CC BY
38
THE INPUT OF THE SUPERFINE ALN POWDER IN THE ALUMINUM MELT BY MEANS OF AUXILIARY REACTION OF TITANIUM CARBIDE SYNTHESIS Abstract. In the present work, an attempt was made to increase the content of AlN reinforcing phase in aluminum matrix nanocomposite. The auxiliary reaction of SHS of titanium carbide Ti+C=TiC with adiabatic temperature of 3017 oC was used for this purpose. Charge (Ti+C) with addition of different content of nanopowder (Al-35% Na3AlF6) was mixed, pressed into briquettes and injected into the melt of aluminum with a temperature of 900°C. It was determined whether the SHS reaction was initiated or not, how fully it proceeded, whether the inclusions of the unreacted charge remained, how evenly the reinforcing phases of AlN and TiC were distributed in the solidified aluminum matrix, what were the sizes and morphology of the particles AlN and TiC. As a result, it was possible to obtain a hybrid nanocomposite of the composition of Al-10,1%TiC-3,5%AlN. The resulting nanocomposite sample had a fine-grained uniform dense structure, there were no shells, nonmetallic inclusions, pores and cracks, and its hardness was 41 HB. Keywords: SHS, sodium azide, aluminum nitride, titanium carbide, nanopowder, cast composite.
УДК 62-592+629.017+629.113
СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВАКУУМНОГО УСИЛИТЕЛЯ ТОРМОЗОВ Шкилев Дмитрий Александрович, магистрант Семыкина Алла Сергеевна, аспирант (e-mail: [email protected]) Загородний Николай Александрович, к.т.н., доцент (e-mail: [email protected]) Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г.Белгород, Россия
В данной статье рассматриваются конструкция вакуумного усилителя тормозов (ВУТ), основные неисправности и их причины. Указываются основные способы определения технического состояния ВУТ. Установлено, что основной неисправностью является разгерметизация рабочих камер. Требуется регулярный контроль трубок и шлангов, клапанов ВУТ.
Ключевые слова: вакуумный усилитель тормозов, тормозная система, техническое состояние вакуумного усилителя тормозов, автомобиль.
В тормозных системах современных автомобилей для облегчения усилия на педаль тормоза за счет разрежения применяется вакуумный усилитель тормозов [13]. Основное его предназначение:
1. Повышение комфорта при управлении автомобилем;
2. Повышение эффективности тормозной системы [4].
При нажатии водителем на педаль тормоза вакуумный усилитель тормозов позволяет развить тормозной системе полную мощность, необходимую для своевременной остановки автомобиля.
При использовании вакуумного усилителя тормозов управление автомобилем становится более легким и комфортным, что тем самым уменьшается усталость водителя.
Конструктивно вакуумный усилитель тормозов состоит:
1. Корпус;
2. Диафрагма;
3. Следящий клапан;
4. Толкатель;
5. Шток поршня главного тормозного цилиндра;
6. Возвратная пружина [2,12].
Корпус состоит из вакуумной и атмосферной камер, которые разделены диафрагмой. Толкатель соединен с педалью тормоза и обеспечивает движение следящего клапана. Со стороны вакуумной камеры диафрагма соединена со штоком поршня главного тормозного цилиндра. Движение диафрагмы обеспечивает перемещение поршня и нагнетание тормозной жидкости к колесным цилиндрам [1,16].
Основная функция возвратной пружины возвращение диафрагмы в исходное положение после завершения торможения.
Принцип работы вакуумного усилителя тормозов заключается в создании разности давлений между вакуумной камерой и атмосферной [8]. Изначально, когда педель тормоза не задействована, давление в камерах одинаковое. При нажатии на педаль тормоза передается усилие через толкатель к следящем клапану. Далее атмосферная камера, в которой снижается давление, соединяется с атмосферой. Разность давлений действует на диафрагму и перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра [3,5].
По завершению торможения давление в вакуумной и атмосферной камерах выравнивается и с помощью возвратной пружины диафрагма возвращается в исходное положение.
При эксплуатации автомобиля возможно возникновение неисправностей вакуумного усилителя тормозов, связанных с нарушением герметичности его конструкции и трубок [9]. К основным неисправностям вакуумного усилителя тормозов можно отнести:
1. Неисправность возвратной пружины;
2. Потеря герметичности шлангов;
3. Разгерметизация рабочих камер;
4. Неисправность диафрагмы;
5. Неисправность клапанов и др.
При возникновении неисправностей вакуумного усилителя тормозов тормозная система автомобиля остается работоспособной, но при этом снижается ее эффективность и требуется приложение больших усилий водителя для нажатия на педаль тормоза [7].
Неисправности вакуумного усилителя тормозов оказывают влияние на безопасность движения, т.к. водитель не сможет своевременно принять меры для остановки автомобиля из-за недостаточного усилия нажатия ноги
на педаль тормоза. Исправный вакуумный усилитель позволяет своевременно остановить автомобиль даже при экстренном торможении. Поэтому контроль технического состояния вакуумного усилителя тормозов и своевременное принятие мер, направленных на обеспечение работоспособности узла, является актуальной задачей.
Первоначальным признаком неисправности усилителя является тугое выжимание педали. Полный отказ работы ВУТ свидетельствует о невозможности нажатия на педаль, т.к. максимальное дополнительное усилие, создаваемое за счет усилителя, превышает в 3-5 раз усилие ноги водителя.
Проявление постороннего звука при выжиме педали указывается на образование подсоса воздуха, возможно нарушение герметичности. Посторонний звук может сопровождаться проявлением стуков при нажатии на педаль. Для этого потребуется провести проверку основных деталей ВУТ (штока поршня, клапанов, толкателя и др.) [17].
Неисправности ВУТ влияют на работу двигателя, приводят к отказу свечей зажигания, в связи нарушением герметичности шлангов и трубок. Подсос воздуха оказывает влияние на баланс поступления топливно-воздушной смеси во впускной коллектор [20].
Для предотвращения возникновения неисправностей, связанных с тормозной системой автомобилей, а именно с вакуумным усилителем тормозов необходимо проведение регулярного контроля в виде технического обслуживания (ТО) и диагностики за состоянием узлов и деталей [6].
ТО способствует поддержанию технически исправного состояния тормозной системы и выявлению возможных скрытых неисправностей. При проведении осмотра вакуумного усилителя тормозов необходимо в первую очередь проверить состояние трубок и шлангов на предмет трещин и отверстий. Для предотвращения разгерметизации рабочих камер необходимо проверить состояние клапана. В процессе работы усилителя возможно возникновение повреждений рабочих поверхностей диафрагмы и обратного клапана, облом возвратной пружины.
К основным признакам возникающих неисправностей вакуумного усилителя тормозов можно отнести:
1. Увеличенное усилие нажатия на педаль тормоза;
2. Возникновение посторонних звуков (шипение, свист, стук);
3. Повышенный расход топлива;
4. Падение мощности двигателя [14,15].
Диагностика автомобиля позволяет определить наличие возможных дефектов и повреждений, спрогнозировать ресурс узлов и деталей до момента наступления отказа и своевременно принять решение для их устранения.
Для проверки работоспособности вакуумного усилителя тормозов необходимо проверить ход педали тормоза при повторном нажатии после выключения двигателя. Если при втором нажатии ход педали остался прежним, соответственно ВУТ исправен. Если наблюдается меньший ход педали это является следствием неисправности усилителя.
Для проверки образования вакуума при выключенном двигателе необходимо на педаль нажать 5-7 раз. Затем выжать педаль максимально и завести двигатель. Если после пуска двигателя педаль не сдвинулась с места значит вакуум не был создан, возможно наблюдается разгерметизация и ВУТ неисправен.
Наличие утечки воздуха проверяется при выжитой педали до упора при включенном двигателе. Затем двигатель выключается и если педаль в ближайшее время не отклонилась от данного состояния, то ВУТ исправен. Если после отпускания педали она принимает обратное положение, это указывает на неисправность усилителя.
Дефекты ВУТ могут возникать по причине попадания воды в систему и ее замерзании в холодное время года. Отсутствие вакуума может привести к механическим повреждениям деталей, потери герметичности, ослаблению креплений, что требует незамедлительного проведения ремонта узла [19].
Устранение неисправностей вакуумного усилителя тормозов подразумевает замену вышедшей из строя детали на новую или замену ВУТ в сборе [11]. Для ремонта ВУТ производится разборка узла. При повреждении шланга, диафрагмы или износе клапанов производят замену деталей на новые. Далее проверяют работоспособность усилителя с замененными деталями [10]. Как правило, сервисные центры не производят ремонт усилителя, а устанавливают исправный новый вакуумный усилитель тормозов с помощью ремкомплекта.
Вывод:
При эксплуатации автомобиля вакуумный усилитель тормозов воспринимает большие нагрузки. Отказ вакуумного усилителя тормозов, связанный с потерей герметичности рабочих камер оказывает влияние на работоспособность тормозной системы [18]. Нарушение исправного технического состояния тормозной системы снижает безопасность движения на дороге и увеличивает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Поэтому необходимо уделять особое влияние ТО, диагностике и ремонту вакуумного усилителя тормозов.
Т.к. при возникновении неисправностей ВУТ тормозная система продолжает выполнять свои функции водитель должен при обнаружении изменений в работе педали тормоза своевременно провести диагностику для обнаружения повреждений.
Основной неисправностью ВУТ является разгерметизация камер. Поэтому при возникновении посторонних звуков или обнаружения неравномерности в работе двигателя необходимо своевременно провести осмотр шлагов и трубок на предмет разрывов.
Для безотказного и эффективного функционирования вакуумного усилителя тормозов во время торможения, в том числе и экстренного, требуется регулярный контроль и проверка его технического состояния.
Список литературы
1. Вакуумный усилитель тормозов [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://systemsauto.ru/brake/brake_booster.html;
2. Вакуумный усилитель тормозов: останавливаем машину без усилий [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.autoopt.ru/ articles/products/ 4586691;
3. Как работает вакуумный усилитель тормозов [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://mashintop.ru/articles.php?id=2668;
4. Майков Д.Ю. Анализ тормозных систем современных автомобилей / Д.Ю. Майков // Сборник международной научно-технической конференции молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2015. - С. 769-773;
5. Масленников М.В. Современные технологии проточки тормозных дисков / М.В. Масленников // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В. Г. Шухова Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2016. С. 1680-1683;
6. Михайлов В.М. Повышение качества работы тормозной системы автомобилей / В.М. Михайлов // Инновационные направления развития в образовании, экономике, технике и технологиях Х сборник статей: в 2-х частях. ФГБОУ ВПО "Донской государственный технический университет", Технологический институт сервиса (филиал). 2016. С. 188-192;
7. Поражко А.Е. Исследование режимов работы и выходных характеристик автомобильных тормозных систем с вакуумными усилителями. - Дис. ...канд. техн. Наук. -Харьков, 1979. - 189с.;
8. Принцип работы вакуумного усилителя тормозов и как его проверить [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/vakuumnyj-usilitel-tormozov-princip-raboty.html;
9. Семыкина А. С. Определение возможных неисправностей современных автомобилей в гарантийный период / Семыкина А.С., Загородний Н.А. // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции №4 ч.1 (15-1) (Volume 3, issue 4, part 1) / редкол.: В.М. Бугаков (гл. редактор); ВГЛТУ, Воронеж, 2015.- С. 209-213;
10. Семыкина А. С. Определение показателей качества технических систем [Электронный ресурс] / А.С. Семыкина, Н.А. Загородний, А.С. Федоров // Студенческий научный форум. - 2017. - Режим доступа: http://www.scienceforum.ru;
11. Телешев С.В. Повышение эффективности вакуумного усилителя тормозов / С.В. Телешев, В. Н. Лобанов, П. В. Тихомиров // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 5-3 (16-3). С. 93-95;
12. Техническая эксплуатация автомобилей. Управление технической готовностью подвижного состава - Учебное пособие / И.Н. Аринин, С.И. Коновалов, Ю.В. Баженов, А.А. Бочков; - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004;
13. Тормозная система [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://avtobab.ru/ tormoza/;
14. Туренко А. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование вакуумного усилителя тормозного привода автомобилей: моногр. / А.Н. Туренко, С.Н. Шуклинов. -Х.: ХНАДУ, 2012. - 220 с.;
15. Туренко А. Н. Удельное усилие на поршне управления вакуумного усилителя тормозов / А.Н. Туренко, С.Н. Шуклинов // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2010. № 49. С. 39-46;
16. Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозов [Электронный ресурс]: - Режим доступа: https://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema/ vakuumnyi-usilitel-tormozov.html;
17. Шевченко Б. С. Исследование композитного фрикционного материала для тормозных устройств автомобилей / Б.С. Шевченко, С.И. Шевченко, К.А. Абдрахманов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2016. Т. 4. № 6 (26). С. 106-109;
18. Шуклинов С.Н. Анализ статической характеристики вакуумного усилителя тормозов / С.Н. Шуклинов // Вестник Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета). 2009. № 3. С. 7-11;
19. Шуклинов С.Н. Коэффициент усиления вакуумного усилителя тормозов / С.Н. Шуклинов // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2011. № 1. С. 106-111;
20. Sklyarov M. Theoretical research of vacuum strengtheners of one chamber motor-car brakes // M. Sklyarov, О. Yarita // Автомобильный транспорт (Харьков). 2010. № 26. С. 12-16.
Shkilev Dmitry Aleksandrovich, master (e-mail: [email protected]) 89205535086
Belgorod State Technological University. V.G. Shukhova, Belgorod, Russia Semykina Alla Sergeevna, graduate student (e-mail: [email protected]) 89511592016
Belgorod State Technological University. V.G. Shukhova, Belgorod, Russia Zagorodniy Nikolay Aleksandrovich, Cand. Tech. Sci., associate professor Belgorod State Technological University. V.G. Shukhova, Belgorod, Russia METHODS FOR DETERMINING THE TECHNICAL STATE OF A VACUUM BRAKE AMPLIFIER
Abstract. This article discusses the design of the vacuum brake booster (VUT), the main faults and their causes. The basic methods of determination of technical condition of VUT are specified. It is established that the main malfunction is depressurization of working chambers. Requires regular monitoring of pipes and hoses, valves VUT. Keywords: vacuum brake booster, brake system, technical condition of vacuum brake booster, car.
