Устройство автомобиля

Несмотря на широкий спектр марок и моделей, все легковые автомобили имеют схожую конструкцию. К основным элементам автомобиля относятся:

Двигатель — механизм, преобразующий тепловую энергию в механическую для приведения в движение осей колес. По сути, это то, что заставляет автомобиль двигаться.

Силовая передача

Этот узел обеспечивает вращающее усилие, создаваемое источником энергии — двигателем. Компонентами этой системы являются коробка передач, сцепление, карданный вал и ведущий мост.

Ходовая часть

Это механическая основа движения автомобиля. Ее составными частями являются передняя и задняя подвески, колеса и ведущие мосты.

Take Command: Системы управления

В частности, речь идет о способности управлять машиной и тормозить.

Электрооборудование

Сюда входят аккумулятор, проводка и генератор, которые, по сути, являются источниками и потребителями электроэнергии.

Опорная конструкция

Она состоит из основания, передних и задних лонжеронов, моторного отсека, крыши и таких навесных элементов, как двери, капот, крышка багажника, бампер и крылья. Все эти детали крепятся к кузову автомобиля, что делает его надежным и устойчивым.

Принципы работы автомобиля

Приведенный ниже список — это лишь краткое описание основных частей автомобиля. Все эти компоненты взаимодействуют между собой, обеспечивая работу автомобиля. Кузов — это каркас, удерживающий все детали на своих местах. Аккумулятор отвечает за запуск двигателя, который воспламеняет топливо в камере сгорания. Искра вызывает движение поршней, а трансмиссия передает энергию на колеса. Подвеска обеспечивает плавность хода. Тормоза и педаль акселератора управляют движением автомобиля. В автомобилях с механической коробкой передач имеется также педаль сцепления. Наконец, генератор вырабатывает электроэнергию для питания ламп, датчиков и компьютера автомобиля.

За рулем

Человеку, сидящему за рулем автомобиля, может показаться, что это сказка — просто повернуть ключ, переключить передачу, нажать на педали, порулить, нажать кнопки на приборной панели — все, что требуется. Но сложность технического устройства автомобиля остается загадкой. Чтобы получить даже базовые знания об устройстве автомобиля, водитель должен иметь представление о других рабочих механизмах.

Важнейший аспект автомобильного дизайна

Важнейшим компонентом любого автомобиля является двигатель (или мотор). Этот элемент делится на два основных типа: внутреннего сгорания (бензиновый или газовый) и электрический. Первый можно разделить еще на десятки категорий, но мы не будем об этом.

Кроме того, не менее важной частью управления является тормозная система. Она может быть стояночной (для стабилизации автомобиля при движении по неровной поверхности) или рабочей (которая используется как для полной, так и для временной остановки, а также для замедления скорости автомобиля);

Трансмиссия

Водители знакомы с двумя типами коробок передач — «механической» и «автоматической». Роботизированная коробка (комбинация этих двух типов) также существует, но пока не получила широкого распространения.

Автоматической коробкой легче управлять, так как она регулирует скорость и нагрузку на автомобиль без необходимости нажимать на педаль сцепления. В случае с механической коробкой передач водителю необходимо переключать передачи и следить за нагрузкой на автомобиль, используя педаль сцепления.

Сцепления: Что они делают и как работают

Сцепление — это механизм, соединяющий силовой агрегат автомобиля с другими элементами устройства.

Когда вы заводите автомобиль, двигатель работает, но машина остается неподвижной, пока вы не переключите скорость и не нажмете на педаль газа. Это происходит потому, что маховик и коленчатый вал двигателя связаны со сложной системой шестерен, валов и зубьев. Чтобы понять, как работает эта система, необходимы базовые знания по механике.

Вкратце, сцепление — это элемент, который связывает силовой агрегат автомобиля с другими частями устройства, позволяя автомобилю заводиться и двигаться.

Запуск автомобиля

Коробка передач со сцеплением соединена с двигателем со стороны маховика. Чтобы начать процесс движения, автомобиль необходимо перевести в «нейтральное» положение, то есть зубья коленчатого вала не зацеплены. При этом вал коробки передач вращается свободно, и крутящий момент на колеса пока не передается.

Чтобы начать движение, необходимо выжать сцепление. Это приведет к тому, что шестерни маховика плавно войдут в зацепление с коробкой передач. Затем следует включить первую скорость. Это приведет в движение всю систему, и теперь можно нажать на педаль газа. В автомобилях с автоматической коробкой передач весь этот процесс происходит без участия водителя.

Вождение современного автомобиля — удовольствие

Мы разобрали основные элементы конструкции и механики современного автомобиля в доступной форме. Теперь вы знаете, почему автомобиль движется, почему работает двигатель и за что отвечает каждый узел.

Мало кто будет отрицать, что управление современным автомобилем, даже с автоматической коробкой передач, доставляет удовольствие. Однако это зависит от соблюдения рекомендаций по техническому обслуживанию, бережного отношения к автомобилю и внимательного отношения даже к мелким неисправностям.

Электроприборы и помощь водителю

Современный автомобиль в значительной степени зависит от электрооборудования и систем помощи водителю. Двигатель, блок управления, аккумулятор, генератор и распределитель зажигания — все это необходимые компоненты, использующие электрическую энергию для своей работы. Даже свечи зажигания работают от электричества. Эти сложные механизмы значительно упрощают управление автомобилем и создают комфортные условия для пассажиров.

Вспомогательные автомобильные электрические компоненты

Осветительные приборы, такие как фары, маркеры, мигалки, салонный свет, являются дополнительными компонентами автомобильного электрооборудования. Кроме того, в состав электрооборудования входят система звукового оповещения, различные датчики и контроллеры. Для улучшения управляемости и устойчивости автомобиля в электрооборудование могут входить различные механизмы. И, наконец, тормозная система.

Автомобильное торможение:

Эта система позволяет замедлить или полностью остановить движение автомобиля. Она незаменима в критических ситуациях, а также в тех случаях, когда необходимо предотвратить неожиданное движение автомобиля вниз.

Управление тормозами состоит из трех отдельных частей: ручного, резервного и дополнительного тормозов, а антиблокировочная система является дополнительным устройством.

Главная тормозная система

Основная задача главной тормозной системы — управлять скоростью автомобиля и при необходимости останавливать его. Она состоит из привода и исполнительных механизмов (барабанных и дисковых). На современных легковых автомобилях чаще всего используется гидравлический привод, реже встречаются электрические, пневматические и комбинированные варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и улучшения эффективности торможения используется вакуумный усилитель и регулятор.

В случае неисправности

В случае отказа или неработоспособности основного тормоза включается вспомогательная тормозная система. Эта система может использоваться как самостоятельно, так и вместе с ручным стояночным тормозом. Ручной тормоз с механической трансмиссией используется в основном для двух целей:

Для удержания автомобиля на месте при движении под уклон.
Для аварийной остановки в экстренных ситуациях.

Эффективность замедления для движущегося автомобиля

При движении автомобиля со скоростью 80 км/ч эффективность замедления определяется усилием на педали до 50 кг в основной системе и подсистемах:

Главный тормоз имеет эффективность не менее 5,8 м/с2;
Эффективность аварийного и ручного тормозов составляет 2,75 м/с2.

Процесс торможения прост. После нажатия на педаль тормозное усилие передается на колесные механизмы, прижимая их к дискам колодок. В результате вращение прекращается.

Ходовая часть автомобиля

Эта часть автомобиля состоит из множества устройств для передачи мощности двигателя на колеса, которые двигают автомобиль и управляют им: трансмиссии, механизма управления автомобилем и шасси.

Сцепление

Сцепление служит для передачи мощности двигателя на трансмиссию и надежного соединения или разъединения двигателя с системами трансмиссии. Педаль сцепления соединена с тросом, который приводит в действие механизм сцепления. Сцепление служит для защиты компонентов двигателя и трансмиссии от перегрузок и повреждений при резком переключении передач или торможении.

Управление автомобилем

Система, управляющая автомобилем и регулирующая его скорость, является механизмом управления. Рулевое колесо является основным инструментом для поворота автомобиля в разные стороны, а тормоза (дисковые и барабанные) служат для замедления, остановки и удержания автомобиля в неподвижном состоянии.

Конструкция современного автомобиля

Современный автомобиль оснащен механизмом управления направлением и скоростью движения. Рулевое колесо служит основным инструментом для изменения направления движения автомобиля, а тормоза — для регулирования скорости, остановки и удержания автомобиля на месте.

Постоянно развивающаяся автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность постоянно развивается, что приводит к изменению компонентов автомобиля, однако основные узлы и детали остаются неизменными:

Двигатель внутреннего сгорания
Трансмиссия
Кузов
Интерьер с различными функциями и возможностями.

Двигатели подразделяются на несколько типов, что зависит от вида топлива, используемого при работе. К ним относятся дизельные, бензиновые, газовые и гибридные двигатели. Все двигатели имеют схожую конструкцию, которая включает в себя следующие компоненты:

Части двигателя внутреннего сгорания

Блок цилиндров: основная часть двигателя, содержащая цилиндры.
Головка блока цилиндров: включает в себя распределительный вал и клапаны.
Кривошипно-шатунный механизм: включает в себя коленчатый вал, поршень и шатун.
Система охлаждения: водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и трубопроводы системы.
Система смазки: масляный насос, маслозаборник, фильтрующий элемент, датчик аварийного давления и датчик уровня масла.

Система электропитания

Система питания частично связана с двигателем и состоит из топливного насоса, топливных форсунок или карбюратора, дроссельного узла. Электронная система управления включает в себя блок управления двигателем и множество датчиков, обеспечивающих правильную работу двигателя внутреннего сгорания.

Работа механизма заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Топливно-воздушная смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан под действием всасывания, создаваемого поршнем в цилиндре. Затем смесь сжимается, когда поршень поднимается вверх при закрытых клапанах.

Сжатие и зажигание

В точке экстремального давления возникает искра, которая приводит к сгоранию топливной смеси и движению поршня вниз; затем открывается выпускной клапан, и отработавшие газы устремляются в выпускной коллектор.

Дизельные двигатели

В дизельном двигателе процесс происходит несколько иначе: воспламенение происходит при сильном сжатии без искры.

Гибридные и электрические

В последнее время широкое распространение получили гибридные двигатели и электродвигатели. В гибриде двигатель внутреннего сгорания приводит в действие генератор, а колеса — электродвигатель. Этот тип отличается наличием аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электродвигателями, а энергию они получают от аккумуляторов.

Разновидности трансмиссии

В зависимости от привода трансмиссии имеют несколько вариантов исполнения. Для переднеприводных автомобилей трансмиссия состоит из коробки передач и привода с шарнирами равных угловых скоростей. Коробка передач может иметь четыре разновидности:

Автоматическая
Вариатор
Механический
Робот. Заднеприводные автомобили также включают в себя карданный вал и задний мост или коробку передач. Передача крутящего момента осуществляется с помощью полуосей в мосту и шарниров равных угловых скоростей в редукторах.