Гидравлическая система: расчет, схема, устройство. Типы гидравлических систем. Ремонт. Гидравлические и пневматические системы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

ГИДРАВЛИКА. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ

СИСТЕМЫ В АВТОМОБИЛЯХ И ГАРАЖНОМ ОБОРУДОВАНИИ

Практикум

для студентов очной и заочной форм обучения специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования»

(Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73 Г464

Составители:

к.т.н., доцент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

В.И. Тимченко

И.К. Гугуев

доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»

А.И. Шилин

ассистент кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

А.Г. Илиев

Рецензенты:

д.т.н., профессор кафедры «Энергетика и безопасность жизнедеятельности»

к.т.н., доцент кафедры «Автомобильный сервис, организация и безопасность движения»

С.Г. Соловьёв

Г464 Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании: практикум / составители В.И. Тимченко, И.К. Гугуев, А.И. Шилин, А.Г. Илиев. – Шахты: Изд-

во ЮРГУЭС, 2007. – 57 с.

Практикум состоит из восьми научно-исследовательских лабораторных работ, кратких пояснений по выполнению этих работ и основных теоретических положений курса «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» и библиографического списка.

УДК 629.3.01(076) ББК 39.33-08я73


ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................
Лабораторная работа № 1
Исследование процессов охлаждения в автомобильных двигателях.........
Лабораторная работа № 2
Исследование системы смазки автомобиля..................................................
Лабораторная работа № 3
Исследование процессов карбюрации в системе питания автомобиля......
Лабораторная работа № 4
Исследование гидравлических процессов в тормозной системе
автомобиля.....................................................................................................
Лабораторная работа № 5
Изучение шестерённых гидромашин............................................................
Лабораторная работа № 6
Исследование роторно-пластинчатых гидромашин.....................................
Лабораторная работа № 7
Испытания центробежных вентиляторов.....................................................
Лабораторная работа № 8
Измерение расхода жидкости в инженерных сетях.....................................
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...........................................................

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторный практикум разработан с целью оказания методической помощи при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика. Гидравлические и пневматические системы в автомобилях и гаражном оборудовании» студентами специальностей 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (Автомобильный транспорт), 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» очной и заочной форм обучения.

К началу занятий студенты должны проделать следующую работу:

1. Изучить инструкцию к соответствующей лабораторной работе.

2. Подготовить «задел», который включает в себя:

− наименование работы;

− цель работы;

− основные теоретические положения;

− схему и описание экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);

− описание принципа действия гидравлической или пневматической системы, порядок проведения эксперимента;

− таблицу опытных данных;

− таблицу результатов расчёта.

После выполнения работы преподаватель подписывает таблицу опытных данных. В письменном виде приводится расчёт одного опыта. Вычисление каждой величины приводится по формуле: искомая величина, расчётная формула, численные значения, численный результат, размерность.

По лабораторной работе студент составляет отчёт, который включает в

− заполненные таблицы наблюдений и вычислений;

− подробный расчёт одного опыта;

− графики зависимостей функциональных величин;

− выводы .

Для защиты отчёта по лабораторной работе студент должен знать:

− необходимый теоретический материал;

− устройство экспериментальной установки (натурного узла автомобиля или гаражного оборудования);

− необходимые расчётные формулы;

− ответы на контрольные вопросы.

Студент, не отчитавшийся по трём предыдущим лабораторным работам, к выполнению последующих работ не допускается.

Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Цели и задачи:

1) Изучить зависимости гидродинамических параметров – расхода, давления, температуры охлаждающей жидкости в зависимости от частоты оборотов коленчатого вала, скорости движения автомобиля.

2) Разработать принципиальные схемы процессов охлаждения по малому и большому кругу.

3) Провести экспериментальные испытания на движущемся автомобиле.

4) Разработать гидравлическую схему охлаждения.

Краткие сведения из теории

1) Назначение систем охлаждения.

2) Основные элементы гидродинамической системы охлаждения.

3) Свойства применяемых охлаждающих жидкостей: плотность, температура кристаллизации, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного и объёмного расширения, теплоёмкость.

6) Определение основных параметров гидродинамической системы охлаждения: расхода, скорости, давления, температуры.

7) Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы охлаждения.

Рисунок 1.1 – Система охлаждения двигателя ВАЗ 2106

Пояснение к рисунку:

1. Трубка отвода жидкости от радиатора отопителя к насосу охлаждающей жидкости.

2. Шланг отвода охлаждающей жидкости от впускной трубы.

3. Шланг отвода охлаждающей жидкости из радиатора отопителя.

4. Шланг подвода жидкости в радиатор отопителя.

5. Перепускной шланг термостата.

6. Выпускной патрубок рубашки охлаждения.

7. Подводящий шланг радиатора.

8. Расширительный бачок.

9. Пробка бачка.

10. Шланг от радиатора к расширительному бачку.

11. Пробка радиатора.

12. Выпускной (паровой) клапан пробки.

13. Впускной клапан.

14. Верхний бачок радиатора.

15. Заливная горловина радиатора.

16. Трубка радиатора.

17. Охлаждающие пластины радиатора.

18. Кожух вентилятора.

19. Вентилятор.

20. Шкив привода насоса охлаждающей жидкости.

21. Резиновая опора.

22. Окно со стороны блока цилиндров для подачи охлаждающей жидкости.

23. Обойма сальника.

24. Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости.

25. Крышка насоса.

26. Ступица шкива вентилятора.

27. Валик насоса.

28. Стопорный винт.

29. Манжета сальника.

30. Корпус насоса.

31. Крыльчатка насоса.

32. Приемный патрубок насоса.

33. Нижний бачок радиатора.

34. Отводящий шланг радиатора.

35. Ремень вентилятора.

36. Насос охлаждающей жидкости.

37. Шланг подачи охлаждающей жидкости в насос.

38. Термостат.

39. Резиновая вставка.

40. Входной патрубок.

41. Основной клапан.

42. Перепускной клапан.

43. Корпус термостата.

44. Патрубок перепускного шланга.

45. Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос.

46. Крышка термостата.

47. Поршень рабочего элемента.

Теоретические сведения. Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху. Благодаря этому создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается. Тепло в двигателях отводится двумя способами: жидкостью или воздухом. Эти системы поглощают 25–35 % тепла, выделяющегося во время сгорания топлива. Температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80–95º. Такой температурный режим наиболее выгоден, обеспечивает нормальную работу двигателя и не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузке двигателя. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80–120º в конце спуска до 2000–2200º в конце сгорания смеси.

Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя, и они расширяются. Масло на цилиндрах и поршнях выгорает, и трение и износ возрастают, а от чрезмерного расширения деталей происходит заклинивание поршней в цилиндрах двигателя, и двигатель может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных влияний, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение двигателя вредно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя на стенках цилиндров конденсируются пары топлива, смывая смазку, разжижают масло в картере. В этих условиях происходит интенсивный износ поршневых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя. Нормальная работа системы охлаждения способствует получению наи большей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Большинство двигателей имеют жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.

Электрический термоимпульсный манометр

Термоимпульсный электрический манометр состоит из датчика и указателя, в которых используется свойство биметаллической пластинки деформироваться при изменении температуры. В датчике манометра активный металл расположен снизу, т.е. со стороны контактов. Биметаллическая пластинка имеет П-образную форму, на одном плече пластинки расположена нагревательная обмотка. Другое плечо пластинки изолировано от «массы» и закреплено на подвижном кронштейне. В корпусе датчика закреплена диафрагма. При изменении давления она прогибается и изменяет усилие упругой пластинки, замыкающей контакты.

В указателе биметаллическая пластинка с обмоткой имеет также П- образную форму. Одно плечо пластинки закреплено на опоре, а другое шарнирно связано с серьгой, представляющей одно целое со стрелкой. Серьга шарнирно связана с упругим крючком опоры.

Принцип действия

Работает термоимпульсный манометр следующим образом. До включения замка зажигания подвижный контакт датчика прижат к неподвижному контакту с малым усилием, и стрелка указателя находится левее

«нуля». При включенном зажигании, до пуска двигателя, в цепи датчика и указателя появляются кратковременные импульсы тока, при этом активный металл пластинки указателя, расширяясь, деформирует пластинку, и стрелка прибора отходит вправо до деления «нуль». Это позволяет водителю судить об исправности прибора. Импульсы тока кратковременны, так как при нагревании биметаллической пластинки датчика происходит размыкание контактов при незначительном прогибе пластинки.

Таблица 1.1 – Экспериментальные данные

Измеряемые величины

Определяемые величины

t охл,

t нагр,

Vж ,

∆P ,

t | 2,

t ||2,

вентилятора

Примечание. ∆P – потеря давления;V – скорость движения автомобиля;n – число оборотов коленчатого вала;V ж – скорость охлаждающей жидкости;t охл – начальная температура охлаждающей жидкости;G – расход охлаждающей жидкости;t | 2, 0 С – конечная температура охлаждающей жидкости в варианте с малым кругом охлаждения;t || 2, 0 С – конечная температура охлаждающей жидкости в большом круге охлаждения.

Следует провести сравнения экспериментальных данных с теоретическими и сделать выводы по оптимизации рабочего режима систем охлаждения в автомобилях, обеспечивающих безопасность движения.

Контрольные вопросы:

1) Перечислить элементы местных сопротивлений в системе охлаждения.

2) Дать характеристики радиаторов и осевого вентилятора.

3) Показать принципиальную схему движения охлаждающей жидкости в системе.

4) Перечислить виды охлаждающих жидкостей.

5) Как определить потери напора насоса в системе.

6) От чего зависит давление и температура охлаждающей жидкости в системе.

Лабораторная работа № 2 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ АВТОМОБИЛЯ

Цели и задачи:

1) Изучить режимы движения и свойства жидкости (автомобильные, моторные, трансмиссионные масла), назначение смазки.

2) Изучить гидравлические характеристики системы смазки: расход, давление, местные сопротивления – в системе смазки (фильтр, магистраль, каналы).

3) Показать зависимости параметров смазки от температуры двигателя.

Краткие сведения из теории:

1) Назначение системы смазки.

2) Основные элементы гидросистемы смазки.

3) Свойства рабочей жидкости: плотность, температура замерзания, удельный вес, коэффициенты кинематической вязкости, температурного расширения и объёмного расширения.

4) Принцип действия системы, неисправности, причины, устранение неисправностей.

5) Виды местных сопротивлений в системе.

6) Определение основных параметров гидродинамической системы смазки: расхода, скорости, давления.

7) Измерительные приборы, применяемые для контроля оптимального режима работы системы смазки.

Система смазки двигателя служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей, что уменьшает трение между ними и их износ, а также позволяет снизить потери мощности двигателя на преодоление сил трения. Во время работы двигателя масло, вводимое между деталями, непрерывно циркулирует, охлаждая детали, и уносит продукты их износа. Тонкий слой масла, находящийся на поршнях, поршневых кольцах и цилиндрах не только снижает их износ, но и улучшает компрессию двигателя.

Система смазки представляет собой ряд приборов и агрегатов для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла:

− поддон картера двигателя;

− маслозаборник;

− масляный фильтр грубой очистки;

− масляный фильтр тонкой очистки;

− масляный насос;

− маслопроводы;

− масляный радиатор;

− контрольно-измерительные приборы и датчики.

Компрессор является источником сжатого воздуха, питающим все агрегаты пневматической системы. На грузовых автомобилях и автобусах применяют одноступенчатые двухцилиндровые компрессоры одностороннего действия.

Производительность компрессора зависит от частоты вращения коленчатого вала n , хода и диаметра поршня. Она находится в пределах (40¸ 170) л/мин при n =1000 мин -1 . Мощность, потребляемая компрессором составляет (0,5¸ 2,2) кВт (0,7¸ 3,0 л.с.).

С целью экономии затрат энергии на привод компрессора предусмотрено отключение подачи воздуха в систему, когда давление в ней достигнет заданного уровня (7,0¸ 7,3 кг/см 2). При этом давлении срабатывает регулятор давления, и открывает доступ сжатому воздуху в разгрузочное устройство.

У автомобиля ЗИЛ-130 регулятор давления подает сжатый воздух по горизонтальному каналу в блок цилиндров компрессора под плунжеры 1 разгрузочного устройства, изображенного на рис. 8.2. Плунжеры через толкатели 2 открывают впускные клапаны 3 обоих цилиндров, сообщая полости цилиндров между собой. Таким образом, воздух не сжимается, а перекачивается из цилиндра в цилиндр не поступая в систему. (Теоретическая удельная работа, затрачиваемая в компрессоре определяется по формуле , из которой видно, что, при равенстве давлений воздуха в начале р 1 и в конце р 2 процесса сжатия, она равна нулю). При снижении давления воздуха в системе автомобиля до определенного уровня (5,6¸ 6 кг/см 2) регулятор давления прекращает подачу воздуха и соединяет подплунжерное пространство с атмосферой. Плунжеры 1 опускаются, освобождая впускные клапаны 3, и компрессор начинает нагнетать воздух в пневматическую систему.

Регулятор давления - служит для автоматического поддержания необходимого давления воздуха в пневматической системе. Он ограничивает минимальный и максимальный пределы давления в ПС путем подачи сжатого воздуха в разгрузочное устройство компрессора или удаления из него, обеспечивая при этом включение или выключение подачи воздуха компрессором в систему.

В отечественных автомобилях применяют регуляторы давления двух типов: с шариковыми клапанами и диафрагменные. Регулятор давления с шариковым клапаном АР-10 представлен на рис. 8.3.

В корпусе 6 размещены два шариковых клапана 4 и 5, которые действуют на стержень 3, связанный с регулировочной пружиной 9 через шарик 2. При давлении в пневматической системе ниже максимального, пружина 9 удерживает впускной клапан 5 в прижатом состоянии к гнезду в корпусе 6 и полость разгрузочного устройства компрессора сообщается с атмосферой. Если давление в системе превысит максимальное, то под действием силы давления впускной клапан 5 откроет отверстие и одновременно выпускной клапан 4 перекроет выпускное отверстие гнезда 8. В этом положении связь полости разгрузочного устройства компрессора с атмосферой прерывается. Сжатый воздух проходит через впускной клапан 5 и поступает в разгрузочное устройство компрессора.

Верхний предел давления регулируют колпаком 1 (изменяют натяжение пружины 9). Разность давлений, при которой включается или выключается разгрузочное устройство, устанавливается изменением количества прокладок 7 под корпус 6 выпускного клапана. При снятии прокладок разность давлений увеличивается, при добавлении - уменьшается.

Регулятор давления АР-11 крепится к блоку цилиндров компрессора и отличается от АР-10 наличием двух фильтров на входе и выходе, что повышает надежность.

Масловлагоотделитель (рис. 8.4) - устанавливается перед баллонами и предназначен для очистки сжатого воздуха, поступающего из компрессора от масла и влаги. Масло оказывает вредное действие нарезиновые детали пневматической системы, а пары воды, конденсируясь в узлах системы при отрицательных температурах замерзают, что приводит к нарушению работы основных элементов пневматической системы автомобиля.

В корпусе 1 установлен обратный клапан 2, прижимаемый к гнезду пружиной 3. Сверху корпус закрыт пробкой 4. Для уплотнения корпуса и стакана 7 установлено резиновое кольцо 8 (уплотнение происходит при затяжке конусного наконечника стяжного стержня 6). Воздух из компрессора поступает в отверстие А, проходит через латунную сетку элемента 5, отделяясь от масла и влаги, поступает в отверстие стержня, и, отжимая обратный клапан, выходит в трубопровод, связанный с баллоном.

Оставшееся на сетке масло и влага стекают в стакан 7. Для выпуска конденсата в нижней части стакана устанавливают сливной краник.

Для повышения надежности работы пневматической системы и исключения замерзания конденсата применяют антифризный насос, который устанавливают между масловлагоотделителем и регулятором давления. Он служит для подачи в пневматическую систему порции морозостойкой жидкости, которая находится в специальном бачке.

Антифризный насос должен работать только в холодное время года. В теплое время его снимают. Он заполняется смесью этилового (300 см 3) и изоамилового (2 см 3) спиртов.

Воздушные баллоны - служат для аккумулирования сжатого в компрессоре воздуха. Благодаря им компрессор работает под нагрузкой кратковременно, а при достижении определенного давления в баллонах разгружается на время, пока из них не израсходуется определенное количество воздуха.

В зависимости от расхода сжатого воздуха потребителями, необходимо иметь определенный запас, которого должно хватать на некоторый период работы пневматической системы при внезапном прекращении работы компрессора.

Общий объем баллонов влияет на работу компрессора. При установке баллонов большого объема компрессор включается реже, но работает дольше, что может привести к его перегреву и снижению производительности. При малых объемах сокращается время непрерывной работы компрессора, но увеличивается частота его включений.

Наиболее распространенный воздушный баллон состоит из цилиндрической обечайки и двух штампованных выгнутых днищ, приваренных к ней. На баллонах к днищам и к обечайке сверху и снизу приварены бобышки, имеющие резьбовые отверстия для присоединения воздухопроводов и сливных краников. После сварки баллоны снаружи и изнутри покрывают коррозионно-устойчивой краской и проверяют на герметичность под давлением (12¸ 20) кг/см 2 .

Предохранительный клапан - предназначен для защиты пневматической системы от чрезмерного повышения давления воздуха в случае неисправности автоматического регулятора давления. Он устанавливается на одном из воздушных баллонов.

В корпусе 2 клапана (рис. 8.5) с одного конца ввернут штуцер 1 с гнездом для клапана 3, а с другого - регулирующий винт 6. Стальной шарик прижат к гнезду через составной шток 7 усилием пружины 4. Пружина отрегулирована на предельное давление (9¸ 9,5) кг/см 2 , при котором воздух отжимает шарик от гнезда и выходит в атмосферу. Клапан регулируют винтом 6 и стопорят контргайкой 5.

Обратные клапаны - служат для предотвращения утечки воздуха в атмосферу из баллонов в случае повреждения части системы, подключенной к другим баллонам, или при резком падении давления в системе соединяющей компрессор с баллонами. Они устанавливаются на входе в воздушные баллоны.

Обратный клапан, представленный на рис. 8.6, состоит из корпуса 1, трубки с отверстиями 2, пластинчатого клапана 3 и пружины 4. Этот клапан устанавливается внутри баллона. Возможность накопления в нем конденсата и примерзания клапана исключены, т.к. конденсат стекает в воздушный баллон.

Сливные краны - предназначены для периодического слива конденсата из всех баллонов и масловлагоотделителя. Выпуск конденсата осуществляется наклоном клапана 3 с помощью кольца 5. Пружина 2 прижимает клапан к седлу 4 в нормальном состоянии. С помощью штуцера 1 кран вворачивается в баллон.

УТВЕРЖДАЮ

Первый зам. директора

ФИО

«__»___________ 20__ г.

Фонд оценочных средств

основной образовательной программы

среднего профессионального образования (ППССЗ, ППКРС)

Форма обучения: очная

Квалификация: техник-технолог

Специальность: 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования

Курс: 2

Гр.251

г. Улан-Удэ, 2016

СОДЕРЖАНИЕ

С.

Паспорт
фонда оценочных средств
по дисциплине ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1.Фонд оценочных средств позволяет оценивать:
Освоение профессиональных компетенции (ПК), соответствующих виду профессиональной деятельности, и общих компетенции:
ПК 1.2. Производить убой скота, птицы и кроликов.
1. Умения применять различные виды машин и механизмов и их принцип действия,
Приобретение в ходе освоения учебной дисциплины «Техническая механика» практического опыта
Оценивать по установленным показателям эффективность, надежность и простоту конструкции гидравлических и пневматических приводов различного станочного оборудования.
1. Оценка эффективности, надежности и простоты конструкции гидравлических и пневматических приводов различного станочного оборудования.
Освоение умений и усвоение знаний
Оценивания по установленным показателям эффективность, надежность и простоту конструкции гидравлических и пневматических приводов различного станочного оборудования.
1. - способность обеспечивать контроль работ по монтажу и ремонту промышленного оборудования с использованием контрольно-измерительных приборов;
1.2. Система контроля и оценки освоения программы учебной дисциплины
«Гидравлические и пневматические системы»
Формы промежуточной аттестации по ОПОП при освоении учебной дисциплины
Текущий контроль освоения программы учебной дисциплины проводится в пределах учебного времени, отведенного на изучение учебной дисциплины с использованием таких методов как устный, письменный, практический, самоконтроль.
Предметом оценки освоения учебной дисциплины являются умения и знания. Дифференцированный зачет по учебной дисциплине проводится с учетом результатов текущего контроля. Текущий контроль включает в себя оценку выполнения практических работ, выполнения самостоятельной работы студента и тестов по разделам учебной дисциплины.
Контроль и оценка по производственной практике проводится на основе аттестационного листа обучающегося с места прохождения практики, составленного и завизированного представителем образовательного учреждения или ответственным лицом организации (базы практики). В аттестационном листе отражаются виды работ, выполненные обучающимся во время практики, качество выполнения в соответствии с технологией или требованиями организации, в которой проходила практика, характеристика учебной и профессиональной деятельности обучающегося во время практики.
Итоговый контроль освоения вида профессиональной деятельности Выполнение работ по организации и проведения проф.задач осуществляется на диф.зачете.
Условием допуска к зачету является сдача всех практических работ.
Диф.зачет проводится в виде выполнения компетентностноориентированного практического задания, которое носит профессиональный и комплексный характер. Задания ориентированы на проверку освоения вида профессиональной деятельности в целом.
Условием положительной аттестации (вид проф. Деятельности освоен) на квалификационном экзамене является положительная оценка освоения всех профессиональных компетенции по всем контролируемым показателям.
При отрицательном заключении хотя бы по одной из проф. Компетенции принимается решение «вид профессиональной деятельности не освоен»
Наименование

оценочного средства**

Код контролируемой компетенции (или ее части)

Гидравлика

Индивидуальное задание

ОК-1…9,

ПК-1.1-1.5, 2.1-2.4, 3.1-3.4

Пневмопривод

Индивидуальное задание

ОК-1…9,

ПК-1.1-1.5, 2.1-2.4, 3.1-3.4

Динамика

Индивидуальное задание

ОК-1…9,

ПК-1.1-1.5, 2.1-2.4, 3.1-3.4

4.2. Типовые задания для текущей аттестации по учебной дисциплине
Комплект лекционного материала
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Приложены в электронном виде
1. 1. 1. 1. Введение
        Физические основы функционирования
        Понятие о гидроприводе
        Законы газов
        Понятие о пневмоприводе
        Гидро- и пневмосистемы
        Основы газовой динамики
1. Практические работы
  1.Расчёт параметров гидравлической системы
  2. Определение основных размеров и параметров компрессора
  3. Построение индикаторных диаграмм
  4. Расчет потребляемой мощности и выбор электродвигателя
  5. Выбор электродвигателя
  6. Силовой расчет привода
  7. Силовой расчет привода
  8. Расчет пневмосистемы
  9. Расчет расхода воздуха
  10. Расчет времени срабатывания привода
  11. Расчет цилиндра В
  12. Расчет мощности привода
  13. Расчет пневмосистемы
  14. Расчет времени срабатывания привода
3. Вопросы для итогового контроля
  1. Структурная схема гидропривода
  2. Классификация и принцип работы гидроприводов
  3. Преимущества и недостатки гидропривода
  4. Характеристика рабочих жидкостей
  5. Выбор и эксплуатация рабочих жидкостей
  6. Гидравлические линии
  7. Соединения
  8. Расчет гидролиний
  9. Гидравлические машины шестеренного типа
  10. Пластинчатые насосы и гидромоторы
  11. Радиально-поршневые насосы и гидромоторы
  12. Аксиально-поршневые насосы и гидромоторы
  13. Механизмы с гибкими разделителями
  14. Классификация гидроцилиндров
  15. Гидроцилиндры прямолинейного действия
  16. Расчет гидроцилиндров
  17. Поворотные гидроцилиндры
  18. Золотниковые гидрораспределители
  19. Крановые гидрораспределители
  20. Клапанные гидрораспределители
  21. Напорные гидроклапаны
  22. Редукционный клапан
  23. Обратные гидроклапаны
  24. Ограничители расхода
  25. Делители (сумматоры) потока
  26. Дроссели и регуляторы расхода
  27. Гидробаки и теплообменники
  28. Фильтры
  29. Уплотнительные устройства
  30. Гидравлические аккумуляторы
  31. Гидрозамки
  32. Гидравлические реле давления и времени
  33. Средства измерения
  34. Классификация гидроусилителей
  35. Гидроусилитель золотникового типа
  36. Гидроусилитель с соплом и заслонкой
  37. Гидроусилитель со струйной трубкой
  38. Двухкаскадные усилители
  39. Способы разгрузки насосов от давления
  40. Дроссельное регулирование
  41. Объемное регулирование
  42. Комбинированное регулирование
  43. Сравнение способов регулирования
  44. Гидросистемы с регулируемым насосом и дросселем
  45. Гидросистемы с двухступенчатым усилением
  46. Гидросистемы непрерывного (колебательного) движения
  47. Электрогидравлические системы с регулируемым насосом
  48. Гидросистемы с двумя спаренными насосами
  49. Питание одним насосом двух и несколько гидродвигателей
  50. Общие сведения о применении газов в технике
  51. Особенности пневматического привода, достоинства и недостатки
  52. Течение воздуха
  53. Подготовка сжатого воздуха
  54. Исполнительные пневматические устройства
  55. Монтаж объемных гидроприводов
  56. Эксплуатация объемных гидроприводов в условиях низких температур
  57. Основные неполадки в гидросистемах и способы их устранения

Гидравлическая система представляет собой устройство, предназначенное для преобразования небольшого усилия в значительное с использованием для передачи энергии какой-либо жидкости. Разновидностей узлов, функционирующих по этому принципу, существует множество. Популярность систем этого типа объясняется прежде всего высокой эффективностью их работы, надежностью и относительной простотой конструкции.

Сфера использования

Широкое применение системы этого типа нашли:

В промышленности. Очень часто гидравлика является элементом конструкции металлорежущих станков, оборудования, предназначенного для транспортировки продукции, ее погрузки/разгрузки и т. д.
В авиакосмической отрасли. Подобные системы используются в разного рода средствах управления и шасси.
В сельском хозяйстве. Именно через гидравлику обычно происходит управление навесным оборудованием тракторов и бульдозеров.
В сфере грузоперевозок. В автомобилях часто устанавливается гидравлическая
В судовом в данном случае используется в рулевом управлении, входит в конструктивную схему турбин.

Принцип действия

Работает любая гидравлическая система по принципу обычного жидкостного рычага. Подаваемая внутрь такого узла рабочая среда (в большинстве случаев масло) создает одинаковое давление во всех его точках. Это означает то, что, приложив малое усилие на маленькой площади, можно выдержать значительную нагрузку на большой.

Далее рассмотрим принцип действия подобного устройства на примере такого узла, как гидравлическая Конструкция последней довольно-таки проста. Схема ее включает в себя несколько заполненный жидкостью, и вспомогательные). Все эти элементы соединены друг с другом трубками. При нажатии водителем на педаль поршень в главном цилиндре приходит в движение. В результате жидкость начинает перемещаться по трубкам и попадает в расположенные рядом с колесами вспомогательные цилиндры. После этого и срабатывает торможение.

Устройство промышленных систем

Гидравлический тормоз автомобиля — конструкция, как видите, довольно-таки простая. В промышленных машинах и механизмах используются жидкостные устройства посложнее. Конструкция у них может быть разной (в зависимости от сферы применения). Однако принципиальная схема гидравлической системы промышленного образца всегда одинакова. Обычно в нее включаются следующие элементы:

Резервуар для жидкости с горловиной и вентилятором.
Фильтр грубой очистки. Этот элемент предназначен для удаления из поступающей в систему жидкости разного рода механических примесей.
Насос.
Система управления.
Рабочий цилиндр.
Два фильтра тонкой очистки (на подающей и обратной линиях).
Распределительный клапан. Этот элемент конструкции предназначен для направления жидкости к цилиндру или обратно в бак.
Обратный и предохранительный клапаны.

Работа гидравлической системы промышленного оборудования также основывается на принципе жидкостного рычага. Под действием силы тяжести масло в такой системе попадает в насос. Далее оно направляется к распределительному клапану, а затем - к поршню цилиндра, создавая давление. Насос в таких системах предназначен не для всасывания жидкости, а лишь для перемещения ее объема. То есть давление создается не в результате его работы, а под нагрузкой от поршня. Ниже представлена принципиальная схема гидравлической системы.

Преимущества и недостатки гидравлических систем

К достоинствам узлов, работающих по этому принципу, можно отнести:

Возможность перемещения грузов больших габаритов и веса с максимальной точностью.
Практически неограниченный диапазон скоростей.
Плавность работы.
Надежность и долгий срок службы. Все узлы такого оборудования можно легко защитить от перегрузок путем установки простых клапанов сброса давления.
Экономичность в работе и небольшие размеры.

Помимо достоинств, имеются у гидравлических промышленных систем, конечно же, и определенные недостатки. К таковым относят:

Повышенный риск возгорания при работе. Большинство жидкостей, используемых в гидравлических системах, являются горючими.
Чувствительность оборудования к загрязнениям.
Возможность протечек масла, а следовательно, и необходимость их устранения.

Расчет гидравлической системы

При проектировании подобных устройств принимается во внимание множество самых разных факторов. К таковым можно отнести, к примеру, кинематический жидкости, ее плотность, длину трубопроводов, диаметры штоков и т. д.

Основными целями выполнения расчетов такого устройства, как гидравлическая система, чаще всего является определение:

Характеристик насоса.
Величины хода штоков.
Рабочего давления.
Гидравлических характеристик магистралей, других элементов и всей системы в целом.

Производится расчет гидравлической системы с использованием разного рода арифметических формул. К примеру, потери давления в трубопроводах определяются так:

Расчетную длину магистралей делят на их диаметр.
Произведение плотности используемой жидкости и квадрата средней скорости потока делят на два.
Перемножают полученные величины.
Умножают результат на коэффициент путевых потерь.

Сама формула при этом выглядит так:

∆p i = λ х l i(p) : d х pV 2: 2.

В общем, в данном случае расчет потерь в магистралях выполняется примерно по тому же принципу, что и в таких простых конструкциях, как гидравлические системы отопления. Для определения характеристик насоса, величины хода поршня и т. д. используются другие формулы.

Типы гидравлических систем

Подразделяются все такие устройства на две основные группы: открытого и закрытого типа. Рассмотренная нами выше принципиальная схема гидравлической системы относится к первой разновидности. Открытую конструкцию имеют обычно устройства малой и средней мощности. В более сложных системах закрытого типа вместо цилиндра используется гидродвигатель. Жидкость поступает в него из насоса, а затем снова возвращается в магистраль.

Как выполняется ремонт

Поскольку гидравлическая система в машинах и механизмах играет значимую роль, ее обслуживание часто доверяют высококвалифицированным специалистам занимающихся именно этим видом деятельности компаний. Такие фирмы обычно оказывают весь комплекс услуг, связанных с ремонтом спецтехники и гидравлики.

Разумеется, в арсенале этих компаний имеется все необходимое для производства подобных работ оборудование. Ремонт гидравлических систем обычно выполняется на месте. Перед его проведением при этом в большинстве случаев должны быть произведены разного рода диагностические мероприятия. Для этого компании, занимающиеся обслуживанием гидравлики, используют специальные установки. Необходимые для устранения проблем комплектующие сотрудники таких фирм также обычно привозят с собой.

Пневматические системы

Помимо гидравлических, для приведения в движение узлов разного рода механизмов могут использоваться пневматические устройства. Работают они примерно по тому же принципу. Однако в данном случае в механическую преобразуется энергия сжатого воздуха, а не воды. И гидравлические, и пневматические системы довольно-таки эффективно справляются со своей задачей.

Плюсом устройств второй разновидности считается, прежде всего, отсутствие необходимости в возврате рабочего тела обратно к компрессору. Достоинством же гидравлических систем по сравнению с пневматическими является то, что среда в них не перегревается и не переохлаждается, а следовательно, не нужно включать в схему никаких дополнительных узлов и деталей.

Старший преподаватель

Гидравлические и пневматические системы. Ч.1: Объемные гидро- и пневмомашины: учеб. пособие / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; сост.: С.П. Матяш, С.В. Речкин. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2013. - 234 c.

Гидравлические и пневматические системы. Ч.2: Лопастные машины: учеб. пособие / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; сост.: С.П. Матяш, С.В. Речкин. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2013. - 161 c.

Пневматический привод автотракторной техники: учеб. пособие / Новосиб. гос. аграр. унт-т. Инженер. ин-т; сост.: С.П. Матяш, С.В. Речкин. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2013. - 234 с.

Гидравлические и пневматические системы: метод. указания для практ. занятий / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; сост.: С.П. Матяш, С.П. Сальников. - Новосибирск, 2014. - 16 c.

Проверка и регулировка аппаратов пневматического тормоз¬ного привода: метод. указания по выполнению лаб. работ / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; сост.: С.П. Матяш, П.И. Федюнин. - Новосибирск, 2014. - 24 c.

метод. указания для самост. работы / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; сост. С.В. Речкин. - Новосибирск, 2014. - 19 c.

Список вопросов для подготовки к зачету

1. Каким образом и в каких отраслях применяется сжатый воздух.
2. Из чего состоит компрессорная установка, ее назначение. Определение компрессора.
3. Классификация компрессоров и станций.
4. Поршневые компрессоры. Расчет мощности приводного двигателя компрессора.
5. Ротационные компрессоры, классификация, применение. Преимущества и недостатки.
6. Пневматический тормозной привод тормозов шасси автомобилей. Общие технические требования. Преимущества и недостатки. Структурное деление привода.
7. Однопроводный и двухпроводный привод. Преимущества и недостатки. Тенденции развития пневматических приводов тормозов автомобилей.
8. Основные элементы пневмоаппаратов. Клапаны.
9. Основные элементы пневмоаппаратов. Следящие механизмы и упругие элементы.
10. Аппараты подготовки и аккумулирования сжатого воздуха. Фильтры, регуляторы, регуляторы, влагомаслоотделители, рессиверы.
11. Аппараты подготовки и аккумулирования сжатого воздуха. Предохранители против замерзания, осушители, защитные клапаны.
12. Аппараты органов управления.
13. Работа воздухораспределителя прицепа.
14. Элементы передаточного механизма тормозного привода.
15. Исполнительные органы пневмопривода управления тормозами.
16. Элементы контроля и сигнализации.
17. Пневматический тормозной привод автомобиля КАМАЗ-5320.
18. Пневматический тормозной привод автомобиля МАЗ-6420.
19. Пневматический тормозной привод автомобиля УРАЛ-4310.
20. Пневматический тормозной привод полуприцепов.
21. Пневматический тормозной привод автомобиля ЗИЛ-433100.
22. Рабочая тормозная система (на примере пневмопривода КАМАЗ-5320).
23. Запасная и стояночная тормозные системы (на примере пневмопривода КАМАЗ-5320).
24. Вспомогательная и запасная тормозные системы (на примере пневмопривода КАМАЗ-5320).
25. Система подготовки сжатого воздуха (на примере пневмопривода КАМАЗ-5320).
26. Работа регулятора давления.
27. Работа тормозного двухсекционного крана.
28. Работа крана защитного одинарного.
29. Работа крана защитного двойного.
30. Работа крана защитного тройного.
31. Работа ускорительного крана.
32. Работа тормозной камеры.
33. Работа пружинного аккумулятора.
34. Работа крана разобщительного.
35. Работа кнопочного пневматического крана.
36. Работа соединительных головок типа А, ПАЛМ.
37. Работа клапана управления тормозами прицепа с однопроводным приводом.
38. Работа клапана управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом.
39. Работа регулятора тормозных сил.
40. Работа клапана ограничения давления.
41. Рабочие жидкости в объемных гидропередачах (свойства, требования).
42. Требования к рабочему газу пневмопередач.
43. Поршневые возвратно-поступательные насосы (определение, классификация, схемы, гидравлические преобразователи, область применения).
44. Роторные радиально-поршневые гидромашины (определение, классификация, типовые конструкции, схемы контакта поршня со статорным кольцом).
45. Аксиально-поршневые гидромашины (определение, классификация, преимущества и недостатки, принцип работы).
46. Пластинчатые гидромашины (классификация, принцип действия, потери мощности и неравномерность подачи, способы разгрузки пластин).
47. Шестеренные гидромашины (принцип действия и классификация, пульсация давления нагнетания, силы, действующие на подшипники и способы их компенсации).
48. Гидротрансформатор, гидромуфта (коэффициент трансформации, уравнение моментов на колесах, КПД, коэффициент прозрачности).

Словарь терминов

Насосом называют гидромашину, предназначенную для создания потока рабочей среды.

Гидромотор преобразует энергию потока рабочей жидкости, развиваемую гидронасосом, в энергию вращения выходного вала для приведения в действие исполнительного механизма машин и оборудования.

Пластинчатая гидромашина (шиберная гидромашина) — роторная объёмная гидромашина, вытеснителями в которой являются две и более пластин (шиберов).

Поршневой насос (плунжерный насос) — один из видов объёмных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней (плунжеров), совершающих возвратно-поступательное движение.

Гидровытеснитель—объемная гидромашина, предназначенная для преобразования энергии потока одной рабочей среды в энергию потока другой среды без изменения давления.

Гидроцилиндры являются объемными гидромашинами и предназначены для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена.

Гидравлический распределитель (гидрораспределитель) — устройство, предназначенное для управления гидравлическими потоками в гидросистеме с помощью внешнего воздействия (сигнала).

Гидроаппаратом называется устройство, предназначенное для изменения или поддержания заданного постоянного давления или расхода рабочей жидкости, либо для изменения направления потока рабочей жидкости.

Гидроклапаном называется гидроаппарат, в котором величина открытия рабочего проходного сечения изменяется от воздействия проходящего через него потока рабочей жидкости.

Редукционным называют гидроклапан давления, предназначенный для поддержания в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого давления, чем давление в подводимом потоке.

Ограничителем расхода называется клапан, предназначенный для ограничения расхода в гидросистеме или на каком-либо ее участке.

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них.

Дроссели предназначены для регулирования расхода рабочей жидкости в гидросистеме или на отдельных ее участках и связанного с этим регулирования скорости движения выходного звена гидродвигателя.

Гидравлическим аккумулятором называется гидроемкость, предназначенная для аккумулирования энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением, с целью последующего использования этой энергии в гидроприводе.

Гидроусилитель — совокупность гидроаппаратов и объемных гидродвигателей, в которой движение управляющего элемента преобразуется в движение управляемого элемента большей мощности, согласованное с движением управляющего элемента по скорости, направлению и перемещению.

Гидравлическая муфта (гидромуфта, турбомуфта) — вид гидродинамической передачи, в которой, в отличие от механической муфты, отсутствует жёсткая кинематическая связь между входным и выходным валом.

Гидротрансформатор (турботрансформатор) или конвертор крутящего момента (англ. torque converter) — устройство, служащее для передачи крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач и позволяющее автоматически и бесступенчато изменять крутящий момент и частоту вращения, передаваемые коробке передач.

Пневматический двигатель, пневмомотор — энергосиловая
машина, преобразующая энергию сжатого воздуха в механическую работу.

Пневматический привод (пневмопривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение машин и механизмов посредством пневматической энергии.

Система тормозная рабочая предназначена для уменьшения скорости движения автомобиля или полной его остановки.

Система тормозная стояночная обеспечивает торможение неподвижного автомобиля на горизонтальном участке, а также на уклоне и при отсутствии водителя.

Система тормозная запасная предназначена для плавного снижения скорости или остановки движущегося автомобиля в случае полного или частичного выхода из строя рабочей системы.

Система тормозная вспомогательная автомобиля служит для уменьшения нагруженности и температуры тормозных механизмов рабочей тормозной системы.

Система растормаживания аварийная предназначена для оттормаживания пружинных энергоаккумуляторов при их автоматическом срабатывании и остановке автомобиля вследствие утечки сжатого воздуха в приводе.

Про устройство и эксплуатацию автомобиля

Сфера использования

Принцип действия

Устройство промышленных систем

Преимущества и недостатки гидравлических систем

Расчет гидравлической системы

Типы гидравлических систем

Как выполняется ремонт

Пневматические системы

Список вопросов для подготовки к зачету

Словарь терминов

СХОЖИЕ СТАТЬИ