Πρόλογος
283
Πρόλογος Η Τεχνολογία Αυτοκινήτων-Οχημάτων είναι ένα συγκεκριμένο έργο που καλύπτει το αντικείμενο της σύγχρονης τεχνολογίας αυτοκινήτων-οχημάτων. Αυτή η 4η Eλληνική έκδοση είναι παράλληλη με την 2η Αγγλική έκδοση του βιβλίου που και οι δύο βασίζονται στην 30η Γερμανική έκδοση με τον τίτλο «Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik”. Έχει αποδειχτεί για πολλά χρόνια να είναι ένα ιδιαίτερα διάσημο βιβλίο που χρησιμοποιείται για άσκηση και για περαιτέρω εκπαίδευση. Παρέχει στους ασκούμενους, εκπαιδευόμενους, καθηγητές και όλους αυτούς που ενδιαφέρονται γι’ αυτό το αντικείμενο με την απαραίτητη θεωρητική γνώση για την απόκτηση μιας γεύσης για τα πρακτικά και τεχνικά προσόντα που περιλαμβάνονται. Θεμελιώδεις τεχνικές εφαρμογές και λειτουργίες μεταξύ των μεμονωμένων συστημάτων παρουσιάζονται με ξεκάθαρο και κατανοητό τρόπο. Το βιβλίο χρησιμοποιείται ως ένα βασικό εγχειρίδιο από τους τεχνικούς στο τομέα συντήρησης οχημάτων και από δασκάλους, εκπαιδευόμενους και φοιτητές αυτοκινήτων-οχημάτων για να λάβουν πληροφορίες και να συμπληρώσουν την τεχνική τους γνώση. Το έργο πρόκειται να χρησιμοποιηθεί και από όλους όσους ενδιαφέρονται για την τεχνολογία αυτοκινήτωνοχημάτων ως μέσο επέκτασης της τεχνικής τους γνώσης μέσω ατομικής μελέτης. Τα κεφάλαια είναι λογικά διατεταγμένα κατά θέμα και Διδακτικό Πεδίο και καλύπτουν τις αλλαγές που έχουν συμβεί στο πεδίο της τεχνολογίας αυτοκινήτων-οχημάτων. Το βιβλίο είναι κατάλληλο και για πρακτική άσκηση σε όλα τα θέματα που αφορούν τα μηχανοκίνητα οχήματα. Το έργο καλύπτει τις τελευταίες εξελίξεις στην τεχνολογία αυτοκινήτων-οχημάτων, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων συντήρησης οχημάτων, τεχνολογίες υπερπλήρωσης, συστήματα διακλαδωτήρων (κοινών αυλών), κιβώτια ταχυτήτων διπλού συμπλέκτη, ηλεκτρονικό έλεγχο μετάδοσης, ηλεκτρονικά συστήματα πέδησης, συστήματα παρακολούθησης συμπιεσμένου αέρα, ρυθμιζόμενα φώτα κίνησης σε γωνία, νέα συστήματα προβολέων, τεχνολογία υψηλής συχνότητας, διαγράμματα ηλεκτρικών κυκλωμάτων, ρυθμιστές πολυλειτουργίας, νέας συστήματα δεδομένων, εναλλακτικά συστήματα κίνησης, ηλεκτρικά συστήματα κίνησης, κλειδώματα διαφορικού, έλεγχοι ευθυγράμμισης άξονα, δυναμική κίνηση, συστήματα διεύθυνσης, συστήματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και άνεσης όπως ο ρυθμιζόμενος έλεγχος οικονομικής ταχύτητας, υποβοήθηση στάθμευσης και πλοήγησης. Ένα μεγάλο κεφάλαιο αφιερώνεται στο αντικείμενο της ηλεκτρικής μηχανικής. Εδώ η λεπτομερής κάλυψη των θεμελιωδών αρχών της ηλεκτρικής μηχανικής σχηματίζει τη βάση για όλα τα κρίσιμα θέματα που αφορούν σε ηλεκτρικά συστήματα αυτοκινήτων, συμπεριλαμβάνοντας τη μετάδοση δεδομένων σε μηχανοκίνητα οχήματα. Ένα ξεχωριστό κεφάλαιο αφιερώνεται στην αυξημένη σημασία της τεχνολογίας ελέγχου οδήγησης του οχήματος και της άνεσης και ευκολίας των επιβατών. Γίνεται αναφορά σε Ευρωπαϊκούς και Γερμανικούς κανονισμούς στα κεφάλαια της περιβαλλοντικής προστασίας και ασφάλειας, της μηχανικής ελέγχου εκπομπής ρύπων, της τεχνολογίας πέδησης και μηχανικής της μοτοσυκλέτας. Παρ’ όλα αυτά, απαιτείται η συμμόρφωση με τους κανονισμούς που εφαρμόζονται στη χώρα μας (ΕΛΟΤ). Το έργο έχει αναρίθμητες έγχρωμες εικόνες, σχέδια και διαγράμματα συστημάτων, καθώς και ξεκάθαρους και κατανοητούς πίνακες. Αυτά βοηθούν τον αναγνώστη να αφομοιώσει και να κατανοήσει το περίπλοκο αντικείμενο που είναι το κάθε όχημα. Το έργο έχει γραφτεί και στοιχειοθετηθεί – σε στενή συνεργασία με τη βιομηχανία και το εμπόριο αυτοκινήτων – από μια ομάδα εκπαιδευτικά έμπειρων Γερμανών καθηγητών, μηχανικών και κορυφαίων πωλητών. H 4η Eλληνική Έκδοση της Τεχνολογίας Αυτοκινήτων - Οχημάτων κυκλοφορεί ως επίτομη αλλά και σε τρεις επιμέρους τόμους για να καλύπτει τις ιδιαιτερότητες των προγραμμάτων σπουδών των σχολών, με τίτλους: • ΜΕΚ - Κινητήρες Οχημάτων. • Μηχανικά Συστήματα Οχημάτων. • Ηλεκτρικά και Ηλεκτρονικά Συστήματα Οχημάτων. Στο τέλος κάθε μεγάλης θεματικής ενότητας (ή τόμου) έχουν περιληφθεί οι αντίστοιχοι τεχνικοί υπολογισμοί για προαιρετική χρήση από διδάσκοντες, εκπαιδευόμενους ή αυτοδιδασκόμενους. Για τα πιο πάνω βιβλία διατίθεται διδακτικό λογισμικό για χρήση από τους διδάσκοντες, και για τους μαθητές αντίστοιχα βιβλία Εφαρμογών - Ασκήσεων με τις αντίστοιχες Απαντήσεις - Λύσεις για τους διδάσκοντες. Στη σειρά των πιστοποιούμενων επαγγελμάτων της Μηχανοτρονικής Οχημάτων εκτός από το βασικό βιβλίο Τεχνολογία Αυτοκινήτων - Οχημάτων, υπάρχουν και οι παρακάτω τίτλοι που συνιστούν ένα ενιαίο διδακτικό σύστημα. Τα εν λόγω βιβλία είναι: • Τεχνική Σχεδίαση Αυτοκινήτων - Οχημάτων • Τεχνολογία ποδηλάτων • Επαγγελματικοί Υπολογισμοί Αυτοκινήτων - Οχημάτων • Τεχνολογία Μοτοσυκλετών • Τεχνική Ατζέντα Μηχανοτρονικής Αυτοκινήτων - Οχημάτων • Τεχνολογία Βαρέων Οχημάτων • Βιβλίο Εξετάσεων Μηχανοτρονικών Αυτοκινήτων - Οχημάτων • Τεχνολογία Αμαξωμάτων • Επισκευές και Βαφές Αμαξωμάτων Αυτά τα βιβλία είναι εναρμονισμένα μεταξύ τους ώστε με αυτά να μπορεί να γίνει μια διδασκαλία, η οποία να ξεπερνά τις γνώσεις τις ειδικότητας. Για την αρτιότητα της παρούσης 4ης Ελληνικής έκδοσης έχουν εργαστεί επίπονα οι μεταφραστές, το τμήμα παραγωγής μας και κυρίως οι έμπειροι επιμελητές μας. Οι συγγραφείς, οι εκδότες, οι μεταφραστές και οι επιμελητές θα είναι ευγνώμονες για προτάσεις και εποικοδομητικά σχόλια.
284
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Διδακτικό Πεδίο 6 11 11.1
ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ .........289 Τύποι κίνησης..........................................289
11.1.1 11.1.2 11.1.3
Κίνηση πίσω τροχών..........................................289 Κίνηση στους εμπρός τροχούς ........................290 Κίνηση σε όλους τους τροχούς........................290
11.2
Συμπλέκτης..............................................291
11.2.1 11.2.2 11.2.3
Συμπλέκτης τριβής ...........................................291 Συμπλέκτης δύο δίσκων....................................298 Πολύδισκος συμπλέκτης...................................298
11.3 11.4 11.5 11.6
11.6.1 11.6.2 11.6.3
Σύστημα αυτόματου συμπλέκτη (ACS) ..299 Συστήματα αυτόματου συμπλέκτη με δίδυμους συμπλέκτες .............................300 Το κιβώτιο ταχυτήτων .............................304 Είδη χειροκίνητων κιβωτίων ταχυτήτων 305
Κιβώτιο ταχυτήτων με μούφες εμπλοκής ........305 Διατάξεις συγχρονισμού σε κιβώτια ταχυτήτων με εμπλοκείς ταχυτήτων.................307 Εργασίες συντήρησης και αναζήτηση βλαβών στα κιβώτια ταχυτήτων με σχέσεις μετάδοσης309
11.7
Αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων .................310
11.7.1
Αυτοματοποιημένο μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων ..........................................................310 Αυτόματο βηματικό κιβώτιο ταχυτήτων με υδροδυναμικό μετατροπέα ροπής ...................314 Ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα ελέγχου κιβωτίου ταχυτήτων...........................................320 Προσαρμοσμένος έλεγχος μετάδοσης κίνησης..............................................................327 Συνεχώς μεταβαλλόμενα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων (CVT) με χαλυβδοταινία και στοιχεία ώθησης................................................328
11.7.2 11.7.3 11.7.4 11.7.5
11.8
Αρθρωτοί κεντρικοί άξονες, ημιαξόνια, αρθρώσεις (σταυροί καρντάν) ...............330
11.8.1 11.8.2 11.8.3
Αρθρωτός κεντρικός άξονας ............................330 Ημιαξόνια ...........................................................330 Αρθρώσεις .........................................................331
11.9
Το διαφορικό ...........................................333
11.9.1 11.9.2
Διαφορικό με κωνικούς οδοντοτροχούς ..........333 Κίνηση διαφορικού με μετωπικούς τροχούς....334
11.10 11.11
Πλανήτες και δορυφόροι του διαφορικού ..............................................336 Φραγή διαφορικού ..................................337
11.11.1 Εμπλεκόμενη φραγή διαφορικού (μπλοκάρισμα) ...................................................338 11.11.2 Αυτόματη φραγή του διαφορικού ....................338
11.12
Κίνηση στους 4 τροχούς.........................342
Διδακτικό Πεδίο 7Α 12 12.1
ΑΜΑξωΜΑ ΟΧΗΜΑΤΟΣ ..........................347 Αμάξωμα οχήματος .................................347
12.1.1 12.1.2 12.1.3 12.1.4 12.1.5 12.1.6 12.1.7
Χωριστή κατασκευή...........................................347 Μερικώς αυτοφερόμενη κατασκευή.................347 Αυτοφερόμενη κατασκευή ................................347 Υλικά κατασκευής αμαξώματος........................348 Ασφάλεια στις κατασκευές οχημάτων .............350 Αξιολόγηση και μέτρηση ζημιών ......................357 Επισκευή ζημιών από σύγκρουση σε αυτοφερόμενα αμαξώματα ...............................361
12.2
Προστασία αυτοκινήτων από διάβρωση366
12.2.1
12.3
Ενεργητική αντιδιαβρωτική προστασία............366
Μέθοδοι βαφής των αυτοκινήτων..........367
Διδακτικό Πεδίο 8 13 13.1 13.2
ΠΛΑΙΣΙΟ (ΣΑΣΙ) ΟΧΗΜΑΤΟΣ ..................371 Οδηγική δυναμική οχήματος ..................371 Βασικές αρχές του συστήματος διεύθυνσης ..............................................373
13.2.1 13.2.2
Μεταβαλλόμενη ράβδος διεύθυνσης ...............373 Διεύθυνση Ackermann ......................................373
13.3 13.4
13.4.1 13.4.2 13.4.3 13.4.4
Οδοντοτροχός του συστήματος διεύθυνσης (Πυξίδα) ...............................374 Υποβοηθούμενα συστήματα διεύθυνσης (τιμονιού).............................374
Υδραυλική υποβοήθηση στο σύστημα οδοντωτού κανόνα (υδραυλική κρεμαγέρα) ....374 Ήλεκτροϋδραυλική υποβοήθηση τιμονιού (Servotronic).......................................................375 Ηλεκτρική υποβοήθηση τιμονιού (Σερβοηλεκτρική)...............................................376 Υπερκείμενα συστήματα διεύθυνσης ...............378
13.5
Ρυθμίσεις τροχού ....................................382
13.5.1 13.5.2 13.5.3 13.5.4 13.5.5 13.5.6 13.5.7 13.5.8
Μεταξόνιο ..........................................................382 Μετατρόχιο ........................................................382 Σύγκλιση.............................................................382 Γωνιακή διαφορά κλίσης...................................382 Γωνία Κάμπερ (Camber) ...................................383 Κλίση βασιλικού πίρου .....................................383 Απόκλιση βασιλικού πίρου ................................383 Γωνία Κάστερ (Caster) ......................................384
13.6
Ευθυγράμμιση τροχού ............................385
13.6.1 13.6.2
Δισδιάστατο σύστημα ευθυγράμμισης άξονα .386 Τρισδιάστατο (3D) σύστημα ευθυγράμμισης άξονα.......................................387
13.7
Συστήματα ανάρτησης τροχών...............389
13.7.1 13.7.2 13.7.3 13.7.4 13.7.5
Δομή βραχίονων ανάρτησης.............................389 Ελαστοκινηματική των αξόνων .........................390 Άξονες................................................................391 Μπροστινοί άξονες ............................................391 Πίσω άξονες ......................................................392
13.8
Ελατήρια ..................................................394
13.8.1 13.8.2 13.8.3 13.8.4 13.8.5
Σκοπός των ελατηρίων .....................................394 Τρόπος λειτουργίας των ελατηρίων.................394 Είδη ελατηρίων ..................................................396 Αποσβεστήρες ταλαντώσεων (αμορτισέρ) ......400 Ενεργός έλεγχος αμαξώματος (ABC) ..............406
13.9
Τροχοί και ελαστικά ................................409
13.9.1 13.9.2 13.9.3 13.9.4 13.9.5 13.9.6 13.9.7
Συνδυασμός τροχού/ελαστικού ........................409 Τροχοί ................................................................409 Βάσεις στήριξης τροχού ...................................411 Βαλβίδες ............................................................412 Ελαστικά ............................................................413 Δυνάμεις σχετιζόμενες με τα ελαστικά............418 Συστήματα παρακολούθησης της πίεσης στα ελαστικά......................................................420
13.10
Τα φρένα..................................................422
13.10.1 13.10.2 13.10.3 13.10.4 13.10.5 13.10.6 13.10.7 13.10.8
Πέδηση...............................................................424 Υδραυλικά φρένα ..............................................424 Διαμόρφωση κυκλώματος φρένων...................425 Ο κύριος κύλινδρος (διπλός) ............................425 Φρένα τύπου τυμπάνου.....................................427 Τα δισκόφρενα...................................................429 Τα υλικά τριβής (θερμουίτ) ...............................432 Συστήματα χειρόφρενου...................................432
Περιεχόμενα 13.10.9 Διάγνωση και συντήρηση του συστήματος υδραυλικών φρένων ..........................................433 13.10.10 Διάταξη υποβοήθησης δύναμης φρένων .........435 13.10.11 Κατανομή της δύναμης πέδησης .....................436 13.10.12 Μηχανικά φρένα ................................................437 13.10.13 Ηλεκτρονικά συστήματα ...................................438 13.10.14 Σύστημα αντιμπλοκαρίσματος τροχών (ABS)..439 13.10.15 Έλεγχος ολίσθησης κατά την εκκίνηση (TCS) 444 13.10.16 Έλεγχος δυναμικής οχήματος (VDC)...............445 13.10.17 Σενσοτρονικός (Sensotronic) έλεγχος φρένων (SBC) ....................................................447 13.10.18 Πρόσθετες λειτουργίες φρένου .......................447 13.10.19 Σύστημα υποβοήθησης πέδησης (BAS)...........448 13.10.20 Έκτακτη υποβοήθηση φρένου (ΕΒΑ), Ενεργή υποβοήθηση φρένου (ΑΒΑ) .................448
Διδακτικό Πεδίο 9Α 14 14.1
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΥΚΛωΝ ......................449 Είδη δικύκλων με κινητήρα........................449
14.1.1 14.1.2 14.1.3 14.1.4 14.1.5
Ποδήλατα με βοηθητικό κινητήρα....................449 Μοτοποδήλατα χαμηλής ισχύος.......................449 Μοτοσυκλέτες ελαφρού τύπου ........................450 Δίκυκλα τύπου σκούτερ ....................................450 Μοτοσυκλέτες ...................................................451
14.2 14.3 14.4
Κινητήρες μοτοσυκλετών .......................452 Σύστημα εξάτμισης ................................452 Σχηματισμός μίγματος ............................453
14.4.1
Εξαερωτήρας (καρμπυρατέρ) ευθείας ροής με βαλβίδα ολίσθησης............................................453 Σύστημα Motronic..............................................454
14.4.2
14.5 14.6 14.7
Ψύξη κινητήρων ......................................454 Λίπανση κινητήρων .................................454 Συμπλέκτης..............................................455
14.7.1 14.7.2
Συμπλέκτης πολλών δίσκων..............................455 Συμπλέκτης ενός δίσκου με υδραυλική ενεργοποίηση ....................................................455
14.8
Μετάδοση κίνησης ..................................456
14.8.1 14.8.2
Μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων 5 σχέσεων .........457 Αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων ...........................457
14.9
Ηλεκτρική εγκατάσταση..........................458
14.9.1 14.9.2 14.9.3
Κύρια μέρη.........................................................458 Γεννήτριες..........................................................458 Συστήματα ανάφλεξης ......................................459
14.10 14.11 14.12 14.13 14.14
Δυναμική της κίνησης.............................461 Πλαίσια μοτοσυκλετών............................462 Ανάρτηση τροχών, ελατήρια και απόσβεση ..........................................463 Φρένα .......................................................465 Τροχοί, επίσωτρα)...................................467
14.14.1 Τροχοί ................................................................467 14.14.2 Επίσωτρα ...........................................................467
Διδακτικό Πεδίο 10Α 15
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΟΧΗΜΑΤωΝ ΕΜΠΟΡΙΚωΝ
15.1
ΧΡΗΣΕωΝ (ΦΟΡΤΗΓωΝ)................................470 Κατάταξη..................................................470
285
15.2 15.3
Διαστάσεις εμπορικού οχήματος (CV) .......471 Επιτρεπτά βάρη εμπορικού οχήματος (CV) .........................................471 Κανόνες ωφέλιμου φορτίου ...................471 Κινητήρες εμπορικού οχήματος (CV) ....472 Συστήματα ψεκασμού για κινητήρες ντήζελ εμπορικών οχημάτων (CV) .........473
15.4 15.5 15.6 15.6.1 15.6.2 15.6.3 15.6.4
Σύστημα διακλαδωτήρα (common rail) εμπορικού οχήματος (CV).................................474 Μονάδα συστημάτων αντλίας (PLN) ................479 Βοηθητικά συστήματα υποβοήθησης εκκίνησης ...........................................................480 Μείωση των επιβλαβών εκπομπών σε κινητήρες ντίζελ φορτηγών...............................480
15.7
Μετάδοση κίνησης ..................................482
15.7.1 15.7.2 15.7.3 15.7.4 15.7.5 15.7.6 15.7.7
Διάφορα συστήματα κίνησης............................482 Είδη συστημάτων κίνησης ................................482 Άξονες οδήγησης ..............................................482 Κινητήριοι άξονες ..............................................483 Κιβώτια μετάδοσης............................................483 Βοηθητικό κιβώτιο ταχυτήτων ..........................483 Κιβώτιο ταχυτήτων μεταβλητής αναλογίας .........................................................483 Έλεγχος ηλεκτροπνευματικής μετάδοσης .........................................................484
15.7.8
15.8
Σασί ..........................................................485
15.8.1 15.8.2 15.8.3
Ανάρτηση ...........................................................485 Τροχοί και ελαστικά ..........................................488 Φρένα συμπιεσμένου αέρα (φρένα με εξωτερική δύναμη) ............................................489
15.9
Συστήματα εκκίνησης για φορτηγά - λεωφορεία..............................501
15.9.1 15.9.2
Τύποι εκκινητήρων.............................................501 Πρόσθετα ρελέ στα συστήματα εκκίνησης .....503
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2: ΤΕΧΝΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΣΤΑ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΟΧΗΜΑΤωΝ Π2.1 Π2.2 Π2.3 Π2.4 Π2.5 Π2.6
Συμπλέκτης (Συμπλέκτης τριβής)...............505 Κιβώτιο ταχυτήτων ......................................510 Διαφορικό, μπλοκέ διαφορικό ....................514 Εξωτερικές αντιστάσεις κίνησης................520 Υπολογισμοί στο πλαίσιο (σασί) .................526 Φρένα - Πέδηση...........................................531
Π2.6.1 Πρότζεκτ - Φρένα..................................................540
Π2.7 Σύστημα κίνησης ........................................542 Π2.8 Κατανάλωση καυσίμου...............................544 Π2.9 Κοστολόγηση.............................................545 Π2.10 Όχημα 1 ....................................................547
Π2.10.1 Πρότζεκτ - Ανάθεση έργου ................................547
Π2.11 Όχημα 2 ....................................................548 Π2.12 Όχημα 3 ....................................................549 Ευρετήριο όρων ...................................................543