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:

Мехатронные системы (регулирования топливоотдачи двигателя, управления трансмиссией, силового управления навесным устройством, управления коробкой передач и сухим фрикционным сцеплением, антиблокировки тормозов автомобиля– ABS).

Гидравлические системы (гидравлическая тормозная система— must have, гидравлическая система автовождения Trimble Autopilot).

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.

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:

• Autos в переводе с греческого самостоятельность.
• Mobile (в переводе с французского – движение).

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».

• Деталь автомобиля – это его неразъемная (изготовленная без применения сборки) конструктивная часть из однородного по структуре материала.p;
• Узлы – это объединение нескольких деталей. По факту – это уже сборочная единица. При этом, если совокупность из несколько деталей направлена на преобразование скорости, вида движения, мы имеем дело с механизмом. Характерные узлы – пневматичский цилиндр, обгонная муфта, наглядный же пример механизма – планетарный механизм. Иногда также можно встретиться с понятием «компонент». Этот термин актуален для автомобильной электрики. Типичный компонент – это, например, свеча зажигания.
• Агрегат— это объединение нескольких механизмов для решения какой-либо одной задачи.

Системы автомобиля

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

• Зажигания. Для формирования искры и воспламенения топлива в нужный момент времени, запуска мотора.
• Вспрыска (инжекторные системы). Для обеспечения вспрыска топлива.
• Впуска отработавших газов и контроля эмиссии вредных веществ. Для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности газообразных веществ.

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»:

• Кузов– основание транспортного средства и его внешнее обрамление. Может быть несущей системой или отдельным элементом.
• Рама – ограждение транспортного средства. Иногда можно встретить название каркас. Подробнее о кузове и раме вы узнаете в статье «Рама, кузов и шасси», которая выйдет уже совсем скоро.
• Двигатель – (дословно с немецкого – приводящий в движение). Механизм, который преобразует энергию тепла, вспышки топлива в механическую работу, обеспечивает транспортное средство эффективной мощностью.
• Подвеска. Cлужит для обеспечения контакта шины с дорожным полотном.
• Рулевое управление. Cлужит для управления автомобилем.
• Вспомогательное оборудование и системы безопасности – повышают комфорт, обеспечивают безопасность и удобство управления автомобилем и его системами.

Алексей Громаковский
Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей

Введение

Уважаемые будущие, настоящие и вчерашние курсанты автошкол! Из личного опыта знаем: каждому, кто готовится к нелегкому жизненному испытанию под названием «водительские курсы», очень уж хочется как-нибудь «опустить» теорию и поскорее сесть за руль автомобиля, пусть даже учебного. Равно как и тем, кто уже ерзает на стуле, сидя за партой, и с тоской изучает, что такое гужевая повозка или чем велосипед отличается от мопеда.

Однако же в теоретической части есть немало полезной и интересной информации. Проблема в том, что часто в стандартных учебниках она изложена сухо и непонятно. По этой причине и родилась книга, которую вы держите в руках.

Поверьте, все, что в ней содержится, пригодится не только для сдачи зачетов и экзаменов на пути к заветной цели, но и послужит вам в будущем хорошим подспорьем. Ведь гораздо лучше «опустить» не теорию, а звание «чайника» в водительской карьере. Для этого необходимо обладать знаниями, чтобы не тратить пол-стоимости автомобиля на замену целого узла вместо одного подшипника.

К сожалению, подобный «развод на деньги» происходит сплошь и рядом.

Так что читайте, запоминайте, усваивайте, переваривайте, сдавайте экзамены, покупайте машину и становитесь настоящим водителем!

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.

Классификация по типу кузова

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. 1.3. Купе

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).

Рис. 1.5. Хетчбэк

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).

Рис. 1.7. Кабриолет

Джип – все более популярный тип кузова: вытянутый вверх хетчбэк (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Джип

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

Классификация по типу и рабочему объему двигателя

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.

Классификация по типу привода колес

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.

Переднеприводной автомобиль

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

Классификация по габаритным размерам

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.

2. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Общее устройство и работа ДВС

Почти на всех современных автомобилях в качестве силовой установки применяется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (рис. 2.1).

Существуют еще электромобили, но их мы рассматривать не будем.

Рис. 2.1. Внешний вид двигателя внутреннего сгорания

В основе работы каждого ДВС лежит движение поршня в цилиндре под действием давления газов, которые образуются при сгорании топливной смеси, именуемой в дальнейшем рабочей.

При этом горит не само топливо. Горят только его пары, смешанные с воздухом, которые и являются рабочей смесью для ДВС. Если поджечь эту смесь, она мгновенно сгорает, многократно увеличиваясь в объеме. А если поместить смесь в замкнутый объем, а одну стенку сделать подвижной, то на эту стенку будет воздействовать огромное давление, которое будет двигать стенку.

В ДВС из каждых 10 литров топлива только около 2 литров используется на полезную работу, остальные 8 литров сгорают впустую. То есть КПД ДВС составляет всего 20 %.

ДВС, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипношатунного и газораспределительного, а также из следующих систем:

♦ выпуска отработавших газов;

Основные детали ДВС:

♦ головка блока цилиндров;

♦ распределительный вал с кулачками;

Большинство современных автомобилей малого и среднего класса оснащены четырехцилиндровыми двигателями. Существуют моторы и большего объема – с восьмью и даже двенадцатью цилиндрами (рис. 2.2). Чем больше объем двигателя, тем он мощнее и тем выше потребление топлива.

Рис. 2.2. Схемы расположения цилиндров в двигателях различной компоновки:

а – четырехцилиндровые; б – шестицилиндровые; в – двенадцатицилиндровые (α – угол развала)

Принцип работы ДВС проще всего рассматривать на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Такой двигатель состоит из цилиндра с внутренней зеркальной поверхностью, к которому прикручена съемная головка. В цилиндре находится поршень цилиндрической формы – стакан, состоящий из головки и юбки (рис. 2.3). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Они обеспечивают герметичность пространства над поршнем, не давая возможности газам, образующимся при работе двигателя, проникать под поршень. Кроме того, поршневые кольца не допускают попадания масла в пространство над поршнем (масло предназначено для смазки внутренней поверхности цилиндра). Иными словами, эти кольца играют роль уплотнителей и делятся на два вида: компрессионные (те, которые не пропускают газы) и маслосъемные (препятствующие попаданию масла в камеру сгорания) (рис. 2.4).

Рис. 2.3. Поршень

Смесь бензина с воздухом, приготовленная карбюратором или инжектором, попадает в цилиндр, где сжимается поршнем и поджигается искрой от свечи зажигания. Сгорая и расширяясь, она заставляет поршень двигаться вниз. Так тепловая энергия превращается в механическую.

Рис. 2.4. Поршень с шатуном:

1 – шатун в сборе; 2 – крышка шатуна; 3 – вкладыш шатуна; 4 – гайка болта; 5 – болт крышки шатуна; 6 – шатун; 7 – втулка шатуна; 8 – стопорные кольца; 9 – палец поршня; 10 – поршень; 11 – маслосъемное кольцо; 12, 13 – компрессионные кольца

Далее следует преобразование хода поршня во вращение вала. Для этого поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается на подшипниках, установленных в картере двигателя (рис. 2.5).

В результате перемещения поршня в цилиндре сверху вниз и обратно через шатун происходит вращение коленчатого вала.

Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется самое верхнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вверх и готов начать движение вниз) (см. рис. 2.3). Самое нижнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вниз и готов начать движение вверх) называют нижней мертвой точкой (НМТ) (см. рис. 2.3). А расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ) называется ходом поршня.

Рис. 2.5. Коленчатый вал с маховиком:

1 – коленчатый вал; 2 – вкладыш шатунного подшипника; 3 – упорные полукольца; 4 – маховик; 5 – шайба болтов крепления маховика; 6 – вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 7 – вкладыш центрального (третьего) подшипника

Источник Источник Источник Источник http://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/ustroystvo-konstruktsiya-avtomobilya/
Источник Источник http://fictionbook.ru/author/alekseyi_alekseevich_gromakovskiyi/ustroyistvo_avtomobilya_dlya_sdayushih_y/read_online.html