Устройство современного автомобиля

Принцип работы

Машина с ДВС (двигателем) должна ездить, а для этого ей необходимо совершить механическое усилие. Именно его и производит двигатель, который передает вращательную силу на колеса автомобиля. Те вращаются, и транспортное средство начинает движение. Это очень примитивное объяснение, которое позволит лишь отдаленно понять, что это такое – ДВС в машине. Главная цель двигателя – преобразование бензина (или дизельного топлива) в механическое движение. Сегодня самый простой способ заставить автомобиль двигаться – это сжечь топливо внутри мотора. Именно поэтому двигатель внутреннего сгорания получил соответствующее название. Все они работают по одинаковому общему принципу, хотя есть некоторые разновидности: дизельные, с карбюраторными или инжекторными системами питания и так далее.

Итак, принцип мы поняли: топливо сгорает, высвобождает при этом большие объемы энергии, которые толкают механизмы в двигателе, что приводит к вращению коленчатого вала. Усилия затем передаются на колеса, и машина начинает движение. 

Принцип работы четырехтактного двигателя

Такты четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации

Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта)

Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного двигателя

По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется  большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.

Принцип работы двухтактного двигателя

Такты двухтактного двигателя

Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.

Работа двухтактного двигателя

Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

Покрытие пола, изоляция переднего щитка, обивка багажника

Покрытие пола в легковом автомобиле выполняет несколько функций. Оно служит в качестве облицовки металлоконструкции, придающей уют салону автомобиля; теплоизоляции, обладающей в определенной степени влагопоглощаемостью; шумо- и виброизоляции.

Покрытие пола должно быть устойчивым к механическим повреждениям и гниению, оно должно легко выниматься из автомобиля. Ни один из широко применяемых в настоящее время «ковриков» не соответствует этим задачам.

Темные пластмассовые (или резиновые) накладки хотя довольно прочны и относительно легко моются, однако всегда холодны, неуютны и негигроскопичны. Демпфирование шума при правильно подобранной конструкции может быть вполне удовлетворительным.

Следует предусматривать серебрение нижней стороны покрытия, чтобы получить воздушную подушку, служащую изоляционным слоем, само покрытие должно быть профилированным, а не гладким. Вследствие большой массы покрытия хорошо гасят вибрации пола. Пластмассовые покрытия, несмотря на относительно высокую стоимость формовки, довольно дешевы. Несколько лучше покрытия из пеноматериала (полиуретана) с твердым поверхностным слоем. Оба типа покрытий изготовляются в виде одной формованной детали, которая укладывается в автомобиль на пол и крепится по кромкам (пороги дверей). Однако их можно легко вынимать. Качественно лучше ковровые покрытия, если они состоят из нескольких слоев различных демпфирующих материалов, в частности, нижнего слоя из пеноматериала для демпфирования шума; толстого шумоизолирующего слоя; тканевого покрытия, которое может быть ворсованным.

Такое покрытие отвечает требованиям по шумопоглощению и шумопзоляции и имеет приятный внешний вид, обладает достаточной гигроскопичностью. Лучше всего применять такую комбинацию покрытий в виде формованной детали, образующей своеобразную «звукопоглощающую ванну», имеющую достаточную толщину, а в зонах критического уровня вибраций соответствующие усиления. Применяемые до сих пор тканевые нейлоновые покрытия и коврики оставляют желать лучшего в отношении износоустойчивости (скатывание, истирание); в этом направлении еще следовало бы поработать. Поэтому в наиболее изнашиваемых местах, например под педалями и в районе тоннеля, рекомендуется применять защитные накладки из пластмассы или другого прочного материала. Нередко для гашения вибраций с большой амплитудой к полу требуется приклеить дополнительную шумопоглощающую панель.

Обивка переднего щитка в случае расположения двигателя спереди должна быть теплошумоизолирующей и, кроме того, выполнять функции обивки салона. Предпосылкой хорошей шумоизоляции является качественное уплотнение (например, с помощью пластмассовых уплотнителей) всех без исключения мест, в которых через передний щиток проходят приводы органов управления и пучки электропроводов. Этих мест по возможности должно быть меньше. Со стороны салона обивку образует формованный картон (или твердая панель) с мягкой прокладкой и соответствующим тиснением поверхности. Обивка также может быть изготовлена в виде фоpмoвaннoй детали из пенополиуретана с твердым поверхностным слоем. Покрытие должно иметь толщину по меньшей мере 20 мм и доходить до нижней кромки шанели приборов так, чтобы передняя перегородка салона была полностью закрыта.

Верхняя часть обивки должна быть съемной или, по меньшей мере, откидывающейся, чтобы можно было иметь доступ к приборам, расположенным под панелью приборов. Иногда такого типа обивки бывает недостаточно. В этом случае на внутренней стороне стенки отсека двигателя целесообразно поместить изоляционную прокладку из мягкого поливинилхлорида или аналогичного ему материала с высоким коэффициентом затухания.

В качестве покрытия пола багажника приемлемо использовать износостойкое покрытие из поливинилхлорида, которое необходимо надежно закрепить, например, с помощью кнопок. Для автомобилей с кузовом универсал и с изменяемым объемом багажника (за счет складывания заднего сиденья) следует предусмотреть дополнительную изоляцию от шума качения шин, применяя для этого комбинированное покрытие пола багажника (включая арки задних колес).

Перемещение ткани

Говоря о том, как работает домашняя швейная машина, нельзя опустить описание устройства, предназначенного для протяжки материи. Это революционное для своего времени изобретение позволило задавать нужную длину стежков, а также избавило портных от обязанности следить за продвижением лоскута.

Происходит все следующим образом:

• на первом этапе, по центральной части проходит главный вал, который соединяется с осью маховика через шатун;
• в боковых частях проходят два стержня, при синхронном вращении которых приходит в движение протяжный механизм.

Первый укомплектован деталью, который специалисты называют между собой «Ласточкин хвост». Для простого человека он больше похож на ключ. Этот элемент двигается туда-обратно по направлению хода ткани.

У второй оси предусмотрен кулачок, который размещается в пространстве «ласточкиного хвоста». Главной его функцией является подъем и спуск данной детали.

Итоговым результатом всех движений перечисленных механизмов происходит работа швейной машины, деталь в виде «ласточкиного хвоста» приводит в движение протяжные зубцы. Получив импульс, зубья выполняют свои шаги, прокручиваясь на месте.

Все манипуляции по настройке длины стежка проводят посредством поворотного рычажка. Совсем небольшая деталька скреплена с осью хвостатого ключа. При поворотах рычага хвосты изменяют свою конфигурацию от начального положения, что приводит к изменению длины стежка в строчке. Видео показывает, как правильно проводить настройку длины шагов.

Полезные советы

Как видно, чтобы в дождь или в снег в машине не потели стекла, важным условием является обеспечение максимально эффективной вентиляции салона. На практике, иногда вместо того, чтобы ждать, пока печка высушит влагу, лучше немного приоткрыть стекла.

Для просушки заднего стекла можно включать его обогрев. Если же это не помогает, тогда можно установить небольшой вентилятор или обогреватель салона, которые работают от автомобильной розетки или прикуривателя.

Салонный фильтр нужно подбирать строго для конкретной модели, а также менять его своевременно. Если есть уверенность в качестве, предпочтение лучше отдать более дорогим угольным фильтрам салона, чем дешевым аналогам малоизвестных производителей. Также сам фильтр должен быть установлен правильно, без заломов, перекосов и т.д.

Также в салоне автомобиля не следует оставлять мокрые или влажные вещи (зонты, обувь, куртки и т.д.). В этом случае по мере высыхания влага будет оседать на стеклах. Также рекомендуется сливать воду и тщательно протирать резиновые коврики, сильно промокшие тканевые коврики нужно извлекать из автомобиля и отдельно сушить.

Еще, особенно если автомобиль долгое время находится в условиях повышенной влажности, нужно выполнять сушку всего салона. Это можно сделать, поставив машину в теплый гараж или охраняемый паркинг на несколько дней с приоткрытыми окнами.

Кстати, можно обратиться на мойку, параллельно выполнив химчистку салона в том случае, если в машине от влаги появился неприятный запах. Специалисты сначала очистят, а потом тщательно просушат салон. Простейшим же решением будет включение печки на максимум, после чего на машине нужно поездить несколько часов с приоткрытыми окнами. Главное, не простудиться самому водителю, если погода сырая и холодная!

Если стекла потеют при езде и с запотеванием не справляется печка и/или кондиционер, рекомендуется двигаться с приоткрытыми боковыми стеклами. Также, если в салоне жарко, а на улице холодно и влажно, после поездки лучше открыть все двери на 5-10 минут, чтобы в салон проник свежий воздух.

Еще добавим, что если водитель перевозит пассажиров, употреблявших алкоголь, чтобы не потели стекла, оптимально попросить таких пассажиров меньше разговаривать (при такой возможности), так как выдыхаемые ими пары спирта и становятся причиной запотевания окон.

Напоследок отметим, что не следует пытаться при помощи дворников убрать примерзший лед со стекла. Так можно не только повредить лезвие дворника, но и поцарапать само стекло.

Для быстрого удаления льда со стекол лучше использовать щетки, аккуратно убирать лед скребком или использовать средства типа антилед для стекол. Категорически запрещается лить на промерзшее стекло горячую воду! В этом случае стекло может немедленно лопнуть!

Производители автомобилей

Следующий шаг – запомнить основные компании, занимающиеся производством автомобилей. Наиболее известные автопроизводители: Mercedes, Audi, Toyota, Volkswagen, Lexus, Renault, Mazda, Chevrolet и другие. Самый простой способ, который поможет вам запомнить всех автопроизводителей – по значкам в передней части авто.

Значок и кузов являются лишь визуальными различиями автомобилей. Поэтому для того, чтобы хорошо разбираться в машинах, нужно также уделить немало внимания изучения технических параметров авто – КПП, двигателю, а также ходовой части

Нужно понимать, что научиться всему лишь за несколько дней вы не сможете, в связи с чем рекомендуем вам запастись терпением и регулярно посещать наш Автопаб (обратите внимание на разделы “Полезные советы“ и “Устройство“)! Вместе с нами вы научитесь правильно обслуживать и ремонтировать своего «железного коня». Уже через некоторое время вы сможете стать одним из экспертов нынешней автомобильной промышленности

Рекомендуем начать со статьи о том, какие классы автомобилей существуют, поскольку многие новички частенько задаются таким вопросом. Подписывайтесь на обновления и оставайтесь с нами!

Автомобиль от А до Я: устройство двигателя внутреннего сгорания

Новая рубрика, готовьтесь! Будет много познавательного текста с картинками. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем автомобиля. Главная особенность этих двигателей заключается в том, что воспламенение топлива происходит внутри камеры сгорания (КС), а не в сторонних внешних агрегатах.

В процессе работы тепловая энергия, выделяемая, вследствие, сгорания топлива, преобразуется в механическую.

— легкие жидкие (газ, бензин)

— тяжелые жидкие (дизельное топливо)

— Бензиновые двигатели

Бывают двух типов: бензиновые карбюраторные и бензиновые инжекторные.

В первом случае смесеобразование (смешивания топлива с воздухом) происходит в карбюраторе или во впускном коллекторе с помощью форсунок. Далее, смесь попадает в цилиндр, сжимается и поджигается искрой от свечи.

Во втором же случае, топливо впрыскивается во впускной коллектор или в цилиндр с помощью инжекторов (распыляющие форсунки).

— Дизельные двигатели

Специальное дизельное топливо (ДТ) подается в определенный момент (не доходя до мертвых точек) в цилиндр под высоким давлением с помощью форсунки.

Движение поршня сжимает смесь еще сильнее, топливо нагревается, с последующим воспламенением горючей смеси (за счет высокого давления).

Такие двигатели характеризуются малыми оборотами и высоким крутящим моментом.

— Газовые двигатели

В качестве топлива, двигатель использует углеводороды. В основ, такие двигатели работают на пропане, но встречаются и другой газ в качестве топлива.

Главное отличие от других двигателей — высокая степень сжатия. Такие двигатели меньше изнашиваются благодаря тому, что топливо уже подается в газообразном состоянии. Также, экономичность газовых двигателей на лицо — газ дешевле бензина.

Стоит отметить и экологичность — отсутствует дымность двигателя.

— от искры (бензиновые)

— от сжатия (дизельные)

— Рядный двигатель

Наиболее распространенная компоновка, цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу. Такие двигатели просты в конструкции, но при большом количестве цилиндров — увеличивается размер двигателя в длину.

— V-образный

Для уменьшения длины агрегата, цилиндры располагают под углом от 60 до 120 градусов, при этом, продольные оси цилиндров совпадают с продольной осью коленчатого вала.

Двигатель получается довольно небольших размеров в продольном отношении (короткий).

Из минусов: довольно большая ширина двигатели и раздельные головки блока, что приводит к увеличению себестоимости при изготовлении.

— Оппозитный

Горизонтально-оппозитный двигатель имеет меньшие габариты по высоте, что позволит снизить центр тяжести всего автомобиля. Из плюсов можно выделить: компактность, симметричность компоновки.

— VR-образный

За счет 6-ти цилиндров, расположенных под углом 150 градусов, образуется весьма компактный (узкий и короткий) двигатель. А также, этот двигатель имеет всего одну головку блока.

— W-образный

В этих двигателях соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Угол расположения цилиндров равен — 150 градусам, а сами ряды — под углом 720 градусов.

Штатный автомобильный двигатель состоит из 2-х механизмов и 5-ти систем.

Назначение, конструкция и виды несущей части

По мере развития автомобилестроения было создано несколько видов несущей части. Но несмотря на имеющиеся различные типы, эта составляющая включает в себя один из основных компонентов – кузов автомобиля.

В задачу кузова входит не только крепление составных частей авто, а еще и восприятие всех нагрузок и воздействий окружающей среды, а также обеспечение пространства для размещения пассажиров и груза.

Изначально на автотранспорте применялась несущая часть, состоящая из двух элементов – кузова и рамы. В такой конструкции кузов по большей части принимал на себя только нагрузки, которые создавали пассажиры и груз. Основные же воздействия приходились на раму, которая также выступала основным связующим элементом для составных частей авто (именно к ней крепились узлы и механизмы).

Но существуют и другие виды несущей части. В целом, она подразделяется на:

1. Рамную;
2. С несущим кузовом;
3. Комбинированную.

Рамный вид, как уже отмечено, состоит из двух элементов – рама и кузов автомобиля. Между собой эти элементы соединены посредством эластичных проставок. Изначально он применялся на всех авто. Сейчас же такую компоновку несущей части можно встретить только на грузовиках и внедорожниках (хотя на последних – не всегда). Поскольку кузов в такой конструкции не используется в качестве компонента, к которому крепятся составные элементы, второе название этого типа – с разгруженным кузовом.

Рамный кузов

Со временем на легковом транспорте рамную конструкцию вытеснил несущий кузов автомобиля. Особенность его заключается в том, что рама, как таковая, отсутствует. При этом все составные части крепятся к кузову. Но поскольку в этом типе вся нагрузка приходится на кузов, в некоторых участках присутствуют усиливающие элементы, повышающие жесткость конструкции. Сейчас этот тип несущей части используется на всех легковых авто, а также кроссоверах и некоторых внедорожниках.

Несущий кузов

Последний вид – комбинированный, он же – полунесущий кузов автомобиля, отличается тем, что в несущей части присутствуют как рама, так и сам кузов, но при этом они между собой жестко связаны. В такой компоновке воспринимаемая нагрузка распределена между ними, также оба они выступают в качестве элементов для крепления составных узлов. Этот тип несущей части применяется в автобусах.

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.

Коротенькое видео, как работает дифференциал.

Ходовая часть

К ходовому блоку ТС относятся оси (передние и задние), на грузовых машинах и внедорожниках мосты (передний и задний), подвеска (передняя и задняя), ступицы и колеса, на ж/д составах тележки. Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль. Железнодорожный транспорт опирается на специальную ходовую часть, представленную в виде тележек. Тележки в свою очередь состоят из 2 или 3 колесных пар с буксами, рессорного подвешивания, тормозного оборудования.

торсионная подвеска

автомобильная подвеска

ж/д подвеска

Подвеска автомобильного транспорта.

Это устройство непосредственно соединяет колеса, оси и неразъемные мосты с несущей конструкцией, рамой или кузовом. Вместе с колесами оно снижает вибрации и гасит колебания, передаваемые от дорожного покрытия на несущую конструкцию, а также обеспечивает нужное положение колес относительно рамы.

В состав подвески входят следующие элементы:

• рессоры, пружины или торсионы, создающие упругость конструкции;
• амортизаторы, которые выполняют роль гасящего устройства;
• направляющие устройства, определяющие положение колеса и передающие на несущую конструкцию вибрации и усилия. Это система рычагов, а также поперечных и продольных тяг;
• шаровая опора, обеспечивающая правильную работу поворотного механизма колеса. На современных автомобилях в основном устанавливают по одной опоре на передние колеса, на внедорожниках их может быть по две штуки на колесо.

По типу подвески подразделяются на: Независимые, называются так, потому что между колесами нет связей. Это такие конструкции как:

• «МакФерсон», которая применяется на большинстве легковых автомобилей и малых грузовиков. Такая подвеска предназначена для езды по дорогам с хорошим покрытием;
• торсионно-рычажная;
• двухрычажная;
• многорычажная.

Зависимые, это когда противоположные колеса жестко соединены между собой балкой. Они могут быть:

• на продольных рессорах;
• на поперечных рессорах;
• когда парные рычаги являются направляющими;
• когда имеется два продольных рычага;
• с дышлом.

Колесо с подвеской соединяется ступицей. Основным ее элементом является подшипниковый узел.

Система управления

Данная система нужна по двум причинам — изменение направления движения и изменения скорости движения. А также удержания направления и скорости движения.

Она включает в себя рулевое управление, управляющий механизм (руль и педали), усилитель РУ и тормозную систему с гидро или пневмоприводом.

Как научиться разбираться в машинах с нуля? Подробное

Как научиться разбираться в автомобилях внутри, снаружи и под капотом?

Умение разбираться в машинах — понятие довольно широкое. Для кого-то достаточно отличить одну модель от другой. Те же люди, профессия которых связана с автомобилями, вкладывают в это понятие гораздо более широкий смысл:

• тип кузова;
• класс автомобиля;
• тип двигателя — инжектор, карбюратор, дизель, одно- или двухтактный, гибридный, электромобиль;
• трансмиссия — механика, автомат, вариатор, роботизированная, преселективная (с двойным сцеплением).

Если вы работаете, например, в компании, торгующей запасными частями, или в автомагазине, то по должностной инструкции просто обязаны обладать широкими знаниями:

• досконально знать модельный ряд того или иного автопроизводителя — то есть должны знать в чем разница между различными двигателями, к примеру ВАЗ-2104 — ВАЗ-21073, ВАЗ-21067, их объем, топливо, особенности;
• технические особенности различных агрегатов;
• особенности конструкции и устройства.

Если вам когда-либо приходилось покупать запчасти, то знаете, что хорошему специалисту достаточно показать ту или иную запчасть — рабочий тормозной цилиндр, шестерню второй передачи, главный или промежуточный вал КПП, тросик сцепления, выжимной подшипник, диск фередо — он без проблем назовет их марку, скажет от какой это машины, а самое главное — точно скажет, что это такое. Также он без труда подберет нужную вам деталь по каталогу — от уплотнительного резинового колечка или манжеты, до трамблера в сборе или кулисы коробки передач.

Понятно, что такое умение приходит только с опытом. Мы же попытаемся на нашем сайте Vodi.su дать основные рекомендации.