Motoryzacja

Motoryzacja to całokształt zagadnień związanych z użytkowaniem pojazdów zaopatrzonych w silniki służące do ich napędu. Potocznie przez motoryzację rozumie się motoryzację samochodową, związaną z zastosowaniem samochodów osobowych i ciężarowych, autobusów, ciągników, motocykli, motorowerów i skuterów. Eksploatacja tych pojazdów wymaga odpowiedniego rozmieszczenia warsztatów oraz stacji benzynowych. Podstawowym problemem motoryzacji jest zapewnienie bezpieczeństwa ruchu drogowego (zasady ruchu na drogach, dbanie o sprawność techniczną pojazdu, oznakowanie dróg itp.) Motoryzacja ma duże znaczenie gospodarcze (transport) i inne. Rozwój motoryzacji przyczynił się do znaczących zmian funkcjonowania transportu drogowego i powstania społeczeństwa mobilnego.

Historia motoryzacji


* 1764r. - pierwszy pojazd napędzany silnikiem dwucylindrowym parowym przeznaczony do ciągnięcia przedmiotów
* 1802r. - pierwsza lokomotywa drogowa
* 1827r. - pierwszy pojazd parowy do komunikacji pasażerskiej
* 1884r. - został zbudowany pierwszy pojazd benzynowy

Początki motoryzacji sięgają okresu sprzed I wojny światowej. W Warszawa w przededniu wybuchu wojny było zarejestrowanych 400 samochodów. Między poszczególnymi zaborami wyraźne były różnice w jakości dróg, jak i w zasadach ruchu drogowego (przykładowo w Austro-Węgrzech obowiązywał ruch lewostronny).

W okresie międzywojennym liczba automobilów w Polsce wzrosła do ponad 40 000, co jednak nadal stawiało Polskę na dalekiej pozycji pod względem ilości samochodów (należy pamiętać, że wówczas około 70% wszystkich samochodów na świecie znajdowało się w USA). Na przeszkodzie rozwojowi motoryzacji stała bardzo słaba jakość ówczesnych dróg, jak też mała zamożność społeczeństwa. Zaczęła się rozwijać komunikacja autobusowa, jednak kryzys gospodarczy w latach 1929-1935 spowodował pewien regres w motoryzacji, przykładem tego zjawiska może być liczba taksówek, która przed wybuchem II wojny światowej nie zdołała przekroczyć stanu z roku 1929.

W drugiej połowie lat dwudziestych wprowadzono w Warszawie sygnalizację świetlną, a w pewnym momencie liczba aut w stolicy osiągnęła liczbę 3500.

Nowe technologie w motoryzacji

Dla wykorzystania maksymalnej siły hamowania wielu producentów samochodów wprowadziło w swoich samochodach system wspomagania nagłego hamowania. Układ ten jak dowodzą badania pomaga w uniknięciu wielu wypadków drogowych utrzymując maksymalne ciśnienia hamowania na całej drodze przez jaką samochód jest zatrzymywany.
Przeprowadzone badania dowiodły, że wielu kierowców pojazdów nie potrafi w pełni wykorzystać całkowitych możliwości układu hamulcowego. Najefektywniejsze działanie układu hamulcowego uzyskuje się przy maksymalnym ciśnieniu hamowania. W samochodach wyposażonych w układ ABS oznacza to, że układ ten powinien być uruchomiony regulując ciśnienie hamowania na poszczególnych kołach pojazdu.

Na czym polegają błędy kierowców? W chwili niebezpieczeństwa wciskają oni pedał hamulca dość szybko jednak ze zbyt małą siłą lub też po po mocnym hamowaniu zwalniają pedał hamulca zmniejszając przez to siłę hamowania. Wprowadzenie systemu wspomagania nagłego hamowania pozwala na utrzymanie maksymalnej siły hamowania w chwili wykrycia niebezpieczeństwa. Przeprowadzone badania dowiodły, ze układ ten pozwala na skrócenie drogi hamowania przy prędkości 100 km/h o 7 m przy drodze hamowania o długości 40 m. Przeprowadzone testy wykazały, że przy braku tego układu do wypadku dochodziło w 86 % przypadków. Natomiast w samochodach wyposażonych w taki układ do wypadku dochodziło jedynie w 16 % przypadków.
W chwili wykrycia przez system nagłego hamowania, czyli w chwili szybkiego naciśnięcie pedału hamulca w układzie hamulcowym wytworzone zostaje maksymalne ciśnienie hamowania. W praktyce przewyższające ciśnienie jakie wytworzył kierowca naciskając na pedał hamulca. Pozwala to na wykorzystanie całej mocy hamulców oraz wcześniejsze zadziałanie układu ABS. Ciśnienie to zostaje utrzymane w układzie hamulcowym do chwili aż nastąpi całkowite puszczenie pedału hamulca. W układzie tym przez sprzężenie z układem ABS nie występuje ryzyko zablokowania kół, dzięki czemu układ umożliwia nam również płynne ominięcie przeszkody zapobiegając wpadnięciu samochodu w poślizg. Często w momencie nagłego hamowania włączane są również światła awaryjne co pozwala na ostrzeżenie kierowców jadących za nami i niebezpieczeństwie na drodze.
Wyposażenie samochodów w układ wspomagania nagłego hamowania pozwala znacznie skrócić drogę hamowania, jak również uniknąć znacznej części wypadków drogowych. Omawiany system wielu producentów samochodów stosuje seryjnie w swoich samochodach które wyposażone są w układ ABS.


Postępujące zanieczyszczenie środowiska powoduje, że naukowcy i konstruktorzy wciąż pracują nad wynalezieniem coraz czystszych źródeł napędu samochodów. Zmniejszenie uciążliwości dla środowiska tradycyjnych silników benzynowych przestaje jednak wystarczać. Mniejszą uciążliwość samochodów rekompensuje niestety wzrastająca liczba pojazdów. Wszystko to powoduje, że poszukujemy źródeł energii mechanicznej jeszcze bardziej czystych (a może nawet zupełnie czystych). Jedną z bardziej obiecujących technologii jest zastosowanie do napędu samochodów wodoru.

Bardzo często zdarza się, że technologie zastrzeżone dotychczas dla zastosowań wojskowych trafiają do powszechnego użytku. Tak dzieje się właśnie z technologią HUD (Head-up Display), która dotychczas służyła głównie pilotom myśliwców wyświetlając na szybie przed ich oczami wszelkie dane dotyczące lotu tak, aby nie odrywać ich od śledzenia tego co dzieje się poza samolotem. Dość oczywisty jest powód zastosowania tej technologii w samochodach – zwiększenie bezpieczeństwa. Także jasne jest co powodowało, że dotychczas tego rozwiązania nie ma w powszechnym użytku - tym czymś jest (była) cena.

Samochód osobowy

Samochód osobowy – pojazd mechaniczny, silnikowy, zdolny do przewożenia nie więcej niż dziewięciu osób (wraz z kierowcą) i niewielkiego bagażu. Do jego prowadzenia uprawnia prawo jazdy kategorii B.

Budowa samochodu osobowego:

1 - układ chłodzenia

2 - układ zasilania

3 - układ kierowniczy

4 - silnik

5 - skrzynia biegów

6 - zawieszenie

7 - układ napędowy

8 - układ hamulcowy

Według kryterium przewozu osób lub ładunku wyróżnia się następujące samochody:
- osobowe - użytkowe, sportowe, sportowo-użytkowe, terenowe;
- ciężarowe - dostawcze, terenowe;
- autobusy;
- inne - opancerzone, pożarnicze.

Jedną z najważniejszych części w samochodzie jest silnik. Do najczęściej używanych w przemyśle samochodowym nale­żą silniki spalinowe z zapłonem iskrowym. Można tu wyróżnić silniki dwusuwowe, czterosuwowe, z tłokiem wirującym (np. Wankla).

Silnik zamienia doprowadzaną do niego energię na pracę mechaniczną. Polega to na wykorzystaniu energii obracające­go się wału podczas jego momentu obrotowego. Praca silnika odbywa się dzięki spalaniu paliwa. Wytwarzana w ten sposób energia cieplna jest zamieniania na energię mechaniczną.

Aby silnik spalinowy rozpoczął pracę, wymaga zapłonu. Gdy mieszanka paliwa w silniku jest sprężona, czyli ściśnięta przez tłok, w cylindrze następuje przeskok iskry elektrycznej i zapale­nie się paliwa. Iskra powstaje dzięki świecy zapłonowej. Wyna­lazcą świecy był Niemiec Robert Bosch, który w 1902 roku roz­począł jej masową produkcję. Jego patent udoskonalił Louis Renault. Wymyślił on, że świeca powinna być wkręcana do ko­mory silnika, ponieważ tam najlepiej wytwarza iskrę do zapłonu mieszanki paliwa. Wydajność świecy zależy od napięcia: im jest ono wyższe, tym większa jest moc iskry (a tym samym większa pewność zapalenia się mieszanki). Iskra powstaje pomiędzy elektrodami świecy.

Lutownica

Lutownica to narzędzie służące do lutowania. Składa się ona z kolby, służącej jako uchwyt oraz grota, czyli części mającej bezpośredni styk ze spoiwem – lutem. Możemy je podzielić na:

* lutownice transformatorowe, w których wysoka temperatura jest uzyskiwana poprzez przepływanie prądu o dużym natężeniu przez drut, który jest zarazem grotem. Ich nazwa pochodzi od transformatora, który jest jej integralną częścią. Lutownice te są dość popularne, gdyż czas nagrzewania grota jest krótki (kilka sekund). Nowocześniejsze rozwiązania posiadają wbudowane oświetlenie skierowane na miejsce lutowania, oraz kilkuzakresowy przełącznik mocy. Ich wadą jest brak dokładnej kontroli temperatury grota oraz silne pole elektromagnetyczne wokół grota.
* lutownice grzałkowe (oporowe), w których metalowy (zazwyczaj miedziany lub wykonany ze stopów miedzi) grot podgrzewany jest elektryczną grzałką. Najprostsze zasilane wprost z sieci nie pozwalają na regulację/stabilizację temperatury. Odmianą lutownicy grzałkowej jest tzw. lutownica kolbowa, w której grot wykonany jest z masywnego kawałka metalu. Powoduje to akumulację znacznych ilości energii cieplnej, co ułatwia lutowanie większych elementów. Natomiast stacje lutownicze, które składają się z zasilacza (i najczęściej stabilizatora) oraz dołączonej do niej tzw. kolby – grzałki w odpowiedniej obudowie, zasilanej najczęściej napięciem 24 V są chętnie stosowane do lutowania układów elektronicznych, ponieważ kolba jest lekka.
* lutownice z elektrodami grafitowymi zbudowane są na bazie transformatora, który zasila szczypce wyposażone w elektrody węglowe. Po zamknięciu obwodu grafitowymi elektrodami na przewodzącym prąd elemencie lutowanym, płynie prąd elektryczny, wydzielając ciepło na styku grafit – element lutowany. Zaletą jest duża moc, zaś wadą (zwłaszcza przy lutowaniu twardym) pozostawiany ślad elektrody grafitowej.
* lutownice gazowe, których grot podgrzewany jest palnikiem zasilanym gazem (np. propan-butan). Możliwe jest użycie takiej lutownicy bez grota – wówczas wykorzystywane są gorące gazy spalinowe. Mają one większe możliwości niż transformatorowe, ponieważ topią np. cynę z dodatkiem miedzi której nie roztopi lutownica transformatorowa.
* lutownice podgrzewane zewnętrznym źródłem ciepła to po prostu miedziany grot na uchwycie; grot po podgrzaniu w płomieniu palnika (np. na kuchence gazowej) przez kilkadziesiąt sekund zachowuje na tyle wysoką temperaturę, że umożliwia lutowanie (zasada działania podobna do żelazka z "duszą"). Obecnie lutownice takie, jako całkowicie archaiczne, niewygodne i nie nadające się do precyzyjnych prac – całkowicie wyszły z użycia.

Wiertarka

Wiertarka (dawniej także bormaszyna) – urządzenie do wiercenia, rozwiercania i pogłębiania okrągłych otworów przy pomocy wiertła.

Proste wiertarki ręczne (zwane świdrami) były używane już 4 tys. lat p.n.e. W średniowieczu używano wiertarek napędzanych siłą mięśni lub przez koła wodne.


* wiertarka ręczna – przenośne urządzenie do wiercenia z napędem ręcznym (za pomocą korby – korba, z trzonem spiralnym – furkadło), elektrycznym lub pneumatycznym
* wiertarka stołowa – niewielka obrabiarka ustawiana na stole warsztatowym
* wiertarka kolumnowa – wiertarka, lub jej wrzeciono jest mocowana na kolumnie umożliwiającej pozycjonowanie wiertarki, jej przesuw w pionie oraz pionowy napęd
* wiertarka udarowa – wiertarka, w której wiertło, oprócz ruchu obrotowego, wykonuje ruch posuwisto-zwrotny, uderzając o obrabiany materiał, stosowana do obróbki materiałów twardych i kruchych, głównie materiałów budowlanych
* wiertarka rewolwerowa – z rewolwerową głowicą narzędziową
* wiertarka wielowrzecionowa – z wieloma obracającymi się jednocześnie wrzecionami, można nią wiercić wiele otworów jednocześnie
* wiertarka współrzędnościowa – do wiercenia otworów o bardzo dokładnym położeniu

Budowa wiertarki elektrycznej

1. silnik elektryczny
2. przekładnia
3. skrzynka posuwów
4. łożyska
5. wrzeciono
6. uchwyt narzędziowy (wiertarski)
7. elementy sterujące:
1. włącznik
2. pokrętła posuwów
3. dźwignia kierunku obrotów
4. dźwignia zmiany prędkości wrzeciona
8. bezpiecznik
9. przewód zasilający
10. obudowa
11. stół materiałowy
12. uchwyt materiału (np imadło wiertarskie)
13. podstawa
14. układ chłodzenia wiertła

Suszarka do włosów

Suszarka do włosów urządzenie elektryczne, służące do suszenia włosów. Najczęściej ma rozmiary pozwalające na trzymanie jej w ręce; większe suszarki, stojące, używane są głównie w zakładach fryzjerskich. Pierwsze skutecznie działające suszarki do włosów powstały w roku 1920. Ważyły ona prawie 2 kg i były skrzynkami ustawionymi na stole. Pierwsze modele przegrzewały się i paliły. Dlatego bez przerwy ulepszano pierwotną konstrukcję. W 1951 roku pojawiły się suszarki wyposażone w elastyczny wąż połączony z plastikowym kapturem. Dopasowana do kształtu dłoni obudowa kryje w sobie silniczek z wiatrakiem oraz spiralę grzewczą, przez którą przedmuchiwane powietrze ulega ogrzaniu, a odpowiednio wyprofilowana dysza kieruje je na włosy.

Pralka

Jak sama nazwa wskazuje, pralka służy do prania. Samo jednak zamoczenie brudnych rzeczy nie spowoduje, że staną się one czyste. Należy jeszcze sprawić, żeby woda dostała się między wszystkie włókna tkaniny. Brudne ubrania umieszcza się więc w wirującym bębnie pralki i dodaje do wody detergentów, które ułatwiają jej wnikanie do włókien i usuwanie z nich tłustych plam i innych zabrudzeń. Współczesne pralki to urządzenia automatyczne. Można je na czas prania pozostawić bez nadzoru. Kontrolę sprawują bowiem układy elektroniczne. Najpierw jednak należy pralkę zaprogramować, tzn. wybrać program odpowiedni dla danej tkaniny. Automat podgrzewa wodę do właściwego poziomu, miesza ją i określa długość cyklu prania, płukania i odwirowywania. Niektóre pralki również suszą wyprane rzeczy. Pierwszą pralkę elektryczną skonstruowano w 1906r.

Lodówka

Chłodziarka, zwana też lodówką, jest urządzeniem do przechowywania rzeczy w niskiej temperaturze. W większości gospodarstw domowych służą one do przechowywania świeżej żywności (a także mrożonek). Chłodziarki zatrzymują żywność w temperaturze około 5 stopni Celcjusza. Istotą funkcjonowania lodówki jest zjawisko parowania. Gdy ciecz zamienia się w parę, pobiera ciepło z otoczenia. Jeśli np. zamoczysz palec i następnie będziesz energicznie poruszać ręką, poczujesz chłód na mokrym palcu, parująca woda odbiera bowiem z niego ciepło. W chłodziarce oziębianie odbywa się w następstwie parowania cieczy zwanej chłodziwem. Ciecz ta następnie zostaje sprężona i skierowana przez układ rurek ponownie do wnętrza lodówki. Chłodziwo krąży w zamkniętym obiegu, złożonym z układu rurek. Pompa elektryczna spręża pary chłodziwa, które się przy tym ogrzewa. Chłodziwo opuszcza sprężarkę pod wysokim ciśnieniem. Przepływając przez rurki skraplacza, oddaje ono ciepło, oziębia się i zamienia w ciecz. Ta część instalacji umieszczana jest zawsze na zewnątrz chłodziarki. Żeberka chłodnicy przekazują ciepło otaczającemu je powietrzu. Następnie ciecz chłodząca z wąskiej rury przez zawór rozprężający dostaje się do znaczenie szerszej rurki parownika. Wskutek spadku ciśnienia chłodziwo paruje, pobierając ciepło z otoczenia. Ten odcinek obiegu chłodziwa znajduje się zawsze wewnątrz lodówki, zatem umieszczona w niej żywność również traci ciepło i się oziębia. Następnie pary chłodziwa wracają do sprężarki i cały cykl się powtarza. Temperaturę chłodzenia kontroluje termostat, odpowiednio włączając i wyłączając sprężarkę. Nie wszystkie chłodziarki wyposażone są w sprężarkę. Najpierw w użyciu były chłodziarki absorpcyjne, w których do wymuszenia obiegu chłodziwa (był nim amoniak) wykorzystywano ciepło palnika gazowego. Te chłodziarki nie miały poruszających się części, więc ciszej pracowały, ale były mniej skuteczne i droższe w eksploatacji.