Есть водители, которые ездят на своих машинах, но совершенно не знают из чего состоит автомобиль. Может, совсем необязательно знать все тонкости сложной работы механизма, но основные моменты все-таки должны быть известны каждому. Ведь от этого может зависеть жизнь как самого водителя, так и других людей. По своей сути, в упрощенном состоят из трех частей:
- двигателя;
- шасси;
- кузова.
В статье рассмотрим подробнее, из каких частей состоит автомобиль и как они влияют на работу транспортного средства в целом.
Из чего состоит автомобиль: схема
Устройство автомобиля можно представить следующим образом.
В подавляющем большинстве случаев на машинах установлены двигатели внутреннего сгорания. Так как они не являются идеальными, велись и ведутся разработки по изобретению новых моторов. Так, с недавних пор введены в эксплуатацию автомобили с электрическими двигателями, для зарядки которых достаточно обычной розетки. Большую известность получил электромобиль "Тесла". Однако, о большом распространении таких машин, безусловно, пока говорить очень рано.
Шасси, в свою очередь, состоит из:
- трансмиссии или силовой передачи;
- ходовой;
- механизма управления транспортным средством.
Кузов предназначен для размещения в машине пассажиров и комфортного перемещения. Основными видами кузова на сегодняшний день являются:
- седан;
- хэтчбек;
- кабриолет;
- универсал;
- лимузин;
- и другие.
ДВС: виды
Любому человеку понятно, что неполадки в работе мотора могут стать опасными для здоровья и жизни людей. Поэтому жизненно необходимо знать, из чего состоит
В переводе с латинского мотор означает «приводящий в движение». В машине под ним понимают устройство, которое предназначено для преобразования одного вида энергии в механическую.
Газовые двигатели работают на сжиженном, генераторном сжатом газе. Такое топливо хранится в баллонах, откуда попадает в редуктор посредством испарителя и теряет при этом давление. Дальнейший процесс схож с инжекторным мотором. Иногда, правда, испаритель не применяется.
Работа мотора
Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит
Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.
Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.
Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.
Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.
Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.
Трансмиссия
Выше мы выяснили из чего состоит автомобиль, и знаем, что в шасси входит трансмиссия, ходовая и механизм управления.
В трансмиссии выделяются следующие элементы:
- сцепление;
- главная и карданная передачи;
- дифференциал;
- приводные валы.
Работа частей трансмиссии
Сцепление служит для того чтобы разъединять (КП) от двигателя, затем их плавно соединять при переключении передач и при трогании с места.
КП меняет крутящий момент, передаваемый от коленчатого вала к карданному. Блок КП отключает соединение мотора с карданной передачей настолько, насколько это необходимо для движения автомобиля задним ходом.
Главной функцией карданной передачи является передача крутящего момента от КП к главной передаче под разным углом.
Основной функцией главной передачи является передача крутящего момента под углом в девяносто градусов от карданного вала через дифференциал к приводным валам основных колес.
Дифференциал вращает ведущие колеса с различной частотой при поворотах и неровной поверхности.
Ходовая часть
Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней оси, соединяющимися с рамой через подвеску. В большинстве современных легковых автомобилей рамой служит Элементы, из чего состоит подвеска автомобиля, следующие:
- рессоры;
- пружины цилиндра;
- амортизаторы;
- пневматические баллоны.
Механизмы управления
Эти устройства состоят из которое связано с передними колесами рулевым приводом и тормозами. В большинстве современных авто применяются бортовые компьютеры, сами контролирующие управление в ряде случаев, и даже вносящие нужные изменения.
Здесь же отметим такую важную часть, как то, из чего состоит колесо автомобиля. Без него машина бы просто не состоялась. Это поистине одно из самых великих изобретений состоит здесь из двух составляющих: шины из резины, которая бывает камерной и бескамерной, и диска из металла.
Кузов
В большинстве автомобилей сегодня кузов является несущим, который состоит из отдельных элементов, соединенных сваркой. Кузова сегодня очень разнообразны. Основным считается закрытый тип, имеющий один, два, три, а иногда даже четыре ряда сидений. Может сниматься часть или даже полностью крыша. Она при этом бывает жесткой или мягкой.
Если крыша снимается посередине, то это кузов тарга.
Полностью снимаемый мягкий верх получается в кабриолете.
Если же он не мягкий, а жесткий, то это кабриолет хардтоп.
На универсале, похожем на седан, наблюдается некоторая пристройка над багажным отсеком, что и является отличительным признаком.
А фургон получится уже из универсала в случае, если задние двери и окна заделать.
При грузовой платформе за кабиной водителя кузов называется пикапом.
Купе — это двухдверный закрытый кузов.
Такой же, но с мягким верхом получил название родстер.
Грузопассажирский кузов с задней дверью сзади называется комби.
Лимузин — закрытый тип с жесткой перегородкой за передними сидениями.
Из статьи мы выяснили из чего состоит автомобиль. Важна исправная работа всех составляющих, а она лучше понимается и чувствуется, когда есть соответствующие знания.
В наши дни практически каждый человек ездит на машине. Но вот строение автомобиля знают далеко не все. Данная статья расскажет в общих чертах, какие узлы и агрегаты входят в конструкцию транспортного средства. Рассмотрим, так сказать, строение автомобиля для чайников.
Современный рынок предоставляет огромное число моделей и марок машин, но почти все легковые автомобили строятся по одной конструкции.
Схема устройства легкового автомобиля
Любая легковая машина состоит из следующего набора частей:
- Несущая конструкция, называемая кузовом.
- Ходовая часть.
- Дизельный либо бензиновый двигатель внутреннего сгорания.
- Трансмиссия.
- Система, управляющая двигателем.
- Электрооборудование.
Беглый обзор может привести к выводу, что все достаточно просто. Но вышеперечисленные части - это лишь общее строение автомобиля. Каждый из узлов достоин того, чтобы про него была написана не просто статья, а даже книга. Но углубляться пока смысла нет, так как строение автомобиля для начинающих не подразумевает множества деталей. Далее будут описаны только те основные моменты, которые нужно обязательно знать каждому автолюбителю. Необходимо сказать, что полное незнание устройства машины может привести к серьезным затратам на ремонт и обслуживание авто в сервисных центрах.
Кузов
Это несущая часть. К ней крепятся почти все агрегаты и узлы автомобиля. Немногие знают, что самые первые модели не имели. Все было прикреплено к раме, как у мотоциклов или грузовых машин. Но в стремлении уменьшить массу и сделать строение легкового автомобиля более удобным производители заменили рамную конструкцию на кузовную. Из чего же состоит сам кузов? Его основные составляющие:
- Днище, к которому привариваются различные усиливающие элементы.
- Передние и задние лонжероны.
- Крыша машины.
- Отсек для мотора.
- Другие навесные части.
Так как кузов - пространственная конструкция, то разделение это можно назвать очень условным, ведь все детали между собой взаимосвязаны. Так, днище с лонжеронами составляет единое целое, служащее для подвески опорой. К навесным частям можно причислить двери, капот, крышку багажника и крылья.
Ходовая часть автомобиля
Данный механизм состоит из большого числа узлов и агрегатов. Именно с их помощью автомобиль способен передвигаться. Так как тут описывается строение автомобиля для чайников, нужно поближе познакомиться с «ходовкой». Из чего она состоит?
- Колеса.
- Ведущие мосты.
- Задняя и передняя подвески.
На большей части современных легковых машин установлена независимая передняя Данный тип дает возможность серьезно улучшить управляемость и комфорт транспортного средства. Каждое колесо к кузову крепится с помощью собственной системы. Зависимый тип подвесок уже давно устарел, но некоторые производители все еще его используют.
Двигатель автомобиля
Наверное, каждому известно предназначение этого узла, поэтому слишком детального описания здесь не будет. Основным предназначением является преобразование тепловой энергии, получаемой из сгоревшего топлива в механическую, передаваемую через трансмиссию на колеса машины.
Трансмиссия автомобиля
Основная функция этой части такова: она передает крутящий момент с двигательного вала на колеса автомобиля. Состоит трансмиссия из таких узлов, как:
- Ведущие мосты.
- Коробка для переключения передач.
- Сцепление.
- Карданная передача.
- Шарниры.
Сцепление необходимо для того, чтобы соединить валы двигателя и коробки передач. С его помощью обеспечивается плавная передача крутящего момента. КПП нужна для того, чтобы изменять передаточное число и снижать нагрузку на двигатель. Мост либо устанавливается в корпус коробки передач, либо служит задней балкой. В зависимости от этого автомобиль является переднеприводным или заднеприводным. соединяет коробку с мостом или колесами.
Электрическое оборудование
Состоит из следующих основных узлов:
- Аккумулятор.
- Генератор переменного тока.
- Электрическая проводка.
- Система для управления двигателем.
- Потребители электрической энергии.
Аккумулятор нужен для запуска двигателя и является источником энергии, который возобновляется. Когда двигатель не запущен, аккумулятор питает все энергопотребители автомобиля.
Генератор необходим для того, чтобы поддерживать постоянное напряжение в борт-сети и подзаряжать аккумулятор.
Проводка является множеством проводов, образующих бортовую сеть, которая соединяет между собой все потребители и источники электричества.
Система, управляющая двигателем, состоит из различных датчиков и электронного блока управления.
Потребители - это фонари, фары, система пуска и зажигания, стеклоподъемники и стеклоочистители.
Таким образом, строение автомобиля является не таким уж сложным, если не углубляться в детали. Ну а тем, кто хочет узнать более подробно обо всех деталях и узлах, рекомендуется искать специализированную литературу.
Введение
Уважаемые будущие, настоящие и вчерашние курсанты автошкол! Из личного опыта знаем: каждому, кто готовится к нелегкому жизненному испытанию под названием «водительские курсы», очень уж хочется как-нибудь «опустить» теорию и поскорее сесть за руль автомобиля, пусть даже учебного. Равно как и тем, кто уже ерзает на стуле, сидя за партой, и с тоской изучает, что такое гужевая повозка или чем велосипед отличается от мопеда.
Однако же в теоретической части есть немало полезной и интересной информации. Проблема в том, что часто в стандартных учебниках она изложена сухо и непонятно. По этой причине и родилась книга, которую вы держите в руках.
Поверьте, все, что в ней содержится, пригодится не только для сдачи зачетов и экзаменов на пути к заветной цели, но и послужит вам в будущем хорошим подспорьем. Ведь гораздо лучше «опустить» не теорию, а звание «чайника» в водительской карьере. Для этого необходимо обладать знаниями, чтобы не тратить пол-стоимости автомобиля на замену целого узла вместо одного подшипника.
К сожалению, подобный «развод на деньги» происходит сплошь и рядом.
Так что читайте, запоминайте, усваивайте, переваривайте, сдавайте экзамены, покупайте машину и становитесь настоящим водителем!
1. Общее устройство автомобиля
К транспортным средствам категории «В»
относятся автомобили, разрешенная максимальная масса которых не превышает 3500 кг
с количеством сидячих мест, помимо сиденья водителя, не более восьми.
Любой легковой автомобиль состоит из следующих элементов (рис. 1.1):
♦ двигателя;
♦ трансмиссии;
♦ ходовой части;
♦ механизмов управления;
♦ электрооборудования;
♦ дополнительного оборудования;
♦ кузова.
Двигатель – это «сердце» машины. Он сжигает топливо и преобразует тепловую энергию в механическую: заставляет вращаться коленчатый вал, затем вращение через трансмиссию передается на колеса (составляющую ходовой части ).
Так машина приводится в движение.
Рис. 1.1.
Общий вид легкового автомобиля: 1 – фара; 2 – вентилятор системы охлаждения двигателя; 3 – радиатор системы охлаждения двигателя; 4 – распределитель зажигания; 5 – двигатель; 6 – аккумуляторная батарея; 7 – катушка зажигания; 8 – воздушный фильтр; 9 – телескопическая амортизаторная стойка передней подвески; 10 – бачок омывателя ветрового стекла; 11 – коробка передач; 12 – ручка стеклоподъемника; 13 – внутренняя ручка двери; 14 – рычаг задней подвески; 15 – элемент обогрева заднего стекла; 16 – основной глушитель; 17 – задний амортизатор; 18 – задний тормоз; 19 – балка задней подвески; 20 – поперечная штанга задней подвески; 21 – топливный бак; 22 – рычаг стояночной тормозной системы; 23 – дополнительный глушитель; 24 – вакуумный усилитель тормозной системы; 25 – вал привода передних колес; 26 – передний тормоз; 27 – штанга стабилизатора передней подвески
Во время движения водитель управляет автомобилем с помощью рулевого колеса и педалей, представляющих собой механизмы управления . Он включает свет фар и указатели поворотов, то есть пользуется электрооборудованием .
При этом водитель пристегнут ремнем безопасности, ему тепло (работает обогреватель) – задействовано дополнительное оборудование .
Кузов среднестатистического легкового автомобиля состоит из моторного отсека (там находится двигатель), пассажирского салона и багажного отделения. Он же является несущей конструкцией для узлов и агрегатов автомобиля.
Современные автомобили можно классифицировать по нескольким признакам: по типу кузова, типу и рабочему объему двигателя, типу привода колес и габаритным размерам.
Классификация по типу кузова
Кузова современных легковых автомобилей разнообразны и многофункциональны, хотя, конечно, их основное предназначение – перевозка пассажиров и небольшой поклажи.
В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест легковые автомобили делятся на следующие типы.
Седан – машина с двумя, четырьмя или даже шестью боковыми дверями. Характерные черты – моторный отсек и багажное отделение у седанов вынесены наружу, то есть изолированы от салона (рис. 1.2). Седаны, имеющие шесть боковых дверей и перегородку, отделяющую водительскую секцию салона от пассажирской, называют лимузинами .
Рис. 1.2. Седан – самый распространенный тип кузова
Купе – двухдверный кузов с одним или двумя рядами полноразмерных или укороченных сидений (есть варианты, в которых задние сиденья – детские) (рис. 1.3).
Универсал – автомобиль с дверью в задней стенке кузова. Отличается от остальных типов тем, что имеет постоянный грузовой отсек, не отделяющийся от пассажирского стационарной перегородкой (рис. 1.4).
Рис. 1.3. Купе
Рис. 1.4. Универсалы любят дачники и путешественники
Хетчбэк – гибрид седана и универсала.
В наше время довольно популярный тип кузова. Как и в универсале, в хетчбэке задний ряд сидений складывается (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Хетчбэк
Вагон – он же мини-вэн. Характерные признаки – моторный отсек и багажное отделение не выступают за пределы кузова (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Мини-вэн удобен для семейных поездок
Кабриолет – автомобиль со складывающимся верхом и опускающимися боковыми стеклами окон (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Кабриолет
Джип – все более популярный тип кузова: вытянутый вверх хетчбэк (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Джип
Пикап – закрытая кабина (одно– или двухрядная) и открытая платформа для грузов с откидным задним бортом (может иметь мягкий или жесткий верх) (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Пикап удобен при перевозке грузов
Классификация по типу и рабочему объему двигателя
Большинство современных автомобилей оснащено двигателями, работающими на бензине или на дизельном топливе. Следовательно, по типу двигателя автомобили делятся на бензиновые и дизельные .
По рабочему объему двигателей машины классифицируются следующим образом:
♦ особо малый класс (так называемые малолитражки) – до 1,1 литра;
♦ малый класс – от 1,1 до 1,8 литра;
♦ средний класс – от 1,8 до 3,5 литра;
♦ большой класс – 3,5 литра и более.
Классификация по типу привода колес
В зависимости от того, на какую колесную ось (переднюю или заднюю) передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на заднеприводные, переднеприводные и полноприводные.
Заднеприводные – автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса (рис. 1.10).
Рис. 1.10. Заднеприводной автомобиль
Движение происходит по толкательному принципу: задние (ведущие) колеса толкают вперед автомобиль, а передние (ведомые) служат для изменения направления движения.
Переднеприводные – автомобили, в которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса, которые тащат за собой всю машину и служат для изменения направления движения (рис. 1.11).
Кстати, переднеприводной автомобиль более устойчив на дороге.
Рис. 1.11.
Переднеприводной автомобиль
Полноприводные – автомобили, в которых крутящий момент передается и на передние, и на задние колеса одновременно (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Полноприводной автомобиль: а – с раздаточной коробкой; б – с полным приводом, подключаемым автоматически; в – с постоянным полным приводом
Классификация по габаритным размерам
В современной автомобильной промышленности различают шесть европейских классов в зависимости от габаритных размеров автомобиля. Классы обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, S (или F) (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Классификация автомобилей по габаритным размерам
♦ А – мини-класс. Характеризуется длиной не более 3,6 м и шириной до 1,6 м. Такие автомобили могут быть как трех-, так и пятидверными.
♦ В – малый класс. Длина кузова – от 3,6 до 3,9 м, ширина – от 1,5 до 1,7 м.
♦ С – низший средний класс (в народе – гольф-класс или компакт-класс). Длина таких машин – от 3,9 до 4,4 м, ширина – от 1,6 до 1,75 м.
♦ D – средний класс. К этой категории относятся автомобили длиной от 4,4 до 4,7 м и шириной от 1,7 до 1,8 м.
♦ Е – высший средний класс, или бизнескласс. Это кузова от 4,6 до 4,8 м в длину и более 1,7 м в ширину.
♦ S (F) – класс люкс (представительский класс). Автомобили длиной свыше 4,8 м и шириной более 1,7 м.
2. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
Общее устройство и работа ДВС
Почти на всех современных автомобилях в качестве силовой установки применяется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (рис. 2.1).
Существуют еще электромобили, но их мы рассматривать не будем.
Рис. 2.1. Внешний вид двигателя внутреннего сгорания
В основе работы каждого ДВС лежит движение поршня в цилиндре под действием давления газов, которые образуются при сгорании топливной смеси, именуемой в дальнейшем рабочей.
При этом горит не само топливо. Горят только его пары, смешанные с воздухом, которые и являются рабочей смесью для ДВС. Если поджечь эту смесь, она мгновенно сгорает, многократно увеличиваясь в объеме. А если поместить смесь в замкнутый объем, а одну стенку сделать подвижной, то на эту стенку будет воздействовать огромное давление, которое будет двигать стенку.
ПРИМЕЧАНИЕ
В ДВС из каждых 10 литров топлива только около 2 литров используется на полезную работу, остальные 8 литров сгорают впустую. То есть КПД ДВС составляет всего 20 %.
ДВС, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипношатунного и газораспределительного, а также из следующих систем:
♦ питания;
♦ выпуска отработавших газов;
♦ зажигания;
♦ охлаждения;
♦ смазки.
Основные детали ДВС:
♦ головка блока цилиндров;
♦ цилиндры;
♦ поршни;
♦ поршневые пальцы;
♦ шатуны;
♦ коленчатый вал;
♦ маховик;
♦ распределительный вал с кулачками;
♦ клапаны;
♦ свечи зажигания.
Большинство современных автомобилей малого и среднего класса оснащены четырехцилиндровыми двигателями. Существуют моторы и большего объема – с восьмью и даже двенадцатью цилиндрами (рис. 2.2). Чем больше объем двигателя, тем он мощнее и тем выше потребление топлива.
Рис. 2.2. Схемы расположения цилиндров в двигателях различной компоновки:
а – четырехцилиндровые; б – шестицилиндровые; в – двенадцатицилиндровые (α – угол развала)
Принцип работы ДВС проще всего рассматривать на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Такой двигатель состоит из цилиндра с внутренней зеркальной поверхностью, к которому прикручена съемная головка. В цилиндре находится поршень цилиндрической формы – стакан, состоящий из головки и юбки (рис. 2.3). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Они обеспечивают герметичность пространства над поршнем, не давая возможности газам, образующимся при работе двигателя, проникать под поршень. Кроме того, поршневые кольца не допускают попадания масла в пространство над поршнем (масло предназначено для смазки внутренней поверхности цилиндра). Иными словами, эти кольца играют роль уплотнителей и делятся на два вида: компрессионные (те, которые не пропускают газы) и маслосъемные (препятствующие попаданию масла в камеру сгорания) (рис. 2.4).
Рис. 2.3. Поршень
Смесь бензина с воздухом, приготовленная карбюратором или инжектором, попадает в цилиндр, где сжимается поршнем и поджигается искрой от свечи зажигания. Сгорая и расширяясь, она заставляет поршень двигаться вниз. Так тепловая энергия превращается в механическую.
Рис. 2.4. Поршень с шатуном:
1 – шатун в сборе; 2 – крышка шатуна; 3 – вкладыш шатуна; 4 – гайка болта; 5 – болт крышки шатуна; 6 – шатун; 7 – втулка шатуна; 8 – стопорные кольца; 9 – палец поршня; 10 – поршень; 11 – маслосъемное кольцо; 12, 13 – компрессионные кольца
Далее следует преобразование хода поршня во вращение вала. Для этого поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается на подшипниках, установленных в картере двигателя (рис. 2.5).
В результате перемещения поршня в цилиндре сверху вниз и обратно через шатун происходит вращение коленчатого вала.
Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется самое верхнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вверх и готов начать движение вниз) (см. рис. 2.3). Самое нижнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вниз и готов начать движение вверх) называют нижней мертвой точкой (НМТ) (см. рис. 2.3). А расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ) называется ходом поршня .
Рис. 2.5. Коленчатый вал с маховиком:
1 – коленчатый вал; 2 – вкладыш шатунного подшипника; 3 – упорные полукольца; 4 – маховик; 5 – шайба болтов крепления маховика; 6 – вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 7 – вкладыш центрального (третьего) подшипника
Когда поршень перемещается сверху вниз (от ВМТ до НМТ), объем над ним изменяется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ – это камера сгорания .
А объем над цилиндром, когда он находится в НМТ, называют рабочим объемом цилиндра .
В свою очередь, рабочий объем всех цилиндров двигателя в сумме, выраженный в литрах, называется рабочим объемом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания в момент нахождения поршня в НМТ.
Важной характеристикой ДВС является его степень сжатия , которая определяется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр топливо-воздушная смесь при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6–14, у дизельных – 14–24. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономичность, а также существенно влияет на токсичность отработавших газов.
Мощность двигателя измеряется в киловаттах либо в лошадиных силах (используется чаще). При этом 1 л. с. равна примерно 0,735 кВт.
Как мы уже говорили, работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов, образующихся при сгорании в цилиндре топливо-воздушной смеси.
В бензиновых и газовых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания (рис. 2.6), в дизельных – от сжатия.
Рис. 2.6. Свеча зажигания
При работе одноцилиндрового двигателя его коленчатый вал вращается неравномерно: в момент сгорания горючей смеси резко ускоряется, а все остальное время замедляется.
Для повышения равномерности вращения на коленчатом валу, выходящем наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск – маховик (см. рис. 2.5). Когда двигатель работает, вал с маховиком вращаются.
А сейчас поговорим немного подробнее о работе одноцилиндрового двигателя.
Повторим, первое действие – попадание внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливо-воздушной смеси, которую приготовил карбюратор или инжектор. Этот процесс называется тактом впуска (первый такт) . Заполнение цилиндра двигателя топливо-воздушной смесью происходит, когда поршень из верхнего положения движется в нижнее. При этом к цилиндру двигателя подведены два канала: впускной и выпускной. Горючая смесь впускается через первый канал, а продукты ее сгорания выходят через второй. Непосредственно перед входом в цилиндр в этих каналах установлены клапаны. Их принцип действия очень прост: клапан – это подобие гвоздя с большой круглой шляпкой, перевернутый шляпкой вниз, которой закрывается вход из канала в цилиндр.
При этом шляпка прижимается к кромке канала мощной пружиной и закупоривает его.
Если нажать на клапан (тот самый гвоздь), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала откроется (рис. 2.7).
Первый такт – впуск
Во время этого такта поршень перемещается из ВМТ в НМТ. При этом впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью до тех пор, пока поршень не окажется в НМТ, то есть его дальнейшее движение вниз станет невозможным. Из ранее сказанного мы с вами уже знаем, что перемещение поршня в цилиндре влечет за собой перемещение кривошипа, а следовательно, вращение коленчатого вала и наоборот. Так вот, за первый такт работы двигателя (при перемещении поршня из ВМТ в НМТ) коленвал проворачивается на пол-оборота.
Второй такт – сжатие
После того как топливо-воздушная смесь, приготовленная карбюратором или инжектором, попала в цилиндр, смешалась с остатками отработавших газов и за ней закрылся впускной клапан, она становится рабочей .
Теперь наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и деваться ей стало некуда: впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. В этот момент поршень начинает движение снизу вверх (от НМТ к ВМТ) и пытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.7). Однако, как говорится, стереть в порошок эту смесь ему не удастся, поскольку преступить черту ВМТ поршень не может, а внутреннее пространство цилиндра проектируют так (и соответственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), чтобы над поршнем, находящимся в ВМТ, всегда оставалось пусть не очень большое, но свободное пространство – камера сгорания. К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 0,8–1,2 МПа, а температура достигает 450–500 °C.
Рис. 2.7. Процесс работы четырехтактного двигателя:
а – такт впуска; б – такт сжатия; в – такт рабочего хода; г – такт выпуска
Третий такт – рабочий ход
Третий такт – самый ответственный момент, когда тепловая энергия превращается в механическую. В начале третьего такта (а на самом деле в конце такта сжатия) горючая смесь воспламеняется с помощью искры свечи зажигания (рис. 2.8). Давление от расширяющихся газов передается на поршень, и он начинает двигаться вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Рабочая смесь сгорает с выделением большого количества тепла, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800–2000 °C, а давление – до 2,5–3,0 МПа.
Рис. 2.8. Искра между электродами свечи
Обратите внимание, что главная цель создания самого двигателя – это как раз и есть третий такт (рабочий ход). Поэтому остальные такты называют вспомогательными.
Четвертый такт – выпуск
Во время этого процесса впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод). Далее через систему выпуска отработавших газов, наиболее известная часть которой – глушитель, отработавшие газы уходят в атмосферу (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Фрагмент глушителя
Все четыре такта периодически повторяются в цилиндре двигателя, тем самым обеспечивая его непрерывную работу, и называются рабочим циклом .
Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия от рабочего цикла бензинового. В нем во время такта впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух.
Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце первого такта, когда поршень приближается к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство – форсунку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, – под большим давлением впрыскивается дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сгорают.
При этом выделяется большое количество тепла и температура в цилиндре повышается до 1700–2000 °C, а давление – до 7–8 МПа.
Под действием давления газов поршень перемещается вниз, и происходит рабочий ход.
Такт выпуска дизельного двигателя аналогичен такту выпуска бензинового двигателя.
Вспомогательные такты (первый, второй и четвертый) совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя – маховика, о котором также шла речь выше. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал передает запас инерции маховику. Инерция помогает ему осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. Из этого следует, что при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень ходит в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается таким образом, чтобы рабочий ход хотя бы одного поршня помогал осуществлять вспомогательные такты и плюс ко всему вращал маховик.
А теперь подведем итоги: совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя и обеспечивающих его непрерывную работу, называется рабочим циклом. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за один ход поршня или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала.
Автомобиль в двадцать первом веке уже вовсе не является роскошью. Скорее всего, это актуальная необходимость. Однако у большинства владельцев транспортных средств просто не хватает времени на скрупулёзное изучение его составных частей. Поэтому устройство автомобиля для «чайников» позволяет в кратчайшие сроки ознакомиться с принципиально важными моментами.
Наиболее просто схема устройства автомобиля выглядит так:
- верхняя оболочка или ;
- аппарат шасси (трансмиссия, управляющие механизмы, ходовой блок);
- силовой агрегат, который является важнейшей частью машины.
Основные кузовные элементы
Разъединение и соединение работающего мотора и коробки передач обеспечивает именно сцепление. Благодаря его работе авто стартует с места плавно, а зубья шестерён коробки передач не испытывают сильного давления во время их переключения.
Ходовой блок
Ходовой блок - это 50% всего автомобиля. К нему относятся рама, оси (передняя и задняя), и колёса. К раме прикрепляются буквально все ведущие элементы. Существуют также конструкции безрамные. В таком случае присоединено к кузову. Такую схему можно встретить в строении автобусов и некоторых легковых автомобилей. Передние и задние оси выполняют снятие чрезмерной нагрузки от кузова и распределяют её большую часть между колёсами. Задняя ось обычно полая внутри. В ней сконцентрированы механизмы силовой передачи. Передняя ось - это определённое количество цапф, соединённых с балкой при помощи шарниров. Эти детали отвечают за поворот машины.
Подвеска объединяет обе оси и раму. Вместе с колёсами выполняет функцию смягчения ударов и толчков во время непосредственной езды.
Рессоры (балки из стальных листов) - части подвески, отличающиеся определённой упругостью. За основу детали также могут браться витые и стержневые пружины.
В большинстве транспортных средств колебания подвески ликвидируются за счёт гидравлических или фрикционных (механических) амортизаторов.
Достаточная манёвренность автомобиля в первую очередь зависит от расположения колёс. Они должны быть установлены в . Для контроля этих параметров разработаны специализированные лазерные либо компьютерные стенды. Также автомобилисту рекомендуется систематически проводить балансирование всех колёс на отведённых для этого мероприятия технических станках.
Видео об устройстве автомобиля:
Управляющий механизм транспортного средства
Подразделяется на два главенствующих участка:
Рулевое управление представляет собой взаимодействие рулевого механизма и рулевого привода. Рулевым управлением создаётся смена направления движения транспортного средства. В процессе участвуют поворотные передние колёса и система их привода. становится гораздо проще при введении в рулевой привод усилителей (пневматических, гидравлических, совмещённых). Для дорог с правосторонним движением применяется левый рулевой управляющий механизм и наоборот. Это делается для достижения максимального угла обзора.
Благодаря тормозной системе автомобиль способен снижать скорость в процессе движения, вплоть до полной остановки. Её функционирование основано на законах о силе трения. Тормозной механизм может быть как подвижным, так и неподвижным. В первом случае подвижной деталью является тормозной диск или барабан, во втором - . В зависимости от типа тормозной системы детали либо вращаются одновременно с колёсами, либо этого не происходит.
Типы тормозной системы основаны на работе того или иного тормозного привода. Для большинства легковых автомобилей предусмотрен гидравлический привод. Помимо него существуют также механические, электрические, пневматические и совмещённые типы привода.
Двигатель - важнейшая составляющая устройства автомобиля
Поршневой двигатель внутреннего сгорания представлен в большинстве автомобилей, выпускаемых в нынешнее время. Перспективными считаются модели, оснащённые газотурбинными двигателями внутреннего сгорания. рассчитаны только для транспортировки небольших и необъёмных грузов. Паровые двигатели на сегодня уже себя изжили.
Есть определённое подразделение поршневых двигателей по используемому топливу:
- бензиновые,
- дизельные,
- газогенераторные,
- газобаллонные.
Транспортные средства на дорогах нашей страны можно встретить гораздо чаще остальных. К дизельным представителям в основном относятся автобусы и грузовые машины.
На видео рассмотрены основные типы двигателей внутреннего сгорания:
Для газогенераторных и газобаллонных автомобилей характерно использование местных типов топлива.
При активной работе силового агрегата тепловая энергия подходящего топлива превращается в механическую, на валу двигателя возникает крутящий момент. В зависимости от скорости вращения и для каждого конкретно взятого двигателя характерна своя максимальная мощность.
Количество цилиндров двигателя колеблется от двух до двенадцати. Минимальное их число характерно для малолитражных авто, максимальное - наоборот. Цилиндры могут располагаться либо вертикально, либо в форме буквы V.
Силовой агрегат не всегда находится в передней части машины. Есть представители, в которых двигатель установлен в задней части, вдоль или поперёк кузова.
Хорошо зная техническое устройство автомобиля, со многими незначительными неполадками владелец сможет справиться самостоятельно. Это значительно сократит его денежные затраты на содержание транспортного средства, ведь услуги большинства сервисных центров стоят достаточно дорого.
В трудные времена автомобиль придёт на помощь, выручит и никогда не повернется спиной к своему владельцу. Сейчас мы не представляем свою жизнь без транспортного средства.
В наше время автомобиль - это уже далеко не роскошь. Купить его может любой желающий. Он есть в каждой семье, однако мало кто пытается понять техническое устройство автомобиля. И очень зря.
Промышленности двигается широкими шагами вперед. Множество разнообразных моделей выпускаются в наше время. По внутреннему строению все легковые авто схожи. для начинающих водителей кажется темным лесом, но все же в нем придётся хоть немного разобраться. Это необходимо для того, чтобы при поломке иметь возможность самостоятельно минимально отремонтировать. Или четко объяснить в автосервисе, что в вашем авто сломалось.
Общее устройство автомобиля
Описывая устройство автомобиля для начинающих, углубляться в мелочи не стоит. Но есть определенная база информации, которую должен знать каждый. Независимо от стажа вождения, знания о схематическом устройстве вашего транспортного средства поможет существенно снизить расходы на ремонт и техобслуживание железного коня.
Общее устройство автомобиля:
- двигатель;
- трансмиссия;
- ходовая часть;
- кузов;
- электрооборудование.
Двигатель
Устройство автомобиля для начинающих следует начинать рассматривать с главной составляющей - двигателя. Это своего рода сердце вашего транспортного средства.
О предназначении этой части автомобиля известно каждому с самых ранних лет. Двигатель с помощью энергии, полученной при сгорании топлива, приводит в движение транспортное средство. Мощь от него передается колесам через трансмиссию. Исходя из этого автомобили делятся на передне-, задне- и полноприводные. К примеру, если энергия передается на передние колеса - это переднеприводной.
В зависимости от используемого типа топлива, двигатели делятся на несколько видов:
- Бензиновый - наиболее распространенный.
- Дизельный.
- Газовый - все чаще встречается данный вид, работающий не на жидком топливе.
На сегодняшний день самый распространенным является ДВС - двигатель внутреннего сгорания. Постепенно появляются новые виды, которые возможно заменят полостью ДВС. Однако пока он не отдает лидирующие позиции никому.
Ходовая часть и трансмиссия
Это совокупность деталей, объединенных воедино, заставляющие автомобиль двигаться. Грубо говоря, она представляет собой эдакую тележку, на которую крепится кузов, двигатель и прочие составляющие авто. Две её основные составляющие - это колеса и подвеска.
С первой частью ходовой все предельно просто. А вот о подвеске стоит поговорить подробнее. Ведь для многих опытных водителей она остается загадкой. Из названия этой части автомобиля ясно, что она где-то подвешена снизу. Но для чего? А ответ банально прост. При проезде даже по ровной дороге транспортное средство подвергается вибрации и тряске. Согласитесь, в таких условиях поездка вряд ли бы доставила вам удовольствие. Так вот именно подвеска уменьшает уровень колебаний, оказываемых на авто. Она защищает водителя и пассажиров от прыжков и скачков, во время движения по неровностям. А вспоминая наши дороги, хочется надеяться, что подвеска будет служить верой и правдой долгое время.
Трансмиссия - это общее название для множества механизмов, которые перенаправляют энергию от двигателя колесам. К ней относятся:
- Сцепление необходимо для плавного с двигателем.
- Коробка передач. Её функция заключается в изменении крутящего момента и переключении движения на заднюю передачу.
- Дифференциал - заставляет колеса автомобиля в зависимости от ситуации крутиться с разной скоростью.
- Полуоси. Их задача состоит в передаче крутящего момента ведущим колесам транспортного средства.
Кузов машины
Кузов является каркасом автомобиля. На него цепляются все составляющие части транспортного средства. В далеком прошлом были без кузова. Его заменяла рама, к которой все крепилось. Сейчас такая схема осталась у некоторых грузовых авто и мотоциклах. А у легковых транспортных средств от такого вида сборки отказались, для того чтобы сделать меньшим их вес. Так появился всем знакомый кузов легкового автомобиля.
В состав кузовной части входит:
- крыша;
- штампованная нижняя часть;
- моторный отсек;
- лонжерон;
- передние и задние крылья;
- капот;
- двери;
- крышка багажного отделения.
Деление на составляющие довольно условное, так как все части сопряжены между собой. Если грубо сравнить, то кузов - это своеобразная металлическая коробка, в которую вкладывают составляющие автомобиля.
По типу кузова делятся:
- седан;
- хэтчбек;
- купе;
- мини-кар;
- пикап.
Именно кузов определяет внешний а также внутренний комфорт и его размеры.
Электрооборудование
Немногие процессы в нашей жизни происходят без электричества. Движение автомобиля не входит в их число. Внутреннее и внешнее освещение, дворники, контрольные приборы, магнитола, кондиционер - все они работают благодаря электрическому току. Автомобиль потребляет огромный объём электроэнергии, в связи с этим заряжать от розетки его нецелесообразно.
Поэтому внутри вашего транспортного средства имеется генератор, который позволяет вырабатывать электрическую энергию самостоятельно, а также запасать впрок при заведенном двигателе. Накопителем является аккумуляторная батарея.
Устройство грузового автомобиля
Рассматривая устройство автомобиля для начинающих водителей, стоит коснуться не только легковых, но и грузовых моделей.
По сути, внутренние составляющие идентичны. Отличия, конечно же, кроются в размере. А главным различием устройства грузового от легкового автомобиля является состав кузова. У первого он делится на кабину и грузовую платформу. А у легкового такого разделения на части нет. Все остальные составляющие у автомобилей схожи.