Конструкційні особливості та іх вплив на споживчі властивості автомобілів

 

 

1. Конструкційні особливості та іх вплив на споживчі властивості автомобілів

 

Автомобіль складається з декількох взаємозв'язаних вузлів і систем. До них відносяться двигун, паливна система, система охолодження, електроустаткування, трансмісія, рама і кузов, система підвіски, система гальмування, рульова передача, а також колеса і шини. Кожний вузол або система вносить свій внесок в експлуатаційні характеристики автомобіля. З цієї причини вибір конструктивних і експлуатаційних характеристик того або іншого вузла робиться на основі компромісного рішення.

 

Як показано на конструктивній схемі типового передньопривідного автомобіля особливо малого класу автомобіль складається:

1 - рульове колесо; 2 - приладова  панель; 3 - важіль перемикання передач; 4 - центральний пульт управління; 5 - рульовий вал; 6 - універсальний шарнір рівних кутових швидкостей; 7 - двигун; 8 - передній бампер; 9 – стійка Макферсона; 10 - скоба дискового гальма; 11 - диск переднього дискового гальма; 12 - ведуча напіввісь переднього приводу; 13 - рейкове управління; 14 – випускний трубопровід; 15 - обшивка кузова; 16 - амортизація; 17 - ковпак колеса; 18 –барабан заднього гальма; 19 - паливний бак; 20 - заливна горловина паливного бака; 21 - запасне колесо; 22 - вихлопна труба; 23 - задній бампер; 24 – задній габаритний ліхтар; 25 - кришка багажника; 26 - двері люка; 27 - обігрівач заднього скла.

Двигун. Двигун забезпечує автомобілю рушійну силу. Велика різноманітність двигунів, що випускаються, відображає різноманіття умов експлуатації, а також типів і розмірів автомобілів, на яких вони встановлюються. Двигун повинен бути відносно легким, компактним і придатним для масового виробництва. Він повинен мати здатність переміщати автомобіль поволі і швидко на короткі і довгі відстані. Він повинен бути достатньо потужним, щоб автомобіль міг долати круті підйоми, забезпечувати високошвидкісний рух по автострадах, а також достатню маневреність на міських вулицях в умовах частих поворотів, гальмувань, зупинок і зрушень з місця. Крім того, автомобільний двигун повинен легко запускатися за любої погоди, працювати плавно і тихо, бути достатньо економічним і функціонувати без поломок протягом декількох років або, щонайменше, протягом 100 000 км пробігу.

Паливна система. Одне з головних удосконалень, введених останнім часом, торкається системи подачі палива в двигун. Звичайно подача палива зв'язана з використанням карбюратора - пристроя для змішування палива і повітря в такому співвідношенні (звичайно 1 до 12-15), щоб згоряння було достатньо повним. При відході поршня на такті впускання повітря втягується в карбюратор, а паливо вприскується в повітряний потік. Паливноповітряна суміш потім подається в циліндри через канали колектора, що підігріваються, це сприяє випаровуванню рідкого палива. Цей спосіб приготування робочої суміші простий і недорогий, проте не дозволяє точно встановити такий склад суміші, який забезпечує дотримання вимог до викиду забруднень і паливної економічності.

Система охолодження. Автомобільний мотор є тепловим двигуном, в якому теплова енергія згоряння палива перетворюється в кінетичну енергію руху поршнів. При запалюванні топливоповітряної суміші температура газу в циліндрі вмить підіймається до 1650-2200° С. Температура відпрацьованих газів на виході з циліндра перевищує 800° З. Отже, потрібне охолодження двигуна, щоб оберегти його від розплавлення або прогара.

Є два практичні способи охолоджеання: повітрям і рідиною. Для повітряного охолодження циліндри двигуна або головки циліндрів забезпечуються численними тонкими ребрами. Вентилятор або повітряний нагнітач інтенсивно обдуває ребра повітрям. Поєднання великої площі поверхні ребер з могутнім потоком повітря забезпечує ефективний теплоотвод від циліндра.

При рідинному регенеративному охолоджуванні циліндр забезпечується сорочкою, по якій охолоджуюча рідина прокачується насосом. Тепло через стінки циліндра передається рідині. Потім рідина прокачується в радіатор де її тепло відводиться потоком атмосферного повітря. Радіатор складається з безлічі тонких трубок, по яких охолоджуюча рідина перетікає з верхнього резервуару в нижній. Між трубками прокладені численні тонкі смужки металу з великою загальною площею поверхні, щоб підвищити ефективність теплопередачі.

Електроустаткування. Сучасний автомобіль потребує потужного електроустаткування для приведення в дію таких допоміжних пристроїв, як радіоприймач, віконне скло і сидіння з сервоприводом, склоочисники і вентилятори системи обігріву. Проте найважливіша функція електроустаткування - привести в дію стартер, який розкручує вал двигуна, і створити іскру, запалює паливноповітряну суміш в циліндрах.

В практичних електросистемах автомобіля є акумуляторна батарея для створення початкового струму і генератор, що обертається двигуном, зарядки акумулятора. На більшості автомобілів встановлюються 12-вольтна батарея і генератор змінного струму. Змінний струм перетворюється в постійний для зарядки батареї. Генератор змінного струму обертається з більшою частотою, ніж генератор постійного струму і тому створює більший струм при невеликій швидкості їзди.

Акумуляторна батарея. На автомобілях звичайно встановлюються свинцево-кислотні акумулятори. В них активні пластини зі сполук свинцю занурені в електроліт - водний розчин сірчаної кислоти. Струм виробляється в ході хімічної реакції між свинцем і сірчаною кислотою. Коли акумулятор заряджується, ця реакція протікає у зворотному напрямі. Акумулятор захищений від перезарядження транзисторною схемою яка відключає генератор при досягненні повного заряду. В такій схемі немає частин, що рухаються, на відміну від регуляторів напруги старого типу (з контактами, що розмикаються), і тому в ній ніщо не зношується.

Система запалювання. Іскра запалюється електронною схемою з використанням магнито-імпульсного пристрою, частота обертання якого знаходиться в певному співвідношенні з частотою обертання колінчастого валу двигуна (цей пристрій може розташовуватися навіть на маховику двигуна). Магнітний сигнал, що генерується пристроєм, перетвориться в електричний, який посилюється транзисторною схемою для встановлення струму первинного ланцюга катушки запалювання. На деяких двигунах встановлюються двохвивідні катушки запалювання для кожної пари циліндрів, а на інших - для кожного циліндра окрема катушка, суміщена з свічкою запалювання. Вся система запалювання уміщається в маленькій коробочці без частин, що рухаються. До кожного циліндра йде один дріт. Загальна тенденція сучасного автомобільного моторобудування полягає в тому, щоб обходитися без механічних компонентів з їх частинами, які з часом зносяться і виходять з ладу, що рухаються і труть.

Трансмісія. Трансмісія автомобіля складається із зчеплення, коробки передач, карданного валу і шестерень напівосей. Ці вузли необхідні, оскільки двигун сам по собі не здатний привести автомобіль в рух. При низькій частоті оборотів поршневий двигун не розвиває корисного моменту, тобто повертаючого зусилля, і глухне. Крім того, корисні потужність і момент розвиваються їм тільки в обмеженому діапазоні швидкостей. Дійсно, якби поршневий двигун був напряму пов'язаний з колесами автомобіля, він би не зміг розвинути момент, достатній для приведення автомобіля в рух або навіть власного запуску. Тому для провертання поршневого ДВЗ з метою його запуску використовується електродвигун. Додатково необхідний механізм зчеплення, що роз’днує двигун і колеса, з тим щоб двигун міг продовжувати працювати, коли автомобіль стоїть на місці. Зважаючи на те що, двигун ефективно розвиває потужність тільки в обмеженому діапазоні швидкостей, для зміни відношення частот обертання колінчастого валу двигуна і коліс потрібна коробка передач. Завдяки коробці передач двигун може обертатися швидше за колеса, щоб розвинути більший момент при зрушенні автомобіля з місця або при русі на підйом. Вона також дозволяє зрівняти частоти обертання валу двигуна і коліс при русі по автострадах з метою більш економної витрати палива.

Рама і кузов. Рама автомобіля є частиною шасі, до складу якого також входять двигун і трансмісія - практично всі основні вузли і агрегати автомобіля за винятком кузова. Рама є силовим каркасом автомобіля, до якого кріпляться всі його вузли і агрегати. Рамі належить витримувати згинаючі і крутящі моменти двигуна, трансмісії і задньої осі, а також протистояти прискоренню, гальмуванню і дії вузлів підвіски, що гасять удари при наїзді коліс на нерівності дороги.

Система підвіски. Система підвіски виконує дві головні функції: 1) по можливості ізолює пасажирів від дорожніх поштовхів; 2) утримує всі чотири колеса автомобіля на дорозі. Ці функції реалізуються за допомогою набору ресор, торсіонних штанг (труб) і амортизацій.

Будь-який кузов, підвішений на декількох ресорах, коливатиметься під дією зовнішньої сили; амортизація гасить ці коливання. Автомобільна амортизація - це гідравлічний пристрій з циліндром і поршнем, прикріплений одним кінцем до вузла підвіски автомобіля, а іншим - до кузова. Коли колеса і поршень рухаються вгору або вниз поршень витісняє масло через отвори і канали малого діаметра; опір руху масла гасить коливання.

Гальмівна система. Гальмівна система автомобіля заснована на терті, яке виникає, коли спеціальна деталь з фрикційного матеріалу притискається до металевої поверхні, що обертається разом з колесом. Шляхом тертя гальмо перетворить енергію руху автомобіля в теплову енергію. В гальмі виділяється багато тепла, яке повинне ефективно поглинатися і розсіватися. Існують два основні типи автомобільних гальм: барабанні і дискові.

Рульова передача. Напрям руху всіх сучасних автомобілів змінюється шляхом повороту передніх коліс на поворотних пальцях або кульових шарнірах через тягу і важелі, що приводяться в дію поворотом рульового колеса в кабіні водія. Головна ланка системи - рульовий механізм в підставі рульової колонки. Рульовий механізм збільшує зусилля, передаване від рульового колеса до передніх коліс, тим самим полегшуючи їх поворот.

Колеса і шини. Автомобіль став справжнім засобом пересування лише після винаходу шини. Деякі з перших автомобілів мали дерев'яні колеса із спицями, інші - колеса з суцільної гуми і навіть колеса з ободами, обтягнутими канатом. Конструкція покришки мінялася з роками мало не більшою мірою, ніж пристрій будь-якої іншої частини автомобіля, і зробила такий же важливий вплив на якість їзди і управління, як конструкція системи підвіски.

Нестандартне устаткування. Зусилля розробників нестандартного устаткування в основному направлені на збільшення числа різноманітних пристроїв з силовим приводом. На багатьох автомобілях встановлені гальма і рульова передача з посиленням, сидіння, шибки, дах, антена, кришка багажника і дверні замки з електроприводом, автоматично керовані обігрівачі і вентилятори. Все ширше застосовуються мініатюрні електродвигуни і дІафрагмові вузли, що створюють зусилля за рахунок розрідження в колекторі двигуна. Головне виключення - рульова передача з гидроусилителем; проте у багатьох випадках системи з электро- і вакуумним приводом виявилися дешевше і надійніше за гідравлічні системи.

2. Сучасні підходи до класифікації легкових автомобілів

 

Класифікація поділяє автомобілі на групи чи категорії  залежно від їх конструкції, технічних характеристик та призначення.

В 1966 в СРСР була розроблена та введена в дію Єдина Галузева Нормаль ВІН 025270-66, яка встановлювала розподіл автомобілів на класи залежно від об'єму двигуна і сухої маси, а так само відповідну номенклатуру позначень моделей, єдину для всіх автозаводів країни. Класифікація має наступний вигляд (робочий об'єм в см3, маса в кг):

особливо   малий - робочиq об'єм двигуна до 1100 см3, масою до 800 кг;

малий - об'єм двигуна від 1100 - 1800 см3,  масою  не більше  1150   кг;

середній - об'єм двигуна 1800 - 3500 см3, масою не більше 1500 кг;

великий - об'єм двигуна 3500 - 5000 см3 і більше,  масою 1900 кг;

вищий – об’єм двигуна та маса не гегламентуються.

Відповідно до цієї нормалі клас і тип автомобіля входять в його позначення моделі вигляду:

«Назва заводу» - ABCD

А - класс автомобіля (1-особливо малий, 2-малий, 3-середній, 4-великий для легкових автомобілів, для автобусів і грузовиків використовується своя система позначень),

B - тип автомобіля (1-легковий, 2-автобус, 3-вантажний, 4-тягач, 5-самоскид, 6-цистерна 7-фургон, 9- спеціальний автотранспортний засіб),

C , D  - порядковий номер моделі.

В деяких випадках можуть додаватися п'ята і шоста цифри для позначення модифікації.

П'ята цифра - модифікація автомобіля.

Шоста цифра - вид виконання:

1 - для холодного клімату,                                                    

6 - експортне виконання для помірного  клімату,

7 - експортне виконання для тропічного  клімату.

Деякі автотранспортні засоби мають у своєму позначенні через дефіс приставку 01, 02, 03 і т.д. Вона вказує на те, що  модель чи модифікація є перехідною або має додаткові комплектації.

Наприклад, легковий автомобіль Волзького автозаводу, що має робочий об`єм двигуна 1,6 дм3,   позначається: ВАЗ-2106 - легковий автомобіль із закритим, чотирьохдверним  кузовом типу "седан".

В даний час дана система продовжує використовуватися в російській автопромисловості, а також застосовується для визначення типу автомобіля з метою оподаткування. Проте більшість автозаводів залишає її лише для внутрішнього користування.

Автотранспортні засоби розділяються на пасажирські, вантажні і спеціальні.