники этих отделений практически все остаются на своих предприятиях, не нуждаются в дополнительном времени на адаптацию в трудовом коллективе, имеют хорошие практические навыки и быстрее осваиваются с инженерным трудом. Проект ЦК КПСС открывает широкую дорогу для вечерней подготовки инженеров, и это должно быть использовано всеми предприятиями.
Особое внимание надо проявить сейчас к выпускникам дневных отделений институтов для закрепления их на производстве.Они нуждаются в помощи старших в определении своей специальности, в познании жизненных сложностей и путей их преодоления, в ознакомлении с традициями трудовых коллективов.Все это необходимо для того, чтобы молодой специалист не только разумом, но и душой чувствовал себя полноправным членом коллектива, стремился с первых дней работать творчески. Надо чутко относиться к бытовым запросам молодых инженеров, в чем они иногда не находят должного понимания. Большую роль в решении всех этих вопросов могут сыграть наставники из числа кадровых ИТР, советы молодых специалистов, общественные организации, в деятельности которых всегда должно быть место для молодого специалиста.
Структурные подразделения аппарата Министерства, руководители производственных и научно-производственных объединений должны оценивать состояние работы по повышению теоретической и практической подготовки кадров на предприятиях по практическим делам, конкретным результатам деятельности трудовых коллективов.
Самое важное сейчас не упустить время. Надо в полную силу 05 использовать оправдавшие себя на практике известные формы ^ обучения рабочих и специалистов, не допускать холостых оборотов в этой важной работе, активно включаться в перестройку средств и методов хозяйствования, добиваться максимальных результатов при наименьших затратах. Решения партийного съезда и июньского (1986 г.) Пленума ЦК КПСС призывают настойчиво бороться за высокие темпы экономического роста.Д ля этого нужны хорошо подготовленные, компетентные кадры.
Итоги смотраВ объединениях, на предприятиях и в организациях отрас
ли, а также в целом по Минавтопрому подведены итоги Всесоюзного общественного смотра эффективности использования сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов в 1985 г. Они показали, что смотр нашел широкую поддержку трудящихся. В его ходе работники отрасли подали более 68 тыс. предложений, из которых более 41 тыс. было внедрено. Это позволило сэкономить 199 тыс. т проката черных металлов, почти 363 тыс. кВт ч электроэнергии, 808 тыс. Гкал тепловой энергии, более 30 тыс. т условного топлива и т. д.
За успехи в работе по экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов два производственных объединения, восемь заводов и одна организация награждены высокими наградами ВЦСПС, ЦК ВЛКСМ и Госснаба СССР, в том числе: переходящим Красным Знаменем — Белорусское объединение по производству большегрузных автомобилей (БелавтоМАЗ) имени 60-летия Великого Октября; дипломами — Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (КамАЗ), Ворошиловградский автосборочный завод имени 60-летия Советской Украины, Ишимский
машиностроительный завод, Куйбышевский завод автотракторного электрооборудования имени А. М. Тарасова (КЗАТЭ), Минский мотоциклетный и велосипедный завод, Минский конструкторско-технологический экспериментальный институт автомобильной промышленности (МКТЭИавтопром), Московский автозавод имени И. А. Лихачева (ЗИЛ), Московский автозавод имени Ленинского комсомолу (АЗЛК), Одиннадцатый государственный подшипниковый завод (ГПЗ-11, г. Минск), Четвертый государственный подшипниковый завод (ГПЗ-4, г. Куйбышев).
Коллективы Ворошиловградского автосборочного завода, ГПЗ-4, ГПЗ-11, ЗИЛа, Ишимского машиностроительного завода, КамАЗа, КЗАТЭ, Минского мотовелозавода и МКТЭИав- топрома решением Минавтопрома и ЦК профсоюзов рабочих автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения награждены, кроме того, денежными премиями. Описания лучших работ предприятий и организаций — призеров смотра — будут доведены до всех трудовых коллективов отрасли с целью широкого внедрения этих работ в производство.
1* Зак . 283
Редакция и редакционная коллегия журнала искренне поздравляют победителей смотра, желают им новых успехов в деле изыскания резервов экономии и увеличения за счет этого выпуска высококачественной продукции, особенно товаров народного
потребления^
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№
п кономикаЩ ' и организация*Ь .П Р О Ш А О / Я Г :|
УДК 658.589
Опираясь на собственные силыМ. П. ДОВНАР
Минский мотоциклетный и велосипедный завод
М ИНСКИЙ мотоциклетный и велосипедный завод успешно выполнил план экономического и социального развития в
XI пятилетке, уверенно решает задачи первого года XII пятилетки. Казалось бы, все это — результат задела, созданного в предыдущие годы. Однако анализ показывает, что дело обстоит не совсем так.
Да, действительно, в годы X пятилетки работа завода была относительно стабилизирована, достигнуты некоторые позитивные сдвиги, главным образом, благодаря сокращению потерь, мобилизации внутренних резервов и возможностей. Но, так сказать, лежащих на поверхности. Потому что основа основ всякого производства — парк оборудования — практически не обновлялся, а лишь пополнялся новыми универсальными станками по мере наращивания программы. В результате — увеличение численности производственных рабочих, обслуживающего персонала и т .д . Например, к 1980 г. коли-
05 чество единиц оборудования возросло на 18, основные фонд ы — на 51,3, численность работающих — на 3, выпуск (вал) продукции — на 27%, но фондоотдача при этом с 2,08 руб. упала до 1,72, т. е. на 73,5%. Иными словами, наращивание выпуска продукции шло, в основном, за счет экстенсивных факторов. Более же глубокие резервы и возможности, связанные с совершенствованием организационных структур, системы управления и ускорением научно-технического прогресса, з а действованы, по существу, не были. Поэтому позитивные сдвиги не были устойчивыми, в отдельные периоды наблю дались спады в работе коллектива.
Перед началом новой, XI пятилетки стало ясно, что планируемого на 1980— 1985 гг. увеличения выпуска мотоциклов и велосипедов на имевшихся мощностях практически нельзя добиться, — коэффициент их использования и так уж е достиг величины 1,12. Перегрузка производственных мощностей, кроме того, привела к значительному ухудшению условий труда, недовыполнению плановых заданий, что, в свою очередь, сопровождалось снижением материального вознаграждения за работу, создавало напряженную обстановку в коллективе. В связи с этим стала значительной текучесть кадров, ухудш илась укомплектованность завода рабочей силой.
Таким образом, налицо был если не спад, то задерж ка в развитии, главная причина которой состояла в том, что руководство завода не сумело своевременно увидеть и оценить изменения в объективных условиях развития производства, необходимость ускорения его интенсификации, перемены методов хозяйствования, т. е. понять, что экстенсивный способ развития завода практически исчерпал свои возможности.
Такую оценку пришлось сделать уж е в ходе XI пятилетки. Выводы по ней были однозначны: нужно ускорить перевод всей деятельности трудового коллектива на путь интенсивного развития. Для этого нужно было незамедлительно мобилизовать все организационно-экономические и социальные резервы и возможности коллектива, нацелить его на коренное обновление, повышение технического уровня производства, широкое использование достижений научно-технического прогресса. Причем повышение технического уровня должно было выступать как функция управления производством и в условиях перевода на интенсивный путь развития осуществляться непрерывно. Конкретным инструментом решения задачи могло быть только техническое перевооружение.
Но повышение технического уровня производства, его перевооружение рассматривались на заводе не как самоцель, а как средство наиболее полного удовлетворения запросов потребителей, повышения качества выпускаемой заводом продукции, экономии материальных и трудовых ресурсов, решения задач социального развития коллектива.
Исходя из этих принципиальных позиций, завод подготовил
техническое задание на перевооружение. Но проектные организации, основываясь на существующих нормативах, пришли к выводу, что для реализации замыслов заводчан нужны дополнительные производственные площади, причем значительные — около 20 тыс. м2, на что потребуется затратить 45 млн. руб., в этом числе свыше 13 млн. — на строительномонтажные работы. В принципе решение, довольно типичное для тех лет, завод устраивало. Но у Минавтопрома таких средств не нашлось. Это означало, что техническое перевооружение собственными силами остается единственным выходом из сложившейся ситуации.
П режде чем приступить к проектированию, был проведен детальный анализ состояния производства, с тем чтобы выявить участки, лимитирующие наращивание выпуска и повышение технического уровня мотоциклов и велосипедов, вскрыть неиспользованные резервы. Одновременно изучался и анализировался отечественный и зарубежный передовой опыт в области конструирования мотовелотехники, достижений в технологии и организации производства.
Решал эти задачи технический совет, в который кроме администрации и ведущих специалистов вошли инженерно-техни- ческие работники отделов и служб, представители партийных и общественных организаций. Задачей совета стала не погоня за частными решениями, а поиск и разработка магистральных путей, создание своеобразной идеологии технического перевооружения.
Так, проведенный советом анализ состояния основных фондов завода показал, что 30% имеющегося в наличии оборудования устарело морально и физически; технологические процессы построены на универсальном оборудовании, а концентрация переходов в технологических операциях — низкая; в организации производства принцип специализации используется недостаточно, коэффициент использования металла невысок.
Обычно на основе такого анализа делаются выводы и принимаются меры по трем как бы изолированным направлениям: структура производства, технический прогресс и темпы развития. Технический совет, наоборот, рассматривал эти направления как одно явление, в котором темпы развития занимают подчиненное положение, выступают как результат реализации двух первых. Поэтому в традиционно принятую при техническом перевооружении систему планирования были внесены существенные изменения. В частности, планирование повышения технического уровня выпускаемых изделий должно было охватить все стадии производства: разработку конструкции, технологии, подготовку производства, техническое перевооружение (переоснащение). Причем в процессе планирования предусматривалось два принципиально важных момента: во-первых, повышать качество выпускаемой продукции; во-вторых, не переоснащать устаревшие технологические процессы новой техникой. Мы пришли к выводу, что в системе планирования развития производства важны не отдельные мероприятия, предусматриваемые оргтехпланом, техпромфинпланом, планами по улучшению качества продукции, условий труда и т. д., а нужен единый проект технического перевооружения, который объединит разрозненные мероприятия в единое целое, тесно увяж ет их с технико-экономическими показателями развития завода. И второе: так как главным недостатком существующего в то время положения являлась недооценка качества таких проектов, точнее, соответствия заложенных в проекте решений результатам и перспективе научно-технического прогресса, то было уделено большое внимание качеству разработки проекта технического перевооружения, чтобы превратить его не только в единый документ, но главное, чтобы он оказывал комплексное влияние на развитие производства. Т акая постановка вопроса объединяет элементы производства,Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
которое выступает как единый организм и в котором влияние на один элемент вызывает необходимость влияния и на другие элементы.
Как уж е упоминалось, коллектив завода на опыте работы в X пятилетке убедился: простой заменой устаревшего оборудования даж е на более прогрессивное успеха добиться нельзя. Нужны кардинальные меры — переход к принципиально новым технологическим процессам, комплексной механизации и автоматизации основного и вспомогательного производств. Вместе с тем нельзя было не учитывать и то, что для получения наиболее полного эффекта необходимо параллельно совершенствовать организацию производства, повысить требования к экономичности технологических процессов и качеству выпускаемой продукции. Поэтому анализу подвергались только перспективные конструкции заводских изделий и только на отвечающие требованиям перспективности узлы и детали р азрабатывались прогрессивные технологические процессы. При этом как мотовелопродукция, так и технологические процессы оценивались по таким важнейшим показателям, как коэф фициент использования металла, затраты труда, энергии и т. д., что позволило предотвращать внедрение в производство конструкций и технологических процессов, обеспечивающих низкие коэффициент использования металла или производительность труда.
Таким образом, техническое перевооружение на ваводе рассматривалось как комплексная реализация всех проблем производства, повышения его организационного и технического уровня. Причем одним из главных направлений принята за мена физически и морально изношенного оборудования более прогрессивным и высокопроизводительным, прежде всего специальным, что позволило в дальнейшем решать задачи механизации и автоматизации рабочих мест, высвобождения производственных площадей, улучшения условий труда работаю щих и культуры производства.
Проекты перевооружения разрабатывались по каждому цеху, применительно к конкретным условиям его работы, с учетом передового опыта, достижений науки и техники, перспектив развития, возможностей совершенствования конструкций узлов и деталей, применения прогрессивных технологических процессов и высокопроизводительного оборудования, а такж е с учетом его организационного построения. В основу был положен замкнутый принцип организации производства, когда за цехом закрепляются крупные сборочные единицы. Это обеспечивало выравнивание технологических маршрутов, сокращ ение документооборота и перевозок деталей, упрощение организационных связей, повышение ответственности цехов за к ачество и своевременность выполнения плановых заданий. Т акой принцип, в свою очередь, потребовал развития специализации цехов и участков — как предметной, так и по технологическим признакам. (В качестве примеров можно привести объединение производства разрозненных ранее элементов рам мотоциклов и велосипедов в единое целое благодаря созданию рамного цеха или организации участков высадки и выдавливания и т. д.)
Особое внимание в проекте уделялось рациональному использованию площадей. Так, для хранения заделов крупногабаритных деталей (бензобаков, ободьев колес, рам и др.) предусматривались подвесные склады и конвейеры для транспортировки узлов и деталей.
Такой подход обеспечил компактное расположение ряда производств, причем не только без нарушения санитарных норм, но и с улучшением условий труда работающих. Высвобождающиеся площади на первом этапе работ были использованы как резервные при перемонтаже оборудования, а затем и для наращивания производственных мощностей.
Работы по техническому перевооружению завода велись в течение всех лет XI пятилетки. Д ля этого в рамках общего плана разрабатывались ежегодные задания и проекты технического перевооружения. Такое ежегодное планирование позволило четко отрабатывать техническую документацию для заказа специального оборудования, правильнее, реальнее планировать его изготовление силами собственного станкостроения, сокращать сроки согласования разработанных заводом проектов с проектными организациями. Причем разработки вести сравнительно небольшими силами (технические службы наряду с проектированием выполнили все свои основные, постоянно закрепленные за ними функции), в короткие сроки обеспечить завод необходимой проектной документацией и вести техническое перевооружение практически параллельно с проектированием.
Характерными для планирования и организации технического перевооружения является непосредственное участие в этих работах цеховых коллективов: именно их предложения стали основой ежегодных планов технического перевооружения. Но такие предложения — результат не только инициативы кол- 2 З ак . 283
лективов, но и постоянной организующей и мобилизующей работы руководства завода, партийной организации, всех технических служб. Поэтому их значительная часть учитывала последние достижения науки и техники, и, следовательно, были все основания дать им необходимое проектное, материально- техническое, финансовое, организационное обеспечение и реализовать их.
Широкое участие производственных коллективов в разработке проекта и осуществлении технического перевооружения создает ряд преимуществ. П режде всего, упрощается и сокращается этап предпроектного обследования, а зачастую необходимость в этом этапе вообще отпадает. Благодаря хорошему знанию реконструируемого объекта обеспечиваются рациональный отбор передового опыта и оптимальность проектных решений, что позволяет достигать запланированных результатов при минимальных затратах, в том числе при наименьших объемах строительно-монтажных работ. Значительно повышается ответственность исполнителей и качество проведения работ по техническому перевооружению. Коллектив в процессе осуществления реконструкции получает необходимую подготовку к новым условиям, что обеспечивает быстрое и качественное освоение проектных решений.
Техническое перевооружение завода осуществлялось без остановки действующего производства силами заводского коллектива и охватывало одновременно многие цехи. Монтаж оборудования проводился в выходные дни и третьи смены. Причем зачастую оно перестанавливалось и монтировалось дваж ды: сначала на временных площ адях (чтобы освободить и привести в порядок постоянные), а затем вместе с новым оборудованием — в модернизированном технологическом потоке на постоянных площадях. Новое монтировалось тоже не все сразу, а последовательно. Например, в гальваническом отделении сначала освободили место, а затем провели монтаж автоматической линии гальванических покрытий. После ее пуска старое оборудование демонтировали, и на освободившейся площади установили новую автоматическую линию.
Такая ситуация потребовала особой четкости в организации работ, использования всех резервов. И коллектив с этой зада- 05 чей справился.
Достаточно сказать, что за годы XI пятилетки завод освоил 19,3 млн. руб. капитальных вложений, при этом затраты на строительно-монтажные работы составили лишь 0,9 млн. руб.(То есть капитальные вложения направлялись главным образом на развитие активной части основных фондов.) Внедрено 1610 единиц нового прогрессивного оборудования (специального автоматического и полуавтоматического, доля которого в общем парке сейчас составляет 43,5%).
Число комплексно-механизированных линий возросло в 1,5, автоматических — в 1,3, автоматов и полуавтоматов — в1,4 раза. Причем коренные изменения произошли во всех производствах завода.
Так, в механообрабатывающем производстве созданы специализированные участки холодной высадки, где изготовляется 99 наименований деталей. Прессовое производство перешло в основном на изготовление деталей из рулонного проката, что обеспечило снижение трудоемкости изготовления деталей и экономию металла и создало условия для внедрения линий прессов-автоматов, многопозиционных прессов, на которых обрабатывается 50% общего объема металла. Д ля улучшения организации производства созданы механизированные склады штампов и готовых деталей.
В трубозаготовительном производстве, которое в свое время было одним из самых «узких» мест, созданы технологические потоки, часть оборудования заменена новым, работающим в автоматическом режиме, часть моделирована, в том числе благодаря развитию собственного станкостроения (изготовлено 7 автоматических линий, 17 станков-автоматов для обработки трубных заготовок). Существенной модернизации подверглись оборудование линии продольной разрезки рулонного листа и станы изготовления электросварных труб типа «Форо- дит», один из которых переведен на сварку труб токами высокой частоты (радиочастотная сварка). Теперь в трубозаготовительном производстве практически нет ручного труда. В цехе окраски модернизированы окрасочные линии, что позволило более рационально использовать производственные площади и организовать дополнительные участки окраски двигателя мотоцикла. Внедрена 100%-ная грунтовка мотовелодеталей методом электрофореза, окраска деталей в безыскровых электростатических камерах с применением роботов. В целях экономии электроэнергии и уменьшения вредных выбросов в атмосферу на всех сушильных камерах установлены блоки каталитического дожигания паров растворителей.
В цехе металлопокрытий внедрено 11 автоматов, что позволило автоматизировать все основные технологические процес-
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№ 9
сы и довести уровень механизации и автоматизации до 93%. В термическом цехе внедрено новое оборудование, позволяющее проводить комплексную термическую обработку деталей в механизированных агрегатах с законченным циклом обработки в защитной контролируемой газовой атмосфере. Внедрение этого оборудования позволило снизить трудоемкость термообработки и высвободить 12 человек, сократить ручной труд и значительно улучшить его условия. Большое внимание уделялось такж е механизации подъемно-транспортных и складских работ, и сейчас ее уровень достиг в основном производстве 87%, во вспомогательном — 79%.
Поднятию технического и организационного уровня производства способствовали работы по аттестации и сокращению рабочих мест: выполнение намеченной программы позволило сократить 157 рабочих мест, уменьшить число работников, занятых ручным трудом, на 5,6%.
Конечно, техническое перевооружение завода шло не так гладко, как хотелось бы. Н а заводе станков было много, но в большинстве своем — универсальных. А, как уж е говорилось, было ясно: чтобы двигаться вперед, нужно как можно быстрее обновить оборудование минимум на треть. Но узкоспециальное оборудование для мотовелопромышленности никто не производит. Заказы вать его у станкостроителей — значит, ж дать три — четыре года, да потом, вероятнее всего, еще заниматься его доводкой. Вот почему было принято решение: развить собственное станкостроение, а со стороны получать оборудование, применяемое в других отраслях. Чтобы преобразовать участок собственного станкостроения в цех, пришлось выкраивать ресурсы в других подразделениях и службах: взяли у них 67 станков, нашли подходящие площади; более ста лучших специалистов завода были переведены в цех станкостроителей.
В результате технического перевооружения изготовлено и введено в эксплуатацию 389 единиц оборудования. В составе этого оборудования — линии для изготовления ободьев велосипедных колес, полуавтоматы для пробивки отверстий в них, полуавтоматы сборки и центровки колес велосипедов, автоматы и линии для резки труб и снятия фасок, автоматы и полуавтоматы для изготовления деталей из труб, автоматы для изготовления вело- и мотониппелей, оборудование для сборки мото- и велоузлов, резьбонарезные автоматы и полуавтоматы, линии профилирования деталей из ленты, установки для пайки рам и др. Большая работа была проведена по модернизации действующего оборудования, оснащению станков и прессов устройствами, автоматизирующими их загрузку, что позволило вводить многостаночное обслуживание, сокращать р а бочие места, улучшать условия труда. Например, количество оборудования, оснащенного этими устройствами, увеличилось в 2,3 раза. Теперь каждый станок, идущий в капитальный ремонт, обязательно совершенствуется. Благодаря этому за4.5 года XI пятилетки завод получил в свой актив еще более 300 единиц такого оборудования.
Активная позиция в вопросах технического перевооружения является одним из главных условий реализации мероприятий по экономии материальных и энергетических ресурсов.
Для выполнения программы выпуска мотоциклов и велосипедов, а такж е запасных частей к ним завод расходует большое количество черных и цветных металлов. Поэтому программа их экономии, а такж е экономии энергоресурсов, в которой объединены технические, организационные и экономические меры, стала одним из важнейших направлений работы заводского коллектива. Ее реализация позволила в XI пятилетке сэкономить 6148 т металлов. 18,8 млн. кВт-ч электрической и32.5 тыс. Гкал тепловой энергии, 560 т условного топлива. Д о стигнуто это путем совершенствования конструкций деталей, узлов и изделий в целом, применения новых материалов, внедрения прогрессивных технологии и оборудования, малоотходной и безотходной технологий. Например, при разработке новых моделей мотоциклов и велосипедов отдел главного конструктора, кроме решения главной задачи по улучшению и совершенствованию конструкций изделий, повышению их надежности и долговечности, большое внимание уделяет уменьшению массы, использованию новых материалов, снижению норм расхода. Об этом говорит, в частности, такой факт: удельная металлоемкость и масса нового мотоцикла MMB3-3.1121, выпускаемого с января 1985 г., не возросли, хотя на нем появился ряд новых узлов и деталей.
В процессе технического перевооружения добивались такж е повышения отдачи от имеющихся площадей, увеличения съема продукции с каждого квадратного метра. Иногда говорят, что это может привести к несоблюдению удельных норм площадей (на единицу оборудования). Однако практика работы завода показала: если в начале технического перевооружения съем продукции с каж дого квадратного метра взять за 100%, то
6 сейчас он составляет 170%. Удельная норма на единицу обо
рудования составляла 8 м2, т. е. была занижена на 30—40%, сейчас— 12— 14 м2. Значит, несмотря на увеличение объема производства, удельная площадь па единицу оборудования была приведена к норме.
Исходя из того, что наибольшие ощутимые результаты д а ет комплексная перестройка производства, завод постоянно совершенствует организацию производства, труда и управления. Так, в 1983 г. завершено внедрение первого этапа проекта, охватывающего организацию производственного процесса и бригадных форм организации труда. Экономический эффект — 226 тыс. руб.
Техническое перевооружение позволило более интенсивно внедрять и развивать (в настоящее время бригадной формой охвачено 90,2% рабочих) коллективные формы организации и оплаты труда, расширить права и обязанности коллективов бригад, перевести 73,6% бригад на хозяйственный расчет, поднять роль советов бригад. Ведется работа по созданию укрупненных, комплексных хозрасчетных бригад.
Таковы технология и некоторые результаты технического перевооружения Минского мотоциклетного и велосипедного завода. Его опыт свидетельствует, что обязательным условием успешного проведения перевооружения является совершенствование всей системы организации и управления производством на основе перспективного комплексного плана, который должен предусматривать: создание технологических и пред- метно-замкнутых специализированных производств, корпусов; повышение уровня концентрации вспомогательных работ в специализированных подразделениях (ремонтных, инструментальных, транспортных, энергетических и т. д .) ; организацию специализированных отделов, бюро анализа использования ресурсов (материалов, инструмента, средств производства и других); оптимальное для конкретных условий освобождение линейного персонала цехов от функции материального обеспечения и обслуживания производства; расширение объема работ функциональных подразделений в части экономических функций планирования, анализа и контроля закрепленных видов з а трат на производство; применение коллективных форм организации труда рабочих, создание бригад в качестве основного первичного производственного звена, повышение ответственности И ТР за их бесперебойную работу; широкое использование ЭВМ в управлении производством; регламентация функций, прав и обязанностей подразделений и процедур документооборота, в том числе в области организации нормативного хозяйства.
Как видим, здесь налицо централизация функций управления (из подчинения начальников цехов выведены экономисты, бухгалтеры, табельный учет, нормирование труда, внутризаводские перевозки, заточка инструмента, энергообслуживание) и одновременно повышение функциональной ответственности подразделений (хозяйственный расчет). Эти принципы закладывались и предусматривались проектом технического перевооружения и внедрялись в процессе его осуществления. Т аким образом, техническое перевооружение завода охватило многие стороны деятельности коллектива, а сам процесс технического перевооружения оказывал влияние на развитие производства, повышение его эффективности через технику, организацию и экономику.
Безусловно, способ, при котором техническое перевооружение предприятия ведется его собственными силами, — не из легких. Конечно, проще, когда работу выполняет кто-то другой (вышестоящие организации, проектные институты, строители и т .д .) , да и ответственность при этом меньше. Но «проще» — только на первый взгляд. Ничем нельзя заменить активную творческую позицию коллектива, и никто другой так в ней не заинтересован, как сам коллектив. Наоборот, ож идание помощи со стороны сковывает инициативу, не заставляет думать, объективно анализировать, находить оптимальные варианты функционирования производства. В условиях самостоятельности каждый труженик принимает активное участие в техническом перевооружении и этим самым становится не только исполнителем, но и активно влияет на перестройку и совершенствование производства. Это можно подтвердить многими примерами. Скажем, по инициативе бригады наладчиков прессовых автоматов, возглавляемой Г. И. Потаповичем, пересмотрено 102 нормы выработки с экономическим эффектом 19,4 тыс. руб.; бригады обработки поршня механического цеха (бригадир Л . И. Ж овнарак), сварки бензобаков прессового цеха (бригадир С. В. Духович) выполнили обязательства по завершению пятилетки к 40-летию Победы советского народа в Великой Отечественной войне, и т. д. Каждый цех, отдел, участок принял в социалистических обязательствах по своему подразделению пункты по досрочному выполнению мероприятий технического перевооружения, улучшению условий труда и быта работающих.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Итоги хозяйственной деятельности завода подтверждают правильность выбранного курса и методов технического перевооружения.
Так, план XI пятилетки по выпуску товарной продукции за вод выполнил к 18 октября 1985 г. Объем производства увеличился на 25,2% вместо 14,6 по плану. Весь прирост объема продукции получен за счет роста производительности труда, которая возросла на 23,3% (п л ан — 11,5%). Сверх плана выпущено товаров народного потребления на 50,7 тыс. руб., в том числе 46,7 тыс. велосипедов и 8,1 тыс. мотоциклов. Ритмичность работы завода составляет 0,99, на 100% выполняются договорные поставки. Удельный вес продукции с Государственным знаком качества составил 67,5% (план — 65,5% ).
В целом можно сказать: если в начале XI пятилетки завод был в числе отстающих, то в ее завершающие годы он прочно занимал первое место в отрасли, а по итогам работы в 1985 г. награжден переходящим Красным Знаменем Ц К КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и Ц К ВЛКСМ . З а успехи в пятилетке он награжден орденом Трудового Красного Зн амени, почти 1400 его работников удостоены высоких правительственных наград, Почетных грамот, нагрудных знаков М инистерства, других видов поощрения, а резьбонарезчица автоматного цеха А. С. Бортник стала лауреатом Государственной премии СССР, фрезеровщик инструментального цеха Г. Г. Саш- кевич стал полным кавалером ордена Трудовой Славы.
С 1986 г. завод перешел на новые методы хозяйствования, важнейшая особенность которых — расширение прав и повышение экономической ответственности предприятия за конечные результаты работы, строгое и точное выполнение плановых заданий по всей номенклатуре. При этом основными задачами остаются дальнейшее обновление, повышение качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции, а на этой базе — социально-экономическое развитие коллектива. Материальной основой их решения станет ускорение внедрения достижений научно-технического прогресса, развитие вспомогательного и особенно инструментального производства. Необходимо укрепить и создать новые инженерно-экономические подразделения,
способные обеспечить внедрение и эффективное функционирование передовой техники и технологии, робототехнических комплексов, ГАПов, САПРов, станков с ЧПУ. Это потребует принципиально новых профессий, таких, как программисты для станков с ЧПУ, операторы ЭВМ по управлению механизированными складами, электронщики по наладке и управлению робототехническими комплексами и т. д. Сейчас эти профессии относятся к административно-управленческим (АУП), которые строго лимитируются. Видимо, от разговоров на эту тему пора перейти к делу — отменить деление работников з а вода на АУП и не АУП. Заводу виднее, где кого держать и кому сколько платить. Ему надо доводить только фонд заработной платы. И еще парадокс: чем выше насыщение цеха ав- томатизированой техникой, тем меньше, естественно, в нем рабочих. Но в этом случае понижается и категория цеха, он теряет право на содержание механика (при переходе из III вIV категорию), хотя объем технического обслуживания значительно возрастает. И таких неувязок много. Например, основным источником технического перевооружения в XII пятилетке для нашего коллектива становится фонд развития производства. В то ж е время нормативы отчисления в этот фонд не позволят не только перевооружаться и расширять воспроизводство, но даж е поддерживать его на прежнем уровне. Хотя, заметим, сумма прибыли и амортизационных отчислений дает возможность определить в фонд развития нужное количество средств.
Думается, и Минфин, и Госкомтруда не должны стоять в стороне от технического прогресса, а идти в ногу с ним, своевременно реагировать на нужды производства. Ибо коренной поворот к внедрению достижений научно-технического прогресса, повышению интенсификации производства и качества выпускаемой продукции несовместим со старыми догмами и схемами, инертностью, бумаготворчеством и неповоротливостью. Предприятие должно получить самостоятельность не на бумаге, а на деле. От этого будет зависеть успешное выполнение задач, поставленных перед трудовыми коллективами партией.
У Д К 658.589.011.46
Оценка экономической эффективности создаваемой техники| Д-р экон. наук Г. Б. КАЦ!, П. А . ШЕКО
Московский автомеханический институт
Э КОНОМ ИЧЕСКИЙ эффект новой техники обычно определяется как разность между приведенными народнохо
зяйственными затратами при производстве и эксплуатации ее и выпускавшейся ранее техники. Очевидно, что вторую часть этой разности подсчитать нетрудно. Что же касается первой, то здесь дело обстоит сложнее: разработчикам приходится составлять нормативно-справочные материалы, прогнозы р азвития технических параметров, технико-эксплуатационных и экономических показателей изделий аналогичного типа и др., работа с которыми требует значительных затрат времени, соответствующей экономической подготовки либо заставляет обращаться за помощью к экономистам, что тоже не сокращает затрат времени на конструкторские разработки.
Если же конструктор на свой страх и риск разработает т а кие варианты, не оценив предварительно возможное решение с экономической точки зрения, то может оказаться, что он затратил усилия и время на реализацию появившейся идеи напрасно — созданная им конструкция неэффективна.
Всего этого можно избежать, если нормативно-справочные материалы, прогнозы и другие документы по развитию новой техники представлять в виде номограмм, графиков и таблиц.Например, так, как это сделали специалисты МАМИ, предварительно получив корреляционные зависимости между удельными приведенными народнохозяйственными затратами, а так же между основными техническими параметрами автотранспортных средств различных видов на период до 1990 г. Исходная информация по составляющим элементам функции приведенных затрат и рассматриваемым техническим параметрам автомобилей была собрана и обработана методами математической статистики с учетом прогнозов на планируемый период. При определении функции Фк удельных приведенных
затрат учитывались затраты на разработку, производство и эксплуатацию за срок службы. Себестоимость изготовления рассчитывалась в зависимости от изменения объема производ- 2* З ак . 283
ства и массы автомобиля (автопоезда) в снаряженном состоянии. Были учтены такж е ограничения на материальные и трудовые ресурсы. В результате расчетов н& ЭВМ получены величины коэффициентов разложения и показателей, что позволило найти зависимость функции Фк от трех количественных параметров (полной массы G автотранспортного средства, его грузоподъемности q и мощности N a двигателя) с учетом
-2Z ----1— 1
) L
\ ВИ
10ч
А
/N.—
■V3 2
3?«V
--_
г о <)о 80 100 ты с .р у б 16L
190 к1? т 15о щ n o N? J0 71 Я 4 2п 16 2 0 2 Ь я ----- *-
* 7 32
s ' <Рк40
60
so
100
1Z0
,'ПЫСpyS
160
>\
// \
■4 \ i
/ ч лУ
f \\
— — г
Р и с. 1
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
трех показателей — колесной формулы, конструктивной схемы и типа двигателя, а такж е оптимальные сочетания рассматриваемых параметров на период до 1990 г.
В качестве примера указанные зависимости для грузовых автотранспортных средств с бортовой платформой приведены на рис. 1 (колесная формула 4X 2) и рис. 2 (6X 4). Кривые
Фд, Ф в и Ф я представляют собой зависимости функции Фк соответственно от грузоподъемности, полной массы и мощности двигателя, а кривые Л и В — мощности двигателя и полной массы АТС от его грузоподъемности. При этом кривая В построена с учетом рекомендуемых на рассмотренный период двигателей основных типов: бензинового (диапазоны на шкале изменения грузоподъемностей отмечены толстыми линиями) и дизеля (остальные диапазоны грузоподъемностей). (Сплошные линии на кривых Фя, Фа, Ф н , А и В — для автопоездов, а ш три ховая— одиночных автомобилей.)
Примеры определения функции Фк и оптимального сочетания параметров отмечены на рисунках штрихпунктирными линиями со стрелками.
Так, из рис. 1 видно, что для одиночного автомобиля с бортовой платформой, колесной формулой 4X 2 и полной массой 10,95 т удельные приведенные затраты за срок службы составят 88 тыс. руб. (точка 1 на кривой Ф в), причем грузоподъемность такого автомобиля должна быть не менее 6,2 т (точка 2 на кривой А ), а мощность дизеля — 110 кВт (точка3 на кривой В ).
Аналогично определяются искомые величины, если задана не полная масса проектируемого автомобиля (автопоезда), а его грузоподъемность. Например, из рис. 2 видно, что приведенные затраты для автопоезда с колесной формулой 6X 4 и грузоподъемностью 28 т за срок службы составят 228 тыс. руб. (точка 1 на кривой Фч) . При этом полная масса автопоезда долж на быть не более 43,73 т (точка 2 на кривой А ), а мощность дизеля — 265 кВт (точка 3 на кривой В ).
Таким ж е образом находят величины Фк в зависимости от других исследуемых параметров, их оптимальное сочетание для любых значений этих параметров различных групп автотранспортных средств, а в конечном итоге — и экономический эффект от внедрения проектируемого АТС либо его отсутствие.
05
2
УДК 621.43.018.3
Улучшение топливной экономичности двигателя АЗЛК-412Кандидаты техн. наук Я. В. ГОРЯЧИЙ и Л. И. ВАХОШИН, Л. Я. ЛИТВИН,Ю. 3. БУНЗУЛЬЯН, С. В. КОРОБЧЕНКО, В. И. СОНКИН
Московский автозавод имени Ленинского комсомола, НАМИ
/Л СНОВНЫ Е пути улучшения топливной экономичности ” бензиновых двигателей хорошо известны. Это повышение степени сжатия и применение более бедных составов топливовоздушных смесей. Однако их практическая реализация при существующих сортах бензина — дело невозможное. Например, рост степени сжатия ограничивается опасностью детонации, а обеднение смеси — возрастанием цикловой нестабильности процесса сгорания, прежде всего увеличением числа циклов с пропуском воспламенения. Поэтому над этими проблемами работают сейчас специалисты многих стран.
В ходе исследований выяснилось, что улучшить антидето- национные качества двигателя и повысить цикловую стабильность процесса сгорания в нем можно, если усилить интенсивность турбулентного движения заряда перед сгоранием. Большие возможности для этого предоставляет, в частности, организация в цилиндре и камере сгорания двигателя вращения заряда вокруг оси цилиндра. Этот вывод подтвердился, например, в экспериментах с двигателями А ЗЛК, ЗМ З и ЗИ Л : рабочий процесс с вихревым движением заряда в этих ДВС позволил улучшить их топливную экономичность именно за счет более высоких степеней сж атия и обедненных составов смеси. (Двигатели 3M3-53-11 и ЗИ Л-130 с вихревым движ ением заряда в настоящее время уж е поставлены на производство.)
Немаловажным преимуществом такого рабочего процесса яв ляется то, что его применение не требует замены технологического оборудования для механической обработки деталей двигателя, поскольку необходимое изменение формы впускных каналов достигается изменением литейной оснастки.
При разработке конструкции и доводке рабочего процесса применительно к высокооборотному двигателю АЗЛК-412 пришлось учитывать, что в области высоких частот п вращения коленчатого вала эффективность применения вихревого движения заряда уменьшается (растут тепловые потери и аэродинамическое сопротивление впускных каналов): улучшение топливной экономичности на больших нагрузках и прирост максимальной мощности двигателя оказываются относительно меньшими, чем при низких частотах вращения. Поэтому потребовались поиски решений, обеспечивающих на малых и средних скоростных режимах работы ДВС высокую скорость движения заряда. Задачу удалось решить путем создания специальных впускного канала и камеры сгорания, которые при такте впуска обеспечивают умеренную интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре, а в конце такта сжатия усиливают ее путем радиального вытеснения заряда в объем камеры сгорания с меньшим радиусом вращения. Конструкция камеры сгорания и винтовой впускной канал показаны на рис. 1,6. Там же, для сравнения, приведены конструкции камеры сгорания и впускного канала серийного двигателя АЗЛК-412 (рис. 1,а).
Как видно из рисунка, форма камеры сгорания оптимизировалась путем изменения формы днища поршня. Самым оптимальным вариантом, очевидно, был бы такой, при котором камера сгорания представляет собой тело вращения: в этом случае потери на образование вихря, как й на затухание вращения заряда, минимальны (вращение продолжается почти до конца такта сж атия). Однако для этого пришлось бы, во- первых, для выдерживания той ж е степени сж атия смещатьВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
разъем между головкой и блоком цилиндров, во-вторых, менять технологию их механической обработки. Поэтому было принято компромиссное решение: часть камеры сгорания, расположенная в головке цилиндров, оставлена без изменений, а центральная часть выпуклого (сферического) днища выполнена с углублением, которое по отношению к сфере, образующей камеру в головке цилиндров, представляет собой обратную сферу. В результате вокруг углубления при положении поршня в ВМТ образуется кольцевой вытеснитель с переменной высотой.
Благодаря сферической форме частей камеры сгорания, находящихся в головке цилиндра и поршне, а такж е их симметричному расположению заряд обтекает поверхности к амеры и цилиндра в основном беспрепятственно. На такте сж атия периферийные слои смеси по мере приближения поршня к ВМТ благодаря кольцевому вытеснителю двигаются радиально. При подходе поршня к ВМТ момент инерции заряда уменьшается, вследствие чего угловая скорость его вращения относительно оси цилиндра увеличивается. После воспламенения смеси пламя под действием сил во вращающемся потоке и разности в плотностях сгоревшей и несгоревшей смесей переносится в центральную часть камеры сгорания. Этим обеспечивается высокая скорость процессов тепломассопереноса, а следовательно, высокая скорость и полнота сгорания, что ограничивает возможность возникновения детонации.
Показанные на рисунке камера сгорания и впускной канал стали базовыми для оптимизации в ходе доводочных работ, которые проводились по двум направлениям: отработка геометрии впускного канала с целью обеспечить необходимую интенсивность вращения заряда при допустимом росте аэродинамического сопротивления; отработка формы камеры сгорания (выбор высоты и площади вытеснителя, объема углубления в головке поршня и степени сж атия). Основными критериями оптимальности решений были топливная экономичность, антидетонационные качества и максимальная мощность двигателя.
Для того чтобы реализовать конструктивные мероприятия на новом двигателе, были разработаны оригинальные технологические решения. Так, трехзвенная схема «модель канала — чертеж — стержневой ящик» заменена более простой, двухзвенной («модель канала — стержневой ящ ик»), дающей лучшее воспроизводство геометрии канала в металле.
Результаты оптимизации геометрии впускного канала показаны на рис. 2,а, т. е. представлены зависимостями изменения часового расхода GT топлива и оптимальных величин угла О опережения зажигания от интенсивности завихривания з а ряда, полученных при испытаниях двигателя с головками цилиндров с различными вариантами впускных каналов. Интенсивность завихривания, определенная по результатам безмоторных испытаний каналов, дана в виде угла ф поворота аэродинамической решетки и коэффициента трансформации Т, представляющего собой отношение момента на аэродинамической решетке к среднерасходному скоростному напору в щели клапана, которые измерены при высоте его подъема, равной половине радиуса выходного отверстия впускного к анала. На рис. 2,6 приведена зависимость максимальной мощности N e двигателя от аэродинамического сопротивления X каналов, полученная по результатам стендовых испытаний ДВС при разных вариантах впускных каналов.
Из рисунков видно, что на обоих режимах работы двигателя повышение интенсивности вихревого движения заряда в обследованных пределах сопровождается снижением расхода топлива и уменьшением оптимальных углов опережения зажигания. Видно также, что при увеличении аэродинамического сопротивления впускного канала (при повышении интенсивности завихривания заряда каналом) на каждый 1 кПа максимальная мощность снижается на ~ 0,735 кВт. Это означает, что аэродинамика канала должна отрабатываться особенно тщательно и строго выдерживаться в производстве.
Численные значения оптимальных параметров винтового впускного канала для двигателя АЗЛК-412 следующие: <р>38° (Г > 4 0 -1 0 _3) и A P ^ 7 ,6 кПа. Конструкция нового винтового
Рис. 1
т• ю~
2,В ие/ч
\ *пг/ч
Мк=ЩН-и
■N.N
N В
МК=5$8Н мGt
в/
----\
50
граеп.к.6.
Ы
50
40
W
а
%
6)
Z0 30 W S0 град 60
9 а)
Р и с. 1
Т а б л и ц а 1
О тн оси тель н ое сн и ж ен и е р а сх о д а топ л и ва, %
Р еж и м работы д вигател я
Серийны й вариант (р ис. З .а ):
е = 8 , 8 ; / ? к с = = 4 7 м м ;
R n = 7 6 мм
В ар и ан т 1 (рис. 3 ,6 ):
е = 9 ,4 5 ; /?К с = 4 7 мм; /?п = 6 9 мм
В ар и ан т 2 (рис. 3 ,в):
е = 9,45; Я Кс = 4 7 мм; /?п = 5 5 мм; rfKc= 5 6 мм;
i/?KCn ~ 82 м м
В ар иант 3 (рис. 3 ,г:)
е = 9 ,5 5 ; /? KC= 4 7 мм; /?п = 5 5 мм; rfK c= 6 4 мм
Вариант 4 (рис. 3 ,д ):
е = 9 ,5 ; Я к с = 4 7 мм;R n = 5 5 мм; d KC= 4 9 мм
= 19,6 Н -м 7.3 11,8 13.1 6.9М е — 5 8 , 8 Н м — 3,5 5,8 4,2 4 ,0
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
SG,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Т а б л и ц а 2
Д вигатель С тепень
С ни ж ен и е кг/ч (в
р а сх о д а топли ва, ск обк ах — %)
Углы, гр ад щ ие началу
п. к. в., оп ер еж ен и я заж и ган и я (оптим альны е/соответствую - д ет он ац и и ) при частоте вр ащ ения коленч атого вала, м ин—1
сж ати яПри A iе = = 19,6 Н -м
П ри = 5 8 ,8 Н -м * 1400 1800 22-00 2600 3000
Серийный 8,8 2,55 (0) 4*40 (0) 26/19 30|/25 33(/31 35/35 35/37
М одернизи рованный
8,7 2,43 (4,7) 4,3 (2,3) 20/18 24/30 26/34 26/38 26/—
9,4 2,26 (1,1,3) 4,2 (4,5) 18/14 21/1S7 23/19 24/24 26/31
10,0 2,21 (13,3) 4,14 (5,9) 16/9 18/11 2CV15 21/18 22/22
впускного канала, обеспечивающая оптимальные параметры, защищена авторским свидетельством № 1163023, СССР.
При оптимизации конструкции камеры сгорания были исследованы ее серийный вариант (рис. 3,а) и четыре опытных (рис. 4,6—д). Основные параметры камер (серийная — без вихря, опытные — с вихрем) и результаты регулировочных испытаний по составу смеси при л = 2 5 0 0 мин-1 на двух нагрузочных режимах (при крутящем моменте М е, равном 19,6 и 58,8 Н -м) приведены в табл. 1, где снижение расхода топлива дано относительно его расхода серийным двигателем.
Как видно из таблицы, первый вариант камеры сгорания, который отличается от серийного радиусом R n сферы днища поршня и применением завихривания заряда, улучшает топливную экономичность двигателя примерно на 3,5—7%.
Во втором варианте оценивалось влияние уменьшения высоты щелевого зазора в периферийной зоне камеры сгорания, для чего радиус сферы днища поршня был уменьшен, а в центральной части днища выполнено углубление. Электроды свечи располагались вблизи края кольцевого вытеснителя (со стороны углубления). Эти изменения позволили улучшить топливную экономичность двигателя на 6— 12%, т. е. почти
да вдвое, по сравнению с первым вариантом.& В третьем варианте уменьшалась площадь кольцевого вы- ^ теснителя (увеличением диаметра углубления в днище). Элек
троды свечи располагались внутри углубления в днище поршня.
10
Р и с. 4
В четвертом варианте диаметр углубления был уменьшен, электроды размещались в объеме над вытеснителем.
Из таблицы 1 следует также, что сдвиг края вытеснителя от свечи зажигания (увеличение диаметра углубления) оказы вает, по сравнению со вторым вариантом, незначительное влияние на топливную экономичность. В то ж е время размещ ение электродов свечи в щелевом объеме вытеснителя при уменьшении диаметра углубления (четвертый вариант) за метно ее ухудшает.
По антидетонационным качествам лучшие и примерно одинаковые результаты показал двигатель с вторым и третьим вариантами камер сгорания, а наихудшим оказался первый вариант. Во время испытаний на моторном стенде двигатель
со вторым и третьим вариантами камер сгорания и при степени сж атия 9,45—9,55 на бензине АИ-93 при оптимальных углах опережения заж игания и я > 2 6 0 0 мин-1 работал без детонации. При частотах вращения коленчатого вала до 2600 мин-1 бездетонационная работа достигалась лишь на углах опережения заж игания меньших, чем оптимальные, однако мощность двигателя на этих режимах снижалась на 2— 3%.
В целом работы по оптимизации камеры сгорания показали, что на топливную экономичность и антидетонационные качества двигателя примерно в одинаковой степени влияют и форма камеры сгорания, и вихревое движение заряда, но только в случае самых лучших вариантов камеры. В двигателях же с худшими вариантами улучшение этих показателей обеспечивается в основном за счет вихревого движения заряда.
Испытания позволили выбрать форму камеры сгорания, которая в наибольшей мере удовлетворяет всем требованиям, в том числе и по технологичности. Ею оказалась камера второго варианта. Результаты испытаний по оценке влияния степени сжатия на топливную экономичность и антидетонационные к а чества двигателя с этой камерой приведены в табл. 2.
Из таблицы видно, что при степени сж атия 8,7, т. е. близкой к степени сж атия серийного двигателя (8,8), расход топлива при М е= 19,6 Н -м снижается на 4,7%, а при М е = = 5 8 ,8 Н -м — 2,3%. Повышение же степени сжатия до 9,4, вполне возможное при втором варианте, позволяет снизить расход топлива на рассматриваемых нагрузочных режимах соответственно на 11 и 4,5%. Но дальнейшее повышение степени сж атия (до 10) малоэффективно: хотя расходы топлива снижаются на 13 и 5,9% (т. е. на 2 и 1,5% по отношению к варианту с е = 9,4), но бездетонационная работа двигателя при оптимальных углах опережения зажигания возможна лишь при л = 3000 мин-1 .
На рис. 4 приведены нагрузочные характеристики (при п — = 2500 мин-1 ) модернизированного (сплошные линии) и серийного (пунктирные) двигателей. По ним видно, что у модернизированного ДВС топливная экономичность на частичныхнагрузках (до М е = 0,7 /И ) заметно выше, чем у серий
ного: на режимах с М е= 19,6 Н -м и М е = 58,8 Н -м — соответственно на 13 и 7%. Это улучшение сопровождается уменьшением оптимальных углов опережения заж игания и обеднением (на 10— 15% при частичных нагрузках) состава смеси. Причины — повышение цикловой стабильности процесса сгорания (уменьшение диапазона колебаний параметров) и сокращение его продолжительности, проявляющиеся при работе двигателя на обедненных составах смеси. (Особенно заметно улучшились параметры процесса сгорания, характеризующие формирование и развитие его начальной фазы: диапазон цикловых колебаний продолжительности и положения относительно ВМТ этой фазы сократился до минимума, а продолжительность уменьшилась почти вдвое.)
Стендовые и дорожные (на автомобилях «Москвич-2140») испытания подтвердили лучшую топливную экономичность, высокую надежность и безотказность работы модернизированных двигателей при сохранении динамических свойств. Их максимальная мощность составляет 53—54,5 кВт при5500 мин-1 , максимальный крутящий момент 106— 112 Н-м при 3000 мин-1 , а минимальный удельный расход топлива по скоростной характеристике — 268—286 г /(к В т-ч ). Снижение расхода топлива составило (в среднем) при скорости движ ения 90 км/ч — 8%, 120 км/ч — 6%, при городском цикле — 8,5%, по осредненному показателю топливной характеристики — 7,5%.
Конструкция модернизированного двигателя имеет высокую технологическую преемственность с серийным двигателем, что позволяет организовать его производство на действующем технологическом оборудовании.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
У Д К 621.43.065:539.4
Термо- и вибронагруженность
системы выпуска отработавших газовЮ. Ф . БЛАГОДАРНЫЙ, канд. техн. нау:< С . А . ВОРОНЦОВ, Т. В. ИВАНОВА, М. А . ОСИПОВСКИЙ
Центральный научно-исследовательский авгополигон НАМИ
Ъ ' АК известно, обеспечение высокой надежности систем выпуска отрабо
тавших газов автомобильных ДВС представляет собой сложную задачу. Р аботая в весьма неблагоприятных условиях (значительные температуры, коррозия, ударные и вибрационные нагрузки), эти системы интенсивно разрушаются, что снижает их шумопоглощающие свойства. А поскольку по последним определяются предельные состояния элементов систем выпуска, то ресурс этих элементов оказывается незначительным: например, у глушителей, изготовленных из малоуглеродистых сталей, — 60— 100 тыс. км пробега автомобиля. П рактика показывает, что глушитель является наиболее «слабым» звеном системы выпуска, а среди его деталей особенно выделяются патрубки переходных соединений, торцевые поверхности (днищ а), верхний кожух, корпус. Расмотрим, по каким причинам это происходит.
Начнем с того, что бытовавшее долгое время мнение о системе выпуска отработавших газов как об одной из самых пассивных в автомобиле в корне неверно. Скажем больше: по разнообразию и сложности действующих на нее эксплуатационных факторов система просто уникальна. Так, ее внутренняя поверхность подвергается высокотемпературному окислению и газовой коррозии, эрозии от потока отработавших газов, коррозии от конденсатов продуктов сгорания топлива, содержащих различные кислоты и другие агрессивные вещества; наружной поверхности угрож ают атмосферная коррозия, абразивное и ударное изнашивание от воздействия песка, грязи, щебня, а такж е химическая и электрохимическая коррозия от попадания воды, снега и растворенных в них хлоридов, применяемых в качестве про- тивообледенительных средств; элементы системы выпуска подвергаются термоциклическому нагружению и вибрационным нагрузкам, действие которых интенсифицирует коррозионные процессы и вызывает усталостные разрушения конструкции. Д аж е одно из условий, при
водящих к повреждению системы выпуска отработавших газов — воздействие высокой температуры, — способно вызвать ползучесть и изменить микроструктуру металла, а такж е повлиять на прочность и другие его свойства. Термические удары от воздействия снега и брызг холодной воды, циклическое изменение температуры и неизотермическое собственное состояние системы приводят к усталости ее узлов и деталей. П реобладающее воздействие того или иного р азрушающего фактора, а следовательно, и долговечность отдельных элементов системы зависят от ее конструкции, свойств применяемых материалов, условий эксплуатации автомобиля.
По результатам проведенных на ЦНИ АП НАМИ, Горьковском автозаводе и за рубежом исследований установлено, что температура внешней поверхности системы выпуска изменяется в пределах от 323 до 1143 К, в частности, глушителя — от 323 до 923 К. Такие широкие диапазоны обусловлены как расположением системы на автомобиле, так и нагрузками двигателя: нижние пределы соответствуют холостому ходу, с малой частотой вращения коленчатого вала, верхние — режиму максимальной мощности.
Н а рис. 1 и 2 показано, как изменяется температура вдоль образующей внешней поверхности нижней части глушителей соответственно автомобилей ЭИЛ-138А и УАЗ-452Д во время работы двигателей на холостом ходу при частотах вращения коленчатого вала 1000, 1500, 2000, 2500 и 3000 мин-1 (кривые 1—5). Такой неравномерный характер кривых обусловлен термодинамическим торможением газового потока, а такж е резкими изменениями его направления и переносимых объемов газов.
При работе ДВС на холостом ходу создаются благоприятные условия для перехода в жидкую фазу паров серной, соляной, бромистой кислот и других агрессивных реагентов, температура конденсации которых находится в интервале 359—443 К. Коррозия, вызываемая хо
да
Ри с, 1 Fuc. 2
лодными конденсатами, приводит к очень быстрому образованию сквозных отверстий на деталях системы и их разрушению из-за прямого химического влияния на внутренние поверхности. Особенно часто это наблюдается в случае коротких пробегов АТС с частыми остановками, а такж е охлаждения стенок двойных выпускных систем.
Высокие (более 400 К) температуры вызывают термическую коррозию и окисление на стенках системы, что усиливается наличием в отработавших газах та ких соединений, как СО, С 0 2, H2S, SO2, паров воды и других агрессивных реагентов. Одновременное действие коррозии, температурных и механических деформаций изменяет физико-механические
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№ 9
А втом обиль С истем а выпуска
М аксим альны е ний, м /с2, при
ам плитуды внброускоре- дв и ж ен и и АТС по дорогам
с покры тиями
М аксим альны еам плитуды
в и бр оуск ор е
асф а л ь т о б етонны м
ровнымбр усч аты м
разби ты мбр усч аты м
ний, м /с2, при р а б о т е Д В С на холостом
х о д у
ЗИ Л-43Г4 С серийны м гл уш ителем
5-,12/ИЮ - 12.8/25 ,1(У63
С опы тны м гл уш и телем (им еет три п ер егородки)
5,75/97 7,2/31 32/-50
С опытным ц ел ь н о за катны м глуш ителем
5,12/31 .7.2У25 — 112,8/100
У А З-452Д С ерийная 10 8 29 10CV110О пы тная 12,8 11,2/31 — 158/110
П р и м е ч а н и е . В зн а м ен а т е л е указан ы частоты , при которы х реги стрировал ись ам плитуды виброускорений .
свойства материалов, из которых изготовляются элементы системы выпуска, и тем самым приводит к снижению их прочности и долговечности.
На акустические свойства й долговечность системы выпуска существенное влияние оказывает такж е ее вибронагру- женность, вызываемая колебаниями подрессоренных масс автомобиля. Для того чтобы оценить это влияние, на ЦНИАП НАМИ экспериментально определены собственные частоты и формы изгибных колебаний систем выпуска автомобилей ЗИЛ-4314 и УАЗ-452Д, построенные по результатам измерений виброускорений по длине систем (возбуждались они при помощи электрических вибраторов). Кроме того, АТС испытывались в дорожных условиях на различных режимах движ ения, при этом вибронагруженность выпускных систем оценивалась по эмпирической формуле, согласно которой находятся коэффициенты вибронагружен- ности в зависимости от частот собственных колебаний и амплитуд виброускорений систем. Формы их изгибных колебаний соответственно для автомобилей ЗИ Л и УАЗ показаны на рис. 3 и 4
(сплошные линии — с серийными, пунктирные — с опытными системами выпуска; на рис. 3, а — е — соответственно при частотах 22, 43, 49, 61, 97 и 111 Гц, а на рис. 4, а — е — 31, 37, 59, 66, 98 и 111 Гц).
Исследования систем выпуска автомобилей ЗИ Л показали, что их частоты и формы колебаний практически одинаковы. Однако при движении АТС по асфальтобетонной дороге и в случае р а боты двигателей на холостом ходу наименьшие коэффициенты вибронагру- женности оказались у систем выпуска с опытным цельнозакатным и серийным глушителями. При движении ж е по дороге с ровным булыжным покрытием наименее нагружены системы выпуска с серийным глушителем. Причем при движении по асфальтобетону и при работе ДВС на холостом ходу вибронагруженность систем выпуска в 2,5—3 раза меньше, чем при движении автомобилей по дорогам с ровными брусчатым и булы ж ным покрытиями (см. таблицу).
У систем выпуска автомобилей УАЗ частоты и особенно формы собственных колебаний в случаях использования серийного и опытного глушителей сущ е
ственно различаются, что сказывается на их вибронагруженности. При этом у опытного глушителя она оказалась значительно выше. Установлено также, что вибронагруженность систем выпуска ав томобилей УАЗ обусловлена, главным образом, скоростным режимом работы двигателя и практически не зависит от типа дорожного покрытия.
Основные частоты собственных колебаний систем выпуска находятся в пределах 20—200 Гц. Наибольшие амплитуды виброускорений наблюдаются при собственных частотах их колебаний и достигают у автомобиля ЗИЛ-4314— 31,5, УАЗ-452Д — 160 м /с2.
Необходимо отметить, что однозначная оценка вибронагруженности системы выпуска — как однопараметрическая (для определенного режима работы автомобиля), так и многопараметрическая (т. е. предполагающая сравнение вибронагруженности в различных условиях) — либо не вполне корректна, либо недостаточно определенна. Поэтому динамическое состояние систем выпуска автомобилей целесообразнее всего оценивать либо по т и п и з и р о в а н н о м у коэффициенту вибронагруженности, учитывающему характер дорог, время и режимы движения по ним, свойственные АТС определенной категории, либо по э к в и в а л е н т н о м у коэффициенту вибронагруженности системы выпуска (в зависимости от процентного состава типов дорог и характерных режимов работы автомобилей).
Полученные в процессе исследований данные могут быть использованы при определении исходных требований для разработки методик ускоренных полигонных н стендовых испытаний систем выпуска, направленных на то, чтобы оценивать различные конструктивные и технологические меры по повышению долговечности, снижению массы этих систем.
УД К 621.436.038.004.58
Диагностирование топливной системы дизеля
по его тепловому излучениюД-р техн. наук В. Е. КАНАРЧУК, Г. Н. ГЕЛЕТУХА, И. И. ПОПЕЛЫШ
Киевский институт инженеров гражданской авиации
12
К АК показывает практика, разрегулировка системы топли- воподачи дизеля приводит к изменению температурного
состояния деталей его цилиндро-поршневой группы, ухудшению показателей надежности, топливной экономичности и токсичности. Для того чтобы предупредить эти явления, двигатели подвергают диагностированию. Техническое состояние топливных систем дизелей традиционно определяют путем прямого инструментального и визуального контроля, что требует р азборки ДВС, и следовательно, влечет значительные трудозатраты и экономические потери из-за простоев АТС. Применяемые при этом диагностические средства не отличаются совершенством, что дополнительно осложняет проблему.
Избежать перечисленных трудностей позволяет безразбор- ная диагностика, например, по такому критерию, как количество теплоты, уносимое с отработавшими газами.
Эта теплота определяется температурой, следовательно, ее и нужно измерять. Однако непосредстенное измерение темпе
ратуры на выходе из цилиндра контактными средствами связано с известными трудностями их установки на ДВС. Поэтому в данном случае более предпочтительны, на наш взгляд, бесконтактные измерительные средства, в частности, инфракрасные пирометры полного излучения. Одним из главных их преимуществ является возможность дистанционного контроля температуры на поверхности объекта.
С учетом особенностей бесконтактного определения температуры отработавших газов разработана методика диагностирования системы топливоподачи дизеля, основные положения
которой заключаются в следующем: температура газов на выходе из каждого цилиндра двигателя определяется по степени нагрева поверхности выпускного коллектора; в свою очередь, температура его поверхности измеряется в местах напротив выпускных окон цилиндров и в нескольких промежуточных точках меж ду ними; инфракрасный пирометр перед применением тарируется по модели абсолютно черного тела (строится зависимость показаний прибора от температуры), затем температура Т пересчитывается в плотность инфракрасного излучения по известной формуле R T = e,aTt где е — степень черноты нагретой поверхности, а — постоянная излучения; по лучу лазерного устройства инфракрасный пирометр наводится на место, в котором производится измерение; режимы работы двигателя выдерживаются такими, при которых диагностическая информация о параметрах топливоподачи максимальна.
М етодика апробировалась на дизеле ЯМЗ-236. При этом изучалось влияние основных параметров топливоподачи (угол ф в опережения, давление рв впрыскивания, цикловая подача Оц) на температуру отработавших газов. В качестве четвертого варьируемого параметра служила длина выпускного коллектора. Температура поверхности последнего измерялась на левом ряде блока в восьми точках: напротив выпускных окон четвертого, пятого и шестого цилиндров (соответственно точки /, 4 и 7), а такж е на участках коллектора между ними (точки 2 и 3, 5 и 6) и за шестым цилиндром (точка S). Исследуемые параметры изменялись в следующих пределах (по три
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
дискретных значения): угол опережения впрыскивания — 4... 20...36 град. п. к. в.; цикловая подача топлива — 55... 110... 165 см3/м ин; давление впрыскивания— 10...15...20 МПа. Н агрузка двигателя изменялась путем отключения цилиндров. Результаты измерений обрабатывались математическими методами планирования эксперимента.
В таблице приведены экспериментальные данные, позволяющие оценить влияние исследуемых параметров топливоподачи в четвертом цилиндре дизеля на величину нагрева поверхности его выпускного коллектора. (При этом второй, третий и шестой цилиндры отключались.) Очевидно, что и при позднем, и при раннем впрыскивании (см. строки 2 и 3 таблицы) изменяется нагрев всей поверхности коллектора. (Строка 1 соответствует нормальному углу впрыскивания.) В случае же варьирования цикловой подачи топлива в сторону уменьшения (строка 4) или увеличения (строка 5) резко изменяется нагрев поверхности коллектора в районе выпускного окна четвертого цилиндра, остальная поверхность нагревается меньше. При изменении всех трех параметров температура коллектора возрастает еще заметнее (строка 6). Отклонение величины давления впрыскивания топлива от нормальной (строка 7) в сторону уменьшения (строка 8) или увеличения (строка 9) изменяет нагрев в основном только в области выпускного окна цилиндра.
Аналогичные исследования проведены для пятого (строки11— 13) и шестого (строки 14— 16) цилиндров.
Наличие математической модели процесса позволяет с высокой эффективностью применять статистические и метрические методы идентификации предъявленных для диагностирования зависимостей.
Исследования показали, что инфракрасные пирометры вполне применимы для бесконтактной диагностики параметров то-
П арам етрытоп ли воподачи
П лотность, В т/см 2, инф ракрасного излучения, оп р ед ел ен н ая в точках
Н омер * зм е- ргння
=( .
U
а .9- с
XSS
О о
<яС£
ше*.
1 2 3 4 5 6 7 Ь
1 20 110 15 0 ,6 0,57 0,53 0 ,49 0,46 0,42 0,39 _2 4 110 15 0,73 0,68 0,64 0,61 0,56 0,53 0,49 —
3 36 110 15 0 ,49 0 ,46 0 ,42 0 ,39 0,36 0,32 0 ,29 —
4 20 55 15 0 ,36 0,35 0,35 0,34 0,34 0,33 0,33 —
5 20 165 15 0 ,85 0,78 0 ,72 0,66 0,59 0,53 0,46 —
6 4 165 10 1,18 1,08 0,99 0,90 0,80 0,71 0,62 —7 20 ПО 15 0,60 0 ,57 0,53 0,49 0,46 0,42 0,38 —8 20 110 10 0,52 0 ,49 0 ,46 0,43 0,41 0,38 0,35 —9 20 ПО 20 0 ,69 0 ,64 0 ,59 0,55 0,50 0,45 0,41 —
10 4 110 10 0,82 0,77 0 ,72 0,67 0,62 0,57 0,52 —
И 20 55 15 — — — 0,12 0 ,20 0 ,33 0,46 0 ,4812 20 165 15 — — — 0,37 0,42 0,48 0 ,49 0,5113 20 110 15 ___ — — 0,22 0,28 0,36 0,39 0,4114 20 55 15 0 ,35 0 ,30 0,25 0,16 0 ,16 0,26 0,29 0 ,3015 20 110 15 0 ,27 0 ,26 0,23 0,20 0,24 0,33 0,40 0,4 116 20 165 15 0 ,19 0 ,17 0 ,15 0,13 0 ,28 0,44 0 ,66 0 ,6 9
пливоподачи дизелеи; меж ду изменением параметров топливной системы и степенью нагрева поверхности выпускного коллектора всегда существует явная зависимость; диагностическая информация увеличивается при нагружении двигателя и зависит от величины нагрузки и частоты вращения коленчатого вала; для определения каждого параметра следует устанавливать соответствующий режим работы ДВС, при котором диагностическая информация одназначна.
УДК 621.43(091) :629.113
Из истории автомобильных ДВСКанд. техн. наук Г. Н. РЫТВИНСКИЙ
Московский автомеханический институт
КОЛО СТА лет назад на дорогах Европы появились пер-вые автомобили современной концепции — с двигателями
внутреннего сгорания. Легкие и компактные, обладающие большой удельной мощностью, ДВС произвели поистине коренной переворот в безрельсовом наземном транспорте, обеспечив его массовую моторизацию.
Творцами первых автомобилей с ДВС принято считать немецких изобретателей К. Бенца и Г. Даймлера, которые получили соответствующие патенты в 1886 г. Но история возникновения и развития двигателя внутреннего сгорания началась задолго до этой даты. Поршневой насос, прообраз цилиндропоршневой группы, и зубчатые передачи — творения мастеров античности; кривошипно-шатунный механизм возник еще раньше — во времена древнейших цивилизаций Египта и М еж дуречья. Использование давления газов для привода механизмов такж е было известно с античных времен, а огнестрельное оружие, основанное, по сути, на том ж е принципе, появилось в Европе в XV веке.
Дальнейшим продвижением к идее теплового двигателя человечество обязано выдающимся открытиям эпохи позднего возрождения, общественно-исторические условия которой д а ли импульс развитию естественных наук и техники. В исторической литературе упоминаются попытки использовать давление пара для подъема воды еще в начале XVII века. В 1692 г. создан проект паротурбинного двигателя для привода дробилки. Во второй половине века И. Ньютон проводил опыты с паром и спроектировал повозку с реактивным паровым движителем. В тот ж е период Торричелли и П аскаль, изучая свойства воздуха, обнаружили эффект атмосферного давления, а в 1654 г. О. Геррикке продемонстрировал опыт с полушариями, из внутренних полостей которых откачан воздух. Это открытие подтолкнуло многих изобретателей к идее атмосферного двигателя. Первый его прообраз был создан в 1673 г. и известен как «трубка Гюйгенса». Принцип его работы таков. П ороховой заряд, расположенный в нижней части цилиндра, поджигался при помощи бикфордова шнура. Продукты сгорания поднимали поршень, а затем под избыточным давлением выходили через боковые патрубка, снабженные кожаными шлангами. При охлаждении пороховых газов атмосферное давление пережимало шланги и опускало поршень в исходное положение, поднимая через блок груз. Ученик X. Гюйгенсаз Зак . газ
французский физик Д . Папен в 1688 г. сконструировал атмосферную паровую машину, в которой налитая под поршень вода испарялась при нагревании, а после того, как источник тепла (ж аровня) убирался, пар конденсировался, и атмосферное давление совершало работу.
Дорогу для триумфального шествия паровой машины открыли в начале X V III века труды И. И. Ползунова, Т. Сэвери, Д . Уатта и многих других изобретателей и исследователей. Ее быстрое распространение в промышленности и на транспорте было совершенно логичным: для уровня технических знаний и возможностей X V III—XIX веков паровая машина из всех известных двигателей оказалась наиболее приемлемой для практического применения благодаря простоте конструкции, доступности топлива, сравнительно низким температурам рабочего тела (пара). Создателями паровых машин были разработаны многие устройства, позднее нашедшие применение в ДВС: центробежный регулятор, золотниковый механизм газораспределения, поплавковый регулятор уровня жидкости, кривошипно-шатунный механизм, передающий усилие от поршня на вращающийся вал, и др. Отметим, что ранние паровые двигатели были очень тяжелыми и громоздкими, а потому использовались только как стационарные, например, для привода шахтных насосов. П ервая достоверно известная попытка приспособить паровую машину для транспортного средства предпринята в 1770 г. французским офицером Н. Ж . Кюньо. На его самодвижущ ейся телеге усилие от поршней передавалось на ведущее колесо при помощи довольно сложного устройства с шестерней на валу колеса, которая рычажно-храповым механизмом была связана со штоками поршней. В последующих конструкциях ранних ДВС привод колес посредством зубчатой рейки и шестерни был достаточно распространен, хотя уже в 1786 г. паровые экипажи Мэр дока имели более простой и надежный кривошипный привод оси ведущих колес.
Бурное развитие паровых машин, однако, не означало, что интерес ученых и техников к идее двигателя внутреннего сгорания ослаб. Напротив, благодаря успехам фундаментальных и прикладных наук, прежде всего термодинамики и механики, а такж е прогрессу в области металлообработки, эта идея захватила умы изобретателей многих стран, в том числе талантливых умельцев и инженеров России.
Так, в конце XVII века была предложена концепция газо
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№ 9
турбинного двигателя, а такж е создан проект поршневого ДВС, работающего на жидком топливе (скипидарное масло), которое по замыслу автора должно было испаряться на раскаленном днище поршня (а ведь это не что иное как способ объемно-пленочного смесеобразования). Воздух всасывался на первой половине хода поршня и смешивался с испарившимся топливом; на середине хода смесь воспламенялась и далее происходило расширение продуктов сгорания. (Такой рабочий цикл был полностью заимствован у паровой машины и применялся в самых ранних ДВС.) В 1801 г. предложен проект газового двигателя, в котором воздух и газ, сжимаемые насосами, подаются в смесительную камеру и оттуда в цилиндр, где смесь воспламеняется электрической искрой. Именно от этой даты ведет свою историю идея электрического заж игания топливовоздушной смеси. Но широкое внедрение искрового зажигания пришло значительно позже, на первом этапе развития ДВС, уступив место зажиганию от калильной трубки. Объясняется это прежде всего тем, что тогда еще не были определены соотношения газа (топлива) и воздуха в смеси, при которых она надежно воспламеняется искрой, и не было д о статочно емкого электрического аккумулятора.
Несколько позже (в 1805 г.) И. де Риваз создал действующую модель экипажа с газовым поршневым двигателем, в котором работа совершалась продуктами сгорания топливовоздушной смеси, поджигаемой электрической искрой (по аналогии с «газовым пистолетом» Александра Вольты, свидетелем опытов которого де Риваз был в 1801 г.). Однако спустя 15 лет в. Англии опять возродилась идея атмосферного ДВС, к которой как к более доступной для практического воплощения склонилось большинство сторонников поршневых двигателей. В проекте 1823 г. в качестве топлива применен светильный газ, а для ускорения конденсации продуктов сгорания, как и в паровом двигателе Ньюкомена, — впрыскивание воды в цилиндр. В 1833 г. разработан газовый двигатель двойного действия с предварительным сжатием отдельно газа и воздуха насосами и воспламенением смеси в крайних положениях поршня наружной газовой горелкой. Благодаря этому используется полный ход поршня для совершения полезной работы. Тогда же впервые предложено применять на ДВС центробежный регулятор для дозирования топлива.
Можно сказать, что к середине XIX века уж е сформировались основные элементы и принципы современного двигателя внутреннего сгорания; сжигание топливовоздушной смеси непосредственно в цилиндре; регулирование ее состава в зависимости от роста нагрузки (по падению частоты вращения вала); предварительное сжатие смеси и ее воспламенение электрической искрой; использование для совершения полезной работы давления продуктов сгорания. Но на том этапе были созданы лишь проекты ДВС и немногочисленные их опытные образцы, которые по многим причинам не могли успешно конкурировать с паровыми машинами. Д о рождения же двигателя внутреннего сгорания, пригодного к массовому производству и применению на безрельсовом наземном транспорте, оставалось несколько десятилетий.
Сейчас трудно, да по-видимому, и нецелесообразно споритьо том, кто является «отцом» ДВС. На основании дошедших до нашего времени документов историки техники считают им Э. Ленуара, который в 1859 г. запатентовал, а в 1860 г. построил газовый двигатель двойного действия (рис. 1), оказавшийся пригодным к практической эксплуатации. П равда, уж е современники отмечали, что Ленуар не изобрел ничего нового, а объединил в одной конструкции известные поршень с уплот-
7 10 9 8 7
Р и с. 1. Д ви гат ел ь Л е н у а р а (1860 г .) :1 — выпускной золотник; 2 — вы пускной коллектор; 3 — ш ток порш ня; 4 — ш атун; 5 — м ахов ое колесо; 6 — коленчаты й вал; 7 — каналы п о д вода в озд уха ; 8 — впускной патр убок; 9 — канал п од в ода газа; 10 —
впускной золотник; И — свеча за ж и ган и я
нительными кольцами, принцип двойного действия, воспламе* нение смеси электрической искрой, плоский золотник газораспределения, питание не только газом, но и легкокипящими углеводородами. Все это верно. Но французским техником был запатентован основополагающий принцип всасывания воздуха и газа (или паров жидкого топлива) в цилиндр без их предварительного смешения и использования дополнительных насосов. В первой четверти хода поршня смесь всасывается, затем поджигается искрой, а расширяющиеся продукты сгорания давят на поршень, совершая работу. В это время с другой стороны выталкиваются продукты сгорания предшествующего цикла. При переходе через мертвую точку все повторяется, но полости цилиндра как бы меняются ролями. На случай применения жидкого топлива Ленуар запатентовал устройство, ставшее прообразом карбю ратора испарительного типа. Кстати, свой двигатель изобретатель попытался использовать для самодвижущ ейся повозки, при этом коленчатый вал одновременно служил и осью колес. Однако до практической эксплуатации данного АТС дело не дошло: весьма бедная смесь без предварительного сжатия, ненадежная система электрического заж игания, перегрев выпускного золотника (при максимальной мощности температура отработавших газов достигала 1070 К) доставляли слишком много хлопот.
Интересно, что почти одновременно с Ленуаром аналогичный по принципу действия двигатель создал другой изобретател ь— Гюгон. В его ДВС применялось более надежное — факельное — зажигание, а для того, чтобы понизить температуру газов на выпуске и защитить золотники, в цилиндр впрыскивалась вода; всасывание смеси и выпуск газов осуществлялись через один золотник, что такж е позволяло снизить его температуру.
Отметим, что первые газовые двигатели отличались очень высоким (до 4—7 м3/к В т -ч ) расходом дорогого по тем временам светильного газа при весьма низком (около 4—4,5%) КПД, близком к К П Д паровой машины. Частота вращения вала не превышала 100 мин-1 , а литровая мощность — 0,05 кВ т/л .
Р и с. 2. Д ви гат ел ь Отто (1884 г .) :1 — впускной канал; 2 — запальны й канал; 3 — золотник; 4 — вы пускной клапан: 5 — р аспр едели тельны й вал; 6 — ш естер ня привода р егул я тор а; 7 — кулачок уп р ав лен и я газовы м клап аном ; 8 — кулачок уп р ав ления вы пускны м клап аном ; в — канал подач и в о зд уха ; 10 — канал по-
д ач н г а за
Идея усовершенствовать двигатель Л енуара захватила многих изобретателей. Наибольших успехов в этом деле добился немецкий механик Н. А. Отто. Он провел многочисленные опыты по определению оптимальных соотношений объемов газа и воздуха, подаваемых в цилиндр, момента воспламенения смеси, а такж е по настройке механизма газораспределения. Цель его исследований — осуществить процесс сгорания и расширения в течение всего хода поршня. В 1862 г. во время одного из опытов Отто случайно сж ал предварительно засосанную в цилиндр смесь и воспламенил ее. Смесь интенсивно сгорела, сообщив поршню большую скорость. Благодаря этому непредвиденному открытию Отто вплотную подошел к реализации четырехтактного цикла. Однако изобретателя беспокоило слишком быстрое нарастание давления при сгорании предварительно сжатой смеси, и он создал опытный образец четырехцилиндрового двигателя с основным (связанным с.кривошипом) и амортизационным (свободно перемещающимся) поршнями, из которых второй воздействует на первый через «воздушную подушку». Однако такая конструкция оказалась неработоспобной; «воздушная подушка» не могла противостоять силам инерции свободно движущихся амортизационных поршней, и Отто вынужден был прекратить опыты с таким ДВС. Более того, на основанном им в 1864 г. моторном заводе начался выпуск... атмосферных двигателей. С точки зрения прогресса двигателестроения, был сделан шаг назад. Ути двигатели не имели даж е кривошипного механизма: усилиена вал передавалось зубчатой рейкой. Но атмосферные ДВСВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Отто оказались гораздо экономичнее двигателей Ленуара (удельный расход газа составлял 1— 1,5 м3/к В т -ч ) и имели более высокую (0,2—0,5 к В т /л ) литровую мощность прн эф фективном К ПД, равном 12— 15%.
Спустя 10 лет изобретатель возвратился к заброшенной им идее четырехтактного двигателя. Стремление «смягчить» процесс сгорания натолкнуло его на мысль о расслоении заряда: при ходе поршня вниз вначале всасывается небольшое коли
чество отработавших газов (выпускной канал золотника еще открыт), а затем — бедная газовоздушная смесь; в конце хода
Рис. 3. Д ви гат ел ь З ен л я й н а (1889 г ) :
1 — т р у боп р ов од подач и т оп лива; 2 — продувочны й к а нал; 3 — впускное окно; 4 — вы пускной патр убок ; 5 — к а
ли л ьн ая тр убк а
всасывания подается смесь богатая, которая хорошо воспламеняется. В 1876 г. четырехтактный двигатель Отто (рис. 2), прообраз современных бензиновых ДВС, заработал. На его основе было создано семейство стационарных силовых агрегатов различной мощности. Они имели максимальное давление сгорания около 2 М Па при среднем эффективном давлении 0,25—0,33 МПа. И хотя их эффективный К П Д (9— 12%) был несколько меньше, чем у атмосферных двигателей, по литровой мощности двигатели Отто превосходили ленуаровские в 10 раз.
К 80—90 годам прошлого столетия уже были созданы ДВС мощностью до 150 кВт, а к концу века — даж е до 450 кВт. Примерно в эти же годы появились так называемые двигатели постепенного сгорания, которые можно считать первыми р а ботоспособными ДВС, использующими жидкое топливо. Они работали по принципу Л енуара, но с предварительным сж атием воздуха поршневым компрессором. В процессе выпуска который продолжался в течение примерно '/з хода поршня, сжатый воздух насыщался парами бензина и поступал в цилиндр. После закрытия впускного клапана смесь воспламенялась, и совершался рабочий ход. В 1878 г. создан двухтактный ДВС с поршневым продувочным насосом: отработавшие газы в конце рабочего хода выпускались через окна в стенках цилиндра, а через клапаны в головке сначала подавался г оду- вочный воздух, а затем — газовоздуш ная смесь.
Интересно, что Отто, автор четырехтактного цикла, считал его шагом назад, по сравнению с двухтактным циклом Л енуара. По его мнению, поршень совершал два лишних хода, что якобы снижает мощность двигателя. Такого ж е мнения тогда придерживалось большинство двигателистов, что отразилось на создаваемых ими конструкциях.
Так в 1884 г. К. Бенц изготовил двухтактный газовый двига-
ще поршня. Такой принцип подачи топлива (в продувочный канал) неоднократно использовался и в дальнейшем на мотоциклетных двигателях.
Но вернемся на несколько лет назад. В 1879 г. офицером русского флота О. С. Костовичем был разработан проект, а в 1884 г. завершена постройка двигателя внутреннего сгорания. Этот восьмицилиндровый двигатель (рис. 4) мощностью около 59 кВт имел ряд оригинальных решений. Например, впервые была применена компоновка с поршнями, движущимися навстречу друг другу, и передачей усилия на общий вал через коромысла. Такая схема, несколько видоизмененная, лишь в 1893 г. была использована на двигателях Ольхейзера и Юнкер,
са и сохранилась до 1960-х гг. на дизелях «Коммер» для тяж елых грузовых автомобилей, а такж е судовых и специальных ДВС. Двигатель Костовича работал на легком нефтяном топливе, имел клапанное газораспределение, воспламенение смеси электрической искрой. Поскольку он предназначался для военного дирижабля, его постройка и испытания велись в обстановке строгой секретности, поэтому об уникальном двигателе Костовича имеются неполные сведения. Однако достоверно известно, что он долгое время был непревзойденным по таким показателям, как литровая (2 кВт/л) и удельная (0,25 кВт/кг) мощность. В Западной Европе и США транспортные двигатели такой мощности (51—59 кВт) были созданы лишь к 1906— 1907 гг., но оказались вдвое тяжелее, чем «российский мотор».
В 1884 г. Г. Даймлер изготовил легкий четырехтактный двигатель, работающий на жидком топливе, который спустя два года установил на своем первом автомобиле. Этот ДВС был одноцилиндровый, рабочим объемом 462 см3 и развивал мощность 0,8 кВт при 600 мин-1 . В 1895 г. конструктор создал двухцилиндровый V-образный двигатель (рис. 5), в котором применил ряд интересных решений. Например, при ходе поршней вверх (при этом в одном цилиндре происходит выпуск, а во втором — сж атие смеси) в кривошипную камеру засасывается воздух. Далее, при ходе поршней в НМТ, он сжимается в этой камере, в то время как в одном из цилиндров идет впуск богатой топливовоздушной смеси, приготовленной в испарительном карбюраторе, а в другом — рабочий ход. Когда поршни приближаются к НМТ, клапаны в их днищах открываются, и в том цилиндре, где происходил впуск, осуществляется дозарядка воздухом, а там, где заканчивался рабочий ход ,— продувка цилиндра с целью лучшей очистки от отработавших газов. Таким образом, в цилиндре, в котором закончился впуск, создается заряд переменного состава — богатая смесь в верхней зоне цилиндра и обедненная — в нижней.
Двигатель Д аймлера хотя и имел консервативное калильное зажигание, был оснащен довольно совершенным по тем
Ри с. 4. Д ви гат ел ь К ост овича (1879—1884 г г .) :1 — кором ы сло; 2 — коленчаты й вал; 3 — контакты искрового заж и ган и я ; 4 — вы пускной клапан; 5 — впускной клапан; 6 — ф ланц ы карбю раторов; 7 —
впускной т р у боп р ов од
Р и с. 5. Д ви га т ел ь Д а й м л е р а (1895 г . ) : /I — канавка на м аховике; 2 — ц ен тр обеж н ы й р егул я тор; 3 — п ол зун толк ателя; 4 — толкатель; 5 — ры чаг управлени я уд ар н и к ом ; 6 — ударн ик; 7 — вы пускной клапан; « — автом атический впускной клапан; 9 — продувочны й клап ан в порш не; 10 — вильчаты й упор;I I — автом атический клап ан впуска в о зд у х а в кар-
т ер н у ю полость
тель, в котором продувочный воздух сжимался в полости под поршнем. Принцип кривошипно-камерной продувки был реализован позже (в 1889 г . ) — на двигателе Зенляйна, работавшем на жидком топливе (рис. 3). При этом сжатый в кривошипной камере продувочный воздух использовался для рас- пыливания топливовоздушной эмульсии через отверстие в дни- 3* З ак . 283
временам карбюратором. В том ж е 1884 г. другим изобретателем сделана первая попытка впрыскивать бензин при такте наполнения на тарелку впускного клапана. Сегодня эта идея получила широкое признание.
(Продолж ение см. в № 10 ж урнала).
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
У Д К 629.114.6
Автомобиль A3J1K-2I4I: особенности компоновки и конструкцииА . И. ВЕСЕЛОВ
Автомобильный завод имени Ленинского комсомола
д ВТОЗАВОД имени Ленинского комсомола приступил к выпуску принципиально нового легкового автомобиля
АЗЛК-2141 (рис. 1). Собрав первую опытно-промышленную партию (50 шт.) к открытию XXVII съезда КПСС, в текущем году завод обязуется изготовить 2 тыс. переднеприводных автомобилей, а в 1988 г. выйти на запланированные объемы их производства.
Разработка технического задания и основных концепций компоновки и конструкции новой модели совпала по времени с определением типажа отечественных легковых автомобилей, подлежащих освоению и выпуску в 80—90-х годах.
Как известно, в последнее время как в нашей стране, так и за рубежом характер использования легковых автомобилей меняется количественно и качественно. Например, в 1985 г. число внутригородских поездок, приходящееся на одного городского жителя, у нас увеличилось почти в 2 раза, а число загородных поездок — в 4,3 раза. Такая ж е тенденция наблю
ди дается и в других странах. По мнению специалистов, объемoi пассажирских перевозок, приходящийся на одного жителя,
^ будет возрастать и дальше — в основном за счет поездок, связанных с отдыхом. То есть основной областью применения личного легкового автомобиля у горожанина станут внегородские поездки, как правило, совершаемые всей семьей. В то ж е время очевидно, что автомобили будут шире использоваться для внегородских поездок вследствие предусмотренного Продовольственной программой СССР предоставления горож анам садовых участков и развития личных подсобных хозяйств в сельской местности.
Как показывает анализ, удовлетворение этих потребностей, учитывая то, что значительную часть пробега автомобиля составит движение по дорогам с усовершенствованным покрытием, может быть наиболее эффективно обеспечено автомобилями III группы малого класса, для которых характерна габаритная ширина 1670— 1710 мм. Последняя позволяет получить ширину пассажирского помещения на уровне локтей более 1370 мм, что дает возможность нормально разместить трех пассажиров на заднем сиденье. Применение переднеприводной компоновки на автомобилях этой группы обеспечивает длину пассажирского помещения (по горизонтали от ненажа- той педали акселератора до точки Н или R пассажира на заднем сиденье) 1670 мм и более, а следовательно, комфортабельную посадку пассажиров на передних и задних сиденьях*
а применение двухобъемного кузова типа хэтчбэк (со склады ваемым задним сиденьем) — использовать автомобиль не только для поездок семьи на дальние расстояния, но и для перевозки (при необходимости) длинномерного груза. Кроме того, благо
даря высокому техническому уровню эти автомобили при движении с высокими скоростями по автострадам по расходу топлива практически соизмеримы с моделями I и II групп малого, а иногда даж е особо малого классов, по комфортабельности значительно их превосходят.
По рассмотреннным причинам переднеприводные пятиместные («семейные») автомобили во второй половине 70-х — начале 80-х годов получили широкое распространение в мире. Практически каждый из крупных производителей легковых АТС выпустил такую модель («Рено-18», «Тальбо-1510» и «Соляра», «Фольксваген Пассат», «Ауди-80» и «90», «Опель Аскона, «Форд Сьерра», «Мазда-626», «Тоёта Кэмри», «Мицубиси Талант» и т. д .). Причем их выпуск и уровень продаж, несмотря на значительную цену и осложнения с топливообеспе- чением, сохраняется весьма стабильными.
Все перечисленные соображения привели к решению разрабатывать новую модель (2141) применительно к этим потребностям автомобильного рынка. П о традиции она должна была иметь максимально возможные размеры пассажирского помещения, быть неприхотливой к условиям эксплуатации, что характерно для автомобилей «Москвич», нетребовательной и нетрудоемкой в техническом обслуживании и при текущем ремонте, обладать высокими сроком службы и коррозионной стойкостью кузова. Чтобы расширить сферы применения этой модели, а такж е вновь создаваемых на ее основе, предусматривалась возможность использовать различные двигатели без существенных изменений подкапотного пространства и конструкции кузова.
Проведенный заводом анализ показал, что все эти условия наиболее эффективно удовлетворяются в случае продольной компоновки переднеприводного силового агрегата. Она позволяет применять различные двигатели, в том числе корот- коходные, с большой длиной блока цилиндров (модификации АЗЛК-4112). Большие и равные по длине полуоси привода передних колес обеспечивают минимальный радиус поворота и хорошую маневренность в городе при значительной (2580 im m у новой модели) величине колесной базы, необходимой для оптимальной «развесовки» и проходимости переднеприводного автомобиля. При продольном расположении, кроме того, увеличивается долговечность (ресурс) элементов и подвесок системы выпуска отработавших газов, управления трансмиссией, сокращаются трудоемкость и стоимость технического обслуживания и ремонта, улучшается доступ к элементам силового агрегата, повышается уровень пассивной безопасности при фронтальных столкновениях. Немаловажно, с точки зрения перспективы, и то, что такая ком
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
поновка облегчает и удешевляет процесс создания полноприводной модификации автомобиля и применения агрегатов базовой модели на грузопассажирских модификациях и новых моделях автомобилей. (Заметим, кстати, что зарубежные фирмы такж е учитывают особенности продольной компоновки силового переднеприводного агрегата и выгодность ее использования на автомобилях III группы малого класса. П римерами могут служить модели «Фольксваген Пассат» и «Сантана», «Ауди-80» и «90», «Рено* 18», а такж е модели на их базе и некоторые автомобили более высокого класса — «Ауди-100» и «200», «Рено-25» и «Эспас», «Тоёта Терсел», «Альфа-Ромео-33», «Субару Леоне» и др.).
Вместе с тем необходимо учитывать, что продольная ком поновка переднеприводного силового агрегата имеет два принципиальных недостатка: значительные величины переднего свеса и высоты капота (в его передней части, лимитируемой шестерней распределительного вала). И опыт зарубежных специалистов свидетельствует, что бороться с этими недостатками непросто. Например, для уменьшения переднего свеса на моделях «Сааб-99» и «Тоёта Терсел» фирмы-изготовители применили схему, при которой двигатель располагается над главной передачей (передача установлена в масляном картере Д В С ). Однако высоту капота при этом пришлось значительно увеличивать. Более удачные результаты дает оборудование автомобиля оппозитным двигателем («Альфа-Ромео», «Ситроен», «Субару»), но и это решение не было принято для модели 2141 в связи с перспективой применения на ней двигателей различных типов. Специалисты А ЗЛК, чтобы получить приемлемые величины переднего свеса и высоты капота новой модели, разработали оригинальную схему продольно расположенного силового агрегата, при которой валы пятиступенчатой коробки передач размещены практически в горизонтальной плоскости, а ДВС смещен на 60 мм вправо от продольной оси автомобиля. За счет использования части пространства, занимаемого механизмом привода сцепления, двигатель такж е опущен вниз и смещен назад. В результате получена падаю щая вперед (при виде сбоку) линия капота, которая обеспечивает хорошую обзорность водителю и высокие аэродинамические качества автомобиля; уменьшены передний свес и длина АТС, а такж е (за счет стреловидности в плане) — безотрывное обтекание передней части встречным потоком воздуха; созданы условия для установки слева, рядом с двигателем, радиатора значительных размеров; снижена высота тоннеля над коробкой передач, целиком образуемого единой выштамповкой в передней панели пола кузова, благодаря чему появилось место для размещения мелких вещей в кож ухе на тоннеле пола и дополнительного оборудования — под средней частью панели приборов, воздуховодов над тоннелем — для подвода теплого воздуха к заднему сиденью; применены полуоси равной длины (500 мм), в результате чего минимальный радиус поворота автомобиля по следу наружного колеса стал менее 5 м. Чрезвычайно важно и то, что при базе 2580 мм масса снаряженного автомобиля распределяется между передними и зад ними колесами в соотношении 61,5 к 38,5%, а полностью нагруженного — 52,5 к 47,5. Это стало возможным благодаря значительному смещению пассажирского салона к передним колесам (длина салона по горизонтали превышает 1720 мм, что ставит новый «Москвич» в разряд лучших автомобилей в своем классе по данному параметру). За двигателем, меж ду перегородкой и щитом передка (с целью снижения шума), удалось разместить объемный вентиляционно-отопительный агрегат, отличающийся высокой эффективностью.
Выбранная компоновочная схема обеспечила значительное пространство между расположенным в носовой части двигателем и щитом передка, что позволило (при соответствующей конструкции силовой схемы кузова, разумеется) получить оптимальный вариант смещения двигателя в случае фронтального столкновения (рис. 2) АТС. Например, при контрольном испытании автомобиля на столкновение с неподвижным препятствием (скорость 50 км /ч ) салон в зоне педалей получает несущественную деформацию, а смещение рулевого колеса внутрь кузова оказалось вдвое меньшим, чем допускаемое ГОСТом, хотя рулевая колонка не телескопирующая.
Пространство за двигателем используется такж е для р азмещения высоко расположенного (с целью лучшей грязеза- щиты) реечного рулевого механизма, который установлен на лонжеронах в зоне специальной перегородки щита передка. Эту же зону можно использовать для дополнительного оборудования дизеля и бензинового (агрегаты наддува) двигателя.
Специально введенная перегородка щита передка отделяет вентиляционный агрегат и его заборник свежего воздуха от двигательного отсека и салона. Здесь располагаются блоки реле, предохранителей и бачок омывателя ветрового стекла.
Эта перегородка вместе с развитыми| косынками соединяет верхние чашки-опоры телескопических стоек передней подвески, что способствует стабильности (в поперечном направлении) углов установки передних колес в эксплуатации и одновременно является дополнительным экраном, изолирующим пассажирский салон от шума двигателя.
Пятидверный двухобъемный кузов А ЗЛ К -2141— с пространственной структурой, силовые элементы которой как в основании, так и в зонах стоек, крыши, верхней части проемов ветрового окна, задней двери и боковин имеют закрытые коробчатые сечения. В то ж е время конструкция передка, брызговики которого образуют только колесные ниши и не продолжаются вперед (за исключением лонжеронов пола, кронштейнов крепления агрегатов трансмиссии и шасси), с целью снижения ее металлоемкости применена скелетная, причем в ней отсутствуют детали кузова, расположенные ниже уровня пола. Развитые передний и задний бамперы,
которые включают такж е нижние брызговики и закрывают боковые нижние части передка и задка, изготовлены из поликарбоната (металлические у них только кронштейны крепления к кузову).
Опускные стекла боковых дверей выполнены неплоскими: ^ их кривизна и пространственное расположение таковы, что они обеспечивают одинаковую (на заднем сиденье— 1400—!420 мм) ширину салона на высоте локтей и плеч пассажиров. Толщина конструкции боковых дверей уменьшена также за счет применения формованных пластмассовых панелей обивки (всего на автомобиле использовано около 90 кг пластмассовых деталей). Чтобы увеличить объем кузова, в том числе багажника, а такж е улучшить вибро- и шумоизо- ляцию салона, пружины зависимой задней подвески разместили под полом кузова. В результате багажник получился широким — 970 мм меж ду обивками брызговиков задних колес, что соизмеримо с шириной проема задней двери.
Важно, что весь объем багажника, в том числе и закрытые крышками боковые «карманы», может полностью использоваться для размещения грузов, поскольку топливный бак (установлен в наиболее безопасной для него зоне — между задними колесами), а такж е запасное колесо расположены под полом кузова. (Интересно, что даж е катушки инерционных ремней безопасности для задних пассажиров из багаж ника вынесены: они крепятся на боковых задних стойках кузова и закрыты обивочными панелями.)
Рис. 5
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№ 9
Кстати, сделать багажник просторным позволила и пружинная задняя подвеска на продольных пластинчатых рычагах, которая имеет П-образную поперечину и длинную тягу Панара. Такая конструкция компактна и обеспечивает четкую кинематику задних колес, без изменения их схождения и р азвала при ходах подвески. Расположение же поперечины и нижних опорных чашек пружин значительно ниже оси задних колес позволило получить низкий уровень пола багажника. Передняя подвеска типа «Макферсон» имеет кованые поперечные рычаги с присоединенными к ним продольными элементами стабилизатора-растяжки, закрепленного на поперечине передних опор силового агрегата. Отдельных подрамников обе подвески не имеют.
Как известно, увеличение колеи улучшает устойчивость автомобиля. Здесь она значительна: 1440 мм у передних колес и 1420 — у задних, а отношение средней величины колеи к габаритной ширине автомобиля равняется 0,85, т. е. оно больше, чем у аналогичных зарубежных моделей. Для получения значительного дорожного просвета, в том числе при применении низкопрофильных шин, на новой модели используются колеса с радиальными шинами 155-14 (для экспорта), 165-14 и низкопрофильными 175/70-14 (по заказу). В ступицах передних и задних колес применены двухрядные шариковые подшипники, не нуждающиеся в смазывании и регулировании при эксплуатации.
Для автомобиля АЗЛК-2141 сохранена внедренная в 1975 г. на модели 2140 высокоэффективная схема раздельного привода тормозов, одна ветвь которой включает цилиндры малого диаметра тормозов передних и цилиндры тормозов задних колес, а вторая — цилиндры большого диаметра тормозов передних колес. Благодаря ей в случае падения давления в любой из ветвей эффективность торможения сохраняется на уровне 60% исходной. Конструкция тормозов передних колес радикально переработана: в них применены двухцилиндровые плавающие скобы, с сохранением, однако, в за имозаменяемых с моделью 2140 поршней и элементов уплотнения тормозных цилиндров. Двухрядный шариковый подшипник и двухцилиндровая плавающая скоба со штампованной рамой позволили получить большую величину среднего радиуса приложения тормозной силы (расстояние от оси колеса до центра тормозной колодки— более 100 мм), что способствует увеличению тормозного момента.
Крутящий момент двигателя к передним ведущим колесам передается через восьмидюймовое диафрагменное сцепление, двухвальную коробку передач, гипоидную главную передачу, включающую дифференциал с единой опорной сферической поверхностью под полуосевые шестерни и сателлиты и качаю щиеся полуоси с шарнирами равных угловых скоростей типа «лебро». Картеры всех агрегатов трансмиссии — из алюминиевого сплава. Коробка передач — пятиступенчатая, с понижающей пятой передачей, что снижает уровень шума, повышает экономичность и срок службы двигателя. Синхронизаторы коробки п ередач— пальцевого типа, с диаметром рабочей поверхности 90 мм|.
Как уже упоминалось, новый автомобиль рассчитан на различные двигатели. Сначала это будет двигатель ВАЗ-2106, а несколько позже (на модификации АЗЛК-21412) ДВС мод. 331.10, являющийся модернизированным вариантом двигателя мод. 412. Д ля обоих двигателей предусмотрено применение одного и того ж е воздушного фильтра с пластмассовым корпусом и цилиндрическим сухим фильтрующим элементом. Устанавливается он на правом брызговике (двигательRA3-21061 или на перегородке щита передка (двигатель 331.10). Аккумуляторная батарея в обоих случаях размещ ается справа, перед передним брызговиком.
Говоря о компоновке нового автомобиля, следует особо остановиться на аэродинамической доводке формы его кузова и систем. Выполнялась она продувкой в аэродинамических трубах моделей в масштабах 1:4 и затем 1:1. П олноразмерный макет, имеющий отработанную форму, послужил основой при разработке конструкции кузова. Детальная доводка формы производилась на натурном образце автомобиля.
В результате удалось добиться безотрывного обтекания поверхностей капота, крыши и задка и снизить загрязняемость кузова, оптимизировать его нижнюю поверхность, форму переднего и заднего бамперов. (В процессе испытаний были также отработаны дополнительные навесные элементы, позволяющие снизить коэффициент аэродинамического сопротивления автомобиля до 0,325.) Кроме того, проведена оптимизация естественной вентиляции (определены местоположение и проходные сечения отверстий в задних стойках кузова, отра
ботаны воздуховоды в панели приборов), подвода воздуха к радиатору, аэродинамической очистки стекла задней двери и т. д. В частности, большая часть воздуха от отопительновентиляционного агрегата через отверстия в передней части панели приборов, расположенных вдоль всей поверхности ветрового стекла, а такж е через два отверстия по бокам панели передается на стекла боковых дверей. Четыре управляемых воздуходува — два по бокам и два в центральной части панели приборов — направляют потоки воздуха, которые подаются к лицам пассажиров передних и заднего сидений. Р егулируемый поток воздуха (летом — прохладного, зимой — теплого) поступает к ногам водителя и пассажиров, сидящих на передних и заднем сиденьях.
При создании автомобиля АЗЛК-2141 особое внимание уделялось требованиям эргономики, активной и пассивной безопасности, функциональности оборудования и приборов, удобству пользования всеми органами управления и переключателями. Так, под рулевым колесом (рис. 3) находится двухрычажный переключатель, левый рычаг которого управляет освещением и световой сигнализацией, а правый — трехрежнм- ным стеклоочистителем (один режим — прерывистый) и омы- вателем ветрового стекла, а в случае установки по заказу — и очистителем стекла двери задка. Комбинация приборов базовой модели включает спидометр, тахометр, указатели уровня топлива, температуры охлаждающ ей жидкости, вольтметр, вакуумметр и блок контрольных ламп. Стандартным оборудованием являются два динамика, установленные по краям панели приборов, что позволяет применять стереорадиоаппаратуру и магнитолу. На боковых местах (спереди и сзади) применены инерционные ремни безопасности, при этом для заднего сиденья производственным объединением «Норма» (г. Таллин) разработаны принципиально новые катушки с горизонтальным выходом ленты. Тяги с замками ремней передних сидений закреплены на салазках сидений, образуя удерживающую систему. Двухрежимное («день — ночь») внутреннее зеркало, а такж е установленные на передних дверях боковые зеркала, управляемые из салона, обеспечивают хорошую видимость дороги за автомобилем. Задние сигнальные фонари — пятисекционные, с увеличенной поверхностью; состоят из указателя поворота, габаритного и противотуманного фонарей, стоп-сигнала и катафота. М ежду фонарями, устанавливается задний номерной знак, освещаемый сверху фонарями, расположенными на внутренней панели двери задка. Передние фары — с галогенными лампами; направление их света может регулироваться в зависимости от загруженности автомобиля. Рассеиватели фар и расположенных рядом с ними передних указателей поворота составляют единую поверхность передка кузова. В нижнем брызговике переднего бампера могут быть установлены, после удаления специальных легкосъемных заглушек, противотуманные фары, а на передних крыльях — боковые повторители указателей поворотов.
Таким образом, по традиции, присущей автомобилям «Москвич», модель 2141 имеет развитое светотехническое оборудование с раздельными функциями, полностью соответствующее международным нормам|.
В заключение сравним некоторые параметры новой модели (III группы малого класса) и автомобилей II группы малого класса — АЗЛК-2140 и ВАЗ.
Длина пассажирского помещения у АЗЛК-2141 на 130 мм больше. Ширина салона на уровне локтей и плеч пассажиров заднего сиденья тож е больше — соответственно на 160 и 70 мм. Хотя задний свес, по сравнению с моделью 2140, на 227 мм короче, эффективная вместимость багажника на 25% больше, кроме того, разложив заднее сиденье, можно удвоить объем багаж ника и перевозить крупногабаритные (с поперечным сечением до 950X950 мм) грузы в пределах максимально допустимой полной массы (1470 кг). Кстати, несмотря на большие размеры, снаряженная масса автомобиля АЗЛК-2141, по сравнению с моделью 2140, не увеличилась.
Модель 2141 с двигателем ВАЗ-2106 отличается от предшественника на 20% меньшим (15,5 с) временем разгона с места до скорости 100 к м /ч и на 10% более высокой (165 к м /ч ) максимальной скоростью. Средний по трем режимам (т. е. при движении со скоростью 90, 120 к м /ч и европейскому городскому циклу) расход топлива у нового автомобиля на 10,7% ниже, чем у модернизированной модели 2140. Кроме того, и это очень важно, удельная оперативная трудоемкость технического обслуживания модели 2141 вдвое меньше, чем у пока еще выпускаемого «Москвича».
Таким образом, по потребительским и эксплуатационным качествам новый переднеприводный автомобиль АЗЛК-2141 существенно превосходит заменяемую им модель 2140, а по ряду показателе^ — и автомобили ВАЗ.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
УДК 629.114.3:621.869.88
Развитие конструкций полуприцепов-контейнеровозовКандидаты техн. наук. В. И. СОЛОВЬЕВ и Г. Д . ЦЕЙТЛИН, О . Л. ТОЧЕНОВ
НАМИ
D НАШ ЕЙ стране, как и во всем мире, получил распростра- О нение наиболее прогрессивный способ транспортировки грузов — в унифицированных контейнерах. Д ля их перевозок автомобильным транспортом имеется парк тягачей, специализированный подвижной состав. Однако типаж полуприцепов- контейнеровозов и их конструкции, по мнению специалистов, нуждаются в доработке с учетом современных требований.
В международной системе контейнерных перевозок используются контейнеры шести основных типов (табл. 1). Все они имеют одинаковые высоту и ширину (2438 мм) и отличаются только длиной.
Т а б л и ц а 1
О бозн ачен и е типа контейнера
У словная д л и н а, ф уты
Г абар итная д л и н а , мм
У словн ая м асса бр утто , т
1А 40 12 192 301В 30 9125 251C 20 6058 201D 10 2991 101Е 7 1965 7IF 5 1450 5
Рассмотрим, насколько отечественный специализированный подвижной состав приспособлен для их транспортировки. (П араметры контейнеровозов, выпускаемых автомобильной промышленностью, приведены в табл. 2.)
С учетом систематической недогрузки контейнеров полуприцепы ЧМЗАП-9991 и MA3-9389 рассчитаны на перевозку не только одного контейнера типа 1А, но и двух контейнеров типа 1C. По этим ж е соображениям на полуприцепе новой модели ЧМЗАП-99859 (см. рисунок) могут перевозиться один контейнер типа 1А (1АА) или два контейнера 1С*(1СС).
Из опыта эксплуатации подвижного состава для перевозок контейнеров в нашей стране и тенденций его развития за рубежом можно сделать следующие выводы.
Грузоподъемность полуприцепа не долж на превышать номинальную массу брутто основного контейнера, для перевозки которого он предназначен. Сейчас этому требованию удовлетворяют только полуприцепы- под контейнеры типов 1А и 1C, причем, что касается первых, то большинство зарубежных полуприцепов этой категории, а такж е отечественный ЧМЗАП- 9991— двухосные и имеют грузоподъемность 27—28 т, т. е. даж е меньше номинальной. Но в связи с внедрением высоких
С учетом ограничений параметров массы автотранспортных средств при числе осей автопоезда не более пяти возможна перевозка не более чем одного контейнера типа 1А, 1В или 1C. Что касается контейнеров типа 1D (их производство и применение в последнее время снижаю тся), то они перевозятся чаще всего на полуприцепах, по нескольку штук на каждом. Контейнеры типов 1Е и 1F такж е могут перевозиться по несколько штук полуприцепом большей грузоподъемности, которая в случае использования тягачей ЗИ Л и КамАЗ должна равняться 10— 15 т. Такой полуприцеп, кстати, подошел бы и для перевозки контейнеров массой 3 и 2,5 т, применяемых в нашей стране.
Анализ статистических данных показывает, что несмотря на полное использование полезного объема контейнеров, их грузоподъемность в большинстве случаев полностью не реализуется, так как среди перевозимых в них грузов немногие имеют большую объемную массу. Например, контейнеры типов 1А и 1C при максимально допустимой массе соответственно 30,48 и 20,32 т в среднем весят в загруженном состоянии 24—27, и 12— 14,5 т. Стремление выправить это положение привело к созданию так называемых «высоких» контейнеров, габаритная высота которых увеличена до 2591 мм. Высокие контейнеры получили маркировку 1АА, IBB, 1СС и т. д.
В нашей стране из большегрузных (массой брутто 20 т и более) контейнеров наибольшее распространение получили типы 1А и 1C, одобрено применение высоких контейнеров типов 1ЛА и 1СС.
контейнеров типов 1АА и 1СС грузоподъемность соответствующих полуприцепов следует повысить до 30 т, что может быть достигнуто увеличением массы, приходящейся на седельносцепное устройство тягача, осевых нагрузок полуприцепа или числа осей у последнего. Действующие ограничения параметров массы автотранспортных средств, которые эксплуатируются на автомобильных дорогах общей сети, позволяют увеличить массу, приходящуюся на колеса полуприцепа, до 20 т при расстоянии меж ду осями 2000 мм. Если же принять при этом массу, приходящуюся на седельно-сцепное устройство тя гача равной примерно 14,5 т, то ничто не помешает создать двухосный полуприцеп-контейнеровоз грузоподъемностью 30 т, рассчитанный на буксировку тягачами МАЗ типа 6X4. Введение в конструкцию полуприцепа третьей оси приводит к повышению его собственной массы на 1000— 1800 кг и, таким об-
Т а б л и ц а 2
П ол уп р и ц еп -к он тей н ер ов оз
П арам етрЧМ ЗА П -9985 Ч М ЗА П -99858 Ч М ЗАП -9991 ЧМ ЗА П -99859 M A 3-9389
Типы перевозим ы х контейнеров 1C 1C; ICC 1 A; 2 X IC 1 А; 1АА; 2Х 1С ; 2Х1.СС
IA; 2Х 1С '
Грузоподъ ем ность , кг 20320 20320 28000 30200 32700М асса в снар яж енн ом состоян ии, кг 4000 3750 4700 4500 6000Полная м асса, кг 24320 24070 Э2700 34700 38700Коэффициент м еталлоем кости Расп ределен и е м ассы гр у ж ен о го п олуп ри цепа, кг:
0,197 0,185 0,168 0,149 0,184
на седел ьн о-сц еп н ое устройство 7620 7700 145700 14700 14 700на колеса полуприцепа
Габаритны е р азм еры , мм:16700 16370 _ 18000 20 000 24000
длина 6435 7000 12500 12500 12 325ширина 2500 2500 2500 2500 2500
П огрузочная вы сота, мм 1495 1395/1325* 1500/1400* Ш 5 1415*Д орож ны й просвет, мм 240 375 240 320 330Б аза полуп риц епа, мм 3430+ 1400 4070+1560 7640+1400 7230+ 2000 6195+1540+ 1650Колея, мм I860 1840 1860 I860 2002Разм ер шин 300X 508 260Х 508Р 300X 508 280Х 508Р 300X 508PЧисло осей /колес, шт. 2 /8 + 1 2 /8 + 1 2 /8 + 1 2 / 8 + i 2 ,5 /10+ 2М аксим альная скорость, км/ч 80 85 80 80 100Тягач М А З-504В М А З-504В или
К ам А З-54112М А З-6422 М АЗ-64222 М АЗ-64221, М АЗ-6422,
М А З-64227
* При ном инальной за г р у зк е .Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
№ 9
разом, созданию контейнеровоза грузоподъемностью более 30 т, что нельзя признать оправданным. Действительно, ведь масса контейнера типа 1А (или 1АА) не может превышать номинальной величины, а при перевозке одновременно двух контейнеров типа 1C их суммарная масса такж е обычно не превышает 29 т. Создавать ж е полуприцеп для перевозки двух контейнеров, имеющих массу более 15 т каждый, нерационально, так как с этой целью должны использоваться полуприцепы, специально предназначенные для перевозки контейнеров типа 1C и имеющие грузоподъемность 20 т, тем более что последние являются наиболее массовыми среди контейнеровозов. Значит, наиболее перспективными следует считать двухосные полуприцепы грузоподъемностью до 30 т, обеспечивающие перевозки большегрузных контейнеров типов 1А, 1АА, 1C и 1СС.
Важное значение придается уменьшению собственной массы контейнеровозов. Д ля этого снижают металлоемкость их рам, сокращают размеры шин. Например, на полуприцепе ЧМЗАП- 99859 вполне возможна замена шин размером 11.00-20 на 10.00-20. Это обеспечит не только снижение собственной массы
контейнеровоза, но такж е дает возможность расширить расстояние между его рессорами и, следовательно, улучшить поперечную устойчивость АТС, что весьма важно, учитывая высокое расположение центра масс перевозимого контейнера.
Сокращение металлоемкости рамы достигается двумя путями: повышением качества применяемых сталей и оптимизацией конструкции. Так, благодаря использованию стали 10ХСНД для рам по параметру собственной массы полуприцепы ЧМЗАП- 99858 и ЧМЗАП-99859 не уступают современным зарубежным аналогам. Оптимизация же конструкции рамы в большой мере зависит от рационального выбора подвески мостов полуприцепа.
Поскольку контейнеровозы эксплуатируются, как правило, на дорогах с твердым покрытием, то рекомендуется применять четырехрессорную балансирную подвеску, обеспечивающую высокую плавность хода. Достоинства этой подвески особенно сказываются в случае полуприцепов с большим ( ~ 2000 мм) расстоянием между осями. По сравнению с широко распространенной двухрессорной, рекомендуемая подвеска улучшает
условия работы лонжеронов рамы, нагрузка на которые передается не в одной, а в трех точках. По этой причине появляется возможность уменьшить собственную массу контейнеровозов, что видно, например, из данных табл. 2 (полуприцепы ЧМЗАП- 99858 и ЧМЗАП-99859 имеют четырехрессорные подвески).
Существует и еще один резерв экономии металла при изготовлении полуприцепов, рассчитанных на перевозку контейнеров типов 1А и 1АА. Эти полуприцепы оборудуются дополнительными опорами под контейнеры 1C и ICC, используемыми только при отсутствии потребности в перевозках контейнеров 1А и 1АА. Поэтому со временем, когда поступление контейне- неров типов 1А и 1АА, пока немногочисленных, увеличится, целесообразно будет исключить из конструкции полуприцепов дополнительные опоры и устанавливать их лишь по требованию отдельных потребителей.
Распространение высоких контейнеров, кроме того, вынуждает создавать контейнеровозы погрузочной высотой не более 1409 мм — для соблюдения допустимой габаритной высоты (4000 мм), особенно при перевозке порожнего контейнера. Чтобы удовлетворить такое требование, придется уменьшить высоту расположения седла тягача до 1250 мм. Это, в свою очередь, тесно связано с размерами применяемых шин, следовательно при установке на тягаче шин размером 11.00-20 целесообразно применять пневматическую подвеску. Однако такое решение следует рассматривать как вынужденное и применять только в том случае, если нет шин, имеющих малый диаметр п высокую грузоподъемность.
Что касается полуприцепов-контейнеровозов, то даж е при наличии на них рессорной подвески уменьшить погрузочную высоту вполне возможно. Пределы понижения рамы полуприцепа определяются требованием ГОСТ 3163—76 к ее отклонению от горизонтального положения (не более чем на 2% ). П оэтому применение пневматической подвески на полуприцепах- контейнеровозах, что встречается на некоторых зарубежных аналогах, может считаться оправданным лишь в особых случаях, требующих значительно повысить плавность хода АТС, т. е. при перевозках специфических грузов.
У Д К 629.113.62:622
Пути повышения эффективностиА. И. ЯКОВЛЕВ, И. А. ЛАПШИН
НАМИ
дизель-троллеивозов
/Л СОБЕННОСТЬЮ дизель-электрического привода карьер- ных автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности
является ограниченная мощность автономной дизель-генератор- ной установки. Поэтому при движении на подъем, а это составляет значительную часть времени работы таких машин, их техническая скорость, следовательно, и производительность уменьшаются, а себестоимость перевозок и расход жидкого топлива увеличиваются. Д ля устранения этого недостатка в некоторых зарубежных карьерах питание электродвигателей мотор-колес автомобилей-самосвалов с автономного источника электроэнергии переводят на тяговую электрическую сеть, для чего на серийных автомобилях-самосвалах устанавливают токоприемники электрической энергии от контактной сети и дополнитель
ную коммутационную аппаратуру.
В результате существенно повышаются мощность (рис. 1), подводимая к электродвигателям, скорость на подъеме, техническая скорость по маршруту в целом, а следовательно, произ-
Рис. 1. Зависим ост и и зм ен ения мощ ности и н апряж ени я н а заж и м ах т яговы х элект род ви гат елей ди зел ь-т рол - л е й е о з а от тока н а гр у з к и п р и питании от контактной сети (W 1, U 0 и авт ономной д и зел ь-ген ер а т о р н о й уста
н о вк и (W t , U3)
w-,u
-------'
S '
Оп, м
водительность (на 20—30% ) машины и уменьшается (до 40—50%) расход топлива. (Последнее особенно важно для отдаленных карьеров, транспортирование топлива в которые обходится очень дорого.) Кроме того, существенно снижаются нагрузки на дизель-генераторный агрегат, увеличивается ресурс дизеля и сокращаются затраты на его техническое обслуживание. Одновременно уменьшается загазованность карьеров, особенно глубоких.
Однако внедрение дизель-троллейвозов на горнодобывающих предприятиях связано с необходимостью оборудовать карьерную трассу системой тягового энергоснабжения.
Система (рис. 2) энергоснабжения постоянного тока получает энергию от высоковольтной внешней питающей сети 1. Энергия от трансформаторов 2 через выпрямительные агрегаты 3 подводится к контактной сети 4, разделенной по длине на несколько изолированных секций при помощи специальных секционных изоляторов. К аж дая секция контактной сети питается отдельной линией.
Создана такж е система (рис. 3) энергоснабжения переменного тока. К ак видно из рисунка, трехфазный , ток сети 1 высокого напряжения при помощи специального трансформатора
Р и с. 2. Система эн е р го сн а б ж ен ия д и зел ь-т р о л л ей во зо в посто
ян н ы м токомВологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
2 преобразуется в однофазный пониженного напряжения, питающий секционированную контактную сеть 3.
Данные о существующих зарубежных системах энергоснабжения дизель-троллейвозов и их электроприводах приведены в таблице.
Предпосылки повышения эффективности использования дизель-троллейвозов заключаются в возможности повысить, по сравнению с режимом питания от дизель-генератора, напряж ение на зажимах электродвигателей и потребляемую ими мощность при движении на подъеме. Вследствие этого техническая скорость на трассе у дизель-троллейвоза выше, чем у автомобиля-самосвала, причем эта разница тем больше, чем выше уровень напряжения контактной сети по сравнению с напряж ением генератора при больших токах нагрузки. Однако напряжение контактной сети ограничивается допустимым напряж ением электродвигателей мотор-колес, рассчитанных на коммутацию больших токов при пониженном напряжении. Это обусловливается обратно пропорциональной зависимостью тока нагрузки генератора от его напряжения. Поэтому при питании электродвигателей мотор-колес от контактной сети напряж ение в ней приходится ограничивать, что ведет к уменьшению максимального момента электродвигателя и, следовательно, максимального динамического фактора машины. На величину напряжения, подведенного к электродвигателю, влияет такж е падение напряжения в сетях энергоснабжения, заметно изменяющееся при движении машины по трассе в пределах одной секции контактной сети. Если оно превышает 10—20% номинального напряжения тяговой подстанции, то одно из наиболее важных преимуществ дизель-троллейвоза — возможность увеличения, по сравнению с обычным автомобилем-самосвалом, его технической скорости и производительности сводится к минимуму. Одновременно ухудшаются экономические показатели дизель-троллейвоза, поскольку только снижением расхода ж идкого топлива нельзя компенсировать затраты , связанные со строительством и эксплуатацией системы энергоснабжения и потреблением соответствующего количества электроэнергии.
Существуют различные способы уменьшения падения напряжения в сетях энергоснабжения. Один из них — снижение электрического сопротивления сетей. Д ля этого необходимо увеличивать суммарную площадь сечения проводов питающей линии и контактной сети или уменьшать длину секционированных участков контактной сети и питающих проводов, т. е. увеличивать число тяговых подстанций и приближать их к контактной сети. Однако такие мероприятия существенно повышают стоимость системы энергоснабжения (особенно увеличение числа подстанций).
Второй способ — уменьшение тока нагрузки, что практически достигается последовательным соединением электродвигателей мотор-колес. Однако при этом система электропривода дизель- троллейвоза долж на иметь постоянное последовательное соединение электродвигателей мотор-колес или коммутирующее устройство для переключения электродвигателей с параллельного на последовательное соединение при переходе с автономного источника питания на питание от контактной сети, а так же дополнительные цепи системы регулирования. Особенно большие трудности возникают при параллельно-последовательном переключении электродвигателей последовательного воз
буждения, так как здесь возможно значительное, пропорциональное кинематическому рассогласованию мотор-колес по любой причине, перераспределение напряжения контактной сети, что может привести к поломке электродвигателя, на зажимах которого возникло перенапряжение. Поэтому при последова- тельно-пар аллельном переключении электродвигателей этого типа необходима дополнительная система регулирования их возбуждения, позволяющая избежать перенапряжений при кинематическом рассогласовании мотор-колес.
Р и с. 3. Система э н е р го сн а б ж ен и я д и з е л ь - т рол л ей возов п е р е
м ен н ы м током
Учитывая техническую сложность и высокую стоимость мероприятий по снижению падения напряжения в сетях энергоснабжения, прибегают к определенному превышению номинального напряжения тяговых подстанций над номинальным напряжением электродвигателей. (Разница напряжений в большей или меньшей степени будет компенсировать падение напряжения в системе энергоснабжения, и существенных перенапряжений на электродвигателях ожидать не следует, поскольку одновременно с появлением тока в тяговой сети происходит падение напряжения, что понижает напряжение и на за жимах электродвигателей.)
П редставляет интерес система компенсации падения напряжения в сетях энергоснабжения, примененная на дизель-трол- лейвозах фирмы «Комацу» (Япония). Она выполнена на переменном токе, а на подвижном составе устанавливаются управляемый тиристорный выпрямитель и соединенные параллельно электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Номинальное напряжение на шинах понижающих подстанций примерно на 30% выше, чем номинальное напряжение электродвигателя. Поэтому за счет изменения режимов работы тиристоров (практически в любых режимах движения) на за жимах электродвигателей поддерживается номинальное напряжение, а следовательно, обеспечиваются высокие техническая скорость и производительность дизель-троллейвоза. Однако в выпрямителе необходимо использовать тиристоры, рассчитанные на большой ток и высокое напряжение.
Н а техническую скорость дизель-троллейвоза оказывает влияние такж е динамика взаимодействия токоприемников подвижного состава с контактными проводами. Изменение высоты подвески последних и их колебание при движении дизель-трол- лейвоза, проезд по различным неровностям карьерной дороги при относительно высокой скорости могут вызывать кратковре
Контактнаясеть Токосъем
П у ск о р егу л и р ую щ ая а п п а
ратура
Р о д тока и вид в о зб у ж д ен и я
эл ек тр од в и гател яС оед и н ен и е
Х арак тери стика
П р еим ущ ества
систем ы привода
Н едостатк и
Ф ирм а-изготовитель дизел ь- троллейвоза
П остоянного тока, U — = 1<200 В
С контактного провод а п оср едств ом д в ух пантограф ов
П усковы е р ео стат ы
П остоян ного ток а , н езави си м ого в о з б у ж ден и я
П о с л ед о в а т е льное
П р остота д о о б о р у д о вания маш ины ; небольш ая м асса ее д оп ол н и тел ьн ого о б о р удов ани я
Н ев озм ож н ост ь пуска п од контактной с е тью; отсутств и е ком пен сации п аден и я н апр яж ения в сетях эн ер госн абж ен и я ; ограничения по плавному р егулированию скорости при м аневрировании под контактной сетью
«Ю нит Р и г » , «Ю клид», «В абко» (СШ А)
П остоянного тока, U = = 1200 В
С шин из ал ю м иниевого спл ава п о ср ед ством д в у х ш танговых токоприем ников
То ж е То ж е То ж е П р остота д о о б о р у д о вания маш ины ; небольш ая м асса е е д о полн ительного о б о р у дования; прим енен ие ш танговы х ток оп р и ем ников
То ж е «Ю нит Риг» (СШ А)
О дноф азн ая перем енного тока, U — = 1400 В
С контактного провод а п оср едств ом дв ух пантограф ов
Т иристорноим пульсны йрегул ятор
П остоян н ого ток а , п осл ед ов ател ьн ого в озб у ж д ен и я
П ар алл ель н ое Туск под контактной сетью ; ком пенсация падения н апр яж ения в сетя х эн ер го с н а б ж ения; плавное р егу лирование скорости
Н еобходи м ост ь применения тиристоров на больш ие токи и высокое н ап р я ж ен и е I
«К ом ацу»(Я пония)
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
менные отрывы токоприемников от контактных проводов с последующим (при восстановлении контакта токоприемников с проводами) переходным электромагнитным процессом в системе электропривода. При многократной повторяемости процесса, например, при обледенении проводов или движении по плохой дороге, скорость дизель-троллейвоза будет заметно п адать. Но качество взаимодействия токоприемников с контактной сетью повышается при использовании токоприемников штангового типа, для которых характерны большее первоначальное контактное давление и меньшая вероятность отрыва от контактного провода, чем у пантографов. Кроме того, использование штанговых токоприемников позволяет расширить коридор для движения дизель-троллейвоза. (При использовании пантографных токоприемников отклонение машины от осевой линии контактной сети ограничивается шириной контактной лыжи и не превышает 2,5—3 м.)
Однако конструкция головки штангового токоприемника, аналогичная конструкции головки токоприемника троллейбуса, для дизель-троллейвоза неприемлема: в случае профилированного медного контактного провода потребовалось бы существенно увеличить площадь угольной контактной вставки головки за счет ее длины (чтобы не превысить допустимую плотность тока), а следовательно, удлинить головку токоприемника, в результате чего возрастет вероятность его соскакивания с провода при движении на кривых участках трассы.
Использование контактного провода в виде шины из алюминиевого сплава, как это предложено фирмой «Дженерал Электрик» (СШ А), позволяет применить головку штангового токоприемника с широкой угольной вставкой, что допускает повышение величины снимаемого тока и помогает решить проблему использования штанговых токоприемников на дизель-троллей- иозах. Однако работоспособность скользящей контактной пары ^'алюминий—уголь» пока еще недостаточно изучена.
Современная тенденция создания дизель-троллейвозов путем дооборудования существующих образцов автомобилей-самосвалов дополнительной тяговой электроаппаратурой может быть признана приемлемой на первом этапе работ. В дальнейшем необходимо изменить технические параметры и компоновку электрооборудования на машине.
Чтобы повысить эффективность дизель-троллейвозного транспорта, необходимо увеличивать напряжение контактной сети (ориентировочно до 1500— 1700 В), независимо от рода тока
системы энергоснабжения. Электродвигатели мотор-колес, выполняемые на постоянном токе, должны соединяться последовательно и иметь независимое возбуждение, регулируемое ав томатически посредством электронной системы. Решение проблемы включает и создание тягового генератора, параметры которого соответствовали бы принятой системе электропривода, рассчитанной на питание от контактной сети.
У Д К 629.113-034.71
Выбор алюминиевых сплавов для элементов конструкций АТСЛ. С. СКОБЛОВ, С . А . ДУБНИК
05 НИИАТМ
В ЭЛЕМЕНТАХ конструкции автотранспортных средств сейчас все более широкое применение находят полуфабрикаты
(листы, профили, трубы и т. п.) из конструкционных алюминиевых сплавов: у этих сплавов небольшая плотность (она почти в 3 раза меньше, чем у стали); высокие удельная прочность (у некоторых алюминиевых сплавов — в 5 раз выше, чем у конструкционных сталей) и коррозионная стойкость, хороший внешний вид, высокая свето- и теплоотражательная способность. Алюминиевые сплавы привлекают автомобилестроителей и своими технологическими свойствами. Например, при обработке давлением можно получать профили довольно сложной формы, что значительно снижает трудоемкость изготовления конструкций, особенно сложных. Так, по данным НАМИ, если платформу грузового автомобиля собирать из прессованных алюминиевых профилей, то трудоемкость ее изготовления оказывается в среднем на 16% ниже, чем стальной. Кроме того, применение алюминиевого проката способствует экономии стали, дефицитных цветных металлов (меди, цинка, свинца, олова), топлива, смазочных материалов, резины и т. д.
Все эти преимущества и определили основные элементы автомобильной техники, для изготовления которых алюминиевые деформированные полуфабрикаты наиболее целесообразны: бортовые платформы автомобилей большой грузоподъемности; самосвальные платформы, в первую очередь, для перевозки химически агрессивных незатаренных минеральных удобрений; кузова полуприцепов-рефрижераторов и фургонов-скотовозов; полуприцепы-цистерны для перевозки нефтепродуктов и воды; навесные детали кузовов и кабин легковых и грузовых автомобилей (крышки капота и багажника, бамперы, козырьки, брызговики и т. д .); обшивка кузовов автобусов, их кабин и салонов и т. д. Значительное количество специальных видов алю миниевого проката (фольга, круглые и плоскоовальные трубки, многополостные профили, плакированные силумином лист и ленты) идет на изготовление сборных и паяных радиаторов.
Так, в нашей стране уже выпускаются (правда, пока небольшими партиями) автотранспортные средства в «алюминиевом» исполнении. Например, полуприцеп MA3-93971 «Совтрансавто»; цельноалюминиевые платформы КамАЭ-53212 и прицеп СЗАП- 8352 (они на 500 кг легче стальных). Разработаны конструкции самосвального сельскохозяйственного автопоезда ЗИ Л - ММЗ-554 + ГКБ-819 и специализированного минераловоза ГКБ- 9571, полуприцепов-фургонов и скотовозов, полуприцепов-цистерн. Начато серийное производство полуприцепов-рефрижераторов ОдАЗ-9772 и ОдАЗ-9786, в которых практически весь
2 2 кузов выполнен из алюминия: кар кас— из алюминиевых про
филей, наруж ная и внутренняя обшивка — из алюминиевого листа.
В легковом автомобилестроении алюминиевый прокат (в виде прессованных профилей) применяется уже давно. В некоторых моделях ВАЗа — это бамперы, во всех моделях —порожки, окантовка стекол и т. д. Работы, проведенные на разных заводах отрасли, показали, что листовой алюминий можно использовать и для многих навесных деталей, таких, как к апот, крышка багажника, крылья, а для микроавтобусов РАФ — задняя дверь.
Ш ироко используется алюминиевый прокат и на автобусах Л А З и ЛиАЗ. Например, масса алюминиевых деталей на ав тобусе Л А З в среднем составляет 358 кг, а на автобусе ЛиА З— 328 кг. Д о 146 кг увеличилась масса деталей из алюминиевого проката в новой модели автобуса ПАЗ-3205.
Таким образом, в настоящее время целесообразность и рациональность применения в автомобилестроении алюминиевого проката не вызывают сомнения. В то ж е время конструкторы не всегда правильно выбирают сплав, вид и типоразмер алюминиевых полуфабрикатов, а такж е не учитывают состояния их поставки. Вызвано это прежде всего отсутствием информации и рекомендаций по использованию алюминиевого проката применительно к требованиям автомобилестроения. Поэтому рассмотрим некоторые принципы проектирования и изготовления автотранспортных средств с применением алюминиевого проката как с технической, так и организационной точек зрения.
Как уже отмечалось, основными видами алюминиевых полуфабрикатов, применяемых в автомобилестроении, являются листовой прокат и прессованные профили. Металлургическая промышленность выпускает листы и профили из сплавов на основе алюминия, которые различаются как по технологичности при обработке давлением, так и по уровню прочностных и пластических характеристик полуфабрикатов. Многие из этих сплавов высокотехнологичны в металлургическом производстве, полуфабрикаты из них имеют достаточно высокие, удовлетворяющие требованиям автомобилестроения прочностные и пластические характеристики. Это сплавы типа АМг2, АМгЗ, Д 1, 1105, технически чистый алюминий АД1, используемые для изготовления листа, и сплавы АД31, 1935, 1915 — для изготовления прессованных профилей. Они поставляются отожженными, нагартованными, закаленными, прошедшими естественное или искусственное старение. Так что выбор здесь довольно широкий. И чтобы сделать его правильно, конструктору нужно учитывать множество факторов: условия работы детали (силовые нагрузки, особенности окружающей среды и перевозимого груВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
за, требования к декоративности элемента и т. д .) ; технологию обработки полуфабриката при изготовлении детали и необходимые для этого его технологические свойства, стоимость материала. Кроме того, нельзя не принимать во внимание производственные и технологические возможности заводов-изготови- телей полуфабрикатов. В частности, их способность создавать алюминиевый прокат, удовлетворяющий требованиям конструкций АТС. Последнее не менее важно, поскольку для создания опытного образца, например, кузова-фургона нужные материалы всегда найдутся, но, когда начинается переход к массовому производству, их в достаточных количествах может не оказаться. Сошлемся на конкретный пример.
При создании алюминиевой цистерны на Нефтекамском за воде автосамосвалов предусмотрели, что для ее изготовления нужен толстый (5 и 8 мм) лист из сплава АМг5. Опытные образцы цистерн прошли испытания и показали хорошие результаты. Но конструкторы при проектировании и выборе материала не учли, что этот сплав малотехнологичен в металлургическом производстве, а это мешает наращиванию его выпуска. Следовательно, чтобы начать массовое производство цистерны, нужно либо ждать, пока металлурги увеличат выпуск сплава АМг5, либо искать его заменитель.
Второй пример. При выборе сплава и толщины стенок профилей (в основном полых) для бортовых и самосвальных платформ конструктор, естественно, старается, чтобы конструкция получилась возможно более прочной и легкой. Однако чем сплав прочнее, тем он, как правило, менее технологичен при прессовании. В результате толщину профилей приходится увеличивать. А это ведет к увеличению массы конструкции АТС и завышению коэффициента запаса прочности. Так, толщину
стенок профилей, изготовляемых из сплава 1915, приходится делать примерно вдвое большей, чем из сплава АД31, хотя сплав 1915 в 1,5 раза прочнее сплава АД31 в состоянии «Т1».
При разработке конструкций АТС следует учитывать также и максимальные габаритные размеры (диаметр описанной окружности) выпускаемых металлургической промышленностью профилей.
Часть перечисленных факторов, как видим, относится к числу учитывавшихся при создании АТС из традиционных материалов (сталей), часть — обязаны своим появлением алюминию и его сплавам. Есть такж е факторы, связанные с технологией собственного производства. Скажем, наличие или отсутствие на заводе-изготовителе АТС устройств для сварки алюминия, его изгибной деформации, особенности конкретных деталей (наличие подсечек, элементов глубокой вытяжки и т. д.). Все это влияет на выбор сплава и состояния поставки полуфабрикатов. Поэтому выбирать их нужно весьма тщательно. И, чтобы избежать ошибок, целесообразно консультироваться со спе- циалистами-металлургами НИИАТМ. Но прежде всего — самостоятельно изучать предмет — так, как это делают конструкторы Одесского автосборочного завода, в созданном которыми полуприцепе-рефрижераторе высоконагруженные узлы — каркас-рефриж ератор и грузонесущее устройство — выполнены из сплошных профилей высокопрочного сплава 1915, остальные у зл ы — из профилей сплава АД31 (без термообработки или с нею, в зависимости от назначения детали), т. е. с таким расчетом, чтобы новое автотранспортное средство в наибольшей степени соответствовало своему назначению и завод не переж ивал организационно-технологических сложностей при переходе к его серийному выпуску.
У Д К 629.113.012.3-036.5
Пластмассовые автомобильные колесаКандидаты техн. наук В. С. ЦЫБИН, Л. Л. ГУСЕВ
МВТУ имени Н. Э. Баумана, НАМИ
О БЛАСТЬ применения пластмасс в автомобилях с каждым годом расширяется. Одно из перспективных направле
ний — изготовление из них элементов ходовой части, в частности, колес.
Первые сведения о создании автомобильных колес из пластмасс относятся к концу 50-х — началу 60-х гг. Например, в 1960 г. сообщалось, что на Московском автозаводе имени И. А. Лихачева и в МВТУ имени Н. Э. Баумана начаты работы по созданию пластмассовых колес для автомобилей высокой проходимости. Так, автомобиль-снегоход ЗИ Л-Э167 (рис. 1) был оборудован колесами (тип 15-28), выполненными из полиэфирного стеклопластика холодного отверждения. Затем пластмассовые колеса появились во Франции, ФРГ и других странах.
Имеются сообщения о применении зарубежными фирмами пластмасс при изготовлении колес и для других транспортных средств, например, велосипедов, мотоциклов, вертолетов, самолетов, катков гусеничных машин. П родолжаются работы и в странах-членах СЭВ. Схемы некоторых пластмассовых колес различного конструктивного исполнения и назначения, разработанных в МВТУ и НАМИ, приведены на рис. 2,а, б, в, г, а в НПО «Стеке» (Болгария) — на рис. 2 Д
Так, колесо 6j-14 (рис. 2 ,а) для легкового автомобиля рассчитано на радиальную нагрузку 4,2 кН и состоит из двух основных элементов с разъемом в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Его внешний элемент выполнен в виде диска с бортовой закраиной, а внутренний образует ободную часть и вторую бортовую закраину. Оба элемента соединяются между собой болтами. В местах установки последних, а также в зоне отверстий для крепления колеса к ступиие предусмотрены стальные накладки, препятствующие разрушению материала под головками болтов и гаек.
Колесо 4j-13 (рис. 2,6) для легкового автомобиля рассчитано на радиальную нагрузку 3,5 кН, а колесо 254РГ-457 (рис. 2,в) предназначено для автомобиля высокой проходимости (радиальная нагрузка — 23 кН ). Оба они, как и предыдущие, состоят из двух элементов, по не имеют дисковой части, а отверстия для болтов, соединяющих элементы, и шпилек крепления колес к ступице располагаются на одном диаметре. В местах установки соединительных болтов и шпилек крепления такж е предусмотрены стальные кольца-накладки.
Колеса 5к-15 и 5j-13 (рнс. 2, г и рис. 2, д) такж е предназначены для легковых автомобилей. Их радиальная нагрузка соответственно равна 4,7 и 3,7 кН. Оба они имеют неразъ
емную конструкцию и более сложную конфигурацию, чем рассмотренные выше. В ободной части у них предусмотрены монтажные ручьи, а в дисковой — ребра сложного профиля и отверстия для увеличения жесткости, улучшения обдува воздухом колесного тормоза и удовлетворения требований эстетики. В зоне отверстий для крепления колес к ступице существенно увеличена толщина и установлены стальные закладные втулки. Колесо 5к-15 выполнено с учетом изготовления его методом прессования, а колесо 5j-13 — литьем под давлением.
Колеса разъемных конструкций можно изготовлять при помощи более простой оснастки, при этом облегчается монтаж шин, повышается безопасность в случае резкого падения давления воздуха в них (нет монтажного ручья). К преимуществам неразъемных конструкций относятся более высокая точность изготовления, отсутствие сборочных операций, возможность получения изделия за одну операцию и установки на колесо бескамерной шины без дополнительных мер. Однако для получения такой конструкции необходимы более сложная оснастка с разъемом в двух — трех плоскостях и более мощное оборудование.
Несущая способность пластмассового колеса может быть увеличена, как показали исследования, путем ввведения
Р и с. 1Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Разъемные колеса Т а б л и ц а 2
Рис. 2
стальной пространственной арматуры в его ободную и дисковую части. (Например, один из вариантов колеса (254РГ-457) с такой арматурой выдерживал в 1,5—2 раза большую радиальную нагрузку, чем без нее.) Однако применение арматуры приводит к существенному усложнению технологии изготовления колес.
В колесах автомобилей могут быть использованы различные полимерные материалы из группы армированных пластмасс. Это реактопласты и термопласты, содержащие волокнистую арматуру (главным образом, стеклянное и углеродное волокно). Из полимеров наиболее пригодны полиэфирные, фенольные и эпоксидные смолы, поликарбонаты и полиамиды.
Материалы на основе углеродных волокон и эпоксидных смол обладают высокими механическими свойствами, но они
да пока еще дороги и поэтому применяются для получения очень 01 ответственных тяжелонагруженных объектов. Стеклонаполнен-
ные термопласты перерабатываются в изделия высокопроизводительным методом — литьем под давлением и поэтому применимы для больших объемов производства. Стеклопластики на основе полиэфирных и фенольных смол — самые дешевые материалы из рассмотренных выше, они перерабатываются в изделия методом прессования, а в случае использования полиэфирных смол холодного отверждения и тканых армирующих материалов — методом контактного формования. (В табл. 1 приведены некоторые физико-механические свойства этих материалов,.)
Пластмассовые колеса могут быть изготовлены различными способами: контактным формованием, прессованием, литьем под давлением, пластическим деформированием в твердом состоянии (штамповка), намоткой. (Последний способ пока не получил применения, так как для его реализации необходимо сложное специальное оборудование, производительность которого сравнительно невелика.) Выбор метода зависит (табл. 2) от типа применяемого материала, объема производства, конструктивного исполнения изделия.
Накопленный опыт, анализ зарубежных конструкций и оценка возможных путей их развития позволили разработать классификацию колес, в которых могут быть использованы композиционные полимерные материалы. Эта классификация схематически отображена на рис. 3, где: / — колесо; 2 — без дисковой части; 3 — с дисковой частью; 4 — цельнопластмассовое; 5 — пластмассовое с металлическими элементами (например, диском); 6 — составное; 7 — цельное (неразъемное); 8 — с пространственной арматурой; 9 — без арматуры; 10 — с продольной плоскостью разъема; 1 1 — с поперечной плоскостью
Т а б л и ц а 1
М атериалП лотность,
к г /м 3
Прочность при р а с т я ж ен и и ,
М Па
М одуль у п р у го сти при р а с тя ж ен и и ,
М П а
Д и ап азон рабочих
т ем п ер а т у р , К
П олиэфирный стек лопластик хол одн ого о т в ер ж д ения на основе тканей
1600 230 ' 12500 213—353
Полиэфирный стек лопластик-полуф абрикат (типа АП-70-151)
1750 96 12000 213—373
С текловолокнисты й пресс- материал (типа Д С В )
1800 80 20200 473
У глепласт на основе эп о ксидного связую щ его
1550 585 45000 213—373
Стеклонаполненный поликарбонат
1520 120 10000 183—408
С пособизготовления
К онтактноеф ор м ован и е
П р ессование
Ф орм овани е в т в ер дом состоя нии (ш там п ов ка)Л и тье п од д а в лен и ем
М атериалО бъем
п р о и зв о д ства f
Слоисты й ст ек л оп л астик на основе полиэф и р н ого св я зую щ его хо л о д н о го отверж д ен и яС лоисты й ст ек л оп л астик на осн ов е полиэф и р н ого св я зу ю щ его горяч его о т в ер ж ден и я
П р епр ег или д о зи р у е мый п р есс-м атери ал
С теклонап олненн ы е терм опласты
С теклонап олненн ы етерм опласты
О пы тное,единичное
М ел к осерийное
С р едн есери й н ое
К р у п н о серий ное
К р уп н осерий ное
О собенности конструктивного исполнения
издел ия
Н е ограничены
Р а зъ ем н о е к олесо с эл ем ен там и постоянного или п ер ем ен н ого сечен ия, п р и годными д л я прям ого прессования Р а зъ ем н ое к ол есо с элем ен там и постоянного сечения, п р игодными для прям ого прессования Н ер азъ ем н ое колесо простой конфигурации и небольш ого разм ер а
Н ер а зъ ем н о е колесо сл ож н ой к он ф и гур ации
разъема; 1 2 — с разборкой колес при монтаже шины; 13 — с центральным монтажным ручьем; 14 — со смещенным монтажным ручьем.
Возможны следующие варианты конструктивного исполнения колес (их всего 20):
1— 2—4(/ 8 / 10; 1—2—4ч6 \ 12
\
1 - 2—4\7— 14
1 - 2 - 5\
- 3 - 4\ 7— 13
1 - 3 —4
8 / 1 1 . / 81 - 2 - 4 < :
6 Ч ч 1 2 х 7 — 1 3
СО\
_ о
1 - 2 — 4 ^ 8 / 1 0
Ч б \ 26 Х - 1 2
00
1 - 3 - 5 ( " 9 / 1 0 .
Х б \ . 27 — 14
Р и с. 3
Ориентированную сеть (классификацию), показанную на рис. 3, можно представить матрицей смежности. Однако сама конструкция изделия является составной частью системы с тремя взаимосвязанными элементами («конструкция, материал, технология»). Кроме того, каждый ее параметр зависит от серийности производства (внешний определяющий фактор).
Но задача решается. Для этого связи между элементами системы (конструкцией, материалом и технологией) рассматривают как неориентированные и записывают в виде трех матриц соответствий («материал — конструкция», «технолог и я — конструкция», «материал — технология»). Н овая система становится определенной по связям меж ду элементами. Д а лее вводятся дополнительные матрицы связи: «серийность — конструкция», «серийность — материал», «серийность — технология». Так как все взаимосвязи и описания теперь представлены в матричной форме, то поиск решения (определение типа конструкции) может быть проведен с использованием ЭВМ — по специальной программа
Таким образом, наличие композитных полимерных материалов различных типов, способов переработки их в изделия, накопленный опыт в создании пластмассовых колес и рассмотренные выше рекомендации по выбору их конструктивного исполнения позволяют расширить и углубить работы по исследованию возможностей внедрения пластмасс в элементы ходовой части отечественных автомобилей.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Брызгозащитные устройства для грузового автомобиляВ. Н. БАРУН, канд. техн. наук Ю . Н. ПЕТЕР
Камское объединение по производству большегрузных автомобилей
W iR 629.113.011.?5
О СЯКИЙ, кто ездил в легковом авто- мобиле по мокрому шоссе, представ
ляет себе ситуацию, в которой совершается обгон грузового автотранспортного средства. При движении последнего с высокой скоростью его колеса поднимают вверх, отбрасывают в стороны и назад большое количество мелкодисперсных брызг, образующих водогрязевое облако вокруг АТС. При входе в это облако у автомобиля, совершающего обгон, сильно загрязняются стекла, что на короткое время лишает водителя возможности видеть дорогу. О последствиях нетрудно догадаться: нередкотакая ситуация приводит к аварии. А в последнее время, когда повысились загруженность автомагистралей и скорости движения АТС, в том числе грузовых, данная проблема приобрела особую остроту. Она усуглубляется еще и тем, что значительно выросло число магистральных автопоездов-фургонов, которые отличаются повышенным брызгообразованием на дороге. Последнее, кстати, негативно сказывается и на самом грузовом АТС: сильно загрязняются боковые поверхности кабины и фургона, а такж е его задняя часть.
Итак, важность проблемы достаточно ясна. Теперь рассмотрим один из вариантов ее решения.
Специалистами Камского объединения по производству большегрузных автомобилей проведены исследования по снижению загрязняемости тягачейКамАЭ-5320, оборудованных тентом. На серийном автомобиле устанавливалисьразличные брызгозащитные устройства; при его движении со скоростью 70 к м /ч по мокрому шоссе производилась фото- и киносъемка. По полученным кадрам изучался процесс брызгообразования,оценивалась эффективность дополнительных устройств.
Первыми из них были наиболее просты е— резиновые фартуки на брызговиках за передними и задними колесами. В остальном автомобиль ничем не отличался от серийного. Испытания показали, что в этом случае в пространствемежду колесами, брызговиками и полом платформы образуются сильные вихри, которые выбрасываются в боковыхнаправлениях, что приводит к интенсивному загрязнению боковых бортов платформы и тента. Сильно загрязняются такж е задние борт платформы и клапан тента. Это связано с тем, что позади движущегося автомобиля образуется разреженная зона, куда подсасывается водогрязевой «туман> от задних колес, вихри ж е от передних сильно загрязняют кабину, передние части платформы и тента, топливный бак. Таким образом, фартуки на брызговиках как средство снижения загрязняемости АТС оказались малоэффективными. Поэтому потребовались другие конструктивные решения брызгозащитных устройств. Но прежде чем рассказать о них, рассмотрим механизм брызгообразования в околоколесных зонах автомобиля.
Входя в контакт с поверхностью дороги, шина дробит влагу на мелкие частицы, большинство которых затем
увлекает вверх. Инерционными силами эти частицы срываются с шины и отбрасываются под углом к ее опорной поверхности. Д алее их подхватывают воздушные вихри, которые образуются благодаря несовершенной аэродинамике околоколесных зон, а такж е насосному эффекту. (Последний заключается в том, что колесо автомобиля как бы уподобляется рабочему колесу насоса, т. е. нагнетает воздух вместе с частицами влаги в пространства, ограниченные элементами конструкции А ТС — крыльями, брызговиками, платформой и т. д.)
В результате в околоколесных зонах повышается давление воздуха, из-за которого вихри выталкиваются в стороны.
В том, чтобы ограничить возможности, во-первых, для образования завихрений в надколесных пространствах, во- вторых, выбрасывания брызг в боковых направлениях, и заключалась цель дальнейших исследований.
Д ля этого над задними колесами устанавливались закругленные пластмассовые крылья, которые закрывали их наполовину. Кроме того, на последних перед колесами среднего и заднего мостов крепились обтекатели на минимально возможном (250 мм) расстоянии от дороги, а за задними колесами — резиновые фартуки так, чтобы угол между линией, проведенной из точки контакта колеса с дорогой до нижней точки фартука, и поверхностью дороги был не более 15°. В зонах над передними колесами устранялись резкие переходы путем установки под крыльями кабины дугообразных панелей, а также фартуков и передних обтекателей колес на крыльях. Таким образом удалось создать плавные каналы между контурами шин и огибающими их поверхностями. Д ля ограничения бокового выброса брызг задние колеса закры вались по бокам кожухами, а зазоры меж ду контурами передних колес и краями крыльев кабины — резиновыми закраинами (так, чтобы они не мешали повороту колес).
Испытания оборудованного перечисленными устройствами автомобиля по
казали, что боковые поверхности кабины, бортов платформы и тента практически не загрязняются, а выброс грязи и воды в боковых направлениях незначителен. Однако загрязненность задней части автомобиля оказалась по- прежнему высокой. Это связано с ее плохой обтекаемостью, улучшить которую можно, например, если установить на тенте дефлекторы, отводящие часть встречного потока воздуха в разреженную зону.
Окончательно рекомендованный к внедрению на серийных автомобилях
КамАЗ вариант брызгозащитных устройств (см. рисунок) отличается от рассмотренного незначительно. Так, чтобы не затруднять замену ведущих колес, предложено отказаться от боковых кожухов на крыльях; обтекатели перед колесами среднего и заднего мостов, которые, как показали испытания, иногда обрываются при наезде на препятствия, убрать; кромки крыльев опустить ниже осей колес до уровня дорожного просвета, что гарантирует сохранность крыльев при переезде через неровности дороги; для исключения зазора между контуром переднего колеса и краем крыла кабины установить резиновую закраину. Такой комплект устройств достаточно эффективно защищает автомобиль от загрязнений и уменьшает водогрязевое облако вокруг движущегося с высокой скоростью АТС.
Итак, техническая сторона проблемы, как следует из сказанного, вполне разрешима. Но оснащение серийных автомобилей брызгозащитными устройствами неминуемо повлечет дополнительные затраты , которые формально будут оправданы лишь при наличии соответствующего нормативного документа. Поэтому, учитывая важность проблемы, необходимо, чтобы НАМИ, НИИАТ и ГАИ СССР на основе отечественного и зарубежного опыта совместно разработали нормы эффективной защиты АТС от загрязняемости и требования к конструкции брызгозащитных устройств.
05
S?Б ры згозащ и т н ы е устройства н а авт ом оби ле Кам АЭ-5320:
1 н 6 — удли н и тели кры ла кабины ; 2 — внутренняя д у г о о б р а зн а я панель; 3 — закраина; 4 —за д н и е кры лья; 5 и 7 — ф артуки
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
. 19
86.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Ж
УДК 621.43.004.58
Диагностирование как часть
системы контроля качества ремонта двигателейА. М. ХАРАЗОВ, Л. К. ГРИНИНА, Н. В. КОЗОРЕЗ, И. П. БОБРИН
Филиал НАМИ, Можайский авторемонтный завод
1У* АЧЕСТВО ремонта автомобильной ** техники, выполняемого в автотранспортных предприятиях и на авторемонтных заводах, вызывает, как известно, много нареканий со стороны эксплуатационников. И не без оснований: повышается оно медленно, особенно это касается ремонта двигателей. Причин тому много и главны е— несовершенство как самой технологии ремонта, так и контрольных операций, выполняемых в его ходе. Например, не везде выдерживаются правила подбора по группам основных сборочных единиц, в частности, сопряжения «поршень — гильза»; шатуны не проверяются на изгиб; с восстановленных коленчатых валов не снимаются остаточные напряже-
® ния; при сборке двигателей не обеспе- м чивается точный контроль технического ^ состояния карбюраторов, распределите
лей зажигания, топливного, масляного насосов и т. д.
Важное место в технологическом процессе ремонта двигателей занимает их обкатка: от ее качества во многом за висит послеремонтный ресурс двигателя. М ежду тем здесь тоже не все отлажено. Например, оканчивается она не по достижении двигателем какого-то определенного состояния, а по времени работы. Причем это время для различных моделей двигателей хотя и разное, но для одной и той же модели оно постоянно (для ЗИ Л-130— 120 мин, ЗИЛ-375— 170, ЗМ З-2401— 100 мин ит. д.). Следовательно, явно не учитыва
ется технологический разброс параметров отремонтированных элементов двигателя, в результате к концу регламентированного периода обкатки оказывается, что одни двигатели еще нуждаются в ее продолжении, а другие обкатывались лишнее время. Естественно, в первом случае это ведет к возрас-
И зм е н е н и е ут ечек га з о в в картер д ви гат елей в зависим ост и от п е р и о д а их обкат ки:
1, 2, 3, 4 — кривые изм ен ения ут еч ек д л я р а зличны х дв и гател ей ; (Л, Б , В , Г — точки, со ответствую щ ие м ом ентам стаби л и зац и и ур ов ня утеч ек га зо в ); QH — норм ативная величина утеч ек газов; Д т — д и а п а зо н р азб р о са м ом ента стаби л и зац и и утеч ек га зо в в к артер д в и
гателя
танию эксплуатационных расходов и снижению ресурса двигателей, а во втором — к необоснованным дополнительным трудовым и материальным затратам.
Видимо, в качестве контролируемых параметров состояния цилиндропоршне- ной группы следует брать не мощность и крутящий момент на валу обкатываемого двигателя, а какой-то другой. Н апример, величину и момент стабилизации утечек отработавших газов в картер двигателя.
Сущность способа заключается в следующем. В начале обкатки отремонтированного двигателя утечки газа в его картер весьма значительны (см. рисунок). По мере приработки интенсивность сначала снижается, а потом стабилизируется по величине. Последнее и свидетельствует об окончании обкатки. Качество ж е ремонта цилиндропоршневой группы характеризует величина утечек в этот момент: если они равныили меньше установленных нормативной документацией на ремонт (QH), то двигатель может быть признан (по данному параметру) пригодным к эксплуатации (кривые 2, 3, 4 на рисунке), если же утечка больше нормы (кривая 1) — не может. Д ля двигателей З И Л -130 в режиме обкатки с частотой вращения коленчатого вала двигателя 1500 мин-1 , температурой охлаждающей жидкости 343—353 К (70—80°С) и нагрузкой 0,6 номинальной норма утечек составляет 30, а для ЗИ Л-375—33—35 л/м ин .
Т а б л и ц а 1
Н орм ативны е величины пар ам етр ов дв и гател ей
П ок азательЗ И Л -130 ЗИ Л -375 ЗМ З-2401
Крутящ ий м омент, Н -м (м ощ ность, к В т ), при ч астоте в р ащ ения коленчатого вала дв игател я , м ин—1, не м енее
380 (74 ,4)/(18004-2000) 440 (8 6 )/( 18004-2000) 175 (45J/2500
Р асход топлива, л/ч, при ч астоте вр ащ ения коленч атого вала двигателя 2000 м и н -1 и н агр узк е 0,6 ном инальной, не бо л ее
28 32 —
Д авл ение, М П а, в конце такта сж ати я в р еж и м е п р инудительного вращ ения коленчатого вала дв и гател я с ч асто той 150 м и н - 1
0,7 0,69 0,78
Д авл ение, М П а, м асла в главной м агистрали при тем п ературе 353 К (80°С) и частоте вращ ения к оленч атого вала двигателя, м ин—1, не м енее;
50012006002000
0,050,21
0,050,21
0,080,3
Угол опер еж ен и я заж и ган и я , гр ад, при ч астоте вращ ения коленчатого вала дв игател я , м ин—1:
500600
9 - 1 1 8— 107— 10
Угол зам кнутого состояния контактов преры вателя, град 27—33 2 7 - 3 4 34—40
С ниж ение, %, частоты вращ ения к оленч атого вала д в и га теля при отклю чении отдельны х цилиндров
5 - 8 5 - 8 6 - 1 7
Утечки, л /мин, газов в картер д в и гател я при ч астоте в р ащения коленчатого вала дв и гател я 1500 м ин—1, тем п ер атур е 343—353 К и н агр узк е 0 ,6 ном инальной, не б о л е е
30 33
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Опыт показывает, что при таком подходе необходимая продолжительность обкатки двигателей ЗМЗ-2401 варьируется от 15 мин до 2 ч и более, а двигателей ЗИ Л-130 — от 30 до 150 мин и более. В качестве измерителя утечек можно использовать индикаторК И -13671, расходомеры газов СПГ-1, СПГ-2 и т. п., подсоединяя их к маслозаливной горловине.
ГОСТ 23435—79 предусматривает более 50 параметров диагностирования двигателей. Естественно, что при оценке и контроле качества ремонта все их проверить трудно. И рассмотренный выше способ дает пример того, как можно сократить эту номенклатуру, сделать их измерение доступным и технологичным, а получаемую диагностическую информацию — достаточно полной и, что особенно важно при оценке качества ремонта, точной. Д ля последнего,очевидно, нужны обоснованные нормативные величины диагностических п араметров. Получать их можно, но лишь при условии, что статистические данные сообщаются для двигателей, отремонтированных с соблюдением всех требований комплектации, сборки и обкатки, и обрабатываются по методике, разра- ротанной филиалом НАМИ совместно с другими организациями. Примером такого рода данных могут служить параметры оценки качества ремонта двигателей З И Л -130, ЗИ Л-375 иЗМЗ-2401, приведенные в табл. 1 (их
Т а б л и ц а 2
О бор уд ов ан и е И зм еряем ы е параметры
П рибор д л я проверки эл ек т р ообор уд ов ан и я
А втотестер
С тробоск оп и ч еск ое уст р ой ст воГ азоан ал и затор
Т ехнический стетоскоп К ом прессом етр
Р а сх о д о м ер топлива
П рибор д л я оп р едел ен и я т е х нического состоян ия ц и л и н дропорш невой группы И зм ери тель утеч ек газов в картер дв и гател я П рибор д л я проверки б е н з о насосов
К-484 (С С С Р)
П А -1, П А -2, АТ-1 (С СС Р)
П А С -2 (С С С Р ), S U S -9 (П Н Р )
ГА И -2 (С С С Р ), И нф ралит-8 (Г Д Р ) , Э лкон III-205 (В Н Р )
7899—5282 (С С С Р) м од. 179 и 181 (С С С Р ),
К В-1124 (Ч С С Р ) К-516.02, КИ -8910, РТЭ
(С С С Р)К-69М , К-272 (С С С Р)
,К И -13671,, С П Г-2 (С С С Р)
м од. 527Б (С С С Р)
Углы оп ер еж ен и я заж и ган и я и за м кнутого состоян ия контактов преры вателя, частота вращ ения коленчатого вала дв и гател я и ее ум еньш ение при отклю чении отдельны х цилиндров, нап р яж ен и е, ток, сопротивлен иеЧ астота вращ ения коленчатого вала дв и гател я , угол зам к н утого состояния контактов, н апр яж ение Угол оп ер еж ен и я заж и ган и я
С о д ер ж а н и е окиси угл ер од а в отр аботавш их газах Ш умы и стуки Д ав л ен и е в ц ил индрах в конце такта сж а ти я Р а с х о д топлива
О тносительны е утечки сж ат ого возд у х а в цил и н драх двигателя
О бъ ем н ы е утечки газов
Д ав л ен и е в топливном насосе, герм етичность клапанов
целесообразно заносить в технический паспорт отремонтированного двигателя).
Д ля оснащения зон обкатки отремонтированных двигателей и специалистов ОТК рекомендуются средства, перечисленные в табл. 2. Их можно собирать на передвижных тележ ках в комплекты (из расчета один комплект на 4—7 обкаточных стендов), что существенно облегчает пользование ими.
В заключение отметим, что рассмот
ренный метод может применяться не только при обкатке отремонтированных двигателей, но и для диагностирования исправности цилиндропоршневой группы двигателей, находящихся в эксплуатации.
Как показывают расчеты, оптимизация организации ремонта и контроля его к ачества позволяет повысить фактический ресурс отремонтированных двигателей не менее чем на 10%.
У Д К 629.114.3
Модернизированный автопоезд КАЗА . Е. ЧЕЛИДЗЕ
Кутаисский автозавод имени Г. К. Орджоникидзе
I / ОЛЛЕКТИВ специалистов Кутаисского автозавода имени Г. К. Орджоникидзе параллельно с освоением нового
автопоезда К А З-4540+ГК Б-8535 сельскохозяйственного назначения завершил модернизацию серийно выпускаемого автопоезда KA3-608BI-717, в результате которой технические х а рактеристики автопоезда заметно повысились, а материалоемкость — снизилась.
Модернизированный автопоезд (см. рисунок) состоит из тягача КАЗ-608В2 повышенной грузоподъемности и одноосного полуприцепа KA3-9368. При этом за счет перераспределения нагрузки между тележкой последнего и седельно-сцепным устройством грузоподъемность тягача с 4,5 возросла до 6,4 т, а такж е улучшилась проходимость автопоезда (благодаря повышению его сцепной массы с 30,4% до 42,98% ).
В конструкции тягача проведены следующие изменения: усилены лонжероны рамы (их сечение в задней части с 140 увеличено до 180 мм); улучшено крепление переднего кронштейна задней рессоры к раме (кронштейны крепятся на восьми заклепках — вместо шести ранее); усилены опорный лист и крепление седельно-сцепного устройства к лонжеронам рамы. В дальнейшем намечается улучшить материал полуоси заднего моста при помощи термообработки ТВЧ и некоторых других мер, а такж е ввести клиновое стопорение и сменные втулки оси балансира.
В конструкции двухосного полуприцепа КАЗ-717 база с 4650 мм увеличена до 6000 мм; двухосная тележка заменена одноосной; лонжероны основания платформы выполнены из швеллеров № 30; боковые борта, каждый из которых состоял из трех элементов, сделаны двухэлементными.
В результате проведенных изменений масса нового полуприцепа (KA3-9368) стала на 1 т меньше без снижения его грузоподъемности, а масса тягача возросла всего на 80 кг.
Как показали испытания, модернизированный автопоезд KA3-608B2-9368 более динамичен и экономичен, чем выпускавшийся ранее. Например, контрольный расход топлива снижен с 42 до 38,5 л /1 0 0 км. Число шин на полуприцепе
снижено вдвое, а нагрузка на них приближена к максимальной в связи с чем давление в них с 0,45 повышено до 0,65 МПа.
Благодаря применению одинаково нагруженных осей на тягаче и полуприцепе обеспечена дополнительная унификация основных и дополнительных рессор и кронштейнов их подвески.
Таким образом, в результате модернизации упрощена конструкция полуприцепа, сокращено время его технического обслуживания и ремонта. Из конструкции полуприцепа изъяты рама, балансирная ось, сложные литые кронштейны, подвески осей, реактивные штанги и другие детали, входящие в двухосную тележку. Сокращено такж е число запасных частей, прилагаемых к полуприцепу.
Новый автопоезд более экономичен не только в производстве, но и в эксплуатации: по расчету, согласованному с Мин- автотрансом РСФ СР, один автопоезд экономит народному хозяйству 3 тыс. руб. в год.
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
. IQ
Rfi.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Особенности изнашивания узлов
и механизмов управления АТСЮ. С .БУГАКОВ
Тольяттмнский политехнический институт
БЕСП ЕЧЕН ИЕ равнопрочности деталей, узлов и агрега-тов автомобиля — одна из важнейших задач, стоящих пе
ред конструкторами. И от того, насколько эффективно она решается, зависят долговечность автомобильной техники, затраты на ее обслуживание и ремонт. П рактика ж е показывает, что здесь использованы далеко не все резервы. Например, существующие методики расчета и испытаний не учитывают места расположения узлов на автомобиле, что безусловно, сниж ает достоверность получаемых результатов, ибо в эксплуатации «неожиданно» выявляются различия в сроках службы одноименных узлов, установленных на одном и том ж е автомобиле. Чаще всего это объясняют низким качеством изготовления деталей, но наиболее вероятные причины, как впоследствии выяснилось, иные.
Для того чтобы установить их, были проведены эксплуатационные испытания серийных легковых автомобилей Волжского автозавода, объединенных в подконтрольные группы в зависимости от величин пробега: 70 автомобилей — до 2 тыс. и 150 — от 2 до 20 тыс. км. Вначале изучалось влияние места (слева или справа) установки конструктивно идентичных узлов передней подвески на интенсивность их изнашивания. При этом оптическим способом замерялись углы развала управляемых колес каждого автомобиля. Полученные данные приведены в табл. 1.
УДК 629.113.004.6
Т а б л и ц а 1
П р обег автом обилей, ты с. км
Д о л я , %, автом оби лей , у которы х р азвалколес не соотв ет ст в ует ТУ
правая сторона левая сторона
Д о 2 42,7 22,8От 2 д о 20 23,2 12,0
Из таблицы видно, что нарушение установленного согласно техническим условиям угла развала правого переднего колеса происходит почти в 2 раза чаще, чем левого. Это можно объяснить неравномерным изнашиванием правого и левого ходовых узлов из-за поперечного уклона дорожного полотна (он оказывает влияние на перераспределение нагрузки на колеса), а такж е тем, что правые колеса и узел подвески испытывают дополнительные динамические нагрузки (благодаря качению по наименее ровному, с часто встречающимися выбоинами участку дорожного полотна) и подвержены более интенсивному внешнему воздействию окружающей среды (пыль и грязь с обочины дороги), чем левые.
Д ля более тщательного исследования динамики данного яв ления была организована подконтрольная группа, состоящая из 19 автомобилей ВАЗ с пробегом от 3 до 85 тыс. км, которые находились под наблюдением в течение 6 тыс. км движ ения по Куйбышевской области. К аждый из них после очередной тысячи километров доставлялся в лабораторию для обследования, включающего измерения 24 параметров передней подвески, рулевого привода и шин. Систематически регистрировались отдельно с правой и левой сторон: осевой зазор в подшипниках ступиц колес; зазоры в верхних и нижних ш аровых шарнирах подвески, во всех шарнирах рулевого привода; углы развала и схождение колес, продольного наклона шкворня; дисбаланс колес и износ протекторов шин, а так же люфт рулевого колеса. Путем статистической обработки
Т а б л и ц а 2
П арам етр
И нтенсивность изм ен ения пар ам етр а , м км /ты с. км
О тнош ение интен сивно
стей и зм ен е
справа слевания парам етра (сп р ав а/сл ев а)
О севой зазор подш ипн и 7,2 3,5 2,0ков ступиц колес Зазор в верхних ш ар о 26,3 15.9 1,66вых ш арнирах подвески З а зо р в н иж ни х ш ар о 13,1 12.3 1,07вых ш арнирах подвески Средний зазор в ш ар ни 2,4 0,6 4,0рах рулевы х тяг И знос протекторов шин 258,7 218,3 1,19
ходовой частиполученных данных на ЭВМ определялись коэффициенты корреляции, а затем зависимость исследуемых параметров от пробега автомобиля аппроксимировалась полиномом второй степени.
В случае хорошей корреляции рассматриваемых параметров с продолжительностью работы автомобиля предполагалось, что изменения происходили, в основном, из-за изнашивания исследуемых и сопряженных с ними узлов. Это позволило сравнить интенсивность изнашивания деталей правых и левых у злов автомобиля (табл. 2).
Таким образом, исследованиями установлено, что узлы, расположенные с правой стороны автомобиля, изнашиваются более интенсивно, чем одноименные узлы с левой, причем для некоторых из них эта разница составляет 100% и более. З н ачительная неравномерность износа одноименных узлов заф иксирована даж е при их расположении в пределах одной плоскости. Так, все шарниры, установленные в левой части рулевого привода, изнашиваются примерно с одинаковой интенсивностью, а шарниры в правой части — крайне неравномерно: у правого внутреннего за 6 тыс. км пробега износ практически зафиксирован не был (в пределах погрешности измерений), а у правого наружного он оказался наибольшим из всех ш арниров рулевого привода.
Рассмотренное явление отмечается, конечно, не только на автомобилях Волжского автозавода. Из практики известно, что у автомобилей всех типов меньший срок службы, как правило, имеют правые амортизаторы, рессоры, тормозные механизмы и даж е правые детали кузова. То, что этот фактор не принимается во внимание при расчетах, испытаниях и эксплуатации автомобиля, оборачивается значительным экономическим ущербом. Так, владельцы личных легковых автомобилей при отказе правого амортизатора (или другого узла) заменяют и левый, хотя ресурс его еще не исчерпан. Такж е поступают и на автопредприятиях, ошибочно полагая, что остаточный ресурс одноименного левого узла небольшой. А ведь это приводит к увеличению потребности в запасных частях. В к акой-то степени эту проблему могут разрешить средства диагностики автомобильных узлов, позволяющие прогнозировать ресурс их безотказной работы, но обеспеченность автотранспортных предприятий такими средствами невелика. Кроме того, если остаточный ресурс диагностируемого узла меньше меж ремонтного срока, его все равно заменяют.
Здесь необходим иной подход. Учитывая остаточный ресурс, можно уменьшить потребность в запасных частях, выгодно скорректировать программы их выпуска, т. е. увеличить долю правых деталей и узлов при тех же суммарных объемах производства запасных частей.
Однако значительно большего положительного эффекта в решении этой проблемы можно достичь, если изменить подход к конструированию узлов и компоновке автомобиля, обеспечив одинаковую износостойкость симметрично расположенных узлов. Сделать это можно двумя путями. Один из них заклю чается в увеличении размеров правых узлов с тем, чтобы выровнять их удельную нагруженность с левыми. Но такой путь малоперспективен ввиду усложнения технологии изготовления, увеличения металлоемкости и ухудшения показателей взаимозаменяемости узлов. По-другому можно перераспределить эксплуатационные нагрузки по «бортам» автомобиля, изменив компоновку его моторного отсека, багажника и других частей таким образом, чтобы центр масс сместился на нужную величину в поперечной плоскости (в исследованных автомобилях — в сторону левого борта). При этом, правда, сразу же возникают другие трудности: необходимо иметь методику прочностного расчета узлов с учетом распределения нагрузки не только по осям, но и «бортам» АТС, а такж е методику расчета поперечной устойчивости автомобиля, учитывающую смещение координаты центра масс относительно продольной оси.
Если рассматривать ходовую часть и рулевой привод как единую систему, а шины — как одно из замыкающих ес звеньев, то по износу последних можно судить о нагруженное™ всех элементов системы. Исходя из этого необходимую величину перераспределения масс между левыми и правыми колесами целесообразно определять по статистическим данным суммарного износа протекторов шин, полученным при дорожных испытаниях. Например, для легковых автомобилей ВАЗ разница в интенсивности изнашивания протекторов левых и правых передних колес составила 18,5% (см. табл. 2).
Таким образом, при проектировании и доводке конструкции автомобиля необходимо учитывать распределение нагрузки не только по осям, но и, можно сказать, по «бортам» автомобиля, добиваясь максимального выравнивания эксплуатационной нагруженности узлов, особенно его ходовой части.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
У Д К 621.431.37-036.5.001.4
Методы контроля пластмассовых топливных баковА . Д . ШУЛЯК, В. А . ПОЛЕТАЕВ, О . А . ДЯТЛОВА, М. Г. ДЕБОРИН, В. Г. НАЗАРОВ, Л. А . ЕВЛАМПИЕВА
НИИАТМ
Т О ПЛИВНЫ Й бак современного автомобиля в процессе эксплуатации подвергается, как известно, постоянному и
одновременному воздействию бензина, воздуха, вибраций и других механических нагрузок. Поэтому к материалу, из которого его изготовляют, предъявляются особые требования. В то же время топливный бак — элемент металлоемкий. По этим причинам его все чаще выполняют из пластмасс, легких и стойких к внешним воздействиям.
Естественно, чтобы определить, подходит ли та или иная пластмасса для изготовления топливных баков, ее исследуют по многим параметрам, в том числе и по такому важному, как бензопроницаемость. Поэтому методики исследований, разработанные в НИИАТМе, думается, должны заинтересовать специалистов автозаводов.
Таким методик три. Две из них основаны на взвешивании, третья — на принципах газовой хроматографии. (Все разработаны в соответствии с требованиями правил 34 КВТ ЕЭК ООН.)
Сущность первой заключается в определении количества бензина, продиффундировавшего через стенки емкости (топливного бака) или через пластину в металлической ячейке за определенный промежуток времени (восемь недель) при температуре 296 или 313 К.
Перед испытанием пластмассовый топливный бак заполняют до половины топливом (например, бензином АИ-93), герметически закрывают и выдерживаю т при температуре 313± 2 К до тех пор (но не дольше четырех недель), пока потеря массы за единицу времени не станет постоянной. З а тем топливо сливают и вновь им заполняют бак до половины, герметически закрывают, термостатируют (температура измеряется термопарой) и устанавливают определенное давление.
В течение испытательного срока (восемь недель) определяется среднесуточная потеря массы. Если диффузионная потеря превысит допустимую величину (для баков вместимостью 40—60 л эта величина равна 20 г), проводится повторное испытание (на том же баке, но уж е при температуре 2 9 6 ± 2 К ). Диффузионная среднесуточная потеря не долж на превышать10 г.
По результатам взвешиваний определяется зависимость «потеря массы — время», а затем — диффузионная проницаемость пластмассовой емкости по топливу, которая подсчитывается как отношение разности масс емкости с топливом перед испытанием и после него к произведению времени испытаний (в сутках) на площадь емкости.
Диффузионную проницаемость весовым методом можно определить не только на емкостях, но, как уже упоминалось, и на пластинах, установленных в специальной ячейке. (П ластина выполняет роль крышки для ячейки, заполненной топливом). Толщина пластины такая же, как и стенки бака. Ее открытая поверхность составляет около 10 см2, температура испытаний — 313 К. Этот способ в силу небольших объемов ячейки и пластины более удобен.
Однако обе методики отличаются длительностью испытания, недостаточной точностью, трудоемкостью, необходимостью соблюдать особые правила при работе со значительными количествами топлива.
Таких недостатков не имеет, хотя и требует более сложного оборудования, методика контроля проницаемости топлив с использованием газовой хроматографии. Д ля ее реализации используется установка (см. рисунок), которая состоит из газового хроматографа 3 (например, «Цвет-110» или ЛХМ-72) с детекторами (по теплопроводности или ионизационно-плазменным), диффузионной ячейки 6, системы газовых коммуникаций с баллоном 1 для газа-носителя, а при ионно-плазменном детекторе — такж е для воздуха и водорода, редуктора 2,
термостата 5, силового электролита 4. Верхняя камера ячейки имеет три штуцера для ввода бензина и подвода газа при создании (в случае необходимости) избыточного давления над материалом. Н иж няя камера ячейки имеет два штуцера (для ввода и вывода газа-носителя).
Фракционный состав продиффундировавшего вещества устанавливается после того, как в систему подвода газа-носителя помещаются хроматографические колонки с сорбентом.
При исследовании пластмассовый образец, выполненный в форме диска, через кольцевые прокладки из фторопласта4-МБ зажимается во фланцах рабочей части диффузионной ячейки, имеющей кольцевой шип-паз.
Затем ячейка устанавливается на специальной подставке в термостате, в котором поддерживается заданная температура, и через штуцеры нижней камеры двумя стальными трубками присоединяется к крану-дозатору.
Испытание образцов материала, находящихся в ячейке, проводится после выхода хроматографа на рабочий режим: верхняя камера на 2 /3 объема заполняется бензином. При необходимости в ней создается избыточное давление, устанавливаемое редуктором и измеряемое манометром (см. на рисунке, контур А ).
Если работа осуществляется по дискретному методу, то поступление газа-носителя в ячейку регулируется краном-дозатором через определенные промежутки времени. В этом случае хроматограммы имеют вид отдельных пиков (высота пика пропорциональна концентрации, а его площадь — количеству продиффундировавшего бензина). Коэффициенты пропорциональности определяются при калибровке хроматографа, по результатам которой строится график в координатах «количество бензина — площадь пика».
При определении параметров массопереноса бензина применяются пластины испытуемого материала толщиной 1, 2, 3 и 4 мм. Температура испытания — 313 К. В итоге строится зависимость «поток бензина — толщина образца», позволяющ ая определить проницаемость стенок бака при изменении их толщины.
Величину диффузионной проницаемости подсчитывают так же, как и при ее определении взвешиванием, но с учетом коэффициентов, соотносящих масштабы калибровки, и опыта.
Из сказанного следует, что рассмотренные выше методики определения диффузионной проницаемости позволяют оценивать полимерные материалы, их пригодность для изготовления топливных баков и, кроме того, контролировать качество готовых изделий.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
У Д К 621.785.5:669.14:539.4
Выбор методов химико-термической обработки сталейКанд. техн. наук В. М. ЗИНЧЕНКО
НИИТавтопром
П ОВЫ Ш ЕНИЕ долговечности и надежности автомобильной техники, увеличение ее межремонтных пробегов при
одновременном снижении металлоемкости стало сейчас одной из важнейших задач. Пути ее решения, очевидно, вытекают прежде всего из знания причин, ведущих к снижению надеж ности и долговечности конструкций АТС.
Так, известно, что основная часть тяжелонагруженных деталей начинает разрушаться с поверхности или с поверхностных слоев, и это вполне объяснимо: под действием эксплуатационных нагрузок (в частности, при изгибе и кручении) напряжения в деталях распределяются неравномерно, достигая своей максимальной величины именно в поверхностных слоях. Кроме того, напряженность металла в поверхностных слоях деталей больше, чем во внутренних, вследствие действия различных концентраторов напряжений, а такж е контактных напряжений. Отсюда —• массовое применение методов поверхностного упрочнения, в первую очередь, химико-термической обработки.
Методов упрочняющей химико-термической обработки тя желонагруженных автомобильных деталей (зубчатых колес коробок передач, раздаточных коробок и ведущих мостов, поршневых и шаровых пальцев и т. п.) в настоящее время существует много. Однако чаще всего применяются два из них — цементация и нитроцементация. Занять ведущее место позволило этим процессам то, что они обеспечивают высокие величины и необходимое (во многих случаях уникальное) сочетание усталостной и контактной выносливости, статической из-
д, гибной прочности, износостойкости и вязкости. Применяемые в этом случае для изготовления деталей стали сравнительно недороги, обладают удовлетворительной обрабатываемостью при резании и давлении, технологичны при термической и химико-термической обработке, а насыщающие среды, содерж ащие углерод и азот, дешевы, недефицитны и технологичны.
Основные методы, применяемые на заводах отрасли, — газовая цементация и нитроцементация. Разработанные на их основе технологические процессы обладают, рядом характерных особенностей. Первая особенность — область применения: цементации и нитроцементации подвергаются разнообразные детали, выполненные из экономнолегированных сталей многочисленных марок, которые позволяют использовать простую и наиболее экономичную схему химико-термической обработки — с непосредственной закалкой с температуры подстуживания (при цементации) или с температуры насыщения (при нитро- цементаиии). Что касается высоколегированных сталей типа12-20ХНЗА, 12-20Х2Н4А, 18Х2Н4МА и др., то они требуют более сложного технологического процесса химико-термической обработки, поэтому из них изготовляют только особонагру- женные детали.
Вторая характерная особенность — широкое использование контролируемых газовых атмосфер, основу которых, как правило, составляет эндотермический газ, получаемый путем конверсии природного газа (метана) с воздухом в специальных генераторах.
Третья особенность состоит в том, что в настоящее время цементация и нитроцементация большинства автомобильных деталей осуществляются в автоматизированных проходных и камерных агрегатах, обладающих высокой производительностью и обеспечивающих проведение всего цикла химико-термической обработки (от нагрева до закалки) в контролируемых газовых атмосферах без доступа воздуха. Объем деталей, которые проходят химико-термическую обработку в шахтных печах, когда закалка осуществляется в открытых баках, незначителен и постоянно уменьшается.
Четвертая особенность — широкий спектр применяемых на практике режимов насыщения углеродом и азотом в условиях автоматического регулирования состава печных атмосфер по углеродному потенциалу. Причем цементация стальных деталей ведется так, что углеродный потенциал атмосферы в процессе насыщения или поддерживается постоянным, оптимальным для данной стали (иногда этот режим называется одинарным), или изменяется ступенчато: на первой стадии его величина м аксимальна (обычно 1,2— 1,3 % С ), на второй снижается до требуемого. (Иногда на разных стадиях насыщения в печное пространство вводят аммиак.) Нитроцементацию же осуществляют с такими расходами эндотермической атмосферы и природного газа, чтобы в течение всего процесса насыщения углеродный
потенциал атмосферы был постоянным. Д обавку аммиака изменяют в зависимости от длительности процесса: чем больше толщина поверхностного слоя, тем меньше добавка. При нитроцементации применяется и ступенчатый режим насыщения стали углеродом, когда углеродный потенциал атмосферы понижается в конце процесса (иногда при этом уменьшается азотный потенциал).
Анализ результатов определения механических свойств широко используемых в автомобилестроении цементованных и ни- троцементованных сталей позволяет сделать вывод, что на прочностные свойства таких сталей значительно влияет режим насыщения, прежде всего изменения углеродного потенциала в течение процесса.
Так, цементация при постоянном углеродном потенциале в течение всего процесса обеспечивает предел усталости, равный 790± 90 МПа, предел прочности при изгибе— 1875±325 МПа и ударную вязкость 0 ,34+0,09 М Д ж /м 2. В случае ступенчатого режима (с понижением углеродного потенциала в конце насыщения) предел усталости снижается до 675 М Па, ударная вязкость — до 0 ,23±0,13 М Д ж /м 2, предел прочности при изгибе остается практически тем же. В случае нитроцементации пределы усталости и прочности при изгибе, а такж е ударная вязкость сталей обычно находятся в пределах 850+150, 1950± + 250 и 0 ,27±0,08 М Д ж /м 2 соответственно.
Как видим, названные режимы цементации и нитроцементации не обеспечивают сталям высоких и, главное, стабильных механических свойств: максимальные величины предела усталости, предела прочности при изгибе и ударной вязкости отличаются от минимальных на 25—30, 35—40 и 150—300% соответственно. Причиной этого, как считают многие исследователи, являются дефекты в поверхностных слоях образцов и деталей. Отсюда — стремление решить проблему получения бездефектных микроструктур цементованных и нитроцементованных сталей. При этом чаще всего исходят из анализа самих поверхностных дефектов деталей.
Например, установлено, что в цементованных сталях основным дефектом поверхностных слоев являются немартенситные структуры (троостит в виде полосы или сетки по границам зерен). И до недавнего времени считалось, что образуются они в основном из-за внутреннего окисления легирующих элементов, а такж е недостаточного охлаждения деталей при закалке.
Д ля предотвращения дефектов при цементации в конце обработки в печь добавляют аммиак. Благодаря этому увеличивается прокаливаемость поверхностного слоя детали (за счет легирования твердого раствора азотом) и предотвращается образование структур немартенситного типа (например, после обработки по такому режиму образцов из стали 25ХГТ предел усталости достигает 820—830 МПа, ударная вязкость — 0,35 М Д ж /м 2). М икроструктура поверхностных слоев улучшается и тогда, когда аммиак добавляется в печное пространство на начальной стадии цементации, с момента начала нагрева. При этом достигается более равномерный упрочненный слой, предотвращ ается образование «пятнистой» твердости. В частности, если детали изготовлены из сталей, содержащ их нитридообразующие элементы (титан, ванадий, алюминий и др.), то добавление аммиака в атмосферу на начальной стадии цементации приводит к образованию в их поверхностном слое труднорастворимых нитридов, которые при последующем диффузионном насыщении при температуре цементации препятствуют росту зерна аустенита. А при таком измельченном (на 3—5 баллов) зерне аустенита прочностные свойства стали повышаются (например, у стали 25ХГТ предел прочности при изгибе возрастает до 2600 МПа, а предел усталости — до 1050 М П а).
Таким образом, теоретические представления и основанные на них практические меры оправдывали себя, как оказалось, не в полной мере. В последнее время сведения о механизме образования дефектных структур поверхностного слоя цементованных и нитроцементованных сталей удалось несколько уточнить. Было установлено, что при одинарных и особенно ступенчатых, с понижением углеродного потенциала, режимах даж е в условиях автоматического регулирования состава насыщающих атмосфер в сталях, содержащих хром, марганец, титан (т. е. в большинстве автомобильных сталей), при цементации в поверхностных зонах слоя первоначально образуются мельчайшие дисперсные карбиды, а уже затем происходит их окисление.Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Т а б л и ц а 1
М ехан и ч еск и е характеристики
Р еж и м цем ентации С таль(Т_ь М П а о и з г , М П а а , М Д ж /м 2
Ц ем ен тац и я в эндотерм и ческой а т м осф ер е с д обав к ой при 25ХГТ 700—830 1550—2010 0,28—0,43р одн ого газа при постоянной величине у гл ер од н ого п отен 25ХГМ 710—860 15701—2020 0,26—0,36ц и ал а 20ХН2М 680—770 1620— 1750 0,15—0,42
15ХГН2ТА 760 1770 0,33То ж е , но при ступенчатом п он иж ении у гл ер од н ого п отен 25ХГТ 630— 730 1710—2100 0„35—0,48циал а 25ХГМ* 630—700 1550— 1770 0,20—0,35
20ХН2М ** 750 1770 0,115ХГН2ТА 730 1780 0,16
Т о ж е , но при ступенчатом повы ш ении у гл ер од н ого п отен 25ХГМ 740 1980 0,32циала 20Х Н 2М 820—870 1880— 1960 0,24—0,36
15ХГН2ТА 850—940 1850— 1980 0.28—0.34
П р и м е ч а н и е . Э ф ф ективная толщ ина сл оя у в сех стал ей н аход и л ась в п р ед ел а х 0,85— 1,15 мм, п ов ер хностная концентрация угл ер ода 0,8— 1,0% (‘ — толщ ина слоя 1,2— 1,3 мм, “ — толщ ина сл оя 1,4 м м ).
Образование таких карбидов приводит к обеднению твердого раствора легирующими элементами и углеродом, что уменьшает прокаливаемость тонкой зоны поверхностного слоя. В результате при закалке в ней и образуются структуры немартен- ситного типа. Отсюда и возможный метод борьбы с этим яв лением: предотвращение или торможение процессов образования мелкодисперсных карбидов (сделать это можно за счет уменьшения углеродного потенциала на начальной стадии цементации), а такж е восполнение убыли углерода из твердого раствора путем повышения углеродного потенциала атмосферы на заключительном этапе процесса. Что и делается уже на многих автозаводах.
После цементации по новым режимам микроструктура поверхностного слоя деталей улучшается путем увеличения его прокаливаемое™. В результате при закалке по всей конфигурации обрабатываемой детали более равномерно, чем после обычных режимов цементации, образуется мартенситно-аусте- нитная структура с высокой твердостью. Необходимое изменение углеродного потенциала достигается регулированием подачи технологических газов в печное пространство. (Отметим, что увеличение подачи эндо- и природного газа в тамбур печи или агрегата с целью предотвращения снижения его давления при закалке деталей не дает улучшения микроструктуры поверхностных слоев обрабатываемых деталей).
Новые способы обеспечивают более высокие и стабильные прочностные свойства обрабатываемых сталей (табл. 1).
В нитроцементованных деталях основными дефектами поверхностных слоев являются: темная составляющ ая, избыточное количество карбонитридной фазы, мелкие темные включения, структуры немартенситного типа. Распространено мнение, что качество нитроцементованного слоя можно с достаточной точностью оценивать по суммарному содержанию углерода и азота. Однако имеются данные, что влияние азота не всегда равноценно влиянию углерода и его присутствие не всегда увеличивает прокаливаемость поверхностного слоя, а следовательно, и прочностные свойства нитроцементованных сталей. П ротиворечивы и данные о влиянии легирующих элементов, содержащихся в сталях, на процесс образования дефектов, а такж е о закономерностях насыщения стали углеродом и азотом.
Такое различие точек зрения можно объяснить, во-первых тем, что специалисты пользуются неодинаковыми методами при определении содержания азота в стали, во-вторых, несовершенством применяемых методик. Например, широко применяемый химический метод с объемной аспирацией позволяет определять суммарное количество азота, содержащегося в твердом растворе и нитридной фазе, а метод вакуумного плавления — кроме того, и азот в молекулярной форме. Таким образом, при
использовании химического метода содержание азота во многих случаях (особенно при наличии темной составляющей и мелких темных включений) заниж ается, а при использовании только метода вакуумного плавления не учитывается количество молекулярного азота. М ежду тем каждый вид азота оказывает свое влияние на прочностные свойства нитроцементованных сталей: азот в твердом растворе вместе с углеродом определяет степень мартенситного упрочнения, оказывая при этом влияние на количество остаточного аустенита; в нитрид а х — степень нитридного упрочнения стали; молекулярный характеризует степень дефектности структуры, так как указывает на наличие микропор.
Противоречивость мнений о природе и причинах возникновения дефектов поверхностных слоев предопределяет различия и в рекомендациях по их устранению или предотвращению их образования: исключение подачи аммиака в период нагр:ва и восстановления печи; применение ступенчатого режима насы- щения углеродом и ограничение добавки аммиака; постепенное увеличение добавки аммиака; уменьшение в атмосфере кисло- ^ родсодержащих компонентов и увеличение интенсивности охлаждения при закалке.
Учитывая, что темная составляющая представляет собой поры, которые образуются при диссоциации нитридной фазы в процессе ее замены карбидной фазой, насыщение стали при нитроцементации необходимо вести таким образом, чтобы исключить перенасыщение твердого раствора.
Предотвратить образование структур немартенситного типа можно или увеличением интенсивности охлаждения при за калке, или снижением критической скорости охлаждения. Первый путь труден, а иногда и совсем невыполним, так как требует значительных изменений конструкции закалочных устройств и может привести к снижению производительности оборудования из-за необходимости уменьшения нагрузки на поддон. Второй осложняется тем, что критическая скорость закалки нитроцементованного слоя у большинства сталей выше, чем цементованного, потому что при нитроцементации в сталях происходит более интенсивное образование второй фазы и более значительное обеднение твердого раствора легирующими элементами, углеродом и азотом.
Результаты исследований показывают, что прокаливаемость нитроцементованной стали зависит от суммарного содержания углерода и азота в твердом растворе и в пределах оптимальной суммы этих элементов увеличивается с повышением содержания углерода. Это говорит о том, что при нитроцементации надо стремиться к максимальному содержанию углерода в твердом растворе и, если в стали активно идет образование второй
Т а б л и ц а 2
М ехан и ч еск и е хар актер истики
Р еж и м нитроцем ен тац ии С тальо _ ь М П а а и зг * М Па о , М Д ж /м 2
Н итроцем ентация в эндотер м и ческ ой атм осф ер е с добав к ой 35Х 960 2070 0,19природного газа и ам м иака при ступ ен чатом пониж ении у г леродного потенциалаТо ж е , но при постоянном у гл ер од н ом потен ц и але 20ХН2М 830 1600 0,25То ж е , но при ступенчатом повы ш ении у гл ер од н ого потен ц и 35Х 970— 1080 2170—2460 0.35—0.42ала 20ХН2М 930—950 1900— 1970 0,4—0,5
П р и м е ч а н и е . Э ф ф ективная толщ ина слоя у о б р азц ов из стали 35Х—0,3—0,45 мм, из стал и 20ХН2М — 0,75—0,85 мм; сум м арн ое количество углерода и азота в поверхностном сл ое о б р а зц о в и з стали 3 5 Х — 1,0— 1,1,%, и з стал и 20ХН2М — 0,95— 1,0%.
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
фазы, восполнить убыль углерода из твердого раствора в процессе насыщения.
Названные цели (уменьшение скорости роста второй фазы и повышение содержания углерода и азота в твердом растворе) достигаются при использовании нового режима нитроцементации, когда углеродный потенциал атмосферы повышается к концу процесса насыщения. При этом рекомендуется уменьшить добавку аммиака до минимума. В результате, как показала практика, усталостная прочность деталей, прошедших нитроцементацию, повысилась с 960 до 1080 М Па, предел прочности при изгибе— с 2070 до 2170 М Па, ударная вязкость — с 0,2 до 0,35 М Д ж /м 2 (табл. 2).
Некоторые зарубежные фирмы дальнейший прогресс термического производства, в частности, повышение прочностных свойств материалов, связывают с развитием вакуумных техники и технологии. Применительно к химико-термической обработке — это использование вакуумной и ионной цементации и нитроцементации, при которых внутреннее окисление отсутствует и которые, кроме того, могут обеспечить более высокое содержание углерода в твердом растворе, что, в свою очередь, дает возможность получить слой, равномерный по толщине, обладающий необходимой структурой по всей конфигурации обрабатываемых деталей, включая глухие отверстия.
Достоинства новых видов цементации объясняются особенностями процесса насыщения стали углеродом. В отличие от газовой цементации, когда подвод углерода к поверхности деталей осуществляется за счет химических реакций компонентов атмосферы между собой и со сталью, при вакуумной цементации этот этап химико-термической обработки протекает значительно проще: происходит непосредственная абсорбция сталью углерода, который откладывается на поверхности деталей в результате разложения метана (природного газа). По сути дела, при вакуумной цементации реализуется известное предложение предотвращать внутреннее окисление стали при использовании атмосфер, в состав которых не входят кислородсодержащие компоненты.
05 Концентрация углерода в основном зависит от температуры насыщения и соотношения времени насыщения и диффузии, а толщина слоя определяется общим временем цикла. Количество необходимого газа регулируется в зависимости от массы, суммарной площади поверхности деталей, поверхностной концентрации углерода и необходимой толщины слоя.
Вакуумная цементация осуществляется двумя способами: при непрерывном потоке углеводородного газа в период насыщения и прекращения его подачи на стадии диффузии, чередованием коротких циклов насыщения и диффузии. П оследовательное вакуумирование и пуск газа позволяют удалять из глухих отверстий воздух и отработанную науглероживающую среду и обеспечивать поступление свежих порций газа. В результате на внутренних поверхностях деталей получается более равномерный слой, аналогичный слою, образующемуся на их внешних поверхностях.
Одним из преимуществ вакуумных печей является возмож ность ведения процессов термической и химико-термической обработки при высоких температурах. Однако, чтобы обеспечить высокие прочностные свойства цементованных сталей, здесь, как и после газовой высокотемпературной цементации, необходимо применять более сложную термическую обработку. Н апример, установлено, что после высокотемпературной вакуумной цементации ударная вязкость стали 20ХГНМ повышается, по сравнению со сталью, подвергнутой газовой цементации, в2,5 раза, усталостная прочность — на 25%, прочность на изги б— на 8%- Это объясняется измельчением зерна и очищением границ зерен от неметаллических вклю чений'при перекристаллизации.
К сожалению, по мере накопления опыта выясняется, что и вакуумная цементация не лишена недостатков. П режде всего, она все-таки дает значительную неравномерность насыщения углеродом различных поверхностей обрабатываемых деталей, так как насыщающая атмосфера обладает высокой активностью в начале и низкой — в конце процесса. Поэтому предпочтение все чаще отдают второму способу подачи углеводородов в печь — пульсирующему. И тем не менее сейчас считается, что вакуумную цементацию нельзя рекомендовать для обработки деталей сложной формы и обработки деталей насыпью.
Второй недостаток — чрезмерно широкие диапазоны изменения прочностных характеристик обработанных сталей: предел усталости — 500—980, предел прочности при изгибе— 1200—
2050 М Па и ударная вязкость — 0,15—0,3 М Д ж /м 2. Как видим, максимальные величины показателей отличаются от минимальных соответственно на 90, 70 и 200%. Следует отметить, что такое колебание прочностных свойств наблюдается не только при вакуумной обработке. Но и она, следовательно, не приводит к значительному повышению механических свойств сталей. Причем их высокие прочностные свойства после высокотемпературной вакуумной цементации так же, как и после высокотемпературной газовой, обеспечиваются только при использовании последующей термической обработки с перекристаллизацией. Это указывает на то, что наблюдаемое после вакуумной цементации улучшение прочностных свойств сталей нельзя полностью связывать с отсутствием внутреннего окисления. Положительное влияние здесь оказывает прежде всего перекристаллизация именно при последующей термической обработке, что характерно и для цементации при обычных температурах: например, если после цементации, непосредственной закалки и отпуска предел усталости, предел прочности при изгибе и ударная вязкость у стали 20ХН2М составляют 820, 2000 М Па и 0,28 М Д ж /м 2, то после цементации, закалки с повторного нагрева и отпуска эти показатели повышаются соответственно до 910, 2100 М Па и 0,58 М Д ж /м 2. Эффект повышения прочности в этом случае зависит в основном от химического состава стали и режима цементации (содержание углерода в слое, толщина слоя и т. п.).
Из опубликованных к настоящему времени данных по механическим свойствам сталей после их ионной цементации и нитроцементации известно, что при этой обработке достигается более равномерное, чем при вакуумных процессах, насыщение деталей углеродом, включая поверхности отверстий, глухих пазов; отсутствует внутреннее окисление сталей; в твердом растворе находится больше углерода; имеется возможность точного автоматического регулирования процесса, обеспечивающего заданные поверхностную твердость и толщину слоя. Н апример, после ионной цементации стали SAE 3415 при 1183 К в течение 30 мин и последующей диффузионной выдержки в течение 45 мин, закалки в масле и отпуска при 503 К в течение 2 ч образуется слой толщиной 0,7 мм с поверхностной твердостью HRC 62 при твердости сердцевины H RC 39. Эти данные позволяют считать, что прочностные свойства сталей после ионной цементации находятся на уровне свойств после вакуумной цементации.
В заключение следует отметить, что оценивать различные методы цементации и нитроцементации весьма непросто, так как приходится учитывать многие факторы: тип оборудования, точность измерения и поддержания технологических параметров (температуры, времени, углеродного и азотного потенциалов), режимы термической обработки и т. д. Однако, если учитывать только уровень прочностных свойств, то можно сделать вывод: вакуумная и ионная цементация и нитроцементация не обладаю т преимуществами перед газовой цементацией и нитроцементацией. Отсюда напрашивается и второй вывод: так как для вакуумной и ионной химико-термической обработки необходимо новое сложное и дорогостоящее оборудование, а такж е подготовленный высококвалифицированный обслуживающий персонал, на что потребуется длительное время, основными методами упрочнения тяжелонагруженных автомобильных деталей в ближайшем будущем будут оставаться газовая цементация и нитроцементация. Поэтому для широкого использования (особенно при обработке зубчатых колес) целесообразно применять новые способы газовой цементации и нитроцементации, при которых образование дефектов в поверхностных слоях деталей предотвращается путем замедления скорости роста карбидных и карбонитридных включений, увеличения содержания в твердом растворе углерода и азота, а такж е уменьшения обеднения твердого раствора легирующими элементами. Тем более что эти способы облегчают выбор марок сталей, не выдвигают дополнительных требований к закалочным устройствам (формирование структуры с высокой прокаливаемостью в поверхностных слоях равномерно по всей конфигурации изделия облегчает получение мартенситно-аус- тенитной микроструктуры такж е и в затрудненных местах, например, во впадине меж ду зубьями шестерен) и их эффективность подтверждена неоднократными стендовыми испытаниями. К примеру, изгибная усталостная и контактная выносливость шестерен, изготовленных из сталей 18ГХТ и 15ХГН2ТА, после цементации по этим способам увеличивается в 1,5—2 раза, а контактная выносливость рулевых механизмов автомобилей, выполненных из стали 35Х и обработанных по новому режиму нитроцементации, — более чем в 2 раза.
32 Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Литейные сплавы для рабочих колес турбокомпрессоровКанд. техн. наук Б. С. КУРЧМАН, А . М. БОГДАНОВ
НАМИ
УДК 621.74.045:669.14.018.44
Л СНО ВНЫ М конструктивным мероприятием, поаволяющим существенно повысить мощность дизелей и их топливную
экономичность, является, как известно, турбонаддув: турбокомпрессор, работающий на отработавших газах, нагнетает в цилиндры дополнительный воздух, что позволяет увеличить подачу топлива в двигатель, повысить его мощность до 40% и экономить в расчете на одну и ту ж е мощность до 5% топлива.
Именно поэтому подавляющее большинство зарубежных дизелей грузовых и частично легковых автомобилей оборудовано турбокомпрессорами. По условиям работы в качестве материала для турбинного колеса применяют жаропрочные стали и сплавы, причем радиальные турбинные колеса, как правило, изготовляют литыми и ввиду сложности геометрической формы, плохой обрабатываемости жаропрочных сталей и сплавов — по выплавляемым моделям. Образцы таких колес показаны на рис. 1.
Стали и сплавы, применяемые для колес, по показателям жаропрочности непрерывно улучшаются. Так, если на ранней стадии применения турбокомпрессоров (40—50-е гг.) применяли аустенитные стали, то с повышением мощности двигателей и ростом их рабочих температур на смену аустенитным сталям пришли жаропрочные кобальтохромовые и никель-хро- мовые (за рубежом) и никель-хромовые (в нашей стране) сплавы. Характеристики (длительная прочность о за 1000 ч) некоторых -из этих сплавов приведены на рис. 2.
Ж аропрочность отечественных сплавов обеспечивается высокой жаропрочностью никель-хромового твердого раствора, рациональным его легированием, выделением в процессе литья и последующей термической обработки упрочняющих избыточных фаз, в основном ■у'-фазы Ni3(TiAl), Ni3Nb, когерентно связанных с твердым раствором, различных карбидных фаз, которые препятствуют разупрочнению сплавов под действием высоких температур и напряжений. Легирование никель-хро- мовых сплавов наиболее эффективными элементами-упрочни- телями (быстроокисляющимися алюминием и титаном) требует применения вакуумной плавки для предотвращения образования окислов этих элементов и попадания в тело от-
хромовую основу, но с меньшим содержанием дефицитных легирующих металлов, не содерж ат кобальт и вольфрам и в то же время обладают требуемой жаропрочностью. Этого можно достигнуть сочетанием упрочнения их интерметаллид- ной у^ф ззой и стойкими карбидной и карбоборидной фазами.
Из таблицы видно, что перспективные сплавы обладают большей жаропрочностью, чем зарубежный аналог Jnco713C и сплав АНВ-300, во всем диапазоне исследованных рабочих температур. Например, сплав № 1, превосходя сплавы
ливки окисных плен (несплошностей), которые могут стать очагами и причиной последующего разрушения деталей.
Но специалисты некоторых предприятий, опасаясь услож нения плавки и заливки с применением вакуума, пытаются работать со сплавами, не содержащими окисляющихся добавок, забывая, что такие сплавы требуют для легирования большого количества дефицитных металлов и при этом уступают в жаропрочности сплавам с интерметаллидным упрочнением.
Для турбин турбокомпрессоров, на наш взгляд, перспективны жаропрочные сплавы, которые имеют ту же никель-
Jnco713C и АНВ-300 по жаропрочности, незначительно уступает сплаву АНВ-300 и много — сплаву Jnco713C в пластичности, что является его недостатком. Сплав № 2 более пла
стичен. По этому показателю он превосходит сплав АНВ-300 и соответствует Jnco713C. Но главное, сплавы № 1 и № 2 не содерж ат вольфрама и гораздо дешевле сплава АНВ-300.
Основным методом производства рабочих колес турбокомпрессоров является, как уже упоминалось, литье по выплавляемым моделям. Потому что здесь, как ни в каких других случаях отливки стальных деталей, проявляются преимущества метода: пригодность для изготовления отливок с весьма
Д л и тел ьн ая прочность сг, М П а, в т еч ен и е , ч
Сплав Ов , М П а б. % %100 1000 100 1000 100 1000
Inco 713С А Н В-300 С плав № 1 Сплав № 2
900— 1230840—900850—900850—920
81,2— 1,6 0.7— 1,1
6— 10
111,5—3,2 1,4—2.7 8— 12
40CV1033*40CVI023470/1023500/1023
280/1033 330/1023 340/1023 350/1023
30Q/1073350у'1073360/1073
220/1073 230/1073 260/1073
210/1/144 240/1123 250/1123 260УП23
130/1144 1140/1 !23 >160/1123 160/1123
* В зн ам ен ател е п р иведена тем п ер ат ур а . К. 33
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
ом
обиль
ная
пр
омы
шле
ннос
ть,
1986
,
Р и с. 5 Р и с. »
сложной геометрией, минимальными припуоками. Д ля достижения этого в серийном производстве турбинных колес применяют сложные стальные механизированные пресс-формы с металлическими вытеснителями, а в опытном — пресс-формы, состоящие из двух отдельных пресс-форм (для лопатки и диска турбины). Модели лопаток монтируют на модель диска радиального колеса по установочному шаблону пайкой (рис. 3). В серийном производстве обычно используют модельную массу типа РЗ, в опытном — чаще всего парафино- стеариновую массу типа ПС 50-50, удобную при сборке моделей пайкой.
При отливке маленьких турбинных колес целесообразна групповая отливка (по два — шесть и более) турбинных колес в одном блоке (рис. 4), при отливке больших колес (как правило, осевы х)— по одной турбине в блоке (рис. 5). В обоих случаях литниковые системы долж«ы обеспечивать на- дежное питание отливки при кристаллизации.
Формирование оболочек производят обычным методом с jfj применением в качестве связующего этилсиликата, раствори
телей, пылевидного кварца или шамота при совмещенном методе гидролиза. Сушка слоев оболочки — на модельном блоке естественная и в парах ам(миака. Выплавка моделей из оболочек — в горячей воде.
Оболочки турбинных колес формуют в индивидуальные опоки с засыпкой сухим наполнителем. При порционной з а ливке с кантовкой форм предусматривают устройство спекающейся пробки (песок с борной кислотой) по верху опоки.
Прокаливание форм ведут й камерных электрических пёчах (возможно применение и проходных газовых печей) с выдержками при 523 К м не менее 2 ч при 1223 К. Все это исключает брак по засору отливок.
П лавка металла и заливка форм при литье турбинных колес отличаются от обычных методов литья использованием вакуума: применяются вакуумные плавильные установки с порционной заливкой по одной форме с вакуумом 0,133—1,33 Па.
Обрезка прибылей осуществляется тонким абразивным кругом, очистка — металлическим песком. Отливки термообра- батываются, иногда в защитной атмосфере аргона.
Качество отливок проверяется внешним осмотром, измерением геометрических размеров, на отсутствие трещин (люминесцентный контроль), несплошностей отливок (рентгеновский контроль). Такой тщательный контроль необходим, так как турбинные колеса — отливки ответственного назначения. Они работаю т в двигателе при высоких температурах, с частотой вращения до 100 000 мин-1 (окружные скорости до 400 м/с) и больших нагрузках (например, расчет, проведенный для рабочих колес ТКР-7 методом конечных элементов, показал, что рабочие напряжения в колесе в экстремальных условиях достигают 400 М П а).
Технологические процессы литья рабочих турбинных колес непрерывно совершенствуются. Так, фирмой «Трукаст» (Англия) применен новый метод литья, суть которого заключается в том, что порционная вакуумная плавка и заливка проводятся в маленькой вакуумной камере, оборудованной индуктором большой мощности. М алая камера обеспечивает большую экономию при циклическом создании вакуума для каждой плавки. Примененный фирмой индуктор — без футеровки. Тигель для расплавления металла представляет собой огнеупорную трубку, к которой припаяна модель колеса. На эту систему наносятся облицовочные слои формы, формируется оболочка с последующей выплавкой модели и прокаливанием. После прокаливания в тигель (трубку) заклады вается мерная заготовка готового сплава. Блок, оболочка с тиглем (трубкой) и мерной заготовкой, помещенной в тигель, устанавливаются в индукторе вакуумной камеры. Плавка металла и заливка каждого блока проводятся в вакууме очень быстро (1—3 мин). После следующего индукционного обогрева прибыли отлитого колеса достигается дополнительная подпитка усадочных дефектов. Отливки получаются с минимальной прибылью.
Работа по технологии «Трукаст» предусматривает применение исходного сплава вакуумной выплавки и точных мерных заготовок.
ПРЕДЛОЖЕНО МОЛОДЫМИ СПЕЦИАЛИСТАМИ
У Д К 621.789:621.375.826
Лазерное термоупрочнение шлицевых деталейD НИИТавтопроме разработан техно-
логический процесс лазерного термоупрочнения шлицевых деталей автомобилей КрАЗ и УралАЗ. Упрочнение осуществляется в результате последовательного обхода лазерным лучом всех боковых поверхностей шлицев, предварительно покрытых поглощающим со
ставом. Угол падения луча выбран так, что обеспечивается необходимая эффективность обработки. ч-
Обработка производится на специальном полуавтоматическом станке мод. 5543, такж е созданном в Н И И Тавтопроме.
Н овая технология повышает износо
стойкость и срок службы деталей в 1,5— 2 раза. Экономический эффект от повышения долговечности, например, фланца полуоси автомобиля КрАЗ составляет 124 тыс. руб., а вилки руля автомобиля УралАЗ — 68 тыс. руб. в год.
А . В. НИКИТИНА НИИТавтопром
У Д К 621l.744.44
Стенд для динамического прессования
|И ЕТОДЫ динамического уплотнения (прессования) относятся к числу
наиболее перспективных и прогрессивных. Однако изучены они, если их рассматривать применительно к конкретным типам отливок, еще недостаточно.
Одна из причин последнего — отсутствие специального оборудования для исследований. Поэтому рассматриваемый ниже формовочный стенд, видимо, должен представлять интерес для специа
листов. Стенд мод. 4185 — многоцелевой. Он предназначен для экспериментальных исследований, отработки методов уплотнения литейных форм, может — после переналадки — применяться для оценки различных составов формовочных смесей. Стенд, в частности, позволяет исследовать верхнее и нижнее прессования с различными скоростями нагружения, уплотнением смесей (в том числе подачей импульса сжатого воздуха), проверять
конструкторские решения по форме, толщине стенок и т. д. отливок, а также элементы разрабатываемого литейного оборудования.
Стенд состоит из следующих основных узлов: четырехколонного пресса снижним расположением прессового цилиндра, рабочего стола, импульсной головки и цилиндра противодавления.
Рабочий стол состоит из наполнитель- лой рамы и стульной плиты с закрепВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
ленной на ней модельной плитой. Н аполнительная рама и стульная плита связаны четырьмя направляющими скалками, которые одновременно являются плунжерами пневмопружин. Набор проставок позволяет регулировать высоту наполнительной рамы, препятствует «складыванию» стола во время исследования уплотнения литейной формы методом
воздействия на нее импульса сжатого воздуха.
Импульсная головка, расположенная на штоке цилиндра противодавления, включает литой резервуар и быстродействующий клапан.
Цилиндр противодавления в сочетании с четырьмя вводимыми упорами позволяет стабилизировать лад литейной фор
мы при исследовании метода нижнего прессования.
Конструктивные особенности стенда таковы, что обеспечивают быстрый переход от исследования одного метода уплотнения к другому.
И. А . БРОДСКИЙ, К. А . ГРИГОРЯН
НИИТавтопром
У Д К 621.983.06-52:658.527
Автоматическая профилировочно-штамповочная линия мод. С7095
D НАСТОЯЩЕЕ время детали сала- зок автомобильных сидений и других
подобных нм деталей массового выпуска изготовляют штамповкой на прессах. Но оборудование это, как правило, узкоспециализированное и не всегда автом атизированное.
Например, на А ЗЛ К детали салазок получают из ленты, которую пропускают через профилировочный станок, а затем полученный профиль вручную дорабатывают вне линии; на ВАЗе используются две непереналаживаемые линии, на которых из ленты изготовляют ползун и направляющую салазок.
Проблему «гибкости» оборудования в какой-то мере удалось решить в НИИТ- автопроме: здесь создана автоматизиро
ванная быстропереналаживаемая линия для изготовления различных (не только для салазок) деталей методом профилирования, на которой в автоматическом режиме из ленты шириной 30— 150 мм получают детали с профилем высотой до 40 и длиной 250— 1500 мм. Производительность линии— 10—26 дет./м ин (в зависимости от длины деталей ).
При конструировании линии была предусмотрена возможность обработки деталей с правым или левым направлением. Число профилирующих головок мож ет составлять 10, 12, 14 или 16, число прессов — 2,, 3 или 4. При этом все в а рианты исполнения линии имеют модульную конструкцию узлов и мехнизмов, большинство их деталей взаимозаменяемы.
Основным формообразующим агрегатом линии является профилировочный станок мод. 2273, выполненный по модульной схеме. Его' левая станина — постоянной длины, а правая — различной (в зависимости от необходимого для деталей данной номенклатуры числа головок). На станке установлены основные и боковые профилировочные головки, а такж е выходная правочная.
Внедрение линии позволяет высвободить 14 чел., экономить до 50 т металла в год, повысить на 175 % производительность труда. Ее годовая производительность 1,8 млн. деталей.
А. Г. ЛИНКОВ
НИИТавтопром
ИНФОРМАЦИЯ
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НУЖД ОТРАСЛИУ Д К 621.3.045.00-2.2
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕСТКИХ СЕКЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
D НАСТОЯЩЕЕ время на заводах ав тотракторного электрооборудования
жесткие обмотки секции получают, в основном, на автоматах типа «Аутолайт». Делается это путем их свободной растяжки, без формирования лобовой части. В результате лобовая часть получается нестабильной по форме, что усложняет
Мерную заготовку 7 вручную заклады вают в пазы планки 6 и барабана 11 до упора 15. Пневмоцилиндр 2 перемещает шток 3 с закрепленной на его конце оп. равкой 4 и прижимает ее к упору 9. З а тем пневмоцилиндр 20 посредством зу б чатого сектора 19 и шестерни 18 поворачивает водило 5 с планкой 6 на 180°,
пневмоцилиндров 20 и 1 барабан и планка возвращ аются в исходное положение, при этом подпружиненный толкатель 22, связанный с ро'ликом 17 и кулачком 21, выталкивает нижнюю ветрь из барабана, облегчая съем секции. На этом цикл за канчивается. Его продолжительность —4 с.
процесс сборки обмоток и нередко приводит к межвитковым замыканиям в них. Устраняет недостаток разработанная в НИИавтоприборов установка (см. рисунок) мод. 1АП-573, которая формирует лобовые части секций в процессе их растяжки.
Установка состоит из механизмов гибки и разводки (последний приводится от трех пневмоцилиндров). Она работает следующим образом.
изгибая заготовку на ребро оправки 4 в петлю. Д алее пиевмоцилиндр 1 при помощи рычага 23 поворачивает барабан 11 на расчетный угол (поз. г) , разводит секции и одновременно формирует лобовую часть на склизах 8 и 10. В начале разводки клиновый заж им 13 сходит с упора 12 и пружиной 14 удерж ивает в барабане конец нижней ветви секции, а конец верхней ветви закрепляется кулачком 16 в планке 6, При обратном ходе
Т ехни ческие дан н ы е установки
П р ои зв оди тел ьн ость , секций/ч Д а в л ен и е в о зд у х а , М П а . . Г абар итны е разм ер ы , мм . М асса , к г ........................................
500 0,5—0,6
1230X 910X1135 500
Установка внедрена на Лысковском элекротехническом заводе.
Н. А . ЕФРЕМОВ, П. И. БУХТЕЕВ, И. И. БЕЛАЯ
НИИавтоприборов
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
ом
обиль
ная
пр
омы
шле
ннос
ть,
1986
,У Д К 629.113.012.55.001.4:620.1.05
СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ШИН
Д ЛЯ теоретического исследования динамической нагруженности транс
миссии и подвески автомобиля большое значение имеют упругие характеристики шины. Известны стенды для исследования этих характеристик в статических условиях нагружения. Однако, как показали эксперименты, проведенные, например, на ЦНИАП НАМИ, динамические свойства шин в значительной степени отличаются от статических. Поэтому результаты испытаний шин на динамических стендах в условиях сложного нагружения, как правило, вносят серьезные поправки в расчеты трансмиссии и подвески АТС.
На Кутаисском автомобильном заводе имени Г. К. Орджоникидзе изготовлен стенд (А. с. № 993087, С СС Р), который дает возможность одновременно определять динамическую жесткость и коэффициент демпфирования шины в радиальном, окружном и тангенциальном направлениях. Его схема показана на рисунке.
Пневматическая шина 12 со ступицей11 установлена жестко на элементе фиксации колеса 3, связанном с обеих сторон со штангами 2, перемещающимися в направляющих цилиндрах 4. Штанги соединены с горизонтальной плитой 5, на которой жестко закреплены упругие элементы 6, нагружаемые грузом 7, и вибратор 8, приводимый в действие электродвигателем постоянного тока 10. Кривошипно-шатунным механизмом 14 осуществляется возвратно-поступательное движение опорной плиты 27. М ежду последней и ползуном 13 на сферических шарнирах установлен тензометри- ческий динамометр 25. Кривошипно-шатунный механизм при помощи шатуна 17, ползуна 18 и тензометрического динамометра 19 связан с компенсационной подвижной плитой 23, на которой установлена тележка 21, нагруж аемая винтом 20. Перемещения опорной плиты 27 в горизонтальном направлении регистрируются реохордным датчиком 22. Для равномерного вращения кривошипа предусмотрен маховик 16. И зменение амплитуды колебаний системы производится путем радиального смещения гайки 15 по винту 24. При помощи
реохордного датчика 9 определяются перемещения оси вращения колеса по вертикали, вертикальное усилие измеряется ладометром 26, расположенным под опорной плитой 27. Движения последней регистрируются реохордным д ат чиком 1. Ниже приведена техническая характеристика стенда:
Р а д и ал ь н ая нагрузк а на испы т у ем о е к ол есо , к Н ..................... 15—60Р а д и у с кривош ипа, мм . . . . 0—60Ч астота колебаний колеса в р а ди альн ом направлении, с —1 . . О— 120Г абаритны е р азм еры ст ен д а , м:
д л и н а ................................................. 5,8ш и р и н а .................................................... 3,6в ы с о т а ..................................................... 1,65
петли. (Именно среднее значение используется в дальнейших расчетах, поэтому непостоянством величины Ср по контуру петли гистерезиса можно пренебречь.) Затем строится характеристи- ка С$ = if(pw ).
Во-вторых, определяются величины коэффициента поглощения t|) шины при разных давлениях воздуха в ней, и строится соответствующая зависимость.
В-третьих, по известной формуле находится коэффициент демпфирования Кш шины, который пропорционален величинам г|), Cg и обратной частоте ее вынужденных колебаний, и строится характеристика Km = {(pw).
Динамические характеристики шины, испытываемой на данном стенде, определяются следующим образом.
Во-первых, вычисляются величины ее динамической крутильной жесткости С р, которая, как известно, выражается производной крутящего момента по углу крутильной деформации шины. Для этого в процессе испытаний замеряются крутящий момент на оси колеса и перемещения опорной плиты 27, по которым самописец строит петли гистерезиса. По последним определяются величины крутильной жесткости шины (при разных давлениях p w воздуха в ней) как тангенс
Особо отметим, что рассмотренный стенд позволяет определять такую важ ную динамическую характеристику шины, как зависимость ее крутильной жесткости от внутреннего давления воздуха при постоянной радиальной нагрузке, действующей на колесо. Например, при исследовании шины мод. НР-54 для сельскохозяйственного автомобиля КАЗ- 4540 установлено, что изменение давления воздуха р ю от 0,1 до 0,6 МПа вызывает увеличение ее жесткости в 3 раза. Это явление было учтено при доводке конструкции трансмиссии и цодвески автомобиля.угла наклона средней линии каждой
Канд. техн. наук Т. П. РУСАДЗЕ, Д . Ю. КУХИАНИДЗЕ, Б. У . АМБРОЛАДЗЕ
Кутаисский политехнический институт имени Н. И. Мусхелишвили
ЗА РУБЕЖОМУ Д К 629.114.4-592.117
ДИСКОВЫЕ ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
D СВОЕ время дисковые тормозные механизмы считались приемлемыми
(и применялись) только для легковых автомобилей. Однако с конца 70-х гг. их стали использовать и на автомобилях грузовых: сначала устанавливали только на автомобилях малой грузоподъемности, а зате м — и средней, и большой. Причем процесс этот шел довольно быстро. Например, уж е в 1977 г. передние колеса почти 100% американских автомобилей малой грузоподъемности оборудовались дисковыми тормозами. Спустя два — три года аналогичные конструкции стали выпускать и западно-европейские фирмы, причем такие тормоза стали делать не только для пе
редних, но и для задних колес. Несколько позже французская фирма «Рено» (кстати, первая в Западной Европе) начинает устанавливать их на своих моделях «PeHO-S130» и «PeHO-S150» (полная масса соответственно 11 и 13 т), но только на передние колеса. Зато фирма «Вольво» и передние, и задние колеса своей новой модели «Вольво-Р-611» (полная масса 11 т) снабж ает дисковыми тормозами.
Такой переход от барабанных к дисковым тормозным механизмам объясняется способностью последних воспринимать перегрузки, высокой степенью уравновешенности, малым временем рас- тормаживания, повышенной эффектив
ностью торможения. Дисковые тормозные механизмы значительно легче барабанных, даж е использующих клиновой разжим колодок. Например, тормоз серии IV фирмы DBA (Франция) более чем на 20% легче барабанного: его полная масса (с цилиндром диаметром 58 мм, который стоит на автомобилях полной массой 6—7,5 т) составляет22,5 кг, а барабанного эквивалента — 29,2 кг. Дисковые тормозные механизмы фирмы «Кэлси-Хейес» (США), установленные на автомобиле К 120 СОЕ 6X 4 фирмы «Кенворт» (США), снижают его массу примерно на 45 кг. Дисковый тормозной механизм фирмы «Валео», устанавливаемый на автомобилях фирмыВологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
«Рено», уменьшает величину их непод- рессоренных масс на 55 кг. Но главное все-таки — лучшая тепловая характеристика и простота технического обслуж ивания дисковых тормозов. Например, у тормозных механизмов фирмы «Бен- дикс» (США), предназначенных для грузовых автомобилей полной массой11 — 14 т, теплоотдача диска в 2 раза меньше, чем барабана, а допустимая температура составляет 970 К (для бар а б а н а — 620 К). Сравнительные испытания грузовых автомобилей с передними дисковыми тормозными механизмами фирмы DBA и со всеми барабанными тормозами показали, что, несмотря на температуру поверхности трения диска, равную 770 К (против 570 К у барабана), эффективность первых в конце спуска с горы уменьшилась всего на 25%, тогда как второго — на 75%. П рименение дисковых тормозов создает также лучший тепловой режим для шины (происходит более интенсивная циркуляция воздуха в объеме колеса и нет горячего барабана вблизи бортов шины, как у барабанного): при температуреповерхности трения диска, равной 810 К, температура у пятки борта шины составила 330 К, а на наружной поверхности обода — 370 К (у барабана соответственно 850, 440 и 520 К).
Кроме того, дисковые тормозные механизмы лишены таких недостатков, как нестабильность по температуре из-за серводействия; плохое охлаждение из-за малого зазора между обечайкой барабана и ободом колеса; конусная деф ормация барабана, ведущая к неравномерному износу накладок; местные перегревы рабочей поверхности, что является причиной появления трещин; слож ность обслуживания, особенно замены колодок. Однако ресурс накладок дисковых тормозных механизмов ниже примерно в 1,5—2 раза. Ниже ( ~ в 4 р а за) и долговечность диска.
Дисковые тормозные механизмы имеют неподвижную, плавающую или качающуюся скобу. Причем считается, что у механизмов с плавающей скобой есть, по сравнению с механизмами, имеющими неподвижную скобу, ряд преимуществ: они компактны (из-за наличия только одного гидроцилиндра), проще для ремонта, меньше нагревают тормозную жидкость (имеют только одну плоскость контакта поршня), меньше по массе, позволяют получить отрицательное плечо обкатки. Тем не менее выпускаются механизмы всех трех типов. Привод их может быть как гидравлическим, так и пневматическим.
Так, фирма «Итон» (США) поставляет дисковые тормоза с пневматическим приводом и автоматической регулировкой зазора, предназначенные для ведущих и управляемых мостов тяжелых грузовых автомобилей и осей прицепов. Масса такого тормоза — 71 кг. Время его установки в колесе составляет 20 мин, замены тормозных колодок —2 мин (делается это без демонтаж а скобы и пневматических трубопроводов). В диске 60 радиальных вентиляционных каналов для охлаждения. Его наружный ■диаметр — 384, внутренний — 260, толщина— 44 мм, суммарная рабочая поверхность— 1250 см2. Толщина фрикционных н акладок— 19 мм, суммарная площадь их поверхности трения — 310 см2. Скоба тормоза отливается из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и имеет радиальные окна для охлаждения и облегчения монтажа фрикционных накладок. Тормозные k q -
лодки фиксируются на скобе двумя болтами. Зазор между диском и накладками составляет 1 мм и регулируется автоматически. Тормоз оборудован индикатором износа фрикционных накладок в виде штырей, выходящих наружу из тела скобы на 28 мм при новых накладках и 0 мм при их 75% -ном изнашивании.
Тормоз развивает момент до14,4 кН -м при давлении 0,6 МПа.
Дисковые тормоза с гидроприводом фирмы «Бендикс» разработаны для грузовых автомобилей полной массой 7—12 т. В них одна секция главного тормозного цилиндра управляет передним контуром, в то р а я — задним. А так как механизмы имеют по два рабочих цилиндра диаметром 66 мм, то их можно разместить в диске колеса размером 20 дюймов. Тормозной диск — вентилируемый, его толщина — 36, диаметр — 380 мм. П лаваю щ ая скоба перемещается по направляющим элементам суппорта. При использовании полуметаллических тормозных накладок тормоз развивает момент, равный 9,8 кН -м при давлении12,6 МПа.
Фирма «Роквелл» (США) такж е выпускает дисковые тормоза с пневматическим приводом. В них применен плавающий суппорт, подвижно установленный на направляющих пальцах. Тормоза для передних мостов с допустимой нагрузкой 5,3 т имеют сплошной диск толщиной 22,2 мм; в случае нагрузки до 7,1 т, а такж е для одинарных задних мостов с нагрузкой до 10,2 т и сдвоенных мостов с нагрузкой до 20,5 т используются диски толщиной 44,5 мм с вентиляционными отверстиями. Тормозной момент воспринимает опорная плита, заменяющая крестовину, применяемую в тормозах барабанного типа. Она болтами крепится к фланцу оси, а к балке моста приваривается. Тормозной момент распределяется меж ду двумя «лапками» этой плиты.
По заявлению фирмы, срок службы фрикционных накладок дискового тормоза увеличен на 25%. Уровень взаимозаменяемости деталей передних и задний тормозов довольно высок — 85%. В частности, взаимозаменяемы детали привода и регулирования у передних и задних тормозов, накладки передних тормозов левого и правого колес, накладки и суппорты тормозов заднего моста автомобилей, накладки и суппорты осей прицепа и полуприцепа.
Фирма «Интернэшнл Харвестер» (США) еще в 1981 г. предлагала в к ачестве заказного оборудования дисковые тормозные механизмы с гидроприводом для автомобилей с допустимой нагрузкой на передний мост до 3,4 т, а на задний — до 7,9 т. У ее передних и задних механизмов привод раздельный и однопроводный, так как дисковые механизмы обеспечивают требуемую длину тормозного пути при выходе из строя одного из контуров. Срок службы накладок дисковых механизмов составляет около 160 тыс. км. Тормозной путь грузового автомобиля полной массой11,35 т при торможении со скорости 96 км/ч составляет 64 м, в то время как для такого ж е автомобиля с барабанными механизмами — 90 м.
Фирмой DBA разработано и выпускается семейство дисковых тормозныхмеханизмов-, включающее механизмыдля автомобилей полной массой 3,5(размер обода 15 дюймов, диаметр гидроцилиндра 52 мм, тормозной момент4 кН-м, объем жидкости в двух дисковых тормозах 10 см3), 4,5 (соответствен
но 16 дюймов, 52 мм, 4,4 кН-м, 10 см3),5—7,5 (16 дюймов, 58 мм, 5,8 кН-м,15 см3), 8—9 (17,5 дюймов, 58 мм,6,9 кН -м, 15 см3), 10 (17,5 дюймов,64 мм, 8,8 кН -м, 20 см3), 13 (19,5 дюймов, 75 мм, 12,5 кН-м, 30 см3), 13,5 т (20 дюймов, 80 мм, 15 кН-м, 40 см3).Они имеют плавающую скобу, разгруженную от передачи тормозного момента. Д ля защиты от коррозии направля- щие штанги изготовляются из высокопрочной стали, в скобе со штангами работают втулки из нержавеющей стали, поршни хромированы. Передача момента через штанги снижает трение и способствует лучшей защите от коррозии.Д ва поршня обеспечивают равномерность нагрузки на фрикционные накладки, уменьшенный объем жидкости и возможность привода от двух контуров.
Дисковый тормоз французской фирмы «Валео», используемый на автомобилях фирмы «Рено», — с вентилируемым диском и неподвижной скобой. Привод тормозов гидравлический, с пневмоусилителем. Диски изготовлены из графитизированного чугуна, в них предусмотрено 48 отверстий для охлаж дения. Наружный диаметр диска — 354, внутренний — 217, общ ая толщина — 30, толщина рабочей дорожки — 9 мм. П оверхность трения тормозных колодок —204 см2, диаметр колесных цилиндров —67 мм.
В тормозе есть регулятор, автоматически поддерживающий величину зазора между соском и колодкой; тормозной мом ент— 10 кН -м при давлении 0 2 14 МПа. в1
Фирма «Лукас Герлинг» (Великобри- Щ тания) выпускает однодисковые тормозные механизмы с пневматическим приводом. Они предназначены для грузовых автомобилей полной масой свыше12 т и могут устанавливаться на переднем и заднем мостах, оборудуемых колесами с ободами размером от 19,5 до24,5 дюймов. В качестве стояночного тормоза используются, как и в барабанных тормозных м^санизмах, пружинные энергоаккумуляторы. Тормозные накладки для переднего и заднего мостов одинаковые.
Тормозной м еханизм — с плавающей скобой. Опора скобы, выполненной из ковкого чугуна, фиксируется на балке моста. Накладки прижимаются к диску механическим приводом, соединенным штоком с пневматической камерой. П ривод размещается в герметичном кожухе.
Механизм снабжен устройством автоматической компенсации износа накладок, состоящим из нажимного диска, который соединен с осью привода при помощи винта с многозаходной резьбой, и многодисковой муфты, нагруженной пружиной. При работе тормозного механизма муфта обеспечивает поворот нажимного диска до тех пор, пока происходит перемещение тормозной педали.
Накладки прижимаются к вентилируемому тормозному диску двумя кольцевыми элементами, а разжимаются включенными между ними шариками, уменьшающими потери на трение при срабатывании механизма. Один из этих элементов неподвижен относительно скобы, второй перемещается на шлицах по втулке, связанной непосредственно с рычагом привода механизма от тормозной камеры. При торможении шток последней поворачивает рычаг и втулку, которая, в свою очередь, поворачивает подвижной элемент. Шарики, расположенные между подвижным и неподвижным элементами, вызывают осевое пере-
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
мещение подвижного элемента, и он прижимает тормозную колодку к диску.
Минимальная удельная площадь тормозной поверхности диска должна быть не менее 410 см2/т, минимальный удельный объем н акладок— 110 см3/т.
Так как однодисковые тормозные механизмы могут использоваться на мостах с небольшой нагрузкой, то зарубежными фирмами разрабатываются, дисковые механизмы, у которых нет недостатков, свойственных однодисковым (небольшая поверхность охлаждения, меньшая поверхность фрикционных на
кладок, малая масса диска, способная поглощать выделяемое тепло), — двухдисковые. Примером может служить механизм с гидравлическим приводом фирмы «Валео».
Скоба тормоза (неподвижная) выполнена из трех элементов, собранных на болтах. Рабочие цилиндры имеют диаметр 60, глубину — 33 мм. В скобе размещены 8 цилиндров. Ее конструкция позволяет обеспечить лучшее охлаж дение дисков и самих скоб. Это сокращ ает число деталей, особенно движущ ихся, увеличивает ресурс фрикционных накладок.
Двухдисковый тормозной механизм с четырьмя цилиндрами, герметизированный направляющими штангами из хромистой стали, выпускает такж е фирма DBA.
Зарубежные специалисты считают, что перевод большегрузных автомобилей на дисковые тормозные механизмы — дело неизбежное, так как постоянно растущие плотности и скорости транспортных потоков предъявляют очень жесткие требования к эффективности тормозов.
И. А . БАЛАБАЕВА
Коротко о разном
Правительство ЧССР приняло решениеоб изменении организационной структуры автомобильной промышленности. С 1986 г. все заводы, входившие в государственный трест CAZ (см. «Автомобильная промышленность», 1986, № 3, с. 36), объединяются в «Комбинат автомобильной промышленности» (К А Р). Его основу составляют шесть специализированных производственных объединений (в скобках — входящие в них заводы ): «Татра» («Татра Копршивнице», «Татра Бановце», «Татра Чадца» и TAZ), LIAZ («LIAZ Яблонец», «Кароса» и «Ор- личан»), «Авиа-Прага» («Авиа», «П рага ZKG», BSS, Металлургические заводы в г. Тынец на С азаве). AZNP (без
05 изменения), CZM (CZ, с'М'отор» и «Ява») ф и PAL («PAL Кромепжиж», «PAL Пра-
га», «Моторпал», «Аутобрзди», «-Ауто- пал», «Йискра», «Акума»), Кроме того, руководству КАР подчиняются Бтати- славский автозавод (BAZ) по выпуску специальной автотехники, а такж е организации UVMV, «Мототехна» и «Пн- каз». Предприятие «Деста» передано министерству тяжелого машиностроения.
•На новом рядном четырехцилиндровом
двигателе американской фирмы «Крайслер» применен механизм уравновешивания колебаний с необычным расположением уравновешивающих валов. Таких валов в нем два и находятся они в литом алюминиевом корпусе, помещенном в картере двигателя под коленчатым валом. Увеличение высоты поперечно расположенного ДВС компенсируется его продольным наклоном. Привод уравновешивающих валов — от коленчатого вала посредством цепной передачи.
•Гамму однодисковых диафрагменных
с у х и х сцеплений упрощенной конструкции разработала английская фирма «Отомотив продактс». Усилие, необходимое для выключения такого сцепления, прикладывается через нажимной подшипник к ведомому диску со стороны маховика. Это позволяет, не изменяя габаритных размеров агрегата, увеличить диаметр нажимного диска и пружины. В результате возрастает передаваемый сцеплением крутящий момент или на 25% уменьшается усилие выключения при одновременном сокращении хода педали. Кроме того, появляется возможность применить диафрагменную пружину с более пологой, чем обычно, характеристикой, снижая таким образом максимальное усилие выключения.
( •Семиступенчатую частично автомати
зированную коробку передач «Гипер- шифт» разработала японская фирма
«Хонда». Она устанавливается на переднеприводном легковом автомобиле мод. «Сити» (этой ж е фирмы) с поперечным расположением двигателя рабочим объемом 1200 см3. Эта модель предназначена в основном для эксплуатации в городских условиях.
Коробка передач (см. рисунок) создана на базе серийного двухвального пятиступенчатого агрегата. Условно ее схему можно представить как комбинацию основной четырехступенчатой коробки с ручным управлением (передаточные отношения — 3,538; 1,772; 1,178;0.794) и двухступенчатого двухрядного делителя с автоматическим безразрыв- ным переключением (передаточные отнош ения— 1,78 и 1). Конструктивно эти узлы объединены в один блок. Внутри полых внешних первичного 11 и вторичного 3 валов помещаются внутренние в а лы. Внутренний первичный вал 10, на одном конце которого находятся ведущие шестерни первой передачи 9 и передачи заднего хода 8, а на другом — ведущ ая шестерня 13 первого ряда дели- теля, связан посредством мокрого многодискового сцепления 12 с внешним первичным валом. На переднем установлены ведущие шестерни остальных передач и ведомая шестерня второго ряда делителя. На внутреннем вторичном в а лу 1 расположены ведомые шестерни и синхронизаторы 6 четырех передач, на внешнем вторичном 3 — связанный с ним через муфту свободного хода 2 блок из двух шестерен делителя. Система автоматического управления, включающая и выключающая мокрое сцепление, состоит из насоса 14, гидроаккумулятора, двух электромагнитных золотниковых клапанов, микропроцессора и нескольких датчиков: частоты вращения коленчатого вала двигателя, скорости автомобиля, положения педалей подачи топлива и сцепления.
Если при замкнутом мокром сцеплении включена первая или любая другая
передача (делитель в этом случае не работает), крутящий момент через сухое сцепление 7 передается с первичного (внутреннего или внешнего) вала на внутренний вторичный, на конце которого находится ведущ ая шестерня 5 главной передачи. При размыкании мокрого сцепления включается муфта свободного хода, крутящий момент с вала 10 через шестерни первого ряда делителя передается на внешний вторичный, затем через шестерни второго ряда 4 на внешний первичный и далее — как обычно.
Система управления может работать в двух режимах — экономичном и динамическом. На частичных нагрузках используется первый, а при разгоне на полном дросселе — второй. В последнем случае прямая передача в делителе включается только на прямой передаче в основной коробке передач при частоте вращения коленчатого вала двигателя, близкой к максимальной. Водитель может принудительно заблокировать делитель на прямой передаче.
К достоинствам коробки передач «Ги- першифт» относятся меньшее число переключений передач водителем (при полном дросселе на второй передаче можнс двигаться до скорости 97 км /ч ) и то, что, несмотря на повышенные потери в агрегате, благодаря более плотному ряду передаточных чисел и очень малому времени переключения делителя (0,3 с), расход топлива при движении автомобиля «Сити» по японскому стандартному городскому циклу сократился на 5%. Несколько улучшилась динаМика его разгона, например, время прохождения (дистанции 400 м сократилось на 0,5 с). Заслуж ивает внимания и другое. Хотя «Гипершифт» рассчитывалась под двигатель большего рабочего объема, по сравнению с базовой коробкой передач, и значительно сложнее ее, м„асса агрегата увеличилась всего на 9 кг, а длина — на 5 мм.
ШАмериканская фирма «Тайр-Теле» со
здала систему сигнализации падения давления в шинах грузовых автомобилей и автопоездов. На внутренней части обода колеса при помощи бандажа из стальной ленты закрепляется детекторный блок. В нем имеются герметичный датчик давления с температурной ком пенсацией, пьезоэлектрический генератор, работающий при вращении колеса, и радиопередатчик. Последний в случае падения давления в шине излучает сигнал. Приемник устанавливается на раме автомобиля или прицепа на расстоянии до 2 м от оси колеса. В кабине автомобиля располагаются два индикатора на светодиодах, которые сигнализируют о падении давления в шинах .тягача и прицепа.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Р И Т И К А ■и БИБЛИОГРАФИЯ
•;V >V
К
У Д К 629.11.012.3Автотракторные колеса. Справочник. / П о д р е д .И. В. Б а л а б и н а. — М .: Машиностроение, 1985 г .— 272 с.
OJIECA с пневматическими шинами находят все более широкое распространение в народном хозяйстве: их объе
мы производства составляют десятки миллионов штук в год. Они оказывают влияние практически на все основные эксплуатационные показатели машины, наиболее важные из которы х— надежность и безопасность. В настоящее время в литературе имеются лишь разрозненные сведения по основным характеристикам колес, особенностям их конструкции и эксплуатации. Поэтому издание данного справочника, в котором успешно обобщен обширный материал по конструкции, расчету, креплению, испытаниям, технологии производства и эксплуатации автомобильных колес, — весьма своевременно и актуально.
В первом разделе приведены сведения о силовом взаимодействии пневматического колеса с дорогой и шины с ободом. Значительное внимание уделено анализу напряженно-деформированного состояния элементов конструкции колеса и основ теории расчета его элементов. Приведенные материалы позволяют получить правильное представление о распределении напряжений в элементах конструкции обода и с достаточной для практики точностью рассчитать прочность элементов его конструкции.
Второй раздел содержит большой объем справочных дан ных по конструкции и классификации колес, их обозначениям, техническим требованиям к конструкции и материалам ободьев. Эти сведения интересны широкому кругу специалистов, связанных с совершенствованием"' существующих и разработкой новых конструкций колес, технологии их изготовления и эксплуатации.
В третьем разделе описываются типы, конструкции и классификация вентилей, их удлинителей. Отмечаются преимущества и недостатки различных конструкций, рекомендуются наиболее перспективные из них.
В четвертом разделе рассматриваются особенности лабораторных, лабораторно-дорожных и эксплуатационных испытаний колес при различных условиях и режимах их нагруж ения, анализируются результаты этих испытаний, приводятся справочные данные по усталостной прочности и надежности колес грузовых автомобилей.
Особенности технологии производства автомобильных, тракторных колес и колес сельскохозяйственных машин кратко изложены в пятом разделе.
Шестой раздел посвящен правилам эксплуатации, особенностям обслуживания и монтажа колес автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин, балансировке и биению колес.
В приложении приводятся алгоритм расчета разборного обода колеса грузового автомобиля, справочные данные по шинам, нормам внутреннего давления в них, параметрам установки колес, формам и размерам балансировочных грузиков.
Следует отметить безусловную практическую ценность книги, ее своевременность. Однако есть в ней неточности и недостатки. Так, на стр. 12 отношение толкающей силы к нагрузке на колесо в диапазоне от нуля до полного скольжения колеса неправильно названо зависимостью коэффициента сцепления от степени его проскальзывания. Это отношение принято называть удельной силой тяги или торможения и лишь его предельное по сцеплению значение — коэффициентом сцепления. Непонятна мысль о том, что снижение потерь на качение (стр. 13) находится в прямой зависимости от повышения износостойкости колеса и ресурса шины. На стр. 14 следовало бы сказать, что сила Р х оказывает малое влияние на напряженность элементов колеса. Неточно утверждение о том, что на неплоской поверхности, выпуклой или вогнутой, и при движении по дороге, имеющей неровности, колеса также будут испытывать действие осевых сил, которые при условии их равенства на левых и правых колесах будут погашены на оси (стр. 15). П оказанная на рис. 1.4 схема сил, действующих на наклоненное к дороге колесо, не соответствует действительности, так как ввиду боковой деформации шины точка приложения реакций дороги не лежит в ее средней плоскости. На стр. 71 следовало бы указать, каковы допускаемые напряжения в опасных зонах диска. Имеются в книге такж е и редакционные неточности.
В целом книга заслуж ивает высокой оценки. Она содержит большой справочный теоретический и экспериментальный м атериал, нужный инженерно-техническим, научным работникам автомобильной промышленности и автомобильного транспорта, преподавателям и студентам.
Д-р техн. наук В. И. КНОРОЗ
У ДК 629.113.012.813
А. Д . Д е р б а р е м д и к е р : Амортизаторы транспортных машин. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1985.— 199 с.LI OBOE издание книги (1-е — «Гидравлические амортиза-Ч торы автомобилей» — в 1969 г.) примерно на три четверти обновлено по содержанию и охватывает широкий круг проблем, которые касаются подвески и систем виброзащиты транспортных машин и могут быть решены оптимизацией демпфирования и совершенствования гасителей колебаний.
Известно, что качество подрессоривания и плавность хода автомобилей и других транспортных машин закладываю тся при проектировании, обеспечиваются технологически в производстве и поддерживаются в эксплуатации. Однако до сего времени методы решения этих задач не полностью учитывали требования международного стандарта ИСО 2631—74 и ГОСТ 12.1.012—78, определяющих гигиенические ограничения на колебания и вибрации, действующие на человека. Тем значительнее и актуальнее представляется первая попытка дать с этих позиций проверенные практикой ответы на многочисленные и сложные вопросы, учитывая, что ни у нас в стране, ни за рубежом, по существу, нет подобных публикаций.
Книга содержит богатый материал с хорошо подобранными иллюстрациями, отраж ает последние достижения в области устройства, методов расчета и оптимизации характеристик у злов и агрегатов подвески транспортных машин; освещает ряд новых апробированных практикой технических решений
в области внброзащиты человека. В ней приведены расчетные формулы, номограммы, алгоритмы и блок-схемы программ для расчетов на ЭВМ, описываются методы испытаний, оригинальное оборудование, предназначенное для них, даются конкретные практические рекомендации, отражающие богатый научно-производственный опыт автора.
Во введении рассматриваются принципы действия узлов и агрегатов подвески, классификация систем подрессоривания и основных устройств с точки зрения их участия в демпфировании колебаний.
В первой главе показаны устройство и рабочие характеристики гасителей колебаний разного рода, шины колес, их упругие и демпфирующие свойства, фрикционные гасители колебаний, в частности, листовые рессоры с постоянным трением; раскрыты проблемы качества гидравлических и пневмо- гидравлических упругих устройств с гасящим действием; подробно рассмотрены собственно гидравлические гасители колебаний — амортизаторы, или демпферы (согласно СТ СЭВ 1926—79); обобщены результаты изучения и оптимизации рабочих характеристик этих устройств. Кроме того, приведены оценочные параметры работы и технико-экономические показатели гасителей колебаний, что должно способствовать практическому решению задач совершенствования заводской продукции и обеспечения ее качества в эксплуатации.
Вторая глава посвящена общей теории гашения колебаний в системах подрессоривания и внброзащиты с использованием комбинированных сил сопротивления и гидравлических демпферов. Рассмотрены новые аналитические методы изучения 39
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Авт
омоб
ильн
ая
пром
ыш
ленн
ость
, 19
86,
и расчета колебаний транспортных машин с учетом вариаций нелинейных характеристик упругости (вследствие блокирующего действия постоянного трения), особенностей поглощения колебательной энергии демпферами и другими элементами подвески, обладающими диссипативными свойствами. П роанализированы данные о свободных и вынужденных колебаниях, динамических условиях работы демпферов, об энергии, поглощаемой при действии неупругой силы сопротивления, пространственных колебаниях остова транспортной машины, позволяющих выбрать упрощенные колебательные модели и необходимые условия, которые обеспечивают радикальное уменьшение колебаний подрессоренной и неподрессоренной масс, а следовательно, водителя и перевозимых грузов. Показано, что главная для теории подвесок задача о колебаниях двухмассовой модели и связанная с ней задача об оптимальной характеристике гашения колебаний в свете упомянутых стандартов принципиально могут быть решены только на основе нелинейных регулируемых демпфирующих характеристик, в том числе с использованием упруго опертых демпферов и динамического подавления резонансных колебаний неподрессо- ренных масс. Недостаток этой главы — слишком краткое изложение вопроса о предотвращении «шимми» управляемых и свободноповорачиваемых колес, а ведь работы автора и его учеников выявили значительное влияние демпфирования на эти опасные автоколебательные явления.
В третьей главе решаются практические задачи выбора и оптимизации характеристик гидравлических демпферов для различных по устройству, в том числе продольно-упругих, систем подрессоривания. Рассматриваются особенности вертикальных .колебаний; вопросы проектного и поверочного расчетов нелинейных демпфирующих характеристик на основе обобщения результатов исследований и ‘“'доводки подвески автомобиля в лабораторно-стендовых и дорожно-эксплуатационных условиях; алгоритм расчета и оптимизации параметров регулируемых, в том числе самонастраивающихся, демпферов с учетом колебательной модели человека и особенностей его частотно- и амплитудно-зависимых восприятийо
%РЕФЕРАТЫ ДЕПОНИРОВАННЫХ СТАТЕЙ
УДК 621.437.018.3 Влияние величины межэлектродного зазора свечи заж ига
ния на топливную экономичность роторно-поршневого двигателя. Б а ш е в В. В.; Ред. ж. «Автомобильная промышленность».— М., 1985. — 7 с.: ил. — Библиогр. 4 назв. — Р у с .— Деп. в НИИНавтопроме 26 ноября 1985 г., № 1276-ап.
Проведено экспериментальное исследование влияния величины межэлектродного зазора свечи заж игания на топливную экономичность роторно-поршневого двигателя на характерных для автомобилей ВАЗ режимах работы и при специальной системе зажигания. На основании тепловой теории заж игания обосновано и экспериментально подтверждено взаимное влияние параметров искрового разряда на процесс воспламенения. Показана целесообразность с точки зрения снижения расхода топлива в РП Д увеличения межэлектродного зазора в свечах до 1,2 мм (при соответствующем повышении вторичного напряжения системы заж игания).
УДК 621.437.018.3 Влияние параметров индуктивной фазы искрового разряда
на топливную экономичность роторно-поршневого двигателя.Б а ш е в В. В.; Ред. ж. «Автомобильная промышленность». — М., 1985. — 8 с.: ил. — Библиогр. 3 назв. — Рус. — Деп. вНИИНавтопроме 26 ноября 1985 г., № 1277-ап.
Проведено экспериментальное исследование влияния тока и длительности индуктивной фазы искрового разряда на топливную экономичность роторно-поршневого двигателя. П оказано, что увеличение тока индуктивной составляющей искрового разряда, при прочих равных условиях, уменьшает расход топлива двигателем и смещает минимум расхода топлива в область бедных смесей. Увеличение длительности искрового
колебаний. Для повышения наглядности расчета и сопоставлений автор разработал специальный паспорт вибрационных характеристик системы подвески и виброзащиты (в пределах эксплуатационных скоростей движения), использование которого может повысить ответственность промышленности за качество систем подрессоривания и виброзащиты. К сожалению, в книге мало примеров, не приводятся сравнительные данные о современных отечественных и зарубежных автомобилях: в частности, по вопросу об автогенерации колебаний, и вибраций на рабочем месте водителя приведен лишь один пример.
Четвертая глава посвящена проблемам оптимизации конструктивных параметров дросселирующих систем гидравлических демпферов: калиброванных отверстий, разгрузочных клапанов и дросселирующих систем со следящим действием. Решаются технологические задачи повышения точности характеристик путем выбора рациональных параметров дросселирующих систем и статистического контроля в производстве. Впервые рассматриваются перспективные управляющие и регулирующие механизмы, дается систематизация расчетных и опытных данных проливок, позволяющая конструктору графоаналитически рассчитать требуемые характеристики гидравлического сопротивления.
Следует отметить, что изложение некоторых вопросов в книге имеет дискуссионный характер, в частности, об установлении граничных значений демпфирования (третья глава) и выборе гидравлических параметров самонастраивающихся дросселирующих систем (четвертая). Поэтому целесообразно было бы продолжить рассмотрение предложенных в книге методов с учетом экономических факторов.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, исследованием и эксплуатацией амортизаторов транспортных машин, а такж е широкого круга читателей, которых интересуют вопросы совершенствования нелинейных колебательных систем.
Канд. техн. наук Ю . Г. САФРОНОВ
разряда свыше 2-3 мС не дает практических результатов. Отмечается, что при одновременном изменении тока и длительности индуктивной фазы большое влияние на топливную экономичность оказывает изменение величины тока.
УДК 6(21.43.018.3.001.24 К определению расхода топлива автомобиля с дизелем.
С а х н о В. П. , Ш а р а й С. М., В е л ь б о в е ц А. Ф., Л и- п о в е к и й А. В.; Ред. ж. «Автомобильная промышленность».— М., 1985.— 12 с.: ил. — Библиогр. 3 назв. — Р у с .— Деп. в НИИ Навтопроме 11 декабря 1985 г., № 1287-ап.
Представлен расчет расхода топлива автомобилем с дизелем при его работе на частичных нагрузках. Результаты сопоставлены с данными экспериментальных исследований, которые подтвердили работоспособность предложенной методики.УДК 629.113.004.67
К вопросу о целесообразности и выборе наиболее оптимального способа восстановления деталей автомобилей в условиях специализированного ремонтного производства. Н а г а п е-т я н В. Л., Т а у б к и н Б. Л. , К о л п а ч к о в В. И., Н а з а р о в В. И.; Ред. ж . «Автомобильная промышленность». — М.,1 985 .— 12 с .— Рус. — Деп. в НИИ Навтопроме 17 декабря 1985 г., № 1290-ап.
Разработаны методы определения целесообразности и выбора наиболее оптимального способа восстановления деталей автомобилей в условиях специализированного ремонтного производства.
Результаты разработок могут быть использованы и в других отраслях машиностроительной промышленности при ремонте самой разнообразной техники в уловиях специализированных ремонтных производств.
Х удож ественны й р едак тор А . С. В ерш и н ки н Т ехн и ческий р ед ак т ор Е. П . С м и рн ова___________________________К орректор А. А . С
С дан о в н абор 07.07.86. П од п и са н о в печать 20.08.86. T - 16970 Т ипяж п 8 4 5 эк з Ф орм ат 60X 90V ,П ечать высокая Уел. печ. л. 5,0. Уел. к р .-отг . 6,0.__________У ч .-и зд . л . 8,61._____________ Т и р аж 11845 эк з.___________________daK. д ц .
А д р е с р е д а к ц и и : 103012, М осква, К-12, пр. С апунова, д . 13, 4-й эт а ж , ком н. 424 и 427. Т ел .: 228-48-62 и 298-89-18______________
П одольский ф илиал ПО «П ери оди к а» С ою зп ол и граф п ром а при Г осудар ств ен н ом ком итете С СС Р по д ел а м издател ьств , полиграф ин и книж н ой тор говли , 142110, г. П од ол ь ск , ул . К ирова, д . 25Вологодская областная универсальная научная библиотека
www.booksite.ru
Подшипники с твердосмазочным заполнителем
Подшипники с твердосмазочным заполнителем— шариковые радиальные, со змейковым сепаратором. Их межколечное пространство заполнено отвердевшей смесью АФЗ-З на основе графита.
Область применения подшипников с АФЗ-З — узлы машин, испытывающие периодическое воздействие температуры до 573 К |-i-300°C] при частотах вращения до 100 мин-1 и отсутствии требований по точности вращения, т. е. транспортные системы, конвейерные линии, обжиговые и спекательные тележки, сушильные
и запарочные вагонетки и т. д. В запыленной среде они не теряют работоспособности в течение 2—3 лет и более, не нуждаются в обслуживании.
В настоящее время налажен выпуск подшипников 30 размеров с АФЗ-З.
Заявки на подшипники представляются в территориальные органы Госснаба СССР. Пример обозначения подшипника размерами 15Х35Х Х11 мм при заказе: подшипник202AC3 ТУ 37.006.143—85.
тШ
ПЕРЕЧЕНЬ ПОДШИПНИКОВ С ТВЕРДОСМАЗОЧНЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ И КОДЫ ОКП К НИМ
Подшипник К од О КП Р азм ер , мм Подш ипник
104АСЗ 46 1212 0111 2 0X 42X 12 202АСЗ105АСЗ 46 1212 0121 25X 47X 12 203AC3I06AC3 46 1212 0184 30X 55X 13 204АСЗ107АСЗ 46 1213 0241 35X 62X 14 205АСЗ108 АСЗ 46 1213 0313 40X 6 8 X 1 5 206АСЗ109АСЗ 46 1213 0352 45X 75X 16 207АСЗ110АСЗ 46 1213 0394 50X 80X 16 208АСЗ111 АСЗ 46 1213 0410 55X 90X 18 209АСЗ112АСЗ 46 1213 0430 60X 95X 18 210АСЗПЗАСЗ 46 1213 0441 65X 100X 18 302AC3
К од О К П \ Р азм ер , мм
46 1212 46 1212 4*о 1212 46 1212 46 1213 46 1213 46 1213 46 1213 46 1213 46 1212
1160126014101680207621522505252327003670
15X 35X 1117X 40X 1220X 47X 14
2 5 X 5 2 X 1 230X 62X 1635X 72X 1740X 80X 1845X 85X 1950X 90X 2015X 12X 13
Подш ипник
ЗОЗАСЗ 304AC3 305AC3 306AC3
307АСЗ 308AC3 309AC3 ЗЮАСЗ 405 АСЗ
406АСЗ
Р азм ер , мм
46 1212 3690 46 1212 3860 46 1213 3855 46 1213 4015 46 1213 4238 46 1212 4348 46 1213 4403 46 1213 4482 46 1213 5075 46 1213 5996
17X 47X 1420X 52X 1525X 62X 1730X 72X 1935X 80X 2140X 90X 2345X 100X 2550X 110X 2725X 80X 2130X 90X 23
Разработчики: Всесоюзный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт электроугольных изделий (ВНИИЭИ), адрес: 142490, г. Электроугли, Московской области, телефон: 528-25-07, доб.5-50; НПО «ВНИПП» адрес: 109088, Москва, 2-я ул. Машиностроения, 27, телефон: 275-00-03, доб. 5-10.
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru
Цена 60 коп. Индекс 70003
«ТЕХМ А-ЗУГиЛ»ПРОИЗВОДСТВЕННО-ПРОЕКТНОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
ПО ГАЛЬВАНИЧЕСКОМУ И ЛАКОКРАСОЧНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ
ул. Серадзка, 56, 98—300 Вельунь, Польша Телефон: 3341, телекс: 884321
ЗУГиЛ проектирует, производит и экспортирует оборудование для нанесения защитных и декоративных покрытий. В зависимости от производственной программы оборудование может комплектоваться следующими установками для:
ф нанесения лакокрасочных покрытий;Ф нанесения гальванических покрытий;Ф получения конверсионных покрытий; ф сушки защитных покрытий; ф физико-химической подготовки поверхности; ф механической подготовки поверхности;ф очистки жидких отходов и воздуха гальванических и окрасочных цехов; а также ф оборудованием и оснасткрй установок для электрохимических и химических
процессов.
ЗУГиЛ предлагает поставки комплектных цехов, окрасочных и гальванических линий,
( включая проведение необходимых испытаний, подбор соответствующих технологических процессов, разработку проектов, поставки основного и вспомогательного оборудования, его монтаж, механический и технологический пуск и, наконец, техническое обслуживание.
Бюро внешней торговли "ТЕХ М А -ЗУ Ги .Л ": |
ул. Длуга, 29, 00 — 238 Варшава, Польша iТелефон (ком м утатор) : 31-40-21, телекс: 817424 I
'Приобретение товаров у иностранных фирм организациями и предприятиями '
осуществляется через мнистерства, к которым они относятся. ;Запросы на проспекты и каталоги по данному объявлению
направляйте по адресу: 113461, Москва уль Каховка, 31, корп. 2, В О «Внешторгреклама», фирма «Инореклама». При этом ссылайтесь на № 3707-6'106/10.
В'О «ВНЕШТОРГРЕКЛАМА»
АВТ
ОМ
ОБИ
ЛЬ
<1 П
РО
МЫ
ШЛ
ЕНН
ОСТЬ
, 19
86,
№ 9,
Вологодская областная универсальная научная библиотека www.booksite.ru