Устройство автомобиля

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Автомобильное дело»

по теме:

«Устройство автомобиля»

Содержание

 

Введение

1. Общее устройство автомобиля

2. Устройство автомобиля на примере автомобилей ВАЗ 2108, 2109

Заключение

Литература

Введение

 

«Автомобиль – не роскошь, а средство передвижения». В наше время каждый третий россиянин уже имеет автомобиль. В целях грамотной и безопасной езды необходимо знать общие принципы устройства автомобиля.

Изнутри автомобиль можно разбить на следующие составляющие: двигатель, система подачи топлива, система зажигания, коробка переключения передач, ходовая часть, рулевое управление, тормозной механизм и прочее электрооборудование.

1. Общее устройство автомобиля

 

Сравнивая автомобиль с живым организмом, мы можем сказать, что двигатель это его сердце. Как сердце, перегоняя кровь по венам и артериям, поддерживает жизнь организма, так и двигатель машины дает жизненную энергию всем системам и агрегатам: генератору, рулевому управлению с гидроусилителем, тормозной системе и т.д.

Рассмотрим несколько типовых разновидностей двигателя выпускаемых в настоящее время для легковых автомобилей. Все они являются двигателями внутреннего сгорания.

В двигателях, работающих на бензине, во внутреннюю закрытую камеру, называемую цилиндром, впрыскивается определенное количество топлива, которое воспламененное искрой свечи зажигания, мгновенно взрывается. В момент взрыва происходит расширение газов, в связи с чем значительно возрастает давление внутри цилиндра, под воздействием которого выталкивается, находящийся там поршень, что заставляет двигатель, а вместе с ним и колеса авто, провернуться. Эти взрывы происходят все быстрее, отчего автомобиль начинает разгоняться. Скорость вращения вала двигателя настолько высока, что может достигать 100 оборотов в секунду и выше. Частоту работы двигателя показывает стрелка тахометра, который находится на приборной панели.

В двигателях, работающих на дизеле, топливо самовоспламеняется. Давление в цилиндрах этих двигателей, по сравнению с «бензиновыми», в 2 - 2,5 раза выше, в связи с чем они выигрывают с последними в мощности. При этом про дизельные двигатели нельзя сказать, что они высокоскоростные, в этом они сильно уступают бензиновым. Как правило «лихачи» пользующиеся автомобилями на дизельных двигателях и «истязающие» машину высокими скоростями, через года-два оказываются перед фактом того, что двигатель следует менять. Правда, в последнее время, появились дизельные двигатели с более скоростными качествами.

Если сложить объемы всех цилиндров двигателя, то мы получим его рабочий объем. Количество цилиндров у легковых автомобилей варьируется от 2-ух, как у «Оки», до 12-ти, как у BMV 760, встречаются автомобили и с большим кол-вом цилиндров, например Bugatty, их у него 16. В связи с тем, что размер цилиндра строго ограничен, увеличение рабочего объема двигателя, а соответственно и мощности автомобиля достигается путем увеличения количества этих самых цилиндров. Количество свечей зажигания указывает на количество цилиндров двигателя. Одна свеча – один цилиндр. Самые распространенные – это четырех и шестицилиндровые двигатели. Каждый цилиндр имеет впускные (впрыскивается топливная смесь) и выпускные (выводятся отработанные газы) клапаны. Клапанов может быть как по 2 (впускной и выпускной), так и более. Чем большее количество клапанов у цилиндра тем лучше показатели по отработке топлива, что немаловажно не только для работы самого двигателя, с точки зрения его КПД, но и для таких показателей как уменьшение выделения в атмосферу вредных примесей, что немаловажно при прохождении техосмотра. Если редкие 2-ух и 3-х цилиндровые двигатели не рассматривать, то пальму первенства по экономичности можно отдать 4-х цилиндровым моторам.

Одной из главных характеристик двигателя является его мощность. В России и ближнем зарубежье она измеряется в лошадиных силах (л.с.), в дальнем зарубежье – в киловаттах (кВт). Мощность двигателя зависит от:

·  рабочего объема (чем больше объем – тем мощней двигатель);

·  количества клапанов, приходящихся на один цилиндр;

·  дополнительные факторы: расположение клапанов, материал изготовления внутренних деталей, наличие или отсутствие турбин и т.д.

Работая, двигатель не всегда достигает максимальной мощности. Двигатели, работающие на бензиновом топливе подходят к этому порогу на высоких оборотах – 5500-6000 об/мин. У вышеуказанных двигателей ничем внешне не отличающиеся аккумуляторные батареи (АКБ) могут иметь разную емкость и максимальную силу тока. Естественно, что самыми лучшими будут те модели АКБ, у которых эти показатели будут выше. Еще одним важным моментом можно считать способность АКБ при низких температурах сохранять свой заряд с минимальными потерями. В среднем АКБ имеет 3-х летний срок службы.

Главным посредником между двигателем и колесами является коробка переключения передач (КПП). Усилия, развиваемые двигателем, посредством КПП, в нужном количестве передаются колесам. При ее отсутствии, колеса, напрямую соединенные с двигателем, разогнались бы не более чем до 10 км/ч.

Медленнее всего колеса вращаются на первой передаче, при этом им передается наибольшая мощность, которой вполне достаточно для того, чтобы автомобиль тронулся с места или преодолел крутой подъем. Последняя передача – на легковой машине она может быть от третьей до шестой – обладает самой маленькой мощностью, но способна разогнать автомобиль до его максимальной скорости. Но, если шестеренки коробки все время вращаются вместе с валом двигателя, переключение передач невозможно. Для периодического разъединения и обратного соединения двигателя и КПП, существует сцепление. На автомобилях с механической коробкой передач сцепление включается и выключается при помощи крайней левой педали под ногами водителя. У автоматических КПП сцепление работает автоматически, а его педаль отсутствует. Механической называется КПП, передачи которой водитель переключает вручную. Автоматической коробке передач нужно лишь задать направление движения, остальное она делает сама.

У переднеприводных автомобилей КПП соединена с передними колесами при помощи вращающихся приводов. Такое устройство наиболее простое. У заднеприводных машин между коробкой и задними колесами расположено еще несколько промежуточных вращающихся соединений. Полноприводные автомобили, двигатель которых может передавать усилия на все четыре колеса, оснащены дополнительной раздаточной коробкой. Она при помощи ручного управления или автоматически соединяет КПП то с двумя, то с четырьмя колесами.

Топливо, воспламеняясь, вызывает сильный нагрев двигателя. Если бы он не охлаждался, то это могло бы привезти к критической ситуации. За поддержание в двигателе рабочей температуры отвечает система охлаждения. Она бывает чаще всего жидкостной или реже воздушной. Жидкостная система состоит из специальных емкостей, часть которых находится внутри двигателя, соединительных трубок, радиатора, снабженного вентилятором для охлаждения жидкости, насоса, приводящего жидкость в движение, и устройства, регулирующего работу всей этой системы. В бачок для охлаждающей жидкости заливается в тосол (в отечественные двигатели) или антифриз (в импортные). В системе циркулирует количество охладителя, в 3-4 раза превышающее рабочий объем самого двигателя. Когда мотор работает, специальный насос прокачивает охлаждающую жидкость через двигатель, где она забирает тепло, и затем через радиатор, где она охлаждается. Этот цикл повторяется вновь и вновь. Чтобы мотор не перегревался, нужно всегда поддерживать должный уровень тосола или антифриза, доливая его по необходимости в бачок до указанной отметки. Уровень охладителя желательно проверять каждый день при холодном двигателе.

Воздушная система охлаждения на автомобилях встречается значительно реже. Принцип ее работы заключается в обдуве цилиндров воздухом.

Двигатель не может работать без топлива. Поступает оно в двигатель порционно – дозируемое приспособлениями, объединенными в систему подачи топлива.

У любого автомобиля есть хотя бы одна емкость для топлива, называемая топливным баком, в который заливается бензин, солярка или сжиженный газ, в зависимости от того на каком топливе ездит машина.

В нижней части бака есть место, от которого к мотору проходит топливопровод, соединяющий топливный бак и топливный насос, который и обеспечивает плавное течение из бака. Так как бензин или солярка, как правило, имеют различные разнородные примеси для исключения их попадания в систему подачи топлива, часто между баком и топливным насосом устанавливают фильтры.

Топливные насосы бывают механические и электрические.

Механические используют для машин с карбюраторными двигателями. На автомобили оборудованные электронным впрыском устанавливают электрические насосы.

Топливо, пройдя через насос, попадает в устройство, в котором готовится топливная смесь: испарения бензина смешиваются с воздухом, который втягивается через воздушный фильтр, либо нагнетается турбиной. Вот эта смесь и поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает.

От того какого вида это устройство стоит в автомобиле, он (автомобиль) будет относится к карбюраторному, инжекторному или оборудованному моновпрыском.

Карбюратор – это устройство, которое дозирует бензин, исходя из законов механики.

Сейчас карбюраторы можно встретить на отечественных автомобилях. старых иномарках и редких (не российских) внедорожниках.

Моновпрыск и инжектор регулируются электроникой. Моновпрыск как и карбюратор подает топливную смесь в единую для всех цилиндров трубу – коллектор.

Инжектор, именуемый так же распределенным впрыском, производит топливную подачу в каждый цилиндр отдельно, при этом отслеживая с помощью электроники работу каждого цилиндра.

В связи с этим он работает более стабильно и выдает больше мощности.

Система зажигания присутствует только в бензиновых двигателях. Смысл этой системы в том, чтобы в нужное время поджигать топливную смесь в цилиндрах для равномерной работы двигателя.

Взрыв сжатых паров топливной смеси внутри двигателя происходит в момент образования искры на конце свечи при подаче к ней тока. Это происходит следующим образом: ток низкого напряжения (12 вольт) от аккумулятора и генератора поступает на катушку зажигания, преобразующую его в ток высокого напряжения, который передается в трамблер (распределитель зажигания), ответственный за равномерную поочередную подачу тока на свечи зажигания, вкрученные в цилиндры двигателя.

Если система неисправна, возможны неполадки при запуске и работе двигателя: он может не заводиться, неравномерно работать (машина в это время будет дергаться), либо внезапно глохнуть. В таком состоянии может не работать некоторое количество цилиндров, что приводит к падению оборотов и мощности. И это не все неприятности, которые могут произойти с неисправной системой зажигания в двигателе.

К ходовой части относятся колеса с креплениями и все узлы, которые связывают их с кузовом, либо рамой автомобиля, а так же с коробкой передач, подвесками и приводами колес.

Подвески состоят из амортизаторов, совмещенных с пружинами; рычагов; стабилизаторов и их креплений. Задача амортизаторов – гасить колебания машины на неровностях. Они бывают: гидравлическими (масляными), пневматическими (газовыми) и комбинированными. Пневматические – жесткие, подходящие для спортивной скоростной езды по хорошему и ровному дорожному покрытию. Ставятся предпочтительно на спортивные модели. Гидравлические – мягкие, устанавливаются на большую часть машин. Комбинированные говорят сами за себя – нечто среднее между двумя вышеперечисленными.

Исправность амортизаторов проверяется путем нажатия на корпус автомобиля вниз с разных его сторон. Хорошие амортизаторы сразу, без раскачки, приводят автомобиль в прежнее положение, если же после толчка руками машина продолжает раскачиваться более двух раз в каждую сторону – амортизаторы с этой стороны пора менять.

Стабильность во время движения колесам обеспечивают рычаги и стабилизаторы. Их трущиеся элементы и шарниры со временем изнашиваются и требуют замены. Можно узнать об этом по появившемуся скрипу, стуку и скрежету, когда будете проезжать по неровной поверхности. Опоры амортизаторов, при разрушении, также начинают характерно стучать, как бы ударяя по кузову.

Важно следить за тем, как расположены колеса по отношению к кузову и относительно друг друга.

Их правильная геометрия выставляется при настройке углов схождения и развала колес (сход-развал). Если геометрия смещена, машину начнет тянуть в сторону, она будет труднее управляться, резина на колесах станет изнашиваться неравномерно, что приведет к ее кривизне. Сход-развал необходимо делать каждый раз после ремонта передней подвески или рулевого управления.

К повышенному износу ходовой приводит сильный дисбаланс колес, так как даже новое колесо не может быть идеальным – одна из его сторон перевешивает другую на несколько десятков грамм, так что можно увидеть, если колеса изношены или стоят из разных комплектов. От этого, при вращении, колесо начинает колебаться, передавая биение на подвеску, руль, кузов, что очень плохо влияет на автомобиль.

Первый признак дисбаланса – частые ритмичные колебания руля во время езды по гладкой дороге со скоростью 80-90 км/ч. При балансировке колес к ним крепят маленькие свинцовые грузики, которые уравновешивают стороны при вращении, что устраняет биение и связанные с ним неприятности.

Без электричества ничего в машине работать не будет. Его источниками в автомобиле являются аккумуляторная батарея (АКБ) и генератор, преобразующий энергию вращения двигателя в электрический ток. Именно электричество заводит двигатель, поддерживает его работу, позволяет видеть в темноте, рассказывает другим участникам движения о намерениях водителя, создает комфорт в салоне. Поэтому источники автомобильного электричества можно назвать вторым сердцем машины. На состояние генератора и аккумулятора надо постоянно обращать внимание, особенно зимой, иначе в неподходящий момент автомобиль может отказаться работать.

Генератор соединен с двигателем при помощи специального закольцованного ремня. Этот ремень всегда должен быть правильно натянут. Степень натяжения проверяется сильным нажимом пальцев на ремень – нормальная глубина его прогиба составляет около 0,5 см. Со временем, по мере износа, ремень заменяется.

К разным машинам подходят разные аккумуляторные батареи. Но внешне одинаковые аккумуляторы отличаются емкостью и максимальной силой тока. Наилучшими будут те модели АКБ, у которых эти показатели выше. Другой важный фактор – способность аккумулятора сохранять с минимальными потерями свой заряд при низких температурах, например, зимой. С этой стороны разные батареи проявляют себя по-разному. Может отличаться и скорость их перезарядки от генератора. В любом случае, с возрастом АКБ все ее достоинства постепенно снижаются. Средний срок службы аккумуляторов – 3 года.

Прочее автомобильное оборудование включает в себя внешнее и внутреннее освещение, устройства подачи звуковых сигналов, стеклоочистители, обогреватели, кондиционер, бортовую электронику – словом, все, что потребляет электричество.

Рулевое управление устроено очень просто. Вращая руль, через подвижное соединение перемещается вправо-влево механизм рулевой рейки. От нее идут две металлические тяги, прикрепленные к передним колесам.

Нередко рулевое управление оборудовано гидроусилителем руля (ГУР). В гидроусилителе циркулирует специальная жидкость, которую накачивает помпа, работающая от двигателя и соединенная с ним ремнем, подобно генератору. За уровнем этой жидкости надо следить так же, как и за уровнем жидкостей в других бачках, например, охлаждающей.

Тормозная система является одной из самых важных составляющих автомобиля. Принцип ее работы состоит в следующем: когда водитель нажимает на педаль тормоза, то задействует гидроусилитель тормозов, в котором находится специальная тормозная жидкость, устойчивая к очень высоким температурам.

Жидкость под очень большим давлением прижимает тормозные колодки к томозным дискам или барабанам на колесах. Из-за высокого трения между ними машина замедляет свое движение.

Как правило система гидроусиления тормозов имеет два независимых контура, состоящих из алюминиевых или латунных трубок, герметично соединенных между собой, заполненных тормозной жидкостью. Контуры расположены по диагонали: переднее правое – заднее левое и переднее левое – заднее правое колеса. Если один из контуров разгерметизируется (в связи с механическимили иным повреждением), второй сможет обеспечить равномерное, хоть и менее эффективное торможение. Но для избегания такого рода неприятностей, следует при диагностике автомобиля проверять состояние тормозных шлангов, а так же самостоятельно следить за уровнем тормозной жидкости в бачке под капотом.

Тормоза бывают дисковыми и барабанными. В дисковых вращающийся металлический диск зажимается между двумя колодками. Они обеспечивают более резкое торможение, но за счет того, что внешне они ничем не защищены, при попадании между колодками и тормозным диском посторонних веществ эффективность работы тормозов может ухудшиться. Ко всему прочему, из-за большого трения дисковые колодки быстро изнашиваются. В барабанных тормозах колодки находятся внутри металлического барабана и принимаются к нему, расходясь в стороны. Эффективность барабанных тормозов несколько ниже по сравнению с дисковыми, но они закрыты от внешних воздействий, поэтому ими часто оборудованы внедорожники. Срок службы барабанных колодок в два-три раза дольше.

От качества тормозных колодок зависит не только быстрота торможения. Плохие накладки издают неприятные и резкие звуки, они быстрее стираются, при этом с них сыплется тормозная пыль, забивающая расположенные рядом механизмы. Иногда, не выдерживая нагрузок, они лопаются и крошатся.

В следующем разделе будет рассмотрено устройство самого популярного российского автомобиля.