Несущий кузов , характерный для большинства легковых автомобилей, содержит полые элементы, изготовленные из листовой стали, на которых устанавливаются и крепятся сваркой кузовные панели. В зависимости от типа автомобиля, около 5000 сварных точек должны быть выполнены вдоль сварочных фланцев общей длиной 120…200 м. Ширина сварочного фланца составляет 10-18 мм. Другие части (передние крылья, двери, капот, крышка багажника) крепятся к опорным конструкциям кузова на болтах или с помощью точечной сварки. Существуют также каркасные и скелетные типы конструкций кузовов.
В качестве материала для кузовов применяется тонколистовая сталь. Наиболее преобладающая толщина 0,75…1 мм, однако, отдельные части кузова могут иметь толщину от 0,6 до 3,0 мм.
Для изготовления высоконапряженных конструктивных элементов применяется высокопрочная низколегированная листовая сталь . Некоторые детали кузова, например, бампера, молдинги, люки, спойлеры, решетки радиаторов, облицовки надколесных ниш, колпаки и др. могут изготавливаться из пластмасс.
Общая конструкция кузова легкового автомобиля показана на рисунке.
Рис. Кузов легкового автомобиля:
1 – подоконная балка; 2 – передняя балка крыши; 3 – лонжерон крыши; 4 – задняя балка крыши; 5 – задняя стойка кузова; 6 – задняя панель; 7 – пол в задней части кузова; 8 – задний лонжерон; 9 – средняя стойка кузова; 10 – поперечина под задним сиденьем; 11 – передняя стойка; 12 – поперечина под сиденьем водителя; 13 – порог; 14 – надколесная ниша; 15 – поперечная балка опор двигателя; 16 – передний лонжерон; 17 – поперечина передняя; 18 — поперечина радиатора
Для защиты кузова от коррозии при изготовлении кузова применяются следующие меры:
- снижение до минимума фланцевых соединений, острых кромок и углов
- устранение зон, где могут скапливаться пыль и влага
- выполнение отверстий для предварительной антикоррозионной обработки и обработки методом электрофореза
- обеспечение доступности к элементам кузова для ввода ингибиторов коррозии
- обеспечение вентиляции полых элементов
- предотвращение проникновения пыли и влаги в скрытые полости
- выполнение дренажных отверстий
- снижение до минимума зон, подвергающихся воздействию ударов камней
- покрытие нижней части кузова и тех частей кузова, которые в наибольшей степени подвержены коррозии (двери и силовые элементы в передней части автомобиля) специальными защитными средствами
Для снижения массы кузова, при сохранении его прочности, в современных автомобилях применяют высокопрочную сталь , доля которой в верхней и нижней частях кузова составляет 50…60%. Применение высокопрочной листовой стали позволяет снизить массу применяемых деталей кузова на 25%.
Стальной листовой материал современных автомобилей подвергается электролитическому или термическому цинкованию. Соединение отдельных деталей кузова производится с помощью лазерной сварки, обеспечивающей абсолютно гладкие швы.
Фланцы, подверженные активному коррозионному воздействию, обрабатываются специальными пастами (поливинилхлорид или эпоксидная смола) в зоне расположения точечных швов.
Перспективным направлением в развитии автомобильных кузовов является применение алюминия и в 2005 году масса алюминиевых деталей на один автомобиль в Европе составляет 130 кг. Среди новых материалов, активно завоевывающих автомобилестроение, следует назвать пеноалюминий – чрезвычайно легкий, жесткий, с высоким энергопоглощением при столкновении. Металлические пенистые структуры обладают и высокими характеристиками, обеспечивающими шумоизоляцию и термостойкость, однако стоимость деталей из такого материала выше, чем у стальных, примерно на 20%.
Разработан новый материал «AAS» трехслойной структуры, способной кардинально изменить конструкцию кузова и снизить его массу до 50%.
В конструкции концептуальных автомобилей компаний «Ауди» и «Даймлер-Бенц» использованы каркасы из прессованных алюминиевых профилей. Масса кузова модели «Ауди А8» за счет этого снижена до 810 кг.
Структура передней части современных легковых автомобилей разработана таким образом, чтобы в случае легкого ДТП (скорость до 15 км/ч) необходимо было менять только поперечину бампера 5 и прикрепленные к ней поглотители энергии деформации 1. Если повреждения структуры автомобиля более значительны, тогда может возникнуть необходимость замены лонжеронов, для этого также следует отвернуть болтовое соединение. Все значительные повреждения в передней части автомобиля могут быть устранены только сваркой соответствующих оригинальных деталей.
Рис. Нижняя часть легкового автомобиля Audi:
1 – поглотитель энергии; 2 – лонжерон 1; 3 – лонжерон 2; 4 – болтовое соединение; 5 – поперечина бампера
Большой интерес представляет новый пластиковый материал под маркой «Fibropur» . В его структуре – полиуретан и натуральные волокна (лен и сизаль в равных пропорциях). Детали из такого пластика отличаются легкостью, жесткостью, ударной вязкостью и меньшей стоимостью в сравнении с полиуретаном.
Замены металлических узлов и деталей на пластиковые позволили уменьшить стоимость их производства. В результате уже на нынешнем этапе создаются условия для снижения себестоимости автомобиля на 20 … 30%.
В настоящее время 48% всех пластмассовых деталей в легковом автомобиле приходятся на долю внутренней отделки кузова. Однако пластмассы применяются и в других агрегатах автомобилей – например, самоклеящиеся листовые материалы для повышения жесткости и прочности кузова из тонких стальных листов, оконные стекла из поликарбоната, которые на 40% легче, всасывающие патрубки из полиамида на двигателях.
В последнее время производители транспортных средств все большее внимание обращают на химические способы соединения узлов и деталей автомобиля. Так, компания «Крайслер» разрабатывает концептуальный автомобиль (CCV) с кузовом из термопластов, соединенный с рамой специальным клеем.
Стекла кузовов легковых автомобилей выполняют многослойными с высокой теплоотражающей способностью. Такие стекла эффективно защищают от теплового воздействия извне, причем теплоотражающая способность никак не сказывается на их прозрачности. Они уменьшают интенсивность ультрафиолетовых лучей и обладают шумоизолирующими свойствами. Для этого в многослойной структуре стекла предусмотрены защитная и отражающая прослойки. Многослойная конструкция травмобезопасна, потому что между слоями стекла находится защитная пленка, предотвращающая образование осколков.
Производители автомобилей большое внимание уделяют травмобезопасным конструкциям кузова, которые описаны в разделе « ».
Современный автомобиль напичкан множеством примочек и апгрейдов . В этой статье мы попробуем разобраться во внутренностях автомобиля, а именно, в его устройстве и конструкции. Какие детали служат для комфорта, какие необходимы для езды, а какие – для безопасности. Ниже представлен список комплектующих, на которые можно разделить все устройства и кузовные части автомобиля:
- Несущая конструкция автомобиля.
- Трансмиссия.
- Электрооборудование.
- Двигатель.
- Система управления автомобилем.
Общие сведения об устройстве автомобиля
Несущая система автомобиля
Она является скелетом автомобиля, к которому в последующем крепятся все детали. Именно от нее зависит срок службы автомобиля, и именно на несущую систему приходятся все нагрузки, которым подвергается автомобиль во время движения. Отсюда и ценовое соотношение если определить стоимость всего автотранспорта в 100%, то 50% будет приходиться именно на эту систему. Условно ее можно разделить на несколько видов:
- Рамная несущая система. Преимущество этой системы в простоте, как производства, так и ремонта. Кроме того, рамная несущая система позволяет выпускать шасси, различные по модификации автомобиля.
- Кузовная несущая система. Данная система позволяет понизить массу автомобиля, снизить центр тяжести, а значит, повысить устойчивость при движении. Есть, конечно, у нее и недостаток – это достаточно плохая изоляция шумов извне.
- Рамно-кузовная система. Применяется исключительно на автобусах. Состоит из соединенных между собой деталей рамы и кузова. Является довольно простой при ремонте и производстве.
Важность трансмиссии
Следующий элемент, который мы рассмотрим, – это трансмиссия. Это силовая передача, осуществляющая взаимосвязь двигателя с ведущими колесами автомобиля. Различают несколько видов трансмиссии: механическая (наиболее распространена), электрическая, гидрообъемная и комбинированная. На примере механической трансмиссии рассмотрим работу различных узлов, входящих в ее состав:
- Сцепление. Главной задачей является мягкое соединение маховика, первичного вала коробки передач. В состав сцепления входят следующие составные корзина и диск сцепления, а также выжимной подшипник.
- Коробка передач. Она предназначена для преобразования крутящего момента и дальнейшая его передача к карданному валу. Двигатель усиливается за счет вторичного вала. Среди коробок передач имеется разделение на механический и автоматический вид.
- Карданный вал (для автомобилей с задним приводом), передающий крутящий момент от вторичного вала к главной передаче.
- Соединение дифференциала и главной передачи представляет собой так называемый мост, который передает силу двигателя к колесам через полуоси.
- Полуось (приводной вал) – металлический стержень с устройством сцепления с дифференциалом и ШРУСом.
- Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) осуществляет подачу силы вращения на ведущие колеса.
- Раздаточный механизм распределяет усилия двигателя по ведущим колесам. Данный узел применяется в авто с колесной формулой 4*4.
Схма электрооборудования автомобиля – ВАЗ 2109
Электрооборудование автомобиля
Далее идет электрооборудование, которое представляет собой совокупность электрических приборов и аппаратов, обеспечивающих нормальную работу двигателя. Электрическая энергия необходима для запуска автомобиля, воспламенения горючей смеси, освещения, сигнализации, дополнительной аппаратуры. В состав электрооборудования входят источники и потребители тока. Источниками электрооборудования являются:
- Генератор – служит для преобразования механической энергии, получаемой от двигателя в электрическую энергию;
- Регулятор напряжения – выполняет функцию стабилизатора, держит на постоянном уровне напряжение тока, который вырабатывается генератором при изменяющейся частоте вращений коленчатого вала двигателя;
- Аккумуляторная батарея (аккумулятор) – необходим для преобразования химической энергии в электрическую энергию.
Потребителями тока являются:
- Стартер – служит для обеспечения вращения коленчатого вала частотой необходимой для пуска двигателя;
- Система зажигания – в процессе своей работы осуществляет воспламенение топлива в цилиндрах в порядке рабочего режима двигателя;
- Система освещения – вспомогательная служба, обеспечивающая работу авто в условиях пониженной видимости;
- Система сигнализации – служит для обеспечения безопасности движения автомобиля.
Следующее, что мы рассмотрим, – это двигатель. Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую. Двигателя делят по многим параметрам. Во-первых, по виду топлива: бензиновые и дизельные. Во-вторых, по воспламенению горючей смеси: от электрической искры и от сжатия. В-третьих, по числу цилиндров: 2-ух, 3-ех, 4-ех, 5-ти, а также 6-ти и 8-ми цилиндровые и многоцилиндровые. В-четвертых, по расположению цилиндров: рядные и V-образные. Рабочий процесс двигателей состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска.
Механизмы и системы двигателя
Распределяют следующие механизмы и системы двигателя. Рабочий процесс двигателя главным образом осуществляется благодаря работе кривошипно-шатунному механизму. Открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя производится за счет газораспределительного механизма. Подачу масла к трущимся деталям двигателя производит смазочная система. Охлаждение сильно нагретых деталей двигателя происходит за счет специальной системы охлаждения, которая отводит теплоту. Система питания подготавливает горючую смесь для двигателя и обеспечивает выход из двигателя отработавших газов. Воспламенение горючей и рабочей смеси в цилиндрах двигателя происходит благодаря системе зажигания.
Работа ходовой части
Ходовая часть – это комплекс устройств, при взаимодействии которых осуществляется перемещение автомобиля по дороге. Сюда входят колеса, а также задняя и передняя подвески. Через колеса осуществляется связь транспорта с дорогой. Главными задачами колес является передвижение по поверхности и изменение направления движения. Колеса различают по типу конструкции (дисковые, бездисковые, спицевые) и по назначению (ведущие, управляемые, комбинированные, поддерживающие). Колеса автомобиля могут быть с глубокими ободами или соединительными деталями, по внешнему виду напоминающими диски и спицы. Эти самые ободья необходимы для установки пневматической шины. Именно за счет ступицы осуществляется крепление колеса к мосту и его способность вращаться. За счет подвески происходит упругая связь колес и несущей системой. Подвеска выполняет две функции. Первая – повышение безопасности движения автомобиля, а вторая – это плавный ход автомобиля.
Типы подвески
Подвески делятся на следующие типы:
- Зависимая подвеска – это когда колеса одного из мостов взаимосвязаны друг с другом посредством жесткой балки. Следовательно, при движении они взаимосвязаны.
- Независимая подвеска – это когда колеса одного из мостов не связаны между собой, а подвешены независимо по отношению друг к другу, а следовательно и перемещение любого из колес не вызывает перемещения другого. Общими частями всех подвесок являются:
- Элементы, обеспечивающие упругость;
- Элементы, распределяющие направление силы;
- Гасящий элемент;
- Элементы, стабилизирующие поперечную устойчивость;
- Крепеж.
Работа подвески
Рассмотрим их более подробно. Элементы, которые обеспечивают упругость между неровностями на дороге и кузовом автомобиля, являются, так сказать, буфером. Сюда относятся пружины, рессоры, торсины. Жесткость пружин бывает постоянной и переменной. Рессоры визуально представляют из себя несколько металлических пластин взаимно связанных между собой, а также они довольно упруги по свойствам. Торсины внешне выглядят как металлическая труба, а внутри располагаются стержни.
Устройства для распределения силы
Устройства, распределяющие направление силы, в свою очередь, выполняют несколько задач. Во-первых, крепление подвески к кузовной части автомобиля. Во-вторых, передача силы на кузовную часть автомобиля. В-третьих, правильное расположение колес по отношению к кузову в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Задачей гасящего элемента является противодействие элементам упругости, а если быть точнее, – сглаживание упругости. Стабилизационные устройства поперечной упругости распределяют боковую нагрузку автомобиля при изменении траектории движения. Все составные части подвески крепятся к кузовной основе и к опорным частям колес.
Система управления автомобилем
Под самой системой понимается совокупность устройств и механизмов, предназначенных для изменения скорости авто и изменения направления движения. Под устройствами изменения направления движения скрывается не что иное, как рулевое управление, применяющееся для нормального управления авто. Под системой изменения скорости, в свою очередь, понимается тормозная система, являющаяся главным узлом безопасности водителя и пассажиров. В комплектацию рулевой системы входят:
- Руль;
- Рулевой вал с крестовиной, который с одной стороны имеет шпицы для фиксации руля, а с другой шпицы – для крепления к рулевой колонке;
- Рулевая колонка, устройство, собранное в одном корпусе, в состав которого входит червячная ведущая шестерня и ведомая, рулевой тяги, состоящие из наконечника и маятника.
Работа рулевого механизма
Рассмотрим более детально рулевой механизм в работе: во время вращения рулевого колеса усиливается вращение червячного механизма колонки, который, в свою очередь, начинает вращать ведомую шестерню, приводящую в работу рулевую сошку. Она имеет крепление к средней рулевой тяге, а другой конец тяги соединяется с маятниковым рычагом. Он устанавливается на опоре и имеет жесткое крепление к кузову авто. От сошки с маятником отходят боковые тяги. Наконечники соединены со ступицей. Рулевая сошка, когда поворачивается, посылает усилие сразу на боковую тягу и средний рычаг. Средний рычаг, в свою очередь, дает начало действию второй боковой тяге, в результате чего ступицы поворачиваются, а, следовательно, и колеса вместе с ними. Главной задачей системы торможения является возможность управления скорость авто.
Системы торможения
Существует три варианта системы торможения: рабочая, стояночная, запасная. Основным узлом управления автомобилем и сохранения его в безопасности является рабочая тормозная система. Во избежание произвольного движения авто во время долгой стоянки на участках с наклоном дороги используют стояночный тормоз (ручник). Относительно молодой является запасная тормозная система, используемая для торможения ввиду неисправности рабочей тормозной системы. Из-за того, что пользование ручником при движении исключено, водитель с помощью рычага запасной системы с легкостью блокирует колеса, и транспорт останавливается.
Принцип действия тормозной системы
Данная система торможения может являться отдельным узлом или частью рабочей тормозной системы. Система торможения автотранспорта построена на эффекте трения. Именно вследствие трения между движущейся и находящейся в неподвижности деталью происходит такое явление, как торможение. Ниже рассмотрим непосредственно сам процесс тормоза. Во время процесса торможения возникает эффект трения между тормозными колодками и тормозным диском или тормозным барабаном, который находится в движении. Вследствие чего тормозные системы стало принято делить на дисковые и барабанные. В наше время стало принято использование результата симбиоза этих систем торможения, а именно, их сочетание. Хотя, может быть иначе, тут все зависит от решения конструкторов.
Вот, в принципе и все основные устройства и конструкции автомобиля. Конечно, можно еще много всяких мелочей и деталей упомянуть и вспомнить, но именно вышеупомянутые устройства и конструкции являются основными в автомобиле.
Первый серийный автомобиль был построен в начале XX века на заводе «Форд». Первую машину собрали в 1908 году. Это был Ford Model T. Машина выпускалась до 1928 года и стала легендой.
Гениальный менеджер и механик Генри Форд всегда говорил: «Машина может быть любого цвета, если она чёрная». Он сделал основной акцент на универсальность автомобиля, полностью отторгнув индивидуальность. Именно это его и погубило.
Несмотря на универсальность устройства автомобиля Ford Model T и его простую, но надёжную функциональность, в 20-х годах у него появился конкурент в виде машин «Дженерал Моторс». Эта компания предлагала каждому покупателю уникальный автомобиль с необычным внутренним устройством.
В те времена были только механические коробки передач и слабосильные двигатели. Скорость же автомобилей редко превышала 50 миль в час. Сейчас же всё изменилось. Современные автомобили — это шедевр инженерной мысли, внутренности которого наполнены самой современной электроникой и сверхсложными системами управления.
Технические же параметры давно вышли за рамки фантастики. Сейчас разгон до 100 километров за 4 секунды — реальность, которой никого не удивишь. В то же время на рынке существуют сотни компаний, которые занимаются продажами самых разных автомобилей. Тем не менее несмотря на всё это разнообразие — общее устройство автомобилей у них очень схоже.
С чего состоит автомобиль
Безусловно, в устройство современной машины входит множество разнообразных узлов и деталей, но даже среди них можно выделить основные:
- трансмиссия,
- кузов,
- ходовая часть,
- системы управления,
- электрооборудование.
Каждый из этих элементов выполняет важную роль, которую тяжело переоценить. Чтобы понять, насколько важна правильная работа каждой детали, рассмотрим их более подробно.
Кузов
Кузов — это несущая часть в устройстве автомобиля. Именно к ней крепятся все узлы и агрегаты. Сейчас автомобильные производители стараются сделать всё возможное, чтобы подобрать максимально прочный и лёгкий композитный спав, который послужит основой изделия.
Дело в том, обычный металл весит довольно много. Увеличение веса негативно сказывается на динамике, максимальной скорости и разгоне, да и управлять тяжелым автомобилем очень непросто. В результате сейчас всё чаще используют нестандартные подходы к созданию кузовов. К примеру, применяют в конструкции углеводородное волокно.
Пожалуй, самым ярким автомобилем, где применялась данная технология, был Lykan Hypersport. Вы могли видеть эту машину в фильме «Форсаж 7». Применение углеродного волокна для создания кузова позволило сильно облегчить автомобиль, значительно повысив все его характеристики. Кстати говоря, стоимость машины составляет больше трёх миллионов.
По факту кузов — это рама, которая держит всё устройство автомобиля вместе. В то же время она должна обладать достаточной жёсткостью, чтобы выдерживать по-настоящему большие нагрузки. На скорости более 200 километров в час от её прочности зависит жизнь водителя.
Кузов, применяемый в устройстве автомобиля не только должен быть лёгким и прочным, но и иметь правильные аэродинамические формы. От того насколько эффективно корпус машины будет рассекать потоки воздуха зависит скорость и управление.
Традиционно кузов, являющийся частью устройства автомобиля можно поделить на такие элементы:
- лонжероны,
- крыша,
- тормоза,
- навесные детали,
- моторный отсек,
- днище.
Для того чтобы добиться большей жёсткости к устройству днища автомобиля приваривают усилительные элементы. Они обеспечивают повышенную прочность и большую безопасность всей конструкции.
Каждый из этих элементов связан друг с другом. Так лонжероны представляют собой одну цельную конструкцию вместе с днищем. В некоторых случаях они привариваются к нему. Главная задача этих деталей в устройстве автомобиля заключается в создании опоры для подвески.
Если же говорить про навесные детали, то сразу вспоминаются крылья. Также нельзя обойти вниманием багажник, двери и капот. Они являются навесными деталями, но очень тесно связаны с кузовом автомобиля.
Внимание! Чтобы добиться большей стабильности конструкции задние крылья привариваются к кузову, а передние делаются съёмными.
Подобные нюансы нужно учитывать, если вы хотите провести тюнинг своего железного коня. Мало того, именно к навесным деталям кузова прикрепляются детали модинга. Достаточно вспомнить тот же спойлер. Даже неоновые вставки монтируются по периметру днища.
Тюнинг корпуса даёт самый большой зрительный эффект. К тому же дополнительные элементы, вроде же бампера с низкой посадкой могут обеспечить конструкции гораздо лучшие аэродинамические качества.
Без ходовой никуда
Ходовая в устройстве автомобиля играет роль фундамента. Именно за счёт неё автомобиль может двигаться. К примеру, колёса, подвеска и мосты — это всё её элементы. Без них само движение было бы невозможным.
Система может иметь как переднюю независимую подвеску, так и заднюю зависимую. Сейчас в большинстве автомобилей используют именно первый вариант, так как он даёт наилучшую управляемость транспортного средства.
Главным отличием независимой подвески является то, что каждое колесо крепится отдельно. Мало того в устройстве автомобиля все колёса имеют собственные крепёжные системы.
Зависимая подвеска считается неким архаизмом в автомобильных кругах. Тем не менее некоторые компании в целях экономии и максимального упрощения устройства автомобиля до сих пор её используют. Тем не менее она обеспечивает высокую надёжность конструкции. Мало того, ухищрения некоторых производителей позволяют добиться по-настоящему выдающихся результатов при использовании этой устаревшей технологии.
Хочется вспомнить тот же немецкий концерн BMW. Эта компания уже на протяжении многих лет выпускает автомобили, в устройстве которых лежит именно задняя зависимая подвеска.
Тем не менее заднеприводные машины немецкого бренда славятся во всём мире. Мало того, многие водителя покупают данные автомобили с задним устройством подвески как раз из того удовольствия, которое получает водитель, сидя за рулём, этого монстра.
Внимание! Задний привод даёт возможность ощутить настоящее удовольствие от управления мощной, быстрой и хищной машины.
Обычно задняя подвеска представляет собой ведущий мост. В некоторых случаях машиностроители устанавливают жёсткую балку, и этого вполне достаточно, чтобы обеспечить оптимальную прочность конструкции.
Тормоза
Если на предыдущей детали располагался сам автомобиль и всё его устройство, то роль тормозной системы совершенно в другом. Надёжные тормоза позволяют предотвратить множество несчастных случаев и спасти миллионы человеческих жизней.
Многие автомобильные эксперты не считают нужным выделять данный элемент в устройство автомобиля. Они просто считают его частью ходовой. Тем не менее это в корне неправильно. Ведь важность тормозов в современном напряжённом трафике тяжело переоценить.
Сейчас чаще всего выделяют три элемента тормозной конструкции:
- Рабочая — позволяет управлять скоростью. Данная подсистема отвечает за постепенное уменьшение скорости вплоть до полной остановки автомобиля.
- Запасная — она нужна тогда, когда основная система в устройстве автомобиля отказывает. Обычно её делают полностью автономной.
- Стояночная — это ручной тормоз, который удерживает машину на одном месте, пока вас нет.
В современных тормозных системах используется множество дополнительных устройств, которые обеспечивают лучшую работу тормозов. Особое значение имеют разнообразные усилители и антиблокировочная системы. Эти элементы позволяют не только в несколько раз поднять эффективность системы, но и увеличить её комфортность для водителя.
Трансмиссия
Это устройство передаёт крутящий момент с вала на колёса. Конструкция состоит из следующих элементов:
- сцепления,
- шарниров,
- коробки передач,
- ведущего моста.
За счёт сцепления конструкторы в автомобиле устанавливают связь валов двигателя и коробки передач. В свою очередь КПП сильно снижает нагрузку на двигатель, увеличивая его ресурс и обеспечивая наиболее рациональный расход топлива.
Стоит признать, что за последние годы было придумано множество вариантов устройства коробки передач. Первой была МКПП. Она была изобретена вначале двадцатого века. Первая машина, на которой её установили, была всё та же легендарная модель американской компании «Форд» — Т.
С тех пор прошло около 40 лет, и в 50-х годах изобретают автоматическую коробку передач. Теперь не водитель решает, когда включить новую передачу, а гидравлическая система. Плюс такого устройства заключается в его простоте, а также плавности переключения.
Наконец, третьим витком эволюции устройства КПП становится робот. Данная коробка сочетает в себе все достоинства механики и автомата. Всё дело в том, что передачи переключает умная программа. Она до точности в несколько десятых миллисекунды определят нужно время и осуществляет переход. Как результат водитель получает огромную экономию топлива.
Важно! Также есть вариатор, но он редко где используется.
Двигатель
Пожалуй, это самая важная часть автомобиля — его сердце. От мощности данного устройства зависят в наибольшей степени скорость и динамика машины. Суть принципа работы этой детали крайне проста. Двигатель превращает тепловую энергию в электрическую за счёт сгорания топлива.
Электрооборудование и системы управления
Дело в том, что с каждым годом эти комплексы устройств автомобиля становятся всё больше связаны друг с другом. Умные системы управляют напряжением в проводке, работой аккумулятора и потреблением электроэнергии. Подобный подход превращает машины в думающие устройства, которые решают где водителю лучше всего парковаться и следят за едущими вблизи автомобилями.
Итоги
Устройство автомобиля — это сложная система, на изучение которой уходят годы. Тем не менее общую схема и предназначение всех узлов может изучить и понять даже новичок. Эти знания могут помочь как в дороге, так и в обслуживании авто.
Автомобильная промышленность не стоит на месте, и все время совершенствуется, в связи с этим происходит постоянная смена составляющих автотранспорта, тем не менее базовые узлы и агрегаты остаются неизменными:
- Кузов;
- Салон с различными функциями и опциями.
Двигатели разделяют на несколько видов, это разделение производится по виду топлива используемого при работе. Двигатели бывают дизельные, бензиновые, газовые и комбинированные. Состав всех двигателей практически одинаковый, он состоит из следующих узлов:
- Блока цилиндров.
- Головки блока цилиндров, в которую входят распределительный вал и клапана.
- Кривошипно-шатунного механизма, в который входят коленчатый вал, поршень и шатун.
- Система охлаждения, включающая в себя водяной насос, радиатор, вентилятор, датчик температуры, расширительный бачок, термостат и патрубки системы.
- Система смазки, состоящая из масляного насоса, масляного заборника, фильтрующего элемента и датчика аварийного давления, датчик уровня масла.
- Система питания частично относится к двигателю, состоит из топливного насоса, топливных форсунок или карбюратора, дроссельного узла.
- Электронное управление, включает в себя блок управления двигателем и разнообразный комплект датчиков, отвечающих за работу двигателя внутреннего сгорания.
Принцип работы превратить тепловую энергию в механическую энергию. Топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания через впускной клапан, путем разряжения, созданного поршнем в цилиндр. Затем происходит сжатие смеси за счет движения поршня вверх при закрытых клапанов.
В момент критического сжатия подается искра, которая воспламеняет смесь и заставляет поршень двигаться вниз, затем происходит открытие выпускного клапана и выхлопные газы попадают в выпускной коллектор. Работа дизельного двигателя немного отличается, там воспламенения происходит при сильном сжатии без подачи искры.
Также в последнее время все чаще встречаются гибридные двигатели и электрические двигатели. В гибридном исполнении используется двигатель внутреннего сгорания для вращения генератора, а колеса приводятся в движение электромотором. Основным отличием является наличие аккумуляторных батарей. Электромобили приводятся в движение электромотором, а энергия поступает от аккумуляторов.
Трансмиссия также имеет несколько вариантов исполнения в зависимости от привода автомашины.
В состав трансмиссии авто с передним приводом входит коробка перемены передач и привода с шарнирами равных угловых скоростей.
Коробка передач тоже имеет варианты исполнения такие, как:
- Автоматическая;
- Вариатор;
- Механическая;
- Робот.
В состав трансмиссии заднеприводной машины дополнительно включены карданная передача и задний мост или редуктор. В мосту реализация передачи крутящего момента организована полуосями, а в редукторных версиях, также шарнирами равных угловых скоростей.
Трансмиссия полноприводного автомобиля также имеет варианты исполнения:
- Коробка перемены передач, карданные передачи, раздаточная коробка передач и передний и задний мосты автомобиля.
- Коробка перемены передач, карданные передачи, угловой редуктор, редуктор задней оси, и шарниры равных угловых скоростей.
Надо отметить, что также встречаются смешанные варианты реализации полного привода.
Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к колесам автомобиля.
Имеет множество вариаций:
- Седан;
- Купе;
- Универсал;
- Хэтчбек;
- Лифтбек;
- Кабриолет;
И еще множество различных вариаций без учета коммерческого транспорта. Кузов авто играет одну из самых важных ролей в безопасности водителя и пассажиров, а также важной составляющей кузова являются, его аэродинамические свойства, что позволяет уменьшить расход топлива и увеличить скоростные показатели. В состав кузова входят такие детали, как: двери, крышка багажника, капот, бампера, стекла, уплотнители, основа кузова с боковыми панелями, крыльями и крышей.
Салон автомобиля или зона комфорта
Салон современного автомобиля обладает высоким уровнем комфорта, за счет множества систем автомобиля. Устройство кондиционирования обеспечивает создание комфортного микроклимата в салоне автомобиля в независимости от погоды на улице. На некоторых моделях автотранспорта установлен многозонный климат контроль, который организовывает микроклимат для каждого отдельного пассажира.
Сиденья автомобиля стало иметь множество регулировок, так что любой водитель или пассажир может настроить сиденья под себя для комфортной посадки. А также в сиденьях имеются функции подогрева, охлаждения и даже массажа. Многие автомобили на данный момент оборудуются датчиками света и дождя, что, несомненно, создает комфорт водителю.
И не стоит забывать о вспомогательных системах: парковочный радар, обзорные камеры по периметру автомобиля, помощник при парковке. Мультимедийные устройства позволяют не только прослушивать аудио-файлы, но и также просматривать видео и имеют выход в интернет, во многих системах установлен bluetooth, что позволяет производить общение по телефону с помощью мультимедиа, не отвлекаясь от управления транспортным средством.
Современные автомобили полностью окутаны электроникой начиная от блока управления двигателем, заканчивая датчиками давления в колесах. Управления двигателем и другими функциями осуществляется программным способом по средствам ЭБУ (электронного блока управления).
Управления тормозной системой производится по средствам датчиков и блока управления ABS. А также по средствам электроники производится управление антипробуксовочной функцией. На современном автомобиле практически 90% элементов имеют связь с электроникой.
Задняя подвеска автомобиля разделяется на зависимую подвеску и независимую. Зависимая подвеска реализована балкой, амортизаторами, пружинами. Встречаются варианты рессор вместо пружин или пневмобалонов. Независимая подвеска состоит из полурамника с рычагами, такая подвеска более мягкая и комфортная в отличие от зависимой подвески.
Передняя подвеска также имеет рычаги, поворотные кулаки, стабилизатора, амортизаторы и пружины или варианты. На внедорожниках можно встретить торсионную подвеску. Отличие такой подвески в использовании торсиона вместо пружин.
Рулевое управление состоит из реечного механизма, соединенного с рулевым колесом по средствам рулевых карданных передач, усилителя руля (гидропривод или электропривод). Гидроусилитель работает за счет гидравлического масла, нагнетаемого насосом в рулевую рейку, электроусилитель организован электромотором, установленным непосредственно на рулевом механизме.
Эти системы различают по принципу работы гидравлическая и воздушная тормозные системы. Воздушная система в большинстве случаев реализована на грузовых транспортных средствах и работает за счет давления воздуха, накачиваемого в баллоны компрессором.
Гидравлическая тормозная система состоит из главного тормозного цилиндра с вакуумным усилителем, рабочих тормозных цилиндров, тормозных дисков или барабанов, тормозных колодок, стояночной тормозной системы. Работа данной системы заключается в передачи порции тормозной жидкости к рабочим тормозным цилиндрам, в результате происходит воздействие на тормозные колодки, которые останавливают диск, а соответственно и транспортное средство.
Это лишь основные системы автомобиля и не стоит забывать, что любой вид транспорта является технически сложной конструкцией, состоящей из множества систем, взаимодействующих между собой.
Любой легковой автомобиль построен на базе кузова, и это самая большая деталь автомобиля, которая выполняет много функций. Особая конструкция кузова позволяет автомобилю выдерживать нагрузки при движении и поглощать энергию удара в случае аварии. Также эта часть машины служит основанием, на котором крепятся все функциональные детали и узлы. Производители легковых машин выпускают самые различные варианты кузовов, что делает каждую модель уникальной по внешним признакам. Однако те же производители придерживаются основных параметров при изготовлении, которые характеризуют тип кузова и вариант его исполнения.
Основные типы
Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:
- седан;
- хетчбэк;
- универсал.
Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.
Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.
Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.
Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.
Материал и технология изготовления
Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.
На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.
Общее устройство кузова
Чтобы разобраться, из чего состоит кузов легкового автомобиля, следует рассмотреть основные детали, которые входят в его устройство. Для более простого понимания, устройство кузова автомобиля можно условно разделить на три отсека. Из чего же состоит кузов? Общая схема расположения частей следующая:
- моторная зона – предназначена для расположения силового агрегата и дополнительно выполняет функцию пассивной безопасности автомобиля;
- пассажирская часть – нужна для размещения пассажиров и органов управления автомобилем;
- багажный отсек – используется для багажа;
Рассмотрим, из чего состоит каждый из этих элементов более подробно.
Моторная часть состоит из следующих основных деталей:
- передние верхняя и нижняя поперечины;
- фронтальные лонжероны;
- нижняя поперечина для расположения двигателя.
Схема моторного отсека устроена таким образом, что при столкновениях энергию удара принимают на себя лонжероны и передняя балка. Деформируясь, они уменьшают нагрузку на пассажирский отсек. Такая конструкция повышает шансы водителя и пассажиров уберечься от травм в ДТП.
Схема расположения деталей пассажирского отсека легкового авто следующая:
- нижняя передняя балка под лобовым окном;
- передняя и задняя поперечины крыши;
- боковой лонжерон крыши;
- передние, боковые и задние стойки;
- пороги;
- днище;
- усиливающие конструкции днища.
В других источниках названия деталей кузова могут незначительно отличаться, однако сути дела это не меняет. Приведенная схема позволяет в общих чертах разобраться, из чего состоит кузов и каково его устройство.
Все части пассажирского отсека легкового авто имеют необходимую жесткость, которая обеспечивает надежное крепление облицовочных и функциональных деталей. Помимо этого устройство пассажирской части делается таким образом, чтобы обеспечить максимальную пассивную защиту в случае боковых столкновений.
Багажный отсек легкового авто состоит из задней панели и крыльев. Схема этого отделения разработана таким образом, что его устройство позволяет выдерживать нагрузки от полезного багажа, а также обеспечить пассивную безопасность в случае ударов в заднюю часть автомобиля.
Устройство кузова легковых машин зависит от модели, производителя и других деталей. Однако в большинстве серийно выпускаемых машин схема расположения кузовных деталей примерно одинакова. Резкое отличие имеют только спортивные автомобили и прототипы концептуально новых моделей, произведенных в количестве нескольких единиц. Кузов таких машин может иметь иную конструкцию.