Несмотря на огромный выбор марок и моделей, все легковые автомобили устроены одинаково. К основным компонентам любого автомобиля относятся:
- Двигатель (мотор). В этом механизме происходит обмен тепловой энергии на механическую, которая необходима для приведения в движение колес. Если говорить кратко, то двигатель — это то, что приводит автомобиль в движение.
Трансмиссия
Этот узел отвечает за крутящий момент, создаваемый источником энергии двигателя. Он состоит из коробки передач, сцепления, карданного вала и ведущих мостов.
Ходовая часть
Механическая основа движения автомобиля, ее принято называть «ходовкой». Она включает в себя переднюю и заднюю подвески, колеса и ведущие мосты.
Автомобильные компоненты
Системы управления
Управление и остановка автомобиля зависят от систем управления.
Электрооборудование
Аккумуляторная батарея, проводка и генератор обеспечивают работу и питание автомобиля. Короче говоря, это источники и потребители электроэнергии.
Несущая конструкция
Кузов автомобиля является несущей конструкцией для всех компонентов. Он состоит из основания, передней и задней рам, которые придают ему прочность и устойчивость, моторного отсека, крыши и навесных деталей (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья).
Принцип, лежащий в основе устройства автомобиля
Эта подборка компонентов — лишь «верхушка айсберга», когда речь идет о понимании концепции, лежащей в основе автомобиля. В двух словах, принцип работы заключается в том, что все компоненты удерживаются вместе кузовом. Затем, взаимодействуя, все системы приводят автомобиль в движение: аккумулятор запускает двигатель, который воспламеняет газ в камере сгорания, заставляя поршни двигаться. Двигатель передает энергию на колеса через трансмиссию, а водитель с помощью педалей «газ» и «тормоз» следит за тем, чтобы автомобиль правильно двигался и останавливался. На автомобилях с механической коробкой передач дополнительно имеется педаль сцепления. Наконец, генератор обеспечивает питание различных лампочек, датчиков и бортового компьютера.
Вождение автомобиля: Сказка
Человек, сидящий за рулем, нежась в комфорте салона, не обращает внимания на сложную конструкцию автомобиля. Все, что ему нужно,— это повернуть ключ, переключить передачу, нажать на педали, повернуть руль и нажать кнопки на панели. Да еще не забыть проконтролировать уровень топлива. Простая сказка! Но чтобы понять устройство автомобиля хотя бы на базовом уровне, необходимо разобраться в дополнительных компонентах.
Двигатель и тормозная система автомобиля
Важнейшей частью конструкции и дизайна автомобиля является двигатель (или мотор). Существует два типа двигателей: внутреннего сгорания (например, бензиновые или газовые) и электрические. Двигатели внутреннего сгорания подразделяются еще на несколько категорий, но мы не будем углубляться в эту тему.
Тормозная система также является важнейшим элементом управления. Она бывает двух типов: стояночная (для удержания автомобиля на неровной поверхности) и ходовая (предназначена для временной или полной остановки, а также для замедления скорости).
Трансмиссия
Два термина «механика» или «автомат», широко известные водителям, обозначают соответственно механическую и автоматическую коробки передач. Роботизированная коробка, представляющая собой их комбинацию, пока не получила широкого распространения. Автоматическая коробка передач проще в обращении, так как она самостоятельно регулирует скорость и нагрузку на автомобиль, не прибегая к помощи педали сцепления. С другой стороны, механическая коробка передач требует от водителя управлять скоростью и нагрузкой автомобиля, переключая передачи вручную, с помощью педали сцепления.
Что такое сцепление и как оно работает?
Задумывались ли вы когда-нибудь, почему, когда мы заводим автомобиль, он не сразу трогается с места? Почему он стоит на месте с работающим двигателем, пока мы не переключим скорость и не нажмем на педаль газа (тормоза и сцепление, а затем газ на механической коробке передач)? Давайте попробуем это объяснить.
Силовой агрегат
Силовой агрегат (двигатель) автомобиля оснащен маховиком и коленчатым валом. Несмотря на то, что внутри находится сложная система шестеренок, валов и зубьев, вникать в детали этой конструкции необходимо хотя бы на базовом уровне технических знаний. Поэтому попробуем немного упростить ситуацию.
Запуск автомобиля
Для начала движения к двигателю присоединяется коробка передач со сцеплением, соединяющая маховик с коленчатым валом. Запуск автомобиля производится с «нейтральной» передачи, при которой зубья коленчатого вала разъединены, что приводит к свободному вращению вала коробки, препятствуя передаче крутящего момента на колеса.
Чтобы завести автомобиль, необходимо выжать сцепление, постепенно включая маховик и коробку передач. Затем следует выбрать первую скорость и включить двигатель с помощью педали газа. На автомобилях с автоматической коробкой передач весь этот процесс происходит без участия водителя.
Уход за автомобилем
Разбирая основы устройства и функционирования современного автомобиля, мы постарались сделать наше объяснение максимально ясным и понятным. Теперь вы понимаете, как движется автомобиль, почему работает двигатель и каково назначение каждого элемента.
Мало кто будет отрицать, что управление современным автомобилем, даже с автоматической коробкой передач, доставляет удовольствие. Но чтобы сохранить это удовольствие, необходимо правильно ухаживать за автомобилем, содержать его в надлежащем состоянии, регулярно обслуживать и оперативно реагировать даже на самые незначительные неполадки.
Электрооборудование и системы помощи водителю
Электричество играет большую роль в современном автомобиле. Оно позволяет выполнять целый комплекс операций, делающих управление автомобилем более простым и комфортным. От системы зажигания до генератора, аккумулятора, распределителя и свечей зажигания — все эти компоненты необходимы для нормальной работы автомобиля.
Автомобильная электрика: Вторичные характеристики
Освещение — ключевая часть электрической системы автомобиля, включающая фары, габаритные огни, индикаторы, подсветку салона и многое другое. Кроме того, имеется звуковой сигнал, а также многочисленные датчики и регуляторы. Кроме того, имеются системы, улучшающие устойчивость и управляемость автомобиля.
Тормозная система
Замедление и остановка автомобиля
Эта система незаменима в аварийных ситуациях, а также при необходимости предотвращения непреднамеренного движения автомобиля на спуске. Тормоза автомобиля включают в себя несколько подсистем: ручную, резервную, дополнительную, антиблокировочную. Все вместе они называются системой управления тормозами.
Главная тормозная система: Основная роль
Основная задача главной тормозной системы — сдерживать скорость автомобиля и при необходимости останавливать его. Она состоит из привода и исполнительных механизмов (барабанных, дисковых). В современных легковых автомобилях, как правило, используется гидравлический привод, реже применяются электрические, пневматические и комбинированные варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и эффективности торможения используются усилитель и регулятор давления.
При неисправности основного тормоза
В случае отказа или выхода из строя основной тормозной системы, что повлечет за собой разгерметизацию одного из ее контуров и снижение уровня жидкости до критической отметки, включается резервная тормозная система. Она может работать как отдельно, так и в паре с ручным тормозом. Ручной или стояночный тормоз, приводимый в действие механической системой, предназначен для двух основных целей:
-
Для предотвращения скатывания автомобиля с уклона,
-
Обеспечение экстренного торможения в аварийных ситуациях.
Эффективность 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 в основной системе и подсистемах следующие:
- Основной тормоз — не менее 5,8 м/с2
- Аварийный и ручной — 2,75 м/с2
Принцип работы тормозов прост. При нажатии на педаль тормозное усилие передается на колесные механизмы. В результате диски колодок прижимаются друг к другу, тем самым останавливая вращение.
Структура автомобиля — шасси и сцепление
Ходовая часть
Компоненты ходовой части автомобиля играют важнейшую роль в передаче крутящего момента от двигателя к колесам. К ним относятся трансмиссия, система управления автомобилем и рама автомобиля.
Сцепление
Сцепление отвечает за связь двигателя с коробкой передач и обеспечивает плавный переход при переключении передач или торможении. Оно работает за счет передачи крутящего момента двигателя на коробку передач и включается при нажатии на педаль сцепления. Сцепление предназначено для защиты двигателя и коробки передач от перегрузок и возможных повреждений при переключении или торможении.
Управление автомобилем
Управление автомобилем осуществляется с помощью рулевого колеса и тормозов (дисковых и барабанных). Рулевое колесо служит для изменения направления движения автомобиля, а тормоза отвечают за регулировку скорости, остановку и удержание автомобиля на месте.
Устройство современного автомобиля
Устройство современного автомобиля состоит из рулевого колеса и тормозов (дисковых и барабанных). Рулевое колесо позволяет изменять направление движения автомобиля, а тормоза регулируют его скорость, тормозят и останавливают его на месте.
Постоянно развивающаяся автомобильная промышленность
Автомобильная промышленность находится в постоянном развитии, и компоненты автомобилей постоянно меняются. Однако основы остаются неизменными: двигатель внутреннего сгорания, трансмиссия, кузов и салон с его различными характеристиками и функциями.
Двигатели делятся на несколько типов в зависимости от используемого при работе топлива — дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные. Все двигатели, независимо от типа, имеют общие компоненты. К ним относятся:
Компоненты двигателя
-
Блок цилиндров является основной частью двигателя.
-
В головке блока цилиндров расположены распределительный вал и клапаны.
-
В кривошипно-шатунном механизме расположены коленчатый вал, поршень и шатун.
-
Система охлаждения включает в себя водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и трубопроводы системы.
-
Система смазки состоит из масляного насоса, маслозаборника, фильтрующего элемента, датчика аварийного давления и датчика уровня масла.
Система электропитания и двигатель внутреннего сгорания
Система питания связана с двигателем и включает в себя топливный насос, топливные форсунки, карбюратор и дроссельный узел. Она подкреплена электронным управлением, включающим блок управления двигателем и многочисленные датчики. Назначение системы — преобразование тепловой энергии в механическую.
Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан под действием давления, создаваемого поршнем в цилиндре. Затем смесь сжимается при движении поршня вверх при закрытых клапанах.
Современные двигатели
В момент предельного давления образуется электрическая искра, в результате чего смесь воспламеняется и поршень движется вниз. Затем открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выпускной коллектор. Дизельный двигатель работает несколько иначе: воспламенение происходит при сильном сжатии без искры. В последнее время все большее распространение получают гибридные двигатели и электродвигатели. В гибридной модели двигатель внутреннего сгорания используется для вращения генератора, а электродвигатель — для привода колес. Наиболее очевидным отличием является наличие аккумуляторных батарей. В электромобилях для движения используется электродвигатель, а питание осуществляется от аккумуляторов.
Различные варианты трансмиссий
В зависимости от привода автомобили могут иметь различные варианты трансмиссий. Для автомобилей с передним приводом предусмотрены коробка передач и привод с шарнирами равных угловых скоростей. Коробка передач может быть четырех типов: автоматическая, вариаторная, механическая и роботизированная. Для автомобилей с задним приводом дополнительно предусмотрены карданный вал и задний мост или редуктор. В мостовом варианте передача крутящего момента обеспечивается полуосями, а в редукторном — шарнирами равных угловых скоростей.