Устройство легкового автомобиля для начинающих


Алексей ГромаковскийУстройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей

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):

♦ двигателя;

♦ трансмиссии;

♦ ходовой части;

♦ механизмов управления;

♦ электрооборудования;

♦ дополнительного оборудования;

♦ кузова.

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.

Рис. 1.1.

Общий вид легкового автомобиля: 1 – фара; 2 – вентилятор системы охлаждения двигателя; 3 – радиатор системы охлаждения двигателя; 4 – распределитель зажигания; 5 – двигатель; 6 – аккумуляторная батарея; 7 – катушка зажигания; 8 – воздушный фильтр; 9 – телескопическая амортизаторная стойка передней подвески; 10 – бачок омывателя ветрового стекла; 11 – коробка передач; 12 – ручка стеклоподъемника; 13 – внутренняя ручка двери; 14 – рычаг задней подвески; 15 – элемент обогрева заднего стекла; 16 – основной глушитель; 17 – задний амортизатор; 18 – задний тормоз; 19 – балка задней подвески; 20 – поперечная штанга задней подвески; 21 – топливный бак; 22 – рычаг стояночной тормозной системы; 23 – дополнительный глушитель; 24 – вакуумный усилитель тормозной системы; 25 – вал привода передних колес; 26 – передний тормоз; 27 – штанга стабилизатора передней подвески

Во время движения водитель управляет автомобилем с помощью рулевого колеса и педалей, представляющих собой механизмы управления. Он включает свет фар и указатели поворотов, то есть пользуется электрооборудованием.

При этом водитель пристегнут ремнем безопасности, ему тепло (работает обогреватель) – задействовано дополнительное оборудование.

Кузов среднестатистического легкового автомобиля состоит из моторного отсека (там находится двигатель), пассажирского салона и багажного отделения. Он же является несущей конструкцией для узлов и агрегатов автомобиля.

Современные автомобили можно классифицировать по нескольким признакам: по типу кузова, типу и рабочему объему двигателя, типу привода колес и габаритным размерам.

Кузова современных легковых автомобилей разнообразны и многофункциональны, хотя, конечно, их основное предназначение – перевозка пассажиров и небольшой поклажи.

В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест легковые автомобили делятся на следующие типы.

Седан – машина с двумя, четырьмя или даже шестью боковыми дверями. Характерные черты – моторный отсек и багажное отделение у седанов вынесены наружу, то есть изолированы от салона (рис. 1.2). Седаны, имеющие шесть боковых дверей и перегородку, отделяющую водительскую секцию салона от пассажирской, называют лимузинами.

Рис. 1.2. Седан – самый распространенный тип кузова

Купе – двухдверный кузов с одним или двумя рядами полноразмерных или укороченных сидений (есть варианты, в которых задние сиденья – детские) (рис. 1.3).

Универсал – автомобиль с дверью в задней стенке кузова. Отличается от остальных типов тем, что имеет постоянный грузовой отсек, не отделяющийся от пассажирского стационарной перегородкой (рис. 1.4).

Рис. 1.3. 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

Большинство современных автомобилей оснащено двигателями, работающими на бензине или на дизельном топливе. Следовательно, по типу двигателя автомобили делятся на бензиновые и дизельные.

По рабочему объему двигателей машины классифицируются следующим образом:

♦ особо малый класс (так называемые малолитражки) – до 1,1 литра;

♦ малый класс – от 1,1 до 1,8 литра;

♦ средний класс – от 1,8 до 3,5 литра;

♦ большой класс – 3,5 литра и более.

В зависимости от того, на какую колесную ось (переднюю или заднюю) передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на заднеприводные, переднеприводные и полноприводные.

Заднеприводные – автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Заднеприводной автомобиль

Движение происходит по толкательному принципу: задние (ведущие) колеса толкают вперед автомобиль, а передние (ведомые) служат для изменения направления движения.

Переднеприводные – автомобили, в которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса, которые тащат за собой всю машину и служат для изменения направления движения (рис. 1.11).

Кстати, переднеприводной автомобиль более устойчив на дороге.

Рис. 1.11.

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

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.

ПРИМЕЧАНИЕ

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:

♦ питания;

♦ выпуска отработавших газов;

♦ зажигания;

♦ охлаждения;

♦ смазки.

Основные детали ДВС:

♦ головка блока цилиндров;

♦ цилиндры;

♦ поршни;

♦ поршневые кольца;

♦ поршневые пальцы;

♦ шатуны;

♦ коленчатый вал;

♦ маховик;

♦ распределительный вал с кулачками;

♦ клапаны;

♦ свечи зажигания.

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

Когда поршень перемещается сверху вниз (от ВМТ до НМТ), объем над ним изменяется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ – это камера сгорания.

А объем над цилиндром, когда он находится в НМТ, называют рабочим объемом цилиндра.

В свою очередь, рабочий объем всех цилиндров двигателя в сумме, выраженный в литрах, называется рабочим объемом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания в момент нахождения поршня в НМТ.

Важной характеристикой ДВС является его степень сжатия, которая определяется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр топливо-воздушная смесь при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6–14, у дизельных – 14–24. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономичность, а также существенно влияет на токсичность отработавших газов.

Мощность двигателя измеряется в киловаттах либо в лошадиных силах (используется чаще). При этом 1 л. с. равна примерно 0,735 кВт.

Как мы уже говорили, работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов, образующихся при сгорании в цилиндре топливо-воздушной смеси.

В бензиновых и газовых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания (рис. 2.6), в дизельных – от сжатия.

Рис. 2.6. Свеча зажигания

При работе одноцилиндрового двигателя его коленчатый вал вращается неравномерно: в момент сгорания горючей смеси резко ускоряется, а все остальное время замедляется.

Для повышения равномерности вращения на коленчатом валу, выходящем наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск – маховик (см. рис. 2.5). Когда двигатель работает, вал с маховиком вращаются.

А сейчас поговорим немного подробнее о работе одноцилиндрового двигателя.

Повторим, первое действие – попадание внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливо-воздушной смеси, которую приготовил карбюратор или инжектор. Этот процесс называется тактом впуска (первый такт). Заполнение цилиндра двигателя топливо-воздушной смесью происходит, когда поршень из верхнего положения движется в нижнее. При этом к цилиндру двигателя подведены два канала: впускной и выпускной. Горючая смесь впускается через первый канал, а продукты ее сгорания выходят через второй. Непосредственно перед входом в цилиндр в этих каналах установлены клапаны. Их принцип действия очень прост: клапан – это подобие гвоздя с большой круглой шляпкой, перевернутый шляпкой вниз, которой закрывается вход из канала в цилиндр.

При этом шляпка прижимается к кромке канала мощной пружиной и закупоривает его.

Если нажать на клапан (тот самый гвоздь), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала откроется (рис. 2.7).

Во время этого такта поршень перемещается из ВМТ в НМТ. При этом впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью до тех пор, пока поршень не окажется в НМТ, то есть его дальнейшее движение вниз станет невозможным. Из ранее сказанного мы с вами уже знаем, что перемещение поршня в цилиндре влечет за собой перемещение кривошипа, а следовательно, вращение коленчатого вала и наоборот. Так вот, за первый такт работы двигателя (при перемещении поршня из ВМТ в НМТ) коленвал проворачивается на пол-оборота.

После того как топливо-воздушная смесь, приготовленная карбюратором или инжектором, попала в цилиндр, смешалась с остатками отработавших газов и за ней закрылся впускной клапан, она становится рабочей.

Теперь наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и деваться ей стало некуда: впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. В этот момент поршень начинает движение снизу вверх (от НМТ к ВМТ) и пытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.7). Однако, как говорится, стереть в порошок эту смесь ему не удастся, поскольку преступить черту ВМТ поршень не может, а внутреннее пространство цилиндра проектируют так (и соответственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), чтобы над поршнем, находящимся в ВМТ, всегда оставалось пусть не очень большое, но свободное пространство – камера сгорания. К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 0,8–1,2 МПа, а температура достигает 450–500 °C.

Рис. 2.7. Процесс работы четырехтактного двигателя:

а – такт впуска; б – такт сжатия; в – такт рабочего хода; г – такт выпуска

Третий такт – самый ответственный момент, когда тепловая энергия превращается в механическую. В начале третьего такта (а на самом деле в конце такта сжатия) горючая смесь воспламеняется с помощью искры свечи зажигания (рис. 2.8). Давление от расширяющихся газов передается на поршень, и он начинает двигаться вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Рабочая смесь сгорает с выделением большого количества тепла, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800–2000 °C, а давление – до 2,5–3,0 МПа.

Рис. 2.8. Искра между электродами свечи

Обратите внимание, что главная цель создания самого двигателя – это как раз и есть третий такт (рабочий ход). Поэтому остальные такты называют вспомогательными.

Во время этого процесса впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод). Далее через систему выпуска отработавших газов, наиболее известная часть которой – глушитель, отработавшие газы уходят в атмосферу (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Фрагмент глушителя

Все четыре такта периодически повторяются в цилиндре двигателя, тем самым обеспечивая его непрерывную работу, и называются рабочим циклом.

Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия от рабочего цикла бензинового. В нем во время такта впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух.

Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце первого такта, когда поршень приближается к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство – форсунку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, – под большим давлением впрыскивается дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сгорают.

При этом выделяется большое количество тепла и температура в цилиндре повышается до 1700–2000 °C, а давление – до 7–8 МПа.

Под действием давления газов поршень перемещается вниз, и происходит рабочий ход.

Такт выпуска дизельного двигателя аналогичен такту выпуска бензинового двигателя.

Вспомогательные такты (первый, второй и четвертый) совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя – маховика, о котором также шла речь выше. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал передает запас инерции маховику. Инерция помогает ему осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. Из этого следует, что при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень ходит в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается таким образом, чтобы рабочий ход хотя бы одного поршня помогал осуществлять вспомогательные такты и плюс ко всему вращал маховик.

А теперь подведем итоги: совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя и обеспечивающих его непрерывную работу, называется рабочим циклом. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за один ход поршня или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала.

Порядок работы цилиндров четырехцилиндрового двигателя: 1-3-4-2. Пятицилиндрового, как правило, – 1-2-4-3-5.

Page 2

По характеру рабочего процесса поршневые ДВС, устанавливаемые на большинстве автомобилей, делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и воспламенением топливо-воздушной смеси от электрической искры и с внутренним смесеобразованием и воспламенением смеси от сжатия. Первые работают на бензине, вторые – на дизельном топливе.

Бензиновые двигатели работают на жидком топливе с принудительным зажиганием. Перед попаданием в цилиндры топливо в определенных пропорциях смешивается с воздухом – эту функцию выполняют карбюратор или инжектор, закрепляемые на двигателе снаружи. По-этому бензиновые двигатели называют также двигателями с внешним смесеобразованием.

Дизельные двигатели работают на жидком топливе (солярке) по принципу воспламенения от сжатия. Топливо подает в цилиндры форсунка, а уже внутри цилиндров оно смешивается с воздухом.

Есть еще один вид ДВС – газовые, работающие на метане или пропан-бутане. По принципу работы они практически не отличаются от бензиновых.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ)

Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Ранее мы рассматривали устройство и работу одноцилиндрового двигателя. Но на большинстве современных легковых автомобилей установлены моторы с четырьмя и более цилиндрами. Такие моторы имеют либо обычное расположение цилиндров, либо V-образное.

В первом случае цилиндры расположены в одну линию, во втором – в два ряда с некоторым углом между ними. Эта информация нужна исключительно для общего развития, поскольку для успешной сдачи экзамена в ГИБДД необходимо знать устройство и работу лишь двух видов ДВС: с одним цилиндром и с четырьмя (причем на примере советских автомобилей).

У стандартного четырехцилиндрового двигателя кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих элементов:

♦ блока цилиндров с картером;

♦ головки блока цилиндров;

♦ поддона картера двигателя;

♦ поршней в комплекте с поршневыми

♦ кольцами и пальцами;

♦ шатунов, на которых закреплены поршни (см. рис. 2.4);

♦ коленчатого вала (см. рис. 2.5);

♦ маховика.

В блоке цилиндров расположены поршни, шатуны и коленчатый вал, образующие шатунно-поршневую группу (рис. 2.10), а также другие системы двигателя.

Блок цилиндров – «сердце» ДВС. Кроме шатунно-поршневой группы, в нем предусмотрены литые и высверленные каналы и отверстия, а также места установки подшипников.

На подшипниках в блоке цилиндров вращается коленчатый вал (см. рис. 2.5). Во внутренних полостях блока, между его двойными стенками, циркулирует охлаждающая жидкость, там же проходят специальные каналы системы смазки двигателя, по которым циркулирует масло. Наружное оборудование двигателя монтируется преимущественно на блоке цилиндров и при работающем моторе составляет с ним единое целое. Нижняя часть блока называется картером и представляет собой поддон (резервуар) для масла.

Рис. 2.10. Детали шатунно-поршневой группы:

1 – маслосъемное поршневое кольцо; 2, 3 – компрессионные поршневые кольца; 4, 6 – поршни; 5 – поршневой палец; 7 – шатун; 8 – крышка шатуна; 9 – шатунный вкладыш; 10 – отверстие на шатуне для выхода масла; 11 – метка «П» на поршне

Верхняя часть двигателя – вторая по значимости и по величине его составляющая – называется головкой блока цилиндров. В ней расположены камеры сгорания, клапаны и свечи зажигания, а также распределительный вал (на большинстве двигателей легковых автомобилей). В головке, как и в блоке цилиндров, предусмотрены каналы и полости для циркуляции охлаждающей жидкости и масла. Головка крепится к блоку цилиндров с помощью резьбовых соединений, а сверху через прокладку закрывается штампованной крышкой.

ДВС работает в очень жестком режиме: коленчатый вал двигателя на холостом ходу совершает около 1000 оборотов в минуту, то есть за секунду – около 16 полных вращений.

При движении автомобиля количество оборотов возрастает в 2–5 раз, то есть всего лишь за одну секунду коленвал совершает до 80 оборотов. При этом коленвал связан с поршнями, причем всего за пол-оборота вала поршень проделывает весь путь в цилиндре сверху вниз или наоборот, а за полный оборот – совершает два хода, да еще с полной остановкой в верхней и нижней мертвых точках и последующим изменением направления движения на противоположное. При этом поршни перемещаются в цилиндрах при очень высоких температурах и давлении.

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов. Также он обеспечивает надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

ГРМ состоит из следующих основных элементов (рис. 2.11):

♦ распределительного вала;

♦ рычагов;

♦ ремня газораспределительного механизма (ремень ГРМ) или цепи;

♦ впускных и выпускных клапанов с мощными пружинами;

♦ впускных и выпускных каналов.

Рис. 2.11. Газораспределительный механизм:

1 – коленчатый вал; 2 – ведущая звездочка; 3 – звездочка натяжного устройства; 4 – двуплечий рычаг; 5 – пружина; 6 – регулировочный винт; 7 – коромысло; 8 – ось коромысла; 9 – наконечник регулировочного винта; 10 – опорная шайба пружины; 11 – наружная и внутренняя пружины; 12 – крепления опорной шайбы на клапане; 13, 16 – выпускной и впускной клапаны; 14 – кулачок; 15 – ведомая звездочка распределительного вала; 17 – упорный фланец

Распределительный вал в большинстве двигателей легковых автомобилей установлен на головке блока цилиндров. Его образуют кулачки (эксцентрики), количество которых соответствует числу клапанов двигателя, то есть каждый кулачок работает только со своим конкретным клапаном. При вращении распределительного вала его кулачки через рычаги воздействуют на клапаны. Этим обеспечивается своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Иными словами, для открытия и закрытия клапанов должен повернуться распределительный (или кулачковый) вал.

В большинстве ДВС распредвал вращается от коленвала: с помощью или цепной передачи, или зубчатого ремня, натяжение которых регулируется специальными устройствами.

Ременный привод работает тише, прост в установке, не требует смазки, упрощает конструкцию двигателя и снижает его массу. Цепной привод имеет обратный эффект. Но если рвется ремень ГРМ, выходят из строя клапаны, если же повреждена цепь, то «страдает» фактически только она. Натяжение в цепном приводе регулируется подпружиненным плунжером, а ремня – роликом.

Большинство современных двигателей оснащено ременным приводом распредвала.

На примере одноцилиндрового ДВС рассмотрим работу газораспределительного механизма (см. рис. 2.7). Распредвал, получив вращение от коленвала, поворачивается. Его кулачок набегает на рычаг, который нажимает на стержень подпружиненного клапана и, преодолев сопротивление пружины, открывает его. Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага (толкателя), и под воздействием пружины клапан закрывается. Дальше поршень через открытый впускной или выпускной клапан соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы.

Для лучшего наполнения цилиндров рабочей смесью впускной клапан открывается чуть раньше того момента, когда поршень достигает ВМТ, а выпускной (для лучшей очистки от отработавших газов) – несколько раньше, чем поршень доходит до НМТ. В результате впускной клапан начинает открываться в тот момент, когда выпускной клапан еще полностью не закрылся. Такое положение клапанов называется их перекрытием. Когда же оба клапана в одном цилиндре надежно закрыты, происходит такт сжатия или рабочий ход поршня.

Система питания карбюраторного двигателя

Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси и по-дачи ее в цилиндры двигателя. Количество и качество этой смеси должно быть разным при различных режимах работы двигателя, что также находится «в компетенции» системы питания. Поскольку мы будем рассматривать работу бензиновых двигателей, топливом у нас всегда будет бензин.

В зависимости от вида устройства, осуществляющего подготовку топливо-воздушной смеси, двигатели могут быть инжекторными, карбюраторными или оборудованными моновпрыском.

Система питания состоит из следующих основных элементов (рис. 2.12):

♦ топливного бака;

♦ топливопроводов;

♦ фильтров очистки топлива;

♦ топливного насоса;

♦ воздушного фильтра;

♦ карбюратора или инжектора с электронной системой управления.

Топливный бак (или бензохранилище) – это специальная металлическая емкость вместимостью 40–80 литров, которая чаще всего устанавливается в задней (более безопасной) части легкового автомобиля. Топливо в бензобак заливают через горловину, в которой предусмотрена трубка для выхода воздуха при заправке. На некоторых машинах в самой нижней точке бензобака есть сливная пробка, позволяющая при необходимости полностью очистить бак от нежелательных составляющих бензина – воды и мусора.

Бензин, залитый в бак легкового автомобиля, предварительно очищается сетчатым фильтром, установленным внутри бака на топливозаборнике. В бензобаке также размещен датчик уровня топлива (поплавок с реостатом), показания которого выводятся на щиток приборов.

Из топливного бака бензин подается к карбюратору по топливопроводу, который проходит под днищем автомобиля. По пути топливо проходит через фильтр тонкой очистки. Бензин из бака отправляет «в дорогу» топливный насос. Топливные насосы бывают механические и электрические. Механические насосы используют для машин с карбюраторными двигателями. На автомобили, оборудованные электронным впрыском, устанавливают электрические насосы.

Рис. 2.12. Система питания автомобиля:

1 – топливный бак; 2 – датчик указателя уровня топлива; 3 – карбюратор; 4 – воздушный фильтр; 5 – топливный насос; 6 – шланг подвода нагретого воздуха; 7 – выпускной трубопровод; 8 – дополнительный глушитель; 9 – основной глушитель; 10 – труба глушителя; 11 – топливопровод

Поскольку сейчас мы рассматриваем систему питания карбюраторного двигателя, остановимся подробнее на механических насосах.

Механический насос (рис. 2.13) состоит из корпуса, подпружиненной диафрагмы с механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов, а также сетчатого фильтра. Топливный насос в зависимости от марки автомобиля приводится в действие либо эксцентриком (кулачком) распредели тельного вала, либо эксцентриком, размещенным на валу привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. В обоих случаях вращающийся эксцентрик качает рычаг привода топливного насоса, прижатый к нему пружиной. Этот рычаг воздействует на шток с подпружиненной диафрагмой.

Когда рычаг тянет шток с диафрагмой вниз, пружина диафрагмы сжимается, и над ней создается разрежение, под действием которого впускной клапан, преодолев усилие своей пружины, открывается. Через этот клапан топливо из бака втягивается в пространство над диафрагмой. Когда рычаг освобождает шток диафрагмы (часть рычага, связанная со штоком, перемещается вверх), диафрагма под действием собственной пружины также перемещается вверх, впускной клапан закрывается, и бензин выдавливается через нагнетательный клапан к карбюратору. Этот процесс происходит при каждом повороте приводного вала с эксцентриком.

Рис. 2.13. Схема работы топливного насоса:

1 – фильтр; 2 – всасывающий клапан; 3 – нагнетательный клапан; 4 – подводная трубка; 5 – головка топливного насоса; 6 – штанга привода; 7 – тяга диафрагмы; 8 – рычаг привода топливного насоса; 9 – ось рычага привода

Бензин в карбюратор выталкивается только за счет усилия пружины диафрагмы при перемещении ее вверх. При заполнении карбюратора до необходимого уровня его специальный игольчатый клапан перекроет доступ бензина. Так как качать топливо будет некуда, диафрагма топливного насоса останется в нижнем положении: ее пружина будет не в силах преодолеть создавшееся сопротивление. И лишь когда двигатель израсходует часть топлива из карбюратора, его игольчатый клапан откроется и диафрагма под действием пружины сможет втолкнуть новую порцию топлива из бензонасоса в карбюратор.

Бензонасос имеет рычажок, выступающий из его корпуса наружу. Он предназначен для ручной подкачки топлива (например, при испарении бензина из карбюратора из-за длительного перерыва в эксплуатации).

Воздушный фильтр (рис. 2.14), расположенный сверху на карбюраторе, очищает воздух от пыли и других механических примесей перед поступлением его в карбюратор для последующего смешивания с бензином. В воздушный фильтр воздух поступает через трубу воздухозаборника, которая затем разделяется на две части. Через одну часть холодный воздух всасывается в теплую погоду (летом), через другую часть воздух, подогретый выпускным коллектором, всасывается в холодную погоду (зимой). Переход от «лета» к «зиме» и наоборот на разных автомобилях выполняется по-разному: либо с помощью специального рычажка-переключателя, либо поворотом корпуса воздушного фильтра, либо автоматически.

Рис. 2.14. Воздушный фильтр двигателя:

1 – гайка; 2 – шайба; 3 – уплотняющая прокладка; 4 – регулирующая перегородка; 5 – прокладка регулирующей перегородки; 6 – фильтрующий элемент приточной вентиляции картера; 7 – фильтрующий элемент воздуха; 8 – крышка; 9 – приемный патрубок подогретого воздуха; 10 – приемный патрубок холодного воздуха; 11 – корпус

Общее устройство карбюратора

Карбюратор предназначен для приготовления горючей смеси, разной по качеству (соотношению бензина и воздуха) и количеству в зависимости от режимов работы двигателя, и ее подачи в цилиндры двигателя.

Элементарный карбюратор состоит из следующих основных элементов (рис. 2.15):

♦ поплавковой камеры;

♦ поплавка с игольчатым запорным клапаном;

♦ распылителя;

♦ смесительной камеры;

♦ диффузора;

♦ воздушной и дроссельной заслонок;

♦ топливных и воздушных каналов с жиклерами.

Рис. 2.15. Схема карбюратора:

1 – рычаг ускорительного насоса; 2 – винт регулировки подачи топлива ускорительным насосом; 3 – топливный жиклер переходной системы второй камеры; 4 – воздушный жиклер эконостата; 5 – воздушный жиклер переходной системы; 6 – топливный жиклер эконостата; 7 – воздушный жиклер главной дозирующей системы второй камеры; 8 – эмульсионный жиклер эконостата; 9 – распылитель эконостата; 10 – распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 11 – клапан распылителя ускорительного насоса; 12 – распылитель ускорительного насоса; 13 – воздушная заслонка; 14 – малый диффузор первой камеры; 15 – воздушный жиклер главной дозирующей системы первой камеры; 16 – воздушный жиклер пускового устройства; 17 – тяга; 18 – воздушный жиклер системы холостого хода; 19 – игольчатый клапан; 20 – топливный фильтр; 21 – электромагнитный клапан; 22 – топливный жиклер системы холостого хода; 23 – главный топливный жиклер первой камеры; 24 – корпус экономайзера; 25 – эмульсионный жиклер системы холостого хода; 26 – дроссельная заслонка первой камеры; 27 – распылитель главной дозирующей системы первой камеры; 28 – дроссельная заслонка второй камеры; 29 – главный топливный жиклер второй камеры

В поплавковой камере постоянный уровень топлива поддерживается поплавком, соединенным с игольчатым клапаном. По мере расходования топлива поплавок опускается, открывается игольчатый клапан и новая порция бензина вливается в топливную камеру. При достижении нормального уровня в поплавковой камере поплавок, всплывая, закрывает иглой входное отверстие и прекращает доступ бензина. По трубке распылителя бензин из поплавковой камеры попадает в смесительную камеру, где смешивается с поступающим из входного патрубка воздухом. Уровень топлива в поплавковой камере несколько ниже кромки выходного отверстия распылителя, поэтому при неработающем двигателе топливо из поплавковой камеры не вытекает даже при наклонном положении машины.

Для дозирования бензина в нижнюю часть трубки распылителя ввернут жиклер, представляющий собой пробку с калиброванным отверстием. Диффузор (суженный внутри короткий патрубок) служит для увеличения скорости воздушного потока в центре смесительной камеры и создания разрежения около конца распылителя (при работающем двигателе), что необходимо для высасывания топлива из топливной камеры и лучшего его распыления. Количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, регулируется дроссельной заслонкой, связанной с педалью газа. Эта заслонка изменяет площадь проходного сечения за смесительной камерой. Водитель управляет заслонкой с помощью педали газа, расположенной под его правой ногой.

Простейший карбюратор не способен приготовить оптимальную по составу горючую смесь во всех режимах работы двигателя.

При увеличении степени открытия дроссельной заслонки смесь будет обогащаться.

Оптимальное же изменение состава смеси должно быть другим.

Современные карбюраторы бензиновых двигателей значительно отличаются от элементарного карбюратора главным образом за счет наличия дополнительных вспомогательных устройств, позволяющих в тех или иных режимах работы двигателя в определенной степени обеднять или обогащать смесь. Различают карбюраторы с восходящим, горизонтальным и падающим потоком. Наиболее часто используют карбюраторы с падающим потоком, в которых смесь в смесительной камере движется сверху вниз. Карбюратор может иметь одну или две камеры. В последнем случае они могут устанавливаться последовательно или параллельно. Чаще всего используются двухкамерные карбюраторы с параллельным расположением камер.

В общем случае современный карбюратор состоит из следующих основных устройств: главного дозирующего устройства, пускового устройства, системы холостого хода, экономайзера, ускорительного насоса, балансировочного устройства и ограничителя частоты вращения коленчатого вала. Иногда в состав карбюратора входят также эконостат и система принудительного холостого хода.

Кроме того, обычно под панелью приборов или прямо на ней есть специальная рукоятка, которая управляет воздушной заслонкой карбюратора. В народе – попросту «подсос». Вытягивая ее, водитель прикрывает воздушную заслонку, ограничивая доступ воздуха и увеличивая разрежение в смесительной камере карбюратора. В результате бензин из поплавковой камеры высасывается более интенсивно и при недостатке воздуха готовит для мотора обогащенную горючую смесь, которая и необходима для пуска холодного двигателя.

Наиболее экономично карбюратор работает при средних нагрузках. Движение рывками (резкий разгон – торможение) увеличивает расход топлива, так как при резком нажатии на педаль газа двигателю для быстрого набора оборотов и исключения провалов в работе требуется обогащенная смесь.

Итак, подведем промежуточный итог: карбюратор – это сложное механическое устройство, смешивающее бензин с воздухом в определенных пропорциях и осуществляющее доставку подготовленной смеси к цилиндрам двигателя.

Простейший карбюратор доставляет топливо пропорционально количеству воздуха, проходящего через него.

Система питания двигателя с впрыском топлива

С середины 1980-х годов карбюраторы стали вытесняться более эффективными инжекторными системами. Главными их преимуществами являются лучшие пусковые свойства (они меньше зависят от окружающей температуры), надежность, экономичность, лучшие мощностные характеристики, а также меньшая токсичность выхлопа. Однако инжекторные системы более привередливы к качеству бензина. Так, не допускается работа двигателей с системой впрыска топлива на этилированном бензине. Это приводит к выходу из строя нейтрализатора и датчика концентрации кислорода.

Слово injector в переводе с английского означает «форсунка» (рис. 2.16). Первые системы питания, использовавшие принцип впрыска, появились в конце XIX века, однако из-за сложной конструкции и отсутствия должных систем управления не нашли широкого применения. Вновь о системах впрыска вспомнили в 1960-х годах. Тогда они были исключительно механическими, затем им на смену пришли современные системы впрыска с электронным управлением. Эти системы в зависимости от количества форсунок и места впрыска топлива делятся на одноточечные (моновпрысковые) (рис. 2.17, а) и многоточечные (в них каждый цилиндр имеет персональную форсунку, впрыскивающую топливо во впускной коллектор в непосредственной близости от впускного клапана конкретного цилиндра) (рис. 2.17, б).

Рис. 2.16. Электромагнитная форсунка

Моновпрыск направляет подготовленную смесь во впускной коллектор. В этом он схож с карбюратором. На современных транспортных средствах работой инжекторов и моновпрысков управляют электронные процессоры. Они контролируют работу каждого цилиндра.

Рассмотрим устройство простейшей инжекторной системы (рис. 2.18). Она включает в себя следующие элементы:

♦ электрический бензонасос;

♦ регулятор давления;

♦ электронный блок управления;

♦ датчики угла поворота дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости и количества оборотов коленчатого вала;

♦ инжектор.

Во впрысковой системе питания используют двухступенчатый неразборный электрический бензонасос роторно-роликового типа. Его устанавливают в топливном баке. Такой насос подает топливо под давлением свыше 280 кПа.

Регулятор давления поддерживает необходимую разницу давлений между топливом в форсунках и воздухом во впускном коллекторе. Он выполнен в виде мембранного клапана, установленного на топливной рампе. При повышении нагрузки двигателя этот регулятор увеличивает давление топлива, подаваемого к форсункам, а при снижении – уменьшает, возвращая избыток топлива по сливной магистрали в бак.

Рис. 2.17. Системы впрыска: а – одноточечная; б – многоточечная

Электронный блок управления (компьютер) – «мозг» системы впрыска топлива. Он обрабатывает информацию от датчиков и управляет всеми элементами системы питания. В него непрерывно поступают сведения о напряжении в бортовой сети автомобиля, его скорости, положении и количестве оборотов коленчатого вала, положении дроссельной заслонки, массовом расходе топлива, температуре охлаждающей жидкости, наличии детонации, содержании кислорода в выхлопе. Используя эту информацию, блок управляет подачей топлива, системой зажигания, регулятором холостого хода, вентилятором системы охлаждения, адсорбером системы улавливания паров бензина (в качестве адсорбера применяется активированный уголь), системой диагностики и т. д.

Рис. 2.18. Инжекторная система:

1 – топливный бак; 2 – электробензонасос; 3 – топливный фильтр; 4 – регулятор давления топлива; 5 – форсунка; 6 – электронный блок управления; 7 – датчик массового расхода воздуха; 8 – датчик положения дроссельной заслонки; 9 – датчик температуры ОЖ; 10 – регулятор ХХ; 11 – датчик положения коленвала; 12 – датчик кислорода; 13 – нейтрализатор; 14 – датчик детонации; 15 – клапан продувки адсорбера; 16 – адсорбер

При возникновении неполадок в системе электронный блок управления предупреждает о них водителя с помощью контрольной лампы Check Engine (этот индикатор может быть выполнен как в виде указанной надписи, так и в виде пиктограммы с изображением двигателя). В его оперативной памяти сохраняются диагностические коды, указывающие места возникновения неисправностей. Специалисты с помощью определенных манипуляций или специального считывающего устройства могут получить информацию об этих кодах и быстро обнаружить неполадки.

Датчик положения дроссельной заслонки размещен на дроссельном патрубке и связан с осью дроссельной заслонки. Он представляет собой потенциометр. При нажатии на педаль газа поворачивается дроссельная заслонка и увеличивается напряжение на выходе датчика.

Обрабатывая эту информацию, электронный блок управления корректирует подачу топлива в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки (то есть в зависимости от того, насколько сильно вы нажмете на педаль газа).

Датчик температуры охлаждающей жидкости – это термистор, то есть резистор, сопротивление которого зависит от температуры: при низкой температуре он имеет высокое сопротивление, а при высокой температуре – низкое. Датчик расположен в потоке охлаждающей жидкости двигателя. Электронный блок управления измеряет падение напряжения на датчике и таким образом определяет температуру охлаждающей жидкости. Эту температуру он постоянно учитывает, управляя работой большинства систем.

Датчик положения коленвала (индуктивный) координирует работу форсунок. С его помощью блок управления, получив информацию о положении коленчатого вала и соответственно о тактах двигателя, дает сигнал на срабатывание конкретной форсунки, которая в нужный момент подает распыленное топливо к соответствующему цилиндру.

Системы впрыска современных автомобилей, в отличие от простейшего инжектора, оборудуют целым рядом дополнительных устройств и датчиков, улучшающих работу двигателя: лямбда-зондом, каталитическим нейтрализатором, датчиками детонации и температуры впускного воздуха и т. д.

Устройство автомобиля для начинающих водителей. Общее и техническое устройство автомобиля

В трудные времена автомобиль придёт на помощь, выручит и никогда не повернется спиной к своему владельцу. Сейчас мы не представляем свою жизнь без транспортного средства.

В наше время автомобиль - это уже далеко не роскошь. Купить его может любой желающий. Он есть в каждой семье, однако мало кто пытается понять техническое устройство автомобиля. И очень зря.

Развитие автомобильной промышленности двигается широкими шагами вперед. Множество разнообразных моделей выпускаются в наше время. По внутреннему строению все легковые авто схожи. Устройство автомобиля для начинающих водителей кажется темным лесом, но все же в нем придётся хоть немного разобраться. Это необходимо для того, чтобы при поломке иметь возможность самостоятельно минимально отремонтировать. Или четко объяснить в автосервисе, что в вашем авто сломалось.

Общее устройство автомобиля

Описывая устройство автомобиля для начинающих, углубляться в мелочи не стоит. Но есть определенная база информации, которую должен знать каждый. Независимо от стажа вождения, знания о схематическом устройстве вашего транспортного средства поможет существенно снизить расходы на ремонт и техобслуживание железного коня.

Общее устройство автомобиля:

  • двигатель;
  • трансмиссия;
  • ходовая часть;
  • кузов;
  • электрооборудование.

Двигатель

Устройство автомобиля для начинающих следует начинать рассматривать с главной составляющей - двигателя. Это своего рода сердце вашего транспортного средства.

О предназначении этой части автомобиля известно каждому с самых ранних лет. Двигатель с помощью энергии, полученной при сгорании топлива, приводит в движение транспортное средство. Мощь от него передается колесам через трансмиссию. Исходя из этого автомобили делятся на передне-, задне- и полноприводные. К примеру, если энергия передается на передние колеса - это переднеприводной.

В зависимости от используемого типа топлива, двигатели делятся на несколько видов:

  • Бензиновый - наиболее распространенный.
  • Дизельный.
  • Газовый - все чаще встречается данный вид, работающий не на жидком топливе.

На сегодняшний день самый распространенным является ДВС - двигатель внутреннего сгорания. Постепенно появляются новые виды, которые возможно заменят полостью ДВС. Однако пока он не отдает лидирующие позиции никому.

Ходовая часть и трансмиссия

Ходовая часть - это совокупность деталей, объединенных воедино, заставляющие автомобиль двигаться. Грубо говоря, она представляет собой эдакую тележку, на которую крепится кузов, двигатель и прочие составляющие авто. Две её основные составляющие - это колеса и подвеска.

С первой частью ходовой все предельно просто. А вот о подвеске стоит поговорить подробнее. Ведь для многих опытных водителей она остается загадкой. Из названия этой части автомобиля ясно, что она где-то подвешена снизу. Но для чего? А ответ банально прост. При проезде даже по ровной дороге транспортное средство подвергается вибрации и тряске. Согласитесь, в таких условиях поездка вряд ли бы доставила вам удовольствие. Так вот именно подвеска уменьшает уровень колебаний, оказываемых на авто. Она защищает водителя и пассажиров от прыжков и скачков, во время движения по неровностям. А вспоминая наши дороги, хочется надеяться, что подвеска будет служить верой и правдой долгое время.

Трансмиссия - это общее название для множества механизмов, которые перенаправляют энергию от двигателя колесам. К ней относятся:

  • Сцепление необходимо для плавного переключения коробки передач с двигателем.
  • Коробка передач. Её функция заключается в изменении крутящего момента и переключении движения на заднюю передачу.
  • Дифференциал - заставляет колеса автомобиля в зависимости от ситуации крутиться с разной скоростью.
  • Полуоси. Их задача состоит в передаче крутящего момента ведущим колесам транспортного средства.

Кузов машины

Кузов является каркасом автомобиля. На него цепляются все составляющие части транспортного средства. В далеком прошлом первые автомобили были без кузова. Его заменяла рама, к которой все крепилось. Сейчас такая схема осталась у некоторых грузовых авто и мотоциклах. А у легковых транспортных средств от такого вида сборки отказались, для того чтобы сделать меньшим их вес. Так появился всем знакомый кузов легкового автомобиля.

В состав кузовной части входит:

  • крыша;
  • штампованная нижняя часть;
  • моторный отсек;
  • лонжерон;
  • передние и задние крылья;
  • капот;
  • двери;
  • крышка багажного отделения.

Деление на составляющие довольно условное, так как все части сопряжены между собой. Если грубо сравнить, то кузов - это своеобразная металлическая коробка, в которую вкладывают составляющие автомобиля.

По типу кузова делятся:

  • седан;
  • хэтчбек;
  • купе;
  • мини-кар;
  • пикап.

Именно кузов определяет внешний вид автомобиля, а также внутренний комфорт и его размеры.

Электрооборудование

Немногие процессы в нашей жизни происходят без электричества. Движение автомобиля не входит в их число. Внутреннее и внешнее освещение, дворники, контрольные приборы, магнитола, кондиционер - все они работают благодаря электрическому току. Автомобиль потребляет огромный объём электроэнергии, в связи с этим заряжать от розетки его нецелесообразно.

Поэтому внутри вашего транспортного средства имеется генератор, который позволяет вырабатывать электрическую энергию самостоятельно, а также запасать впрок при заведенном двигателе. Накопителем является аккумуляторная батарея.

Устройство грузового автомобиля

Рассматривая устройство автомобиля для начинающих водителей, стоит коснуться не только легковых, но и грузовых моделей.

По сути, внутренние составляющие идентичны. Отличия, конечно же, кроются в размере. А главным различием устройства грузового от легкового автомобиля является состав кузова. У первого он делится на кабину и грузовую платформу. А у легкового такого разделения на части нет. Все остальные составляющие у автомобилей схожи.

Строение автомобиля

Автомобиль – это самоходная машина, приводимая в движение установленным на нем двигателем. Автомобиль состоит из отдельных деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь – это часть машины, состоящая из целого куска материала.

Узел – соединение нескольких деталей.

Механизм – устройство, предназначенное для преобразования движения и скорости.

Система – совокупность отдельных частей, связанных общей функцией (например, системы питания, охлаждения и т.д.)

Итак, приступим к изучению устройства автомобиля.

Автомобиль состоит из трех основных частей:

1) Двигатель (источник энергии)

2) Шасси(объединяет трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления)

3)Кузов автомобиля (предназначен для размещения водителя и пассажиров в легковом автомобиле и груза в грузовом автомобиле).

ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ЭЛЕМЕНТЫ ШАССИ:

Трансмиссия передает крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам автомобиля и изменяет величину и направление этого момента.

В трансмиссию входят:

1) Сцепление (разъединяет коробку передач и двигатель во время переключения передач и плавно соединяет их для плавного движения с места).

2) Коробка передач (изменяет силу тяги, скорость и направление движения автомобиля).

3) Карданная передача (передают крутящий момент от ведомого вала коробки передач на ведущий вал главной передачи)

4) Главная передача (увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси)

5) Дифференциал (обеспечивает вращение ведущих колес с разными угловыми скоростями)

6) Полуоси (передают крутящий момент от дифференциала к ведущим колесам).

7) Раздаточная коробка (устанавливается в автомобилях повышенной проходимости, с двумя или тремя ведущими мостами) и служит для распределения крутящего момента между ведущими мостами.

Ходовая часть выполняет роль телеги и состоит из:

1) Рамы (на которую устанавливаются все механизмы автомобиля).

2) Подвески (обеспечивает плавный ход автомобиля, смягчая удары и толчки, воспринимаемые колесами от дороги).

3) Мостов (агрегаты, которые соединяют колеса одной оси).

4) Колеса (круглые, свободно вращающиеся диски, которые позволяют автомобилю катиться).

Механизмы управления автомобиля служат для управления автомобилем.

Механизмы управления автомобиля состоят из:

1) Рулевого управления(изменяет направление движения).

2) Тормозная система(позволяет уменьшать скорость, вплоть до остановки автомобиля).

Устройство автомобиля для начинающих — видео

Трудно представить себе жизнь без автомобиля. Даже те, кто никогда в жизни не был и не будут тесно связаны с автомобильным транспортом, нет-нет, да и пересекутся с машиной прямо или косвенно. Поэтому устройство автомобиля, хотя бы в общих чертах, знать нужно обязательно. В конце концов, время требует знаний все глубже, а техники вокруг становится все больше, а чтобы быть с любой техникой если не на «ты», то хотя бы на дружеской ноге, основные принципы ее работы знать необходимо.

Содержание:

Как устроен автомобиль: ключевые понятия и термины

Мы не ставим себе цель в нескольких словах дать развернутую картину такого сложного и наукоемкого изобретения, как автомобиль. Вовсе нет. Достаточно усвоить термины и понять принцип действия главных узлов автомобиля, а дальше интуиция сделает свое дело, но термины очень важны. Это основа технической культуры, поэтому оговоримся сразу — в автомобиле никогда не было, нет, и быть не может штуковин, загогулин, пимпочек, крутилок, дергалок и прочей белиберды. Каждая деталь имеет свое название, поэтому и мы будем относиться к технике уважительно. Тогда и машина не станет устраивать каверзы.

И еще — аббревиатуры. Они хороши только тогда, когда собирается на вечернее совещание весь инженерный штат крупного автозавода. Только там, в среде инженеров, естественно слышать ГКЛ, ДМРВ, ГКТРО, КВВУШ и прочие никому непонятные сокращения. В правильном наименовании узлов и агрегатов тоже выражается определенное уважение как к технике, так и к собеседнику. Устройство автомобиля для начинающих видео которого мы предлагаем, подано под одним углом, а мы постараемся дополнить его, насколько это возможно.

 

Узлы, агрегаты, гаечки и болтики

А теперь начнем сначала и прежде, чем рассматривать конкретные вопросы по устройству автомобиля, стоит определиться с рядом терминов. Это очень важно:

  • деталь — это неразъемная часть конструкции, которая выполнена или из одной заготовки, или представляет собой неразъемное взаимозафиксированные две или более мелких деталей (поршень, втулка, вал);
  • узел — совокупность деталей, тем или иным методом сопряженными  друг с другом и предполагают выполнение одного или же нескольких механических операций (рулевая трапеция, сцепление);
  • агрегат — совокупность деталей и узлов, призванные полноценно и автономно функционировать и выполнять механическую работу (двигатель, коробка передач, редуктор).

Теперь, когда мы уже почти знаем все основные, фундаментальные понятия, можно начинать рассматривать устройство автомобиля и принцип действия его узлов и агрегатов.

Как работает мотор

Автомобиль — это сложный комплекс взаимосвязанных систем, в котором без взаимного воздействия ничего не случается. Каждое изменение состояния автомобиля в целом и отдельных узлов взаимозависимы, поэтому посмотри на автомобиль с глобальной точки зрения, как на самодостаточную автономную замкнутую систему. Машина нам нужна для передвижения, поэтому наличие в ней такого агрегата, как двигатель, не будет неожиданностью.

Как правило, современный автомобиль, или не очень современный, передвигается при помощи двигателя внутреннего сгорания. Принцип его работы заключается в том, что топливо, попадая в его системы, непременно сгорает, а химико-физическая энергия сгорания топлива преобразуется в механическую, вращательную.

Устройство двигателя внутреннего сгорания полностью повторяет устройство тепловой машины — это пара: цилиндр и поршень, система впускных и выпускных клапанов. Смесь топлива и воздуха попадает в пространство над поршнем, сжимается и взрывается от искры, которую генерирует свеча зажигания.

Системы и навесное оборудование

Подробно принцип действия мотора мы рассматривать не будем, но суть в следующем — энергия взрыва топливо-воздушной смеси заставляет поршень двигаться вниз, в это время в соседнем цилиндре происходит такой же взрыв. За счет того, что поршни соединены с кривошипом, коленчатым валом, они движутся синхронно, вращая коленчатый вал. Таким образом возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение вала, а оно уже передается через сцепление и коробку передач на ведущий мост, где через главный редуктор распределяется по ведущим колесам.

Во время работы двигатель выделяет большое количество тепла, которое, если ничего с ним не делать, просто разрушит детали и узлы мотора. Для того, чтобы отвести тепло в атмосферу, мотор снабжен системой охлаждения. Она бывает двух типов — воздушной и жидкостной. Если применяется воздушная система охлаждения, то мотор будет охлаждаться встречным воздухом. Если жидкостная — охлаждающей жидкостью, антифризом или водой. Они передает тепло в атмосферу как через стенки рубашки охлаждения, так и через радиатор.

Система питания и выхлопа

Для подачи и дозирования топлива используется система питания. Она состоит из топливного бака, топливных насосов, фильтров, топливопровода и устройства, которое дозирует и смешивает топливо с воздухом. Для бензиновых моторов это карбюратор или система впрыска, а для дизельных — топливный насос высокого давления и форсунки, которые подают солярку в цилиндры.

Чтобы отводить отработанные газы подальше от салона, существует система выхлопа, которая кроме всего прочего еще и глушит шум работы двигателя, а глушить ей есть что — каждую минуту в двигателе происходит по несколько тысяч мощных взрывов. Кроме того, выхлопная система современных автомобилей контролирует уровень выброса вредных веществ, продуктов сгорания топлива, в атмосферу.

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.

Устройство современного автомобиля: руководство для блондинок

Уважаемые посетители нашего блога, если Вы зашли к нам на огонёк, значит хотите разобраться в устройстве автомобиля и докопаться до сути работы каждого его узла. Это стремление можно только поддержать и сегодня мы попробуем рассмотреть устройство современного автомобиля, выделить в нём ключевые части и узнать об их роли в жизни наших четырёхколёсных друзей.

Мы с Вами прекрасно понимаем, что личный транспорт давно перестал быть роскошью, и превратился в ежедневное средство передвижения, поэтому знать его строение не только полезно для эрудиции, но и просто необходимо. Конечно, в одной статье охватить все узлы машины и детально рассказать о каждом агрегате невозможно – это сложный механическо-электронный организм. Тем не менее, сегодня мы попробуем кратко пройтись по основным его составляющим.

Устройство современного автомобиля. Кузов — основа основ

Раз мы уже сравнили машину с организмом, то и начинать его описание следует с остова, скелета, коим в легковом автомобиле является кузов. Именно на него крепятся все остальные детали и узлы, поэтому он заслуживает отдельного внимания.

На заре автомобилестроения все компоненты транспортных средств (кабина, двигатель, ходовая) крепились к раме. На сегодняшний день мало кто использует подобную схему, встретить рамную конструкцию можно разве что у некоторых внедорожников и грузовых авто.

Наиболее популярен в наши дни несущий кузов, который представляет собой симбиоз рамы и каркаса, идеально подходящий для крепления всех узлов, агрегатов и навесных элементов (двери, капот и остальное).

Конструктивно в кузове среднестатистического автомобиля можно выделить такие составные части:

  • моторный отсек – логично предположить, что именно в этом месте крепится двигатель;
  • передний лонжерон – опора для передней подвески;
  • задний лонжерон – тоже самое только для задней подвески;стойки;крыша;
  • стойки;
  • крыша;
  • навесные элементы – к ним относятся двери, капот, багажник, крылья.

Современные кузова изготавливают из лёгких, но в тоже время высокопрочных материалов. Самыми ходовыми являются сталь, алюминий и карбон. Последний, как правило, можно встретить на дорогих авто и спорткарах.

Сердце каждого автомобиля

Переходим к следующей важной части автомобиля – двигателю. Это, конечно же, сердце машины, благодаря нему она может двигаться и, грубо говоря, делать то, ради чего и куплена.

Львиная доля всех современных авто оборудована двигателями внутреннего сгорания (ДВС), которые могут работать или на бензине, или на дизтопливе, или на газу.

Технологически это очень сложное устройство, состоящее из сотен и тысяч деталей, которые трудятся ради одной общей цели – эффективно преобразовать энергию сгоревшего топлива в энергию вращения. Разнообразие силовых агрегатов огромно, но каким бы ни был мотор, в нём всегда присутствуют такие структурные части:

  • кривошипно-шатунный механизм, состоящий из поршней, коленчатого вала, цилиндров и маховика;
  • газораспределительный механизм – включает в себя распределительный вал, клапаны.

В этот список мы не включили топливную, выхлопную и охлаждающую системы, систему смазки, а также электронику, без которой нынешние двигатели даже не заведутся.

Кстати, в последнее время всё чаще автопроизводители обращают внимание на альтернативные силовые установки – электрические или гибридные. Считается, что именно за такими типами двигателей будущее. Поживём, увидим.

Трансмиссия: посредник между мотором и колёсами

Ещё одним ключевым узлом в глобальной системе, как устройство современного автомобиля, без которого не обходится ни один автомобиль, является трансмиссия.

Говоря сугубо техническим языком – это совокупность устройств и приспособлений, благодаря которым вращение передаётся от двигателя к колёсам машины. В этот процесс вовлечено довольно много разных приспособлений, а всё ради того, чтобы энергия вращения, создаваемая мотором, с минимальными потерями распределилась по ведущим колёсам.

Трансмиссию можно разделить на такие составляющие части:

  • сцепление – отыгрывает роль посредника между двигателем и коробкой передач;
  • коробка переключения передач (кстати, иногда именно её называют трансмиссией, забывая о других сопутствующих агрегатах) – изменяет передаточное число между мотором и колёсами таким образом, чтобы нагрузка на силовой агрегат была оптимальной;
  • карданная передача или, как её называют в повседневном сленге – кардан. Необходима для передачи крутящего момента от коробки передач к ведущему мосту или мостам;
  • мост (ведущий мост) – ещё один посредник, обеспечивающий передачу крутящего момента к колёсам;
  • дифференциал – хитрое приспособление, которое даёт возможность колёсам, находящимся на одной оси, при повороте автомобиля вращаться с разными скоростями.

Наиболее сложным, с технической точки зрения, устройством в этом списке вступает коробка передач. Она может работать исключительно под управлением человека – механическая КПП, быть полностью автоматической, иметь роботизированный принцип работы или вариаторный. От неё в полной мере зависят ходовые характеристики автомобиля, поэтому на коробку передач возлагается не меньшая ответственность, чем на двигатель.

Наш комфорт в руках ходовой

И так устройство современного автомобиля и её последняя структурная часть, о которой сегодня хотелось бы вспомнить – это ходовая.

Ей мы обязаны тем, что во время движения нас не трясёт, не укачивает и машина движется плавно, съедая неровности и ямы (если, конечно, всё настроено хорошо и нет неисправностей).

Вы, наверняка, заметили, что описан идеальный вариант ходовой, и в реальных условиях качество езды может быть далеко не таким хорошим. Это зависит от вида подвески, которой оснащён автомобиль, и даже от типа и диаметра резины на колёсах. Все эти элементы относятся к понятию «ходовая».

Ключевым элементом ходовой части автомобиля является подвеска. Разновидностей этого узла очень много.

Так, к примеру, встречаются зависимые и независимые подвески, с пружинными, рессорными, торсионными и пневматическими упругими элементами, а также море других вариантов. Всё это разнообразие создавалось с одной целью — обеспечить наш с Вами комфорт и удобство в управлении автомобилем.

Дорогие друзья, мы с вами вкратце рассмотрели устройство современного автомобиля, его основные части современного легкового автомобиля. В дальнейших публикациях мы будем более детального рассказывать о каждом элементе, узле и агрегате, изучать их разновидности и особенности работы, достоинства и недостатки.

Чтобы не пропустить свежие статьи, подписывайтесь на наш блог, а также делитесь ссылками на него со своими друзьями.

До новых встреч, изучайте автомобили вместе с нами!

Устройство автомобиля для чайников. Конструкция и строение автомобиля

_____________________________________________________________________________________________________________________

Ищете, где почитать про устройство автомобиля? Надоели издёвки автомехаников? Хотите знать про свой автомобиль все? Тогда вы зашли туда, куда нужно!

Мы рады приветствовать вас на нашем сайте! Вместе разберем «по винтикам» ваше авто, расскажем про основные узлы, даже покажем их на картинках и видео, рассмотрим принцип строения автомобиля, его конструктивные особенности, узнаем, чем автомобиль отличается от трактора и велосипеда и почему бензин заливается не в бачок омывателя, а в топливный бак.

То есть мы хотим сказать, что сайт будет полезен не только гуру автомобильного направления, но и простым, неискушённым в автотематике людям, а попросту - новоиспеченным автолюбителям.

Ознакомившись с тематикой сайта, на вопрос автомеханика: «Вы стучали по колесам, что бы появилась искра?», ответите гордо – «Да, стучал(а), но сила удара маленькая, поэтому по совету друзей, которые ремонтировались у вас, приехал(а) к Вам, чтобы и вы постучали, а потом посмотрели мне систему зажигания». Поверьте, после этого все намеки на профнепригодность закончатся, несмотря на пол и возраст!

На сайте рассмотрены все узлы и системы двигателя внутреннего сгорания. Коробки передач мы так же не оставили в стороне. Вы ознакомитесь с современными КПП автомобиля, некоторые сможете рассмотреть визуально, увидеть своими глазами, как крутятся шестерни или ремень вариатора. Кроме того, вы узнаете, для чего нужна система впрыска и система выпуска отработанных газов, и много другой полезной информации.

Для особенно пытливых умов создан автоблог, где можно оставить свои комментарии или спросить совета. Тематика блога обширна – от устройства авто до новинок автоиндустрии. Также на страницах блога расскажем о типичных неисправностях того или иного узла автомобиля, способах «лечения». С радостью поделимся маленькими «хитростями» по эксплуатации авто, будем рады, если эти «хитрости» услышим и от вас.

В общем, добро пожаловать на сайт! Читайте, ищите, вникайте и спрашивайте!


Смотрите также