Как устроен автомобиль? Часть 1 — двигатель, трансмиссия

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…

Как устроен автомобиль?

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.

Классификация двигателей.

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.

По способу смесеобразования и воспламенения топлива поршневые двигатели внутреннего сгорания подразделяются на две группы:

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.

Двигатель автомобиля «Шевроле Нива» (Chevrolet Niva)

Поперечный разрез 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; 23 — кронштейн масляного фильтра; 24 — прокладка поддона картера; 25 — масляный насос.

Двигатели в разрезе>>

Двигатели и их разновидности

Краткий курс по автомобильным двигателям

Двигатели внутреннего сгорания работают на смеси бензина и воздуха. Идеальная смесь — 14.7 частей воздуха к одной части бензина (по весу). Подобная смесь, будучи зажженной в двигателе, может произвести огромную работу.

Давайте рассмотрим, как современный двигатель использует эту энергию для вращения колес.

Воздух поступает в двигатель через воздухоочиститель и заслонку. Вы управляете количеством воздуха, который проходит через заслонку педалью газа. Далее через систему впуска воздух поступает в цилиндры. В некотором месте в воздушный поток добавляется топливо. В современных автомобилях это происходит в инжекторах, в старых — в карбюраторах.

Как работает двигатель

Двигатель ВАЗ-2110

Так как одни и те же процессы происходят в каждом цилиндре, мы рассмотрим только один цилиндр, чтобы видеть, как работают четыре такта.

Четыре такта — Всасывание, Сжатие, Работа и Выхлоп. Поршень идет вниз при такте всасывания, вверх при такте сжатия, вниз при рабочем такте и снова вверх при такте выхлопа.
Впрыск

При движении поршння вниз стержень толкает клапан всасывания, и он открывается, впуская топливно-воздушную смесь в цилиндр. Поршень втягивает смесь подобно шприцу. Когда поршень достигает нижней точки, клапан закрывается, запирая воздушно-топливную смесь в цилиндре.

Поршень поднимается и сжимает пойманную в ловушку воздушно-топливную смесь. Степень сжатия определяется характеристикой двигателя и находится в диапазоне от 8:1 до 10:1. Это означает, что, когда поршень достигает вершины цилиндра, воздушно-топливная смесь сжата приблизительно в десять раз от ее первоначального объема.

Искра свечи зажигания, воспламеняет сжатую воздушно-топливную смесь. При этом происходит мощное расширение газа. Процесс сгорания толкает поршень вниз цилиндра с большой силой, поворачивающей коленчатый вал, что позволяет сдвинуть транспортное средство. Каждый поршень срабатывает в свое время, определенное двигателем. К тому времени, когда коленчатый вал проворачивается дважды, в каждом цилиндре двигателя произойдет один рабочий цикл.

Когда поршень окажется вновь у основания цилиндра, открывается выпускной клапан, что позволяет удалить отработанный газ из цилиндра. Так как сгоревший газ находится в цилиндре под очень высоким давлением, то при открытии выпускного клапана он вырывается с огромной скоростью и громким хлопком. Чтобы уменьшить шум, применяют глушители. Далее поршень идет вверх, чтобы начать новый цикл.

Ремонт двигателя

Ключом «на 10″ отворачиваем болты передней крышки ГРМ: два сбоку…

Все о ремонте двигателей автомобилей разных марок

11 ссылок

• Поршневые ДВС
• Система питания ДВС
• Система охлаждения ДВС
• Смазочная система двигателя
• Другие типы двигателей
• ДВИГАТЕЛИ устанавливаемые на автомобили ВА…
  В данном разделе 202статьи, документы и вопросы по устройству и эксплуатации и обслуживанию ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ, а также СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ и СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ.
• Тюнинг двигателя
• Двигатели Audi
  Высокая плотность дорожного движения на наших улицах требует другой концепции двигателя, отличающейся от той, что существовала еще в 80-е гг.: пользуется спросом не величина максимальной мощности, а сбалансированность расхода топлива, ассортимент предлагаемых мощностей, характер отработанных газов и шум. Выбранная Audi конструкция двигателя с мощным крутящим моментом в нижнем диапазоне частоты вращения допускает движение на низких оборотах и, следовательно, заметное снижение расхода топлива.
• Линейка двигателей BMW.
• Таблица модификаций двигателей
• Номера и обозначения двигателей BMW

Карбюратор

К системе питания карбюраторного двигателя относят эле­менты, обеспечивающие подачу в него топлива и воздуха и отведение отра­ботавших газов.

Назначение трансмиссии

Трансмиссия автомобиля «Шевроле Нива» (Chevrolet Niva)

Назначение устройств трансмиссии. Любой легковой автомобиль с ДВС имеет ряд устройств, которые называются трансмиссией. К таким устройствам относятся главные передачи, коробки передач, сцепления, дифференциалы и карданные передачи, а у автомобилей со всеми ведущими колесами (у полноприводных машин) и раздаточные коробки.
Устройства трансмиссии служат для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Ведущие колеса автомобиля взаимодействуют с дорогой, в результате такого взаимодействия возникает сила тяги, которая является движущей силой автомобиля.
Сделать автомобиль с ДВС без трансмиссии невозможно. На всех автомобилях легковых, грузовых и автобусах устанавливается трансмиссия. Даже велосипед, который, как известно, не следует изобретать, обладает простейшей трансмиссией — цепной передачей. Первые автомобили также имели цепную передачу в трансмиссии. А для чего нужна цепная передача на велосипеде?
Чтобы ехать на велосипеде быстро, нужна высокая частота вращения заднего ведущего колеса. Для этого можно увеличить его диаметр или применить цепную передачу, сделав число зубьев ведущей звездочки значи¬тельно больше числа зубьев ведомой звездочки, установленной на задней втулке.
Далее >>

Описание рисунка смотрите здесь >>

Два основных типа автоматической трасмиссии для передне- и заднеприводных автомобилей.

В заднеприводных автомобилях трансмиссия обычно монтируется за двигателем и расположена под «горбом», расположенном вдоль пола по центру салона. Карданный вал соединяет выход трансмиссии с осью ведущих колес. Передача мощности в такой системе достаточно проста и прямолинейна — от двигателя через сцепление, затем через трансмиссию и карданный вал до дифференциала, передающего движение на два задних колеса.

В переднеприводных автомобилях трансмиссия обычно объединена с ведущим приводом. Двигатель в переднеприводных автомобилях расположен поперек, а трансмиссия находится под ним со смещением в сторону задней части автомобиля. Передние полуоси соединены напрямую с трансмиссией. В этой схеме передача мощности от двигателя происходит через сцепление и цепную передачу на трансмиссию, которая расположена вдоль двигателя и распределяет вращение на два передних колеса.
Компоненты трансмиссии

9 ссылок

• Расположение трансмиссии
• Сцепление
• Трансмиссия
• Механизм сцепления автомобилей УАЗ
• Механизм сцепления автомобиля ВАЗ-2121 «Нива�…
• Механизм сцепления автомобиля ГАЗ-24 «Волга�…
• Привод выключения сцепления автомобиля ГАЗ…
• Бесступенчатая трансмиссия
• Трансмиссия автомобилей УАЗ

Какая из предлагаемых сегодня автопроизводителями трансмиссий надежнее?

Сегодня автомобильный рынок насыщен как никогда — можно выбирать среди моделей разных классов, цветов, типов кузова, варьировать мощность мотора и тип трансмиссии. И если, приобретая новую машину, покупатель ориентируется на собственные предпочтения, то в случае с подержанным авто не последнюю роль играет надежность конкретных узлов и агрегатов. Не секрет, что, к примеру, некоторые двигатели склонны к перегреву, другие любят «поесть» маслица — таких стараются избегать.

А как застраховать себя от поломок коробки передач? Попробуем разобраться, какой из типов трансмиссий более надежен и менее затратен в ремонте.

Зачем нужно сцепление?

Как работает сцепление?

Нажимной диск, диск сцепления и фрикционная муфта (здесь вы можете посмотреть, работу сцепления, на флеш-картинках, понятнее любых слов)

Далее мы узнаем о распространенных проблемах сцепления

Механическая трансмиссия (МТ) и ее типы

Коробка передач автомобиля «Шевроле Нива» (Chevrolet Niva)

Давайте попробуем разобраться, что собой представляет трансмиссия, она же коробка передач. Это коробка, в которой находятся передачи, состоящие из маленького и более большого зубчатого колесика. Значит, это основная конструкция данного механизма. Читать далее >>

Коробка передач автомобиля «Шевроле Нива» (Chevrolet Niva)

Автоматическая трансмиссия (АТ) или АКПП

Основная суть механизма АТ состоит в том, что он управляется автоматикой, передаточное число отвечает за переключение с одной передачи на другую и изменяется под разным давлением масла в АКПП.

12 ссылок

• Вариатор
  Вариатор также является одним из основных современных видов КПП. Вообще вариатором называют механическую передачу, где передаточное отношение можно плавно менять ручным или автоматическим способом в определенном диапазоне передаточного числа.
• Автоматические шкатулки
• Как работает автоматическая коробка переда…
• Как эксплуатировать автоматическую КПП
• ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМОБИЛЕЙ С ГИДРОМЕХАНИЧЕС�…
• Автоматическая коробка передач (правила по�…
• Как работает механическая коробка передач(1…
• Как работает коробка передач?
• Как работает МКПП
• Что лучше — коробка Автомат или Механическа�…
• Разновидности автомобильных коробок перед�…
• Полностью автоматическая, механическая или…

«Думающие» коробки передач

Одно из направлений в эволюции автомобиля – создание автоматических трансмиссий. Все их многообразие можно свести к трем типам, у каждого из которых есть свои достоинства и недостатки.

При управлении автомобилем самой сложной для начинающих водителей задачей остается выбор и переключение передач. Поэтому конструкторы много лет посвятили разработке трансмиссии, способной освободить автомобилистов от сложных манипуляций педалями и рычагом. Итогом стало рождение трех типов автоматических коробок передач (АКП): гидромеханических, роботизированных механических и бесступенчатых трансмиссий с использованием вариаторов.

Шасси автомобиля и все,что нужно об этом знать.

Любое транспортное средство, независимо от его типа и назначения, состоит из трех основных частей: двигателя, кузова и шасси. Шасси автомобиля — это система, состоящая из собранных воедино узлов ходовой части, трансмиссии и механизма управления. Она является одной из самых важных частей транспортного средства, так как позволяет обеспечить восприятие и передачу всех сил, которые действуют на него во время движения.

Функции шасси

Элементы подвески ходовой части снижают нагрузки и компенсируют колебания при движении по ухабистой дороге и бездорожью. Подрамник позволяет установить на шасси кузов, двигатель и другие агрегаты. Передний и задний мосты посредством колес передают вращательное движение и таким образом обеспечивают движение автомобиля.

Первые автомобили, выпускаемые в прошлом столетии, имели некоторое отличие от тех, которые сегодня ездят по дорогам. Все автомобили — и легковые, и грузовые — раньше имели раму, на которую устанавливались все агрегаты и узлы (кузов, трансмиссия, двигатель и т. д.). С течением времени рамное шасси автомобиля осталось только у грузовиков и автобусов. В легковых же автомобилях функции рамы начал выполнять кузов.

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ШАССИ

Таким макаром, можно выделить две разные схемы шасси тс.

• Рамное шасси, которое в общем случае представляет собой несколько крепких балок, на которые инсталлируются все узлы автомобиля. Такая конструкция позволяет автомобилям перевозить огромные грузы и просто управляться с разными динамическими нагрузками.

• Несущий кузов. В погоне за уменьшением веса легковых автомобилей все функции рамы были переопределены на кузов. Такая рама не позволяет перемещать огромные грузы, но в то же время обеспечивает больший комфорт и скорость движения.

Зависимо от предназначения автомобиля, могут употребляться последующие виды конструкций:

• лонжеронные;
• хребтовые;
• периферийные;
• вильчато-хребтовые;
• решетчатые.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО ШАССИ?

Благодаря шасси и элементам подвески, которые входят в состав ходовой части, происходит понижение нагрузок и компенсация колебаний во время движения транспортного средства по неровной дороге и бездорожью. Благодаря подрамнику, который входит в состав шасси, инженеры получили возможность устанавливать на шасси кузов, силовой агрегат, трансмиссию и прочие агрегаты. За счет фронтального и заднего мостов посредством передачи крутящего момента на колеса происходит движение авто.

Когда-то все автомобили (и легковые и грузовые) имели раму, чего не скажешь о нынешних авто. На раму устанавливался кузов, двигатель, трансмиссия, а также навесное оборудование ходовой части. Со временем производители авто поняли то, что в раме для легковушек нет необходимости, и все функции рамы стал выполнять модифицированный кузов. А рама стала уделом тяжелых внедорожников (рамников) и грузовых авто.

Составные элементы шасси

Классический комплект автомобильного или колесного тракторного шасси состоит из следующих агрегатов.

Трансмиссия

Она включает в себя сцепление, КПП, карданную передачу, полуоси, главную передачу, дифференциал. Для машин с полным приводом в трансмиссию включается раздаточная коробка.

Сцепление. В схеме трансмиссии ТС находится непосредственно в контакте с маховиком двигателя и в нужное время отключает соединение с коленвалом, прекращая передачу крутящего момента на шестеренки коробки передач.

Конструктивно сцепление бывает «сухим» (на автомобилях и тракторах фрикционные диски работают в воздушной среде) и «мокрым» (работающее в масляной ванне, такой тип стоит на мотоциклетных движках с поперечным расположением). Также оно бывает однодисковым — на легковых автомобилях и малых грузовиках, или двухдисковым — на тяжелых грузовиках и тракторах.

Коробка переключения передач. КПП бывают механические, полуавтоматические и автоматические. Коробка передач служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя на средних оборотах коленчатого вала, при разных скоростях движения транспорта и при разных условиях движения (дорога, бездорожье). Обеспечивается это путем изменения угловой скорости и как следствия, крутящего момента, на выходном валу КПП, по отношению к входному валу. Достигается это за счет использования шестерней с различными передаточными числами.

Раздаточная коробка. Служит для распределения крутящего момента между ведущими осями автомобиля и для повышения крутящего момента.

Дифференциал. Механическое устройство, которое распределяет крутящий момент от входного вала (карданного вала), на приводные валы колес (полуоси). Бывает блокируемый и не блокируемый.

Шасси грузовых автомобилей

Наиболее распространенными считаются лонжеронные рамы. Они представляют собой две продольные балки, соединенные поперечинами. Форма таких балок может быть совершенно разной: трубчатой, Х- или К-образной. В наиболее нагруженной части рама имеет увеличенное сечение швеллера. Параллельная схема лонжеронов (балки располагаются на равном расстоянии на всем протяжении шасси) применяется на грузовых автомобилях.

В легковых автомобилях повышенной проходимости могут применятся лонжероны, которые имеют некоторое расхождение осей как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Хребтовая рама представляет собой одну несущую продольную балку, на которую крепятся поперечины. Зачастую эта балка имеет круглое сечение, благодаря чему в ней могут размещаться элементы трансмиссии. Такая рама обеспечивает большую стойкость к кручению, чем лонжероны. Также использование шасси хребтового типа предполагает использование независимой подвески всех колес. Вильчато-хребтовая рама имеет разветвление продольной балки в задней или передней части. То есть она совмещает в себе лонжероны и хребтовую балку. Остальные типы рамы шасси не используются для грузовых автомобилей.

Достоинства и недостатки шасси наземного ТС

Современные ТС, будь то автомобиль, трактор или специальное самоходное устройство оснащается шасси, которое укомплектовано по последнему слову конструкторской мысли.

Положительным качеством шасси современных автомобилей является их высокая надежность и ресурс агрегатов, который позволяет без замены им работать не один десяток тысяч километров. А использование в виде опоры землю, дает ТС на базе данного шасси перемещать огромные грузы, на большие расстояния с малой затратой топлива и оптимальной скоростью.

Основным недостатком шасси наземных ТС является отсутствие универсальности при переходе работы из одной среды в другую.

Факторы, влияющие на изменения в конструкции шасси ТС

Шасси наземных транспортных средств изменялись с самого момента их изобретения и установки на повозки. Вначале это касалось облегчения конструкции колеса. В деревянном круге делались пропилы для облегчения конструкции. С появлением металлических спиц их стали устанавливать в колеса. С изобретением подшипников они стали устанавливаться на оси для облегчения вращения колеса и увеличения срока службы колесной оси.

Кузов на каретных повозках вначале подвешивали на ремнях или на цепях. Затем на них принялись устанавливать подрессоренную подвеску в виде пружин, которые стали устанавливать и на другие повозки, если такое желание высказывал хозяин. В начале XIX века была изобретена рессора. Их сразу же стали устанавливать на кареты и другие повозки. В период безраздельного господствования гужевого транспорта многие части шасси ТС изготавливались из дерева.

Такая тенденция сохранялась и при производстве первых самоходных колясок. Однако с развитием автомобильного транспорта изменялся подход к обеспечению безопасности водителя во время езды. Деревянные детали менялись на металлические. Мягкость хода на первых моделях автомашин обеспечивалась за счет рессор и пружин. С появлением амортизаторов их стали устанавливать в подвеску машин.

На современных автомобилях все силовые элементы конструкции шасси ТС изготавливаются из качественной стали. В элементах крепления рессор и в пружинах устанавливают резиновые или пластиковые отбойники, а некоторые элементы подвески, типа шаровых опор, закрывают резиновыми пыльниками.

Дальнейшее развитие элементов шасси приведет к использованию в конструкции новых конструктивных материалов, такие как композитные материалы и нано-материалы, которые будут способны восстанавливать свою структуру. А в системе подвески претерпит изменение связи, т.е. переход от механической связи подвески к магнитной и электромагнитной подвески.

Шасси

Шасси состоит из трансмиссии, механизмов управления и ходовой части.

Трансмиссия

Трансмиссия служит для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Основными узлами трансмиссии являются сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.

Сцепление предназначено для временного разъединения двигателя и коробки передач и для плавного их соединения. Разъединение необходимо для плавного трогания с места, для переключения передач, при торможении и для остановки автомобиля.

Сцепление состоит из трех дисков. Два крайних диска, одним из которых является плоскость маховика двигателя, а вторым нажимной диск, находятся на коленчатом валу и вращаются вместе с ним. Между ними заключен третий, ведомый, диск, закрепленный на первичном валу коробки передач.

В нормальном состоянии ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском мощными пружинами. При этом ведомый диск за счет сил трения вращается вместе с маховиком, передавая крутящий момент первичному валу коробки передач.

Для выключения сцепления служит педаль, при нажатии на которую с помощью рычажного механизма и гидравлики ослабляется действие пружин на прижимной диск. При этом ведомый диск освобождается и перестает передавать крутящий момент на первичный вал коробки передач. Плавное отпускание педали позволяет плавно увеличивать сжатие ведомого диска (допуская пробуксовку), это обеспечивает плавное трогание автомобиля с места.

Многие производители наряду с механическими КПП комплектуют свои автомобили автоматической трансмиссией. Как правило, в ней вместо фрикционного сцепления используется гидродинамическая передача.

Существуют два типа гидродинамической передачи. Один из них представляет собой гидродинамическую муфту, состоящую из двух установленных друг против друга турбин, которые погружены в вязкое масло. Одна из турбин соединена с валом двигателя, другая с первичным валом коробки передач. При вращении вала двигателя турбина приводит в движение масло, энергия которого передается второй турбине. На малых оборотах коленвала взаимодействие между турбинами незначительное — автомобиль при работающем двигателе стоит на месте, при увеличении оборотов автомобиль плавно трогается с места.

Другой тип гидродинамической передачи — гидротрансформатор, принцип действия которого тот же, что и у гидромуфты. В нем между ведущей и ведомой турбинами помещена третья турбина с управляемыми лопатками, изменяющими направление потока масла. Такая конструкция муфты сцепления на малых оборотах коленчатого вала (при трогании с места) позволяет увеличить крутящий момент двигателя в 2-3 раза, что обеспечивает более быстрое ускорение движения (приемистость). На высоких оборотах вала гидротрансформатор действует как простая гидромуфта.

Коробка передач служит для регулирования крутящего момента (скорости вращения вала) двигателя в зависимости от дорожных условий. Она обеспечивает также движение автомобиля задним ходом и длительную работу двигателя на холостом ходу.

Коробка передач представляет собой механизм, состоящий из шестерен, которые могут вводиться в зацепление в различных сочетаниях. При зацеплении шестерен с различным числом зубьев величина крутящего момента изменяется во столько же раз, во сколько число зубьев одной шестерни больше числа зубьев другой.

На переднеприводных автомобилях коробка передач состоит из корпуса (картера), первичного и вторичного валов.

На первичном валу жестко закреплены ведомый диск сцепления и несколько (в зависимости от количества передач) шестерен с разным количеством зубьев.

На вторичном валу против каждой шестерни первичного вала расположены шестерни, которые находятся в постоянном зацеплении с ними. Шестерни вторичного вала свободно вращаются на нем и входят в зацепление с ним только с помощью специальных синхронизаторов.

Синхронизаторы — это особого рода шестерни, которые расположены на вторичном валу между свободно вращающимися шестернями. В отличие от них они соединены шлицами со вторичным валом, вращаются вместе с ним и, скользя по шлицам, могут поочередно входить в боковое зацепление со «свободными» шестернями, передавая их вращение вторичному валу. Отбор мощности на вторичный вал будет осуществляться лишь от той шестерни вторичного вала, к которой рычагом переключения передач будет присоединен синхронизатор.

В начале движения на вторичном валу включается самая большая шестерня (1-я передача), на скоростной трассе — самая малая (4-я или 5-я передача). Для включения заднего хода

используется промежуточная шестерня, которая включается между шестернями первичного и вторичного валов.

Для уменьшения трения в коробку передач заливается специальное трансмиссионное масло.

Таким образом, вращение коленчатого вала двигателя через сцепление передается сразу на все ведущие и ведомые шестерни коробки передач.

На заднеприводных автомобилях коробка передач передает вращение от двигателя через карданную передачу на главную передачу. В переднеприводных автомобилях карданная передача отсутствует, поскольку коробка передач и главная передача находятся в одном корпусе. Вращение передается через полуоси сразу на колеса.

На некоторых автомобилях малого класса используются механизмы для автоматического изменения передач с помощью гидравлической или магнитной муфты.

Карданная передача служит для передачи вращения от коробки передач на главную передачу и состоит из нескольких шарнирно соединенных валов, расположенных под небольшим углом друг к другу.

Главная передача служит для передачи крутящего момента от карданного вала под углом 90° на полуоси колес. Главная передача состоит из двух конических шестерен, одна из которых приводится во вращение карданным валом, другая шестерня закреплена на одной из полуосей ведущих задних колес.

В автомобилях оси ведущих колес всегда разделены на полуоси. Это связано с тем, что на поворотах правое и левое колеса проходят неодинаковый путь, поэтому должны вращаться с разной скоростью. Достигается это с помощью дифференциала — шарнирного устройства, соединяющего две полуоси.

Дифференциал предназначен для равномерного распределения крутящего момента между правым и левым ведущими колесами автомобиля, позволяя тем самым вращаться им с разными скоростями на поворотах.

Главная передача, дифференциал и полуоси размещены в заднем мосту. Балку моста сваривают из двух стальных штампованных половин. Во внутреннюю полость моста заливается трансмиссионное масло. По обоим концам балки к мосту приварены кованые фланцы для крепления тормозных щитов и опорные чашки пружин задней подвески.

Компоновка агрегатов переднеприводных автомобилей показана на рис.

Рис. Компоновка агрегатов переднеприводных автомобилей: 1 — полуось; 2 — двигатель; 3 — шарниры равных угловых скоростей; 4 — коробка передач; 5 — маховик; 6 — первичный вал коробки передач; 7 — промежуточные шестерни коробки передач

На большинстве современных переднеприводных автомобилей узлы сцепления и коробки передач выполнены в одном блоке с двигателем. Ведущая шестерня главной передачи закреплена прямо на конце вторичного вала коробки передач, а ведомая шестерня вместе с дифференциалом находится на одной из полуосей передних колес. В условиях бездорожья, когда одно из ведущих колес буксует, дифференциал становится ненужным: он не дает возможности вращаться колесу, которое находится на твердом покрытии. В некоторых моделях автомобилей имеется возможность в подобном случае заблокировать дифференциал принудительно. В этом случае оба ведущих колеса начинают вращаться вместе, и автомобиль благополучно минует препятствие.

Наилучшую проходимость обеспечивают два ведущих моста. Если задние колеса буксуют, им помогают передние и наоборот. Недостатком полноприводных систем с подключаемыми мостами является то, что путь, проходимый передними и задними колесами за одно и то же время, различен по разным причинам (разная степень износа протектора на шинах колес, разное давление в шинах и др). Это приводит к пробуксовке колес и к их преждевременному износу. Поэтому при передвижении по асфальту дополнительные мосты отключают.

Этот недостаток был устранен впервые в автомобиле «Нива», на котором был установлен межосевой блокируемый дифференциал, устранивший пробуксовку колес и позволяющий вращаться передним и задним колесам с разной скоростью. В условиях бездорожья дифференциалы блокируются, и тогда все колеса вращаются, «гребут», независимо друг от друга. По этой схеме сконструированы многочисленные современные джипы.

Механизмы управления

К механизмам управления относятся рулевое управление и тормозная система.

Рулевое управление

Направление движения всех современных автомобилей изменяется путем поворота передних колес на поворотных пальцах или шаровых шарнирах через тяги и рычаги, приводимые в действие поворотом рулевого колеса в кабине водителя.

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. Различают червячный и реечный рулевые механизмы.

Червячный рулевой механизм включает в себя: рулевое колесо, рулевой вал и червячную передачу от рулевого вала к рулевым тягам. Червячная передача обеспечивает 16-кратное снижение усилия, прилагаемого к рулю для поворота колес.

Реечный рулевой механизм в отличие от червячного передачу усилий от рулевого колеса к рулевым тягам обеспечивает с помощью вала-шестерни и зубчатой рейки. Реечный рулевой механизм более компактный и надежный, к тому же обеспечивает 20-кратное снижение усилий, прилагаемых к рулю.

Рулевое колесо — пластмассовое со стальным каркасом. Оно закрепляется на верхней части рулевого вала через демпфер, который служит для повышения пассивной безопасности (травмобезопасный руль).

Важным параметром рулевого управления является общее передаточное отношение между рулевым колесом и передними колесами. Под ним понимается полное число оборотов рулевого колеса «от упора до упора», необходимое для поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое или наоборот, а также усилие, с которым совершаются эти обороты. Чем больше оборотов, тем меньше требуется усилий для вращения рулевого колеса, но зато времени на разворот тратится значительно больше. Лучшей считается короткоходовая передача с гидравлическим усилителем, при этом управление автомобилем становится быстрым и легким одновременно.

Тормозная система

Автомобили оборудованы двумя тормозными системами: рабочей и стояночной. Рабочая система обеспечивает снижение скорости движения вплоть до остановки, стояночная служит для удержания автомобиля на месте стоянки. Рабочая тормозная система имеет гидравлический привод и действует на все колеса автомобиля при нажатии тормозной педали ногой. Стояночная тормозная система имеет механический привод и действует только на задние колеса с помощью рукоятки тормоза.

На современных автомобилях для повышения безопасности используется двухконтурная рабочая тормозная система с диагональным разделением контуров. Один контур обеспечивает работу правого переднего и левого заднего тормозных механизмов, другой — левого переднего и правого заднего. При отказе одного из контуров рабочей тормозной системы используется второй контур, обеспечивающий остановку автомобиля с достаточной эффективностью

Рабочая тормозная система состоит из тормозных механизмов и привода.

На отечественных автомобилях используются в основном колодочные тормозные механизмы: на передних колесах — дисковые, на задних — барабанные.

Барабанный тормоз (рис.) состоит из барабана, закрепленного на ступице колеса и вращающегося вместе с ним.

Рис. Барабанный тормоз: 1 — тормозные колодки; 2 — тормозной барабан; 3 — фрикционная накладка; 4 — гидроцилиндр с двумя поршнями

К внутренней поверхности барабана помощью гидравлического цилиндра с поршнем прижимаются тормозные колодки, закрепленные неподвижно на стойке задней подвески.

Барабанные тормоза просты и недороги и не требуют больших управляющих усилий. Их серьезный недостаток — сильный нагрев в процессе торможения из-за плохой вентиляции внутри барабана. Это приводит к деформации барабана и к неравномерному прилеганию к нему колодок, что снижает эффект торможения. Применение оребренных алюминиевых барабанов и более широких и длинных металлизированных накладок на тормозные колодки повышает износостойкость барабанных тормозов.

Барабанный тормоз является общим для рабочей и стояночной тормозных систем.

Дисковый тормоз (рис.) состоит из плоского диска, который вращается вместе с колесом, и жестко закрепленной на шасси скобы-суппорта, охватывающего диск. На суппорте может находиться от одного до четырех гидравлических цилиндров с поршнями, которые прижимают колодки к диску. Поршни приводятся в действие ножной педалью через главный цилиндр.

Рис. Дисковый тормоз: 1 — тормозной диск; 2 — вал; 3 — поршни; 4 — тормозные колодки; 5 — шпонка.

Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. Сам диск открыт для доступа атмосферного воздуха; скоба тоже открыта и легко охлаждается. Снижения тормозящего действия практически не происходит.

Недостатки дисковых тормозов — более высокая стоимость и необходимость в усилителе того или иного типа.

Действие дисковых тормозов, особенно с усилителем, настолько сильное, что вращение колес во время движения может прекратиться. Это приводит к заносу (юзу) автомобиля и к потере управления. Чтобы этого не происходило, дисковые тормоза на многих моделях автомобилей комплектуются электронной антиблокировочной системой тормозов (АБС), которая обеспечивает слабое вращение колес во время торможения.

Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. Сам диск открыт для доступа атмосферного воздуха; скоба тоже открыта и легко охлаждается. Снижения тормозящего действия практически не происходит.

Недостатки дисковых тормозов — более высокая стоимость и необходимость в усилителе того или иного типа.

Привод рабочей тормозной системы гидравлический. Он состоит из тормозной педали, главного тормозного цилиндра, рабочих цилиндров передних и задних колес и трубопроводов.

При нажатии на тормозную педаль поршень тормозного цилиндра сжимает жидкость до давления 80-90 кгс/см 2 . Давление жидкости по трубопроводу передается в рабочие тормозные цилиндры колес, при этом поршни в рабочих тормозных цилиндрах расходятся и прижимают тормозные колодки к внутренней поверхности барабана или к диску, замедляя скорость вращения колеса. Для уменьшения усилий, прилагаемых к тормозной педали, в привод могут быть установлены вакуумный усилитель и регулятор давления.

Вакуумный усилитель создает дополнительное усилие для облегчения торможения за счет сильного разрежения воздуха, создаваемого впускным трубопроводом двигателя.

Регулятор давления устанавливает давление жидкости в приводе задних тормозов в зависимости от нагрузки на колеса. При увеличении нагрузки регулятор обеспечивает дополнительное поступление тормозной жидкости в колесные цилиндры задних тормозов, повышая тем самым эффективность торможения.

Тормозной бачок «обеспечивает питание гидравлического привода тормозов тормозной жидкостью. Бачок изготовляется из полупрозрачной пластмассы, что позволяет без снятия крышки контролировать в нем уровень заполнения тормозной жидкостью. Наличие в бачке поплавка с электрическими контактами дает возможность контролировать уровень жидкости с помощью индикаторной лампочки на панели приборов.

Электронная противобуксовочная система. Обычные тормоза действуют строго симметрично, то есть передают одинаковое тормозящее усилие на оба колеса. В условиях бездорожья, когда одно ведущее колесо буксует, было бы полезно это колесо притормозить отдельно, тогда колесо на твердом покрытии благодаря дифференциалу начнет вращаться и автомобиль благополучно минует препятствие.

В новых моделях автомобилей с компьютерным интеллектом установлена электронная противобуксовочная система с индивидуальными датчиками вращения колес и распределителем тормозного усилия на каждое отдельное ведущее колесо.

Стояночная тормозная система. Стояночная тормозная система действует на задние колеса автомобиля и приводится в действие от рукоятки тормоза. В стояночную тормозную систему входят задние тормозные механизмы и механический тормозной привод.

Усилие от рукоятки тормоза передается к колодкам барабанных тормозов через тросы к разжимным рычагам тормозного механизма. Ручной рычаг фиксируется в рабочем положении защелкой, которая управляется кнопкой. Чтобы избежать трогания с места с включенным стояночным тормозом, на панели приборов установлена сигнальная лампочка красного цвета, которая включается микровыключателем, расположенным под рычагом.

Ходовая часть

Ходовая часть автомобиля служит для соединения колес автомобиля с кузовом, для гашения вибраций колес при движении автомобиля по неровным дорогам и обеспечения таким образом необходимого комфорта. Ходовая часть состоит из переднего и заднего мостов, передней и задней подвески, ступиц колес и колес с шинами. Для гашения вибрации колес используются наборы рессор, торсионных штанг и амортизаторов.

Подвески (рис.) служат для обеспечения упругой связи кузова с колесами автомобиля.

Рис. Элементы подвески легкового автомобиля: 1 — передняя подвеска; 2 — задняя подвеска; 3 — спиральная рессора; 4 — верхний монтажный кронштейн амортизатора; 5 — резиновая подушка; 6 — поперечная штанга; 7 — узел крепления штанги; 8 — вал ступицы колеса; 9 — продольный рычаг; 10 — кронштейн продольного рычага с шарниром; 11 — шасси; 12 — амортизатор; 13 — торсионная труба; 14 — ведущие полуоси; 15 — стойка Макферсона; 16 — шаровой шарнир; 17 — нижний рычаг управления; 18 — стабилизатор; 19 — поворотная цапфа

Передняя подвеска автомобилей обычно независимая, рычажно-пружинная, с гидравлическими амортизаторами. Передняя подвеска монтируется на поперечной балке, прикрепленной болтами к кузову автомобиля. При независимой подвеске каждое колесо подвешивается к поперечной балке самостоятельно, поэтому колебания одного колеса не передаются на другое колесо, что повышает устойчивость и управляемость автомобилем.

Задняя подвеска автомобилей, имеющих задний мост, — зависимая, пружинная, с гидравлическими амортизаторами. Пружины и вставленные в них амортизаторы нижними концами закреплены на балке заднего моста, а верхние концы крепятся в опорных чашках на кузове автомобиля. Задние подвески автомобилей «ГАЗ» и «УАЗ» выполнены на продольных листовых рессорах. Так же выпускаются автомобили с независимой задней подвеской, состоящей из комбинации рычага на котором крепится колесо с телескопическим амортизатором со спиральной пружиной.

Листовая рессора представляет собой несколько стальных пластин, скрепленных стопкой. Нагрузка изгибает пластины, которые, стремясь возвратиться в исходное положение, оказывают пружинящее действие. Некоторые листовые рессоры состоят из одного листа, суживающегося от центра к концам для более равномерного распределения нагрузки. Такие рессоры обеспечивают более плавную езду на малых скоростях и наибольшую устойчивость к поперечному перемещению (заносу). Недостатком листовых рессор являются большие габариты и масса.

Спиральные рессоры (цилиндрические пружины) компактны, недороги, хорошо гасят толчки, но их устойчивость к заносу минимальна.

Автомобиль с мягкими пружинными рессорами обеспечивает плавную езду по дороге любого типа, однако с трудом вписываться в поворот из-за сильного крена. Наоборот, автомобиль с жесткой системой подвески, обеспечивающей превосходные характеристики управления, при езде будет испытывать сильные удары и тряску.

В пневматических, или газовых, рессорах пружинящее действие создается сжатым газом в герметичном резервуаре с одной гибкой стенкой (диафрагмой), благодаря которой газ действует как пружина. Они устанавливаются на скоростных автомобилях, так как обеспечивают высокую устойчивость от заносов на крутых поворотах.

Торсионная штанга — это длинный горизонтальный стержень, прикрепленный одним концом к узлу подвески, а другим — к кузову или раме. Его пружинящее действие создается кручением. Наборная торсионная штанга состоит из нескольких полос стали, скрепленных вместе. Торсионные штанги самые дешевые средства подвески.

Любой кузов, подвешенный на нескольких рессорах, при толчках совершает сильные многократные колебания вверх и вниз, что создает большие неудобства для пассажиров. Для гашения этих колебаний используются амортизаторы.

Амортизатор — это гидравлическое устройство с цилиндром и поршнем, прикрепленное одним концом к узлу подвески автомобиля, а другим — к кузову. Когда колеса и поршень движутся вверх, поршень вытесняет вязкое масло из пространства над собой через мелкие отверстия в пространство под собой, при движении поршня вниз масло возвращается обратно, при этом сопротивление движению масла гасит колебания.

Колеса и шины. На легковых автомобилях применяются дисковые колеса с неразборным ободом, на котором монтируется пневматическая шина. Различают стальные штампованные колеса и колеса из легких сплавов. Колеса мотороллеров имеют разборный обод, что существенно облегчает их монтаж. Крепятся колеса на болтах или гайками к ступицам или к фланцам полуосей.

Пневматические шины обладают упругостью, что способствует смягчению толчков от неровностей дороги. Шины бывают камерные и бескамерные.

Камерная шина состоит из покрышки и камеры.

Покрышка имеет каркас, подушечный слой (брекер), протектор, боковины и борта. Каркас состоит из нескольких слоев корда — прорезиненной ткани из вискозных и полиэфирных волокон.

В зависимости от расположения нитей корда автомобильные шины могут быть радиальные, диагональные и диагонально-опоясанные (рис.).

Рис. Типы конструкции шин А — радиальные; Б — диагонально-опоясанные; В — диагональные

В шине с диагональным кордом (справа) кордные нити расположены под углом 45-60° друг к другу. В шине с радиальным кордом (слева) кордные нити проложены параллельно, по кратчайшему расстоянию между бортами, а между слоями кордных нитей и протектором проложены полосы ткани. В диагонально-опоясанной шине (в центре) косая укладка кордных нитей сочетается со слоями ткани под протектором.

Диагональные шины обеспечивают более комфортные условия езды, снижая тряску от неровностей дороги. Радиальное расположение нитей корда обеспечивает высокую жесткость шин, что повышает устойчивость и управляемость автомобиля.

Для снижения жесткости шин с радиальным расположением нитей между каркасом и протектором формируется подушечный слой — брекер. Как в каркасе, так и в брекере шин высокого качества широко применяются новые синтетические материалы (волокна из кевлара). Эти материалы обеспечивают оптимальные ходовые качества, управляемость и срок службы протектора.

Диагонально-опоясанная шина объединяет преимущества радиальной и диагональной шин. Кордные нити в слоях шины такой конструкции уложены под косым углом, как в диагональной шине, а под протектором проложен подушечный слой (брекер), как в радиальной шине. Наличие брекера примерно в полтора раза увеличивает срок службы диагонально-опоясанной шины по сравнению с диагональной.

На верхней поверхности каркаса размещается жесткая прокладка, состоящая из двух или более слоев прорезиненной кордной ткани, к которой приклеивается протектор.

На каркас при вулканизации навариваются вместе с металлокордом внешние слои резины, образующие боковины и протектор.

Протектор — та часть поверхности покрышки, которая соприкасается с дорогой. Эффективность сцепления шины с дорогой определяется рисунком протектора. Чтобы улучшить сцепление, на протекторе создаются перекрестные углубления. Для езды в условиях бездорожья, а также в снег и гололед применяют шины с крупным направленным рисунком, а иногда с вставленными в протектор стальными шипами, которые, проникая в лед, улучшают сцепление. Стойкие к проколам шины делают самоуплотняющимися, чтобы предотвратить внезапный и потенциально опасный выход воздуха во время прокола.

В бортах покрышки также вставлены кольца из стальной проволоки, которые препятствуют растягиванию бортов под действием давления камеры и способствуют лучшему закреплению покрышки на ободе колеса.

Для изготовления автопокрышек используется смесь из 90% синтетического и 10% натурального каучуков. Натуральный каучук добавляется ввиду его превосходной способности рассеивать тепло (особенно при длительной езде с высокой скоростью), хотя изнашивается он быстрее, чем синтетический. Сочетание каучуков делает шину мягче, эффективнее и долговечнее.

Форма и размер шины оказывают сильное влияние на ее рабочие характеристики. Более широкий протектор обеспечивает лучшее сцепление с дорогой и медленнее истирается. Уплощенное поперечное сечение («низкий профиль») сообщает шине нужную жесткость, большую долговечность и лучшие рабочие характеристики.

Внутрь покрышки вставляется резиновая камера с вентилем, который необходим для накачивания камеры воздухом. Вентиль имеет клапан-золотник, препятствующий прохождению воздуха в обратном направлении.

Бескамерная шина по бортам имеет уплотнительный герметизирующий слой, предотвращающий утечку воздуха. Вентиль для накачивания шины устанавливается непосредственно на ободе.

Современные точные методы изготовления покрышек и ободов колес позволяют устанавливать покрышку на обод без внутренней камеры и обеспечивают надежную изоляцию от атмосферы.

На рис. показана маркировка шины.

Рис. Маркировка шины: 1 — БЛ-85 — модель шины; 2 — 175/70-R13 — 175 — ширина профиля шины в миллиметрах, 70 — индекс серии шины. R — радиальный корд, 13 — посадочный диаметр шины в дюймах; 3 — Tubeless — бескамерная шина (Tubetupe — камерная шина); 4 — 82S — 82 — индекс максимально допустимой грузоподъемности. Если индекс 65, то допустимая грузоподъемность составляет 285 кг, если 75, то — 370 кг, если 80, то — 405 кг. S — индекс максимально допустимой скорости. (L — 120 км/ч, Р — 150 км/ч, Q — 160 км/ч, S — 180 км/ч); 5 — надпись в местах расположения индикаторов износа; 6 — красная метка с номером технического контроля предприятия-изготовителя; 7 — 23 — неделя выпуска шины (от 1 до 52), 9 — год изготовления шины (1999), В — буквенный индекс предприятия-изготовителя, 023412— порядковый номер шины; 8 — товарный знак предприятия-изготовителя; 9 — STEEL — металлокорд в брекере; 10 — белая метка легкого места покрышки, которая при монтаже должна быть совмещена с вентилем; Е — шины, аттестованные в соответствии с правилами № 30 ЕЭК 00

Ассортимент шин весьма разнообразен. Они различаются по высоте и ширине профиля, по расположению нитей корда, по наличию камеры, по грузоподъемности, по наличию металлокорда и др.

Источник Источник Источник http://znamus.ru/page/kak_ono_edet
Источник http://seite1.ru/zapchasti/shassi-avtomobilya-i-vsechto-nuzhno-ob-etom-znat/.html
Источник http://znaytovar.ru/s/SHassi.html