Устройство автомобиля для чайников

Устройство и конструкция автомобиля

Несмотря на огромное многообразие типов и моделей современных автомобилей, конструкция каждого из них состоит из набора агрегатов, узлов и механизмов, наличие которых позволяет называть транспортное средство «автомобилем». К основным конструктивным блокам относятся:
— двигатель;
— движитель;
— трансмиссия;
— системы управления автомобилем;
— несущая система;
— подвеска несущей системы;
— кузов (кабина).
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Механическая энергия получается за счет преобразования в двигателе другого вида энергии (энергии сгорающего топлива, электроэнергии, энергии предварительно сжатого воздуха и т. п.). Источник немеханической энергии, как правило, находится непосредственно на автомобиле и время от времени пополняется.
В зависимости от вида использованной энергии и процесса ее преобразования в механическую на автомобиле могут применяться:
— двигатели, использующие энергию сгорающего топлива (поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина, паровой двигатель, роторно-поршневой двигатель Ванкеля, двигатель внешнего сгорания Стирлинга и т. п.);
— двигатели, использующие электроэнергию, — электродвигатели;
— двигатели, использующие энергию предварительно сжатого воздуха;
— двигатели, использующие энергию предварительно раскрученного маховика, — маховичные двигатели.
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве источника энергии жидкое топливо нефтяного происхождения (бензин, дизельное топливо) или горючий газ.
К системе «двигатель» относят также подсистемы хранения и подачи топлива и удаления продуктов сгорания (системы выпуска).
Движитель автомобиля обеспечивает связь автомобиля с внешней средой, позволяет ему «отталкиваться» от опорной поверхности (дороги) и преобразует энергию двигателя в энергию поступательного движения автомобиля. Основной тип движителя автомобиля — колесо. Иногда в автомобилях применяются комбинированные движители: для автомобилей высокой проходимости колесно-гусеничные движители (рис. 1.11), для автомобилей–амфибий колесный (при движении по дороге) и водометный (на плаву) движители.
Трансмиссия (силовая передача) автомобиля передает энергию от двигателя к движителю и преобразует ее в удобную для использования в движителе форму. Трансмиссии могут быть:
— механические (передается механическая энергия);
— электрические (механическая энергия двигателя преобразуется в электрическую, передается к движителю по проводам и там снова преобразуется в механическую);
— гидрообъемная (вращение коленчатого вала двигателя преобразуется насосом в энергию потока жидкости, передающейся по трубопроводам к колесу, и там, посредством гидромотора, снова преобразуется во вращение);
— комбинированные (электромеханические, гидромеханические).

Механическая трансмиссия классического автомобиля
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили механическая и гидромеханическая трансмиссии. Механическая трансмиссия состоит из фрикционной муфты (сцепления), преобразователя крутящего момента, главной передачи, дифференциала, карданных передач, полуосей.
Сцепление — муфта, дающая возможность кратковременно разъединить и плавно соединить двигатель и связанные с ним механизмы трансмиссии.
Преобразователем крутящего момента является механизм, позволяющий ступенчато или бесступенчато изменять крутящий момент двигателя и направление вращения валов трансмиссии (для движения задним ходом). При ступенчатом изменении момента данный механизм называется коробкой передач, при бесступенчатом — вариатором.
Главная передача — зубчатый редуктор с коническими и (или) цилиндрическими шестернями, повышающий крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам.
Дифференциал — механизм, распределяющий крутящий момент между ведущими колесами и позволяющий вращаться им с разными угловыми скоростями (при движении на поворотах или по неровной дороге).
Карданные передачи представляют собой валы с шарнирами, связывающие между собой агрегаты трансмиссии и колес. Они позволяют передавать крутящий момент между указанными механизмами, валы которых расположены не соосно и (или) изменяют при движении взаимное расположение друг относительно друга. Количество карданных передач зависит от конструкции трансмиссии.
Гидромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо сцепления устанавливается гидродинамическое устройство (гидромуфта или гидротрансформатор), выполняющее как функции сцепления, так и функции бесступенчатого вариатора. Как правило, это устройство размещается в одном корпусе с механической коробкой передач.
Электрические трансмиссии применяются сравнительно редко (например, на тяжелых карьерных самосвалах, на внедорожных автомобилях) и включают в себя: генератор на двигателе, провода и систему электроуправления, электромоторы на колесах (электрические мотор-колеса).
При жестком соединении двигателя, сцепления и коробки передач (вариатора) данная конструкция называется силовым агрегатом.
В ряде случаев на автомобиле могут быть установлены несколько двигателей различных типов (например, двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель), связанных друг с другом трансмиссией. Такая конструкция называется гибридной силовой установкой.
Системы управления автомобилем включают в себя:
— рулевое управление;
— тормозную систему;
— управление прочими системами автомобиля (двигателем, трансмиссией, температурой в кабине и т. д.). Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля, как правило, за счет поворота управляемых колес.
[Тормозная система]] служит для уменьшения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки и надежного удержания его на месте.

Несущая система в виде лонжеронной рамы

Несущая система автомобиля служит для крепления на ней всех прочих узлов, агрегатов и систем автомобиля. Она может выполняться в виде плоской рамы или объемного несущего кузова. Подвеска несущей системы обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и обеспечивает плавность хода автомобиля при движении по неровной дороге, уменьшает вертикальные динамические нагрузки, передаваемые на автомобиль от дороги.
Кузов (кабина) служит для размещения водителя, пассажиров, груза или специального оборудования, транспортируемого автомобилем. Как было отмечено выше, в ряде случаев кузов совмещает функции несущей системы (несущий кузов). К системе автомобиля «кузов» принято относить также многие узлы, агрегаты, подсистемы, не попавшие в другие системы автомобиля (внешние световые приборы, климатические установки в салоне, ряд устройств безопасности для водителя и пассажиров и т. д.).

Устройство и конструкция автомобиля (далее):

Подробное устройство автомобиля для начинающих

Каждому владельцу машины должно быть известно общее устройство автомобиля. Знания дадут возможность раскрыть принцип функционирования современного транспортного средства и его строение. Одним словом, узнать всё о машинах.

Рама и кузов

Как и человек, машина имеет собственный скелет — каркас. На нём держатся все навесные системы и элементы. Правильнее называть его остовом или несущей системой. Она, в свою очередь, бывает рамной или безрамной, рамно-кузовной. Главное предназначение остова — крепить, держать все основные агрегаты и системы автомобиля, воспринимать нагрузки при движении.

В основе рамного строения автомобиля лежит жёсткая стержневая схема — рама. На неё крепят все основные узлы автомобиля, включая и сам кузов. Подобная конструкция характерна для тракторов, грузовых автомобилей и некоторых крупных внедорожников. Рама должна быть очень прочной, но одновременно лёгкой и технологичной.

Основными деталями такого шасси являются две или более (зависит от конструкции авто) продольно расположенные балки, соединённые поперечинами. Это и есть лонжероны, которые так часто вызывают интерес новичков. Наибольшее распространение получили клепаные рамы, простые в изготовлении и более технологичные. С другой стороны, они не подходят для тяжёлых автомобилей. Здесь целесообразнее использовать цельносварные рамы. А при мелкосерийном производстве некоторых авто применяют болтовое соединение. Сам кузов крепится на раму с помощью особых кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, уменьшающими вибрации.

Безрамный кузов сам является опорой, несущей составляющей. Изготавливать его, обслуживать и ремонтировать гораздо сложнее. Несмотря на это они вытеснили рамы, стали повсеместно применяться в создании современных легковых авто. В первую очередь из-за меньшей массы и превосходной устойчивости за счёт низкого центра тяжести. К тому же по безопасности безрамная конструкция лучше всех остальных систем. Первый в мире автомобиль с такой системой — Lancia Lambda 1922 года выпуска.

Часто несущий кузов сравнивают со скорлупой яйца. Как известно, его очень трудно сломать продольно, так как вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей площади. Так и целиком безрамная или рамно-несущая конструкция автомобиля, состоящая из множества панелей, приваренных между собой, образует прочную единую конструкцию. Примечательно, что даже стёкла такого кузова берут определённую часть нагрузки и влияют на общую жёсткость.

Кузова принято различать и по основным типам. Например, легковые автомобили выпускаются в виде седана, хэтчбека или универсала. Существуют и другие разновидности, но они не столь распространены. Наиболее популярен седан, который разделён конструктивно на три части: моторный отсек, салон и багажник. А вот хэтчбек не имеет отдельного багажного отсека. Последний соединён с салоном, что вызывает определённые неудобства. Зато хэтчбек компактнее седана и легче, что положительно сказывается на расходе горючего и маневренности. Универсал же рассчитан на высокие нагрузки, оснащён багажником огромных размеров. Такой кузов у всех современных внедорожников.

Кузов делают из высокопрочной стали, проходящей несколько этапов обработки. Как правило, стараются использовать тонкие листы металла, чтобы уменьшить общую массу автомобиля.

Панели крепятся между собой точечной сваркой. Это пока что лучшая технология скрепления, так как надёжна и позволяет уменьшить количество кромок и острых углов, наиболее чувствительных к ржавлению.

Кузов автомобиля состоит из:

  • зоны мотора и дополнительных систем с поперечинами и фронтальными лонжеронами;
  • пассажирского салона или кабинки с днищем, порогами, стойками и лонжеронами;
  • багажника с задней панелью и крыльями.

Двигатель

Устройство автомобиля невозможно представить без главного источника механической энергии, приводящего его в движение. Пока наиболее распространены двигатели внутреннего сгорания, хотя постепенно и вытесняются гибридными и электрическими разновидностями.

В каждом ДВС имеются цилиндры и поршни. В них происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива. Данный процесс повторяется несколько сотен раз в минуту, чтобы обеспечить непрерывное и быстрое вращение коленвала. Последний передаёт крутящий момент дальше, непосредственно на приводы колёс.

Более всего распространены четырёхтактные моторы. Они названы так из-за 4-х основных процессов или тактов, происходящих в цилиндрах за один ход поршня. Сначала происходит впуск топливно-воздушной смеси в камеру сгорания, затем сжатие горючего, потом воспламенение посредством подачи искры свечой и выпуск отработанных газов. В процессе этих четырёх тактов образуется рабочий ход или крутящий момент, передаваемый через шатун на коленвал.

Виды двигателей и их отличия

Все поршневые ДВС отличаются по типу впрыска. Не так давно были популярными и карбюраторные типы зажигания, но они уступили место инжекторным или впрысковым системам.

В устройстве автомобиля для чайников инжекторные двигатели классифицируются по типу впрыска упрощённо:

  • моновпрыск или моноинжектор — применяется всего одна общая форсунка для всех цилиндров;
  • распределённый впрыск — каждый цилиндр двигателя имеет отдельную форсунку;
  • непосредственный впрыск — топливо и воздух подаются в камеру отдельно, а форсунки ставятся не над впускными клапанами, а прямо в цилиндрах.

Силовые установки принято различать по типу питания:

  • рядные — все цилиндры (количество 4 или 6) расположены на одной линии;
  • V-образные — цилиндры (количество 4, 6 или 8) находятся в двух плоскостях;
  • оппозитные — с противоположным расположением цилиндров и поршней.

Известны также движки типа VR (Mitsubishi Galant), особенностью которых является малый угол развала. Такой мотор меньше в длину и ширину, чем обычные V-6 или V-8. Ещё один редкий агрегат внутреннего сгорания — W12. Здесь цилиндры располагаются сразу в три ряда.

Помимо поршневых двигателей, сегодня постепенно входят в моду и другие виды агрегатов:

  • роторный на бензине — здесь поршней в цилиндрах нет, а главным элементом является ротор, вращающийся по заданной траектории;
  • гибридный — сочетает поршневой и электрический тип моторов, работает по принципу экономии горючего.
Читайте также:  Устройство Nissan Leaf- описание, обзор, отзывы

Трансмиссия

Связующее звено между двигателем и колёсами называется трансмиссией. Этот незаменимый проводник выполняет несколько функций в автомобиле:

  • передаёт крутящий момент на ведущую ось;
  • изменяет вращение и распределяет его по колёсам.

Современные трансмиссии бывают разного типа: классические, электрические, гидрообъёмные, гибридные. Конструкция включает ведущий и зависимый мосты. Различают передний, задний или полный привод на все четыре колеса.

Сцепление

По-другому — муфта. Она служит для короткого разъединения мотора с коробкой передач и плавного их соединения во время переключения скоростей. Также сцепление защищает детали от чрезмерных нагрузок при резких торможениях или ускорениях.

Стандартное однодисковое сцепление включает корзину, вилку, подшипник и диск с феродо. Механизм приводится в действие от троса, проложенного от педали в салоне до вилки включения.

Механическая КПП

Механизм для ступенчатого изменения передаточного числа. Выбор скорости на МКПП осуществляется вручную, водителем автомобиля. Основная функциональная составляющая такой коробки реализуется за счёт механических устройств, поэтому она так и названа.

Различают двухвальные и трёхвальные коробки. Здесь есть главный, второстепенный и промежуточный валы. Для безударного и комфортного переключения скоростей предусмотрены синхронизаторы. Образец двухвальной КПП установлен на Ваз 2104, 2105, 2109.

Автоматическая КПП

Новый вид трансмиссии, которая бывает нескольких типов:

  • классическая;
  • полумеханическая DSG;
  • роботизированная;
  • вариаторная CVT.

Автоматическая коробка позволяет максимально плавно переключать скорости, сохраняя целостность сцепления длительное время. За счёт этого АКПП может адаптироваться под разный стиль вождения. А варианты с возможностью ручного переключения дают машине отличную динамику.

Устройство автомата довольно сложное. Состоит он из гидроблока, планетарных механизмов, фрикционов и других, не менее важных элементов. Особые функции здесь выполняют разнообразные датчики.

Управление автоматической коробкой осуществляется посредством селектора. Рабочие режимы зависят от выбранного положения: P, N, R, D. На внедорожниках с большим числом диапазонов работы используются дополнительные режимы: S, L, OFF и т. д. Также имеются отдельные кнопки типа Snow, Shift, Sport. Они характеризуют работу автомата в зависимости от внешних условий.

Колеса и подвеска

Автомобильная подвеска — это система, включающая несколько узлов и элементов. Именно она обеспечивает связь между кузовом и колёсными приводами. Но основная её задача — снижать вибрации, удары и толчки, которые неизбежны во время передвижения автомобиля, особенно по неровным дорожным покрытиям. Одновременно ходовая часть обеспечивает непрерывный контакт колёс с асфальтом, эффективно передаёт ведущее усилие и контролирует тормоза.

Подвеска имеет сложную конструкцию, несмотря на кажущуюся простоту. Она состоит из следующих частей:

  • рессор, пружин или пневмоэлементов;
  • амортизаторов;
  • поперечных и реактивных тяг, а в спорткарах ещё и рокеров;
  • стабилизаторов;
  • сайлент-блоков, втулок;
  • ограничителей хода;
  • гранаток;
  • шаровых.

Классифицируются современные автомобильные подвески на три основных типа:

  • зависимые — когда противоположные колёса жёстко связаны между собой балкой или мостом;
  • полузависимые — колёса тоже связаны, но имеется небольшое перемещение за счёт упругой П-образной балки;
  • независимые — с использованием рычагов и возможностью колёс менять своё вертикальное положение относительно друг друга.

Зависимая подвеска проста и надёжна, но плохо управляется, на высоких скоростях менее комфортна. А вот независимый вариант отличается превосходной управляемостью и высоким удобством, но менее надёжен при эксплуатации. Промежуточное решение — использование полузависимой ходовой, чаще устанавливаемой сзади на бюджетные модели авто.

Тормозная система

Позволяет замедлять движение машины, вплоть до её полной остановки. Незаменима система во время экстренных ситуаций, а также когда автомобиль надо удерживать от самопроизвольного движения вниз. Автомобильные тормоза включают несколько подсистем: ручную, запасную, вспомогательную, антиблокировочную. Их совокупность называется тормозным управлением.

Задача основной тормозной системы — регулировать скорость движения машины, останавливать транспортное средство в случае необходимости. Состоит она из привода и исполнительных механизмов (барабан, диск). На современных легковых авто чаще используется гидропривод, реже — электрический, пневмо или комбинированный варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и эффективности торможения применяются вакуумный усилитель и регулятор.

При отказе или неисправности главного тормоза (разгерметизация одного из контуров и понижение уровня жидкости до критического) задействуется резервная тормозная система. Работает она как самостоятельный узел или вкупе с ручником.

Ручной или стояночный тормоз, оснащённый механическим приводом, предназначен для:

  • удержания машины на спусках;
  • аварийного торможения в чрезвычайных случаях.

Коэффициенты эффективности замедления автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч при усилии на педаль до 50 кг основной системы и подсистем:

  • главный тормоз — не меньше 5,8 м/с2;
  • аварийный и ручной — 2,75 м/с2.

Принцип функционирования тормозов прост. После нажатия на педаль тормозное усилие передаётся на колёсные механизмы. Последние прижимают к дискам колодки, тем самым останавливая вращение.

Электрооборудование и системы помощи водителю

Многое в машине контролируется электрикой. Она довольно сложная, но значительно облегчает процесс вождения и делает пребывание в салоне максимально комфортным. Именно она запускает двигатель, поддерживая его в рабочем состоянии. Блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель, искрообразующие свечи, — всё это отдельные части автомобиля, без которых невозможно представить его нормальное функционирование.

Второстепенными элементами автоэлектрики являются источники освещения: фонари, габаритные огни, поворотники, подсветка салона и т. д. Сюда же относится звуковой сигнал, всевозможные датчики и регуляторы.

К электрооборудованию можно причислять и системы, призванные улучшать курсовую устойчивость и управляемость автомобиля.

На многих автомобилях в тормозной привод встраивается ABS. Эта конструкция с несколькими датчиками, модуляторами и блоком управления призвана предотвращать блокировку и скольжение колёс во время торможения. АБС позволяет управлять траекторией автомобиля, обеспечивая равномерное и прямолинейное торможение.

Система отлично помогает в освоении тонкостей водительского мастерства, предназначена в первую очередь для новичков. Опытному шофёру, знакомому с экстремальным типом вождения не понаслышке, АБС позволяет расслабиться.

Такая же активная система безопасности, ставшая в наше время неизменной частью комплектации автомобиля. Это важнейшее дополнение, помогающее улучшить курсовую устойчивость вкупе с ABS и EBD.

Подробнее о функциях ESP:

  • не допускает резких и опасных рывков руля во время заноса;
  • распределяет тормозное усилие в процентном отношении на каждое колесо, в зависимости от условий;
  • увеличивает или уменьшает обороты мотора;
  • контролирует угловую скорость и поперечное ускорение в начале заноса.

ESP оснащена множеством датчиков, расположенных почти на всех органах управления авто.

Системы помощи при парковке

Они разнообразны, получили широкое распространение в последние годы.

К ним относятся:

  • передний и задний парктроники;
  • камеры кругового и заднего обзора;
  • ассистенты.

В автошколе начинающего автомобилиста специально не знакомят с этими системами, чтобы научить парковать машину по зеркалам. Тем не менее почти все современные автомобили оборудуются помощниками, особенно задним парковочным радаром, так как это повышает комфорт управления.

Задний парктроник состоит из датчиков, блока управления, монитора и звукового динамика. Он начинает работать после включения задней передачи, контролируя расстояние до ближайшего препятствия.

Адаптивный круиз-контроль (ACC)

Это дальнейшее развитие системы круиз-контроля, поддерживающей заданную постоянную скорость движения. ACC устанавливается многими автопроизводителями: Mitsubishi, Toyota, Volkswagen, BMW. В неё входит управляющий блок, исполнительные устройства и датчик, определяющий расстояние. Последний называют лидаром.

Контролёр получает информацию от датчиков. Благодаря встроенному программному обеспечению происходит сравнение параметров со стандартными значениями. Адаптивный круиз-контроль работает в диапазоне скоростей от 0 до 200 км/ч. Некоторые модели оснащаются дополнительными подсистемами, оказывающими воздействие на тормоз и пуск двигателя.

Противоугонная система

Данное устройство представляет собой группу технических средств, монтируемых на автомобили с целью защиты их от угона и несанкционированного использования.

Современные противоугонные комплексы — это:

  • автосигнализация;
  • блокирующие системы;
  • противодействующие устройства.

Сигналки различаются по типу информирования:

  • акустические — сирена;
  • радио — передача радиосигнала;
  • универсальные — комбинация сирены и радио.

Блокирующие комплексы или иммобилайзеры бывают контактными и бесконтактными. Они имеют возможность блокировать важные агрегаты автомобиля — двигатель, коробку передач, руль, тормоз.

Наконец, противодействующие устройства предназначены для прямого физического воздействия на злоумышленника, например, посредством электрошокера или слезоточивого газа, громкого шума.

Устройство автомобиля для начинающих представленными выше системами не ограничивается. Но основные узлы и агрегаты были частично рассмотрены.

Устройство автомобиля для начинающих — видео

Трудно представить себе жизнь без автомобиля. Даже те, кто никогда в жизни не был и не будут тесно связаны с автомобильным транспортом, нет-нет, да и пересекутся с машиной прямо или косвенно. Поэтому устройство автомобиля, хотя бы в общих чертах, знать нужно обязательно. В конце концов, время требует знаний все глубже, а техники вокруг становится все больше, а чтобы быть с любой техникой если не на «ты», то хотя бы на дружеской ноге, основные принципы ее работы знать необходимо.

Содержание:

Как устроен автомобиль: ключевые понятия и термины

Мы не ставим себе цель в нескольких словах дать развернутую картину такого сложного и наукоемкого изобретения, как автомобиль. Вовсе нет. Достаточно усвоить термины и понять принцип действия главных узлов автомобиля, а дальше интуиция сделает свое дело, но термины очень важны. Это основа технической культуры, поэтому оговоримся сразу — в автомобиле никогда не было, нет, и быть не может штуковин, загогулин, пимпочек, крутилок, дергалок и прочей белиберды. Каждая деталь имеет свое название, поэтому и мы будем относиться к технике уважительно. Тогда и машина не станет устраивать каверзы.

И еще — аббревиатуры. Они хороши только тогда, когда собирается на вечернее совещание весь инженерный штат крупного автозавода. Только там, в среде инженеров, естественно слышать ГКЛ, ДМРВ, ГКТРО, КВВУШ и прочие никому непонятные сокращения. В правильном наименовании узлов и агрегатов тоже выражается определенное уважение как к технике, так и к собеседнику. Устройство автомобиля для начинающих видео которого мы предлагаем, подано под одним углом, а мы постараемся дополнить его, насколько это возможно.

Узлы, агрегаты, гаечки и болтики

А теперь начнем сначала и прежде, чем рассматривать конкретные вопросы по устройству автомобиля, стоит определиться с рядом терминов. Это очень важно:

  • деталь — это неразъемная часть конструкции, которая выполнена или из одной заготовки, или представляет собой неразъемное взаимозафиксированные две или более мелких деталей (поршень, втулка, вал);
  • узел — совокупность деталей, тем или иным методом сопряженными друг с другом и предполагают выполнение одного или же нескольких механических операций (рулевая трапеция, сцепление);
  • агрегат — совокупность деталей и узлов, призванные полноценно и автономно функционировать и выполнять механическую работу (двигатель, коробка передач, редуктор).
Читайте также:  Устройство гидромеханической коробки передач

Теперь, когда мы уже почти знаем все основные, фундаментальные понятия, можно начинать рассматривать устройство автомобиля и принцип действия его узлов и агрегатов.

Как работает мотор

Автомобиль — это сложный комплекс взаимосвязанных систем, в котором без взаимного воздействия ничего не случается. Каждое изменение состояния автомобиля в целом и отдельных узлов взаимозависимы, поэтому посмотри на автомобиль с глобальной точки зрения, как на самодостаточную автономную замкнутую систему. Машина нам нужна для передвижения, поэтому наличие в ней такого агрегата, как двигатель, не будет неожиданностью.

Как правило, современный автомобиль, или не очень современный, передвигается при помощи двигателя внутреннего сгорания. Принцип его работы заключается в том, что топливо, попадая в его системы, непременно сгорает, а химико-физическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую, вращательную.

Устройство двигателя внутреннего сгорания полностью повторяет устройство тепловой машины — это пара: цилиндр и поршень, система впускных и выпускных клапанов. Смесь топлива и воздуха попадает в пространство над поршнем, сжимается и взрывается от искры, которую генерирует свеча зажигания.

Системы и навесное оборудование

Подробно принцип действия мотора мы рассматривать не будем, но суть в следующем — энергия взрыва топливо-воздушной смеси заставляет поршень двигаться вниз, в это время в соседнем цилиндре происходит такой же взрыв. За счет того, что поршни соединены с кривошипом, коленчатым валом, они движутся синхронно, вращая коленчатый вал. Таким образом возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение вала, а оно уже передается через сцепление и коробку передач на ведущий мост, где через главный редуктор распределяется по ведущим колесам.

Во время работы двигатель выделяет большое количество тепла, которое, если ничего с ним не делать, просто разрушит детали и узлы мотора. Для того, чтобы отвести тепло в атмосферу, мотор снабжен системой охлаждения. Она бывает двух типов — воздушной и жидкостной. Если применяется воздушная система охлаждения, то мотор будет охлаждаться встречным воздухом. Если жидкостная — охлаждающей жидкостью, антифризом или водой. Они передает тепло в атмосферу как через стенки рубашки охлаждения, так и через радиатор.

Система питания и выхлопа

Для подачи и дозирования топлива используется система питания. Она состоит из топливного бака, топливных насосов, фильтров, топливопровода и устройства, которое дозирует и смешивает топливо с воздухом. Для бензиновых моторов это карбюратор или система впрыска, а для дизельных — топливный насос высокого давления и форсунки, которые подают солярку в цилиндры.

Чтобы отводить отработанные газы подальше от салона, существует система выхлопа, которая кроме всего прочего еще и глушит шум работы двигателя, а глушить ей есть что — каждую минуту в двигателе происходит по несколько тысяч мощных взрывов. Кроме того, выхлопная система современных автомобилей контролирует уровень выброса вредных веществ, продуктов сгорания топлива, в атмосферу.

Шасси и электрическая схема

Ходовая часть автомобиля — это шасси, подвеска, рулевое управление, мосты. Для демпфирования неровностей и обеспечения устойчивости и хорошей управляемости, подвеска автомобиля состоит из упругих элементов, пружин или рессор, а также амортизаторов, которые не дают раскачиваться кузову, но способствуют плавности хода.

Рулевое управление автомобиля состоит из системы тяг и рычагов, рулевого механизма, рулевой колонки и руля. Современные автомобили оборудованы усилителем рулевого управления, гидравлического или электрического типа.

Также для контроля и безопасности каждый автомобиль имеет тормозную систему, которая приводится в действие педалью и ручным рычагом стояночного тормоза. Система может блокировать колеса по мере нажатия на педаль тормоза.

Также в каждом современном автомобиле реализована система безопасности, которая способна предохранить от травм и повреждений водителя и сделать безопаснее движение в принципе.

Упрощенная система электрооборудования автомобиля представлена на фото. Это довольно сложный и многоуровневый организм, который поддерживает и обеспечивает электричеством все точки-потребители, а основными ее элементами есть генератор и аккумулятор.

В двух словах — так и работает каждая современная машина уже на протяжение более ста лет. Технологии и конструкторские решения меняются, неизменным остается только одно — автомобиль прочно вошел в жизнь современного человека и без него наш мир не был бы полноценным.

Устройство автомобиля для чайников

Первый серийный автомобиль был построен в начале XX века на заводе «Форд». Первую машину собрали в 1908 году. Это был Ford Model T. Машина выпускалась до 1928 года и стала легендой.

Гениальный менеджер и механик Генри Форд всегда говорил: «Машина может быть любого цвета, если она чёрная». Он сделал основной акцент на универсальность автомобиля, полностью отторгнув индивидуальность. Именно это его и погубило.

Несмотря на универсальность устройства автомобиля Ford Model T и его простую, но надёжную функциональность, в 20-х годах у него появился конкурент в виде машин «Дженерал Моторс». Эта компания предлагала каждому покупателю уникальный автомобиль с необычным внутренним устройством.

В те времена были только механические коробки передач и слабосильные двигатели. Скорость же автомобилей редко превышала 50 миль в час. Сейчас же всё изменилось. Современные автомобили — это шедевр инженерной мысли, внутренности которого наполнены самой современной электроникой и сверхсложными системами управления.

Технические же параметры давно вышли за рамки фантастики. Сейчас разгон до 100 километров за 4 секунды — реальность, которой никого не удивишь. В то же время на рынке существуют сотни компаний, которые занимаются продажами самых разных автомобилей. Тем не менее несмотря на всё это разнообразие — общее устройство автомобилей у них очень схоже.

С чего состоит автомобиль

Безусловно, в устройство современной машины входит множество разнообразных узлов и деталей, но даже среди них можно выделить основные:

  • трансмиссия,
  • кузов,
  • ходовая часть,
  • двигатель,
  • системы управления,
  • электрооборудование.

Каждый из этих элементов выполняет важную роль, которую тяжело переоценить. Чтобы понять, насколько важна правильная работа каждой детали, рассмотрим их более подробно.

Кузов

Кузов — это несущая часть в устройстве автомобиля. Именно к ней крепятся все узлы и агрегаты. Сейчас автомобильные производители стараются сделать всё возможное, чтобы подобрать максимально прочный и лёгкий композитный спав, который послужит основой изделия.

Дело в том, обычный металл весит довольно много. Увеличение веса негативно сказывается на динамике, максимальной скорости и разгоне, да и управлять тяжелым автомобилем очень непросто. В результате сейчас всё чаще используют нестандартные подходы к созданию кузовов. К примеру, применяют в конструкции углеводородное волокно.

Пожалуй, самым ярким автомобилем, где применялась данная технология, был Lykan Hypersport. Вы могли видеть эту машину в фильме «Форсаж 7». Применение углеродного волокна для создания кузова позволило сильно облегчить автомобиль, значительно повысив все его характеристики. Кстати говоря, стоимость машины составляет больше трёх миллионов.

По факту кузов — это рама, которая держит всё устройство автомобиля вместе. В то же время она должна обладать достаточной жёсткостью, чтобы выдерживать по-настоящему большие нагрузки. На скорости более 200 километров в час от её прочности зависит жизнь водителя.

Кузов, применяемый в устройстве автомобиля не только должен быть лёгким и прочным, но и иметь правильные аэродинамические формы. От того насколько эффективно корпус машины будет рассекать потоки воздуха зависит скорость и управление.

Традиционно кузов, являющийся частью устройства автомобиля можно поделить на такие элементы:

  • лонжероны,
  • крыша,
  • тормоза,
  • навесные детали,
  • моторный отсек,
  • днище.

Для того чтобы добиться большей жёсткости к устройству днища автомобиля приваривают усилительные элементы. Они обеспечивают повышенную прочность и большую безопасность всей конструкции.

Каждый из этих элементов связан друг с другом. Так лонжероны представляют собой одну цельную конструкцию вместе с днищем. В некоторых случаях они привариваются к нему. Главная задача этих деталей в устройстве автомобиля заключается в создании опоры для подвески.

Если же говорить про навесные детали, то сразу вспоминаются крылья. Также нельзя обойти вниманием багажник, двери и капот. Они являются навесными деталями, но очень тесно связаны с кузовом автомобиля.

Подобные нюансы нужно учитывать, если вы хотите провести тюнинг своего железного коня. Мало того, именно к навесным деталям кузова прикрепляются детали модинга. Достаточно вспомнить тот же спойлер. Даже неоновые вставки монтируются по периметру днища.

Тюнинг корпуса даёт самый большой зрительный эффект. К тому же дополнительные элементы, вроде же бампера с низкой посадкой могут обеспечить конструкции гораздо лучшие аэродинамические качества.

Без ходовой никуда

Ходовая в устройстве автомобиля играет роль фундамента. Именно за счёт неё автомобиль может двигаться. К примеру, колёса, подвеска и мосты — это всё её элементы. Без них само движение было бы невозможным.

Система может иметь как переднюю независимую подвеску, так и заднюю зависимую. Сейчас в большинстве автомобилей используют именно первый вариант, так как он даёт наилучшую управляемость транспортного средства.

Главным отличием независимой подвески является то, что каждое колесо крепится отдельно. Мало того в устройстве автомобиля все колёса имеют собственные крепёжные системы.

Зависимая подвеска считается неким архаизмом в автомобильных кругах. Тем не менее некоторые компании в целях экономии и максимального упрощения устройства автомобиля до сих пор её используют. Тем не менее она обеспечивает высокую надёжность конструкции. Мало того, ухищрения некоторых производителей позволяют добиться по-настоящему выдающихся результатов при использовании этой устаревшей технологии.

Хочется вспомнить тот же немецкий концерн BMW. Эта компания уже на протяжении многих лет выпускает автомобили, в устройстве которых лежит именно задняя зависимая подвеска.

Тем не менее заднеприводные машины немецкого бренда славятся во всём мире. Мало того, многие водителя покупают данные автомобили с задним устройством подвески как раз из того удовольствия, которое получает водитель, сидя за рулём, этого монстра.

Обычно задняя подвеска представляет собой ведущий мост. В некоторых случаях машиностроители устанавливают жёсткую балку, и этого вполне достаточно, чтобы обеспечить оптимальную прочность конструкции.

Тормоза

Если на предыдущей детали располагался сам автомобиль и всё его устройство, то роль тормозной системы совершенно в другом. Надёжные тормоза позволяют предотвратить множество несчастных случаев и спасти миллионы человеческих жизней.

Многие автомобильные эксперты не считают нужным выделять данный элемент в устройство автомобиля. Они просто считают его частью ходовой. Тем не менее это в корне неправильно. Ведь важность тормозов в современном напряжённом трафике тяжело переоценить.

Сейчас чаще всего выделяют три элемента тормозной конструкции:

  • Рабочая — позволяет управлять скоростью. Данная подсистема отвечает за постепенное уменьшение скорости вплоть до полной остановки автомобиля.
  • Запасная — она нужна тогда, когда основная система в устройстве автомобиля отказывает. Обычно её делают полностью автономной.
  • Стояночная — это ручной тормоз, который удерживает машину на одном месте, пока вас нет.
Читайте также:  Установка управляемых колес

В современных тормозных системах используется множество дополнительных устройств, которые обеспечивают лучшую работу тормозов. Особое значение имеют разнообразные усилители и антиблокировочная системы. Эти элементы позволяют не только в несколько раз поднять эффективность системы, но и увеличить её комфортность для водителя.

Трансмиссия

Это устройство передаёт крутящий момент с вала на колёса. Конструкция состоит из следующих элементов:

  • сцепления,
  • шарниров,
  • коробки передач,
  • ведущего моста.

За счёт сцепления конструкторы в автомобиле устанавливают связь валов двигателя и коробки передач. В свою очередь КПП сильно снижает нагрузку на двигатель, увеличивая его ресурс и обеспечивая наиболее рациональный расход топлива.

Стоит признать, что за последние годы было придумано множество вариантов устройства коробки передач. Первой была МКПП. Она была изобретена вначале двадцатого века. Первая машина, на которой её установили, была всё та же легендарная модель американской компании «Форд» — Т.

С тех пор прошло около 40 лет, и в 50-х годах изобретают автоматическую коробку передач. Теперь не водитель решает, когда включить новую передачу, а гидравлическая система. Плюс такого устройства заключается в его простоте, а также плавности переключения.

Наконец, третьим витком эволюции устройства КПП становится робот. Данная коробка сочетает в себе все достоинства механики и автомата. Всё дело в том, что передачи переключает умная программа. Она до точности в несколько десятых миллисекунды определят нужно время и осуществляет переход. Как результат водитель получает огромную экономию топлива.

Двигатель

Пожалуй, это самая важная часть автомобиля — его сердце. От мощности данного устройства зависят в наибольшей степени скорость и динамика машины. Суть принципа работы этой детали крайне проста. Двигатель превращает тепловую энергию в электрическую за счёт сгорания топлива.

Электрооборудование и системы управления

Дело в том, что с каждым годом эти комплексы устройств автомобиля становятся всё больше связаны друг с другом. Умные системы управляют напряжением в проводке, работой аккумулятора и потреблением электроэнергии. Подобный подход превращает машины в думающие устройства, которые решают где водителю лучше всего парковаться и следят за едущими вблизи автомобилями.

Итоги

Устройство автомобиля — это сложная система, на изучение которой уходят годы. Тем не менее общую схема и предназначение всех узлов может изучить и понять даже новичок. Эти знания могут помочь как в дороге, так и в обслуживании авто.

Видео-уроки по устройству автомобиля

Устройство легкового автомобиля

Общее устройство автомобиля. Рабочий цикл четырехтактного бензинового и дизельного двигателя. Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания, их назначение.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Кривошипно-шатунный механизм. Назначение, общее устройство. Детали кривошипно-шатунного механизма, неисправности, факторы, влияющие на долговечность работы деталей КШМ.

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм. Назначение, устройство, принцип работы. Детали газораспределительного механизма, фазы газораспределения, неисправности, факторы, влияющие на долговечность работы деталей ГРМ.

Система охлаждения

Система охлаждения двигателя. Назначение, устройство, принцип работы. Основные неисправности, способы их устранения. Охлаждающие жидкости.

Система смазки двигателя

Система смазки двигателя, способы смазывания деталей двигателя. Назначение, устройство, принцип работы, детали системы смазки. Система вентиляции картера. Основные неисправности, способы их устранения.

Топливо-воздушная смесь и ее сгорание

Топливо и топливо-воздушная смесь. Свойства бензинов и дизельного топлива. Состав топливо-воздушной смеси и её сгорание.

Система питания. Общее устройство

Общее устройство системы питания. Назначение, принцип работы, детали. Устройство и принцип работы простейшего карбюратора.

Система питания. Карбюратор

Карбюратор. Принцип действия и устройство систем карбюратора. Основные неисправности и их устранение. Регулировка карбюратора.

Система питания. Инжектор

Инжектор. Принцип действия и устройство приборов инжектора. Виды систем впрыска топлива, основные неисправности.

Система питания дизеля

Система питания дизеля. Принцип действия, назначение и устройство приборов системы питания. Современные системы впрыска топлива, основные неисправности.

Система питания от газобаллонной установки

Система питания двигателя от газобаллонной установки. Принцип действия, назначение и устройство приборов системы питания. Основные неисправности. Техника безопасности при работе с газом.

Система зажигания

Система зажигания. Назначение, устройство, принцип работы. Детали системы контактного зажигания. Бесконтактная система зажигания. Система зажигания на современных инжекторных двигателях. Основные неисправности системы зажигания, регулировка.

Трансмиссия. Сцепление

Трансмиссия автомобиля, сцепление. Назначение, принцип действия, устройство сцепления. Основные неисправности сцепления.

Коробка передач. Общее устройство

Коробка передач. Немного теории, передаточные отношения, внешняя скоростная характеристика двигателя. Назначение, принцип действия, работа классической коробки передач. Синхронизатор, механизм переключения передач, раздаточная коробка. Основные неисправности коробки передач и раздаточной коробки.

Коробка передач. Автомат

Автоматическая коробка передач. Гидротрансформатор. Планетарная передача. Принцип действия, работа коробки автомат, механизм переключения передач. Основные неисправности коробки автомат и способы правильного вождения.

Коробка передач. Вариатор

Вариатор. Принцип действия, работа вариатора, механизм изменения передаточного отношения. Основные неисправности вариатора и способы правильного вождения.

Коробка передач. Главная передача. Дифференциал

Карданная и главная передачи. Назначение, принцип действия, детали карданной и главной передачи. Дифференциал. Шарниры равных и неравных угловых скоростей. Основные неисправности, способы правильной эксплуатации.

Электрооборудование. Источники и потребители тока

Электрооборудование автомобиля. Источники и потребители электрического тока. Электрические схемы. Предохранители и реле. Аккумулятор, устройство и принцип действия. Генератор, устройство и работа. Основные неисправности, способы их устранения.

Электрооборудование. Стартер

Стартер. Назначение, устройство, принцип действия и работа стартера. Основные неисправности стартера.

Несущие элементы. Рама. Кузов. Подвеска

Ходовая часть автомобиля. Несущие элементы, рама, кузов, подвеска. Устройство и назначение основных деталей подвески. Амортизатор, принцип действия. Основные неисправности деталей подвески.

Колеса и шины

Колеса и шины. Назначение, устройство автомобильного колеса, маркировка шин. Углы установки колес.

Рулевое управление

Рулевое управление автомобиля. Назначение, принцип действия рулевого управления. Рулевой механизм и рулевой привод, их детали, устройство. Гидроусилитель и электроусилитель руля. Основные неисправности рулевого управления.

Тормозная система

Тормозная система автомобиля. Назначение, основные схемы рабочей, запасной, стояночной тормозной системы. Принцип действия. Вакуумный усилитель. Регулятор тормозных сил. Антиблокировочная система. Основные неисправности тормозной системы. Тормозные жидкости.

Масла и смазки

Автомобильные масла и смазки. Назначение, свойства, маркировка моторных, трансмиссионных масел и смазок. Периодичность замены. Смазывающее действие.

Элементы теории автомобиля. Силы действующие на автомобиль

Элементы теории автомобиля. Силы, действующие на автомобиль. Факторы, влияющие на значение сил сопротивления движению. Методы уменьшения расхода топлива при разных режимах вождения. Методы повышения безопасности вождения.

Устройство автомобиля

Тема устройства автомобиля обязательно входит в учебную программу автошкол. На теоретических занятиях ученикам все показывается и объясняется по картинкам, а на практических занятиях открывается капот автомобиля, и инструктор уже наглядно показывает детали и механизмы.

Если вы не собираетесь становиться автомехаником, то знать подробно устройство автомобиля вам ни к чему, однако, зная основные моменты, вы быстрее поймете принципы работы автомобиля и управления им. В этой статье мы поговорим о том, как устроен автомобиль.

Любому человеку известно, что автомобиль – это кузов на колесах. Однако, что заставляет его двигаться?

И так, автомобиль состоит из:

  • Двигателя
  • Кузова
  • Шасси
  • Трансмиссии
  • Ходовой части
  • Механизма управления
  • Электрооборудования

Рассмотрим каждую составляющую более подробно.

Двигатель автомобиля

Двигатель является сердцем автомобиля, источником механической энергии, заставляющей автомобиль двигаться. Самым распространенным является двигатель внутреннего сгорания (ДВС), который состоит из цилиндра и поршня. Тепловая энергия образуется внутри цилиндра, и при сжигании топлива преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль. Данный процесс происходит с частотой в несколько сотен раз в минуту, что заставляет коленчатый вал двигателя непрерывно вращаться. Подробнее с работой двигателя вас познакомит наше видео.

Кузов автомобиля

Кузов автомобиля может быть с рамной и безрамной конструкцией, однако в современных автомобилях используется безрамная, в которой агрегаты и узлы крепятся к кузову. Данный кузов зовется несущим. В зависимости от типа кузова автомобили подразделяются на классы.

Устройство шасси автомобиля

Шасси автомобиля состоит из множества механизмов, передающих крутящийся момент от двигателя к колесам, передвигающих автомобиль и управляющих им: трансмиссии, механизма управления автомобилем и ходовой части.

Трансмиссия автомобиля

Трансмиссия автомобиля передает крутящий момент от двигателя к колесам, позволяет его изменять по величине и направлению. На двухосных авто трансмиссия состоит из коробки передач, сцепления, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуоси.

Сцепление автомобиля

Сцепление служит для того, чтобы передавать крутящий момент двигателя к коробке передач и плавно соединять или разъединять двигатель с механизмами трансмиссии. От педали сцепления идет трос, приводящий в действие механизм сцепления. Сцепление служит для предохранения деталей двигателя и трансмиссии от перегрузки и повреждения при резком включении передачи или торможении.


Коробка передач

Коробка передач является механизмом, преобразующим крутящийся момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам. Благодаря коробке передач автомобиль может ехать вперед и назад, а двигатель может отключаться от ведущих колес.

Коробки передач бывают механическими, автоматическими, роботизированными и бесступенчатыми.

Механическая коробка передач имеет высокий коэффициент полезного действия и меньший вес. Автомобиль с механической коробкой передач отличается динамичным разгоном и экономичным расходом топлива.

Автоматическая коробка передач проста в использовании, однако дольше «думает», переключая передачи, и расходует больше топлива.

Роботизированная коробка передач является симбиозом автоматической и механической коробок, имеет электронное управление сцеплением. Данный вид коробки менее четкий, нежели автоматическая коробка передач.

В бесступенчатых коробках передач отсутствуют сами передачи, то есть ступени, а передаточное число изменяется плавно. Данная коробка передач широко не применяется, поскольку ремень передачи крутящего момента не выносит высокой мощности современных двигателей.

Ходовая часть автомобиля

Ходовая часть автомобиля – это несущий кузов, задний и передний мост, подвеска, колеса и шины.

Подвески бывают различных типов: адаптивными, многорычажными, двухрычажными, для внедорожников, пикапов, грузовиков, полузависимыми задними, зависимыми задними, подвески «Me Pherson» и типа «Де Дион».


Механизм управления автомобиля

Механизм управления автомобиля – это руль и тормоза (дисковые и барабанные). Руль позволяет вам менять направление движения автомобиля, а тормоза регулируют его скорость, останавливают автомобиль и удерживают его на месте.

Электрооборудование автомобиля

Электрооборудование автомобиля позволяет запустить двигатель, прогреть и осветить салон авто, осветить путь в темное время суток, обеспечивает работу противоугонной системы и обладает другими полезными функциями, например, обеспечивает работу автомобильных аудиосистем, что позволяет слушать музыку.

Зная устройство автомобиля, ученику автошколы нужно лишь научиться им управлять. Подробнее с устройством автомобиля вас познакомит видео к статье.

Удачи в обучении!

Автор: Виктория Голдина. Дата обновления: 18.10.2016
Перепечатка запрещена. Авторские права охраняются законом.

Ссылка на основную публикацию