узлы и агрегаты автомобиля что это

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.

Однако, большинство из них показывают лишь краткую информацию о эксплуатационных характеристиках и возникших неисправностях. Полную информацию о техническом состоянии авто можно узнать с помощью персонального автосканера.

Загорание лампочки «ABS» или «Check Engine» лишь сигнализируют от неисправности, а сканер Rokodil ScanX помогает ее точно определить, указав на неисправный узел, агрегат или датчик. Сканер подойдет для большинства бензиновых и дизельных автомобилей начиная с 2000 года выпуска.

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.

Устройство, конструкция автомобиля

В фокусе внимания – конструкция автомобиля – системы и механизмы для работы транспорта, компоненты для размещения людей и грузов и устройство автомобиля (детали автомобиля). Остановимся на базовых терминах, основах автомобильных технологий.

Из наших статей вы получите информацию по следующим темам:

Материалы будут регулярно добавляться. Внимательно следите за нашим разделом «Статьи». Автомобильные технологии развиваются очень динамично. Если бы гению (первопроходцу серийных авто) в сфере автомобилестроения Генри Форду продемонстрировали современный транспорт, механизмы бы точно удивили его. Впрочем, не нужно даже быть Генри Фордом. Можно просто было родиться во второй половине прошлого века или в начале нынешнего, а теперь удивляться настоящим чудесам, которые –повсюду. Среди этих чудес:

Автомобильным инженерам, мехатроникам, механикам есть куда стремится при совершенствовании устройства автомобиля. Хорошо заработать в сфере транспортных технологий реально можно, но важно непрерывное желание для того, чтобы совершенствоваться (обучаться) и толковая начальная база. Да, любого мехатроника, электрика, механика оттачивает всегда практика, но формируют специалиста, прежде всего, именно уверенные знания автомобильных основ, конструкции, устройства автомобиля, его узлов и агрегатов.

Чтобы получить такие знания, главное иметь под рукой качественный источник для обучения. Представьте себе помещение в котором есть 4000 книг именно по транспортной тематике, при этом они обновляются почти каждый день и не надо рыскать в поисках нужного контента по просторам сети Интернет. И на практике такое «помещение» у вас легко может появится.

Это онлайн-платформа ELECTUDE. Причём это даже не просто комплексная база знаний по автомеханике, автоэлектрике, диагностике, но и площадка, с которой вы совершенно по-новому посмотрите на дистанционное обучение. Это не просто модный (а в этом году и вынужденный для многих) формат обучения. Это реальная возможность пошагово ликвидировать свои пробелы и отточить навыки посредством встроенного в систему виртуального тренажёра.

Конструкция автомобиля: от терминологии к отлаженной работе

Понятие «автомобиль» сочетает в себе два слова:

Сочетание, которое лучше всего отражает суть понятия. При этом «самостоятельность» и способность к «движению» требуют особенного контроля за безопасностью и надёжностью.

Для этого важно глубокое понимание всех взаимосвязей в работе автомобильных механизмов и систем. Задача производителей и специалистов в сфере ремонта – обеспечить узлам исправность, отлаженную работу. Это огромная ответственность, для которой нужны не только готовность к принятию решений, но и быстрое ориентирование в физических законах, особенностях техники.

Полезный совет

Нельзя выучиться автомобильной механике, электрике, мехатронике раз и навсегда. Учиться нужно каждый день. Единственное: у вас есть выбор – можно хаотично смотреть отдельные телевизионные программы, ролики в Интернете, читать новые учебники и публикации, а можно учиться пошагово (модульно), например, задействуя LMS ELECTUDE. Сначала вы, например, получаете максимальную «прокачку» по основам ДВС, затем «штудируете» бензиновые двигатели, потом проходите отдельные тренинги по оттачиванию конкретных навыков на встроенном тренажёре (он является важной составной частью платформы ELECTUDE).

Устройство автомобиля: агрегаты, узлы и детали

Любой автомеханик, электрик, мехатроник сталкивается с тремя понятиями «деталь», «узел» и «агрегат».

Системы автомобиля

Взаимодействие узлов, механизмов создают систему. Какие системы бывают и для чего они служат?

Специалистам СТО, напротив, часто приходится решать противоположную задачу: разбирать агрегат на узлы, узел на детали. Впрочем, обратная сборка деталей, узлов – это также типичная процедура технического обслуживания транспортного средства.

На рисунке ниже представлено устройство автомобиля:

Каждый будущий диагност должен уверенно знать названия и расположение узлов автомобиля. Более того, он должен соотносить их с основными «автономинаций»:

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.

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.

Устройство и ремонт автомобиля

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:

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.

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.

Из чего состоит автомобиль

Любые легковые машины имеют в своем составе следующие компоненты:

Именно в таком порядке всегда рассматривается автомобиль в любом учебнике по автомеханике, и этому есть причина: эти узлы расположены в порядке значимости.

Двигатель

Двигатель легкового автомобиля – главная его часть. Он приводит в движение само транспортное средство и попутно снабжает энергией обслуживающие агрегаты. Располагается двигатель почти всегда спереди, но иногда встречается и заднее его расположение (в основном на спортивных машинах). Самым распространенным на сегодня является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – в нем сгорает топливо, преобразуя тепловую энергию в кинетическую (вращение). Двигатели бывают бензиновыми, дизельными и газовыми. В этих трех случаях разница заключается только в типе используемого топлива и особенностях рабочего цикла мотора. Кстати, можно дизельный двигатель и на Ниву поставить. Есть еще автомобильные электрические двигатели, но их меньшинство, несмотря на несомненные плюсы.

Крутящий момент двигателя должен быть реализован максимально эффективно, ведь при медленной езде двигатель не может работать медленно, а при быстром движении – быстро. Трансмиссия преобразует скорость вращения двигателя, замедляя или ускоряя его. Трансмиссия – это сцепление, коробка передач и главная передача с дифференциалом.

Сцепление служит для того, чтобы механически разъединить колеса и двигатель, когда движение машины не требуется. Коробка передач позволяет ехать с разной скоростью при одних и тех же оборотах мотора. Она бывает механической (ручной) и автоматической. В первом случае передачи включаются самим водителем при помощи специального рычага, во втором передачи выбираются автоматически в зависимости от скорости езды и нагрузки на автомобиль. Второй вариант позволяет сделать управление проще, однако само устройство такого агрегата намного сложнее. Главная передача направляет крутящий момент непосредственно к колесам, а дифференциал позволяет им вращаться с разной скоростью (это нужно в основном в поворотах).

Также состав трансмиссии может меняться в зависимости от типа привода. Двигатель может вращать только передние, только задние или все колеса вместе. В первом случае вращение от главной передачи идет через полуоси сразу к передним колесам. Во втором случае (если двигатель спереди) в состав трансмиссии добавляется специальный карданный вал, ведущий к задним колесам через всю машину. На полноприводных автомобилях (джипах и кроссоверах) после коробки передач устанавливается еще одна, раздаточная коробка, которая распределяет вращение между передними и задними колесами.

Ходовая часть

В ее состав входят узлы, непосредственно связанные с движением – подвеска, колеса, тормозные механизмы. Подвеска автомобиля служит для сглаживания реактивных моментов, возникающих при проезде неровностей, иначе говоря, она делает езду мягче и плавнее. Кроме того, подвеска устраняет и уменьшает крены и наклон кузова при проезде поворотов, удерживая автомобиль в заданном горизонтальном положении. В состав подвески входят амортизаторы и пружины, а также различные рычаги и шарниры. От характеристик подвески зависит плавность хода и общее поведение на дороге. Тормозные механизмы служат для замедления движения и остановки автомобиля в различных ситуациях. Они расположены непосредственно рядом с колесами.

Электрооборудование

Электрооборудование является очень важной системой оснащения. В наше время, когда электронных помощников все больше и больше, роль электрооборудования становится все выше. В самом общем варианте оно состоит из аккумулятора, генератора, систем зажигания, освещения, контрольных приборов. Так как различные системы потребляют очень много электричества, двигатель при своей работе вращает генератор, обеспечивающий всех потребителей, а также заряжает аккумулятор, который служит для запуска мотора.

Рекомендуем: Какую жидкость заливают в гидроусилитель руля

Кузов

Кузов – это, грубо говоря, металлическая коробка, в которую установлены все вышеперечисленные агрегаты. Кузов вместе с навесными деталями (двери, капот, крылья) формируют внешний облик автомобиля и защищают водителя, пассажиров и все узлы от атмосферных воздействий. Практически все современные легковые автомобили оснащаются несущими кузовами, т.е. на него установлены все составляющие, в отличие от грузовиков, например, где используется рама – специальный элемент, к которому крепится двигатель, кабина, кузов, подвеска и т.д. Использование несущего кузова позволяет значительно, на 10-20%!уменьшить общий вес.

Конечно, более полное представление об устройстве машины могут дать многочисленные картинки и книги, однако общих теоретических знаний в большинстве случаев вполне достаточно, чтобы понять, к примеру, что проблемы с электрооборудованием могут быть причиной того, что «троит двигатель», а стуки и грохот при проезде неровностей указывают на неисправности в подвеске. Поэтому устройство автомобиля для «чайников», несмотря на сложность систем и обилие автосервисов, в сложной ситуации всегда сможет помочь.

Автомобиль в двадцать первом веке уже вовсе не является роскошью. Скорее всего, это актуальная необходимость. Однако у большинства владельцев транспортных средств просто не хватает времени на скрупулёзное изучение его составных частей. Поэтому устройство автомобиля для «чайников» позволяет в кратчайшие сроки ознакомиться с принципиально важными моментами.

Наиболее просто схема устройства автомобиля выглядит так:

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:

Это колесо с желобом по окружности для каната или цепи. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом. Одиночный блок может быть либо с закрепленной осью (уравнительным), либо подвижным (рис. 2). Блок с закрепленной осью действует как рычаг I рода с точкой опоры на его оси. Поскольку плечо усилия равно плечу нагрузки (радиус блока), идеальный выигрыш в силе и скорости равен 1. Подвижный же блок действует как рычаг II рода, поскольку нагрузка расположена между точкой опоры и усилием. Плечо нагрузки (радиус блока) вдвое меньше плеча усилия (диаметр блока). Поэтому для подвижного блока идеальный выигрыш в силе равен 2.

Более простой способ определения идеального выигрыша в силе для блока или системы блоков – по числу параллельных концов каната, удерживающих нагрузку, как это нетрудно сообразить, взглянув на рис. 2.

Уравнительные и подвижные блоки можно сочетать по-разному для увеличения выигрыша в силе. В одной обойме можно установить два, три или большее число блоков, а конец троса можно прикрепить либо к неподвижной, либо к подвижной обойме.

Принцип действия двигателя

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.

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.

Устройство автомобиля: агрегаты, узлы и детали

Любой автомеханик, электрик, мехатроник сталкивается с тремя понятиями «деталь», «узел» и «агрегат».

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:

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:

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.

Узлы и агрегаты автомобиля что это

Во внутреннем устройстве автомобиля можно выделить шесть структурных компонентов:

По форме выделяют несколько разновидностей рам:

Преимущества рамной конструкции заключаются в простоте конвейерной сборки, возможности постоянного изменения дизайна автомобиля, простоте замены повреждённых панелей кузова, способности выдерживать большие нагрузки и хорошей шумо- и виброизоляции салона. В то же время рамные автомобили всегда тяжелее машин с несущим кузовом, при этом их конструкция невыгодна с точки зрения безопасности и рационального размещения узлов и агрегатов, а салон меньше по объёму из-за проходящих под кузовом лонжеронов. В наше время рамное шасси сохранилось только на грузовиках, полноразмерных пикапах и больших внедорожниках.

В современных легковых автомобилях функции рамы выполняет несущий кузов, который несёт на себе всё внутреннее оборудование. Как правило, такой кузов имеет несущий каркас из сваренных деталей и днище, а к ним крепятся подвижные элементы (двери, капот, багажник). Ранние автомобили с несущим кузовом оснащались приваренной к кузову обычной рамой или передним и задним подрамниками, забиравшими на себя часть нагрузки. Среди несущих кузовов различают каркасно-панельные (все внешние панели закреплены на внутреннем металлическом или деревянном каркасе), скелетные (панели являются несущими наряду с каркасом) и оболочковые (панели сварены в цельный корпус, заменяющий каркас) конструкции. Также существует бескаркасно-скорлупный тип несущего кузова (монокок), выполненный из высокопрочных композитных материалов (стеклопластика, углеродного волокна) и не требующий дополнительных усилений (хотя иногда объединённый с лонжеронными подрамниками).

Промежуточное положение между рамой и несущим кузовом занимает т.н. пространственная рама, которая сделана из алюминия или прочной стали и несёт на себе как внутренние агрегаты, так и отдельные панели кузова (обычно алюминиевые или пластиковые). На спортивных и гоночных автомобилях часто использовалась жёсткая пространственная рама из тонких труб.

Лестничная рама

Х-образная рама

Трансмиссия полноприводных автомобилей имеет свои особенности. Различают подключаемый вручную (4WD), подключаемый автоматически и постоянный (AWD) полный привод. В первом случае автомобиль оснащается дополнительной раздаточной коробкой, распределяющей крутящий момент между ведущими мостами, обеспечивающий устойчивое движение машины по бездорожью на понижающих скоростях и отключающая одну ось. Во втором случае обычно применяется вискомуфта в сочетании с самоблокирующимся дифференциалом (Torsen), а в автомобилях с постоянным полным приводом наряду с двумя межколёсными дифференциалами устанавливается центральный межосевой дифференциал.

Ходовая частьХодовая часть автомобиля состоит из мостов, подвески и колёс (дисков и шин). Легковой автомобиль обычно имеет два моста (передний и задний) и четыре колеса, два или четыре из которых ведущие (колёсная формула 4х2 или 4х4). Исключения составляют трёхколёсные микрокары и машины со сдвоенной передней или задней осью.

В особых случаях вместо колёс на автомобилях применяются комбинированные движители. Это может быть полугусеничный движитель, состоящий из передних колёс (иногда со съёмными лыжами) и одного или двух задних мостов на гусеницах. Полугусеничные движители использовались на довоенных автомобилях повышенной проходимости и автосанях. Очень редко встречаются комбинации колёс и водомётного движителя (в амфибиях) или лопастного винта (в автомобилях на воздушной подушке).

Системы управленияК системам управления автомобилем относят рулевое управление, тормозную систему и электронные системы управления двигателем, трансмиссией и т.д.

Существует три основных типа рулевых механизмов:
— глобоидально-червячный (состоит из закреплённого на рулевом валу глобоидального червяка и ролика, вращающего связанную с рычагами ось);
— винт-шариковая гайка (винтовой вал рулевого колеса перемещает гайку, связанную через тяги с рулевой трапецией);
— реечный (закреплённая на рулевом валу шестерня двигает рейку, которая через тяги поворачивает колёса).

Для снижения прикладываемого к рулевому колесу усилия применяются усилители рулевого управления. Они бывают трёх типов: гидравлические (ГУР), электрогидравлические (ЭГУР) и электрические (ЭУР).

Из каких частей состоит автомобиль

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

— системы управления двигателем и электрооборудование.

Таблица с краткими характеристиками каждой из основных частей современного автомобиля предложена ниже.

Часть автомобиля	Описание
Кузов автомобиля	Кузов автомобиля является несущей конструкцией. У всех современных автомобилей кузов является несущей конструкцией, к которой уже крепятся другие основные части. В Старых автомобилях и грузовых автомобилях несущей конструкцией выступала рама. К ней крепятся подвеска, кузов и другие основные узлы и агрегаты автомобиля. На несущий кузов легковые автомобили перешли из-за стремления автопроизводителей снизить снаряженную массу машин.
Ходовая часть	За последние десятилетия подвеска легковых автомобилей значительно изменилась, появились их новые типы. Развитие подвесок связано со стремлением автопроизводителей сделать езду на автомобилях комфортнее. Современные крупные седаны оснащаются независимой передней и задней подвеской. У небольших моделей и хэтчбеков передняя подвеска построена по типу МакФерсона. А задняя подвеска чаще всего бывает полузависимой в виде балки с продольными рычагами. При независимой подвеске каждое колесо автомобиля отдельно крепится к кузову, благодаря этому достигается больший комфорт при езде.
Трансмиссия	Трансмиссия представляет собой сложную систему узлов и агрегатов автомобиля, благодаря которой крутящий момент двигателя передается на колеса.
Двигатель внутреннего сгорания	Двигатель является главной частью автомобиля, благодаря которому автомобиль приводится в движение и воспроизводит свою основную функцию — передвижение. В интернете есть значительное количество информации о различных типах двигателей, именно поэтому не будем развивать данную тему в этой статье.
Электрооборудование	К электрооборудованию современного автомобиля можно отнести следующие узлы: аккумуляторная батарея, генератор переменного тока, система управления двигателем, электропроводка, фары автомобиля, а также другие потребители электроэнергии автомобиля.

Теперь рассмотрим подробнее каждую часть автомобиля.

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.

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

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

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания. 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.

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

Кузов

— передние и задние ланжероны,

— моторный отсек,

Все части кузова взаимосвязаны между собой. Большинство из них сварено между собой и составляют общую пространственную конструкцию. Навесными составляющими кузова являются панели. К ним относятся крылья, бамперы, крыша, двери и так далее. При этом передние крылья чаще всего являются откручиваемыми, а задние крылья привариваются к общей пространственной конструкции кузова.

Кузов — та часть автомобиля на которую крепятся все остальные составляющие. Стоит отметить, что когда только появились автомобили, они не имели кузова. Все узлы крепились к раме, из-за чего автомобиль становился достаточно тяжёлым. Чтобы снизить вес производители отказались от рамы, и заменили её кузовом.

Кузов состоит из четырёх основных частей:

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.

Ходовая часть

— рычаги;

— сайлент-блоки и втулки.

Передняя подвеска имеет более сложное строение, чем задняя подвеска. Это связано с тем, что передние колеса должны поворачиваться для управления автомобилем. А для этого в подвеске появляются такие составляющие, как рулевые тяги, шрус и т.д.

Ходовая часть состоит из огромного количества самых разнообразных узлов и агрегатов, благодаря которым автомобиль и имеет возможность передвигаться. Основными составляющими ходовой части являются:

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

Трансмиссия – это механизм, который передает крутящий момент от двигателя к колесу. В легковом автомобиле для этого используется коробка передач, дифференциал. Во внедорожниках трансмиссию дополняют раздаточная коробка, система полного привода, состоящая из дифференциалов, карданных валов, полуосей и т.д.

Для каждого автомобилиста важно разбираться в коробках передач. Они бывают механическими, автоматическими, автоматизированными механическими и вариативными.

Трансмиссия автомобиля — это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:

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.

Все мы хотя бы раз в жизни ездили на автомобиле, кто-то пользуется им каждый день, но не все представляют из чего же он все же состоит.Не судите строго, сама только начинаю разбираться, что внутри у машины, и почему она едет, разгоняется, тормозит, глохнет, ломается, и не едет…

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова.

Двигатель является источником механической энергии, приводящей автомобиль в движение. У большинства автомобилей двигатель расположен впереди.

Шасси автомобиля представляет собой совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, для передвижения автомобиля и управления им.

Кузов автомобиля предназначен для размещения грузов и пассажиров. У грузового автомобиля кузов состоит из платформы и кабины водителя.

Шасси состоит из: трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной и главной передач, дифференциала и полуосей. Главная передача, дифференциал и полуоси расположены в кожухе заднего ведущего моста.

Сцепление предназначено для временного отключения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения после переключения передачи в коробке передач и при трогании автомобиля с места. Коробка передач служит для изменения крутящего момента, движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

Ходовая часть автомобиля представляет собой тележку и состоит из рамы, переднего и заднего мостов, подвески (рессор и амортизаторов) и колес.

Рама служит для крепления на ней кузова и всех агрегатов автомобиля. В легковых автомобилях в большинстве случаев рама отсутствует, роль ее выполняет кузов.

Передние и задние мосты автомобиля служат для поддержания рамы и кузова. Через мосты автомобиля передается вертикальная нагрузка на колеса. Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова с мостами или колесами.

Колеса непосредственно связывают автомобиль с дорогой. Автомобили с передними ведущими колесами называются переднеприводными. У таких автомобилей нет карданной передачи и надкарданного короба в кузове, поэтому салон становится просторней и комфортабельней, а масса автомобиля меньше. Легковые автомобили с передними ведущими колесами имеют лучшую устойчивость при движении с высокими скоростями.

Механизмы управления включают в себя рулевое управление, необходимое для изменения направления движения автомобиля, и тормозную систему.

АВТОМОБИЛЬ состоит из многих узлов и систем, как показано на этой конструктивной схеме типичного переднеприводного автомобиля особо малого класса. 1 – рулевое колесо; 2 – приборная панель; 3 – рычаг переключения передач; 4 – центральный пульт управления;

5 – рулевой вал; 6 – универсальный шарнир равных угловых скоростей; 7 – двигатель; 8 – передний бампер; 9 – стойка Макферсона; 10 – скоба дискового тормоза; 11 – диск переднего дискового тормоза; 12 – ведущая полуось переднего привода; 13 – реечное управление;

14 – выпускной трубопровод; 15 – обшивка кузова; 16 – амортизатор; 17 – колпак колеса; 18 – барабан заднего тормоза; 19 – топливный бак; 20 – заливная горловина топливного бака; 21 – запасное колесо; 22 – выхлопная труба; 23 – задний бампер; 24 – задний габаритный фонарь; 25 – крышка багажника; 26 – дверь люка; 27 – обогреватель заднего стекла.

Двигатели, в которых тепловая энергия, выделяемая при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу, называют тепловыми. На большинстве современных автомобилей устанавливаются тепловые поршневые двигатели внутреннего сгорания.

с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и газовые);

с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с воздухом, сильно нагретым в цилиндре в результате высокого сжатия (дизельные).

Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя.

1 — поддон картера: 2 — крышка коренного подшипника; 3 — крышка шатуна; 4 — коленчатый вал, 5 — шатун ; 6 — поршень; 7 — поршневые кольца; 8 — клапан; 9 — направляющая втулка клапана, 10 — клапанные пружины; 11 — тарелка; 12 — распределительный вал; 13 — крышка головки блока цилиндров;

14 — рычаг клапана; 15 — гидроопора; 16 — головка блока цилиндров; 17 — свеча зажигания; 18 — прокладка головки блока цилиндров; 19 — кронштейн генератора; 20 — блок цилиндров; 21 — фиксатор шестерни масляного насоса; 22 — шестерня масляного насоса;

Узлы и агрегаты автомобиля что это?

Автомобиль: устройство, конструкция

В фокусе внимания – конструкция автомобиля – системы и механизмы для работы транспорта, компоненты для размещения людей и грузов и устройство автомобиля (детали автомобиля). Остановимся на базовых терминах, основах автомобильных технологий.

Из наших статей вы получите информацию по следующим темам:

Материалы будут регулярно добавляться. Внимательно следите за нашим разделом «Статьи». Автомобильные технологии развиваются очень динамично. Если бы гению (первопроходцу серийных авто) в сфере автомобилестроения Генри Форду продемонстрировали современный транспорт, механизмы бы точно удивили его. Впрочем, не нужно даже быть Генри Фордом. Можно просто было родиться во второй половине прошлого века или в начале нынешнего, а теперь удивляться настоящим чудесам, которые –повсюду. Среди этих чудес:

Также современный транспорт немыслимо представить без электроники, технологий сетевого обмена. Кроме того, меняется сам подход к транспорту. Если ранее важно было просто создать эффективное средство передвижения, результативно использовать энергию топлива, современный производитель нацелен добиться максимально чистого выхлопа. По этой причине особое внимание уделяется модернизации систем контроля процессов воспламенения и горения топлива

Автомобильным инженерам, мехатроникам, механикам есть куда стремится при совершенствовании устройства автомобиля. Хорошо заработать в сфере транспортных технологий реально можно, но важно непрерывное желание для того, чтобы совершенствоваться (обучаться) и толковая начальная база. Да, любого мехатроника, электрика, механика оттачивает всегда практика, но формируют специалиста, прежде всего, именно уверенные знания автомобильных основ, конструкции, устройства автомобиля, его узлов и агрегатов.

Конструкция автомобиля: от терминологии к отлаженной работе

Понятие «автомобиль» сочетает в себе два слова:

Сочетание, которое лучше всего отражает суть понятия. При этом «самостоятельность» и способность к «движению» требуют особенного контроля за безопасностью и надёжностью.

Для этого важно глубокое понимание всех взаимосвязей в работе автомобильных механизмов и систем. Задача производителей и специалистов в сфере ремонта – обеспечить узлам исправность, отлаженную работу. Это огромная ответственность, для которой нужны не только готовность к принятию решений, но и быстрое ориентирование в физических законах, особенностях техники.

Полезный совет

Нельзя выучиться автомобильной механике, электрике, мехатронике раз и навсегда. Учиться нужно каждый день. Единственное: у вас есть выбор – можно хаотично смотреть отдельные телевизионные программы, ролики в Интернете, читать новые учебники и публикации, а можно учиться пошагово (модульно), например, задействуя LMS ELECTUDE. Сначала вы, например, получаете максимальную «прокачку» по основам ДВС, затем «штудируете» бензиновые двигатели, потом проходите отдельные тренинги по оттачиванию конкретных навыков на встроенном тренажёре (он является важной составной частью платформы ELECTUDE).

Устройство автомобиля: агрегаты, узлы и детали

Любой автомеханик, электрик, мехатроник сталкивается с тремя понятиями «деталь», «узел» и «агрегат».

Системы автомобиля

Взаимодействие узлов, механизмов создают систему. Какие системы бывают и для чего они служат?

Создание и совершенствование автомобильных систем является главной заботой производителей.

Специалистам СТО, напротив, часто приходится решать противоположную задачу: разбирать агрегат на узлы, узел на детали. Впрочем, обратная сборка деталей, узлов – это также типичная процедура технического обслуживания транспортного средства.

На рисунке ниже представлено устройство автомобиля:

Каждый будущий диагност должен уверенно знать названия и расположение узлов автомобиля. Более того, он должен соотносить их с основными «автономинаций»:

Элементы ходовой части автомобиля, устройство

Ходовая часть автомобиля — комплекс узлов и механизмов, основным назначением которых является перемещение транспортного средства с условием погашения вибраций, тряски и прочих факторов, негативно влияющих на уровень комфорта.

Элементы ходовой части транспортного средства объединяют кузов и колеса машины, уменьшают раскачивание, принимают и обеспечивают передачу действующих сил.

В процессе движения автомобиля люди, которые находятся в салоне, ощущают на себе различные типы колебаний:

В роли «гасителей» быстрых колебаний выступают сидения, резиновые опоры (КПП и мотора), а также другие «смягчающие» элементы.

От второго типа колебаний (медленных) защищают элементы ходовой части транспортного средства — узлы подвески, покрышки и прочие.

Конструктивно в состав ходовой части машины входит:

Ниже рассмотрим каждую составляющую с позиции функций и особенностей предметно.

Подвеска автомобиля

Главным назначением подвески автомобиля является подавление и уменьшение колебаний, возникающих при попадании ТС в ямы или при наезде на подъемы дорожного покрытия. Благодаря действию подвески, подобные явления эффективно гасятся.

Кузов осуществляет различные типы колебаний — поперечно-угловые, продольные, угловые и вертикальные. Их характеристики формируют общую плавность перемещения транспортного средства для пассажиров и водителя в салоне.

Отдельного внимания заслуживает тип связи колес и кузова автомобиля.

Люди, которые хотя бы раз в жизни ездили на деревянной телеге, ощутили на себе «прелести» движения по неровному покрытию.

Это легко объяснить, ведь колеса этого средства для передвижения жестко сидят на «основе», а выбоины и ямы передаются «пассажирам».

По телевизору можно наблюдать картину, когда при увеличении скорости движения телега буквально разваливается.

Причиной является именно жесткость, из-за которой элементы ходовой части получают огромную нагрузку.

Для продления срока службы современных транспортных средств и повышения уровня комфорта «наездников» кузовная часть и колеса автомобиля не имеют жесткой связи.

Это легко подтвердить, если поднять ТС на определенно расстояние от земли и подергать за колеса — они будут свободно перемещаться и слегка отвиснут.

Это обусловлено особым типом крепления с помощью специальных пружин и рычагов.

Группа механизмов, обеспечивающих «гибкую» связь, относятся к подвеске.

Ее элементы (пружины и рычаги) изготовлены из металла и имеют определенный уровень прочности.

Но при изготовлении автомобиля предусматривается определенный запас, позволяющий колесам перемещаться по отношению к кузовной части в определенных плоскостях.

Если быть точнее, обеспечивается свобода перемещения кузова по отношению к колесам, движущимся по дорожному покрытию.

Подвеска — элемент ходовой части автомобиля, который может быть двух видов:

Недостаток жесткого крепления очевиден. Почти все неровности дорожного покрытия передаются кузову автомобиля, а далее — людям в салоне.

В роли спасителя выступают только шины, которые берут на себя «удар». При такой конструкции кузов сильнее раскачивается и с более высоким ускорением.

Добавление в конструкцию ходовой части упругой составляющей (рессора или пружин) позволяет более эффективно гасить удары от неровного дорожного покрытия.

Недостаток в том, что машина начинает раскачиваться, а сами колебания сохраняются в течение продолжительного времени. В итоге машина менее управляема, а движения становятся опасными.

Авто с таким типом подвески будет раскачиваться во всех направлениях, что повышает риск «пробоя». Он может возникнуть в случае совпадения двух составляющих — толчка от дорожного покрытия и работы подвески из-за продолжительного колебания.

Сегодня элементы ходовой части более продуманы. В конструкцию подвески входят не только упругие, но и демпфирующие узлы — амортизаторы.

В задачу последних входит контроль работы пружины и гашение чрезмерных колебательных движений.

После наезда на неровность происходит сжатие пружины, а в процессе расширения большую часть энергии принимает на себя амортизатор автомобиля.

Он не дает пружине растянуться на длину, которая больше положенной. Как следствие, колебательный процесс имеет ограниченный характер — в среднем одно 0,5 до 1,5 циклов.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Почему стучит амортизатор.

Элементы ходовой части, обеспечивающие качественный контакт с покрытием

Бытует мнение, что качество контакта с поверхностью дороги зависит только от покрышек, упругих и демпфирующих узлов (амортизатора, пружин).

На практике не меньшее значение имеют дополнительные элементы ходовой части, взаимодействующие друг с другом и кинематикой направляющих устройств.

Так, для обеспечения достаточного уровня безопасности и комфорта в промежутке между кузовом и покрытием должны находиться следующие элементы:

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Как установить пневмоподвеску своими руками

Мы рассмотрели основные элементы ходовой части автомобиля, которые конструктивно отличаются друг от друга на разных моделях машин, но в итоге несут в себе основное назначение – обеспечить комфортное и безопасное движение транспортного средства.

Из каких частей состоит автомобиль

— системы управления двигателем и электрооборудование.

Таблица с краткими характеристиками каждой из основных частей современного автомобиля предложена ниже.

Часть автомобиля	Описание
Кузов автомобиля	Кузов автомобиля является несущей конструкцией. У всех современных автомобилей кузов является несущей конструкцией, к которой уже крепятся другие основные части. В Старых автомобилях и грузовых автомобилях несущей конструкцией выступала рама. К ней крепятся подвеска, кузов и другие основные узлы и агрегаты автомобиля. На несущий кузов легковые автомобили перешли из-за стремления автопроизводителей снизить снаряженную массу машин.
Ходовая часть	За последние десятилетия подвеска легковых автомобилей значительно изменилась, появились их новые типы. Развитие подвесок связано со стремлением автопроизводителей сделать езду на автомобилях комфортнее. Современные крупные седаны оснащаются независимой передней и задней подвеской. У небольших моделей и хэтчбеков передняя подвеска построена по типу МакФерсона. А задняя подвеска чаще всего бывает полузависимой в виде балки с продольными рычагами. При независимой подвеске каждое колесо автомобиля отдельно крепится к кузову, благодаря этому достигается больший комфорт при езде.
Трансмиссия	Трансмиссия представляет собой сложную систему узлов и агрегатов автомобиля, благодаря которой крутящий момент двигателя передается на колеса.
Двигатель внутреннего сгорания	Двигатель является главной частью автомобиля, благодаря которому автомобиль приводится в движение и воспроизводит свою основную функцию — передвижение. В интернете есть значительное количество информации о различных типах двигателей, именно поэтому не будем развивать данную тему в этой статье.
Электрооборудование	К электрооборудованию современного автомобиля можно отнести следующие узлы: аккумуляторная батарея, генератор переменного тока, система управления двигателем, электропроводка, фары автомобиля, а также другие потребители электроэнергии автомобиля.

Теперь рассмотрим подробнее каждую часть автомобиля.

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.

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

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

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания. 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.

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.

Кузов

— передние и задние ланжероны,

— моторный отсек,

Все части кузова взаимосвязаны между собой. Большинство из них сварено между собой и составляют общую пространственную конструкцию. Навесными составляющими кузова являются панели. К ним относятся крылья, бамперы, крыша, двери и так далее. При этом передние крылья чаще всего являются откручиваемыми, а задние крылья привариваются к общей пространственной конструкции кузова.

Кузов — та часть автомобиля на которую крепятся все остальные составляющие. Стоит отметить, что когда только появились автомобили, они не имели кузова. Все узлы крепились к раме, из-за чего автомобиль становился достаточно тяжёлым. Чтобы снизить вес производители отказались от рамы, и заменили её кузовом.

Кузов состоит из четырёх основных частей:

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.

Ходовая часть

— рычаги;

— сайлент-блоки и втулки.

Передняя подвеска имеет более сложное строение, чем задняя подвеска. Это связано с тем, что передние колеса должны поворачиваться для управления автомобилем. А для этого в подвеске появляются такие составляющие, как рулевые тяги, шрус и т.д.

Ходовая часть состоит из огромного количества самых разнообразных узлов и агрегатов, благодаря которым автомобиль и имеет возможность передвигаться. Основными составляющими ходовой части являются:

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

Трансмиссия – это механизм, который передает крутящий момент от двигателя к колесу. В легковом автомобиле для этого используется коробка передач, дифференциал. Во внедорожниках трансмиссию дополняют раздаточная коробка, система полного привода, состоящая из дифференциалов, карданных валов, полуосей и т.д.

Для каждого автомобилиста важно разбираться в коробках передач. Они бывают механическими, автоматическими, автоматизированными механическими и вариативными.

Трансмиссия автомобиля — это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:

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.

Все мы хотя бы раз в жизни ездили на автомобиле, кто-то пользуется им каждый день, но не все представляют из чего же он все же состоит.Не судите строго, сама только начинаю разбираться, что внутри у машины, и почему она едет, разгоняется, тормозит, глохнет, ломается, и не едет…

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова.

Двигатель является источником механической энергии, приводящей автомобиль в движение. У большинства автомобилей двигатель расположен впереди.

Шасси автомобиля представляет собой совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, для передвижения автомобиля и управления им.

Кузов автомобиля предназначен для размещения грузов и пассажиров. У грузового автомобиля кузов состоит из платформы и кабины водителя.

Шасси состоит из: трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной и главной передач, дифференциала и полуосей. передача, дифференциал и полуоси расположены в кожухе заднего ведущего моста.

Сцепление предназначено для временного отключения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения после переключения передачи в коробке передач и при трогании автомобиля с места. Коробка передач служит для изменения крутящего момента, движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции.

ПОДРОБНОСТИ: Выбираем толщиномер лакокрасочного покрытия автомобиля

Ходовая часть автомобиля представляет собой тележку и состоит из рамы, переднего и заднего мостов, подвески (рессор и амортизаторов) и колес.

Рама служит для крепления на ней кузова и всех агрегатов автомобиля. В легковых автомобилях в большинстве случаев рама отсутствует, роль ее выполняет кузов.

Передние и задние мосты автомобиля служат для поддержания рамы и кузова. Через мосты автомобиля передается вертикальная нагрузка на колеса. Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова с мостами или колесами.

Колеса непосредственно связывают автомобиль с дорогой. Автомобили с передними ведущими колесами называются переднеприводными. У таких автомобилей нет карданной передачи и надкарданного короба в кузове, поэтому салон становится просторней и комфортабельней, а масса автомобиля меньше. Легковые автомобили с передними ведущими колесами имеют лучшую устойчивость при движении с высокими скоростями.

Механизмы управления включают в себя рулевое управление, необходимое для изменения направления движения автомобиля, и тормозную систему.

АВТОМОБИЛЬ состоит из многих узлов и систем, как показано на этой конструктивной схеме типичного переднеприводного автомобиля особо малого класса. 1 – рулевое колесо; 2 – приборная панель; 3 – рычаг переключения передач; 4 – центральный пульт управления;

5 – рулевой вал; 6 – универсальный шарнир равных угловых скоростей; 7 – двигатель; 8 – передний бампер; 9 – стойка Макферсона; 10 – скоба дискового тормоза; 11 – диск переднего дискового тормоза; 12 – ведущая полуось переднего привода; 13 – реечное управление;

14 – выпускной трубопровод; 15 – обшивка кузова; 16 – амортизатор; 17 – колпак колеса; 18 – барабан заднего тормоза; 19 – топливный бак; 20 – заливная горловина топливного бака; 21 – запасное колесо; 22 – выхлопная труба; 23 – задний бампер; 24 – задний габаритный фонарь; 25 – крышка багажника; 26 – дверь люка; 27 – обогреватель заднего стекла.

Двигатели, в которых тепловая энергия, выделяемая при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу, называют тепловыми. На большинстве современных автомобилей устанавливаются тепловые поршневые двигатели внутреннего сгорания.

с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и газовые);

с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с воздухом, сильно нагретым в цилиндре в результате высокого сжатия (дизельные).

Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя.

1 — поддон картера: 2 — крышка коренного подшипника; 3 — крышка шатуна; 4 — коленчатый вал, 5 — шатун ; 6 — поршень; 7 — поршневые кольца; 8 — клапан; 9 — направляющая втулка клапана, 10 — клапанные пружины; 11 — тарелка; 12 — распределительный вал; 13 — крышка головки блока цилиндров;

14 — рычаг клапана; 15 — гидроопора; 16 — головка блока цилиндров; 17 — свеча зажигания; 18 — прокладка головки блока цилиндров; 19 — кронштейн генератора; 20 — блок цилиндров; 21 — фиксатор шестерни масляного насоса; 22 — шестерня масляного насоса;

Источник

Устройство автомобиля. Всё об автомобиле

: 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 — та часть автомобиля на которую крепятся все остальные составляющие. Стоит отметить, что когда только появились автомобили, они не имели кузова. Все узлы крепились к раме, из-за чего автомобиль становился достаточно тяжёлым. Чтобы снизить вес производители отказались от рамы, и заменили её кузовом.

Кузов состоит из четырёх основных частей:

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 состоит из огромного количества самых разнообразных узлов и агрегатов, благодаря которым автомобиль и имеет возможность передвигаться. Основными составляющими ходовой части являются:

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 автомобиля — это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:

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 — 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.

К основным элементам электрооборудования автомобиля относятся:

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.

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.

Из чего состоит автомобиль: основные части автомобиля

Автомобильная промышленность не стоит на месте, и все время совершенствуется, в связи с этим происходит постоянная смена составляющих автотранспорта, тем не менее базовые узлы и агрегаты остаются неизменными:

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатели разделяют на несколько видов, это разделение производится по виду топлива используемого при работе. Двигатели бывают дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные. Состав всех двигателей практически одинаковый, он состоит из следующих узлов:

Принцип работы превратить тепловую энергию в механическую энергию. Топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания через впускной клапан, путем разряжения, созданного поршнем в цилиндр. Затем происходит сжатие смеси за счет движения поршня вверх при закрытых клапанов.

В момент критического сжатия подается искра, которая воспламеняет смесь и заставляет поршень двигаться вниз, затем происходит открытие выпускного клапана и выхлопные газы попадают в выпускной коллектор. Работа дизельного двигателя немного отличается, там воспламенения происходит при сильном сжатии без подачи искры.

Также в последнее время все чаще встречаются гибридные двигатели и электрические двигатели. В гибридном исполнении используется двигатель внутреннего сгорания для вращения генератора, а колеса приводятся в движение электромотором. Основным отличием является наличие аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электромотором, а энергия поступает от аккумуляторов.

Кузов автомобиля

Имеет множество вариаций:

И еще множество различных вариаций без учета коммерческого транспорта. Кузов авто играет одну из самых важных ролей в безопасности водителя и пассажиров, а также важной составляющей кузова являются, его аэродинамические свойства, что позволяет уменьшить расход топлива и увеличить скоростные показатели. В состав кузова входят такие детали, как: двери, крышка багажника, капот, бампера, стекла, уплотнители, основа кузова с боковыми панелями, крыльями и крышей.

Салон автомобиля или зона комфорта

Салон современного автомобиля обладает высоким уровнем комфорта, за счет множества систем автомобиля. Устройство кондиционирования обеспечивает создание комфортного микроклимата в салоне автомобиля в независимости от погоды на улице. На некоторых моделях автотранспорта установлен многозонный климат контроль, который организовывает микроклимат для каждого отдельного пассажира.

Сиденья автомобиля стало иметь множество регулировок, так что любой водитель или пассажир может настроить сиденья под себя для комфортной посадки. А также в сиденьях имеются функции подогрева, охлаждения и даже массажа. Многие автомобили на данный момент оборудуются датчиками света и дождя, что, несомненно, создает комфорт водителю.

И не стоит забывать о вспомогательных системах: парковочный радар, обзорные камеры по периметру автомобиля, помощник при парковке. Мультимедийные устройства позволяют не только прослушивать аудио-файлы, но и также просматривать видео и имеют выход в интернет, во многих системах установлен bluetooth, что позволяет производить общение по телефону с помощью мультимедиа, не отвлекаясь от управления транспортным средством.

Электронные системы автомобиля

Современные автомобили полностью окутаны электроникой начиная от блока управления двигателем, заканчивая датчиками давления в колесах. Управления двигателем и другими функциями осуществляется программным способом по средствам ЭБУ (электронного блока управления).

Управления тормозной системой производится по средствам датчиков и блока управления ABS. А также по средствам электроники производится управление антипробуксовочной функцией. На современном автомобиле практически 90% элементов имеют связь с электроникой.

Рулевое управление

Рулевое управление состоит из реечного механизма, соединенного с рулевым колесом по средствам рулевых карданных передач, усилителя руля (гидропривод или электропривод). Гидроусилитель работает за счет гидравлического масла, нагнетаемого насосом в рулевую рейку, электроусилитель организован электромотором, установленным непосредственно на рулевом механизме.

Тормозная система

Эти системы различают по принципу работы гидравлическая и воздушная тормозные системы. Воздушная система в большинстве случаев реализована на грузовых транспортных средствах и работает за счет давления воздуха, накачиваемого в баллоны компрессором.

Гидравлическая тормозная система состоит из главного тормозного цилиндра с вакуумным усилителем, рабочих тормозных цилиндров, тормозных дисков или барабанов, тормозных колодок, стояночной тормозной системы. Работа данной системы заключается в передачи порции тормозной жидкости к рабочим тормозным цилиндрам, в результате происходит воздействие на тормозные колодки, которые останавливают диск, а соответственно и транспортное средство.

Это лишь основные системы автомобиля и не стоит забывать, что любой вид транспорта является технически сложной конструкцией, состоящей из множества систем, взаимодействующих между собой.

Устройство автомобиля для начинающих — видео

Трудно представить себе жизнь без автомобиля. Даже те, кто никогда в жизни не был и не будут тесно связаны с автомобильным транспортом, нет-нет, да и пересекутся с машиной прямо или косвенно. Поэтому устройство автомобиля, хотя бы в общих чертах, знать нужно обязательно. В конце концов, время требует знаний все глубже, а техники вокруг становится все больше, а чтобы быть с любой техникой если не на «ты», то хотя бы на дружеской ноге, основные принципы ее работы знать необходимо.

Как устроен автомобиль: ключевые понятия и термины

Мы не ставим себе цель в нескольких словах дать развернутую картину такого сложного и наукоемкого изобретения, как автомобиль. Вовсе нет. Достаточно усвоить термины и понять принцип действия главных узлов автомобиля, а дальше интуиция сделает свое дело, но термины очень важны. Это основа технической культуры, поэтому оговоримся сразу — в автомобиле никогда не было, нет, и быть не может штуковин, загогулин, пимпочек, крутилок, дергалок и прочей белиберды. Каждая деталь имеет свое название, поэтому и мы будем относиться к технике уважительно. Тогда и машина не станет устраивать каверзы.

И еще — аббревиатуры. Они хороши только тогда, когда собирается на вечернее совещание весь инженерный штат крупного автозавода. Только там, в среде инженеров, естественно слышать ГКЛ, ДМРВ, ГКТРО, КВВУШ и прочие никому непонятные сокращения. В правильном наименовании узлов и агрегатов тоже выражается определенное уважение как к технике, так и к собеседнику. Устройство автомобиля для начинающих видео которого мы предлагаем, подано под одним углом, а мы постараемся дополнить его, насколько это возможно.

Узлы, агрегаты, гаечки и болтики

А теперь начнем сначала и прежде, чем рассматривать конкретные вопросы по устройству автомобиля, стоит определиться с рядом терминов. Это очень важно:

Теперь, когда мы уже почти знаем все основные, фундаментальные понятия, можно начинать рассматривать устройство автомобиля и принцип действия его узлов и агрегатов.

Как работает мотор

Автомобиль — это сложный комплекс взаимосвязанных систем, в котором без взаимного воздействия ничего не случается. Каждое изменение состояния автомобиля в целом и отдельных узлов взаимозависимы, поэтому посмотри на автомобиль с глобальной точки зрения, как на самодостаточную автономную замкнутую систему. Машина нам нужна для передвижения, поэтому наличие в ней такого агрегата, как двигатель, не будет неожиданностью.

Как правило, современный автомобиль, или не очень современный, передвигается при помощи двигателя внутреннего сгорания. Принцип его работы заключается в том, что топливо, попадая в его системы, непременно сгорает, а химико-физическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую, вращательную.

Устройство двигателя внутреннего сгорания полностью повторяет устройство тепловой машины — это пара: цилиндр и поршень, система впускных и выпускных клапанов. Смесь топлива и воздуха попадает в пространство над поршнем, сжимается и взрывается от искры, которую генерирует свеча зажигания.

Системы и навесное оборудование

Во время работы двигатель выделяет большое количество тепла, которое, если ничего с ним не делать, просто разрушит детали и узлы мотора. Для того, чтобы отвести тепло в атмосферу, мотор снабжен системой охлаждения. Она бывает двух типов — воздушной и жидкостной. Если применяется воздушная система охлаждения, то мотор будет охлаждаться встречным воздухом. Если жидкостная — охлаждающей жидкостью, антифризом или водой. Они передает тепло в атмосферу как через стенки рубашки охлаждения, так и через радиатор.

Система питания и выхлопа

Для подачи и дозирования топлива используется система питания. Она состоит из топливного бака, топливных насосов, фильтров, топливопровода и устройства, которое дозирует и смешивает топливо с воздухом. Для бензиновых моторов это карбюратор или система впрыска, а для дизельных — топливный насос высокого давления и форсунки, которые подают солярку в цилиндры.

Чтобы отводить отработанные газы подальше от салона, существует система выхлопа, которая кроме всего прочего еще и глушит шум работы двигателя, а глушить ей есть что — каждую минуту в двигателе происходит по несколько тысяч мощных взрывов. Кроме того, выхлопная система современных автомобилей контролирует уровень выброса вредных веществ, продуктов сгорания топлива, в атмосферу.

Шасси и электрическая схема

Ходовая часть автомобиля — это шасси, подвеска, рулевое управление, мосты. Для демпфирования неровностей и обеспечения устойчивости и хорошей управляемости, подвеска автомобиля состоит из упругих элементов, пружин или рессор, а также амортизаторов, которые не дают раскачиваться кузову, но способствуют плавности хода.

Рулевое управление автомобиля состоит из системы тяг и рычагов, рулевого механизма, рулевой колонки и руля. Современные автомобили оборудованы усилителем рулевого управления, гидравлического или электрического типа.

Также для контроля и безопасности каждый автомобиль имеет тормозную систему, которая приводится в действие педалью и ручным рычагом стояночного тормоза. Система может блокировать колеса по мере нажатия на педаль тормоза.

Также в каждом современном автомобиле реализована система безопасности, которая способна предохранить от травм и повреждений водителя и сделать безопаснее движение в принципе.

Упрощенная система электрооборудования автомобиля представлена на фото. Это довольно сложный и многоуровневый организм, который поддерживает и обеспечивает электричеством все точки-потребители, а основными ее элементами есть генератор и аккумулятор.

В двух словах — так и работает каждая современная машина уже на протяжение более ста лет. Технологии и конструкторские решения меняются, неизменным остается только одно — автомобиль прочно вошел в жизнь современного человека и без него наш мир не был бы полноценным.

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:

— бензин;
— дизельное топливо;
— газ.

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.

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.

Устройство автомобиля для чайников: разбираемся вместе

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.

Устройство автомобиля: основные принципы конструкции машины

Рама и кузов

Как и человек, машина имеет собственный скелет — каркас. На нём держатся все навесные системы и элементы. Правильнее называть его остовом или несущей системой. Она, в свою очередь, бывает рамной или безрамной, рамно-кузовной. Главное предназначение остова — крепить, держать все основные агрегаты и системы автомобиля, воспринимать нагрузки при движении.

В основе рамного строения автомобиля лежит жёсткая стержневая схема — рама. На неё крепят все основные узлы автомобиля, включая и сам кузов. Подобная конструкция характерна для тракторов, грузовых автомобилей и некоторых крупных внедорожников. Рама должна быть очень прочной, но одновременно лёгкой и технологичной.

Основными деталями такого шасси являются две или более (зависит от конструкции авто) продольно расположенные балки, соединённые поперечинами. Это и есть лонжероны, которые так часто вызывают интерес новичков. Наибольшее распространение получили клепаные рамы, простые в изготовлении и более технологичные. С другой стороны, они не подходят для тяжёлых автомобилей. Здесь целесообразнее использовать цельносварные рамы. А при мелкосерийном производстве некоторых авто применяют болтовое соединение. Сам кузов крепится на раму с помощью особых кронштейнов на болтах с толстыми резиновыми прокладками, уменьшающими вибрации.

Безрамный кузов сам является опорой, несущей составляющей. Изготавливать его, обслуживать и ремонтировать гораздо сложнее. Несмотря на это они вытеснили рамы, стали повсеместно применяться в создании современных легковых авто. В первую очередь из-за меньшей массы и превосходной устойчивости за счёт низкого центра тяжести. К тому же по безопасности безрамная конструкция лучше всех остальных систем. Первый в мире автомобиль с такой системой — Lancia Lambda 1922 года выпуска.

Часто несущий кузов сравнивают со скорлупой яйца. Как известно, его очень трудно сломать продольно, так как вся сила не концентрируется в одном месте, а рассеивается по всей площади. Так и целиком безрамная или рамно-несущая конструкция автомобиля, состоящая из множества панелей, приваренных между собой, образует прочную единую конструкцию. Примечательно, что даже стёкла такого кузова берут определённую часть нагрузки и влияют на общую жёсткость.

Кузова принято различать и по основным типам. Например, легковые автомобили выпускаются в виде седана, хэтчбека или универсала. Существуют и другие разновидности, но они не столь распространены. Наиболее популярен седан, который разделён конструктивно на три части: моторный отсек, салон и багажник. А вот хэтчбек не имеет отдельного багажного отсека. Последний соединён с салоном, что вызывает определённые неудобства. Зато хэтчбек компактнее седана и легче, что положительно сказывается на расходе горючего и маневренности. Универсал же рассчитан на высокие нагрузки, оснащён багажником огромных размеров. Такой кузов у всех современных внедорожников.

Кузов делают из высокопрочной стали, проходящей несколько этапов обработки. Как правило, стараются использовать тонкие листы металла, чтобы уменьшить общую массу автомобиля.

Панели крепятся между собой точечной сваркой. Это пока что лучшая технология скрепления, так как надёжна и позволяет уменьшить количество кромок и острых углов, наиболее чувствительных к ржавлению.

Кузов автомобиля состоит из:

Работа авто — основные элементы узлы и агрегаты легкового автомобиля.

Любой легковой автомобиль, независимо от производителя, марки и модели, состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова. В данном разделе мы подробно расскажем только о кузове, а на остальных элементах остановимся кратко, поскольку их более подробное описание приведено ниже, в соответствующих главах книги.

Двигатель — это источник механической энергии, которая приводит автомобиль в движение. Он преобразует тепловую энергию, образующуюся при сгорании топлива, в механическую, которая создает на валу двигателя крутящий момент, используемый для движения автомобиля. Как правило, двигатель располагается в передней части автомобиля, однако есть и исключения — например, тот же «Запорожец». Часть кузова, где находится двигатель, называется моторный отсек (рис. 1.12).

Шасси включает в себя три группы механизмов: трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также для изменения крутящего момента в зависимости от текущих условий движения автомобиля. Составными частями трансмиссии являются: коробка переключения передач, сцепление, карданная передача, главная передача, дифференциал, полуоси.

Знайте.

У переднеприводных автомобилей, а также у заднеприводных автомобилей, у которых двигатель установлен сзади, карданная передача отсутствует.

Коробка переключения передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса автомобиля, для езды задним ходом, а также для отключения двигателя от трансмиссии (точнее — от ведущих колес) при движении «накатом», а также во время длительной стоянки автомобиля.

Сцепление необходимо для кратковременного отключения двигателя от трансмиссии (ведущих колес) и плавного их соединения при работающем двигателе. Это необходимо при переключении передач, а также при трогании с места.

Карданная передача предназначена для того, чтобы передавать крутящий момент между валами, которые расположены под углом, изменяющимся при движении автомобиля. С помощью главной передачи осуществляется увеличение крутящего момента и его передача под прямым углом на полуоси автомобиля. В свою очередь, полуоси передают крутящий момент на ведущие колеса.

Для того чтобы ведущие колеса автомобиля вращались с различными скоростями там, где это нужно (на поворотах, при езде по ухабистой дороге), используется специальный механизм, называемый дифференциал.

Ходовая часть легкового автомобиля внешне напоминает обыкновенную тележку и включает в себя совмещенный с кузовом подрамник (в легковых автомобилях чаще используется просто несущий кузов), передний и задний мост, подвеску (с рессорами и амортизаторами) и колеса.

На совмещенном с кузовом подрамнике крепятся агрегаты автомобиля. Отметим, что в некоторых легковых автомобилях имеется отдельная рама, выполняющая эти функции.

Мосты автомобиля предназначены для поддерживания кузова, через них вертикальная нагрузка передается на колеса. С помощью подвески устанавливается упругая связь кузова с мостами (колесами), а посредством колес осуществляется связь всего автомобиля с дорогой.

Механизмы управления автомобиля состоят из рулевого управления, с помощью которого осуществляется изменение направления движения автомобиля, и тормозной системы, предназначенной для замедления движения, остановки автомобиля и удержания его во время стоянки в неподвижном состоянии.

Кузов автомобиля — это то, что, собственно, мы видим, глядя на автомобиль. Он предназначен для размещения водителя, пассажиров и грузов (багажа). Кузов стандартного легкового автомобиля состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника.

Помимо того, что кузов предназначен для размещения водителей, пассажиров и грузов, он является несущим элементом любого современного легкового автомобиля. В нем находится салон, к нему крепятся все агрегаты трансмиссии, ходовой части, двигатель внутреннего сгорания, механизмы управления, а также все дополнительное оборудование. Кроме этого, на кузов замыкается «минус» электрической цепи автомобиля.

В основном кузов современного автомобиля состоит из металла и стекла, но используются и другие материалы (краска, грунтовка, резиновые прокладки на дверях и стеклах, дерматин, утеплитель и др.). Существуют модели автомобилей, у которых кузова делают из специального крепкого пластика. Правда, это исключения, и большинство кузовов все же изготовлены из металла, и в дальнейшем мы будем исходить именно из этого.

Металлическая часть кузова включает в себя следующие основные компоненты: днище, крыша, крылья, панели, двери, капот и крышка багажника. Кроме них, каждый кузов включает в себя ряд более мелких металлических деталей и элементов. Лобовое и заднее стекла вставляются в специальные проемы соответственно в передней и задней частях кузова; боковые стекла устанавливаются в дверях, которые навешиваются на петли.

Двери кузова крепятся к соответствующим стойкам петлями, которые держатся на винтах. При этом имеется возможность регулирования дверей по вертикали и по горизонтали относительно оси кузова. Это бывает необходимо, в частности, после ДТП, или для обеспечения герметичности салона.

Замки как передних, так и задних дверей автомобиля имеют специальную конструкцию, которая полностью соответствует установленным требованиям безопасности. В частности фиксаторы замков сконструированы таким образом, что самопроизвольное открывание дверей при столкновении автомобиля с каким-то препятствием практически полностью исключается.

Каждая дверь имеет специальный ограничитель, который не позволяет ей упираться в кузов автомобиля внешней стороной при открывании. Такая конструкция приобретает особую важность в ветреную погоду: часто приоткрытую дверь сильным порывом ветра вырывает из рук и распахивает настежь, и в это время ограничитель предотвращает выламывание двери и соприкосновение ее с кузовом.

Внутри дверей имеются стеклоподъемники, предназначенные для открывания и закрывания бокового стекла. Стеклоподъемники бывают двух типов: ручные и электрические.

Ручные стеклоподъемники приводятся в действие с помощью специальной рукоятки, расположенной на внутренней поверхности двери, и имеют привод от металлического троса. Электрический стеклоподъемник работает от электрической цепи автомобиля и приводится в действие нажатием специальной кнопки, расположенной в салоне автомобиля — например, на дверной ручке или между передними сидениями (рис. 1.13).

Отметим, что на многих автомобилях используются и ручные, и механические стеклоподъемники: например, спереди могут использоваться электрические стеклоподъемники, а сзади — ручные.

Лобовое (иногда его называют ветровое) и заднее стекла являются панорамными (за исключением задних стекол кузовов «хэтчбэк» и «универсал»). Лобовое стекло является трехслойным, а заднее и боковые стекла — закаленными. Поэтому лобовое стекло при ударе может лишь потрескаться, а все остальные стекла рассыпаются на мелкие кусочки. Это предотвращает водителя и пассажиров от травм, которые могли бы быть нанесены большими осколками стекла в результате дорожно-транспортного происшествия.

Спереди и сзади кузова установлены бамперы. На современных автомобилях, как правило, устанавливаются бамперы, изготовленные из пластмассы или других подобных материалов (пенополиуретан с добавкой стекловолокна и др.). В случае дорожнотранспортного происшествия при столкновении спереди или сзади именно бампер первым принимает на себя силу удара.

Водитель и пассажиры автомобиля размещаются на сиденьях. Большинство современных легковых автомобилей предусматривают перевозку людей в количестве не более пяти человек, включая водителя.

Передние сиденья автомобиля, как правило, являются раздельными и установлены на специальных салазках, по которым их можно передвигать в продольном направлении в зависимости от роста водителя и пассажира. Спинки передних сидений можно наклонять как вперед, так и назад, вплоть до полного откидывания спинки для организации спального места.

В трех- и двухдверных автомобилях («Опель-Астра», «Форд-Эскорт», ВАЗ-2108, «Запорожец» и др.) спинки передних сидений откидываются вперед, чтобы открыть пассажирам доступ к заднему сидению.

Кузова типа «хэтчбэк» и «универсал» можно преобразовывать из пассажирского в грузовой вариант и наоборот. При этом убирается складная полка или тент, отделяющий багажное отделение от пассажирского салона, а заднее сиденье складывается, в результате чего получается довольно внушительное пространство для перевозки объемных или многочисленных грузов.

Днища кузовов, а также внутренние поверхности крыльев покрыты специальным средством для защиты от коррозии и улучшения шумоизоляции. Но, несмотря на это, рекомендуется сделать полную антикоррозийную обработку кузова (в российских условиях эксплуатации это особенно актуально).

Внутри салона располагаются все органы управления автомобилем (рис. 1.14), а также великое множество устройств и приспособлений, призванных обеспечить комфорт, безопасность и удобство во время движения. К ним, в частности, относятся пепельница, подлокотники сидений, подголовники, ремни безопасности и т. д.

Двигатель

Устройство автомобиля невозможно представить без главного источника механической энергии, приводящего его в движение. Пока наиболее распространены двигатели внутреннего сгорания, хотя постепенно и вытесняются гибридными и электрическими разновидностями.

В каждом ДВС имеются цилиндры и поршни. В них происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива. Данный процесс повторяется несколько сотен раз в минуту, чтобы обеспечить непрерывное и быстрое вращение коленвала. Последний передаёт крутящий момент дальше, непосредственно на приводы колёс.

Более всего распространены четырёхтактные моторы. Они названы так из-за 4-х основных процессов или тактов, происходящих в цилиндрах за один ход поршня. Сначала происходит впуск топливно-воздушной смеси в камеру сгорания, затем сжатие горючего, потом воспламенение посредством подачи искры свечой и выпуск отработанных газов. В процессе этих четырёх тактов образуется рабочий ход или крутящий момент, передаваемый через шатун на коленвал.

Виды двигателей и их отличия

Все поршневые ДВС отличаются по типу впрыска. Не так давно были популярными и карбюраторные типы зажигания, но они уступили место инжекторным или впрысковым системам.

В устройстве автомобиля для чайников инжекторные двигатели классифицируются по типу впрыска упрощённо:

Силовые установки принято различать по типу питания:

Известны также движки типа VR (Mitsubishi Galant), особенностью которых является малый угол развала. Такой мотор меньше в длину и ширину, чем обычные V-6 или V-8. Ещё один редкий агрегат внутреннего сгорания — W12. Здесь цилиндры располагаются сразу в три ряда.

Помимо поршневых двигателей, сегодня постепенно входят в моду и другие виды агрегатов:

Краткий обзор важных систем и агрегатов устройства авто

Итак, согласно схеме общего устройства машины, она работает следующим образом.

Благодаря кузову все узлы устройства собраны вместе. Системы работают синхронно и слаженно. За запуск двигателя отвечает аккумулятор. Последний выдает искру, из-за которой воспламеняется бензин в камере сгорания. Детонация запускает движение поршней в моторе. Двигатель, с помощью трансмиссии (если максимально просто, это сила, которая крутит колеса) передает энергию на колеса. За плавность и исправность хода отвечает ходовка. Машина едет или останавливается. Эти процессы контролируются педалями «газ» и «тормоз». В автомобилях с механической коробкой передач есть еще педаль «сцепление» (об этом чуть ниже). Чтобы работали все лампочки и датчики, а также исправно функционировал бортовой компьютер, генератор вырабатывает ток.

Водитель, сидя за рулем в комфортабельном салоне, не видит и не ощущает всю сложность технического устройства автомобиля. Он лишь поворачивает ключ в замке, переключает рычаг коробки, давит педали, крутит руль, да жмет кнопочки на панели. Ну, и контролирует уровень топлива в баке. Сказка, да и только!

Однако, все же, если он хочет понимать устройство автомобиля, хотя бы на уровне «для начинающих», должен разбираться еще в некоторых механизмах.

Что такое сцепление? Как работает данный элемент устройства? Вы когда-нибудь задумывались, почему, когда мы заводим тачку, она сразу не едет. Почему при заведенном двигателе она стоит на месте, пока мы не переключим скорость и не нажмем на педаль газа (тормоза и сцепления, потом газа при МКПП)? Сейчас попробуем объяснить:

Ну что же, мы разобрали базовые элементы конструкции и устройства современного автомобиля, постарались объяснить все максимально доступно и просто. Теперь вы понимаете, каким образом тачка едет, почему работает двигатель, за что отвечает тот или иной агрегат.

Мало кто поспорит, управлять современной машиной, да еще с АКПП – одно удовольствие. Но это – только если соблюдать рекомендации по уходу, относиться к авто бережно, вовремя проходить ТО и реагировать на малейшие неисправности.

Трансмиссия

Связующее звено между двигателем и колёсами называется трансмиссией. Этот незаменимый проводник выполняет несколько функций в автомобиле:

Современные трансмиссии бывают разного типа: классические, электрические, гидрообъёмные, гибридные. Конструкция включает ведущий и зависимый мосты. Различают передний, задний или полный привод на все четыре колеса.

Общее устройство автомобиля

Рассмотрим устройство автомобиля на примере легкового транспортного средства – самого популярного сегодня. Типовой легковой автомобиль включает в себя следующие структурные элементы:

Механическая КПП

Механизм для ступенчатого изменения передаточного числа. Выбор скорости на МКПП осуществляется вручную, водителем автомобиля. Основная функциональная составляющая такой коробки реализуется за счёт механических устройств, поэтому она так и названа.

Различают двухвальные и трёхвальные коробки. Здесь есть главный, второстепенный и промежуточный валы. Для безударного и комфортного переключения скоростей предусмотрены синхронизаторы. Образец двухвальной КПП установлен на Ваз 2104, 2105, 2109.

Автоматическая КПП

Новый вид трансмиссии, которая бывает нескольких типов:

Автоматическая коробка позволяет максимально плавно переключать скорости, сохраняя целостность сцепления длительное время. За счёт этого АКПП может адаптироваться под разный стиль вождения. А варианты с возможностью ручного переключения дают машине отличную динамику.

Устройство автомата довольно сложное. Состоит он из гидроблока, планетарных механизмов, фрикционов и других, не менее важных элементов. Особые функции здесь выполняют разнообразные датчики.

Управление автоматической коробкой осуществляется посредством селектора. Рабочие режимы зависят от выбранного положения: P, N, R, D. На внедорожниках с большим числом диапазонов работы используются дополнительные режимы: S, L, OFF и т. д. Также имеются отдельные кнопки типа Snow, Shift, Sport. Они характеризуют работу автомата в зависимости от внешних условий.

Различные используемые схемы

Тип рулевого управления в основном определяется способом преобразования в рулевом механизме. Выделяются три основных варианта:

Все данные механизмы снабжаются усилителями. Они в своей работе могут использовать электрические, гидравлические и смешанные принципы.

Усовершенствование рулевых механизмов идёт по пути максимального внедрения в них принципов автоматического управления. Существуют системы типа AFS, где по команде компьютера можно оперативно менять суммарное передаточное число рулевого редуктора. Для этого используется дополнительная передача планетарного типа, где венец можно вращать отдельным электродвигателем. Электромоторы могут выполнять и иные функции, вплоть до полного устранения жёсткой связи между рулевым колесом и управляемыми колёсами. Подобно тому, как электричество и гидравлика берут на себя перемещение управляющих элементов в авиации и тяжёлой грузовой технике. Уровень надёжности и дублирование вполне это позволяют. При этом руление становится полностью адаптивным и помощь водителю максимальна.

Колеса и подвеска

Автомобильная подвеска — это система, включающая несколько узлов и элементов. Именно она обеспечивает связь между кузовом и колёсными приводами. Но основная её задача — снижать вибрации, удары и толчки, которые неизбежны во время передвижения автомобиля, особенно по неровным дорожным покрытиям. Одновременно ходовая часть обеспечивает непрерывный контакт колёс с асфальтом, эффективно передаёт ведущее усилие и контролирует тормоза.

Подвеска имеет сложную конструкцию, несмотря на кажущуюся простоту. Она состоит из следующих частей:

Классифицируются современные автомобильные подвески на три основных типа:

Зависимая подвеска проста и надёжна, но плохо управляется, на высоких скоростях менее комфортна. А вот независимый вариант отличается превосходной управляемостью и высоким удобством, но менее надёжен при эксплуатации. Промежуточное решение — использование полузависимой ходовой, чаще устанавливаемой сзади на бюджетные модели авто.

Тормозная система

Позволяет замедлять движение машины, вплоть до её полной остановки. Незаменима система во время экстренных ситуаций, а также когда автомобиль надо удерживать от самопроизвольного движения вниз. Автомобильные тормоза включают несколько подсистем: ручную, запасную, вспомогательную, антиблокировочную. Их совокупность называется тормозным управлением.

Задача основной тормозной системы — регулировать скорость движения машины, останавливать транспортное средство в случае необходимости. Состоит она из привода и исполнительных механизмов (барабан, диск). На современных легковых авто чаще используется гидропривод, реже — электрический, пневмо или комбинированный варианты. В некоторых случаях для повышения давления жидкости и эффективности торможения применяются вакуумный усилитель и регулятор.

При отказе или неисправности главного тормоза (разгерметизация одного из контуров и понижение уровня жидкости до критического) задействуется резервная тормозная система. Работает она как самостоятельный узел или вкупе с ручником.

Ручной или стояночный тормоз, оснащённый механическим приводом, предназначен для:

Коэффициенты эффективности замедления автомобиля, движущегося со скоростью 80 км/ч при усилии на педаль до 50 кг основной системы и подсистем:

Принцип функционирования тормозов прост. После нажатия на педаль тормозное усилие передаётся на колёсные механизмы. Последние прижимают к дискам колодки, тем самым останавливая вращение.

Устройство рулевого управления

1 – Рулевое колесо; 2 – корпус подшипников вала; 3 — подшипник; 4 – вал колеса рулевого управления; 5 – карданный вал рулевого управления; 6 – тяга рулевой трапеции; 7 — наконечник; 8 — шайба; 9 – палец шарнирный; 10 – крестовина карданного вала; 11 – вилка скользящая; 12 – наконечник цилиндра; 13 – кольцо уплотнительное; 14 – гайка наконечника; 15 — цилиндр; 16 –поршень со штоком; 17 – кольцо уплотнительное; 18 – кольцо опорное; 19 — манжета; 20 – кольцо нажимное; 21 — гайка; 22 – муфта защитная; 23 – тяга рулевой трапеции; 24 — масленка; 25 – наконечник штока; 26 – кольцо стопорное; 27 — заглушка; 28 – пружина; 29 – обойма пружины; 30 – кольцо уплотнительное; 31 – вкладыш верхний; 32 – палец шаровый; 33 – вкладыш нижний; 34 — накладка; 35 – муфта защитная; 36 – рычаг поворотного кулака; 37 – корпус поворотного кулака.

Устройство рулевого привода:

1 – корпус золотника; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – кольцо плунжеров подвижное; 4 — манжета; 5 – картер рулевого механизма; 6 — сектор; 7 – пробка заливного отверстия; 8 — червяк; 9 – боковая крышка картера; 10 — крышка; 11 – пробка сливного отверстия; 12 – втулка распорная; 13 – игольчатый подшипник; 14 – сошка рулевого управления; 15 – тяга сошки рулевого управления; 16 – вал рулевого механизма; 17 — золотник; 18 — пружина; 19 — плунжер; 20 – крышка корпуса золотника.

Бак масляный. 1 – Корпус бачка; 2 — фильтр; 3 – корпус фильтра; 4 – клапан перепускной; 5 — крышка; 6 — сапун; 7 – пробка заливной горловины; 8 — кольцо; 9 – шланг всасывающий.

Насос усилительного механизма. 1 – крышка насоса; 2 — статор; 3 — ротор; 4 — корпус; 5 – игольчатый подшипник; 6 — проставка; 7 — шкив; 8 — валик; 9 — коллектор; 10 – диск распределительный.

Принципиальная схема. 1 – трубопроводы високого давления; 2 – механизм рулевой; 3 – насос усилительного механизма; 4 – шланг сливной; 5 – бак масляный; 6 – шланг всасывающий; 7 – шланг нагнетательный; 8 – механизм усилительный; 9 – шланги.

Рулевое управление автомобиля КамАЗ

1 — корпус клапана управления гидроусилителем; 2 — радиатор; 3 — карданный вал; 4 — рулевая колонка; 5 — трубопровод низкого давления; 6 — трубопровод высокого давления; 7— бачок гидросистемы; 8— насос гидроусилителя; 9 — сошка; 10 — продольная тяга; 11 — рулевой механизм с гидроусилителем; 12 — корпус углового редуктора.

Механизм рулевого управления автомобиля КамАЗ :

1 — реактивный плунжер; 2— корпус клапана управления; 3 — ведущее зубчатое колесо; 4 — ведомое зубчатое колесо; 5, 22 и 29— стопорные кольца; 6 — втулка; 7 и 31 — упорные колы к», 8 — уплотнительное кольцо; 9 и 15 — бинты; 10 — перепускной клапан; 11 и 28 — крышки; 12 — картер; 13 — поршень-рейка; 14 — пробка; 16 и 20— гайки; 17 — желоб; 18 — шарик; 19 — сектор; 21 — стопорная шайба; 23 — корпус; 24 — упорный подшипник; 25 — плунжер; 26 — золотник; 27— регулировочный винт; 30— регулировочная шайба; 32— зубчатый сектор вала сошки.

Электрооборудование и системы помощи водителю

Многое в машине контролируется электрикой. Она довольно сложная, но значительно облегчает процесс вождения и делает пребывание в салоне максимально комфортным. Именно она запускает двигатель, поддерживая его в рабочем состоянии. Блок управления, аккумулятор, генератор, распределитель, искрообразующие свечи, — всё это отдельные части автомобиля, без которых невозможно представить его нормальное функционирование.

Второстепенными элементами автоэлектрики являются источники освещения: фонари, габаритные огни, поворотники, подсветка салона и т. д. Сюда же относится звуковой сигнал, всевозможные датчики и регуляторы.

К электрооборудованию можно причислять и системы, призванные улучшать курсовую устойчивость и управляемость автомобиля.

На многих автомобилях в тормозной привод встраивается ABS. Эта конструкция с несколькими датчиками, модуляторами и блоком управления призвана предотвращать блокировку и скольжение колёс во время торможения. АБС позволяет управлять траекторией автомобиля, обеспечивая равномерное и прямолинейное торможение.

Система отлично помогает в освоении тонкостей водительского мастерства, предназначена в первую очередь для новичков. Опытному шофёру, знакомому с экстремальным типом вождения не понаслышке, АБС позволяет расслабиться.

Такая же активная система безопасности, ставшая в наше время неизменной частью комплектации автомобиля. Это важнейшее дополнение, помогающее улучшить курсовую устойчивость вкупе с ABS и EBD.

Подробнее о функциях ESP:

ESP оснащена множеством датчиков, расположенных почти на всех органах управления авто.

Системы помощи при парковке

Они разнообразны, получили широкое распространение в последние годы.

В автошколе начинающего автомобилиста специально не знакомят с этими системами, чтобы научить парковать машину по зеркалам. Тем не менее почти все современные автомобили оборудуются помощниками, особенно задним парковочным радаром, так как это повышает комфорт управления.

Задний парктроник состоит из датчиков, блока управления, монитора и звукового динамика. Он начинает работать после включения задней передачи, контролируя расстояние до ближайшего препятствия.

Адаптивный круиз-контроль (ACC)

Это дальнейшее развитие системы круиз-контроля, поддерживающей заданную постоянную скорость движения. ACC устанавливается многими автопроизводителями: Mitsubishi, Toyota, Volkswagen, BMW. В неё входит управляющий блок, исполнительные устройства и датчик, определяющий расстояние. Последний называют лидаром.

Контролёр получает информацию от датчиков. Благодаря встроенному программному обеспечению происходит сравнение параметров со стандартными значениями. Адаптивный круиз-контроль работает в диапазоне скоростей от 0 до 200 км/ч. Некоторые модели оснащаются дополнительными подсистемами, оказывающими воздействие на тормоз и пуск двигателя.

Система управления двигателем и электрооборудование

К основным элементам электрооборудования автомобиля относятся:

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.

Противоугонная система

Данное устройство представляет собой группу технических средств, монтируемых на автомобили с целью защиты их от угона и несанкционированного использования.

Современные противоугонные комплексы — это:

Сигналки различаются по типу информирования:

Блокирующие комплексы или иммобилайзеры бывают контактными и бесконтактными. Они имеют возможность блокировать важные агрегаты автомобиля — двигатель, коробку передач, руль, тормоз.

Наконец, противодействующие устройства предназначены для прямого физического воздействия на злоумышленника, например, посредством электрошокера или слезоточивого газа, громкого шума.

Устройство автомобиля для начинающих представленными выше системами не ограничивается. Но основные узлы и агрегаты были частично рассмотрены.

Типы независимых подвесок

Модель подвески	Описание
McPherson	Самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Недорогая в производстве и ремонте, проста в конструкции, надежна. Из недостаков можно выделить среднюю управляемость.
Двухрычажная передняя подвеска	Более эффективная и сложная конструкция. Устанавливается спереди и сзади, Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.
Пневматическая подвеска	Используется на автомобилях класса люкс. Также возможно установить за доплату у дилера. Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом.
Гидравлическая подвеска	Даёт возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.
Винтовая подвеска, или койловеры	Амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.
Подвески типа push-rod и pull-rod	Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе — двухрычажная схема. Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

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:

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.

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.

Из чего состоит автомобиль

Любые легковые машины имеют в своем составе следующие компоненты:

Именно в таком порядке всегда рассматривается автомобиль в любом учебнике по автомеханике, и этому есть причина: эти узлы расположены в порядке значимости.

Двигатель

Двигатель легкового автомобиля – главная его часть. Он приводит в движение само транспортное средство и попутно снабжает энергией обслуживающие агрегаты. Располагается двигатель почти всегда спереди, но иногда встречается и заднее его расположение (в основном на спортивных машинах). Самым распространенным на сегодня является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – в нем сгорает топливо, преобразуя тепловую энергию в кинетическую (вращение). Двигатели бывают бензиновыми, дизельными и газовыми. В этих трех случаях разница заключается только в типе используемого топлива и особенностях рабочего цикла мотора. Кстати, можно дизельный двигатель и на Ниву поставить. Есть еще автомобильные электрические двигатели, но их меньшинство, несмотря на несомненные плюсы.

Крутящий момент двигателя должен быть реализован максимально эффективно, ведь при медленной езде двигатель не может работать медленно, а при быстром движении – быстро. Трансмиссия преобразует скорость вращения двигателя, замедляя или ускоряя его. Трансмиссия – это сцепление, коробка передач и главная передача с дифференциалом.

Сцепление служит для того, чтобы механически разъединить колеса и двигатель, когда движение машины не требуется. Коробка передач позволяет ехать с разной скоростью при одних и тех же оборотах мотора. Она бывает механической (ручной) и автоматической. В первом случае передачи включаются самим водителем при помощи специального рычага, во втором передачи выбираются автоматически в зависимости от скорости езды и нагрузки на автомобиль. Второй вариант позволяет сделать управление проще, однако само устройство такого агрегата намного сложнее. Главная передача направляет крутящий момент непосредственно к колесам, а дифференциал позволяет им вращаться с разной скоростью (это нужно в основном в поворотах).

Также состав трансмиссии может меняться в зависимости от типа привода. Двигатель может вращать только передние, только задние или все колеса вместе. В первом случае вращение от главной передачи идет через полуоси сразу к передним колесам. Во втором случае (если двигатель спереди) в состав трансмиссии добавляется специальный карданный вал, ведущий к задним колесам через всю машину. На полноприводных автомобилях (джипах и кроссоверах) после коробки передач устанавливается еще одна, раздаточная коробка, которая распределяет вращение между передними и задними колесами.

Ходовая часть

В ее состав входят узлы, непосредственно связанные с движением – подвеска, колеса, тормозные механизмы. Подвеска автомобиля служит для сглаживания реактивных моментов, возникающих при проезде неровностей, иначе говоря, она делает езду мягче и плавнее. Кроме того, подвеска устраняет и уменьшает крены и наклон кузова при проезде поворотов, удерживая автомобиль в заданном горизонтальном положении. В состав подвески входят амортизаторы и пружины, а также различные рычаги и шарниры. От характеристик подвески зависит плавность хода и общее поведение на дороге. Тормозные механизмы служат для замедления движения и остановки автомобиля в различных ситуациях. Они расположены непосредственно рядом с колесами.

Электрооборудование

Электрооборудование является очень важной системой оснащения. В наше время, когда электронных помощников все больше и больше, роль электрооборудования становится все выше. В самом общем варианте оно состоит из аккумулятора, генератора, систем зажигания, освещения, контрольных приборов. Так как различные системы потребляют очень много электричества, двигатель при своей работе вращает генератор, обеспечивающий всех потребителей, а также заряжает аккумулятор, который служит для запуска мотора.

Рекомендуем: Гидроусилитель руля (ГУР): описание, функции, назначение, устройство, фото

Кузов

Кузов – это, грубо говоря, металлическая коробка, в которую установлены все вышеперечисленные агрегаты. Кузов вместе с навесными деталями (двери, капот, крылья) формируют внешний облик автомобиля и защищают водителя, пассажиров и все узлы от атмосферных воздействий. Практически все современные легковые автомобили оснащаются несущими кузовами, т.е. на него установлены все составляющие, в отличие от грузовиков, например, где используется рама – специальный элемент, к которому крепится двигатель, кабина, кузов, подвеска и т.д. Использование несущего кузова позволяет значительно, на 10-20%!уменьшить общий вес.

Конечно, более полное представление об устройстве машины могут дать многочисленные картинки и книги, однако общих теоретических знаний в большинстве случаев вполне достаточно, чтобы понять, к примеру, что проблемы с электрооборудованием могут быть причиной того, что «троит двигатель», а стуки и грохот при проезде неровностей указывают на неисправности в подвеске. Поэтому устройство автомобиля для «чайников», несмотря на сложность систем и обилие автосервисов, в сложной ситуации всегда сможет помочь.

Автомобиль в двадцать первом веке уже вовсе не является роскошью. Скорее всего, это актуальная необходимость. Однако у большинства владельцев транспортных средств просто не хватает времени на скрупулёзное изучение его составных частей. Поэтому устройство автомобиля для «чайников» позволяет в кратчайшие сроки ознакомиться с принципиально важными моментами.

Наиболее просто схема устройства автомобиля выглядит так:

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:

Машины и их основные элементы

Тема: Механизм и машина. Классификация машин.

Тема: Критерии работоспособности деталей машин. Контактная прочность деталей машин

Машины и их основные элементы

Человек создал машины для производства различных видов ра­бот или преобразования энергии. Современные машины обеспечи­вают резкое повышение производительности труда человека. На­пример, человек в течение длительного времени может развивать мощность не более 0,1 кВт, а мощность машин-преобразователей энергии (электрических генераторов) достигает 1200 МВт.

Любая машина состоит из двигательного, передаточного и испол­нительного

В машине можно выделить совокупность совместно работаю­щих деталей, которые представляют собой конструктивно обособ­ленные единицы, объединенные одним назначением; эти сбороч­ные единицы называют узлами.

Узлы одной машины можно изготавливать на разных заводах. Примерами таких узлов являются муфты, редукторы, электрошпиндели, шарикоподшипники.

Две подвижно соединенные детали образуют кинематическую пару.

На рис.1.1 представлены соответственно низшие
(а —
враща­тельная;
б
— поступательная;
в —
винтовая) и высшая
(г —
зубчатая) кинематические пары.

Тела, образующие кинематическую пару, называются звеньями. Совокупность звеньев подвижно соеди­ненных кинематических пар называется ки­нематической цепью.

На рис. 2 представ­лены кине-матические цепи, состоящие из пары зубчатых колес (рис. 2, а

)
,
а также цилиндрических, конической и червячной пар (рис. 2,
б
)
.
Если в кинематической

цепи одно звено закреплено, то она

В машиностроении при вычерчивании различных кинематиче­ских пар приняты условные обозначения, утвержденные ГОСТом 2.770-68*

Основные критерии работоспособности и

Принцип действия двигателя

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.

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:

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:

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.

Из чего состоит ваша машина

В течение последних ста лет устройство автомобиля не претерпело принципиальных изменений. Однако, благодаря достижениям технического прогресса, за этот период были значительно усложнены практически все автомобильные системы, основные узлы и агрегаты автомобиля. Индустрия автомобилестроения продолжает двигаться вперед с каждым днем, и благодаря этому у современных авто постоянно повышаются показатели экономичности и мощности двигателя, растет скорость, совершенствуется дизайн. Автомобили, сходящие с современных конвейеров, оснащены сложными компьютерными системами и элементами автоматизации, которые еще те же сто лет назад могли восприниматься разве что как «умные машины» из научно-фантастической литературы.

Каждый автолюбитель должен быть знаком с принципами работы основных узлов автомобиля

В этой статье мы рассмотрим основные агрегаты и узлы автомобиля. Разумеется, любой автолюбитель, сдавший экзамен на получение водительских прав, имеет представление о главных системах работы транспортного средства, но «повторение – мать учения» – и поэтому данный материал послужит полезной памяткой автовладельцу.

В автомобилестроении наиболее распространены три конструктивные схемы – переднеприводная, заднеприводная и полноприводная (в последней ведущими являются все колеса). Тремя основными узлами, которые обеспечивают работу автомобиля, являются двигатель, шасси и кузов. Сейчас мы подробно рассмотрим принципы работы этих узлов.

Двигатель

В роли источника механической энергии, благодаря которой автомобиль способен передвигаться, выступает двигатель – жизненный любого транспортного средства. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется двигателем в энергию механическую, которая в свою очередь создает крутящий момент на валу двигателя. Именно крутящий момент и приводит в движение транспортное средство.

Расположен двигатель обычно в передней части машины, хотя бывают и исключения (например, Porshe, Ferrari, Lamorghini и наш «Запорожец»). Фрагмент кузова, в котором находится двигатель, называется моторным отсеком.

Механическая энергия от двигателя к ведущим колесам передается при помощи трансмиссии (подробнее об этом устройстве будет рассказано ниже). Термин «силовая установка» обозначает конструктивное объединение трансмиссии и двигателя в единое целое. Основные разновидности автомобильных двигателей различаются в зависимости от вида энергии, которая преобразуется двигателем в механическую.

Наиболее распространенными являются:

Двигатель – «жизненный центр» автомобиля

Самый популярный двигатель – внутреннего сгорания – преобразует химическую энергию горящего топлива в механическую работу. Поршневый, роторно-поршневый, газотурбинный – все это ДВС. Наибольшим спросом в наши дни пользуется поршневый двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе (бензин, дизель или природный газ).

Автомобили, приводящиеся в движение электродвигателями, называют электромобилями. Для возникновения электрической энергии в данном случае используются такие источники как топливные элементы или аккумуляторные батареи. Главным недостатком электромобиля, конечно, является малая емкость источника электроэнергии и, как следствие, небольшой запас хода.

В гибридной силовой установке объединены двигатель внутреннего сгорания и электрический двигатель. Их рабочая связь осуществляется при помощи генератора. Энергия на ведущие колеса в гибридном автомобиле передается двумя способами:

Отметим, что параллельная работа гибридной силовой установки является более предпочтительной, нежели последовательная.

Шасси

Совокупность агрегатов, передающая механическую энергию от двигателя к ведущим колесам, называется шасси. Кроме того, шасси служит для придания движения автомобиля и управления им. В состав шасси входят три группы механизмов: трансмиссия, ходовая часть авто и система управления.

К системе трансмиссии относятся коробки переключения передач, главная передача, сцепления, карданные передачи и дифференциалы, полуоси, ШРУС (шарниры равных угловых скоростей), карданный вал. У полноприводных машин, где ведущими являются все колеса, к трансмиссии относятся также и раздаточные коробки.

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. Помимо этого она служит для изменений крутящего момента в зависимости от смены условий, в которых происходит движение автомобиля.

Трансмиссия обеспечивает способность автомобиля к движению

Движущей силой транспортного средства является сила тяги. Она возникает в результате взаимодействия ведущих колес автомобиля с дорогой. Работа машин с двигателем внутреннего сгорания невозможна без наличия трансмиссии – она устанавливается на всех автомобилях, в том числе грузовых и легковых, на автобусах, и даже на… велосипедах. Да, велосипед также оснащен трансмиссией простейшего устройства – цепной передачей. Между прочим, первые автомобили также были оборудованы цепной передачей в трансмиссии.

Кстати, для того, чтобы определить количество ведущих колес, можно воспользоваться так называемой «колесной формулой», которая выглядит, например, как «4х2» или «4х4». Первая цифра в этой формуле обозначает общее количество колес, а вторая – число колес ведущих.

Рассмотрим некоторые устройства, входящие в систему трансмиссии.

Для временного отключения двигателя от трансмиссии (ведущих колес), а также для их плавного соединения при работающем моторе, служит сцепление. Сцепление задействуется, когда автомобиль трогается с места, а также в момент переключения передач.

Крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса транспортного средства, по необходимости изменяется при помощи коробки переключения передач (КПП). Помимо этого коробка переключения передач используется при движении задним ходом. Также работа КПП необходима для отключения двигателя от трансмиссии (вернее – от ведущих колес) во время движения «накатом» и при длительной стоянке автомобиля.

Благодаря КПП изменяется крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса автомобиля

Крутящий момент передается между валами, расположенными под определенным углом. Этот угол способен изменяться в процессе движения автомобиля. А передается крутящий момент устройством, которое носит название карданная передача. На заднеприводных автомобилях, где двигатель установлен в задней части кузова, а также у переднеприводных машин карданная передача отсутствует.

В заднеприводных трансмиссиях используется карданный вал, поскольку в автомобилях с задним приводом двигатель располагается достаточно далеко от ведущих колес.

А вот шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), которые в просторечии называются среди автолюбителей «гранатами», устанавливаются исключительно на автомобилях с передним приводом.

Главная передача необходима для осуществления увеличения крутящего момента и его передача на полуоси машины под прямым углом. Полуоси, в свою очередь, служат для передачи крутящего момента на ведущие колеса.

Дифференциалом называется специальный механизм, который используется для того, чтобы ведущие колеса транспортного средства вращались с разными скоростями (в случаях, когда это необходимо – например, при движении по ухабистой дороге или на поворотах).

Современные требования к трансмиссиям чрезвычайно высоки. Трансмиссии последних поколений должны быть простыми по своей конструкции, но при этом иметь большой коэффициент полезного действия (КПД), а также передавать высокий крутящий момент. Помимо этого, трансмиссия должна быть небольших размеров и быть крайне надежной, чтобы не дать внезапного сбоя в самый неподходящий момент. Еще одним из главных требований автовладельцев к трансмиссии является ее бесшумность в процессе работы.

Следующая группа механизмов, входящая в систему шасси – это ходовая часть автомобиля. Внешне она напоминает тележку и состоит из рамы, мостов (переднего и заднего), подвески (с амортизаторами и рессорами) и колес. Если кузов транспортного средства является несущим – это подразумевает отсутствие рамы. В этом случае все агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Как правило, это относится к автобусам и легковым автомобилям.

Для поддерживания кузова служат автомобильные мосты – передний и задний. Вертикальная нагрузка, благодаря мостам, передается на колеса.

Упругую связь мостов (колес) с кузовом устанавливает подвеска. Подвеска представляет собой совокупность устройств, которые связывают кузов и колеса автомобиля. Одна из основных миссий подвески – это преобразование воздействия дороги на автомобиль в наиболее допустимые и комфортные колебания колес и кузова. При этом автомобиль должен не только быстро набирать скорость при разгоне, но и не менее быстро замедлять ход до момента полной остановки.

Подвеска легкового автомобиля

Помимо прочего машина должна быть устойчивой и «послушной» в управлении. Для достижения всех этих целей и служит подвеска, конструкцией которой определяется безопасность при движении, а также прочие основные эксплуатационные свойства автомобиля. Важно также помнить о том, что подвеска влияет и на сцепление. Надежное сцепление колес с поверхностью дороги зависит не только от протекторов шин – но и от передаваемой на колеса нагрузки. А изменение вертикальной нагрузки на колеса, в свою очередь, определяется работой амортизаторов и прогибом рессор. Соответственно, в результате уменьшения вертикальной нагрузки, сцепление колес с поверхностью дороги снижается.

В легковых автомобилях подвеска состоит из таких основных типов устройств как:

Колеса, также входящие в систему ходовой части автомобиля, осуществляют связь транспортного средства с дорогой.

Таким образом, ходовая часть транспортного средства используется для объединения колес и устройств крепежа к кузову, обеспечивая движение машины при помощи ведущих колес.

Последняя, третья группа механизмов, относящаяся к шасси – это система управления автомобилем. К этим устройствам относятся:

Рассмотрим эти системы более подробно.

Схема работы системы рулевого управления автомобиля

При изменении положения руля меняется угол поворота колес. За этот процесс отвечает рулевое управление автомобиля. Работа рулевого управления заключается в том, что если, например, руль поворачивается вправо, то и колеса автомобиля также поворачиваются в правую сторону – причем, чем большим будет градус поворота руля, тем на больший угол повернутся управляемые колеса.

Современное рулевое управление автомашины должно работать точно и надежно, ведь если эта система неисправна – автомобиль становится полностью неуправляемым. Когда поворачивается руль, колеса должны без задержки поворачиваться на определенный угол, который должен точно соответствовать углу поворота рулевого колеса. Состоит рулевое управление из привода и рулевого механизма. Современные рулевые механизмы делятся на три типа: «червяк-ролик», «винт-гайка» и «рейка-сектор». Все они относятся к механическим, однако в последнее время крупные автомобильные концерны планируют замену механического рулевого управления на электронное. В электронном рулевом управлении не будет механических приводов и тяг – их полностью заменит блок управления, который будет поворачивать колеса в соответствии с поворотом руля при помощи электромоторов.

От исправной работы тормозов зависит безопасность водителя и пассажиров

Одной из наиболее важных и ответственных систем автомобиля является его тормозная система. От ее исправности и качественной работы зачастую зависит жизнь водителя и пассажиров. Тормозная система автомобиля состоит из целого ряда компонентов и деталей, служащих для замедления движения машины и для ее полной остановки. Тормоза также нужны для того, чтобы, например, удержать автомобиль в неподвижном состоянии на склоне. В принципе тормозная система транспортного средства делится на две системы – рабочую и стояночную. Рабочая система необходима для снижения скорости и остановки автомобиля, а стояночная удерживает машину на неровной поверхности. К деталям тормозной системы относятся диски, цилиндры, барабаны, тормозные колодки и приводы. Основная часть современных автомобилей оборудована так называемыми фрикционными тормозами. Их работа базируется на использовании силы трения неподвижной детали о подвижную (колодки, например, трутся о тормозной диск или барабан).

Кузов

Основа автомобиля, к которой крепятся все его агрегаты и узлы – это кузов. От состояния кузова зависит внешний вид авто, его обтекаемость, безопасность и комфорт в процессе вождения. В кузове размещаются водитель, пассажиры и грузы (багаж). По своему исполнению это достаточно сложное и металлоемкое изделие – поэтому почти половину стоимости машины составляет именно цена кузова (это же, кстати, можно сказать и о весе автомобиля). Кузов стандартных современных легковых автомобилей состоит из пассажирского салона, багажника и моторного отсека. Изготавливается он из стали, алюминия и стекла, а вот вспомогательными материалами для его изготовления являются грунтовка, краска, резина, утеплитель и многое другое. Кстати, в наши дни существуют даже такие модели автомашин, кузова которых изготовлены из специального прочного пластика.

Для долгосрочной службы кузову необходима своевременная антикоррозийная обработка

Конструкция кузова легкового авто может быть разной: двухдверный кабриолет, четырехдверный седан – все зависит от фантазии производителя и ожиданий клиента. Однако главное предназначение любого кузова – это обеспечение безопасности, как пассивной (для водителя и пассажиров; предотвращение ДТП), так и активной (для окружающих; уменьшение тяжести ДТП). Кроме размещения водителя, пассажиров и багажа, кузов также несет функцию несущего элемента. К кузову крепятся двигатель, все агрегаты трансмиссии и ходовой части, механизмы управления, дополнительное оборудование. Помимо прочего, на кузове замыкается «минус» автомобильной электроцепи.

Видео — общие сведения об устройстве автомобиля

Заключение!

Необходимо помнить, что при появлении очагов коррозии кузов может прийти в полную негодность буквально за пару лет – а это значит, что в негодность придет и весь автомобиль, т.к. в данном случае будет логичней купить новую машину, чем менять кузов. Поэтому нужно обязательно проводить антикоррозийную обработку и удалять ржавчину, если она появляется на кузове вашего авто.

От законов механики к механическим устройствам. (Урок-лекция) (стр. 3 )

Из чего состоит ваша машина

В течение последних ста лет устройство автомобиля не претерпело принципиальных изменений. Однако, благодаря достижениям технического прогресса, за этот период были значительно усложнены практически все автомобильные системы, основные узлы и агрегаты автомобиля. Индустрия автомобилестроения продолжает двигаться вперед с каждым днем, и благодаря этому у современных авто постоянно повышаются показатели экономичности и мощности двигателя, растет скорость, совершенствуется дизайн. Автомобили, сходящие с современных конвейеров, оснащены сложными компьютерными системами и элементами автоматизации, которые еще те же сто лет назад могли восприниматься разве что как «умные машины» из научно-фантастической литературы.

Каждый автолюбитель должен быть знаком с принципами работы основных узлов автомобиля

В этой статье мы рассмотрим основные агрегаты и узлы автомобиля. Разумеется, любой автолюбитель, сдавший экзамен на получение водительских прав, имеет представление о главных системах работы транспортного средства, но «повторение – мать учения» – и поэтому данный материал послужит полезной памяткой автовладельцу.

В автомобилестроении наиболее распространены три конструктивные схемы – переднеприводная, заднеприводная и полноприводная (в последней ведущими являются все колеса). Тремя основными узлами, которые обеспечивают работу автомобиля, являются двигатель, шасси и кузов. Сейчас мы подробно рассмотрим принципы работы этих узлов.

Двигатель

В роли источника механической энергии, благодаря которой автомобиль способен передвигаться, выступает двигатель – жизненный любого транспортного средства. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется двигателем в энергию механическую, которая в свою очередь создает крутящий момент на валу двигателя. Именно крутящий момент и приводит в движение транспортное средство.

Расположен двигатель обычно в передней части машины, хотя бывают и исключения (например, Porshe, Ferrari, Lamorghini и наш «Запорожец»). Фрагмент кузова, в котором находится двигатель, называется моторным отсеком.

Механическая энергия от двигателя к ведущим колесам передается при помощи трансмиссии (подробнее об этом устройстве будет рассказано ниже). Термин «силовая установка» обозначает конструктивное объединение трансмиссии и двигателя в единое целое. Основные разновидности автомобильных двигателей различаются в зависимости от вида энергии, которая преобразуется двигателем в механическую.

Наиболее распространенными являются:

Двигатель – «жизненный центр» автомобиля

Самый популярный двигатель – внутреннего сгорания – преобразует химическую энергию горящего топлива в механическую работу. Поршневый, роторно-поршневый, газотурбинный – все это ДВС. Наибольшим спросом в наши дни пользуется поршневый двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе (бензин, дизель или природный газ).

Автомобили, приводящиеся в движение электродвигателями, называют электромобилями. Для возникновения электрической энергии в данном случае используются такие источники как топливные элементы или аккумуляторные батареи. Главным недостатком электромобиля, конечно, является малая емкость источника электроэнергии и, как следствие, небольшой запас хода.

В гибридной силовой установке объединены двигатель внутреннего сгорания и электрический двигатель. Их рабочая связь осуществляется при помощи генератора. Энергия на ведущие колеса в гибридном автомобиле передается двумя способами:

Отметим, что параллельная работа гибридной силовой установки является более предпочтительной, нежели последовательная.

Шасси

Совокупность агрегатов, передающая механическую энергию от двигателя к ведущим колесам, называется шасси. Кроме того, шасси служит для придания движения автомобиля и управления им. В состав шасси входят три группы механизмов: трансмиссия, ходовая часть авто и система управления.

К системе трансмиссии относятся коробки переключения передач, главная передача, сцепления, карданные передачи и дифференциалы, полуоси, ШРУС (шарниры равных угловых скоростей), карданный вал. У полноприводных машин, где ведущими являются все колеса, к трансмиссии относятся также и раздаточные коробки.

Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. Помимо этого она служит для изменений крутящего момента в зависимости от смены условий, в которых происходит движение автомобиля.

Трансмиссия обеспечивает способность автомобиля к движению

Движущей силой транспортного средства является сила тяги. Она возникает в результате взаимодействия ведущих колес автомобиля с дорогой. Работа машин с двигателем внутреннего сгорания невозможна без наличия трансмиссии – она устанавливается на всех автомобилях, в том числе грузовых и легковых, на автобусах, и даже на… велосипедах. Да, велосипед также оснащен трансмиссией простейшего устройства – цепной передачей. Между прочим, первые автомобили также были оборудованы цепной передачей в трансмиссии.

Кстати, для того, чтобы определить количество ведущих колес, можно воспользоваться так называемой «колесной формулой», которая выглядит, например, как «4х2» или «4х4». Первая цифра в этой формуле обозначает общее количество колес, а вторая – число колес ведущих.

Рассмотрим некоторые устройства, входящие в систему трансмиссии.

Для временного отключения двигателя от трансмиссии (ведущих колес), а также для их плавного соединения при работающем моторе, служит сцепление. Сцепление задействуется, когда автомобиль трогается с места, а также в момент переключения передач.

Крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса транспортного средства, по необходимости изменяется при помощи коробки переключения передач (КПП). Помимо этого коробка переключения передач используется при движении задним ходом. Также работа КПП необходима для отключения двигателя от трансмиссии (вернее – от ведущих колес) во время движения «накатом» и при длительной стоянке автомобиля.

Благодаря КПП изменяется крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса автомобиля

Крутящий момент передается между валами, расположенными под определенным углом. Этот угол способен изменяться в процессе движения автомобиля. А передается крутящий момент устройством, которое носит название карданная передача. На заднеприводных автомобилях, где двигатель установлен в задней части кузова, а также у переднеприводных машин карданная передача отсутствует.

В заднеприводных трансмиссиях используется карданный вал, поскольку в автомобилях с задним приводом двигатель располагается достаточно далеко от ведущих колес.

А вот шарниры равных угловых скоростей (ШРУС), которые в просторечии называются среди автолюбителей «гранатами», устанавливаются исключительно на автомобилях с передним приводом.

Главная передача необходима для осуществления увеличения крутящего момента и его передача на полуоси машины под прямым углом. Полуоси, в свою очередь, служат для передачи крутящего момента на ведущие колеса.

Дифференциалом называется специальный механизм, который используется для того, чтобы ведущие колеса транспортного средства вращались с разными скоростями (в случаях, когда это необходимо – например, при движении по ухабистой дороге или на поворотах).

Современные требования к трансмиссиям чрезвычайно высоки. Трансмиссии последних поколений должны быть простыми по своей конструкции, но при этом иметь большой коэффициент полезного действия (КПД), а также передавать высокий крутящий момент. Помимо этого, трансмиссия должна быть небольших размеров и быть крайне надежной, чтобы не дать внезапного сбоя в самый неподходящий момент. Еще одним из главных требований автовладельцев к трансмиссии является ее бесшумность в процессе работы.

Следующая группа механизмов, входящая в систему шасси – это ходовая часть автомобиля. Внешне она напоминает тележку и состоит из рамы, мостов (переднего и заднего), подвески (с амортизаторами и рессорами) и колес. Если кузов транспортного средства является несущим – это подразумевает отсутствие рамы. В этом случае все агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Как правило, это относится к автобусам и легковым автомобилям.

Для поддерживания кузова служат автомобильные мосты – передний и задний. Вертикальная нагрузка, благодаря мостам, передается на колеса.

Упругую связь мостов (колес) с кузовом устанавливает подвеска. Подвеска представляет собой совокупность устройств, которые связывают кузов и колеса автомобиля. Одна из основных миссий подвески – это преобразование воздействия дороги на автомобиль в наиболее допустимые и комфортные колебания колес и кузова. При этом автомобиль должен не только быстро набирать скорость при разгоне, но и не менее быстро замедлять ход до момента полной остановки.

Подвеска легкового автомобиля

Помимо прочего машина должна быть устойчивой и «послушной» в управлении. Для достижения всех этих целей и служит подвеска, конструкцией которой определяется безопасность при движении, а также прочие основные эксплуатационные свойства автомобиля. Важно также помнить о том, что подвеска влияет и на сцепление. Надежное сцепление колес с поверхностью дороги зависит не только от протекторов шин – но и от передаваемой на колеса нагрузки. А изменение вертикальной нагрузки на колеса, в свою очередь, определяется работой амортизаторов и прогибом рессор. Соответственно, в результате уменьшения вертикальной нагрузки, сцепление колес с поверхностью дороги снижается.

В легковых автомобилях подвеска состоит из таких основных типов устройств как:

Колеса, также входящие в систему ходовой части автомобиля, осуществляют связь транспортного средства с дорогой.

Таким образом, ходовая часть транспортного средства используется для объединения колес и устройств крепежа к кузову, обеспечивая движение машины при помощи ведущих колес.

Последняя, третья группа механизмов, относящаяся к шасси – это система управления автомобилем. К этим устройствам относятся:

Рассмотрим эти системы более подробно.

Схема работы системы рулевого управления автомобиля

При изменении положения руля меняется угол поворота колес. За этот процесс отвечает рулевое управление автомобиля. Работа рулевого управления заключается в том, что если, например, руль поворачивается вправо, то и колеса автомобиля также поворачиваются в правую сторону – причем, чем большим будет градус поворота руля, тем на больший угол повернутся управляемые колеса.

Современное рулевое управление автомашины должно работать точно и надежно, ведь если эта система неисправна – автомобиль становится полностью неуправляемым. Когда поворачивается руль, колеса должны без задержки поворачиваться на определенный угол, который должен точно соответствовать углу поворота рулевого колеса. Состоит рулевое управление из привода и рулевого механизма. Современные рулевые механизмы делятся на три типа: «червяк-ролик», «винт-гайка» и «рейка-сектор». Все они относятся к механическим, однако в последнее время крупные автомобильные концерны планируют замену механического рулевого управления на электронное. В электронном рулевом управлении не будет механических приводов и тяг – их полностью заменит блок управления, который будет поворачивать колеса в соответствии с поворотом руля при помощи электромоторов.

От исправной работы тормозов зависит безопасность водителя и пассажиров

Одной из наиболее важных и ответственных систем автомобиля является его тормозная система. От ее исправности и качественной работы зачастую зависит жизнь водителя и пассажиров. Тормозная система автомобиля состоит из целого ряда компонентов и деталей, служащих для замедления движения машины и для ее полной остановки. Тормоза также нужны для того, чтобы, например, удержать автомобиль в неподвижном состоянии на склоне. В принципе тормозная система транспортного средства делится на две системы – рабочую и стояночную. Рабочая система необходима для снижения скорости и остановки автомобиля, а стояночная удерживает машину на неровной поверхности. К деталям тормозной системы относятся диски, цилиндры, барабаны, тормозные колодки и приводы. Основная часть современных автомобилей оборудована так называемыми фрикционными тормозами. Их работа базируется на использовании силы трения неподвижной детали о подвижную (колодки, например, трутся о тормозной диск или барабан).

Кузов

Основа автомобиля, к которой крепятся все его агрегаты и узлы – это кузов. От состояния кузова зависит внешний вид авто, его обтекаемость, безопасность и комфорт в процессе вождения. В кузове размещаются водитель, пассажиры и грузы (багаж). По своему исполнению это достаточно сложное и металлоемкое изделие – поэтому почти половину стоимости машины составляет именно цена кузова (это же, кстати, можно сказать и о весе автомобиля). Кузов стандартных современных легковых автомобилей состоит из пассажирского салона, багажника и моторного отсека. Изготавливается он из стали, алюминия и стекла, а вот вспомогательными материалами для его изготовления являются грунтовка, краска, резина, утеплитель и многое другое. Кстати, в наши дни существуют даже такие модели автомашин, кузова которых изготовлены из специального прочного пластика.

Для долгосрочной службы кузову необходима своевременная антикоррозийная обработка

Конструкция кузова легкового авто может быть разной: двухдверный кабриолет, четырехдверный седан – все зависит от фантазии производителя и ожиданий клиента. Однако главное предназначение любого кузова – это обеспечение безопасности, как пассивной (для водителя и пассажиров; предотвращение ДТП), так и активной (для окружающих; уменьшение тяжести ДТП). Кроме размещения водителя, пассажиров и багажа, кузов также несет функцию несущего элемента. К кузову крепятся двигатель, все агрегаты трансмиссии и ходовой части, механизмы управления, дополнительное оборудование. Помимо прочего, на кузове замыкается «минус» автомобильной электроцепи.

Видео — общие сведения об устройстве автомобиля

Заключение!

Необходимо помнить, что при появлении очагов коррозии кузов может прийти в полную негодность буквально за пару лет – а это значит, что в негодность придет и весь автомобиль, т.к. в данном случае будет логичней купить новую машину, чем менять кузов. Поэтому нужно обязательно проводить антикоррозийную обработку и удалять ржавчину, если она появляется на кузове вашего авто.

Устройство автомобиля: агрегаты, узлы и детали

Любой автомеханик, электрик, мехатроник сталкивается с тремя понятиями «деталь», «узел» и «агрегат».

От законов механики к механическим устройствам. (Урок-лекция) (стр. 3 )

§18. Принципы устройства тепловых двигателей.

Разумный человек приспосабливается к миру; неразумный пытается приспособить мир к себе. Поэтому прогресс зависит от неразумных.

Джордж Бернард Шоу.

На какие типы делятся реальные тепловые двигатели? Каковы основные узлы тепловых двигателей, и какие функции они выполняют? По каким критериям оцениваются тепловые двигатели?

Рабочий ход, холостой ход, шатун, коленчатый вал, маховик, запальная свеча, система зажигания, двухтактный двигатель, четырехтактный двигатель, дизельный двигатель.

Преобразования энергии в тепловых машинах. КПД тепловой машины. (Физика 7-9 классы). Естествознание 10 § 60.

Типы двигателей и их основные узлы.

Во всех тепловых двигателях происходит преобразование тепловой энергии, связанной с движением микрочастиц, составляющих вещество в механическую энергию. Устройства тепловых двигателей непрерывно совершенствуются, поэтому в наши планы не входит изучение каких-либо конкретных двигателей. Однако принципиальные узлы устройств практически остаются неизменными, именно их мы и рассмотрим в данном параграфе.

Все тепловые двигатели можно разделить на два класса – турбинные и поршневые. В турбинных двигателях тепловая энергия вначале преобразуется в кинетическую энергию газовой струи, для чего используются сопла, через которые расширяется горячий газ. Этот горячий газ может образовываться в результате кипения воды – паровые турбины, или в результате сгорания топлива – газовые турбины. Поток газа, имеющий большую скорость, направляется на лопасти турбины и, отдавая им энергию, раскручивает вал турбины.

Вал турбины может непосредственно приводить в движение какие-либо механизмы, например, колеса транспорта или винт самолета, или при помощи генератора вырабатывать электрическую энергию, что происходит на теплоэлектростанциях.

Получить полный текст Смотреть все проекты

Значительно сложнее устройство поршневых двигателей, с которых начался технический прогресс в теплоэнергетике. Основу таких двигателей составляют цилиндр и поршень. Горячий газ, расширяясь в цилиндре, толкает поршень, подобно тому, как это изображено на Рис.4 §16. Однако нагревать и охлаждать газ через стенки цилиндра, как это изображено на рисунке не эффективно. Вместо этого используется один из двух способов.

В первом способе газ нагревается в отдельном устройстве, после чего подается в цилиндр. Такой способ реализован в паровом двигателе, где, при сжигании в топке топлива, в паровом котле в результате кипения образуется водяной пар с высоким давлением, который через систему труб подается в цилиндр.

Во втором способе топливо в виде смеси газов, или пузырьков жидкости, смешанных с воздухом, (горючая смесь) вводится внутрь цилиндра, и далее процесс сгорания также происходит внутри цилиндра. Образовавшийся в результате сгорания горячий газ, расширяясь, приводит в движение поршень. Такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания.

Газ совершает работу на одном из участков циклического процесса (Рис. 4 б §16). Чтобы результат работы двигателя сводился к вращению какого-либо вала, что чаще всего требуется от двигателя, используется механизм, состоящий из шатуна

и
коленчатого вала
. Эти элементы изображены на Рис.1. Действие шатуна и коленчатого вала подобно действию ног велосипедиста и педалей.

Рис. 1. Основные узлы поршневых двигателей: а – двигатель с одной рабочей областью, б – двигатель с двумя рабочими областями; 1 – рабочая область цилиндра, 2 – поршень, 3 – шатун, 4 – коленчатый вал, 5 – маховик.

Естественно, что для замыкания цикла необходим обратный ход поршня. Такой ход поршня, при котором газ не совершает работы, называется холостым ходом

. Во время холостого хода поршень движется в силу запасенной за рабочий ход механической энергии. Механическая энергия запасается в виде кинетической энергии вращения массивного колеса –
маховика
, связанного с валом двигателя. Естественно, что при работе такого двигателя будут пульсации – во время рабочего хода вращение маховика будет ускоряться, во время холостого хода — замедляться. Чтобы уменьшить эти пульсации в состав двигателя вводят несколько цилиндров с одним коленчатым валом. Холостой ход одного или нескольких цилиндров приходится на рабочий ход другого или нескольких других цилиндров. В паровом двигателе два цилиндра объединяют в один, вводя пар поочередно то в левую, то в правую рабочие области цилиндра (Рис.1 б).

Ввод и вывод пара в паровом двигателе, а также ввод горючей смеси и вывод отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания осуществляется при помощи управляющей системы, включающей в себя клапаны и другие элементы.

В двигателях внутреннего сгорания горючая смесь перед воспламенением сжимается, что происходит во время обратного хода поршня (на Рис.1 а – движение поршня вверх). Это обеспечивает более эффективную работу двигателя. После сжатия горючая смесь воспламеняется, и начинается рабочий ход поршня. По способу воспламенения двигатели внутреннего сгорания делятся на два типа. В двигателях, включающих в себя систему зажигания,

воспламенение горючей смеси происходит под воздействием искры, возникающей вследствие электрического разряда в
запальной свече
. В таких двигателях используется топливо из легких фракций нефти (бензин) или природный газ, а степень сжатия поршнем невелика (6 – 8 раз). В двигателях другого типа –
дизельных двигателях
(или просто дизелях) используется горючее из более тяжелых фракций нефти (дизельное топливо), а степень сжатия существенно выше (15 – 20 раз). Вследствие такого сжатия происходит сильный нагрев топливной смеси, и она самовоспламеняется.

Двигатели внутреннего сгорания в зависимости от способа вывода отработанных газов и ввода горючей смеси делятся на два типа. В первом типе двигателя процесс выпуска отработанных газов и впуска горючей смеси происходит в конце рабочего хода двигателя, когда рабочий объем цилиндра максимален. В таком двигателе цикл работы состоит из двух этапов – двух тактов

. Первый такт – рабочий ход, второй такт – холостой ход (процесс сжатия горючей смеси). Такой двигатель называется
двухтактным
, схема его работы изображена на Рис. 2.

Рис. 2. Схема цикла двухтактного двигателя.

двигателе между тактом – рабочим ходом и тактом – сжатием горючей смеси добавляется еще два такта. Выпуск отработанных газов осуществляется при движении поршня с уменьшением рабочего объема цилиндра (такт аналогичный такту, в котором происходит сжатие смеси). Впуск горючей смеси осуществляется при движении поршня с увеличением рабочего объема (такт, аналогичный такту рабочего хода). Схема работы четырехтактного двигателя изображена на Рис.3.

Рис. 3. Схема работы четырехтактного двигателя.

Достоинства и недостатки двигателей различных типов.

Зачем нужно столько типов двигателей, почему бы ни остановиться на одном наилучшем. Оказывается, что универсального наилучшего двигателя нет, каждый тип обладает определенными достоинствами и недостатками в зависимости от критериев, по которым мы производим оценку. Каковы же эти критерии?

– получение наибольшей полезной работы при наименьшем количестве топлива. Как вы уже знаете, эта величина характеризуется понятием КПД. Наиболее экономичными являются дизельные двигатели. Четырехтактные двигатели более экономичны, чем двухтактные.

2. Максимально достижимая мощность.

По этому показателю выделяются турбинные двигатели.

3. Мощность на единицу веса.

В тех случаях, когда двигатель не устанавливается стационарно, как паровая турбина на теплоэлектростанции, а движется вместе с экипажем, этот показатель оказывается весьма важным. Наиболее экономичные дизельные двигатели по этому параметру проигрывают двигателям с системой зажигания. Точно также четырехтактные двигатели, будучи более экономичными, чем двухтактные, при той же мощности весят больше. Поэтому дизельные двигатели используются на достаточно больших движущихся экипажах – большие суда, тепловозы, тракторы, большегрузные автомобили. Четырехтактные двигатели с системой зажигания используются на легковых автомобилях и тяжелых мотоциклах. Двухтактные двигатели используются там, где важно уменьшить вес – мотоциклы, мопеды, самолеты, легкие моторные лодки, бензопилы и другие переносные инструменты.

4. Универсальность топлива.

Возможно, этот показатель в ближайшее время окажется весьма важным, поскольку запасы нефти истощаются быстрее, чем запасы угля. По этому показателю выгодно отличаются двигатели, где используется водяной пар – паровые турбины. Паровые поршневые двигатели ввиду их низкого КПД в настоящее время практически не используются. Однако в силу вышеприведенных причин не исключено, что внимание конструкторов вновь обратится к паровым двигателям.

5. Износ механизмов.

Все поршневые двигатели работают в пульсирующем режиме, поэтому износ механизмов в них происходит быстрее, чем в турбинных двигателях.

Следует отметить, что в настоящее время конструкторская мысль очень быстро изменяет параметры двигателей и их характеристики. Технологические разработки дают возможность использовать новые материалы, обладающие свойствами, которые даже невозможно было представить в недалеком прошлом. Еще относительно недавно система, управляющая впрыском топлива и зажиганием в поршневых двигателях, была чисто механической. На современных автомобилях (и, естественно, не только на автомобилях) работой такой системы управляет микропроцессор – миниатюрная электронно-вычислительная машина, что позволяет регулировать работу системы в зависимости от внешних факторов, а также осуществлять постоянную детальную диагностику работы двигателя и выводить результаты на дисплей, подобный экрану монитора компьютера.

Тепловые двигатели подразделяются на турбинные и поршневые. Поршневые двигатели подразделяются на паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на двигатели с системой зажигания и дизельные двигатели. Кроме того, двигатели внутреннего сгорания подразделяются на двухтактные двигатели и четырехтактные двигатели. Каждый тип двигателя обладает своими достоинствами и недостатками, определяющими целесообразность его использования для тех или иных целей.

1. · Почему паровой двигатель обладает более низким КПД, чем двигатель внутреннего сгорания?

2. · Как правило, чем мощнее двигатель, тем большее число цилиндров он содержит. Чем это можно объяснить?

3. * Нужно ли стремиться сделать двигатель по параметрам как можно ближе к идеальному тепловому двигателю? В чем недостатки идеального теплового двигателя?

§19. Теплоэнергетика сегодня.

Проблемы жгучи, ставки впечатляющи. Мы живем в поистине интересные времена, и это вполне объяснимо: мы живем в век величайшей бифуркации человечества.

Как человечество производит тепло? Каковы современные проблемы, связанные с производством и сбережением тепла? На сколько лет человечеству хватит традиционных источников тепловой энергетики, и каковы альтернативные источники энергии? Как теплопроизводство и производство энергии связано с глобальными проблемами современности?

Цель семинара: Ознакомиться с современными проблемами, связанными с производством тепла и энергии.

1. Производство тепла. Проблема отопления и сбережения тепла.

2. Ограниченность природных запасов источников энергии и альтернативные источники энергии.

3. Теплоэнергетика и глобальные проблемы современности.

Необходимые источники информации.

Современные проблемы характеризуются в частности тем, что источники информации, которые могут быть рекомендованы, очень быстро устаревают. Многие из книг пятилетней давности становятся уже не актуальными, и представляют интерес лишь для специалистов. Кроме того, во времена бифуркаций (см. эпиграф) ценности многих выходящих книг распознаются не сразу. В результате хорошие книги (так же, как и плохие) выпускаются малыми тиражами и становятся малодоступными. Поэтому при подготовке к данному семинару мы рекомендуем, помимо нескольких, указанных ниже книг, использовать материалы периодических изданий, которые мы также приводим, и некоторые ресурсы интернета. При обращении к периодическим изданиям и ресурсам интернета учтите, что периодические издания, а тем более интернет сайты постоянно изменяются. На смену закрывающимся изданиям и сайтам приходят новые.

1. Детская энциклопедия.

2. Кириллин истории науки и техники. — М.: Наука. 1994.

: «Мировая экономика и международные отношения», «Россия XXI век», «Бюллетень Центра общественной информации по атомной энергии», «Проблемы экологии России», «Земля и вселенная», «Квант», «Природа», «Техника молодежи», «Древо познания», «Знание сила».

Тема для обсуждения 1.

Человек обогревал свое жилище с тех времен, как научился пользоваться огнем. Но лишь в 20 веке производства тепла стало частью промышленности. Что представляет собой эта промышленность в настоящее время? Какие устройства используются при производстве тепла? Как тепло доставляется к вам в дом?

В последнее время тепло дорожает, и, по-видимому, эта тенденция сохранится. С другой стороны производство современного «умного» оборудования становится более дешевым. Каковы в связи с этим перспективы теплоэнергетики? Что вы знаете о тепло — и энергосберегающих технологиях?

Тема для обсуждения 2.

Удорожание тепла связано, в частности, с тем, что человечество стало осознавать, что запасы традиционных источников тепла и топлива для тепловых двигателей ограничены. Существуют оценки, утверждающие, что этих запасов человечеству хватит на срок около 100 лет. Что делать нашим потомкам? Каковы альтернативные источники энергии? Как в настоящее время используется энергия ветра, рек, морских приливов, солнечная энергия? Может ли бензин быть заменен топливом, получаемым из производимого в настоящее время органического вещества? На какие новые виды источников энергии возлагают ученые надежды в настоящее время?

Получить полный текст

Тема для обсуждения 3.

В настоящее время человечество производит все больше тепла в дополнение к тому, что поставляет на Землю Солнце. В связи с этим актуальными становятся глобальные проблемы, связанные с экологией планеты в целом. В частности существует мнение о том, что в силу парникового эффекта климат на Земле может резко измениться. Глобальное потепление может вызвать таяние приполярных льдов и подъем уровня мирового океана. Оценки и данные наблюдений за истинным положением дел в настоящее время весьма противоречивы, а в ряде случаев тенденциозны. Что вы знаете об этих проблемах? Какие шаги предпринимает мировое сообщество, чтобы решить эти проблемы?

Проблемы теплоэнергетики являются в настоящее время одними из самых актуальных. Относительное удорожание источников, поставляющих тепло, по сравнению со стоимостью производства современного оборудования приводит к тому, что целесообразно развивать новые теплосберегающие и энергосберегающие технологии. Актуальной становится проблема строительства жилья, лучше сберегающего тепло.

В настоящее время ученые и инженеры разрабатывают установки для получения тепла и энергии из альтернативных источников. Работы эти, однако, еще далеки до завершения, и сделать ставку на какую-либо одну наиболее перспективную технологию в настоящее время невозможно.

В настоящее время нет убедительных данных, предсказывающих какую-либо глобальную катастрофу в ближайшие десятилетия. Однако существование глобальных проблем не должно уходить из повестки дня современных дискуссий. Мы действительно живем в век величайшей бифуркации человечества. А это означает, что глобальная ситуация на планете может резко измениться. Только благодаря совместным усилиям ученых и общества в целом человечество может пойти по устойчивому пути развития.

§20. Принципы работы электрогенераторов и электродвигателей.

Получив электричество от магнита, я полагаю, что… мне удастся сконструировать электрическую машину.

Какая фундаментальная сила лежит в основе действия электрогенераторов и электродвигателей? Каковы основные узлы электрогенераторов и электродвигателей? Где используются электродвигатели? В чем преимущества и недостатки электродвигателей по сравнению с тепловыми двигателями?

Сила Лоренца. Коллектор. Щетки.

Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Электрогенератор. (Физика 7-9 классы). Естествознание 10 § 18.

В те годы, когда высказывал эти мысли (1839 г.), мало кто осознавал, насколько исследования, связанные с электричеством (гальванизмом) окажутся значимыми для практических применений. Именно Ленц за год до этого установил общность явлений, происходящих в генераторах тока и электродвигателях (магнитоэлектрических машинах).

Фундаментальные законы электродинамики на службе электроэнергетики.

В электроэнергетике электрогенераторы являются устройствами, преобразующими механическую энергию в энергию электромагнитного поля, а электродвигатели – устройствами, преобразующими энергию электромагнитного поля в механическую энергию. Именно Ленц обнаружил обратимость этих явлений. Позднее Лоренц показал, что эти процессы связаны с силой, действующей на электрические заряды, движущиеся в магнитном поле. Об этой силе, которая называется силой Лоренца,

мы уже говорили при изучении электромагнитного поля.

Каковы основные характеристики силы Лоренца. Направление этой силы перпендикулярно магнитным линиям и вектору скорости частицы. Эта сила возрастает с увеличением магнитного поля, кроме того, она пропорциональна заряду частицы, скорости частицы и синусу угла между вектором скорости и линией магнитного поля.

Приведем более строгое определение силы Лоренца. Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукции B

. Величина силы Лоренца равна
F=quB
sin
a
, где
a
— угол между векторами
u
и
B
. Вектор силы перпендикулярен плоскости, в которой лежат вектор скорости частицы
u
и вектор
B
. Чтобы определить направление силы нужно использовать правило буравчика. Ручку буравчика нужно крутить от вектора
u
к вектору
B
, тогда поступательное движение буравчика укажет направление силы. На Рис. 1 векторы
u
и
B
лежат в плоскости книжной страницы. Тогда, используя правило буравчика, определим, что на Рис. 1а вектор силы Лоренца направлен от страницы на нас, а на Рис. 1б – от нас на страницу. Все сказанное справедливо для положительного заряда. Для отрицательного заряда направление силы Лоренца нужно изменить на противоположное.

Действие силы Лоренца объясняет работу двигателя и генератора. Пусть проводник, по которому течет ток, находится в магнитном поле. Ток возникает вследствие движения зарядов (в металлическом проводнике — электронов). На движущиеся заряды будет действовать сила Лоренца, а суммарная сила, действующая на проводник с током, будет слагаться из сил, действующих на все движущиеся заряды. Проводник начнет двигаться, что и приводит к вращению электродвигателя.

Если же проводник двигать в магнитном поле, то на заряды, находящиеся внутри проводника, будет действовать сила Лоренца. В металлическом проводнике положительные заряды, находящиеся на атомных ядрах, не могут свободно перемещаться по проводнику. Отрицательно заряженные электроны начнут двигаться, пока не достигнут границ проводника. В результате на одном конце проводника накопятся положительные, а на другом – отрицательные заряды (Рис. 2).

Рис. 2. Возникновение напряжения на концах проводника, движущегося в магнитном поле.

Проводник становится подобным гальваническому элементу, то есть между его концами возникает напряжение, подобно тому, что имеет место в гальванических источниках питания.

Металлическая рамка и коллектор – основные узлы большинства электродвигателей и электрогенераторов.

Как и в тепловых двигателях, в большинстве электродвигателей механическое движение получается в виде вращения некоторого вала. Для получения вращательного движения служит металлическая рамка, закрепленная так, что она может вращаться вокруг оси, перпендикулярной линиям магнитного поля (Рис. 3).

Рис. 3. Рамка способная вращаться в магнитном поле.

Если рамку начать вращать (например, руками), то в каждой из сторон рамки возникает напряжение. Несложно понять, что стороны 2 и 4 движутся одинаково, и поэтому возникающие вследствие их движения напряжения будут компенсироваться. Наоборот, стороны 1 и 3 всегда движутся в противоположных направлениях, поэтому возникающие вследствие их движения напряжения будут усиливать друг друга. В результате в рамке начнет течь ток. Поскольку через половину периода вращения скорости сторон 1 и 3 изменяются на противоположные, направления тока также изменяется на противоположное. В результате по рамке будет течь переменный ток, имеющий вид синусоиды (Рис. 4).

Получить полный текст

Рис. 4. Ток во вращающейся замкнутой рамке.

Полученное устройство похоже на генератор переменного тока, но только ток здесь бесполезный, поскольку течет внутри рамки. Чтобы использовать ток для нужд потребителя рамку разрезают и в разрез вставляют устройство, называемое коллектором

. Если мы хотим получить переменный ток, то в качестве коллектора следует взять два кольца (Рис. 5).

Рис. 5. Устройство коллектора для генератора переменного тока.

Кольца вращаются вместе с рамкой, а скользящие по ним неподвижные контакты – щетки

передают от рамки потребителю. Мы получили простейший генератор переменного тока.

В силу выявленной Ленцем обратимости, если мы не будем вращать рамку, а подадим на нее переменный ток, она сама начнет вращаться. Получается двигатель переменного тока, правда не самый эффективный.

А что будет, если мы подадим на построенный коллектор постоянное напряжение, например, от батарейки? Рамка начнет вращаться, но до определенного положения, при котором напряжения, возникающие в сторонах, 1 и 3 не скомпенсируют друг друга. Это произойдет, когда плоскость рамки окажется перпендикулярной линиям магнитного поля. Как получить вращение, вы, наверное, знаете из курса физики: коллектор нужно сделать в виде двух одинаковых полуколец. После поворота на 1800 полукольца меняются местами, в результате чего через рамку течет тот же ток, что и пол-оборота назад. Вследствие этого силы, действующие на рамку, сохраняют свое направление, и рамка продолжит вращение в ту же сторону.

Применение электрогенераторов и электродвигателей.

Если вы загляните внутрь какого-нибудь реального электродвигателя или электрогенератора, вы не найдете рамки из проводника. Коллектор, если таковой будет присутствовать, окажется не похожим ни на кольца, ни на полукольца. И все же принцип работы любого электродвигателя и электрогенератора такой, как он описан выше. В дополнение к коллекторным двигателям были изобретены двигатели, не содержащие коллектора

Электродвигатели являются самыми распространенными двигателями, как в промышленности, так и в быту. Фактически во всех стационарных установках использование электродвигателей оказывается более выгодным, чем тепловых двигателей. Связано это с тем, что при помощи различных электротехнических устройств работой электродвигателей гораздо удобнее управлять, чем работой тепловых двигателей. Бесколлекторные двигатели более надежны, однако имеют худший показатель по параметру мощность на единицу веса. Поэтому в бытовых электроприборах – различное оборудование на кухне, бытовые электроинструменты, электробритвы используются коллекторные двигатели. Бесколлекторные двигатели в быту используются там, где необходимо точно контролировать скорость вращения – стиральные машины, электроприводы дисководов в компьютерах и магнитофонах.

Электродвигатели используются и на транспорте. В частности, в тепловозах, где основным двигателем является дизельный двигатель, этот двигатель вращает электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию, которая затем передается на электродвигатель, непосредственно связанный с колесами. Да и в обычном автомобиле, помимо основного бензинового двигателя используется несколько электродвигателей, самый мощный из которых – стартер служит для того чтобы раскрутить бензиновый двигатель при запуске.

Естественно, у электродвигателей есть и недостатки по сравнению с тепловыми двигателями. Электроэнергию неудобно хранить. При той же самой запасенной энергии вес электрического аккумулятора значительно превосходит вес бака с бензином. Кроме того, электродвигатели проигрывают двигателям внутреннего сгорания по параметру мощность на единицу веса.

Фундаментальной силой, позволяющей преобразовывать механическую работу в электроэнергию и электроэнергию в механическую работу, является сила Лоренца. Электродвигатели получили широкое распространение как в промышленности, так и в быту.

1. · Приведите примеры использования электродвигателей в промышленности.

2. * На КПД электродвигателей не распространяется ограничение, обусловленное вторым началом термодинамики. Единственное ограничение, следующее из закона сохранения энергии – КПД должен быть меньше единицы. У хороших электродвигателей КПД близок к единице, но, конечно, не достигает этого идеального значения. Приведите факторы, ограничивающие КПД электродвигателей.

3. * Щетки электродвигателей делаются из графита. Почему их нельзя делать, например, из стали?

§21. Исследование работы электрогенератора и электродвигателя.

Приезжайте ко мне дорогой соседушко, ей-богу. Откроем что-нибудь вместе, литературой займемся и Вы меня поганенького вычислениям различным поучите.

. Письмо к ученому соседу.

Как работа коллекторного двигателя зависит от величины нагрузки? Как напряжение, даваемое генератором переменного тока, зависит от параметров генератора?

Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея. Электрогенератор. (Физика 7-9 классы). Естествознание 10 § 18.

Цель работы: На натурной модели электродвигателя исследовать качественные особенности работы коллекторного электродвигателя. При помощи мультимедийной программы исследовать качественные особенности модели генератора переменного тока.

Оборудование: Персональный компьютер, мультимедийный диск («Открытая физика»), натурная модель электродвигателя, питающаяся от батарейки, источник питания, нить, набор грузов.

План работы: Выполняя последовательно задание, исследовать работу электродвигателя в зависимости от нагрузки. Пользуясь мультимедийной программой исследовать напряжение на выходе генератора в зависимости от размеров рамки и частоты вращения.

В предыдущем параграфе вы изучили принципы работы электродвигателей и электрогенераторов. Очевидно, что их работа зависит как от параметров этих устройств, так и от нагрузки, к которой они подсоединены. Некоторые качественные особенности работы электродвигателей и электрогенераторов мы предлагаем вам исследовать в ходе данной работы.

Изучите модель электродвигателя. Найдите узлы, описанные в предыдущем параграфе (конструктивно они отличаются от тех, что были нарисованы на рисунке).

Подключите электродвигатель к источнику питания. Сжимая пальцами вал двигателя, наблюдайте как изменяется скорость вращения вала в зависимости от нагрузки (силы, сдавливающей вал). Сформулируйте вывод.

Закрепите электродвигатель на краю стола. Привяжите к валу двигателя нить, так чтобы при работе нить наматывалась на вал и поднимала привязанный к ней груз. Изменяйте нагрузку. Убедитесь в правильности выводов, сделанных в предыдущем задании. Меняя нагрузку, добейтесь того, чтобы при подключении источника питания двигатель не работал.

Попробуйте еще больше увеличить нагрузку и добейтесь того, чтобы даже при подключении источника питания нить сматывалась с вала двигателя, а груз опускался. Сформулируйте гипотезу о том, как работает двигатель в этом случае.

Подсказка: Вспомните об обратимости работы электродвигателя и электрогенератора.

Запустите мультимедийную программу, в которой исследуется работа генератора переменного тока. Меняя параметры рамки, убедитесь, что напряжение на выходе генератора зависит только от площади, но не от формы рамки.

При фиксированной частоте вращения (
f
) исследуйте зависимость напряжения генератора (
e
) от площади рамки (
S
) при нескольких значениях площади. Аналогично, при фиксированной площади рамки исследуйте зависимость напряжения от частоты вращения при нескольких значениях частот. Результаты занесите в таблицы (число столбцов определяется числом измерений):

Пользуясь таблицами, постройте соответствующие зависимости на графиках и сделайте вывод о характере зависимостей. Попробуйте эти зависимости описать одной математической формулой.

Источники информации:

• http://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/ustroystvo-konstruktsiya-avtomobilya/
• http://auto.vercity.ru/magazine/13297_ustrojstvo_avtomobilya_osnovnye_uzly/
• http://shinomontazh-penza.ru/obuchenie/uzly-i-agregaty-avtomobilya.html
• http://automotive-heritage.com/article/14
• http://automobilgroup.ru/avtomobil/chego-sostoit-avtomobil-osnovnye-chasti-uzly-agregaty/
• http://22am.ru/uzly-i-agregaty-avtomobilya-chto-eto/
• http://avtokart.ru/tehservis/chast-mashiny.html
• http://safari-in-africa.ru/obuchenie/elementy-mashiny.html
• http://honda-1.ru/obsluzhivanie/uzel-mashiny-2.html