Из чего состоит автомобиль: основные части, узлы и агрегаты

Общее устройство автомобиля

Конструкция автомобиля не так уж и сложна, как может показаться на первый взгляд. Совершенно любое транспортное средство состоит из пяти основных частей – мотор, ходовая часть, трансмиссия, кузов, электрооборудование и система управления.

Мотор

Двигатель – сердце автомобиля, задачей которого является преобразование тепловой энергии (сгоревшего топлива) в энергию механическую. После чего она передается через трансмиссию на колеса.

Ходовая часть

Множественные узлы и агрегаты, заставляющие автомобиль двигаться, относят к ходовой части – мосты, колеса и подвеска (задняя и передняя).

Трансмиссия

Основные составляющие трансмиссии:

• ведущий мост;
• коробка передач (КПП);
• ШРУСЫ;
• сцепление.

Задачей трансмиссии является передача крутящего момента на колеса машины с вала двигателя.

Электрооборудование и система управления

Составляющие электрооборудования:

• батарея (АКБ);
• электропроводка;
• генератор.

Механизм управления автотранспортным средством представлен рулем, связанным с передними колесами. С помощью руля определяется угол поворота и направление движения автомобиля. Тормоза – еще одна важная составляющая системы управления ТС, отвечающая за снижение его скорости и полной остановки.

Кузов

Практически все агрегаты и узлы крепятся к несущей части автомобиля – кузову.

Составляющие кузова:

• лонжероны;
• крыша транспортного средства;
• днище;
• моторный отсек;
• прочие навесные составляющие.

Это разделение весьма условно, поскольку все детали в автомобиле, так или иначе, взаимосвязаны.

Конструкция ТС постоянно совершенствуется, все больше начиняется электроникой, автоматикой. Производители работают над повышением безопасности эксплуатации ТС, топливной экономичности, снижением уровня шума и токсичности выхлопных газов.

Из чего состоит автомобиль

Любые легковые машины имеют в своем составе следующие компоненты:

• двигатель
• трансмиссия
• ходовая часть
• электрооборудование
• кузов

Именно в таком порядке всегда рассматривается автомобиль в любом учебнике по автомеханике, и этому есть причина: эти узлы расположены в порядке значимости.

Двигатель

Двигатель легкового автомобиля – главная его часть. Он приводит в движение само транспортное средство и попутно снабжает энергией обслуживающие агрегаты. Располагается двигатель почти всегда спереди, но иногда встречается и заднее его расположение (в основном на спортивных машинах). Самым распространенным на сегодня является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – в нем сгорает топливо, преобразуя тепловую энергию в кинетическую (вращение). Двигатели бывают бензиновыми, дизельными и газовыми. В этих трех случаях разница заключается только в типе используемого топлива и особенностях рабочего цикла мотора. Кстати, можно дизельный двигатель и на Ниву поставить. Есть еще автомобильные электрические двигатели, но их меньшинство, несмотря на несомненные плюсы.

Крутящий момент двигателя должен быть реализован максимально эффективно, ведь при медленной езде двигатель не может работать медленно, а при быстром движении – быстро. Трансмиссия преобразует скорость вращения двигателя, замедляя или ускоряя его. Трансмиссия – это сцепление, коробка передач и главная передача с дифференциалом.

Сцепление служит для того, чтобы механически разъединить колеса и двигатель, когда движение машины не требуется. Коробка передач позволяет ехать с разной скоростью при одних и тех же оборотах мотора. Она бывает механической (ручной) и автоматической. В первом случае передачи включаются самим водителем при помощи специального рычага, во втором передачи выбираются автоматически в зависимости от скорости езды и нагрузки на автомобиль. Второй вариант позволяет сделать управление проще, однако само устройство такого агрегата намного сложнее. Главная передача направляет крутящий момент непосредственно к колесам, а дифференциал позволяет им вращаться с разной скоростью (это нужно в основном в поворотах).

Также состав трансмиссии может меняться в зависимости от типа привода. Двигатель может вращать только передние, только задние или все колеса вместе. В первом случае вращение от главной передачи идет через полуоси сразу к передним колесам. Во втором случае (если двигатель спереди) в состав трансмиссии добавляется специальный карданный вал, ведущий к задним колесам через всю машину. На полноприводных автомобилях (джипах и кроссоверах) после коробки передач устанавливается еще одна, раздаточная коробка, которая распределяет вращение между передними и задними колесами.

Ходовая часть

В ее состав входят узлы, непосредственно связанные с движением – подвеска, колеса, тормозные механизмы. Подвеска автомобиля служит для сглаживания реактивных моментов, возникающих при проезде неровностей, иначе говоря, она делает езду мягче и плавнее. Кроме того, подвеска устраняет и уменьшает крены и наклон кузова при проезде поворотов, удерживая автомобиль в заданном горизонтальном положении. В состав подвески входят амортизаторы и пружины, а также различные рычаги и шарниры. От характеристик подвески зависит плавность хода и общее поведение на дороге. Тормозные механизмы служат для замедления движения и остановки автомобиля в различных ситуациях. Они расположены непосредственно рядом с колесами.

Электрооборудование

Электрооборудование является очень важной системой оснащения. В наше время, когда электронных помощников все больше и больше, роль электрооборудования становится все выше. В самом общем варианте оно состоит из аккумулятора, генератора, систем зажигания, освещения, контрольных приборов. Так как различные системы потребляют очень много электричества, двигатель при своей работе вращает генератор, обеспечивающий всех потребителей, а также заряжает аккумулятор, который служит для запуска мотора.

Рекомендуем: Как работают клапаны в двигателе?

Кузов

Кузов – это, грубо говоря, металлическая коробка, в которую установлены все вышеперечисленные агрегаты. Кузов вместе с навесными деталями (двери, капот, крылья) формируют внешний облик автомобиля и защищают водителя, пассажиров и все узлы от атмосферных воздействий. Практически все современные легковые автомобили оснащаются несущими кузовами, т.е. на него установлены все составляющие, в отличие от грузовиков, например, где используется рама – специальный элемент, к которому крепится двигатель, кабина, кузов, подвеска и т.д. Использование несущего кузова позволяет значительно, на 10-20%!уменьшить общий вес.

Конечно, более полное представление об устройстве машины могут дать многочисленные картинки и книги, однако общих теоретических знаний в большинстве случаев вполне достаточно, чтобы понять, к примеру, что проблемы с электрооборудованием могут быть причиной того, что «троит двигатель», а стуки и грохот при проезде неровностей указывают на неисправности в подвеске. Поэтому устройство автомобиля для «чайников», несмотря на сложность систем и обилие автосервисов, в сложной ситуации всегда сможет помочь.

Автомобиль в двадцать первом веке уже вовсе не является роскошью. Скорее всего, это актуальная необходимость. Однако у большинства владельцев транспортных средств просто не хватает времени на скрупулёзное изучение его составных частей. Поэтому устройство автомобиля для «чайников» позволяет в кратчайшие сроки ознакомиться с принципиально важными моментами.

Наиболее просто схема устройства автомобиля выглядит так:

• верхняя оболочка или ;
• аппарат шасси (трансмиссия, управляющие механизмы, ходовой блок);
• силовой агрегат, который является важнейшей частью машины.

Принцип действия зажигания

Совокупность приборов, отвечающая за появление искры в необходимый момент, именуется системой зажигания и является частью электрооборудования. Нормальная работа бензинового двигателя невозможна без системы зажигания. Выделяют три основных вида систем зажигания, схожих по принципу действия, но различающихся по конструкции.

Виды:

• электронная;
• контактная;
• бесконтактная.

Устройство системы зажигания

• Источник питания

Когда машину заводят, источником питания выступает аккумулятор, после, эта функция передается генератору (во время работы двигателя).

• Замок зажигания

Устройство, использующееся для передачи напряжения.

• Накопитель

Устройство необходимое для накопления необходимой энергии. Бывают индукционные (в виде катушки) и емкостные накопители.

• Распределитель энергии

Система представляет собой блок и коммутатор. Распределитель может быть электронным либо механическим. Отвечает за подачу энергии.

• Свеча

Фарфоровый изолятор с двумя электродами, расположенными близко друг с другом. Отвечает за создание искры для воспламенения.

Основные этапы работы зажигания:

• накопление и подача необходимого уровня заряда;
• высоковольтное преобразование;
• момент распределения;
• образование искры;
• воспламенение топлива.

Устройство автомобиля: агрегаты, узлы и детали

Любой автомеханик, электрик, мехатроник сталкивается с тремя понятиями «деталь», «узел» и «агрегат».

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

Принцип действия двигателя

Устройство двигателя:

• система зажигания обеспечивает подачу тока на свечу для получения искры;
• система охлаждения отводит тепло от стенок цилиндра и головок, предотвращая перегрев двигателя;
• система питания отвечает за подготовку новой порции рабочей смеси (топливо + воздух);
• механизм газораспределения отвечает за своевременный впуск новой порции рабочей смеси, и выведение отработавших газов;
• кривошипно-шатунный механизм преобразует движение (возвратно-поступательное) поршней во вращательное движение коленчатого вала;
• система смазки отвечает за подачу масла к трущимся поверхностям.

Сейчас в большинстве автомобилей используется четырехтактная система сгорания для преобразования топлива в энергию. Для правильно работы двигателя компрессия в цилиндрах должна соответствовать значениям от 11 до 15.

Цикл сгорания:

• впускается топливно-воздушная смесь (такт впуска);
• смесь сжимается и возгорается (такт сжатия);
• смесь сгорает и толкает поршень вниз (такт расширения);
• продукты горения выпускаются (такт выпуска).

Внутри цилиндра двигателя расположена камера, в которую вводится смесь с воздухом (либо по отдельности), где и происходит сгорание топлива. При сгорании тепловая энергия преобразуется в механическую энергию. После, продукты сгорания выводятся из цилиндра, а на их место поступает новая порция топлива. Совокупность этих процессов является циклом работы двигателя.

Краткий обзор видов моторов

Прежде всего, стоит отметить, что двигатель и мотор это одно и то же. Мотором чаще называют двигатели внутреннего сгорания или электрические. Не секрет, что двигатель служит источником энергии для передвижения транспортного средства. Большинство автомобилей предусматривает наличие двигателей внутреннего сгорания, которые условно можно поделить на:

• Поршневые, в которых расширяющиеся газы во время сгорания топлива заставляют двигаться поршень, который в свою очередь приводит в движение коленчатый вал автомобиля;

• В роторных двигателях те же газы приводят в движение вращающуюся деталь, собственно ротор.

Если углубляться, существует большое количество типов и подтипов двигателей. По типу топлива двигатели можно разделить на дизельные, бензиновые, газобаллонные и газогенераторные.

Также есть газотурбинные двигатели внутреннего сгорания, электрические, орбитальные, ротативные, роторно-лопастные и пр. На сегодняшний день наиболее распространенным является поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Принцип действия сцепления

Связующее звено между КПП и двигателем, подключающее и отключающее первичный вал коробки от маховика коленчатого вала называется сцеплением. На механике передачи переключаются только, когда сцепление выжато.

Конструкция узла сцепления:

• нажимной диск или «корзина»;
• вилка привода выжимного подшипника;
• выжимной подшипник;
• ведомый диск;
• система привода;
• педаль выключения сцепления.

По количеству ведомых дисков сцепление делится на однодисковые и многодисковые.

В однодисковом варианте корзина находится в связке с маховиком и вращается с ним. Все вращение передается на коробку передач, поскольку в ведомом диске находится шлицевая муфта, в которую входит вал КПП. Для переключения передачи водитель жмет на педаль, чем запускает следующие процессы:

• на вилку сцепления передается давление через систему привода сцепления;
• вилка, в свою очередь, двигает муфту выжимного подшипника вместе с ним к пружинам корзины;
• подшипник оказывает давление на лапки корзины;
• лапки на время отсоединяют диск от маховика.

Когда водитель отпускает педаль, подшипник отделяется от пружин и корзина сцепляется с маховиком.

В двухдисковых вариантах используется корзина, имеющая две рабочие поверхности и два диска сцепления. Ограничительные втулки и система регулировки синхронного нажатия расположены между рабочими поверхностями ведущего диска. Процесс отсоединения маховика происходит, как и в однодисковом сцеплении.

Виды сцепления:

• механическое;
• гидравлическое (самый распространенный вариант);
• электрическое;
• одно — и многодисковое.

Кузов автомобиля

Кузов является несущей конструкцией.В кузове размещаются пассажиры и груз. Как правило, он прикреплен к раме. Но есть и так называемые безрамные кузова, с которыми соединены все важные системы машины.
Форма кузова зависит от производственной технологии, используемых материалов. Для продления его долговечности применяют антикоррозийную обработку.

Легковые авто по форме кузова делятся на седаны, универсалы, хетчбэки, минивэны, купе, микроавтобусы и т. д. Некоторые из них, фастбэк и родстер, производятся до сих пор, но встречаются реже.

Устройство кузова автомобиля предполагает наличие одно-, двух- или трёх объемных форм. Это зависит от количества фигур в силуэте, которые можно различить, взглянув на авто сбоку.

Устройство ходовой автомобиля

Ходовая часть – узлы и агрегаты, благодаря взаимодействию которых авто может перемещаться из точки А в точку Б.

Основные элементы ходовой части:

• Передняя подвеска.
• Задняя подвеска.
• Колеса.

В устройство ходовой автомобиля в вышеупомянутый список иногда добавляют раму и балки мостов. Итак, за счет этих элементов авто перемещается, но при этом уровень комфорта водителя и пассажиров может существенно отличаться.

Кузов связан с ходовой частью с помощью подвесок и колес. При езде возникают медленные и быстрые колебания. От них защищают мягкие сиденья, опорные подушки мотора и КПП, подвеска и колеса.

Устройство легкового автомобиля включает в себя зависимую либо независимую подвеску. В независимой подвеске у каждого колеса есть отдельное крепление.Рассматривая устройство подвески автомобиля, в большинстве случаев передняя подвеска современных транспортных средств независимая, задняя — зависимая.

Рассмотрим конструкцию передней подвески. Благодаря упругим элементам, пружинам и амортизаторам, снижаются

нагрузки, передающиеся на кузов. Если пружина смягчает удары, то амортизатор предотвращает последующее раскачивание. При этом стабилизатору поперечной устойчивости также отводится важная роль – уменьшение крена во время поворота.

Передние колеса образуют с горизонтальной и вертикальной плоскостями небольшой угол, это сделано с целью снижения сопротивления движению, уменьшения износа шин и расхода топлива.

Передние колеса немного наклонены, за счет чего и обеспечивается их стабилизация.

Задняя подвеска в большинстве современных машин зависимая. Используются листовые или пружинные рессоры, а колебания гасятся с помощью амортизаторов.

Вы наверняка слышали о развале и схождении колес. Что это значит? Угол, который образует поверхность колеса и вертикальная плоскость именуют развалом. Зачастую он варьируется от 1 до 2°.

Такая установка колес облегчает их поворот, но вызывает боковое скольжение. Для устранения бокового скольжения используют корректировку схождения колес относительно горизонтальной плоскости. Самый простой способ – воздействовать на поперечную рулевую тягу, изменяя её длину.

В устройстве легкового автомобиля особая роль отведена колесам, которые контактируют с поверхностью дороги. Колесо – диск с ободом и шина. В большинстве случаев используются бескамерные шины

Все шины имеют определенную маркировку, где указана их ширина и посадочный диаметр.Очень важно иметь правильное давление в шинах

Блок.

Это колесо с желобом по окружности для каната или цепи. Блоки применяются в грузоподъемных устройствах. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспастом. Одиночный блок может быть либо с закрепленной осью (уравнительным), либо подвижным (рис. 2). Блок с закрепленной осью действует как рычаг I рода с точкой опоры на его оси. Поскольку плечо усилия равно плечу нагрузки (радиус блока), идеальный выигрыш в силе и скорости равен 1. Подвижный же блок действует как рычаг II рода, поскольку нагрузка расположена между точкой опоры и усилием. Плечо нагрузки (радиус блока) вдвое меньше плеча усилия (диаметр блока). Поэтому для подвижного блока идеальный выигрыш в силе равен 2.

Более простой способ определения идеального выигрыша в силе для блока или системы блоков – по числу параллельных концов каната, удерживающих нагрузку, как это нетрудно сообразить, взглянув на рис. 2.

Уравнительные и подвижные блоки можно сочетать по-разному для увеличения выигрыша в силе. В одной обойме можно установить два, три или большее число блоков, а конец троса можно прикрепить либо к неподвижной, либо к подвижной обойме.