Что такое машина: определение, виды, устройство и назначение

В современном мире применяется огромное количество различных приборов, устройств и машин. Понятие «машина» трактуется неоднозначно, но общий смысл его одинаков. На латинском языке слово «машина» означает конструкцию, устройство, а в переводе с древнегреческого – приспособление, способ.

Понятие «машина» определение трактует как совокупность определенного количества различных механизмов, при активировании одного из которых запускается вся цепь (или отдельные узлы) машины. Ее составной механизм является набором нескольких деталей, движение одного вызывает реакцию других. Деталью именуется изделие, сделанное одинаковым по марке и назначению, без дополнительных сборочных процессов. Деталь является базовой основой машины.

Введение

Так что такое машина? В технических документах машина описывается как технический, искусственно созданный объект со сложной внутренней структурой, который выполняет определенные механические действия, необходимые для преобразования энергии, материала и различных информационных данных.

С появлением электроники в современном мире определение немного изменилось. Машина стала представлять собой технический объект, который в своей конструкции может и не содержать движущихся элементов и узлов. Это касается компьютеров и различной вычислительной техники, электрических приборов и других машин.

Машины призваны частично освободить человека от определенной нагрузки (умственной или физической), а иногда и полностью заменить его во время исполнения определенной работы. Что такое машина для человечества? Это первый и верный помощник в каждодневной жизнедеятельности людей, который повышает эффективность производительности труда. В машинах для исполнения производственных нагрузок применяются механические формы движения.

Историческая справка

Простейшие конструкции машин были известны еще в древние времена. Первейшим устройством для преобразования энергии из одного типа в другой стало водяное колесо. Его первым использовали народы Древнего Египта и Персии в системе полива. Такое назначение машины отображало перевод энергии льющейся воды в силу вращательного движения.

В стародавние времена простейшие машины использовались для увеличения возможностей человека относительно применения усилия к одной точке. Например, рычаги, подъемные блоки, различные движущиеся повозки, пресс-машины с винтовым принципом действия и др.

Большой эволюционный скачок машины получили во время расцвета Римской империи. Инженеры той эпохи приложили огромные старания к развитию и усовершенствованию военных машин, метательных боевых устройств, орудиям труда и механизмам для распиливания камня.

В 18-м веке была изобретена паровая машина. Устройство придумал шотландский инженер-механик Д. Уатт. С этого времени технический прогресс обрел ускоренные темпы развития. Появляются сложные движущиеся агрегаты и установки, оборудование становится все сложнее. Получают путевку в жизнь паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель с питанием от сети переменного тока.

Конструкция машин

Базовым узлом механической машины является механизм. Различные машины внешне могут отличаться, а внутренней конструкцией быть похожими или наоборот. Но главные, составляющие основу, узлы всегда являются неизменными во всех машинах.

Устройство машины состоит из таких частей, как:

• Двигатель, передаточное устройство и исполнительное. Совместное расположение и использование принято называть машинным агрегатом, а передаточное и исполнительное устройства, соответственно, механизмами. В машинах механические колебания осуществляются двигателем и/или исполнительным механизмом.
• Привод. Характеризуется как часть машинного агрегата, включающего в себя двигатель и передаточное оборудование. В машинах применяются механические, электро-, оптико-, гидромеханические и тому подобные приводы.

Главным определяющим параметром двигателя является показатель его мощности. С давних времен единицей измерения мощности была одна лошадиная сила. В современном мире, согласно принятой международной системе единиц, мощность измеряется в ваттах. Но привычная «лошадиная сила» и по сей день используется в некоторых областях применения машин.

Передаточный узел транслирует колебания от двигателя к исполнительному устройству и подразделяется на:

• Трансмиссию – передает поступательные движения от двигателя к исполнителю, при этом не меняя никаких параметров.
• Передачу – выходящие параметры движения двигателя уравниваются с входом в исполнительный узел. Передачи, которые замедляют колебания, являются редукторными, а те, которые ускоряют, относят к мультипликаторам.

Классификация по назначению

Все машины относятся к таким группам, как энергетические, рабочие или информационные.

Что такое машины энергетические? Это устройства, которые ставят своей задачей перевод одного вида энергии в другой. Представителями этой группы являются двигатели с электропитанием, гидротурбины, ДВС.

К рабочим машинам относятся устройства, которые различную энергию используют для изменения и транспортировки обрабатываемых материалов. Это технологические машины и агрегаты (прессы, мельницы и т. д.), а также перемещающие и подъемные машины (автомобили, лифты, краны и т. п.)

Что такое машины информационные, определит понятие, в котором данные устройства необходимы для изменения, обработки и дальнейшей передачи информационных данных.

Универсальность машин

В данной категории машины подразделяются на:

• Устройства, которые выполняют несколько видов работ по обработке и переработке различных объектов в сфере энергетических или информационных направлений. Это универсальные машины и самая широкая группа. Ярким представителем такой группы является персональный компьютер.
• Специализированные устройства, взаимодействуют с объектом одного вида, отличающегося свойством или формой.

Машины, работающие только с материалом определенной формы, размера или свойства, называются специальными.

Уровень автоматизации машин

Также основные виды машин подразделяются по режиму автоматизации процесса.

• Устройства с ручным управлением – обязательно присутствие оператора для запуска, контроля и остановки машины.
• Автоматическая машина. Самостоятельное устройство, работающее в запрограммированном режиме без надзора со стороны пользователя.
• Полуавтоматическая машина. Нуждается в повторной активации запрограммированного процесса при помощи человека.

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

Первый в мире автомобиль с бензиновым мотором был запатентован еще в далеком 1885 году гениальным немецким инженером Карлом Бенцом. Поразительно, но и в наши дни машина состоит из тех же основных частей, что и сто лет назад – это кузов, шасси и двигатель. Давайте подробнее рассмотрим из чего состоит автомобиль и его основные части.

В одной небольшой статье сложно, конечно, описать подробное устройство автомобиля, поэтому мы рассмотрим лишь основы, которые должен знать каждый автолюбитель.

В конце этого учебного материала вы найдете небольшой видео-урок об устройстве автомобиля с описанием основных частей, из которых он состоит, и их функций.

Также стоит отметить, что незнание общего устройства автомобиля и принципа работы его основных узлов и агрегатов, ведет к повышенным расходам на ремонт машины и её техническое обслуживание.

Общее устройство автомобиля

Основными составными частями в конструкции автомобиля, как мы уже писали выше, являются:

Все они состоят из множества отдельных элементов, деталей, узлов и агрегатов.

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания и дизельные моторы. Однако в последние годы все большую популярность завоевывают автомобили, оснащенные электрическими и гибридными двигателями.

Кузов автомобиля может иметь рамную и безрамную конструкцию. Как правило, в современных легковых автомобилях рама отсутствует, а все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Именно поэтому такой кузов называют несущим – данное конструкторское решение устройства автомобиля позволяет максимально снизить его массу. Советуем также ознакомиться с классификацией автомобилей по типу кузова.

Шасси автомобиля заслуживает отдельного внимания. Оно представляет собой множество механизмов, в задачи которых входит передача крутящего момента от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам, передвижение автомобиля и управление им. Эти группы механизмов называются трансмиссия, ходовая часть и механизм управления автомобилем.

• Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, тем самым, позволяя изменять крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия двухосного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на задние колеса обычно состоит из таких механизмов: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
• Ходовая часть автомобиля состоит из рамы или несущего кузова, переднего и заднего мостов, подвески (рессоры и амортизаторы), колес и шин. Подробнее о видах и типах подвесок автомобилей.
• Механизм управления автомобилем состоит из рулевого управления и тормозной системы (с барабанными и дисковыми тормозами). Он позволяет изменять направление и скорость движения автомобиля, останавливать его и удерживать на месте.

Кроме вышеперечисленных узлов, агрегатов и механизмов абсолютно все автомобили оснащены электрооборудованием, состоящим из источников и потребителей электрического тока.

Электрооборудование автомобиля запускает и дает возможность работать двигателю, освещает и обогревает салон машины, позволяет без проблем передвигаться в темное время суток и в непогоду, поддерживает противоугонную систему, заботиться о нашей с вами безопасности на дороге, превращает автомобиль в концертный зал или даже в кинотеатр, и выполняет множество других полезных и очень важных функций.

Видео-урок: из чего состоит автомобиль

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.