Устройство автомобиля для чайников
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,
- двигатель,
- 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.
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.
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.
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.
Что нужно знать новичку про устройство современного автомобиля
Для миллионов людей автомобиль стал предметом первой необходимости. Это незаменимая вещь для выполнения повседневных дел, работы, бытовых потребностей и не только. Одни лишь изредка выезжают на машине в выходные дни, другие же используют авто как инструмент для заработка и выполнения своих профессиональных обязательств.
Многие могут позволить себе покупку машины. И при появлении такой возможности большинство начинает с обучения вождению. На практике правильнее начинать с изучения устройства транспортного средства. Если знать про конструкцию ТС хотя бы в общих чертах, при появлении какой-то поломки и неисправности водитель будет примерно понимать, что произошло и как действовать дальше.
Несмотря на широкое разнообразие моделей и марок автомобилей, все они имеют примерно одинаковую конструкцию и общее устройство. Речь пойдёт именно о легковых авто.
Основные элементы автомобиля
Очень правильно начинать вождение именно с изучения общего устройства автомобиля. Никогда не знаешь, что может произойти в пути. Банально водитель должен понимать, где находится двигатель, чем отличается моторное масло от смазки для коробки передач, либо отличать радиатор печки от радиатора охлаждения двигателя.
Конструктивно машину можно разделить на 5 компонентов. Современный автомобиль состоит из:
- кузова; ;
- трансмиссии;
- мотора;
- систем управления и электрооборудования.
Не вдаваясь в более тонкие нюансы и подробности, нужно изучить особенности каждой составной части транспортного средства.
Устройство кузова
Говоря о том, как устроен современный автомобиль, следует начать с кузова. Сейчас он выступает в качестве несущей конструкции. Хотя ранее даже легковые авто, а не только внедорожники, кузова не имели. Все компоненты и узлы монтировались непосредственно на раму. До сих пор существует классификация, согласно которой автомобиль может быть рамным или с несущим кузовом. От этого во многом зависит общее устройство легковых автомобилей, поскольку есть основа, вокруг которой строится полноценное транспортное средство.
Когда узлы монтировались на раму, это делало конструкции очень тяжёлой. С целью снизить вес автомобиля, производители начали отказываться от рамы, и переходить на несущий кузов.
Сам кузов состоит из нескольких частей. А именно из:
- переднего лонжерона;
- заднего лонжерона;
- моторного отсека;
- крыши;
- навесных составляющих.
Это весьма условное разделение кузова на компоненты, поскольку в действительности все они непосредственно связаны друг с другом, образуя единую конструкцию.
В качестве опоры подвески машины используются лонжероны. Их приваривают к дну кузова. Двери, крышки капота и багажника, а также крылья считаются навесными элементами. Причём задние крылья являются элементов кузова, а передние в некоторых авто бывают съёмными и неснимаемыми.
Конструктивные особенности ходовой части
Продолжая знакомство с общими сведениями об устройстве автомобилей, нужно отдельно остановиться на ходовой части.
В состав ходовой части входит множество узлов, систем и агрегатов. Именно с их помощью транспортное средство может осуществлять перемещения на короткие и дальние дистанции.
К основным компонентам ходовой относят:
- переднюю подвеску;
- заднюю подвеску;
- колёса;
- мосты (ведущие).
В подавляющем большинстве случаев на современных автомобилях передняя подвеска является независимой. Это связано с тем, что независимая система может обеспечить самое точное и эффективное управление транспортным средством. Дополнительно это оптимальное решение в плане обеспечения высокого уровня комфорта.
Если подвеска независимая, тогда для соединения подвески с кузовом используется собственная система крепления. Это даёт машине отличную управляемость.
Также существует полузависимая архитектура. У полузависимой системы в составе имеются рычаги, амортизаторы, стабилизаторы поперечной устойчивости и пр. Её также называют многорычажной системой. В основном она устанавливается только на заднюю ось. Встретить полузависимую систему на передней оси вряд ли можно.
Стоит добавить, что амортизаторы и стабилизаторы являются важной составляющей конструкции передней и задней подвески.
Зависимая подвеска технически и морально устарела. Да, она используется на некоторых новых автомобилях, а также встречается на старых подержанных машинах. Преимущественно конструкция задней зависимой подвески состоит из жёсткой балки или ведущего моста, если речь идёт про машины с системой заднего привода.
Устройство трансмиссии
Далее по плану изучения конструкции автомобилей трансмиссия.
Трансмиссией на машине называют сочетание механизмов и агрегатов, которые обеспечивают передачу крутящего момента на колёса, получая её от двигателя. Так устроена фактически каждая машина.
В зависимости от используемых ведущих колёс, трансмиссия передаёт усилие на переднюю ось (передний привод), заднюю пару колёс (заднеприводные машины) или на все 4 колеса (полноприводные автомобили). Полный привод бывает постоянным, когда все 4 колеса работают непрерывно, либо же подключаемым.
Именно на подключаемый полный привод активно переходят производители кроссоверов и даже некоторых внедорожников. Суть подключаемого полного привода заключается в автоматическом или принудительном распределении крутящего момента между передней и задней осью. Чаще всего к работе подключаются задние колёса, а ведущими колёсами выступают передние. При подключении задней оси на неё может передаваться до 50% крутящего момента. В основном для реализации подключаемого полного привода используется многодисковая муфта. Но у каждого автопроизводителя есть свои решения и технологии.
В состав трансмиссии входит 3 главных элемента:
- коробка передач;
- мосты или ведущий мост;
- ШРУСы.
ШРУС является аббревиатурой, и расшифровывается как шарнир равных угловых скоростей. Если говорить простым языком, это карданная передача.
Коробки передач условно делятся на 2 большие подкатегории. Это автоматические (АКПП) и механические (МКПП). При этом расширенный перечень состоит из таких коробок:
- механических;
- автоматических гидротрансформаторных (классическая АКПП);
- роботизированных;
- вариаторных (бесступенчатые).
Чтобы создать условия для плавной передачи крутящего момента, конструкцией трансмиссии предусмотрено наличие сцепления. Оно соединяет вал мотора с валом коробки передач.
Сами коробки передач служат для изменения передаточного числа, снижения нагрузки на силовой агрегат (двигатель).
За счёт карданной передачи обеспечивается соединение коробки с колёсами или ведущим мостом. Ведущий мост устанавливается внутри корпуса КПП, если речь идёт об автомобилях с переднеприводной трансмиссией.
Коротко про двигатель
Если говорить кратко про общее устройство современного автомобиля, то его сердцем справедливо называют именно двигатель.
Быстро и просто познакомиться с устройством мотора невозможно. Он состоит из огромного числа элементов и систем.
Новичку следует знать, что главным назначением двигателя выступает преобразование тепловой энергии от сгорания топлива в механическую. Последняя передаётся ведущим колёсам с помощью трансмиссии, описанной выше.
На современных автомобилях устанавливаются различные моторы. Среди них можно выделить такие:
- дизельные;
- бензиновые;
- турбированные (дизельные и бензиновые);
- гибридные;
- электрические.
Турбированные двигатели дополнительно предусматривают в своём составе систему принудительного нагнетания воздуха в ДВС. Это способствует повышению эффективности сжигания горючего. При меньшем объёме мотора удаётся добиться большей мощности.
Именно турбомоторы являются основным направлением деятельности современных автопроизводителей. Ранее подавляющее большинство двигателей были атмосферными. Сейчас число атмосферных ДВС заметно сокращается. Даже на недорогие бюджетные модели предлагаются двигатели с турбиной.
Преимущество турбонагнетателя в ДВС неоспоримо. Это повышение мощности и снижение расхода топлива, если сравнивать с аналогичным атмосферным ДВС. Но применение турбины существенно усложняет и без того сложное устройство двигателя, повышается стоимость ремонта, увеличиваются затраты на ремонт и обслуживание. Стандартный ресурс турбины составляет около 250 тысяч км. После этого узел приходится менять.
Атмосферные ДВС более долговечные, но из них тяжелее извлечь максимальный потенциал. Потому атмосферные моторы менее экономичные и обладают меньшей мощностью в сравнении с турбомоторами с аналогичным объёмом.
Отдельно рассматриваются электрические и гибридные двигатели. В первом случае машина работает полностью на электрической тяге. Здесь конструкция в сравнении с классическим ДВС совершенно иная. Зато они экологичные, не нуждаются в топливе, могут заряжаться порой даже от обычной бытовой розетки. Многие предрекают эру электрокаров в ближайшие несколько десятков лет. Учитывая общемировые тенденции и стоимость нефтепродуктов, такой вариант развития событий исключать нельзя.
Гибридные моторы имеют разное устройство. Но если говорить про современные модели авто, то здесь гибрид позволяет переключаться с электротяги на обычный ДВС, и наоборот, в зависимости от режима, либо использовать потенциал сразу двух двигателей.
Электрообрудование
Работа современной машины, даже если это автомобиль с классическим ДВС на бензине или дизельном топливе, тесно связана с электрооборудованием.
К главным элементам можно отнести:
- аккумулятор;
- систему управления двигателем (блок управления, ЭБУ);
- электропроводку;
- генератор;
- потребителей.
Главной задачей аккумуляторной батареи, или просто АКБ, является первичный запуск двигателя. Это источник возобновляемой энергии. Если не запустить двигатель, тогда все потребители электроэнергии будут работать именно за счёт ёмкости аккумулятора. К примеру, водитель решил послушать музыку на стоянке или в гараже, либо поставить на зарядку телефон.
В пути, когда мотор работает, основным источником обеспечения электроэнергией выступает генератор. Параллельно он заряжает аккумуляторную батарею, чтобы к моменту остановки она не разрядилась. Также это устройство обеспечивает всех потребителей бортовой сети.
По аналогии с двигателем, в генераторе происходит преобразование энергии. Только здесь из механической энергии, которая получается за счёт вращения коленвала, создаётся электроэнергия. Она питает всех потребителей, параллельно заряжая аккумулятор.
Для автомобиля очень важно, чтобы используемая АКБ и генератор могли обеспечить своей мощностью всех бортовых потребителей. Потому, когда устанавливается дополнительное оборудование в виде нештатной аудиосистемы высокой мощности, рекомендуется параллельно внести изменения в бортовую сеть.
Для начищающих водителей знать хотя бы общее устройство машины крайне важно. Все слышали про такое понятие как ЭБУ, но далеко не всем известно, что это.
Система управления мотором включает в себя большое количество датчиков, которые завязаны на блоке управления, то есть на ЭБУ. ЭБУ принимает и отправляет сигналы на разные контроллеры и датчики, обрабатывает информацию и передаёт сигналы исполнительным механизмам. В современных машинах ЭБУ контролирует буквально всё. Это минимизирует необходимость водителя отдельно настраивать и корректировать работу различных систем, механизмов и узлов в машине.
В роли потребителей выступают:
- система зажигания;
- система запуска ДВС;
- фары;
- стеклоподъёмники;
- стеклоомыватели;
- аудиосистема;
- кондиционер;
- печка и пр.
С электропроводкой всё предельно понятно. Это сплетение из многочисленных проводов, которые формируют собой электросеть, способствуют соединению всех элементов и взаимодействию систем, завязанных на электричестве.
В действительности это краткое и общее описание автомобиля. Буквально каждый узел заслуживает отдельного внимания и детального рассмотрения.
Но даже таких знаний для начинающего водителя будет достаточно, чтобы приступить к полноценной эксплуатации машины. Узнать всё, изучая теорию, невозможно. Нужна практика, непосредственный контакт с двигателем, наглядное изучение элементов подвески. Со всем этим автомобилист начинает знакомиться по мере эксплуатации авто. Но за руль нужно впервые садиться, имея элементарные базовые знания об устройстве транспортного средства. Иначе перепутать педаль газа и тормоза не составит большого труда.
Правильная эксплуатация автомобиля
Легковой автомобиль, несомненно, улучшает качество жизни – повышенная мобильность и комфорт позволяют быстро перемещаться без неудобств. Поэтому сразу после покупки машины возникает вопрос: как же увеличить срок эксплуатации транспортного средства, чтобы оно и служило долго, и не требовало больших затрат?
Экономически «подкованные» автовладельцы изначально подсчитывают, во сколько обойдется использование машины. И это не только горючее, но и сезонный комплект шин, расходные материалы, и неизбежное техобслуживание. Одним словом, правильная эксплуатация автомобиля предполагает, что затраты будут умеренными при нахождении машины на ходу.
Техническое обслуживание
Если коротко, ТО бывает разным, перед каждой поездкой водитель должен проверять:
уровень масла в двигателе;
наличие жидкости в тормозной системе, радиаторе и бачке стеклоомывателя;
давление в покрышках и степень износа протектора;
состояние аккумуляторной батареи;
уровень масла в трансмиссии.
Что касается сезонного обслуживания, то первое из условий правильной эксплуатации автомобиля – смена летнего комплекта шин на зимний. Хранить колеса рекомендуется в прохладном и сухом помещении в горизонтальном положении.
Во время езды
В первую очередь не рекомендуется начинать движение без прогрева мотора. А если ситуация вынуждает это делать, то лучше выбирать пониженную передачу. Также плохие результаты дает удерживание «баранки» в крайнем левом-правом положении – это приводит к повышенному износу насоса гидроусилителя из-за ухудшения смазки. И не забывайте, что срок службы колес напрямую зависит от стиля вождения: при экстремальных ускорениях и торможениях, быстром прохождении поворотов износ увеличивается в разы.
Отдельные рекомендации адресованы владельцам моделей с АКПП. Нужно помнить, что эта трансмиссия крайне не любит:
долгой буксировки на скорости свыше 50 км/ч;
движения в режиме N (нейтраль);
переключения передач при одновременном нажатии педали газа;
запуска двигателя «с толкача»;
И последняя общая рекомендация: езда с выключенным зажиганием – прямой путь в автосервис, так как в этом случае усилители тормозов и руля будут испытывать в ходе работы дополнительную нагрузку.
Зимой и ранней весной
Мороз и заснеженная или обледенелая дорога – не лучшие факторы для продления срока службы машины, так как могут нанести неисправимый урон. Тем не менее, если сменить летние покрышки на зимние еще до наступления холодов, это повысит безопасность и будет способствовать меньшему износу ходовой части автомобиля.
Некоторые автомобилисты зимой практикуют частую мойку, и совершают грубую ошибку: во-первых, замерзают замки, а во-вторых, лед на кузове способствует возникновению трещин на ЛКП. Кроме того, при правильной эксплуатации автомобиля в мороз его не ставят на ручной тормоз, а оставляют включенными вторую или заднюю передачу. По крайней мере, если стоянка предполагается продолжительная. Нарушение этого правила приводит к замерзанию воды на тормозных колодках, поэтому тронуться с места до исчезновения льда не получится.
Что имеем в сухом остатке?
Принимая во внимание все рекомендации, делаем вывод: техническое состояние автомобиля и период его эксплуатации зависят от многих факторов – соблюдения периодичности ТО, манеры езды, типа трансмиссии и пр. Соответственно, только комплексный подход дает настоящие результаты, а единичные «потуги» являются лишь тратой времени и денег. Именно по этой причине люди, по-настоящему любящие свою машину, уделяют ее обслуживанию значительную долю своего внимания.
Источник https://mashintop.ru/articles.php?id=2369
Источник https://remam.ru/raznoe/obshhee-ustrojstvo-avtomobilya.html
Источник https://avtoinstruktor199.ru/news/pravilnaya-ekspluatacziya-avtomobilya/
Источник