|
|
Механизмы и агрегаты автомобиля
На рисунке изображена упрощенная компоновка основных частей,
используемых в автомобиле. Компоновка этого автомобиля, на
основе микроавтобуса, достаточно простая.
Эта конструкция выбрана в качестве примера для того, чтобы
легко можно было изучить расположение и назначение основных
компонентов. После изучения этой базовой конструкции можно
будет перейти к подробному рассмотрению деталей более
сложных систем.
Колеса
Большинство легковых автомобилей имеют четыре колеса,
оснащенных полыми резиновыми шинами, заполненными воздухом
под давлением, достаточным для того, чтобы нести на себе вес
нагруженного автомобиля. Шины обеспечивают сцепление с
дорогой и поглощают удары, вызываемые небольшими
неровностями дороги. Более сильные удары поглощаются
пружинами подвески, которые позволяют колесам перемещаться
по вертикали относительно положения автомобиля.
Передний мост
Этот агрегат поддерживает переднюю часть автомобиля и также
используется для управления. На рисунке передний мост
закреплен на листовых рессорах и образует гибкую систему
подвески, необходимую для поглощения толчков от дороги.
Каждое колесо удерживается на поворотной цапфе и может
поворачиваться до крайнего положения при помощи поворотного
шкворня. Две поворотных цапфы соединяются друг с другом при
помощи рулевых тяг, которые соединены друг с другом с
помощью рычагов и соединены также с рулевым механизмом,
соединенным с рулевым колесом автомобиля.
На большинстве современных автомобилей цельный (неразрезной)
мост заменяется системой подвески, позволяющей каждому
колесу подниматься и опускаться при помощи своей собственной
пружины, не влияя на другое переднее колесо. Такая
конструкция называется независимой, передней подвеской.
Задний мост
Он служит для крепления колес и несет на себе вес задней
части автомобиля. Изображенный на рисунке мост является
трубчатым и внутри него проходят две полуоси, по одной с
каждой стороны, служащих для привода ведущих колес.
В центре задний мост имеет утолщение, представляющее собой
картер главной передачи. В нем находится пара шестерен,
повернутых к оси привода под углом 90°, которые уменьшают
скорость вращения до такой, которая соответствует размеру
ведущих колес.
Когда автомобиль выполняет поворот, внутреннее и внешнее
задние колеса движутся с различной угловой скоростью. Если
бы оба ведущих колеса поворачивали, будучи жестко
закрепленными, тот факт, что внешнее колесо проходит при
повороте большее расстояние, привел бы к проскальзыванию
одного или обоих колес на дороге. Помимо того, что это
привело бы к ускоренному износу шин, это затруднило бы
управление автомобилем в любых ситуациях, кроме
прямолинейного движения. Эти проблемы решаются при помощи
механизма, называемого дифференциалом. Расположенное в
непосредственной близости с шестернями главной передачи,
этот механизм обеспечивает вращение каждого из ведущих колес
с угловой скоростью, соответствующей выполняемому повороту;
кроме того, оно обеспечивает передачу равного ведущего
усилия к каждому ведущему колесу, независимо от скорости
вращения этого колеса.
В качестве альтернативы, картер главной передачи и
дифференциала может крепиться к раме автомобиля и каждое из
ведущих колес может иметь независимую подвеску. В такой
независимой задней подвеске применяются короткие ведущие
валы с карданным шарниром на каждом конце, для передачи
усилия привода от дифференциала к колесам.
Силовой агрегат
Обычно источником мощности является двигатель внутреннего
сгорания. Наиболее распространенными являются двигатели,
работающие на бензине, но если автомобиль используется
интенсивно, экономия топлива может быть достигнута путем
применения дизеля. Экономичность дизельного двигателя в
таком случае перекрывает более высокие начальные затраты и
несколько меньшую по сравнению с бензиновым двигателем
выходную мощность.
Трансмиссия
Под трансмиссией подразумевается вся система передачи
мощности между двигателем и приводными колесами.
Однако, в некоторых странах под термином «трансмиссия»
подразумевают коробку передач, то есть агрегат, в котором по
желанию водителя или автоматически производится выбор
передачи.
Коробка передач
Она состоит из нескольких наборов шестерен, служащих для
увеличения крутящего момента двигателя до того усилия,
которое необходимо приложить к колесам, чтобы преодолеть
сопротивление, препятствующее движению автомобиля. Коробка
передач обеспечивает также поддержание оборотов коленчатого
вала двигателя, необходимых для движения автомобиля. Кроме
того, она обеспечивает нейтральную передачу, на которой
двигатель может работать, не приводя автомобиль в движение,
а также передачу заднего хода, чтобы автомобиль мог
двигаться назад.
Системы автоматических коробок передач избавляют водителя от
выполнения работы по выбору передачи, оставляя за ним выбор
направления движения и режима, необходимого для данных
условий движения. Такая система позволяет автомобилю плавно
разгоняться и останавливаться, для чего водителю не
приходится делать ничего, кроме нажатия на педаль подачи
топлива или тормозную педаль.
Сцепление
Передачи в механической коробке передач могут переключаться.
Для этого водитель должен переместить рычаг
переключения передач, в результате чего происходит
зацепление или расцепление пары шестерен. Это действие
должно производиться тогда, когда шестерни не находятся под
нагрузкой, что и достигается посредством применения
сцепления. Оно позволяет водителю отсоединять двигатель от
коробки передач.
Внезапное подключение передачи от двигателя к трансмиссии
может привести к внезапному толчку и, как следствие,
появлению поломок. Сцепление предназначено для того, чтобы
избежать этого; оно позволяет водителю постепенно разогнать
автомобиль из неподвижного положения. Оно также позволяет
временно отсоединять двигатель от ведущих колес, когда такую
необходимость диктуют условия движения.
Карданный вал
Это длинный трубчатый вал, который соединяет коробку передач
с главной передачей. Обычно используется вал открытого типа,
то есть он находится снаружи.
Карданные шарниры
Они располагаются на каждом конце карданного вала,
обеспечивая передачу усилия под различными углами. Это
позволяет заднему мосту перемещаться относительно двигателя
и коробки передач.
Даже если главная передача крепится к раме и колеса имеют
независимую подвеску, карданный вал все равно оснащается
карданными шарнирами. Это обеспечивает гибкость структуры
рамы, которая необходима при движении автомобиля по неровной
поверхности.
Рама
Для крепления деталей автомобиля необходимо нечто, на что
они могли бы крепиться. На легких грузовиках используется
прямоугольная стальная рама, состоящая из двух длинных
боковых балок, соединенных друг с другом поперечными
балками. Собранный автомобиль без кузова называется шасси, а
сама рама называется рамой шасси.
Конструкция кузова
Цельная конструкция кузова имеет значительно меньший вес,
чем конструкция с отдельной рамой, и потому она обычно
используется в автомобилях. При этом применяется специально
упрочненный кузов, который может нести на себе вес различных
агрегатов и выдерживать напряжения, возникающие во время
эксплуатации автомобиля.
Тормоза
Согласно законам, автомобили должны оснащаться надежной
тормозной системой; она обычно состоит из тормозных
механизмов, устанавливаемых на каждом колесе, и тормозного
привода.
Имеются два типа тормозных механизмов: обычно передние и
задние колеса оснащены дисковыми и барабанными тормозными
механизмами, соответственно.
Дисковый тормозной механизм состоит из тормозного диска,
который прикреплен к ступице колеса и вращается вместе с
ней. Фиксированный суппорт тормоза, крепящийся на мосту,
предотвращает вращение расположенных с каждой стороны
фрикционных накладок вместе с колесом, когда накладки
прижимаются к диску при нажатии на тормозную педаль тормоза.
Торможение происходит благодаря преобразованию энергии
движения (кинетической энергии) в тепловую энергию, таким
образом, контакт диска с воздухом является важным условием
хорошей работы тормозного механизма такого типа.
Барабанный тормозной механизм представляет собой
систему, которая использовалась в течение многих лет и в
настоящее время широко применяется для задних колес,
благодаря тому, что вместе с ней может использоваться
стояночная тормозная система («ручной тормоз»), которая
удерживает автомобиль неподвижно во время его стоянки. В
тормозных механизмах этого типа имеются две тормозные
колодки, которые имеют покрытие из фрикционного материала и
крепятся к опорной плите, установленной на мосту. Колодки
располагаются внутри тормозного барабана, который прикреплен
к вращающейся ступице. Торможение барабана происходит при
перемещении колодок к наружной стороне, благодаря
перемещению поршня в гидравлическом цилиндре.
В легковых автомобилях для приведения в действие тормозных
механизмов используется гидравлическая система, а установка
вакуумного усилителя между тормозной педалью и
гидравлической системой позволяет увеличить прикладываемое к
тормозным механизмам усилие, что позволяет уменьшить силу, с
которой водитель должен давить на тормозную педаль.
назад
>> |
|
