Базовые знания устройства автомобиля
Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей
Несмотря на то что в автошколах немало внимания уделяется вопросам технического устройства автомобиля, полученных знаний хватает далеко не всем новичкам. Данная книга призвана восполнить этот пробел. Она поможет вам в короткие сроки разобраться в том, что представляет собой современный автомобиль, из каких узлов и агрегатов он состоит, почему при наличии определенных неисправностей машину нельзя эксплуатировать и т. д. Легкий и доступный стиль изложения и большое количество цветных иллюстраций способствуют быстрому усвоению предлагаемого материала даже теми, кто до настоящего момента никогда не имел дела с автомобилем. Книга рекомендована журналом «Автомир» и интернет-порталом www.avtotut.ru.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
1. Общее устройство автомобиля
К транспортным средствам категории «В»
относятся автомобили, разрешенная максимальная масса которых не превышает 3500 кг
с количеством сидячих мест, помимо сиденья водителя, не более восьми.
Любой легковой автомобиль состоит из следующих элементов (рис. 1.1):
Двигатель — это «сердце» машины. Он сжигает топливо и преобразует тепловую энергию в механическую: заставляет вращаться коленчатый вал, затем вращение через трансмиссию передается на колеса (составляющую ходовой части).
Так машина приводится в движение.
Общий вид легкового автомобиля: 1 — фара; 2 — вентилятор системы охлаждения двигателя; 3 — радиатор системы охлаждения двигателя; 4 — распределитель зажигания; 5 — двигатель; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — катушка зажигания; 8 — воздушный фильтр; 9 — телескопическая амортизаторная стойка передней подвески; 10 — бачок омывателя ветрового стекла; 11 — коробка передач; 12 — ручка стеклоподъемника; 13 — внутренняя ручка двери; 14 — рычаг задней подвески; 15 — элемент обогрева заднего стекла; 16 — основной глушитель; 17 — задний амортизатор; 18 — задний тормоз; 19 — балка задней подвески; 20 — поперечная штанга задней подвески; 21 — топливный бак; 22 — рычаг стояночной тормозной системы; 23 — дополнительный глушитель; 24 — вакуумный усилитель тормозной системы; 25 — вал привода передних колес; 26 — передний тормоз; 27 — штанга стабилизатора передней подвески
Во время движения водитель управляет автомобилем с помощью рулевого колеса и педалей, представляющих собой механизмы управления. Он включает свет фар и указатели поворотов, то есть пользуется электрооборудованием.
При этом водитель пристегнут ремнем безопасности, ему тепло (работает обогреватель) — задействовано дополнительное оборудование.
Кузов среднестатистического легкового автомобиля состоит из моторного отсека (там находится двигатель), пассажирского салона и багажного отделения. Он же является несущей конструкцией для узлов и агрегатов автомобиля.
Современные автомобили можно классифицировать по нескольким признакам: по типу кузова, типу и рабочему объему двигателя, типу привода колес и габаритным размерам.
Кузова современных легковых автомобилей разнообразны и многофункциональны, хотя, конечно, их основное предназначение — перевозка пассажиров и небольшой поклажи.
В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест легковые автомобили делятся на следующие типы.
Седан — машина с двумя, четырьмя или даже шестью боковыми дверями. Характерные черты — моторный отсек и багажное отделение у седанов вынесены наружу, то есть изолированы от салона (рис. 1.2). Седаны, имеющие шесть боковых дверей и перегородку, отделяющую водительскую секцию салона от пассажирской, называют лимузинами.
Рис. 1.2. Седан — самый распространенный тип кузова
Купе — двухдверный кузов с одним или двумя рядами полноразмерных или укороченных сидений (есть варианты, в которых задние сиденья — детские) (рис. 1.3).
Универсал — автомобиль с дверью в задней стенке кузова. Отличается от остальных типов тем, что имеет постоянный грузовой отсек, не отделяющийся от пассажирского стационарной перегородкой (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Универсалы любят дачники и путешественники
Хетчбэк — гибрид седана и универсала.
В наше время довольно популярный тип кузова. Как и в универсале, в хетчбэке задний ряд сидений складывается (рис. 1.5).
Вагон — он же мини-вэн. Характерные признаки — моторный отсек и багажное отделение не выступают за пределы кузова (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Мини-вэн удобен для семейных поездок
Кабриолет — автомобиль со складывающимся верхом и опускающимися боковыми стеклами окон (рис. 1.7).
Джип — все более популярный тип кузова: вытянутый вверх хетчбэк (рис. 1.8).
Пикап — закрытая кабина (одно — или двухрядная) и открытая платформа для грузов с откидным задним бортом (может иметь мягкий или жесткий верх) (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Пикап удобен при перевозке грузов
Большинство современных автомобилей оснащено двигателями, работающими на бензине или на дизельном топливе. Следовательно, по типу двигателя автомобили делятся на бензиновые и дизельные.
По рабочему объему двигателей машины классифицируются следующим образом:
♦ особо малый класс (так называемые малолитражки) — до 1,1 литра;
♦ малый класс — от 1,1 до 1,8 литра;
♦ средний класс — от 1,8 до 3,5 литра;
♦ большой класс — 3,5 литра и более.
В зависимости от того, на какую колесную ось (переднюю или заднюю) передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на заднеприводные, переднеприводные и полноприводные.
Заднеприводные — автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса (рис. 1.10).
Рис. 1.10. Заднеприводной автомобиль
Движение происходит по толкательному принципу: задние (ведущие) колеса толкают вперед автомобиль, а передние (ведомые) служат для изменения направления движения.
Переднеприводные — автомобили, в которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса, которые тащат за собой всю машину и служат для изменения направления движения (рис. 1.11).
Кстати, переднеприводной автомобиль более устойчив на дороге.
Полноприводные — автомобили, в которых крутящий момент передается и на передние, и на задние колеса одновременно (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Полноприводной автомобиль: а — с раздаточной коробкой; б — с полным приводом, подключаемым автоматически; в — с постоянным полным приводом
В современной автомобильной промышленности различают шесть европейских классов в зависимости от габаритных размеров автомобиля. Классы обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, S (или F) (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Классификация автомобилей по габаритным размерам
♦ А — мини-класс. Характеризуется длиной не более 3,6 м и шириной до 1,6 м. Такие автомобили могут быть как трех-, так и пятидверными.
♦ В — малый класс. Длина кузова — от 3,6 до 3,9 м, ширина — от 1,5 до 1,7 м.
♦ С — низший средний класс (в народе — гольф-класс или компакт-класс). Длина таких машин — от 3,9 до 4,4 м, ширина — от 1,6 до 1,75 м.
♦ D — средний класс. К этой категории относятся автомобили длиной от 4,4 до 4,7 м и шириной от 1,7 до 1,8 м.
♦ Е — высший средний класс, или бизнескласс. Это кузова от 4,6 до 4,8 м в длину и более 1,7 м в ширину.
♦ S (F) — класс люкс (представительский класс). Автомобили длиной свыше 4,8 м и шириной более 1,7 м.
Устройство автомобиля
Основные узлы устройства автомобиля
Несмотря на огромное число моделей и брендов, при детальном рассмотрении оказывается, все легковые транспортные средства устроены одинаково.
Основные части любого автомобиля:
Все перечисленные элементы крепятся к несущей конструкции – кузову автомобиля. Последний состоит из днища, передних и задних лонжеронов (силовые детали каркаса, делающие его прочным и устойчивым), моторного отсека, крыши и навесных элементов (двери, капот, крышка багажника, бампер, крылья).
Данный перечень — лишь «верхушка айсберга», но ее вполне достаточно, чтобы начать понимать базовый принцип устройства автомобиля.
Если вы ищете учебник или пособие, в котором легко и доступно, «для чайников», расписано устройство автомобиля, рекомендуем обратить внимание на книгу Бескаравайного М.И. «Устройство автомобиля просто и понятно для всех». Пособие легко скачать в Интернете из любой онлайн-библиотеки.
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.
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.
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 шасси автомобиля
Шасси автомобиля состоит из множества механизмов, передающих крутящийся момент от двигателя к колесам, передвигающих автомобиль и управляющих им: трансмиссии, механизма управления автомобилем и ходовой части.
Сцепление автомобиля
Сцепление служит для того, чтобы передавать крутящий момент двигателя к коробке передач и плавно соединять или разъединять двигатель с механизмами трансмиссии. От педали сцепления идет трос, приводящий в действие механизм сцепления. Сцепление служит для предохранения деталей двигателя и трансмиссии от перегрузки и повреждения при резком включении передачи или торможении.
Общее устройство автомобиля в «двух словах»
Главная страница » Общее устройство автомобиля в «двух словах»
В современном мире автомобиль уже не является роскошью, так как стал обычным средством передвижения. Поэтому, очень важно хотя бы поверхностно ознакомиться с техническим устройством автомобиля.
Стандартная схема устройства машины выглядит следующим образом: кузовная оболочка автомобиля, аппарат шасси и силовой агрегат.
Видео о том, как устроены основные узлы автомобиля:
Кузов автомобиля
Кузов является одной из самых важных частей автомобиля, так как он служит связующим звеном и крепежом для всех рабочих узлов. Он определяет внешний вид, внутреннее удобство и безопасность.
Основу кузова составляет металлический каркас, к которому прикрепляются капот, боковые дверцы, бампер, крышка багажника и прочие накладные элементы. Каркас, в свою очередь, представляет собой особую конструкцию состоящую из нескольких отдельно приваренных элементов: основания, крыши, передней и задней части кузова, а также правой и левой боковины.
Аппарат шасси
Шасси — это комплекс основных узлов, которые отвечают непосредственно за передвижение авто, его маневренность и координацию. Аппарат шасси включает в себя три основных элемента: трансмиссию, ходовой блок и управляющий механизм.
Устройство трансмиссии
Трансмиссия предопределена для перенаправления вращающего момента от двигателя к ведущим колесам. Она также дает возможность изменять его величину и направление. Трансмиссия состоит из нескольких составляющих: сцепления, коробки передач, кардана, основной передачи, дифференциала, раздаточной коробки, полуоси и шарниров равных угловых скоростей.
Главное, в чем должен быть компетентен водитель транспортного средства — это сцепление и коробка передач, так как именно от этих двух узлов зависит запуск двигателя и движение автомобиля. Коробка передач бывает трех видов: механическая, автоматическая и комбинированная. Современные автомобили в большинстве случаев оборудованы коробками «автомат», которые позволяют плавно трогаться с места и не усложняют процесс управления автомобилем.
Устройство ходовой автомобиля
Ходовая часть составляет около 50% от всего автомобиля, поэтому к ней стоит отнестись с особой внимательностью. Ее основой является рама, к которой крепятся две оси, подвеска и четыре колеса. Передняя и задняя ось необходимы для снятия основной нагрузки с кузова и равномерного ее распределения на колеса. Также эти две детали отвечают за маневренность и правильное вхождение автомобиля в повороты.
Устройство подвески автомобиля предназначено для объединения осей с основой ходовой частью, рамой. Она, совместно с колесами обеспечивает плавность хода и смягчает разнообразные толчки, а также удары во время движения. Подвеска может быть выполнена в виде витой или стержневой пружины, которая обладает определенной упругостью и служит неким амортизатором.
Колеса автомобиля устанавливаются в определенных углах развал-схождения. Для поддержания и проверки этих параметров существуют специальные компьютерные стенды. Такая техника позволяет выявить отхождение от нормы и своевременно произвести балансировку на специальном станке. Ведь если не проводить такое мероприятие, то можно испортить резину.
Управляющий механизм
Управляющий механизм транспортного средства условно делится на две части: рулевое управление и тормозную систему. И та и другой участок управляющего механизма являются неотъемлемой частью автомобиля, без которых невозможно движение.
Рулевое управление представляет собой сбалансированное взаимодействие рулевого механизма и привода. От них напрямую зависит изменение направления движения. В этом процессе также участвуют ведущие колеса и система их привода. Для упрощения управления многие современные автомобили дополнительно оснащены гидроусилителем руля, который позволяет осуществлять любые маневры на дороге.
Рулевой управляющий механизм бывает право- и левосторонним, в зависимости от предписанного направления движения. Такая вариация необходима для того, что обеспечить водителю максимальный угол обзора.
Тормозная система является основным участником управляющего процесса. За счет ее, автомобиль способен снижать скорость во время движения, вплоть до полной остановки, она также способствует удержанию автомобиля на одном месте в состоянии покоя. Основой тормозной системы является закон о силе трения.
Тормозной механизм бывает двух видов: подвижный и неподвижный. В первом варианте основные элементы тормозной системы вращаются вместе с колесом, во втором — они находятся в состоянии покоя вне зависимости от того, движется автомобиль или нет.
Устройство двигателя автомобиля
Двигатель — это механизм, который способен преобразовывать топливо в механическую энергию, то есть, именно от него зависит движение автомобиля. В современных авто используется поршневой двигатель внутреннего сгорания, который может потреблять разные виды топлива: бензин, дизельное топливо и газ.
Обзор и сравнение бензиновых, дизельных и газобалонных двигателей на видео:
Перспективными считаются газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Такое устройство двигателя автомобиля используется в силовых установках и тяжелой технике. Также завоевывают популярность электрические автомобили, однако, они рассчитаны только на транспортировку незначительных грузов. Существуют и другие типы силовых агрегатов, например, роторные двигатели, о принципе работы которых мы рассказывали ранее.
В зависимости от потребляемого вида топлива, для каждого автомобиля присуща своя номинальная мощность, а также количество цилиндров, которое может колебаться от двух до двенадцати. Минимальное количество цилиндров присуще малолитражным авто, максимальное — наоборот. Расположение цилиндров также зависит от их количества. Как известно, устройство машинного двигателя не всегда находится в передней части автомобиля. Существуют модели с двигателем, который расположен сзади, вдоль или поперек кузова.
Обладая элементарными знаниями о техническом устройстве автомобиля, можно самостоятельно справиться с многочисленными неполадками, которые периодически возникают на пути каждого автомобилиста. Такие знания помогут не только сократить расходы на поддержание технически-исправного состояния автомобиля, но и сэкономят драгоценное время, затрачиваемое на сервисное обслуживание.
Автоликбез или устройство автомобиля для чайников (5 фото)
Общая схема функционирования двигателя внутреннего сгорания
Начнем с двигателя.
Принцип работы реального ДВС
Коробка переключения передач
О каждой по порядку.
Сцепление механической КПП
Рассматривать, как работает механическая коробка передач необходимо с принципа работы сцепления. Сцепление нужно для того, что бы прерывать подачу крутящего момента от двигателя к колесам при переключении передач и при трогании с места. Подробнее смотрите на видео.
Механическая КПП
Ну а в этом видео на мой взгляд подробно разжевано, как работает сама КПП и синхронизаторы. Видео старое, но принципы работы МКПП остались прежними.
Идем дальше.
Гидротрансформатор автоматической КПП.
Гидромеханическая АКПП
Идем дальше.
Ок, крутящий момент от двигателя передали на КПП. Что дальше?
А дальше самая веселуха. Гидромеханическая АКПП в корне отличается по конструкции от механической МКПП. В ней отсутствуют привычные парные зубчатые зацепления. Вместо них применяется набор планетарных редукторов.
Их работа, а так же работа гидротрансформатора наглядно представлены на видео.
Видео, правда старое, 80-х годов, но с тех пор изменился лишь принцип управления элементами АКПП. Раньше он был исключительно гидравлическим, теперь же он полностью электронный: информация с датчиков скорости, положения педали газа и других анализируется в электронном блоке управления и он принимает решения о том, какую передачу выбрать. Количество передач в АКПП зависит от количества планетарных рядов и связей между ними. Раньше, когда не было жестких экологических требований и бензин был дешевым, двигатели делали мощными и не требовалось большого числа передач в АКПП, т.к. двигателю хватало сил вытягивать в широком диапазоне частот вращения коленвала.
Первые АКПП в 50-х годах в Америке были всего с 2-мя передачами. Кстати, наш любимый ЛИАЗ 677 имел АКПП с 2-мя передачами. Потом, в 70-х их стало 3, но тогда двигатели были 6-8ми литровые и проблем не было. В 80-х с подорожанием нефти появились малолитражки с 4-я передачами.
Современные автомобили имеют в АКПП 6-8 передач и больше.
Вариаторные АКПП (CVT)
Роботизированные коробки передач
Дифференциал
Давайте теперь разберемся, как же крутящий момент передается от коробки передач к колесам? Вал-то один, а колес 2 или 4 в зависимости от привода.
Для этого служит такая штука, как дифференциал.
Дифференциал служит для распределения подводимого к нему крутящего момента между выходными валами и обеспечивает возможность их вращения с неодинаковыми угловыми скоростями.
По месту расположения дифференциалы подразделяют на:
— межколесные (распределяющие вращающий момент между ведущими колесами одной оси)
— межосевые (распределяющие момент между главными передачами двух ведущих мостов)
— центральные (распределяющие момент между группой ведущих мостов)
По конструкции и принципу действия их условно можно разделить на:
1. Свободные
2. С блокировкой. а их в свою очередь можно разбить на:
а. С жесткой блокировкой
б. С дисковой блокировкой
в. С блокировкой вискомуфтой
г. С винтовой блокировкой
д. Активные дифференциалы
Свободный дифференциал
Принцип действия простейшего свободного дифференциала разобран на видео. Комментарии излишни