АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ

АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ, самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается от других автотранспортных средств с двигателем, например автобусов, грузовых автомобилей и тракторов. Легковой автомобиль (далее называемый просто автомобилем) обычно имеет бензиновый двигатель внутреннего сгорания, опирается на четыре колеса с пневматическими шинами, снабжен дверями и отличается разнообразными типами кузова (седан, кабриолет, фаэтон, универсал и спортивное купе). Историю развития легкового автомобиля иллюстрирует ряд фотографий старых моделей. Atlas Edition’s Artwork «ДАЙМЛЕР-БЕНЦ» (1886)

УЗЛЫ И СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ

Автомобиль состоит из нескольких взаимосвязанных узлов и систем. К ним относятся двигатель, топливная система, система охлаждения, электрооборудование, трансмиссия, рама и кузов, система подвески, система торможения, рулевая передача, а также колеса и шины. Каждый узел или система вносит свой вклад в эксплуатационные характеристики автомобиля. По этой причине выбор конструктивных и эксплуатационных характеристик того или иного узла делается на основе компромиссного решения. Если, например, требуется комфортная прогулочная езда, то следует использовать менее жесткие пружины в системе подвески, что приведет, однако, к некоторому ухудшению управляемости автомобиля, особенно на извилистых дорогах.

Двигатель.

Двигатель обеспечивает автомобилю движущую силу. Большое разнообразие выпускаемых двигателей отражает многообразие условий эксплуатации, а также типов и размеров автомобилей, на которых они устанавливаются. Двигатель должен быть относительно легким, компактным и пригодным для массового производства. Он должен обладать способностью перемещать автомобиль медленно и быстро на короткие и длинные расстояния. Он должен быть достаточно мощным, чтобы автомобиль мог преодолевать крутые подъемы, обеспечивать высокоскоростное движение по гладким и плоским автострадам, а также достаточную маневренность на городских улицах в условиях частых поворотов, торможений, остановок и троганий с места. Кроме того, автомобильный двигатель должен легко запускаться при любой погоде, работать плавно и тихо, быть достаточно экономичным и функционировать без поломок в течение нескольких лет или, по меньшей мере, на протяжении 100 000 км пробега.

В двигателе создается однородная горючая смесь топлива и воздуха; затем она сжимается, воспламеняется, сгорает и, расширяясь, вызывает перемещение поршня в цилиндре. Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который – посредством передачи движения на колеса – перемещает автомобиль.

В большинстве автомобилей используется четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Рабочий цикл двигателя этого типа осуществляется за четыре хода (такта) поршня. На первом такте (такт впуска) поршень, отступая, освобождает пространство цилиндра, и топливовоздушная смесь из карбюратора, где смешиваются топливо и воздух, поступает в цилиндр. На втором такте (такт сжатия) поршень движется в обратном направлении, и смесь сжимается до 1/7–1/10 объема цилиндра; в результате давление в цилиндре повышается до ~1,35 МПа. В конце такта сжатия свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь, и давление в цилиндре повышается до 3,4–4,8 МПа. Процесс горения совершается за долю секунды, и на следующем такте (рабочий такт) горячий газ высокого давления, расширяясь, толкает поршень в конечное положение первого такта. Сила давления газа посредством шатуна преобразуется в механический момент, вращающий коленчатый вал. На четвертом такте (такт выпуска) поршень движется, как и на втором такте, в обратном направлении и выталкивает сгоревшие газы из цилиндра.

Дизельный двигатель.

В четырехтактном двигателе, изобретенном Р.Дизелем в начале 1900-х годов, топливо впрыскивалось непосредственно в цилиндр и воспламенялось теплом сжатия. Это позволило достичь намного больших степени сжатия и давления продуктов сгорания, чем у обычного ДВС с воспламенением искрой, а также уменьшить расход топлива на 20–30%, хотя и ценой некоторого увеличения массы конструкции и снижения скорости. В конце 1970-х годов дизельные двигатели стали устанавливать и на легковых автомобилях, хотя прежде они использовались главным образом в грузовиках, автобусах и тракторах.

Схема расположения цилиндров.

Число и расположение цилиндров в двигателе влияют на расход топлива, а также на размер, стоимость и плавность работы двигателя. Автомобили повышенной комфортности когда-то имели даже 16 цилиндров. В 1950-х и 1960-х годах схема V-8 двигателя была признана наилучшим компромиссом между плавностью его работы, размером и рабочими характеристиками. Однако с увеличением числа цилиндров возрастают и потери на трение в двигателе. Поскольку в 1970-х годах повысились требования к топливной экономичности, возникла тенденция в пользу четырех- и шестицилиндровой схем. С начала 1980-х годов на большинстве автомобилей используются либо однорядные четырехцилиндровые двигатели, либо шестицилиндровые двигатели V-образной схемы. На некоторых автомобилях малого и особо малого классов применяются двух- или трехцилиндровые двигатели с приемлемой плавностью работы. В настоящее время цилиндры располагаются либо по однорядной, либо по V-схеме, в зависимости от того, какая из них лучше подходит для выбранной конструкции автомобиля. Проблема вибраций частично решается надлежащей установкой двигателя.

Размер и мощность.

Рабочий объем цилиндров двигателя – главная рабочая характеристика автомобиля. Рабочий объем двигателя равен сумме объемов, которые проходят поршни в цилиндрах при движении между верхней и нижней точками их рабочего хода; обычно он выражается в литрах. Когда-то на больших американских автомобилях устанавливались восьмицилиндровые двигатели (схемы V-8) с рабочим объемом цилиндров от 6 до 7 л; теперь же большинство четырехцилиндровых двигателей имеет рабочий объем от 1,5 до 2,5 л, а шестицилиндровых – от 2,5 до 4,5 л. Рабочий объем двигателей схемы V-8 в настоящее время редко превышает 5 л.

Один из способов достижения компромисса между эффективностью и экономичностью – повышение мощности без ущерба экономичности или увеличения выброса загрязнений. В этом направлении сделано несколько важных изобретений. Так, предложено использовать: 1) турбокомпрессор, приводимый в действие отработанными газами, для нагнетания воздуха в цилиндры; 2) скоростной напор воздуха для улучшения нагнетания; 3) четыре клапана в цилиндре вместо двух для улучшения вентиляции. См. также ДВИГАТЕЛЬ ТЕПЛОВОЙ.

Топливная система.

Одно из главных усовершенствований, введенных в последнее время, касается системы подачи топлива в двигатель. Обычно подача топлива связана с использованием карбюратора – устройства для смешивания топлива и воздуха в таком соотношении (обычно 1 к 12–15), чтобы сгорание было достаточно полным. При отходе поршня на такте впуска воздух втягивается в карбюратор, а топливо впрыскивается в воздушный поток. Топливовоздушная смесь затем подается в цилиндры через подогреваемые каналы коллектора, что способствует испарению жидкого топлива. Этот способ приготовления рабочей смеси прост и недорог, однако не позволяет точно установить такой состав смеси, который обеспечивает соблюдение требований к выбросу загрязнений и топливной экономичности. В конце 1970-х годов топливная система с электронным управлением по обратной связи стала вытеснять традиционный всасывающий карбюратор. В этой системе датчик кислорода в выхлопной трубе определяет полноту сгорания, а электронная схема устанавливает оптимальное соотношение топливо/воздух путем перемещения иглы в жиклере. В топливной системе с обратной связью состав топливовоздушной смеси контролируется и регулируется несколько раз в секунду.

В середине 1980-х годов было предложено впрыскивать топливо отдельно в каждый цилиндр, где оно должно смешиваться с втягиваемым туда воздухом. Это позволило с высокой точностью контролировать состав топливо-воздушной смеси, так что стало возможным выбирать оптимальный состав смеси отдельно для каждого цилиндра, в отличие от способа централизованного приготовления смеси в карбюраторе. В такой системе индивидуального впрыска топлива имеется несколько датчиков, измеряющих рабочие параметры двигателя – частоту вращения коленчатого вала, температуру и нагрузку, – а подача топлива точно регулируется компьютером, обеспечивающим оптимальное сгорание при любых условиях. Подача порций топлива в отдельные цилиндры регулируется по времени и расходу электроуправляемыми иглами в жиклерах.

Система охлаждения.

Автомобильный мотор в принципе является тепловым двигателем, в котором тепловая энергия сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию движения поршней. При воспламенении топливовоздушной смеси температура газа в цилиндре моментально поднимается до 1650 ё 2200 ° С. Температура отработавших газов на выходе из цилиндра превышает 800 ° С. Следовательно, требуется охлаждение двигателя, чтобы предохранить его от расплавления или прогара.

Есть два практических способа охлаждения: воздухом и жидкостью. Для воздушного охлаждения цилиндры двигателя или головки цилиндров снабжаются многочисленными тонкими ребрами. Вентилятор или воздушный нагнетатель интенсивно обдувает ребра воздухом. Сочетание большой площади поверхности ребер с мощным потоком воздуха обеспечивает эффективный теплоотвод от цилиндра.

При жидкостном регенеративном охлаждении цилиндр снабжается рубашкой, по которой охлаждающая жидкость прокачивается насосом. Тепло через стенки цилиндра передается жидкости. Затем жидкость прокачивается в радиатор, где ее тепло отводится потоком атмосферного воздуха. Радиатор состоит из множества тонких трубок, по которым охлаждающая жидкость перетекает из верхнего резервуара в нижний. Между трубками проложены многочисленные тонкие полоски металла с большой общей площадью поверхности, чтобы повысить эффективность теплопередачи.

Наиболее распространенная охлаждающая жидкость для автомобильного двигателя – вода, обладающая значительной удельной теплоемкостью. Однако при 0 ° С вода замерзает, и поэтому зимой к ней надо добавлять антифриз. В большинстве случаев для этого используется этиленгликоль; его смесь с равным количеством воды замерзает при — 34 ° С. Коммерческие охладители на основе этиленгликоля содержат также ингибиторы для уменьшения коррозии.

Электрооборудование.

Современный автомобиль нуждается в мощном электрооборудовании для приведения в действие таких вспомогательных устройств, как радиоприемник, оконные стекла и сиденья с сервоприводом, открывающийся верх, стеклоочистители и вентиляторы системы обогрева. Однако важнейшая функция электрооборудования – привести в действие стартер, который раскручивает вал двигателя, и создать искру, воспламеняющую топливовоздушную смесь в цилиндрах.

В практичных электросистемах автомобиля имеются аккумуляторная батарея для создания начального тока и вращаемый двигателем генератор того или иного типа для зарядки аккумулятора. На большинстве автомобилей устанавливаются 12-вольтовая батарея и генератор переменного тока. Переменный ток преобразуется в постоянный для зарядки батареи. Генератор переменного тока вращается с большей частотой, чем генератор постоянного тока, и поэтому создает больший ток при низкой скорости езды.

Аккумуляторная батарея.

На автомобилях обычно устанавливаются свинцово-кислотные аккумуляторы. В них активные пластины из соединений свинца погружены в электролит – водный раствор серной кислоты. Ток вырабатывается в ходе химической реакции между свинцом и серной кислотой. Когда аккумулятор заряжается, эта реакция протекает в обратном направлении. Аккумулятор защищен от перезаряжания транзисторной схемой, которая отключает генератор по достижении полного заряда. В такой схеме нет движущихся частей, в отличие от регуляторов напряжения старого типа (с размыкающимися контактами), и поэтому в ней ничего не изнашивается. Полупроводниковые приборы используются также для выпрямления переменного тока. Современные автомобильные генераторы переменного тока обычно работают безотказно в течение всего срока службы автомобиля. См. также ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ, ТРАНЗИСТОР.; БАТАРЕЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.

Система зажигания.

Искра зажигается электронной схемой с использованием магнито-импульсного устройства, частота вращения которого находится в определенном соотношении с частотой вращения коленчатого вала двигателя (это устройство может располагаться даже на маховике двигателя). Магнитный сигнал, генерируемый устройством, преобразуется в электрический, который усиливается транзисторной схемой для установки тока первичной цепи катушки зажигания. На некоторых двигателях устанавливаются двухвыводные катушки зажигания для каждой пары цилиндров, а на других – для каждого цилиндра отдельная катушка, совмещенная со свечой зажигания. Если используется несколько катушек зажигания, то отпадает необходимость в прерывателе-распределителе с его ротором, распределяющим напряжение по свечам, и пучком соединительных проводов. Вся система зажигания умещается в маленькой коробочке без движущихся частей. К каждому цилиндру идет один провод. Существует много способов зажигания. На некоторых автомобилях все еще используются распределители зажигания совместно с магнитным зажиганием искры и электронным управлением моментом ее подачи. Однако общая тенденция современного автомобильного моторостроения состоит в том, чтобы обходиться без механических компонентов с их движущимися и трущимися частями, которые со временем изнашиваются и выходят из строя.

Установка момента подачи искры – важный фактор, влияющий на экономичность и выброс вредных веществ. Когда-то этот параметр определялся исключительно частотой вращения коленчатого вала двигателя и величиной нагрузки. Теперь же для определения его оптимального значения используется большее количество данных. Они поступают от датчиков температуры двигателя, частоты вращения его коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, вакуума, содержания кислорода в отработавших газах, включенной передачи (первая, вторая и т.д.) и других параметров. Момент подачи искры затем точно определяется компьютером двигателя. Компьютер может мгновенно отложить подачу искры, если двигатель детонирует. (В некоторых двигателях датчики стука (детонационного горения) устанавливаются на каждом цилиндре.)

Электронные устройства позволяют создавать более горячую искру с максимально точной установкой момента ее подачи, причем эта система почти не требует внимания в течение срока службы автомобиля.

Контроль выбросов вредных веществ.

Двигатели, эффективные в отношении снижения выбросов, часто имеют повышенный расход топлива. Необходимость совмещения высокой эффективности и экономичности послужила толчком для разработки таких устройств, как электронный впрыск топлива, магнитное зажигание и компьютерное управление двигателем.

Как правило, все, что повышает КПД двигателя, снижает выбросы вредных веществ. Однако есть вредные вещества одного типа – оксиды азота NO_x, – которые образуются при высоких температурах горения. Наиболее практичный способ снизить их выброс – отправить часть отработавших газов обратно в подготавливаемую топливную смесь и таким образом частично затормозить горение. Но поскольку при этом страдает топливная экономичность, на большинстве автомобилей соединения NO_x частично удаляются каталитическим нейтрализатором – похожим на глушитель устройством под днищем автомобиля, в котором отработавшие газы проходят сквозь слой химически активных веществ (катализатор), превращающих вредные соединения в углекислый газ, водяной пар и азот. Катализатор не расходуется в ходе процесса, так что нейтрализатор сохраняется в течение срока службы автомобиля.

Трансмиссия.

Трансмиссия автомобиля состоит из сцепления, коробки передач, карданного вала и шестерен полуосей. Эти узлы необходимы, поскольку поршневой двигатель внутреннего сгорания сам по себе не способен привести автомобиль в движение. При низкой частоте оборотов поршневой двигатель не развивает полезного момента, т.е. поворачивающего усилия, и глохнет. Кроме того, полезные мощность и момент развиваются им только в ограниченном диапазоне скоростей. Действительно, если бы поршневой двигатель был напрямую связан с колесами автомобиля, он бы не смог развить момент, достаточный для приведения автомобиля в движение или даже собственного запуска. Силовые установки типа паровых машин, газовых турбин и электродвигателей развивают максимальный момент именно на режиме срыва и имеют широкий рабочий диапазон скоростей. Поэтому для проворачивания поршневого ДВС с целью его запуска используется электродвигатель. Вдобавок необходим механизм сцепления, разъединяющий двигатель и колеса, с тем чтобы двигатель мог продолжать работать, когда автомобиль стоит на месте. Ввиду того что двигатель эффективно развивает мощность только в ограниченном диапазоне скоростей, для изменения отношения частот вращения коленчатого вала двигателя и колес требуется коробка передач. Благодаря коробке передач двигатель может вращаться быстрее колес, чтобы развить больший крутящий момент при трогании автомобиля с места или при движении на подъем. Она также позволяет уравнять частоты вращения вала двигателя и колес при движении по автострадам с целью более экономного расхода топлива.

Передаточное число.

Коробка передач автомобиля соединяет коленчатый вал двигателя с карданным валом, от которого крутящий момент передается на колеса; передаточным числом можно считать отношение частот вращения коленчатого и карданного валов. Типовая коробка передач имеет три передачи для движения вперед и одну для движения назад. Передаточное число первой передачи обычно равно 3, второй – 1,5 и третьей – 1 (прямая передача). На первой передаче частота вращения коленчатого вала в три раза выше частоты вращения карданного вала. Первую передачу иногда называют низшей, хотя передаточное число у нее наибольшее. Это название объясняется тем, что, хотя на низшей передаче повышение частоты вращения двигателя позволяет увеличить крутящий момент до необходимой величины, вследствие передачи вращения через шестерни разного диаметра (от малой к большой) скорость движения автомобиля при высокой частоте вращения двигателя относительно низка. При движении на третьей, или высшей, передаче справедливо обратное: поскольку частоты вращения коленчатого и карданного валов одинаковы, автомобиль достигает максимальной скорости движения. Крутящий момент от карданного вала передается на колеса через некоторую «конечную» (главную) передачу. С ней связано еще одно передаточное число – т.н. передаточное число главной передачи; назначение этой передачи – снизить частоту вращения колес относительно частоты вращения карданного вала. Это передаточное число изменяется от 2,5 для большинства легковых автомобилей до 4,5 для автомобилей высокой проходимости с максимальным ускорением. Таким образом, карданный вал вращается в 2,5–4,5 раза быстрее полуосей. Большее передаточное число обеспечивает больший крутящий момент, позволяющий достичь высокого ускорения, а меньшее – более высокие скорость автомобиля и топливную экономичность.

Трансмиссия, управляемая водителем.

На многих автомобилях все еще используются фрикционное сцепление с педальным управлением и коробка передач со скользящими шестернями. Сцепление, которое связано с коробкой передач, имеет ведомый стальной диск с фрикционными накладками из асбестовой пластмассы на каждой стороне. Когда водитель включает сцепление (отпускает педаль сцепления), ведомый диск зажимается между маховиком двигателя и нажимным стальным диском. Плавность подключения ведущего вала коробки передач к коленчатому валу двигателя обеспечивается первоначальным проскальзыванием дисков до момента их полного прижатия друг к другу. Когда водитель выключает сцепление (отжимает педаль сцепления вниз), нажимной диск отводится назад, а ведомый диск больше не прижимается к маховику и перестает вращаться.

Коробка передач со скользящими шестернями состоит из группы шестерен, которые могут вводиться в зацепление и выводиться из него для получения различных (трех, четырех или пяти) передаточных чисел между двигателем и колесами для движения вперед. Передаточное число может быть изменено путем перемещения либо самих шестерен, либо специального устройства, называемого синхронизатором. Синхронизатор служит для предварительного уравнивания окружных скоростей включаемых в зацепление шестерен с целью бесшумного включения передач. Это достигается использованием блокирующих колец с внутренней конической поверхностью и зубчатым наружным венцом. Включаемая в зацепление шестерня со стороны синхронизатора имеет зубчатый венец и конический выступ. При включении передачи перемещается муфта синхронизатора, продвигающая впереди себя блокирующее кольцо. Коническая поверхность блокирующего кольца опирается на конический выступ шестерни и благодаря возникшей между ними силе трения их обороты уравниваются. При дальнейшем перемещении муфты ее зубья бесшумно входят в зацепление с венцом шестерни. Большинство коробок передач снабжено синхронизаторами для всех передач движения вперед.

На автомобилях устанавливается четырех- или пятиступенчатая коробка передач для более плавного изменения передаточного числа с целью лучшего управления мощностью двигателя и скоростью автомобиля, а также более быстрого переключения передач. На некоторых автомобилях также используется небольшая дополнительная зубчатая передача на задней стороне коробки передач для получения наиболее экономичного передаточного числа при движении с высокой скоростью. Она позволяет снизить отношение частоты вращения вала двигателя к частоте вращения колес, благодаря чему двигатель работает тише и расходует меньше топлива.

Автоматическая трансмиссия.

Существуют разные типы такой трансмиссии. Как правило, в ней вместо фрикционного сцепления используется гидродинамическая передача в той или иной форме, которая проскальзывает достаточно эффективно, чтобы автомобиль стоял на месте, когда двигатель работает на холостом ходу, и постепенно передает все больший крутящий момент, когда число оборотов двигателя нарастает.

Существуют два типа гидродинамической передачи. Один из них представляет собой гидродинамическую муфту, состоящую из двух установленных встречно турбин, которые погружены в маловязкое масло. Одна из турбин соединена с валом двигателя. При вращении вала двигателя эта турбина приводит в движение масло, энергия которого передается второй турбине; так крутящий момент передается с ведущего вала на ведомый. Гидромуфта действует так же, как два вентилятора, поставленные на столе напротив друг друга: когда один из вентиляторов включается, создаваемый им воздушный поток заставляет вращаться второй вентилятор. Другой тип гидродинамической передачи – гидротрансформатор, принцип действия которого тот же, что и у гидромуфты, однако в нем между ведущей и ведомой турбинами помещено третье колесо с реактивными лопатками, изменяющее направление потока масла. Оно замедляет вращение ведомой турбины, но увеличивает (умножает) крутящий момент. Типичные современные гидротрансформаторы умножают крутящий момент двигателя в два-три раза при трогании с места, что обеспечивает более быстрое ускорение. Коэффициент умножения снижается с ростом числа оборотов двигателя; наконец, масло начинает давить на заднюю сторону лопаток направляющего колеса и освобождает его от соединения с валом. При этом гидротрансформатор действует как простая гидромуфта, без умножения крутящего момента. В экономичном режиме движения у гидротрансформатора потери энергии на трение больше (КПД меньше), чем у гидромуфты. Поэтому в стремлении к топливной экономичности были разработаны различные типы блокирующего гидротрансформатора, в котором на высшей передаче автоматическое сцепление жестко соединяет две турбины.

Автоматические коробки передач в корне отличаются от шестеренных. Они способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо со скользящими шестернями и синхронизаторами. На некоторых автомобилях малого класса используются комплексные механизмы для автоматического изменения передач с помощью гидравлической или магнитной муфты. Однако самое простое решение проблемы дает планетарная коробка передач типа установленной на автомобиле «Форд» модели Т. Она имеет следующие элементы: центральное («солнечное») зубчатое колесо, внешнее «кольцевое» зубчатое колесо и три или четыре сателлита (малые шестерни), обращающиеся между солнечным и кольцевым колесами; оси сателлитов закреплены на подвижном звене, называемом водилом. В коробке передач этого типа определенное передаточное число получается путем фиксирования одного из элементов на месте, приведения в движение второго и снятия крутящего момента с третьего. Различные передаточные числа можно получить, фиксируя и перемещая различные комбинации зубчатых колес. Когда колеса соединяются с муфтами сцепления, такая коробка передач может изменять передаточное число на полной мощности двигателя. Два планетарных набора зубчатых колес можно использовать с целью получения трех или четырех передач для движения вперед. Управление изменением передаточного числа осуществляется с помощью автоматической системы регулирования, а для управления внутренними муфтами сцепления масляный насос в коробке передач создает гидравлическое давление. Действие муфт контролируется центробежными регуляторами и дроссельно-стержневыми модуляторами, так что момент изменения определяется автоматически по скорости автомобиля и открытию дросселя.

Конечная передача.

Передача крутящего момента от двигателя через трансмиссию на ведущие колеса также подверглась коренным изменениям. С середины 1960-х до середины 1980-х годов происходил постепенный переход от привода на задние колеса к приводу на передние колеса. В прежней компоновке вращение от расположенного впереди двигателя передавалось на задние колеса через длинный карданный вал и ведущую ось. В современной компоновке двигатель тоже находится впереди, но сочленен с трансмиссией и дифференциалом, установленными между передними колесами. Короткие валы с универсальными шарнирами равных угловых скоростей передают крутящий момент на оба передних колеса. В большинстве случаев двигатель расположен поперек кузова, а механизм переключения передач находится ниже и впереди него. Передние колеса обычно подвешиваются на спиральных рессорах; внутри рессор расположены амортизаторы.

Дифференциал – обязательный элемент конечной передачи как для переднего, так и для заднего привода. Этот узел представляет собой, по-существу, небольшую коническую зубчатую передачу, благодаря которой на поворотах одно ведущее колесо вращается быстрее другого. Он расположен в центральной части задней оси автомобиля с задним приводом, но может быть размещен в любом месте узла трансоси (трансмиссии с полуосью) переднеприводного автомобиля.

Рама и кузов.

Рама автомобиля является частью шасси, в состав которого также входят двигатель и трансмиссия – практически все основные узлы и агрегаты автомобиля за исключением кузова. Рама представляет собой силовой каркас автомобиля, к которому крепятся все его узлы и агрегаты. Традиционный подход к конструированию автомобиля основывался на убеждении, что чем крепче рама, тем прочнее автомобиль в целом и эффективнее изоляция пассажиров от дорожных ударов и тряски. Раме надлежало выдерживать изгибающие и крутящие моменты двигателя, трансмиссии и задней оси, а также противостоять ускорению, торможению и воздействию узлов подвески, гасящих удары при наезде колес на неровности дороги. Кузов же просто прикреплялся болтами к раме. С технологической точки зрения, это был очень простой и практичный подход, идеально пригодный для массового производства, поскольку установка рамы на конвейер могла открывать процесс сборки, а все остальные части автомобиля последовательно крепились прямо к ней.

В середине 1930-х годов был разработан совершенно новый тип конструкции автомобиля. Из нее была исключена рама. Кузов автомобиля сваривался из десятков больших штампованных листов в виде прочной, цельной конструкции, а двигатель и агрегаты трансмиссии крепились непосредственно к его основанию. Упрочняющие поперечные элементы тяжелой рамы старого типа были заменены минимальным числом дополнительных распорных балок в основании кузова, хотя для крепления двигателя и мостов было предусмотрено усиление конструкции.

Цельносварной кузов имеет ряд преимуществ. Автомобиль стал легче. В то же время каждый килограмм стали используется в нем более эффективно, так как нагрузка распределяется по всей конструкции, а не концентрируется в одной только раме. Поэтому несущий кузов имеет большую жесткость, чем кузов, прикрепляемый болтами к раме, и создает меньше скрипа и стука.

В конце 1960-х годов появилась новая концепция конструкции кузова, которая объединяет преимущества рамы и несущего кузова. В этой конструкции каркас основной части кузова приваривается к жесткому основанию сотовой конструкции на конечной стадии сборки, что дает несущий кузов без специальной сборки крыши. Двигатель и передняя подвеска устанавливаются на укороченной раме, которая крепится к передней части каркаса кузова болтами через резиновые подушки. Такое крепление изолирует салон от шума и вибраций.

В настоящее время в качестве конструкционного материала небольших деталей обшивки кузова широко используется листовой пластик.

Система подвески.

Система подвески выполняет две главные функции: 1) по возможности изолировать пассажиров от дорожных толчков; 2) удержать все четыре колеса автомобиля на дороге. Эти функции реализуются с помощью набора рессор, торсионных штанг (труб) и амортизаторов.

Автомобильный кузов устанавливается поверх колес и осей на листовых, пневматических или спиральных рессорах и торсионных штангах. Листовая рессора представляет собой несколько стальных пластин, скрепленных стопкой; она подвешивается каждым из своих концов и испытывает нагрузку в центре. Нагрузка изгибает пластины, которые, стремясь возвратиться в исходное положение, оказывают пружинящее действие. Некоторые листовые рессоры состоят из одного листа, суживающегося от центра к концам для более равномерного распределения нагрузки. Преимущество такой конструкции в том, что благодаря устранению трения между листами рессоры достигается более плавная езда на малых скоростях. Вообще говоря, листовые рессоры обеспечивают большую устойчивость к поперечному перемещению (заносу).

Спиральные рессоры широко используются в подвеске автомобиля. Они компактны, недороги и не создают трения. Такие рессоры хорошо гасят толчки, но их устойчивость к заносу минимальна.

Пневматическая или газовая рессора – сложное устройство подвески. Пружинящее действие рессоры создается сжатым газом в герметичном резервуаре с одной гибкой стенкой (диафрагмой), благодаря которой газ действует как пружина.

Торсионная штанга – это длинный стержень (или труба), прикрепленный одним концом к узлу подвески, а другим – к кузову или раме. Его пружинящее действие создается кручением. Наборная торсионная штанга состоит из нескольких полос стали, скрепленных вместе. Торсионные штанги не требуют особой механической обработки и упрочнения, а также меньше стоят, чем другие средства подвески.

Амортизатор не просто гасит дорожные толчки. Любой кузов, подвешенный на нескольких рессорах, будет колебаться под действием внешней силы. Однако автомобиль создавал бы большие неудобства для пассажиров, если бы непрерывно качался вверх и вниз; амортизаторы гасят эти колебания. Автомобильный амортизатор – это гидравлическое устройство с цилиндром и поршнем, прикрепленное одним концом к узлу подвески автомобиля, а другим – к кузову. Когда колеса и поршень движутся вверх или вниз, поршень вытесняет масло через отверстия и каналы малого диаметра; сопротивление движению масла гасит колебания. Амортизатор может создать любую желаемую степень демпфирования как в момент удара, так и при отдаче, причем степень демпфирования соответствует силе удара.

Относительно просто сконструировать систему подвески, которая обеспечивала бы хорошее управление автомобилем и плавную езду по дороге любого типа. Однако автомобиль с легкими рессорами при езде будет испытывать крен и с трудом вписываться в поворот. Наоборот, автомобиль с жесткой системой подвески, обеспечивающей превосходные характеристики управления, при езде будет испытывать сильные удары и тряску. Конструкция системы подвески обычно представляет собой результат компромисса между комфортностью и управляемостью.

Многообразие систем подвески связано с различиями в конструкции шасси. При переходе к переднеприводной компоновке ограниченность свободного пространства требует применения комбинации телескопического амортизатора со спиральной рессорой той или иной конструкции. На некоторых автомобилях такое устройство используется совместно с пневматической рессорой; она может применяться и для задней подвески. В некоторых переднеприводных автомобилях задние колеса подвешиваются на простых качающихся рычагах с использованием рессор различного типа: спиральных, торсионных, листовых и пневматических. Удаление массивной задней ведущей оси упростило систему подвески.

На заднеприводных автомобилях вместо задней оси предпочитают устанавливать независимую заднюю подвеску того или иного типа, причем конечная передача монтируется на раме и вращает задние колеса посредством валов с универсальными шарнирами. Подобно переднеприводной схеме, такая конструкция позволяет использовать различные варианты расположения узлов и к тому же уменьшить большой «неподрессоренный» вес, характерный для автомобилей с массивной задней осью. При этом улучшаются ходовые качества и управление.

Тормозная система.

Тормозная система автомобиля основана на трении, которое возникает, когда специальная деталь из фрикционного материала прижимается к металлической поверхности, вращающейся вместе с колесом. Путем трения тормоз преобразует энергию движения автомобиля в тепловую энергию. В тормозе выделяется много тепла, которое должно эффективно поглощаться и рассеиваться. Существуют два основных типа автомобильных тормозов: барабанные и дисковые. См. также ТОРМОЗ.

Барабанный тормоз.

В барабанных тормозах к ступице колеса прикреплен тормозной барабан. На неподвижном фланце кожуха полуоси или поворотной цапфе закреплен опорный диск, с нижней частью которого соединены две поворачивающиеся колодки, имеющие фрикционные накладки на внешней поверхности. Нижние части колодок связаны между собой, а верхние снабжены пружиной, оттягивающей их от барабана, когда тормоз не используется. Колодки при торможении прижимаются к внутренней поверхности барабана с помощью гидравлического разжимного устройства. При нажатии ногой на педаль тормоза шток перемещает поршень главного цилиндра, который давит на тормозную жидкость. Жидкость по трубопроводам и шлангам передает давление колесным цилиндрам, воздействует на поршни и, перемещая их, прижимает колодки к тормозным барабанам. Объединенное действие рычага педали и гидравлического давления позволяет многократно усиливать давление водителя на педаль. Силы давления на педаль в 0,45 кН достаточно для торможения всех четырех колес.

Благодаря тому что нижние части колодок связаны друг с другом, трение передней колодки о барабан усиливает прижатие к нему задней колодки. Это не только многократно увеличивает тормозное усилие водителя, но и быстро повышает тормозящее действие при усилении давления на педаль. Нужно, однако, остерегаться слишком сильного давления на педаль, чтобы не вызвать блокировку задних колес и, как следствие, занос автомобиля.

Барабанные тормоза просты и недороги и не требуют больших управляющих усилий. Их серьезный недостаток – не очень эффективное рассеяние тепла, поскольку фрикционные накладки находятся внутри барабана. К тому же чрезмерный нагрев может привести к деформации барабана, вследствие чего прилегание накладок к нему становится неравномерным. Нагрев накладок и неравномерное прилегание снижают тормозящее действие при многократном использовании тормозов. Применение оребренных алюминиевых барабанов, более широких и длинных накладок, усиленных недеформирующихся барабанов и металлизованных накладок, не подверженных действию перегрева, частично решает проблему постепенного уменьшения тормозящего действия.

Дисковый тормоз.

Дисковый тормоз состоит из плоского диска, который вращается вместе с колесом, и жестко закрепленной скобы, охватывающей диск. На скобе может находиться от одного до четырех гидравлических цилиндров с поршнями, которые прижимают колодки из фрикционного материала к диску. У скоб некоторых типов имеются цилиндры на обеих сторонах; скобы других типов снабжены плавающими поршнями только на одной стороне, прижимающими цельную колодку с обеих сторон диска. Поршни приводятся в действие ножной педалью через главный цилиндр, как и в барабанных тормозах.

Дисковые тормоза рассеивают тепло намного лучше, чем барабанные. Сам диск открыт для доступа атмосферного воздуха; скоба тоже открыта и легко охлаждается. Снижения тормозящего действия практически не происходит. Дисковые тормоза, как правило, не могут сами усиливать свое действие; поэтому водителю легче создавать максимальное тормозящее действие, когда колеса близки к движению юзом, но тормоза еще не блокируются.

Недостатки дисковых тормозов – высокая стоимость, необходимость в усилителе того или иного типа, чтобы восполнить отсутствие самоусиления, и потенциально более быстрый износ фрикционных накладок из-за большего давления при торможении.

Тормоза с усилением.

Устройство усиления использует вакуум впускного трубопровода двигателя для увеличения давления в главном тормозном цилиндре и, соответственно, усилия, передаваемого с педали на колесные цилиндры. Вакуумный усилитель барабанных тормозов позволяет снизить до 0,23 кН усилие на педаль, необходимое для достижения максимального тормозящего действия.

Тормоза с антиблокировкой.

Тормозящее действие тормозов с антиблокировкой регулируется электронной схемой соответственно той силе сцепления с дорогой, какой в данный момент обладают шины. Поскольку колеса не блокируются, автомобиль не испытывает заносов.

Рулевая передача.

Направление движения всех современных автомобилей изменяется путем поворота передних колес на поворотных пальцах или шаровых шарнирах через тяги и рычаги, приводимые в действие поворотом рулевого колеса в кабине водителя. Главное звено системы – рулевой механизм в основании рулевой колонки. Существуют два типа рулевых механизмов: червячные и реечные. Рулевой механизм увеличивает усилие, передаваемое от рулевого колеса к передним колесам, тем самым облегчая их поворот.

Главная проблема здесь состоит в том, чтобы уменьшить трение в рулевой передаче и тем самым максимально облегчить управление автомобилем и повысить его эффективность. С этой целью в 1940-х годах был введен рулевой механизм с плавающими шариками малого диаметра. Шарики циркулировали в резьбе между червяком и роликом, полностью исключая их соприкосновение. Концы резьбы соединялись трубкой малого диаметра, чтобы при вращении червяка шарики находились в замкнутом канале. Теперь большинство автомобилей имеет рулевой механизм червячного или реечного типа с плавающими шариками.

Рулевая передача с усилением.

Конструкция с плавающими шариками была только началом долгой череды попыток уменьшить управляющее усилие. Даже при наличии передачи с плавающими шариками на тяжелых автомобилях с большими шинами низкого давления управляющее усилие было значительным.

В рулевом механизме передачи с гидроусилителем давление масла повышается до 9 МПа насосом с ременным приводом (насос установлен на двигателе). Обычно гидроусилитель, состоящий из цилиндра и поршня, объединен в один агрегат с рулевым механизмом; поршень увеличивает усилие, передаваемое на рулевую сошку, которая соединяет рулевой механизм с тягами и рычагами. Система клапанов регулирует давление масла в цилиндре и управляет перемещением поршня.

Система клапанов должна быть сконструирована так, чтобы рулевое управление, с одной стороны, было чувствительным, т.е. чтобы водитель чувствовал, что происходит с передними колесами, особенно в снег и гололед, и, с другой стороны, не создавало бы столь большое усиление, чтобы чувство дороги утрачивалось. Обычно главный клапан управляется противодействием со стороны передачи, так что для отключения усиления достаточно усилия 5–20 Н на рулевом колесе. Таким образом обеспечивается чувствительность управления без увеличения усилия, необходимого для поворота руля.

Передаточное отношение рулевого механизма.

Важный параметр управления – общее передаточное отношение между рулевым колесом и передними колесами. Под ним понимается полное число оборотов рулевого колеса «от упора до упора», необходимое для поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое или наоборот, а также усилие, с которым совершаются эти обороты. Например, рулевая передача, рассчитанная на ~5 оборотов рулевого колеса от упора до упора, требует от водителя приложения гораздо меньшего усилия, но зато значительно большего времени, чем передача, сконструированная на 3,2 оборота от упора до упора. При наличии рулевой передачи с усилением управление автомобилем становится быстрым и легким одновременно.

Колеса и шины.

Автомобиль стал настоящим средством передвижения лишь после изобретения шины. Некоторые из первых автомобилей имели деревянные колеса со спицами, другие – колеса из сплошной резины и даже колеса с ободами, обтянутыми канатом. Конструкция покрышки менялась с годами чуть ли не в большей степени, чем устройство любой другой части автомобиля, и оказала столь же важное влияние на качество езды и управления, как конструкция системы подвески.

Основа современной автомобильной покрышки – каркас, состоящий из двух или более прорезиненных слоев кордной ткани. Эти слои укладываются один на другой таким образом, что кордные нити в соседних слоях располагаются под углом. В результате каркас приобретает значительную поперечную жесткость и благодаря этому противостоит разбуханию при высоких скоростях. Внешние слои резины, образующие боковины и протектор, навариваются на каркас при вулканизации в форме (после укладки усиленных металлокордом бортов по внутренним краям покрышки). Борта обеспечивают целостность покрышки при ее монтаже на обод. Готовая покрышка обладает достаточными жесткостью и прочностью, чтобы выдерживать интенсивные нагрев, давление, трение и удары при движении автомобиля.

Протектор – та часть поверхности покрышки, которая соприкасается с дорогой. Эффективность сцепления шины с дорогой определяется главным образом рисунком протектора. Чтобы улучшить сцепление, на протекторе создаются перекрестные углубления. На мокрой дороге между шиной и дорожным покрытием остается пленка воды, действующая как смазка и ухудшающая сцепление. Рисунки протекторов современных шин выбираются таким образом, чтобы при движении протектор выдавливал из-под себя как можно больше воды; это уменьшает вероятность заноса в сырую погоду. Для езды в условиях бездорожья, а также в снег и гололед применяют шины с крупным направленным рисунком, а иногда с вставленными в протектор стальными шипами, которые, проникая в лед, улучшают сцепление.

В 1980-х годах наиболее популярными материалами кордных нитей каркаса недорогих шин были вискозное волокно и полиэфир. От найлоновых нитей почти полностью отказались ввиду проседания найлонового каркаса (образования вмятин на шине) при длительной стоянке автомобиля. Поскольку на большинстве легковых автомобилей устанавливаются шины с радиальной укладкой нитей, большое внимание уделялось выбору материалов для брекера (подушечного слоя между каркасом и протектором). Для недорогих шин очень эффективными оказались металлокорд и стекловолокно, хотя подвеска в этом случае должна специально настраиваться для езды без толчков на малых скоростях. Как в каркасе, так и в брекере шин высокого качества широко применяются синтетические материалы, такие, как арамидные волокна (в том числе кевлар). Эти материалы обеспечивают оптимальные ходовые качества, управляемость и срок службы протектора.

Для изготовления автопокрышек используется смесь из ~90% синтетического и ~10% натурального каучуков. Синтетические каучуки почти точно воспроизводят натуральный по химическому составу и механическим характеристикам. Натуральный каучук добавляется ввиду его превосходной способности рассеивать тепло (особенно при длительной езде с высокой скоростью), хотя изнашивается он быстрее, чем синтетический. Сочетание каучуков делает шину мягче, эффективнее и долговечнее.

В прежних конструкциях шин использовались отдельные камеры из тонкой резины для накачки в них воздуха. Однако современные точные методы изготовления покрышек и ободов колес позволяют устанавливать покрышку на обод без внутренней камеры и обеспечивают надежную изоляцию от атмосферы. Проколостойкие шины делают самоуплотняющимися, чтобы предотвратить внезапный и потенциально опасный выход воздуха во время прокола.

Угол между направлением кордных нитей каркаса и плоскостью колеса влияет на рабочие характеристики шины. В шинах современных легковых автомобилей двухслойного типа кордные нити, как правило, прокладываются под углом около 30 ° .

Уменьшение кордного угла, т.е. приближение кордных нитей к плоскости колеса, повышает эффективную жесткость каркаса и устойчивость шины на высокой скорости. Однако за улучшение управляемости, способности вписываться в поворот и высокоскоростной устойчивости приходится платить усилением дорожной тряски.

Радиальная шина, представляющая собой попытку достичь компромисса в выборе указанных характеристик, построена на ином принципе. Кордные нити каркаса проложены в шине в радиальном направлении, что позволяет каркасу эффективно гасить дорожную тряску. Жесткая, широкая прокладка, состоящая из двух или более слоев прорезиненной кордной ткани, размещается на верхней поверхности каркаса вплотную к протектору, удерживая протектор от «виляний» при качении шины.

Третья конструкция, разработчики которой попытались объединить преимущества радиальной шины и обычной диагональной шины, — это диагонально-опоясанная шина. Кордные нити в слоях шины такой конструкции уложены под косым углом, как в диагональной шине, а под протектором проложен подушечный слой (брекер), как в радиальной шине. Подкрепление протектора брекером примерно в полтора раза увеличивает срок службы диагонально-опоясанной шины по сравнению с диагональной, тогда как диагональные слои каркаса обеспечивают более мягкую езду, чем на радиальных шинах. Вдобавок основной каркас можно изготавливать на том же оборудовании, что и диагональные шины.

Форма и размер шины сильно влияют на ее рабочие характеристики. Одно время стремились увеличить ширину каркаса по сравнению с его высотой в поперечном сечении, что давало ряд преимуществ. Более широкий протектор имеет большую площадь соприкосновения с дорогой, т.е. лучшее сцепление на всех покрытиях, и медленнее истирается. Уплощенное поперечное сечение («низкий профиль») сообщает шине нужную жесткость, большую долговечность и лучшие рабочие характеристики.

Нестандартное оборудование.

Усилия разработчиков нестандартного оборудования в основном направлены на увеличение числа разнообразных устройств с силовым приводом. На многих автомобилях установлены тормоза и рулевая передача с усилением, сиденья, оконные стекла, крыша, антенна, крышка багажника и дверные замки с электроприводом, автоматически управляемые обогреватели и вентиляторы. В первых устройствах с силовым приводом использовались главным образом гидравлические цилиндры и насосы; теперь же все шире применяются миниатюрные электродвигатели и диафрагменные узлы, создающие усилие за счет разрежения в коллекторе двигателя. Главное исключение – рулевая передача с гидроусилителем; однако во многих случаях системы с электро- и вакуумным приводом оказались дешевле и надежнее гидравлических систем.

За последние годы были достигнуты большие успехи в обеспечении безопасности автомобиля. Такие новшества, как дублирование тормозов, разрушающаяся рулевая колонка, приборная панель с обивкой, скругленные внутренние ручки, безопасные зеркала, предупреждающие огни, двойные ремни безопасности, энергопоглощающие рама и бамперы, безопасная установка топливного бака и боковые противоударные лонжероны дверей, а также т.н. «подушка безопасности» стали результатом этих разработок. Статистика несчастных случаев показывает, что эти новшества привели к снижению числа смертей и увечий.

АВТОМОБИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Каждый автомобиль – результат исследований, планирования и опытно-технологических работ, длящихся не один год. Обычно для того, чтобы какая-либо конкретная модель прошла через стадии эскизного проектирования, конструирования, художественного оформления, производства узлов, их сборки и заводских испытаний и поступила в автосалон для продажи, требуется от 18 до 24 мес.

Исследование рынка.

Исследование рынка – первая стадия процесса создания нового автомобиля. Каждый производитель изучает информацию о том, что нравится и что не нравится нынешним покупателям его автомобилей: цвет, габариты, основное и вспомогательное оборудование, внешний вид, цена и т.д. Эти данные собирают независимые агентства по исследованию рынка по договорам с автомобильными компаниями, а также торговые агенты и продавцы.

Планирование продукта.

Результаты исследования рынка вместе с прогнозами будущих запросов покупателя оцениваются специалистами автомобильной компании по планированию продукта. Задача этих специалистов – предложить такую модель, которая удовлетворит запросам покупателя и будет продаваться по приемлемой цене. Их план-проспект должен определить назначение новой модели и ограничения на ее параметры, в том числе на внутренние и внешние размеры, общий вес, грузоподъемность, мощность, набор оборудования, производственные издержки и пределы цен.

План изучается экспертами по производству на предмет реализуемости и технологичности. Далее экономисты-аналитики оценивают его с точки зрения производственных издержек. Художники, ответственные за оформление, готовят эскизы внутренних и внешних элементов будущего автомобиля. После того как администрация одобрит эскизный проект, начинаются художественное оформление и конструирование новой модели.

Дизайн.

Художники делают сотни эскизов, чтобы найти новые привлекательные идеи оформления не только всего автомобиля в целом, но и отдельных его частей. Каждая деталь должна гармонировать с соседними. Приборная панель должна соответствовать установленным на ней датчикам, внешняя окраска – внутренной отделке, форма автомобиля – обеспечивать минимальное аэродинамическое сопротивление и т.д.

По рисункам изготавливаются несколько полномасштабных моделей автомобиля, из которых выбирается лучшая.

Техническое конструирование.

В то время как художники разрабатывают форму и компоновку автомобиля и отдельных его частей, инженеры-конструкторы проводят расчеты и проектируют каждую из более чем 13 000 деталей устройства автомобиля. Каждая деталь должна быть сконструирована так, чтобы она была пригодна для массового производства.

Для получения окончательного чертежа детали часто бывает необходимо нарисовать сотни эскизов. Разрабатывая начальную конструкцию детали, инженеры, как и художники, должны иметь в виду узел в сборе, работу, которую эта деталь и узел будут выполнять, и отводимое для них пространство в автомобиле. Все эти элементы после сборки должны работать так, как требуется.

Время, которое прежде затрачивалось на конструирование деталей и устройств, удалось радикально уменьшить путем использования компьютеров. Например, вводя в компьютер данные о всех возможных дорожных условиях, в том числе о типах дорог, размерах неровностей дорожного покрытия и частоте их следования, конструкторы могут быстро определить требуемые размеры системы подвески. Если в компьютер ввести другие соответствующие данные, он может рассчитать, скажем, параметры двигателя. На компьютере можно рассчитать даже подробные ходовые характеристики будущего автомобиля до того, как будет построена и испытана в реальных условиях его работающая модель.

Конструируя различные детали, инженеры используют не только компьютеры, но и советы металлургов, психологов и специалистов во многих других областях. Знания этих экспертов помогают конструкторам выбрать такие формы и материалы, которые по механическим характеристикам, весу, долговечности и удобству эксплуатации наиболее подходят для конкретной детали.

После того как деталировочные чертежи изготовлены и проверены, пробные детали автомобиля изготавливаются вручную. Изготовленные детали испытываются, чтобы установить возможности улучшения конструкции. Детали доработанной конструкции снова испытываются. Посредством таких испытаний инженеры удостоверяются в том, что сконструированные ими детали удовлетворяют всем предъявляемым требованиям.

Пробная сборка.

Инженеров-технологов затем просят дать рекомендации по изменениям в технологии, которые могли бы сократить время изготовления и производственные издержки. После учета замечаний инженеров-технологов можно приступать к опробованию процессов сборки, разработанных для массового производства автомобиля. На пробных линиях сборки инженеры-технологи собирают опытные образцы автомобиля, используя те же инструменты, контрольно-измерительные приборы и рабочих той же квалификации, которые будут вовлечены в массовое производство данной модели на сборочных заводах. Пробная сборка позволяет инженерам устранить последние конструктивные и технологические недостатки автомобиля до начала его массового производства.

Испытания.

После того как опытная модель сходит с линии пробной сборки, она подвергается испытаниям трех видов: в лаборатории, на полигоне и на трассе.

В лаборатории двигатель, трансмиссия, система подвески, электрическая и механическая системы автомобиля подвергаются испытаниям на стенде, где точно воспроизводятся эксплуатационные нагрузки. Эти испытания проводятся в интенсивном режиме, позволяющем свести годы обычных дорожных испытаний к нескольким неделям. Например, на динамометрическом стенде двигатель прогоняется на полной мощности в условиях, эквивалентных пробегу 32 000 км в гору со скоростью 160 км/ч. Другие испытательные устройства подвергают повышенным нагрузкам и износу металлические материалы, пластмассы, краски и ткани.

Опытные модели проходят многочисленные и разносторонние испытания для определения их надежности и долговечности. Опытная модель многократно запускается, ускоряется, тормозится, паркуется и поднимается задним ходом по крутому склону. Кроме того, в ходе испытаний проверяется действие звукового сигнала, радиоприемника, фар, сигналов поворота и других управляемых устройств. С помощью сложного контрольно-измерительного оборудования определяются рабочие характеристики при ускорении и торможении, усилие на рулевом колесе, шумы, вибрация, качество езды, расход топлива, действие трансмиссии и способность преодолевать подъем. После испытаний автомобили разбираются на детали с целью исследования степени их износа.

Производители подвергают каждую серийно выпускаемую модель (а также некоторые модели конкурентов) трехмесячному 56 000-км пробегу по дорогам всех мыслимых типов с целью испытания на долговечность. Многие участки этих дорог имеют специально устроенные на них гребенчатые выступы, крышки люков, ямы, неровности, осколки бетона, рельсовые пути и нескончаемые вереницы складок, выпуклостей, выбоин и волнистых неровностей.

Помимо испытаний на полигонах, серийные модели совершают пробные пробеги в различных климатических условиях. Эти испытания – кульминация всего периода разработки – дают конструкторам возможность оценить автомобиль в целом с точки зрения будущего владельца.

Потребность в опытных моделях.

Перед тем как начнется серийное производство, опытные модели отправляются на полигон, в отделы и филиалы компаний. Отделу отгрузки продукции образцы опытной модели нужны для разработки методов погрузки в железнодорожные вагоны и специальные грузовики; отделу эксплуатации они требуются для определения требований к смазке автомобиля, регулировке двигателя и т.д.; отделам сбыта и рекламы они необходимы для съемки рекламных фотографий и фильмов, подготовки рекламных проспектов и инструкций по обслуживанию.

Материально-техническое снабжение.

Пока опытные модели испытываются, исследуются и фотографируются, отдел материально-технического снабжения закупает материалы и оборудование, необходимые для массового производства новой модели. К ним относятся сырьевые материалы, которые поступают на предприятия первичной переработки, например литейные производства; материалы для последующей обработки и готовые детали, необходимые для сборки; оборудование, используемое в производстве автомобилей.

Производство деталей.

Над деталями, которые составляют автомобиль, необходимо выполнить тысячи технологических операций. Каждой детали должна быть придана точная форма путем одной или нескольких формообразующих операций. Почти все эти операции можно разделить на три основные группы. При литейных операциях деталь – например, блок цилиндров, головка блока цилиндров, распределительный вал – изготавливается заливкой расплавленного металла в литейную форму для создания заготовки; такая деталь называется отливкой. При операциях механической обработки отливка подвергается дальнейшему изменению с помощью инструментов, срезающих ненужный металл. При операциях штамповки деталь – крыша, крыло или капот – изготавливается на тяжелых прессах, которые выдавливанием придают листу или полосе металла нужную форму.

Сборка.

После того как изготовлены все комплектующие детали, новая модель готова к постановке на конвейер. Путем тщательного планирования сборочных операций, выполняемых с точностью до секунды, более чем 13 000 деталей и готовых узлов для всех модификаций кузова поступают на конвейер в нужном месте и точно в срок, чтобы обеспечить непрерывность сборочного процесса с использованием робототехники и автоматизированного оборудования.

Первый шаг в сборке автомобиля – изготовление кузова. Различные детали кузова – пол, крыша, крылья – свариваются вместе на самой длинной конвейерной линии сборочного цеха. Двери и крышка багажника навешиваются на кузов в петлях. Все металлические поверхности тщательно шлифуются, и кузов готовится к покраске.

В малярном цехе кузов химически грунтуется фосфатом, чтобы подготовить металлические поверхности к покраске. Стыки закрываются виниловой пленкой и заделываются герметиком, и на кузов наносятся первые защитные слои краски. Потом кузов подвергается абразивной обработке и обмывается, чтобы очистить и подготовить поверхность для нанесения последующих слоев краски. В специальной камере пульверизатором на кузов наносится несколько отделочных слоев краски. Затем кузов сушится в печи, и краска образует твердое и прочное блестящее покрытие.

На шасси собираются ходовые узлы автомобиля, а именно двигатель, трансмиссия, рулевая передача, ведущая ось или ведущий вал, элементы подвески, поворотные цапфы, ступицы колес, тормоза и система выпуска отработавших газов.

Сборка шасси начинается на линии оснастки двигателя. Оснастка двигателя включает сопряжение его с трансмиссией и установку таких узлов, как генератор, компрессор кондиционера воздуха, насос системы усиления руля, элементы системы управления отработавшими газами, радиатор, вентилятор системы охлаждения и приводные ремни. Оснащенный двигатель устанавливается на предназначенное ему место и закрепляется, что создает основу и ориентир для монтажа остальных узлов и элементов шасси.

Передняя часть автомобиля изготавливается на отдельной линии сборки. Этот узел, состоящий из передних крыльев, радиатора, декоративной решетки, фар и защитных подкрылков, подвергается отделке, а потом присоединяется к основной части кузова после того, как та скрепляется с шасси.

Конечная стадия сборки.

После соединения полностью собранного шасси с частично укомплектованным кузовом начинается конечная стадия сборки. Испытание на герметичность проводится поливом автомобиля высоконапорными струями воды. Далее устанавливаются колеса, сиденья, аккумуляторная батарея, бамперы, другие функциональные и декоративные части, производится обивка салона. Полностью укомплектованный автомобиль своим ходом заводится на посты для регулировки света фар, установки углов схождения и развала передних колес, регулировки тормозов, проверки ходовых характеристик на динамометрических роликах. Испытание на роликах, когда только вращаются колеса, а автомобиль остается неподвижным, позволяет проверить двигатель и силовую передачу во всем диапазоне рабочих параметров. Окончательная проверка включает все выполненные ранее проверки отдельных узлов после их производства. Изготовленные автомобили перегоняются на стоянку для последующей погрузки в специальные трейлеры или железнодорожные вагоны, которыми они доставляются в торговую сеть.

Круглов С. М., Антонов В. Н. Устройство, техническое обслуживание, ремонт легковых автомобилей. М., 1980
Родионов В. Ф., Фиттерман Ф. М. Проектирование легковых автомобилей. М., 1980
Раймпель Й. Шасси автомобиля: конструкции подвесок. М., 1989
Теплов М. Ф. и др. (сост.) Иномарки (справочник). М., 1992
Егоров Л. И. (сост.) Автолюбителям об автомобиле: советы и рекомендации. М., 1992
Каталог американских автомобилей (модели 1994 года). М., 1993

Основные части автомобиля и их назначение

Основными составными частями в конструкции автомобиля, как мы уже писали выше, являются:

1. Двигатель;
2. Кузов;
3. Шасси;
4. Электрооборудование.

Все они состоят из множества отдельных элементов, деталей, узлов и агрегатов.

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания и дизельные моторы. Однако в последние годы все большую популярность завоевывают автомобили, оснащенные электрическими и гибридными двигателями.

Кузов автомобиля может иметь рамную и безрамную конструкцию. Как правило, в современных легковых автомобилях рама отсутствует, а все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Именно поэтому такой кузов называют несущим – данное конструкторское решение устройства автомобиля позволяет максимально снизить его массу. Советуем также ознакомиться с классификацией автомобилей по типу кузова .

Шасси автомобиля заслуживает отдельного внимания. Оно представляет собой множество механизмов, в задачи которых входит передача крутящего момента от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам, передвижение автомобиля и управление им. Эти группы механизмов называются трансмиссия, ходовая часть и механизм управления автомобилем.

• Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, тем самым, позволяя изменять крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия двухосного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на задние колеса обычно состоит из таких механизмов: сцепление , коробка передач , карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
• Ходовая часть автомобиля состоит из рамы или несущего кузова, переднего и заднего мостов, подвески (рессоры и амортизаторы), колес и шин. Подробнее о видах и типах подвесок автомобилей .
• Механизм управления автомобилем состоит из рулевого управления и тормозной системы ( с барабанными и дисковыми тормозами ). Он позволяет изменять направление и скорость движения автомобиля, останавливать его и удерживать на месте.

Кроме вышеперечисленных узлов, агрегатов и механизмов абсолютно все автомобили оснащены электрооборудованием, состоящим из источников и потребителей электрического тока.

Электрооборудование автомобиля запускает и дает возможность работать двигателю, освещает и обогревает салон машины, позволяет без проблем передвигаться в темное время суток и в непогоду, поддерживает противоугонную систему, заботиться о нашей с вами безопасности на дороге, превращает автомобиль в концертный зал или даже в кинотеатр, и выполняет множество других полезных и очень важных функций.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Основной элемент авто. Функция – приводит авто в движение.

Машины оснащают бензиновыми, дизельными моторами и электродвигателями.

ДВС, работающие на бензине или дизеле, состоят из: блока и головок цилиндров, распредвала, выхлопной системы, впускной системы (для подачи воздуха), карбюратора, инжектора.

Шасси автомобиля

Шасси автомобиля – это целая система, объединяющая в себе механизмы, которые передают энергию двигателя к ведущим колесам. Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и механизмов управления.

Задачей трансмиссии является передача энергии от двигателя к колесам. Трансмиссия состоит из коробки передач (бывает механической и автоматической – с автоматическим переключением передач без участия водителя), сцепления, полуоси и дифференциала.

Трансмиссия

Отвечает за передачу крутящего момента от ДВС к колесам.

В легковых авто к трансмиссии относится коробка переключения передач (КПП), дифференциал. В полноприводных мощных автомобилях трансмиссионная система также состоит из раздаточной коробки и полноприводной системы.

На машины устанавливают механические (МКПП), автоматические (АКПП), механические автоматизированные коробки, вариаторы.

Коробка передач состоит из:

• Картера;
• первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
• дополнительного вала и шестерни заднего хода;
• синхронизаторов;
• механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами;
• рычага переключения.

Ходовая часть

Основная функция – смягчение ударов при движении авто по кочкам, ямам, обеспечение комфорта.

Ходовая часть включает: переднюю / заднюю подвеску, колеса. Система подвески включает: амортизаторы, пружины, рычаги, сайлент-блоки, втулки. К передней подвеске также необходимо добавить рулевые тяги и шрусы.

Современные модели мощных легковых авто оснащают независимой передней / задней подвеской. В независимом типе ходовой части колеса крепятся по отдельности. Это позволяет достигнуть максимального комфорта в процессе движения по неровному дорожному покрытию.

Механизмы управления

Эти устройства состоят из рулевого управления, которое связано с передними колесами рулевым приводом и тормозами. В большинстве современных авто применяются бортовые компьютеры, сами контролирующие управление в ряде случаев, и даже вносящие нужные изменения.

Здесь же отметим такую важную часть, как то, из чего состоит колесо автомобиля. Без него машина бы просто не состоялась. Это поистине одно из самых великих изобретений состоит здесь из двух составляющих: шины из резины, которая бывает камерной и бескамерной, и диска из металла.

Рулевое управление

Отвечает за маневренность и поворот авто. Поворот руля осуществляется рулевой рейкой.

Устройство рулевого управления:

• поперечная тяга;
• нижний рычаг;
• поворотная цапфа;
• верхний рычаг;
• продольная тяга;
• сошка рулевого привода;
• рулевая передача;
• рулевой вал;
• рулевое колесо.

Тормозная система

Отвечает за безопасность. Благодаря работе тормозов машина останавливается. Система торможения состоит из: тормозных дисков, колодок, суппортов, цилиндров, контуров.

Чем выше мощность ДВС, тем мощнее должна быть тормозная система.

Работа мотора

Чтобы лучше понять принцип работы, нужно в деталях разобрать, из чего состоит двигатель автомобиля.

Корпусом является блок цилиндров. Внутри него находятся каналы, охлаждающие и смазывающие мотор.

Поршень — это не что иное, как пустотелый металлический стакан, наверху которого находятся канавки колец.

Поршневые кольца, расположенные внизу, маслосъемные, а наверху — компрессионные. Последние обеспечивают хорошее сжатие и компрессию воздушно-топливной смеси. Их применяют как для достижения герметичности камеры сгорания, так и в качестве уплотнителей для предотвращения попадания туда масла.

Кривошипно-шатунный механизм ответственен за возвратно-поступательную энергию движения поршней на коленчатый вал.

Итак, понимая из чего состоит автомобиль, в частности, его двигатель, разберемся в принципе работы. Топливо сперва попадает в камеру сгорания, перемешивается там с воздухом, свеча зажигания (в бензиновом и газовом вариантах) выдает искру, воспламеняя смесь, или же смесь воспламеняется сама (в дизельном варианте) под действием давления и температуры. Сформированные газы заставляют поршень двинуться вниз, передавая движение коленчатому валу, из-за чего он начинает вращать трансмиссию, где движение передается колесам передней, задней оси или обеим сразу, в зависимости от привода. Немного позже коснемся и того, из чего состоит колесо автомобиля. Но обо всем по порядку.

Салон автомобиля или зона комфорта

Салон современного автомобиля обладает высоким уровнем комфорта, за счет множества систем автомобиля. Устройство кондиционирования обеспечивает создание комфортного микроклимата в салоне автомобиля в независимости от погоды на улице. На некоторых моделях автотранспорта установлен многозонный климат контроль, который организовывает микроклимат для каждого отдельного пассажира.

Сиденья автомобиля стало иметь множество регулировок, так что любой водитель или пассажир может настроить сиденья под себя для комфортной посадки. А также в сиденьях имеются функции подогрева, охлаждения и даже массажа. Многие автомобили на данный момент оборудуются датчиками света и дождя, что, несомненно, создает комфорт водителю.

И не стоит забывать о вспомогательных системах: парковочный радар, обзорные камеры по периметру автомобиля, помощник при парковке. Мультимедийные устройства позволяют не только прослушивать аудио-файлы, но и также просматривать видео и имеют выход в интернет, во многих системах установлен bluetooth, что позволяет производить общение по телефону с помощью мультимедиа, не отвлекаясь от управления транспортным средством.

Электрооборудование

Одна из наиболее сложных систем легковых авто с множеством самых разных элементов и соединяющих их проводов, опутывающих весь корпус автомобиля, – это электрооборудование, которое служит для обеспечения электроэнергией всех электротехнических устройств и электронной системы. Электрооборудование включает в себя следующие устройства и системы:

• аккумуляторную батарею;
• генератор;
• систему зажигания;
• световую оптику и систему освещения салона;
• приводы электродвигателей вентиляторов, стеклоочистителей, стеклоподъёмников и других устройств;
• обогрев стёкол и салона;
• всю электронику автоматической коробки передач, бортового компьютера и защитных систем (ABS, SRS), управления двигателем и других;
• гидроусилитель руля;
• противоугонную сигнализацию;
• звуковой сигнал.

Это неполный перечень устройств, входящих в электрооборудование авто и потребляющих электроэнергию.

Устройство кузова автомобиля и всех его составных частей необходимо знать каждому водителю, чтобы поддерживать машину всегда в исправном состоянии.

Назначение и требования

Если двигатель называют сердцем автомобиля, то кузов – это его оболочка или тело. Как бы то ни было, именно кузов является самым дорогим элементом машины. Основное его назначение – это защита пассажиров и внутренних компонентов от воздействия окружающей среды, размещение посадочных мест и прочих элементов.

Кузов автомобиля

Как к важному конструктивному элементу к кузову предъявляются определенные требования, среди которых:

• стойкость к коррозии и долговечность;
• сравнительно небольшая масса;
• необходимая жесткость;
• оптимальная форма, чтобы обеспечить ремонт и обслуживание всех агрегатов автомобиля, удобство погрузки багажа;
• обеспечение необходимого уровня комфорта для пассажиров и водителя;
• обеспечение определенного уровня пассивной безопасности при столкновении;
• соответствие современным стандартам и тенденциям в дизайне.

Основные типы

Прежде чем разобрать, из чего состоит кузов легкового автомобиля, нужно выделить основные типы его исполнения. Легковые машины серийного производства выпускаются в таких основных типах:

Есть и другие типы, но эти три являются основными и наиболее распространенными.

Кузов типа седан являются самыми популярным. Серийный седан имеет четыре двери для пассажиров, моторный отсек и багажный. Такой тип кузова является наиболее оптимальным для перевозки пассажиров и небольшого багажа.

Хетчбэк представляет собой машину с двумя дверями для пассажиров, моторный отсек и багажное отделение, не разделенное с салоном. Такой тип имеет ограничения по перевозимому грузу, а также не очень удобен для перевозки пассажиров. Однако такое исполнение имеет свои преимущества. Автомобили в таком типе кузова имеют более низкий вес и размеры, что положительно сказывается на его экономичности относительно расхода топлива.

Легковые машины в кузове универсал рассчитаны на усиленные нагрузки. Багажное отделение таких машин отличается увеличенным объемом, что не мешает оставаться салону в полноценном размере. Устройство универсала дает возможность еще больше расширить багажное отделение за счет складывания задних пассажирских сидений.

Материал и технология изготовления

Кузов современного легкового автомобиля изготавливается из высокопрочной стали, которая проходит несколько этапов обработки. Небольшая толщина используемого металла позволяет намного уменьшить общий вес машины, что положительно сказывается на его динамике и экономичности. Несмотря на маленькую толщину стали, конструкция кузова рассчитана таким образом, что он является одновременно и легким, и прочным.

На большинстве современных авто кузовные детали скрепляются между собой точечной сваркой. Это позволяет обеспечить надежность соединения элементов и уменьшить количество кромок и острых углов, которые наиболее уязвимы по отношению к коррозии. В перспективе автомобильная промышленность будет применять лазерное сваривание деталей. Такой подход сводит к минимуму наличие выпуклостей и впадин на швах, а конструкция кузова станет более простой и надежной.

Общее устройство кузова

Чтобы разобраться, из чего состоит кузов легкового автомобиля, следует рассмотреть основные детали, которые входят в его устройство. Для более простого понимания, устройство кузова автомобиля можно условно разделить на три отсека. Из чего же состоит кузов? Общая схема расположения частей следующая:

• моторная зона – предназначена для расположения силового агрегата и дополнительно выполняет функцию пассивной безопасности автомобиля;
• пассажирская часть – нужна для размещения пассажиров и органов управления автомобилем;
• багажный отсек – используется для багажа;

Рассмотрим, из чего состоит каждый из этих элементов более подробно.

Моторная часть состоит из следующих основных деталей:

• передние верхняя и нижняя поперечины;
• фронтальные лонжероны;
• нижняя поперечина для расположения двигателя.

Схема моторного отсека устроена таким образом, что при столкновениях энергию удара принимают на себя лонжероны и передняя балка. Деформируясь, они уменьшают нагрузку на пассажирский отсек. Такая конструкция повышает шансы водителя и пассажиров уберечься от травм в ДТП.

Схема расположения деталей пассажирского отсека легкового авто следующая:

• нижняя передняя балка под лобовым окном;
• передняя и задняя поперечины крыши;
• боковой лонжерон крыши;
• передние, боковые и задние стойки;
• пороги;
• днище;
• усиливающие конструкции днища.

В других источниках названия деталей кузова могут незначительно отличаться, однако сути дела это не меняет. Приведенная схема позволяет в общих чертах разобраться, из чего состоит кузов и каково его устройство.

Все части пассажирского отсека легкового авто имеют необходимую жесткость, которая обеспечивает надежное крепление облицовочных и функциональных деталей. Помимо этого устройство пассажирской части делается таким образом, чтобы обеспечить максимальную пассивную защиту в случае боковых столкновений.

Багажный отсек легкового авто состоит из задней панели и крыльев. Схема этого отделения разработана таким образом, что его устройство позволяет выдерживать нагрузки от полезного багажа, а также обеспечить пассивную безопасность в случае ударов в заднюю часть автомобиля.

Устройство кузова легковых машин зависит от модели, производителя и других деталей. Однако в большинстве серийно выпускаемых машин схема расположения кузовных деталей примерно одинакова. Резкое отличие имеют только спортивные автомобили и прототипы концептуально новых моделей, произведенных в количестве нескольких единиц. Кузов таких машин может иметь иную конструкцию.

Компоновка кузовов

Несущая часть автомобиля может состоять из рамы и кузова, только кузова или быть комбинированной. Кузов, который выполняет функции несущей части, так и называется несущим. Именно такой тип наиболее распространен на современных автомобилях.

Также кузов может быть выполнен в трех объемах:

• однообъемный;
• двухобъемный;
• трехобъемный.

Однообъемный выполняется как цельный корпус, который объединяет отделение для двигателя, пассажирский салон и багажный отсек. Такая компоновка соответствует пассажирским (автобусы, микроавтобусы) и грузопассажирским автомобилям.

Двухобъемный имеет две зоны пространства. Пассажирский салон, объединенный с багажником, и моторный отсек. К такой компоновке относятся хэтчбек, универсал и кроссовер.

Трехобъемный состоит из трех отсеков: пассажирского, отсека для двигателя и багажного отделения. Это классическая компоновка, которой соответствуют седаны.

Компоновка кузовов

Жесткость

Жесткость – это свойство кузова автомобиля сопротивляться динамическим и статистическим нагрузкам в процессе эксплуатации. Она напрямую влияет на управляемость.

Чем выше жесткость, тем лучше управляемость автомобиля.

Жесткость зависит от типа кузова, общей геометрии, количества дверей, размера машины и окон. Большую роль также играет крепление и положение лобового и заднего стекол. Они могут увеличить жесткость на 20-40%. Для большего увеличения жесткости устанавливаются различные распорки-усилители.

Наиболее устойчивыми считаются хэтчбеки, купе и седаны. Как правило, это трехобъемная компоновка, которая имеет дополнительные перегородки между багажным отделением и двигателем. Недостаточную жесткость показывают кузова типа универсал, пассажирский, микроавтобус.

Есть два параметра жесткости – на изгиб и на кручение. На кручение проверяют сопротивление при давлении в противоположных точках относительно его продольной оси, например, при диагональном вывешивании. Как уже было сказано, современные автомобили имеют цельный несущий кузов. В таких конструкциях жесткость обеспечивается главным образом за счет лонжеронов, поперечных и продольных балок.

Алюминиевый кузов

Современные конструкторы постоянно ищут способы снижения массы без потери жесткости и прочности. Одним из перспективных материалов является алюминий. Масса алюминиевых деталей в 2005 году в европейских автомобилях составила 130 кг.

Сейчас активно применяется материал пеноалюминий. Это очень легкий и одновременно жесткий материал, который хорошо поглощает удар при столкновении. Пенистая структура обеспечивает высокую термостойкость и шумоизоляцию. Минусом данного материала является его высокая стоимость, примерно на 20% дороже традиционных аналогов. Широко применяют алюминиевые сплавы концерны «Ауди» и «Мерседес». Например, за счет таких сплавов удалось значительно снизить массу кузова Ауди А8. Она составляет всего 810 кг.

Алюминиевый кузов Audi A8

Кроме алюминия рассматриваются пластиковые материалы. Например, инновационный сплав «Fibropur», который по жесткости практически не уступает стальным листам.

Кузов является одним из важнейших конструктивных компонентов любого автомобиля. От него во многом зависит масса, управляемость и безопасность транспортного средства. Качество и толщина материалов сказывается на долговечности и устойчивости к коррозии. Современные автопроизводители все чаще применяют углепластик или алюминий, чтобы снизить массу конструкции. Главное, чтобы кузов смог обеспечить максимально возможную безопасность для пассажиров и водителя в случае столкновения.

Автозапчасти от А до Я: Устройство автомобилей для новичков

Самые важные запчасти в автомобиле: Что заставляет вашу машину работать.

Вы никогда не задумывались, как выглядит генератор переменного тока или водяной насос в автомобилях? К сожалению, многие владельцы транспортных средств не знакомы с устройством автомобилей, не говоря уже о его обслуживании и ремонте. Да, намного удобнее обслуживать автомобиль в технических дилерских центрах, в которых вам даже нет необходимости самостоятельно приобретать запчасти.

Но мы считаем, что каждый водитель должен знать из чего состоит транспортное средство, как работают те или иные компоненты. Благодаря этому каждый из вас может самостоятельно покупать запчасти, не переплачивая дилеру. Поэтому наше интернет-издание предлагает вам подробный справочник по всем основным компонентам большинства автомобилей, из которого вы узнаете, из каких запчастей состоит любой автомобиль и за что отвечает каждый компонент транспортного средства.

Блок управления ABS

Блок управления ABS

Антиблокировочная тормозная система ABS создана, для того чтобы препятствовать блокированию колес во время торможения, что позволяет сократить тормозной путь автомобиля, а также снизить риск заноса при резком торможении на скользкой или мокрой дороге.

Главным компонентом системы ABS является блок управления антиблокировочной тормозной системой, который измеряет давление в тормозной системе и использует данные о скорости каждого колеса. Эта информация, которую обрабатывает блок ABS, необходима, для того чтобы регулировать необходимую оптимальную скорость каждого колеса и давление в тормозной системе. Именно этот блок вычисляет, что колесо автомобиля может заблокироваться, что либо увеличит тормозной путь машины, либо это приведет к заносу автомобиля.

Если блок управления ABS выйдет из строя, то, как правило, на приборной панели появиться ошибка, указывающая на неисправность системы ABS (на приборной панели загорится значок ABS).

Правда, перед тем как убедиться, что неисправность связана с блоком, необходимо проверить датчик скорости вращения колес и датчик давлении тормозной системы.

Блок управления антиблокировочной тормозной системы является одним из дорогих компонентов тормозной системы.

Компрессор кондиционера

Приближается лето, и каждый из нас не хочет, чтобы в его машине не работала система охлаждения салона (кондиционер). Поэтому об исправности кондиционера в машине необходимо позаботиться заранее, сделав в специализированном сервисе соответствующую диагностику.

Самой распространенной проблемой кондиционера в автомобиле является утечка хладагента, без которого кондиционер не может охлаждать теплый воздух, поступающий с улицы. Также довольно частой проблемой, с которой встречаются владельцы современных автомобилей, являются проблемы с питанием компрессора кондиционера. Как и многое оборудование автомобиля, компрессор питается от электрической сети транспортного средства. В случае проблем с электрикой, компрессор кондиционера может получать недостаточное количество электричества.

В результате он не сможет достаточно охлаждать воздух. Некоторые компрессоры кондиционера имеют в своей конструкции вал, который может износиться. Также компрессор имеет различные сальники и уплотнители, которые со временем могут повреждаться. В результате этого компрессор может полностью выйти из строя. В этом случае придется приобретать новый компрессор.

Генератор переменного тока

Задача автомобильного генератора проста. Он вырабатывает электричество, для того чтобы снабжать электроэнергией ваш автомобиль, держа напряжение в электроцепи на заданном уровне. Также генератор поддерживает надлежащий уровень заряда в аккумуляторе машины.

Если генератор выходит из строя, то чаще всего это приводит к появлению на приборной панели значка (индикатор аккумуляторной батареи), который предупреждает о потере зарядки аккумулятора. Как правило, в результате этого машина глохнет.

Самое плохое, что это может произойти неожиданно в самый не подходящий момент.

Частой причиной поломки генератора является износ щеток компонента или выход из строя подшипников генератора. В этом случае есть два вида решения проблемы — покупка нового генератора или ремонт старого. Правда стоит отметить, что переборка старого генератора не всегда возможна и менее надежна.

Приводной вал (полуось)

Приводной вал или полуось — это компонент автомобиля, который передает крутящий момент от дифференциала на передние или задние колеса автомобиля (в зависимости от типа, используемого на транспортном средстве привода).

Частой причиной выхода из строя этого компонента является повреждение резиновых пыльников. В результате этого в механизм приводного вала начинает попадать грязь, пыль и т.п. Это приводит к разного рода проблемам, связанных с работой полуоси.

Если вы начинаете слышать раздражающие щелки или хруст при прохождении поворотов, возможно в вашей машине вышел из строя один из приводных валов.

Если во время диагностики подвески вам сообщают о том, что на полуоси порвались резиновые пыльники, то их нужно заменить как можно быстрее, поскольку их повреждение приведет достаточно быстрой поломке приводных валов.

Шаровый шарнир (шаровая)

Шаровый шарнир является точкой опоры для подвески и рулевого привода. Шаровый шарнир это вращательная кинематическая пара (подвижное соединение двух частей, которое обеспечивает им вращательное движение вокруг общей оси).

Со временем эти компоненты автомобиля изнашиваются и выходят из строя (износ пыльника или износ механической части шарнира).

Как правило, при износе шарового шарнира водитель начинает слушать стук или скрип на любых кочках на дороге.

Так что если вы начали слышать подобные стуки в подвеске, то проведите как можно скорее диагностику ходовой части и в случае необходимости замените шаровые шарниры на новые. При выборе шаровых, отдавайте предпочтение оригинальным запчастям. Помните, что если вы сэкономите и купите неоригинальные шаровые, то их срок службы будет значительно меньше.

Мотор вентилятора обдува салона

Когда вентилятор обдува салона перестает работать, то в салон через воздуховоды перестает поступать воздух. В этом случае вероятной проблемой может являться неисправность мотора вентилятора обдува салона.

Мотор, как правило, расположен где-то за бардачком или за центральной консолью. Благодаря мотору воздух с улицы поступает через вентиляционные отверстия в салон машины.

Иногда неисправность мотора может заключаться в шумной работе обдува. Для того чтобы установить истинную неисправность, необходима диагностика системы вентиляции салона.

Тормозной суппорт

Тормозной суппорт это один из главных компонентов тормозной системы автомобиля. Для того чтобы остановить машину суппорт прижимает тормозные колодки к тормозному диску.

То есть, как только вы нажимаете педаль тормоза, суппорт сразу начинает прижимать колодки к тормозному диску, и автомобиль останавливается.

Как и все в любом автомобиле, со временем суппорт изнашивается и выходит из строя. Например, главным признаком неисправности суппорта является неравномерный износ тормозных колодок, а также тяга (занос) машины в одну сторону во время торможения на сухом асфальте (вправо или влево). Как правило, эти признаки указывают на то, что суппорт вовремя не разжимает колодки.

В этом случае необходимо заменить старый суппорт на новый.

Но не всегда подобные симптомы наблюдаются при неисправности суппорта. Поэтому, если вы заметили неисправность тормозной системы, необходимо проверить надежность всей тормозной системы, начиная от проверки уровня тормозной жидкости и заканчивая проверкой износа тормозных дисков.

Выключатель фонарей стоп-сигналов

Это один из немногих компонентов автомобилей, по названию которого можно не разбираясь в устройстве автомобиля, понять, где он применяется и для чего он нужен. Перед вами маленький переключатель фонарей стоп-сигналов, который устанавливается за педалью тормоза. Этот компонент включает стоп-сигналы в тот момент, когда мы нажимаем педаль тормоза при необходимости.

Если вы столкнулись с проблемой неисправности задних фонарей стоп-сигналов, и после диагностики выяснили, что лампочки стоп-сигналов находятся в исправном состоянии, то есть большая вероятность что причина неисправности в выключатели фонарей стоп-сигналов, который расположен под педалью тормоза в салоне машины.

Тормозные диски

Тормозной диск является одним из ключевых компонентов тормозной системы автомобиля. Также как и все остальное в автомобиле, тормозной диск может выйти из строя из-за сильного износа или перегрева.

Тормозные диски машины подвергаются огромному перегреву из-за тепла, которое выделяется в результате трения тормозных колодок и тормозных дисков в процессе торможения.

Как мы уже рассказали, суппорты тормозной системы прижимают колодки к тормозным дискам, в результате чего автомобиль снижает скорость или полностью останавливается.

Естественно со временем любые тормозные диски изнашиваются, в результате чего при торможении вы будете ощущать вибрацию в педали тормоза. Также процесс торможения станет не эффективным.

Помните что замена тормозных дисков, как и суппортов, должна осуществляться парами (одновременная замена передних тормозных дисков или замена задних тормозных дисков с двух сторон автомобиля).

Распределительный вал (распредвал)

Распредвал не тот компонент, который часто выходит из строя. Тем не менее, при выходе его из строя вы можете столкнуться с дорогостоящими проблемами. Например, если вы столкнулись с нехваткой давления масла (или с масленым голоданием двигателя), то необходимо в первую очередь проверить исправность распределительного вала.

Распредвал нужен, для того чтобы открывать и закрывать клапана двигателя. В двигателе есть как впускные клапана (которые впускают в двигатель топливо и кислород), так и выпускные клапана (выпускают выхлопные газы, которые образуются в процессе сгорания топлива в двигателе).

Датчик положения распределительного вала

Когда речь идет о неисправности работы распредвала, то в первую очередь проверяют работоспособность датчика положения распредвала. Этот датчик сообщает блоку управления двигателем, с какой скоростью вращать распредвал, для того чтобы синхронизировать работу блока двигателя с клапанами, которые подают топливо во впускной коллектор.

То есть другими словами этот датчик помогает блоку управления двигателем сообщать информацию необходимую для точного определения момента времени впрыска топлива в двигатель (по информации с датчика распредвала блок управления двигателем знает точное месторасположение каждого поршня в блоке двигателя).

Если этот датчик выходит из строя, то на приборной панели появиться надпись «Check Engine» (Чек двигателя). При неисправности датчика положения распределительного вала автомобиль, как правило, теряет тягу и начинает потреблять больше топлива. Дело в том, что при неисправности данного датчика блок управления двигателем перестает получать точную и так необходимую информацию для оптимального впрыска топлива.

В итоге программное обеспечение блока управления двигателем начинает угадывать моменты когда клапана находятся в открытом положении, для того чтобы сделать впрыск топлива в двигатель.

Сцепление

В автомобилях оснащенных механической коробкой передач сцепление является ключевым связующим звеном между двигателем и трансмиссией. Благодаря сцеплению крутящий момент двигателя плавно передается коробке передач, которая в свою очередь передает крутящий момент на колеса. Также сцепление смягчает крутильные колебания, а также вибрацию при переключении скоростей. Если бы не было сцепления, то автомобиль бы не тронулся с места. К сожалению, ничто не вечно и диск сцепления со временем изнашивается.

Поперечный рычаг

Рычаги подвески автомобиля бывают разных форм и размеров. Эти компоненты являются частями, которые связывают колеса автомобиля с остальной частью подвески. Как правило, поперечные рычаги (на фото) обычно имеют в своей конструкции несколько шаровых шарниров и втулок (сайлентблоков), которые смягчают удары. К сожалению, шаровые шарниры и сайлентблоки из-за больших нагрузок часто изнашиваются и требуют замены.

Как мы уже сказали, при износе шаровых вы будете слышать стук на кочках. Иногда при износе шаровых или сайлентблоков ваш автомобиль может блуждать по дороге при смене направления движения. Это связано с люфтами в поперечных рычагах. Люфты образуются из-за износа шаровых или сайлентблоков.

К счастью в случае износа шаровых или сайлентблоков нет необходимости приобретать новый рычаг в сборе. Например, шаровые и сайлентблоки могут быть выпрессованы с рычага и заменены на новые. Но иногда подобный ремонт не поможет в случае сильного износа рычага. В таком случае придется приобретать новый рычаг в сборе.

Коленвал (Коленчатый вал)

Коленчатый вал является местом в автомобиле, где сила от сгорания топлива, передаваемого из блока двигателя, превращается во вращающуюся силу, которая необходима для движения вашего автомобиля.

Коленвал также как и распредвал вращается не сам по себе. Коленвал получает энергию для вращения за счет движения поршней в блоке двигателя, которые в свою очередь движутся от энергии, получаемой при воспламенении топлива в камере сгорания силового агрегата.

К сожалению, на коленвале могут выйти из строя подшипники (например, они не получают достаточно масла). В результате из-за износа подшипников может не только повредиться коленвал, но и полностью выйти из строя весь двигатель.

В зависимости от конструкции двигателя стоимость нового коленвала может быть очень высокой. Например, стоимость демонтажа и монтажа нового коленвала для БМВ М3 может составить огромную сумму.

Сальники коленвала

Самым частым выходом из строя компонентов коленвала является сальники, которые выполняют роль уплотнителей для предотвращения утечки масла из двигателя.

Как правило, на коленвале установлено два сальника. Один передний и один задний. Передний сальник находится позади главного шкива двигателя. Другой сальник находится в задней части двигателя — в том месте, где коробка передач с помощью болтов крепится к двигателю.

Рано или поздно эти уплотнители изнашиваются, в результате чего начинается утечка масла из двигателя.

Привод дверного замка

С появлением в автомобилях центрального замка дверей в автопромышленности стали применять привод дверных замков. Этот привод отвечает за работу всех дверных замков в автомобиле. Привод питается от электросети машины.

Иногда привод может перестать работать. Например, из-за износа электрических соединений или плохой проводки. Сам привод очень долговечен и его поломка это большая редкость.

Карданный вал

В отличие от приводных валов (осей) карданный вал является связующим звеном между коробкой передач и задним дифференциалом, в автомобилях оснащенных задним приводом.

Есть два места в карданном вале, где может случиться поломка. Это U-соединение (крестовина) и подшипник (подвесной подшипник карданного вала). Опорный (подвесной) подшипник может быть заменен отдельно. Но если выходит из строя U-соединение (крестовина), то это может привести к полному выходу кардана из строя. Поэтому в случае звона, хруста или стука который исходит из карданного вала задача владельца машины как можно быстрее устранить неисправность. В противном случае ремонт может обойтись слишком дорого.

Блок управления двигателем

Блок управления двигателем — также известный как модуль управления двигателем (ECU, DME, DDE и др.) отвечает за эффективную работу двигателя. Благодаря этому модулю осуществляется управление электронным впрыском топлива в двигатель.

Поломка этого агрегата автомобиля случается не так часто. Но, тем не менее, если блок управления двигателем выйдет из строя, то это может доставить владельцу множество хлопот.

Прокладка выпускного коллектора

Прокладка выпускного коллектора, которая устанавливается между головкой блока двигателя и выпускным коллектором, со временем может износиться и начать пропускать выхлопные газы. Это самое первое место в автомобиле, которое необходимо осмотреть в случае обнаружения утечки выхлопных газов.

В случае износа прокладки выпускного коллектора ваш автомобиль начнет работать слишком громко, так как выхлопная система будет не герметична.

Маховик

Маховик это вторая половина уравнения, когда дело доходит до передачи мощности от двигателя к коробке передач. Если машина оснащена механической коробкой передач, то, как только водитель выжимает педаль сцепления, маховик соединяется с корзиной сцепления и крутящий момент силового агрегата начинает передаваться от маховика на трансмиссию.

Со временем также как и корзина и диск сцепления, маховик изнашивается. Особенно если водитель не правильно выжимал сцепление и не вовремя переключал передачи. В случае износа маховика, корзина и диск сцепления не смогут соединиться с ним, что в итоге приведет к невозможности передачи крутящего момента от мотора на коробку передач.

К сожалению, узнать об износе маховика вы не сможете, пока не снимите коробку передач и узел сцепления с автомобиля.

Топливный насос (бензонасос)

Топливные насосы, как правило крепятся внутри топливного бака (бензобака). Есть также некоторые модели автомобилей, в которых топливный насос находится под автомобилем, где закреплены на бензопроводе между топливным баком и двигателем.

Со временем бензонасос выходит из строя. К сожалению, как правило, это происходит неожиданно для владельца, так как изношенный топливный насос не подает заранее никаких признаков неисправности. Лишь на некоторых автомобилях, неисправный бензонасос может, перед тем как полностью выйти из строя, начать громко работать.

Крышка топливного бака

Все мы знаем, как выглядит крышка топливного бака (крышка горловины бензобака). Но многие из нас часто забывают о важности этой, казалось бы, пустяковой части машины. Дело в том, что крышка топливного бака всегда должна быть надежно закрыта.

Иногда на АЗС мы или заправщики не закручивают до конца топливную крышку, что приводит к появлению на приборной панели значка «Чек двигателя». В этом случае не редкость когда владельцы, увидев индикацию на приборной панели «Check Engine» отправляются в технический центр для диагностики неисправностей, где недобросовестные мастера начинают долгую и ненужную диагностику, предлагая в последующем поменять какие-либо дорогостоящие датчики и т.п. А причина, может быть, простой — не закручена до конца крышка бензобака.

Некоторые автопроизводители также оснащают свои автомобили отдельной индикацией на приборной панели, которая сообщает водителям о не плотно закрытой крышке топливного бака.

Со временем крышка бензобака может затвердеть или начать разрушаться. В итоге герметичность топливного бака может быть нарушена. В таком случае на приборной панели может также загореться «Чек двигателя» или значок предупреждающей о не закрытом бензобаке.

К счастью крышка бака стоит очень дешево, и любой водитель может легко заменить ее самостоятельно.

Прокладки головки блока

Работа головки блока цилиндров двигателя имеет решающее значение для работы всего силового агрегата. Головка блока помогает двигателю поддерживать необходимый уровень масла, охлаждающей жидкости, а также закрывает камеру сгорания от поступления ненужного кислорода. Благодаря головке блока, где расположены клапана двигателя, осуществляется подача и поступление в двигатель топлива, а также осуществляется вывод отработанных газов из двигателя после воспламенения топлива.

Самой частой причиной неисправности головки блока является прокладка, которая удерживает масло между блоком цилиндров и головкой блока. Также в зависимости от износа прокладки, в камеру сгорания может начать попадать охлаждающая жидкость. В результате их выхлопной системы будет выходить большое количество белого дыма.

Комплект прокладок головок блока стоит не очень дорого. Но для того чтобы заменить все прокладки в головке блока необходимо проделать серьезную работу, которая будет стоить очень не дешево.

Радиатор печки

Радиатор печки это, как правило, миниатюрный радиатор, который используется для нагрева салона автомобиля. Этот компонент установлен в машине позади приборной панели (как правило, не далеко от двигателя). Поэтому в случае износа этой части достать радиатор печки будет очень проблематично.

Как правило, радиатор печки со временем начинает течь из-за разгерметизации заводских швов. Также в некоторых случаях радиатор печки может засориться. В этом случае печка не сможет передавать тепло в салон машины.

Шланги, патрубки (Топливные, охлаждающей жидкости и другие)

Любой автомобиль имеет в своей конструкции различные шланги, через которые, как правило, циркулируют какие-либо жидкости. Это означает, что рано или поздно из любого шланга или патрубка может начаться утечка жидкости.

Шланги радиаторов, топливные шланги, шланги охлаждения коробки передач, тормозные шланги, шланги гидроусилителя и т.п., все это кандидаты на возможную утечку в результате их повреждения.

Дело в том, что, как и любой резиновый материал, автомобильные шланги склонны к высыханию и растрескиванию в течение длительного времени.

Поэтому каждый владелец машины время от времени должен осматривать подкапотное пространство на предмет утечки жидкостей из всех резиновых шлангов. Также не лишним будет осматривать поверхность дороги под автомобилем каждое утро, поскольку в случае утечки жидкостей вы в любом случае увидите пятна жидкостей под автомобилем.

Катушка зажигания

Все современные автомобили имеют катушки зажигания, которые подают напряжение к свечам зажигания. Со временем катушки зажигания могут изнашиваться. В результате неисправности катушки зажигания свечки могут не получать необходимого напряжения, чтобы выдавать оптимальную искру для воспламенения топлива.

В итоге могут случаться пропуски зажигания (осечки зажигания). В зависимости от стоимости и модели автомобиля в некоторых случаях, даже если вышла из строя одна катушка зажигания, автопроизводители рекомендуют заменить все остальные катушки зажигания.

Выключатель зажигания

После массированного натиска прессы в связи с отзывом выключателя зажигания компании General Motors (крупнейший заводской отзыв в связи с браком замков зажигания) все больше людей в мире начинают понимать, где этот тот самый переключатель зажигания находится в современных автомобилях.

Как видите, переключатель зажигания связан с вашим ключом зажигания. Так что помимо естественного износа и поломок, в автопромышленности бывают случаи заводского брака этого компонента, который приводит к серьезным ДТП. Так что если ваш автомобиль выпущен компанией General Motors не лишним будет проверить вашу модель в списке, в котором опубликованы автомобили, подлежащие заводскому отзыву.

Прокладка впускного коллектора

Проблемы с прокладкой впускного коллектора могут обернуться несколькими проблемами. Во-первых, двигатель машины при пробитой прокладке впускного коллектора будет работать не правильно. Например, ваш блок управления двигателем при проблемной прокладке впускного коллектора не сможет контролировать нужное количество поступаемого в двигатель воздуха.

Из-за этого происходит неправильное распыление топлива в камеру сгорания.

Во-вторых, при лишнем поступлении кислорода в двигатель на приборной панели загорится индикатор «Чек двигателя». Для того чтобы определить проблемы с прокладкой впускного коллектора, необходима компьютерная диагностика, которая позволит найти ошибки, которые повлияли на работу силового агрегата.

Например, это позволит установить, где именно воздух просачивается в двигатель. Правда стоит отметить, что для того чтобы это установить понадобится потратить слишком много времени для тщательной диагностики машины.

Лампочка подсветки заднего номерного знака

Все мы привыкли к тому, что время от времени все лампочки освещения в автомобиле выходят из строя. Заменить их самостоятельно не составляет большого труда. Но по каким-то причинам многие водители забывают о лампочке подсветки заднего номерного знака, который согласно законодательству должен быть освещен.

Поэтому время от времени проверяйте в своем автомобиле эту лампочку и в случае ее неисправности замените на новую. Благо сделать это можно самостоятельно.

Датчик массового расхода воздуха

Этот датчик также иногда называют «Датчик массы воздушного потока». Этот датчик замеряет количество кислорода потребляемого двигателем. Далее датчик передает информацию об этом блоку управления двигателем, который регулирует нужное количество топлива, необходимое для подачи в камеру сгорания.

Со временем грязь и пыль может загрязнить датчик массового расхода воздуха, что приведет к неточным данным поступаемые в модуль управления двигателем.

Также не редкость когда этот датчик полностью выходит из строя. В этом случае может серьезно измениться расход топлива и пропадет тяга. Кроме того, в большинстве случаев при неисправности датчика массового расхода воздуха на приборной панели загорится «Чек двигателя».

Мотор Маунт (Подушки двигателей)

По названию детали автомобиля можно уже догадаться, что это крепежный элемент двигателя. Любой автомобиль имеет двигатель, который должен быть закреплен к кузову машины. Для этого используются специальные крепежи «мотор маунты» или «подушки двигателя», которые в своей конструкции используют резиновые уплотнители, позволяющие поглощать вибрации двигателя и не передавать их на кузов.

Но, как и все в автомобиле, эти крепежные элементы двигателя могут со временем изнашиваться. В таком случае способность подушек двигателя останавливать вибрацию ослабевает, и вы начинаете чувствовать в машине странную вибрацию, проходящую через весь салон.

Особенно это заметно на холостом ходу, а также в момент начала движения с места. В зависимости от конфигурации и конструкции вашего автомобиля подушки двигателя могут быть заменены довольно таки быстро и легко.

Но чаще всего современные автомобили имеют такую конструкцию, которая не позволяет легко поменять эти компоненты. В итоге, несмотря на низкую стоимость «мотор маунтов», стоимость их замены может влететь владельцу автомобиля в круглую сумму.

Глушитель

Смысл работы глушителя прост. Двигатели по своей природе и из-за своей конструкции работают на самом деле очень громко. А работа глушителя позволяет снизить уровень шума, который образуется при сгорании топлива в двигателе.

Благодаря глушителю, который устанавливается на выхлопную систему, звук работы двигателя не раздражает наш слух.

Со временем ржавчина повреждает сварные швы глушителя. В итоге происходит разгерметизация устройства глушителя и не заглушенный звук выхлопа автомобиля начинает попадать на улицу.

Есть два пути решения этой проблемы.

Первый это покупка нового глушителя. Второй ремонт старого с помощью сварных работ.

Датчик кислорода

Датчик кислорода это еще один важный компонент автомобиля, который влияет на работу двигателя. Датчик кислорода это один из компонентов, который помогает блоку управления двигателем регулировать уровень подачи топлива и количество поступаемого в двигатель кислорода.

Датчики кислорода устанавливаются с двух сторон каталитического нейтрализатора. Их задача следить за уровнем выхлопных газов. Если в выхлопных газах датчик обнаруживает слишком много кислорода, то блок управления двигателем автоматически меняет топливную смесь (топливо + кислород) для того чтобы отрегулировать эффективную работу двигателя.

Неисправность датчика кислорода может привести неточным данным, поступаемым в модуль управления двигателем, что скажется на качестве поступления в двигатель топливной смеси.

Масленый радиатор

Масленые радиаторы используются как для охлаждения моторного масла, так и для охлаждения трансмиссионного масла. Чаще всего подобные масленые радиаторы используются на автомобилях, которые постоянно подвергаются сильной нагрузки на силовой агрегат и коробку передач.

Например, этот компонент используется на большинстве спортивных автомобилях. Охлаждение масла в двигателе или коробке передач позволяет поддерживать масло под определенной температурой, что позволяет сохранять давление масла примерно на одном уровне.

Также во многих тяжелых грузовых машинах используются масленые радиаторы охлаждения масла.

Чаще всего в грузовых автомобилях такие радиаторы устанавливаются на коробку передач. К сожалению рано или поздно от износа такие радиаторы могут начать течь. В итоге придется покупать новый масленый радиатор.

Поршневые кольца

Если из выхлопной трубы автомобиля наблюдается серый дым с голубоватым оттенком, то явный признак того, что в выхлопную систему начало попадать моторное масло. В итоге из-за его сгорания в системе выхлопа и получается подобная окраска выхлопного дыма.

В этом случае большая вероятность, того, что в двигателе автомобиля изношены поршневые кольца. Нормальные поршневые кольца не должны пропускать из блока двигателя моторное масло, что позволяет держать камеру сгорания в закрытом положении от внешней среды. К сожалению, для замены поршневых колец необходим обширный ремонт двигателя, который связан с демонтажем силового агрегата с машины. Естественно этот ремонт очень дорогой, так как связан с полной разборкой мотора.

Насос гидроусилителя

Если рулевое колесо становится тяжелым и его трудно повернуть, а под капотом вы начинаете слышать кокой-то непонятный вой или свист, то, скорее всего гидроусилитель рулевого управления вашего автомобиля вышел из строя. Есть два варианта неисправности гидроусилителя (ГУР) руля. Либо насос ГУР потерял всю жидкость гидроусилителя, либо произошел износ насоса ГУР.

Кнопки стеклоподъемников

Переключатели стеклоподъемников очень простой электронный компонент в современных автомобилях. Но из-за их интенсивного использования и из-за воздействия на них пыли и мусора, этот блок управления окнами часто выходит из строя.

Датчик давления

Датчики давления установлены в различных местах в моторном отсеке большинства автомобилей. Эти виды датчиков умеют контролировать давление любых жидкостей, начиная от давления масла в двигателе и заканчивая давлением топлива в системе.

Главное в любом автомобиле это давление масла в двигателе. Поэтому если на приборной панели загорелся значок, указывающий на низкое давление масла в моторе, вы должны немедленно остановиться, так как низкое давление масла может серьезно повредить силовой агрегат автомобиля. Далее срочно нужно провести тщательную диагностику автомашины.

Воздушный радиатор

Воздушный радиатор — это главный и основной компонент системы охлаждения двигателя в любом автомобиле. К сожалению, радиаторы (особенно в современных автомобилях) имеют привычку часто повреждаться, в результате чего начинается утечка охлаждающей жидкости.

Некоторые владельцы машины, заметив утечку антифриза из радиатора, иногда приобретают различные химические средства, которые способны устранять течь радиаторов.

Однако это помогает ненадолго и только лишь при небольших утечках.

Позже из-за применения таких веществ радиатор может быть засорен.

Лучше всего при разгерметизации радиатора и при утечке, купить новый радиатор.

Амортизаторы

Главная задача амортизаторов в автомобиле это смягчать удары на ямах, ухабах, выбоинах и любых других неровностях на дороге. Когда срок службы амортизаторов подходит к концу, то пружины подвески берут на себя главную задачу смягчения ударов на дороге.

В итоге машина с неисправными амортизаторами начинает подпрыгивать и сильно раскачиваться (особенно при резком торможении).

Как проверить износ амортизаторов? Есть простой тест. Раскачайте переднюю часть вашей машины и внимательно смотрите на ее бампер. Затем отпустив машину, обратите внимание, сколько раз кузов машины опустился и поднялся. Если больше двух раз, то, скорее всего, амортизаторы сильно изношены.

Свечи зажигания

Свечи зажигания являются источником зажигания для двигателя автомобиля. Ранее мы уже рассказали вам о катушках зажигания, которые генерируют электричество, которое подается на свечи зажигания. В итоге через свечи зажигания проходит большое количество напряжения.

Все это сделано, для того чтобы свечи вырабатывали качественную искру для воспламенения топлива.

Со временем любые свечи зажигания естественно изнашиваются. Также часто свечи могут повреждаться плохим топливом и маслом двигателя в случае утечки жидкости из двигателя.

Как правило, свечи зажигания необходимо менять каждые 30,000-50,000 км в зависимости от интенсивности эксплуатации автомобиля и вида используемого топлива.

Стартер (пусковой двигатель)

Если с поворотом ключа в замке зажигания или при нажатии кнопки «старт двигателя» ничего не происходит, то есть большая вероятность что вышел из строя стартер двигателя.

Стартер это мощный электродвигатель, который запускает работу двигателя внутреннего сгорания.

Стартер питается от аккумуляторной батареи. В большинстве случаев во всех современных автомобилях стартеры достаточно надежны и долговечны. Особенно в тех автомобилях, в которых есть система стоп/старт, позволяющая автоматически глушить двигатель при остановке машины.

Но, к сожалению, как это часто бывает, стартер выходит из строя в самый неподходящий момент. К счастью стоимость стартера не слишком большая. Правда во многих автомобилях его тяжело заменить, так как он может быть спрятан под многочисленным навесным оборудованием двигателя.

Датчик угла поворота рулевого колеса

Датчик угла поворота рулевого колеса является важным фактором для нормальной работы системы контроля тяги. Этот датчик позволяет электронной системе контроля тяги знать, в каком направлении движется автомобиль.

Когда руль повернут в одну сторону, но машина движется в другую, то это определяется электроникой как потеря сцепления с дорогой (занос). В этом случае автоматически активируется система контроля устойчивости и заноса и электронике удается избежать заноса, а также вернуть водителю контроль над управлением.

Это достигается за счет автоматического уменьшения оборотов двигателя и автоматического торможения.

Иногда датчик угла поворота рулевого колеса выходит из строя. В большинстве случаев о неисправности датчика появится предупреждение на приборной панели. Обычно в этом случае также загорается сигнальный индикатор ABS или предупреждающий значок о неисправности системы контроля тяги.

Рулевая рейка

Как мы уже сказали проблемы с управляемостью могут возникнуть при неисправности усилителя рулевого управления. Но это еще не все проблемы рулевого управления, с которыми может столкнуться водитель.

Частой причиной плохого управления может быть неисправная рулевая рейка. Этот компонент связывает ваше рулевое колесо с механизмом, передающим вращение на передние колеса.

С течением времени механизм рулевой рейки может изнашиваться. В этом случае рулевая рейка подлежит замене. Помните, что в случае люфта в рулевом колесе, а также при наличии других признаков неисправности рулевой рейки мы не рекомендуем игнорировать симптомы износа и как можно скорее поменять рейку на новую.

Стойки стабилизатора

Стойки стабилизатора являются связующим звеном вашей подвески. Эти компоненты уменьшают крены при прохождении поворотов вашим автомобилем. Также стойки стабилизатора предотвращают раскачивание машины, из стороны в строну, при движении на повороте.

Датчик температуры

Любой автомобиль имеет несколько датчиков температуры. Датчик может быть установлен как в двигателе, так и в коробке передач. Главная задача температурного датчика контролировать силовой агрегат и трансмиссию, для того чтобы избежать их перегрева.

Как и все остальные компоненты автомобиля, датчик температуры может выйти из строя. При неисправном температурном датчике двигателя на приборной панели температурная стрелка двигателя остается в синей зоне даже при прогретом двигателе. Также иногда температурная стрелка может остаться на красной зоне, когда например двигатель холодный.

Помните, что контроль температуры двигателя очень важен. Поскольку из-за перегрева мотор может полностью выйти из строя. Поэтому не тяните с заменой неисправного температурного датчика двигателя.

Термостат

Термостат выполняет важную функцию в моторном отсеке автомобиля. Этот компонент открывает или ограничивает поток охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором.

Это необходимо чтобы помочь двигателю прогреться быстрее, но одновременно с этим защитить силовой агрегат от перегрева.

Термостаты имеют два положения — термостат открыт, термостат закрыт.

Смысл работы термостата прост. Чтобы прогреть двигатель в холодную погоду термостат находится в закрытом положении и мотор начинает быстро набирать температуру. Но как только двигатель достигает рабочей температуры (температурная стрелка на приборной панели находится посередине), то термостат автоматически открывается и набор температуры мотора прекращается.

Есть два вида неисправности термостата:

• Первая неисправность — термостат заклинило в закрытом положении. В таком случае возможен быстрый перегрев двигателя.
• Вторая неисправность — термостат заклинило в открытом положении. В таком положении двигатель не может прогреться длительное время.

Помпа (водяной насос)

В автопромышленности используются два вида водяных насосов — механический и электрический. Но независимо от вида помпы используемой в автомобиле, насос может выйти из строя.

Например, электрические водяные насосы имеют тенденцию выходить из строя неожиданно и без предварительных признаков неисправности. Механические помпы, как правило, перед тем как выйти из строя дают о себе знать заранее.

В первую очередь в помпе может изнашиваться подшипник, а также другие механические компоненты насоса. Как правило, в этом случае может наблюдаться либо утечка охлаждающей жидкости, либо гул от работы помпы.

Как вы уже поняли помпа выполняет важную роль в подкапотном пространстве. Это насос, который отвечает за циркуляции антифриза или тосола в охлаждающей системе двигателя. Без этого важного компонента двигатель бы автомобиля постоянно перегревался бы.

Датчик скорости вращения колеса

Датчик скорости вращения колеса имеет решающее значение для нормального функционирования системы ABS, а также для полноценной работы системы контроля тяги.

К сожалению, датчики скорости вращения колес расположены на подшипниках колес, в результате чего они повергаются постоянному воздействию пыли, грязи и других агрессивных веществ, что может вывести их из строя. Единственный плюс, что датчики стоят не дорого и их довольно легко заменить.

Двигатель щеток стеклоочистителя

Все мы знаем, какую важную роль выполняют щетки стеклоочистителя, очищая лобовое стекло машины от грязи и воды. Особенно мы это понимаем, когда на улице идет сильный дождь.

Щётки стеклоочистителя крепятся на поводках, которые приводятся в движение электрическим двигателем. К сожалению, как и другие электрические компоненты, иногда двигатель щеток стеклоочистителя перестает работать.

Если вам повезет, то двигатель сначала, перед тем как выйти из строя, начнет шумно работать. Тогда вы сможете вовремя его заменить и не столкнётесь с ситуаций, когда в ливень в вашей машине отказали щетки стеклоочистителя.

Конечно в рамках этого справочника по автомобильным запчастям, мы не привели еще множество других важных компонентов автомобилей, по причине того, что современные автомобили, очень сложные технические устройства, которые содержат тысячи различных компонентов, описать которые в одной статье не реально.

Здесь же мы привели самые часто изнашиваемые компоненты современных автомобилей, с поломками которых владельцы транспортных средств встречаются чаще всего.

Как вы уже поняли этот справочник, конечно, создан для тех, кто ничего не понимает в устройстве автомобилей, но, тем не менее, хочет в простой и доступной форме узнать, какие самые важные детали транспортного средства позволяют автомобилю работать.

Источник https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/transport_i_svyaz/AVTOMOBIL_LEGKOVO.html

Источник https://autotua.ru/osnovnye-chasti-avtomobilya-i-ih-naznachenie/

Источник https://1gai.ru/baza-znaniy/vajno-znat/516834-avtozapchasti-ot-a-do-ya-spravochnik-dlya-novichkov.html