Устройство автомобиля

Несмотря на обилие моделей и марок автомобилей, при ближайшем рассмотрении становится очевидным, что они имеют общую конструкцию. Основными компонентами любого автомобиля являются:

1. Двигатель (мотор). Этот механизм преобразует тепловую энергию в механическую, которая используется для передачи вращательного усилия на колеса. Проще говоря, двигатель отвечает за движение автомобиля.

Трансмиссия

Источник энергии от двигателя создает крутящий момент, с которым имеет дело данный узел. Он состоит из следующих компонентов: коробка передач, сцепление, карданный вал, ведущий мост.

Ходовая часть

Механический узел, обеспечивающий движение автомобиля. Состоит из передней и задней подвесок, колес, ведущих мостов. В народе также известна как «ходовка».

Системы управления

Рулевое управление и тормозная система являются основными компонентами системы управления.

Электрооборудование

Аккумуляторная батарея, проводка и генератор составляют электрооборудование. Эти элементы являются источниками и потребителями тока.

Несущая конструкция

Нижние, передние и задние лонжероны, моторный отсек, крыша и навесные элементы (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья) являются частью несущей конструкции автомобиля. Это придает автомобилю прочность и устойчивость.

Эксплуатация автомобиля

Автомобиль — сложная машина, но понять основные принципы ее работы вполне возможно. Ниже приводится краткий обзор некоторых ключевых компонентов и систем, обеспечивающих работу автомобиля.

# Кузов

Кузов удерживает все части автомобиля на своих местах и позволяет им работать в унисон.

Аккумулятор

Аккумулятор отвечает за запуск двигателя.

Двигатель

Двигатель вырабатывает искру, которая воспламеняет бензин в камере сгорания, что приводит к движению поршней.

Трансмиссия

Трансмиссия отвечает за передачу мощности на колеса.

Рулевое управление

Рулевое управление обеспечивает плавное движение и остановку автомобиля. Этими процессами управляют педали газа и тормоза. В автомобилях с механической коробкой передач имеется также педаль сцепления.

Генератор

Генератор вырабатывает электроэнергию для лампочек, датчиков и бортового компьютера.

Это лишь небольшая часть компонентов и систем, работающих в автомобиле, но этого достаточно, чтобы получить базовое представление о его работе.

Водитель и техническое устройство

Водитель, находясь в уютном салоне автомобиля, не замечает и не беспокоится о сложном механизме, из которого состоит машина. Ему достаточно повернуть ключ в замке зажигания, переключить рычаг переключения передач, нажать на педали, повернуть руль, нажать кнопки на приборной панели. Еще нужно регулировать подачу топлива. Простое дело! Тем не менее, если он хочет понять работу автомобиля хотя бы на базовом уровне, ему необходимо ознакомиться с некоторыми деталями.

Двигатель

Важной частью схемы и конструкции автомобиля является двигатель (или мотор). Они делятся на два типа: внутреннего сгорания (бензиновые или газовые) и электрические. Первые делятся еще на множество категорий, но мы не будем углубляться в эту тему.

Тормозная система

Тормозная система также считается одним из важнейших элементов управления. Она может быть как стояночной (для фиксации автомобиля на неровной поверхности), так и рабочей (предназначена для временной или полной остановки автомобиля, а также для снижения его скорости).

Режимы передачи

Два различных типа трансмиссии, хорошо известных водителям,— это механическая и автоматическая. Кроме того, существует и третий тип — роботизированный, но он не так часто используется. Автоматическая проще в управлении, так как может самостоятельно регулировать скорость и нагрузку, не прибегая к помощи педали сцепления. Напротив, механическая коробка передач требует от водителя переключать передачи и следить за нагрузкой на автомобиль, используя педаль сцепления.

Что такое сцепление?

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему автомобиль не сразу трогается с места, когда вы его заводите, и почему для этого необходимо переключить скорость и нажать на педаль газа (при механической коробке передач — тормоза и сцепление, затем газ)? Попробуем объяснить проще.

Силовой агрегат (двигатель) автомобиля содержит маховик и коленчатый вал. На самом деле внутри находится сложная система валов, шестерен и зубьев, но чтобы понять все тонкости этой конструкции, необходимо иметь базовое представление о теме. Поэтому мы постараемся упростить задачу.

Запуск автомобиля с коробкой передач со сцеплением

Чтобы завести автомобиль, оборудованный коробкой передач со сцеплением, водитель должен сначала разъединить зубья коленчатого вала, т. е. вал коробки передач будет вращаться вхолостую, не передавая энергию на колеса.

Далее необходимо выжать сцепление, которое плавно соединит шестерни маховика с коробкой передач. Затем необходимо включить первую скорость и, нажав на педаль газа, можно завести автомобиль.

В автомобилях с автоматической коробкой передач весь этот процесс автоматизирован, и водителю не нужно предпринимать никаких действий.

Разбор современного автомобиля

Мы разделили и рассмотрели основы конструкции и устройства современного автомобиля и постарались изложить их в понятной и доходчивой форме. Теперь вы понимаете, как движется автомобиль, почему работает двигатель и за что отвечает каждый его компонент. Мало кто станет отрицать, что управление современным автомобилем, даже с автоматическим переключением передач, может приносить удовольствие. Но только в том случае, если соблюдать правила эксплуатации, бережно относиться к автомобилю, обслуживать его по мере необходимости и быстро реагировать на малейшие признаки неисправности.

Электротехника и помощь водителю

Автомобиль управляется электричеством. Эта система сложна, но она упрощает управление автомобилем и делает салон комфортным. Запуск двигателя и его обслуживание — задача этой системы. Для нормальной работы автомобиля необходимы такие компоненты, как блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель и свечи зажигания.

Дополнительные электрические компоненты автомобиля

К дополнительным элементам электрической системы автомобиля относятся источники освещения, такие как фары, габаритные огни, указатели поворота, освещение салона и т. д. Сюда же относится звуковое оповещение, а также различные датчики и контроллеры. Имеются также системы, повышающие устойчивость и управляемость автомобиля при движении. И, наконец, тормозная система.

Тормозная система

Эта система позволяет замедлить автомобиль вплоть до полной остановки. Эта система жизненно необходима в непредвиденных ситуациях, а также при необходимости удержать автомобиль от резкого снижения. Тормозная система включает в себя несколько подсистем: ручную, резервную, дополнительную и антиблокировочную. Эта совокупность называется системой управления тормозами.

Основная роль тормозной системы

Основное назначение тормозной системы — управление скоростью автомобиля и его остановка в случае необходимости. Она состоит из привода и исполнительных механизмов (например, барабанных, дисковых). На современных легковых автомобилях чаще всего используется гидравлический привод, хотя иногда применяются электрические, пневматические или комбинированные варианты. В отдельных случаях для повышения давления жидкости и эффективности торможения может применяться вакуумный усилитель и регулятор.

Неисправность или отказ основного тормоза

В случае отказа или неисправности основного тормоза (снижение давления в одной из магистралей и падение уровня воды до тревожного уровня) в действие приводится вспомогательная тормозная система. Она может работать самостоятельно или в сочетании с ручным тормозом. Ручной или стояночный тормоз с механической передачей предназначен для: 1. 1. удержания автомобиля на спуске; 2. экстренного торможения в тяжелых условиях.

Эффективность замедления автомобиля

Если автомобиль движется со скоростью 80 км/ч, а водитель прилагает к педали усилие не более 50 кг, то в основной системе и подсистемах наблюдаются следующие коэффициенты замедления:

1. Основные тормоза — минимум 5,8 м/с2

2. Аварийный и ручной тормоза — 2,75 м/с2.

Процесс торможения прост. При нажатии на педаль тормозной эффект передается на колесные механизмы. В результате колодки прижимаются к дискам, предотвращая их вращение.

Устройство ходовой части автомобиля

Ходовая часть автомобиля состоит из нескольких частей, которые передают крутящий момент двигателя на шины, обеспечивая движение и управление автомобилем. Она включает в себя трансмиссию, устройство управления автомобилем и шасси.

Сцепление

Сцепление отвечает за передачу крутящего момента двигателя на коробку передач, а также за соединение или разъединение двигателя с компонентами трансмиссии. Для этого используется трос, который активируется при нажатии на педаль сцепления. Сцепление используется для предотвращения перегрузки и повреждения двигателя и деталей трансмиссии при переключении передач или торможении.

Механизм, управляющий автотранспортом

Рулевое колесо и тормоза (дисковые и барабанные) являются механизмами управления автомобилем. Рулевое колесо позволяет изменять направление движения автомобиля, а тормоза — регулировать скорость, останавливать автомобиль и удерживать его на месте.

Дизайн современных автомобилей

Современный автомобиль имеет ярко выраженный дизайн, включающий в себя рулевое колесо и тормоза. Рулевое колесо позволяет направлять автомобиль, а тормоза регулируют скорость, останавливают движение автомобиля и удерживают его в неподвижном состоянии.

Постоянно развивающаяся автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность находится в непрерывном цикле совершенствования и развития, а это значит, что компоненты автомобилей регулярно модифицируются. В то же время основные узлы и компоненты остаются неизменными:

1. Двигатель внутреннего сгорания

2. Трансмиссия

3. Кузов

4. Интерьер с функциями и опциями.

Двигатели классифицируются на различные типы, в зависимости от вида топлива, используемого при работе,— дизельные, бензиновые, газовые и гибридные. Все двигатели имеют схожий состав, включающий:

Части двигателя автомобиля

Автомобильный двигатель состоит из нескольких частей, которые в совокупности обеспечивают его работу. К ним относятся:

Блок цилиндров. В этой части находятся поршни и соединяются с другими компонентами двигателя.

Головка блока цилиндровВ этой части расположены распределительный вал и клапаны, которые регулируют поступление воздуха и топлива.

Кривошипно-шатунный механизмЭта деталь состоит из коленчатого вала, поршня и шатуна. Он отвечает за преобразование вращательного движения коленчатого вала в линейное движение поршня.

Система охлажденияСостоит из водяного насоса, радиатора, вентилятора, датчика температуры, расширительного бачка, термостата и трубопроводов системы. Она помогает предотвратить перегрев двигателя.

Система смазкиЭта система обеспечивает бесперебойную работу двигателя, предотвращая его износ. Она включает в себя масляный насос, маслозаборник, фильтрующий элемент, датчик аварийного давления и датчик уровня масла.

Источник питания и работа

Система питания в той или иной степени связана с двигателем и состоит из топливного насоса, топливных форсунок и дроссельного узла. Электронное управление осуществляется с помощью блока управления двигателем и ряда датчиков, отвечающих за работу ДВС.

Механизм работы заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания с помощью впускного клапана, а затем сжимается при движении поршня вверх и закрытии клапанов.

Двигатели внутреннего сгорания

В момент предельного давления подается искра, которая приводит в действие смесь, в результате чего поршень движется вниз. Затем открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выпускной канал.

Дизельные двигатели

Дизельный двигатель несколько отличается тем, что зажигание происходит без искры в момент сжатия.

Гибридные и электрические двигатели

В последнее время широкое распространение получили гибридные и электрические двигатели. В гибридном варианте для вращения генератора используется двигатель внутреннего сгорания, а колеса приводятся в движение электромотором. Основное отличие — наличие аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электродвигателем, а энергия поступает от аккумуляторов.

Варианты трансмиссий

В зависимости от привода автомобиля различают несколько типов трансмиссий. Для переднеприводного автомобиля в состав входят коробка передач и привод с шарнирами равных скоростей. Варианты коробки передач: автомат, вариатор, механика, робот. Для заднего привода трансмиссия включает в себя карданный вал и задний мост или редуктор. Для передачи крутящего момента в мостовой конструкции реализованы полуоси, а в редукторных вариантах — шарниры равных угловых скоростей.