Можно дать такое определение автомобилю: это механическое устройство, которое освобождает скрытую энергию бензина и, управляя освобожденной энергией, использует ее для вращения колес. Бензиновое топливо по очереди впрыскивается в каждый из цилиндров двигателя (рисунок выше), и там оно сгорает. Освобождающаяся при сгорании энергия двигает поршень цилиндра. Поршень идет вниз цилиндра как кулак, когда мы просовываем руку в рукав, и через коленчатый вал при помощи механизма сцепления передает, энергию в коробку передач.
После коробки передач энергия вращательного движения переходит на ведущий вал. Он вращается вместе с механизмом дифференциала. А дифференциал не только передает энергию ведущим колесным осям, установленным перпендикулярно ведущему валу, но и позволяет левому и правому колесу вращаться с разной скоростью, если это необходимо. Например, когда автомобиль движется на повороте.
Цикл работы двигателя внутреннего сгорания
Во время впуска топлива поршень идет вниз и в цилиндр втягивается смесь паров бензина и воздуха. Затем поршень поднимается - смесь сжимается. На свече зажигания появляется искра - топливная смесь воспламеняется, сгорает, - и высвободившаяся при сгорании энергия заставляет поршень идти вниз. В последнем, четвертом такте движения поршень снова поднимается и выталкивает отработавшие газы через выпускной клапан.
Образование горючей смеси
Схема зажигания
Акселератор помогает карбюратору приготовить нужное в данный момент количество топливной смеси, которая состоит из паров бензина и воздуха. Затем эта смесь втягивается в цилиндры и там воспламеняется при помощи свеч зажигания
Механизм управления двумя неодинаковыми движениями
Для того чтобы автомобиль мог плавно двигаться на поворотах, его колеса на внешней стороне колеи должны двигаться быстрее и проходить большее расстояние, чем колеса на внутренней стороне колеи. Такое возможно благодаря наличию в автомобиле механизма, который называется дифференциалом. Он представляет собой хитрый набор механических передач с зубчатыми колесами и шестеренками, которые соединяют ведущий вал с осями задних колес так, что каждое колесо может вращаться с нужной ему скоростью.
Большинство выпускников автошкол обладают теоретическими знаниями об автомобиле. Но за несколько месяцев обучения невозможно узнать все необходимое. В этом материале мы рассмотрим автомобиль как комплекс , что будет полезно и новичкам, и опытным водителям, немного подзабывшим теоретическую часть.
Основные узлы и системы автомобиля
Машина представляет собой системную конструкцию, состоящую из множества подсистем. Тремя основными узлами автомобиля являются двигатель, шасси и кузов . Рассмотрим принцип работы каждого из них.
Двигатель
Механическим сердцем любого автомобиля является . Именно в нем тепловая энергия, которую отдает топливо, изменяется в механическую энергию . Благодаря этому, вал двигателя крутится и приводит в движение непосредственно автомобиль.
Часть кузова, в котором находится двигатель, именуется моторным отсеком . Расположение его может быть разным. Чаще всего двигатель размещен в передней части, но иногда его ставят сзади (как, например, в Porsche, ЗАЗ, Fiat-500 и т.д.).
Существует несколько видов двигателей (подробнее о каждом буде рассказано ниже):
ДВС или двигатель внутреннего сгорания;
Электродвигатель;
Гибрид (двигатели, работающие на совокупности нескольких типов энергии).
Шасси
Шасси
– это совокупность устройств, которая передает энергию от двигателя к колесам. Без этой системы автомобиль не придет в движение. В составе шасси находится ходовая часть авто, система управления и трансмиссия.
Трансмиссия передает крутящийся момент вала от двигателя к ведущим колесам. В её систему входят коробки переключения передач, карданные передачи и дифференциалы, полуоси, шарниры угловых скоростей, главная передача, сцепление и карданный вал
.
В систему управлением автомобиля входят следующие подсистемы:
Система рулевого управления, необходимая для изменения направления движения авто;
Тормозная система, которая используется для замедления машины, её остановки, а так же удержания в недвижимом состоянии при стоянке.
Ходовая часть автомобиля объединяет колеса, и устройства крепления к кузовной части . В неё входят задний и передний мост, рама, подвески и колеса. По внешнему виду ходовка напоминает тележку.
Кузов
К нему крепятся все системы и узлы. От его состояния зависит безопасность и комфорт вождения, обтекаемость автомобиля и его внешний вид. В кузове располагаются водитель, пассажиры и различные грузы. Кузов стандартных «легковушек» состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника. Кстати, большая часть стоимости автомобиля - это кузов, т.к. он представляет сложное изделие, требующее затрат металла и сверхпрочного пластика.
Конструкций кузова в наши дни предостаточно. Все зависит от фантазии автомобильных дизайнеров и потребительских ожиданий клиентов.
Виды двигателей
В современных авто существуют три основных вида двигателей. Рассмотрим каждый из них.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)
. Этот тип двигателя является наиболее популярным. Он преобразует энергию горящего топлива из химической энергии в механическую. К тому же, в зависимости от вида заправки и работы существует несколько подвидов ДВС.
Роторно-поршневой двигатель.
Поршневой двигатель.
Газовый двигатель.
Бензиновый двигатель.
Дизельный двигатель.
Электродвигатель. Из-за электрического типа двигателей такие машины называют электромобилями. Вместо топлива используются топливные элементы с электрической энергией или аккумуляторные батареи. Главный недостаток электромобиля – малая емкость топливного запаса .
Гибридная установка.
Она объединяет в себе ДВС и электрический двигатель с помощью генератора.
Виды автомобильных коробок передач
Автомобильная предназначена для передачи мощности от двигателя к колесам. Различают несколько типов коробок передач.
Механическая коробка. Старый, но хорошо зарекомендовавший себя вид коробок . Им пользуются те, кто хочет ощутить всю мощь своего автомобиля. Недостатком такой коробки является низкий КПД из-за сопротивления трансмиссионного масла и трения шестерен.
Автоматическая коробка. Переключение основных ступеней скоростей проходит в автоматическом режиме, а для заднего хода или начала движения требуется водительская команда. Из-за присутствия в коробке планетарных механизмов, «автомат» имеет низкий КПД .
Роботизированная коробка передач основана на МККП, но управляется автоматически. Такая коробка может подстраиваться под тип вождения. Минусы у «робота» такие же, как у "механики", но плюсов больше. Из-за применения двух валов удалось повысить надежность коробки, к тому же поднять КПД, уменьшив размеры КПП.
Вариатор
– новинка в мире КПП. К сожалению, такую коробку пока невозможно применить на тяжелых машинах, она остается привилегией малолитражек. В её плюсы можно вписать простоту, плавность, высокий КПД
.
Особенности тормозной системы автомобиля
Тормозная система необходима для управления скоростью автомобиля, его остановки, а так же удержания на месте. 
Для этих функций в машине установлены три вида тормозных систем:
Рабочая тормозная система. Используется для управления скоростью и остановки автомобиля.
Запасная тормозная система. Нужна при отказе основной тормозной системы, выполняет те же функции, что и рабочая.
Стоячая тормозная система. Она удерживает неподвижный автомобиль на месте.
Принцип работы тормозной системы
таков. Во время нажатия на тормозную педаль, нагрузка идет к усилителю, создающему усилие на главном тормозном цилиндре. Его поршень нагнетает жидкость к колесным цилиндрам через трубопроводы, в тормозном приводе так же увеличивается давление жидкости. Поршни колесных цилиндров подталкивают колодки к дискам.
При дальнейшем нажатии на тормозную педаль срабатывают тормозные механизмы за счет давления жидкости. Колеса замедляются, и в точках контакта шин с дорогой появляется тормозная сила. Чем сильнее давление на педаль, тем быстрее останавливаются колеса. 
Когда тормозная педаль отпущена, она перемещается в исходное положение с помощью возвратной пружины. Подобные пружинные элементы отводят тормозные колодки от дисков. В начальное положение возвращается поршень главного тормозного цилиндра. Тормозная жидкость уходит по трубам в главный тормозной цилиндр и давление в системе падает.
Особенности автомобильного сцепления
Главным назначением сцепления является плавное присоединение маховика двигателя к коробке передач во время переключения КПП или во время движения с места. Проще говоря, сцепление выключает крутящийся момент. Например, во время резкого торможения на включенной скорости именно сцепление убережет трансмиссию от лишней нагрузки
и возможного ремонта.
Видов сцепления множество, каждый из них зависит от системы и набора деталей, от среды и т.д. Например, по количеству ведомых дисков сцепления делятся на однодисковые и многодисковые. От среды зависит, будет ли сцепление сухим или «влажным»
. Будет ли сцепление механическим, гидравлическим, электрическим, а может и вовсе, комбинированным – на это влияет система привода. От способа нажатия на прижимной диск различают сцепления с центральной диафрагмой и круговым расположением пружин.
Но состав сцепления обычно одинаковый. В него входят педаль сцепления, нажимной диск и диск сцепления, выжимной подшипник и его вилка привода, а так же система привода. Принцип работы сцепления можно объяснить на самом популярном его виде – однодисковом сухом сцеплении. В обычном положении во время езды нажимной диск прилегает к диску сцепления и, благодаря нажимным пружинам, прижимает его к маховику.
Первичный вал входит в шлицевую муфту , тем самым получая крутящий момент от диска сцепления. При нажатии водителем на педаль, выступает система привода, выжимной подшипник нажимает на пружины, рабочая поверхность нажимного диска отходит от диска сцепления. Он высвобождается, заставляя первичный вал коробки остановиться, хотя двигатель продолжает работу.
Материал из Энциклопедия журнала "За рулем"
Несмотря на огромное многообразие типов и моделей современных автомобилей, конструкция каждого из них состоит из набора агрегатов, узлов и механизмов, наличие которых позволяет называть транспортное средство «автомобилем». К основным конструктивным блокам относятся:
- двигатель;
- движитель;
- трансмиссия;
- системы управления автомобилем;
- несущая система;
- подвеска несущей системы;
- кузов (кабина).
Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Механическая энергия получается за счет преобразования в двигателе другого вида энергии (энергии сгорающего топлива, электроэнергии, энергии предварительно сжатого воздуха и т. п.). Источник немеханической энергии, как правило, находится непосредственно на автомобиле и время от времени пополняется.
В зависимости от вида использованной энергии и процесса ее преобразования в механическую на автомобиле могут применяться:
- двигатели, использующие энергию сгорающего топлива (поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовая турбина, паровой двигатель, роторно-поршневой двигатель Ванкеля, двигатель внешнего сгорания Стирлинга и т. п.);
- двигатели, использующие электроэнергию, - электродвигатели;
- двигатели, использующие энергию предварительно сжатого воздуха;
- двигатели, использующие энергию предварительно раскрученного маховика, - маховичные двигатели.
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве источника энергии жидкое топливо нефтяного происхождения (бензин, дизельное топливо) или горючий газ.
К системе «двигатель» относят также подсистемы хранения и подачи топлива и удаления продуктов сгорания (системы выпуска).
Движитель автомобиля обеспечивает связь автомобиля с внешней средой, позволяет ему «отталкиваться» от опорной поверхности (дороги) и преобразует энергию двигателя в энергию поступательного движения автомобиля. Основной тип движителя автомобиля - колесо. Иногда в автомобилях применяются комбинированные движители: для автомобилей высокой проходимости колесно-гусеничные движители (рис. 1.11), для автомобилей–амфибий колесный (при движении по дороге) и водометный (на плаву) движители.
Трансмиссия (силовая передача) автомобиля передает энергию от двигателя к движителю и преобразует ее в удобную для использования в движителе форму. Трансмиссии могут быть:
- механические (передается механическая энергия);
- электрические (механическая энергия двигателя преобразуется в электрическую, передается к движителю по проводам и там снова преобразуется в механическую);
- гидрообъемная (вращение коленчатого вала двигателя преобразуется насосом в энергию потока жидкости, передающейся по трубопроводам к колесу, и там, посредством гидромотора, снова преобразуется во вращение);
- комбинированные (электромеханические, гидромеханические).
Механическая трансмиссия классического автомобиля
Наибольшее распространение на современных автомобилях получили механическая и гидромеханическая трансмиссии. Механическая трансмиссия состоит из фрикционной муфты (сцепления), преобразователя крутящего момента, главной передачи, дифференциала, карданных передач, полуосей.
Сцепление - муфта, дающая возможность кратковременно разъединить и плавно соединить двигатель и связанные с ним механизмы трансмиссии.
Преобразователем крутящего момента является механизм, позволяющий ступенчато или бесступенчато изменять крутящий момент двигателя и направление вращения валов трансмиссии (для движения задним ходом). При ступенчатом изменении момента данный механизм называется коробкой передач , при бесступенчатом - вариатором .
Главная передача - зубчатый редуктор с коническими и (или) цилиндрическими шестернями, повышающий крутящий момент, передаваемый от двигателя к колесам.
Дифференциал - механизм, распределяющий крутящий момент между ведущими колесами и позволяющий вращаться им с разными угловыми скоростями (при движении на поворотах или по неровной дороге).
Карданные передачи представляют собой валы с шарнирами, связывающие между собой агрегаты трансмиссии и колес. Они позволяют передавать крутящий момент между указанными механизмами, валы которых расположены не соосно и (или) изменяют при движении взаимное расположение друг относительно друга. Количество карданных передач зависит от конструкции трансмиссии.
Гидромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо сцепления устанавливается гидродинамическое устройство (гидромуфта или гидротрансформатор), выполняющее как функции сцепления, так и функции бесступенчатого вариатора. Как правило, это устройство размещается в одном корпусе с механической коробкой передач.
Электрические трансмиссии применяются сравнительно редко (например, на тяжелых карьерных самосвалах, на внедорожных автомобилях) и включают в себя: генератор на двигателе, провода и систему электроуправления, электромоторы на колесах (электрические мотор-колеса).
При жестком соединении двигателя, сцепления и коробки передач (вариатора) данная конструкция называется силовым агрегатом .
В ряде случаев на автомобиле могут быть установлены несколько двигателей различных типов (например, двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель), связанных друг с другом трансмиссией. Такая конструкция называется гибридной силовой установкой .
Системы управления автомобилем включают в себя:
- рулевое управление ;
- тормозную систему ;
- управление прочими системами автомобиля (двигателем, трансмиссией, температурой в кабине и т. д.).
Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля, как правило, за счет поворота управляемых колес.
[Тормозная система]] служит для уменьшения скорости движения автомобиля вплоть до полной остановки и надежного удержания его на месте.
Несущая система в виде лонжеронной рамы
Несущий кузов
Несущая система автомобиля служит для крепления на ней всех прочих узлов, агрегатов и систем автомобиля. Она может выполняться в виде плоской рамы или объемного
В наше время автомобиль уже не является роскошью. Практически каждый человек может позволить себе . Но зачастую очень мало людей знакомы с устройством автомобиля, хотя каждому водителю очень важно знать о том из каких основных частей, узлов и агрегатов состоит транспортное средство. В первую очередь это необходимо когда происходит какая-то поломка автомобиля, благодаря тому что владелец хотя бы в общих чертах знаком с конструкцией машины, он может определить где же именно случилась неисправность. Существует огромное количество самых различных марок и моделей машин, но в своём большинстве все легковые автомобили имеют одинаковую конструкцию. Разберём устройство легкового автомобиля.
Легковой автомобиль состоит из 5 основных частей:
Кузов
Кузов — та часть автомобиля на которую крепятся все остальные составляющие. Стоит отметить, что когда только появились автомобили, они не имели кузова. Все узлы крепились к раме, из-за чего автомобиль становился достаточно тяжёлым. Чтобы снизить вес производители отказались от рамы, и заменили её .
Кузов состоит из четырёх основных частей:
- передний лонжерон
- задний лонжерон
- моторный отсек
- крыша автомобиля
- навесные составляющие
Надо заметить, что такое разделение деталей достаточно условно, потому что все детали взаимосвязаны друг с другом и образуют одну конструкцию. Опорой для подвески являются лонжероны, которые привариваются к днищу. Двери, крышка багажника, капот и крылья относятся больше к навесным составляющим. Также надо отметить и задние крылья, которые присваиваются непосредственно к кузову, а вот передние бывают съёмными (всё зависит от производителя).
Ходовая часть
Ходовая часть состоит из огромного количества самых разнообразных узлов и агрегатов, благодаря которым автомобиль и имеет возможность передвигаться. Основными составляющими ходовой части являются:
- передняя подвеска
- задняя подвеска
- колёса
- ведущие мосты
Чаще всего на современные автомобили производители устанавливают переднюю независимую подвеску, т.к. она обеспечивает наилучшее управление, а также что не мало важно — комфорт. В независимой подвеске все крепятся к кузову с помощью собственной крепёжной системы, за счёт чего обеспечивается прекрасное управление автомобилем.
Нельзя забывать и про уже устаревшую, но всё равно присутствующую во многих автомобилях зависимую подвеску. Задняя зависимая подвеска в основном представляет собой жёсткую балку или ведущий мост, если конечно рассматривать автомобиль с задним приводом.
Трансмиссия
Трансмиссия автомобиля
— это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Из составляющих трансмиссии можно выделить три основных узла:
- или просто КПП (механические, роботизированные, автоматические или вариаторные)
- ведущий мост или мосты (в зависимости от производителя)
- шарнир равных угловых скоростей или, если выразится проще, карданная передача
Для того чтобы обеспечить плавную передачу крутящего момента на автомобиле установлено сцепление, благодаря которому происходит соединение вала двигателя с валом коробки передач. Сама коробка переключения передача нужна для того чтобы изменять передаточное число, а также уменьшать нагрузку на сам двигатель. Карданная передача необходима чтобы соединять коробку переключения передач непосредственно с колёсами или с ведущим мостом. А сам ведущий мост монтируется в корпусе коробки передач, если у машины передний привод. Если у автомобиля задний привод то ведущий мост служит задней балкой.
Двигатель
Двигатель — это сердце машины, которое состоит из большого количества различных частей.
Основное назначение – это преобразование тепловой энергии сгорающего топлива в механическую энергию, которая с помощью трансмиссии передаётся на колёса.
Система управления двигателем и электрооборудование
К основным элементам электрооборудования автомобиля относятся:
- электропроводка
(АКБ) предназначена главным образом для запуска самого двигателя автомобиля. АКБ является постоянным возобновляемым источником энергии. Если двигатель не запущен, то именно благодаря АКБ осуществляется работа всех устройств, работающих за счёт электроэнергии.
Генератор нужен для того чтобы происходила постоянная подзарядка АКБ, а также для поддержания постоянного напряжения в борт–сети.
Система управления двигателем состоит из всевозможных датчиков и электронного блока управления, который сокращённо называется ЭБУ.
Потребителями электроэнергии о которых говорилось чуть выше являются:
- задние фонари
- электроподъёмники стекол
- а также другие электронные устройства
Нельзя забыть и о электропроводке, которая состоит из большого количества проводов. Эти провода и составляют бортовую сеть всего автомобиля, которая соединяет воедино все источники, а также потребители электроэнергии.
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.