Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей
Несмотря на то что в автошколах немало внимания уделяется вопросам технического устройства автомобиля, полученных знаний хватает далеко не всем новичкам. Данная книга призвана восполнить этот пробел. Она поможет вам в короткие сроки разобраться в том, что представляет собой современный автомобиль, из каких узлов и агрегатов он состоит, почему при наличии определенных неисправностей машину нельзя эксплуатировать и т. д. Легкий и доступный стиль изложения и большое количество цветных иллюстраций способствуют быстрому усвоению предлагаемого материала даже теми, кто до настоящего момента никогда не имел дела с автомобилем. Книга рекомендована журналом «Автомир» и интернет-порталом www.avtotut.ru.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
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):
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).
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.
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. 1.4.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).
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).
Джип — все более популярный тип кузова: вытянутый вверх хетчбэк (рис. 1.8).
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
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.
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.
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
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.
Название: Общее устройство автомобиля и двигателя Раздел: Рефераты по транспорту Тип: реферат Добавлен 02:45:36 28 июля 2010 Похожие работы Просмотров: 6528 Комментариев: 20 Оценило: 12 человек Средний балл: 4.2 Оценка: 4 Скачать
На тему: Общее устройство автомобиля. Общее устройство двигателя
Общее устройство автомобиля
Автомобиль как самоходный экипаж для безрельсовых дорог имеет ог-ромное значение в жизни страны. Автомобильный транспорт в возрастающей степени переключает на себя многообразные перевозки с железнодорожного транспорта.
Современному автомобилю предшествует длительный путь зарождения и развития. Идея самодвижущегося экипажа появилась не одно столетие тому назад и развитие этого устройства шло в направлении совершенствования его. Первоначальным этапом в зарождении современного автомобиля является разработка различных самоходных устройств, двигавшихся при помощи мус-кульной силы. Затем стали появляться тепловые двигатели (паровые, внут-реннего сгорания), заменившие мускульную силу. Более подходящим оказал-ся двигатель внутреннего сгорания, давший толчок для создания остальных частей автомобиля.
Вместе с совершенствованием автомобиля развивалось и его производ-ство. Строились автомобильные и агрегатные заводы.
Развитие отечественной автомобильной техники подчинено решению задачи полного удовлетворения потребностей в различных автомобильных перевозках.
Особенностью отечественного автомобилестроения является построение различных модификаций на базе основных моделей, что облегчает эксплуата-цию и ремонт автомобилей.
В табл. 1 приведены основные характеристики современных отечест-венных автомобилей.
Все автомобили разделяются на транспортные и специальные. Группа транспортных автомобилей составляется из грузовых и пассажирских, к спе-циальным относятся автокраны, автопогрузчики, пожарные, уборочные, подъемники, буровые и др.
Грузовые автомобили разделяются на бортовые и специализированные; первые имеют платформу с бортами, а вторые вместо платформы оборудованы специальным кузовом для перевозки промышленных товаров, строительных материалов, продуктов питания, жидкости и др.
Грузовые автомобили различаются по грузоподъемности (тоннажу) на: легкие — Ючен (1000 кГ), малые — 10—24 кн (1000—2400 кГ), средние — 25—50 кн (2500—5000 кГ), тяжелые — 60—120 кн (6000— 12000 к Г) и сверхтяжелые более 150 кн (15000 кГ).
Пассажирские автомобили разделяются на две основные разновидно-сти: автобусы и легковые.
Признаками различия автобусов являются назначение и емкость. По назначению автобусы делятся на городские, междугородные и туристские; по емкости городские бывают малые—для перевозки до 25 пассажиров, средние — до 60 пассажиров (около половины мест для сидения) и большие — до 100 пассажиров и более (около Ч3 мест для сидения); для туристов используют средние и малые городские автобусы; междугородные автобусы имеют сред-нюю вместимость. Междугородные и туристские автобусы отличаются повы-шенной комфортабельностью.
Легковые автомобили различаются по рабочему объему двигателя (литражу): микролитражные —до 0,8; малолитражные — среднелит-ражные (среднего класса) — и большого литража (высшего класса) —
Разновидностями легковых автомобилей являются санитарные, скорой медицинской помощи, с грузовыми отделениями и др., отличающиеся кузо-вами определенного назначения.
Современный автомобиль относится к сложным машинам. Количество деталей автомобиля измеряется тысячами. Тем не менее у большинства ав-томобилей принципы устройства и действия их элементов, а также общая схема одинаковы. Поэтому для облегчения изучения устройства автомобиля можно воспользоваться некоторым условным упрощением как в соответст-вующих схемах всего автомобиля, так и его элементов.
При очень большом типаже подвижного состава автомобильного транс-порта основные массовые перевозки являются грузовыми и пассажирскими; первые выполняются преимущественно бортовыми моделями, а вторые — ав-тобусами городского типа.
Так как из перечисленного выше подвижного состава основными яв-ляются грузовые автомобили Г’АЗ-53, ЗИЛ-130, МАЗ-500 и легковой ГАЗ-24, автобус ЛиАЗ-677, то на их базе целесообразно строить изучение устройства автомобиля.
За основу изучения устройства автомобиля принимается наиболее рас-пространенный тип транспортного автомобиля — двухосный, с задними ве-дущими колесами и передним расположением двигателя.
При всем разнообразии автомобилей и составляющих их элементов каждый автомобиль можно условно разделить на три основные части: двига-тель, шасси, кузов с кабиной.
Двигатель преобразует тепловую энергию, выделяющуюся в процессе сгорания топлива, в механическую, затрачиваемую на передвижение автомо-биля.
Шасси обеспечивает передачу мощности двигателя ведущим колесам, преобразовывает вращательное движение, получаемое от двигателя, в посту-пательное движение всего автомобиля, осуществляет взаимодействие с доро-гой и обеспечивает управление автомобилем.
В кузове располагаются пассажиры или грузы.
В свою очередь основные части автомобиля также состоят из отдельных элементов.
На рис. 1 изображена упрощенная схема автомобиля в плане. Двигатель 1 представляет собой компактный агрегат по сравнению с шасси и кузовом, состоящий из цилиндров с кривошипно-шатунными механизмами, распределительных механизмов, систем питания, зажигания, охлаждения, смазки.
Шасси, являясь основой построения автомобиля, состоит из агрегатов, расположенных в различных местах автомобиля и разделяющихся на три группы: силовую передачу, ходовую часть и органы управления.
При помощи силовой передачи мощность двигателя подводится к ведущим колесам; она состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей.
Сцепление 6 предназначено для временного отсоединения коробки передач 7 от двигателя на момент переключения передач ( с последующим плавным соединением с двигателем). Коробка передач в основном служит для увеличения крутящего момента, получаемого от двигателя путем включения одной из комбинаций имеющихся в ней шестерен; при этом соответственно изменяется скорость движения•. Вместе с тем коробка передач служит и для осуществления заднего хода. Двигатель, сцепление и коробка передач выполняются в одном блоке, называемом силовым блоком.
Расположенное за коробкой передач карданное устройство (шарниры 8 и вал 10) служит для передачи усилия от коробки передач, закрепленной с двигателем на раме, к главной передаче 13, находящейся в заднем мосту, который может перемещаться относительно рамы при деформации упругого звена между мостом и рамой. Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач заднему мосту под переменным углом и при изменяющемся расстоянии между ними.
В главной передаче происходит дальнейшее после коробки передач увеличение крутящего момента и передача движения под прямым углом от карданного вала к приводным валам (полуосям) 12 колес. Вместе с главной передачей расположен дифференциал, позволяющий получать в случае необходимости (обычно на поворотах) разную скорость колес. Полуоси находятся в картере 14 ведущего (заднего) моста, и наружные концы их соединены в ведущими колесами 11.
Ходовая часть автомобиля состоит из элементов, непосредственно опирающихся на дорогу, задних и передних колес 5 с шинами, а также картера заднего моста, передней оси 2, подвески (на схеме — рессоры 3), обеспечивающей упругое соединение заднего моста и передней оси с рамой 9; рама является основой для соединения частей автомобиля в одно целое и относится к ходовой части. Упругая подвеска и шины позволяют смягчать толчки и удары, воспринимаемые колесами от неровностей дороги.
К органам управления относятся тормозная и рулевая системы. Тормоз-ная система состоит из тормозов 4, расположенных на колесах, и привода к ним; она служит для снижения скорости, остановки π удержания автомобиля на месте.
Общее устройство двигателя
Карбюраторный четырехтактный двигатель
Автомобильный двигатель относится к тепловым машинам, в которых тепловая энергия сжигаемого топлива превращается в механическую работу; топливо (обычно жидкое) вводится непосредственно в рабочие цилиндры и там сжигается. Выделяющееся тепло преобразуется в механическую работу; такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания. Механиче-ская работа, отдаваемая двигателем, расходуется на преодоление сопротивле-ний движению автомобиля.
Автомобильные двигатели разделяются на две группы в зависимости от способа воспламенения топлива; в более распространенных карбюраторны двигателях воспламенение сжатой смеси осуществляется электрической искрой, а в дизельных двигателях топливо воспламеняется в среде сжатого воздуха, имеющего высокую температуру.
Каждая группа двигателей в свою очередь делится на два вида но типу рабочего процесса: двухтактные и четырехтактные; широко при меняются последние.
На рис. 3 показана простейшая схема карбюраторного четырехтактного двигателя и основные его положения. В вертикально расположенном цилиндре 1 двигается вниз и вверх поршень 5, шарнирно соединенный при помощи пальца 6 с верхней головкой шатуна 7. Нижняя головка последнего охватывает шейку 8 коленчатого вала 10, опорами которого являются подшипники 11, закрепленные в картере 12. Шейки вала, лежащие в опорах, называют коренными шейками коленчатого вала; щеку 9 колена вала с шатунной и коренной шейками называют кривошипом. Для управления впуском смеси топлива с воздухом и выпуском отрабатывающих газов служат клапаны впускной 2 и выпускной 4.
Для воспламенения смеси топлива с воздухом в цилиндре карбюраторного двигателя используется электрическая свеча 3, ввернутая в головку цилиндра; между электродами свечи в необходимый момент проскакивает искра.
Сочетание деталей «цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал» обеспечивает преобразование прямолинейного, возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала (поршень действует на шатун, а шатун — на коленчатый вал). Поршень движется в пределах от крайнего верхнего положения (верхняя мертвая точка — в. м. т.) до крайнего нижнего положения (нижняя мертвая точка — н. м. т.); в этих положениях шатун и кривошип располагаются на одной вертикали, и поршень на момент останавливается, меняя направление своего движения. Расстояние между крайними положениями поршня называется ходом поршня; по величине он равен двум радиусам кривошипа. Каждому ходу поршня соответствует половина оборота кривошипа.
В процессе движения поршня объем цилиндра над поршнем непрерывно изменяется в пределах от минимального (при верхнем положении поршня — объем камеры сжатия Vc ) до максимального (при нижнем положении поршня — полный объем. Разница между этими объемами, равная объемуописываемому поршнем за один ход,
называется рабочим объемом, а отношение объема над поршнем при его нижнем положении к объему над поршнем в его верхнем положении называется степенью сжатия:
На рис. 4 и 5 изображены схемы одноцилиндрового карбюраторного четырехтактного двигателя в разрезе с нижними и верхними клапанами.
Рабочий процесс карбюраторного четырехтактного двигателя
Основной задачей рабочего процесса двигателя является наиболее эффективное сжигание вводимого в цилиндр топлива, которым обычно служит бензин. Смесь паров бензина с необходимым для сгорания количеством воздуха называется горючей смесью, она приготовляется В специальном устройстве, называемом карбюратором.
В начале первого хода поршня открывается впускной клапан (точка на графике, изображенном на рис. 6, а) и за счет разрежения над опускающимся поршнем в цилиндр засасывается из карбюратора свежая горючая смесь. Цилиндр наполняется смесью до момента прихода поршня в нижнее положение, после чего впускной клапан закрывается (точка а). Таким образом, поршень совершает свой первый ход, называемый тактом всасывания (впуска); при этом кривошип делает первую половину оборота, повернувшись на угол 3,14 рад (180°). В процессе всасывания выпускной клапан закрыт. Такт впуска протекает при давлении в цилиндре (прямая fa на графике работы) около 0,08 Мн/м 2 (0,8 кГ/см 2 ). К концу впуска смесь нагревается на С от горячих стенок цилиндра и оставшихся газов. За-
полнение смесью составляет 0,75 — 0,85 от объема цилиндра над поршнем, когда он находится в нижнем положении.
При втором ходе поршня и закрытых клапанах совершается второй такт — сжатие горючей смеси; кривошип при этом поворачивается от 3,14 до 6,28 рад (от 180 до 360°) — вторая половина оборота. К концу сжатия объем смеси сокращается в 6—8 раз с повышением давления до 0,8 — 1,2 Мн/м 2 (8 — 12 кГ/см 2 ) (кривая ас); температура смеси при этом поднимается до 450 500°.
Перечисленные такты составляют непрерывно повторяющийся четырехтактный цикл двигателя; работа совершается только на протяжении третьего хода, поэтому он и называется рабочим; три остальные хода являются вспомогательными и на их совершение тратится часть работы, полученной при третьем ходе поршня (табл. 2). График работы, изображенный на рис. 6, а, является теоретическим. Наличие ряда дополнительных условий в работе двигателя, а также стремление обеспечить лучшее наполнение цилиндра рабочей смесью, достичь более полного сгорания горючей смеси и очищения цилиндра от газов заставляют несколько сдвигать границы этих процессов.
В результате все переходы между отдельными участками графика закругляются и действительный график работы принимает вид, изображенный на рис. 6, б.
На грузовых автомобилях среднего и большого тоннажа устанавливают дизели, использующие тяжелые сорта топлива. Эти дизели значительно отличаются от рассмотренного выше двигателя, использующего легкие сорта топлив. Работа дизелей, также как и работа карбюраторных двигателей, основана на сгорании топлива внутри цилиндра. Много общего есть и в основных частях двигателей, за исключением приборов приготовления горючей смеси (топливной аппаратуры) и некоторых других частей.
Для карбюраторного двигателя смесь приготовляется вне его цилиндра и подается на протяжении целого хода поршня заранее подготовленной. В дизеле же смесь образуется в цилиндре, где и сгорает, а для хорошего перемешивания впрыскиваемого за короткий
промежуток времени топлива со сжатым воздухом необходимо определенное время, которого не хватает особенно на больших оборотах. Поэтому у современных дизелей максимальное число оборотов в минуту меньше, чем у карбюраторных.
Весь процесс работы при четырехтактном цикле совершается за четыре хода поршня и два оборота коленчатого вала; рабочий ход имеет место только через два оборота вала. Поэтому при наличии только одного цилиндра для получения необходимой мощности требуется увеличение размеров поршня, цилиндра и других деталей, что приводит к необходимости уменьшения оборотов вследствие трудности преодоления больших сил инерции возвратно-поступательно движущихся деталей. Одноцилиндровый двигатель получается тяжелым и тихоходным.
Двигатель автомобильного тина достаточной мощности, малого веса и небольших размеров получится, если увеличить количество цилиндров и повысить число оборотов коленчатого вала в минуту. При увеличенном количестве цилиндров за два оборота совершается несколько рабочих ходов; правильным чередованием этих ходов можно улучшить равномерность вращения вала, а сокращением времени совершения рабочего хода можно дополнительно повысить мощность за счет повышения числа оборотов вала в единицу времени.
Современные автомобильные двигатели чаще всего состоят из четырех, шести или восьми цилиндров.
Двигатель состоит из кривошипного и распределительного механизмов и систем охлаждения, смазки, питания и зажигания (только в карбюраторных двигателях).
1. Яковлев Н. А. Автомобили (устройство). Учеб. пособие для вузов. М., «Высшая школа», 1991. 336 с. с илл.
. Разница между этими объемами, равная объему
описываемому поршнем за один ход,
С от горячих стенок цилиндра и оставшихся газов. За-
