Устройство автомобиля

Несмотря на огромный выбор моделей и марок, при ближайшем рассмотрении становится очевидным, что все легковые автомобили имеют одну и ту же базовую конструкцию. Основные элементы любого автомобиля состоят из:

1. Двигатель. Этот механизм преобразует тепловую энергию в механическую, которая необходима для передачи энергии на шины. Другими словами, именно двигатель приводит автомобиль в движение.

Трансмиссия

Эта часть автомобиля отвечает за крутящий момент, поступающий от двигателя. Она состоит из коробки передач, сцепления, карданного вала и ведущего моста.

Ходовая часть

Это механическая основа движения автомобиля. Она содержит переднюю и заднюю подвески, колеса и ведущие мосты.

Управление и тормозные системы

Строго говоря, это компоненты, которые направляют автомобиль (рулевое управление) и останавливают его (торможение).

Электрооборудование

Сюда входят аккумулятор, проводка и генератор — источники и потребители энергии.

Несущая конструкция

Кузов автомобиля состоит из днища, передних и задних лонжеронов (усиливающие элементы рамы), моторного отсека, крыши и навесных элементов (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья).

Внутреннее устройство автомобиля

Это только начало постижения сути функционирования автомобиля. Краткий обзор важных узлов и компонентов автомобиля:

Система

Структура автомобиля объединяет все его части. Системы работают в унисон и работают без сбоев. Источником энергии является аккумулятор, который заставляет двигатель запускаться. При этом образуется искра, которая запускает процесс сгорания топлива в камере двигателя. Энергия сгорания заставляет поршни двигаться. Затем эта энергия через трансмиссию передается на колеса, которые и обеспечивают движение автомобиля. Подвеска отвечает за плавность и комфортность хода. За движение и скорость автомобиля отвечают педали — акселератор и тормоз. В механических коробках передач имеется также педаль сцепления. Наконец, генератор вырабатывает ток, который питает лампы, датчики и бортовой компьютер.

Ощущение технической сложности автомобиля

Водитель, устроившись в мягком кресле, может и не догадываться о сложной конструкции автомобиля. Поворот ключа, манипуляции с коробкой передач, нажатие педалей, вращение рулевого колеса, нажатие кнопок на приборной панели — все это похоже на сон! Тем не менее, если они хотят получить базовое представление о внутреннем устройстве автомобиля, им необходимо разобраться еще в нескольких системах.

Основные компоненты автомобиля

Двигатель (или мотор)

Двигатель является основополагающим элементом конструкции и устройства автомобиля. Он может быть двух типов: внутреннего сгорания (бензиновый или газовый) и электрический. Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на различные подгруппы, но мы не будем их рассматривать.

Тормозная система

Тормозная система считается не менее важным элементом управления автомобилем. Она бывает двух типов: стояночная (служит для парковки автомобиля на наклонной поверхности) и рабочая (используется для временной или постоянной остановки, а также для снижения скорости).

Автоматы, руководства и робототехника

Когда говорят о двух наиболее распространенных типах трансмиссий автомобилей, обычно используют термины «механика» и «автомат». Механическая коробка передач требует от водителя переключать передачи с помощью педали сцепления, контролируя при этом нагрузку на автомобиль. Автоматическая трансмиссия позволяет автомобилю контролировать скорость и нагрузку, не прибегая к помощи педали сцепления. И, наконец, существует роботизированная коробка — комбинация этих двух систем, но она еще не получила широкого распространения.

Что такое сцепление и как оно работает?

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, почему ваш автомобиль не сдвинется с места, пока вы не переключите скорость и не нажмете на педаль газа (для механической коробки передач — тормоза и сцепление, затем газ)? Попробуем объяснить проще: Силовой агрегат (двигатель) вашего автомобиля оснащен маховиком и коленчатым валом. Внутри находится сложная система шестеренок, валов и зубьев; чтобы разобраться в деталях этой конструкции, необходимы базовые специальные знания.

Начало работы с коробкой передач со сцеплением

Двигатель соединен с коробкой передач сцеплением от маховика. Для запуска автомобиля используется «нейтральная» передача, в результате чего зубья коленчатого вала расцепляются. Это означает, что вал коробки вращается свободно, и крутящий момент на колеса не передается.

Чтобы начать движение, необходимо выжать сцепление, в результате чего шестерни маховика соединяются с коробкой передач. После этого выбирается первая скорость, и при нажатии на педаль газа механизм начинает двигаться. В автомобилях с автоматической коробкой передач эти действия выполняются автоматически, и водителю ничего не нужно делать.

Enjoy The Ride

Мы разобрали основы конструкции и устройства современного автомобиля, стремясь сделать все понятным и простым. Теперь вы знаете, как движется автомобиль, почему работает двигатель и что делает каждый его агрегат. Не секрет, что управление современным автомобилем, даже с автоматической коробкой передач, доставляет удовольствие. Чтобы сохранить это удовольствие, прислушивайтесь к советам по техническому обслуживанию, ухаживайте за автомобилем, проводите техобслуживание и сразу же устраняйте все неполадки.

Системы электроснабжения и поддержки водителя

Электричество отвечает за огромное количество функций в автомобиле. Сложность этой системы может показаться пугающей, но она значительно облегчает управление автомобилем и делает атмосферу в салоне более комфортной. Именно электричество запускает двигатель и поддерживает его бесперебойную работу. Блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель и свечи зажигания — все это жизненно важные части автомобиля, без которых он не смог бы нормально работать.

Дополнительные электрические компоненты автомобилей

Помимо основных компонентов, электрооборудование автомобиля включает в себя различные источники освещения, такие как фары, габаритные огни, сигналы, подсветка салона, а также систему звукового оповещения, различного рода датчики и регуляторы. В состав электрооборудования могут входить также системы, повышающие устойчивость и маневренность автомобиля на дороге.

Тормозная система

Тормозной механизм — еще одна важнейшая часть устройства автомобиля.

Тормозные системы для автомобилей

Тормозные системы являются неотъемлемым условием эксплуатации и безопасности автомобиля. Эти системы позволяют постепенно замедлять движение автомобиля или полностью останавливать его. В экстренных случаях, а также для предотвращения непредвиденного движения вниз тормоза незаменимы. Автомобильные тормоза обычно состоят из нескольких компонентов, таких как ручной, дополнительный, дополнительный и антиблокировочный. Все вместе они образуют систему управления тормозами.

Главная тормозная система

Основная задача этой системы — управлять скоростью автомобиля и останавливать его в случае необходимости. Она состоит из двух компонентов — привода и исполнительных механизмов (барабанных или дисковых). В настоящее время на большинстве легковых автомобилей используется гидравлическая система, но некоторые по-прежнему применяют электрическую, пневматическую или их комбинацию. В особых случаях для повышения давления жидкости и улучшения эффективности торможения устанавливаются вакуумный усилитель и регулятор.

Неисправность основного тормоза

В случае отказа или неправильной работы основного тормоза (падение давления воздуха в одном из трубопроводов и снижение уровня жидкости до критической отметки) включается резервная тормозная система. Она может использоваться самостоятельно или совместно с ручным тормозом. Ручной или стояночный тормоз предназначен для: 1) удержания автомобиля в неподвижном состоянии на уклоне; 2) экстренного торможения в критических ситуациях.

Замедление за счет торможения автомобиля

Замедление автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч при давлении на педаль тормоза до 50 кг, имеет различные коэффициенты эффективности основной системы и ее подсистем. У основного тормоза он должен составлять не менее 5,8 м/с2, а у аварийного и ручного — 2,75 м/с2. Механизм работы тормозов прост — усилие от педали передается на элементы колеса и прижимает колодки к дискам, тем самым прерывая вращение.

Устройство ходовой части автомобиля

Шасси автомобиля состоит из множества компонентов, которые служат для передачи мощности, вырабатываемой двигателем, на колеса и управления автомобилем. К ним относятся трансмиссия, механизм управления автомобилем и шасси.

Сцепление автомобиля

Сцепление помогает передавать крутящий момент двигателя на коробку передач и плавно соединять или разъединять компоненты двигателя и трансмиссии. Педаль сцепления связана с тросом, который приводит в действие механизм сцепления. Оно используется для защиты двигателя и элементов трансмиссии от перегрузок и повреждений при переключении передач или резком торможении.

Манипулирование системой управления автомобилем

Система управления автомобилем состоит из рулевого колеса и тормозов (дисковых и барабанных). Рулевое колесо позволяет поворачивать автомобиль в разные стороны, а тормоза управляют его скоростью, останавливают автомобиль и удерживают его на месте.

Конфигурация современного автомобиля

Современный автомобиль оснащен сложной системой управления. Она состоит из рулевого колеса и тормозов (дисковых и барабанных). Рулевое колесо позволяет пользователю изменять направление движения автомобиля, а тормоза регулируют скорость, останавливают автомобиль и удерживают его на месте.

Постоянно развивающаяся автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность не стоит на месте и постоянно совершенствуется. В результате этого постоянно меняются детали автомобиля, но основные узлы и детали остаются неизменными:

1. Двигатель внутреннего сгорания;

2. Трансмиссия;

3. Кузов;

4. Интерьер с различными функциями и опциями.

Двигатели делятся на типы в зависимости от вида топлива, используемого при работе. Примерами являются дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные двигатели. Структура всех двигателей практически одинакова и включает в себя такие компоненты:

Компоненты двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания состоит из нескольких основных компонентов:

1. Блок цилиндров, который является основным корпусом двигателя.

2. Головка блока цилиндров, в которой расположены распределительный вал и клапаны.

3. Кривошипно-шатунный механизм, состоящий из коленчатого вала, поршня и шатуна.

4. Система охлаждения включает в себя водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и трубопроводы системы.

5. Система смазки, состоящая из масляного насоса, заборника, фильтра, датчика аварийного давления и датчика уровня масла.

Система электропитания и ее работа

Система питания связана с двигателем и включает в себя топливный насос, топливные форсунки или карбюратор, дроссельный узел. В состав системы входит также электронное управление, включающее в себя блок управления двигателем и ряд датчиков, которые обеспечивают работу двигателя внутреннего сгорания.

Принцип его работы заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан и под действием поршня перемещается в цилиндр. Затем смесь сжимается под действием движения поршня вверх при закрытых клапанах.

Зажигание и источники энергии в двигателях

В точке максимального давления подается искра, которая приводит в действие смесь, в результате чего поршень движется вниз. Затем открывается выпускной клапан, и отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Дизельный двигатель работает несколько иначе, так как воспламенение происходит при сильном сжатии без искры. Все большее распространение получают также гибридные и электрические двигатели. В гибридном варианте двигатель внутреннего сгорания вращает генератор, а колеса приводятся в движение электромотором. Принципиальным отличием является наличие аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электродвигателем, а энергию получают от аккумуляторов.

Версии трансмиссии

В зависимости от привода автомобиля коробка передач может иметь различные формы. Для переднеприводных автомобилей коробка передач имеет 4 возможных варианта: Автоматическая, Вариатор, Механическая или Робот. У заднеприводных автомобилей трансмиссия также включает в себя карданный вал и задний мост или редуктор. В мостах передача крутящего момента осуществляется с помощью полуосей, а в редукторных вариантах — также через шарниры равных угловых скоростей.