Вопрос 1. Основные задачи курса «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники», его структура и предмет изучения

Специальность: 280705.62 «Пожарная безопасность» (специалитет).

Квалификация: Инженер пожарной безопасности. Срок обучения — 5 лет.

Дисциплина «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» относится к базовой части профессионального цикла основной образовательной программы подготовки специалиста.

Курс «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» базируется на знаниях, полученных обучающимися в ходе изучения следующих дисциплин общепрофессионального цикла: «Материаловедение и технология материалов», «Электротехника и электроника», «Прикладная механика», «Детали машин», «Гидравлика» и факультативного курса «Автомобильная подготовка».

Дисциплина «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» является базовой для изучения дисциплин «Пожарная тактика», «Организация и ведение аварийно-спасательных работ». Знание курса является основой организации технической службы МЧС России.

На изучение дисциплины «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» отводится 72 часа. Из них 36 часов отводится на аудиторные занятия и 36 часов — на самостоятельную подготовку обучающихся.

Дисциплина «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» состоит из двух разделов:

I. «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» — 58 часов (из них 28 часов отводится на учебные занятия и 30 часов — на самостоятельную подготовку);

II. «Согласование режимов работы механизмов и оборудования пожарной и спасательной техники» — 12 часов (из них 6 часов отводится на аудиторные занятия и 6 часов — на самостоятельную подготовку).

В ходе учебного процесса, согласно тематическому плану, при изучении дисциплины «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» предусмотрены следующие формы организации учебных занятий:

– Лекции — 6 часов;

– Семинарские занятия — 24 часа;

– Практические занятия — 4 часа;

– Зачёт — 2 часа.

В ходе изучения дисциплины занятия проводятся по следующим темам:

РАЗДЕЛ I. «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники»

1. «Двигатели базовых машин спасательной техники» — 4 часа;

2. «Компоновочные схемы трансмиссий и дополнительных систем пожарных автомобилей и спасательной техники» — 8 часов;

3. «Землеройная техника» — 12 часов;

4. «Дорожно-строительная техника» — 14 часов;

5. «Грузоподъёмные машины и механизмы» — 20 часов;

РАЗДЕЛ II. «Согласование режимов работы механизмов и оборудования пожарной и спасательной техники».

6. «Согласование режимов работы механизмов и оборудования пожарной и спасательной техники» — 12 часов.

Формой итогового контроля качества освоения дисциплины «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» обучающимися является зачёт.

Целью дисциплины «Базовое шасси пожарных автомобилей и спасательной техники» является формирование у обучающихся знаний по особенностям эксплуатации техники, предназначенной для проведения аварийно-спасательных работ, её эффективному использованию при ликвидации аварий, пожаров и других катастроф.

Задачи дисциплины заключаются в изучении:

– назначения, устройства, технических характеристик, индексации, взаимодействия и принципа работы основных узлов, механизмов, приборов и систем основных видов спасательной техники;

– типов машин и механизмов, применяемых при проведении спасательных работ;

– правил эксплуатации грузоподъёмных машин и механизмов;

– назначения, характеристик и принципа работы аварийно-спасательного инструмента;

– организации эксплуатации инженерного вооружения, пожарной, дорожно-строительной техники;

– способов хранения, содержания спасательной техники и оборудования, организации их технического обслуживания и ремонта.

В результате изучения дисциплины «Базовое шасси пожарный автомобилей и спасательной техники» обучающиеся должны:

Знать:

– организацию эксплуатации пожарной, аварийно-спасательной техники и оборудования в различных категориях эксплуатации и природно-климатических условиях;

– устройство, технические характеристики пожарной, аварийно-спасательной техники и оборудования;

– конструкцию базового шасси пожарной и спасательной техники;

– основы организации и функционирования технической службы МЧС России.

Уметь:

– обеспечивать техническую готовность пожарной, аварийно-спасательной техники и оборудования;

– эффективно применять технику и оборудование при выполнении оперативных задач.

Владеть:

– навыками работы на пожарной, аварийно-спасательной технике, инструменте и оборудовании.

Иметь представление:

– о проблемах разработки и производства, новых образцов спасательной техники;

– о перспективных направлениях развития пожарной, аварийно-спасательной техники и базовых машин, аварийно-спасательного инструмента и оборудования, а также мобильных роботов;

– о современных методах управления работой подразделений при ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий за рубежом;

– об инновационных направлениях развития аварийно-спасательной техники;

– об основных направлениях совершенствования и повышения эффективности использования спасательной техники и базовых машин при выполнении задач в интересах РСЧС и ГО;

– с устройством и техническими характеристиками основных зарубежных образцов спасательной техники, аварийно-спасательного инструмента и оборудования;

– с образцами военной и транспортной техники (ВиТ) Российской Армии, имеющих функциональные возможности для ведения спасательных и других неотложных работ.

При изучении дисциплины главное внимание будет уделяться особенностям эксплуатации автомобильных шасси, на базе которых изготавливаются большинство пожарных и аварийно-спасательных автомобилей.

Вопрос 2. Карбюраторные двигатели базовых машин: общее устройство, принцип работы и технические характеристики

Вопрос 3. Дизельные двигатели базовых машин: общее устройство, принцип работы и технические характеристики

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) представляет собой агрегат, предназначенный для преобразования энергии сгорания топлива в механическую энергию. Двигатели и системы, предназначенные для его работы, составляют силовые установки базовых машин.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

ДВС классифицируются по следующим основным признакам:

1. По назначению;

2. По способу осуществления рабочего цикла;

3. По способам смесеобразования и воспламенения горючей смеси;

4. По способу осуществления рабочего цикла;

5. По способу охлаждения;

6. По способу наполнения цилиндров воздухом;

7. По роду применяемого топлива;

8. По конструктивному исполнению;

9. По степени быстроходности;

10. По направлению вращения коленчатого вала.

1. По назначению двигатели делят на: стационарные, судовые, тепловозные, промышленные и автотракторные.

2. По способу образования горючей смеси различают двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

В двигателях с внешним смесеобразованием топливо и воздух в соотношении, необходимом для полного сгорания, перемешиваются вне цилиндра двигателя. Образующаяся горючая смесь поступает в цилиндр, подвергается сжатию и воспламенению, обычно при помощи электрической искры. К двигателям такого рода относят карбюраторные и газовые. В карбюраторных двигателях газовая смесь образуется в карбюраторе путем испарения жидкого топлива (например, бензина) в струе воздуха, в газовых — топливо подводится к органам смесеобразования (газосмесителям или смесительно-всасывающим клапанам).

В двигателях с внутренним смесеобразованием процесс образования смеси происходит внутри цилиндра, причем топливо и воздух подаются в цилиндр раздельно. Воздух подвергается сжатию в цилиндре, что приводит к повышению температуры. В конце такта сжатия в цилиндр под большим давлением впрыскивается топливо, образующее с воздухом горючую смесь, которая самовоспламеняется.

3. По способу воспламенения горючей смеси различают двигатели:

– с самовоспламенением топлива от сжатия (дизели);

– с принудительным зажиганием (все карбюраторные и газовые);

– со смешанным воспламенением топлива (калоризаторные двигатели, в которых воспламенение топлива происходит как за счет тепла сжатого воздуха, недостаточного для самовоспламенения, так и за счет тепла раскаленных стенок особого запальника — калоризатора);

– с комбинированным воспламенением топлива (газодизели, в которых рабочая смесь принудительно зажигается путем самовоспламенения жидкого запального топлива).

Двигатели, в которых воспламенение топлива происходит в результате сжатия воздуха, называют двигателями с воспламенением от сжатия, или дизелями.

Дизеля имеют ряд существенных преимуществ перед двигателями с воспламенением от электрической искры, основными из которых являются: высокая топливная экономичность, лучшие перспективы по существенному повышению мощности, отсутствие системы электрозажигания, меньшиетемпературы отработавших газов и их токсичность и др. Эти преимущества, обеспечивающие, в частности, больший запас хода машин и меньшую пожароопасность, обусловили повсеместное использование дизелей в ВиТ.

4. По способу осуществления рабочего цикла поршневые двигатели подразделяются на четырёхтактные и двухтактные. В четырёхтактных ДВС рабочий цикл осуществляются за четыре хода поршня, соответствующих двум оборотам коленчатого вала, в двухтактных ДВС – за два хода поршня или один оборот коленчатого вала.

Теоретически мощность двухтактного двигателя должна быть при одинаковых рабочем объёме цилиндра и частоте вращения коленчатых валов в два раза больше, чем четырёхтактного. В действительности она больше лишь в 1,5…1,7 раза, что объясняется потерей части рабочего объёма и затратами мощности на привод агрегата для подачи продувочного воздуха.

Большинство двигателей современных БМ четырёхтактные. Ограниченное применение двухтактных двигателей объясняется следующими факторами:

– трудностью доводки процессов очистки цилиндра от отработавших газов и его наполнения;

– высокой тепловой напряжённостью деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) и, соответственно, сложностью обеспечения требуемой надежности двигателя;

– повышенными потерями мощности при работе в составе СУ.

5. По способу охлаждения ДВС подразделяются на двигатели жидкостного и воздушного охлаждения. Наибольшее распространение в СУ базовых машин получили двигатели жидкостного охлаждения. Двигатели воздушного охлаждения имеют меньшую габаритную мощность и большую тепловую напряженность основных деталей, чем двигатели жидкостного охлаждения.

В двигателе в полезную работу превращается только 30…40% теплоты, выделившейся при сгорании топлива. Остальная ее часть отводится с отработавшими газами, передается в системы охлаждения и смазки, рассеивается в окружающую среду. Распределение теплоты, выделившейся при сгорании топлива, называется тепловым балансом. Тепловой баланс двигателя определяется опытным путем и имеет большое значение, так как по его данным производится расчет систем СУ. Значение каждой составляющей теплового баланса оценивают в единицах тепловой мощности или в относительных единицах.

Уравнение теплового баланса (в кВт) можно представить в виде:

Q = Q _e + Q _ж.в. + Q _м + Q _г + Q _ост.,

где Q — тепловой поток от сгоревшего топлива;

Q _е – тепловой поток эквивалентный эффективности мощности двигателя;

Q _ж.в. — тепловой поток от двигателя в охлаждающую среду (жидкость, воздух);

Q _м — тепловой поток в масло;

Q _г — тепловой поток в отработавшие газы;

Q _ост — остаточный член теплового баланса.

Для четырёхтактных быстроходных двигателей тепловой поток составляет:

– в охлаждающую жидкость — 15…20%;

– в масло — 2…3%;

– в отработавшие газы — 35…40%;

– остаточный член теплового баланса — 1…2%.

Повышение температуры ОЖ на каждые 10ºС приводит к уменьшению теплового потока на 3…4%. Этим объясняется применение во всех современных СУ высокотемпературных систем охлаждения с температурой жидкости на выходе двигателя до 125ºС.

С повышением температуры масла на 10ºС уменьшение теплового потока составляет приблизительно около 8%.

6. По способу наполнения цилиндров воздухом ДВС подразделяются на двигатели без наддува и с наддувом. Основные способы наддува — механический и газотурбинный (ГТН). Наддув широко применяется в дизельных двигателях.

При механическом наддуве наддувочный агрегат приводится в действие от коленчатого вала двигателя через передачу. Для этого способа привода от коленчатого вала существует предел повышения эффективной мощности двигателя, обусловленный ростом затрат мощности на привод наддувочного агрегата и существенным увеличением удельного расхода топлива, т. е. ухудшением экономичности двигателя.

Наибольшее распространение, как наиболее эффективный, получил ГТН. В процессе работы двигателя с ГТН газы из выпускного канала головки цилиндра направляются в газовую турбину и приводят во вращение её колесо, механически связанное с колесом компрессора, обеспечивающим сжатие воздуха или горючей смеси и подачу их в цилиндр двигателя. Турбина и компрессор представляют собой единый агрегат — турбокомпрессор. Поскольку у турбокомпрессора имеется с двигателем только газовая связь, его параметры автоматически изменяются при изменении режима работы двигателя в отличие от механического наддува, при котором параметры зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Использование ГТН в составе танковой СУ позволяет получить требуемые значения удельного расхода топлива путём расчёта и доводки турбокомпрессора с учётом реальных сопротивлений на впуске и противодавлений на выпуске, обусловленных наличием систем СУ.

Большое влияние на эффективность наддува оказывает охлаждение наддувочного воздуха, позволяющее увеличить его плотность и обеспечить допустимую температуру деталей, образующих камеру сгорания цилиндров двигателя. Поэтому на большинстве двигателей повышенной мощности с газотурбинным наддувом применяются специальные воздухоохладители (интеркуллеры).

7. По роду применяемого топлива различают двигатели:

– лёгкого жидкого топлива (бензин, керосин и др.);

– тяжёлого жидкого топлива (дизельное, моторное, соляровое масло и др.);

– газообразного топлива (газы — генераторный, природный, сжатый, сжиженный);

– многотопливные (работающие как на лёгких, так и на тяжёлых топливах).

8. По конструктивному исполнению различают двигатели:

– тронковые, в которых боковое усилие от шатуна воспринимается самим поршнем;

– крейцкопфные, в которых боковое усилие от шатуна передается на ползуны;

– с вертикальным расположением цилиндров;

– с горизонтальным расположением цилиндров;

– с расположением цилиндров в один ряд (однорядные);

– с параллельным расположением рядов или расположением рядов под определённым углом (V-образные двухрядные);

– с противоположно движущимися поршнями, т. е. с одним или несколькими коленчатыми валами, соединенными между собой зубчатой передачей.

По конструктивной схеме и расположению цилиндров современные ДВС в большинстве двухрядные с V-образным расположением цилиндров под углом 60, 90, 120º или горизонтально-оппозитным и числом цилиндров от 6 до 12. При выборе угла между цилиндрами, наряду с равномерным чередованием рабочих ходов и обеспечением уравновешивания сил инерции возвратно-поступательного движущихся масс кривошипно-шатунного механизма и их моментов, большое значение имеют требования возможности технического обслуживания и конструктивные: удобство доступа к агрегатам, высота двигателя и т. д. Возможны и другие варианты расположения цилиндров, которые применялись в танковых двигателях в процессе их развития (X-образное, веерообразное, звездообразное и др.). Двухтактные двигатели с противоположно движущимися поршнями, как правило, однорядные с горизонтальным или вертикальным расположением цилиндров.

9. По степени быстроходности двигатели условно подразделяют на тихоходные (средняя скорость поршня 6,5 – 10 м/c) и быстроходные (средняя скорость поршня 10 – 15 м/c).

Под средней скоростью поршня V _ср подразумевают путь, проходимый поршнем в одну секунду. Поршень за один оборот вала проходит путь, равный удвоенному ходу. Так частота вращения коленчатого вала в 1 с равна n/60, то средняя скорость поршня, м/с,

V _ср = 2 Sn /60 = Sn /30,

где S — ход поршня, м;

n — частота вращения коленчатого вала, об/мин.

10. По направлению вращения коленчатого вала двигатели бывают правого и левого вращения, реверсивные (т. е. изменяющие направление вращения вала) и нереверсивные.

Дата добавления: 2014-01-07