Основные части автомобиля
Нужда в механических транспортных средствах существовала с давних времен. Первые самодвижущиеся (безлошадные) экипажи использовали в качестве движителя мускульную силу человека (педальная «самокатка» русского механика Ивана Кулибина, построенная им в конце XVIII в.), силу ветра (парусные повозки), а впоследствии и энергию пара. Разумеется, первые автомобили были крайне неуклюжи и по всем параметрам проигрывали экипажам на конной тяге. Однако даже в этих примитивных конструкциях прослеживались черты современных механизмов. Так, в «самокатке» И. Кулибина для сглаживания рывков от нажима на педали применялся массивный маховик, оси колес вращались в подшипниках, а при подъеме в гору силу тяги можно было увеличить, перемещая колеса редуктора (прообраза коробки передач).
Толчком к созданию автомобиля стало изобретение двигателя внутреннего сгорания — более мощного и компактного, чем паровой. В конце XIX и. был создан первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и разработана «классическая» компоновка с передним расположением двигателя и приводом на ведущие задние колеса, сохранившаяся в общих чертах до наших дней (рис. 1).
Рис.1. Конструктивные схемы легковых автомобилей
Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя шасси и кузова.
Двигатель является источником механической энергии.
Шасси — совокупность агрегатов, предназначенных для передачи механической энергии от двигателя к ведущим колесам, передвижения автомобиля и управления им.
Кузов — несущая часть легкового автомобиля, на которой закреплены двигатель и агрегаты трансмиссии, ходовой части и системы управления. В кузове размещаются пассажиры и багаж.
Шасси включает в себя трансмиссию, ходовую часть и системы управления. Трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи и ведущего моста.
Сцепление 2 позволяет водителю кратковременно разъединять вал двигателя и трансмиссию перед включением передачи и плавно их соединять после переключения для трогания автобиля с места или изменения скорости. При отсутствии сцепления автомобиль вынужден был бы трогаться с места в момент пуска двигателя.
Коробка передач 3 необходима для выбора скорости и реализации мощности двигателя в разных режимах движения путем включения различных передач, а также для изменения напpaвления движения (например, с переднего хода на задний и наоборот).
Карданная передача 6 (на заднеприводном автомобиле) передает крутящий момент от валов коробки передач к ведущему мосту.
Ведущий мост 5 объединяет главную передачу и приводные валы (полуоси 4), передающие вращение и усилие валов трансмиссии к ведущим колесам автомобиля.
Ходовая часть объединяет колеса и системы их крепления к кузову (переднюю и заднюю подвески). Она обеспечивает движение автомобиля с помощью ведущих колес.
Системы управления включают в себя рулевое управление для изменения направления движения автомобиля и тормозную систему.
Строение автомобиля
Схемы автомобилей
Компоновочная схема автомобиля определяет и предусматривает расположение силового агрегата, число ведущих мостов и их расположение, тип кузова, число дверей, расположение багажника.
Существует несколько характерных компоновочных схем автомобиля среди которых:
1. Классическая схема (заднеприводная) — силовой агрегат автомобиля выполнен в продольном расположении, установлен задний ведущий мост, а привод осуществляется по средствам передачи крутящего момента карданными валами на главную передачу с дифференциалом, багажник установлен в задней части кузова. Характерными представителями классической компоновки являются все легковые автомобили отечественного производства: ГАЗ серии «Волга», ОАО «АвтоВАЗ» первого поколения, ОАО «АЗЛК» модели Москвич-2140.
2. Переднеприводная компоновочная схема — силовой агрегат устанавливается в переднем продольном или поперечном расположении, ведущий мост передний, привод осуществляется валами от главной передачи с дифференциалами, багажник в задней части кузова.
Характерными представителями передней приводной схемы компоновки являются легковые автомобили: ОАО «АвтоВАЗ» серий «Спутник», «Самара», «Ока», ОАО «АЗЛК» модель АЗЛК-2141, ОАО «ЗАЗ» модель Таврия.
3. Заднемоторная компоновочная схема — силовой агрегат заднего продольного или по¬перечного расположения, ведущий мост задний, привод осуществляется валами от главной передачи с дифференциалом, багажник в передней части кузова.
Характерными представителями заднемоторной схемы компоновки являются легковые автомобили: ОАО «ЗАЗ» серии «Запорожец».
Тип кузова легкового автомобиля определяется числом объемов функциональных отсеков и конструктивным исполнением.
По числу объемов кузова подразделяются:
— на трехобъемные (рис. 1) — моторный отсек; салон; багажник, что характерно для лимузинов, седанов, купе и кабриолетов;
— на двухобъемные (см. рис. 2,3) — моторный отсек; салон, когда объемы багажника и салона объединены, что характерно для универсалов и хэтчбеков;
— на однообъемные (см. рис. 4) — моторный отсек, салон и багажник объединены в одно целое, что характерно для минивэнов с центральным расположением силового агрегата.
По числу мест легковые автомобили подразделяются на двухместные, -спортивного типа; четырех-, пяти-, семиместные — семейные и представительские и автомобили особо малого класса с числом мест по формуле «2+2», когда два передних сиденья — полноценные, а два задних места — для детей.
Анализ развития компоновочных схем модельного ряда легковых автомобилей 2000 года, включающего в себя 1387 моделей, показал, что лидирующее положение занимает переднеприводная компоновка (59,7%) и классическая компоновка (32,6%). Перспективным направлением можно считать распространение полноприводных легковых автомобилей. Заднемоторная компоновка практически не имеет перспектив дальнейшего развития.
Однажды было время, когда в процессе перехода с заднеприводных автомобилей на переднеприводные водители не могли привыкнуть к вождению автомобиля, что приводило к увеличению количества аварийных ситуаций на дорогах. В связи с этим руководство ГАИ приняло меры о оповещении водителей транспортных средств о правилах управления автомобилей с заднем и передним приводом.
Специально для пользователей сайта мы собрали информацию, которую полезно читать устройство автомобиля.
Устройство автомобиля. Всё об автомобиле
Видео: Общее устройство легкового автомобиля в 3D. Как работает автомобиль? Устройство двигателя автомобиля. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3D. Общее устройство грузового автомобиля. Электрооборудование автомобиля: устройство и основные неисправности
В наше время автомобиль уже не является роскошью. Практически каждый человек может позволить себе приобрести его. Но зачастую очень мало людей знакомы с устройством автомобиля, хотя каждому водителю очень важно знать о том из каких основных частей, узлов и агрегатов состоит транспортное средство. В первую очередь это необходимо когда происходит какая-то поломка автомобиля, благодаря тому что владелец хотя бы в общих чертах знаком с конструкцией машины, он может определить где же именно случилась неисправность. Существует огромное количество самых различных марок и моделей машин, но в своём большинстве все легковые автомобили имеют одинаковую конструкцию. Разберём устройство легкового автомобиля.
Легковой автомобиль состоит из 5 основных частей:
- кузов (несущая конструкция)
- ходовая часть
- трансмиссия
- двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный)
- система управления двигателем и электрооборудование
Кузов
Кузов состоит из четырёх основных частей:
- передний лонжерон
- задний лонжерон
- моторный отсек
- крыша автомобиля
- навесные составляющие
Надо заметить, что такое разделение деталей достаточно условно, потому что все детали взаимосвязаны друг с другом и образуют одну конструкцию. Опорой для подвески являются лонжероны, которые привариваются к днищу. Двери, крышка багажника, капот и крылья относятся больше к навесным составляющим. Также надо отметить и задние крылья, которые присваиваются непосредственно к кузову, а вот передние бывают съёмными (всё зависит от производителя).
Ходовая часть
- передняя подвеска
- задняя подвеска
- колёса
- ведущие мосты
Чаще всего на современные автомобили производители устанавливают переднюю независимую подвеску, т.к. она обеспечивает наилучшее управление, а также что не мало важно — комфорт. В независимой подвеске все колёса крепятся к кузову с помощью собственной крепёжной системы, за счёт чего обеспечивается прекрасное управление автомобилем.
Нельзя забывать и про уже устаревшую, но всё равно присутствующую во многих автомобилях зависимую подвеску. Задняя зависимая подвеска в основном представляет собой жёсткую балку или ведущий мост, если конечно рассматривать автомобиль с задним приводом.
Трансмиссия
- коробка переключения передач или просто КПП (механические, роботизированные, автоматические или вариаторные)
- ведущий мост или мосты (в зависимости от производителя)
- шарнир равных угловых скоростей или, если выразится проще, карданная передача
Для того чтобы обеспечить плавную передачу крутящего момента на автомобиле установлено сцепление, благодаря которому происходит соединение вала двигателя с валом коробки передач. Сама коробка переключения передача нужна для того чтобы изменять передаточное число, а также уменьшать нагрузку на сам двигатель. Карданная передача необходима чтобы соединять коробку переключения передач непосредственно с колёсами или с ведущим мостом. А сам ведущий мост монтируется в корпусе коробки передач, если у машины передний привод. Если у автомобиля задний привод то ведущий мост служит задней балкой.
Двигатель
Двигатель — это сердце машины, которое состоит из большого количества различных частей.
Основное назначение двигателя – это преобразование тепловой энергии сгорающего топлива в механическую энергию, которая с помощью трансмиссии передаётся на колёса.
Система управления двигателем и электрооборудование
Аккумуляторная батарея (АКБ) предназначена главным образом для запуска самого двигателя автомобиля. АКБ является постоянным возобновляемым источником энергии. Если двигатель не запущен, то именно благодаря АКБ осуществляется работа всех устройств, работающих за счёт электроэнергии.
Генератор нужен для того чтобы происходила постоянная подзарядка АКБ, а также для поддержания постоянного напряжения в борт–сети.
Система управления двигателем состоит из всевозможных датчиков и электронного блока управления, который сокращённо называется ЭБУ.
Потребителями электроэнергии о которых говорилось чуть выше являются:
Нельзя забыть и о электропроводке, которая состоит из большого количества проводов. Эти провода и составляют бортовую сеть всего автомобиля, которая соединяет воедино все источники, а также потребители электроэнергии.
Видео: Общее устройство автомобиля
Ответы на вопросы
Что такое двигатель внутреннего сгорания?
Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.
Что такое коробка передач?
Коробка передач — это механизм для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).
Что такое подвеска автомобиля?
Подвеска — это совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой.
Что такое кузов?
Кузов – элемент несущей части, обеспечивающий размещение пассажиров и грузов, и очень часто выступающий в качестве остова для закрепления основных агрегатов и узлов автомобиля.
Устройство и конструкция автомобиля
Несмотря на огромное многообразие типов и моделей современных автомобилей, конструкция каждого из них состоит из набора агрегатов, узлов и механизмов, наличие которых позволяет называть транспортное средство «автомобилем». К основным конструктивным блокам относятся:
— двигатель;
— движитель;
— трансмиссия;
— системы управления автомобилем;
— несущая система;
— подвеска несущей системы;
— кузов (кабина).
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Механическая энергия получается за счет преобразования в двигателе другого вида энергии (энергии сгорающего топлива, электроэнергии, энергии предварительно сжатого воздуха и т. п.). Источник немеханической энергии, как правило, находится непосредственно на автомобиле и время от времени пополняется.
В зависимости от вида использованной энергии и процесса ее преобразования в механическую на автомобиле могут применяться:
— двигатели, использующие энергию сгорающего топлива (поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина, паровой двигатель, роторно-поршневой двигатель Ванкеля, двигатель внешнего сгорания Стирлинга и т. п.);
— двигатели, использующие электроэнергию, — электродвигатели;
— двигатели, использующие энергию предварительно сжатого воздуха;
— двигатели, использующие энергию предварительно раскрученного маховика, — маховичные двигатели.
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве источника энергии жидкое топливо нефтяного происхождения (бензин, дизельное топливо) или горючий газ.
К системе «двигатель» относят также подсистемы хранения и подачи топлива и удаления продуктов сгорания (системы выпуска).
Движитель автомобиля обеспечивает связь автомобиля с внешней средой, позволяет ему «отталкиваться» от опорной поверхности (дороги) и преобразует энергию двигателя в энергию поступательного движения автомобиля. Основной тип движителя автомобиля — колесо. Иногда в автомобилях применяются комбинированные движители: для автомобилей высокой проходимости колесно-гусеничные движители (рис. 1.11), для автомобилей–амфибий колесный (при движении по дороге) и водометный (на плаву) движители.
Трансмиссия (силовая передача) автомобиля передает энергию от двигателя к движителю и преобразует ее в удобную для использования в движителе форму. Трансмиссии могут быть:
— механические (передается механическая энергия);
— электрические (механическая энергия двигателя преобразуется в электрическую, передается к движителю по проводам и там снова преобразуется в механическую);
— гидрообъемная (вращение коленчатого вала двигателя преобразуется насосом в энергию потока жидкости, передающейся по трубопроводам к колесу, и там, посредством гидромотора, снова преобразуется во вращение);
— комбинированные (электромеханические, гидромеханические).
Механическая трансмиссия классического автомобиля
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили механическая и гидромеханическая трансмиссии. Механическая трансмиссия состоит из фрикционной муфты (сцепления), преобразователя крутящего момента, главной передачи, дифференциала, карданных передач, полуосей.
Сцепление — муфта, дающая возможность кратковременно разъединить и плавно соединить двигатель и связанные с ним механизмы трансмиссии.
Преобразователем крутящего момента является механизм, позволяющий ступенчато или бесступенчато изменять крутящий момент двигателя и направление вращения валов трансмиссии (для движения задним ходом). При ступенчатом изменении момента данный механизм называется коробкой передач, при бесступенчатом — вариатором.
Главная передача — зубчатый редуктор с коническими и (или) цилиндрическими шестернями, повышающий крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам.
Дифференциал — механизм, распределяющий крутящий момент между ведущими колесами и позволяющий вращаться им с разными угловыми скоростями (при движении на поворотах или по неровной дороге).
Карданные передачи представляют собой валы с шарнирами, связывающие между собой агрегаты трансмиссии и колес. Они позволяют передавать крутящий момент между указанными механизмами, валы которых расположены не соосно и (или) изменяют при движении взаимное расположение друг относительно друга. Количество карданных передач зависит от конструкции трансмиссии.
Гидромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо сцепления устанавливается гидродинамическое устройство (гидромуфта или гидротрансформатор), выполняющее как функции сцепления, так и функции бесступенчатого вариатора. Как правило, это устройство размещается в одном корпусе с механической коробкой передач.
Электрические трансмиссии применяются сравнительно редко (например, на тяжелых карьерных самосвалах, на внедорожных автомобилях) и включают в себя: генератор на двигателе, провода и систему электроуправления, электромоторы на колесах (электрические мотор-колеса).
При жестком соединении двигателя, сцепления и коробки передач (вариатора) данная конструкция называется силовым агрегатом.
В ряде случаев на автомобиле могут быть установлены несколько двигателей различных типов (например, двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель), связанных друг с другом трансмиссией. Такая конструкция называется гибридной силовой установкой.
Системы управления автомобилем включают в себя:
— рулевое управление;
— тормозную систему;
— управление прочими системами автомобиля (двигателем, трансмиссией, температурой в кабине и т. д.). Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля, как правило, за счет поворота управляемых колес.
[Тормозная система]] служит для уменьшения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки и надежного удержания его на месте.
Несущая система в виде лонжеронной рамы
Несущая система автомобиля служит для крепления на ней всех прочих узлов, агрегатов и систем автомобиля. Она может выполняться в виде плоской рамы или объемного несущего кузова. Подвеска несущей системы обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и обеспечивает плавность хода автомобиля при движении по неровной дороге, уменьшает вертикальные динамические нагрузки, передаваемые на автомобиль от дороги.
Кузов (кабина) служит для размещения водителя, пассажиров, груза или специального оборудования, транспортируемого автомобилем. Как было отмечено выше, в ряде случаев кузов совмещает функции несущей системы (несущий кузов). К системе автомобиля «кузов» принято относить также многие узлы, агрегаты, подсистемы, не попавшие в другие системы автомобиля (внешние световые приборы, климатические установки в салоне, ряд устройств безопасности для водителя и пассажиров и т. д.).
Устройство и конструкция автомобиля (далее):
