Бывший секретный проект «Гугла» теперь в прямом смысле этого слова появляется на публике: компания получила лицензию для тестовых поездок по дорогам общего пользования в Неваде , а до этого приглашались желающие для тестовой поездки на закрытой площадке .
На данный момент принадлежащий поисковому гиганту флот роботизированных автомобилей «Тойота Приус» отмотал более 300 тысяч километров в городском окружении, на оживленных трассах и горных дорогах лишь с частичными вмешательствами человека. Проект всё ещё далек от выхода на рынок, но в «Гугле» в собственном кампусе установили беспилотные гольф-карты, которые наглядно демонстрируют, как уже в ближайшем будущем новая технология может изменить мир.
В сентябре прошлого года профессор компьютерных наук Стэндфордского университета Себастьян Тран , который руководит разработкой, и Крис Урмсон, инженер компании «Гугл», рассказали об основных идеях проекта на Международной конференции интеллектуальных роботов и систем Института инженеров электротехники и электроники в Сан-Франциско. Они объяснили, как работает машина и показали несколько видеороликов и дорожных тестов, включая небольшой фрагмент того, как бортовой компьютер «видит» другие транспортные средства, пешеходов и регулировочные огни.
Как рассказал Урмсон, технический руководитель проекта, ядром системы является 64-лучевой лазерный светодальномер производства компании «Велодайн» , установленный на крыше автомобиля. Прибор помогает сгенерировать детальную объемную карту окружающего пространства. Затем машина комбинирует измерения лазера с высокоточными картами мира и производит различные типы моделей данных, которые позволяют вести движение, избегая препятствия и проблемы с законом. Также на борту установлены другие сенсоры, включая четыре радара на переднем и заднем бамперах, камеру рядом с зеркалом заднего вида; датчик системы Джи-Пи-Эс, блок инерциальных измерений и колесный датчик, которые определяют положение транспортного средства и отслеживают движение.
Любопытно отметить некоторые детали. Во-первых, разработка «Гугла» сильно зависит от тщательно проработанных карт поверхности Земли, что, по словам Урмсона, является неотъемлемым условием для точного определения местоположения машины. Использование системы глобальной навигации может дать погрешность в несколько метров.
Во-вторых, перед тем, как отправлять машину на беспилотный заезд, инженеры «Гугла» проезжают по маршруту самостоятельно один или более раз для сбора информации об окружающем пространстве. При поездке в автономном режиме машина сравнивает данные с предыдущими состояниями, что позволяет отделить пешеходов от таких стационарных объектов как, например, почтовые ящики или столбы. В предыдущем видеоролике был заметен результат. В один из моментов машина остановилась на перекрестке, и после зеленого сигнала светофора она уступила дорогу пешеходам прежде, чем повернуть налево и продолжить движение.
Иногда беспилотник вынужден быть более агрессивным. Например, проезжая через перекресток, он пропускает другие машины согласно правилам дорожного движения, но если другие транспортные средства не ответят взаимностью, он слегка рванет вперед, чтобы показать намерение. Без программирования этого поведения в реальном мире робот ездить не сможет.
Очевидно, что инженерам «Гугла» работать над проектом нравится - посмотрите на довольное лицо Урмсона на 13-ой минуте, когда он, сидя на сиденье водителя, наблюдает, как беспилотник гоняет по парковке компании, скрипя шинами на каждом повороте. Но у проекта серьезное намерение: Тран и многие из его коллег, включая отцов-основателей «Гугла», считают, что «умные» машины позволят сделать передвижение на автомобиле более безопасным и эффективным: машины будут ехать ближе друг к другу, что увеличит количество свободного места на дорогах. Программа реагирует быстрее, чем человек, что поможет избежать аварий и сохранить тысячи жизней.
Урмсон также предложил сценарий, в котором транспортные средства становятся общим ресурсом, услугой, которой люди могут воспользоваться при необходимости. Для появления машины будет достаточно всего лишь выбрать соответствующую опцию в смартфоне, а в поездке можно будет расслабиться в кресле водителя - вести авто не потребуется. На конференции был продемонстрирован ролик концепта «Кэдди Бета», в роли общих автомобилей - гольф-карты. Для них используется начинка попроще, чем для образцов «Тойоты Приус»: сенсоры на транспортных средствах взаимодействуют с сенсорами, размещенными в окружающей среде, чтобы определить положение и «узнать» о движении других.
Тран и Урмсон признают, что впереди стоит ещё много нерешенных проблем: улучшение надежности, юридические вопросы ответственности, но это не останавливает их. Как сказал Тран, проблемы траспорта, которые другими считаются убыточными, для них кажутся перспективными.
Изобретение двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в корне перевернуло жизнь человечества. Благодаря машинам существенно экономилось время, которое тратилось на передвижение. Также за счет автомобилей появилась возможность осуществлять крупные грузоперевозки. Сегодня водительское удостоверение есть у каждого второго, но далеко не все водители знают, как устроен автомобиль. А ведь эти знания очень полезны - они помогут увереннее чувствовать себя на дороге и не теряться в трудных ситуациях. Машины иногда ломаются, а зная схему устройства и принцип работы, можно устранить неполадку своими силами или хотя бы рассказать автослесарю, что сломалось.
Как устроен автомобиль? Более подробно об устройстве расскажем в нашей статье.
Кузов
Это основная и самая важная часть любого авто. На многих автомобилях кузов - это несущая конструкция. К этой основе крепятся все остальные узлы. Кузов - это комплекс из штампованного днища, задних и передних лонжеронов, крыши, двигательного отсека и прочих навесных комплектующих.
Современные кузовы изготавливаются из сотен отдельных деталей, которые затем соединяются в цельную конструкцию. Основные элементы для производства кузовов делают из стальных сплавов, алюминия, пластика, полимеров, а также из стекла. При этом автопроизводители предпочитают применять сталь с низким содержанием углерода. Толщина листов составляет от 0,65 до 2 миллиметров. За счет применения такой стали удается снизить вес автомобиля не в ущерб характеристикам жесткости.
Производство кузовов представляет собой несколько этапов. Так, вначале из стального листа разной толщины посредством штамповки производят отдельные элементы. Затем они соединяются в узлы посредством сварки и собираются в единое целое. Современные кузовы производятся на роботизированных линиях, без участия человека.
Двигатель внутреннего сгорания
Многим интересно было бы узнать, как устроен автомобиль (для «чайников» эта тема тем более увлекательна). Конструкция его не сложная, а принцип работы простой и понятный. Хоть современные моторы и усложнились, но общее устройство не изменилось. Существуют бензиновые, дизельные двигатели, электрические моторы.
Двигатель внутреннего сгорания является самым распространенным среди всех, которые устанавливают на транспортные средства. Рассмотрим устройство и принцип работы силового агрегата.
Как устроен двигатель автомобиля? Он представляет собой блок, в котором есть цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны, шатун, коленчатый и распределительный валы. На автомобили устанавливаются чаще всего четырехтактные четырехцилиндровые моторы. Но есть 6-, и даже 8-цилиндровые агрегаты.
В каждом моторе есть цилиндр и подвижный поршень. Внутри цилиндра тепловая энергия преобразуется в механическую. При открытии впускного клапана, в цилиндр поступает горючая смесь. Посредством искры, созданной системой зажигания, смесь поджигается и сгорает. Энергия горения заставляет поршень двигаться вниз. Когда он двигается, посредством шатуна вращается и коленчатый вал. Далее открывается выпускной клапан. Отработанные газы попадают в выпускную систему и выводятся наружу.
Современный мотор гораздо сложнее, чем 50 лет назад, и состоит он не только из базовых деталей. Сейчас почти все производители начали использовать турбины. Причем не только на дизельных, но и на бензиновых двигателях. Но мы продолжим дальше узнавать, как устроен автомобиль - будет интересно.
Трансмиссия и КПП
Недостаток двигателей внутреннего сгорания - очень узкий диапазон оборотов, при которых мощность достигает максимального показателя. Кроме того, каждый мотор имеет «красную зону» - это предел максимальных оборотов. Иначе есть риск, что двигатель выйдет из строя.
Чтобы в каждом режиме мотор мог работать на оптимальных для него оборотах, когда мощность и крутящий момент на максимуме или близки к нему, нужна коробка передач. Также трансмиссия передает крутящий момент на колеса автомобиля через полуоси в случае с переднеприводными автомобилями или через карданный вал в случае с заднеприводными. Последняя схема конструкции является классической.
Давайте рассмотрим, как устроена коробка передач автомобиля. Существует четыре варианта КПП - это традиционная механическая коробка, автоматическая гидротрансформаторная КПП, роботизированная и вариаторная система.
Начнем с устройства и принципа действия механических коробок. Этот механизм передает, преобразует и меняет направление вращательного момента от двигателя внутреннего сгорания на колеса.
Устроена МКПП следующим образом. В корпусе из стали или чугуна установлены шестеренки и валы. Последних всего три - это первичный, промежуточный и вторичный вал. Но это еще не все. Во всех моделях КПП имеется дополнительный вал и шестерни задней передачи. Также коробка состоит из картера, синхронизаторов, механизма переключения и селектора передач.
Валы КПП вращаются на подшипниках. Каждый имеет набор шестеренок с разным числом зубьев. Чтобы работа коробки была бесшумной, а включение передач плавным, шестерни оснастили синхронизаторами. Они предназначены для выравнивания угловых скоростей шестеренок в процессе вращения. Механизм переключения необходим для смены скорости. Водитель через рычаг-селектор выбирает необходимую передачу.
Передаточные числа КПП
Чтобы лучше узнать, как устроен автомобиль, с помощью простого примера разберем работу КПП. Имеется, к примеру, две шестерни с разным числом зубьев - на первой 20, на второй - 40. Если первая сделает два оборота, вторая провернется только один раз.
А далее простая математика. Первичный вал КПП и первая шестерня вращается с частотой 2000 об/мин. Вторая шестеренка будет вращаться в два раза медленнее - с частотой 1000 об/мин. Пусть у первой шестерни 20 зубьев, у второй - 40, у третьей - 20, четвертой - 40. Вторая и третья находятся на одном валу. А значит, третья шестерня тоже будет вращаться с частотой 1000 об/мин. А вот четвертая уже медленнее. Ее частота составит 500 об/мин. При этом на промежуточном валу будет 1000 об/мин.
Разные шестерни имеют разные передаточные числа. А значит, скорость вращения будет отличаться. Первая и вторая передача в автомобиле имеет самую большую мощность. Двигатель очень легко вращает колеса и двигает тяжелый автомобиль. Машина при этом едет с низкой скоростью. Более высокие передачи используются, когда машина уже едет по инерции и мотору не тяжело раскручивать колеса. Высшие передачи имеют более низкую мощность. Но они более быстрые - на них развиваются высокие скорости - от 80 и выше километров в час.
Система сцепления
Для того чтобы была возможность останавливаться на светофорах, трогаться с места, переключать передачи, автомобили оснащены сцеплением. Этот механизм позволяет соединять и разрывать связь коробки передач с двигателем. Это очень важный элемент в устройстве любого транспортного средства. Давайте рассмотрим, как устроено сцепление автомобиля.
Сцепление - это узел, в котором крутящий момент передается за счет сил трения. Он позволяет на короткое время разъединять двигатель и трансмиссию, а затем соединять обратно - максимально плавно.
Сцепление состоит из картера, кожуха, нажимного диска или корзины и ведомого диска. Также в устройстве имеется и привод (обычно он гидравлический). Ведомый диск под воздействием пружины прижат к маховику всегда. За счет очень высоких сил трения маховик и ведомый диск вращается вместе. При необходимости диски разъединяются и крутящий момент больше не передается. В этот момент можно переключить передачу или остановиться. Если нажать на педаль тормоза, не выжав предварительно сцепление, двигатель заглохнет.
Тормозная система
Рассмотрим, как устроена тормозная система автомобиля. Она представляет собой комплекс из колодок, барабанов, а также дисков и гидравлических цилиндров. Существует два типа тормозных систем - рабочая, которая предназначенная для полной остановки, и стояночная. Последняя необходима для удерживания машины на сложных участках.
В современных автомобилях тормоза представляют собой механизм с гидравлическим приводом. За счет избыточного давления при нажатии на педаль срабатывает тормозной механизм - колодки с большим усилием трутся об диск и машина останавливается.
Климатическое оборудование
Многие хотя знать, как устроен кондиционер автомобиля. При всех различиях в конструкции, он ничем не отличается от устройства обычного бытового кондиционера. Там также есть компрессор, вентиляторы и блок управления. Работает система за счет хладагента. Компрессор качает фреон, который из газообразного состояния превращается в жидкость.
Электрическое оборудование
Чтобы двигатель работал исправно, требуется электричество. Для этого в конструкции имеется аккумулятор. Но он не может долго выдавать нужный ток для всех потребителей. В паре с аккумулятором работает генератор. Давайте узнаем, как устроен генератор автомобиля.
Итак, что это такое? Генератор - это источник электрической энергии для всех потребителей. Работает после запуска двигателя, а также заряжает аккумулятор. Любые генераторы представляют собой статор и обмотку, первый зажат между двумя крышками. На последней имеет щеточный узел. Крышки стягиваются винтами. Также имеется и ротор, который вращается внутри статора. При вращении генерируется электрический переменный ток. Он выпрямляется посредством специального блока. Имеется регулятор напряжения - он стабилизирует перепады тока при работе генератора.
Подвеска
Рассмотрим вкратце, как устроена подвеска автомобиля. Это комплекс из упругих элементов, гасящих устройств, стабилизаторов и опор колес. Система подвески предназначена для гашения или же смягчения колебаний, которые в процессе движения по неровностям передаются на кузов. За счет нее колеса могут перемещаться вне зависимости от кузова.
Система охлаждения
Двигатель разогревается до высоких температур, а перегрев для мотора очень страшен. Для этого существует система охлаждения, один из элементов которой - радиатор. Что он собой являет? Давайте рассмотрим, как устроен радиатор охлаждения автомобиля. Зачастую, он имеет несколько секций, сердцевину, а также детали крепления. Жидкость, которая поступает из рубашек охлаждения двигателя, должна охлаждаться в радиаторе. Сердцевина - это тонкие пластины, через которые идут плоские вертикальные трубы. Они припаяны к пластинам. Жидкость проходящая через сердцевину и трубки, интенсивно охлаждается.
Холодный поток поступает обратно в рубашку двигателя, забирая лишнее тепло. При помощи вентилятора, радиатор может охлаждаться принудительно. Данный элемент может быть электрическим, либо иметь привод от вискомуфты. В первом случае работают датчики, во втором частота вращения лопастей корректируется самой механической муфтой.
Заключение
Вот как устроен автомобиль. На самом деле ничего сложного в конструкции нет. Даже в современных авто можно разобраться и при необходимости отремонтировать их.
В Украине средний возраст авто составляет 20 лет, поэтому в соответствии с правкой в законопроекте №8487 новый налог коснется многих. На данный момент украинцы платят налог с “элитных“ авто, стоимостью больше 1 млн 396 тыс грн. Размер налога - 25 тысяч гривен. Как будет работать новый налог в случае принятия законопроекта - читайте далее.
Парламентарии хотят, чтобы налог платили все. Буквально все, у кого есть транспорт: будь то автобус, легковушка или мотоцикл. И не важно, сколько стоит транспортное средство. Главное одно, его возраст - облагаться будет машина старше пяти лет от года ее производства. Платежки фискальщики будут присылать по месту регистрации собственника авто.
Какой будет налог? 25 тыс. гривен никуда не денутся. Их как платили (или должны платить) собственники “элитных“ автомобилей, так и будут платить. Налог на все авто старше пяти лет будут считать по специальной формуле:
Ставка = Ставка базовая х К двигателя х К возраста х К экологический
Разберем формулу.
Если автомобиль на бензине, то Ставка базовая - 200. Если на дизеле - 300.
Коэффициент двигателя - это объем двигателя, разделенный на 1000 куб см.
Коэффициент возраста - возраст автомобиля минус пять.
Экологический коэффициент зависит от соответствия автомобиля экологическим стандартам:
Евро-2 и ниже - 4;
Евро-3 - 3;
Евро-4 - 2;
Евро-5 - 1,5;
Евро-6 и выше - 1.
Сколько надо будет заплатить? Например, есть автомобиль на бензине с двигателем 2200 см³ и ему пошел шестой год от даты производства. Первые пять лет владелец этого авто может ничего не платить, а как только настанет шестой - ему придет платежка от фискальной службы на сумму 660 гривен. И каждый год цифра будет больше. Так, на седьмой год — это будет уже 1320 грн.
А машина на дизеле с еще большим объемом двигателя станет вовсе невыгодной. Например, десятилетнее авто с объемом двигателя 3000 см³ обойдется владельцу в 9000 гривен ежегодно. С двигателем на 1000 см³ - 3000.
Учитывая, что средний возраст автомобилей в Украине 20 лет, цифры в платежках будут намного серьезнее. За старый автомобиль на бензине, которому 19 лет с двигателем 1300 см³, придется каждый год платить 10 920 гривен.
Когда транспортный налог вступит в силу?
Депутаты уже проголосовали за законопроект №8487 в первом чтении. Сейчас в него вносят предложения, чтобы подготовить ко второму чтению. Правка с транспортным налогом - одна из самых резонансных. Всего парламентарии уже внесли в проект более 90 изменений - их могут как принять, так и отклонить.
Изначально законопроект касался уменьшения ставок акцизов на растаможку автомобилей. Меньшие налоги должны решить проблему с засильем “евроблях“. По разным данным, в Украине от полумиллиона до двух миллионов автомобилей на иностранных номерах, которые ввезли в обход закона именно из-за высоких налогов. Например, в Польше можно купить неплохой автомобиль 2015 года за 3000 евро. Однако его растаможка обойдется почти во столько же - в 2995 евро. А растаможить автомобили, которые выпущены раньше 2010 года, и вовсе запрещено - они не соответствуют экостандарту Евро-5.
Законопроект №8487 снимает все ограничения. Если его примут - можно будет растаможить авто и 2000 года. Но главное - снижение ставки акциза. Например, по ставкам законопроекта акциз на 10-летний автомобиль с двигателем 1500 см³ составит 750 евро.
Можно дать такое определение автомобилю: это механическое устройство, которое освобождает скрытую энергию бензина и, управляя освобожденной энергией, использует ее для вращения колес. Бензиновое топливо по очереди впрыскивается в каждый из цилиндров двигателя (рисунок выше), и там оно сгорает. Освобождающаяся при сгорании энергия двигает поршень цилиндра. Поршень идет вниз цилиндра как кулак, когда мы просовываем руку в рукав, и через коленчатый вал при помощи механизма сцепления передает, энергию в коробку передач.
После коробки передач энергия вращательного движения переходит на ведущий вал. Он вращается вместе с механизмом дифференциала. А дифференциал не только передает энергию ведущим колесным осям, установленным перпендикулярно ведущему валу, но и позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, если это необходимо. Например, когда автомобиль движется на повороте.
Цикл работы двигателя внутреннего сгорания
Во время впуска топлива поршень идет вниз и в цилиндр втягивается смесь паров бензина и воздуха. Затем поршень поднимается - смесь сжимается. На свече зажигания появляется искра - топливная смесь воспламеняется, сгорает, - и высвободившаяся при сгорании энергия заставляет поршень идти вниз. В последнем, четвертом такте движения поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы через выпускной клапан.
Образование горючей смеси
Схема зажигания
Акселератор помогает карбюратору приготовить нужное в данный момент количество топливной смеси, которая состоит из паров бензина и воздуха. Затем эта смесь втягивается в цилиндры и там воспламеняется при помощи свеч зажигания
Механизм управления двумя неодинаковыми движениями
Для того чтобы автомобиль мог плавно двигаться на поворотах, его колеса на внешней стороне колеи должны двигаться быстрее и проходить большее расстояние, чем колеса на внутренней стороне колеи. Такое возможно благодаря наличию в автомобиле механизма, который называется дифференциалом. Он представляет собой хитрый набор механических передач с зубчатыми колесами и шестеренками, которые соединяют ведущий вал с осями задних колес так, что каждое колесо может вращаться с нужной ему скоростью.