Устройство автомобиля

Несмотря на разнообразие марок и моделей, при ближайшем рассмотрении становится ясно, что конструкция всех легковых автомобилей идентична. Основными элементами конструкции автомобиля являются:

1. Двигатель. Этот компонент преобразует тепловую энергию в механическую, необходимую для передачи мощности на колеса. Проще говоря, это то, что двигает автомобиль вперед.

Передача усилия

Этот механизм отвечает за то, чтобы источник энергии от двигателя создавал крутящий момент. В его состав входят коробка передач, сцепление, карданный вал и ведущий мост.

Ходовая часть

Это механическая часть, обеспечивающая движение автомобиля. Она состоит из передней и задней подвесок, колес и ведущих мостов.

Системы управления и электрооборудования

Четыре основные системы, составляющие автомобиль,— это рулевое управление и тормозная система, аккумулятор, электропроводка и генератор, а также несущая конструкция. Последняя состоит из основания, передних и задних лонжеронов, силовых частей рамы, моторного отсека, крыши, а также навесных элементов: дверей, капота, крышки багажника, бампера и крыльев. Все эти компоненты вместе обеспечивают функционирование автомобиля.

Работа автомобиля с пояснениями

Приведенный ниже список дает лишь общее представление об основных элементах автомобиля. Далее описывается принцип работы автомобиля:

Кузов

Кузов — это каркас, который удерживает компоненты автомобиля вместе, позволяя им работать в унисон.

Аккумулятор

Аккумулятор отвечает за зажигание двигателя.

Двигатель

Искра от аккумулятора воспламеняет газ в камере сгорания, заставляя поршни двигаться.

Трансмиссия

Трансмиссия — это сила, которая вращает колеса, передавая энергию от двигателя к колесам.

Ходунки

Ходунки обеспечивают плавный и безопасный ход.

Педали

Педали «газ» и «тормоз» управляют ускорением и замедлением автомобиля. В автомобилях с механической коробкой передач имеется дополнительная педаль сцепления.

Генератор

Генератор отвечает за питание лампочек, датчиков и бортового компьютера.

Опыт водителя

Водитель может наслаждаться комфортной кабиной и не беспокоиться о сложном техническом устройстве автомобиля. Он просто поворачивает ключ в замке, переключает коробку передач, нажимает на педаль газа, поворачивает руль и нажимает несколько кнопок на приборной панели. Кроме того, нужно следить за уровнем топлива в баке. Это почти как сбывшаяся мечта!

Что нужно изучать новичкам?

Однако если человек хочет понять устройство автомобиля даже на базовом уровне, он должен познакомиться и с другими механизмами.

Основные части автомобиля

Ключевым элементом устройства и системы автомобиля является двигатель (или мотор). Они бывают внутреннего сгорания (бензиновые или газовые) и электрические. Первые можно разделить еще на более чем десяток типов, но мы не будем углубляться в эту тему.

Не менее важной частью управления считается тормозная система. Она может быть стояночной (для остановки автомобиля на неровной поверхности) и рабочей (предназначена для временной или полной остановки, а также для снижения скорости движения).

Передача

Различие между «механикой» и «автоматом» общеизвестно среди водителей. Эти два типа известны как механическая и автоматическая коробки передач. Кроме того, существует роботизированная коробка, представляющая собой некую комбинацию первых двух, однако широкого распространения она пока не получила. Автоматической коробкой легче управлять, так как она сама контролирует скорость и нагрузку на автомобиль, а также отсутствует педаль сцепления. В случае с механической коробкой передач водитель должен переключать скорости с помощью педали сцепления, контролируя при этом нагрузку на автомобиль.

Что такое сцепление и как оно работает?

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом, почему при запуске автомобиля он не сразу трогается с места? Он стоит на месте с работающим двигателем, пока вы не отрегулируете скорость и не нажмете на педаль газа. Попробуем объяснить, почему:

Двигатель автомобиля

Силовой агрегат (двигатель) автомобиля оснащен маховиком и коленчатым валом. Внутри находится сложная система шестеренок, валов и зубьев, для понимания которой необходимо иметь базовые представления об этой конструкции. Поэтому попробуем объяснить все более простым языком.

Запуск автомобиля с коробкой передач со сцеплением

Чтобы завести автомобиль с коробкой передач со сцеплением, необходимо включить «нейтральную» передачу. Это означает, что коленчатый вал отключен, а коробка передач вращается свободно, поэтому крутящий момент на колеса не передается.

Чтобы начать движение, необходимо выжать педаль сцепления. В результате маховик включит трансмиссию, и можно будет выбрать первую передачу. Это приведет к началу движения всего механизма, после чего можно нажать на педаль газа.

В автомобилях с автоматической коробкой передач весь этот процесс происходит автоматически, без участия водителя.

Вождение современного автомобиля

Мы разложили на составляющие устройство и работу современного автомобиля, стараясь сделать объяснение максимально простым и понятным. Теперь вы знаете, как движется автомобиль, почему работает двигатель и за что отвечает каждый узел.

Мало кто будет отрицать, что управление современным автомобилем с автоматической коробкой передач доставляет удовольствие. Но это достижимо только при соблюдении рекомендаций по техническому обслуживанию автомобиля, бережном отношении к нему, регулярном прохождении техосмотра и немедленном реагировании на любые незначительные неисправности.

Электрические системы и помощь водителю

Электрические компоненты оказывают огромное влияние на работу автомобиля. Это сложная система, но она во многом помогает в управлении автомобилем и делает салон комфортным. Именно электрическая система запускает двигатель и поддерживает его в рабочем состоянии. Блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель, свечи зажигания — все это важнейшие части автомобиля, которые должны присутствовать в нем для нормального функционирования.

Компоненты автомобильной электросистемы

Второстепенными элементами электрической системы автомобиля являются источники освещения: фары, габаритные огни, указатели поворота, внутреннее освещение и т. д. Кроме того, в нее входят звуковой сигнал, различные датчики и регуляторы. К электрическим компонентам также относятся узлы, созданные для повышения устойчивости и маневренности автомобиля во время движения.

Тормозная система

Тормозная система является важнейшей частью электрической системы автомобиля.

Тормозная система автомобиля

Эта система позволяет снизить скорость автомобиля до полной его остановки. Она незаменима в непредвиденных ситуациях, а также в тех случаях, когда необходимо удержать автомобиль от резкого спуска. Тормозная система состоит из различных частей: ручной, аварийной, дополнительной и антиблокировочной. Все эти компоненты в совокупности образуют систему управления тормозами.

Главная тормозная система

Основное назначение главной тормозной системы — контроль скорости автомобиля и его полная остановка в случае необходимости. Она состоит из привода и исполнительных механизмов (барабанных, дисковых). В настоящее время на большинстве легковых автомобилей используется гидравлический привод, в то время как электрический, пневматический или их комбинация встречаются сравнительно редко. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и, соответственно, эффективности торможения используются вакуумный усилитель и регулятор.

Экстренное торможение

При отказе или поломке основного тормоза используется резервная система. Эта система работает самостоятельно или с помощью ручного тормоза. Ручной или стояночный тормоз с механическим приводом используется для двух целей:

1. Выравнивание автомобиля при движении под уклон;

2. Экстренное торможение в тяжелых ситуациях.

Эффективность замедления автомобиля

При движении со скоростью 80 км/ч тормозная сила основной системы и ее подсистем составляет до 50 кг. Коэффициенты эффективности замедления составляют:

1. Основной тормоз — 5,8 м/с2 и более;

2. Аварийный и ручной — 2,75 м/с2.

Принцип действия прост: при нажатии на педаль тормозное усилие прикладывается к колесным механизмам. Вследствие этого происходит сжатие дисков колодок, что приводит к прекращению вращения автомобиля.

Механика шасси автомобиля

Ходовая часть автомобиля состоит из нескольких устройств, обеспечивающих передачу мощности двигателя на колеса и тем самым обеспечивающих движение и управление автомобилем. К ним относятся трансмиссия, механизм управления автомобилем и само шасси.

Сцепление автомобиля

Сцепление отвечает за передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач, а также за плавное соединение и разъединение двигателя с механизмами трансмиссии. Трос соединяет педаль сцепления с механизмом сцепления, что позволяет сцеплению защищать двигатель и компоненты трансмиссии от нагрузок и повреждений при переключении передач или торможении.

Рулевое управление и тормозные системы

Современные автомобили оснащены двумя типами систем управления: рулевым колесом и тормозами. Рулевое колесо позволяет изменять направление движения автомобиля, а тормоза — регулировать его скорость, останавливать и удерживать на месте.

Развитие автомобильной промышленности

Автомобильная отрасль постоянно развивается, что приводит к трансформации деталей, используемых в автомобилях. Тем не менее, основные компоненты и узлы остаются неизменными:

1. Двигатель внутреннего сгорания;

2. Трансмиссия;

3. Кузов;

4. Интерьер с его различными функциями и опциями.

Двигатели подразделяются на несколько типов в зависимости от вида топлива, используемого в процессе работы. К ним относятся дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные двигатели. Все двигатели имеют схожую конструкцию, состоящую из следующих элементов:

Компоненты двигателя автомобиля

1. Блок цилиндров является основой двигателя.

2. Головка блока цилиндров — это верхняя часть двигателя, в которой расположены распределительный вал и клапаны.

3. Кривошипно-шатунный механизм включает в себя коленчатый вал, поршень и шатун.

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

5. Система смазки включает в себя масляный насос, маслозаборник, фильтрующий элемент, датчик аварийного давления и датчик уровня масла.

Топливно-воздушная система и электронные органы управления

Силовой агрегат двигателя частично связан с топливно-воздушной системой, которая включает в себя топливный насос, топливные форсунки или карбюратор, а также дроссельный узел. Кроме того, электронное управление состоит из блока управления двигателем и различных датчиков, которые отвечают за работу двигателя внутреннего сгорания. По сути, система преобразует тепловую энергию в механическую. Через впускной клапан топливно-воздушная смесь движется в камеру сгорания, подталкиваемая поршнем в цилиндре. Когда поршень поднимается вверх и клапаны закрываются, смесь сжимается.

Новый взгляд на работу двигателей

В точке сильного сжатия возникает искра, которая поджигает смесь, заставляя поршень двигаться вниз. Затем открывается выпускной клапан, и отработавшие газы попадают в выпускной коллектор. Дизельный двигатель работает по-другому: воспламенение происходит при большом сжатии без искры. В последнее время все шире используются гибридные двигатели и электродвигатели. В гибридном варианте для работы генератора используется двигатель внутреннего сгорания, а колеса приводятся в движение электродвигателем. Отличительным фактором здесь является наличие аккумуляторных батарей. Электромобиль приводится в движение электродвигателем, энергия которого поступает от аккумуляторов.

Автомобильные трансмиссии

В зависимости от привода автомобиля существуют различные варианты трансмиссий. В переднеприводных автомобилях — это совокупность коробки передач и привода с шарнирами равных угловых скоростей. Такая коробка передач имеет четыре разновидности: Автоматическая, Вариаторная, Механическая и Робот. Для заднеприводных автомобилей трансмиссия предполагает наличие карданного вала, заднего моста и коробки передач. Для эффективной передачи крутящего момента в мосту используются полуоси и шарниры равных угловых скоростей.