Общее устройство машин части

Автомобили

Общее устройство машин части

Первый в мире автомобиль с бензиновым мотором был запатентован еще в далеком 1885 году гениальным немецким инженером Карлом Бенцом. Поразительно, но и в наши дни машина состоит из тех же основных частей, что и сто лет назад – это кузов, шасси и двигатель. Давайте подробнее рассмотрим из чего состоит автомобиль и его основные части.

В одной небольшой статье сложно, конечно, описать подробное устройство автомобиля, поэтому мы рассмотрим лишь основы, которые должен знать каждый автолюбитель.

В конце этого учебного материала вы найдете небольшой видео-урок об устройстве автомобиля с описанием основных частей, из которых он состоит, и их функций.

Также стоит отметить, что незнание общего устройства автомобиля и принципа работы его основных узлов и агрегатов, ведет к повышенным расходам на ремонт машины и её техническое обслуживание.

Общее устройство автомобиля

Основными составными частями в конструкции автомобиля, как мы уже писали выше, являются:

Все они состоят из множества отдельных элементов, деталей, узлов и агрегатов.

Общее устройство машин части

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания и дизельные моторы. Однако в последние годы все большую популярность завоевывают автомобили, оснащенные электрическими и гибридными двигателями.

Кузов автомобиля может иметь рамную и безрамную конструкцию. Как правило, в современных легковых автомобилях рама отсутствует, а все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Именно поэтому такой кузов называют несущим – данное конструкторское решение устройства автомобиля позволяет максимально снизить его массу. Советуем также ознакомиться с классификацией автомобилей по типу кузова.

Шасси автомобиля заслуживает отдельного внимания. Оно представляет собой множество механизмов, в задачи которых входит передача крутящего момента от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам, передвижение автомобиля и управление им. Эти группы механизмов называются трансмиссия, ходовая часть и механизм управления автомобилем.

  • Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, тем самым, позволяя изменять крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия двухосного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на задние колеса обычно состоит из таких механизмов: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
  • Ходовая часть автомобиля состоит из рамы или несущего кузова, переднего и заднего мостов, подвески (рессоры и амортизаторы), колес и шин. Подробнее о видах и типах подвесок автомобилей.
  • Механизм управления автомобилем состоит из рулевого управления и тормозной системы (с барабанными и дисковыми тормозами). Он позволяет изменять направление и скорость движения автомобиля, останавливать его и удерживать на месте.

Кроме вышеперечисленных узлов, агрегатов и механизмов абсолютно все автомобили оснащены электрооборудованием, состоящим из источников и потребителей электрического тока.

Электрооборудование автомобиля запускает и дает возможность работать двигателю, освещает и обогревает салон машины, позволяет без проблем передвигаться в темное время суток и в непогоду, поддерживает противоугонную систему, заботиться о нашей с вами безопасности на дороге, превращает автомобиль в концертный зал или даже в кинотеатр, и выполняет множество других полезных и очень важных функций.

Видео-урок: из чего состоит автомобиль

Общее устройство машин части

Общее устройство и принцип работы легкового автомобиля по структурной схеме

Состав и принцип работы современных легковых автомобилей, передне-приводных, заднеприводных и полноприводных в общем одинаковы.

Общее устройство автомобиля

Структурная схема заднеприводного автомобиля показана на рис. 6.1.1.

В состав автомобиля входят:

  • двигатель 1;
  • силовая передача или трансмиссия, в состав которой входят: сцепление 5, коробка передач 7, карданная передача 8, главная передача и дифференциал 11, полуоси 10;

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.1. Структурная схема заднеприводного автомобиля: 1 — двигатель; 2 — педаль подачи топлива; 3 — генератор; 4 — педаль сцепления; 5 — сцепление; 6 — рычаг переключения передач; 7 — коробка переключения передач; 8 — карданная передача; 9 — колесо; 10 — полуоси; 11 — главная передача и дифференциал; 12 — стояночный (ручной) тормоз; 13 — основная тормозная система; 14 — стартер; 15 — электропитание от аккумулятора; 16 — подвеска; 17 — рулевое управление; 18 — гидромагистраль

  • ходовая часть, в которую входят: передняя и задняя подвески 16, колеса и шины 9;
  • механизмы управления, состоящие из рулевого управления 17, основной 13 и стояночной 12 тормозной системы;
  • электрооборудование, в состав которого входят источники электрического тока (аккумулятор и генератор), электрические потребители (система зажигания, система пуска, приборы освещения и сигнализации, контрольно-измерительные приборы, системы обогрева и вентиляции, стеклоочиститель, стеклоомыватель и др.);
  • несущий кузов.

У переднеприводных автомобилей нет карданной передачи и надкарданного короба в кузове, поэтому салон становится просторней и комфортабельней, а масса автомобиля меньше.

Двигатель 1 (рис. 6.1.1) — машина, преобразующая какой-либо вид энергии (бензин, газ, дизельное топливо, заряд электричества) в энергию вращения коленчатого двигателя.

На большинстве современных автомобилей установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в которых часть энергии, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндре, преобразуется в механическую работу вращения коленчатого вала (рис. 6.1.2).

Читайте также:  Разборка кпп газель своими руками видео

Литраж — единица измерения объема двигателя равная произведению площади поршня на длину его хода и число цилиндров. Литраж характеризует мощность и размеры двигателя, выражается в литрах или кубических сантиметрах.

Для изменения количества топливной смеси, подаваемой в цилиндр (для изменения мощности двигателя), служит педаль подачи топлива (педаль газа) 2.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.2. Внешний вид современного двигателя: 1 — крышка клапанной коробки; 2 — пробка горловины для заливки масла в двигатель; 3 — головка блока цилиндров; 4 — шкивы; 5 -приводной ремень; 6 — генератор; 7 — картер; 8 — поддон; 9 — выпускной коллектор

На коленчатом валу установлен маховик с зубчатым венцом, который является ведущим диском сцепления 5.

Сцепление 5 осуществляет постоянную механическую связь между двигателем и коробкой передач и предназначено для кратковременного ее отключения на время, необходимое для включения или переключения передачи.

Сцепление (рис. 6.1.3) представляет собой две фрикционные муфты 1 и 3, прижатые друг к другу пружиной 4. Ведущий диск 1 механически связан с коленчатым валом двигателя, ведомый диск 3 — с ведущим валом коробки передач 14.

Включение и выключение сцепления осуществляется водителем с помощью педали 8 (когда педаль нажата, сцепление выключено). При нажатии на педаль диски сцепления 1 и 3 расходятся, ведущий диск 1, связанный с двигателем 13, вращается, но это вращение на ведомый диск 3 не передается (сцепление выключено). Выключать сцепление нужно на период включения или переключения передач для безударного соединения шестерен в коробке передач.

При плавном отпускании педали происходит плавное сцепление ведущего и ведомого дисков. При этом за счет проскальзывания ведущий диск плавно навязывает вращение ведомому диску. Тот начинает вращаться, передавая крутящий момент на первичный вал коробки передач 14. Таким образом автомобиль может начать плавное движение с места или же продолжит движение на новой передаче.

Коробка переключения передач служит для изменения по величине и на-правлению крутящего момента и передачи его от двигателя к ведущим колесам, а также для длительного разобщения двигателя от ведущих колес во время стоянки автомобиля.

Коробка передач может быть механической (с ручным переключением передач) или автоматической (гидротрансформатор, роботизированная или вариаторная коробка).

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.3. Схема сцепления: 1 — маховик; 2 — ведомый диск сцепления; 3 — нажимной диск; 4 — пружина; 5 — отжимные рычаги; 6 — выжимной подшипник; 7 — вилка выключения сцепления; 8 — педаль сцепления; 9 — главный цилиндр сцепления; 10 — гидравлическая жидкость; 11 — трубопровод; 12 — рабочий цилиндр сцепления; 13 —двигатель; 14 — ведущий вал коробки передач; 15 — коробка передач

Механическая коробка переключения передач (рис. 6.1.4) представляет собой редуктор со ступенчато изменяемым коэффициентом передач.

В его составе:

  • картер 12, в котором размещено масло 13 для смазки трущихся деталей;
  • первичный вал 2, связанный с ведомым диском сцепления 1
  • шестерня первичного вала 3, которая связана постоянно с шестерней промежуточного вала;
  • промежуточный вал 4 с набором шестерен разного диаметра;
  • вторичный вал 9 с набором шестерен, которые способны перемещаться с помощью вилки переключения передач 6;
  • механизм переключения передач 8 с рычагом переключения 7;
  • синхронизаторы — устройства, обеспечивающие выравнивание скоростей вращения шестерен во время переключения передач.

Водитель переключает передачи с помощью рычага переключения 7. Поскольку в коробке передач современного автомобиля имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные их пары (при включении любой передачи), водитель изменяет и общее передаточное число (коэффициент передачи). Чем ниже передача, тем ниже скорость движения автомобиля, но больший крутящий момент и наоборот.

При работающем двигателе перед включением или переключением передач в механической коробке для безударного переключения шестерен нужно выжимать педаль сцепления (выключать сцепление).

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.4. Механическая коробка переключения передач: 1 — сцепление; 2 — первичный вал; 3 — ведущая шестерня; 4 — промежуточный вал; 5 — шестерня вторичного вала; 6 — вилка переключения передач; 7 — рычаг переключения передач; 8 — переключающее устройство; 9 — вторичный вал; 10 — крестовина; 11 — карданная передача; 12 — картер; 13 — масло для коробки передач

Наиболее распространенные схемы переключения передач в легковых автомобилях приведены на рис. 6.1.5.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.5. Наиболее распространенные схемы переключения передач в легковых автомобилях — 1 и 2, 3 и 4 — пользование рычагом переключения передач

В автоматическую коробку переключения передач (рис. 6.1.6) входят:

  • гидротрансформатор (2, 5, 4, 5, 9), который непосредственно присоединен к двигателю, заполнен гидравлической жидкостью 10. Жидкость является средой для передачи крутящего момента от двигателя к механической коробке передач. Принцип работы таков: с увеличением оборотов двигателя увеличиваются обороты вала 2 с лопастями 3, которые вызывают вращение гидравлической жидкости 10. Вращающаяся жидкость начинает давить на лопасти вторичного вала 4 и вызывает вращение вторичного вала. Гидротрансформатор по сути своей работы исполняет роль сцепления;
  • механическая коробка передач 7 получает вращение от гидротрансформатора, переключение передач в ней осуществляется сервоприводами по командам блока управления 6.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.6. Автоматическая коробка переключения передач: 1 —двигатель; 2 — первичный вал; 3 — лопасти первичного вала; 4 — лопасти вторичного вала: 5 — вторичный вал; 6 — блок управления коробкой-автомат; 7 — механическая коробка переключения передач; 8 — выходной вал

Для управления автоматической, роботизированной или вариаторной коробкой передач служит селектор переключения передач (рис. 6.1.7).

Читайте также:  Аутлендер 2008 вариатор отзывы

Общее устройство машин части

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.7. Типовые схемы селекторов автоматических коробок переключения передач:

Р — парковка, механически блокирует коробку передач; R — задний ход, включать следует только после полной остановки автомобиля; N — нейтраль, в этом положении можно запускать двигатель; D — драйв, движение вперед; S (D3) — диапазон пониженных передач, включается на дорогах с небольшими подъемами. Торможение двигателем более эффективное, чем в положении D; L (D2) — второй диапазон пониженных передач. Включается на тяжелых участках дорог. Торможение двигателем еще более эффективное

Карданная передача (в задне- и полноприводном автомобиле) позволяет передавать крутящий момент от коробки передач на задний мост (главную передачу) в условиях движения автомобиля по неровной дороге (рис. 6.1.8).

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.8. Карданная передача: 1 — передний вал; 2 — крестовина; 3 — опора; 4 — карданный вал; 5 — задний вал

Главная передача 5 служит для увеличения крутящего момента и передачи его под прямым углом на полуоси 6 автомобиля (рис. 6.1.9).

Дифференциал обеспечивает вращение ведущих колес с различными скоростями при повороте автомобиля и движении колес по неровной дороге.

Полуоси 6 передают крутящий момент ведущим колесам 7.

Ходовая часть обеспечивает движение и плавность хода. Она включает в себя подрамник, как правило, совмещенный с кузовом автомобиля, к которому посредством передней и задней подвесок крепятся элементы передней и задней осей со ступицами и колесами 7.

Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль.

Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и пр. Защитой от мед-ленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.9. Заднеприводный автомобиль: 1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — карданная передача; 5 — главная передача; 6 — полуось; 7 — колесо; 8 — рессорная подвеска; 9 — пружинная подвеска; 10 — рулевое управление

Подвеска (рис. 6.1.10) предназначена для смягчения и гашения колебаний, передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля. Подвеска может быть зависимой и независимой.

Зависимая подвеска (рис. 6.1.10), когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой (задние колеса). При наезде на неровность дороги одного из колес второе наклоняется на тот же угол. Независимая подвеска, когда колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги одно из колес может менять свое положение, положение второго колеса не изменяется.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.10. Схема работы зависимой (а) и независимой (б) подвески колес автомобиля

Упругий элемент подвески (пружина или рессора) служит для смягчения ударов и колебаний, передаваемых от дороги к кузову.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.11. Схема амортизатора:

1 — кузов автомобиля; 2 — шток; 3 — цилиндр; 4 — поршень с клапанами; 5 — рычаг; 6 — нижняя проушина; 7 —гидравлическая жидкость; 8 — верхняя проушина

Гасящий элемент подвески — амортизатор (рис. 6.1.11) — необходим для гашения колебаний кузова за счет сопротивления, возникающего при перетекании жидкости 7 через калиброванные отверстия из полости «А» в полость «В» и обратно (гидравлический амортизатор). Также могут применяться газовые амортизаторы, в которых сопротивление возникает при сжатии газа. Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор поперечной устойчивости, который, прижавшись к земле одним концом, вторым прижимает другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо ко-леса на препятствие стержень стабилизатора закручивается и стремится вернуть это колесо на свое место.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.12. Схема рулевого управления типа «шестерня — рейка»: 1 — колеса; 2 — поворотные рычаги; 3 — рулевые тяги; 4 — рейка рулевого механизма; 5- шестерня; 6-рулевое колесо

Рулевое управление (рис. 6.1.12) служит для изменения направления движения автомобиля с помощью рулевого колеса. При вращении руля 6 шестерня 5 вращается и перемещает рейку 4 в ту или иную сторону. Рейка при перемещении изменяет положение тяг 3 и связанных с ними поворотных рычагов 2. Колеса поворачиваются.

Общее устройство машин части

Рис. 6.1.13. Тормозная система: основная — 1-6 и стояночная (ручная) -7-10. Исполнительные тормозные устройства: А —дисковые; Б — барабанного типа; 1 — главный тормозной цилиндр; 2 — поршень; 3 — трубопроводы; 4 — гидравлическая тормозная жидкость; 5 — шток; 6 — педаль тормоза; 7 — рычаг ручного тормоза; 8 — трос; 9 — уравнитель; 10 — трос

Тормозная система (рис. 6.1.13) служит для снижения скорости вращения колес за счет сил трения, возникающих между тормозными колодками 11 и тормозными барабанами А или дисками Б, а также для удержания автомобиля в неподвижном состоянии на стоянках, на спусках и подъемах с помощью ручной тормозной системы (7-10). Водитель управляет тормозной системой с помощью педали тормоза 6 основной тормозной системы и рычага стоя-ночного (ручного) тормоза 7.

Читайте также:  Ремонт и замена выхлопной системы автомобиля

Основная тормозная система (1-6), как правило, многоконтурная, то есть при нажатии на педаль тормоза 6 перемещаются поршни 2, давление гидравлической тормозной жидкости 4 по трубопроводам 3 передается к исполнительным тормозным устройствам А — для торможения передних колес и тормозным исполнительным устройствам Б — для торможения задних колес. Системы А и Б — независимы друг от друга. Если один контур тормозной системы выйдет из строя, то другой будет продолжать выполнять функцию торможения, хотя и менее эффективно. Многоконтурность тормозной системы повышает безопасность движения.

Электрооборудование автомобиля включает в себя источники электрического тока (аккумулятор, генератор) и электрические потребители (системы пуска, зажигания, приборы освещения, сигнализации, контрольно-измерительные приборы, стеклоочистители, стеклоомыватели, система обогрева, вентиляции и др.).

Энергия аккумулятора используется при неработающем двигателе, энергия генератора вырабатывается только при работе двигателя, она используется для подзарядки аккумулятора и питания других потребителей автомобиля.

Кузов автомобиля жесткий, несущий.

Основные понятия и определения

Машина – техническое устройство или совокупность устройств, предназначенные для преобразования энергии, материалов и информации, состоящие из взаимосвязанных компонентов, хотя бы один из которых может двигаться.

Оборудование – техническое устройство, устанавливаемое на машину и необходимое для выполнения основных и (или) дополнительных функций машин, а также для объединения их в единый комплекс.

Механизм представляет собой подвижно связанные детали или узлы, совершающие заранее заданные определенные движения (например, кривошипно-шатунный механизм). Простой узел – это связанные между собой каким-либо соединением (заклепочным, сварным, зубчатым и т.д.) детали. Простые узлы соединяются в сложные.

Агрегат – представляет собой несколько соединенных между собой и с базовой деталью механизмов или сложных узлов.

Система – представляет собой совокупность узлов и механизмов, выполняющих определенные функции при взаимодействии друг с другом.

Основные узлы автотранспорта

Существующие модели автотранспорта весьма разнообразны конструктивно но, несмотря на это разнообразие любой из автомобилей состоит из трех основных частей: двигателя 1, шасси 2 и кузова 3 (рисунок 4).

Двигатель – это источник механической энергии, приводящей автотранспорт в движение, в основном применяются двигатели внутреннего сгорания, в которых процесс сгорания топлива, в результате которого выделяется превращающаяся в механическую работу теплота, происходит внутри, в цилиндрах двигателя. Конструкция двигателей весьма разнообразна.

Общее устройство машин части

Рисунок 4. Основные узлы автотранспорта

Шасси – это совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, для передвижения автомобиля и управления им. Оно состоит из трансмиссии, несущей системы (ходовой части) и механизмов управления.

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса и преобразования крутящего момента по величине и направлению. Наиболее распространены механические трансмиссии различных конструкций.

Основные части трансмиссии (рисунок 5):

  • – сцепление (для временного отключения двигателя от трансмиссии и его плавного включения);
  • – коробка передач (для изменения крутящего момента, длительного отключения двигателя от трансмиссии и движения задним ходом);
  • – карданная передача (для передачи крутящего момента между валами), у переднеприводных автомобилей карданной передачи нет (в результате уменьшается масса машины и увеличивается объем салона);
  • – ведущий мост, состоящий из главной передачи (для увеличения крутящего момента и передачи его под прямым углом), дифференциала (обеспечивает возможность вращения колес с разными скоростями при повороте, на неровных дорогах) и полуоси (для передачи крутящего момента ведущим колесам). Ведущих мостов может быть несколько, у автомобилей повышенной проходимости может быть три ведущих моста.

Общее устройство машин части

Рисунок 5. Общий вид трансмиссии автотранспорта

Несущая система (ходовая часть) состоит из рамы, переднего и заднего мостов (для поддержания рамы и кузова, передачи вертикальной нагрузки на колеса) с амортизаторами и подвеской (для упругой связи между рамой или кузовом с мостами или колесами) и колес (обеспечивают непосредственную связь автомобиля с дорогой). У тягачей к несущей системе относятся седельно-сцепное устройство. В большинстве легковых автомобилей рама отсутствует.

Механизм управления состоит из рулевого управления (изменяет положение ведущих колес относительно рамы или кузова) и тормозной системы (осуществляет уменьшение скорости автомобиля, остановку и удержание на месте).

Кузов служит для размещения людей или грузов. Кузова легковых автомобилей и автобусов состоят из салона для людей, кузова грузовых автомобилей состоят из грузовой платформы и кабины для людей. Кузова автобусов и легковых автомобилей выполняют функцию рамы в несущей системе автомашины.

Кроме основного способа размещения двигателя, шасси и кузова возможны и другие варианты, позволяющие реализовать какие-нибудь специальные функции автомобиля. Например, кузова вагонного типа с задним размещением двигателя или полноприводные автомобили с дополнительными механизмами в трансмиссии.

В автомобилях имеется система электроснабжения, применяемая для питания электрической энергией электрооборудования, для зажигания рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Она состоит из источников тока аккумуляторной батареи и генератора (генераторной установки). Основным источником является генератор.

Топливная экономичность автомобиля. Стоимость расходуемого при движении автомобиля топлива доходит до 18% от всех затрат, поэтому топливной экономичности уделяют большое внимание.

Добавить комментарий

2 × 4 =