Какие детали в автомобиле проходят хто. Из чего состоит автомобиль: основные части автомобиля

Материал и технология изготовления

Общее устройство кузова

Изобретение автомобиля в корне изменило человеческую жизнь, причем как в положительную, так и в негативную сторону. На сегодняшний день автомобиль – это не только средство передвижения, но и показатель статуса и положения в обществе.

Практически каждая семья имеет в своем распоряжении хотя бы один автомобиль, а существуют и города, где автомобилей уже давно больше чем людей.

Для того, что бы понимать, как управлять транспортным средством и как правильного его эксплуатировать нужно, знать, по крайней мере, из чего оно состоит и как работает. Каждый владелец автомобиля не раз интересовался устройством своего железного коня. Для некоторых достаточно владение базовыми знаниями, а некоторые предпочитают изучить каждую деталь автомобиля. Конечно, для того, что бы охватить все нюансы устройства автомобиля потребуется, как минимум написать книгу, а вот для того, что бы понимать основу и знать элементарное, достаточно прочитать данную статью.

Возможно для кого-то устройство автомобиля – это высшая математика, но если потратить немного времени и вникнуть в суть, все достаточно просто. Теперь обо всем по порядку.

1.Основные узлы и системы

Несмотря на то, что сегодня существует огромное количество разных марок и моделей автомобилей, практически все они устроены по одному и тому же принципу. Речь идет о легковых транспортных средствах. Схема устройства автомобиля условно делиться на несколько частей:

Кузов автомобиля или несущая конструкция. Сегодня кузов автомобиля является его основой, к которой крепятся практически все агрегаты и узлы. Кузов, в свою очередь, состоит из штампованного днища, передних и задних ланжеронов, крыши, моторного отсека и остальных навесных составляющих. Под навесными составляющими подразумевают двери, крылья, капот, крышку багажника и пр. Данное разделение достаточно условно, поскольку все детали автомобиля, так или иначе, связаны между собой;

Ходовая часть автомобиля. Название говорит само за себя и предполагает, что ходовая часть состоит из множества узлов и агрегатов, с помощью которых автомобиль имеет возможность передвигаться. Ее основными составляющими принято считать переднюю и заднюю подвески, ведущие мосты и колеса. Также к ходовой части автомобиля относят раму, к которой также крепиться большинство агрегатов. Рама является предшественницей кузова.

С помощью ведущих мостов нагрузка передается от рамы или кузова на колеса и наоборот. Что касается подвески, на многих автомобилях установлена подвеска по типу МакФерсон, которая значительно улучшает управление автомобилем. Существуют также независимые (каждое колесо по отдельности прикреплено к кузову) и зависимые (может быть в виде балки или ведущего моста, считается устаревшей) подвески;

Трансмиссия автомобиля. Под трансмиссией автомобиля принято считать силовую передачу. Ее основной задачей является передача крутящего момента от коленчатого вала к ведущим колесам. В свою очередь, трансмиссия также состоит из нескольких частей, в частности из коробки передач, сцепления, карданной передачи, дифференциала, полуосей и главной передачи. Последние соединены со ступицами колес;

Двигатель автомобиля. Основной задачей и предназначением двигателя является преобразование тепловой энергии в механическую. Далее данная энергия передается через трансмиссию на колеса автомобиля;

Механизм управления. Собственно сам механизм управления состоит из тормозной системы и рулевой;

Электрооборудование автомобиля. Ни один современный автомобиль не обходиться без электрики, основными частями которой являются аккумуляторная батарея, электропроводка, генератор переменного тока и система управления двигателем. Это только основные части автомобиля, каждая из которых предусматривает систему в системе и порой не одну. На некоторых частях стоит остановиться детальней.

2. Краткий обзор видов моторов

Прежде всего, стоит отметить, что двигатель и мотор это одно и то же. Мотором чаще называют двигатели внутреннего сгорания или электрические. Не секрет, что двигатель служит источником энергии для передвижения транспортного средства. Большинство автомобилей предусматривает наличие двигателей внутреннего сгорания , которые условно можно поделить на:

Поршневые, в которых расширяющиеся газы во время сгорания топлива заставляют двигаться поршень, который в свою очередь приводит в движение коленчатый вал автомобиля;

В роторных двигателях те же газы приводят в движение вращающуюся деталь, собственно ротор.

Если углубляться, существует большое количество типов и подтипов двигателей. По типу топлива двигатели можно разделить на дизельные, бензиновые, газобаллонные и газогенераторные.

Также есть газотурбинные двигатели внутреннего сгорания, электрические, орбитальные, ротативные, роторно-лопастные и пр. На сегодняшний день наиболее распространенным является поршневой двигатель внутреннего сгорания.

3. Краткий обзор видов КПП

КПП или коробка передач – это одна из основных частей трансмиссии автомобиля . В основном КПП принято делить на три типа, а именно:

Механическая коробка передач. Принцип ее работы заключается в том, что водитель с помощью рычага переключает передачи, при этом постоянно следит за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля;

Автоматическая коробка передач исключает необходимость постоянно следить за скоростью и нагрузкой, так же не нужно постоянно пользоваться рычагом;

Роботизированная коробка передач – это полуавтоматический вид коробки передач, которая комбинирует свойства механической и автоматической коробки передач.

На самом деле видов и подвидов КПП гораздо больше. Так, различают Tiptronic (основа – автоматическая КПП с ручным переключателем скоростей), DSG (оборудована 2 сцеплениями, имеет автоматический привод переключения и представляет собой 6ти ступенчатую КПП) и вариатор (бесступенчатая трансмиссия).

4. Тормозная система

Как и следует из названия, тормозная система предназначена для снижения скорости автомобиля или полной его остановки. Состоит тормозная система из тормозных колодок, дисков, барабанов и цилиндров. Условно тормозную систему можно поделить на два типа – это рабочая (предназначена для полной остановки или снижения скорости) и стояночная (предназначена для удержания автомобиля на неровном или сложном дорожном покрытии).

Современные автомобили предусматривают установку тормозных систем, которые состоят из тормозных механизмов и гидропривода. В то время, когда вы нажимаете на педаль тормоза,в гидроприводе возникает избыточное давление, которое возникает благодаря тормозной жидкости. Это, в свою очередь, влечет срабатывание прочих тормозных механизмов.

5. Сцепление

Если говорить простыми словами, сцепление предназначено для того, что бы на короткое время разъединять двигатель от трансмиссии, а потом заново их соединять. Сцепление состоит из механизма сцепления и привода. Привод предназначен для того, что бы передавать усилия от водителя к определенному механизму. В автомобиле каждый механизм имеет свой привод, благодаря которому и приходит в действие.

Механизм сцепления – это устройство, в котором происходит процесс передачи крутящего момента посредством трения. Составляющими частями механизма сцепления являются картера, кожуха, ведущий, ведомый и нажимный диски.

Все вышеописанное – это только вершина айсберга, так как каждый из пунктов содержит еще не один десяток подпунктов. Для общего понимания устройства автомобиля вполне достаточно знать его основные узлы и агрегаты. Теперь вы точно знаете, как и почему ваш автомобиль двигается, тормозит и «кушает» бензин.

Екатеринбург

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЯ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ.. 2

ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ ОСНОВНЫХ ТИПОВ.. 2

ИНДЕКСАЦИЯ (ОБОЗНАЧЕНИЕ) АВТОМОБИЛЕЙ.. 2

ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЯ.. 2

ВИДЫ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ.. 2

ТИПАЖ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПРИЦЕПОВ.. 2

РОТОРНО – ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ.. 2

УСТРОЙСТВО РОТОРНО – ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ.. 2

АВТОМОБИЛИ С РПД ВАНКЕЛЯ.. 2

НАЗНАЧЕНИЕ, ТИПЫ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОНСТРУКЦИЙ ВАРИАТОРОВ.. 2

НАЗНАЧЕНИЕ, ТИПЫ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АНТИБЛОКИРОВОЧНЫХ СИСТЕМ ТОРМОЗОВ 2

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ.. 2

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 2

ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЯ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Автомобиль состоит из трех частей:

3) двигатель

Кузов автомобиля предназначен для размещения грузов, водителя и пассажиров. У грузовых автомобилей кузов включает кабину и грузовую платформу. У легковых автомобилей кузов представляет собой несущую пространственную систему, так как является одновременно помещением для пассажиров и груза, а также основанием для крепления двигателя, агрегатов трансмиссии, ходовой части и механизмов управления.

Рис – 1 кузов легкового автомобиля

Рис – 2 кузов грузового автомобиля

Шасси – это совокупность агрегатов трансмиссии, ходовой части и механизмов управления

Рис – 3 шасси автомобиля

Трансмиссия представляет собой совокупность механизмов, передающих вращающий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, а также изменяющих вращающий момент и частоту вращения ведущих колес по величине и направлению.
Трансмиссия состоит из:

1) сцепления

2) коробки перемены передач

3) главной передачи

4) карданной передачи (для заднеприводных автомобилей)

5) дифференциала

6) привода колес (полуосей, шарниров равных угловых скоростей)

Рис – 4 схема трансмиссии

Сцепление необходимо для кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и для плавного их соединения при трогании с места.

Рис – 5 сцепление

Коробка перемены передач предназначена для изменения вращающего момента на ведущих колесах, скорости и направления движения автомобиля путем ввода в зацепление различных пар шестерен.

Рис – 6 коробка перемены передач

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля.
С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен. В зависимости от числа шестерен главные передачи разделяют на одинарные конические, состоящие из одной пары шестерен, и двойные, состоящие из пары конических и пары цилиндрических шестерен.

Одинарные конические, в свою очередь, подразделяют на простые и гипоидные передачи.

Рис – 7 типы главной передачи:
1 - ведущая коническая шестерня, 2 – ведомая коническая шестерня,
3 - ведущая цилиндрическая шестерня, 4 - ведомая цилиндрическая шестерня.

Одинарные конические простые передачи применяют преимущественно на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. В этих передачах ведущая коническая шестерня 1 соединена с карданной передачей, а ведомая 2 с коробкой дифференциала и через механизм дифференциала с полуосями. (Рис – 7 а)
Для большинства автомобилей одинарные конические передачи имеют зубчатые колеса с гипоидным зацеплением. Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость. Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен. (Рис – 7 б)
Двойные главные передачи (Рис – 7 в) устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и повышения передаваемого крутящего момента.

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу.

Рис – 8 карданная передача

Дифференциал служит для распределения подводимого к нему вращающего момента между валами и обеспечивает возможность их вращения с неодинаковыми угловыми скоростями.

При движении автомобиля на повороте внутреннее колесо каждой оси проходит меньшее расстояние, чем ее наружное колесо, а колеса одной оси проходят разные пути по сравнению с колесами других осей.

Неодинаковые пути проходят колеса при движении по неровностям на прямолинейных участках и на повороте, а также в случае прямолинейного движения по ровной дороге при разных радиусах качения колес, например при неодинаковом давлении воздуха в шинах и износе шин или неравномерном распределении груза на автомобиле.

Рис – 9 дифференциал

Привод колес обеспечивает передачу крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам.

Рис – 10 шарнир равных угловых скоростей

Рис – 11 полуось

Ходовая часть предназначена для перемещения автомобиля по дороге с определенным уровнем комфорта без тряски и вибраций. Ходовая часть автомобиля состоит из несущего основания (кузов или рама) передней и задней подвески и колес.

Подвеска - это система устройств для упругой связи остова автомобиля с его колесами, гасит колебания кузова, смягчает и поглощает удары колес о неровности дороги. Она бывает зависимой и независимой.

На автомобилях устанавливают дисковые колеса с пневмати­ческими шинами. В результате сцепления ведущих колес с грун­том их вращательное движение преобразуется в поступательное движение автомобиля. По назначению колеса делят на ведущие, управляемые ведомые и комбинированные (одновременно ведущие и управляемые).


Рис – 12 ходовая часть автомобиля

Рулевое управление предназначено для изменения направле­ния движения автомобиля посредством поворота передних колес.
Рулевой механизм осуществляет передачу усилия от водителя к рулевому приводу и облегчает поворот рулевого колеса. Различают несколько типов рулевых механизмов: червяк – ролик, рейка – сек­тор и винт – гайка.

Рулевой механизм типа червяк – ролик. Его применяют на не­ которых автомобилях среднего класса, имеющих механическое ру­левое управление.

Рис – 13 рулевой механизм червяк – ролик

Рулевой механизм типа винт - гайка. Такой механизм применя­ют при механическом или гидромеханическом управлении. Меха­ническое управление используется на автомобилях малого класса, а на автомобилях средней и большой грузоподъемности применя­ют рулевое управление с гидроусилителем.

Рис – 14 рулевой механизм винт - гайка
Основной частью его является картер 1, имеющий форму цилиндра. Внутри цилиндра размещены поршень - рейка 10 с жестко закрепленной в нем гайкой 3. Гайка имеет внутреннюю нарезку в виде полукруглой канавки, куда заложены шарики 4. Посредством шариков гайка зацеплена с винтом 2, который, в свою очередь, соединен с рулевым валом 5. В верхней части картера к нему крепится корпус 6 клапана управления гидроусилителем. Управляющим элементом в клапане является золотник 7. Исполнительным механизмом гидроусилителя служит поршень-рейка 10, уплотненный в цилиндре картера с помощью поршневых колец. Рейка поршня соединена нарезкой с зубчатым сектором 9 вала 8 сошки.
Вращение рулевого вала преобразуется передачей рулевого механизма в перемещение гайки - поршня по винту. При этом зубья рейки поворачивают сектор и вал с закрепленной на нем сошкой, благодаря чему происходит поворот управляемых колес. При работающем двигателе насос гидроусилителя подает масло под давлением в гидроусилитель, вследствие чего при совершении поворота усилитель развивает дополнительное усилие, приклады­ваемое к рулевому приводу. Принцип действия усилителя основан на использовании давления масла на торцы поршня - рейки, которые создают дополнительную силу, передвигающую поршень и облегчающую поворот управляемых колес.

Рулевой механизм сектор – рейка.

Рис – 15 сектор рейка

Реечный рулевой механизм является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Реечный рулевой механизм включает шестерню и рулевую рейку. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой. Работа реечного рулевого механизма осуществляется следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается вправо или влево. При движении рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и поворачивают управляемые колеса.

Реечный рулевой механизм отличает простота конструкции, соответственно высокий КПД, а также высокая жесткость. Вместе с тем, данный тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от дорожных неровностей, склонен к вибрациям. В силу своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм устанавливается на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской управляемых колес.

Тормозная система

Для снижения скорости движения, остановки и удержания в не­ подвижном состоянии автомобили оборудуют тормозной систе­мой. Различают следующие виды тормозных систем: стояночную, которая служит для удержания машины на склоне, и рабочую, необходимую для снижения скорости движения машины и ее полной остановки с необходимой эффективностью. Тормозная система состоит из тормозных механизмов и их при­вода. Наибольшее рас­пространение получили фрикционные тормоза, принцип действия которых основан на использовании сил трения между неподвиж­ными и вращающимися деталями. Фрикционные тормоза могут быть барабанными и дисковыми. В барабанном тормозе силы тре­ния создаются на внутренней цилиндрической поверхности вра­щения, а в дисковом на боковых поверхностях вращающегося диска.

Гидравлическая тормозная система

Рис – 16 гидравлическая тормозная система

1 - тормозной механизм переднего колеса;

2 - трубопровод контура «левый передний - правый задний тормозные механизмы»;

3 - главный цилиндр гидропривода тормозных механизмов;

4 - трубопровод контура «правый передний - левый задний тормозные механизмы»;
5 - бачок главного цилиндра;
6 - вакуумный усилитель;

7 - тормозной механизм заднего колеса;

8 - упругий рычаг привода регулятора давления;

9 - регулятор давления;
10 - рычаг привода регулятора давления;
11 - педаль тормозной системы

Действует тормозная система следующим образом. Когда водитель нажимает ногой на тормозную педаль, перемещаемый ею поршень в главном тормозном цилиндре выжимает жидкость в колесные тормозные (рабочие) цилиндры через вакуумный усили­тель. Размещенные в рабочих цилиндрах поршни под действием жидкости прижимают колодки колесного тормоза к барабану ко­леса и замедляют его вращение.
Гидровакуумный усилитель облегчает управление тормозами автомобиля, используя разрежение (вакуум), возникающее во вса­сывающем трубопроводе двигателя. Усилитель при торможении увеличивает давление в системе на 4,5... 5,0 МПа.

Пневматическая тормозная система

Рис – 17 пневматическая тормозная система

Устройство тормозной системы с пневматическим тормозным приводом автомобиля ЗИЛ-130 входят:
- тормозные механизмы задних 4 и передних 14 колес,
- компрессор 1,
- баллоны 3 для хранения сжатого воздуха,
- тормозные камеры задних 5 и передних 13 колес,
тормозной кран 10,

Тормозная педаль 11,
- манометры 2,
- соединительные трубопроводы и шланги 9,
- трубопровод 6,
- разобщительный кран 8
- соединительная головка 7 для подвода воздуха к тормозной системе прицепа.

Принцип работы: компрессор 1 засасывает воздух из атмосферы, сжимает его и подает в стальные баллоны 3, где он хранится под давлением 0,7-0,9 МПа. При нажатии водителем на тормозную педаль в тормозном кране открывается впускной клапан и сжатый воздух из баллонов по трубопроводам и шлангам поступает в тормозные камеры 5 и 14 и через них воздействует на колесные тормозные механизмы, затормаживая колеса.

Чтобы продолжить движение, водитель отпускает тормозную педаль, поступление воздуха к тормозным камерам прекращается, а имевшийся там воздух удаляется через выпускной клапан тормозного крана в атмосферу.

Двигатель
Двигатель - устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую работу.
На автомобилях устанавливают поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгора­ет внутри цилиндра. Действие ДВС основано на использовании свойства газов к рас­ширению при нагревании.

Рис – 18 рядный четырех цилиндровый двигатель в разрезе

Рис – 19 V образный восьми цилиндровый двигатель

Автомобильные двигатели различают:

По способу приготовления горючей смеси с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные, га­зовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизели);

По роду применяемого топлива - бензиновые (работающие на бензине), газовые (на горючем газе) и дизели (работающие на дизельном топливе);

По способу охлаждения - с жидкостным и воздушным ох­лаждением;
- по расположению цилиндров – рядные, V- образные оппозитные;
- по способу воспламенения горючей (рабочей) смеси - с принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и инжекторные двигатели) или с самовоспламенением от сжатия (дизели).

Основные механизмы двигателя:
- Кривошипно - шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вра­щательное движение коленчатого вала.

Механизм газораспределения управляет работой клапа­нов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух или горючую смесь в цилиндры, сжимать их до определен­ного давления и удалять оттуда отработавшие газы.

Основные системы двигателя:

Система питания служит для подачи очищенного топлива и воздуха в цилиндры, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндров.
- Система питания дизеля обеспечивает подачу дозированных порций топлива в определенный момент в распыленном состоя­нии в цилиндры двигателя.
- Система зажигания она служит для воспламене­ния рабочей смеси в цилиндрах двигателя в определенный мо­мент.
- Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них.
- Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгора­ния от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепло­вой режим.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Рис – 20 такты четырехтактного двигателя

Рабочий цикл 4-х тактного двигателя состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.
При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

После перехода поршня к НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.