Кожен автоаматор повинен обов'язково знати хоча б основи того, з чого складається автомобіль і як він працює. Тільки так можна стати хорошим водієм і розуміти принцип, чому машина їде та керується певним чином, через що можуть виходити з ладу або починати неправильно працювати якісь елементи.
Базовий пристрій сучасних автомобілів
Вперше авто, оснащене мотором з роботою на бензині, запатентували у віддаленому 1885 році. І з тих пір сучасні моделі випускаються практично з аналогічних базових складових, як і тоді. Ключові елементи такі:
- Кузов;
- Двигун;
- Шасі;
- Електроустаткування.
Знаючи базовий пристрій автомобіля, а також специфіку функціонування вузлів та агрегатів, можна суттєво знизити витрати на сервіс та ремонт. Подібні знання та розуміння з практично дуже багато дасть водієві.
Двигун
Двигун, або силовий агрегат, виступає як серце машини – це основа отримання енергії механічної природи. Вона надає руху весь важкий механізм. Якщо машина не «тягне», то причини, в першу чергу, потрібно шукати проблеми в двигуні.
Найширшу поширеність набули ДВЗ (тобто двигуни внутрішнього згоряння). Проте останнім часом щонайменше активне поширення набувають електричні чи гібридні авто.
Кузов
Кузов буває з рамною чи безрамною конструкційною системою. Найчастіше в сучасних моделях реалізовано кріплення вузлів до самого кузова (що несе), тобто рама відсутня. Чим добре подібне рішення? Вага машини знижується до мінімуму.
Шасі
Конструктивно шасі – цілий комплекс механізмів, ключовими завданнями яких є передача на провідні колеса крутного моменту (далі – КМ) від двигуна для забезпечення руху, а також здійснення керування автомобілем. До групи механізмів входять такі елементи:
Трансмісія
Основне призначення у передачі КМ на провідні колеса, щоб змінювати КМ у напрямку, а також за величиною, складається для двовісного авто найчастіше із зчеплення, КП, передач (карданної та основної), півосі та додатково диференціала.
Ходова система
Ключові компоненти представлені рамою або ж у другому випадку несучим кузовом, мостами (передній і задній), ресорами та амортизаторами (підвіскою), шинами та колесами.
Механізм управління
Формується з кермової та гальмівної систем (дискові гальма плюс барабанне гальмо), відповідає за керування, зміну швидкості, утримання на місці та зупинки в потрібний момент.
Підвіски бувають різних видів та типів. Це дуже важливий елемент, над яким посилено працюють конструктори та інженери, щоб забезпечити автомобілю найкращі характеристики.
Електроустаткування
Крім зазначених механізмів, всі автомобілі мають електроустаткування, що забезпечує необхідну подачу струму до різних автомобільних систем. З його допомогою запускається і починає працювати двигун, забезпечується обігрів салону, з'являється можливість пересування у темну пору доби.
Електрична система автомобіля складна та багатокомпонентна, працює як при заведеному, так і при неробочому двигуні.
Наприклад, від акумулятора функціонують безпроблемно:
- стоп-сигнали,
- автомагнітола інші мультимедійні системи,
- система акустики та освітлення (в салоні, під капотом, у багажнику, зовні) та ін.
Також за рахунок електроустаткування досягається безпека для автомобіля від угону (протиугінна сигналізація).
| Ви можете задати питання, що вас цікавлять, по темі представленої статті, залишивши свій коментар внизу сторінки. Вам відповість заступник генерального директора автошколи "Мустанг" з навчальної роботи Викладач вищої школи, кандидат технічних наук Кузнєцов Юрій Олександрович |
Частина 1. ДВИГУН І ЙОГО МЕХАНІЗМИ
Двигун є джерелом механічної енергії.
На переважній більшості автомобілів застосовується двигун внутрішнього згоряння.
Двигун внутрішнього згоряння - це пристрій, в якому хімічна енергія палива перетворюється на корисну механічну роботу.
Автомобільні двигуни внутрішнього згоряння класифікуються:
За родом застосовуваного палива:
Легкі рідкі (газ, бензин),
Тяжкі рідкі (дизельне паливо).
Бензинові двигуни
Бензинові карбюраторні.Суміш палива з повітрямготується вкарбюраторі або у впускному колекторі за допомогою форсунок, що розпилюють (механічних або електричних), далі суміш подається в циліндр, стискається, а потім підпалюється за допомогою іскри, що проскакує між електродамисвічки .
Бензинові інжекторніСумішотворення відбувається шляхом упорскування бензину у впускний колектор або безпосередньо в циліндр за допомогою розпилюючихфорсунок ( інжектор ов). Існують системи одноточкового та розподіленого упорскування різних механічних та електронних систем. У механічних системах упорскування дозація палива здійснюється плунжерно - важільний механізм з можливістю електронного коригування складу суміші. В електронних системах сумішоутворення здійснюється під управлінням електронного блоку управління (ЕБУ) упорскуванням, що управляє електричними бензиновими вентилями.
Газові двигуни
Двигун спалює як паливо вуглеводні, що знаходяться в газоподібному стані. Найчастіше газові двигуни працюю на пропані, але є й інші, що працюють на попутних (нафтових), зріджених, доменних, генераторних та інших видах газоподібного палива.
Принципова відмінність газових двигунів від бензинових та дизельних у вищому ступені стиснення. Застосування газу дозволяє уникнути зайвого зносу деталей, так як процеси згоряння паливоповітряної суміші відбуваються більш правильно завдяки вихідному (газоподібному) стану палива. Також газові двигуни економічніші, оскільки газ коштує дешевше нафти і легше видобувається.
До безперечних переваг двигунів на газі варто віднести безпеку та бездимність вихлопу.
Самі собою газові двигуни рідко випускаються серійно, найчастіше вони з'являються після переробки традиційних ДВС, шляхом обладнання їх спеціальним газовим обладнанням.
Дизельні двигуни
Спеціальне дизельне паливо впорскується у певний момент (не доходячи до верхньої мертвої точки) у циліндр під високим тиском через форсунку. Горюча суміш утворюється безпосередньо в циліндрі в міру впорскування палива. Рух поршня всередину циліндра викликає нагрівання та подальше займання паливоповітряної суміші. Дизельні двигуни є низькооборотними і характеризуються високим крутним моментом на валу двигуна. Додатковою перевагою дизельного двигуна є те, що, на відміну від двигунів із примусовим запалюванням, він не потребує електрики для роботи (в автомобільних дизельних двигунах електрична система використовується тільки для запуску), і, як наслідок, менше боїться води.
За способом займання:
Від іскри (бензинові),
Від стискування (дизельні).
За кількістю та розташуванням циліндрів:
Рядні,
Опозитні,
V - образні,
VR - образні,
W – образні.
Рядний двигун
Цей двигун відомий із самого початку автомобільного двигунобудування. Циліндри розташовані в один ряд перпендикулярно колінчастому валу.
Перевага:простота конструкції
Недолік:при великій кількості циліндрів виходить дуже довгий агрегат, який неможливо розташувати поперечно щодо поздовжньої осі автомобіля.
Опозитний двигун
Горизонтально-опозитні двигуни відрізняються меншою габаритною висотою, ніж двигуни з рядним або V-подібним розташуванням циліндрів, що дозволяє знизити центр тяжіння всього автомобіля. Легка вага, компактність конструкції та симетричність компонування зменшує момент нишпорення автомобіля.
V-подібний двигун
Щоб зменшити довжину двигунів, у цьому двигуні циліндри розташовані під кутом від 60 до 120 градусів, при цьому поздовжні осі циліндрів проходять через подовжню вісь колінчастого валу.
Перевага:відносно короткий двигун
Недоліки:Двигун відносно широкий, має дві роздільні головки блоку, підвищена вартість виготовлення, занадто великий робочий об'єм.
VR-двигуни
У пошуках компромісного рішення виконання двигунів на легкових автомобілях середнього класу дійшли створення VR-двигунів. Шість циліндрів під кутом 150 градусів утворюють відносно вузький і загалом короткий двигун. Крім того, такий двигун має лише одну головку блоку.
W-двигуни
У двигунах W-родини в одному двигуні з'єднані два ряди циліндрів у VR-виконанні.
Циліндри кожного ряду розміщені під кутом 150 один до одного, а самі ряди циліндрів розташовані під кутом 720.
Стандартний автомобільний двигун складається з двох механізмів та п'яти систем.
Механізми двигуна
Кривошипно-шатунний механізм,
Газорозподільчий механізм.
Системи двигуна
Система охолодження,
Система змазки,
Система харчування,
Система запалювання,
Система випуску газів, що відпрацювали.
Кривошипно-шатунний механізм
Кривошипно-шатунний механізм призначений для перетворення поворотно-поступального руху поршня в циліндрі в обертальний рух колінчастого валу двигуна.
Кривошипно-шатунний механізм складається:
Блоки циліндрів з картером,
Головки блоку циліндрів
Піддона картера двигуна
Поршні з кільцями та пальцями,
Шатунів,
Колінчастого валу,
Маховик.
Блок циліндрів
Є цільнолитою деталлю, що поєднує собою циліндри двигуна. На блоці циліндрів є опорні поверхні для встановлення колінчастого валу, до верхньої частини блоку, як правило, кріпиться головка блоку циліндрів, нижня частина є частиною картера. Таким чином, блок циліндрів є основою двигуна, на яку навішуються інші деталі.
Відливається зазвичай - з чавуну, рідше - алюмінію.
Блоки, виготовлені з цих матеріалів, не рівноцінні за своїми властивостями.
Так, чавунний блок найбільш жорсткий, а значить - при інших рівних витримує найвищий ступінь форсування і найменш чутливий до перегріву. Теплоємність чавуну приблизно вдвічі нижча, ніж алюмінію, а отже двигун із чавунним блоком швидше прогрівається до робочої температури. Однак, чавун дуже важкий (в 2,7 рази важчий за алюміній), схильний до корозії, а його теплопровідність приблизно в 4 рази нижче, ніж у алюмінію, тому у двигуна з чавунним картером система охолодження працює в більш напруженому режимі.
Алюмінієві блоки циліндрів легкі та краще охолоджуються, проте в цьому випадку виникає проблема з матеріалом, з якого виконані безпосередньо стінки циліндрів. Якщо поршні двигуна з таким блоком зробити із чавуну або сталі, то вони дуже швидко зносять алюмінієві стінки циліндрів. Якщо зробити поршні з м'якого алюмінію, то вони просто «схопляться» зі стінками, і двигун миттєво заклинить.
Циліндри в блоці циліндрів можуть бути як частиною виливки блоку циліндрів, так і бути окремими змінними втулками, які можуть бути мокрими або сухими. Крім утворює частини двигуна, блок циліндрів несе додаткові функції, такі як основа системи мастила - по отворах в блоці циліндрів масло під тиском подається до місць мастила, а двигунах рідинного охолодження основа системи охолодження - по аналогічним отворах рідина циркулює по блоку циліндрів.
Стінки внутрішньої порожнини циліндра служать також напрямними для поршня при його переміщення між крайніми положеннями. Тому довжина утворюють циліндра визначається величиною ходу поршня.
Циліндр працює в умовах змінних тисків у надпоршневій порожнині. Внутрішні стінки його стикаються з полум'ям та гарячими газами, розпеченими до температури 1500-2500°С. До того ж середня швидкість ковзання поршневого комплекту по стінках циліндра в автомобільних двигунах досягає 12-15 м/сек при недостатньому мастилі. Тому матеріал, що вживається для виготовлення циліндрів, повинен мати велику механічну міцність, а сама конструкція стінок підвищеної жорсткістю. Стінки циліндрів повинні добре протистояти стирання при обмеженому мастилі і мати загальну високу стійкість проти інших можливих видів зносу
Відповідно до цих вимог як основний матеріал для циліндрів застосовують перлітний сірий чавун з невеликими добавками легуючих елементів (нікель, хром та ін.). Застосовують також високолегований чавун, сталь, магнієві та алюмінієві сплави.
Головка блоку циліндрів
Є другий за значимістю та за величиною складовою двигуна. У головці розташовані камери згоряння, клапани та свічки циліндрів, у ній же на підшипниках обертається розподільний вал із кулачками. Так само, як і в блоці циліндрів, у його головці є водяні та масляні канали та порожнини. Головка кріпиться до блоку циліндрів і при роботі двигуна складає з блоком єдине ціле.
Піддон картера двигуна
Закриває знизу картер двигуна (відливається як єдине ціле з блоком циліндрів) та використовується як резервуар для олії та захищає деталі двигуна від забруднення. У нижній частині піддону є пробка для зливу моторного масла. Піддон кріпиться до картера болтами. Для запобігання витоку олії між ними встановлюється прокладка.
Поршень
Поршень — деталь циліндричної форми, що здійснює зворотно поступальний рух усередині циліндра і служить для перетворення зміни тиску газу, пари або рідини на механічну роботу, або навпаки — зворотно-поступального руху на зміну тиску.
Поршень поділяється на три частини, що виконують різні функції:
Днище,
Ущільнююча частина,
Напрямна частина (спідниця).
Форма днища залежить від виконуваної поршнем функції. Наприклад, у двигунах внутрішнього згоряння форма залежить від розташування свічок, форсунок, клапанів, конструкції двигуна та інших факторів. При увігнутій формі днища утворюється найбільш раціональна камера згоряння, але в ній інтенсивніше відбувається відкладення нагару. При опуклій формі днища збільшується міцність поршня, але погіршується форма згоряння камери.
Днище та ущільнююча частина утворюють головку поршня. У ущільнюючій частині поршня розташовуються компресійні та маслознімні кільця.
Відстань від днища поршня до канавки першого кільця компресійного називають вогневим поясом поршня. Залежно від матеріалу, з якого зроблений поршень, вогневий пояс має мінімально допустиму висоту, зменшення якої може призвести до прогару поршня вздовж зовнішньої стінки, а також руйнування посадкового місця верхнього компресійного кільця.
Функції ущільнення, що виконуються поршневою групою, мають велике значення для нормальної роботи поршневих двигунів. Про технічний стан двигуна судять по здатності поршневої групи, що ущільнює. Наприклад, в автомобільних двигунах не допускається, щоб витрата олії через чад його внаслідок надлишкового проникнення (підсмоктування) в камеру згоряння перевищувала 3% від витрати палива.
Спідниця поршня (тронк) є його напрямною частиною під час руху в циліндрі і має два припливи (бобишки) для встановлення поршневого пальця. Для зниження температурної напруги поршня з двох сторін, де розташовані боби, з поверхні спідниці, видаляють метал на глибину 0,5-1,5 мм. Ці поглиблення, що покращують змащування поршня в циліндрі і перешкоджають утворенню задир від температурних деформацій, називаються «холодильниками». У нижній частині спідниці також може розташовуватися кільце знімне.
Для виготовлення поршнів застосовуються сірі чавуни та алюмінієві сплави.
Чавун
Переваги:Поршні з чавуну міцні та зносостійкі.
Завдяки невеликому коефіцієнту лінійного розширення вони можуть працювати з відносно малими проміжками, забезпечуючи хороше ущільнення циліндра.
Недоліки:Чавун має досить велику питому вагу. У зв'язку з цим область застосування чавунних поршнів обмежується порівняно тихохідними двигунами, в яких сили інерції зворотно рухомих мас не перевищують однієї шостої від сили тиску газів на днище поршня.
Чавун має низьку теплопровідність, тому нагрівання днища у чавунних поршнів досягає 350-400 °C. Такий нагрів небажаний особливо в карбюраторних двигунах, так як він спричинює виникнення калільного запалювання.
Алюміній
Переважна більшість сучасних автомобільних двигунів мають алюмінієві поршні.
Переваги:
Мала маса (щонайменше на 30 % менше порівняно з чавунними);
Висока теплопровідність (у 3-4 рази вища за теплопровідність чавуну), що забезпечує нагрівання днища поршня не більше 250 °C, що сприяє кращому наповненню циліндрів і дозволяє підвищити ступінь стиснення в бензинових двигунах;
Гарні антифрикційні властивості.
Шатун
Шатун - деталь, що з'єднуєпоршень (за допомогоюпоршневого пальця) та шатунну шиюколінчастого валу. Служить передачі поворотно-поступальних рухів від поршня на колінчастий вал. Для меншого зносу шатунних шийок колінчастого валу між ними та шатунами поміщаютьспеціальні вкладиші, що мають антифрикційне покриття.
Колінчастий вал
Колінчастий вал - деталь складної форми, що має шийки для кріпленняшатунів , від яких сприймає зусилля і перетворює їх наобертаючий момент .
Колінчасті вали виготовляють з вуглецевих, хромомарганцевих, хромонікельмолібденових та інших сталей, а також зі спеціальних високоміцних чавунів.
Основні елементи колінчастого валу
Корінна шия- Опора валу, що лежить в корінномупідшипнику , розміщеному вкартері двигуна.
Шатунна шийка- Опора, за допомогою якої вал зв'язується зшатунами (Для мастила шатунних підшипників є масляні канали).
Щоки— пов'язують корінні та шатунні шийки.
Передня вихідна частина валу (шкарпетка) - Частина валу, на якій кріпитьсязубчасте колесо абошків відбору потужності для приводугазорозподільного механізму (ГРМ)та різних допоміжних вузлів, систем та агрегатів.
Задня вихідна частина валу (хвостовик) - Частина валу, що з'єднується змаховиком або масивною шестернею відбору основної частини потужності.
Противаги- Забезпечують розвантаження корінних підшипників від відцентрових сил інерції першого порядку неврівноважених мас кривошипа і нижньої частини шатуна.
Маховик
Масивний диск із зубчастим вінцем. Зубчастий вінець необхідний для запуску двигуна (шестерня стартера входить у зачеплення з шестірнею маховика та розкручує вал двигуна). Також маховик служить зменшення нерівномірності обертання колінчастого валу.
Газорозподільчий механізм
Призначений для своєчасного впуску в циліндри горючої суміші та випуску газів, що відпрацювали.
Основними деталями газорозподільного механізму є:
Розподільний вал,
Впускні та випускні клапани.
Розподільний вал
За розташуванням розподільчого валу виділяють двигуни:
З розподільним валом, розташованим ублоці циліндрів (Cam-in-Block);
З розподільним валом, розташованим у головці блоку циліндрів (Cam-in-Head).
У сучасних автомобільних двигунах, як правило, розташований у верхній частині головки блокуциліндрів і з'єднаний зшківом або зубчастою зірочкоюколінвала ременем або ланцюгом ГРМ відповідно і обертається з удвічі меншою частотою, ніж останній (на 4-тактних двигунах).
Складовою частиною розподільного валу є йогокулачки , кількість яких відповідає кількості впускних та випускнихклапанів двигуна. Таким чином, кожному клапану відповідає індивідуальний кулачок, який відкриває клапан, набігаючи на важіль штовхача клапана. Коли кулачок "збігає" з важеля, клапан закривається під дією потужної поворотної пружини.
Двигуни з рядною конфігурацією циліндрів і однією парою клапанів на циліндр зазвичай мають один розподільний вал (у разі чотирьох клапанів на кожен циліндр, два), а V-подібні та опозитні - або один у розвалі блоку, або два, по одному на кожен напівблок ( у кожній головці блоку). Двигуни, що мають 3 клапани на циліндр (найчастіше два впускних і один випускний), зазвичай мають один розподільний вал на головку блоку, а мають 4 клапани на циліндр (два впускних і 2 випускних) мають 2 розподільні вали в кожній головці блоку.
Сучасні двигуни іноді мають системи регулювання фаз газорозподілу, тобто механізми, які дозволяють провертати розподільний вал щодо приводної зірочки, тим самим змінюючи момент відкриття та закриття (фазу) клапанів, що дозволяє більш ефективно наповнювати робочою сумішшю циліндри на різних оборотах.
Клапана
Клапан складається з плоскої головки та стрижня, з'єднаних між собою плавним переходом. Для кращого наповнення циліндрів горючою сумішшю діаметр головки впускного клапани роблять значно більше ніж діаметр випускного. Так як клапани працюють в умовах високих температур, їх виготовляють із високоякісних сталей. Впускні клапани роблять з хромистої сталі, випускні з жаростійкою, так як останні стикаються з горючими газами, що відпрацювали, і нагріваються до 600 - 800 0 С. Висока температура нагріву клапанів викликає необхідність установки в головці циліндрів спеціальних вставок з жаростійкого чавуну, які називаються сідлами.
Принцип роботи двигуна
Основні поняття
Верхня мертва точка - крайнє верхнє положення поршня у циліндрі.
Нижня мертва точка - крайнє нижнє положення поршня у циліндрі.
Хід поршня- Відстань, яка поршень проходить від однієї мертвої точки до іншої.
Камера згоряння- простірміж головкою блоку циліндрів і поршнем при його знаходженні у верхній мертвій точці.
Робочий об'єм циліндра - простір, що звільняється поршнем при його переміщенні з мертвої верхньої точки в нижню мертву точку.
Робочий об'єм двигуна - Сума робочих об'ємів всіх циліндрів двигуна. Виражається у літрах, тому часто називається літражем двигуна.
Повний об'єм циліндра - сума об'єму камери згоряння та робочого об'єму циліндра.
Ступінь стиснення- показує у скільки разів повний об'єм циліндра більший за об'єм камери згоряння.
Компресія-Тиск в циліндрі в кінці такту стиснення.
Такт- Процес (частина робочого циклу), який відбувається в циліндрі за один хід поршня.
Робочий цикл двигуна
Перший такт - впуск. При русі поршня вниз у циліндрі утворюється розрідження, під дією якого через відкритий впускний клапан в циліндр надходить горюча суміш (суміш палива з повітрям).
Другий такт - стиск . Поршень під впливом колінчастого валу і шатуна переміщається вгору. Обидва клапани закриті та горюча суміш стискається.
Третій такт - робочий хід . Наприкінці такту стиснення горюча суміш спалахує (від стиску в дизельному двигуні, від іскри свічки в бензиновому двигуні). Під тиском газів, що розширюються, поршень переміщається вниз і через шатун приводить в обертання колінчастий вал.
Четвертий такт - випуск . Поршень переміщається вгору, і через випускний клапан, що відкрився, виходять назовні відпрацьовані гази.
13.08.2015 09:53
Будь-який автомобіль, чи то легковий чи вантажний, заводського серійного виробництва чи унікального ручного складання, складається з трьох основних частин: кузова, шасі та двигуна. Крім основних вузлів автомобіль містить безліч допоміжних агрегатів, без яких неможливо повноцінної роботи машини.
Двигун – це «серце» автомобіля, його головна та найважливіша частина. У циліндрах двигуна відбувається згоряння палива, що вивільнилася при цьому енергія приводить в рух поршні, які штовхають колінчастий вал. Вал, через безліч перетворюючих механізмів, у свою чергу, надає руху колеса автомобіля.
Шасі автомобіля
Шасі автомобіля - це ціла система, що поєднує в собі механізми, що передають енергію двигуна до провідних колес. Шасі складається з трансмісії, ходової частини та механізмів управління.
Завданням трансмісії є передача енергії від двигуна до колес. Трансмісія складається з коробки передач (буває механічною та автоматичною – з автоматичним перемиканням передач без участі водія), зчеплення, півосі та диференціала.
Ходова частина автомобіля
Ходова частина автомобіля конструктивно нагадує платформу, де стоїть весь автомобіль. Вона складається з рами, переднього та заднього мосту, підвісок та коліс.
Механізми керування, як видно з назви, покликані здійснювати керування автомобілем. До таких механізмів відносяться рульове управління (дозволяє задавати напрямок руху автомобіля) та гальмівна система (дозволяє керувати швидкістю руху, здійснювати примусову зупинку автомобіля та утримувати машину на місці).
Крім всіх перерахованих вище механізмів в автомобілях встановлено додаткове електрообладнання, яке допомагає здійснювати і контролювати роботу автомобіля, а також робить більш комфортним перебування в салоні.
Кузов автомобіля - це свого роду оболонка, в якій розміщуються двигун та інші внутрішні механізми машини, обстановка салону, водій та пасажири, а також вантажі, що перевозяться. Від виду кузова та його конструктивних особливостей залежить зовнішній вигляд автомобіля та особливості його моделі.
Наприклад, вантажні автомобілі мають кабіну водія та окремо від неї – вантажну платформу. У автобусах основну частину простору кузова займає салон з пасажирськими місцями, а легкових автомобілях кузов одночасно є підставою встановлення робочих механізмів, простором для вантажів, водія і пасажирів.
Винахід автомобіля докорінно змінило людське життя, причому як у позитивний, так і в негативний бік. На сьогоднішній день автомобіль – це не тільки засіб пересування, а й показник статусу та становища у суспільстві.
Практично кожна сім'я має у своєму розпорядженні хоча б один автомобіль, а існують і міста, де автомобілів уже давно більше, ніж людей.
Для того, щоб розуміти, як керувати транспортним засобом і як правильно його експлуатувати потрібно, знати, принаймні, з чого воно складається і як працює. Кожен власник автомобіля неодноразово цікавився пристроєм свого залізного коня. Для деяких достатньо володіння базовими знаннями, а деякі вважають за краще вивчити кожну деталь автомобіля. Звичайно, для того, щоб охопити всі нюанси пристрою автомобіля потрібно, як мінімум написати книгу, а ось для того, щоб розуміти основу і знати елементарне, достатньо прочитати цю статтю.
Можливо для когось пристрій автомобіля - це вища математика, але якщо витратити трохи часу і вникнути в суть, все досить просто. Тепер про все по порядку.
1.Основні вузли та системи
Незважаючи на те, що сьогодні існує безліч різних марок і моделей автомобілів, практично всі вони влаштовані за одним і тим же принципом. Йдеться про легкові транспортні засоби. Схема влаштування автомобіля умовно ділитися на кілька частин:
Кузов автомобіля чи несуча конструкція.Сьогодні кузов автомобіля є його основою, до якої кріпляться практично всі агрегати та вузли. Кузов, своєю чергою, складається з штампованого днища, передніх і задніх ланжеронів, даху, моторного відсіку та інших навісних складових. Під навісними складовими мають на увазі двері, крила, капот, кришку багажника та ін. Даний поділ досить умовний, оскільки всі деталі автомобіля, так чи інакше, пов'язані між собою;
Ходова частина автомобіля.Назва говорить сама за себе і передбачає, що ходова частина складається з безлічі вузлів та агрегатів, за допомогою яких автомобіль може пересуватися. Її основними складовими прийнято вважати передню та задню підвіски, провідні мости та колеса. Також до ходової частини автомобіля відносять раму, до якої також кріпиться більшість агрегатів. Рама є попередницею кузова.
За допомогою провідних мостів навантаження передається від рами чи кузова на колесаі навпаки. Що стосується підвіски, на багатьох автомобілях встановлена підвіска на кшталт МакФерсон, яка значно покращує керування автомобілем. Існують також незалежні (кожне колесо окремо прикріплене до кузова) та залежні (можливо у вигляді балки або провідного моста, вважається застарілою) підвіски;
Трансмісія автомобіля.Під трансмісією автомобіля прийнято вважати силову передачу. Її основним завданням є передача моменту, що крутить, від колінчастого валу до провідних колес. У свою чергу, трансмісія також складається з декількох частин, зокрема коробки передач, зчеплення, карданної передачі, диференціала, півосей і головної передачі. Останні з'єднані зі маточами коліс;
Двигун автомобіля.Основним завданням та призначенням двигуна є перетворення теплової енергії на механічну. Далі ця енергія передається через трансмісію на колеса автомобіля;
Механізм керування.Власне сам механізм управління складається з гальмівної системи та кермової;
Електроустаткування автомобіля.Жоден сучасний автомобіль не обходитися без електрики, основними частинами якої є акумуляторна батарея, електропроводка, генератор змінного струму та система керування двигуном. Це лише основні частини автомобіля, кожна з яких передбачає систему у системі і часом не одну. На деяких частинах варто зупинитись детальніше.
2. Короткий огляд видів двигунів
Перш за все, варто відзначити, що двигун і мотор це те саме. Мотором частіше називають двигуни внутрішнього згоряння чи електричні. Не секрет, що двигун є джерелом енергії для пересування транспортного засобу. Більшість автомобілів передбачає наявність двигунів внутрішнього згоряння, які умовно можна поділити на:
Поршневі, в яких гази, що розширюються, під час згоряння палива змушують рухатися поршень, який у свою чергу приводить в рух колінчастий вал автомобіля;
У роторних двигунах ті ж гази приводять в рух деталь, що обертається, власне ротор.
Якщо заглиблюватись, існує велика кількість типів та підтипів двигунів. За типом палива двигуни можна розділити на дизельні, бензинові, газобалонні та газогенераторні.
Також є газотурбінні двигуни внутрішнього згоряння, електричні, орбітальні, ротативні, роторно-лопатеві та ін. На сьогоднішній день найбільш поширеним є поршневий двигун внутрішнього згоряння.
3. Короткий огляд видів КПП
КПП або коробка передач – одна з основних частин трансмісії автомобіля. В основному КПП прийнято ділити на три типи, а саме:
Механічна коробка передач. Принцип її роботи полягає в тому, що водій за допомогою важеля перемикає передачі, причому постійно стежить за навантаженням двигуна і швидкістю автомобіля;
Автоматична коробка передач виключає необхідність постійно стежити за швидкістю та навантаженням, так само не потрібно постійно користуватися важелем;
Роботизована коробка передач – це напівавтоматичний вид коробки, яка комбінує властивості механічної та автоматичної коробки передач.
Насправді видів та підвидів КПП набагато більше. Так, розрізняють Tiptronic(основа – автоматична КПП з ручним перемикачем швидкостей), DSG(обладнана 2 зчепленнями, має автоматичний привід перемикання і є 6-ти ступінчастою КПП) і варіатор(Безступінчаста трансмісія).
4. Гальмівна система
Як і слідує з назви, гальмівна система призначена для зниження швидкості автомобіля або повної його зупинки. Складається гальмівна система з гальмівних колодок, дисків, барабанів та циліндрів. Умовно гальмівну систему можна поділити на два типи – це робоча (призначена для повної зупинки або зниження швидкості) та стоянкова (призначена для утримання автомобіля на нерівному або складному дорожньому покритті).
Сучасні автомобілі передбачають встановлення гальмівних систем, які складаються з гальмівних механізмів та гідроприводу. У той час, коли ви натискаєте на педаль гальма, у гідроприводі виникає надлишковий тиск, який виникає завдяки гальмівній рідині. Це, своєю чергою, спричиняє спрацювання інших гальмівних механізмів.
5. Зчеплення
Якщо говорити простими словами, зчеплення призначене для того, щоб на короткий час роз'єднувати двигун від трансмісії, а потім заново їх з'єднувати. Зчеплення складається з механізму зчеплення та приводу. Привід призначений для того, щоб передавати зусилля від водія до певного механізму. В автомобілі кожен механізм має свій привід, завдяки якому і набуває чинності.
Механізм зчеплення – це пристрій, у якому відбувається процес передачі моменту, що крутить, за допомогою тертя. Складовими частинами механізму зчеплення є картера, кожуха, ведучий, ведений та натискний диски.
Все вищеописане – це лише вершина айсберга, оскільки кожен із пунктів містить ще один десяток підпунктів. Для загального розуміння пристрою автомобіля цілком достатньо знати його основні вузли та агрегати. Тепер ви точно знаєте, як і чому ваш автомобіль рухається, гальмує та «їсть» бензин.
Є водії, які їздять на своїх машинах, але зовсім не знають, з чого складається автомобіль. Може, зовсім необов'язково знати всі тонкощі складної роботи механізму, але основні моменти мають бути відомі кожному. Адже від цього може залежати життя як водія, так і інших людей. За своєю суттю, у спрощеному складаються із трьох частин:
- двигуна;
- шасі;
- кузова.
У статті розглянемо докладніше, із яких частин складається автомобіль і як впливають працювати транспортного засобу загалом.
З чого складається автомобіль: схема
Пристрій автомобіля можна подати так.
У переважній більшості випадків на машинах встановлені двигуни внутрішнього згоряння. Так як вони не є ідеальними, велися і ведуться розробки винаходу нових моторів. Так, з недавніх пір введено в експлуатацію автомобілі з електричними двигунами, для зарядки яких є достатньо звичайної розетки. Велику популярність отримав електромобіль "Тесла". Однак, про велике поширення таких машин, безумовно, поки що говорити дуже рано.
Шасі, у свою чергу, складається з:
- трансмісії чи силової передачі;
- ходовий;
- механізму керування транспортним засобом.
Кузов призначений для розміщення в машині пасажирів та комфортного переміщення. Основними видами кузова на сьогоднішній день є:
- седан;
- хетчбек;
- кабріолет;
- універсал;
- лімузин;
- та інші.
ДВС: види
Будь-якій людині зрозуміло, що неполадки в роботі двигуна можуть стати небезпечними для здоров'я та життя людей. Тому життєво необхідно знати, із чого складається
У перекладі з латинського мотор означає «приводить у рух». У машині під ним розуміють пристрій, який призначений для перетворення одного виду енергії на механічну.
Газові двигуни працюють на зрідженому генераторному стиснутому газі. Таке паливо зберігається в балонах, звідки потрапляє в редуктор у вигляді випарника і втрачає при цьому тиск. Подальший процес схожий з інжекторним двигуном. Іноді, щоправда, випарник не застосовується.
Робота двигуна
Щоб краще зрозуміти принцип роботи, потрібно в деталях розібрати, із чого складається
Корпусом є блок циліндрів. Усередині нього знаходяться канали, що охолоджують і змащують двигун.
Поршень - це не що інше, як пустотіла металева склянка, нагорі якої знаходяться канавки кілець.
Поршневі кільця, розташовані внизу, маслознімні, а нагорі компресійні. Останні забезпечують хороше стиснення та компресію повітряно-паливної суміші. Їх застосовують як для досягнення герметичності камери згоряння, так і як ущільнювачі для запобігання потраплянню туди олії.
Кривошипно-шатунний механізм відповідальний за зворотно-поступальну енергію руху поршнів на колінчастий вал.
Отже, розуміючи з чого складається автомобіль, зокрема його двигун, розберемося в принципі роботи. Паливо спочатку потрапляє в камеру згоряння, перемішується там з повітрям, свічка запалювання (у бензиновому та газовому варіантах) видає іскру, спалахуючи суміш, або суміш загоряється сама (у дизельному варіанті) під дією тиску і температури. Сформовані гази змушують поршень рушити вниз, передаючи рух колінчастому валу, через що він починає обертати трансмісію, де рух передається колесам передньої, задньої осі або обом відразу, залежно від приводу. Трохи пізніше торкнемося і того, з чого складається колесо автомобіля. Але про все по порядку.
Трансмісія
Вище ми з'ясували, з чого складається автомобіль, і знаємо, що в шасі входить трансмісія, ходова та механізм керування.
У трансмісії виділяються такі елементи:
- зчеплення;
- головна та карданна передачі;
- диференціал;
- приводні вали.
Робота частин трансмісії
Зчеплення служить для того, щоб роз'єднувати (КП) від двигуна, потім їх плавно з'єднувати при перемиканні передач і при рушанні з місця.
КП змінює крутний момент, що передається від колінчастого валу до карданного. Блок КП відключає з'єднання двигуна з карданною передачею настільки, наскільки це необхідно для руху автомобіля заднім ходом.
Головною функцією карданної передачі є передача моменту, що крутить, від КП до головної передачі під різним кутом.
Основною функцією головної передачі є передача моменту, що крутить, під кутом в дев'яносто градусів від карданного валу через диференціал до приводних валів основних коліс.
Диференціал обертає провідні колеса з різною частотою при поворотах та нерівній поверхні.
Ходова частина
Ходова частина автомобіля складається з рами, передньої та задньої осі, що з'єднуються з рамою через підвіску. У більшості сучасних легкових автомобілів рамою служить елементи, з чого складається підвіска автомобіля, наступні:
- ресори;
- пружини циліндра;
- амортизатори;
- пневматичні балони.
Механізми управління
Ці пристрої складаються з пов'язане з передніми колесами рульовим приводом і гальмами. У більшості сучасних автомобілів застосовуються бортові комп'ютери, які самі контролюють управління в ряді випадків, і навіть вносять необхідні зміни.
Тут відзначимо таку важливу частину, як те, з чого складається колесо автомобіля. Без нього машина просто не відбулася б. Це один з найбільших винаходів складається тут з двох складових: шини з гуми, яка буває камерною і безкамерною, і диска з металу.
Кузов
У більшості автомобілів сьогодні кузов є несучим, що складається з окремих елементів, з'єднаних зварюванням. Кузови сьогодні дуже різноманітні. Основним вважається закритий тип, що має один, два, три, а іноді навіть чотири ряди сидінь. Може зніматися частина або навіть повністю дах. Вона при цьому буває жорсткою чи м'якою.
Якщо дах знімається посередині, це кузов тарга.
М'який верх, що повністю знімається, виходить в кабріолеті.
Якщо він не м'який, а жорсткий, то це кабріолет хардтоп.
На універсалі, схожому на седан, спостерігається деяка прибудова над багажним відсіком, що є відмітною ознакою.
А фургон вийде вже з універсала у випадку, якщо задні двері та вікна зачинити.
При вантажній платформі за кабіною водія кузов називається пікапам.
Купе – це дводверний закритий кузов.
Такий самий, але з м'яким верхом отримав назву родстер.
Вантажопасажирський кузов із задніми дверима ззаду називається комбі.
Лімузин - закритий тип із жорсткою перегородкою за передніми сидіннями.
Зі статті ми з'ясували з чого складається автомобіль. Важлива справна робота всіх складових, а вона краще розуміється та відчувається, коли є відповідні знання.
