Большинство выпускников автошкол обладают теоретическими знаниями об автомобиле. Но за несколько месяцев обучения невозможно узнать все необходимое. В этом материале мы рассмотрим автомобиль как комплекс , что будет полезно и новичкам, и опытным водителям, немного подзабывшим теоретическую часть.
Машина представляет собой системную конструкцию, состоящую из множества подсистем. Тремя основными узлами автомобиля являются двигатель, шасси и кузов . Рассмотрим принцип работы каждого из них.
Механическим сердцем любого автомобиля является . Именно в нем тепловая энергия, которую отдает топливо, изменяется в механическую энергию . Благодаря этому, вал двигателя крутится и приводит в движение непосредственно автомобиль.
Часть кузова, в котором находится двигатель, именуется моторным отсеком . Расположение его может быть разным. Чаще всего двигатель размещен в передней части, но иногда его ставят сзади (как, например, в Porsche, ЗАЗ, Fiat-500 и т.д.).
Существует несколько видов двигателей (подробнее о каждом буде рассказано ниже):
ДВС или двигатель внутреннего сгорания;
Электродвигатель;
Гибрид (двигатели, работающие на совокупности нескольких типов энергии).
Шасси
– это совокупность устройств, которая передает энергию от двигателя к колесам. Без этой системы автомобиль не придет в движение. В составе шасси находится ходовая часть авто, система управления и трансмиссия.
Трансмиссия передает крутящийся момент вала от двигателя к ведущим колесам. В её систему входят коробки переключения передач, карданные передачи и дифференциалы, полуоси, шарниры угловых скоростей, главная передача, сцепление и карданный вал
.
В систему управлением автомобиля входят следующие подсистемы:
Система рулевого управления, необходимая для изменения направления движения авто;
Тормозная система, которая используется для замедления машины, её остановки, а так же удержания в недвижимом состоянии при стоянке.
Ходовая часть автомобиля объединяет колеса, и устройства крепления к кузовной части . В неё входят задний и передний мост, рама, подвески и колеса. По внешнему виду ходовка напоминает тележку.
К нему крепятся все системы и узлы. От его состояния зависит безопасность и комфорт вождения, обтекаемость автомобиля и его внешний вид. В кузове располагаются водитель, пассажиры и различные грузы. Кузов стандартных «легковушек» состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника. Кстати, большая часть стоимости автомобиля - это кузов, т.к. он представляет сложное изделие, требующее затрат металла и сверхпрочного пластика.
Конструкций кузова в наши дни предостаточно. Все зависит от фантазии автомобильных дизайнеров и потребительских ожиданий клиентов.
В современных авто существуют три основных вида двигателей. Рассмотрим каждый из них.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
. Этот тип двигателя является наиболее популярным. Он преобразует энергию горящего топлива из химической энергии в механическую. К тому же, в зависимости от вида заправки и работы существует несколько подвидов ДВС.
Роторно-поршневой двигатель.
Поршневой двигатель.
Газовый двигатель.
Бензиновый двигатель.
Дизельный двигатель.
Электродвигатель. Из-за электрического типа двигателей такие машины называют электромобилями. Вместо топлива используются топливные элементы с электрической энергией или аккумуляторные батареи. Главный недостаток электромобиля – малая емкость топливного запаса .
Гибридная установка.
Она объединяет в себе ДВС и электрический двигатель с помощью генератора.
Автомобильная предназначена для передачи мощности от двигателя к колесам. Различают несколько типов коробок передач.
Механическая коробка. Старый, но хорошо зарекомендовавший себя вид коробок . Им пользуются те, кто хочет ощутить всю мощь своего автомобиля. Недостатком такой коробки является низкий КПД из-за сопротивления трансмиссионного масла и трения шестерен.
Автоматическая коробка. Переключение основных ступеней скоростей проходит в автоматическом режиме, а для заднего хода или начала движения требуется водительская команда. Из-за присутствия в коробке планетарных механизмов, «автомат» имеет низкий КПД .
Роботизированная коробка передач основана на МККП, но управляется автоматически. Такая коробка может подстраиваться под тип вождения. Минусы у «робота» такие же, как у "механики", но плюсов больше. Из-за применения двух валов удалось повысить надежность коробки, к тому же поднять КПД, уменьшив размеры КПП.
Вариатор
– новинка в мире КПП. К сожалению, такую коробку пока невозможно применить на тяжелых машинах, она остается привилегией малолитражек. В её плюсы можно вписать простоту, плавность, высокий КПД
.
Тормозная система необходима для управления скоростью автомобиля, его остановки, а так же удержания на месте. 
Для этих функций в машине установлены три вида тормозных систем:
Рабочая тормозная система. Используется для управления скоростью и остановки автомобиля.
Запасная тормозная система. Нужна при отказе основной тормозной системы, выполняет те же функции, что и рабочая.
Стоячая тормозная система. Она удерживает неподвижный автомобиль на месте.
Принцип работы тормозной системы
таков. Во время нажатия на тормозную педаль, нагрузка идет к усилителю, создающему усилие на главном тормозном цилиндре. Его поршень нагнетает жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, в тормозном приводе так же увеличивается давление жидкости. Поршни колесных цилиндров подталкивают колодки к дискам.
При дальнейшем нажатии на тормозную педаль срабатывают тормозные механизмы за счет давления жидкости. Колеса замедляются, и в точках контакта шин с дорогой появляется тормозная сила. Чем сильнее давление на педаль, тем быстрее останавливаются колеса. 
Когда тормозная педаль отпущена, она перемещается в исходное положение с помощью возвратной пружины. Подобные пружинные элементы отводят тормозные колодки от дисков. В начальное положение возвращается поршень главного тормозного цилиндра. Тормозная жидкость уходит по трубам в главный тормозной цилиндр и давление в системе падает.
Главным назначением сцепления является плавное присоединение маховика двигателя к коробке передач во время переключения КПП или во время движения с места. Проще говоря, сцепление выключает крутящийся момент. Например, во время резкого торможения на включенной скорости именно сцепление убережет трансмиссию от лишней нагрузки
и возможного ремонта.
Видов сцепления множество, каждый из них зависит от системы и набора деталей, от среды и т.д. Например, по количеству ведомых дисков сцепления делятся на однодисковые и многодисковые. От среды зависит, будет ли сцепление сухим или «влажным»
. Будет ли сцепление механическим, гидравлическим, электрическим, а может и вовсе, комбинированным – на это влияет система привода. От способа нажатия на прижимной диск различают сцепления с центральной диафрагмой и круговым расположением пружин.
Но состав сцепления обычно одинаковый. В него входят педаль сцепления, нажимной диск и диск сцепления, выжимной подшипник и его вилка привода, а так же система привода. Принцип работы сцепления можно объяснить на самом популярном его виде – однодисковом сухом сцеплении. В обычном положении во время езды нажимной диск прилегает к диску сцепления и, благодаря нажимным пружинам, прижимает его к маховику.
Первичный вал входит в шлицевую муфту , тем самым получая крутящий момент от диска сцепления. При нажатии водителем на педаль, выступает система привода, выжимной подшипник нажимает на пружины, рабочая поверхность нажимного диска отходит от диска сцепления. Он высвобождается, заставляя первичный вал коробки остановиться, хотя двигатель продолжает работу.
Автомобиль перестал быть чудом. И это, с одной стороны, печально, а с другой стороны - прекрасно, потому что он настолько слился нашей непростой жизнью, что мы не мыслим без автомобиля ни дня в каких-бы то ни было ситуациях. В трудные моменты автомобиль приходит на помощь, автомобиль дарит незабываемые минуты покорения скорости и заставляет бурлить кровь, порой он завораживает своей оригинальностью, а порой поражает возможностями. Строение автомобиля еще для многих может оказаться табула раса, но мы постараемся восполнить этот досадный пробел. В меру своих скромных сил разберем конструкцию автомобиля для начинающих, чтобы после этого радиатор не путался с акселератором, а гипоидная передача с передачей сигналов из космоса.
Правильные термины - это ключ к пониманию конструкции любого устройства, особенно такого сложного, как автомобиль. Термины - это язык автомобиля. Без них просто никуда. В автомобиле нет:
Колесики, палочки и тому подобные стучалки, царапалки и крутилки остались в детском саду. В автомобиле просто так ничего не давит, не выезжает и не прячется, это замкнутая система и само по себе здесь ничего не происходит. В автомобиле все взаимосвязано, как в любой замкнутой системе.
Видеоурок по теме «Автомобиль для чайников»
Теперь о сокращениях и аббревиатурах. Уважайте автомобиль. Удивительная тяга к сокращениям, доставшаяся нам от отечественных коммунистических предков, вносит только непонимание и разночтения. ГПУ, КПСС, ОБХСС, КГБ и ВКПБ не имеют ничего общего с головкой блока цилиндров, которую стараются переименовать в гбц, шарнир равных угловых скоростей, ставший шрусом, прочие дурацкие сокращения вроде «обороты хх», дмрв, кшм, цпг могут использоваться только в узкопрофильной литературе для общения в узком кругу инженеров или в популярной литературе для запутывания публики.
Конечно, автослесарь с опытом работы 30 лет может себе позволить назвать раздаточную коробку раздаткой, а полуось привода переднего колеса в комплекте с шарниром равных угловых скоростей от Форд Фокус 2 «гранатой от Фокуса». Разница в том, что он понимает, о чем говорит, а публика - нет. После этого ищут под капотом Форда осколочные гранаты. Есть общепринятые сокращения - КПП, любому второкласснику понятно, что речь идет о коробке передач, а не о коалиции патологических психопатов, к примеру.
Автомобиль — замкнутая система и в нем само по себе ничего не происходит
И еще несколько уточнений, касающихся терминологии:
Теперь можно перейти к рассмотрению устройства автомобиля. В картинках, конечно.
Какой бы ни был высокотехнологичный и современный автомобиль, сам ехать он не может. Только с горки, и то не с каждой. Как ни странно, первым претендентом на роль движущей силы в автомобиле выступило электричество. Причем настолько успешно, что электромобили уверенно лидировали и по техническим показателям, и по удобству в эксплуатации. Более того, первый рекорд скорости на суше принадлежит именно электромобилю. В 1899 году рыжим бельгийцем Камилем Жентаци был установлен абсолютный рекорд скорости в 105,7 км/ч. Так что если бы не нефтяные магнаты, ездили бы мы на электромобилях.
Тем не менее, история распорядилась по-другому. Двигатель внутреннего сгорания вытеснил бесшумный и динамичный электромотор. Современный автомобильный двигатель внутреннего сгорания - это преобразователь энергии химической реакции сгорания топлива в механическую энергию, благодаря которой автомобиль может двигаться. Бензин и дизельное топливо - два основных источника энергии для автомобиля. Топливо сгорает в камере сгорания, приводя в движение поршни. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала, а дальше - дело техники. Осталось заставить колеса крутиться, но об этом позже.
Двигатель во время работы выделяет слишком много тепла, поэтому металл, из которого он сделан, может потерять свои свои свойства. Для того, чтобы мотор не расплавился во время работы, придумали систему охлаждения. Она устроена таким образом, что двигатель или обдувается встречным воздухом, тогда такая система называется воздушной, или охлаждается жидкостью. В этом случае систему называют жидкостной. Жидкостная система охлаждения более эффективна, но несравнимо сложнее воздушной. Радиатор - главный герой этой системы и он всегда на виду. Вплоть до середины ХХ века пробки радиаторов выполняли в виде логотипов фирм-производителей или устанавливали логотипы прямо на решетке радиатора, что и делают до сих пор.
Система питания автомобильного двигателя обеспечивает подачу горючего в камеры сгорания, дозирует его и смешивает с воздухом. Этим непростым делом занимаются карбюраторы или форсунки. Сейчас на легковых автомобилях наиболее распространены бензиновые двигатели с впрыском топлива. На грузовых машинах продолжают устанавливать дизельные двигатели. Но это не значит, что дизелей нет на легковых машинах. Технологии последних 30 лет позволили сделать дизельный мотор не менее экономичным и компактным, чем бензиновый, поэтому каждая модель легкового автомобиля, как правило, имеет дизельную модификацию.
Для того, чтобы топливо загорелось, кто-то должен его поджечь. Это не касается дизельных моторов, потому что там солярка загорается автоматически, под давлением, и в этом дизельный мотор в какой-то степени проще. В бензиновых моторах все обстоит совсем по-другому. Поджечь топливо, как оказалось, целая история. Причем поджечь его вовремя. Этим и занимается система зажигания. Бензиновый мотор работает корректно только тогда, когда искра подается в камеру сгорания в строго определенный момент. Сложность состоит в том, что для образования искры необходимо несколько тысяч вольт напряжения. Но и с этим инженеры справились остроумно - кратковременные высоковольтные импульсы вырабатывает маленькая электростанция - катушка зажигания. А распределяет ток высокого напряжения по цилиндрам распределитель - трамблер. Для образования искры под воздействием импульса высокого напряжения служат свечи зажигания.
В принципе, мотор, который мы только что придумали, уже может крутиться, но шуметь он будет так, что нас выселят из города. Именно по этой причине и был изобретен глушитель - подавитель звуков, которыми грешит мотор при работе. В каждом из цилиндров происходят взрывы топлива по сто раз в секунду. Естественно, что слушать такую канонаду приятно не каждому, да и вредно это, по правде говоря. Вежливые парни из гаража Панар-Левассор еще в начале века пытались предотвратить конфликтные ситуации с горожанами, поэтому прикрутили к своему грохочущему автомобилю кусок трубы. С развитием автомобиля развивался и глушитель. Пик эволюции глушителей звука двигателей пришелся на середину ХХ века. Тогда, благодаря стараниям инженеров Шевроле, добились практически бесшумного выхлопа. Да и сегодня появляются всякие катализаторы и лямбда-зонды для уменьшения уровня шума и выброса вредных газов.
Ну вот, наш двигатель крутится и даже не шумит. Осталось придумать, куда его поставить и как всем этим управлять. Инженеры устанавливают двигатель на шасси. Это целый комплекс агрегатов и узлов, которые обеспечивают непосредственно движение и управление им. Шасси автомобиля состоит из несущей силовой системы, которая держит все агрегаты вкупе, ходовой части, трансмиссии и органов управления.
Двигатель на шасси мы установили, но для того, чтобы передать крутящий момент на ведущие колеса, необходима трансмиссия. В трансмиссию входит сцепление, коробка передач, механизм передачи вращения от коробки передач на ведущий мост и главная передача, которая связана напрямую с ведущими колесами. Сцепление нам пригодится для того, чтобы временно отключать мотор от ведущих колес во время переключения передач и при торможении. При торможении двигатель будет только мешать, а при переключении передач он не даст шестерням коробки передач по-человечески зацепиться между собой. Сцепление состоит из ведущего и ведомого диска, а также привода, при помощи которого мы можем его отключать легким движением ноги. В автомобилях с автоматической коробкой передач педаль сцепления отсутствует, но это не значит, что его нет. Сцепление есть, и оно работает точно так же, только автоматически.
Ехать нам нужно с разной скоростью и в разных условиях, а диапазон оборотов двигателя не настолько широк, чтобы обойтись прямой передачей вращения от вала мотора на ведущие колеса. Для преобразования частоты вращения коленчатого вала мотора в большую или меньшую сторону существует коробка передач. Пять ступеней - стандарт для легкового автомобиля. На грузовых автомобилях передач может быть и десять и пятнадцать. Все зависит от условий, в которых работает грузовик. От коробки передач крутящий момент передается на главную передачу, на ведущий мост. Если привод у автомобиля задний, то вращение передается карданным валом. Если передний, то главная передача смонтирована прямо в КПП, а оттуда через систему приводов вращение передается на колеса.
Рулевое управление и тормоза современных автомобилей тоже довольно сложные системы ходовой части. Гидравлическая система тормозов обеспечивает эффективное торможение и замедление машины. Рулевое управление, как и подвеска, может быть как самым простым, так и сложным, с массой гидравлических и электронных систем. Рулевое и тормоза, как правило, оборудованы усилителями, чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и на педали тормоза, сделать управление автомобилем более комфортным и безопасным.
Есть масса конструкций и принципиально разных схем кузова автомобиля, оптики, внешних подсветок и звуковых сигналов, куча опций для создания комфорта в салоне автомобиля, кондиционеров, электронных систем безопасности и вспомогательных систем, но самое главное, мы разобрались в основном устройстве автомобиля, фундаментальных понятиях. И теперь никакой инжектор или перепускной клапан не сможет нас испугать, потому что мы будем знать, для чего он предназначен.
В России резко вырос спрос на Майбахи
В России продолжают расти продажи новых люксовых автомобилей. Согласно результатам исследования, проведенного агентством «Автостат», по итогам семи месяцев 2016 года рынок таких машин составил 787 единиц, что сразу на 22,6% больше, чем за аналогичный период прошлого года (642 шт.). Лидером этого рынка является Mercedes-Maybach S-класса: на этот...
Владельцы Mercedes забудут, что такое проблемы с парковкой
По словам Цетше, которые приводит Autocar, в ближайшем будущем автомобили станут не просто транспортными средствами, а персональными помощниками, которые здорово упросят жизнь людям, перестав провоцировать стрессы. В частности, гендиректор Daimler заявил, что вскоре на автомобилях Mercedes появятся специальные датчики, которые «будут отслеживать параметры организма пассажиров и корректировать ситуацию...
Объявлены российские цены на Infiniti Q30
Автомобиль в базовой комплектации City Black, оснащенный 1,6-литровым 149-сильным двигателем (250 Н∙м) и системой переднего привода, обойдется в 2 299 000 рублей. За эти деньги покупатель получит сиденья, обитые кожей Nappa, панели и подлокотники, отделанные материалом Alcantara, а также светодиодные адаптивные фары, системы ABS+EBD, систему динамической...
Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности
Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...
Новый седан Kia назовут Стингером
Пять лет назад на Франкфуртском автосалоне Kia представила концептуальный седан Kia GT. Правда, сами корейцы называли его четырехдверным спорткупе и намекали, что этот автомобиль сможет стать более доступной альтернативой Mercedes-Benz CLS и Audi A7. И вот, пять лет спустя, концепт-кар Kia GT трансформировался в Kia Stinger. Судя по фото...
Каждое четвертое ДТП в Москве происходит из-за плохих дорог
Об этом рассказал заместитель начальника УГИБДД ГУ МВД России по Москве, подполковник полиции Алексей Диокин, сообщает агентство «Москва». Также Диокин также добавил, что с начала 2016 года сотрудники ГИБДД выдали 6406 предписаний на устранение недостатков транспортно-эксплуатационного состояния дорог и нарушений требований нормативных документов. Кроме того, внесено 788 ...
В Петербурге угнали автомобиль без двигателя и крыши
По данным издания «Фонтанка.ру», в полицию обратился бизнесмен, который и рассказал, что из двора его дома на проспекте Энергетиков похитили зелёную ГАЗ М-20 «Победа», которая была выпущена еще в 1957 году и имела советские номера. По словам потерпевшего, машина вообще не имела мотора с крышей и предназначалась для реставрации. Кому потребовался автомобиль...
В новом календаре Pirelli снимется профессор МГУ
В съемках культового календаря приняли участие голливудские звёзды Кейт Уинслет, Ума Турман, Пенелопа Круз, Хелен Мирен, Леа Сейду, Робин Райт, а специально приглашенным гостем стала профессор МГУ Анастасия Игнатова, сообщает Mashable. Съемки календаря проходят в Берлине, Лондоне, Лос-Анджелесе и французском городке Ле Туке. Как...
Видео дня: электромобиль набирает 100 км/ч за 1,5 секунды
Электрический болид под названием Grimsel смог разогнаться с места до 100 км/ч за 1,513 секунды. Достижение было зафиксировано на взлетно-посадочной полосе авиационной базы в Дюбендорфе. Болид Grimsel представляет собой экспериментальный автомобиль, разработанный студентами Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Университета прикладных наук Люцерна. Автомобиль создан для участия...
Либерализация ОСАГО: решение отложено
Как пояснил зампред Центробанка Владимир Чистюхин, двигаться в данном направлении нельзя, поскольку вначале требуется решение других важных проблем страховой отрасли, сообщает ТАСС. Кратко напомним: подготовка «дорожной карты» по либерализации тарифов ОСАГО началась в ноябре 2015 года. Предполагалось, что первым этапом на этом пути должно стать...
Как научиться разбираться в автомобилях внутри, снаружи и под капотом?
Умение разбираться в машинах - понятие довольно широкое. Для кого-то достаточно отличить одну модель от другой. Те же люди, профессия которых связана с автомобилями, вкладывают в это понятие гораздо более широкий смысл:
Если вы работаете, например, в компании, торгующей запасными частями, или в автомагазине, то по должностной инструкции просто обязаны обладать широкими знаниями:
Если вам когда-либо приходилось покупать запчасти, то знаете, что хорошему специалисту достаточно показать ту или иную запчасть - рабочий тормозной цилиндр, шестерню второй передачи, главный или промежуточный вал КПП, тросик сцепления, выжимной подшипник, диск фередо - он без проблем назовет их марку, скажет от какой это машины, а самое главное - точно скажет, что это такое. Также он без труда подберет нужную вам деталь по каталогу - от уплотнительного резинового колечка или манжеты, до трамблера в сборе или кулисы коробки передач.
Понятно, что такое умение приходит только с опытом. Мы же попытаемся на нашем сайте Vodi.su дать основные рекомендации.
Любой автомобиль состоит из семи главных систем:
Первое, что мы видим, любуясь той или иной машиной - это кузов. Мы уже много рассказывали об этом на нашем сайте, поэтому просто повторим.
Также от длины кузова зависит класс автомобиля - способов классификации есть очень много, наиболее распространенной является европейская:
Свои типы классификации есть и у отдельных производителей, например BMW, Audi, или Мерседес. Достаточно зайти на официальный сайт, чтобы определить разницу:
Несложно разобраться с классификацией Ауди:
Такая же классификация и у БМВ:
Для большинства покупателей, особенно женского пола, именно тип кузова имеет решающее значение. Тем не менее, кузов - это лишь обертка, а технические характеристики - самое главное. Рассмотрим основные.
Тема необъятная, назовем главные моменты:
В большинстве легковых авто используются рядные 3-4-цилиндровые двигатели с продольной (по оси движения) или поперечной установкой. Если же речь идет про грузовые авто или машины классом выше среднего, то мощность достигается за счет добавления цилиндров.
Кроме того, неотъемлемым элементом двигателя является система охлаждения, которая может быть:
Также важные моменты:
Основная задача трансмиссии - передавать момент вращения от мотора к колесам.
В большинстве современных авто применяется одно- или двухдисковое сухое сцепление, работающее в паре с механической или роботизированной (полуавтоматической, преселективной) коробкой передач, либо гидротрансформатор - гидрообъемная система, в которой энергия двигателя приводит в движение поток масла - автоматические коробки передач или CVT (вариаторная КПП).
Вот как раз тип коробки передач имеет для многих решающее значение. По собственному опыту скажем, что механика - наилучший вариант, поскольку водитель сам выбирает оптимальный режим и при этом расходуется меньше топлива. К тому же, МКПП проста и дешева в обслуживании. Автомат и вариатор - значительно упрощают процесс вождения, но если они сломаются, то готовьте нешуточные суммы денег.
Также трансмиссия включает в себя такое понятие, как тип привода:
Раздаточная коробка служит для распределения крутящего момента на оси автомобиля. Она устанавливается в полноприводных авто, например УАЗ-469 или ВАЗ-2121 «Нива».
Как видим, автомобиль - довольно сложный механизм. Тем не менее, большинству достаточно уметь управлять им и выполнять простейшие операции, например замену колеса. Техобслуживание же лучше доверить профессионалам.
Прежде, чем рассматривать вопрос, как работает двигатель автомобиля , необходимо хотя бы в общих чертах разбираться в его устройстве. В любом автомобиле установлен двигатель внутреннего сгорания, работа которого основана на преобразовании тепловой энергии в механическую. Заглянем глубже в этот механизм.
Классическое устройство двигателя включает в себя цилиндр и картер, закрытый в нижней части поддоном. Внутри цилиндра находится с различными кольцами, который перемещается в определенной последовательности. Он имеет форму стакана, в его верхней части располагается днище. Чтобы окончательно понять, как устроен двигатель автомобиля, необходимо знать, что поршень с помощью поршневого пальца и шатуна связывается с коленчатым валом.
Для плавного и мягкого вращения используются коренные и шатунные вкладыши, играющие роль подшипников. В состав коленчатого вала входят щеки, а также коренные и шатунные шейки. Все эти детали, собранные вместе, называются кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует возвратно-поступательное перемещение поршня в круговое вращение .
Верхняя часть цилиндра закрывается головкой, где расположены впускной и выпускной клапаны. Они открываются и закрываются в соответствии с перемещением поршня и движением коленчатого вала. Чтобы точно представить, как работает двигатель автомобиля, видео в нашей библиотеке следует изучить также подробно, как и статью. А пока мы попытаемся выразить его действие на словах.
Итак, граница перемещения поршня имеет два крайних положения – верхнюю и нижнюю мертвые точки. В первом случае поршень находится на максимальном удалении от коленчатого вала, а второй вариант представляет собой наименьшее расстояние между поршнем и коленчатым валом. Для того чтобы обеспечить прохождение поршня через мертвые точки без остановок используется маховик, изготовленный в форме диска.
Важным параметром у двигателей внутреннего сгорания является степень сжатия, напрямую влияющая на его мощность и экономичность.
Чтобы правильно понять принцип работы двигателя автомобиля, необходимо знать, что в его основе лежит использование работы газов, расширенных в процессе нагревания, в результате чего и обеспечивается перемещение поршня между верхней и нижней мертвыми точками. При верхнем положении поршня происходит сгорание топлива, поступившего в цилиндр и смешанного с воздухом. В результате температура газов и их давление значительно возрастает.
Газы совершают полезную работу, благодаря которой поршень перемещается вниз. Далее через кривошипно-шатунный механизм действие передается на трансмиссию, а затем на автомобильные колеса. Отработанные продукты удаляются из цилиндра через систему выхлопа, а на их место поступает новая порция топлива. Весь процесс, от подачи топлива до вывода отработанных газов, называется рабочим циклом двигателя.
Существует несколько основных видов двигателей внутреннего сгорания. Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Расположенные в один ряд, они составляют в целом определенный рабочий объем. Но постепенно некоторые производители отошли от такой технологии изготовления к более компактному варианту.
Много моделей используют конструкцию V-образного двигателя. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Во многих конструкциях количество цилиндров составляет от 6 до 12 и более. Это позволяет значительно сократить линейный размер двигателя и уменьшить его длину.
Таким образом, разнообразие двигателей позволяет успешно их использовать в автомобилях самого разного назначения. Это могут быть стандартные легковые и грузовые машины, а также спортивные авто и внедорожники. В зависимости от типа двигателя вытекают и определенные технические характеристики всей машины.
В наше время жизнь без автомобиля невозможно представить. Это уже давно не роскошь, а простое средство передвижения, надежный друг и помощник, который придет на выручку в трудной ситуации. Однако с ростом количества автомобилей у населения увеличивается число владельцев, совершенно не понимающих в его устройстве. Однако знать устройство автомобиля для начинающих просто необходимо, хотя бы для саморазвития и общей эрудиции, а также для того, чтобы не попасть впросак в автосервисе в попытках на пальцах объяснить, что именно случилось с машиной в случае поломки.
Несмотря на величайшее многообразие, все машины, по сути, одинаковы, а значит, и общее устройство автомобиля можно рассмотреть на обобщенном примере.
Любые легковые машины имеют в своем составе следующие компоненты:
Именно в таком порядке всегда рассматривается автомобиль в любом учебнике по автомеханике, и этому есть причина: эти узлы расположены в порядке значимости.
Двигатель легкового автомобиля – главная его часть. Он приводит в движение само транспортное средство и попутно снабжает энергией обслуживающие агрегаты. Располагается двигатель почти всегда спереди, но иногда встречается и заднее его расположение (в основном на спортивных машинах). Самым распространенным на сегодня является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – в нем сгорает топливо, преобразуя тепловую энергию в кинетическую (вращение). Двигатели бывают бензиновыми, дизельными и газовыми. В этих трех случаях разница заключается только в типе используемого топлива и особенностях рабочего цикла мотора. Кстати, можно дизельный двигатель и на Ниву поставить. Есть еще автомобильные электрические двигатели, но их меньшинство, несмотря на несомненные плюсы.
Крутящий момент двигателя должен быть реализован максимально эффективно, ведь при медленной езде двигатель не может работать медленно, а при быстром движении – быстро. Трансмиссия преобразует скорость вращения двигателя, замедляя или ускоряя его. Трансмиссия – это сцепление, коробка передач и главная передача с дифференциалом.
Сцепление служит для того, чтобы механически разъединить колеса и двигатель, когда движение машины не требуется. Коробка передач позволяет ехать с разной скоростью при одних и тех же оборотах мотора. Она бывает механической (ручной) и автоматической. В первом случае передачи включаются самим водителем при помощи специального рычага, во втором передачи выбираются автоматически в зависимости от скорости езды и нагрузки на автомобиль. Второй вариант позволяет сделать управление проще, однако само устройство такого агрегата намного сложнее. Главная передача направляет крутящий момент непосредственно к колесам, а дифференциал позволяет им вращаться с разной скоростью (это нужно в основном в поворотах).
Также состав трансмиссии может меняться в зависимости от типа привода. Двигатель может вращать только передние, только задние или все колеса вместе. В первом случае вращение от главной передачи идет через полуоси сразу к передним колесам. Во втором случае (если двигатель спереди) в состав трансмиссии добавляется специальный карданный вал, ведущий к задним колесам через всю машину. На полноприводных автомобилях (джипах и кроссоверах) после коробки передач устанавливается еще одна, раздаточная коробка, которая распределяет вращение между передними и задними колесами.
В ее состав входят узлы, непосредственно связанные с движением – подвеска, колеса, тормозные механизмы. Подвеска автомобиля служит для сглаживания реактивных моментов, возникающих при проезде неровностей, иначе говоря, она делает езду мягче и плавнее. Кроме того, подвеска устраняет и уменьшает крены и наклон кузова при проезде поворотов, удерживая автомобиль в заданном горизонтальном положении. В состав подвески входят амортизаторы и пружины, а также различные рычаги и шарниры. От характеристик подвески зависит плавность хода и общее поведение на дороге. Тормозные механизмы служат для замедления движения и остановки автомобиля в различных ситуациях. Они расположены непосредственно рядом с колесами.
Электрооборудование является очень важной системой оснащения. В наше время, когда электронных помощников все больше и больше, роль электрооборудования становится все выше. В самом общем варианте оно состоит из аккумулятора, генератора, систем зажигания, освещения, контрольных приборов. Так как различные системы потребляют очень много электричества, двигатель при своей работе вращает генератор, обеспечивающий всех потребителей, а также заряжает аккумулятор, который служит для запуска мотора.
Кузов – это, грубо говоря, металлическая коробка, в которую установлены все вышеперечисленные агрегаты. Кузов вместе с навесными деталями (двери, капот, крылья) формируют внешний облик автомобиля и защищают водителя, пассажиров и все узлы от атмосферных воздействий. Практически все современные легковые автомобили оснащаются несущими кузовами, т.е. на него установлены все составляющие, в отличие от грузовиков, например, где используется рама – специальный элемент, к которому крепится двигатель, кабина, кузов, подвеска и т.д. Использование несущего кузова позволяет значительно, на 10-20% уменьшить общий вес.
Конечно, более полное представление об устройстве машины могут дать многочисленные картинки и книги, однако общих теоретических знаний в большинстве случаев вполне достаточно, чтобы понять, к примеру, что проблемы с электрооборудованием могут быть причиной того, что «троит двигатель», а стуки и грохот при проезде неровностей указывают на неисправности в подвеске. Поэтому устройство автомобиля для «чайников», несмотря на сложность систем и обилие автосервисов, в сложной ситуации всегда сможет помочь.
