Введение
Уважаемые будущие, настоящие и вчерашние курсанты автошкол! Из личного опыта знаем: каждому, кто готовится к нелегкому жизненному испытанию под названием «водительские курсы», очень уж хочется как-нибудь «опустить» теорию и поскорее сесть за руль автомобиля, пусть даже учебного. Равно как и тем, кто уже ерзает на стуле, сидя за партой, и с тоской изучает, что такое гужевая повозка или чем велосипед отличается от мопеда.
Однако же в теоретической части есть немало полезной и интересной информации. Проблема в том, что часто в стандартных учебниках она изложена сухо и непонятно. По этой причине и родилась книга, которую вы держите в руках.
Поверьте, все, что в ней содержится, пригодится не только для сдачи зачетов и экзаменов на пути к заветной цели, но и послужит вам в будущем хорошим подспорьем. Ведь гораздо лучше «опустить» не теорию, а звание «чайника» в водительской карьере. Для этого необходимо обладать знаниями, чтобы не тратить пол-стоимости автомобиля на замену целого узла вместо одного подшипника.
К сожалению, подобный «развод на деньги» происходит сплошь и рядом.
Так что читайте, запоминайте, усваивайте, переваривайте, сдавайте экзамены, покупайте машину и становитесь настоящим водителем!
1. Общее устройство автомобиля
К транспортным средствам категории «В»
относятся автомобили, разрешенная максимальная масса которых не превышает 3500 кг
с количеством сидячих мест, помимо сиденья водителя, не более восьми.
Любой легковой автомобиль состоит из следующих элементов (рис. 1.1):
♦ двигателя;
♦ трансмиссии;
♦ ходовой части;
♦ механизмов управления;
♦ электрооборудования;
♦ дополнительного оборудования;
♦ кузова.
Двигатель – это «сердце» машины. Он сжигает топливо и преобразует тепловую энергию в механическую: заставляет вращаться коленчатый вал, затем вращение через трансмиссию передается на колеса (составляющую ходовой части ).
Так машина приводится в движение.
Рис. 1.1.
Общий вид легкового автомобиля: 1 – фара; 2 – вентилятор системы охлаждения двигателя; 3 – радиатор системы охлаждения двигателя; 4 – распределитель зажигания; 5 – двигатель; 6 – аккумуляторная батарея; 7 – катушка зажигания; 8 – воздушный фильтр; 9 – телескопическая амортизаторная стойка передней подвески; 10 – бачок омывателя ветрового стекла; 11 – коробка передач; 12 – ручка стеклоподъемника; 13 – внутренняя ручка двери; 14 – рычаг задней подвески; 15 – элемент обогрева заднего стекла; 16 – основной глушитель; 17 – задний амортизатор; 18 – задний тормоз; 19 – балка задней подвески; 20 – поперечная штанга задней подвески; 21 – топливный бак; 22 – рычаг стояночной тормозной системы; 23 – дополнительный глушитель; 24 – вакуумный усилитель тормозной системы; 25 – вал привода передних колес; 26 – передний тормоз; 27 – штанга стабилизатора передней подвески
Во время движения водитель управляет автомобилем с помощью рулевого колеса и педалей, представляющих собой механизмы управления . Он включает свет фар и указатели поворотов, то есть пользуется электрооборудованием .
При этом водитель пристегнут ремнем безопасности, ему тепло (работает обогреватель) – задействовано дополнительное оборудование .
Кузов среднестатистического легкового автомобиля состоит из моторного отсека (там находится двигатель), пассажирского салона и багажного отделения. Он же является несущей конструкцией для узлов и агрегатов автомобиля.
Современные автомобили можно классифицировать по нескольким признакам: по типу кузова, типу и рабочему объему двигателя, типу привода колес и габаритным размерам.
Классификация по типу кузова
Кузова современных легковых автомобилей разнообразны и многофункциональны, хотя, конечно, их основное предназначение – перевозка пассажиров и небольшой поклажи.
В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест легковые автомобили делятся на следующие типы.
Седан – машина с двумя, четырьмя или даже шестью боковыми дверями. Характерные черты – моторный отсек и багажное отделение у седанов вынесены наружу, то есть изолированы от салона (рис. 1.2). Седаны, имеющие шесть боковых дверей и перегородку, отделяющую водительскую секцию салона от пассажирской, называют лимузинами .
Рис. 1.2. Седан – самый распространенный тип кузова
Купе – двухдверный кузов с одним или двумя рядами полноразмерных или укороченных сидений (есть варианты, в которых задние сиденья – детские) (рис. 1.3).
Универсал – автомобиль с дверью в задней стенке кузова. Отличается от остальных типов тем, что имеет постоянный грузовой отсек, не отделяющийся от пассажирского стационарной перегородкой (рис. 1.4).
Рис. 1.3. Купе
Рис. 1.4. Универсалы любят дачники и путешественники
Хетчбэк – гибрид седана и универсала.
В наше время довольно популярный тип кузова. Как и в универсале, в хетчбэке задний ряд сидений складывается (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Хетчбэк
Вагон – он же мини-вэн. Характерные признаки – моторный отсек и багажное отделение не выступают за пределы кузова (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Мини-вэн удобен для семейных поездок
Кабриолет – автомобиль со складывающимся верхом и опускающимися боковыми стеклами окон (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Кабриолет
Джип – все более популярный тип кузова: вытянутый вверх хетчбэк (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Джип
Пикап – закрытая кабина (одно– или двухрядная) и открытая платформа для грузов с откидным задним бортом (может иметь мягкий или жесткий верх) (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Пикап удобен при перевозке грузов
Классификация по типу и рабочему объему двигателя
Большинство современных автомобилей оснащено двигателями, работающими на бензине или на дизельном топливе. Следовательно, по типу двигателя автомобили делятся на бензиновые и дизельные .
По рабочему объему двигателей машины классифицируются следующим образом:
♦ особо малый класс (так называемые малолитражки) – до 1,1 литра;
♦ малый класс – от 1,1 до 1,8 литра;
♦ средний класс – от 1,8 до 3,5 литра;
♦ большой класс – 3,5 литра и более.
Классификация по типу привода колес
В зависимости от того, на какую колесную ось (переднюю или заднюю) передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на заднеприводные, переднеприводные и полноприводные.
Заднеприводные – автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса (рис. 1.10).
Рис. 1.10. Заднеприводной автомобиль
Движение происходит по толкательному принципу: задние (ведущие) колеса толкают вперед автомобиль, а передние (ведомые) служат для изменения направления движения.
Переднеприводные – автомобили, в которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса, которые тащат за собой всю машину и служат для изменения направления движения (рис. 1.11).
Кстати, переднеприводной автомобиль более устойчив на дороге.
Рис. 1.11.
Переднеприводной автомобиль
Полноприводные – автомобили, в которых крутящий момент передается и на передние, и на задние колеса одновременно (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Полноприводной автомобиль: а – с раздаточной коробкой; б – с полным приводом, подключаемым автоматически; в – с постоянным полным приводом
Классификация по габаритным размерам
В современной автомобильной промышленности различают шесть европейских классов в зависимости от габаритных размеров автомобиля. Классы обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, S (или F) (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Классификация автомобилей по габаритным размерам
♦ А – мини-класс. Характеризуется длиной не более 3,6 м и шириной до 1,6 м. Такие автомобили могут быть как трех-, так и пятидверными.
♦ В – малый класс. Длина кузова – от 3,6 до 3,9 м, ширина – от 1,5 до 1,7 м.
♦ С – низший средний класс (в народе – гольф-класс или компакт-класс). Длина таких машин – от 3,9 до 4,4 м, ширина – от 1,6 до 1,75 м.
♦ D – средний класс. К этой категории относятся автомобили длиной от 4,4 до 4,7 м и шириной от 1,7 до 1,8 м.
♦ Е – высший средний класс, или бизнескласс. Это кузова от 4,6 до 4,8 м в длину и более 1,7 м в ширину.
♦ S (F) – класс люкс (представительский класс). Автомобили длиной свыше 4,8 м и шириной более 1,7 м.
2. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
Общее устройство и работа ДВС
Почти на всех современных автомобилях в качестве силовой установки применяется двигатель внутреннего сгорания (ДВС) (рис. 2.1).
Существуют еще электромобили, но их мы рассматривать не будем.
Рис. 2.1. Внешний вид двигателя внутреннего сгорания
В основе работы каждого ДВС лежит движение поршня в цилиндре под действием давления газов, которые образуются при сгорании топливной смеси, именуемой в дальнейшем рабочей.
При этом горит не само топливо. Горят только его пары, смешанные с воздухом, которые и являются рабочей смесью для ДВС. Если поджечь эту смесь, она мгновенно сгорает, многократно увеличиваясь в объеме. А если поместить смесь в замкнутый объем, а одну стенку сделать подвижной, то на эту стенку будет воздействовать огромное давление, которое будет двигать стенку.
ПРИМЕЧАНИЕ
В ДВС из каждых 10 литров топлива только около 2 литров используется на полезную работу, остальные 8 литров сгорают впустую. То есть КПД ДВС составляет всего 20 %.
ДВС, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипношатунного и газораспределительного, а также из следующих систем:
♦ питания;
♦ выпуска отработавших газов;
♦ зажигания;
♦ охлаждения;
♦ смазки.
Основные детали ДВС:
♦ головка блока цилиндров;
♦ цилиндры;
♦ поршни;
♦ поршневые кольца;
♦ поршневые пальцы;
♦ шатуны;
♦ коленчатый вал;
♦ маховик;
♦ распределительный вал с кулачками;
♦ клапаны;
♦ свечи зажигания.
Большинство современных автомобилей малого и среднего класса оснащены четырехцилиндровыми двигателями. Существуют моторы и большего объема – с восьмью и даже двенадцатью цилиндрами (рис. 2.2). Чем больше объем двигателя, тем он мощнее и тем выше потребление топлива.
Рис. 2.2. Схемы расположения цилиндров в двигателях различной компоновки:
а – четырехцилиндровые; б – шестицилиндровые; в – двенадцатицилиндровые (α – угол развала)
Принцип работы ДВС проще всего рассматривать на примере одноцилиндрового бензинового двигателя. Такой двигатель состоит из цилиндра с внутренней зеркальной поверхностью, к которому прикручена съемная головка. В цилиндре находится поршень цилиндрической формы – стакан, состоящий из головки и юбки (рис. 2.3). На поршне есть канавки, в которых установлены поршневые кольца. Они обеспечивают герметичность пространства над поршнем, не давая возможности газам, образующимся при работе двигателя, проникать под поршень. Кроме того, поршневые кольца не допускают попадания масла в пространство над поршнем (масло предназначено для смазки внутренней поверхности цилиндра). Иными словами, эти кольца играют роль уплотнителей и делятся на два вида: компрессионные (те, которые не пропускают газы) и маслосъемные (препятствующие попаданию масла в камеру сгорания) (рис. 2.4).
Рис. 2.3. Поршень
Смесь бензина с воздухом, приготовленная карбюратором или инжектором, попадает в цилиндр, где сжимается поршнем и поджигается искрой от свечи зажигания. Сгорая и расширяясь, она заставляет поршень двигаться вниз. Так тепловая энергия превращается в механическую.
Рис. 2.4. Поршень с шатуном:
1 – шатун в сборе; 2 – крышка шатуна; 3 – вкладыш шатуна; 4 – гайка болта; 5 – болт крышки шатуна; 6 – шатун; 7 – втулка шатуна; 8 – стопорные кольца; 9 – палец поршня; 10 – поршень; 11 – маслосъемное кольцо; 12, 13 – компрессионные кольца
Далее следует преобразование хода поршня во вращение вала. Для этого поршень с помощью пальца и шатуна шарнирно соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается на подшипниках, установленных в картере двигателя (рис. 2.5).
В результате перемещения поршня в цилиндре сверху вниз и обратно через шатун происходит вращение коленчатого вала.
Верхней мертвой точкой (ВМТ) называется самое верхнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вверх и готов начать движение вниз) (см. рис. 2.3). Самое нижнее положение поршня в цилиндре (то есть место, где поршень перестает двигаться вниз и готов начать движение вверх) называют нижней мертвой точкой (НМТ) (см. рис. 2.3). А расстояние между крайними положениями поршня (от ВМТ до НМТ) называется ходом поршня .
Рис. 2.5. Коленчатый вал с маховиком:
1 – коленчатый вал; 2 – вкладыш шатунного подшипника; 3 – упорные полукольца; 4 – маховик; 5 – шайба болтов крепления маховика; 6 – вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 7 – вкладыш центрального (третьего) подшипника
Когда поршень перемещается сверху вниз (от ВМТ до НМТ), объем над ним изменяется от минимального до максимального. Минимальный объем в цилиндре над поршнем при его положении в ВМТ – это камера сгорания .
А объем над цилиндром, когда он находится в НМТ, называют рабочим объемом цилиндра .
В свою очередь, рабочий объем всех цилиндров двигателя в сумме, выраженный в литрах, называется рабочим объемом двигателя. Полным объемом цилиндра называется сумма его рабочего объема и объема камеры сгорания в момент нахождения поршня в НМТ.
Важной характеристикой ДВС является его степень сжатия , которая определяется как отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимается поступившая в цилиндр топливо-воздушная смесь при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. У бензиновых двигателей степень сжатия находится в пределах 6–14, у дизельных – 14–24. Степень сжатия во многом определяет мощность двигателя и его экономичность, а также существенно влияет на токсичность отработавших газов.
Мощность двигателя измеряется в киловаттах либо в лошадиных силах (используется чаще). При этом 1 л. с. равна примерно 0,735 кВт.
Как мы уже говорили, работа двигателя внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов, образующихся при сгорании в цилиндре топливо-воздушной смеси.
В бензиновых и газовых двигателях смесь воспламеняется от свечи зажигания (рис. 2.6), в дизельных – от сжатия.
Рис. 2.6. Свеча зажигания
При работе одноцилиндрового двигателя его коленчатый вал вращается неравномерно: в момент сгорания горючей смеси резко ускоряется, а все остальное время замедляется.
Для повышения равномерности вращения на коленчатом валу, выходящем наружу из корпуса двигателя, закрепляют массивный диск – маховик (см. рис. 2.5). Когда двигатель работает, вал с маховиком вращаются.
А сейчас поговорим немного подробнее о работе одноцилиндрового двигателя.
Повторим, первое действие – попадание внутрь цилиндра (в пространство над поршнем) топливо-воздушной смеси, которую приготовил карбюратор или инжектор. Этот процесс называется тактом впуска (первый такт) . Заполнение цилиндра двигателя топливо-воздушной смесью происходит, когда поршень из верхнего положения движется в нижнее. При этом к цилиндру двигателя подведены два канала: впускной и выпускной. Горючая смесь впускается через первый канал, а продукты ее сгорания выходят через второй. Непосредственно перед входом в цилиндр в этих каналах установлены клапаны. Их принцип действия очень прост: клапан – это подобие гвоздя с большой круглой шляпкой, перевернутый шляпкой вниз, которой закрывается вход из канала в цилиндр.
При этом шляпка прижимается к кромке канала мощной пружиной и закупоривает его.
Если нажать на клапан (тот самый гвоздь), преодолев сопротивление пружины, то вход в цилиндр из канала откроется (рис. 2.7).
Первый такт – впуск
Во время этого такта поршень перемещается из ВМТ в НМТ. При этом впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Через впускной клапан цилиндр заполняется горючей смесью до тех пор, пока поршень не окажется в НМТ, то есть его дальнейшее движение вниз станет невозможным. Из ранее сказанного мы с вами уже знаем, что перемещение поршня в цилиндре влечет за собой перемещение кривошипа, а следовательно, вращение коленчатого вала и наоборот. Так вот, за первый такт работы двигателя (при перемещении поршня из ВМТ в НМТ) коленвал проворачивается на пол-оборота.
Второй такт – сжатие
После того как топливо-воздушная смесь, приготовленная карбюратором или инжектором, попала в цилиндр, смешалась с остатками отработавших газов и за ней закрылся впускной клапан, она становится рабочей .
Теперь наступил момент, когда рабочая смесь заполнила цилиндр и деваться ей стало некуда: впускной и выпускной клапаны надежно закрыты. В этот момент поршень начинает движение снизу вверх (от НМТ к ВМТ) и пытается прижать рабочую смесь к головке цилиндра (см. рис. 2.7). Однако, как говорится, стереть в порошок эту смесь ему не удастся, поскольку преступить черту ВМТ поршень не может, а внутреннее пространство цилиндра проектируют так (и соответственно располагают коленчатый вал и подбирают размеры кривошипа), чтобы над поршнем, находящимся в ВМТ, всегда оставалось пусть не очень большое, но свободное пространство – камера сгорания. К концу такта сжатия давление в цилиндре возрастает до 0,8–1,2 МПа, а температура достигает 450–500 °C.
Рис. 2.7. Процесс работы четырехтактного двигателя:
а – такт впуска; б – такт сжатия; в – такт рабочего хода; г – такт выпуска
Третий такт – рабочий ход
Третий такт – самый ответственный момент, когда тепловая энергия превращается в механическую. В начале третьего такта (а на самом деле в конце такта сжатия) горючая смесь воспламеняется с помощью искры свечи зажигания (рис. 2.8). Давление от расширяющихся газов передается на поршень, и он начинает двигаться вниз (от ВМТ к НМТ). При этом оба клапана (впускной и выпускной) закрыты. Рабочая смесь сгорает с выделением большого количества тепла, давление в цилиндре резко возрастает, и поршень с большой силой перемещается вниз, приводя во вращение через шатун коленчатый вал. В момент сгорания температура в цилиндре повышается до 1800–2000 °C, а давление – до 2,5–3,0 МПа.
Рис. 2.8. Искра между электродами свечи
Обратите внимание, что главная цель создания самого двигателя – это как раз и есть третий такт (рабочий ход). Поэтому остальные такты называют вспомогательными.
Четвертый такт – выпуск
Во время этого процесса впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. Поршень, перемещаясь снизу вверх (от НМТ к ВМТ), выталкивает оставшиеся в цилиндре после сгорания и расширения отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал (трубопровод). Далее через систему выпуска отработавших газов, наиболее известная часть которой – глушитель, отработавшие газы уходят в атмосферу (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Фрагмент глушителя
Все четыре такта периодически повторяются в цилиндре двигателя, тем самым обеспечивая его непрерывную работу, и называются рабочим циклом .
Рабочий цикл дизельного двигателя имеет некоторые отличия от рабочего цикла бензинового. В нем во время такта впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а чистый воздух.
Во время такта сжатия он сжимается и нагревается. В конце первого такта, когда поршень приближается к ВМТ, в цилиндр через специальное устройство – форсунку, ввернутую в верхнюю часть головки цилиндра, – под большим давлением впрыскивается дизельное топливо. Соприкасаясь с раскаленным воздухом, частицы топлива быстро сгорают.
При этом выделяется большое количество тепла и температура в цилиндре повышается до 1700–2000 °C, а давление – до 7–8 МПа.
Под действием давления газов поршень перемещается вниз, и происходит рабочий ход.
Такт выпуска дизельного двигателя аналогичен такту выпуска бензинового двигателя.
Вспомогательные такты (первый, второй и четвертый) совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя – маховика, о котором также шла речь выше. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун, кривошип и коленчатый вал передает запас инерции маховику. Инерция помогает ему осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. Из этого следует, что при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень ходит в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается таким образом, чтобы рабочий ход хотя бы одного поршня помогал осуществлять вспомогательные такты и плюс ко всему вращал маховик.
А теперь подведем итоги: совокупность последовательных процессов, периодически повторяющихся в каждом цилиндре двигателя и обеспечивающих его непрерывную работу, называется рабочим циклом. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех тактов, каждый из которых происходит за один ход поршня или за пол-оборота коленчатого вала. Полный рабочий цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала.
В наши дни практически каждый человек ездит на машине. Но вот строение автомобиля знают далеко не все. Данная статья расскажет в общих чертах, какие узлы и агрегаты входят в конструкцию транспортного средства. Рассмотрим, так сказать, строение автомобиля для чайников.
Современный рынок предоставляет огромное число моделей и марок машин, но почти все легковые автомобили строятся по одной конструкции.
Схема устройства легкового автомобиля
Любая легковая машина состоит из следующего набора частей:
- Несущая конструкция, называемая кузовом.
- Ходовая часть.
- Дизельный либо бензиновый двигатель внутреннего сгорания.
- Трансмиссия.
- Система, управляющая двигателем.
- Электрооборудование.
Беглый обзор может привести к выводу, что все достаточно просто. Но вышеперечисленные части - это лишь общее строение автомобиля. Каждый из узлов достоин того, чтобы про него была написана не просто статья, а даже книга. Но углубляться пока смысла нет, так как строение автомобиля для начинающих не подразумевает множества деталей. Далее будут описаны только те основные моменты, которые нужно обязательно знать каждому автолюбителю. Необходимо сказать, что полное незнание устройства машины может привести к серьезным затратам на ремонт и обслуживание авто в сервисных центрах.
Кузов
Это несущая часть. К ней крепятся почти все агрегаты и узлы автомобиля. Немногие знают, что самые первые модели не имели. Все было прикреплено к раме, как у мотоциклов или грузовых машин. Но в стремлении уменьшить массу и сделать строение легкового автомобиля более удобным производители заменили рамную конструкцию на кузовную. Из чего же состоит сам кузов? Его основные составляющие:
- Днище, к которому привариваются различные усиливающие элементы.
- Передние и задние лонжероны.
- Крыша машины.
- Отсек для мотора.
- Другие навесные части.
Так как кузов - пространственная конструкция, то разделение это можно назвать очень условным, ведь все детали между собой взаимосвязаны. Так, днище с лонжеронами составляет единое целое, служащее для подвески опорой. К навесным частям можно причислить двери, капот, крышку багажника и крылья.
Ходовая часть автомобиля
Данный механизм состоит из большого числа узлов и агрегатов. Именно с их помощью автомобиль способен передвигаться. Так как тут описывается строение автомобиля для чайников, нужно поближе познакомиться с «ходовкой». Из чего она состоит?
- Колеса.
- Ведущие мосты.
- Задняя и передняя подвески.
На большей части современных легковых машин установлена независимая передняя Данный тип дает возможность серьезно улучшить управляемость и комфорт транспортного средства. Каждое колесо к кузову крепится с помощью собственной системы. Зависимый тип подвесок уже давно устарел, но некоторые производители все еще его используют.
Двигатель автомобиля
Наверное, каждому известно предназначение этого узла, поэтому слишком детального описания здесь не будет. Основным предназначением является преобразование тепловой энергии, получаемой из сгоревшего топлива в механическую, передаваемую через трансмиссию на колеса машины.
Трансмиссия автомобиля
Основная функция этой части такова: она передает крутящий момент с двигательного вала на колеса автомобиля. Состоит трансмиссия из таких узлов, как:
- Ведущие мосты.
- Коробка для переключения передач.
- Сцепление.
- Карданная передача.
- Шарниры.
Сцепление необходимо для того, чтобы соединить валы двигателя и коробки передач. С его помощью обеспечивается плавная передача крутящего момента. КПП нужна для того, чтобы изменять передаточное число и снижать нагрузку на двигатель. Мост либо устанавливается в корпус коробки передач, либо служит задней балкой. В зависимости от этого автомобиль является переднеприводным или заднеприводным. соединяет коробку с мостом или колесами.
Электрическое оборудование
Состоит из следующих основных узлов:
- Аккумулятор.
- Генератор переменного тока.
- Электрическая проводка.
- Система для управления двигателем.
- Потребители электрической энергии.
Аккумулятор нужен для запуска двигателя и является источником энергии, который возобновляется. Когда двигатель не запущен, аккумулятор питает все энергопотребители автомобиля.
Генератор необходим для того, чтобы поддерживать постоянное напряжение в борт-сети и подзаряжать аккумулятор.
Проводка является множеством проводов, образующих бортовую сеть, которая соединяет между собой все потребители и источники электричества.
Система, управляющая двигателем, состоит из различных датчиков и электронного блока управления.
Потребители - это фонари, фары, система пуска и зажигания, стеклоподъемники и стеклоочистители.
Таким образом, строение автомобиля является не таким уж сложным, если не углубляться в детали. Ну а тем, кто хочет узнать более подробно обо всех деталях и узлах, рекомендуется искать специализированную литературу.
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.
1.1. Принцип устройства автомобиля
Современный легковой автомобиль представляет собой транспортное средство, состоящее из многих систем, механизмов и узлов.
Кузов автомобиля – это жесткая пространственная рама, облицованная тонким листом или волокнистым пластиком. В настоящее время кузов делают «несущим», т. е. заменяющим раму, и к нему крепят все агрегаты и механизмы.
Автомобиль приводится в движение двигателем внутреннего сгорания, являющимся источником механической энергии.
Для передачи крутящего момента от двигателя к колесам автомобиля и для изменения этого момента в зависимости от условий движения каждый автомобиль имеет трансмиссию или силовую передачу, к которой относятся следующие агрегаты: сцепление или гидротрансформатор, коробка перемены передач (ручная или автоматическая), карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
Колеса с пневматическими шинами вместе с передней и задней осями и упругими элементами крепления осей к раме или кузову составляют ходовую часть автомобиля. В каждом автомобиле имеются механизмы управления, с помощью которых можно изменять направление движения и останавливать автомобиль или замедлять его движение. К этим механизмам относятся рулевое управление и тормозная система.
Для эксплуатации автомобиля в темное время суток на нем устанавливается система освещения. Безопасность движения современных автомобилей обеспечивается системой сигнализации. Для повышения комфортабельности автомобили оборудуются системами отопления и вентиляции.
Расположение двигателя и агрегатов трансмиссии у разных моделей автомобилей неодинаково. Классическая схема размещения агрегатов и узлов представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Классическая схема размещения агрегатов и узлов автомобиля
Двигатель расположен спереди, вдоль оси автомобиля, ведущими колесами являются задние, для передачи крутящего момента к заднему ведущему мосту устанавливают карданный вал. Карданный вал может быть коротким, непосредственно соединяющим коробку перемены передач с задним мостом (рис. 1.2), либо длинным, имеющим промежуточный карданный вал, установленный на подвесном подшипнике (рис. 1.3).
Рис. 1.2. Короткий карданный вал
Рис. 1.3. Длинный карданный вал с подвесным подшипником
На большинстве современных автомобилей применяется переднеприводная схема установки агрегатов и узлов: двигатель расположен спереди поперек автомобиля, агрегаты и трансмиссия также расположены спереди.
В этом случае трансмиссия передает крутящий момент передним колесам, которые одновременно являются ведущими и управляемыми. В результате такого расположения агрегатов можно существенно уменьшить их массу и высоту центра тяжести. Такими же преимуществами обладают автомобили с задним расположением двигателя и агрегатов трансмиссии, передающих крутящий момент задним ведущим колесам.
1.2. Классификация автомобилей
Все автомобили характеризуются следующими параметрами:
База – расстояние между передними и задними осями колес.
Колея – расстояние между средними плоскостями колес одной оси, замеренное в плоскости дороги.
Габаритные размеры – длина, ширина и высота автомобиля, замеренные между крайними точками.
Дорожный просвет (клиренс) – высота над дорогой наиболее низко расположенной точки шасси автомобиля (ось, картер моста и т. д.).
Радиус поворота – радиус окружности, описываемый передними колесами при повороте рулевого колеса до отказа влево или вправо.
Автомобили можно классифицировать и по другим признакам:
1. По назначению: грузовые, пассажирские, грузопассажирские, специальные.
2. По степени приспособления в работе в различных дорожных условиях.
3. По общему числу колес и числу ведущих колес.
4. По числу осей.
5. По составу.
6. По типу двигателя.
7. По принадлежности.
8. По типу шасси.
Грузовые автомобили группируются по:
Грузоподъемности:
– особо малой грузоподъемности (до 1 т);
– малой грузоподъемности (1–2 т);
– средней грузоподъемности (2–5 т);
– большой грузоподъемности (свыше 5 т);
– особо большой грузоподъемности (свыше предела, установленного дорожными габаритами и весовыми ограничениями).
Виду перевозимого груза.
Типу кузова:
– самосвалы;
– бортовые;
– крытые;
– с тентом;
– бетоносмесительные;
– автоцистерны;
– автовозы;
– тягачи.
Пассажирскими автомобилями называются:
Автобусы (вместимостью свыше 8 человек), которые различаются по:
· особо малой до 5 м;
· малой от 6 до 7,5 м;
· средней 8–9,5 м;
· большой 10,5-12 м;
· особо большой (сочлененный) 16,5 м и более.
– Назначению:
· городские (внутригородские и пригородные);
· местного сообщения (для сельских перевозок);
· междугородние;
· туристические;
· микроавтобусы;
· троллейбусы;
· внедорожники.
Легковые машины (вместимостью до 8 человек), которые различаются по:
– Размеру. В США размерный класс легковых автомобилей определяется внутренним объемом пассажирского салона и багажного отделения. Кроме того, в США существует еще и так называемая классификация автомобилей по рыночной оценке. В Японии всего 3 класса легковых автомобилей: мини, малые и стандартные. В России применяется европейская классификация легковых автомобилей, в основе которых лежат габаритные размеры машин.
· Сегмент А (особо малый класс, городской автомобиль). Сюда входят малогабаритные автомобили, предназначенные в основном для эксплуатации в городских условиях. Длина таких машин не должна превышать 3,6 м, а ширина – не более 1,6 м. Типичными представителями можно считать автомобили «Smart», «Ford Ка», «Renault Tvingo», «Ока».
· Сегмент B (малый класс, супермини). Это достаточно популярный в Европе класс машин, значительная часть которых имеет кузов хэтчбэк и передний привод. Габариты автомобилей класса В: длина – 3,6–3,9 м, ширина – 1,5–1,7 м. Типичные представители: «Fiat Punto», «Opel Corsa», «Таврия».
· Сегмент С (малый средний, компактный, гольф-класс). Длина автомобиля – 3,9–4,4 м, ширина – 1,6–1,75 м. Типичные представители: «VW Golf», «Opel Astra», все «Жигули» с первой по пятнадцатую модели.
· Сегмент D (средний, семейный автомобиль). Один из наиболее динамично развивающихся классов автомобилей, представители которого все чаще соперничают с машинами класса Е. В этот класс входят автомобили длиной 4,4–4,7 м и шириной 1,7–1,8 м. Типичные представители: «VW Passat», «Audi A4», «Opel Vectra», «Волга» от ГАЗ 24 до ГАЗ 3110.
· Сегмент Е (бизнес-класс, среднеразмерный, полноразмерный автомобиль). Параметры машин Е-класса: длина – свыше 4,6 м, ширина – свыше 1,7 м. Типичные представители: «Opel Omega», «Renault Safrane», «MB E-класса», «BMW» 5-й серии.
· Сегмент F (представительский класс, полноразмерный автомобиль). Сосредоточил в себе комфортабельные мощные автомобили, потому называется также «люкс» или «представительским классом». Длина таких машин обычно свыше 4,6 м, ширина – свыше 1,7 м. Типичные представители: «BMW» седьмой серии, «Jaguar XJ8», «Mercedes-Benz S-Class», «Ford Crown Victoria», «Чайка» ГАЗ-13, ГАЗ-14, ЗИЛ-111, ЗИЛ-114, ЗИЛ-117.
Примечание
Кроме того, существует еще несколько отдельных групп автомобилей, которые не подходят ни под один из описанных выше классов. Это купе, кабриолеты, универсалы повышенной вместимости (УПВ) и внедорожники, известные также как автомобили повышенной проходимости.
– Типу кузова:
· седаны;
· универсалы;
· хэтчбэки;
· лимузины;
· пикапы;
· минивэны и т. д.
– Рабочему объему цилиндров двигателя:
· особо малый (до 1,2 л);
· малый (от 1,2 до 1,5 л);
· средний (от 1,5 до 3,5 л);
· большой (свыше 3,5 л);
· высший (не регламентируется).
1.3. Автомобильные топлива, смазочные материалы и технические жидкости
1.3.1. Автомобильные топлива
Долговечность работы двигателя зависит от многих факторов, и в значительной степени – от качества применяемого топлива. Основными автомобильными топливами являются бензины и дизельное топливо.
Бензин – это смесь углеводородов (соединение углерода и водорода), имеющих температуру кипения от 30 до 200 °C и присадок, предназначенных для улучшения эксплуатационных свойств топлива. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от искры.
Неконтролируемое самовоспламенение части бензовоздушной смеси, сопровождающееся горением взрывного характера (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15–20 до 1500–2500 м/с), называется детонацией. Ее признаками являются характерные металлические стуки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение расхода топлива, повышение дымности отработанных газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, разрушению поршневых колец, износу подшипников коленчатого вала.
Показатель стойкости бензина к детонации выражается октановым числом (ОЧ) бензина. Оно определяется в лабораторных условиях на моторной установке путем сравнения ее работы на испытуемом бензине и эталонном топливе (смеси изооктана с ОЧ=100 и гептана с ОЧ=0), детонационная стойкость которого известна. Октановое число равно содержанию изооктана в смеси с гептаном. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя является применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, т. е., к примеру, бензин АИ-95 обладает октановым числом 95.
Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов с температурой кипения 180–360 °C. В некоторые марки дизельного топлива вводятся присадки для улучшения его эксплуатационных свойств. Оно предназначено для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Дизельное топливо, впрыснутое в сжатый и нагретый в цилиндре воздух (500–700 °C), должно распылиться, частично испариться и самовоспламениться за очень короткий промежуток времени (0,002-0,003 с), который называется периодом задержки самовоспламенения.
Воспламеняемость дизельного топлива характеризуется цетановым числом, которое определяется испытанием на моторной установке. Чем оно выше, тем короче период задержки самовоспламенения. Его численное значение равно процентному содержанию цетана в смеси с метилнафталином, воспламеняемость которой эквивалентна испытуемому дизтопливу. При цетановом числе менее 40 (большом периоде задержки самовоспламенения) топливо в цилиндре успевает хорошо прогреться, поэтому воспламенение носит взрывной характер и резко повышает давление в цилиндре. Такую работу дизеля называют «жесткой», она вызывает ударные нагрузки на поршень, подшипники коленвала, приводит к их ускоренному износу. Дизельное топливо с цетановым числом выше 55, поступив в цилиндр, не успевает хорошо прогреться, поэтому давление в цилиндре нарастает равномерно, дизель работает «мягко». Однако при этом ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к неполному сгоранию топлива, падению мощности и экономичности двигателя, повышению дымности отработавших газов. Цетановое число летнего и зимнего дизельного топлива разное.
Производство топлива – это комплекс технологических процессов, осуществляемых преимущественно на крупных нефтеперерабатывающих заводах. Потребление высокооктановых бензинов (например АИ-95, АИ-98) несколько выше, чем объем их производства на нефтеперерабатывающих заводах. Это связано с низкой потребностью в этих бензинах в некоторых регионах страны, а малотоннажное производство крупным предприятиям не выгодно, поэтому высокооктановые бензины производят небольшие фирмы, которые должны обладать допуском, выданным межведомственной комиссией по испытанию топлив, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте РФ.
Эти предприятия получают бензин из компонентов, изготовленных промышленным путем на нефтеперерабатывающих заводах. Например, добавлением в АИ-92 12–15 % метил-трет-бутилового эфира получают бензин марки АИ-95, АИ-98, которые имеют вполне приемлемое качество. Используются также (в допустимых концентрациях) высокооктановые добавки – антидетонаторы.
Тем не менее встречаются недобросовестные производители, нарушающие технологию производства. В основном это заключается в изготовлении суррогатных бензинов из низкооктановых компонентов путем добавления антидетонационных присадок в концентрациях, превышающих допустимые нормы. Использование такого топлива в большинстве случаев приводит к нарушению нормальной работы двигателя и даже к выходу его из строя. Например, превышение допустимых норм железосодержащих антидетонаторов вызывает отложение токопроводящего кранного налета на свечах, распылительных отверстиях форсунок и т. д., который практически не удаляется и выводит эти элементы из строя. Зимнее дизельное топливо дороже летнего, поэтому недобросовестные производители для снижения температуры застывания добавляют зимой в летнее дизтопливо бензины или керосины. У них довольно низкое цетановое число (у керосина – 20–40, у бензина – 14–24), что приводит к жесткой работе двигателя и, соответственно, к повышению износа.
Добавление в дизтопливо некачественных депрессорных присадок, понижающих только температуру застывания и не влияющих на предельную температуру фильтруемости, вызывает забивание фильтров. Дизельное топливо получают смешением прямогонных и прошедших гидроочистку фракций в соотношении, обеспечивающем требования стандарта по содержанию серы. Для обеспечения низкотемпературных свойств зимнее и арктическое дизтопливо получают из более легких фракций, чем летнее, или проводят его депарафинизацию (извлечение парафинов).
1.3.2. Смазочные материалы
Все механизмы автомобиля требуют смазки. Несмотря на то, что нефть была известна человеку давно, она использовалась только в чистом виде. Когда нефть научились перерабатывать, из нее извлекали в основном керосин, а ценнейший остаток – мазут, составляющий 70–90 % ее массы, использовали только как топливо. Дальнейшее развитие технологии нефтепереработки позволило разделить мазут на фракции и производить из него различные масла, которые получили название минеральных.
Современные автомобильные двигатели характеризуются высокими механическими и тепловыми нагрузками и поэтому предъявляют высокие требования к качеству смазочного материала. Этого можно добиться добавлением к маслам специальных веществ, так называемых присадок, каждая из которых улучшает одно или несколько свойств масла. Так, например, противоизносные присадки снижают износ трущихся деталей, моющие уменьшают отложение налета на детали и не допускают пригорания поршневых колец и т. д. В современных маслах число вводимых присадок достигает десяти.
Все масла имеют множество показателей, которые указаны в технической характеристике. Но покупателей должны интересовать только два из них: уровень качества (подойдет ли оно к автомобилю) и вязкость (годится ли оно для предстоящего сезона и для данного климата). Ответы на эти вопросы содержатся в маркировке любого товарного сорта принятой во всем мире системы индексации моторных масел.
По зарубежным стандартам вязкость определяется и указывается по методике американского Общества автомобильных инженеров SAE. Буквы SAE на этикетке означают, что последующие цифры характеризуют вязкость масла. Буква W (winter – зима) ставится в обозначениях зимних сортов. Стандарт SAE J300 предусматривает 6 зимних классов вязкости – 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W, гарантирующих холодный пуск и достаточную прокачиваемость при температурах от -30 до 5 °C соответственно.
В наименованиях летних сортов буквы и обозначения не используются, и с повышением вязкости (при температуре, равной 100 °C) они распределяются по классам SAE в следующем порядке: 20, 30, 40, 50, 60. Для водителей, эксплуатирующих автомобиль круглый год, использовать сезонные сорта масел невыгодно. Поэтому повсеместно применяют всесезонные сорта, в маркировке вязкости которых после букв SAE сначала следует зимний показатель, затем летний. Между двумя обозначениями обычно ставят дефис или знак дроби, либо пробел. Например, SAE 15W-40, SAE 5W/50, SAE 10W 30.
Во всем мире принята квалификационная система, разработанная Американским институтом нефти API. В институте регулярно проводятся испытания моторных масел всех фирм, по их результатам присваивается индекс качества в соответствии с требованиями, предъявляемыми конструкторами автомобилей. Буквы API на этикетке предшествуют символам класса качества. Их два: шкала S, используемая в бензиновых двигателях, и шкала С, используемая в дизельных двигателях.
Уровни качества обозначаются латинскими буквами. В системе API приняты восемь классов для бензиновых двигателей (A, B, C, D, E, F, G, H) и шесть классов – для дизелей (A, B, C, D, E, F4).
Наряду с обычным минеральным маслом – продуктом прямой переработки нефти – существует масло синтетическое, полученное в результате реакции синтеза при взаимодействии различных молекул веществ животного или растительного происхождения. Масло, изготовленное на синтетической основе, как правило, на 20–30 % дороже, но обеспечивает больший пробег до очередной замены масла, а при регулярном использовании – более продолжительную жизнь двигателю.
Синтетическое масло – прекрасный смазочный материал, многие его показатели выше аналогичных показателей масел на нефтяной основе: лучшая вязкость, меньшая испаряемость, шире диапазон рабочих температур, более высокая сопротивляемость окислению. Синтетическое масло обеспечивает легкий пуск двигателя в сильные морозы и прекрасно защищает изнашивающиеся детали при больших нагрузках, позволяя экономить топливо, а также снижает расход моторного масла.
Следует заметить, что смешивать при эксплуатации синтетическое и минеральное масла нельзя, если это специально не оговаривается на этикетке. Ведущие производители масел добились такого уровня технологий, при котором можно смешивать синтетические масла с другими типами моторных масел данного производителя. Использование масла более низкого качества, например, группы Б вместо рекомендуемого Г, неизбежно приведет к снижению ресурса двигателя. По ряду причин не следует применять масла более «высоких» групп, чем рекомендовано заводом-изготовителем автомобиля.
Среди владельцев дизельных легковых автомобилей распространено ошибочное мнение, что для их моторов подходит любое дизельное масло. Такое суждение также часто поддерживается продавцами дешевых дизельных масел для большегрузных транспортных средств. Нередко желание повысить объем сбыта идет вразрез с рекомендациями по использованию таких масел.
Разница между двигателями легковых и грузовых автомобилей следующая: мотор легкового автомобиля должен быть легким и небольшим, для грузовиков это требование не имеет большого значения. Чтобы установить дизельный двигатель в легковой автомобиль, его габариты не должны превышать размеры бензинового мотора. Малый диаметр поршней и цилиндров, небольшой рабочий объем существенно ухудшают условия смесеобразования и сгорания по сравнению с большим дизелем. Чтобы получить достаточную мощность при малом размере двигателя, приходится в несколько раз увеличивать обороты. Например, для достижения номинальной мощности двухлитрового двигателя необходимо 4000–4500 об/мин, а для двенадцатилитрового двигателя – 1900–2100 об/мин. В результате повышаются механические нагрузки от инерционных сил, действующих на детали двигателя и разделяющую их масляную пленку, а время смесеобразования резко сокращается. Поэтому дизельные двигатели легковых автомобилей часто оснащают дополнительными (вихревыми) камерами сгорания. Существенный недостаток такой конструкции – образование большого количества сажи. Следовательно, вязкость масла в двигателях с вихревыми камерами повышается гораздо быстрее. К тому же в раздельных камерах сгорания частицы сажи гораздо крупнее. Это значит, что для поддержания их во взвешенном состоянии необходимо масло с более высокими диспергирующими свойствами.
В последние годы для повышения мощности на малых дизелях чаще применяется турбонаддув. Давление воздуха во впускном коллекторе за турбокомпрессором превышает атмосферное в 1,82,0 раза, в цилиндрах на протяжении всего цикла оно выше, чем снаружи. Поэтому у современных дизелей по сравнению с безнаддувным вариантом газы активнее прорываются в картер. Если к этому добавить повышенную температуру деталей поршневой группы и проблемы с охлаждением подшипника турбокомпрессора (с частотой вращения до 40 000 оборотов в минуту), то можно сказать, что условия работы масла резко ухудшаются, а это приводит к его ускоренному старению.
К малым дизелям предъявляются высокие экологические требования. Чтобы уложиться в нормативы, используют катализаторы, применяют рециркуляцию выхлопных газов, что также ужесточает условия для действия масла. Сроки замены масла на малых дизелях обычно гораздо короче, чем у дизелей большегрузных автомобилей. Если на грузовых автомобилях высококачественные масла типа Castrol Turbomax допускается заменять через 45 000 км, а синтетическое дизельное масло Castrol Suntruck – через 90 000 км, то для малых дизелей этот срок составляет в среднем 10 000-15 000 км.
Следовательно, малому дизелю требуется специальное масло. Приобретая масло для легкового автомобиля, нужно ознакомиться с маркировкой на упаковке. Крупные производители автомобильных масел обязательно указывают все классификации и спецификации, которым отвечает данный продукт. К примеру, моторные масла Castrol GTX5 Lightec имеют маркировку SAE 10W-40 API SJ/CF, ACEA A3-96, B3-96, VW 00. Из этой маркировки следует, что масло имеет класс вязкости 10W-40, класс качества по API для бензиновых SJ (введен с октября 1996 г.) и дизельных CF. Дополнительно приведена классификация ACEA (Ассоциация европейских производителей автомобилей), введенная с 1 января 1996 года. А3-96 – высший класс для бензиновых, а В3 – высший класс для дизельных двигателей. Кроме того, масло соответствует последним требованиям двигателя «Фольксваген» VW 505.00 и может применяться во всех легковых автомобилях «Мерседес-Бенц».
Сегодня на машине ездит практически каждый, но вот устройство автомобиля знакомо далеко не всем. Если Вам хочется знать, как же все-таки устроен Ваш автомобиль, то Вы определенно зашли на нужный сайт. Из этой статьи Вы сможете почерпнуть достаточную информацию, чтобы в общих чертах знать, из каких узлов и агрегатов состоит Ваша машина. В настоящее время существует огромное количество марок и моделей машин, но практически все легковые автомобили устроены одинаково.
Схема устройства автомобиля
Легковой автомобиль состоит из следующих частей:
- кузов (несущая конструкция);
- ходовая часть;
- трансмиссия;
- двигатель внутреннего сгорания (бензиновый или дизельный);
- система управления двигателем и электрооборудование.
На первый взгляд все просто, но это лишь общее устройство автомобиля. По каждому из приведенных пунктов можно написать не то чтобы статью, а целую книгу. Но мы не будем настолько углубляться и опишем лишь основные моменты, которые просто обязан знать каждый водитель независимо от стажа за рулем. Следует отметить, что банальная неосведомленность об элементарном устройстве автомобиля чревата значительными тратами на обслуживание и ремонт машины в автосервисе.
Кузов автомобиля
Кузов легкового автомобиля является несущей частью, к которой крепятся практически все узлы и агрегаты. Не многим известно, что первые автомобили не имели кузова, а все узлы крепились к раме, подобно грузовым машинам или мотоциклам. Но в гонке за снижением массы машины производители отказались от рамной конструкции, и появился современный кузов, который собственно и является своеобразной рамой.
Так как мы с Вами изучаем устройство автомобиля для начинающих, то разберем немного подробнее, из чего состоит кузов:
штампованное днище, к которому приварены всевозможные элементы усиления;
- лонжероны (передние и задние);
- крыша автомобиля;
- моторный отсек;
- прочие навесные составляющие.
Поскольку кузов является некой пространственной конструкцией, то данное разделение весьма условно, потому как все детали взаимосвязаны между собой. Лонжероны обычно являются единым целым с днищем или привариваются к нему и служат опорой для подвески. К навесным составляющим можно отнести крылья, крышку багажника, капот и двери. Задние крылья чаше привариваются к кузову, а передние могут быть съемными.
Ходовая часть
Ходовая часть состоит из множества агрегатов и узлов, при помощи которых автомобиль собственно имеет возможность передвигаться. Ну и поскольку данная статья описывает так сказать устройство автомобиля для чайников, то познакомимся с таким обширным понятием, как «ходовая часть», поближе. Основные составляющие практически любой ходовой части:
подвеска (передняя и задняя);
- ведущие мосты;
- колеса.
На большинстве современных легковых автомобилей устанавливается передняя независимая подвеска типа MacPherson (МакФерсон). Такой тип подвески позволяет значительно улучшить управляемость автомобиля и комфорт. В независимой подвеске каждое колесо крепится к кузову при помощи собственно крепежной системы. Зависимая подвеска уже давно устарела, но все же присутствует на многих автомобилях. Задняя зависимая подвеска может представлять собой жесткую балку или ведущий мост, в случае с заднеприводным автомобилем.
Трансмиссия
Следующим пунктом в нашем описании устройства автомобиля для начинающих будет трансмиссия, основным предназначением которой является передача крутящего момента с вала двигателя на колеса машины. Трансмиссия состоит из следующих узлов:
сцепление;
- коробка переключения передач (КПП);
- ведущий мост (мосты);
- шарниры равных угловых скоростей или карданная передача.
Сцепление автомобиля предназначено для соединения вала двигателя с валом коробки передач и призвано обеспечить плавную передачу крутящего момента. Коробка переключения передач необходима для изменения передаточного числа и снижения нагрузки на двигатель автомобиля. Ведущий мост монтируется в корпусе коробки передач (передний привод) или служит задней балкой (задний привод). Карданная передача или ШРУСы соединяют КПП с ведущим мостом или непосредственно с колесами машины.
Двигатель
Предназначение двигателя, наверное, известно всем, поэтому в нашем руководстве по устройству автомобиля для чайников мы не будем столь подробно описывать данный агрегат. Основное предназначение двигателя - преобразование тепловой энергии сгоревшего топлива в энергию механическую, которая передается на колеса автомобиля через трансмиссию.
Электрооборудование
Электрооборудование автомобиля включает в себя следующие основные узлы:
аккумуляторная батарея (АКБ);
- генератор переменного тока;
- электропроводка;
- система управления двигателем;
- потребители электроэнергии.
Аккумуляторная батарея является постоянным возобновляемым источником энергии и предназначена для запуска двигателя. В случае если двигатель не запущен, АКБ питает электроэнергией все потребители автомобиля. Генератор служит для поддержания в борт-сети постоянного напряжения и подзарядки АКБ. Электропроводка представляет собой множество проводов, которые образуют бортовую сеть автомобиля, соединяющую между собой все источники и потребители электроэнергии. Система управления двигателем состоит из электронного блока управления (ЭБУ) и всевозможных датчиков. Потребителями являются фары, задние фонари, система зажигания и пуска двигателя, стеклоочистители, электростеклоподъемники и прочее.
Как видите, автомобиль состоит из огромного количества частей, узлов и агрегатов, но при детальном рассмотрении все намного проще, чем кажется на первый взгляд. Стоит отметить, что это лишь обобщенный обзор устройства легкового автомобиля, с помощью которого просто невозможно охватить описание особенностей устройства конкретных марок и моделей.