АВТОМОБИЛЬ И 5 ЕГО СТИХИЙ
АВТОМОБИЛЬ И 5 ЕГО СТИХИЙ
ТЕХНИКА
/ОБОЗРЕНИЕ
АВТОМОБИЛЬ И 5 ЕГО
СТИХИЙ
МАШИНА -
Не только лишь "ЖЕЛЕЗО", ОНА ЗАПРАВЛЕНА Разными ЖИДКОСТЯМИ
И ГАЗАМИ
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Любая из их находится под определенным давлением, измеряемым... А в чем, фактически? Ранее на все случаи был готов ответ - в атмосферах! Но в каких? Можно, к примеру, найти эту единицу, как давление столба воды высотой 10 м, и именовать ее атмосферой технической (обозначается "ат", она же - 1 кгс/см2). А можно - как среднегодовое давление воздуха на уровне моря при среднегодовой же температуре +15°С. И именовать эту атмосферу физической (обозначение "атм"). Может, когда-то задумывались: это одно и то же, но четкие измерения проявили, что 1 атм = 1,033 ат. Все это, естественно, неловко, ну и не соответствует интернациональной системе единиц СИ.
Потому, так же как Ватт одолел "лошадиную силу", так и Паскаль (давление силы 1 Н, действующей на 1 м2 поверхности) стал принятой в физике и технике величиной. А так как он в 100 тыщ раз меньше обычной единицы, то почаще пользуются кило- и мегапаскалями. Приближенно можно считать, что 100 кПа - это и есть атмосфера (та либо другая), а точно 100 кПа равны одному бару - вот и еще одна нередко встречающаяся, хотя и устаревшая единица давления. Еще есть огромное количество единиц - к примеру миллиметры ртутного столба, которыми до сего времени пользуются врачи. Но они все, совместно с атмосферами и кгс/см2, запрещены к применению с... 1980 года.
Но привычка - 2-ая натура. Потому в авто инструкциях и справочниках, в журнальчиках и маркетинговых проспектах до сего времени встретишь и бары, и килограммы, и квадратные см. Более того, на боковинах американских шин можно повстречать... фунты на квадратные дюймы (1 PSI - приблизительно 7 кПа). Мы все таки будем ориентироваться на правильные килопаскали... благо, пересчет в нелегальные, но настолько обычные атмосферы, бары либо кгс/см2 прост: довольно зачеркнуть два нуля.
СТИХИЯ 1-ая - ВОЗДУХ
Воздух, которым мы дышим, совершает в автомобиле много нужных дел. К примеру, в томных машинах, будучи сжат до 600-1000 кПа, он работает в тормозной системе, ну и в почти всех вспомогательных устройствах (так, в автобусах управляет дверцами). Компрессор приводится в действие мотором, и поэтому в кабинах нередко узреешь табличку "Не выключать движок во время движения!", хоть и есть на борту в ресиверах припас сжатого воздуха, растратить его - пара пустяков... Тогда современный грузовик - нет, не растеряет управление, а встанет как вкопанный. Ведь массивные пружины стояночного тормоза держит в отжатом положении... да, да - воздух.
Легковому автомобилю воздух тоже помогает тормознуть, только заместо завышенного употребляется пониженное давление. Усилитель тормозов так и именуется: вакуумный. Так как отрицательное давление относительно невелико (в лабораторных критериях предельное разрежение, очевидно, 100 кПа, а во впускном тракте до 30 кПа), то для получения солидного усилия на поршне головного тормозного цилиндра приходится использовать мембрану большой площади. Это, пожалуй, главный недочет такового усилителя, когда на счету каждый литр объема подкапотного места.
А где в легковушке употребляют воздух сжатый? Ну естественно, в шинах. Там он воспринимает на себя 1-ые удары от ухабов и дорожных неровностей. Обычное значение давления - от 170 до 250 кПа; если свалится ниже 100 кПа, шина на скорости может соскочить с обода. Вобщем, время от времени сознательно оставляют даже меньше, чтоб преодолеть рыхловатый снег либо песок. А особые снегоболотоходы употребляют шины сверхнизкого (10 кПа!) давления. Большой объем таких колес - воздушных шариков - заодно присваивает автомобилю плавучесть.
Амортизирующие характеристики шин отыскали логическое продолжение в пневмоподвесках, где сжатый воздух работает заместо рессор либо пружин. Меняя давление в камерах, подвеской можно управлять: седельный тягач, присев на задние колеса, припаркуется точно под полуприцепом; автобус услужливо накренится к инвалидному креслу; фургон не осядет, приняв на борт тонны груза. Пневмоподвески используют на томных машинах, где их обслуживает штатный компрессор. А еще сжатый до 8000-14 000 кПа газ издавна и удачно трудится в царских подвесках "Ситроена".
СТИХИЯ 2-ая - Горючее
Воздух либо азот - не единственные газы, применяемые в автомобиле. По мере истощения глобальных припасов нефти все важнее для него газы горючие - пропан-бутановая смесь, метан либо водород. Разброс давлений тут очень велик. К примеру, природный метан хранится в сверхпрочных железных либо стеклопластиковых баллонах под давлением около 20 000 кПа. Настолько же очень сжимают и водород, если только его не получают прямо на борту. А вот сжиженная при комнатной температуре пропан-бутановая смесь хранится при вдесятеро наименьшем давлении. Комфортно? Естественно, вот только сам газ дороже, ну и при низких температурах плохо испаряется. Потому зимой движок приходится почаще пускать на бензине.
В карбюраторном движке он подымается к бензонасосу благодаря разрежению около 30 кПа. Если прохудится на ходу бензопровод, в него станет подсасываться воздух, и шофер, вероятнее всего, стремительно ощутит неладное: мотор заглохнет либо станет дергаться под нагрузкой. А вот во впрысковых машинах электронасос в бензобаке либо около него способен развить до 500-700 кПа. Маленькое повреждение трубопровода приведет к орошению всего и вся бензином: хорошем это не кончится.
В подкапотном пространстве впрыскового автомобиля стоит особый регулятор, стабилизирующий уровень давления на 300 кПа больше, чем во впускной трубе. Если регулятор давления иПодвескаится, собьется вся настройка впрыска, и получить гарантированные заводом характеристики уже не получится.
Время от времени, вобщем, давление бензина должно быть существенно больше (до 10 000 кПа). Идет речь о новейших движках с конкретным впрыском горючего в цилиндр. Понятно, что давление в форсунке должно превосходить давление в цилиндре, и притом намного. Ведь топливная смесь появляется прямо в камере сгорания всего за несколько миллисекунд до воспламенения.
В особенности принципиально давление впрыска в дизелях с плохо испаряющимся дизтопливом. Здесь есть две главные схемы. Одна из их - так именуемая "коммон рейл" - общая шина. Давление в ней добивается 135 000 кПа! Далее увеличивать его не позволяет крепкость стали. Еще малость - и рампа начнет раздуваться подобно шарику.
Двигателисты, но, отыскали выход: сжимать горючее в крохотном объеме самой насос-форсунки - до 205 000 кПа, а время от времени даже больше. Представляете, каковы требования к материалам!
СТИХИЯ 3-я - МАСЛО
Обычное давление этой воды так принципиально для работы мотора, что тяжело отыскать автомобиль, в каком нет хотя бы контрольной лампочки. Давление колеблется зависимо от оборотов мотора, температуры и параметров масла, износа трущихся пар. Зимой при пуске не уникальность 600 кПа, а на холостом ходу летом может быть и 80 кПа.
Масло, только не моторное, а особое, обширно употребляют во всякого рода приводах, усилителях, исполнительных механизмах. К примеру, оно переключает передачи в коробках - при этом не только лишь обычных "автоматах", да и шустрых механических. Ясно, что для резвого передвижения частей коробки давление должно быть значимым. На сей день тут рекорд держит " БМВ М3 Купе" с коробкой SMG-2. В Подвескаивном режиме на переключение хватит 80 мс при давлении масла 8000 кПа.
В цепном вариаторе "Мультитроник", который применяет "Audi", давление масла регулируется от 2000 до 6000 кПа, зависимо от передаваемого вращающего момента, таким макаром, чтоб цепь работала на грани проскальзывания.
Никуда не деться без масла особенной марки (обычно "Дексрон") и в классической автоматической коробке с гидротрансформатором. В ней употребляют различные величины давлений - для работы турбины, тормозов планетарного механизма, сцепления. Обычные значения - 500-1000 кПа, хотя на поверхности лопаток турбинного колеса может быть и 3500 кПа. Принципиально знать, что особый масляный насос коробки приводится или от ее вала, или от мотора. Без него "автомат" длительно не сдюжит. Вот почему, а именно, для буксировки придется ухищряться - или грузить ведущие колеса на эвакуатор, или отсоединять их приводы.
Не забудем и о гидроусилителе руля, в каком циркулирует тот же "Дексрон". Усилия в управляющем механизме высоки (водители "нив" и УАЗов в особенности отлично это знают), потому ГУРу требуется большое давление (около 8000 кПа в режиме парковки). Его также делает отдельный насос, приводимый от мотора и забирающий большую мощность, даже когда автомобиль едет прямо.
Газовая и масляная стихии время от времени соприкасаются в автомобиле впритирку. Идет речь об амортизаторах. Так как давление масла в их повсевременно резко изменяется, да к тому же температура при работе вырастает, существует опасность моментального вскипания при сбросе давления - собственного рода кессонная болезнь амортизатора. Пузырьки воздуха сделают гаситель неэффективным. Выход отыскали в неизменном подпоре воды сжатым газом - азотом. В амортизаторах для вседорожников "Монро-Эдвенчур" его лишнее давление - 2000 кПа.
В конце концов, упомянем активную подвеску купе "Мерседес-Бенца CL", где гидравлика берет на себя колебания кузова частотой до 5 Гц и регулировку дорожного просвета. Чтоб совладать с этой задачей, насос поддерживает давление 20 000 кПа. Потребовался отдельный масляный радиатор, чтобы охладить циркулирующую по трубопроводам жидкость.
СТИХИЯ 4-ая -
ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ
Тут определенная величина давления находится в зависимости от... расстояния меж автомобилем и препятствием. Если последнее близко, то вероятны и уже упомянутые 20 000 кПа. Делает их шофер при помощи усилителя либо... насос. Последний появился в автомобиле совместно с Abs и обеспечивает неизменное давление в гидросистеме, так что электронике остается только "щелкать" клапанами. Аналогичное решение использовано в тормозной системе "Дэймлера-Крайслер" - "Сенсотроник", способной персонально регулировать давление в тормозных цилиндрах каждого из колес.
СТИХИЯ 5-ая - АНТИФРИЗ
Давление в охлаждающей системе могло быть и "никаким", если б не рвение сделать ее герметичной и работающей "на грани кипения". Ведь 90-100°С - обычный режим для мотора. Особый клапан в пробке радиатора позволяет давлению вырасти до 50-110 кПа, так что и при 120°С антифриз еще не бурлит. При остывании мотора в системе создается разрежение, и когда оно достигнет 3-13 кПа, другой клапан уравняет его с атмосферным.
* * *
Мы попытались окутать большая часть жидкостей и газов, циркулирующих в современном автомобиле, - ведь там, где они, там и давление, другими словами "атмосферы", бары, паскали. Относиться к данной величине нужно с почтением. Так как "случайных" атмосфер не бывает - их должно быть ровно столько, сколько нужно для работы бессчетных узлов и агрегатов.
Шкала давлений жидкостей и газов в автомобиле простирается практически от нуля до...
В усилителе
тормозов
работает... пустота.
"Сталкер" не только лишь практически не давит на грунт, он к тому же не утопает. И все благодаря большущим шинам низкого давления .
В "подушках" пневмоподвески "Скании" сжатый воздух выдерживает груз в 21 тонну, и автомобиль даже не "приседает". Вобщем, кнопками дистанционного управления шофер просто изменит высоту платформы.
В баллонах газовой "Зафиры" метан сжат до 20 000 кПа. Законодательство обеспечивает стеклопластиковая
оболочка и особое заправочное
устройство.
Газовый амортизатор "Монро-Эдвенчур" "примирил" газовую и масляную стихии. Тут их делит только тоненький диск поршня.
В стойках активной подвески "Мерседес-Бенца CL500" необходимы 20 000 кПа, по другому не совладать с возникающими здесь нагрузками.
Гидронасос "Сенсотроника", хоть и развивает высочайшее давление, не занимает много места.
ТЕХНИКА
/ОБОЗРЕНИЕ
АВТОМОБИЛЬ И 5 ЕГО
СТИХИЙ
МАШИНА -
Не только лишь "ЖЕЛЕЗО", ОНА ЗАПРАВЛЕНА Разными ЖИДКОСТЯМИ
И ГАЗАМИ
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Любая из их находится под определенным давлением, измеряемым... А в чем, фактически? Ранее на все случаи был готов ответ - в атмосферах! Но в каких? Можно, к примеру, найти эту единицу, как давление столба воды высотой 10 м, и именовать ее атмосферой технической (обозначается "ат", она же - 1 кгс/см2). А можно - как среднегодовое давление воздуха на уровне моря при среднегодовой же температуре +15°С. И именовать эту атмосферу физической (обозначение "атм"). Может, когда-то задумывались: это одно и то же, но четкие измерения проявили, что 1 атм = 1,033 ат. Все это, естественно, неловко, ну и не соответствует интернациональной системе единиц СИ.
Потому, так же как Ватт одолел "лошадиную силу", так и Паскаль (давление силы 1 Н, действующей на 1 м2 поверхности) стал принятой в физике и технике величиной. А так как он в 100 тыщ раз меньше обычной единицы, то почаще пользуются кило- и мегапаскалями. Приближенно можно считать, что 100 кПа - это и есть атмосфера (та либо другая), а точно 100 кПа равны одному бару - вот и еще одна нередко встречающаяся, хотя и устаревшая единица давления. Еще есть огромное количество единиц - к примеру миллиметры ртутного столба, которыми до сего времени пользуются врачи. Но они все, совместно с атмосферами и кгс/см2, запрещены к применению с... 1980 года.
Но привычка - 2-ая натура. Потому в авто инструкциях и справочниках, в журнальчиках и маркетинговых проспектах до сего времени встретишь и бары, и килограммы, и квадратные см. Более того, на боковинах американских шин можно повстречать... фунты на квадратные дюймы (1 PSI - приблизительно 7 кПа). Мы все таки будем ориентироваться на правильные килопаскали... благо, пересчет в нелегальные, но настолько обычные атмосферы, бары либо кгс/см2 прост: довольно зачеркнуть два нуля.
СТИХИЯ 1-ая - ВОЗДУХ
Воздух, которым мы дышим, совершает в автомобиле много нужных дел. К примеру, в томных машинах, будучи сжат до 600-1000 кПа, он работает в тормозной системе, ну и в почти всех вспомогательных устройствах (так, в автобусах управляет дверцами). Компрессор приводится в действие мотором, и поэтому в кабинах нередко узреешь табличку "Не выключать движок во время движения!", хоть и есть на борту в ресиверах припас сжатого воздуха, растратить его - пара пустяков... Тогда современный грузовик - нет, не растеряет управление, а встанет как вкопанный. Ведь массивные пружины стояночного тормоза держит в отжатом положении... да, да - воздух.
Легковому автомобилю воздух тоже помогает тормознуть, только заместо завышенного употребляется пониженное давление. Усилитель тормозов так и именуется: вакуумный. Так как отрицательное давление относительно невелико (в лабораторных критериях предельное разрежение, очевидно, 100 кПа, а во впускном тракте до 30 кПа), то для получения солидного усилия на поршне головного тормозного цилиндра приходится использовать мембрану большой площади. Это, пожалуй, главный недочет такового усилителя, когда на счету каждый литр объема подкапотного места.
А где в легковушке употребляют воздух сжатый? Ну естественно, в шинах. Там он воспринимает на себя 1-ые удары от ухабов и дорожных неровностей. Обычное значение давления - от 170 до 250 кПа; если свалится ниже 100 кПа, шина на скорости может соскочить с обода. Вобщем, время от времени сознательно оставляют даже меньше, чтоб преодолеть рыхловатый снег либо песок. А особые снегоболотоходы употребляют шины сверхнизкого (10 кПа!) давления. Большой объем таких колес - воздушных шариков - заодно присваивает автомобилю плавучесть.
Амортизирующие характеристики шин отыскали логическое продолжение в пневмоподвесках, где сжатый воздух работает заместо рессор либо пружин. Меняя давление в камерах, подвеской можно управлять: седельный тягач, присев на задние колеса, припаркуется точно под полуприцепом; автобус услужливо накренится к инвалидному креслу; фургон не осядет, приняв на борт тонны груза. Пневмоподвески используют на томных машинах, где их обслуживает штатный компрессор. А еще сжатый до 8000-14 000 кПа газ издавна и удачно трудится в царских подвесках "Ситроена".
СТИХИЯ 2-ая - Горючее
Воздух либо азот - не единственные газы, применяемые в автомобиле. По мере истощения глобальных припасов нефти все важнее для него газы горючие - пропан-бутановая смесь, метан либо водород. Разброс давлений тут очень велик. К примеру, природный метан хранится в сверхпрочных железных либо стеклопластиковых баллонах под давлением около 20 000 кПа. Настолько же очень сжимают и водород, если только его не получают прямо на борту. А вот сжиженная при комнатной температуре пропан-бутановая смесь хранится при вдесятеро наименьшем давлении. Комфортно? Естественно, вот только сам газ дороже, ну и при низких температурах плохо испаряется. Потому зимой движок приходится почаще пускать на бензине.
В карбюраторном движке он подымается к бензонасосу благодаря разрежению около 30 кПа. Если прохудится на ходу бензопровод, в него станет подсасываться воздух, и шофер, вероятнее всего, стремительно ощутит неладное: мотор заглохнет либо станет дергаться под нагрузкой. А вот во впрысковых машинах электронасос в бензобаке либо около него способен развить до 500-700 кПа. Маленькое повреждение трубопровода приведет к орошению всего и вся бензином: хорошем это не кончится.
В подкапотном пространстве впрыскового автомобиля стоит особый регулятор, стабилизирующий уровень давления на 300 кПа больше, чем во впускной трубе. Если регулятор давления иПодвескаится, собьется вся настройка впрыска, и получить гарантированные заводом характеристики уже не получится.
Время от времени, вобщем, давление бензина должно быть существенно больше (до 10 000 кПа). Идет речь о новейших движках с конкретным впрыском горючего в цилиндр. Понятно, что давление в форсунке должно превосходить давление в цилиндре, и притом намного. Ведь топливная смесь появляется прямо в камере сгорания всего за несколько миллисекунд до воспламенения.
В особенности принципиально давление впрыска в дизелях с плохо испаряющимся дизтопливом. Здесь есть две главные схемы. Одна из их - так именуемая "коммон рейл" - общая шина. Давление в ней добивается 135 000 кПа! Далее увеличивать его не позволяет крепкость стали. Еще малость - и рампа начнет раздуваться подобно шарику.
Двигателисты, но, отыскали выход: сжимать горючее в крохотном объеме самой насос-форсунки - до 205 000 кПа, а время от времени даже больше. Представляете, каковы требования к материалам!
СТИХИЯ 3-я - МАСЛО
Обычное давление этой воды так принципиально для работы мотора, что тяжело отыскать автомобиль, в каком нет хотя бы контрольной лампочки. Давление колеблется зависимо от оборотов мотора, температуры и параметров масла, износа трущихся пар. Зимой при пуске не уникальность 600 кПа, а на холостом ходу летом может быть и 80 кПа.
Масло, только не моторное, а особое, обширно употребляют во всякого рода приводах, усилителях, исполнительных механизмах. К примеру, оно переключает передачи в коробках - при этом не только лишь обычных "автоматах", да и шустрых механических. Ясно, что для резвого передвижения частей коробки давление должно быть значимым. На сей день тут рекорд держит " БМВ М3 Купе" с коробкой SMG-2. В Подвескаивном режиме на переключение хватит 80 мс при давлении масла 8000 кПа.
В цепном вариаторе "Мультитроник", который применяет "Audi", давление масла регулируется от 2000 до 6000 кПа, зависимо от передаваемого вращающего момента, таким макаром, чтоб цепь работала на грани проскальзывания.
Никуда не деться без масла особенной марки (обычно "Дексрон") и в классической автоматической коробке с гидротрансформатором. В ней употребляют различные величины давлений - для работы турбины, тормозов планетарного механизма, сцепления. Обычные значения - 500-1000 кПа, хотя на поверхности лопаток турбинного колеса может быть и 3500 кПа. Принципиально знать, что особый масляный насос коробки приводится или от ее вала, или от мотора. Без него "автомат" длительно не сдюжит. Вот почему, а именно, для буксировки придется ухищряться - или грузить ведущие колеса на эвакуатор, или отсоединять их приводы.
Не забудем и о гидроусилителе руля, в каком циркулирует тот же "Дексрон". Усилия в управляющем механизме высоки (водители "нив" и УАЗов в особенности отлично это знают), потому ГУРу требуется большое давление (около 8000 кПа в режиме парковки). Его также делает отдельный насос, приводимый от мотора и забирающий большую мощность, даже когда автомобиль едет прямо.
Газовая и масляная стихии время от времени соприкасаются в автомобиле впритирку. Идет речь об амортизаторах. Так как давление масла в их повсевременно резко изменяется, да к тому же температура при работе вырастает, существует опасность моментального вскипания при сбросе давления - собственного рода кессонная болезнь амортизатора. Пузырьки воздуха сделают гаситель неэффективным. Выход отыскали в неизменном подпоре воды сжатым газом - азотом. В амортизаторах для вседорожников "Монро-Эдвенчур" его лишнее давление - 2000 кПа.
В конце концов, упомянем активную подвеску купе "Мерседес-Бенца CL", где гидравлика берет на себя колебания кузова частотой до 5 Гц и регулировку дорожного просвета. Чтоб совладать с этой задачей, насос поддерживает давление 20 000 кПа. Потребовался отдельный масляный радиатор, чтобы охладить циркулирующую по трубопроводам жидкость.
СТИХИЯ 4-ая -
ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ
Тут определенная величина давления находится в зависимости от... расстояния меж автомобилем и препятствием. Если последнее близко, то вероятны и уже упомянутые 20 000 кПа. Делает их шофер при помощи усилителя либо... насос. Последний появился в автомобиле совместно с Abs и обеспечивает неизменное давление в гидросистеме, так что электронике остается только "щелкать" клапанами. Аналогичное решение использовано в тормозной системе "Дэймлера-Крайслер" - "Сенсотроник", способной персонально регулировать давление в тормозных цилиндрах каждого из колес.
СТИХИЯ 5-ая - АНТИФРИЗ
Давление в охлаждающей системе могло быть и "никаким", если б не рвение сделать ее герметичной и работающей "на грани кипения". Ведь 90-100°С - обычный режим для мотора. Особый клапан в пробке радиатора позволяет давлению вырасти до 50-110 кПа, так что и при 120°С антифриз еще не бурлит. При остывании мотора в системе создается разрежение, и когда оно достигнет 3-13 кПа, другой клапан уравняет его с атмосферным.
* * *
Мы попытались окутать большая часть жидкостей и газов, циркулирующих в современном автомобиле, - ведь там, где они, там и давление, другими словами "атмосферы", бары, паскали. Относиться к данной величине нужно с почтением. Так как "случайных" атмосфер не бывает - их должно быть ровно столько, сколько нужно для работы бессчетных узлов и агрегатов.
Шкала давлений жидкостей и газов в автомобиле простирается практически от нуля до...
В усилителе
тормозов
работает... пустота.
"Сталкер" не только лишь практически не давит на грунт, он к тому же не утопает. И все благодаря большущим шинам низкого давления .
В "подушках" пневмоподвески "Скании" сжатый воздух выдерживает груз в 21 тонну, и автомобиль даже не "приседает". Вобщем, кнопками дистанционного управления шофер просто изменит высоту платформы.
В баллонах газовой "Зафиры" метан сжат до 20 000 кПа. Законодательство обеспечивает стеклопластиковая
оболочка и особое заправочное
устройство.
Газовый амортизатор "Монро-Эдвенчур" "примирил" газовую и масляную стихии. Тут их делит только тоненький диск поршня.
В стойках активной подвески "Мерседес-Бенца CL500" необходимы 20 000 кПа, по другому не совладать с возникающими здесь нагрузками.
Гидронасос "Сенсотроника", хоть и развивает высочайшее давление, не занимает много места.