Як влаштований автомобіль: схема, принцип роботи та особливості

Винахід двигуна внутрішнього згорання автомобіля і докорінно змінила життя людства. Завдяки машинам істотно економити час, який витрачався на пересування. Також за рахунок автомобілів з'явилася можливість здійснювати великі вантажоперевезення. Сьогодні водійське посвідчення є у кожного другого, але далеко не всі водії знають, як влаштований автомобіль. Адже ці знання дуже корисні – вони допоможуть впевненіше відчувати себе на дорозі і не губитися в складних ситуаціях. Машини іноді ламаються, а знаючи схему пристрою і принцип роботи, можна вирішити проблему своїми силами або хоча б розповісти автослесарю, що зламалося. Як влаштований автомобіль? Більш детально про пристрої розповімо в нашій статті.

Кузов

Це основна і найбільш важлива частина будь-якого авто. На багатьох автомобілях кузов – це несуча конструкція. На цій основі кріпляться всі інші вузли. Кузов – це комплекс з штампованого днища, задніх і передніх лонжеронів, даху, рухового відсіку та інших навісних комплектуючих. Сучасні кузови виготовляються з сотень окремих деталей, які потім з'єднуються в цілісну конструкцію. Основні елементи для виробництва кузовів роблять із сталевих сплавів, алюмінію, пластику, полімерів, а також зі скла. При цьому автовиробники воліють застосовувати сталь з низьким вмістом вуглецю. Товщина листів становить від 065 до 2 міліметрів. За рахунок застосування такої стали вдається знизити вагу автомобіля не в збиток характеристиками жорсткості. Виробництво кузовів являє собою кілька етапів. Так, спочатку з сталевого листа різної товщини за допомогою штампування виробляють окремі елементи. Потім вони з'єднуються у вузли за допомогою зварювання і збираються в єдине ціле. Сучасні кузови виробляються на роботизованих лініях, без участі людини.

Двигун внутрішнього згоряння

Багатьом цікаво було б дізнатися, як влаштований автомобіль (для «чайників» ця тема тим більш захоплююча). Конструкція його не складна, а принцип роботи простий і зрозумілий. Хоч сучасні мотори і ускладнилися, але загальне пристрій не змінилося. Існують бензинові, дизельні двигуни, електричні мотори. Двигун внутрішнього згоряння є найбільш поширеним серед усіх, які встановлюють на транспортні засоби. Розглянемо пристрій і принцип роботи силового агрегату. Як влаштований двигун автомобіля? Він являє собою блок, в якому є циліндр, поршень, впускний і випускний клапани, шатун, колінчастий і розподільний вали. На автомобілі встановлюються найчастіше чотиритактні чотирициліндрові мотори. Але є 6-, і навіть 8-циліндрові агрегати.

В кожнім моторі є циліндр і рухомий поршень. Всередині циліндра теплова енергія перетворюється в механічну. Під час відкриття впускного клапана, в циліндр поступає горюча суміш. За допомогою іскри, створеної системою запалювання, суміш підпалюється і згоряє. Енергія горіння змушує поршень рухатися вниз. Коли він рухається, за допомогою шатуна обертається і колінчастий вал. Далі відкривається випускний клапан. Відпрацьовані гази потрапляють у випускну систему і виводяться назовні. Сучасний мотор набагато складніше, ніж 50 років тому, і він складається не тільки з базових деталей. Зараз майже усі виробники почали використовувати турбіни. Причому не тільки на дизельних, але і на бензинових двигунах. Але ми продовжимо далі дізнаватися, як влаштований автомобіль – буде цікаво.

Трансмісія і КПП

Недолік двигунів внутрішнього згоряння – дуже вузький діапазон обертів, при яких потужність досягає максимального показника. Крім того, кожен мотор має «червону зону» - це межа максимальних обертів. Інакше є ризик, що двигун вийде з ладу. Щоб в кожному режимі двигун міг працювати на оптимальних для нього обертах, коли потужність і крутний момент на максимумі або близькі до нього, потрібна коробка передач. Також трансмісія передає крутний момент на колеса автомобіля через півосі у випадку з передньоприводними автомобілями або через карданний вал у випадку з задньопривідним. Остання схема конструкції є класичною. Давайте розглянемо, як влаштована коробка передач автомобіля. Існує чотири варіанти КПП – це традиційна механічна коробка автоматична гидротрансформаторная КПП, роботизована і варіаторна система. Почнемо з пристрою і принципу дії механічних коробок. Цей механізм передає, перетворює і змінює напрямок обертального моменту від двигуна внутрішнього згоряння на колеса. Влаштована МКПП наступним чином. В корпусі із сталі або чавуну встановлені шестерні і вали. Останніх всього три – це первинний, проміжний і вторинний вал. Але це ще не все. У всіх моделях КПП є додатковий вал і шестерні задньої передачі. Також коробка складається з картера, синхронізаторів, механізму перемикання і селектора передач.

Вали КПП обертаються на підшипниках. Кожен має набір шестерень з різним числом зубів. Щоб робота коробки була безшумною, а включення передач плавним, шестерні оснастили синхронізаторами. Вони призначені для вирівнювання кутових швидкостей шестерень в процесі обертання. Механізм перемикання необхідний для зміни швидкості. Водій через важіль-селектор вибирає необхідну передачу.

Передавальні числа КПП

Щоб краще дізнатися, як влаштований автомобіль, з допомогою простого прикладу розберемо роботу КПП. Є, наприклад, дві шестерні з різним числом зубів – на першій 20 на другій – 40. Якщо перша зробить два обігу, друга провернеться тільки один раз. А далі проста математика. Первинний вал КПП і перша шестерня обертається з частотою 2000 об/хв. Друга шестірня буде обертатися в два рази повільніше – з частотою 1000 об/хв. Нехай у першій шестерні 20 зубів, у другій – 40 у третьої – 20 четвертої - 40. Друга і третя знаходяться на одному валу. А значить, третя шестерня теж буде обертатися з частотою 1000 об/хв. А ось четверта вже повільніше. Її частота складе 500 об/хв. При цьому на проміжному валу буде 1000 об/хв. Різні шестерні мають різні передавальні числа. А значить, швидкість обертання буде відрізнятися. Перша і друга передача в автомобілі має найбільшу потужність. Двигун дуже легко обертає колеса і рухає важкий автомобіль. Машина при цьому їде з низькою швидкістю. Більш високі передачі використовуються, коли машина вже їде за інерцією і мотору не важко розкручувати колеса. Вищі передачі мають більш низьку потужність. Але вони більш швидкі – на них розвиваються високі швидкості від 80 і вище кілометрів на годину.
Ну, а ми продовжимо далі дізнаватися, як влаштований автомобіль.

Система зчеплення

Для того щоб була можливість зупинятися на світлофорах, рушати з місця, перемикати передачі, автомобілі оснащені зчепленням. Цей механізм дозволяє з'єднувати і розривати зв'язок коробки передач з двигуном. Це дуже важливий елемент у влаштуванні будь-якого транспортного засобу. Давайте розглянемо, як влаштовано зчеплення автомобіля. Зчеплення – це вузол, в якому крутний момент передається за рахунок сил тертя. Він дозволяє на короткий час роз'єднувати двигун і трансмісію, а потім з'єднувати назад – максимально плавно. Зчеплення складається з картера, кожуха, натискного диска або кошики і веденого диска. Також в пристрої є і привід (зазвичай він гідравлічний). Ведений диск під впливом пружини притиснутий до маховика завжди. За рахунок дуже високих сил тертя маховик і ведений диск обертається разом. При необхідності диски роз'єднуються і крутний момент більше не передається. У цей момент можна перемкнути передачу або зупинитися. Якщо натиснути на педаль гальма, не вичавивши попередньо зчеплення, двигун затихне.

Гальмівна система

Розглянемо, як влаштована гальмівна система автомобіля. Вона являє собою комплекс з колодок, барабанів, а також дисків і гідравлічних циліндрів. Існує два типи гальмівних систем – робоча, яка призначена для повної зупинки, і стоянкова. Остання необхідна для утримування машини на складних ділянках. У сучасних автомобілях гальма являють собою механізм з гідравлічним приводом. За рахунок надлишкового тиску при натисканні на педаль спрацьовує гальмівний механізм – колодки з великим зусиллям труться об диск і машина зупиняється.

Кліматичне обладнання

Хоча багато знати, як влаштований кондиціонер автомобіля. При всіх відмінностях в конструкції, він нічим не відрізняється від пристрою звичайного побутового кондиціонера. Там також є компресор, вентилятори і блок управління. Працює система за рахунок хладагента. Компресор хитає фреон, який з газоподібного стану перетворюється в рідину.

Електричне обладнання

Щоб двигун працював справно, потрібно електрику. Для цього в конструкції є акумулятор. Але він не може довго видавати потрібний струм для всіх споживачів. В парі з акумулятором працює генератор. Давайте дізнаємося, як влаштований генератор автомобіля. Отже, що це таке? Генератор – це джерело електричної енергії для всіх споживачів. Працює після запуску двигуна, а також заряджає акумулятор. Будь-які генератори являють собою статор і обмотку, перший затиснутий між двома кришками. На останній має щітковий вузол. Кришки стягуються гвинтами. Також є ротор, який обертається усередині статора. При обертанні генерується змінний електричний струм. Він випрямляється за допомогою спеціального блоку. Є регулятор напруги – він стабілізує перепади струму при роботі генератора.

Підвіска

Розглянемо коротко, як влаштована підвіска автомобіля. Це комплекс з пружних елементів, що гасять пристроїв, стабілізаторів і опор коліс. Система підвіски призначена для гасіння або ж пом'якшення коливань, які в процесі руху по нерівностях передаються на кузов. За рахунок неї колеса можуть переміщатися незалежно від кузова.

Система охолодження

Двигун розігрівається до високих температур, а перегрів для мотора дуже страшний. Для цього існує система охолодження, одним з елементів якої – радіатор. Що він собою являє? Давайте розглянемо, як влаштований радіатор охолодження автомобіля. Найчастіше, він має кілька секцій, серцевину, а також деталі кріплення. Рідина, яка надходить з сорочок охолодження двигуна, повинна охолоджуватися в радіаторі. Серцевина – це тонкі пластини, через які йдуть плоскі вертикальні труби. Вони припаяні до пластин. Рідина проходить через серцевину і трубки, інтенсивно охолоджується. Холодний потік надходить назад у сорочку двигуна, забираючи зайве тепло. За допомогою вентилятора, радіатор може охолоджуватися примусово. Даний елемент може бути електричним, або мати привід від віскомуфти. У першому випадку працюють датчики, у другому частота обертання лопатей коригується самої механічною муфтою.

Висновок

Ось як влаштований автомобіль. Насправді нічого складного в конструкції немає. Навіть у сучасних авто можна розібратися і при необхідності відремонтувати їх.