Разработка рекомендаций по сервису автомобилей DAF, МАN

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика грузового автомобиля DAF XF (Euro 6)

1.1 Дизайн автомобиля

1.2 Двигатель Paccar MX-13 (Euro 6)

1.3 Нейтрализация отработавших газов (EAS)

1.4 Трансмиссия

1.5 . Задние мосты

1.6 Шасси

1.6.1 Принцип работы пневмоподвески

2. Характеристика автомобиля MAN TGX D38

2.1 Кабина

2.2 Двигатель D3876

2.2.1. Система доочистки отработавших газов

2.3 Трансмиссия

2.4 Шасси

3. Особенности обслуживания и диагностирования автомобилей DAF и MAN

4. Определение годового объема работ по диагностированию и обслуживанию автомобилей

Заключение

Список использованных источников



Введение

Автомобиль представляет собой сложную систему, совокупность действующих элементов - сборочных единиц деталей, которые обеспечивают работоспособность автомобиля.

Современный автомобиль состоит из15…20 тысяч деталей, из которых 7…9тысяч теряют свои первоначальные свойства при работе, причем около 3…4тысяч деталей имеют срок службы меньше, чем автомобиль в целом.

Из них 80…100 деталей влияют на безопасность движения, а 150…300 деталей являются «критическими» по надежности и чаще других требуют замены. Из-за них происходит наибольший простой автомобилей, а это требует трудовых и материальных затрат в эксплуатации.

У современных автомобилей российского производства на 2…3% номенклатуры запасных частей приходится 40…50% общей стоимости потребляемых запасных частей. Отсюда ясна важность информации по объектам, от которых зависит техническое состояние автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобиль взаимодействует с окружающей средой, а его элементы взаимодействуют между собой. Это взаимодействие вызывает нагружение деталей, их взаимные перемещения, что приводит к трению, нагреву и другим преобразованиям. В результате чего происходит изменение их физико-химических свойств и конструктивных параметров. Например, износ цилиндро-поршневой группы, механизма, тормозных накладок, барабанов и т.д.

В процессе работы автомобиля показатели его технического состояния изменяются от начальных значений (или номинальных) до предельно допустимых, оговоренных технической документацией на автомобиль.

В настоящее время компании-производители автомобилей влияют на интенсивность измерения показателей качества повышением износостойкости и прочности деталей, качества применяемых материалов и т.п. Одновременно с подготовкой к производству новых моделей автомобилей разрабатывают для СТО и пользователей автомобиля документацию по его обслуживанию, диагностированию и ремонту. В ней содержится как описание конструкций, так и технологий по выполнению конкретных операций.

Под технологией выполнения автосервисных услуг понимается обоснованная рациональная последовательность выполнения работ, направленных на обеспечение работоспособности автомобиля с использованием соответствующего оборудования и приборов. Как правило, документация по обслуживанию, проверке, устранению отказов или ремонту разрабатывается по системам и узлам автомобиля. В зависимости от применяемого оборудования затраты времени на выполнение операций будут различными.



1. Характеристика грузового автомобиля DAF XF (Euro 6)

Новый автомобиль XF - это новый эталон эффективности Euro 6 благодаря наличию новой карданной передачи и совершенно новой продуманной конструкции шасси. Продуманные инновации позволили сократить вес автомобиля в снаряженном состоянии и, соответственно, увеличить грузоподъемность. В то же время фирма вновь улучшила комфорт водителя, изменив внутреннее пространство кабины, предоставив первоклассные характеристики управления и обеспечив еще более высокий уровень безопасности. Новый XF: лучший XF в истории.

Волевой и вместе с тем элегантный внешний вид делает новый XF визитной карточкой каждого грузоперевозчика. Впечатляющая передняя часть, выдающаяся черная решетка и привлекательные декоративные элементы: новый XF ни с чем не перепутаешь.

При разработке нового XF фирма DAF основывалась на отлично зарекомендовавшей себя концепции кабины, известной своей вместительностью и практическим комфортом.

· Полностью измененная конструкция передней части - вместе с новыми брызговиками, крыльями и обтекателями шасси - придает автомобилю современный внешний вид.

· Максимальное внимание уделили аэродинамике и оптимизации прохождения воздушных потоков.

· Новые фары, которые по заказу могут быть светодиодными, впервые в истории установлены на подобный грузовой автомобиль. С наибольшей светоотдачей, максимальным сроком службы и минимальным энергопотреблением.

На новый автомобиль XF установлены несколько отличительных алюминиевых декоративных элементов. Больше всех притягивает взгляды впечатляющая хромированная полоса с логотипом DAF. Компании-перевозчики смогут по достоинству оценить большую панель над логотипом, на которую можно нанести название или логотип компании.

Новые блок-фары в стандартной комплектации поставляются с галогенными лампами H7 и встроенными дневными ходовыми огнями (4 светодиодные лампы). На заказ могут устанавливаться светодиодные фары -- впервые для грузовика. Использование технологии светодиодных ламп обеспечивает высочайшую мощность освещения с максимальным сроком службы и минимальным потреблением энергии. Также на заказ можно установить омыватели фар, прекрасно встроенные в новые блок-фары.

Спойлеры на крыше и боковые манжеты могут снижать расход топлива и выбросы CO₂ на 10 процентов. Они были разработаны вновь и тщательно подогнаны под увеличенную ширину автомобиля, которая теперь составляет 2,55 м. То же самое относится и к аэродинамическим брызговикам со встроенными указателями поворота, которые четко видны велосипедистам и пешеходам и обеспечивают их дополнительную безопасность.

1.1 Дизайн автомобиля

За новым рулевым колесом находится обновленная приборная панель, переключатели которой были сгруппированы по выполняемым функциям, что делает управление более интуитивно понятным. Это гарантирует, что водитель сможет без труда найти их. На приборной панели теперь также имеется два двойных разъема DIN. Так что, помимо нового радиоприемника DAF Truck Navigation с разъемом USB (поставляется по заказу), также можно установить дополнительную систему управления автотранспортными перевозками или систему видеокамеры.

Прежде всего, новый XF предлагает каждому водителю чрезвычайно удобную посадку благодаря сиденьям нового поколения с отличными показателями комфорта и простоты регулировки. Благодаря широким возможностям регулировки доступно большое количество настроек. Новинкой стала регулируемая спинка сиденья на высоте плеч и регулировка встроенных ремней безопасности по высоте.

В центральной части приборной панели расположен новый 5-дюймовый большой цветной TFT-дисплей. На нем отображается вся необходимая водителю информация о ключевых функциях двигателя и вождения на 32 языках. Дисплей оснащен системой DAF Driver Performance Assistance, предоставляющей водителю сведения не только о расходе топлива, но и о стиле вождения, использовании тормозов или правильности прогнозирования ситуации на дороге. На панель TFT также выводятся советы по более экономичному вождению путем выключения кондиционера, если в нем нет необходимости, избегания работы на холостом ходу по мере возможности и слежения за правильным давлением в шинах.

1.2 Двигатель Paccar MX-13 (Euro 6)

автомобиль грузовой обслуживание пневмоподвеска

Соответствие новому экологическому стандарту Euro 6 -- лишь одна из нескольких причин разработки двигателя PACCAR MX-13. Конечно, фирма хотела сделать очень надежный и долговечный двигатель. Экономия топлива в нем должна быть на уровне Euro 5 Ate, а также он должен отличаться лучшим удобством вождения с множеством значений крутящего момента. PACCAR MX-13 объединяет в себе испытанные современные технологии и интеллектуальные инновации. Имеются модели мощностью 303 кВт/410 л.с., 340 кВт/460 л.с. и 375 кВт/510 л.с. с крутящими моментами 2 000, 2 300 и 2 500 Нм в широком диапазоне от 1 000 до 1 425 об/мин. Вся эта мощность поступает на новые коробки передач. Полуавтоматическая коробка передач AS Tronic обладает уникальными особенностями, включая EcoRoll (вниз по склону грузовик катится на холостом ходу) и FastShift (сцепление не отключается при переключении с 11-й на 12-ю передачу), которые еще сильнее повышают эффективность использования топлива. Intarder 3 нового поколения характеризуется самой высокой мощностью при низких скоростях.

Рисунок 2 Система впрыска

Система впрыска с общей топливораспределительной рампой, которой оборудован новый двигатель Euro 6 PACCAR MX-13, позволяет создать высокое давление впрыска до 2500 бар и использовать предварительный и дополнительный впрыск или их сочетание. Это ведет к более тонкому распылению топлива и создает множество других возможностей для оптимизации сгорания и обеспечения наименьшего количества выбросов, уровня шума и потребления топлива.

Помимо двух уникальных насосов, важную роль также играют новое и усовершенствованное программное обеспечение двигателя, новые датчики и приводы. Данные системы теперь работают еще быстрее и точнее, гарантируя неизменно оптимальный впрыск смеси воздуха, отработавших газов и топлива. Это является ключевым фактором в достижении максимальной эффективности и снижения выбросов.

Сжатый воздух необходим грузовикам для торможения. Для сжатия воздуха тратится топливо. Поэтому компания DAF установила новый интеллектуальный компрессор PACCAR MX. По мере возможности программное обеспечение включает компрессор только в моменты снижения скорости, торможения или движения вниз по склону. Таким образом, чрезмерная энергия используется для сжатия воздуха.



Рисунок 3

Новый двигатель MX-13 оборудован синтетическим литым поддоном большого объема. Его новая форма снижает вибрации, а также уровень шума двигателя. Большой объем масла позволяет увеличить интервалы его замены до 150 000 км.

Для оптимизации периода непрерывной эксплуатации и минимизации затрат на обслуживание новый двигатель оснащен комбинированным топливным фильтром, отопителем и водоотделителем. Этот блок хорошо защищен и установлен на блоке цилиндров двигателя.

Главное преимущество использования турбокомпрессора с изменяемой геометрией (VTG) заключается в том, что двигатель постоянно использует наилучшие настройки турбины во всех скоростных диапазонах, обеспечивая достижение максимальной эффективности. Турбокомпрессор с изменяемой геометрией также был необходим для оптимизации эффективной рециркуляции отработавших газов, особенно на низких оборотах.

Эта технология позволяет очень точно устанавливать количество отработавших газов, которые будут возвращены в двигатель, что также скажется на расходе топлива. Использование улучшенного турбокомпрессора так же положительно влияет на работу MX Engine Brake, который позволяет использовать более 75% полной мощности 360 кВт на низких оборотах (1500 об/мин) для максимально эффективного торможения. Принцип работы современного турбонагнетателя следующий:

Упрощенно конструкцию турбонагнетателя можно представить в виде двух крыльчаток, соединенных вместе одной осью. Находятся эти крыльчатки в отдельных герметично разделенных камерах. На одну из крыльчаток подводятся выпускные газы работающего двигателя и заставляют ее вращаться. Это вращение передается через совместную ось на вторую крыльчатку, соединенную с подводом атмосферного воздуха. Захваченный крыльчаткой свежий воздух направляется к цилиндрам двигателя для сгорания.

Рис.4. Схема, поясняющая принцип работы турбонаддува

Выпускные газы могут раскрутить крыльчатки турбины до скорости 150 000 - 210 000 об/мин. Если не учитывать геометрические особенности конструкции турбины, то можно вывести простую взаимосвязь: чем больше отработанных газов попадают в турбину, тем выше ее скорость вращения и тем больше свежего воздуха она нагнетает.

Принцип работы турбокомпрессора с изменяемой геометрией лопаток состоит в изменении сечения на входе колеса турбины с целью оптимизировать мощность турбины для заданной нагрузки.

Известно, что при низких оборотах двигателя поток отработанных газов является небольшим и он раскручивает турбину недостаточно сильно для резкого ускорения. В этот момент по сигналу электронного блока управления направляющие лопатки смещаются и уменьшают расстояние между собой(i). Несмотря на то, что объем отработанных газов не увеличился, ему теперь приходиться «протискиваться» через узкий коридор, что заставляет отработанные газы двигаться быстрее.

В результате обороты турбины возрастают и увеличивается давление наддува. Таким образом, удается увеличить скорость вращения турбины без резкого увеличения объема отработанных газов.

Воздух, поступающий из компрессора, нуждается в охлаждении. Для этого в конструкцию двигателя встроен охладитель воздуха, так называемый интеркулер.

Рис.5. Схема, поясняющая принцип работы лопаток турбины

Интеркулер это радиатор или теплообменник, помещенный между компрессором и впускным коллектором. Цель устройства: извлечь тепло из воздушного потока, который нагревается при сжатии в компрессоре. Следовательно, качество интеркулера оценивается способностью удалять это тепло. Максимальное использование полезных качеств интеркулера при минимуме проблем, которые он создает - техническая задача, которую необходимо решить прежде, чем удастся создать правильную турбосистему с промежуточным охлаждением (охлажденный воздух несет больше кислорода).

Рис.6. Схема охлаждения воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя

1.3 Нейтрализация отработавших газов

Компания DAF применяет в своих усовершенствованных двигателях PACCAR Euro 6 различные технологии очистки отработавших газов: каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры. Это гарантирует соответствие строгим требованиям стандарта Euro 6 по содержанию токсических веществ в отработавших газах, а также обеспечивает оптимальный расход топлива.

Для обезвреживания выхлопных газов бензинового двигателя применяют каталитический нейтрализатор. А как эту задачу решают на дизелях?

Рис.7. Нейтрализатор отработавших газов

У бензинового двигателя нейтрализатор эффективно преобразует токсичные соединения СО, СН, Noх в безвредные компоненты СО2, H2O и N2. При кратковременных отклонениях состава топливовоздушной смеси от оптимального или нарушениях воспламенения могут появляться микрочастицы несгоревшего углерода - проще говоря, сажа. Но пока нет серьезных неисправностей, ее доля в отработавших газах невелика и в нейтрализаторе она дожигается до углекислого газа. За автомобилем с исправным нейтрализатором черного дыма не бывает.

С выхлопом дизеля не все так просто. При работе с небольшими нагрузками температура газов на входе в нейтрализатор бывает гораздо ниже, чем у бензинового двигателя, и сажа просто не успевает сгорать. Но выбрасывать канцерогены в атмосферу - дурной тон, вот и получил дизель в придачу к нейтрализатору особый, сажевый фильтр. На современных двигателях оба узла размещены в едином корпусе - катколлекторе, расположенном рядом с двигателем. Рядом потому, что чем ближе к выпускным клапанам, тем выше температура отработавших газов, необходимая для эффективной работы системы очистки.

Рис.8.Схема выпускной системы дизельного двигателя: 1 - блок управления двигателем; 2 - датчик массового расхода воздуха; 3 - датчик температуры газов на входе в турбокомпрессор; 4 - турбокомпрессор; 5 и 9 - датчики температуры газов перед сажевым фильтром и после него; 6 - датчик состава смеси (широкополосный датчик кислорода); 7 - фильтр-нейтрализатор; 8 - датчик перепада давления газов; 10 - глушитель.

Но все же со временем фильтр постепенно заполняется сажей. Чтобы она намертво не закупорила соты, от нее нужно периодически избавляться, дожигать.

Используют два способа. В первом система управления двигателем никак не вмешивается в рабочий процесс - это так называемая пассивная регенерация. Она протекает при температуре газов на входе в фильтр не ниже 350 градусов, в присутствии катализатора - платины, нанесенной на его керамические соты. Последние похожи на хорошо известные соты современных нейтрализаторов, но имеют существенное отличие. Каналы делятся на впускные и выпускные.

Впервые, открытые со стороны двигателя, поступают газы со всем букетом отравляющих веществ, в том числе и сажей. Вторые же открыты с противоположной стороны - из них очищенные от сажи газы идут дальше, в нейтрализатор. Каналы расположены в шахматном порядке и разделены тонкими фильтрующими стенками, непроницаемыми для сажи (она остается во впускных), но пропускающими газы. Их материал - пористый карбид кремния, покрытый смесью оксидов алюминия и церия, он-то и служит опорной поверхностью для слоя платины.

Рис.9. Схема организации каналов (сот) сажевого фильтра:

Сажа скапливается во впускных каналах, а газы, пройдя через пористые стенки, уходят в выпускные каналы.

Необходимую для дожига сажи температуру отработавших газов обеспечить в дизеле удается не всегда - при малых нагрузках в цилиндры поступает много воздуха, а топлива мало! Достаточно тепла выделяется лишь в случае работы при относительно высокой мощности - например, на скорости 60-80 км/ч, а то и выше. Но зачастую это невыполнимо, особенно в городе, и самоочистки сажевого фильтра не происходит. Если полагаться только на нее, то со временем сажа полностью закупорит впускные каналы (соты) и рабочие процессы в двигателе нарушатся. Чтобы этого не произошло, от сажи нужно избавляться, а для этого целесообразно держать высокую температуру газов внутри сажевого фильтра.

Второй способ очистки фильтра - активная регенерация. При необходимости (об этом - ниже) блок управления двигателем начинает подавать в цилиндры немного дополнительного топлива уже после основной дозы, незадолго до открытия выпускного клапана. «Лишняя» солярка сработать не успевает и вылетает в сажевый фильтр, где в присутствии платины бурно горит. Температура газов увеличивается, и сажа сгорает фактически по команде блока управления.

Блоку управления 1(рис.8) выявляет , когда и на какое время включать режим активной регенерации фильтра. Очень просто: по падению давления газов на нейтрализаторе. Для этого с обеих его сторон встроены трубки, соединенные с датчиком 8 перепада давления. Когда давление превысит заданную величину, включится режим регенерации. Обычно он длится 10-15 минут.

Перепад давлений на сажевом фильтре связан с объемным расходом отработавших газов, который, в свою очередь, зависит от их температуры. Поэтому перед сажевым фильтром и после него установлены и температурные датчики 5 и 9. Для полноты информации блок управления учитывает массовый расход воздуха. Датчик измерения расхода воздуха 2 размещен во впускной трубе.

На выпускной трубе двигателя есть еще датчик 3. Он отслеживает температуру отработавших газов на входе в турбокомпрессор. Если температура приблизится к пределу, за которым возможен перегрев и разрушение узла, блок управления ограничит подачу топлива - и температура снизится.

Очистка фильтра происходит наиболее эффективно, когда в него поступают газы с оптимальным соотношением воздух/топливо. Блок управления контролирует состав смеси, опираясь на показания широкополосного датчика кислорода (датчик состава смеси) 6, следящего за содержанием кислорода в отработавших газах. В конечном счете, блок управления корректирует подачу топлива в цилиндры двигателя.

Состояние всех компонентов, отвечающих за очистку выхлопных газов, контролирует бортовая система самодиагностики. Если она выявит неисправности, зажжет Check Engine. К примеру, в пробках из-за низкой температуры выхлопных газов, несмотря на все старания блока управления, регенерация не запускается. Фильтр переполняется сажей - и в комбинации приборов горит сигнал с изображением фильтра (если он предусмотрен конструкцией), либо мигает лампа «проверь двигатель». Тогда остается попробовать выжечь сажу пассивным способом - поездить минут десять-пятнадцать при более высоких мощностях. Если после этого контрольная лампа не погаснет, придется ехать в сервис на СТО.

1.4 Трансмиссия

Новый XF в стандартной комплектации оснащается 12-ступенчатой механической КП с прямой высшей передачей, а для тяжелых условий эксплуатации разработана 16-ступенчатая коробка передач. Механические КП стандартно комплектуются системой переключения передач «Servoshift», повышающей удобство работы благодаря снижению усилия и короткому ходу переключения. Чтобы снизить эксплуатационные расходы, используются углеродные кольца синхронизатора, продлевающие срок службы. Для простоты эксплуатации ход педали сцепления уменьшен с 154 до 135 мм.

Новые полуавтоматические коробки передач AS-Tronic включают ряд новых специальных функций DAF. Новое программное обеспечение и новые датчики гарантируют исключительно мягкую и более плавную работу сцепления, обеспечивая повышенную эффективность при трогании с места и маневрировании.

Благодаря системе EcoRoll во время спуска с небольшого склона сцепление отключается, обеспечивая контролируемое качание на холостых оборотах двигателя. Система Fast Shift также способствует снижению расхода топлива.

1.5 Задние мосты

На новом XF устанавливается также новый мощный задний мост SR1344. Он максимально облегчен и разработан специально для использования с системой Stabilink. Отличительной чертой нового моста является низкий уровень шума. Более низкий объем масла (10 л вместо 15 л) позволяет обеспечить экономию топлива и более низкие затраты на замену масла при международных перевозках.

Мост SR1344 рассчитан на нагрузку 13 тонн, он входит в стандартную комплектацию автопоездов массой до 44 тонн и работает при крутящем моменте двигателя до 2300 Нм.

В конструкции моста SR1344 используется новая ведущая коническая шестерня и ведомая шестерня, что позволило уменьшить массу на 50 кг.

На тяжелых автопоездах (массой более 44 тонн) и на автомобилях с двигателем мощностью 375 кВт/510 л. С. Обновленный мост SR1347 расходует меньше масла. Это положительно сказывается на расходе топлива и снижает эксплуатационные затраты.

1.6 Шасси

Передняя часть шасси обеспечивает достаточно свободного пространства для расширенной системы охлаждения двигателя. Балка передней противоподкатной защиты также защищает радиатор. Жесткая и прочная передняя часть шасси обеспечивает точные технические характеристики рулевого управления.

Новое шасси нового XF изготовлено из высокопрочной стали. Это позволяет достичь невероятной эффективности, прочности и легкости шасси для увеличения полезной нагрузки. Передние буксировочные устройства позволяют буксировать полную массу до 50 т. Средняя часть легкая и гибкая. Центральная K-образная поперечина в шасси противостоит поперечным силам, воздействующим на шасси. Задняя поперечина скошена и слегка поднята над шасси для предотвращения контакта полуприцепа с элементами шасси.

Рис.11.Задний мост DAF XF Euro 6

В конструкции прочного и вместе с тем облегченного заднего моста используется система подвески Stabilink, которая улучшает управляемость и устойчивость и в то же время позволяет снизить вес.

Для компании DAF основной задачей было создание максимального пространства на шасси. Несмотря на наличие блока EAS (системы дополнительной обработки отработавших газов) с каталитическим нейтрализатором SCR и сажевым фильтром для очистки отработавших газов, целью было размещение топливных баков общим объемом 1500 л на колесной базе 3,80 м и/или обеспечение пространства, достаточного для установки насосных агрегатов, гидравлических баков и комплектов инструментов. Для этого аккумуляторные батареи установлены в задней части шасси, а стандартный бак AdBlue 90 л (опциональный бак на 140 л) теперь находится под кабиной. Для удобства использования его можно заправлять со стороны задней части кабины.

Новая подвеска заднего моста Stabilink не только снижает собственную массу, но также улучшает технические характеристики рулевого управления. Новый тягач XF Euro 6 имеет пневматическую подвеску задней оси в стандартной комплектации, используется специальный режим маневрирования. Задняя часть шасси может подняться до 50 мм простым нажатием кнопки. Это уменьшает риск того, что шасси и полуприцепы будут касаться друг друга при движении или при погрузочных работах. Режим маневрирования может быть активирован на скоростях до 30 км / ч и отключается автоматически свыше этой скорости. Пневматическая подвеска задней оси имеет специальную функцию, которая регулирует высоты при движении в зависимости от нагрузки на ось и скорости автомобиля. Пневматическая подвеска на переднюю ось доступна в качестве дополнительной опции.

1.6.1 Принцип работы пневмоподвески

Характеристика подвески влияет на множество эксплуатационных качеств автомобиля: плавность хода, комфортабельность, устойчивость движения, долговечность, как самой машины, так и целого ряда ее узлов и деталей. В тяжелых дорожных условиях именно возможности подвески, а вовсе не мощность двигателя, определяют средние и максимальные скорости движения.

Опыт эксплуатации грузовых автомобилей показывает, что на неровных дорогах средняя скорость движения падает на 35-40%, расход топлива увеличивается на 50-70%, межремонтный пробег уменьшается на 35-40%. При этом производительность автотранспорта снижается на 32-36%, а стоимость перевозок возрастает на 50-60%. К этому следует добавить потери, обусловленные перерасходом металла, топлива, резины и добавочными затратами рабочей силы.

Для уменьшения этих потерь можно или улучшать дороги, что дорого, или совершенствовать подвески автомобиля, что еще дороже, но в пересчете на тысячи автомобилей оказывается дешевле.

Все же и дороги с ровной поверхностью предъявляют к подвеске очень жесткие требования. Ведь скорости постоянно растут, а требования к управляемости и устойчивости автомобилей и автопоездов ужесточаются.

Рис.12. Пневмоподвеска

Анализ конструкций автомобилей показывает, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно увеличивается. Стремление к минимальному собственному весу, увеличению весового коэффициента использования автомобиля и максимальной комфортности приводит к тому, что подвески со стальными рессорами уже не всегда способны вписываться в предъявляемые к ним требования. Во многих случаях подвеска должна обеспечивать:

- максимальную плавность хода при отсутствии значительных взаимных смещений подрессоренных и неподрессоренных частей автомобиля;

- минимальный просвет между кузовом (шасси) и осями;

- постоянство высоты подножки или уровня пола при изменении нагрузки.

При линейных характеристиках традиционных упругих элементов не удается добиться приемлемой частоты собственных колебаний, равной 90-120 мин-1, что вынуждает конструкторов обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой: пневматическим или гидропневматическим, обладающим целым рядом достоинств.

Во-первых, эти упругие элементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, а значит, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции.



Рис.13. Простейшая схема конструкции пневмоподвески

Второе достоинство - легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода и улучшить другие эксплуатационные качества. При одинаковых размерах упругого элемента подвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс. Это третье достоинство. В-четвертых, пневмоэлементы имеют чрезвычайно высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов. Например, баллоны автобусов GMC выхаживают до 1 млн. км.

Постоянное положение кузова облегчает обеспечение правильной кинематики подвески и рулевого привода, снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. При любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время. Это - пять. В-шестых, для улучшения устойчивости автомобиля при торможении на пневмоподвеску часто возлагается еще одна функция: точно регулировать тормозные усилия на колесах в зависимости от изменения нагрузок на них.

Подвеска современного (грузового) автомобиля состоит из трех основных узлов:

1.Упругие элементы, воспринимающие динамические нагрузки между кузовом или рамой автомобиля и дорожным полотном.

2.Элементы, гасящие колебания подвески.

3.Узел, отвечающий за стабилизацию автомобиля относительно плоскости дороги.

На данный момент на грузовиках используются разнообразные конструкции подвески автомобиля и инженерные решения упругих элементов. В первую очередь, это сами покрышки автомобиля, которые эффективно поглощают мелкие неровности дорожного полотна. Чем больше колесо и меньше давление в нем, тем большее препятствие автомобиль преодолевает без большого воздействия нагрузки на раму. Большегрузные карьерные самосвалы с их огромными колесами вообще обходятся без дополнительных элементов подвески, так как их покрышки эффективно гасят дорожные неровности. Тихоходные колесные тракторы и спецтехника в виде упругого элемента довольствуются только воздухом в покрышках.

Вторыми по возрасту и частоте применения на современной технике упругими элементами являются рессоры. Они бывают разной конструкции, имеют разную технологию изготовления, но именно они наиболее массово применяются на современных грузовиках, и их можно встретить как на магистральных тягачах, так и на строительной технике, развозных городских машинах, военных и гоночных грузовиках. Если раньше на грузовики устанавливали толстые пакеты коротколистовых рессор, то на современных машинах количество рессор значительно уменьшили, вплоть до одной на некоторых моделях, а длину увеличили, что улучшило плавность хода и снизило вес конструкции. Если европейские производители предпочитают длинные рессоры, то их коллеги в США короткие. Поэтому грузовики с Североамериканского континента более жесткие на ходу.

Пневмоподвеска широкое распространение в Европе и США получила лет 30-40 назад. Главное ее преимущество по сравнению с рессорной в меньшем весе, ее расходные материалы дешевле, и грузовик имеет лучшую плавность хода. Заводская цена грузовика с пневмоподвеской выше, чем машины с рессорной, но замена подушки в процессе эксплуатации дешевле, чем целой рессоры. Кроме того, грузовики с пневмоподвеской меньше разбивают асфальт дорог, поэтому магистральные тягачи чаще всего комплектуются пневмобаллонами. Минус такой подвески в том, что она требует дополнительных воздушных кранов и трубок и более мощного воздушного компрессора. Эта система боится влаги и дорожной грязи, поэтому на строительной технике чаше применяют рессорную подвеску. Правда, есть голландские производители тяжелой строительной техники Terberg и Ginaf, которые активно применяют пневмоподвеску собственной конструкции на самосвалах.

Пневмоподушки не имеют жесткой связи с рамой грузовика, и чтобы мост не «гулял», в конструкции подвески автомобиля применяют продольные и поперечные реактивные тяги. Это тоже усложняет и удорожает конструкцию.

В случае применения четырехбаллонной схемы подвески моста кроме двух (как правило) продольных реактивных тяг требуется установка поперечной (чаще V-образной) тяги. Если производитель устанавливает на мосту две пневмоподушки, то в конструкции подвески применяют полурессоры (правильно называть реактивные тяги). Жесткость конструкции увеличивается, тогда поперечная тяга ставится одна или вообще обходятся без нее. Именно сайлент-блоки и втулки реактивных тяг требуют внимания и периодического ремонта и замены. По нормальным европейским дорогам тяги выхаживают 250-350 тыс. км. В наших условиях их навряд ли хватит более чем на 200 тыс. км. Если зевнул момент замены реактивной тяги, то можно «попасть» на ремонт крестовин, если, конечно, раньше момент силы, не совпадающий с осью автопоезда из-за разбитых втулок, не развернет твой грузовик поперек дороги на гололеде.

Следует отметить, что современные производители грузовой техники широко применяют комбинированную подвеску, состоящую из рессор и пневмоэлементов.

На Североамериканском континенте на строительной технике широко применяются резиновые цельнолитые подушки как упругий элемент. Такая подвеска значительно легче рессорной, и у нее нет недостатков, присущих пневмоподвеске. Цена резиновой подвески не сильно отличается от рессорной. Зато она достаточно жесткая, и без пневмоподвески сиденья водителю не обойтись. К сожалению, такой тип подвески почти не распространен в Европе.

Торсионы применяются в основном на военной технике. Правда, на знаменитых грузовиках марки Tatra в некоторых строительных моделях торсионы применяются широко как самостоятельно, так и в комбинации с пневмобаллонами. На легких развозных грузовиках японских и корейских производителей переднюю независимую подвеску иногда выполняют на торсионах.

Пружины применяются в основном на полноприводных машинах повышенной проходимости с независимой подвеской колес. В немецкой армии достаточное количество грузовиков MAN, имеющих колесную формулу 6х6 и независимую пружинную подвеску всех колес.

Для того чтобы гасить раскачку грузовика в конструкции автомобиля применяются амортизаторы. Они могут быть как одностороннего, так и двухстороннего действия. На данный момент амортизаторы, как правило, гидравлические. На европейских автобанах и в европейском климате амортизаторы «живут» 300-400 тыс. км. На российских дорогах нагрузка на подвеску возрастает в несколько раз.

Спортивные грузовики, машины спецназначения и военная техника комплектуются гидропневматическими стойками. Это не новое изобретение, так как на военной технике они используются давно. Но сравнительно недавно эти стойки стали применять и на гражданской технике.

Гидропневматические стойки являются своего рода активными амортизаторами, эффективно воспринимающие повышенные нагрузки и гасящими колебания большой амплитуды. Они могут менять свою жесткость и другие характеристики в зависимости от условий эксплуатации. Применяются они, как правило, на грузовиках с рессорной подвеской. Такие машины с такой подвеской выдерживают прыжки с трамплина и полеты на несколько десятков метров без последствий для грузовика. Российский КамАЗ-4911 великолепно продемонстрировал возможности такой подвески на всевозможных ралли-рейдах и демонстрациях военной техники.

Последние два года на спецмашины и не только на них стали устанавливать гидропневматические стойки нового поколения. Теперь они выполняют роль не только гасителей колебаний, но и роль упругого элемента. Грузовику с такой стойкой не требуются ни рессоры, ни пружины, ни торсионы. Это значительно облегчает конструкцию.

Характеристики таких гидропневматических стоек можно менять из кабины, варьируя клиренс, жесткость, ход подвески и даже наклонять автомобиль влево-вправо или вперед-назад. Такие стойки хорошо вписываются в конструкцию автомобиля с независимой подвеской колес, и такому вездеходу уже не грозит диагональное вывешивание колес в сложных дорожных условиях.

Гидропневматические стойки нового поколения начали устанавливать на свою технику многие производители автомобилей. Эти стойки предлагают производители прицепной техники на подвеске полуприцепов. Скорее всего, эта конструкция получит дальнейшее распространение и более широкое применение.

Третий, обязательный элемент подвески, о котором необходимо сказать - это стабилизаторы продольной и поперечной устойчивости (стабилизаторы крена).

Главная их задача - выровнять автомобиль относительно плоскости дороги при кренах последнего и обеспечить максимально плотный контакт колеса с дорогой. Если раньше стабилизаторы ставили на рессорные грузовики только на передний мост, то из-за возрастания скоростей и нагрузки следующим шагом стало повсеместное их применение на ведущих мостах. Слабым звеном стабилизаторов являются пластиковые втулки, которые требуют периодической замены и ухода. В российских условиях они не выхаживают больше 200 тыс. км. Можно обойтись и без них, но, как показывает мой опыт, в таком случае повышенному износу подвержены реактивные тяги, пальцы рессор и далее по списку.

Рис.14. Пневмоподвеска

Если лет пять назад на мостах с пневмоподвеской стабилизаторы поперечной устойчивости устанавливались в обязательном порядке, то внедрение электроники в современных грузовиках позволило отказаться от железных конструкций стабилизаторов. Теперь электроника следит за этим и, перегоняя воздух в пневмобаллонах, выравнивает крен автомобиля. Те же функции выполняют и гидропневматические стойки нового поколения.



2. Характеристика автомобиля MAN TGX D38

Компания MAN в 2014 году представила свою флагманскую новинку-- грузовой автомобиль TGX D38.

Инженеры компании MAN создали высокоэффективный тягач, призванный решать сложные задачи по транспортировке разнообразных грузов, для чего была разработана соответствующая трансмиссия с новыми многочисленными эффективными функциями. «Сердцем» конструкции стал D38 -- новый рядный шестицилиндровый двигатель рабочим объемом 15,2 литра. Этот силовой агрегат уверенно развивает мощность и расширяет палитру моделей TGX, дополняя ее классами мощности 520, 560 и 640 л. С.

2.1 Кабина

Кабина с максимальным свободным пространством среди кабин грузовиков во всей Европе. Высота от пола до потолка 2100 мм, два комфортных спальных места, множество мест для хранения вещей -- эта кабина предлагает максимальный комфорт и оптимальную свободу передвижения при эксплуатации в сфере международных перевозок.
Изменения передка кабины выгодно отличаются не только с оптической точки зрения, но и тем, что это также отвечает техническим требованиям стандарта Euro 6. Модификации обеспечили улучшенную аэродинамику, а также прохождение большего объема воздуха через радиатор автомобиля. Отверстия для воздушного охлаждения на передке кабины были увеличены для обеспечения максимального забора приточного воздуха и тем самым повышения эффективности охлаждения двигателя.

Также был оптимизирован воздуховод на защитной решетке радиатора, который теперь гарантирует более равномерное распределение воздушного потока под автомобилем. Оптимизация аэродинамических свойств у передних стоек, ветроотражающих козырьков и бамперов обеспечила низкий расход топлива.

Хорошая обзорность индикаторов, логичное и удобное размещение органов управления. Многофункциональное рулевое колесо имеет плавную регулировку высоты и наклона и может отводиться вверх. От входящего в серийную комплектацию нового радиоприемника MAN Media Truck (MMT) Advanced с опциональной системой навигации, каналом сообщений о дорожной ситуации (TMC) и большим цветным дисплеем до множества практичных отделений для размещения вещей.

В центре кабины расположена панель приборов с ЖК-дисплеем, где водитель может увидеть все важные текущие параметры рабочих систем автомобиля. С помощью удобного меню посредством многофункционального рулевого колеса можно вызывать на экран различные рабочие параметры и сервисную информацию.

2.2 Двигатель D3876

Недавно разработанный компанией MAN рядный шестицилиндровый двигатель D3876 объемом 15,2 литра представляет собой мощный, высокоэффективный и чрезвычайно надежный дизельный двигатель для грузовых автомобилей, предназначенных для решения сложных задач по транспортировке. Благодаря высокому крутящему моменту от 2 500 до 3 000 ньютон-метров и мощности 520 и 560 л. С. (для грузовых автомобилей для междугородних перевозок и тяговых транспортных средств) и 640 л.С. (для большегрузных автомобилей) D3876 становится новой флагманской моделью в линейке двигателей MAN Euro-6.



Рис.17. Схема расположения агрегатов на двигателе D3876: 1-нагнетатель низкого давления; 2-промежуточны охладитель воздуха для турбонагнетателя; 3-нагнетатель высокого давления; 4-основной охладитель воздуха для турбонагнетателя.

Рядный шестицилиндровый двигатель D3876 разработан и создан на базе высокопрочных материалов, которые доказали свое преимущество, прослужив миллионы километров. К таким материалам относится чугун с вермикулярным графитом, из которого изготовлены блок цилиндров и головки цилиндров. Надежная геометрия двигателя и коренных подшипников коленчатого вала также является неоспоримым преимуществом.

Действуя в рамках данной концепции, при разработке модели D3876 инженеры компании MAN использовали весь опыт современного двигателестроения и реализовали многочисленные новейшие технические достижения. В результате двигатель D3876 является исключительно надежным силовым агрегатом, также обеспечивающим эффективное использование топлива. Сравнительные дорожные испытания показали, что двигатель D3876 мощностью 560 л. С., созданный в соответствии с экологическим стандартом Euro-6, потребляет до 3 % меньше топлива, чем аналогичный двигатель стандарта Euro-5 мощностью 540 л. С., -- и при этом развивает крутящий момент на 200 Н м выше. Это доказывает, насколько эффективен новый двигатель D38.

Новый подход к охлаждению деталей, подвергающихся высокой нагрузке: система охлаждения по принципу «сверху вниз»

Рис.18.-Система охлаждения

В дизельном двигателе для грузовых автомобилей D3876 компания MAN впервые применила систему охлаждения, в которой охлаждающая жидкость прокачивается через двигатель сверху вниз. Концепция так называемого охлаждения по принципу «сверху вниз» предусматривает приоритетное охлаждение участков головки цилиндра, подвергающихся особо высокой термической нагрузке. В первую очередь охлаждаются инжекторы, выпускные клапаны и кольца для седел клапанов, что способствует их лучшей сохранности.

Помимо того, система охлаждения по принципу «сверху вниз» обеспечивает высокую мощность и равномерное охлаждение всех цилиндров. Таким образом, данный метод гарантирует отсутствие точечных пиковых температур и термического напряжения. Так как охлаждающая жидкость подается целенаправленно, двигатель имеет высокую мощность на охлаждение при сравнительно низком объемном потоке охлаждающей жидкости. Это положительно сказывается и на расходе топлива, так как оптимальное направление потока охлаждающей жидкости позволяет насосу системы охлаждения работать при низкой потребляемой мощности.

Двигатель D3876 производства MAN развивает значительный крутящий момент уже при низкой частоте вращения и демонстрирует высокую динамику разгона благодаря двухступенчатому турбонаддуву с промежуточным охлаждением. Система наддува состоит из двух газотурбинных нагнетателей разного размера, подключенных друг за другом. Меньший газотурбинный нагнетатель начинает работать уже при низкой частоте вращения двигателя. При увеличении частоты вращения и нагрузки его начинает поддерживать газотурбинный нагнетатель низкого давления. Когда от двигателя требуется больше мощности, газотурбинный нагнетатель низкого давления берет на себя основную часть работы по нагнетанию.

Рис.19. Схема работы двухступенчатого турбонаддува:

1-охладитель надувочного воздуха, 2-перепускной клапан наддува, 3-турбокомпрессор ступени высокого давления, 4-турбокомпрессор ступени низкого давления, 5-перепускной клапан отработавших газов.

Благодаря такой системе наддува инженерам MAN удалось достичь идеального снабжения двигателя воздухом для сгорания топлива и тем самым обеспечить оптимальный крутящий момент в широком диапазоне частоты вращения. Двигатель создает максимальный крутящий момент в диапазоне частоты вращения от 930 до 1 350 об/мин. С одной стороны, данная характеристика позволяет двигаться на малых оборотах, что обеспечивает экономию топлива на «длинных» передачах при движении по автомагистралям. С другой стороны, высокую передачу при подъеме можно сохранять дольше, не переключаясь на более низкую передачу.

2.2.1 Система доочистки отработавших газов

Для обеспечения соответствия нормативным требованиям по выбросам вредных веществ двигателем D3876 применяется технология SCR (Selective Catalytic Reduction - избирательная каталитическая нейтрализация).

Дизельные двигатели с более эффективным сгоранием топлива, в сочетании с очисткой отработавших газов обеспечивают значительное сокращение выброса окислов азота и твердых частиц.

Технология SCR основывается на очистке отработавших газов за счет добавления раствора AdBlue. Данный раствор впрыскивается в отработавшие газы перед их прохождением через каталитический нейтрализатор. Эта добавка вызывает распад окислов азота на газообразный азот и водяной пар - естественные природные субстанции.

Проведенное усовершенствование дизельных двигателей позволило дополнительно повысить эффективность сгорания топлива. Электронный блок управления двигателя производит расчет оптимального количества впрыскиваемого раствора AdBlue в зависимости от текущей нагрузки и оборотов двигателя.

Новые требования стандартов (Евро-5,Евро-6) по выбросам вредных веществ включают радикальное сокращение в отработавших газах содержания твердых частиц (PM) и окислов азота (Nox).



Рис.20. Принцип технического решения по внедрению стандартов Евро.

Очистка отработавших газов по технологии SCR выполняется простой системой, состоящей из небольшого числа компонентов:

Рис.21. Составляющие системы AdBluе:1-бак AdBlue; 2-насосный блок; 3-блок дозировки; 4-глушитель со встроенным каталитическим нейтрализатором SCR.

Раствор AdBlue в распыленном виде впрыскивается в отработавшие газы перед их поступлением в каталитический нейтрализатор (5). Управление тонкой регулировкой впрыска осуществляет система EMS(система управления двигателем), обеспечивающая оптимальное сокращение выбросов при любых режимах работы.

Рис.22. Схема работы системы AdBlue.

Под воздействием высокой температуры в системе выпуска раствор AdBlue распадается на аммиак и углекислоту. Активным элементом является аммиак - самый важный компонент химического процесса, протекающего в каталитическом нейтрализаторе, где окислы азота (Nox) превращаются в безвредную смесь азота и водяного пара. Химическая реакция протекает при температурах свыше 200 C.

Разработчики системы SCR предлагают для установки на автомобили две модификации систем:

· С электрическим клапаном регулировки охлаждения - более ранняя модификация;

· Без электрического клапана регулировки охлаждения - более поздняя модификация.



Рис.23. Система с электрическим клапаном регулировки охлаждения: 1-бак AdBlue; 2-датчик уровня в баке AdBlue; 3-датчик температуры в баке AdBlue; 4-насос подачи раствора AdBlue; 5-фильтр раствора AdBlue; 6-датчик давления раствора AdBlue; 7-датчик температуры раствора AdBlue; 8-блок управления MID233 системой дозировки AdBlue; 9-фильтр; 10-гидрораспределитель; 11-электрический клапан регулировки охлаждения; 12-обратный клапан; 13-блок дозировки; 14-датчик температуры отработавших газов; 15-каталитический нейтрализатор; 16-датчик окислов азота Nox (используется только для OBD- бортовой диагностики).

Управление всей системой SCR осуществляет блок управления двигателем MID128 (EECU -- электронный блок управления двигателем), который обменивается данными через отдельный блок управления MID233 с системой дозировки AdBlue.

Система с электрическим клапаном регулировки охлаждения работает следующим образом.

Блок управления (8) получает сигнал с датчика уровня AdBlue в баке (2) о том, что уровень раствора AdBlue превышает установленный минимальный предел. Блок управления активирует гидрораспределитель (10) и запускает насос (4), откачивающий раствор AdBlue из бака (1) через фильтр (9) и гидрораспределитель (10). Затем насос прокачивает раствор AdBlue через гидрораспределитель к фильтру AdBlue (5) и далее к блоку дозировки (13) на глушителе.

При соответствии определенным критериям (например, датчик давления (6) измеряет рабочее давление в системе дозировки AdBlue и его величина достигает примерно 5 бар) блок управления двигателем передает сигнал, указывающий количество AdBlue, на блок управления (8), который открывает дозирующий клапан (13). Раствор AdBlue впрыскивается в выхлопную трубу перед глушителем со встроенным каталитическим нейтрализатором SCR (15). Одновременно с этим открывается распределительный клапан охлаждающей жидкости (11) и избыток раствора AdBlue сливается обратно в бак.

Под воздействием высокой температуры отработавших газов AdBlue распадается, а в каталитическом нейтрализаторе протекает химическая реакция, в результате которой газы превращаются в безвредный азот и воду. Датчик окислов азота Nox (16) измеряет содержание окислов азота (Nox) в отработавших газах. Если допустимый уровень токсичности не обеспечивается, на приборной панели загорается сигнальная лампа и вблоке управления двигателем регистрируется код неисправности.

Датчик температуры отработавших газов (14) служит для измерения температуры отработавших газов в каталитическом нейтрализаторе с целью обеспечения подачи надлежащего количества раствора AdBlue в отработавшие газы.

Раствор AdBlue чувствителен к температуре, поэтому бак AdBlue подогревается посредством нагревательного контура, в котором циркулирует охлаждающая жидкость. Подающие и возвратные шланги на баке подогреваются электрически, а вокруг соединителей шлангов имеется дополнительная теплоизоляция.

Датчик температуры (3) непрерывно контролирует температуру раствора AdBlue и выдает сигнал на блок управления (8), если температура падает ниже 10°C. При этом блок управления активизирует электромагнитный клапан, который открывается и пропускает горячую охлаждающую жидкость с двигателя в контур подогрева бака AdBlue. Когда температура циркулирующего раствора AdBlue достигает 15°C, датчик температуры (3) выдает сигнал на блок управления (8), который закрывает электромагнитный клапан и отключает подогрев.

Если система обнаруживает неисправность, влияющую на впрыск, то загорается сигнальная лампа (OBD) и в памяти электронного блока управления двигателем сохраняется код неисправности.

Если данная неисправность вызывает прекращение циркуляции раствора AdBlue, загорается также сигнальная лампа CHECK и появляется следующая надпись: «Дальнейшее движение приведет к повреждению системы SCR».

При низком уровне AdBlue в баке необходимо дозаправить жидкость на СТО или заправке.

2.3 Трансмиссия

При разработке своей новинки компания MAN ставила во главу угла снижение общих эксплуатационных расходов. Поэтому хотя MAN TGX D38 и не ставит рекордов по количеству лошадиных сил, он успешно сочетает в себе производительность и эффективность.