Пример — различия между версиями

Материал из НГПУ им. К.Минина
Перейти к: навигация, поиск
(Другие документы)
(Вывод)
 
(не показано 5 промежуточных версий этого же участника)
Строка 5: Строка 5:
 
==Тема исследования группы==
 
==Тема исследования группы==
  
Управление скоростью автомобиля
+
Коррозия
  
 
==Проблемный вопрос (вопрос для исследования)==
 
==Проблемный вопрос (вопрос для исследования)==
  
Каково назначение коробки передач?
+
Последствия видов коррозии.
  
 
==Гипотеза исследования==
 
==Гипотеза исследования==
  
Мы предполагаем, что коробка передач является наиболее эффективным механизмом для управления скоростью автомобиля.
+
К каждой возникшей проблеме воздействия на кузов окружающей среды соответствует особый подход.
  
 
==Цели исследования==
 
==Цели исследования==
  
Исследовать назначение коробки передач.
+
Исследовать уровень воздействия коррозий.
  
==Результаты проведённого исследования==
+
Коррозионные процессы классифицируют по механизму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса; по характеру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.
  
Коробка передач предназначена для изменения по величине и направлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам. Также она обеспечивает длительное разобщение двигателя и ведущих колес, причем на неограниченный срок и без усилий со стороны водителя (по сравнению со сцеплением).
+
По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.  
  
Для самостоятельного движения автомобиля необходимы два условия:
+
Химическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены.
 +
Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.
  
1) к ведущим колесам должен быть подведен от двигателя крутящий момент, достаточный для вращения колес при имеющихся силах сопротивления движению автомобиля;
+
По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии.
  
2) между ведущими колесами и полотном дороги должно быть достаточное по величине сцепление (т.е. сила трения), чтобы колеса не могли проскальзывать относительно дороги (буксовать).
+
Газовая коррозия - это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.  
  
При передаче крутящего момента от главной передачи к ведущим колесам в точках соприкосновения шин ведущих колес с дорогой появляется окружная касательная сила, которая направлена в сторону, противоположную движению автомобиля. По закону равенства действия и противодействия окружная сила вызывает появление равной ей, но направленной в противоположную сторону силы, называемой касательной реакцией. Эта реакция является силой трения шин ведущих колес о дорогу, она также приложена в точках соприкосновения дороги с шинами, но направлена в противоположную окружной силе сторону - в сторону движения автомобиля. Эта реакция называется тяговой силой.
+
Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.  
  
Тяговая сила передается от ведущих колес на раму, а от рамы на передние колеса и вызывает поступательное движение автомобиля; поэтому тяговая сила называется также толкающей силой.
+
Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.  
  
При установившемся равномерном движении автомобиля можно приближенно считать, что окружная и тяговая силы равны между собой. Каждая из них равна крутящему моменту (в кгм), подведенному от главной передачи к ведущим колесам, деленному на радиус колеса (в м).
+
Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.  
  
Предельная величина тяговой силы ограничена силой сцепления ведущих колес с полотном дороги: если окружная сила превысит силу сцепления, ведущие колеса начнут буксовать.
+
Контактная коррозия — это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.  
  
Сила сцепления ведущих колес с дорогой прямо пропорциональна: а) силе, прижимающей эти колеса к полотну дороги и зависящей от доли приходящейся на них нагрузки от полного веса автомобиля; б) коэффициенту сцепления. Величина коэффициента сцепления зависит от типа и состояния полотна дороги, площади контакта (соприкосновения) шин с дорогой, рисунка протектора и материала покрышек. Наименьший коэффициент сцепления будет при скользкой дороге, гладком (изношенном) протекторе и высоком давлении воздуха в шинах.
+
Радиационная коррозия - это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.  
  
Сопротивление движению автомобиля в тяжелых условиях эксплуатации (например, движение по глубокому снегу, вязкому грунту, на крутых подъемах и т.д.) может увеличиваться в несколько раз сравнительно с нормальными условиями движения по хорошим горизонтальным участкам дороги.
+
Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.  
  
В целях повышения экономичности, устанавливаемые на автомобилях двигатели рассчитываются только на определенные условия работы с небольшим запасом мощности. Поэтому при резком повышении сопротивления движению автомобильные двигатели не могут развивать крутящий момент, достаточный для преодоления этих повышенных сопротивлений.
+
Коррозия под напряжением — коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.  
  
Допустим, что по горизонтальному участку шоссе с хорошим покрытием автомобиль идет при полном открытии дроссельной заслонки со скоростью 90 км/час, коленчатый вал делает 3600 об/мин и двигатель развивает максимальную мощность. Если на пути автомобиля встретится длинный и крутой подъем, то скорость автомобиля и число оборотов коленчатого вала, а следовательно, и мощность двигателя заметно будут падать.
+
Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.  
  
Вначале крутящий момент двигателя, а значит и зависящая от него тяговая сила будут возрастать (см. раздел 3 "Понятие о мощности, крутящем моменте и экономичности двигателя" главы I) хотя и в относительно небольших пределах (обычно 20-25% при карбюраторном двигателе и 10-15% при дизеле сравнительно с крутящим моментом при максимальной мощности двигателя). Поэтому двигатель в указанных пределах автоматически приспосабливается к повысившемуся сопротивлению движению и не глохнет. Но когда возросшее сопротивление движению превысит пределы приспособляемости двигателя, то число оборотов коленчатого вала будет продолжать неуклонно падать, пока двигатель не заглохнет.
+
Фреттинг-коррозия — это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.  
  
Значительное увеличение крутящего момента, необходимое для преодоления повышенных сопротивлений движению, достигается в автомобилях при помощи коробки передач. Для этой цели в коробке передач применяются понижающие передачи. Они увеличивают в несколько раз крутящий момент, а следовательно, и тяговую силу на ведущих колесах за счет уменьшения скорости их вращения при неизменном числе оборотов коленчатого вала двигателя. Практически при значительном уменьшении скорости движения автомобиля при помощи коробки передач увеличивают число оборотов коленчатого вала настолько, что двигатель развивает наибольший крутящий момент.
+
Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия может быть равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе.
 +
При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.  
  
Повышение крутящего момента при помощи шестеренчатой передачи иллюстрирует схема, показанная на рис. 163.
+
Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв - разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл.
 +
Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.  
  
[[Изображение:r163.gif]]
+
Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.  
  
Схема передачи крутящего момента через шестерни
+
Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.  
Рис. 163 - Схема передачи крутящего момента через шестерни:
+
А - ведущий вал; Б - ведомый вал.
+
  
Допустим, что крутящий момент ведущего вала А равен 2 кгм. Тогда окружная сила на зубьях шестерни вала будет равна крутящему моменту, деленному на радиус шестерни (0,1 м), т. е. 20 кг (2:0,1). С такой силой зубья малой шестерни вала А давят на зубья большей шестерни ведомого вала Б. Чтобы найти крутящий момент ведомого вала Б, надо силу, действующую на зубья шестерни этого вала, умножить на плечо ее действия, т. е. на радиус, равный в данном примере 0,2 м. Отсюда крутящий момент ведомого вала Б составит 4 кгм (20*0,2).
+
Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.
  
Следовательно, крутящий момент на ведомом валу увеличивается во столько раз, во сколько раз радиус (или число зубьев) ведомой шестерни больше радиуса (числа зубьев) ведущей. Здесь шестерни разных размеров могут рассматриваться как рычаги разной длины.
 
  
Отношение числа зубьев (или числа оборотов) ведомой шестерни к числу зубьев (или числу оборотов) ведущей шестерни называется передаточным числом. Если, например, ведомая шестерня имеет 20 зубьев, а ведущая 10, то передаточное число будет равно 20/10=2. Следовательно, если передаточное число больше единицы, ведомый вал вращается медленнее ведущего, а если меньше единицы, то быстрее его; во столько же раз изменится (увеличится или уменьшится) и крутящий момент.
+
Изучив и предотвратив на практике вышеперечисленные виды коррозий мы можем сделать вывод о том, что проблема эксплуатащии кузова автомобиля достаточно проблемный, но решаемый вопрос.
 
+
При отсутствии коробки передач потребовался бы двигатель, который мог бы развивать в тяжелых дорожных условиях крутящий момент, превышающий в несколько раз крутящий момент в обычных условиях движения. Мощность такого двигателя мало использовалась бы при движении по удовлетворительной дороге, и такой двигатель был бы неэкономичен.
+
 
+
[[Изображение:карта знания назначение.jpg| 600px]]
+
  
 
==Вывод==
 
==Вывод==
  
На основе проведенного исследования мы пришли к выводу, что коробка передач является очень удобным и эффективным механизмом управления скоростью в различном оборудовании.
+
При возникновении коррозии на кузове автомобиля необходимо определить и изучить ее разновидность, прежде чем устранять ее.
  
 
==Полезные ресурсы==
 
==Полезные ресурсы==

Текущая версия на 22:51, 13 января 2011

Авторы и участники проекта

Студенты 2 курса автомобильного института

Тема исследования группы

Коррозия

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Последствия видов коррозии.

Гипотеза исследования

К каждой возникшей проблеме воздействия на кузов окружающей среды соответствует особый подход.

Цели исследования

Исследовать уровень воздействия коррозий.

Коррозионные процессы классифицируют по механизму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса; по характеру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают единовременно в одном акте. Продукты взаимодействия пространственно не разделены. Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.

По виду коррозионной среды и условиям протекания различают несколько видов коррозии.

Газовая коррозия - это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1%) или при высоких температурах. В химической и нефтехимической промышленности такой вид коррозии встречается часто. Например, при получении серной кислоты на стадии окисления диоксида серы, при синтезе аммиака, получении азотной кислоты и хлористого водорода, в процессах синтеза органических спиртов, крекинга нефти и т.д.

Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Контактная коррозия — это вид коррозии, вызванный контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите.

Радиационная коррозия - это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока.

Коррозия под напряжением — коррозия, вызванная одновременным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. Если это растягивающие напряжения, то может произойти растрескивание металла. Это очень опасный вид коррозии, особенно для конструкций, испытывающих механические нагрузки (оси, рессоры, автоклавы, паровые котлы, турбины и т.д.). Если металлические изделия подвергаются циклическим растягивающим напряжениям, то можно вызвать коррозионную усталость. Происходит понижение предела усталости металла. Такому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, валки прокатных станов.

Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

Фреттинг-коррозия — это коррозия, вызванная одновременно вибрацией и воздействием коррозионной среды. Устранить коррозию при трении или вибрации возможно правильным выбором конструкционного материала, снижением коэффициента трения, применением покрытий и т.д.

Коррозия называется сплошной, если она охватывает всю поверхность металла. Сплошная коррозия может быть равномерной, если процесс протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла, и неравномерной когда скорость процесса неодинакова на различных участках поверхности. Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе. При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв - разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла, или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл. Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

Щелевая коррозия вызывает разрушение металла под прокладками, в зазорах, резьбовых креплениях и т.д.


Изучив и предотвратив на практике вышеперечисленные виды коррозий мы можем сделать вывод о том, что проблема эксплуатащии кузова автомобиля достаточно проблемный, но решаемый вопрос.

Вывод

При возникновении коррозии на кузове автомобиля необходимо определить и изучить ее разновидность, прежде чем устранять ее.

Полезные ресурсы

Microsoft PowerPoint

Другие документы