Общее устройство автомобиля: изучаем строение машины

Советы Фреш 7.05.24

Несмотря на многообразие марок и моделей, встречающиеся на дорогах автомобили имеют практически одинаковую конструкцию. Большинство узлов применяется практически с момента появления первого автомобиля, хотя и претерпело множество изменений.

Самые свежие новости в нашем Телеграме!

Подпишитесь, чтобы всегда быть в курсе событий

Двигатель

На автомобилях используются двигатели внутреннего сгорания или электрические моторы. Существуют машины с гибридной силовой установкой, включающей в себя бензиновый и электрический мотор. Поршневой двигатель внутреннего сгорания преобразует энергию от сгорания топливовоздушной смеси во вращение коленчатого вала, передаваемое через агрегаты трансмиссии к ведущим колесам.

Двигатели внутреннего сгорания имеют рядную или V-образную компоновку, оснащены системой жидкостного охлаждения. Атмосферные моторы применяются на машинах бюджетного сегмента. С начала XX века развитие получили двигатели с наддувом, позволившим сократить рабочий объем и улучшить рабочие характеристики. Помимо бензиновых двигателей с искровым зажиганием на автомобилях широко используются дизели – моторы с воспламенением от сжатия.

Электромобили оснащены тяговыми двигателями на одной или двух осях. Крутящий момент передается на колеса через одноступенчатый редуктор. Отдельно стоит рассмотреть «мягкие гибриды» - автомобили, оснащенные двигателем внутреннего сгорания со стартер-генератором и дополнительной электрической сетью напряжением 48 В. Концепция получила распространение в Европе, обеспечивает сокращение расхода топлива и снижение вредных выбросов.

Система охлаждения

Жидкостная система охлаждения состоит из радиатора, насоса, термостата, рубашки в блоке и головке двигателя и соединительных шлангов. Жидкость циркулирует при помощи насоса с приводом от коленчатого вала, на моторах с турбиной может устанавливаться дополнительная электрическая помпа. Термостат поддерживает требуемую температуру двигателя и обеспечивает ускоренный прогрев за счет временного отключения радиатора.

Для охлаждения жидкости в радиаторе используется вентилятор с приводом от электродвигателя, реже встречаются системы привода ремнем от коленчатого вала с вязкостной муфтой для изменения оборотов крыльчатки в зависимости от температуры антифриза. На ряде машин перед радиатором устанавливаются жалюзи с электронным управлением. При низкой температуре жидкости жалюзи закрыты, что позволяет снизить аэродинамическое сопротивление.

Воздушное охлаждение двигателя на современных автомобилях практически не используется. В состав системы входит вентилятор с механическим или электрическим приводом, подающий поток воздуха к нагретым цилиндрам и головкам. На поверхности охлаждаемых элементов имеются ребра, улучшающие отвод тепла. Цилиндры и головки закрыты кожухом, исключающим утечку охлаждающего воздуха.

Электрическая система

Источником питания является аккумулятор, который заряжается от генератора. Кузов машины и металлические корпуса агрегатов являются отрицательным полюсом, для подключения к положительному выводу источников питания предусмотрена проводка. Для защиты цепей используются плавкие предохранители, расположенные в компактных блоках в салоне и под капотом. Для коммутации силовых цепей применяются реле. Напряжение в бортовой сети составляет 12 В, на грузовых автомобилях напряжение в цепи стартера повышено до 24 В.

Электрическая система электромобилей имеет ряд кардинальных отличий. Тяговая батарея установлена под полом кузова, зарядка осуществляется от внешних источников, а также от тормозной системы с поддержкой рекуперации энергии. На борту установлен стандартный аккумулятор напряжением 12 В, питающий вспомогательное оборудование и подзаряжаемый от основной батареи.

На автомобилях используется несколько типов коробок передач:

Механические с ручным переключением, имеющие 5-7 скоростей переднего хода. Имеют простую конструкцию, используются только в бюджетном сегменте и на коммерческом транспорте. Оснащены синхронизаторами для бесшумного переключения скоростей.
Гидромеханические, имеющие от 6 до 9 передач и поддерживающие режим ручного управления. Автоматические коробки упрощают процесс управления, требуют регулярного обслуживания.
Роботы, представляющие собой механическую коробку с автоматическим управлением сцеплением и механизмом переключения передач. Отличаются низкой надежностью и ограниченно используются на автомобилях бюджетного класса.
Роботы с двойным сцеплением с 6 или 7 передачами, обеспечивающие очень быстрое переключение скоростей практически без толчков или вибраций. Классический пример – преселективные коробки DSG на машинах VAG.

Вариаторы, обеспечивающие бесступенчатое изменение передаточного отношения. Отличаются высокой требовательностью к чистоте масла и чувствительны к нарушениям правил эксплуатации.

Для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач используют:

сухое однодисковое сцепление для механических коробок и роботов;
мокрое многодисковое сцепление для преселективных роботов, рассчитанных на моторы с высоким крутящим моментом;
гидротрансформатор, применяемый при установке на машину автоматической коробки или вариатора.

Любая коробка оснащена дифференциалом, крутящий момент передается на ведущие колеса полуосями с шарнирами равных угловых скоростей. На машинах с приводом на заднюю ось имеется карданный вал. Если автомобиль имеет полный привод, то в состав трансмиссии входит раздаточный редуктор, в приводе задних колес используется муфта с электронным управлением. На части машин используется трансмиссия с жестким распределением крутящего момента и межосевым дифференциалом.

Подвеска

В подвеске передних колес чаще всего используются стойки МакФерсон, представляющие собой единый узел с амортизатором и пружиной, способный поворачиваться на опорном подшипнике. В состав подвески входят рычаги с резинометаллическими шарнирами и шаровыми опорами. Также в конструкции предусматривается стабилизатор поперечной устойчивости. Встречается рычажная передняя подвеска, обеспечивающая повышенную точность управления и уменьшение радиуса поворота за счет увеличенного угла отклонения колес.

Сзади на автомобилях встречается несколько разновидностей подвески:

торсионная балка с амортизаторами и пружинами;
многорычажная схема.

На коммерческих автомобилях и внедорожниках сзади может устанавливаться малолистовая рессора, рассчитанная на повышенные нагрузки. На ряде моделей машин ставится пневматическая подвеска, позволяющая регулировать дорожный просвет. Баллоны могут ставиться на стойках МакФерсон, многорычажной подвеске или торсионной балке.

Рулевое управление

Основная масса автомобилей оснащена реечным рулевым управлением. Используются электрические усилители, расположенные в рулевой колонке или встроенные в рейку. Усилители гидравлического типа с насосом с приводом от двигателя применяются реже. На ряде моделей машин применен электрогидравлический усилитель – давление жидкости создается насосом с электрическим приводом. Отказ от гидравлических усилителей был продиктован стремлением снизить потери топлива на постоянный привод насоса.

Тормоза

Для снижения скорости используются тормоза дискового или барабанного типа. При нажатии на педаль жидкость воздействует на колодки, которые прижимаются к поверхности диска или барабана. Для снижения нагрузки на ногу водителя в тормозной системе используется вакуумный усилитель. Современный автомобиль оснащен системой ABS, предотвращающей блокировку колес при торможении. В большинстве случаев система обеспечивает сокращение тормозного пути, а также позволяет сохранить возможность маневрирования в процессе торможения. В случае блокировки колес автомобиль не среагирует на попытку изменить траекторию движения.

Блок ABS с электронным управлением получает информацию от датчиков вращения в каждом колесе. В случае блокировки давление жидкости в контуре колеса снижается, водитель чувствует работу системы по характерной дрожи на педали. Тормозная система современных машин поддерживает систему экстренной остановки – при резком нажатии на педаль дополнительно повышается давление жидкости, обеспечивая сокращение тормозного пути.

Кузов

На большинстве легковых и коммерческих автомобилей используется несущий кузов. Жесткость обеспечивается лонжеронами, предусматривается использование подрамников для установки подвесок и силового агрегата. На внедорожниках и грузовом транспорте может использоваться рама, кузов устанавливается на раме через резиновые демпфирующие подушки.

Кузов собирается из панелей, изготовленных из стального или алюминиевого листа, а также из пластика. В структуре кузова имеется силовая клетка и зоны программируемой деформации. Кузов делится на моторный отсек, салон и багажное отделение. Между моторным отсеком и салоном имеется жесткая перегородка. Багажник легковых автомобилей отделен от салона задним рядом сидений, который может складываться для увеличения полезного объема отсека.

Силовой каркас кузова выполняется из специальной стали, для повышения жесткости вводятся усилители. Открывающиеся панели установлены на петлях, позволяющих регулировать положение дверей или крышек для выставления равномерных зазоров. Для соединения стальных деталей используется точечная сварка или лазерная пайка, часть панелей закреплена на болтах и может меняться в случае повреждения. Если кузов выполнен из стали и алюминия, то для стыковки деталей из разных материалов используются заклепки. Также встречаются и другие способы соединения элементов.

Заключение

Выше перечислены и кратко описаны только основные системы автомобиля. Современная машина является технологически и технически сложным продуктом, у каждого производителя есть оригинальные решения. Одновременно в конструкции автомобилей разных марок используется много унифицированных по конструкции узлов, что позволяет снизить затраты на производство и упрощает обслуживание.