Что такое основные узлы двигателя

Какие есть основные узлы в автомобиле

Из каких важных блоков состоит автомобиль, их назначение, роль в работе машины? Это вопросы, возникающие у новичков, недавно севших за руль, столкнувшихся с необходимостью изучения его устройства. Вопросов много, они сложны, но интересны. Попробуем дать краткие, но исчерпывающие ответы.

Ежедневно жители города, даже небольшого, сталкиваются с потоком транспорта. Обыватели, далёкие от самостоятельных поездок на машине, не задумываются об её устройстве.

Им кажется, что автомобили (от легкового до автобуса) сделаны по одному принципу, состоят из сходных модулей. Начиная приобретать первый опыт вождения, человек осознаёт, что все они разные.

Система питания двигателей внутреннего сгорания.

Как известно, двигатель внутреннего сгорания работает на тепловой энергии. Тепловую энергию можно получить множеством способов, один из таких способов это сжигание природного топлива (бензина, дизтоплива, керосина и т.п.) в камере сгорания двигателя. Бензин — это продукт нефтеперегонки, наиболее легкая фракция нефти, получаемая с помощью технологии гидрокрекинга. Дизтопливо (в народе называемое соляркой) более тяжелый продукт перегонки нефти. Двигатель внутреннего сгорания обычно сориентирован на определенный тип топлива — либо бензин, либо дизтопливо. Но существуют и такие типы двигателей, которые могут использовать в качестве теплоносителя разные виды топлива, обычно такие двигатели применяются на военной технике. Для использования такого топлива в двигателях внутреннего сгорания необходима система подачи, система питания. Система питания служит для подачи топлива в камеру сгорания (дизель) или приготовления рабочей смеси в не камере сгорания (бензиновые двигателя), обычно инжекторная система или карбюраторная система. В дизелях система питания очень сложна и работа ее заключается в подаче под высоким давлением распыленного топлива в камеру сгорания, где в дальнейшем происходит его полное (в теории) сгорание с выделением теплоты. Инжекторная система — это система внешнего смесеобразования, образование рабочей смеси происходит вне камеры сгорания, обычно во впускном коллекторе. В настоящее время все чаще стали использоваться системы с прямым впуском, работа такой системы очень схожа с системой питания дизелей, но алгоритм ее работы кардинально отличается от дизельной. Карбюраторное смесеобразование — наиболее устаревший вид смесеобразования и, как правило, в настоящее время редко используется, однако в грузовых автомобилях такой тип системы питания продолжают использовать.

Информационно-аналитическое издание ТЕХНОmagazine

Взаимоотношения машин и узлов, их составляющих, меняются. Это очень сильно отражается на производстве и эксплуатации современной техники. Раньше большинство строительно-дорожных машин получалось путем навески или прицепки соответствующего оборудования к тракторам и автомобилям. Базовые шасси изготовлялись крупносерийно и массово, что понижало их цену, повышало качество, упрощало эксплуатацию. Максимально положительный экономический эффект мог быть получен и получался в условиях крупного планового хозяйства (СССР, СЭВ).

Такие шасси имели большую долю оригинальных узлов и деталей. Узлы создавались для конкретной модели автомобиля, трактора. Изменение конструкции изделия требовало новых оригинальных узлов и деталей. Чем меньше новых деталей, тем легче было провести «модернизацию» машины и практически невозможно создать новую. Такое положение тормозило и обновление, и создание новых образцов техники. Составные части машин были в подчиненном положении, что мешало их развитию.

Противоречие между частями и целым машины стало разрешаться путем выделения частей в самостоятельные продукты, товары. Довольно рано это произошло с электрооборудованием, затем стало обретать самостоятельность производство моторов. Сложный и дорогой узел — двигатель — заставил разработчиков конечных изделий приспосабливаться к нему в большой степени. Необходимость при создании новой машины проектировать новый двигатель и осваивать его производство получила альтернативу — подобрать другой готовый мотор, подходящий по технико-экономическим характеристикам. Строительно-дорожная отрасль со сравнительно малосерийной продукцией стала активной в использовании все большего числа покупных комплектующих изделий. Сейчас уже кроме двигателей часто покупаются трансмиссии, гидравлика, электроника. Фактически бóльшая часть строительной машины является покупной. Раньше бóльшую часть стоимости составляло базовое шасси, сейчас —комплектующие узлы и детали.

В результате все больше составных частей строительных машин становятся самостоятельным товаром и их можно купить. Продажа комплектующих изделий влечет за собой выработку различных правил, связанных с габаритными и присоединительными размерами деталей и узлов, с входными и выходными параметрами, потребительскими характеристиками. Часть этих правил находит отражение в национальных и международных стандартах, например, экологические требования к двигателям.

Многие из правил предлагают и диктуют лидеры рынка, например, требования к маслам для гидравлики, присоединительные размеры. При этом имеет место конкурентная борьба. Комплектующие изделия, отвечающие складывающимся правилам, легче находят своих потребителей, делают их более устойчивыми на рынке. Стандартизация способствует укреплению самостоятельности производства комплектующих изделий.

Запасные части машин — детали и узлы — можно назвать комплектующими этих машин. Они могут быть самостоятельным товаром, то есть изготавливаться на других предприятиях, конкурировать между собой. Естественно, производство запасных частей на других предприятиях должно производиться на законной основе. То есть не должны нарушаться авторские права там, где они есть; производитель должен представлять товар под своей маркой; потребитель должен получать информацию о товаре, предусмотренную законом. У так называемого серого рынка два пути. Первый и основной — легализация производства на основе действующих законов. Второй — прекращение незаконного производства. Третий — продолжение незаконной деятельности — не предлагается, хотя он тоже имеет место. Самое распространенное нарушение на рынке запасных частей — продажа товара неизвестного происхождения под именем известного производителя

Сейчас фирмам — изготовителям машин приходится бороться за рынок запасных частей для своей продукции. Они также должны действовать на законной основе. Одними из эффективных средств борьбы за рынок являются сервисно-сбытовая сеть, выполнение гарантийных обязательств и реальная конкурентоспособность фирменных деталей и узлов.

Запасные части — рыночный товар, и изготовителям машин приходится с этим считаться. Раньше узлы и детали, составляющие машину, рассматривались как естественная собственность завода-изготовителя, разработчика и владельца технической документации. В рыночных условиях права производителей на конструкции машин, их составных частей защищаются авторскими правами, оформленными патентами. Патенты нужно оплачивать, срок их действия ограничен. Срок действия патентов ограничивается специально для стимулирования прогресса. Права разработчиков защищены на территории тех стран, где произведено патентование. Патентуют обычно там, где продают или собираются продавать товар.

Если у изготовителя нет действующих патентов на какое-либо изделие, он не может запретить производство этого или подобного продукта другим лицам. Производство деталей и узлов разрешается не принадлежностью их к какой-либо машине, а определяется правом интеллектуальной собственности, оформленной патентами.

Возможность выбирать оптимальные комплектующие изделия открыла отечественным разработчикам строительно-дорожных машин большие возможности по созданию новой техники. Семейство фронтальных колесных погрузчиков ПК-30, ПК-46, ПК-65 Челябинского тракторного завода; экскаваторы ивановского завода Кранэкс; компакторы РЭМ-25 из Рыбинска и практически все новые машины все больше содержат покупных конкурентоспособных узлов. Таким образом, развитие рынка комплектующих изделий стимулирует создание новых машин.

Российским феноменом можно считать сборку машин известных моделей из комплектующих, продаваемых на рынке, на других предприятиях. Например, УРБ-170 в Еманжелинске, ОМТЗ-700А в Омске. Лицензии на производство эти предприятия не покупали. Комплектующие изделия покупаются на рынке. Часть из них изготавливается самостоятельно. Новые производители продолжили поставку на рынок моделей машин, снятых с производства на других предприятиях.

Бурное развитие китайского строительно-дорожного машиностроения стало возможным во многом благодаря освоению производства именно базовых комплектующих изделий: двигателей, трансмиссий.

Автор: ТЕХНОmagazine
Поделиться

Краткий обзор важных систем и агрегатов устройства авто

Итак, согласно схеме общего устройства машины, она работает следующим образом.

Благодаря кузову все узлы устройства собраны вместе. Системы работают синхронно и слаженно. За запуск двигателя отвечает аккумулятор. Последний выдает искру, из-за которой воспламеняется бензин в камере сгорания. Детонация запускает движение поршней в моторе. Двигатель, с помощью трансмиссии (если максимально просто, это сила, которая крутит колеса) передает энергию на колеса. За плавность и исправность хода отвечает ходовка. Машина едет или останавливается. Эти процессы контролируются педалями «газ» и «тормоз». В автомобилях с механической коробкой передач есть еще педаль «сцепление» (об этом чуть ниже). Чтобы работали все лампочки и датчики, а также исправно функционировал бортовой компьютер, генератор вырабатывает ток.

Водитель, сидя за рулем в комфортабельном салоне, не видит и не ощущает всю сложность технического устройства автомобиля. Он лишь поворачивает ключ в замке, переключает рычаг коробки, давит педали, крутит руль, да жмет кнопочки на панели. Ну, и контролирует уровень топлива в баке. Сказка, да и только!

Однако, все же, если он хочет понимать устройство автомобиля, хотя бы на уровне «для начинающих», должен разбираться еще в некоторых механизмах.

• Важным элементом схемы и устройства автомобиля является движок (или мотор). Они бывают внутреннего сгорания (на бензине или газе) и электрические. Первые подразделяются еще на десяток подвидов, но мы туда углубляться не станем.

• Не менее значимой частью управления считается тормозная система. Она бывает стояночная (чтобы фиксировать авто на неровной поверхности) и рабочая (предназначена для временной или полной остановки, а также для снижения скорости движения);

• Коробка передач. Речь идет о знакомых каждому водителю терминах «механика» или «автомат», если грамотно – МКПП и АКПП. Еще бывает роботизированная коробка (некий микс первых двух), но она не получила широкого распространения. Автоматом управлять проще, поскольку он сам контролирует скорость и нагрузку на машину, в такой машине нет педали сцепления. В случае же с механикой, водитель, с помощью последнего, самостоятельно переключает скорости, следя за нагрузкой на авто.

Что такое сцепление? Как работает данный элемент устройства? Вы когда-нибудь задумывались, почему, когда мы заводим тачку, она сразу не едет. Почему при заведенном двигателе она стоит на месте, пока мы не переключим скорость и не нажмем на педаль газа (тормоза и сцепления, потом газа при МКПП)? Сейчас попробуем объяснить:

1. Силовой агрегат (движок) авто оснащен маховиком и коленвалом. На самом деле, там внутри сложная система шестеренок, валов и зубьев, но чтобы углубиться в детали этой конструкции, нужно обладать хотя бы минимальным запасом специальных знаний. А потому, мы стараемся объяснять проще.
2. Со стороны маховика к мотору прикреплена коробка передач со сцеплением.
3. Завод автомобиля происходит на «нейтралке» (нейтральная передача), при которой зубья коленчатого вала выведены из зацепления. Другими словами, вал коробки вращается вхолостую, крутящая сила, пока, не передается на колеса.
4. Чтобы начать двигаться, нужно выжать сцепление. Оно спровоцирует плавное сочленение шестеренок маховика с трансмиссией. Далее, следует включить первую скорость. Начнется движение всего механизма, можно жать педаль газа. В автомобилях с АКПП весь этот процесс выполняется автоматически, без участия водителя.

Ну что же, мы разобрали базовые элементы конструкции и устройства современного автомобиля, постарались объяснить все максимально доступно и просто. Теперь вы понимаете, каким образом тачка едет, почему работает двигатель, за что отвечает тот или иной агрегат.

Мало кто поспорит, управлять современной машиной, да еще с АКПП – одно удовольствие. Но это – только если соблюдать рекомендации по уходу, относиться к авто бережно, вовремя проходить ТО и реагировать на малейшие неисправности.

Трансмиссия

Является посредником между крутящим моментом, возникающем в двигателе и передачей его на ведущую пару колес, а может и на все четыре колеса, когда они являются ведущими.

Двигатели внутреннего сгорания имеют одну особенность. Выполнять свою функцию они могут в определенном диапазоне оборотов, от минимальных, когда он вот-вот заглохнет, до максимальных, когда появляется угроза выхода его со строя. Но автомобиль испытывает очень разные нагрузки. При троганьи с места, при езде в тяжелых условиях или с малой скоростью, если на прямую соединить двигатель с ведущими колесами, двигатель должен будет работать на очень малых оборотах, когда он может заглохнуть от перегрузки.

Для уменьшения оборотов, передаваемых на ведущие колеса, а, следовательно, и увеличения передаваемого крутящего момента, служат коробка перемены передач и главная передача. Передаточное отношение главной передачи рассчитывается исходя из того, чтобы двигатель в каких-то средних условиях движения обеспечивал работу автомобиля. Но как мы уже говорили, условия работы очень сильно меняются. Поэтому подобрать передаточное отношение главной передачи для всех условий невозможно.

Для изменения передаточного отношения от двигателя на колёса служит коробка перемены передач. С ее помощью можно переключать передачи с низших на высшие и наоборот, а также двигаться задним ходом. Выбирая передачу, обеспечиваем или наилучшие мощностные показатели двигателя или наиболее экономичные. КПП могут быть механические, если выбор необходимой передачи водитель осуществляет вручную, или автоматы, когда автомобиль сам выбирает наиболее приемлемую передачу. Для временного отключения двигателя от трансмиссии при трогании, остановке, переключении передач, служит сцепление.

Если автомобиль полноприводный, то присутствует раздаточная коробка, которая распределяет крутящий момент между передними и задними ведущими колесами.

Устройство автомобиля

Автомобилем называется колесное наземное безрельсовое транспортное средство, оборудованное двигателем, обеспечивающим его движение.

Устройство автомобиля представляет собой сложную систему, состоящую из деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь – изделие, изготовленное из однородно материала (по наименованию и марке) без применения сборочных операций. Деталь, с которой начинается сборка узла, механизма или агрегата, называется базовой.

Узел – ряд деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений. Механизм – подвижно связанные между собой детали или узлы, преобразующие движение и скорость.

Агрегат – несколько механизмов, соединенных в одно целое.

Система – совокупность взаимодействующих механизмов, приборов и других устройств, выполняющих при работе определенные функции.

Все механизмы, агрегаты и системы образуют три основные части, из которых устроен автомобиль: двигатель, кузов и шасси (см. рисунок 1 и рисунок 2).

Рисунок 1 – Устройство грузового автомобиля (основные части)

а – двигатель; б – кузов; в – шасси

Рисунок 2 – Устройство легкового автомобиля

1 – двигатель; 2 – рулевое управление; 3 – кузов; 4, 9 – задняя и передняя подвески; 5 – ведущий мост; 6 – карданная передача; 7 – коробка передач; 8 – сцепление

Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля.

Кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров, багажа и защиты их от внешних воздействий (ветер, дождь, грязь и др.).

Шасси представляет собой совокупность механизмов, агрегатов и систем, обеспечивающих движение и управление автомобилем.

В шасси входят трансмиссия, несущая система, передняя и задняя подвески, колеса, мосты, рулевое управление и тормозные системы.

Трансмиссия при движении автомобиля передает мощность и крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.

У автомобиля с задними ведущими колесами трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей. Главная передача, дифференциал и полуоси устанавливаются в балке ведущего моста. У автомобиля с передними ведущими колесами карданная передача в трансмиссии между коробкой передач и главной передачей отсутствует. У автомобиля со всеми ведущими колесами в трансмиссию дополнительно входят раздаточная коробка, соединенная карданными передачами с ведущими мостами.

Сцепление

• Сцепление автомобиля
• Однодисковые сцепления с периферийными пружинами
• Сцепление ВАЗ — однодисковое с диафрагменной пружиной
• Сцепление с конической пружиной
• Центробежное сцепление автомобилей
• Двухдисковые сцепления — устройство и схема
• Двухдисковые сцепления КамАЗ и МАЗ
• Гидравлическое сцепление — схема и принцип работы
• Электромагнитное сцепление
• Неисправности и техническое обслуживание сцепления

Коробка передач

• Коробка передач — назначение и типы
• Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК
• Трехвальные коробки — применение и схема работы
• Трехвальная коробка передач ВАЗ — конструкция
• Коробка передач грузовых ГАЗ
• Коробка передач легковых ГАЗ
• Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ
• Коробка передач грузовых МАЗ
• Многовальные коробки передач
• Гидромеханические коробки передач

Раздаточная коробка

• Раздаточная коробка – назначение и типы
• Раздаточная коробка легкового автомобиля
• Раздаточная коробка легковых автомобилей ВАЗ
• Конструкция раздаточной коробки ГАЗ
• Раздаточная коробка КамАЗ
• Раздаточная коробка ЗИЛ

Карданная передача

• Карданная передача — назначение и типы
• Карданные шарниры
• Примеры конструкций карданных передач

Несущая система предназначена для установки и крепления всех частей, систем и механизмов автомобиля.

У грузовых автомобилей, автобусов, выполненных на базе шасси грузовых автомобилей, легковых автомобилей большого и высшего классов, а также у ряда легковых автомобилей повышенной проходимости несущей системой является рама, и такие автомобили называются рамными.

Легковые автомобили особо малого, малого и среднего классов, а также автобусы рамы не имеют. Функции несущей системы у этих автомобилей выполняет кузов, который называется несущим. Сами же автомобили называются безрамными.

Подвеска обеспечивает упругую связь колес с несущей системой и плавность хода автомобиля при движении, т.е. защиту водителя, пассажиров и грузов от воздействия неровностей дороги в виде толчков и ударов, воспринимаемых колесами.

Большинство легковых автомобилей имеют переднюю независимую подвеску колес и заднюю зависимую. У грузовых автомобилей и автобусов передняя и задняя подвески колес зависимые.

Колеса связывают автомобиль с дорогой, обеспечивают его движение и поворот.

Колеса называются ведущими, если к ним от двигателя подводятся мощность и крутящий момент. Управляемыми называются колеса, обеспечивающие поворот автомобиля. К этим колесам мощность и крутящий момент не подводятся. Колеса называются комбинированными, когда они являются ведущими и управляемыми одновременно. У большинства автомобилей ведущие колеса задние, а управляемые – передние.

Мосты поддерживают несущую систему автомобиля.

На автомобилях применяются ведущие, управляемые и комбинированные мосты, на которых установлены соответственно ведущие, управляемые и комбинированные колеса. Ведущими у автомобилей являются задние мосты, а управляемыми и комбинированными – передние.

Рулевое управление обеспечивает изменение направления движения и поворот автомобиля.

На автомобилях применяются рулевые управления без усилителей и с усилителями: гидравлическими и, реже, пневматическими. Усилители рулевого управления облегчают работу водителя и повышают безопасность движения, обеспечивая движение автомобиля с наименьшей вероятностью дорожно-транспортных происшествий и аварий.

На автомобилях рулевое управление может быть левым или правым в зависимости от принятого в той или иной стране направления движения транспорта. При этом расположение рулевого колеса, установленного с левой или с правой стороны в кузове или кабине автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу, что также повышает безопасность движения.

Тормозные системы уменьшают скорость движения автомобиля, останавливают и удерживают его на месте, обеспечивая безопасность при движении и на остановках.

Автомобили оборудуются несколькими тормозными системами, совокупность которых называется тормозным управлением автомобиля.

Рабочая тормозная система используется для служебного и экстренного (аварийного) торможения, действует на все колеса автомобиля и приводится в действие от тормозной педали ногой водителя.

Стояночная тормозная система удерживает на месте неподвижный автомобиль, действует только на задние колеса или на вал трансмиссии и приводится в действие от рычага рукой водителя.

Запасная тормозная система (резервная) останавливает автомобиль при выходе из строя рабочей тормозной системы. При отсутствии на автомобиле отдельной запасной тормозной системы ее функции может выполнять исправная часть рабочей тормозной системы (первичный или вторичный контур) или стояночная тормозная система.

Вспомогательная тормозная система (тормоз-замедлитель) действует на вал трансмиссии и выполняется независимой от других тормозных систем.

Рабочей, стояночной и запасной тормозными системами оборудуются все автомобили, а вспомогательной – только грузовые автомобили большой грузоподъемности полной массой более 12 тонн и автобусы полной массой более 5 тонн.

Прицепы, работающие в составе автопоездов, оборудуются прицепной тормозной системой, снижающей скорость движения, останавливающей и удерживающей их на месте, а также автоматически останавливающей прицепы при их отрыве от автомобиля-тягача.

К достоинствам относится:

• Линейная зависимость характеристик электродвигателей постоянного тока (прямые линии) упрощающие управление;
• Легко регулируемая частота вращения;
• хорошие пусковые характеристики;
• компактные размеры.

У асинхронных электродвигателей, являющихся двигателями переменного тока очень трудно достичь таких характеристик.

Недостатки:

• ограниченный ресурс коллектора и щёток;
• дополнительная трата времени на профилактическое обслуживание, связанное с поддержанием коллекторно-щёточных узлов;
• ввиду того, что мы пользуемся сетями с переменным напряжением, возникает необходимость выпрямления тока;
• дороговизна в изготовлении якорей.

По перечисленным параметрам из недостатков в выигрыше оказываются модели асинхронных двигателей. Однако во многих случаях применение электродвигателя постоянного тока является единственно возможным вариантом, не требующим усложнения электрической схемы.