Устройство автомобиля

Структура автомобиля

Несмотря на богатый ассортимент моделей и марок, при детальном рассмотрении выясняется, что все легковые автомобили устроены одинаково. Основными компонентами любого автомобиля являются:

1. Двигатель (мотор). Этот механизм преобразует тепловую энергию в механическую, которая необходима для передачи крутящего момента на колеса. Проще говоря, именно эта деталь заставляет автомобиль двигаться.

Передача мощности

Эта секция отвечает за крутящий момент, создаваемый источником энергии — двигателем. Она включает в себя следующие компоненты: коробку передач, сцепление, карданный вал и ведущий мост;

Ходовая часть

Это механическая основа движения автомобиля. В ее конструкцию входят передняя и задняя подвески, колеса и ведущие мосты.

Автомобильные системы

Системы управления

Строго говоря, это системы, обеспечивающие управление и торможение автомобиля;

Электрооборудование

К нему относятся аккумуляторная батарея, электропроводка, генератор — то есть источники и потребители электроэнергии. Все эти элементы крепятся к основной конструкции автомобиля — его кузову. Он состоит из днища, передних и задних лонжеронов (силовых элементов, придающих раме прочность и устойчивость), моторного отсека, крыши и навесных элементов (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья).

Основные принципы работы автомобилей

Приведенное описание лишь в общих чертах описывает устройство автомобилей, но его вполне достаточно для того, чтобы получить представление об основных принципах работы. Здесь кратко описаны основные системы и компоненты:

Кузов

Все части автомобиля объединяются в каркас. Системы работают в унисон и в полной гармонии.

Аккумулятор

Аккумулятор — это источник энергии, который запускает двигатель.

Двигатель

Из двигателя вылетает искра, которая воспламеняет топливо в камере сгорания. Детонация приводит к движению поршней внутри двигателя.

Трансмиссия

Двигатель передает мощность на колеса через трансмиссию. Проще говоря, это сила, которая вращает колеса.

Подвеска

Подвеска помогает сделать езду более плавной и комфортной.

Педали

Педали газа и тормоза управляют ускорением и замедлением автомобиля. В автомобилях с механической коробкой передач имеется также педаль сцепления.

Генератор

Генератор вырабатывает электроэнергию для обеспечения работы осветительных приборов, датчиков и бортового компьютера.

Вождение автомобиля

Человеку, сидящему за рулем, может показаться, что он попал в сказку, когда он поворачивает ключ зажигания, переключает коробку передач, работает с педалями, управляет рулем и нажимает кнопки на панели. Но все это — лишь поверхностный уровень технического устройства автомобиля. Если они хотят получить базовое представление о самом автомобиле, им необходимо изучить его внутреннее устройство и компоненты.

Силовой агрегат

Силовой агрегат автомобиля является важнейшей частью его конструкции и механики. Он может быть как с двигателем внутреннего сгорания (например, бензиновым или газовым), так и электрическим. Первые можно разделить на более конкретные типы, но мы не будем углубляться в эту тему.

Тормозная система

Тормозная система также является важным элементом управления автомобилем. Она может быть как стояночной (для фиксации автомобиля на неровной поверхности), так и рабочей (для временной или полной остановки, а также снижения скорости).

Трансмиссия

Все мы знаем термины «механика» и «автомат» — они обозначают механическую коробку передач и автоматическую трансмиссию. Существует также роботизированная коробка, представляющая собой комбинацию этих двух понятий, но она не очень распространена. Управлять «автоматом» гораздо проще, так как он автоматически регулирует скорость и нагрузку, в отличие от «механики», где водителю приходится использовать педаль сцепления для переключения передач и контроля нагрузки.

Сцепление: что это такое и как оно работает

Задавались ли Вы когда-нибудь вопросом, почему автомобиль не сразу трогается с места, когда Вы его заводите? Почему он стоит на месте, пока вы не переключите скорость и не нажмете на педаль газа (если у вас механическая коробка передач, то с помощью сцепления и тормозов)? Давайте попробуем объяснить:

1. Силовой агрегат (двигатель) автомобиля оснащен маховиком и коленчатым валом. Внутри находится сложная система шестерен, валов и зубьев, но чтобы детально разобраться в этой конструкции, нужно обладать определенными техническими знаниями. Поэтому мы расскажем о ней более простым языком.

Запуск автомобиля с коробкой передач со сцеплением

Двигатель и коробка передач со сцеплением соединены со стороны маховика. Для начала движения необходимо установить передачу в положение «нейтраль», то есть разъединить зубья коленчатого вала. В результате вал коробки работает вхолостую, и крутящий момент на колеса не передается.

Чтобы начать движение, необходимо включить сцепление, чтобы задействовать шестерни маховика и коробки передач. После этого необходимо включить первую передачу. В результате механизм начнет двигаться, и водитель сможет нажать на педаль газа.

В автомобилях с автоматической коробкой передач вся эта процедура происходит без участия водителя.

Вождение современного автомобиля: Удовольствие

Мы разложили устройство и функции современного автомобиля на составляющие и постарались объяснить их в доступной форме. Теперь вы знаете, как устроен автомобиль, каково назначение двигателя и за что отвечает каждый его узел.

Мало кто может поспорить с тем, что управление современным автомобилем доставляет огромное удовольствие, особенно если он оснащен автоматической коробкой передач. Однако это удовольствие можно сохранить только в том случае, если обеспечить автомобилю необходимый уход, регулярно обслуживать его и незамедлительно реагировать на возникающие неисправности.

Электрические компоненты и системы помощи водителю

Электрические компоненты отвечают за большинство операций в автомобиле. Они могут быть сложны для понимания, но значительно облегчают управление автомобилем и делают поездку приятной. Стартер, аккумулятор, генератор, распределитель и свечи зажигания — все они являются частью электрической системы автомобиля и необходимы для ее нормального функционирования.

Дополнительные элементы автоэлектрики

Источники освещения, такие как фары, габаритные огни, мигалки и подсветка салона, считаются второстепенными компонентами автоэлектрики. То же самое относится к звуковым сигналам, ряду датчиков и регуляторов. Кроме того, к электрооборудованию относятся системы, улучшающие управляемость и устойчивость автомобиля на дороге.

Тормозная система

Наконец, важную роль играет тормозная система.

Торможение, замедляющее движение автомобиля

Работа автомобиля может быть остановлена с помощью мощной тормозной системы. Этот механизм незаменим в экстренных ситуациях, так как помогает удержать автомобиль от неожиданного спуска с горы.

Компоненты тормозной системы

Тормозная система состоит из таких компонентов, как ручной, резервный, дополнительный и антиблокировочный тормоза. Все вместе они образуют систему управления тормозами.

Главная тормозная система

Основная задача тормозной системы — обеспечить регулирование скорости автомобиля и при необходимости остановить его. Она включает в себя привод и исполнительные механизмы (барабанные, дисковые). В настоящее время на легковых автомобилях чаще используется гидравлический привод, чем электрический, пневматический или комбинированный варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и улучшения эффективности торможения применяются вакуумный усилитель и регулятор.

В случае поломки или выхода из строя основной тормозной системы (недостаток давления в одном из контуров и понижение жидкости до критического уровня) запускается резервная тормозная система. Она функционирует как самостоятельно, так и совместно с ручным тормозом. Ручной тормоз с механическим приводом был разработан для:

1. Обеспечения остановки автомобиля на спусках;

2. Обеспечения экстренного торможения в критических ситуациях.

Коэффициенты замедления автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч

Коэффициенты эффективности замедления автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч при усилии на педали до 50 кг, следующие:

— Основной тормоз: не менее 5,8 м/с2 — Аварийный и ручной: 2,75 м/с2

Принцип действия тормозов элементарен. После нажатия на педаль тормозное усилие передается на колесные механизмы. Затем они прижимаются к дискам колодок, тем самым останавливая вращение.

Структура автомобиля: Шасси

Шасси автомобиля состоит из множества компонентов, обеспечивающих передачу энергии от двигателя к колесам, что позволяет автомобилю двигаться и управляться. К ним относятся трансмиссия, механизм управления автомобилем и само шасси.

Сцепление: важный компонент автомобиля

Сцепление отвечает за передачу мощности двигателя на коробку передач и служит для плавного соединения или разъединения двигателя с компонентами трансмиссии. Сцепление приводится в действие тросом от педали сцепления и служит для защиты двигателя и деталей трансмиссии от повреждений и перегрузок при резком переключении передач или нажатии на тормоз.

Регулирование движения автомобиля

Управление автомобилем осуществляется с помощью двух устройств: рулевого колеса и тормозов. Рулевое колесо позволяет водителю изменять направление движения автомобиля, а тормоза — регулировать скорость, останавливать автомобиль и удерживать его на месте.

Механизмы современного автомобиля

Конструкция современного автомобиля состоит из рулевого колеса и тормозной системы (дисковой и барабанной). Эти два компонента позволяют водителю регулировать движение автомобиля. Рулевое колесо позволяет изменять направление движения автомобиля, а тормоза — регулировать скорость, останавливать автомобиль и удерживать его в нужном положении.

Автопром: Постоянное развитие

Автомобильная промышленность постоянно развивается и совершенствуется, что приводит к модификации компонентов автомобилей. Несмотря на это, основные узлы и агрегаты остаются неизменными:

1. Двигатель внутреннего сгорания

2. Трансмиссия

3. Кузов

4. Интерьер с множеством функций и опций

Двигатели классифицируются в зависимости от типа топлива, которое они используют. К ним относятся дизельные, бензиновые, газовые и гибридные модели. Все двигатели имеют в целом одинаковые компоненты:

Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Типичный двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих компонентов:

Блок цилиндров— основа двигателя, в нем расположены поршни и имеется пространство для сгорания топлива.

Головка цилиндра— в этой части расположены распределительный вал, клапаны и другие элементы.

Кривошипно-шатунный механизм— включает в себя коленчатый вал, поршни и шатун.

Система охлаждения— содержит водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и трубопроводы.

Система смазки— включает в себя масляный насос, впускной патрубок, фильтрующий элемент, датчик аварийного давления и датчик уровня масла.

Система питания

Система питания связана с двигателем и содержит топливный насос, топливные форсунки или карбюратор, дроссельный узел. Кроме того, она оснащена электронным управлением, включающим в себя блок управления двигателем и широкий набор датчиков, отвечающих за работу ДВС.

Принцип работы

Принцип работы заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан под действием давления, создаваемого поршнем в цилиндре. Затем смесь сжимается в результате движения поршня вверх при закрытых клапанах.

Двигатели внутреннего сгорания

В момент предельного сжатия возникает искра, воспламеняющая смесь, в результате чего поршень движется вниз, а выпускной клапан открывается, впуская отработавшие газы в выпускной коллектор.

Дизельные двигатели

В дизельных двигателях воспламенение смеси происходит за счет сильного сжатия, без искры.

Гибридные двигатели и электродвигатели

В последнее время все большую популярность приобретают гибридные двигатели и электродвигатели. В гибридном варианте двигатель внутреннего сгорания используется для вращения генератора, а колеса приводятся в движение электродвигателем. Основным отличием является наличие аккумуляторных батарей. С другой стороны, электромобили работают исключительно от электродвигателя, а энергию получают от аккумуляторов.

Версии и типы трансмиссии

В зависимости от привода трансмиссия автомобиля имеет несколько разновидностей. Переднеприводные автомобили комплектуются коробкой передач и приводом с шарнирами равных угловых скоростей. Разновидностями коробки передач являются:

1. Автоматизированная;

2. Вариаторная;

3. Механические;

4. Роботизированные. Заднеприводные автомобили имеют дополнительный карданный вал и задний мост или редуктор. В мосту крутящий момент передается полуосями, а в редукторных вариантах — еще и шарнирами равных угловых скоростей.