Устройство автомобиля

Несмотря на огромное количество типов и марок автомобилей, при внимательном рассмотрении выясняется, что все легковые автомобили имеют одинаковое устройство. Ниже перечислены основные элементы устройства автомобиля:

Двигатель (мотор). Этот аппарат преобразует тепловую энергию в механическую, необходимую для передачи крутящего момента на колеса. Это означает, что благодаря двигателю автомобиль движется.

Передача энергии

Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя для создания крутящего момента, называется трансмиссией. В состав этого устройства входят: коробка передач, сцепление, карданный вал и ведущий мост.

Ходовая часть

Механическая основа движения автомобиля, которую некоторые называют «ходовкой», состоит из передней и задней подвесок, колес и ведущих мостов.

Системы управления и торможения

Строго говоря, к системам управления автомобилем относятся рулевое управление (для движения) и тормозная система (для остановки).

Электрооборудование

Электрооборудование состоит из аккумулятора, проводки и генератора. Другими словами, это источники и потребители тока. Все эти компоненты соединены с кузовом автомобиля, который состоит из днища, передних и задних лонжеронов (обеспечивающих прочность и устойчивость), моторного отсека, крыши и навесных деталей (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья).

Понимание систем автомобиля

Это лишь «верхушка айсберга» при изучении основ устройства автомобиля, но все же она может дать краткое представление о важных системах и компонентах.

Принцип работы

Автомобиль функционирует благодаря своему корпусу, в котором размещены все компоненты. Все системы работают слаженно и синхронно. Аккумуляторная батарея используется для запуска двигателя, который вырабатывает искру для воспламенения бензина в камере сгорания, что приводит к детонации и движению поршней в двигателе. Затем двигатель с помощью трансмиссии передает энергию на колеса, обеспечивая плавный ход. Управление автомобилем осуществляется с помощью педалей «газ» и «тормоз», а автомобили с механической коробкой передач оснащены еще и педалью сцепления. Наконец, генератор обеспечивает питание лампочек, датчиков и бортового компьютера.

Простота водителя

Водитель, удобно расположившись на водительском сиденье, не обращает внимания на хитроумные механизмы автомобиля. Все, что от него требуется,— это повернуть ключ, переключить передачу, нажать на педали, повернуть руль и нажать кнопки на приборной панели. Кроме того, он должен следить за уровнем топлива. Это похоже на сказку!

Однако если водитель хочет освоить азы управления автомобилем, ему необходимо знать некоторые механизмы.

Механизм автомобиля

Важным элементом конфигурации и устройства автомобиля является двигатель (или мотор). Он может быть двух видов — внутреннего сгорания (бензиновый или газовый) и электрический. Первый подразделяется на множество подвидов, но не будем углубляться в эту тему. Аналогично, важным элементом управления автомобилем является тормозная система. Ее можно разделить на стояночную (для удержания автомобиля на неровной поверхности) и рабочую (для полной или временной остановки автомобиля, а также для снижения скорости движения).

Трансмиссия

Мы рассмотрим два термина, которые известны всем, кто водит автомобиль,— механическая и автоматическая коробки передач. Существует также роботизированная коробка передач, однако она не столь популярна.

Управлять «автоматом» проще, так как он автоматически регулирует скорость и нагрузку на автомобиль. В этом типе автомобилей отсутствует педаль сцепления.

С другой стороны, при использовании механической коробки передач водителю необходимо вручную переключать скорости, следя за нагрузкой на автомобиль. Для этого используется педаль сцепления.

Что такое сцепление?

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом, почему автомобиль не трогается с места сразу после запуска двигателя? Он стоит на месте до тех пор, пока вы не переключите передачу и не нажмете на педаль газа (тормоз и сцепление, затем газ для механической коробки передач). Давайте попробуем раскрыть это понятие:

Силовой агрегат (двигатель) автомобиля оснащен коленчатым валом и маховиком. Внутри находится сложная система валов, шестерен и зубьев, но для дальнейшего объяснения необходимо иметь базовое представление о ее устройстве. Поэтому мы постараемся упростить ее.

Запуск автомобиля с коробкой передач со сцеплением

Коробка передач со сцеплением подключается к двигателю со стороны маховика, и запуск автомобиля осуществляется на «нейтральной» передаче. Это означает, что коленчатый вал находится в отключенном режиме, и его вал вращается, не передавая крутящий момент на колеса. Для начала движения необходимо выжать сцепление, чтобы плавно соединить маховик и коробку передач. Затем включается первая скорость, весь механизм начинает двигаться, и водитель может нажать на педаль газа. На автомобилях с автоматической коробкой передач этот процесс происходит без участия водителя.

Удовольствие от вождения современного автомобиля

Разобрав конструкцию и устройство современного автомобиля и доходчиво объяснив их, мы теперь можем понять, как работают автомобили, почему работает их двигатель и какую ответственность несет каждый узел.

Вождение автомобиля с автоматической коробкой передач может доставлять удовольствие при условии бережного отношения к машине, регулярного обслуживания и реагирования даже на самые незначительные неполадки.

Электрооборудование и помощь водителю

Электричество — важнейшая часть автомобиля. Оно отвечает за запуск двигателя и поддержание его в рабочем состоянии. Многие элементы автомобиля, от приборной панели до кондиционера, работают от электричества. Это довольно сложная система, но она помогает сделать управление автомобилем более удобным, а салон — более комфортным.

Блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель и свечи зажигания — все это важнейшие компоненты автомобиля, без которых он просто не может функционировать.

Дополнительные электрические компоненты

Фонари, габаритные огни, указатели поворота, подсветка салона — все это дополнительные элементы электрической системы автомобиля. В нее также входят звуковой сигнал, многочисленные датчики и регуляторы. Кроме того, существуют технологии, повышающие курсовую устойчивость и маневренность автомобиля.

Тормоза

Последней, но не менее важной частью электрооборудования является тормозная система.

Замедление и остановка автомобиля

Тормозная система автомобиля может быть очень полезной, позволяя замедлять и даже полностью останавливать автомобиль. Это особенно полезно в экстренных ситуациях, а также для предотвращения самостоятельного скатывания автомобиля под уклон. Управление тормозами включает в себя несколько систем, таких как ручная, резервная, дополнительная и антиблокировочная.

Главная разрывная система:

Основная функция главной тормозной системы — контроль скорости автомобиля и его остановка в случае необходимости. Она состоит из привода и исполнительных механизмов (барабанных, дисковых). В настоящее время для легковых автомобилей чаще всего используется гидравлический привод, реже — электрический, пневматический и комбинированный варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и тормозной силы используется вакуумный усилитель и регулятор.

В случае неисправности

В случае поломки или отказа основной тормозной системы (выход воздуха из одного из цилиндров и падение уровня жидкости до опасного уровня) в действие вступает резервный тормоз. Он может функционировать как отдельно, так и совместно с ручным тормозом. Ручной или стояночный тормоз с электроприводом создан для:

Удержания автомобиля в неподвижном состоянии на склонах;
Экстренного торможения в непредвиденных ситуациях.

Тормозной КПД автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч

Для основной системы и ее подсистем измерена эффективность замедления автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч с усилием на педали до 50 кг. Для основного тормоза требуется не менее 5,8 м/с2, а для аварийного и ручного — 2,75 м/с2.

Принцип работы тормозов прост. При нажатии на педаль тормозное давление передается на колесные механизмы, которые прижимаются к дисковым колодкам и прекращают вращение.

Структура автомобиля — шасси

Ходовая часть автомобиля состоит из нескольких компонентов, обеспечивающих передачу крутящего момента от двигателя к колесам, что позволяет осуществлять движение и управление автомобилем. Она состоит из трансмиссии, механизма управления автомобилем и собственно шасси.

Сцепление автомобиля

Сцепление отвечает за передачу крутящего момента двигателя на коробку передач, а также за плавное соединение или разъединение двигателя с элементами трансмиссии. Это происходит с помощью троса, который крепится к педали сцепления. Сцепление служит для защиты элементов двигателя и трансмиссии от перегрузок и повреждений, которые могут возникнуть при переключении передач или при торможении.

Управление автомобилем

Органами управления автомобилем являются рулевое колесо и тормоза (дисковые и барабанные). С помощью рулевого колеса можно изменять направление движения автомобиля, а тормоза служат для контроля скорости, остановки и удержания автомобиля на месте.

Устройство современного автомобиля

Устройство автомобиля нового поколения состоит из рулевого колеса и тормозов (дисковых и барабанных). Рулевое колесо позволяет изменять направление движения автомобиля, а тормоза служат для регулирования его скорости, остановки и удержания автомобиля в неподвижном состоянии.

Прогресс в автомобильной промышленности

Автомобильная промышленность постоянно развивается и совершенствуется. Это означает, что компоненты автомобилей постоянно меняются. Однако основные узлы и детали, как правило, остаются неизменными — двигатель внутреннего сгорания, трансмиссия, кузов и интерьер с различными функциями и опциями.

Двигатели классифицируются в зависимости от вида топлива, используемого в процессе работы, и подразделяются на дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные. Принципиально все двигатели имеют одинаковые компоненты — блок цилиндров, коленчатый вал, поршни, впускные и выпускные клапаны, топливную систему и систему зажигания.

Внутренние компоненты двигателя

Блок цилиндров — основная часть двигателя.
В головке блока цилиндров расположены распределительный вал и клапаны.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из коленчатого вала, поршня и шатуна.
Система охлаждения состоит из водяного насоса, радиатора, вентилятора, датчика температуры, расширительного бачка, термостата и соответствующих трубопроводов.
Система смазки включает в себя масляный насос, маслозаборник, фильтрующий элемент, датчик аварийного давления и датчик уровня масла.

Взаимодействие системы электропитания и двигателя

Система питания и двигатель взаимосвязаны. В эту систему входят топливный насос, топливные форсунки или карбюратор, дроссельный узел. Кроме того, для управления двигателем внутреннего сгорания необходимо электронное управление. В основе такого управления лежит блок управления двигателем и несколько датчиков. В результате работы системы тепловая энергия преобразуется в механическую. Когда топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания, поршень создает разрежение, которое всасывает смесь. Затем смесь сжимается при движении поршня вверх и закрытии клапанов.

Зажигание в двигателях

На пике сжатия появляется искра, которая воспламеняет смесь, заставляя поршень погрузиться в воздух. Затем освобождается выпускной клапан, позволяя отработавшим газам поступать в выпускной коллектор. Работа дизельного двигателя несколько отличается: воспламенение происходит исключительно от сжатия, искра не требуется. В последнее время широкое распространение получили гибридные двигатели и электродвигатели. В гибридном типе двигатель внутреннего сгорания вращает генератор, а колеса приводятся в движение электродвигателем. Его главное отличие — наличие аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электродвигателем, а их питание осуществляется от аккумуляторов.

Трансмиссии автомобилей

В зависимости от типа привода трансмиссии автомобилей имеют различные формы. Для переднеприводных моделей коробка передач поставляется с шарнирами равных угловых скоростей и может быть автоматической, вариаторной, механической или роботизированной. У заднеприводных автомобилей трансмиссия включает в себя карданный вал, задний мост или коробку передач, причем в мостовых вариантах крутящий момент передается полуосями, а в зубчатых — также шарнирами равных угловых скоростей.