CC BY
9
РАЗДЕЛ 2. МОДЕЛИ, СИСТЕМЫ, МЕХАНИЗМЫ В ТЕХНИКЕ
УДК 629.113.004.5.002
СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
П. И. Аношкин, А. А. Жидков
SYSTEMS OF PROVISION OF ENERGY OF TRUCKS P. I. Anoshkin, A. A. Zhidkov
Аннотация. Нормативная, техническая и учебная литература уделяют недостаточное внимание вопросам диагностики энергетических систем транспортных средств. Данная статья призвана привлечь внимание компетентных специалистов к этим вопросам.
Ключевые слова: система питания электроэнергией, электросистема, система питания энергией сжатого воздуха, пневмосистема.
Abstract. Standard, technical and educational literature pay attention to questions of diagnostics of power systems of vehicles insufficiently. This article is urged to draw attention of competent experts.
Key words: power supply system the electric power, the electrical system, a power supply system energy of the compressed air, a pneumatic system.
В настоящее время нормативная, техническая и учебная документация [1-4] уделяют недостаточное внимание вопросам диагностики энергетических систем механических транспортных средств. Привлечь внимание компетентных специалистов к этому вопросу призвана данная статья.
Любое механическое транспортное средство состоит из следующих основных систем: двигатель; трансмиссия; рама; подвеска; движитель; тормозная система; рулевая система; кузов; система освещения, световой и звуковой сигнализации; система питания электроэнергией и система питания энергией сжатого воздуха.
Без пристального внимания к диагностике энергетических систем механических транспортных средств безопасность дорожного движения значительно снизится [5, 6]. Поэтому перед допуском к эксплуатации механических транспортных средств необходимо подвергнуть диагностике систему питания энергией сжатого воздуха (в дальнейшем - пневмосистема).
В случае обнаружения неисправностей необходимо выявить причину их возникновения. Манометр не показывает давления воздуха в системе: нет герметичности в пневматической системе, негерметичны клапаны воздушно-
го компрессора, происходит зависание плунжеров разгрузочного устройства компрессора. При давлении воздуха в системе выше 0,765 МПа или ниже 0,6 МПа нарушается регулировка регулятора давления и происходит зависание плунжеров разгрузочного устройства (давление выше 0,765 МПа). При давлении воздуха в системе выше 1,05 Мпа становится неисправным предохранительный клапан, нарушается регулировка регулятора давления. При произвольном подтормаживании машины нарушается регулировка привода тормозного крана и величина хода клапанов тормозов, посторонние частицы попадают под впускные клапаны. В результате падения показаний обеих стрелок манометра при полном нажатии на педаль тормоза происходит утечка воздуха на участках от тормозного крана к тормозным камерам. При обнаружении повышенного содержания масла в конденсате изнашиваются поршневые кольца, масляное уплотнение заднего конца коленчатого вала или подшипников нижних головок шатунов компрессора.
Далее необходимо определить натяжения ремня привода компрессора.
После этого определяется время заполнения системы пневмосистемы компрессором в следующей последовательности (рис. 1):
а) запустить двигатель и установить номинальные обороты коленчатого
вала;
б) определить время по секундомеру до момента достижения давления в пневмосистеме 0,65 МПа, это время не должно превышать 2 мин.
Затем замеряем свободный ход педали управления тормозом в следующей последовательности:
а) при работающем двигателе нажать на педаль тормоза 5 и определить расстояние, на которое педаль не доходит до пола, эта величина должна быть 10-30 мм;
б) при необходимости отрегулировать свободный ход педали таким образом, чтобы он был равен 10-25 мм, при этом резиновый упор педали, находящийся в исходном положении, должен касаться пола кабины.
Определяем ход штоков тормозных камер, нажимая на тормозную педаль 5, замеряем ход штоков всех тормозных камер 1, эта величина должна быть 15-20 мм, разница ходов штоков камер допускается до 3 мм.
Далее необходимо определить свободный ход рычага тормозного крана и рычага ручного привода тормозов прицепа путем покачивания рычага тормозного крана 7 и рычага ручного привода тормозов прицепа 10, а также определить их свободный ход, он должен быть 1-2 мм.
Необходимо проверить регулятор давления по давлению включения и отключения компрессора в следующей последовательности:
а) нажать на педаль тормоза 5 при работающем двигателе и контролировать повышение давления в момент, когда давление перестанет расти, зафиксировать давление отключения, оно должно быть 0,73-0,765 МПа;
б) при необходимости отрегулировать эту величину с помощью регулировочного колпака регулятора давления 9 (поворот по часовой стрелке увеличивает давление отключения);
в) после заполнения системы и отключения компрессора медленно снижать давление в системе нажатием на педаль тормоза 5 до тех пор, пока давление не начнет повышаться, зафиксировать в этот момент давление включения компрессора 8, оно должно быть 0,6-0,635 МПа;
Рис. 1. Схема пневматической системы: 1 - тормозная камера; 2 - манометр;
3 - стеклоочиститель; 4 - кран стеклоочистителя; 5 - педаль тормоза;
6 - рычаг ручного тормоза; 7 - тормозной кран; 8 - компрессор;
9 - регулятор давления; 10 - рычаг тормоза прицепа; 11 - кран спускной;
12 - воздушный баллон; 13 - кран отбора воздуха; 14 - предохранительный клапан;
15 - воздухопроводы; 16 - соединительная головка; 17 - кран разобщительный
г) при необходимости отрегулировать давление включения компрессора изменением числа прокладок под седлом клапана (увеличение числа прокладок повысит давление включения компрессора).
Затем необходимо оценить работоспособность предохранительного клапана: для этого надо проверить работу предохранительного клапана 14, расположенного на левом воздушном баллоне 12 по выпуску воздуха из пневмосистемы. Предохранительный клапан считается исправным, если при поднятом стержне воздух выходит через клапан, а при опущенном - не выходит. Предохранительный клапан должен связывать пневмосистему с атмосферой, когда давление превысит 0,9-1,05 МПа. Для увеличения давления срабатывания регулировочный винт заворачивают.
Далее проводим экспресс-оценку герметичности пневмосистемы по следующему алгоритму:
а) после заполнения пневмосистемы воздухом остановить двигатель;
б) понизить давление на 0,05-0,06 МПа, нажимая на педаль 5;
в) наблюдать за положением стрелки манометра 2 в течение 1 мин, после чего нажать на педаль и после стабилизации давления повторить наблюдение за стрелкой манометра 2 еще в течение 1 мин;
г) в обоих случаях не должно происходить заметного на глаз движения стрелки манометра во время наблюдения;
д) утечка воздуха при выключенных тормозах свидетельствует о разгерметизации всей пневмосистемы, а утечка при включенных тормозах -о негерметичности тормозных камер 1.
После этого необходимо оценить герметичность пневмосистемы при неработающем двигателе в следующей последовательности:
а) остановить двигатель и проконтролировать давление в пневмосисте-ме в течение 30 мин: падение давления не должно превышать 0,1 МПа, а при включении тормозов - 0,15 Мпа;
б) места утечки воздуха определить путем покрытия соединений мыльной пеной, при обнаружении устранить.
После диагностики пневмосистемы необходимо подвергнуть процедуре диагностики систему питания электроэнергией (в дальнейшем - электросистема).
Электросистема состоит из аккумуляторной батареи и генераторной установки.
Для объективной оценки технического состояния аккумуляторной батареи нужны средства диагностики: стеклянная трубка диаметром 5-8 мм; ареометр (денсиметр); термометр с диапазоном измерения 0-100 °С; аккумуляторный пробник (нагрузочная вилка); 10 %-й раствор питьевой соды; ветошь; фартук; перчатки.
Последовательность действий при работе с нагрузочной вилкой выглядит следующим образом:
а) очищаем клеммы от грязи, пыли, окислившихся частиц металла;
б) подсоединяем вилку;
в) измеряем ЭДС (напряжение без нагрузочных сопротивлений);
г) в том случае, если данный параметр находится в норме, требуется проверить батарею под нагрузкой.
Далее замеряем напряжение. Делать это следует, плотно прижимая ножки вилки к штырям АКБ в течение 3,5 секунд.
При проверке уровня зарядки АКБ необходимо сверить полученные данные с табл. 1.
Таблица 1
Напряжение на АКБ (В) Состояние батареи (%)
10,2-10,7 Полный заряд
9,6-10,2 75 % от номинального заряда
9,0-9,6 50 % от номинального заряда
8,4-9,0 25 % от номинального заряда
7,8-9,0 Заряд равен 0
Кроме того, существует еще один вариант таблицы, который совмещает в себе два параметра: плотность электролита и напряжение аккумулятора без нагрузки (ЭДС) (табл. 2).
Таблица 2
Степень разряженности, % Плотность электролита, г/см3 Напряжение на батарее, В
0 1,28 12,7
20 1,245 12,5
40 1,21 12,3
60 1,175 12,3
80 1,14 11,9
100 1,10 11,7
Далее проводим внешний осмотр корпуса АКБ на следы электролита, вентиляционные отверстия, выводы батареи на предмет окисления. Открывается крышка и проверяется отсутствие пузырьков газа на поверхности электролита (наличие пузырьков говорит о том, что из-за загрязнения электролита в аккумуляторной батарее есть ускоренный саморазряд). Стеклянной трубкой измеряется уровень электролита и степень его загрязненности. Его следует заменить чистым, имеющим ту же плотность, что и загрязненный. Замена производится после разрядки батареи током 0,1 емкости батареи до напряжения без нагрузки (ЭДС) батареи 11,7 В.
Для определения состояния генераторной установки нужны средства диагностики, а именно: контрольно-испытательный стенд Э211; источники питания напряжением 220 и 12 В; омметр (тестер); весы (динамометр); вольтметры на 5 и 30 В; амперметры на 5 и 50 А; реостат 0,2-2 Ом на 50 А; электродвигатель с плавным изменением частоты вращения от 0 до 5000 мин-1; тахометр.
Следующий этап - внешний осмотр генератора.
Проверяем легкость вращения ротора генератора, люфт ротора в осевом и радиальном направлениях, затяжку винтов крепления крышек и гайки шкива. Ротор со шкивом и вентилятором должны вращаться без явно выраженного шума и заеданий. Целостность крышек генератора не должна быть нарушена.
Определяем характеристику зависимости напряжения генератора от частоты вращения ротора по схеме, изображенной на рис. 2.
Рис. 2. Схема для снятия характеристик генератора без нагрузки
После этого определяем характеристику зависимости тока нагрузки генератора от частоты вращения ротора напряжения генератора. Снятие данной характеристики выполняется по схеме, изображенной на рис. 3.
Проводится проверка деталей и узлов генератора (щеткодержателя с щетками, обмотки возбуждения и обмотки статора). При проверке щеткодержателя и щеток обращается внимание на степень их загрязненности и за-масленности, на легкость перемещения щеток в щеткодержателе, на износ
щеток (высоту щеток от щеткодержателя до конца щетки). Если по этим параметрам исследуемый генератор является исправным, то определяем давление пружин щеток с помощью динамометра или весов при выступе щеток из щеткодержателя на 2 мм.
Рис. 3. Схема для снятия характеристик генератора с нагрузкой
Далее проводится проверка обмотки возбуждения на обрыв с помощью контрольной лампы, подключенной к контактным кольцам ротора. Горение лампы указывает на целостность обмотки.
Затем проводится проверка обмотки возбуждения на замыкание с полюсом или валом ротора с помощью контрольной лампы на напряжение 220 В. Один провод надо соединить с контактным кольцом, другой - с полюсом или валом ротора.
После этого проверяется обмотка возбуждения на межвитковое замыкание. В ходе этой проверки тестером измеряется сопротивление обмотки возбуждения. Сравнение полученного значения с техническими условиями говорит об отсутствии межвиткового замыкания.
Далее проверяем обмотку статора на обрыв с помощью омметра, поочередно подключаемого к концам двух фаз.
С помощью контрольной лампы напряжением 220 В проводится проверка обмотки статора на замыкание с сердечником. Лампа подключается к сердечнику и к одному из выводов обмотки. Если загорания лампы не произошло, то это говорит об отсутствии замыкания обмотки статора с сердечником. Межвитковое замыкание в обмотке статора определяется попарным измерением сопротивления обмоток фаз.
В заключение проверка генератора на симметричность фаз выполняется на стенде Э211. Исправность диодов проверяется с помощью омметра измерением сопротивления в прямом и обратном направлениях.
Только после выполнения всех этих процедур по диагностике систем обеспечения энергией автомобиля можно сделать обоснованный вывод об исправности или неисправности.
Список литературы
1. Правила дорожного движения Российской Федерации. Основные положения по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанности должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения. - М., 2014.- С. 50-58.
2. За Рулем. - 2007-2014.
3. Технический регламент о безопасности колесных транспортных средств. - М., 2012. - 312 с.
4. Основы конструкции автомобиля : учеб. для вузов / А. М. Иванов и др. - М., 2006. - 336 с.
5. Аношкин, П. И. Основы теории надежности и диагностики. Техническая диагностика на транспорте : учеб. пособие / П. И. Аношкин, В. В. Лянденбурский. -Пенза, 2012. - 199 с.
6. Рылякин, Е. Г. Повышение работоспособности гидросистемы трактора терморегулированием рабочей жидкости : автореф. ... дис. канд. техн. наук : 05.20.03 / Рылякин Е. Г. - Пенза : ПГСХА, 2007. - 17 с.
Аношкин Петр Иванович
кандидат технических наук, доцент, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: avto@pguas.ru
Anoshkyn Peter Ivanovich candidate of technical sciences, associate professor, Penza State University of Architecture and Construction
Жидков Антон Алексеевич студент,
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: avto@pguas.ru
Zhidkov Anton Alekseevich student,
Penza State University of Architecture and Construction
УДК 629.113.004.5.002 Аношкин, П. И.
Системы обеспечения энергией грузовых автомобилей / П. И. Аношкин, А. А. Жидков // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. -2014. - № 2 (10). - С. 122-128.
