Устройство автомобиля, основные узлы

Основным типом является автомобиль с несущим кузовом и двигателем внутреннего сгорания, поэтому его и рассмотрим более подробно.

Автомобильный кузов

Основа конструкции любого авто, что определяет его форму, размер, потенциальные скоростные характеристики – кузов. Он нумеруется на заводе при изготовлении, этот номер в определенном месте наносится на кузов методом теснения. Номер кузова, как и заводской номер автомобиля, являются основными в сопроводительных документах на автомобиль, а так же вносятся в регистрационный документ при регистрации в органах ГАИ.

Кузов изготавливается из специальных сортов листовой стали. Он должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы не потерять форму при воздействии довольно значительных механических воздействий. В необходимых местах кузов имеет элементы усиления конструкции из более толстого металла.

Кроме того, металл кузова должен быть достаточно устойчивым против коррозии. На заводе кузов проходит специальную химическую обработку против следов коррозии. После этого он грунтуется специальной грунтовкой и красится высокопрочной автоэмалью. От качества выполнения этих работ, а также надлежащего ухода зависит срок службы кузова, а, следовательно, и всего автомобиля. К элементам кузова относятся двери, крышка моторного отделения и крышка багажника, а еще — остекление автомобиля.

Двигатель

Двигатель служит для превращения внутренней энергии топлива в механическую энергетическую силу, двигающую автомобиль.

Двигатель укрепляется на кузове автомобиля в моторном отсеке с помощью эластичных элементов (чаще всего резиновых подушек), которые уменьшают передачу вибрации от работающего двигателя на кузов автомобиля. Остановимся на основных технических характеристиках двигателя.

Мощность – это работа, выполняемая в единицу времени. Измеряется чаще всего в лошадиных силах. При работе меняется от нуля, когда автомобиль стоит на месте с работающим двигателем, до номинальной, через множество промежуточных значений. Они необходимых для движения в заданных условиях и с необходимой скоростью.

Номинальная мощность – это максимальная мощность двигателя при полной подаче топлива. При этом двигатель развивает определенные обороты и крутящий момент. При увеличении нагрузки обороты двигателя падают, при уменьшении – увеличиваются. Отсюда золотое правило – не газуйте без движения автомобиля. Потому что при сильной подаче топлива и отсутствии нагрузки двигатель разовьет очень высокие обороты, превышающие предел прочности деталей двигателя и двигатель разрушится. Помимо таких технических характеристик, как номинальная мощность, номинальные обороты и номинальный крутящий момент существует понятие удельного расхода топлива. Измеряется в литрах на сто км пути. Располагаться двигатель может как в передней части кузова автомобиля, так и в задней. Это уж как сконструировали кузов.

Трансмиссия

Является посредником между крутящим моментом, возникающем в двигателе и передачей его на ведущую пару колес, а может и на все четыре колеса, когда они являются ведущими.

Двигатели внутреннего сгорания имеют одну особенность. Выполнять свою функцию они могут в определенном диапазоне оборотов, от минимальных, когда он вот-вот заглохнет, до максимальных, когда появляется угроза выхода его со строя. Но автомобиль испытывает очень разные нагрузки. При троганьи с места, при езде в тяжелых условиях или с малой скоростью, если на прямую соединить двигатель с ведущими колесами, двигатель должен будет работать на очень малых оборотах, когда он может заглохнуть от перегрузки.

Для уменьшения оборотов, передаваемых на ведущие колеса, а, следовательно, и увеличения передаваемого крутящего момента, служат коробка перемены передач и главная передача. Передаточное отношение главной передачи рассчитывается исходя из того, чтобы двигатель в каких-то средних условиях движения обеспечивал работу автомобиля. Но как мы уже говорили, условия работы очень сильно меняются. Поэтому подобрать передаточное отношение главной передачи для всех условий невозможно.

Для изменения передаточного отношения от двигателя на колёса служит коробка перемены передач. С ее помощью можно переключать передачи с низших на высшие и наоборот, а также двигаться задним ходом. Выбирая передачу, обеспечиваем или наилучшие мощностные показатели двигателя или наиболее экономичные. КПП могут быть механические, если выбор необходимой передачи водитель осуществляет вручную, или автоматы, когда автомобиль сам выбирает наиболее приемлемую передачу. Для временного отключения двигателя от трансмиссии при трогании, остановке, переключении передач, служит сцепление.

Если автомобиль полноприводный, то присутствует раздаточная коробка, которая распределяет крутящий момент между передними и задними ведущими колесами.

Ходовая часть

ХЧ – это, собственно говоря, колеса автомобиля, элементы подвески колес и рулевое управление.

Дорога никогда не бывает абсолютно ровной. Поэтому колеса крепятся к кузову с помощью упругих элементов – рессор или пружин, которые смягчают удары на кузов при неровностях на дороге.

Колебания, возникающие в этих элементах, гасят амортизаторы. Устойчивость колес относительно кузова обеспечивает специальная система рычагов-стабилизаторов. Задачей рулевого управления в автомобиле становится изменение траектории движения авто на дороге. Состоит из рулевого колеса, рулевой колонки и системы рулевых тяг. Тяги и поворачиваю управляемые колеса при вращении рулевого колеса.

Электрооборудование

Приборы электрооборудования служат для выработки электроэнергии, ее передачи потребителям, а также сами потребители электроэнергии. Одни приборы необходимы для работы двигателя.

Другие – для освещения, третьи – для питания различных устройств. Напряжение питания автомобиля в подавляющем большинстве автомобилей равно 12 вольт.

Дополнительные устройства

Различных дополнительных устройств в автомобиле может быть множество, в зависимости от класса и комплектации. Но обязательно во всех автомобилях установлены приборы освещения, звуковой сигнал, отопление и вентиляция кузова, стеклоочиститель, а также контрольные приборы. Такие же устройства, как автомагнитола, кондиционер, электроподъемники дверных стекол, электронный замок с сигнализацией и т.д. – это уже на вкус владельца автомобиля. Подробнее на устройстве узлов и агрегатов автомобиля остановимся в следующей статье.

Какие есть основные узлы в автомобиле

Из каких важных блоков состоит автомобиль, их назначение, роль в работе машины? Это вопросы, возникающие у новичков, недавно севших за руль, столкнувшихся с необходимостью изучения его устройства. Вопросов много, они сложны, но интересны. Попробуем дать краткие, но исчерпывающие ответы.

Ежедневно жители города, даже небольшого, сталкиваются с потоком транспорта. Обыватели, далёкие от самостоятельных поездок на машине, не задумываются об её устройстве.

Им кажется, что автомобили (от легкового до автобуса) сделаны по одному принципу, состоят из сходных модулей. Начиная приобретать первый опыт вождения, человек осознаёт, что все они разные.

Легковой автомобиль

Какие узлы автомобиля может назвать дилетант? Как правило, его фантазия не заходит дальше, чем: кузов, двигатель, колёса, салон. Реальное устройство значительно сложней. Основными блоками являются:

1. Жёсткая (несущая) основа.
2. Двигатель.
3. Трансмиссия.
4. Ходовая система.
5. Электрические узлы.
6. Управление.

Этот короткий список будет выглядеть гораздо внушительней в развёрнутой форме. Рассмотрим назначение его главных составляющих более конкретно.

Несущая основа (конструкция)

Значение узла сложно переоценить. Без него не может существовать автомобиль. Все прочие детали устанавливаются, крепятся на основу, связывающую, объединяющую их. Существует 2 типа конструкций (несущих):

— на основе тяжёлой металлической рамы;
— несущий кузов.

Оба варианта имеют право существовать, являясь одним из основных блоков авто, добавляя ему ряд плюсов или минусов.

Автомашины, изготовленные по рамному принципу способны вынести большие нагрузки. Особенностью таких версий легковых (или грузовых) машин считается многофункциональность их рамы, которую можно применять для различных модификаций автомобилей, оставляя её в неизменном виде. Другое преимущество – простота замены деталей, ремонта.

Кузовная система, предполагает отсутствие рамы. Её функции отданы кузову. Являясь более распространённой для легковых машин, такая конструкция не лишена изъянов.

Кузов несёт здесь вес всех закреплённых на нём деталей, получает удары от столкновений, подвержен испытаниям неровностями дорог, вибрацией. Выполненный из тонкого металла он оказывается под ударом сложных факторов. Положительный момент такого устройства автомашины — её лёгкость. Основная масса расположена низко, что даёт дополнительную устойчивость на трассе.

Двигатель

Сложный узел, включающий множество деталей, дающий жизнь авто – его мотор. Он производит энергию, вращающую колёса. Двигатели удобно классифицировать по типу потребляемого ими топлива:

Хотя газ и дизельное топливо делают эксплуатацию машины более экономной, бензиновые двигатели остаются самыми распространёнными с момента появления автомобиля по сегодняшний день.

Существуют отдельные модификации, использующие несколько видов топлива. Концептуальной моделью современности считается конструкция, двигатель внутреннего сгорания в которой заменили аккумуляторные батареи и электрический мотор.

В первых моделях бензиновых двигателей запуск обеспечивался вращением ручки. Этот способ давно забыт. Его сменили электрические стартёры, дающие искру зажигания для топливной смеси.

Трансмиссия

Функцию передачи, полученной от двигателя энергии к деталям, которые обеспечат передвижение машины, выполняет блок трансмиссии. В зависимости от привода машины (передний либо задний) трансмиссионная система имеет отличительные особенности.

Например, трансмиссия машины с передним приводом состоит из деталей:

1. Сцепление.
2. Коробка передач.
3. Приводные валы передние.
4. Шарниры угловых скоростей.
5. Дифференциал.
6. Основная передача (главная).

Транспортное средство с установленной под капотом трансмиссией и двигателем можно считать мощным автомобилем.

Ходовая часть

Данный блок элементов, кроме колёс и способа управления ими (числа ведущих среди общего количества колёс автомобиля), включает подвеску.

Существует большое число вариантов автомобильных подвесок. Все они разработаны для выполнения сходных задач. Функции согласования колёс и несущей системы машины, уменьшения вибрации отданы этому агрегату.

Электрические узлы и управление

К разделу электрооборудования автомашины относят: стартеры, аккумуляторы, генераторы. Кроме перечисленных деталей, систему дополняют кондиционеры, стереосистемы, прочие приборы потребления электроэнергии. От качества, надёжности данных блоков зависит работоспособность всего транспортного средства:

1. Хороший аккумулятор гарантирует быстрый, надёжный запуск двигателя в любую погоду.

2. Без исправного, проверенного стартера не появится искра, запускающая двигатель.

3. Только исправная работа генератора может гарантировать качественный заряд аккумуляторной батареи, работу всех бортовых систем во время движения машины.

Особая роль отводится управлению автомобилем. Помощь водителю здесь оказывают бортовые компьютеры, установленные на новых авто.

Сложные электронные системы собирают информацию о состоянии каждого узла, анализируют её, сообщают водителю результаты. Решение главных задач управления по-прежнему принадлежит человеку за баранкой, способному точно реагировать на изменения ситуации на полосах движения дороги. Основа системы, управляющей автомобилем, осталась прежней:

1. Корректировка направления движения (рулевое управление).

2. Согласование скоростного режима (система тормозов).

Все перечисленные агрегаты и узлы имеют сложное строение, выполняют множество функций. За время развития автомобильного транспорта они претерпели огромные изменения. Однако их внутренние модернизации направлены на изменение скорости передвижения, улучшение качественных характеристик работы машины, комфорта пассажиров.

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

Личное автотранспортное средство уже давно не роскошь. Кто-то уже не представляет себя без машины и поездки на авто стали неотъемлемой частью жизни многих современных людей. Но не каждый автовладелец задумывается о том, как устроено транспортное средство и что заставляет его двигаться.

Общее устройство автомобиля

Конструкция автомобиля не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Совершенно любое транспортное средство состоит из пяти основных частей – мотор, ходовая часть, трансмиссия, кузов, электрооборудование и система управления.

Мотор

Двигатель – сердце автомобиля, задачей которого является преобразование тепловой энергии (сгоревшего топлива) в энергию механическую. После чего она передается через трансмиссию на колеса.

Ходовая часть

Множественные узлы и агрегаты, заставляющие автомобиль двигаться, относят к ходовой части – мосты, колеса и подвеска (задняя и передняя).

Трансмиссия

Основные составляющие трансмиссии:

• ведущий мост;
• коробка передач (КПП);
• ШРУСЫ;
• сцепление.

Задачей трансмиссии является передача крутящего момента на колеса машины с вала двигателя.

Электрооборудование и система управления

Механизм управления автотранспортным средством представлен рулем, связанным с передними колесами. С помощью руля определяется угол поворота и направление движения автомобиля. Тормоза – еще одна важная составляющая системы управления ТС, отвечающая за снижение его скорости и полной остановки.

Кузов

Практически все агрегаты и узлы крепятся к несущей части автомобиля – кузову.

• лонжероны;
• крыша транспортного средства;
• днище;
• моторный отсек;
• прочие навесные составляющие.

Это разделение весьма условно, поскольку все детали в автомобиле, так или иначе, взаимосвязаны.

Конструкция ТС постоянно совершенствуется, все больше начиняется электроникой, автоматикой. Производители работают над повышением безопасности эксплуатации ТС, топливной экономичности, снижением уровня шума и токсичности выхлопных газов.

Принцип действия зажигания

Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.

Устройство системы зажигания

Когда машину заводят, источником питания выступает аккумулятор, после, эта функция передается генератору (во время работы двигателя).

Устройство, использующееся для передачи напряжения.

Устройство необходимое для накопления необходимой энергии. Бывают индукционные (в виде катушки) и емкостные накопители.

Система представляет собой блок и коммутатор. Распределитель может быть электронным либо механическим. Отвечает за подачу энергии.

Фарфоровый изолятор с двумя электродами, расположенными близко друг с другом. Отвечает за создание искры для воспламенения.

Основные этапы работы зажигания:

• накопление и подача необходимого уровня заряда;
• высоковольтное преобразование;
• момент распределения;
• образование искры;
• воспламенение топлива.

Принцип действия двигателя

• система зажигания обеспечивает подачу тока на свечу для получения искры;
• система охлаждения отводит тепло от стенок цилиндра и головок, предотвращая перегрев двигателя;
• система питания отвечает за подготовку новой порции рабочей смеси (топливо + воздух);
• механизм газораспределения отвечает за своевременный впуск новой порции рабочей смеси, и выведение отработавших газов;
• кривошипно-шатунный механизм преобразует движение (возвратно-поступательное) поршней во вращательное движение коленчатого вала;
• система смазки отвечает за подачу масла к трущимся поверхностям.

Сейчас в большинстве автомобилей используется четырехтактная система сгорания для преобразования топлива в энергию. Для правильно работы двигателя компрессия в цилиндрах должна соответствовать значениям от 11 до 15.

• впускается топливно-воздушная смесь (такт впуска);
• смесь сжимается и возгорается (такт сжатия);
• смесь сгорает и толкает поршень вниз (такт расширения);
• продукты горения выпускаются (такт выпуска).

Внутри цилиндра двигателя расположена камера, в которую вводится смесь с воздухом (либо по отдельности), где и происходит сгорание топлива. При сгорании тепловая энергия преобразуется в механическую энергию. После, продукты сгорания выводятся из цилиндра, а на их место поступает новая порция топлива. Совокупность этих процессов является циклом работы двигателя.

Принцип действия сцепления

Связующее звено между КПП и двигателем, подключающее и отключающее первичный вал коробки от маховика коленчатого вала называется сцеплением. На механике передачи переключаются только, когда сцепление выжато.

Конструкция узла сцепления:

• нажимной диск или «корзина»;
• вилка привода выжимного подшипника;
• выжимной подшипник;
• ведомый диск;
• система привода;
• педаль выключения сцепления.

По количеству ведомых дисков сцепление делится на однодисковые и многодисковые.

В однодисковом варианте корзина находится в связке с маховиком и вращается с ним. Все вращение передается на коробку передач, поскольку в ведомом диске находится шлицевая муфта, в которую входит вал КПП. Для переключения передачи водитель жмет на педаль, чем запускает следующие процессы:

• на вилку сцепления передается давление через систему привода сцепления;
• вилка, в свою очередь, двигает муфту выжимного подшипника вместе с ним к пружинам корзины;
• подшипник оказывает давление на лапки корзины;
• лапки на время отсоединяют диск от маховика.

Когда водитель отпускает педаль, подшипник отделяется от пружин и корзина сцепляется с маховиком.

В двухдисковых вариантах используется корзина, имеющая две рабочие поверхности и два диска сцепления. Ограничительные втулки и система регулировки синхронного нажатия расположены между рабочими поверхностями ведущего диска. Процесс отсоединения маховика происходит, как и в однодисковом сцеплении.

• механическое;
• гидравлическое (самый распространенный вариант);
• электрическое;
• одно — и многодисковое.

Принцип действия тормозной системы

Это одна из главных систем в транспортном средстве. При ее неисправности управление автомобилем становится опасным, более того, управление ТС в этом случае запрещено ПДД.

Гидравлический тормозной привод состоит из следующих элементов:

• тормозные цилиндры колес;
• педаль;
• вакуумные усилители;
• тормозные трубки;
• главный тормозной цилиндр с бачком.

Нажатием на педаль тормоза, водитель приводит в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает в трубопроводы к тормозным механизмам жидкость, за счет чего они оказывают сопротивление вращению колес. Так выглядит процесс торможения.

Тормозные механизмы фрикционного типа – самый распространенный вариант. Такие механизмы бывают двух видов – барабанные и дисковые. Раньше, традиционно барабанные тормоза устанавливались на задние колеса, а дисковые на передние. Сейчас же многие производители на все 4 колеса устанавливается один вид.

Конструкция представляет собой две колодки, тормозной цилиндр и пружину, размещенные внутри барабана на щите. На колодках крепятся фрикционные накладки.

При поступлении жидкости в цилиндр поршни, расходясь, раздвигают колодки. Они плотно соприкасаются с вращающимся на ступице тормозным барабаном и тормозят его.

Устройство состоит из диска, закрепленного на ступице колеса и суппорта, который закреплен на подвеске. В суппорте находятся две тормозные колодки и цилиндры.

Поршни рабочих цилиндров при торможении прижимают с помощью гидравлики к вращающемуся диску тормозные колодки, останавливая их.

Сложное, на первый взгляд, устройство автомобиля на самом деле оказалось гораздо проще, чем каждый себе представляет. Даже поверхностные знания конструкции автомобиля и основных его частей способны помочь автомобилисту не только правильнее управлять транспортным средством, но и вовремя распознать поломку и своевременно ее устранить.