Назначение и общее устройство автомобиля. Основные части автомобиля


Автомобилем называется колесное безрельсовое транспортное средство, оборудованное двигателем, обеспечивающим его движение. Автомобиль представляет собой сложную машину, состоящую из деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь - изделие из однородного материала (по наименованию и марке), выполненное без применения сборочных операций. Деталь, с которой начинается сборка узла, механизма или агрегата, называется базовой. Узел - ряд деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений.

Механизм - подвижно связанные между собой детали или узлы, преобразующие движение и скорость.

Агрегат - несколько механизмов, соединенных в одно целое.

Система - совокупность взаимодействующих механизмов, приборов и других устройств, выполняющих при работе определенные функции. Все механизмы, агрегаты и системы образуют три основные части, из которых состоит автомобиль: двигатель, кузов и шасси.

Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля.

Кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров, багажа и защиты их от внешних воздействий (ветер, дождь, грязь и др.).

Шасси представляет собой совокупность механизмов, агрегатов и систем, обеспечивающих движение и управление автомобилем. В состав шасси входят трансмиссия, несущая система, передняя и задняя подвески, колеса, мосты, рулевое управление и тормозные системы.

Трансмиссия при движении автомобиля передает мощность и крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.

У автомобиля с задними ведущими колесами трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей. Главная передача, дифференциал и полуоси устанавливаются в балке ведущего моста. У автомобиля с передними ведущими колесами карданная передача в трансмиссии между коробкой передач и главной передачей отсутствует. У автомобиля со всеми ведущими колесами в трансмиссию дополнительно входят раздаточная коробка, соединенная карданными передачами с ведущими мостами.

Несущая система предназначена для установки и крепления всех частей, систем и механизмов автомобиля.

У грузовых автомобилей, автобусов, выполненных на базе шасси грузовых автомобилей, легковых автомобилей большого и высшего классов, а также у ряда легковых автомобилей повышенной проходимости несущей системой является рама, и такие автомобили называются рамными. Подвеска обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и плавность хода автомобиля при движении, т. е. защиту водителя, пассажиров, грузов от воздействия неровностей дороги в виде толчков и ударов, воспринимаемых колесами. Колеса связывают автомобиль с дорогой, обеспечивают его движение и поворот. Колеса называются ведущими, если к ним от двигателя подводятся мощность и крутящий момент. Управляемыми называются колеса, обеспечивающие поворот автомобиля и к которым мощность и крутящий момент не подводятся. Колеса называются комбинированными, когда они являются ведущими и управляемыми одновременно. У большинства автомобилей ведущие колеса задние, а управляемые - передние. Мосты поддерживают несущую систему автомобиля. На автомобилях применяются ведущие, управляемые и комбинированные мосты, на которых установлены соответственно ведущие, управляемые и комбинированные колеса. Ведущими у автомобилей являются задние мосты, а управляемыми и комбинированными - передние. Рулевое управление обеспечивает изменение направления движения и поворот автомобиля.

На автомобилях применяются рулевые управления без усилителей и с усилителями: гидравлическими и реже пневматическими. Усилители рулевого управления облегчают работу водителя и повышают безопасность движения, т.е. движение автомобиля осуществляется с наименьшей вероятностью дорожно-транспортных происшествий и аварий. На автомобилях рулевое управление может быть левым или правым в зависимости от принятого в той или иной стране направления движения транспорта. При этом рулевое колесо, установленное с левой или с правой стороны в кузове или кабине автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу, что также повышает безопасность движения.

Тормозные системы уменьшают скорость движения автомобиля, останавливают и удерживают его на месте, обеспечивая безопасность при движении и на остановках.

Автомобили оборудуются несколькими тормозными системами, совокупность которых называется тормозным управлением автомобиля. Рабочая тормозная система используется для служебного и экстренного (аварийного) торможения, действует на все колеса автомобиля и приводится в действие от тормозной педали ногой водителя.

Стояночная тормозная система удерживает на месте неподвижный автомобиль, действует только на задние колеса или на вал трансмиссии. Приводится в действие от рычага рукой водителя. Запасная тормозная система (резервная) останавливает автомобиль при выходе из строя рабочей тормозной системы. При отсутствии на автомобиле отдельной запасной тормозной системы ее функции может выполнять исправная часть рабочей тормозной системы (первичный или вторичный контур) или стояночная тормозная система.

Вспомогательная тормозная система (тормоз-замедлитель) действует на вал трансмиссии и выполняется независимой от других тормозных систем. Рабочей, стояночной и запасной тормозными системами оборудуются все автомобили, а вспомогательной тормозной системой только грузовые автомобили большой грузоподъемности полной массой свыше 12 т и автобусы полной массой более 5 т.

Классификация грузовых автомобилей

Грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы в зависимости от полной массы (т) делят на следующие основные классы: менее 1,2; 1,2...2; 2...8; 8...14; 14...20; 20...40; более 40.

Общепринятая классификация по грузоподъемности (т) может быть проведена для автомобилей с одним типом кузова при одинаковой комплектации. Так, грузовые автомобили с бортовой платформой могут быть подразделены на следующие классы: особо малый (менее 1т); малый (1...3); средний (3...8); большой (8...15); особо большой (15...26); сверх особо большой (более 26т).

В зависимости от назначения различают грузовые автомобили общего назначения, специализированные и специальные. Грузовой автомобиль общего назначения может быть оборудован платформой бортовой, безбортовой или с тентом.

К специализированным относятся грузовые автомобили для перевозки однотипных грузов, к которым приспособлены их платформы, надстройки или кузова с учетом физико-механических, химических, весовых, геометрических и других свойств и параметров этих грузов.

Специальные автомобили (коммунальные, пожарные, медицинские, автокраны) служат для размещения, транспортировки и эксплуатации различного, в том числе технологического, оборудования и выполнения других функций, не связанных с перевозкой народнохозяйственных грузов.

Автомобиль-тягач приспособлен для буксировки прицепных транспортных средств (прицепов и полуприцепов), в сцепке с которыми образуется автопоезд.

В зависимости от назначения и нагрузок, приходящихся на колесную ось, различают грузовые автомобили двух групп: дорожные и внедорожные. Автомобили первой группы предназначены для движения по дорогам общего пользования, второй -для движения по специальным дорогам или на местности.

В России используют автомобили двух групп: с осевой нагрузкой 60 и 100 кН. Эти автомобили соответствуют несущей способности дорог общей сети двух основных типов. Автомобили с осевой нагрузкой более 100кН относятся к группе внедорожных.

Автомобили по общему числу колес и числу ведущих колес обозначают формулой 4х2, 6х6, 8х8 и т.д., где первая цифра соответствует числу колес автомобиля, вторая - числу ведущих колес. Каждое сдвоенное ведущее колесо считается как одно целое. Например, колесной формулой 4х2 обозначен двухосный автомобиль с одной ведущей осью (ГАЗ-53-12), 6х6-трехосный автомобиль со всеми ведущими осями (ЗИЛ-131), 6х4- трехосный автомобиль с двумя ведущими осями (КамАЗ).

По виду потребляемого топлива и типу двигателя различают автомобили карбюраторные, дизельные, работающие на альтернативном топливе(газогенераторные, газобаллонные), электрические (электромобили), паровые, газотурбинные, а также автомобили с комбинированными силовыми установками: например двигатель внутреннего сгорания - электрический двигатель.

Каждой модели автомобиля, прицепа и полуприцепа присваивают индекс, состоящий из четырех цифр Так. первая цифра соответствует классу автомобиля(по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей, длине для автобусов и полной массе для грузовых автомобилей); вторая цифра - эксплуатационному назначению автомобиля(1-легковые;2 - автобусы; 3 - грузовые бортовые автомобили; 4-седельные тягачи; 5-самосвалы; 6 - цистерны; 7- фургоны; 8 - резерв 9 - специальные автомобили).

Третья и четвертая цифры относятся к модели. Для обозначения модификации модели вводят пятую цифру. Перед цифровым индексом указывают аббревиатуру предприятия-изготовителя.

Для прицепного состава в зависимости от его полной массы также установлены группы индексов (третий и четвертый знаки четырехзначного индекса модели прицепов, полуприцепов и роспусков). Для модификации модели указывают пятую цифру.

Общая компоновка автомобилей

Общая компоновка предусматривает рациональное взаимное размещение двигателя, агрегатов и узлов автомобиля, обеспечивающее наиболее эффективную реализацию его назначения.

Компоновочные схемы грузовых автомобилей общего назначения определяются взаимным расположением двигателя и кабины. Наиболее распространены следующие три схемы: кабина за двигателем, над двигателем и перед двигателем.

При первой схеме обеспечиваются хороший доступ к двигателю, простота конструкции сцепления и коробки передач, расположение водителя и пассажиров в зоне пониженной вибронагруженности. Однако при этом увеличиваются база и длина автомобиля, ухудшается передняя обзорность.

Вторая схема позволяет удлинить грузовую платформу, обеспечить загрузку мостов автомобиля до максимально допустимых значений, улучшить переднюю обзорность. Недостаток схемы: необходимость опрокидывания кабины для обеспечения доступа к двигателю.

Третью схему применяют при компоновке многоосных автомобилей. Она позволяет равномерно распределять осевые нагрузки на дорогу и обеспечивает хорошую обзорность. Однако при такой схеме у автомобиля меньше длина грузовой платформы и затруднен доступ к двигателю и коробке передач.



Нужда в механических транспортных средствах существовала с давних времен. Первые самодвижущиеся (безлошадные) экипажи использовали в качестве движителя мускульную силу человека (педальная «самокатка» русского механика Ивана Кулибина, построенная им в конце XVIII в.), силу ветра (парусные повозки), а впоследствии и энергию пара. Разумеется, первые автомобили были крайне неуклюжи и по всем параметрам проигрывали экипажам на конной тяге. Однако даже в этих примитивных конструкциях прослеживались черты современных механизмов. Так, в «самокатке» И. Кулибина для сглаживания рывков от нажима на педали применялся массивный маховик, оси колес вращались в подшипниках, а при подъеме в гору силу тяги можно было увеличить, перемещая колеса редуктора (прообраза коробки передач).

Толчком к созданию автомобиля стало изобретение двигателя внутреннего сгорания - более мощного и компактного, чем паровой. В конце XIX и. был создан первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания и разработана «классическая» компоновка с передним расположением двигателя и приводом на ведущие задние колеса, сохранившаяся в общих чертах до наших дней (рис. 1).

Автомобиль состоит из трех основных частей: двигателя шасси и кузова.

Двигатель является источником механической энергии.

Шасси - совокупность агрегатов, предназначенных для передачи механической энергии от двигателя к ведущим колесам, передвижения автомобиля и управления им.

Кузов - несущая часть легкового автомобиля, на которой закреплены двигатель и агрегаты трансмиссии, ходовой части и системы управления. В кузове размещаются пассажиры и багаж.

Шасси включает в себя трансмиссию, ходовую часть и системы управления. Трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи и ведущего моста.
Сцепление 2 позволяет водителю кратковременно разъединять вал двигателя и трансмиссию перед включением передачи и плавно их соединять после переключения для трогания автобиля с места или изменения скорости. При отсутствии сцепления автомобиль вынужден был бы трогаться с места в момент пуска двигателя.
Коробка передач 3 необходима для выбора скорости и реализации мощности двигателя в разных режимах движения путем включения различных передач, а также для изменения напpaвления движения (например, с переднего хода на задний и наоборот). Карданная передача 6 (на заднеприводном автомобиле) передает крутящий момент от валов коробки передач к ведущему мосту. Ведущий мост 5 объединяет главную передачу и приводные валы (полуоси 4), передающие вращение и усилие валов трансмиссии к ведущим колесам автомобиля.
Ходовая часть объединяет колеса и системы их крепления к кузову (переднюю и заднюю подвески). Она обеспечивает движение автомобиля с помощью ведущих колес.
Системы управления включают в себя рулевое управление для изменения направления движения автомобиля и тормозную систему.

Автомобиль состоит из трёх основных частей:

1. Двигатель . На схеме показаны основные части двигателя автомобиля: распределительный вал, штанга, коромысло, клапан, головка цилиндра, цилиндр, поршень, шатун, коленчатый вал, поддон картера.

Схема устройства двигателя автомобиля в поперечном разрезе.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля.

Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используются стартер - обычно электрический двигатель, проворачивающий коленчатый вал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС (пускач).

Бензиновые двигатели внутреннего сгорания - наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания.

2. Шасси. Шасси автомобиля включает в себя элементы силовой передачи или трансмиссии, ходовую часть и механизмы управления.

Силовая передача передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам автомобиля.

Составными частями силовой передачи являются:

Сцепление

Коробка передач

Карданная передача

Главная передача

Дифференциал

Приводные валы

Узел сцепления служит для кратковременного разъединения двигателя от коробки передач и в дальнейшем, их плавного соединения при переключении передач, а также, в тот момент, когда транспортное средство трогается с места.

3. Коробка передач . Коробка передач позволяет изменять величину крутящего момента, который передается от коленчатого вала двигателя к карданному валу.

Блок коробки передач позволяет на длительное время отключать соединение двигателя с карданной передачей и обеспечивает возможность движение автомобиля задним ходом.

Основное назначение карданной передачи состоит в том, чтобы обеспечить возможность передачи крутящего момента от коробки передач к главной передаче под изменяющимся углом.

Основное назначение главной передачи - обеспечить с минимальными потерями передачу крутящего момента под прямым углом от карданного вала через дифференциал к приводным валам ведущих колес и увеличения крутящего момента.

Дифференциал обеспечивает возможность вращения ведущих колес с разной частотой вращения при движении автомобиля на поворотах и по неровной дороге.

Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, передней и задней осей, которые соединяются с рамой системой подвески. В подвеску входят упругие элементы, такие как рессоры, цилиндрические пружины, пневматические баллоны и амортизаторы.

У большей части легковых автомобилей роль рамы выполняет несущий кузов.

Устройства управления автомобиля включают в себя рулевое управление, связанное с передними колесами рулевым приводом и тормозную систему. В современных транспортных средствах активно используются бортовые компьютеры, которые контролируют в некоторых случаях процесс управления и вносят необходимые корректировки.

Элементы рулевого управления позволяют совершать поворот передних колес, тем самым, изменяя направления движения автомобиля.

Конструктивные особенности, заложенные в реализацию тормозной системы автомобиля, должны обеспечивать быстрое снижение скорости движения автомобиля и полную остановку без потери управления, а также удержание транспортного средства в неподвижном состоянии.

4. Кузов. Кузов предназначен для размещения пассажиров и перевозимого груза и водителя. Кузов современного легкового автомобиля обычно является несущим, состоящим из отдельных панелей, соединённых сваркой. В состав кузова входят и такие элементы, как двери, крылья, крышка багажника.

 

Возможно, будет полезно почитать: