Основное назначение двигателя – это преобразование тепловой энергии сгорающего топлива в механическую энергию, которая с помощью трансмиссии передаётся на колёса.
Устройство автомобиля. Всё об автомобиле
Подвеска, наряду с двигателем и кузовом, – это одна из важнейших составляющих автомобиля. Именно к ней приковано внимание множества конструкторов и инженеров. Типы подвесок автомобилей бывают разными, что зависит от вида авто (легковое или грузовик), привода (передний, задний, полный), сегмента, который занимает модель, и, конечно же, цены на машину.
Общее устройство и принцип работы легкового автомобиля по структурной схеме
Состав и принцип работы современных легковых автомобилей, передне-приводных, заднеприводных и полноприводных в общем одинаковы.
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.
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.
Строение кузова
Это оболочка автомобиля, его внешний вид. Самый дорогой и практически незаменимый элемент. Все покупатели в первую очередь обращают внимание именно на кузов, так как от его состояния зависит долговечность автомобиля. На него устанавливаются абсолютно все остальные части. Условно разделить кузов легкового автомобиля можно на багажное отделение, пассажирский салон и моторный отсек. У грузового автомобиля кузовом обычно называют только заднюю часть. Пассажирский салон называют кабиной. У автобусов установлен каркасный кузов, который держится на основании.
Урок 34 Общее устройство и работа двигателя
Как работает двигатель
Принцип работы заключается в том, чтобы преобразовать тепловую энергию в механическую. Если говорить простыми словами, в камере сгорания топливо сжимается и поджигается. От этого образуется давление, которое толкает поршень. Крутящий момент передаётся на колёса, чтобы автомобиль начал движение. Но с этим следует разобраться более подробно, так как устройство двигателя не такое уж простое.
Для подачи топлива и удаления отработанных газов используется газораспределительный механизм или ГРМ . За своевременное открытие и закрытие клапанов отвечает распределительный вал. Поршни двигаются вверх и вниз. Чтобы перевести эти движения во вращательные, используется кривошипно-шатунный механизм. Он состоит из самих поршней, коленчатого вала и маховика. Поршни передают движение на коленчатый вал, который имеет сложную форму. Именно он и создаёт вращательные движения. Маховик служит для плавного старта, а также накопления кинетической энергии. Можно сказать, что он выравнивает движение коленчатого вала.
Также здесь присутствует несколько систем:
Все элементы важны для правильной работы двигателя. Это сердце любого автомобиля, которое и помогает ему двигаться.
Трансмиссия автомобиля — это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:
Трансмиссия
Связующее звено между двигателем и колёсами называется трансмиссией. Этот незаменимый проводник выполняет несколько функций в автомобиле:
- передаёт крутящий момент на ведущую ось;
- изменяет вращение и распределяет его по колёсам.
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.
Сцепление
По-другому — муфта. Она служит для короткого разъединения мотора с коробкой передач и плавного их соединения во время переключения скоростей. Также сцепление защищает детали от чрезмерных нагрузок при резких торможениях или ускорениях.
Стандартное однодисковое сцепление включает корзину, вилку, подшипник и диск с феродо. Механизм приводится в действие от троса, проложенного от педали в салоне до вилки включения.
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.
Трансмиссия
Трансмиссия автомобиля — это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:
-
или просто КПП (механические, роботизированные, автоматические или вариаторные)
- ведущий мост или мосты (в зависимости от производителя)
- шарнир равных угловых скоростей или, если выразится проще, карданная передача
Для того чтобы обеспечить плавную передачу крутящего момента на автомобиле установлено сцепление, благодаря которому происходит соединение вала двигателя с валом коробки передач. Сама коробка переключения передача нужна для того чтобы изменять передаточное число, а также уменьшать нагрузку на сам двигатель. Карданная передача необходима чтобы соединять коробку переключения передач непосредственно с колёсами или с ведущим мостом. А сам ведущий мост монтируется в корпусе коробки передач, если у машины передний привод. Если у автомобиля задний привод то ведущий мост служит задней балкой.
Двигатель
Двигатель — это сердце машины, которое состоит из большого количества различных частей.
Основное назначение двигателя – это преобразование тепловой энергии сгорающего топлива в механическую энергию, которая с помощью трансмиссии передаётся на колёса.
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.
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 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.
Механизм управления автомобиля
Механизм управления автомобиля – это руль и тормоза (дисковые и барабанные). Руль позволяет вам менять направление движения автомобиля, а тормоза регулируют его скорость, останавливают автомобиль и удерживают его на месте.
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;
- Трансмиссия;
- Кузов;
- Салон с различными функциями и опциями.
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:
- Блока цилиндров.
- Головки блока цилиндров, в которую входят распределительный вал и клапана.
- Кривошипно-шатунного механизма, в который входят коленчатый вал, поршень и шатун.
- Система охлаждения, включающая в себя водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и патрубки системы.
- Система смазки, состоящая из масляного насоса, масляного заборника, фильтрующего элемента и датчика аварийного давления, датчик уровня масла.
- Система питания частично относится к двигателю, состоит из топливного насоса, топливных форсунок или карбюратора, дроссельного узла.
- Электронное управление, включает в себя блок управления двигателем и разнообразный комплект датчиков, отвечающих за работу двигателя внутреннего сгорания.
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.
Трансмиссия также имеет несколько вариантов исполнения в зависимости от привода автомашины.
В состав трансмиссии авто с передним приводом входит коробка перемены передач и привода с шарнирами равных угловых скоростей.
Коробка передач тоже имеет варианты исполнения такие, как:
Рис. 6.1.2. Внешний вид современного двигателя: 1 — крышка клапанной коробки; 2 — пробка горловины для заливки масла в двигатель; 3 — головка блока цилиндров; 4 — шкивы; 5 -приводной ремень; 6 — генератор; 7 — картер; 8 — поддон; 9 — выпускной коллектор
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.
