Главная » Двигатель

Структурная схема устройства автомобиля

Устройство и ремонт автомобиля

АВТОМОБИЛЬ СОСТОИТ ИЗ:

1) Кузов (рама) — это часть автомобиля предназначенная для размещения водителя и пассажиров или груза. Кузов является самой основной и дорогостоящей деталью автомобиля, так как прямолинейно влияет на долговечность автомобиля. При покупке автомобиля покупатель первым делом обращает внимание на состояние кузова и его внешний вид.

2) Двигатель (мотор) — это сердце автомобиля, задача, которого преобразовать тепловую энергию в механическую работу. Двигатель создает крутящий момент и через трансмиссию передает вращение на колеса, для того, чтобы автомобиль начал движение. Двигатель состоит из

  • Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — воспринимает на себя давление газов после сгорания горючей смеси и преобразует возвратно-поступательное движение поршня-шатуна в вращательное движение коленчатого вала.
  • Газораспределительный механизм (ГРМ)— открывает и закрывает клапана для впуска в цилиндры горючей смеси и выпуска отработавших газов.
  • Система охлаждения двигателя — отводит тепло от нагреваемых деталей двигателя, обеспечивая оптимальный температурный режим работы.
  • Система смазки двигателя -для подвода масла к трущимся поверхностям деталей, что вследствие уменьшает трение между ними и снижает потери мощности двигателя.
  • Система питания двигателя — для приготовления оптимальной горючей смеси, которая состоит из топлива и воздуха. Подает горючую смесь в цилиндры двигателя и отводит отработавшие газы.
  • Система зажигания двигателя— создает и подает ток высокого напряжения в цилиндры для последующего воспламенения рабочей смеси.

3) Трансмиссия автомобиля — отвечает за передачу крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также изменяет величину и направление этого момента. Конструкция трансмиссии в корне зависит от количества ведущих мостов. Автомобиль у которого все мосты являются ведущими называется полноприводным.

Трансмиссия автомобиля состоит из

  • Сцепление — служит для разъединения двигателя и коробки передач во время переключения передач (без остановки двигателя) и плавного их соединения при трогании с места.
  • Коробка передач — изменяет силу тяги, скорость и направление движения автомобиля. Обеспечивает отсоединение двигателя от трансмиссии за счет включения нейтральной передачи.
  • Карданная передача — обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач к ведущим мостам.
  • Главная передача — увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси.
  • Дифференциал — обеспечивает вращения колес ведущего моста с разной угловой скоростью
  • Раздаточная коробка — распределяет крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, увеличивая передаточное число. Позволяет включать и отключать передний ведущий мост.
Читайте также:  405 двигатель неисправности масло

4) Рулевое управление — обеспечивает движения автомобиля в заданном направлении.

5) Тормозная система — для снижения скорости и полной остановки автомобиля или его удержания на месте.

6) Ходовая часть — выполняет роль тележки и служит для перемещения автомобиля по дороге. Механизмы и детали ходовой части обеспечивают комфортные условия передвижения, уменьшая вибрации и тряску.

4) Система электрооборудования автомобиля — это устройства, которые вырабатывают, передают или потребляют электроэнергию на автомобиле, обеспечивая стабильную работу двигателя, трансмиссии, ходовой части автомобиля, а также влияют на автоматизацию процессов автомобиля, безопасность движения и комфорт водителя и пассажиров.

УЧЕБНИК УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

Для того, чтобы изучить устройство грузового и легкового автомобиля необходимо последовательно изучать материалы учебника. Для эффективного обучения рекомендуем изучать материал схематически, в следующей последовательности:

1) Назначение автомобиля (прежде чем изучать устройство и работу автомобиля надо знать его предназначение);

2) Устройство автомобиля (первым шагом необходимо изучить общее устройство автомобиля, затем можно приступать к изучению устройства агрегатов и систем автомобиля);

3) Принцип работы автомобиля (если вы изучили назначение и устройство автомобиля, вам будет легче понять принцип работы автомобиля).

Такая схема обучения устройству автомобиля поможет вам изучить учебник «Устройство автомобиля» в кратчайшие сроки. Придерживаться схематичности обучения необходимо при рассмотрении строения всех агрегатов и систем автомобиля.

Не каждый опытный автомобилист знает как устроен современный автомобиль, а если вы новичок вам обязательно придется столкнуться с вопросами технического обслуживания, ремонта и диагностики автомобиля. А могут возникать такие ситуации, в которых придется ремонтировать автомобиль самому. Для того, чтобы понять как ремонтировать автомобиль самому, необходимо изучать книги по ремонту автомобилей

Если вы начинающий водитель, вам понадобиться выбрать хорошую станцию технического обслуживания (СТО), и научится ремонтировать автомобиль самому. Для того, чтобы облегчить вам обучение, были созданы разделы посвященные техническому устройству, ремонту и обслуживанию автомобиля

1) Как ремонтировать автомобиль самому — У вас поломался автомобиль и вы хотите его отремонтировать сами? Тогда раздел «Как отремонтировать автомобиль самому», для вас.

2) Капитальный ремонт двигателя автомобиля — это техническая информация о том, как ремонтировать двигатель своими руками

3) Неисправности автомобиля и как устранять неисправности — раздел сайта, где собрана информация о том как определить неисправности, причины их возникновения и способы устранения неисправностей

Современные марки автомобилей так быстро развиваются, что не успеваешь изучать устройство современных автомобилей . Но это ни есть плохо, ведь развитие современных автомобилей облегчает нам жизнь, а именно: управление автомобилем становится более легким, безопасным и комфортабельным. В последнее время лучшие авто производители обращают внимание на расход топлива и экологию, в связи с этим создаются новые, современные двигатели нового поколения . Проектирование и расчет надежного нового автомобиля это главная задача инженера, который его создает

1) Проектирование и расчет автомобиля — это раздел, в котором находятся материалы, которые помогут вам изучить расчет и проектирование автомобиля, получить теоретические знания автомобильного дела, разобраться в автомобильных терминах и обозначениях.

2) Надежность автомобиля — это раздел, где вы найдете различные способы повышения надежности агрегатов и механизмов автомобиля.

3) Обучение токарному делу — если вы решили изучить токарное дело, понять основы токарного дела, освоить приемы работы токаря и оборудование с которым он работает вам сюда.

4) Технология сварки автомобиля — это раздел, который поможет вам изучить различные технологии сварки и понять принципы сварочного дела.

5) Технология покраски кузова автомобиля — если вы хотите научится ремонтировать кузов, узнать современные технологии покраски кузова, а также оборудование и материалы, которые используются для покраски кузова , вам сюда.

Ну что же, думаю у каждого из Вас, есть огромный запас терпения, чтобы разобраться с тем, как устроен автомобиль, принцип работы автомобиля, как ремонтировать автомобиль самому, а также освоить правила эксплуатации и обслуживания автомобиля. Желаю Вам приятного обучения!

Структурная схема устройства автомобиля

Автомобиль — это сложная механическая система, состоящая из набора взаимосвязанных узлов и агрегатов, выполняющих различные функции. Традиционно в конструкции автомобиля выделяли три основных блока: двигатель как источник механической энергии, шасси как совокупность элементов передачи крутящего момента к ведущим колёсам и управления автомобилем и кузов как внешняя оболочка и пространство для размещения пассажиров и багажа. С появлением несущих кузовов границы между кузовом и шасси практически стёрлись, но сохранилось функциональное разделение автомобиля на механическую часть, салон, грузовое отделение и внешнее оформление. Подробнее об экстерьере и интерьере автомобиля см. страницы Дизайн автомобиля и Интерьер автомобиля.

Во внутреннем устройстве автомобиля можно выделить шесть структурных компонентов:

  • несущую конструкцию;
  • двигатель;
  • трансмиссию;
  • ходовую часть;
  • системы управления;
  • электрооборудование.
Устройство автомобиля
Несущая конструкция Несущая система автомобиля представляет собой остов, к которому крепятся все остальные агрегаты: двигатель, трансмиссия, подвеска, рулевое управление и т.д. Несущее основание должно быть достаточно прочным и жёстким, так как на него приходится основная нагрузка при движении автомобиля. Существует два типа несущих систем: отдельная рама (шасси) и несущий кузов.

Рама — это металлическая конструкция, которая несёт на себе кузов и другие компоненты. У автомобилей с отдельной рамой кузов является независимым структурным элементом и крепится к раме с помощью кронштейнов. Рама, двигатель, трансмиссия, подвеска, колёса и системы управления вместе образуют отдельное шасси, способное самостоятельно передвигаться без кузова. Рама обычно сделана из стали или алюминия и сама по себе выступает элементом пассивной безопасности машины.

По форме выделяют несколько разновидностей рам:

  • Лонжеронная (лестничная) рама состоит из двух продольных лонжеронов, соединённых поперечинами (траверсами), которые бывают прямыми, К-образными, Х-образными или трубчатыми. Лонжероны имеют прямоугольное швеллерное или замкнутое (короб) сечение, либо круглое сечение (трубчатая рама).
  • Периферийная рама — тоже состоит из продольных лонжеронов, но они расположены по периметру кузова на большом расстоянии друг от друга. В отличие от обычной лестничной, такая рама позволяет значительно опустить пол автомобиля и уменьшить его общую высоту.
  • Хребтовая рама — несущим элементом шасси является толстая центральная труба, соединяющая двигатель, коробку передач и ведущий задний мост.
  • Вильчато-хребтовая и Х-образная рамы — первая представляет собой хребтовую раму с передней и задней вилками для крепления двигателя и заднего моста, вторая — раму с продольными лонжеронами, в центральной части объединёнными в закрытый трубчатый профиль.
  • Несущее основание — хребтовая или лонжеронная рама, объединённая с полом автомобиля для повышения жёсткости, при этом пол в салоне отделён от кузова.

Преимущества рамной конструкции заключаются в простоте конвейерной сборки, возможности постоянного изменения дизайна автомобиля, простоте замены повреждённых панелей кузова, способности выдерживать большие нагрузки и хорошей шумо- и виброизоляции салона. В то же время рамные автомобили всегда тяжелее машин с несущим кузовом, при этом их конструкция невыгодна с точки зрения безопасности и рационального размещения узлов и агрегатов, а салон меньше по объёму из-за проходящих под кузовом лонжеронов. В наше время рамное шасси сохранилось только на грузовиках, полноразмерных пикапах и больших внедорожниках.

В современных легковых автомобилях функции рамы выполняет несущий кузов, который несёт на себе всё внутреннее оборудование. Как правило, такой кузов имеет несущий каркас из сваренных деталей и днище, а к ним крепятся подвижные элементы (двери, капот, багажник). Ранние автомобили с несущим кузовом оснащались приваренной к кузову обычной рамой или передним и задним подрамниками, забиравшими на себя часть нагрузки. Среди несущих кузовов различают каркасно-панельные (все внешние панели закреплены на внутреннем металлическом или деревянном каркасе), скелетные (панели являются несущими наряду с каркасом) и оболочковые (панели сварены в цельный корпус, заменяющий каркас) конструкции. Также существует бескаркасно-скорлупный тип несущего кузова (монокок), выполненный из высокопрочных композитных материалов (стеклопластика, углеродного волокна) и не требующий дополнительных усилений (хотя иногда объединённый с лонжеронными подрамниками).

Промежуточное положение между рамой и несущим кузовом занимает т.н. пространственная рама, которая сделана из алюминия или прочной стали и несёт на себе как внутренние агрегаты, так и отдельные панели кузова (обычно алюминиевые или пластиковые). На спортивных и гоночных автомобилях часто использовалась жёсткая пространственная рама из тонких труб.

Лестничная рама

Х-образная рама

Двигатель Двигатель — источник механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Двигатель вырабатывает механическую энергию за счёт преобразования другого вида энергии (энергии сгорания топлива, электричества, солнечной энергии и т.д.). Соответственно выделяют несколько типов двигателей, различающихся по конструкции и используемому топливу:
  • Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
    — Поршневой ДВС
    — Роторно-поршневой ДВС
    — Газотурбинный ДВС
  • Двигатель внешнего сгорания
    — Паровой двигатель
  • Реактивный двигатель
  • Электрический двигатель
    — с питанием от аккумулятора
    — с питанием от топливных элементов
    — на солнечных батареях
  • Гибридный двигатель
    — электромотор + поршневой ДВС

В наше время наиболее распространёнными на легковых автомобилях остаются четырёхтактные поршневые ДВС, которые делятся на бензиновые и дизельные. Конструкция поршневого ДВС включает не только сам двигатель (блок цилиндров, головка блока, КШМ, ГРМ), но и вспомогательные механизмы (системы хранения и подачи топлива, выпуска отработавших газов, охлаждения и смазки). Подробнее см. страницы Двигатель внутреннего сгорания и Виды ДВС.
Трансмиссия Трансмиссия — это совокупность агрегатов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам, а также изменения его величины и направления. Простейшим вариантом трансмиссии является прямая передача, соединяющая двигатель с ведущим мостом напрямую. Однако в большинстве случаев частота вращения коленчатого вала поршневого ДВС не совпадает с оборотами колёс, поэтому возникает необходимость изменения передаточного числа трансмиссии. Для этого в состав трансмиссии автомобиля входят следующие компоненты:

  1. Сцепление — механизм, соединяющий двигатель с коробкой передач. Устанавливается только на автомобили с механической или роботизированной (секвентальной) коробкой передач. В первом случае сцепление управляется педалью, во втором — автоматически при помощи электроприводов. Сцепление состоит из одного или нескольких фрикционных дисков и пружин, прижимающих их к маховику двигателя. При нажатии педали (выключении сцепления) двигатель разъединён с трансмиссией, при отпущенной педали (включении сцепления) — соединён. Сцепление необходимо выключать при переключении передач, так как под нагрузкой крутящим моментом переключение невозможно. Сцепления бывают однодисковые и многодисковые, сухие и мокрые (работающие в масляной ванне).
  2. Коробка передач (КПП) — механизм, предназначенный для изменения частоты вращения приводного вала и преобразования крутящего момента. Коробка передач исправляет несоответствие оборотов коленчатого вала (от 500-800 до 5000-10000 об/мин) и ведущих колёс (0-2000 об/мин) и обеспечивает оптимальное использование мощности и крутящего момента. Коробки передач бывают механические, полуавтоматические, автоматические, вариаторные и автоматизированные (роботизированные). Подробнее см. страницу Коробка передач.
  3. Главная передача — механизм, увеличивающий крутящий момент и передающий его к ведущим колёсам. Главные передачи бывают цепные и зубчатые (червячная, коническая, гипоидная и цилиндрическая). Основной характеристикой главной передачи является передаточное число, показывающее отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Существуют главные передачи с возможностью выбора одного из двух передаточных чисел.
  4. Дифференциал — устройство, распределяющее крутящий момент между ведущими колёсами или ведущими мостами. Соответственно дифференциалы бывают межколёсными и межосевыми (в автомобилях с несколькими ведущими осями). Межколёсный дифференциал предотвращает проскальзывание ведущих колёс, возникающее при повороте автомобиля, когда они проходят разный тормозной путь. Дифференциал имеет планетарную конструкцию и состоит из конической зубчатой передачи карданного вала, корпуса и независимых друг от друга шестерней (сателлитов), вращающих полуоси.
    Обычный дифференциал имеет один недостаток: если одно из колёс теряет сцепление с дорогой, весь крутящий момент передаётся на него, а второе колесо остаётся неподвижным, что приводит к пробуксовке. Эта проблема решается либо ручной блокировкой дифференциала, либо использованием специального дифференциала с ограниченным проскальзыванием. Самоблокирующиеся дифференциалы бывают фрикционные (с вискомуфтой), шестерёнчатые и с электронным управлением.
  5. Карданные передачи — служат для передачи крутящего момента между валами, не лежащими на одной прямой или изменяющими свои положения в пространстве. Состоят из карданных валов, шарниров, промежуточных опор и соединительных устройств. В заднеприводных автомобилях обычно используется один карданный вал, соединяющий коробку передач с ведущей осью.
  6. Ведущий мост — конструктивный элемент трансмиссии, объединяющий главную передачу, дифференциал и полуоси с ведущими колёсами.

    Трансмиссия полноприводных автомобилей имеет свои особенности. Различают подключаемый вручную (4WD), подключаемый автоматически и постоянный (AWD) полный привод. В первом случае автомобиль оснащается дополнительной раздаточной коробкой, распределяющей крутящий момент между ведущими мостами, обеспечивающий устойчивое движение машины по бездорожью на понижающих скоростях и отключающая одну ось. Во втором случае обычно применяется вискомуфта в сочетании с самоблокирующимся дифференциалом (Torsen), а в автомобилях с постоянным полным приводом наряду с двумя межколёсными дифференциалами устанавливается центральный межосевой дифференциал.
Ходовая часть Ходовая часть автомобиля состоит из мостов, подвески и колёс (дисков и шин). Легковой автомобиль обычно имеет два моста (передний и задний) и четыре колеса, два или четыре из которых ведущие (колёсная формула 4х2 или 4х4). Исключения составляют трёхколёсные микрокары и машины со сдвоенной передней или задней осью.

Колесо — это движитель автомобиля, обеспечивающий его связь с дорогой и передвижение по ней. Колесо обычно состоит из ступицы, диска и металлического обода, а одевающаяся на обод шина является отдельным элементом. Размер колеса — это диаметр его обода в дюймах, обычно колеблется в пределах 10-25″. В каждом автомобиле есть ведущие (соединённые с трансмиссией и создающие при контакте с дорогой тяговое усилие), ведомые и управляемые (поворачивающиеся по команде водителя) колёса. Управляемые колёса всегда передние, ведущими могут быть как передние, так и задние. По конструкции выделяют следующие виды колёс:

  • Спицованные — с деревянными или металлическими спицами, встречаются только на классических автомобилях.
  • Стальные штампованные — сделаны из стального листа, диск приваренный к ободу.
  • Легкосплавные — изготовлены из алюминиевого или магниевого сплава, бывают литые, кованые и комбинированные.
  • Композитные — сделаны из лёгких композитных материалов.

Шина — упругая резиновая оболочка колеса, обеспечивающая сцепление с дорогой и поглощающая удары. Пневматическая шина состоит из покрышки с протектором и камеры (в бескамерных шинах камера отсутствует). В зависимости от внутренней структуры различают радиальные и диагональные шины, от предназначения — летние, зимние и всесезонные. В маркировке шины по метрической системе указываются ширина профиля (мм), отношение высоты профиля к ширине (%), тип (радиальная или диагональная) и диаметр обода («). Например, 225/50 R16.

В особых случаях вместо колёс на автомобилях применяются комбинированные движители. Это может быть полугусеничный движитель, состоящий из передних колёс (иногда со съёмными лыжами) и одного или двух задних мостов на гусеницах. Полугусеничные движители использовались на довоенных автомобилях повышенной проходимости и автосанях. Очень редко встречаются комбинации колёс и водомётного движителя (в амфибиях) или лопастного винта (в автомобилях на воздушной подушке).

Мост — это агрегат, соединяющий колёса на одной оси. Мосты крепятся к раме или несущему кузову с помощью подвески (см. Подвеска). Мост может быть ведущим (с ведущими задними колёсами), управляемым (в заднеприводных автомобилях с ведомыми передними колёсами), комбинированным (в переднеприводных и полноприводных автомобилях с ведущими передними колёсами) и поддерживающим (в переднеприводных автомобилях с ведомыми задними колёсами). По типу подвески выделяют неразрезные (зависимая подвеска) и разрезные (независимая подвеска) мосты.

Системы управления К системам управления автомобилем относят рулевое управление, тормозную систему и электронные системы управления двигателем, трансмиссией и т.д.

Назначение рулевого управления заключается в изменении направления движения автомобиля за счёт поворота управляемых колёс. Состоит из рулевого колеса, рулевого механизма и рулевого привода. Водитель управляет автомобилем, вращая рулевое колесо, расположенное под необходимым углом. Рулевой механизм увеличивает приложенное усилие водителя и преобразует вращательное движение рулевого колеса в поступательное движение рулевых тяг. Он имеет передаточное число, обеспечивающее поворот колёс на максимальный угол за несколько оборотов рулевого колеса. Рулевой привод — это система тяг и шарниров, соединяющих рулевой механизм с управляемыми колёсами независимо от колебаний подвески. Детали рулевого привода образуют рулевую трапецию.

Существует три основных типа рулевых механизмов:
— глобоидально-червячный (состоит из закреплённого на рулевом валу глобоидального червяка и ролика, вращающего связанную с рычагами ось);
— винт-шариковая гайка (винтовой вал рулевого колеса перемещает гайку, связанную через тяги с рулевой трапецией);
— реечный (закреплённая на рулевом валу шестерня двигает рейку, которая через тяги поворачивает колёса).

Для снижения прикладываемого к рулевому колесу усилия применяются усилители рулевого управления. Они бывают трёх типов: гидравлические (ГУР), электрогидравлические (ЭГУР) и электрические (ЭУР).

Тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки, а также для надежного удержания его на месте. Рабочая тормозная система обеспечивает замедление и остановку автомобиля, а стояночная — удерживает его неподвижно на дороге. Подробнее см. страницу Тормоза

Оцените статью
© 2024 Твой автомобиль