przygotowanie samochodu do naprawy nadwozia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Bogdan Chmieliński

Przygotowanie samochodu do naprawy nadwozia 721[03].O1.03

Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006


1

Recenzenci: mgr Jerzy Buczko mgr inż. Andrzej Sadowski Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Bogdan Chmieliński Konsultacja: mgr inż. Piotr Ziembicki Korekta: Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 721[03].O1.03 Przygotowanie samochodu do naprawy nadwozia zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu blacharz samochodowy. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006


2

SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 32. Wymagania wstępne 53. Cele kształcenia 64. Materiał nauczania 7

4.1. Wykorzystanie praw mechaniki i elektrotechniki w pracach blacharskich 74.1.1. Materiał nauczania 74.1.2. Pytania sprawdzające 274.1.3. Ćwiczenia 284.1.4. Sprawdzian postępów 33

4.2. Charakteryzowanie maszyn i urządzeń technicznych 344.2.1. Materiał nauczania 344.2.2. Pytania sprawdzające 544.2.3. Ćwiczenia 544.2.4. Sprawdzian postępów 57

4.3. Organizacja pracy blacharza samochodowego 584.3.1. Materiał nauczania 584.3.2. Pytania sprawdzające 664.3.3. Ćwiczenia 674.3.4. Sprawdzian postępów 68

4.4. Przygotowanie samochodu do prac blacharskich 694.4.1. Materiał nauczania 694.4.2. Pytania sprawdzające 824.4.3. Ćwiczenia 824.4.4. Sprawdzian postępów 85

5. Sprawdzian osiągnięć 866. Literatura 93


3

1. WPROWADZENIE

Poradnik pomoże Ci wzbogacić wiedzę z zakresu mechaniki, elektrotechniki i maszynoznawstwa oraz kształtować umiejętności przygotowania samochodu do napraw blacharskich.

W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne to wykaz umiejętności, które powinieneś mieć opanowane zanim

przystąpisz do realizacji programu jednostki modułowej; przeczytaj je uważnie i odpowiedz sobie na pytanie: czy posiadasz te umiejętności,

− cele kształcenia to wykaz umiejętności, które osiągniesz w wyniku realizacji programu jednostki modułowej,

− materiał nauczania, podzielony na cztery rozdziały, każdy zawiera: − zestaw informacji, który pozwoli Ci przygotować się do wykonania ćwiczeń; naucz się

ich sumiennie pamiętając o tym, że aby umieć coś zrobić najpierw trzeba wiedzieć, jak to zrobić,

− pytania sprawdzające; odpowiadając na nie, stwierdzisz, czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania ćwiczeń,

− ćwiczenia: to najważniejszy etap Twojej nauki; będziesz je wykonywał samodzielnie lub w grupie kolegów. Staraj się być aktywny, uważnie i starannie przygotuj ćwiczenie, podczas wykonywania ćwiczeń skorzystaj z instrukcji, materiałów, narzędzi i maszyn, nie lekceważ rad i uwag nauczyciela, sporządź dokumentację ćwiczenia oraz co najważniejsze: bądź ostrożny, przestrzegaj zasad bhp,

− sprawdzian postępów: odpowiadając na zawarte tam pytania, stwierdzisz, czy osiągnąłeś cele kształcenia,

− sprawdzian osiągnięć: to przykład testu (sprawdzianu, klasówki). Podobny test, który przygotuje nauczyciel będziesz wykonywał pod koniec realizacji jednostki modułowej. Sprawdzian dotyczy całej jednostki modułowej, a więc kompleksowo sprawdza wiedzę

i umiejętności, jakie powinieneś nabyć. Przygotuj się do niego solidnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z dobrze wykonanego zadania.

Jednostka modułowa: Przygotowanie samochodu do napraw nadwozia, której treści teraz poznasz jest wprowadzeniem do modułów ściśle zawodowych: Z1 i Z2. Będzie Ci łatwiej realizować program kolejnych jednostek modułowych i modułów, jeśli tę zrealizujesz sumiennie i w całości. Podczas nauki zwróć uwagę na treści kształcenia szczególnie istotne dla blacharza samochodowego; − podstawy mechaniki pozwolą Ci świadomie i efektywnie wykorzystywać narzędzia

i maszyny w praktyce, − zasady budowy nadwozi samochodowych mają dla blacharza samochodowego znaczenie

decydujące, bowiem wykonując naprawy blacharskie bez znajomości budowy współczesnego nadwozia samonośnego możesz spowodować taką zmianę sztywności poszczególnych stref nadwozia, że będzie ono stanowiło większe niebezpieczeństwo podczas zderzenia niż przed naprawą.

W czasie zajęć edukacyjnych będziesz miał do czynienia z różnymi narzędziami, maszynami, urządzeniami oraz materiałami. W trosce o własne bezpieczeństwo, jak również Twoich kolegów musisz przestrzegać regulaminu pracowni oraz zasad bhp; szczegółowe przepisy poznasz przed wykonywaniem kolejnych ćwiczeń.


4

Schemat układu jednostek modułowych

721[03].O1.03 Przygotowanie samochodu do

naprawy nadwozia

721[03].O1.01 Rozpoznawanie materiałów stosowanych

w blacharstwie samochodowym

721[03].O1.02 Posługiwanie się dokumentacją

techniczną

721[03].O1 Podstawy blacharstwa samochodowego


5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki powinieneś umieć: − posługiwać się rysunkami technicznymi oraz schematami i dokumentacją techniczną

zespołów samochodu, − szkicować schematy układów i obwodów samochodowych, − rozpoznawać podstawowe grupy materiałów stosowane w budowie samochodów, − rozpoznawać rodzaje korozji oraz stopień zużycia korozyjnego, − stosować układ jednostek miar SI, − wykonywać podstawowe działania na jednostkach układu SI, − korzystać ze źródeł informacji, w tym z literatury specjalistycznej.


6

3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− posłużyć się podstawowymi terminami i pojęciami z zakresu maszynoznawstwa, − zanalizować proste płaskie układy sił, − wykonać obliczenia wytrzymałościowe, − zastosować narzędzia monterskie do rodzaju połączenia, − określić wpływ tarcia i smarowania na czynności demontażowo-montażowe, − zorganizować stanowisko naprawy nadwozia, − zbudować prosty obwód prądu elektrycznego, − posłużyć się typowymi przyrządami pomiarowymi stosowanymi w elektrotechnice

samochodowej, − wyróżnić zespoły i części podwozia samochodowego, − zdecydować o zakresie demontażu zespołów i części podwozia, instalacji elektrycznej oraz

elementów zewnętrznych i wewnętrznych nadwozia podczas napraw blacharskich, − wykonać demontaż i montaż zespołów i części podwozia oraz instalacji elektrycznej

stosownie do zakresu naprawy nadwozia, − zabezpieczyć nie zdemontowane zespoły i części znajdujące się w obrębie napraw

blacharskich, − zabezpieczyć zdemontowane zespoły i części przed przypadkowym uszkodzeniem, − wykonać demontaż i montaż zewnętrznych i wewnętrznych elementów wyposażenia,

w szczególności: zderzaków, szyb, elementów ozdobnych, tablicy rozdzielczej, siedzeń, wykładzin wewnętrznych oraz wyposażenia zwiększającego bezpieczeństwo,

− sprawdzić działanie wmontowanych zespołów i części, − sklasyfikować nadwozia pojazdów samochodowych, − scharakteryzować konstrukcję nośną nadwozia, − scharakteryzować metody łączenia poszycia zewnętrznego pokryw, − określić układ sił działających na nadwozie samonośne podczas kolizji, − scharakteryzować wpływ czynników atmosferycznych na nadwozie samochodu, − wyjaśnić działanie instalacji elektrycznej samochodu, − wyjaśnić działanie typowych maszyn elektrycznych, − wskazać elementy elektroniki samochodowej, − zastosować zasady bhp, ochrony ppoż i ochrony środowiska, − udzielić pierwszej pomocy osobie porażonej prądem elektrycznym.


7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Wykorzystanie praw mechaniki i elektrotechniki w pracach

blacharskich 4.1.1. Materiał nauczania 4.1.1.1. Elementy statyki Zawód blacharza samochodowego jest jednym z wielu zawodów mechanicznych. Blacharz zajmuje się mechaniką, mechanizmami, maszynami i urządzeniami. Mechanika to dział fizyki, zajmujący się ruchem ciał oraz wzajemnym oddziaływaniem ciał. Mechanikę można podzielić na trzy działy: − statyka – zajmuje się ciałami będącymi w spoczynku, gdy ciała te nie poruszają się, opisuje

prawa i zasady jakie występują pomiędzy ciałami, na które działają siły, − kinematyka – dotyczy ruchu ciał, − dynamika – bada przyczyny ruchu ciał pod wpływem działania sił. Ponieważ ciała, którymi zajmuje się mechanika mogą występować w postaci stałych, ciekłych i gazowych, mechanikę można podzielić na: − mechanikę ciał stałych, − mechanikę cieczy, czyli hydromechanikę, − mechanikę gazów, czyli aeromechanikę. Blacharz samochodowy najczęściej styka się z mechaniką ciał stałych, bowiem podstawowym tworzywem, które obrabia blacharz jest blacha. W pracy zawodowej blacharz samochodowy może zetknąć się też z hydromechaniką, np. podczas demontażu układów hamulcowych, czy podczas obsługi maszyn blacharskich napędzanych siłownikami hydraulicznymi. Znajomość podstawowych praw aeromechaniki przyda się blacharzowi samochodowemu podczas napraw nadwozia samochodowego, bowiem współczesne nadwozia, szczególnie samochodów osobowych wykonywane są tak, by ich opór aerodynamiczny był jak najmniejszy.

Do podstawowych pojęć mechaniki można zaliczyć pojęcie siły. Siła jest to mechaniczne oddziaływanie jednego ciała na drugie. Mówimy, że siła jest

wektorem, dlatego też, by ją jednoznacznie opisać nie wystarczy podać jej wartość (np. siła ciężkości – ciężar odważnika wynosi 10 KG), należy ponadto określić kierunek działania siły oraz zwrot siły. Rys.1 opisuje trzy cechy wektora siły. Inną wielkością fizyczną jest skalar; by jednoznacznie opisać wielkość skalarną wystarczy podać jej wielkość (np. temperatura powietrza wynosi 250 C).

Rys.1. Graficzne przedstawienie wektora siły

Ā α

kierunek

zwrot

wartość


8

W mechanizmach i maszynach występują siły; można je sklasyfikować: − siły zewnętrzne, to takie, które oddziałują z zewnątrz na ciało, np. na stojący na jezdni

samochód oddziałuje wiejący wiatr, upraszczając możemy powiedzieć, że na samochód działa z zewnątrz siła wiatru; jest to siła zewnętrzna czynna. Jeśli założymy, że mimo wiejącego wiatru nasz samochód nie porusza się to wystąpi inna siła zewnętrzna: bierna, tą siłą będzie siła tarcia, jaka wystąpi pomiędzy kołami a jezdnią. Siły bierne często nazywamy reakcjami, bo przeciwstawiają się siłom czynnym,

− siły wewnętrzne, to takie siły, które występują wewnątrz ciała. Siły te zawsze przeciwstawiają się siłom zewnętrznym i nie pozwalają na rozerwanie (zniszczenie) ciała. Siły wewnętrzne mogą osiągać ograniczone wartości i jeśli siła zewnętrzna jest zbyt duża następuje zniszczenie ciała. W życiu codziennym możemy podać wiele przykładów wzajemnego oddziaływania sił zewnętrznych i wewnętrznych.

Jednostką siły w układzie SI jest niuton [N]. Nazwa niuton pochodzi od nazwiska wielkiego angielskiego uczonego: Isaaca Newtona (1643 – 1727), fizyka, matematyka i astronoma, jednego z najwybitniejszych uczonych wszystkich czasów, twórcy prawa powszechnego ciążenia i zasad mechaniki. Z pojęciem siły związane jest inne pojęcie: moment siły. Jeżeli siła F stara się obrócić ciało względem bieguna O to mówimy, że powstaje moment siły względem bieguna. Wartość momentu siły jest równa iloczynowi wartości liczbowej siły i odległości od bieguna:

M = F · r gdzie: F [N] – siła, r [m] – ramię, M [Nm] – moment siły

Rys. 2. Moment siły Przykładem zastosowania w technice momentu siły może być korba, na którą działa siła F na ramieniu r (rys. 3). Mechanizm korbowy silnika spalinowego jest również przykładem zastosowania praw mechaniki w praktyce (rys. 4) F r Rys. 3. Korba Rys. 4. Mechanizm korbowy [2, s. 249]

Innym przykładem wykorzystania momentu siły są tzw. klucze dynamometryczne (Rys.5),

które umożliwiają skręcenie połączenia śrubowego ściśle określonym momentem. W odpowiedzialnych połączeniach śrubowych moment dokręcenia nie może być zbyt mały, ale też nie może być zbyt duży, producent maszyny określa wartość momentu skręcenia. Klucz dynamometryczny pozwala mechanikowi ustawić klucz na określony moment. Podczas procesu

· r → F O


9

a) b) F1 F r F2 F3 F

skręcania połączenia śrubowego przy pomocy klucza dynamometrycznego nie ma możliwości przekroczenia nastawionego momentu, siła skręcenia nie zależy od predyspozycji mechanika.

Rys. 5. Klucz dynamometryczny, H, S, L-podstawowe wymiary klucza [18]

Podczas pracy maszyn i urządzeń, na elementy maszyn działa najczęściej wiele sił – mamy

wtedy do czynienia z układem sił, rys.6.

Rys. 6. Układy sił, a) dowolny płaski układ sił, b) para sił Rys. 6b przedstawia charakterystyczny układ sił, tzw. parę sił, czyli układ dwóch sił równoległych o tej samej wartości liczbowej, lecz przeciwnie zwróconych. Fx

Rys. 7. Składanie sił (a) i rozkładanie sił (b)

Podczas obliczeń konstrukcji elementów maszyn zachodzi konieczność zastąpienia wielu sił przez jedną pod warunkiem, że ta wypadkowa siła da ten sam efekt, co siły składowe – ta czynność nazywa się składaniem sił. Rzadziej dokonuje się czynności odwrotnej: rozkładanie jednej siły na dwie lub kilka sił składowych. Poniżej (rys. 7) przedstawiono zasadę składania

→

Fs b) y Fy F Fx


10

czterech sił w jedną wypadkową oraz zasadę rozkładania jednej siły na dwie składowe. Należy zaznaczyć, że zasady te dotyczą przypadków, gdy wszystkie siły leżą w jednej płaszczyźnie, tak jak w przypadkach tu zamieszczonych.

Rys.7a przedstawia zasadę składania sił metodą wieloboku, polega ona na tym, że po narysowaniu jednej z sił, następną siłę należy przenieść równolegle, tak, by jej początek stykał się z końcem pierwszej siły. Podobnie postępujemy z pozostałymi siłami. Wypadkową sił będzie wektor zamykający, tzn. taki, którego początek znajduje się na początku siły pierwszej wieloboku, a koniec na końcu siły ostatniej wieloboku.

Rys.7b przedstawia zasadę rozkładania siły metodą równoległoboku na dwa zadane kierunki, polega ona na tym, że z początku oraz końca siły rysujemy proste, na których mają leżeć siły składowe; w ten sposób powstanie równoległobok. Odcinki powstałe z przecięcia linii kierunków do początku siły wyznaczą składowe sił.

Parę sił możemy zastąpić momentem pary sił, wartość tego momentu jest równa iloczynowi wartości jednej siły i odległości między siłami.

Jeżeli ciało pozostaje w spoczynku to znaczy, że suma wektorowa wszystkich sił zewnętrznych działających na to ciało (wypadkowa sił) jest równa 0, można to zapisać: → → →

F1 + F2 + … + Fn = 0 i nazwać jako warunek równowagi płaskiego zbieżnego układu sił. Korzystając z przykładu na rys.7a można stwierdzić, że gdyby siła Fs = 0 to układ byłby w równowadze. Należy pamiętać, że musimy uwzględnić wszystkie siły zewnętrzne działające na ciało, zarówno czynne, jak i reakcje. 4.1.1.2. Tarcie i smarowanie Specyficznym rodzajem siły jest siła tarcia. Tarcie określa się jako zjawisko powstawania oporu występującego podczas ruchu dwóch ciał stykających się ze sobą. Tarcie występuje również wtedy, gdy stykające się ciała nie poruszają się, ale na jedno z nich działa siła zewnętrzna. W technice tarcie może mieć charakter pożądany (np. tarcie wykorzystuje się w budowie hamulców samochodowych) oraz niepożądany (np. tarcie w łożyskach ślizgowych czy tocznych).Rozróżniamy tarcie: − ślizgowe – gdy jedno ciało przesuwa się wzdłuż drugiego, rys.8a, − toczne – gdy jedno z ciał ma kształt koła, i przetacza się po płaszczyźnie, rys.8b

Rys. 8. Tarcie ślizgowe (a) i toczne (b) oraz układ reakcji normalnych (c), opis w tekście.

Na rys. 8a przedstawiono ciało leżące na płaszczyźnie; zarówno ciało, jak i płaszczyzna wykonane są z różnych materiałów. Ciężar ciała wynosi G [N]. Pamiętamy, że ciężar ciała można obliczyć ze wzoru:

G = m · g gdzie: m [kg] – masa ciała, g = 9,81 [m/s2] – przyśpieszenie ziemskie.

a) y b) G y F G T x r R r P c) ρ N T N f N x T


11

Płaszczyzna oddziałuje na ciało reakcją normalną (prostopadłą) N [N]. Do ciała przyłożono siłę ciągnącą F [N], równoległą do płaszczyzny. Siłę F zaczęto powiększać, od wartości bardzo małej do wartości, gdy ciało znalazło się na granicy ruchu (granica ruchu to sytuacja, gdy powiększenie siły F, nawet o znikomo małą wartość wywołuje ruch tego ciała). Sile F przeciwstawia się reakcja styczna (równoległa) T, zwana siłą tarcia. Rozpatrzymy moment, gdy ciało znalazło się na granicy ruchu; pozwala to stosować warunki równowagi układu sił. Uprzednio poznany warunek równowagi miał postać graficzną, obecnie poznamy warunek równowagi w postaci analitycznej (matematycznej). Ażeby sformułować warunki równowagi układu sił w postaci analitycznej należy: − do układu sił wprowadzić prostokątny układ współrzędnych: x – y, − zrzutować wszystkie siły na oś x oraz y, Układ sił będzie w równowadze, jeśli: − suma rzutów wszystkich sił na oś x będzie równa 0, F1x + F2x + …… + Fix = 0, lub inny zapis ∑Fix = 0 − suma rzutów wszystkich sił na oś y będzie równa 0, F1y + F2y + …. + Fiy = 0, lub inny zapis ∑Fiy =0 − suma wszystkich momentów względem dowolnego bieguna będzie równa 0. M1o + M2o + ….. + Mio = 0, lub inny zapis ∑Mio = 0 Napiszemy, korzystając z rys.8a dwa pierwsze warunki równowagi dla ciała znajdującego się na granicy ruchu: − suma rzutów sił na oś x: uwaga: zauważamy, że wszystkie siły w tym przykładzie są albo równoległe do danej osi, albo prostopadłe – oznacza to, że po zrzutowaniu na oś ich wartość będzie równa 0, albo będą rzutować się w całości.

F – T = 0, czyli F = T − suma rzutów sił na oś y:

N – G = 0, czyli N = G

Z rys.8c można napisać: tg ρ = NT stąd,

T = N · tg ρ tg ρ = µ i nazywa się współczynnikiem tarcia ślizgowego, czyli: Współczynnik tarcia ślizgowego (µ) jest wartością charakterystyczną dla rodzaju materiałów stykających się ze sobą, wartości współczynnika tarcia można znaleźć w poradnikach. Tabela 1 przedstawia wartości współczynnika tarcia ślizgowego dla niektórych współpracujących ze sobą par ciał.

Tabela 1. Wartości współczynnika tarcia ślizgowego i tocznego dla wybranych ciał [8]

T = µ ·N


12

Rys. 8 b przedstawia podobną sytuację do poprzedniej, z tym, że jedno z ciał ma postać koła, walca lub kuli; ciężar ciała G równoważony jest reakcją normalną N, która na skutek odkształcalności ciał przesunie się nieco o ramię a w kierunku ruchu. Siła ciągnąca P wywołuje reakcję w postaci siły tarcia T. Wielkość siły P powoduje, że ciało jest na granicy ruchu. W ruchu potoczystym wielkość siły tarcia określa się inaczej, w tym celu korzystając z rys. 8b oraz warunków równowagi napiszemy: ∑Fix = 0; tzn. P – T = 0, lub P = T, ∑Fiy = 0; tzn. N – G = 0, lub N = G, ∑Mio = 0; tzn. T ·r – N ·f = 0 uwaga 1: sumę momentów można obliczyć dla dowolnego bieguna, w tym przypadku biegunem jest środek koła O, uwaga 2: momenty pozostałych sił są równe 0, ponieważ siły te przechodzą swoimi kierunkami przez biegun O, w związku z tym ramię momentu tych sił jest równe 0, a więc i moment jest równy 0. Z ostatniego równania wyznaczymy:

T = r

fN ⋅ , a ponieważ N = G, więc:

Podobnie, jak w przypadku tarcia ślizgowego, współczynnik tarcia tocznego – f jest wielkością charakterystyczną dla rodzaju materiałów toczących się po sobie ciał; jego wielkości można znaleźć w poradnikach, (patrz tablica 1).

Wtedy, gdy tarcie ma charakter niepożądany stosuje się smarowanie. Smarowanie jest zabiegiem technicznym polegającym na doprowadzeniu smaru między trące się powierzchnie elementów maszyn. Celem smarowania jest przede wszystkim: − zmniejszenie współczynnika tarcia, − ograniczenie zużycia trących elementów, − odprowadzenie ciepła powstającego w wyniku tarcia. Podczas eksploatacji samochodów stosuje się wiele rodzajów smarów, można je podzielić na trzy grupy: − smary ciekłe, czyli oleje, − smary stałe, − smary plastyczne najczęściej nazywane po prostu smarami. Oleje są najbardziej efektywnymi smarami, stosuje się je do smarowania elementów silnie obciążonych, pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Najbardziej rozpowszechnione oleje to oleje silnikowe oraz oleje przekładniowe. Podstawowym parametrem każdego oleju jest jego lepkość – jest to miara tarcia wewnętrznego pomiędzy cząsteczkami oleju. Innym parametrem jest wskaźnik lepkości, który opisuje wpływ temperatury na lepkość oleju. Smary stałe występują pod postacią ciał stałych, np. grafit, dwusiarczek molibdenu, selenki, talk, azotek boru. Stosuje się je w miejscach, gdzie nie można zastosować smarów ciekłych, przykładem może być smarowanie grafitem zamków drzwi samochodowych.

Smary plastyczne (maziste) powstają przez zagęszczanie olejów mydłami, stosuje się je do smarowania łożysk tocznych oraz innych par trących, gdzie zastosowanie oleju jest niemożliwe ze względu na wypłynięcie. Podstawowym rodzajem smarowania jest smarowanie hydrodynamiczne (rys.9), które polega na wytworzeniu pomiędzy elementami tzw. klina smarowego, wewnątrz którego powstaje wysokie ciśnienie, które pozwoli rozdzielić współpracujące elementy; w ten sposób smarowane są np. łożyska główne i korbowe silnika spalinowego.

T = r

fG ⋅


13

Rys. 9. Smarowanie hydrodynamiczne[8, s. 348]

Op, Ocz – Środek panewki i czopa, Pn – siła obciążająca czop, T – tarcie wewnętrzne oleju, Pu – wypadkowa z ciśnienia panującego w klinie smarnym

Do najbardziej efektywnych systemów smarowania należy smarowanie obiegowe pod

ciśnieniem, polegające na wytworzeniu zamkniętego obiegu oleju. Podczas smarowania olej ze zbiornika poprzez filtr zasysany jest przez pompę olejową, która pod zwiększonym ciśnieniem, przewodami olejowymi dostarcza olej do par trących. Następnie olej spływa z powrotem do zbiornika. Przykładem smarowania obiegowego może być kompleksowe smarowanie silnika spalinowego (rys.10).

Rys. 10. Smarowanie obiegowe [2, s. 272] 1 – miska olejowa-zbiornik oleju, 2 – smok-filtr oleju 3 – pompa zębata, 4 – filtr zgrubny, 5 – fltr dokładnego

oczyszczania, 6 – czujnik ciśnienia – manomert, 7 – smarowanie wału korbowego, 8 – smarowanie wałka rozrządu, 9 – smarowanie dźwigni zaworowych.

4.1.1.3. Elementy kinematyki Ruch ciał opisuje się jako zmianę położenia ciała w stosunku do innych ciał tworzących tzw. układ odniesienia, np. dla samochodu jadącego po jezdni układem odniesienia jest nasza planeta-Ziemia, ale dla pasażera idącego korytarzem wagonu, układem odniesienia może być wagon pociągu. Poruszające się ciało zajmuje kolejne położenia; łącząc punkty kolejnych położeń ciała otrzymujemy tor ruchu ciała. Tor ruchu ciała może być prostoliniowy lub krzywoliniowy; szczególnym przypadkiem ruchu krzywoliniowego jest ruch po okręgu koła. Ruch ciała opisuje się przez określenie: − toru ruchu, − prędkości, − przyśpieszenia.


14

Prędkość to stosunek drogi – s do czasu – t, w którym ta droga została przebyta.

ν = ts ω =

tϕ

gdzie: ν [m/s] – prędkość w ruchu prostoliniowym, ω [rad/s] – prędkość w ruchu kołowym, s [m] – droga w ruchu prostoliniowym, φ [rad] – droga w ruchu kołowym, t [s] – czas. Przyśpieszenie to stosunek przyrostu prędkości do czasu, w którym ten przyrost nastąpił:

a = t∆

∆ν

gdzie: a [m/s2 ] – przyśpieszenie w ruchu prostoliniowym, ∆ν [m/s] – przyrost prędkości, ∆t [s] – czas. 4.1.1.4. Elementy dynamiki Zasady dynamiki I zasada dynamiki – jeśli na ciało nie działa żadna siła lub jeśli działające siły się równoważą to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym (ν = const.). Z I zasady dynamiki można objaśnić właściwość ciał zwaną bezwładnością. II zasada dynamiki – Siła przyłożona do ciała nadaje temu ciału przyśpieszenie, którego wartość jest proporcjonalna do wartości siły i odwrotnie proporcjonalna do masy ciała.

F = m · a [N]

gdzie: F [N] – siła, m [kg] – masa ciała, a [m/s2] – przyśpieszenie. Łatwo zauważyć, że dla dwóch ciał o różnych masach: m1 i m2 , by nadać im te same przyśpieszenia, należy na ciało o większej masie działać większą siłą; mówimy, że to ciało ma większą bezwładność. Masa ciała jest miarą bezwładności ciała. III zasada dynamiki – każdemu działaniu towarzyszy przeciwdziałanie; równe jemu, ale przeciwnie skierowane. Z zasady tej wynika, że źródłem siły działającej na ciało może być tylko działanie innego ciała. Praca mechaniczna, moc, energia, sprawność

Jeśli siła wywoła ruch ciała i przebędzie ono drogę to wykonana zostanie praca, której wartość jest proporcjonalna do wartości siły i przebytej drogi:

W = F · s gdzie: W [J] – praca mechaniczna, s F [N] – siła, F s [m] – przebyta droga.

Rys. 11. Praca siły F


15

Jednostką pracy jest 1 dżul [J], [J] = [N] x [s] Praca mechaniczna wykonywana w czasie to moc:

P = t

W

gdzie: P [W] – moc, W [J] – praca mechaniczna, t [s] – czas.

Jednostką mocy jest 1 wat [W], [W] = ][][

sJ

W technice moc wyraża się ponadto w: kilowatach [kW] – 1kW = 1000 W, megawatach [MW] – 1MW = 1 000 000 W [KM] – koniach mechanicznych. Ponieważ w wielu maszynach źródłem pracy i mocy jest obracający się wał, wówczas wygodniej jest przedstawiać moc w postaci:

P = 1,9554

nM ⋅ [kW],

gdzie: M [Nm] – moment obrotowy na wale maszyny, n [obr/min] – prędkość obrotowa wału maszyny, czyli liczba obrotów jaką wykonuje wał maszyny w ciągu 1 minuty. Energia – jest właściwością natury, określamy ją, jako zdolność ciała do wykonania pracy, dlatego mierzy się ją tymi samymi jednostkami, co praca. Energia występuje w przyrodzie pod różnymi postaciami: np. energia mechaniczna, cieplna, elektryczna, jądrowa. Energia jest niezniszczalna, zmienia jedynie swą postać. Energia mechaniczna jest sumą zgromadzonej energii potencjalnej i kinetycznej ciała. Energię potencjalną Ep ma ciało o masie m podniesione na wysokość h:

Ep = m ·g · h [J] gdzie: m [kg] – masa ciała, g [m/s2] = 9, 81 - przyśpieszenie ziemskie, h [m] – wysokość, na jaką podniesiono ciało, Energię kinetyczną Ek ma ciało o masie m poruszające się z prędkością ν,

Ek = 21 m ·ν2 [J]

gdzie: m [kg] – masa ciała, ν [m/s] – prędkość ciała, Sprawność Praca maszyn polega, na przekształcaniu energii, niecała jednak energia dostarczana do maszyny wykorzystywana jest efektywnie, część jej jest tracona, np. na pokonanie oporów, na ciepło. Wskaźnikiem, który opisuje, jaką część energii dostarczonej wykorzystuje się w maszynie efektywnie jest sprawność. Sprawność maszyny jest to stosunek pracy lub energii użytecznie wykorzystanej do pracy lub energii włożonej:

η = WwWu =

EwEu [-]

Wu, Eu – praca, energia użyteczna, Ww, Ew – praca, energia włożona. Sprawność jest zawsze mniejsza od jedności.


16

4.1.1.5. Wybrane obliczenia wytrzymałościowe W technice, podczas pracy maszyn i urządzeń występuje działanie sił, siły zewnętrzne mogą

mieć różne wartości; od pomijalnie małych do bardzo dużych, ich wartości mogą być stałe w czasie oraz zmieniać się – pulsować; działaniu sił może dodatkowo towarzyszyć podwyższona temperatura. Takie oddziaływanie sił w określonych warunkach można określić jako obciążenie maszyny. Dla użytkownika maszyny ważne jest czy działające siły w określonych warunkach nie są zbyt duże, na tyle duże, że spowodują zniszczenie maszyny. Materiały konstrukcyjne cechuje wytrzymałość, którą można zdefiniować jako graniczne obciążenie, przy którym element konstrukcyjny ulega zniszczeniu. Nauka o wytrzymałości materiałów zajmuje się takim doborem materiałów, by konstrukcja nie uległa zniszczeniu pod działaniem obciążeń, by dobrane materiały i kształty zapewniły trwałość maszyny. Nie bez znaczenia są tu wymogi bezpieczeństwa, są bowiem konstrukcje czy maszyny, które niewłaściwie zaprojektowane mogą stanowić śmiertelne niebezpieczeństwo dla ludzi oraz środowiska, np. most, wielkogabarytowy magazyn, tama wodna. Obliczenia wytrzymałościowe pozwalają tak zaprojektować elementy maszyn, by były one bezpieczne z jednej strony oraz racjonalne ekonomicznie z drugiej strony. Właściwości materiałów konstrukcyjnych Każdy materiał cechuje: − odkształcalność – czyli zdolność do zmian kształtów pod wpływem obciążeń oraz

temperatury, − sprężystość – czyli zdolność do powracania do pierwotnej postaci odkształconego materiału

z chwilą ustania obciążenia, − plastyczność – czyli zdolność do odkształceń trwałych, mimo ustania obciążenia materiał

odkształcony nie wraca do pierwotnej postaci, − wytrzymałość – czyli największe w danych warunkach obciążenie, które nie niszczy

materiału bezpowrotnie. Rodzaje obciążeń elementów maszyn Podstawowe rodzaje obciążeń przedstawia rys.12; jest to: rozciąganie, ściskanie, ścinanie, zginanie i skręcanie. Na skutek działających obciążeń, wewnątrz materiału powstają siły wewnętrzne, które odniesione do pola przekroju nazywają się naprężeniami. Naprężenia mogą być: – normalne – tzn. które powstają na skutek obciążeń prostopadłych do przekroju naprężeń, (rys. 13).

σ = SF

gdzie: F [N] – siła prostopadła do przekroju naprężeń, S [m2] – pole powierzchni przekroju, σ [Pa] – naprężenie normalne, σ –sigma, Pa –paskal czyli N/m2

− styczne – tzn. które powstają na skutek obciążeń równoległych do przekroju naprężeń,

rys.13,

τ = SF

gdzie: F i S jak wyżej, τ [Pa] – naprężenie styczne, τ – tau Naprężenia dopuszczalne – to takie, które mogą występować w materiale bez obawy zniszczenia materiału, określa się je na podstawie wzoru:

kr = n

Rm


17

gdzie: Rm [MPa] – wytrzymałość na rozciąganie, n [-] – współczynnik bezpieczeństwa, przyjmuje się n = 1,3 do 12 dla ściskania naprężenie dopuszczalne oznacza się: kc, dla ścinania: kt, dla zginania: kg, dla skręcania: ks Podczas obliczeń wytrzymałościowych należy bezwzględnie przestrzegać warunku wytrzymałości materiału:

σ lub τ ≤ k co oznacza, że naprężenie rzeczywiste σ lub τ w elemencie konstrukcyjnym nie może być większe od naprężenia dopuszczalnego.

Rys. 13. Naprężenie normalne i styczne [2,s36] opis w tekście

Rys.12. Podstawowe rodzaje obciążeń [15,czI,s47] F-siła rozciągająca/ściskająca/ścinająca, dp,dk-średnica przed/po obciążeniu, lo,lk- długość przed/po obciążeniu, ∆lr,∆lc-wydłużenie Mg,Ms- moment gnący/skręcający φ,γ- odkształcenie gnące/skręcające

4.1.1.6. Wytrzymałość zmęczeniowa

Wytrzymałość materiału zależy od charakteru działającej siły. Dotychczas zakładaliśmy, że wielkość działających sił nie zmienia się w czasie, ich wartości są stałe, mówimy wtedy o obciążeniach stałych. W rzeczywistych warunkach pracy, części maszyn poddawane są niejednokrotnie obciążeniom zmiennym. Wartości sił czy momentów; zmieniające się cyklicznie, np. drgające blachy nadwozia samonośnego pod wpływem nierówności drogi obciążają siłami zmiennymi połączenia zgrzewane blach, obracający się wał korbowy silnika ze względu na swą wiotkość jest wielokrotnie ściskany i rozciągany. Wtedy, gdy na części maszyn


18

działają obciążenia zmienne mówimy o wytrzymałości zmęczeniowej. Miarą wytrzymałości zmęczeniowej materiału jest takie największe naprężenie – σmax , przy którym nie ulegnie on zniszczeniu po osiągnięciu pewnej liczby cykli zmian naprężeń – Ng,, np. dla stali: Ng = 10 000 000 (107) cykli. 4.1.1.7. Wybrane elementy elektrotechniki Elektrotechnika to nauka o zjawiskach elektrycznych i elektromagnetycznych wraz z ich zastosowaniem praktycznym. Prąd elektryczny, a ściślej mówiąc, energia elektryczna ma w stosunku do innych rodzajów energii wiele zalet: − łatwość przemiany w inne rodzaje energii, − łatwość przesyłania, nawet na bardzo duże odległości, − łatwość rozdzielania pomiędzy wielu odbiorców, − gotowość do wykorzystania. Energia elektryczna ma też dość znaczącą wadę; mianowicie trudno ją gromadzić – magazynować, szczególnie w dużych ilościach.

To czy nastąpi przepływ prądu, w dużej mierze zależy od właściwości materiału; w przyrodzie występują materiały, które: − mają zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego, są to przewodniki, − nie przewodzą prądu elektrycznego, są to dielektryki, − posiadają własności pośrednie pomiędzy przewodnikami, a dielektrykami, są to

półprzewodniki. Przewodniki to przede wszystkim metale, takie jak: miedź, aluminium, metale szlachetne, ale również niektóre związki chemiczne, głównie elektrolity. Do najpopularniejszych dielektryków zalicza się porcelanę, szkło bakelit, guma, drewno suche, tworzywa sztuczne, a także olej mineralny, wodę destylowaną. Do materiałów półprzewodnikowych zalicza się między innymi krzem i german. Natężenie i napięcie prądu elektrycznego

Wielkościami podstawowymi opisującymi przepływ prądu elektrycznego jest natężenie prądu elektrycznego i napięcie elektryczne. Nieco upraszczając możemy określić natężenie prądu – I, jako ilość płynących ładunków – Q przez przewodnik w czasie – t.

I = tQ [A]

Jednostką prądu elektrycznego jest amper [A] Objaśniając w uproszczeniu istotę napięcia prądu elektrycznego można stwierdzić, że: − niektóre ciała wykazują własności elektryzowania się, czyli takiego stanu, w którym

występuje nierównowaga w liczbie ładunków dodatnich i ujemnych, − ta nierównowaga wywołuje powstanie pola elektrostatycznego, a to z kolei wywołuje, że na

ładunki w polu elektrostatycznym działa siła (przykładem, który może pomóc zrozumieć to zjawisko jest pole grawitacji, które oddziałuje na wszelkie przedmioty na ziemi, w polu grawitacyjnym na ciała działa siła w postaci ciężaru ciała),

− im większa jest nierównowaga ładunków, tym większe jest pole elektrostatyczne, tym większa różnica potencjałów,

− różnica potencjałów nazywa się napięciem (napięcie można porównać do różnicy energii potencjalnej w dwóch zbiornikach wypełnionych cieczą, połączonych zamkniętym zaworem; jeśli w każdym ze zbiorników będzie inna wysokość cieczy to mówimy, ze taki układ ciał ma energię potencjalną, której wielkość zależy od różnicy wysokości cieczy w zbiornikach).

Jednostką napięcia jest wolt [V]


19

Urządzenia elektryczne budowane są na różne napięcia, np. w domowej instalacji elektrycznej występuje napięcie 230V, akumulatory samochodowe mają najczęściej napięcie 12V a bateria zegarka 1,5V. Rodzaje prądu elektrycznego Jeśli wielkość prądu elektrycznego nie zmienia się w czasie, mamy do czynienia z prądem stałym, gdy jest inaczej, mówimy o prądzie zmiennym, w szczególnym przypadku, gdy zmiana prądu przebiega cyklicznie, np. wg krzywej zwanej sinusoidą, mówimy o prądzie przemiennym. Wykorzystanie prądu elektrycznego następuje w obwodzie prądu elektrycznego, który stanowi zespół elementów tworzących zamkniętą drogę dla przepływu prądu elektrycznego. W najprostszym wykonaniu obwód elektryczny składa się z: źródła energii elektrycznej, odbiornika oraz przewodów łączących. Ponadto obwód elektryczny może zawierać: wyłączniki, bezpieczniki i przyrządy pomiarowe. Poszczególne elementy łączy się ze sobą tworząc połączenia szeregowe i równoległe. Prawo Ohma Wartość prądu płynącego w przewodniku jest wprost proporcjonalna do napięcia doprowadzonego do jego końców, a odwrotnie proporcjonalna do rezystancji tego przewodnika.

I = RU

gdzie: I [A] – natężenie prądu, U [V] – napięcie, R [Ω] – rezystancja (opór). Jednostką rezystancji jest om [Ω], rezystancja zależy od właściwości materiału a także od temperatury; warto zwrócić uwagę, że niektóre materiały oziębione do bardzo niskich temperatur wykazują rezystancję bliską zera, zjawisko to nazywa się nadprzewodnictwem. W obwodach prądu elektrycznego stosuje się elementy o ściśle określonej rezystancji; są to rezystory (rys. 14), oraz takie rezystory, w których można nastawić wartość rezystancji, nazywane popularnie potencjometrami (rys. 15).

Rys. 14. Rezystor – oznaczenie wartości [15, cz. II. s. 122]


20

Rys. 15. Potencjometry, b) obrotowe, c) suwakowe [12, s. 37]

Obwody prądu elektrycznego Obwody prądu elektrycznego przedstawia się schematycznie na rysunkach poprzez stosowanie symboli umownych; rys.16 przedstawia podstawowe symbole stosowane w elektrotechnice.

Rys. 16. Symbole stosowane w elektrotechnice [15, cz. II, s. 114]

Rys 17 przedstawia najprostszy obwód elektryczny, złożony ze źródła o napięciu

E i rezystancji wewnętrznej Rw, przewodów łączących o rezystancji Rp oraz odbiornika o rezystancji Ro


21

Rys. 17. Schemat obwodu elektrycznego, opis w teście [12, s. 38]

Ponieważ rezystancja przewodów Rp jest bardzo mała w stosunku do rezystancji odbiornika

Ro i rezystancji wewnętrznej źródła napięcia Rw, można ją pominąć w prostych obliczeniach Przy takim uproszczeniu prąd płynący w tym obwodzie zgodnie z prawem Ohma wynosi:

I = RoRw

E+

Prawo Ohma obowiązuje zarówno dla całego obwodu, jak i dla jego elementów, obliczymy więc jakie napięcie panuje na zaciskach odbiornika: Uo=Ro·I a następnie podstawiając I otrzymamy:

Uo = RoRw

RoE+⋅

Energię elektryczną jaką dostarcza źródło do odbiornika w czasie t można wyznaczyć z zależności: W = Uo · I · t , czyli korzystając z prawa Ohma można jeszcze napisać:

W = Ro · I2 · t, lub

W = xtR

U

0

02

Z kolei moc odbiornika równa się: P = t

W , podstawiając otrzymamy:

P = Uo · I = Ro · I2 = o

o

R

Ut 2⋅

Prawa Kirchhoffa

I prawo Kirchhoffa mówi, że suma algebraiczna prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów wypływających z niego, np. dla węzła z rys.18:

I1 - I2 + I3 + I4 – I5 = 0 II prawo Kirchhoffa mówi, że suma algebraiczna napięć źródłowych

(sił elektromotorycznych) i spadków napięć na odbiornikach dla dowolnego oczka obwodu prądu elektrycznego jest równa 0.

E1 + E2 +E3 – I1R1 – I2R2 – I3R3 – I4R4 = 0 Definicja ta wymaga wyjaśnienia pojęć: oczko obwodu i napięcie źródłowe (patrz rys.18) − oczko obwodu to zamknięta droga dla przepływu prądu, − napięcie źródłowe to napięcie na niepołączonych zaciskach źródła prądu.


22

a) I2 I1 I5 I3 I4

b)

Rys. 18. Elementy obwodu elektrycznego: węzeł (a), oczko (b) 1,2,3,4- węzły [12, s. 39]

Łączenie rezystorów i źródeł prądu

W obwodach elektrycznych występują dwa podstawowe rodzaje połączeń elementów: szeregowe i równoległe (rys.19)

a)

b)

Rys. 19. Szeregowe (a) i równoległe (b) łączenie rezystorów [12, s. 40] Wykorzystując prawo Ohma i prawa Kirchhoffa można obliczyć wartości zastępcze napięć i rezystancji w połączeniach szeregowych i równoległych; więcej na ten temat w ćwiczeniach. W połączeniu szeregowym, przez wszystkie elementy przepływa ten sam prąd a zastępcza wartość rezystancji jest sumą rezystancji wszystkich odbiorników:

Rz = R1 + R2 + R3

Cechą połączeń równoległych jest to, że na wszystkich elementach obwodu panuje to samo napięcie. Wartość rezystancji zastępczej można wyznaczyć ze wzoru:

321

1111RRRRz

++=

Pomiary prądu, napięcia i rezystancji Do pomiaru prądu służą amperomierze, aby zmierzyć wartość płynącego przez odbiornik

prądu należy amperomierz włączyć szeregowo w obwód – rys. 20. Spadek napięcia na odbiorniku mierzy się woltomierzem, który należy włączyć równolegle z odbiornikiem – rys. 20. Wartość rezystancji mierzy się omomierzem. Rezystor wyłącza się z obwodu i podłącza równolegle do zacisków przyrządu – rys.20; innym sposobem pomiaru rezystancji jest pomiar pośredni polegający na pomiarze prądu i napięcia a następnie obliczeniu rezystancji korzystając z prawa Ohma.


23

Rys. 20. Sposób pomiaru wielkości elektrycznych

[ 15, cz. II, s. 110]

Rys. 21. Miernik elektryczny cyfrowy [15, cz. II, s. 111]

Podczas wykonywania pomiarów na stanowisku pracy, należy przestrzegać następujących zasad: − używać właściwych mierników do danego pomiaru, − nie uderzać i nie wstrząsać miernikiem, − przed włączeniem miernika ustawić jego zakres, − gdy nie jest znana szacunkowa wartość wielkości mierzonej należy miernik ustawić na

najwyższy zakres pomiarowy, − odczytu wartości mierzonej należy wykonywać na możliwie najniższym zakresie

pomiarowym, − podczas łączenia należy najpierw podłączyć miernik a następnie mierzony obiekt, − podczas pomiaru prądu stałego zwracać uwagę na polaryzację, − podczas pomiaru oporu należy pamiętać, by miernik nie był pod napięciem.

Blacharz samochodowy powinien umieć posługiwać się miernikami uniwersalnymi, które pozwalają na pomiar jednym miernikiem podstawowych parametrów prądu elektrycznego. Rysunek 21 przedstawia popularny miernik elektryczny cyfrowy. Źródła energii elektrycznej W pracach blacharskich najczęściej można się zetknąć z dwoma źródłami prądu elektrycznego: − ogniwa elektrochemiczne (akumulatory), − prądnice elektryczne.

Zasada działania akumulatora kwasowego Akumulator kwasowy jest najbardziej rozpowszechnionym źródłem energii elektrycznej w instalacjach elektrycznych samochodów; jest ogniwem odwracalnym, tzn. przemiany chemiczne zachodzące w akumulatorze można realizować, zarówno podczas oddawania energii elektrycznej, jak i podczas pobierania, inaczej mówiąc rozładowany akumulator można ponownie naładować. Typowy akumulator kwasowy ma sześć ogniw połączonych szeregowo, zanurzonych w elektrolicie w postaci wodnego roztworu kwasu siarkowego.


24

Rys. 22. Zasada działania akumulatora kwasowego [12, s. 64]

a) akumulator naładowany, b) rozładowywanie, c) akumulator rozładowany, d) ładowanie.

Elektroda dodatnia każdego ogniwa jest dwutlenkiem ołowiu, zaś ujemna to ołów. Całkowicie naładowany akumulator wykazuje napięcie źródłowe na pojedynczym ogniwie: 2,1 – 2,2 V. Ponieważ typowy akumulator ma 6 ogniw jego napięcie źródłowe wynosi nieco ponad 12V. Podczas poboru prądu z akumulatora (podczas rozładowywania) następują procesy chemiczne, których widocznym efektem jest zmniejszanie się gęstości (masy właściwej) elektrolitu oraz spadek napięcia na zaciskach akumulatora. Charakterystycznym parametrem akumulatora jest jego pojemność elektryczna wyrażona w amperogodzinach określająca iloczyn prądu wyładowania i czas wyładowania. Zasadę działania akumulatora kwasowego przedstawia rys.22, zaś jego budowę rys. 23.

Rys. 23. Budowa akumulatora kwasowego [6, cz. II, s. 181]

Zasada działania prądnicy

W pojazdach samochodowych jako drugie źródło prądu stosuje się prądnice prądu stałego oraz prądnice synchroniczne prądu przemiennego, tzw. alternatory. Istotę działania prądnicy prądu stałego przedstawia rys.24. Pomiędzy biegunami magnesu trwałego wytwarzającego pole magnetyczne umieszczono przewód w postaci obracającej się ramki. Końce ramki tworzą komutator. Obracające się płytki komutatora stykają się ze szczotkami, które z kolei łączy się z odbiornikiem. Obrót ramki w polu magnetycznym wywołuje powstanie w niej siły elektromotorycznej. Ponieważ co pół obrotu ramki zmieniają się styki komutatora ze szczotką, wywołuje to, że w obwodzie zewnętrznym prąd płynie stale w jednym kierunku. Na rys.25 przedstawiono ogólną budowę prądnicy prądu stałego.


25

Rys. 24. Zasada działania prądnicy prądy Rys. 25. Budowa prądnicy prądu stałego [ 15, cz II, s143] stałego [12, s. 76 ] 1- wał wirnika, 2 - obudowa stojana, 3 – wirnik, 4 – komutator, 5,6 – szczotka ze wspornikiem, 7 – rdzeń uzwojenia stojana, 8 – uzwojenie stojana, 9 - zacisk dodatni obwodu głównego, 10 – zacisk dodatni obwodu wzbudzenia

Rys. 26. Schemat elektryczny alternatora samochodowego [12, s. 87]

Współczesne samochody prawie wyłącznie wyposaża się w alternatory, które wykazują

wiele zalet w stosunku do prądnic prądu stałego: − zdecydowanie mniejsza masa w stosunku do wytwarzanej mocy, − alternator pracuje poprawnie przy małych obrotach silnika, czego nie można powiedzieć

o prądnicach prądu stałego, − prosta konstrukcja, łatwiejsza obsługa. Budowę alternatora przedstawiają rys. 26, 27 i 28.


26

Rys. 27. Alternator – przekrój [ 15, cz. II, s. 144 ] Rys. 28. Ogólna budowa alternatora 1- koło pasowe, 2- wentylator, 3,6- przednia i tylna [15, cz II, s. 144] obudowa stojana, 4- uzwojenie fazowe, 5- uzwojenie wzbudzania, 7- pierścienie ślizgowe do zasilania wzbudzania, 8- uchwyt mocujący, 9- diody prostownicze. Odbiorniki energii elektrycznej Zarówno w życiu codziennym, jak i w przemyśle można spotkać bardzo wiele odbiorników prądu elektrycznego wynika, można wymienić najczęściej stosowane: − silniki elektryczne, − urządzenia grzejne, − urządzenia wykorzystujące elektrolizę, − urządzenia świetlne. Rezystory (oporniki) – w samochodach dość często wykorzystuje się zjawisko wydzielania się ciepła na rezystorach, np. świece żarowe w silnikach z ZS, ogrzewanie szyb, podgrzewanie paliwa; natomiast potencjometry, czyli rezystory o zmiennej rezystancji stosuje się do np. regulacji ruchu wycieraczek, czy regulacji prędkości dmuchawy nawiewającej powietrze. Istnieją także rezystory, których rezystancja zmienia się wraz ze zmianami temperatury, są to termistory, wykorzystuje się je w czujnikach temperatury, np. cieczy chłodzącej, oleju.

Rys. 29. Kondensator [15, cz. II, s. 123] Rys. 30. Cewka zapłonowa [15, cz. II, s. 124], 1,15- zaciski niskiego napięcia, 4 - zacisk wysokiego napięcia, S - przełącznik


27

Wśród innych elementów obwodów elektrycznych można wyróżnić kondensatory, cewki i przekaźniki.

Zadaniem kondensatora jest gromadzenie ładunku elektrycznego, cechą kondensatora jest jego pojemność wyrażona w faradach – [F]. W instalacjach elektrycznych samochodów znalazły zastosowanie jako elementy przeciwzakłóceniowe – rys. 29.

Działanie cewki opiera się na zjawisku indukcji magnetycznej i wykorzystuje do gromadzenia energii elektrycznej w polu magnetycznym; klasycznym zastosowaniem cewki w samochodzie jest cewka zapłonowa, która indukuje prąd o wysokim napięciu niezbędny do przeskoku iskry elektrycznej na świecy zapłonowej– rys. 30

Przekaźnik to przełącznik, w którym prąd o małym natężeniu łączy styki zamykające obwód o dużym natężeniu – rys.31.

Rys. 31. Budowa i schemat przekaźnika [15, cz. II, s. 125]

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakimi cechami opisuje się wektory? 2. W jaki sposób przedstawia się na rysunku oraz jak wyznacza się moment siły? 3. Jakie znasz przykłady zastosowania momentu siły i pary sił? 4. Na czym polega składanie sil w płaskim zbieżnym układzie sił ? 5. Jakim wzorem określa się wielkość siły tarcia w ruchu ślizgowym i tocznym? 6. Jaka jest jednostka współczynnika tarcia ślizgowego i tocznego ? 7. Czym charakteryzuje się smarowanie olejowe pod ciśnieniem? 8. Jaka jest definicja prędkości i przyśpieszenia? 9. Jakie są definicje zasad dynamiki? 10. Co to jest naprężenie? 11. Jaki jest wzór na naprężenie podczas ścinania? 12. Jakie są zalety energii elektrycznej? 13. Jakimi parametrami opisuje się przepływ prądu elektrycznego? 14. Co to jest prawo Ohma? 15. Na czym polega szeregowe i równoległe łączenie odbiorników prądu elektrycznego? 16. Jakimi zasadami należy się kierować podczas posługiwania się miernikami elektrycznymi? 17. Jakie znasz źródła prądu elektrycznego w pojazdach samochodowych? 18. Czym różni się prądnica prądu stałego od alternatora? 19. Na czym polega działanie cewki indukcyjnej w obwodzie zapłonowym samochodu? 20. Co to jest przekaźnik?


28

4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Narysuj, zachowując podziałkę wektor siły o wartości: a) 550N, b) 250N, c) 1kN i kierunku działania: a) poziomo, b) pionowo, c) nachylonym pod kątem 450 do poziomu oraz zwrocie: a) w prawo, b) w górę, c) w dół, przyjmując skalę: 1cm = 100N.

Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) narysować w skali trzy siły (a, b, c) pamiętając o tym, jakie parametry opisują wektor.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− przybory piśmienne, − przybory do kreślenia. Ćwiczenie 2 Oblicz moment siły, jakim kierowca oddziałuje na kolumnę kierownicy, jeśli na kole kierownicy wywołuje on parę sił, każda o wartości: a) F= 42N, b) F= 21N. Promień koła kierownicy wynosi: a) r= 18cm, b) r= 12cm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) obliczyć dwa momenty, pamiętając o stosowaniu układu jednostek miar SI.

Wyposażenie stanowiska pracy: − przybory piśmienne, − układ SI, − kalkulator. Ćwiczenie 3 Znajdź wypadkową sił metodą wykreślną:


29

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) wykorzystując jedną z metod dodać wektory oraz przedstawić i oznaczyć wektor sumy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − przybory piśmienne, − przybory kreślarskie. Ćwiczenie 4 Na wjeździe do garażu (patrz rys) nachylonego do poziomu pod kątem α= 150 stoi zahamowany samochód o ciężarze całkowitym G= 12,5 kN. Rozłóż ciężar samochodu na dwie składowe: -poziomą do wjazdu i –pionową do wjazdu oraz oblicz ich wartości przyjmując podziałkę. O α G

Rys. do ćwiczenia 4 Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) narysować wektor ciężaru w przyjętej podziałce, 2) rozłożyć ciężar samochodu na zadane składowe, 3) mierząc wartość składowych ciężaru samochodu, obliczyć ich wartości. Wyposażenie stanowiska pracy: − przybory piśmienne i kreślarskie, − kalkulator. Ćwiczenia 5 Na równi pochyłej (patrz rys.) leży przedmiot. Oblicz największą siłę F, przy której pozostanie on w spoczynku. Przyjmij: G= 1200kN, µ= 0,1, α= 300

F α G

Rys. do ćwiczenia 5


30

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) rozłożyć ciężar G na dwie składowe i obliczyć ich wartości korzystając z własności trójkąta prostokątnego,

2) wrysować siłę tarcia i określić jej wartość na wyrażeniach ogólnych, 3) sformułować warunek równowagi (spoczynku) przedmiotu, 4) obliczyć wartość siły F z warunku równowagi.


− przybory piśmienne i kreślarskie, − kalkulator. Ćwiczenie 6

Sporządź zapotrzebowanie na materiały smarne dla samochodu osobowego.


1) wypisać rodzaje olejów i smarów koniecznych w eksploatacji danego samochodu korzystając z dokumentacji eksploatacyjnej,

2) szacunkowo określić zużycie poszczególnych materiałów smarnych korzystając z cyklu obsługowego danego samochodu,

3) określić konkretne materiały smarne oraz ich główne parametry na podstawie katalogów handlowych,

4) wykonać zestawienie zbiorcze w postaci zamówienia. Wyposażenie stanowiska pracy:

− dokumentacja techniczno – eksploatacyjna samochodu osobowego, − katalogi handlowe olejów i smarów, − formularze zamówienia na materiały smarne, − materiały piśmienne, − zestaw komputerowy z dostępem do Internetu. Ćwiczenie 7

Wykonaj obliczenia: a) samochód ciężarowy jedzie ze stałą prędkością ν1= 55 km/h, natomiast samochód osobowy

jedzie ze stałą prędkością ν2= 125km/h. O ile minut wcześniej samochód osobowy przejedzie odcinek drogi prostoliniowej s= 320 km.

b) z jakim przyśpieszeniem rusza z miejsca samochód osobowy, jeśli w czasie t= 10,2 s osiąga prędkość ν= 100 km/h.

Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przypomnieć sobie wzory na prędkość i przyśpieszenie w ruchu prostoliniowym, 2) w przypadku a), obliczyć różnicę czasów przejazdów obu samochodów odcinka drogi,

w przypadku b) po prostu obliczyć przyśpieszenie.


31

Wyposażenie stanowiska pracy: − materiały piśmienne, − kalkulator. Ćwiczenie 8

Oblicz pracę, jaką wykona podnośnik samochodowy podnosząc samochód ciężarowy o łącznym ciężarze 5,3 tony na wysokość 1,8m; jaką energię uzyska ten samochód. Ponadto oblicz sprawność tego podnośnika, jeśli zasilany jest on silnikiem o mocy 3,2 kW, a operacja podnoszenia odbyła się w czasie 30 s.


1) wykonać prosty schemat (rysunek) oraz zaznaczyć na nim dane liczbowe, 2) obliczyć masę samochodu oraz podać ja w jednostkach układu SI, 3) obliczyć pracę jaką wykona podnośnik, pamiętając, że przyśpieszenie ziemskie wynosi

g = 9,81 m/s2, 4) pamiętając o tym, jaki rodzaj energii uzyska podniesiony samochód, obliczyć jej wartość,

a ponadto: 5) obliczyć moc użyteczną tego podnośnika, 6) obliczyć sprawność, zakładając, że moc silnika podnośnika jest mocą włożoną.


− przybory piśmienne i kreślarskie, − kalkulator. Ćwiczenie 9

Pas blachy cienkościennej wykonanej ze stali o oznaczeniu 20G o grubości g= 0,5 mm i wymiarach: długość l= 700 mm i szerokość a= 30 mm jest rozrywany siłami osiowymi F. Wykorzystując dane zawarte w tabeli (patrz ćwiczenie 10), oblicz największą siłę F, z jaką można obciążać pas blachy z uwzględnieniem współczynnika bezpieczeństwa.


1) odnaleźć w załączonej tabeli wartości liczbowe stali, z której wykonana jest blacha, 2) wykonać szkic rozrywanej blachy, 3) napisać warunek wytrzymałości dla materiału blachy, 4) obliczyć pole przekroju normalnego blachy, przyjmując wartość współczynnika

bezpieczeństwa, 5) obliczyć największe obciążenie rozrywające pas blachy.


− materiały piśmienne i kreślarskie, − kalkulator, − tabela danych (tabela do ćwiczenia 9 i 10). Uwaga: w tabeli załączonej do ćwiczenia 10 wartości kt, kc, kg, ks wyrażone są w MPa


32

Ćwiczenie 10 W wykrojniku prasy mimośrodowej następuje dziurkowanie blachy (2) (patrz rysunek).

Oblicz nacisk stempla (1) wykrojnika podczas wykonywania otworu okrągłego o średnicy d=40 mm w blasze o grubości g=5 mm i wytrzymałości tej blachy na ścinanie Rt = 380 MPa. Oblicz ponadto niezbędny nacisk prasy, przyjmując, że współczynnik uwzględniający stępienie ostrza stempla i matrycy wynosi 1,2. Tabela do ćwiczenia 9 i 10

Rys. do ćwiczenia 10

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) obliczyć pole powierzchni, którą należy ściąć, 2) korzystając, że wzoru na rzeczywiste naprężenia tnące, obliczyć siłę nacisku stempla

wykrojnika, 3) uwzględniając współczynnik korygujący, obliczyć minimalny nacisk prasy.


− materiały piśmienne, − kalkulator. Ćwiczenie 11

Sprawdź praktycznie prawo Ohma. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) narysować schemat obwodu elektrycznego, który umożliwi wykonanie zadania, 2) scharakteryzować elementy tego obwodu oraz dobrać narzędzia pomiarowe, 3) zbudować obwód elektryczny, 4) zmierzyć wielkości elektryczne niezbędne do sprawdzenia.

Uwaga: ćwiczenie należy wykonać w kilku seriach pomiarów, zmieniając jeden z mierzonych parametrów.

5) podstawiając do wzoru, sprawdzić wzór, pamiętając o błędzie pomiaru, 6) zanalizować wyniki pomiarów i obliczeń.


33

Wyposażenie stanowiska pracy − co najmniej dwa komplety elementów prostego obwodu prądu stałego, w szczególności

rezystor o nastawnej rezystancji, przyrządy pomiarowe do pomiaru prądu, napięcia i rezystancji,

− materiały piśmienne oraz kalkulator. Ćwiczenie 12

Sprawdź pod względem elektrycznym tradycyjny układ zapłonowy.


1) wyróżnić w instalacji elektrycznej samochodu elementy układu zapłonowego, 2) scharakteryzować elementy tradycyjnego układu zapłonowego, 3) zaproponować wykaz czynności sprawdzających układ zapłonowy, 4) zgromadzić konieczne materiały i przyrządy pomiarowe, 5) sprawdzić ciągłość obwodu elektrycznego, 6) sprawdzić stan połączeń elektrycznych poprzez pomiar spadków napięć, 7) sprawdzić cewkę zapłonową oraz kondensator, 8) sprawdzić rozdzielacz zapłonu, 9) dokonać analizy z przeprowadzonych prób i pomiarów.


− samochód wyposażony w tradycyjny układ zapłonowy (np. PF 125P), − komplet przyrządów pomiarowych oraz materiały elektryczne, − komplet narzędzi monterskich, − materiały piśmienne. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) wykorzystać prawa mechaniki i elektrotechniki wyrażone

wzorami matematycznymi do obliczeń praktycznych? 2) dodać graficznie wektory oraz rozkładać wektor na dwa kierunki? 3) przedstawić graficznie układ sił działających na nieruchomy element maszyny? 4) obliczyć wartość siły tarcia w połączeniach ślizgowych

i tocznych? 5) zaproponować rodzaj smaru i smarowania dla

współpracujących elementów maszyn? 6) dobrać wymiary elementu maszyny podczas rozrywania

i ścinania? 7) zbudować obwód elektryczny z przedstawionych elementów? 8) zmierzyć wartości prądu, napięcia i rezystancji

w obwodzie elektrycznym? 9) sprawdzić stan połączeń w instalacji elektrycznej samochodu? 10) rozróżnić źródła energii elektrycznej oraz typowe odbiorniki

energii elektrycznej w instalacji elektrycznej samochodu?


34

4.2. Charakteryzowanie maszyn i urządzeń technicznych 4.2.1. Materiał nauczania 4.2.1.1. Klasyfikacja maszyn

Człowiek od niepamiętnych czasów wymyśla oraz użytkuje maszyny i inne urządzenia techniczne zaspokajając swoje potrzeby. A ponieważ potrzeby człowieka są bardzo zróżnicowane oraz zmieniają się w miarę jak człowiek się rozwija, to i różnorodność maszyn jest wielka. Czym zatem jest maszyna? Jest wiele definicji maszyn, np. „maszyna to urządzenie zawierające mechanizmy służące do przetwarzania energii lub do wykonywania pracy”, „maszyna to urządzenie do przetwarzania jednej postaci energii w inną w celu ułatwienia człowiekowi pracy fizycznej lub umysłowej”. Przytoczone tu definicje zwracają uwagę na przekształcanie energii, możemy zatem powiedzieć, że każde urządzenie techniczne, w którym następuje przekształcanie – transformacja energii w celu dla człowieka użytecznym jest maszyną. Z tych definicji nieco „wyłamują” się tzw. maszyny matematyczne (np. komputer), które wprawdzie czerpią energię, ale wykorzystują ją do przetwarzania informacji.

Za pierwszą maszynę uznaje się łuk wynaleziony ok. 30 tysięcy lat temu. Klasyfikację maszyn przedstawia rys.32

Rys. 32. Klasyfikacja maszyn [2, s. 8]

Silniki to maszyny, których zadaniem jest wytwarzanie pracy mechanicznej poprzez przetwarzanie energii, np. silnik spalinowy, w który wyposażony jest każdy samochód przetwarza energię chemiczną zawartą w paliwie na pracę mechaniczną gromadzoną na wale korbowym. Silniki służą do napędu innych maszyn i urządzeń. Wśród silników największe zastosowanie znalazły silniki wodne, silniki cieplne i silniki elektryczne.


35

Maszyny robocze pobierają energię mechaniczną od silników i przekształcają ją w pracę użyteczną, np. tokarka jest maszyną roboczą, w której energia mechaniczna pochodząca od silnika elektrycznego przekształca się w pracę zmiany kształtu obrabianego przedmiotu. Istnieje ogromna różnorodność maszyn roboczych, praktycznie każda gałąź gospodarki eksploatuje charakterystyczne dla siebie maszyny robocze, np. w przemyśle transportowym używa się bardzo wielu maszyn transportowych, wśród nich samochody. Inną klasyfikacją maszyn jest ich podział wg przeznaczenia, a więc podział użytkowy: − maszyny energetyczne, np. silniki, prądnice elektryczne, sprężarki, pompy, − maszyny transportowe, np. samochody, statki wodne i powietrzne, lokomotywy, − maszyny technologiczne, np. obrabiarki, maszyny hutnicze, rolnicze, poligraficzne, − maszyny matematyczne, np. komputery. Oprócz pojęcia maszyny, używa się też pojęcie urządzenie. To, co różni te dwa pojęcia to ruch; cechą charakterystyczną każdej maszyny jest występujący ruch niektórych jej części. Podczas wykonywania zadań zawodowych blacharz samochodowy może zetknąć się z maszynami: − znajdującymi się w obrębie jego stanowiska pracy, np. podnośnik samochodowy, − wewnątrz samochodu, który naprawia, np. silnik spalinowy, − bezpośrednio się nimi posługując podczas pracy, np. szlifierka kątowa do wycinania blachy

nadwozia. We wszystkich wymienionych przypadkach blacharz samochodowy powinien umieć charakteryzować maszyny oraz w niektórych przypadkach powinien umieć się nimi posługiwać.

Charakterystyka maszyny to nic innego jak zbiór podstawowych informacji o danej maszynie, informacje te określa producent maszyny. Charakterystyka maszyny powinna być dostępna dla użytkownika maszyny; najczęściej charakterystykę maszyny można odnaleźć: − na tzw. tabliczce znamionowej maszyny, − w dokumentacji technicznej maszyny, − w instrukcji użytkowania maszyny umieszczonej na tablicy w bezpośrednim sąsiedztwie

maszyny. Tabliczka znamionowa przytwierdzona jest trwale do maszyny i zawiera podstawowe parametry danej maszyny. Większość maszyn, w szczególności te o skomplikowanej budowie posiadają szereg dokumentów tworzących dokumentację techniczno-ruchową; zawiera ona szczegółowe informacje o maszynie. Dokumentacja techniczno-ruchowa (DTR) powinna być przechowywana u pracodawcy oraz dostępna dla pracowników użytkujących maszynę W przypadkach, gdy daną maszynę może użytkować wielu pracowników w zakładzie pracy lub na stanowisku pracy, umieszcza się obok maszyny, na widocznym miejscu instrukcję użytkowania maszyny. Instrukcja użytkowania jest skróconą formą dokumentacji technicznej, zawiera tylko te informacje, które są niezbędne, by poprawnie i bezpiecznie posługiwać się daną maszyną. 4.2.1.2. Charakterystyka maszyn występujących w pojazdach samochodowych

Pojazd samochodowy jest maszyną złożoną, składający się z wielu różnych urządzeń technicznych, wśród nich w każdym samochodzie możemy odnaleźć wiele maszyn. Poniżej przedstawiono zarys maszynoznawstwa na przykładzie maszyn występujących w pojazdach samochodowych. Maszyny wodne

Do maszyn wodnych zalicza się silniki wodne i pompy. Silniki wodne wykorzystują energię zawartą w spiętrzonej lub płynącej wodzie i przekształcają ją w pracę mechaniczną, a ta z kolei wykorzystywana jest do napędu generatorów. Silniki wodne zwane turbinami są podstawowym


36

elementem elektrowni wodnej – zakładu energetycznego, którego zadaniem jest przemysłowe wytwarzanie energii elektrycznej.

Pompy to maszyny do transportu lub zmiany energii ciśnienia cieczy. W pojazdach samochodowych stosuje się, w szczególności pompy wirowe w układzie chłodzenia silnika, pompy tłokowe w układzie zasilania paliwem, pompy zębate w układzie smarowania silnika. Rysunki 32-36 przedstawiają zasadę działania oraz przykłady zastosowania typowych pomp w pojazdach samochodowych. W pompach wyporowych, ruch tłoka (nurnika) wywołuje podciśnienie (suw ssania – otwieranie zaworu ssawnego i zasysanie cieczy do przestrzeni między zaworami) oraz nadciśnienie (suw tłoczenia – zamykanie zaworu ssawnego i otwieranie zaworu tłocznego), które wypycha ciecz do rurociągu tłocznego

Rys. 32. Zasada działania pompy wyporowej [ 11,s134]

1-nurnik, 2-zawór ssawny, 3-zawór tłoczny, r-promień korby, s-skok nurnika

Rys. 33. Pompa zębata [ 11,s143] – opis w tekście

Pompa zębata to zespół dwóch kół zębatych (1-koło czynne, 2-koło bierne), z których jedno

jest napędzane. Ruch obrotowy kół wywołuje przemieszczanie się cieczy w przestrzeniach międzyzębnych. Pompy zębate znalazły zastosowanie do tłoczenia olejów ze względu na konieczność smarowania pokryw bocznych. Pompa przeponowa, rys 34, gdzie elementem roboczym jest przepona (6) napędzana od dźwigni (10). Ruch drgający przepony powoduje zasysanie cieczy poprzez zaworek ssący umieszczony w korpusie górnym (5) i następnie wytłaczanie poprzez zaworek tłoczny. Przedstawiona pompa znalazła zastosowania w układzie zasilania paliwem silników spalinowych.

Wg odmiennej zasady działają pompy wirowe (rys.35). Organem roboczym pompy jest wirnik (1) z zakrzywionymi łopatkami napędzany silnikiem. Ciecz dostająca się osiowo na łopatki pompy jest przyśpieszana w przestrzeniach międzyłopatkowych na skutek działania siły odśrodkowej. Po wyjściu cieczy z wirnika duża energia kinetyczna cząsteczek cieczy zamieniana jest na energię ciśnienia w spiralnym kanale zbiorczym (2) o rozszerzającym się przekroju. Najczęściej występującą odmianą pomp wirowych są pompy odśrodkowe powszechnie stosowane w przemyśle.

Rys. 36 przedstawia przekrój pompy odśrodkowej zastosowanej w cieczowym układzie chłodzenia silnika spalinowego.


37

Rys 34. Pompa przeponowa [5, s. 76] 1,2 - śruba z podkładką, 3 - pokrywa, 4 - filtr siatkowy, 5 - korpus z zaworkami, 6 - przepona, 7 - podkładka, 8 - sprężyna przepony, 9, 10 11- elementy dźwigni, 12 - korpus dolny, 13 wkręt mocujący

Rys. 36. Przekrój pompy odśrodkowej [7, s. 63] 1 – koło pasowe napędzające pompę, 2 – wałek,

3 – wirnik, 4 – uszczelnienie, 5 – stożek mocujący, 6 – kadłub pompy. Maszyny cieplne

Maszyny cieplne wykorzystują w procesach pracy energię cieplną. Wśród maszyn cieplnych dużą grupę stanowią silniki cieplne. Na skalę przemysłową wykorzystuje się turbiny parowe – to takie silniki cieplne, do których dostarcza się ciepło pod postacią pary wodnej, która następnie w wirniku silnika zamieniana jest na pracę mechaniczną. Turbiny parowe to maszyny o bardzo dużych mocach stosowane w elektrowniach lub w elektrociepłowniach. Innym silnikiem cieplnym jest powszechnie stosowany silnik spalinowy. W silniku spalinowym wykorzystuje się energię gorących spalin. Energia cieplna spalin w silnikach tłokowych, silnikach turbinowych lub w silnikach odrzutowych zostaje przekształcona na pracę mechaniczną. Rysunek 37 przedstawia zasadę działania popularnego tłokowego silnika spalinowego, czterosuwowego z zapłonem iskrowym.

Rys. 35. Zasada działania pompy wirowej [2 ,s. 159] 1 – wirnik, 2 – kanał zbiorczy, 3 – rura ssawna, 4- - Rura tłoczna, 5,6 – filtr (smok) z zaworem zwrotnym, 7 – zawór regulacyjny, 8 – uszczelnienie wału wirnika


38

a) suw dolotu, b) suw sprężania oraz zapłon, c) suw pracy, d) suw wylotu. 1 - tłok 2 - cylinder 3 - gaźnik (urządzenie wytwarzające mieszankę paliwa z powietrzem) 4 - zawór dolotowy 5 - zawór wylotowy 6 - skrzynia korbowa 7 - świeca zapłonowa 8 - aparat zapłonowy

Rys. 37. Zasada działania silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym [2, s. 250]

Na rysunkach 38, 39 przedstawiono widok z zewnątrz silnika spalinowego oraz nazwy jego podstawowych elementów, natomiast rysunek 40 przedstawia przekrój podłużny silnika wielocylindrowego z nazwami jego elementów wewnętrznych.

Rys. 38. Silnik spalinowy – nazewnictwo [16, s. 11]


39

Rys. 39. Silnik spalinowy – nazewnictwo [16, s. 12]

Rys. 40. Przekrój wzdłużny silnika – nazewnictwo [ 16, s. 13]

Rys. 41. Układ korbowy silnika [ 16, s. 132]

1 - pierścienie tłokowe, 2 - tłok, 3 - sworzeń tłokowy, 4 - pierścień zabezpieczający, 5 - korbowód, 6 - panewki łożysk korbowych, 7 - półpierścienie oporowe, 8 - wał korbowy, 9 - panewki łożysk głównych, 10, 11 - uszczelniacze, 12 - koło zębate napędu rozrządu, 13 - koło pasowe, 14 - oprawa uszczelniacza, 15 - uszczelka oprawy, 16 - koło zamachowe, 17 - łożysko wałka sprzęgłowego


40

W silniku samochodowym można wyróżnić: − układ korbowy, − układ rozrządu, − układ zasilania, − układ chłodzenia, − układ smarowania, − układ wlotowy i wylotowy, − układ zapłonowy.

Układ korbowy (rys. 41) składa się z tłoków z pierścieniami połączonych z wałem korbowym korbowodami. Ciśnienie gazów spalinowych, naciskając na denka tłoków wywołuje obracanie się wału korbowego, skąd odbierana jest energia mechaniczna w postaci obracającego się wału korbowego. Energię mechaniczną wału korbowego opisuje moment obrotowy – Mo oraz prędkość obrotowa – n. Zmiany tych parametrów opisuje charakterystyka eksploatacyjna silnika, będąca podstawowym źródłem informacji o silniku.

Rys. 42. Rozrząd silnika spalinowego [2, s. 261]

Układ rozrządu (rys. 42) steruje wymianą ładunku w cylindrach silnika. Zsynchronizowanie

obrotów wałka rozrządu z wałem korbowym powoduje otwieranie i zamykanie zaworów w ściśle określonych momentach.

Rys. 43. Charakterystyka silnika spalinowego [7,s45] (opis w tekście)


41

Rys. 43 przedstawia charakterystykę eksploatacyjną dużego silnika wysokoprężnego. Oprócz wykresu momentu obrotowego widać wykres mocy- Ne oraz zużycie paliwa: całkowite i jednostkowe: Ge i ge.

Układ zasilania (rys. 44) doprowadza paliwo do silnika; pompa paliwowa zasysa paliwo ze zbiornika i poprzez filtr podaje do urządzenia wytwarzającego mieszankę paliwa z powietrzem. Z kolei oczyszczone w filtrze powietrza powietrze po zmieszaniu z paliwem, przewodami dolotowymi dostaje się do cylindrów, gdzie ulega spaleniu.

Produkty spalania pod postacią spalin, przewodami wylotowymi uchodzą na zewnątrz, tłumione tłumikiem. We współczesnych samochodach stosuje się różnorodne układy zasilania, wszystko zależy od tego czy przygotowanie mieszanki paliwowej następuje bezpośrednio w cylindrze, czy poza nim oraz od tego w jaki sposób następuje zapłon mieszanki. Silnik ZI – z zapłonem iskrowym może być wykonywany jako tradycyjny (gaźnikowy) lub nowoczesny z wtryskiem paliwa do kolektora dolotowego. W silnikach ZS – z zapłonem samoczynnym (silniki wysokoprężne) paliwo pod wysokim ciśnieniem wtryskiwane jest bezpośrednio do cylindra silnika, gdzie spręża się powietrze zdecydowanie bardziej niż w silnikach niskoprężnych.

Rys. 44. Układ zasilania silnika spalinowego [11, s. 305]

1 – wskaźnik poziomu paliwa, filtr powietrza, 3 – urządzenie wytwarzające mieszankę paliwowo – powietrzną, 4 – przewody dolotowe, 5 – przewody wylotowe, 6 – filtr paliwa, 7 – odstojnik,

8 – pompa zasilająca, 9 – tłumik wylotu, 10 – zbiornik paliwa.

Układ dolotowy – o układzie dolotowym zaczęto mówić gdy wprowadzono do eksploatacji silniki z ZI wtryskowe. Schemat na rys. 45 przedstawia główne elementy nowoczesnego układu dolotowego. W skład tego układu wchodzi; − filtr powietrza (1), który oczyszcza powietrze i wytłumia dźwięki podczas zasysania, − przepływomierz (2), który w czasie rzeczywistym mierzy masę zasysanego powietrza

i przekazuje informację jednostce sterującej, − przepustnica (3) z potencjometrem (4) – steruje prędkością i objętością powietrza oraz

określa obciążenie silnika przez pomiar położenia przepustnicy, − kolektor zbiorczy z kanałami (A i B), A – wykorzystuje podciśnienie do wzmacniania siły

hamowania, B – wykorzystanie podciśnienia do regulatora podciśnieniowego w układzie zapłonowym,

− zawór sterujący (6) z kolektorem mocy (7) steruje wielkością przewodu ssącego, ma wpływ na własności dynamiczne silnika,

− zawór dolotowy (8) steruje napełnianiem cylindra. Współczesne przepisy europejskie i międzynarodowe są bardzo rygorystyczne co do emisji

szkodliwych substancji w wyniku pracy silnika spalinowego. Stąd układ wylotowy silnika stanowi dość skomplikowany zespół elementów (rys. 46):


42

− kolektor wylotowy, − katalizator z sondą lambda, − tłumik (tłumiki).

Rys. 45. Układ dolotowy – opis w tekście[1, cz. I, s. 142 ]

Układ chłodzenia zapewnia właściwe warunki pracy elementom silnika związane z jego

nagrzewaniem. Układ chłodzenia może być bezpośredni, kiedy opływające swobodnie lub w sposób wymuszony powietrze chłodzi silnik lub też układ może być wymuszony cieczowy, tak jak to pokazano na rysunku 47. Kadłub silnika otoczony jest tzw. płaszczem wewnątrz, którego znajduje się płyn chłodzący. Pompa zasilająca (np. taka jak z rysunku 36) wymusza obieg płynu pomiędzy chłodnicą a płaszczem kadłuba, z tym, że istnieje możliwość czasowego odłączenia chłodnicy w okresie gdy silnik jest zimny. Włączanie i wyłączanie chłodnicy z obiegu następuje na skutek działania termostatu. Powietrze omywające chłodnicę odbiera ciepło od chłodnicy, wentylator wymusza przepływ powietrza.


43

Rys. 46. Układ wylotowy [1, cz. I, s. 255]

(w kółku – układ dodatkowego powietrza w celu dopalenia składników palnych zawartych w spalinach)

Rys. 47. Cieczowy układ chłodzenia [16, s. 226] 1 – pompa cieczy chłodzącej, 2 – chłodnica, 3 – termostat,

4, 5 – przewody, 6 – zbiornik wyrównawczy, 7 – odpowietrznik

Rys. 48. Układ smarowania [11, s. 321] Rys. 49. Układ zapłonowy [13, s. 72] 1 – pompa zasilająca zębata, 2 – filtr oleju, 3 – chłodnica, 1 – akumulator, 2 – cewka zapłonowa, 4 – smok (filtr wstępny), 5 – wskaźnik ciśnienia oleju, 3 – przerywacz, 4 – rozdzielacz zapłonu, 5 – kondensator, 6 – wyłącznik zapłonu, 7 – świece zapłonowe.


44

Układ smarowania obiegowy pod ciśnieniem zapewnia smarowanie wszystkich par trących silnika, w szczególności łożysk ślizgowych głównych i korbowych wału korbowego, układu rozrządu, smarowanie rozbryzgowe gładzi cylindrów. W układzie stosuje się pompę zębatą omówioną zgodnie z rys. 33.

Układ zapłonowy występuje w silnikach z ZI, może być tradycyjny, jak na rys. 49 lub elektroniczny stosowany w silnikach z ZI z wtryskiem paliwa.

Inne maszyny cieplne, które mają zastosowanie w pojazdach samochodowych to sprężarki i wentylatory. Zadaniem sprężarki jest sprężanie i transportowanie gazów, odmianą sprężarek są wentylatory, których zadaniem jest przede wszystkim transport gazów. W samochodach stosuje się sprężarki tłokowe, których zadaniem jest wytworzenie sprężonego powietrza jako źródła napędu i sterowania innymi układami podwozia samochodu. Sprężarka stanowi element instalacji sprężonego powietrza; instalacje takie są stosowane w dużych samochodach, w samochodach osobowych coraz częściej wykorzystuje się sprężone powietrze jako czynnik roboczy zawieszenia pneumatycznego. Rys. 50 przedstawia zasadę pracy sprężarki wyporowej, zaś rys. 51 przekrój typowej sprężarki tłokowej stosowanej w pojazdach samochodowych. Przykład zastosowania wentylatora przedstawia rys.52.

Rys. 50. Zasada działania sprężarki wyporowej [2,s222] 1- cylinder, 2- tłok, 3- zawór ssący, 4- zawór tłoczny

Rys. 51. Sprężarka tłokowa – przekrój [7, s249] 1- cylinder, 2- płyta zaworów, 3- głowica, 4- tłok, 5- sworzeń tłokowy, 6- obudowa łożyska, 7- wał korbowy, 8- łożysko toczne, 9- panewka korbowodu, 10- korbowód, 11- łożysko ślizgowe, 12- obudowa, 13- pokrywa

Zastosowanie wentylatora przedstawia rysunek 47. Umieszczenie wentylatora za chłodnicą w układzie chłodzenia silnika spalinowego powoduje intensywny przepływ powietrza przez chłodnicę, która w ten sposób oddaje ciepło płynu chłodzącego. Maszyny elektryczne stosowane w samochodach

W pojazdach samochodowych znajdują zastosowanie trzy rodzaje maszyn elektrycznych: prądnice, silniki elektryczne i transformatory. Prądnica jest źródłem prądu elektrycznego w wyniku przemiany energii mechanicznej; silnik elektryczny zasilany jest prądem elektrycznym a skutkiem jego działania jest praca mechaniczna. Transformator służy do zmiany parametrów prądu elektrycznego. W starszych typach samochodów stosowano prądnice prądu stałego, które obok akumulatora były źródłem energii elektrycznej w instalacji elektrycznej samochodu, dziś powszechnie stosuje się prądnice prądu przemiennego zwane alternatorami.


45

Zastosowanie silników w samochodzie jest różnorakie, zazwyczaj służą do napędu urządzeń pomocniczych, np. napęd wycieraczek, napęd dmuchawy powietrza, napęd wentylatora chłodnicy, napęd mechanizmu podnoszenia szyb. Transformatory znalazły zastosowanie, np. jako cewki zapłonowe w układzie zapłonowym. Budowę prądnicy prądu stałego zamieszczono na rys. 29, natomiast alternatora na rys. 31 w rozdziale 4.1.1. Współczesne samochody wyposaża się w wiele małych silników pomocniczych, rys. 52 jest przykładem ogromnego zastosowania silników w samochodzie.

Rys .52. Przykład zastosowanie małych silników w samochodzie [6, cz. II, s. 182]

4.2.1.3. Układ konstrukcyjny samochodu

Każdy samochód, niezależnie od szczegółów budowy i przeznaczenia składa się z dwóch podstawowych części: podwozia i nadwozia. Podwozie to ta część samochodu, która umożliwia poruszanie się i manewrowanie samochodem, nadwozie zaś to ta część samochodu, która umożliwia wypełnianie funkcji użytkowych samochodu.

Rys. 53. Układ napędowy samochodu – klasyczny Rys. 54. Układ napędowy samochodu – zblokowany [6, cz. I, s. 161] [6, cz. I, s. 160] 1 – silnik, 2 - sprzęgło, 3 – skrzynia biegów, 4 – most napędowy, (pomiędzy skrzynią biegów i mostem napędowym

umieszczono wały z przegubami) Na podwozie samochodu składa się: − układ napędowy, − układ nośny i jezdny − układ kierowniczy, − układ hamulcowy.

Zadaniem układu napędowego jest dostarczenie pracy mechanicznej wytworzonej w silniku do kół napędowych w postaci najlepszej z punku widzenia oporów jazdy.


46

Rys. 55. Rozmieszczenie zespołów układu napędowego w samochodzie (układ klasyczny) [1, s. 288]

Rys. 56. Sprzęgło główne – elementy [1, s. 288] Rys. 57. Skrzynia biegów – mechaniczna [1, s. 298]

Typowy układ napędowy zbudowany jest z zespołów:

− silnik – jest źródłem pracy mechanicznej, − sprzęgło – umożliwia czasowe odłączenie silnika od pozostałych zespołów, − skrzynia biegów - jest transformatorem energii mechanicznej, czyli przekształca parametry

energii mechanicznej (moment obrotowy oraz prędkość obrotowa) do warunków jazdy; inaczej mówiąc skrzynka biegów zmienia zarówno moment obrotowy jak i prędkość obrotową silnika,

− wały i przeguby – wały napędowe umożliwiają łączenie poszczególnych zespołów układu napędowego oddalonych od siebie; przeguby z kolei umożliwiają wzajemne przemieszczanie się zespołów połączonych wałami,


47

− most (mosty) napędowy – zawiera w sobie kilka mechanizmów, nie wchodząc w szczegóły można powiedzieć, że zadaniem mostu napędowego jest rozdzielenie i dostarczenie do kół napędowych energii mechanicznej. W samochodzie jest tyle mostów napędowych ile osi jest napędzanych.

Rys. 58. Elementy wałów napędowych Rys. 59. Przegub krzyżakowy w rozłożeniu

połączonych przegubami [1, s. 304] [1, s. 303]

Do łączenia wałów stosuje się przeguby, bardzo popularnym przegubem jest przegub

krzyżakowy, którego elementy pokazano na rys.59. Przeguby krzyżakowe pracują prawidłowo pod warunkiem, że kąt załamania wałów nie jest zbyt duży. W samochodach z napędem przednim, gdy koła przednie trzeba nie tylko skręcać ale i napędzać stosuje się przeguby synchroniczne (równobieżne), rys 60.

Rys. 60. Przegub synchroniczny Rys. 61. Zawieszenie niezależne [6, s. 234] [1, s. 304] (na podwójnych wahaczach poprzecznych)

1 – nadwozie, 2 – mocowanie wahacza górnego, 3 – zwrotnica, 4 – wahacz dolny, 5 – stabilizator, 6 – amortyzator, 7 – sprężyna śrubowa

Wśród wielu odmian przegubów synchronicznych największe zastosowanie znalazły przeguby kulowe. Układ nośny i jezdny – jego zadaniem jest przenoszenie wszelkich obciążeń (sił i momentów), jakie wynikają z masy samochodu oraz z nierówności drogi a ponadto poruszanie się samochodu poprzez toczenie się kół.

W skład tego układu wchodzi: − rama – zespół ramy jest konstrukcją nośną zespalającą podwozie i nadwozie samochodu;

należy tu zwrócić uwagę, że w wielu wypadkach (większość samochodów osobowych) rama jako osobny zespół nie występuje, co nie znaczy, że w takim samochodzie nie ma ramy (rolę ramy przejmuje np. samonośne nadwozie),

− zawieszenie – zespół zawieszenia pozwala na elastyczne połączenie kół jezdnych z kadłubem samochodu oraz zapewnia tzw. stateczność kierunkową samochodu poprzez


48

określone ustawienie kół w stosunku do jezdni i osi samochodu. Zawieszenie zabezpiecza nadwozie (a więc i to wszystko co w nadwoziu się znajduje) przed wstrząsami pochodzącymi od nierówności drogi,

− koła jezdne – spełniają wiele funkcji, np. przenoszą ciężar samochodu, umożliwiają napędzanie samochodu, jak również hamowanie. O zawieszeniu mówimy, że jest niezależne, gdy poszczególne koła tej samej osi zawieszone

są do kadłuba samochodu, każde osobno, niezależnie. Takie zawieszenia dominują w samochodach osobowych. Duże samochody ciężarowe posiadają zawieszenia zależne, w których oba koła tej samej osi zabudowuje się do ramy poprzez jeden element, np. belkę osi.

Rys. 62. Zamocowanie koła jezdnego [1, s. 326] Rys. 63. Układ kierowniczy z przekładnią zębatkową[1, s. 347]

Układ kierowniczy – umożliwia poruszanie się samochodu po zadanym torze jazdy, zbudowany jest z: − zespołu zwrotniczego – umożliwia kołom kierowanym ustawianie się na łuku drogi pod

wzajemnie określonymi kątami (kąty α i β na rys. 63), − zespołu kierowniczego - umożliwia kierowcy sterować kołami kierowanymi oraz zmniejsza

siły, które należy pokonać podczas skrętu kół.

Rys. 64. Trapezowy mechanizm zwrotniczy [1,s347]

Układ hamulcowy – współczesne układy hamulcowe spełniają wiele funkcji, te

najważniejsze to: kontrolowanie prędkości jazdy, możliwie natychmiastowe zatrzymanie samochodu, unieruchomienie samochodu na postoju; układ hamulcowy zbudowany jest z: − zespołu sterowania hamulcami – poprzez oddziaływanie kierowcy steruje intensywnością

hamowania, − hamulców – wytwarzają siły hamowania na styku kół z nawierzchnią.

Układ hamulcowy składa się z hamulców zasadniczych oraz hamulca pomocniczego, którym jest hamulec postojowy. Hamulce zasadnicze buduje się jako dwuobwodowe, tzn. że siłę hamowania dostarcza się niezależnymi dwoma obwodami do kół samochodu, co ma zwiększyć bezpieczeństwo przy awarii hamulców jednego z obwodów. Ponadto w układzie hamulcowym montuje się urządzenie wspomagające, które zmniejsza wysiłek kierowcy podczas hamowania, rozdzielacz siły hamowania na poszczególne osie, urządzenie przeciwpoślizgowe – ABS.


49

Rys. 65. Układ hamulcowy samochodu [1, s. 351]

Rys. 66. Układ hamulca postojowego [1, s. 368]

Poza wymienionymi układami podwozia samochodu można ponadto wyróżnić układy

i obwody specjalnego przeznaczenia; np. instalacja elektryczna samochodu, instalacja pneumatyczna. Instalacje te są zarówno częścią podwozia jak i nadwozia.

Rodzaj nadwozia samochodowego zależy przede wszystkim od jego przeznaczenia – od jego funkcji użytkowej; inaczej zbudowane jest nadwozie samochodu do przewożenia wyłącznie osób a zupełnie inaczej zbudowane jest nadwozie, w którym przewożone są towary, jeszcze inaczej zbudowane jest nadwozie samochodu, które ma wykonywać jakąś usługę, np. samochód dźwig, czy samochód przeznaczony do gaszenia pożarów. Więcej o nadwoziach samochodu opisano w rozdziale 4.3. 4.2.1.4. Instalacja elektryczna i elektroniczna samochodu

Instalacja elektryczna współczesnego samochodu to skomplikowany układ elektryczny składający się z wielu urządzeń elektrycznych zapewniający sterowanie i kontrolę pracy większości elementów samochodu, wystarczy stwierdzić, że łączna długość przewodów instalacji elektrycznej nowoczesnego samochodu osobowego wynosi ok. 3 km. Rysunek 67 przedstawia widok ogólny instalacji elektrycznej.

Instalacja elektryczna samochodu składa się zazwyczaj z trzech obwodów: − obwód dostarczania energii elektrycznej, − obwód rozruchowy, − obwód zasilania odbiorników.


50

Rys. 67. Widok instalacji elektrycznej [6, cz II,s166]

W samochodach z silnikiem z zapłonem iskrowym występuje ponadto obwód zapłonowy.

Energia elektryczna dostarczana jest do obwodu dostarczania energii elektrycznej z prądnicy zasilanej od pracującego silnika spalinowego. Zadaniem prądnicy jest zasilanie wszystkich odbiorników oraz doładowywanie akumulatora. Ponieważ silnik spalinowy napędzający prądnicę charakteryzuje się zmienną prędkością obrotową, każda prądnica musi współpracować z regulatorem, który: − reguluje napięcie na zaciskach prądnicy, nie dopuszczając do zwiększenia napięcia ponad

napięcie nominalne akumulatora, − reguluje natężenie prądu prądnicy, − samoczynnie wyłącza ładowanie akumulatora.

Elementy tego obwodu zostały omówione w podrozdziale 4.1.17. – wybrane elementy elektrotechniki.

Obwód rozruchu (rys. 68) składa się z akumulatora, rozrusznika, wyłącznika oraz przewodów. Ze względu na duży prąd płynący podczas rozruchu, przewody w obwodzie muszą być o odpowiednio dużych przekrojach. Rozrusznik samochodowy to silnik prądu stałego zaopatrzony w specjalny zespół włączający, który współpracuje z wieńcem zębatym na kole zamachowym silnika.

Rys. 68. Obwód rozruchowy [6, cz. II, s. 179] 1 – rozrusznik, 2 – akumulator, 3 – włącznik, 4 – przekaźnik

Obwód zasilania odbiorników to szereg połączeń równoległych. Przewody zasilające

odbiorniki splata się we wiązki i oznacza różnymi kolorami celem łatwiejszej identyfikacji.


51

Rys. 69. Rozrusznik [6, cz. II, s. 180] Rys. 70. Przykłady złączek elektrycznych (od góry: oprawa bezp., złączki zintegr., złączki przewodów) [6, cz. II s. 191]

W wiązkach instalacji stosuje się wyłącznie przewody miedziane w postaci linek splatanych i pokrytych izolacją o różnych barwach. Większość obwodów wyposaża się w bezpieczniki.

Tylko dzięki wykorzystaniu elektroniki można spełnić wiele wymagań, którym powinien sprostać nowoczesny samochód. Sprostanie wymagań ochrony środowiska, bezpieczeństwa jazdy czy zwykłej wygody jazdy byłoby niemożliwe bez elektronicznych układów sterowani i kontroli. Dotychczas sterowaniem zajmował się kierowca, który w dużej mierze intuicyjnie podejmował decyzje dotyczące pracy samochodu. Okazuje się jednak, że podejmowanie wielu decyzji, wyłącznie przez człowieka – kierowcę, w bardzo krótkim czasie, w oparciu o dane rzeczywiste nie jest możliwe. Zastosowanie mikroprocesora, a więc urządzenia zdolnego do przekształcania milionów sygnałów w czasie rzeczywistym , bardzo krótkim pozwoliło wprowadzić sprawne układy sterowania i kontroli różnymi zespołami i układami samochodu; rysunek poniżej przedstawia schematycznie wycinek układu sterowania pracą silnika.

Np. jednym z parametrów silnika jest jego temperatura, jeśli przy pomocy odpowiednio czułego i dokładnego czujnika uda się mierzyć tę temperaturę w sposób ciągły i w czasie rzeczywistym a następnie w postaci sygnału elektrycznego przekazać do mikroprocesora, który z kolei porówna ów sygnał z sygnałem zapisanym w jego pamięci i wyśle inny sygnał do elementu wykonawczego jakim jest wtryskiwacz w silniku, to wystąpi zależność pomiędzy aktualną temperaturą silnika, a ilością wtryskiwanego paliwa do cylindrów silnika. Nastąpi proces sterowania pracą silnika w czasie rzeczywistym.

Rys. 71. Przykład układu sterowania [15,cz II,s156]


52

Rys. 72. Elementy elektroniczne [15, cz. II ,s. 157] od lewej: czujnik położenia pedału gazu, element wykonawczy, sondy lambda, czujniki temperatury.

Współczesne instalacje elektryczne samochodów wypełniają dwie funkcje:

− dostarczają energię elektryczną odbiornikom, − dostarczają informacje o pracy zespołów, układów i mechanizmów człowiekowi – kierowcy,

ale również elementom wykonawczym. Urządzeniami elektronicznymi są:

− czujniki, np. temperatury wody chłodzącej, prędkości obrotowej, ciśnienia, − sterowniki – urządzenia do przetwarzania sygnałów, − wskaźniki, czytniki – są to urządzenia informujące kierowcę o zmianach parametrów pracy.

Rysunki: 72, 73, 74 przedstawiają urządzenia elektroniczne stosowane w samochodach.

Rys. 73. Czujniki (po lewej) Rys. 74. Przykład sterownika (układ zapłonu) oraz przykład zastosowania czujnika prędkości [6, cz. II, s. 196] obrotowej (po prawej) [6, cz. II s. 195]

Rys. 75. Miejsca montowania czujników Rys. 76. Przykład modułu sterującego wykonanego spalania stukowego [6, cz. II, s. 197] techniką mikrohybrydową [6, cz. II s. 198]


53

Urządzenia elektroniczne poza wieloma zaletami cechuje dość duża wrażliwość na: zmiany temperatury, wstrząsy mechaniczne, brud. Dopiero wprowadzenie elementów mikrohybydowych zamiast płytek drukowanych pozwoliło w pełni wykorzystać elektronikę w samochodzie.

Rys. 77. Złącze testowe [18]

Należy także podkreślić, że funkcjonowanie układów elektronicznych, w odróżnieniu od innych układów, (np. elektrycznych, mechanicznych) jest niewidoczne dla ludzkich zmysłów, stąd konieczność testowania tych układów w oparciu o specjalne urządzenia (rys. 78).

Rys. 78. Schemat blokowy elektronicznego systemu sterowania [6, cz. II, s. 193]

1 – sonda lambda, 2 – czujnik pedału gazu, 3 – przepływomierz, 4 – czujnik rozrządu, 5 – czujnik temperatury powietrza zasysanego, 6- czujnik temperatury silnika, 7- czujnik przekładni automatycznej, 8- prędkościomierz, 9 – czujnik spalania stukowego, 10- czujnik prędkości wału korbowego, 11- akumulator, 12- przekaźnik główny,

13- sonda lambda, 14- świece zapłonowe, 15- siłownik przepustnicy, 16- obrotomierz, 17- wtryskiwacze, 18- przekaźnik pompy paliwa, 19- siłownik rozrządu, 20, 21- lampki kontrolne,

22- wskaźnik czystości filtra oparów paliwa, 23- kontrola powietrza wtórnego, 24- grzałki sond lambda, RAM – pamięć bieżąca komputera,

EPROM – programowalna pamięć stała EEPROM – pamięć programowalna i kasowalna.


54

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany ćwiczeń. 1. Co rozumiesz pod pojęciem: maszyna? 2. Jakie znasz maszyny ze względu na ich przeznaczenie? 3. Co odróżnia silnik od maszyny roboczej? 4. Czego można się dowiedzieć z tabliczki znamionowej maszyny? 5. Jak działa pompa wyporowa? 6. Jakie znasz pompy wyporowe? 7. Na podstawie rysunku wyjaśnij działanie pompy zębatej, 8. Jak jest zbudowana oraz jak działa pompa wirowa? 9. Jakie silniki spalinowe stosuje się do napędzania samochodów? 10. Jak nazywają się elementy zewnętrzne i wewnętrzne silnika spalinowego? 11. W jaki sposób działa układ korbowy silnika? 12. Dlaczego silnik spalinowy musi mieć rozrząd? 13. Czego można się dowiedzieć z charakterystyki eksploatacyjnej silnika? 14. Na czym polega działanie układu dolotowego współczesnego silnika spalinowego? 15. Jaką rolę pełni sonda lambda w układzie wylotowym? 16. Czym się charakteryzuje duży i mały obieg w cieczowym układzie chłodzenia? 17. Jaka jest „droga” przepływu oleju w układzie olejenia silnika? 18. Czym różni się sprężarka od wentylatora? 19. Do czego stosuje się silniki elektryczne w samochodzie? 20. Jakie jest przeznaczenie układów wchodzących w skład podwozia samochodu? 21. Jakie zadania spełniają zespoły w układzie napędowym samochodu? 22. Jakie jest zastosowanie przegubów krzyżakowych i kulowych? 23. Jaka jest budowa układu zawieszenia? 24. Trapez zwrotniczy to mechanizm jakiego układu w samochodzie? 25. Na czym polega działanie dwuobwodowego układu hamulcowego? 26. Jakie obwody wchodzą w skład instalacji elektrycznej samochodu? 27. Na czym polega działanie obwodu rozruchu? 28. Co rozumiesz pod pojęciem instalacji elektronicznej w samochodzie? 29. Na czym polega proces sterowania? 30. Co podlega sterowaniu w układach i instalacjach samochodu? 31. Jakie zadania spełniają czujniki? 32. Po co we współczesnych samochodach osobowych stosuje się złącze testowe? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Pojazd samochodowy to skomplikowane urządzenie techniczne, jako całość stanowi maszynę roboczą ale zawiera w sobie wiele maszyn: mechanicznych, elektrycznych. Dokonując oględzin samochodu oraz analizując dokumentację techniczno – ruchową, zidentyfikuj maszyny wmontowane do samochodu oraz opisz je zgodnie z załączonym formularzem. Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z instrukcją bhp oraz instrukcją użytkowania podnośnika samochodowego, 2) dokonać oględzin podwozia i nadwozia samochodu,


55

3) zapoznać się z dokumentacją techniczno – ruchową samochodu, 4) wypełnić załączony formularz oględzin

Wyposażenie stanowiska pracy: – samochód osobowy na podnośniku, – lampa oświetleniowa przenośna oraz komplet narzędzi monterskich, – dokumentacja techniczno – ruchowa samochodu, – materiały piśmienne, formularz oględzin. Formularz oględzin 1 Nazwa maszyny

2 Jakie funkcje pełni w samochodzie

3 Do jakiej grupy maszyn należy (zgodnie z rys. 32) poradnika dla ucznia

4 Jakie rodzaje energii przekształca

5 Charakterystyka techniczna – wykaz podstawowych parametrów

6 Opis zamocowania maszyny – wykaz podstawowych narzędzi koniecznych do prac demontażowo-monterskich

7 W przypadku jakich prac blacharskich zajdzie konieczność demontażu maszyny

8 Wykaz zagrożeń, jakie mogą wystąpić podczas prac blacharskich

Ćwiczenie 2 Podczas prac blacharskich będziesz miał do czynienia z różnymi układami wchodzącymi w skład podwozia samochodu, jednym z nich jest układ nośny i jezdny. Wykorzystując rzeczywisty samochód oraz jego dokumentację techniczno-ruchową scharakteryzuj układ nośny i jezdny oraz wykonaj podstawowe czynności obsługowe. Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zastosować zasady bhp na stanowisku pracy, 2) dokonać oględzin podwozia i nadwozia samochodu w celu zidentyfikowania zespołów

i części układu nośnego i jezdnego, 3) sporządzić wykaz zespołów i części układu nośnego i jezdnego zwracając uwagę na

poprawne nazewnictwo oraz wykorzystując dokumentację techniczno-ruchową, 4) opisać sposób mocowania zawieszenia do kadłuba samochodu oraz sporządzić wykaz

narzędzi monterskich oraz narzędzi specjalnych koniecznych do wymontowania zawieszenia z samochodu,

5) scharakteryzować (opisać przytaczając dane liczbowe oraz nazewnictwo) koła jezdne samochodu wykorzystując dokumentację techniczno-ruchową,


56

6) zdemontować i zamontować koło jezdne korzystając z podnośnika warsztatowego oraz z podnośnika będącego na wyposażeniu fabrycznym samochodu,

7) sprawdzić, ewentualnie uzupełnić ciśnienie we wszystkich kołach samochodu, 8) doprowadzić stanowisko pracy do należytego porządku.


− samochód osobowy na podnośniku, − dokumentacja techniczno-ruchowa, − komplet narzędzi monterskich, − urządzenie do pompowania opon, − materiały piśmienne. Ćwiczenie 3

Zdemontuj i wmontuj wskazany przez nauczyciela układ podwozia samochodu. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z zasadami bhp podczas wykonywania prac demontażowo-monterskich, 2) scharakteryzować poprzez oględziny wskazany zespół układu podwozia, 3) przedstawić w formie graficznej tok czynności demontażowych podczas wymontowania

z samochodu zespół podwozia, w szczególności opisać kolejność demontażu, punkty mocowania zespołu, czynności poprzedzające demontaż właściwy, wykaz narzędzi monterskich i specjalnych,

4) zgromadzić zestaw niezbędnych narzędzi monterskich, przyrządów specjalnych, sprawdzić ich jakość i przydatność,

5) wymontować zespół z samochodu, 6) zamontować zespół na stojaku demontażowo-monterskim, 7) wmontować zespół do samochodu, 8) sprawdzić poprawność wmontowania poprzez oględziny i próbę działania, 9) dokonać analizy wykonanych czynności, w szczególności sporządzić wykaz popełnionych

błędów oraz sposoby ich poprawienia.

Wyposażenie stanowiska pracy: − samochód osobowy na podnośniku, − zestaw urządzeń, narzędzi monterskich i specjalnych, − dokumentacja techniczno-ruchowa samochodu, − techniczne środki bhp i p.poż., − materiały piśmienne. Ćwiczenie 4

Wykonaj zestaw czynności obsługi codziennej po naprawie nadwozia, a przed przekazaniem samochodu klientowi.


1) poprzez oględziny sprawdzić poprawność mocowania wcześniej zdemontowanych elementów samochodu,

2) wykonać obsługę codzienną samochodu zgodnie z dokumentacją eksploatacyjną,


57

3) wykonać próbę uruchomienia samochodu oraz sprawdzić działanie elementów sterowania samochodu,

4) umyć i posprzątać samochód, 5) zaprezentować sposób przekazania samochodu klientowi.


− samochód po naprawie nadwozia na podnośniku, − urządzenie do mycia samochodu, − odkurzacz przemysłowy, − komplet narzędzi monterskich, − materiały eksploatacyjne. 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) rozróżnić maszyny występujące w pojazdach samochodowych? 2) wskazać zastosowanie podstawowych silników i maszyn roboczych? 3) zaplanować narzędzia monterskie do zadanego rodzaju połączenia? 4) przyporządkować zespoły, mechanizmy i części do układów podwozia? 5) scharakteryzować zadania i przeznaczenie układów podwozia? 6) wyróżnić elementy elektryczne i elektroniczne instalacji

elektrycznej samochodu? 7) zaplanować tok wymontowania zespołu podwozia z samochodu? 8) sprawdzić stan techniczny samochodu po naprawie blacharskiej?


58

4.3. Organizacja pracy blacharza samochodowego 4.3.1. Materiał nauczania 4.3.1.1. Organizacja stanowiska pracy napraw nadwozia

W warsztacie napraw blacharskich mogą być wykonywane prace: − naprawy poawaryjne nadwozi, − naprawy eksploatacyjne nadwozi, − naprawy ram i struktur samonośnych, − wymiana elementów poszycia, − drobne prace ślusarskie i spawalnicze.

Warsztat blacharski powinien stanowić wydzielone pomieszczenie z całości przedsiębiorstwa samochodowego czy stacji obsługi. Powierzchnia warsztatu powinna wynosić ok. 200m2. Ze względu na hałas powstający podczas prac blacharskich blacharnia powinna być izolowana akustycznie. Dość często warsztat blacharski sytuuje się w pobliżu lakierni ze względu na sekwencję prac blacharskich i lakierniczych. Jeżeli już tak jest należy wyraźnie rozgraniczyć te dwa pomieszczenia; prace blacharskie i prace lakiernicze należą do zupełnie innych rodzajów prac. Zarówno podłogi, jak i ściany powinny być zmywalne. Ze względu na potencjalne zagrożenie pożarem pomieszczenie blacharni powinno być wykonane z materiałów niepalnych lub trudnopalnych. Hala blacharska, w której wykonywane są prace spawalnicze i cięcie blach musi być podzielona na poszczególne stanowiska ściankami (ekranami) uniemożliwiającymi rozprzestrzenianie się światła ze spawania łukowego, opiłków i iskier. Przykład rozmieszczenia pomieszczeń blacharni i lakierni przedstawia rys. 79.

Rys. 79. Warsztat blacharsko – lakierniczy [18]

Warsztat blacharski powinien być wyposażony w instalacje:

− instalacje elektryczne: jednofazową 24V, jednofazową 230V, trójfazową 230/400V, − instalację sprężonego powietrza, ciśnienie 1 MPa, − instalację wodociągową i kanalizacyjną, − wentylację mechaniczną oraz odsysania spalin, a ponadto: − grzewczą, − telefoniczną i internetową Zagospodarowanie pomieszczenia warsztatu blacharskiego przedstawiają rysunki: 79, 80 i 82.


59

Rys. 80. Przykład warsztatu blacharskiego [10, s. 120] 1 – stoł blacharski, 2-nożyce elektryczne przewoźne, 3-płyta blacharska, 4-stół spawalniczy z odsysaczem,

5- aparat do spawania w osłonie CO2 do blach cienkich, 6-zgrzewarka punkowa, 7-spawarka elektryczna wirowa, 8-wózek ze sprzętem do spawania , 9-uniwersalna rama do prostowania nadwozi, 10-stół ślusarski,

11- szafka, 12- parawan (ekran), 13-wózek na elementy blach, 14-regał, wózek do przesuwania samochodów, A- prowadnice do kotwienia cięgien ramy do prostowania nadwozi.

Pozostałe symbole nie oznaczone na rys. 80 i 82 przedstawia rys. 81.

Rys. 81. Oznaczenia w stacjach obsługi [3, s. 67]

Inny przykład pomieszczenia do wykonywania prac blacharskich przedstawia rys. 80. Jest to

pomieszczenie małej stacji obsługi do wykonywania nie tylko prac blacharskich, ale również innych prac spawalniczych oraz kuźnia. Wykonywane są tu prace: − prostowania i kształtowania uszkodzonych elementów nadwozia, − naprawcze chłodnic i przewodów paliwowych, − spawalnicze (w ograniczonym zakresie), − drobne prace kuzienne i naprawa resorów.


60

Rys .82. Blacharnia, spawania i kuźnia [3, s. 204] 1 - stołek warsztatowy, 2 - stół spawalniczy, 3 - kotlina kuzienna, 4 - skrzynka na koks, 5,6 - wanny, 7 - kowadło,

8 - stół blacharski, 9 - szafka narzędziowa, 10,11 - stół ślusarski z płytą traserską, 12 - uchwyt do wiertarki, 13 - tablica narzędziowa, 14 - nożyce dźwigniowe, 15 - szlifierka, 16 - podstawa do montowania resorów,

17 - wciągarka, 18 - wózek spawalniczy, 19-wieszak na narzędzia.

Ponadto na wyposażeniu każdego warsztatu mechanicznego powinien być zestaw uniwersalnych narzędzi monterskich, np. jak na rys.83 oraz rys.84.

Rys. 83. Uniwersalne narzędzia monterskie 1 [18]


61

Rys. 84. Uniwersalne narzędzia monterskie 2 [18]

4.3.1.2. Przestrzeganie zasad bhp i p.poż. w warsztacie blacharskim

Podczas prac blacharskich można spodziewać się zagrożeń: − pożarowych wynikających ze stosowania palnika spawalniczego, − termicznych, − emisji silnie toksycznych gazów, − wybuchu paliwa, − mechanicznych uderzeń podczas np. prostowania nadwozia, − wywołanych hałasem. Przeciwdziałanie powstawaniu pożaru

Pomieszczenie musi być wyposażone w niezbędny sprzęt gaśniczy, prace przy otwartym ogniu należy izolować ekranami ochronnymi, materiały łatwo zapalne lub wybuchowe nie mogą znajdować się w promieniu 10m od źródła ognia lub iskrzenia. Rysunki poniżej przedstawiają charakterystyczne sytuacje , w których może znaleźć się spawacz podczas prac blacharskich.

Rys. 85. Strefy zagrożenia pożarowego na stanowisku spawania [18]


62

Rys. 86. Wpływ wysokości spawania na zasięg padania iskier, poniżej: niebezpieczeństwo odbicia iskier. [18] Zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym

Prąd elektryczny może być niebezpieczny, jeśli dojdzie do zwarcia elektrycznego; warsztat blacharski wyposażony jest w cały szereg urządzeń i narzędzi o napędzie elektrycznym; szczególnie narażone na powstanie zwarć są narzędzia ręczne i przenośne zasilane długimi przewodami zasilającymi. Można redukować lub eliminować te zagrożenia poprzez: − stosowanie osłon kabli, − stosowanie zintegrowanego zasilania stanowisk roboczych umieszczonych pod stropem

głowic zasilających, − zastępowanie narzędzi zasilanych prądem elektrycznym narzędziami pneumatycznymi, − stosowanie zasilania akumulatorowego, − stosowanie butów i nakolanników ochronnych. Walka z hałasem

Prace blacharskie sprzyjają powstawaniu hałasu; właściwe zaprojektowanie pomieszczenia i rozmieszczenia okien i drzwi pozwala wydatnie zmniejszyć poziom hałasu. Podczas wyposażania blacharni w maszyny i urządzenia należy kierować się także poziomem hałasu jaki wytwarzają , należy pamiętać: − wszelkie napędy przy użyciu przekładni pasowych są cichsze niż inne napędy, − sprężarki rotacyjne są wyraźnie cichsze niż tłokowe, − wentylatory promieniowe wykazują mniejszy poziom hałasu niż osiowe, − stosowanie pras zamiast młotków i klepadeł wycisza pomieszczenie, − piły brzeszczotowe i obrotowe tarcze tnące należy zastępować nożycami elektrycznymi. Ochrona dróg oddechowych

Szkodliwość wdychanych gazów, pyłów i oparów jest dziś powszechnie znana; w celu ograniczenia i eliminacji zagrożeń należy: − stosować skuteczną wentylację pomieszczeń wymuszającą jednokierunkowy przepływ

powietrza, − stosować stanowiskowe urządzenia odsysające, − używać indywidualnych masek.


63

Indywidualne środki ochrony Blacharz samochodowy obowiązany jest wykonywać pracę stosując odzież roboczą

i ochronną oraz stosownie do wykonywanej pracy na danym stanowisku używać indywidualnych środków ochrony rąk, oczu, stóp, głowy i uszu.

Ubranie robocze to odzież chroniąca pracownika w czasie pracy, zastępująca jego własne ubranie. Odzież ochronna to specjalne ubranie chroniące określone części ciała pracownika w czasie wykonywania określonej pracy. Ochrona rąk polega na stosowaniu rękawic ochronnych oraz środków ochrony skóry. Ręce są narażone zdecydowanie częściej na urazy i skaleczenia, rys. 88 przedstawia w sposób poglądowy jak chronić ręce przed urazami.

Rys. 87. Indywidualne środki ochrony [18] Rys. 88. Sposoby zapewniania bezpieczeństwa rąk [18] Oczy są bardzo delikatnym organem człowieka, równocześnie szczególnie narażone na

urazy. Pracownik niejednokrotnie musi zbliżyć oczy do przedmiotów pracy. Dlatego też wszędzie tam gdzie w powietrzu unoszą się iskry, odpryski, odpadają cząstki brudu należy stosować okulary ochronne skonstruowane tak, by chroniły całą przestrzeń wokół oczu.

Rys. 89. Zabezpieczenie głowy blacharza podczas spawania [18]

Blacharz samochodowy powinien być wyposażony w ubranie robocze składające się

kombinezonu drelichowego, koszuli flanelowej, czapki drelichowej lub beretu; ponadto powinien otrzymać trzewiki przemysłowe, kamizelkę lub bluzę ocieplaną rękawice brezentowe okulary ochronne, buty gumowe i fartuch nieprzemakalny. Spawaczowi należy udostępnić


64

okulary spawalnicze, środki ochrony słuchu, środki ochrony układu oddechowego, ubranie ochronne dla spawacza i rękawice ochronne.

Każdy pracownik pracujący przy samochodach powinien umieć obsługiwać typowe podnośniki samochodowe oraz wykonywać proste czynności obsługowe i przygotowawcze do napraw.

Rys. 90. Podnośnik samochodowy Rys. 91. Podnośniki i podstawki samochodowe [18] dwukolumnowy [18]

Wprowadzenie samochodu na stanowisko pracy:

− przed wprowadzeniem samochodu na stanowisko należy upewnić się, czy nie zagraża to bezpieczeństwu innych osób,

− przed wprowadzeniem samochodu na stanowisko należy go umyć, − po wprowadzeniu samochodu należy unieruchomić silnik, − praca silnika na stanowisku jest dozwolona, gdy zapewnione jest odprowadzanie spalin

poprzez wyciąg oraz gdy działa wentylacja mechaniczna – rys. 93. Zabezpieczenie samochodu na stanowisku

− należy unieruchomić samochód hamulcem ręcznym, − przed podniesieniem samochodu należy sprawdzić stan techniczny podnośnika, − należy bezwzględnie stosować się do instrukcji użytkowania danego typu podnośnika, − wykonywanie jakichkolwiek czynności przy uniesionym samochodzie jest dozwolone, jeśli

samochód stoi na podstawkach lub podnośnik jest fabrycznie do tego przystosowany.

Rys. 92. Odsysanie spalin [18] Rys. 93. Miejscowe odsysanie kurzu, spalin [18]


65

Rys. 94. Opróżnianie oleju [18]

Przepisy bhp nakazują stosowanie umownych znaków na stanowiskach pracy. Kolorem czerwonym oznacza się znaki zakazu, np.

− znaki zakazu wstępu do określonych pomieszczeń lub stref, − znaki zabraniające wykonywania określonych czynności, oraz do oznaczania urządzeń i sprzętu w sytuacjach nadzwyczajnych, np.: − znaki zakazu wstępu do określonych pomieszczeń lub stref, − znaki zabraniające wykonywania określonych czynności, − oraz do oznaczania urządzeń i sprzętu w sytuacjach nadzwyczajnych, np. − oznaczanie włączników instalacji alarmowych, − oznaczanie podręcznego, − sprzętu przeciwpożarowego, − oznaczanie awaryjnych wyłączników maszyn i obwodów elektrycznych.

Rys. 95. Symbole zakazu [18]


66

Rys. 96. Znaki nakazu [18]

Kolorem ciemnoniebieskim oznacza się: − znaki wyrażające nakazy stosowania określonych środków ochrony osobistej.

Kolor zielony określa: − kierunki ewakuacji, − wyjścia ewakuacyjne, − punkty pomocy medycznej.

Kolor żółty to kolor ostrzegania przed zagrożeniami: − pożarowymi i wybuchowymi, − elektrycznymi i radiologicznymi, − chemicznymi i termicznymi, − mechanicznymi.

Przedstawione tu zasady bezpiecznej pracy mają charakter ogólny i odnoszą się do każdego stanowiska pracy blacharza samochodowego. Przepisy i zasady szczegółowe dotyczące bezpieczeństwa pracy na konkretnych stanowiskach oraz podczas wykonywania konkretnych operacji naprawczych zostaną przedstawione w kolejnych jednostkach modułowych. 4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie prace wykonuje się w warsztacie blacharskim? 2. W jakie instalacje powinien być wyposażony warsztat blacharski? 3. W jakie meble (specjalistyczne) należy wyposażyć warsztat blacharski? 4. Jakie maszyny i urządzenia powinny być w warsztacie blacharskim? 5. Z jakich narzędzi powinien się składać uniwersalny komplet narzędzi monterskich? 6. Jakie zagrożenia mogą wystąpić podczas prac blacharskich? 7. W jakiej odległości nie należy przechowywać materiałów łatwopalnych od stanowiska

spawania otwartym ogniem? 8. Jak można zapobiegać porażeniu prądem elektrycznym? 9. W jaki sposób można zmniejszyć uciążliwości pracy związane z hałasem? 10. Z jakich elementów składa się indywidualna ochrona blacharza samochodowego? 11. Jak zabezpieczyć samochód na stanowisku prac blacharskich? 12. Jakie znasz przykłady znaków bezpieczeństwa oznaczanych kolorem czerwonym? 13. Czego dotyczą znaki bezpieczeństwa oznaczane kolorem ciemnoniebieskim?


67

4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj organizację i wyposażenie oraz wykonaj czynności obsługowe przy instalacjach i urządzeniach warsztatu blacharskiego.


1) zidentyfikować instalacje warsztatu blacharskiego, 2) narysować schematy blokowe instalacji: elektrycznej, pneumatycznej, 3) scharakteryzować budowę oraz czynności obsługowe podnośnika samochodowego, 4) wybrać maszyny i urządzenia będące na wyposażeniu warsztatu do wskazanych przez

nauczyciela czynności, 5) wykonać wybrane czynności obsługowe przy maszynach i urządzeniach instalacji warsztatu

blacharskiego, 6) na podstawie tablic informacyjnych i ostrzegawczych opisać zagrożenia występujące

podczas prac blacharskich, 7) zastosować indywidualne środki ochrony.

Wyposażenie stanowiska pracy: − ubranie robocze, ochronne oraz środki ochrony osobistej pracownika, − instrukcje użytkowania maszyn i urządzeń, bhp i p.poż, − warsztat blacharski z wyposażeniem w podstawowe instalacje, − materiały piśmienne. Ćwiczenie 2 Zaplanuj organizację stanowiska ślusarskiego w małym warsztacie blacharskim.


Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) narysować rzut pomieszczenia warsztatu blacharskiego w podziałce, 2) zaplanować ilość miejsca, które przeznaczysz na stanowisko ślusarskie, 3) sporządzić wykaz wyposażenia stanowiska ślusarskiego, 4) wrysować w rzut pomieszczenia, posługując się znakami umownymi to wyposażenie, 5) wrysować w rzut pomieszczenia te instalacje, które będą niezbędne w pracach ślusarskich, 6) dokonać charakterystyki technicznej kilku urządzeń lub narzędzi.

Wyposażenie stanowiska pracy: − materiały piśmienne i kreślarskie, − literatura dotycząca organizacji napraw blacharskich, − katalogi handlowe maszyn i narzędzi blacharskich, − zestaw komputerowy z dostępem do Internetu, − stanowisko ślusarskie.


68

Ćwiczenie 3 Zaplanuj organizację wskazanego stanowiska specjalistycznego blacharza samochodowego.


1) rozplanować powierzchnię pomieszczenia warsztatu blacharskiego na niezbędne stanowiska pracy,

2) sporządzić wykaz urządzeń, maszyn i narzędzi stanowiska specjalistycznego do prac blacharskich,

3) wrysować te urządzenia stosując symbole umowne, 4) dokonać charakterystyki technicznej przykładowych maszyn i narzędzi dla tego stanowiska,

korzystając z dostępnych źródeł informacji.

Wyposażenie stanowiska pracy: − materiały piśmienne i kreślarskie, − katalogi handlowe, − zestaw komputerowy z dostępem do Internetu, − stanowisko specjalistyczne blacharza samochodowego. Ćwiczenie 4

Dobierz indywidualne środki ochrony do określonej (wskazanej) pracy. Sporządź charakterystykę sprzętu bhp będącego środkami ochrony osobistej spawacza gazowego.


1) sporządzić wykaz zagrożeń jakie występują podczas prac spawalniczych, 2) dobrać ubranie ochronne oraz inny sprzęt osobisty spawacza gazowego, 3) scharakteryzować wybrane przykłady sprzętu ochrony osobistej spawacza.


− zestaw środków ochrony osobistej, − specyfikacje zagrożeń bhp, − katalogi handlowe, − zestaw komputerowy z dostępem do Internetu. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) rozplanować ustawienie mebli, maszyn i urządzeń w warsztacie blacharskim? 2) dobrać maszyny i urządzenia do stanowisk pracy blacharza

samochodowego? 3) dokonać charakterystyki technicznej typowych maszyn

i urządzeń oraz narzędzi blacharskich? 4) sporządzić wykaz zagrożeń oraz sposobów zapobiegania tym

zagrożeniom na typowych stanowiskach pracy blacharza samochodowego?

5) dobrać środki ochrony osobistej blacharza samochodowego?


69

4.4. Przygotowanie samochodu do prac blacharskich 4.4.1. Materiał nauczania 4.4.1.1. Klasyfikacja nadwozi

Nadwozie jest przedmiotem pracy zawodowej blacharza samochodowego, co prawda blacharz wykonuje jeszcze inne zadania (np. wymontowuje i montuje zespoły i instalacje podwozia przygotowując nadwozie do naprawy, sprawdza działanie tych zespołów po naprawie) ale mają one charakter czynności dodatkowych i ich zakres jest uzależniony od przyjętej organizacji pracy w danym zakładzie pracy. Ponadto blacharz samochodowy może wykonywać prace związane z wytwarzaniem elementów nadwozia.

Nadwozie to zbiór dość różnorodnych elementów, do nadwozia zalicza się: − to wszystko co umożliwia ergonomiczną i bezpieczną pracę kierowcy, − te elementy, które pozwalają ergonomicznie i bezpiecznie przewozić osoby, − te elementy, które pozwalają bezpiecznie przewozić wszelkiego rodzaju ładunki, − te elementy, które pozwalają na wykonywanie specjalnych usług transportowych.

W związku z przedstawioną tu różnorodnością zadań transportowych nadwozia samochodów mogą się znacznie od siebie różnić. Przedstawienie wszystkich typów i rodzajów nadwozi przekracza ramy poradnika, dlatego też informacje dotyczące nadwozi zostały ograniczone do nadwozi najbardziej popularnych; mianowicie do nadwozi pojazdów osobowych. Inne nadwozia stanowią jedynie wzmiankę, natomiast nadwozia pojazdów do wykonywania specjalnych usług transportowych zostały pominięte. Istnieje kilka klasyfikacji nadwozi, dla blacharza wystarczającą klasyfikacją jest klasyfikacja wg przeznaczenia użytkowego, wg tej klasyfikacji wyróżnia się nadwozia, rys 97: − do przewozu ludzi, − do przewozu towarów, − usługowe. Rys. 98, 99, 100 przedstawiają nadwozia wg. przeznaczenia użytkowego.

Rys. 97. Podział samochodów wg przeznaczenia [17, s. 58]


70

Rys. 98. Samochód do przewozu towarów [14, s. 515]

Rys. 99. Samochód do przewozu osób – kareta 3 – bryłowa [17, s. 27]

Rys. 100. Samochód do wykonywania usług [14, s. 578] Rys. 101. Podział nadwozi [17, s. 38]

Klasyfikację nadwozi samochodów osobowych wg kształtu zewnętrznego przedstawia

rys. 101. Przedstawiony podział dzieli samochód na części (bryły), z których składa się sylwetka nadwozia. Drugie kryterium podziału to forma nadwozia: zamknięta, otwarta i mieszana. W każdej z form wyróżnia się różne typy nadwozi, np. kareta, kabriolet.


71

Rysunek 102 obrazuje formy nadwozi w postaci sylwetki nadwozia.

Rys. 102. Formy nadwozi [14, s. 37]

W ostatnim okresie modne stało się dzielenie samochodów osobowych na sektory handlowe

– tabela 2. Podział jest wynikiem głównie konkurencji na bardzo wymagającym rynku samochodowym. Poszczególne sektory mają nazwy liter alfabetu, co daje możliwość rozróżniania samochodów przez przeciętnego klienta.

Tabela 2 Samochody osobowe wg sektora handlowego [14, s. 56]


72

4.4.1.2. Struktura nośna nadwozia We współczesnych konstrukcjach nadwozi samochodów osobowych można wyróżnić

podstawowe ich zespoły: − struktura nośna, − poszycia zewnętrzne i pokrywy, − zewnętrzne i wewnętrzne elementy wyposażenia, − wyposażenie zwiększające bezpieczeństwo, − wentylacja, ogrzewanie i klimatyzacja. Struktura nośna nadwozia to kadłub samochodu. Podstawowym zadaniem kadłuba jest przenoszenie obciążeń, zarówno na postoju, jak i w czasie jazdy. Szczególne znaczenie ma struktura nośna nadwozia podczas kolizji, bowiem to od niej zależy bezpieczeństwo bierne samochodu. Struktury nośne występują pod postacią ramy lub konstrukcji samonośnej. Najczęściej spotykane ramy to ramy podłużnicowe, ramy płytowe oraz ramy platformowy. Rama podłużnicowa to dwie podłużne belki połączone kilkoma poprzeczkami, stosuje się je w samochodach osobowych – terenowych oraz powszechnie w samochodach ciężarowych. Ramy płytowe (podłogowe) to płaskie wytłoczki podłogi usztywnione kształtownikami wykonanymi z blachy – wszystko połączone spawaniem lub zgrzewaniem. Ramy platformowe są podobne do ram płytowych, są jednak bardziej rozbudowane przestrzennie, oprócz wytłoczek z blachy mogą mieć elementy rurowe. Ramy podłużnicowe powszechnie stosuje się w samochodach ciężarowych, samochody osobowe wyposaża się w ramy platformowe lub płytowe. Ramy platformowe i płytowe wykonuje się z elementów tłoczonych z blachy.

Rys. 103. Rama podłużnicowa samochodu osobowego, Rys. 104. Rama platformowa [17, s. 69] poniżej przedstawiono przekroje podłużnic [17, s. 268]

Współczesne samochody osobowe mają konstrukcję samonośną w postaci konstrukcji skorupowej lub szkieletowej. Samonośne nadwozie skorupowe to wytłoczki z blachy cienkiej połączone w sposób umożliwiający przenoszenie obciążeń.

Kształt wytłoczek to profile zamknięte, które następnie łączy się przy pomocy zgrzewania punktowego. Produkcja kadłuba skorupowego polega na: − wykonaniu podzespołu wytłoczek podłogi wraz ze wzmocnieniami w oddzielnym

przyrządzie, − wykonaniu segmentu przedniego z przegrodą czołową również w oddzielnym przyrządzie

do zgrzewania punkowego,


73

− wykonaniu ściany bocznej prawej oraz ściany bocznej lewej, każda w oddzielnym przyrządzie,

− wykonaniu dachu z otworami na okna przednie i tylne, − połączeniu wykonanych uprzednio podzespołów w jedną całość w głównym przyrządzie

spawalniczym, tzw. konduktorem głównym metodą zgrzewania punktowego.

Rys. 105. Struktura nośna skorupowa [17, s. 273]

Rys. 106. Główne przekroje struktury skorupowej[17, s. 274]

Najnowszą generacją konstrukcji samonośnych są konstrukcje szkieletowe. Konstrukcje te

cechują się tym, że w ich skład nie wchodzą elementy poszycia zewnętrznego i wewnętrznego. Takie rozwiązanie pozwoliło na zmniejszenie masy nadwozia oraz umożliwiło wykonywanie różnych typów nadwozia na bazie jednego szkieletu.

Konstrukcje szkieletowe pozwalają na budowę wielu wersji tego samego samochodu wykorzystując ten sam szkielet nadwozia.


74

Rys. 107. Nadwozie samonośne szkieletowe Rys. 108. Wersje nadwozi na bazie tego samego szkieletu. [17 s. 276] [17, s. 277] Poszycia zewnętrzne i pokrywy

Poszycia zewnętrzne i pokrywy są odejmowalnymi elementami nadwozia, nie biorą, zatem udziału w przenoszeniu obciążeń konstrukcji nośnej. Jako poszycie zewnętrzne wykonywane są błotniki przednie oraz pas przedni, w konstrukcjach szkieletowych dodatkowo mogą to być płaty zewnętrzne nadwozia. Elementy poszycia wykonuje się z blachy cienkiej, ale coraz częściej z blachy aluminiowej lub z tworzyw sztucznych. Poszycie zewnętrzne mocuje się do kadłuba przez przykręcenie wkrętami lub przez klejenie.

Wykonanie błotników przednich w formie odejmowalnego poszycia ma wzgląd praktyczny wynikający z dość częstej konieczności naprawy błotników. Poszycie odejmowalne wykonuje się coraz częściej z tworzyw sztucznych przez co zmniejsza się wydatnie ciężar nadwozia. Elementy poszycia są przyklejane do szkieletu nadwozia. Pokrywy to: drzwi boczne i tylne, pokrywa silnika i bagażnika. Pokrywy mocuje się do konstrukcji nośnej w taki sposób, by umożliwić ich łatwe otwieranie i uzyskać dostęp do wnętrza nadwozia. We współczesnych samochodach stosowane są drzwi: − pełne, − ramkowe, − połówkowe.


75

Rys. 109. Błotnik przedni jako odejmowalne poszycie,

poniżej szczegół mocowania błotnika wkrętami. [17, s. 298]

Rys. 110. Poszycie zewnętrzne z tworzyw sztucznych [17, s. 299]

Rys. 111 przedstawia elementy drzwi ramkowych, cechują się one tym, że część górna

drzwi obejmująca okno wykonywana jest oddzielnie stanowiąc charakterystyczną ramkę, w przeciwieństwie do tradycyjnych drzwi pełnych wykonywanych z dwóch dużych wytłoczek obejmujących całą powierzchnie drzwi. Drzwi połówkowe składają się jedynie z części dolnej, szyba drzwi nie ma prowadzenia zewnętrznego. Pokrywa silnika i bagażnika zbudowana jest ze szkieletu oraz zewnętrznego poszycia, pozwala to na zachowanie sztywności przy małym ciężarze. Pokrywy wykańcza się zawiasami, zamkami i wykładzinami dźwiękochłonnymi. Bardziej skomplikowane jest wyposażenie drzwi bocznych, zawierają one ponadto: mechanizm opuszczania szyby, ogranicznik otwarcia, klamki z blokadą oraz wyłożenie tapicerskie. Podczas montażu odejmowalnych poszyć i pokryw należy zachować odpowiednią wielkość i równomierność szczelin pomiędzy krawędziami pokryw, a sąsiednimi elementami nadwozia.


76

Rys. 111. Drzwi boczne ramkowe [17, s. 300

1 – ramka okna, 2,3,4,5,7,8,9 – wzmocnienia, 6 – płat wewnętrzny, 10 –płat zewnętrzny. Zewnętrzne i wewnętrzne elementy wyposażenia

Współczesny samochód, szczególnie osobowy zawiera bardzo wiele oraz bardzo zróżnicowanych elementów wyposażenia zewnętrznego i wewnętrznego. W poradniku będą omówione tylko niektóre elementy.

Do zewnętrznych elementów wyposażenia zalicza się: − zderzaki i listwy ochronne, − elementy ozdobne, − elementy oświetlenia, − lusterka zewnętrzne.

Rys. 112. Szczeliny montażowe [17, s. 1] Rys. 113. Konstrukcja zderzaka a) elementy składowe, b) sposób mocowania [17 s. 313]

Głównym zadaniem zderzaków jest ochrona nadwozia przed skutkami drobnych kolizji. Wykonuje się je z tworzyw sztucznych, przez co zmniejsza się masę nadwozia, zmniejsza koszty produkcji i naprawy, oraz powiększa własności pochłaniania energii.

Okna samochodu wykonuje się ze szkła nieorganicznego wysokiej jakości. Wymagania, jakie stawia się szkłu na okna samochodowe to przezroczystość oraz odporność na uszkodzenia


77

mechaniczne, w tym zachowanie się szkła po rozbiciu. Obecnie szkło na okna jest klejone wielowarstwowo, zapewnia to ograniczenie okaleczenia kierowcy i pasażerów w razie rozbicia oraz daje możliwość ograniczonej widoczności, mimo, że pęknięta szyba nie rozsypała się na elementy. Współczesne szyby montuje się w nadwoziu przez wklejenie.

Daje to wymierne korzyści: − usztywnia nadwozie, − zwiększa szczelność połączenia, − umożliwia automatyzację montażu, − obniża masę, − poprawia własności aerodynamiczne nadwozia

Rys. 114. Szyba przednia wklejana [17, s. 319]

1 – szyba, 2 – folia łącząca, 3 – profil uszczelniający, 4 – spoiwo, 5 – profil łączący szybę z nadwoziem, 6 -blacha nadwozia.

Oświetlenie powinno być mocowane do nieruchomych elementów nadwozia w celu

eliminacji drgań. Stosuje się tzw. reflektory zespolone, do których nie ma dostępu z zewnątrz. Rozmieszczenie elementów oświetlenia regulują przepisy, rys. 115

Rys. 115. Wymagania dotyczące rozmieszczenia świateł przednich [17, s. 330]

Wewnętrzne elementy wyposażenia stanowią:

− tablica rozdzielcza, − siedzenia, − wykładziny: głusząca, użytkowa, estetyczna, − inne drobne elementy wyposażenia.


78

Rys. 116. Elementy tablicy rozdzielczej[17, s. 336] Rys. 117. Siedzenie przednie [17, s. 341] 1 – płyta główna, 2 – osłona głośnika, 3,4 – lewa siedzeń prawa osłona, 5 – osłona środkowa, 6 – popielniczka, 7 – nakładka przycisków, 8-wnęka, 9,10 – schowki.

Od siedzeń wymaga się: − spełnienia wymagań komfortu jazdy, − zapewnienia bezpieczeństwa podczas kolizji, − spełnienia wymogów ergonomii, − aby zapewniały zmianę funkcji wnętrza nadwozia poprzez ich składanie.

Wykładziny, spełniają funkcje: fonoizolacyjne, dźwiękochłonne i tłumiące. Celem fonoizolacji jest zapobiegnięcie przedostawaniu się dźwięku z jednej strony przegrody na drugą. Materiały dźwiękochłonne absorbują energię fal akustycznych padających na powierzchnię, a tłumiące zmniejszają amplitudę drgań fal dźwiękowych. Współczesne wykładziny mają strukturę wielowarstwową klejoną.

Wyposażenie specjalistyczne nadwozia: − elementy zwiększające bezpieczeństwo (pasy bezpieczeństwa, poduszki gazowe, oraz inne

systemy bezpieczeństwa), − elementy zwiększające komfort jazdy (wentylacja, ogrzewanie, klimatyzacja)

Rys. 118. Rozmieszczenie wykładzin w samochodzie [17, s. 355]


79

Właściwe warunki klimatyczne panujące we wnętrzu nadwozia mają decydujące znaczenie dla komfortu jazdy. Komfort jazdy to zdolność kierowcy do koncentracji a to zwiększa bezpieczeństwo prewencyjne. We współczesnych samochodach stosuje się urządzenia wentylacyjne, ogrzewające i klimatyzacyjne.

Rys. 119. Rozmieszczenie punktów kotwiczenia Rys. 120. Poduszki gazowe kierowcy i pasażera [17, s. 365] pasów bezpieczeństwa [17, s. 359] 1 – 8 punkty mocowania pasów 4.4.1.3. Wpływ sił i czynników zewnętrznych na bezpieczeństwo jazdy

Podczas jazdy na samochód działają siły zewnętrzne; duża z nich część oddziałuje bezpośrednio na nadwozie samochodu. Podczas przyśpieszania i hamowania występuje siła bezwładności wynikająca z masy samochodu, przy ruchu po torze krzywoliniowym występuje siła odśrodkowa, na nadwozie działa opór aerodynamiczny. Podczas kolizji wielkość tych sił jest ogromna, bowiem w bardzo krótkim czasie energia kinetyczna samochodu wynikająca z jego prędkości musi ulec przekształceniu. To, jak jest zbudowane nadwozie wpływa nie tylko na komfort jazdy, ale bardzo często decyduje o życiu pasażerów. Konstrukcja nadwozia ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo pasażerów, wpływa ponadto na sumaryczne opory ruchu, w szczególności na opór aerodynamiczny.

Rys. 121. Układ wentylacji i ogrzewania. [17, s. 378] Rys. 122. Strugi powietrza opływające A – powietrze zimne, z zewnątrz, nadwozie [17, s. 134] B – powietrze nagrzane, C – powietrze zużyte, kierowane na zewnątrz


80

Przepływające powietrze podczas ruchu samochodu, w szczególności przy dużych prędkościach, wywołuje powstanie oporu na zewnętrznych powierzchniach samochodu, opór ten nazywa się oporem aerodynamicznym. Jego wielkość ma wpływ na stateczność kierunkową samochodu, ma także bardzo wymierny wpływ na zużycie paliwa. Opór aerodynamiczny zależy od kilku czynników, z czego ważnym czynnikiem jest kształt nadwozia wyrażany tzw. współczynnikiem kształtu nadwozia- Cx. Im nadwozie ma bardziej opływowy kształt, przypominający kształt jaki przyjmuje spadająca swobodnie kropla wody, tym współczynnik Cx jest mniejszy i opory aerodynamiczne są mniejsze. Podczas konstruowania nadwozia, w urządzeniach zwanych tunelami aerodynamicznymi bada się opór aerodynamiczny samochodu i tak kształtuje nadwozie, by był jak najmniejszy (rys. 122). Konstruując bryłę nadwozia zwraca się uwagę między innymi na: − kąt pochylenia szyby przedniej, − kąt pochylenia ściany przedniej oraz zaokrąglenia, − zbieżność ścian błotników, Konstrukcja nadwozia samonośnego współczesnego samochodu osobowego musi spełniać warunek właściwej sztywności podczas przenoszenia sił, ale także musi zapewnić ochronę przewożonym osobom i ładunkom. Zapewnia się to poprzez takie zabiegi konstrukcyjne i wykonawcze, by nadwozie było podatne na odkształcenia i w ten sposób rozpraszało energię zderzenia. Rysunek 123 wyjaśnia w jaki sposób konstruktor może wpłynąć na podatność odkształceniową blach nadwozia. Okazuje się, że miejscowe osłabienie przekroju blachy może wywołać różne spiętrzenie naprężeń. Na rysunku pokazano dwa odcinki blachy osłabione w tym samym stopniu, ale innym kształtem osłabienia, powoduje to że spiętrzenie naprężeń występuje w innych miejscach blachy. Zjawisko to wykorzystuje się do takiego osłabiania blach nadwozia, by podczas zderzenia odkształcało się ono w miejscach dla nas korzystnych.

Rys. 123. Zróżnicowanie spiętrzenia naprężeń w zależności

od kształtu przewężenia [6, cz. II, s. 32]

Rys. 124. Zróżnicowanie wytrzymałości Rys. 125. Rozpraszanie energii zderzenia [6, cz. II s. 38] elementów nadwozia [6, cz. II, s. 35


81

Rysunek 125 przedstawia rozpraszanie siły uderzenia wzdłużnego F0 na skutek kontrolowanych zgniotów przedniej części nadwozia, tak by siły F2 - F4 były na tyle mały, że znajdujące się w przestrzeni środkowej osoby nie ucierpiały w wyniku zderzenia. Rysunek 124 przedstawia rozmieszczenie elementów o podwyższonej (elementy ciemniejsze) i zmniejszonej (elementy jaśniejsze) wytrzymałości, przez co uzyskuje się zróżnicowaną podatność nadwozia na zgniot podczas zderzenia. 4.4.1.4. Zasady demontażu połączeń

Podczas czynności demontażowych należy przestrzegać zasady, by części po demontażu zachowały taki stan użyteczności, w jakim znajdowały się przed rozłączeniem. Uszkodzenia części podczas demontażu powstają na skutek: − wadliwego ukształtowania konstrukcji, − stosowanie nieprawidłowych czynności demontażowych, − złego stanu technicznego maszyny.

Prawidłowo wykonany demontaż, szczególnie maszyn w nie najlepszym stanie użytkowania wymaga stosowania zabiegów poprzedzających demontaż, można do nich zaliczyć: − mycie i czyszczenie zewnętrzne, − rozluźnianie połączeń, − wykonywanie określonych czynności mechanicznych.

Mycie i czyszczenie zewnętrzne ma decydujący wpływ na jakość demontażu, należy bezwzględnie przyjąć zasadę, że przed demontażem samochód musi być umyty i czysty. Rozluźnianie połączeń ma na celu usunięcie lub skruszenie produktów korozji które powstają wewnątrz połączeń w wyniku oddziaływań atmosferycznych. Do najczęściej stosowanych zabiegów poprzedzających demontaż połączeń należy: − podgrzewanie części, − stosowanie środków chemicznych, − stosowanie określonych czynności mechanicznych

Zabezpieczanie elementów znajdujących się w obrębie napraw blacharskich oraz zabezpieczanie zdemontowanych elementów przed zniszczeniem i przypadkowym zagubieniem

Bardzo często blacharz samochodowy wykonuje prace blacharskie na samochodzie kompletnie wyposażonym, kiedy musi wykonać prace miejscowe, nie wymagające całkowitego demontażu nadwozia, np. gdy w wyniku stłuczki musi odczepić zniszczony błotnik i wymienić go na nowy lub naprawić. Zachodzi wówczas konieczność wykonywania prac w bezpośrednim sąsiedztwie elementów podwozia i nadwozia samochodu, które nie mogą ucierpieć z powodu prac blacharskich. Wymogiem koniecznym jest takie zabezpieczenie miejsca wykonywania naprawy, by naprawiając jedno nie uszkodzić drugiego. Elementy wrażliwe na zabrudzenie, np. tapicerka musi być szczelnie osłonięta i zabezpieczona; podczas prac spawalniczych należy stosować koce azbestowe przeciwdziałające nagrzewaniu się elementów , podobnie należy postępować podczas wycinania elementów blachy przecinarkami. Osłona przed iskrami jest tu koniecznością. Gdy nie ma możliwości skutecznego zabezpieczenia mechanizmów czy elementów, należy je zdemontować.

Osobnym problemem jest zabezpieczenie elementów zdemontowanych przed zagubieniem lub przypadkowym zniszczeniem podczas okresu przechowywania. Istotną rolę spełniają tu odpowiednie meble w warsztacie blacharskim, na których przechowuje się zdemontowane elementy. Dlatego też warsztat blacharski powinien być wyposażony w: − stałe lub ruchome szafki na sprzęt do obsługi samochodów kompletnych, − stałe lub przenośne stanowisko do drobnych prac spawalniczych, − panele do przechowywania najczęściej używanych narzędzi, − regały do magazynowania zdemontowanych elementów.


82

4.4.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1) Do jakich celów służą nadwozia samochodowe ? 2) Czy potrafisz naszkicować nadwozie dwubryłowe? 3) Do jakiego sektora handlowego należą samochody oznaczane literą F? 4) Jakie zespoły wchodzą w skład nadwozia samochodowego? 5) Jakie występują różnice w budowie struktury nośnej skorupowej i szkieletowej? 6) Jakie korzyści daje struktura szkieletowa? 7) Z jakich materiałów wykonuje się poszycia zewnętrzne? 8) Jak mocuje się poszycia zewnętrzne? 9) Jakie są różnice w budowie drzwi bocznych pełnych i ramkowych? 10) Ile szacunkowo wynoszą szczeliny montażowe pokryw? 11) Jakie korzyści daje wklejanie szyb przednich do nadwozia? 12) Jakie funkcje spełniają wykładziny wewnętrzne? 13) Co ma wpływ na bezpieczeństwo prewencyjne? 14) W jaki sposób buduje się nadwozia samonośne, by zwiększyć bezpieczeństwo bierne? 15) Jakie czynności poprzedzają demontaż? 16) W jaki sposób zabezpieczysz nie wymontowane elementy podwozia podczas naprawy

poszycia bocznego? 17) Na czym polega magazynowanie elementów zdemontowanych podczas napraw nadwozia? 4.4.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Wykonaj demontaż i montaż wskazanego elementu nadwozia oraz przeprowadź pomiar i regulację szczelin montażowych.

Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenia powinieneś:

1) zapoznać się i stosować przepisy bhp obowiązujące na stanowisku blacharskim, 2) przedstawić w formie graficznej tok demontażu pokrywy bagażnika oraz błotnika

przedniego, korzystając z dokumentacji naprawczej samochodu osobowego, 3) zorganizować stanowisko pracy, w szczególności zgromadzić konieczne narzędzia pracy, 4) wykonać czynności przygotowawcze do demontażu pokrywy bagażnika oraz błotnika

przedniego, w szczególności zlokalizowanie punktów mocowania, 5) zdemontować pokrywę bagażnika oraz błotnik przedni, zwracając uwagę, by podczas

demontażu zabezpieczyć części przed przypadkowym zagubieniem lub zniszczeniem, 6) ocenić poprzez oględziny stopień zużycia pokrywy bagażnika oraz błotnika przedniego, 7) wmontować do samochodu pokrywę bagażnika i błotnik przedni, 8) zmierzyć wszystkie szczeliny poszyć odejmowalnych i pokryw, w razie potrzeby dokonać

regulacji, 9) uprzątnąć stanowisko pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − instrukcja przebiegu ćwiczenia wraz z przepisami bhp, − dokumentacja naprawcza samochodu, − komplet narzędzi monterskich, − warsztatowe narzędzia pomiarowe oraz wzorniki, materiały piśmienne.


83

Ćwiczenie 2 Sprawdź płytę podłogową nadwozia samonośnego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wypisać z dokumentacji naprawczej wielkości mierzone, 2) przygotować samochód do wykonania pomiaru oraz przyrządy pomiarowe, 3) zidentyfikować punkty kontrolne w płycie kontrolnej, 4) zmierzyć odległości od punktów kontrolnych porównując je z danymi fabrycznymi, 5) wykonać pomiary kontrolne po przekątnych punktów charakterystycznych płyty podłogowej

oraz wewnątrz samochodu, 6) ocenić stopień deformacji płyty podłogowej oraz całego nadwozia.

Wyposażenie stanowiska pracy: − samochód osobowy, − podnośnik samochodowy (kanał warsztatowy), − dokumentacja naprawcza nadwozia samochodowego, − liniały miernicze lub taśmy pomiarowe, − komplet narzędzi monterskich, − lampa warsztatowa, − przybory piśmienne. Ćwiczenie 3

Przygotuj drzwi boczne samochodu osobowego do prac blacharskich.


1) zapoznać się i zastosować podczas ćwiczenia przepisy bhp dotyczące prac na stanowisku blacharza,

2) zabezpieczyć wnętrze samochodu przed zabrudzeniem lub zniszczeniem, 3) zidentyfikować mechanizmy, elementy wyposażenia wewnętrznego oraz pojedyncze części

wchodzące w skład drzwi bocznych, 4) zaplanować tok demontażu drzwi bocznych, 5) skompletować konieczne narzędzia monterskie oraz specjalne, 6) zdemontować elementy wyposażenia wewnętrznego oraz zabezpieczyć je przed

przypadkowym zagubieniem lub zniszczeniem, 7) wymontować z drzwi mechanizmy: zamka, opuszczania okna, elementy instalacji

elektrycznej oraz inne, zabezpieczając je przed zniszczeniem, 8) odłączyć drzwi od nadwozia oraz zamontować na stanowisku naprawczym, 9) oczyścić wnętrze drzwi oraz ocenić na podstawie oględzin stan blach, 10) wskazać miejsca, które powinny być przedmiotem napraw blacharskich, 11) uprzątnąć stanowisko pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − ramowa instrukcja przebiegu ćwiczenia, − samochód osobowy, dokumentacja konstrukcyjna i naprawcza drzwi bocznych samochodu,

zestaw narzędzi monterskich, specjalnych oraz stojak naprawczy, materiały piśmienne.


84

Ćwiczenie 4 Zdemontuj i wmontuj szybę przednią samochodu.


Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się i stosować przepisy bhp podczas prac blacharskich, 2) przedstawić tok demontażu i montażu szyby przedniej przy założeniu braku specjalnych

narzędzi demontażowo-montażowych, 3) wykonać narzędzia specjalne, 4) zabezpieczyć elementy samochodu narażone na zabrudzenie lub zniszczenie podczas prac

demontażowo-montażowych, 5) wymontować szybę przednią z samochodu oraz zabezpieczyć ją przed zbiciem, 6) naprawić metodą klejenia uszczelkę szyby, 7) wmontować szybę do samochodu, 8) uprzątnąć stanowisko pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − dokumentacja naprawcza, − samochód osobowy, − komplet przedmiotów do wykonania narzędzia specjalnego, − narzędzia monterskie, − komplet materiałów do klejenia gumy, − materiały piśmienne, tekst przewodni. Ćwiczenie 5

Wymontuj elementy i wiązki przewodów instalacji elektrycznej z przestrzeni bagażnika i pokrywy bagażnika oraz zabezpiecz je przed omyłkowym zniszczeniem lub zagubieniem. Podczas demontażu wykonaj czynności ułatwiające późniejszy montaż. Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1) zapoznać się z dokumentacją DTR samochodu, 2) przygotować samochód do demontażu, 3) wymontować elementy osłon i wykładzin, 4) zabezpieczyć instalację elektryczną przed zwarciem, 5) wymontować elementy elektryczne oraz wiązki elektryczne, 6) oznaczyć końce wiązek elektrycznych, by ułatwić montaż, 7) przechowywać zdemontowane elementy, każdy oddzielnie, celem ułatwienia montażu.

Wyposażenie stanowiska: − samochód osobowy przygotowany do ćwiczeń, − dokumentacja naprawcza, w szczególności instalacja elektryczna samochodu, − regały, pudełka, − materiały piśmienne, − zestaw narzędzi monterskich, − tekst przewodni.


85

4.4.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) scharakteryzować zespoły nadwozia z punktu widzenia czynności demontażowych uszkodzonych elementów nadwozia? 2) zadecydować o zakresie demontażu elementów podwozia podczas wykonywania czynności przygotowawczych do napraw

uszkodzonych elementów nadwozia? 3) ocenić jakość nadwozia poprzez pomiar płyty podłogowej? 4) przygotować wybrany zespół nadwozia do naprawy? 5) zabezpieczyć nie zdemontowane elementy podwozia przed

zniszczeniem wyniku prac blacharskich? 6) zabezpieczyć zdemontowane elementy podwozia oraz instalacji

elektrycznej przed przypadkowym zniszczeniem lub zagubieniem? 7) sprawdzić poprawność działania elementów podwozia

po naprawie blacharskiej?


86

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję. 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3 Zapoznaj się z zestawem pytań testowych. 4 Test zawiera 22 pytania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa. 5 Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi zaznaczając prawidłową

odpowiedź znakiem „X” (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6 Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7 Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 8 Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia! ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Aby jednoznacznie opisać wektor należy podać:

a) wartość, kierunek, oznaczenie. b) kierunek, zwrot, liczbę. c) wartość, kierunek, zwrot. d) zwrot, kierunek, płaszczyznę

2. Rezystancja materiału zależy od:

a) temperatury i kształtu. b) właściwości materiału i jego temperatury. c) właściwości materiału i ciśnienia. d) kształtu i stopnia zanieczyszczenia.

3. Silniki to maszyny służące do wytwarzania:

a) pracy mechanicznej. b) prądu elektrycznego. c) źródeł energii. d) informacji.

4. II zasada dynamiki opisywana jest wzorem:

a) F = G x a gdzie: F-siła, G-ciężar, a-przyśpieszenie. b) F = ½ m x υ2 gdzie: F-siła, Siła-masa, υ-prędkość. c) F = m x t gdzie: F-siła, m-masa, t-czas. d) F = m x a gdzie: F-siła, m-masa, a-przyśpieszenie.

5. I prawo Kirchhoffa dotyczy:

a) prądów wpływających i wypływających z węzła. b) spadków napięć na odbiornikach. c) rezystancji odbiorników. d) napięcia źródłowego akumulatora.


87

6. Energia potencjalna ciała zależy od: a) masy tego ciała. b) prędkości z jaką porusza się to ciało. c) przyśpieszenie tego ciała. d) zarówno od prędkości, jak i przyśpieszenia.

7. Wskaż wypadkową sił: a)

b) c) d)

8. Siłę F rozłożono na dwie składowe, wzdłuż prostych: x i y, wskaż poprawnie rozwiązanie

zadania:

a) b) c)

y F x

d)


88

9. W tablicy poniżej przedstawiono dla wybranych stali wartości liczbowe naprężeń dopuszczalnych (w MPa) dla różnych rodzajów obciążeń. Zdanie jest prawdziwe to: Tabela do zadania 9

a) stal 15X jest bardziej wytrzymała na ścinanie niż stal St3S.

b) stal 15X jest najbardziej wytrzymała na obciążenia gnące.

c) stal 15X wykazuje wyższe naprężenia dopuszczalne niż stal 20HG.

d) stal 15X jest salą stopową.

10. Klocek o ciężarze 120 N przesuwa się po powierzchni z małą prędkością; współczynnik

tarcia pomiędzy klockiem i powierzchnią wynosi 0,1. Siła tarcia wynosi: a) 1200 N. b) 12,1 N. c) 120 N. d) 12 N.

11. Na rysunku poniżej siłę tarcia i współczynnik tarcia tocznego oznaczono symbolami: G F r T N F

Rys. do zadania 11

12. Do smarowania zamków drzwi samochodowych najlepiej użyć: a) oleju. b) grafitu. c) smaru ŁT3. d) oleju spożywczego.

a) T, f b) N, f c) G,f d) F, G


89

13. Na rysunku oznaczono odpowiednio miskę olejową, pompę zębatą i filtr oleju cyframi: a) 1, 3, 4. b) 1, 3, 5. c) 1, 4, 6. d) 1, 2, 3.

Rys. do zadania 13 14. Sprzęt i narzędzia które muszą stanowić wyposażenie stanowiska pracy blacharza to: a) stół spawalniczy, komplet narzędzi monterskich, tokarka, młotki blacharskie. b) stół spawalniczy, frezarka, zestaw pilników, zgrzewarka punkowa. c) stół spawalniczy, komplet narzędzi monterskich, nożyce dźwigniowe, przecinarka. d) stół spawalniczy, zestaw do lutowania, podnośnik samochodowy, wytaczarka. 15. Pompę przeponową stosuje się do:

a) tłoczenia oleju w układzie smarowania silnika. b) dostarczania paliwa w układzie zasilania silnika. c) spryskiwania szyb samochodowych. d) chłodzenia silnika.

16. W układzie napędowym samochodu oznaczono odpowiednio skrzynkę biegów i most napędowy cyframi:

a) 3, 2. b) 3, 1. c) 3, 4. d) 1, 4.

Rys. do zadania 16 17. Nadwozie 2-bryłowe przedstawia rysunek:

a) II. b) I c) żaden z rysunków d) III i IV

Rys. do zadania 17

I

II

III

IV


90

18. Rysunek przedstawia: a) ramę platformową. b) ramę samonośną. c) ramę podłużnicową. d) ramę szkieletową.

Rys. do zadania 18

19. Aby zapewnić kontrolowany zgniot blach nadwozia podczas zderzenia stosuje się: a) nierównomierne zgrzewanie blach. b) rozłączne łączenie poszycia zewnętrznego. c) stosowanie tworzyw sztucznych. d) otwory osłabiające miejscowo blachę.

20. W obwodzie rozruchowym oznaczono odpowiednio rozrusznik, akumulator i przekaźnik

cyframi: a) 2, 3, 4. b) 3, 2, 1. c) 1, 2, 3. d) 1, 2, 4.

Rys. do zadania 20 21. Czujnik instalacji elektronicznej samochodu, przedstawia rysunek:

a) I. b) II. c) III. d) II i IV.

Rysunki do zadania 21

IV III II

I


91

22. Rysunek „II” przedstawia znak bhp nakazujący blacharzowi stosowanie środków ochrony osobistej ze względu na zagrożenie: a) utratę oczu. b) urazy głowy. c) porażenia prądem. d) zaczadzenia.

I II III IV V

Rysunki do zadania 22


92

KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko …………………………………………………….. Przygotowanie samochodu do napraw blacharskich Zakreśl poprawną odpowiedź

Nr zadania Odpowiedź Punktacja

1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d 21 a b c d 22 a b c d

Razem


93

6. LITERATURA 1. Berger K.J, Braunheim M., Brennecke E., Ehlers H.C., Helms G., Indleekofer D., Janke

H.W., Lemm J., Thiele R.: Budowa pojazdów samochodowych. Cz. I, II, wyd. REA Warszawa 2003

2. Bożenko L.: Maszynoznawstwo dla szkoły zasadniczej. WSiP, Warszawa 1998 3. Chęciński J., Jędrzejewski Z.: Gospodarstwo samochodowe. WKŁ, Warszawa 1979 4. Kijowski J., Miller A., Pawlicki K., Szolc T.: Maszynoznawstwo. WSiP Warszawa 1993 5. Klimecki Z., Zembowicz J.: Naprawa samochodów – Polski Fiat 126p. WKŁ, Warszawa

1986 6. Kozłowski M. (red.): Mechanik pojazdów samochodowych. Cz. I II III, wyd. Vogel

Publishing, Wrocław 2000 7. Łukomski Z., Kukliński Z., Zapłotyński W.: Naprawa samochodów – STAR 244. WKŁ,

Warszawa 1980 8. Mały poradnik mechanika. Praca zbiorowa, WNT Warszawa 1985 9. Michałowska J.: Paliwa, oleje, smary. WKŁ, Warszawa 1977 10. Mariański A: Stacje obsługi samochodów. WKŁ, Warszawa 1981 11. Miller A.: Maszyny i urządzenia cieplne i energetyczne. WSiP, Warszawa 1998 12. Nowicki J: Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla zasadniczych szkół nieelektrycznych.

WSiP, Warszawa 1999 13. Ocioszyński J.: Elektrotechnika pojazdów samochodowych. WSiP, Warszawa 1996 14. Pawłowski J.: Nadwozia samochodowe. WKŁ, Warszawa 1978 15. Tokarz K. (red.): Mechanik pojazdów samochodowych – techniczne podstawy zawodu.

Cz. I, II III, Vogel Publishing, Wrocław 1997 16. Zając P., Kołodziejczyk L.: Silniki spalinowe. WSiP, Warszawa 2001 17. Zieliński A.: Konstrukcja nadwozi samochodów osobowych i pochodnych, WKŁ Warszawa

2003 Czasopisma: 18. AutoEXPERT, wyd. Vogel Publishing

przygotowanie samochodu do naprawy nadwozia

Art & Photos