 |
Ручное и автоматическое переключение передач
|
|
|
|
Компоненты автомобиля
1. Вообще, автомобиль состоит из трех частей: силовой установки или двигателя, ходовой части и корпуса. К этим трем могут добавляться вспомогательные узлы: радиатор, фары, радиоприемник, спидометр и прочие устройства.
2. Силовая установка или двигатель является источником тяги, который заставляет колеса вращаться и автомобиль двигаться. Он включает в себя электрическую установку, системы питания топливом, охлаждения и смазки. Большинство автомобильных двигателей имеют шесть или восемь цилиндров.
3. Ходовая часть состоит из силовой передачи, рамы с осями, колес и рессор. Ходовая часть включает тормоза и систему управления.
4. Силовая передача обеспечивает передачу питания от двигателя к колесам автомобиля и содержит муфту сцепления, коробку переключения передач, движитель или карданный вал, дифференциал и оконечный усилитель.
5. Муфта сцепления – это фрикционное устройство, соединяющее (или разъединяющее) коленчатый вал двигателя с шестернями коробки передач. Она используется для освобождения коробки передач от двигателя и управляется педалью сцепления.
6. Тормоза являются важными механизмами автомобиля. Они применяются для замедления или остановки автомобиля. Большинство применяемых сегодня систем торможения являются гидравлическими. Они управляются педалью тормоза. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, они срабатывают и машина останавливается.
Двухтактные двигатели
Посредством создания соответствующей конструкции возможно управлять дизелем как двухтактным или двуцикличным двигателем c рабочим ходом поршня через такт, нежели через четыре такта. Эффективность подобных двигателей ниже, чем у четырехтактных двигателей и поэтому мощность двухтактного двигателя всегда менее половины мощности четырехтактного двигателя сопоставимого размера.
|
|
|
Общим принципом работы двухтактного двигателя является то, что при этом снижается период, в течение которого топливо подается в камеру сгорания и при котором отработанные газы выходят за незначительный период длительности такта вместо того, чтобы выделять на эти операции целый такт.
В простейшем типе двухтактного двигателя его клапаны это отверстия в стенках цилиндра, которые не закрываются поршнем в конце его внешнего хода. При двухтактном цикле топливная смесь или воздух проходят через впускной канал, когда поршень полностью выходит из цилиндра. Происходит такт сжатия и зажигается рабочая смесь, когда поршень достигает конца этого такта. Затем поршень отходит назад при рабочем ходе, открывая выпускной канал и позволяя газам выйти из камеры сгорания.
Смесеобразование в двигателе внутреннего сгорания
В карбюраторе воздух смешивается с парами бензина. Для того, чтобы исключить слишком большое охлаждение воздуха и карбюратора для успешного испарения горючего, воздух из карбюратора обычно поступает от места рядом с разогретой частью двигателя. Современные карбюраторы оснащаются так называемой камерой подачи топлива и смесительной или распылительной камерой. Первая представляет собой небольшую камеру, в которой находится на постоянном уровне небольшое количество горючего. Бензин закачивается из основного бака в эту камеру, причем поплавок поднимается на поверхность горючего и при достижении необходимого уровня входное отверстие закрывается. Карбюратор оснащается такими устройствами как ускорительные насосы и клапаны экономайзера, которые автоматически регулируют соотношение рабочих компонентов смеси для эффективной работы при различных условиях. Вождение по гладким дорогам на постоянной скорости требует меньшего соотношения бензина и воздушной массы, чем при преодолении склонов для ускорения или для того, чтобы завести мотор в холодную погоду. Когда необходима смесь с исключительно высоким содержанием бензина, клапан, известный под названием воздушной заслонки, прекращает подачу воздуха, позволяя поступать в цилиндр большому количеству насыщенного горючего.
|
|
|
Конструкция автомобиля
Основными частями автомобиля являются силовая установка, механический привод, ходовая часть и система управления. Все они образуют раму, на которую устанавливается корпус.
Силовая установка включает двигатель и его горючее, карбюратор системы зажигания, смазки и охлаждения, и стартер.
Двигатель
Наибольшее число машин используют поршневые двигатели. Четырехтактный поршневой двигатель требует четыре такта хода поршня на цикл. При первом ходе поршня вниз происходит закачка горючей смеси. При первом движении поршня вверх ее компрессия. При втором движении вниз – рабочем ходе – после сжигания топлива происходит подача питания, а при втором движении вверх - выход выхлопных газов. Впускные и выпускные клапаны цилиндра регулируют поступление топлива и выход выхлопных газов. В конце рабочего хода давление выхлопных газов в цилиндре составляет 2.8-3.5 кг/кв. см. Эти газы выходят при внезапном открытии выпускного клапана. Они устремляются к глушителю выхлопа (выхлопной трубе), укрупненной части трубопровода, содержащей раструбы и перфорированные пластины, через которые газы вытягиваются и выходят в атмосферу.
Еще большая четкость работы четырехтактного двигателя была достигнута путем разработки четырехцилиндрического двигателя, который подает тягу от того или иного цилиндра каждые три хода за один цикл. Дальнейшее увеличение мощности и четкости работы получается при использовании двигателей с 6, 8, 12 и 16 цилиндрами, которые располагают либо по прямой линии, либо в два ряда клинообразно.
Зажигание
Смесь воздуха и паров бензина, поступающая к цилиндру из карбюратора сжимается при первом движении поршня вверх. При этом происходит нагревание газа, и высокая температура и давление приводят к зажиганию и быстрому сгоранию. Следующая операция заключается в зажигании рабочей смеси свечой зажигания. Один электрод заизолирован фарфором или слюдой; другой – заземлен посредством металлической поверхности свечи, и они оба образуют части вторичной цепи индукционной системы.
|
|
|
Принципиальный тип зажигания, который сейчас обычно используется, это система батарейного зажигания с катушкой индуктивности. Ток от батареи проходит через катушку и намагничивает металлический сердечник. Когда эта цепь прерывается в распределительных элементах кулачком прерывателя, в первичной катушке образуется ток с помощью конденсатора. Это вызывает высоковольтное напряжение во вторичной обмотке. Это вторичное высокое напряжение необходимо для образования искры, чтобы перекрыть зазор в свече зажигания. Искра направляется собственно к цилиндру распределителем, который соединяет вторичную обмотку со свечами зажигания в нескольких цилиндрах в правильной последовательности зажигания. Кулачок прерывателя и распределитель приводятся в действие одним и тем же валом, причем число прерываний кулачка прерывателя является тем же, что и число цилиндров.
Электрооборудование регулирует пуск двигателя, его системы зажигания и системы освещения машины. Оно состоит из батареи, генератора подзарядки, когда работает двигатель, стартера и необходимой электропроводки. Электричество также управляет различными автоматическими устройствами и механизмами, включая дворники лобового стекла, сигналы поворота, системы отопления и кондиционирования, прикуриватели, систему автоматического открытия окон и аудио-оборудование.
Смазка
При использовании системы подачи под давлением насос подает масло к подшипникам коленчатого вала и затем через просверленные отверстия к пальцу кривошипа. При использовании системы максимального нагнетания масло подается также к карданному валу и затем выходит через стенки цилиндра у пальца поршня.
|
|
|
Охлаждение
В момент вспышки внутреннего сгорания температура внутри цилиндра значительно выше, чем точка плавления чугуна. Поскольку вспышки внутреннего сгорания происходят не реже, чем 2000 раз в минуту в каждом из цилиндров, цилиндр может вскоре стать столь горячим, что поршень с учетом его расширения может «застыть» в цилиндре. Поэтому цилиндры оснащают рубашками, сквозь которые «быстро циркулирует вода, подающаяся небольшим насосом, приводимым в действие механизмом на коленчатом валу или распредвалу. В холодную погоду воду обычно смешивают с подходящим антифризом, например, спиртом, древесным спиртом или этиленгликолем.
Чтобы не допустить закипания воды радиатор образует часть системы охлаждения двигателя. Радиаторы варьируются по форме и разновидностям. У всех них, однако, одинаковая функция организации прохождения воды по тюбингу, идущему на большой площади, причем внешняя поверхность его может охлаждаться за счет атмосферного воздуха, воздушного охлаждения цилиндров двигателя, использования различных средств отвода тепла и вывода его путем принудительного воздушного охлаждения.
Стартер
Двигатель внутреннего сгорания обычно следует привести в движение до того, как произойдет вспышка и выработается энергия; более того, он не может производить большую мощность на малых оборотах. Эти трудности были преодолены применением зубчатых передач и муфт, которые позволяют двигателю работать на скорости более высокой, чем у колесного привода, и работать, когда автомобиль стоит. Электростартер, получая ток от аккумулятора, поворачивает коленчатый вал, таким образом, заводя двигатель внутреннего сгорания. Стартерный мотор имеет особый тип и работает при высокой перегрузке, обеспечивая высокую мощность на очень краткий период времени. В современных автомобилях стартерный мотор срабатывает автоматически при повороте ключа зажигания.
Механический привод
Мощность двигателя сначала передается к маховому колесу, а затем к сцеплению. От сцепления, которое является средством соединения двигателя с силовой коробкой передач, энергия проходит через коробку передач и направляется к приводу заднего моста, или дифференциалу, посредством карданного вала и шарнирной муфты. Дифференциал подает энергию к каждому из задних колес посредством вала привода заднего моста.
Сцепление
В каждом автомобиле можно встретить определенный тип сцепления. Сцепление может приводиться в действие нажатием педали сцепления или может быть автоматическим или полуавтоматическим. Двумя основными разновидностями может быть фрикционное сцепление и гидродинамическая муфта. Фрикционное сцепление, которое основано на жестком контакте двигателя и трансмиссии, состоит из: задней поверхности маховика, ведущего диска, установленного так, чтобы вращаться вместе с маховиком, и ведомого диска между этими двумя механизмами. Когда выжимается сцепление, ведущий диск прижимает ведомый диск к задней поверхности маховика. Затем энергия двигателя передается по контактным поверхностям к приводу.
|
|
|
Гидродинамическая муфта может использоваться как вместе с фрикционным сцеплением, так и без него. Когда это отдельный механизм передачи энергии от двигателя к сцеплению, энергия подается исключительно с использованием масляного связующего без какого-либо контакта с жесткими деталями. При этом типе, известном как гидропривод, приводимый в действие двигателем облопаченный диск, известный под названием гидромуфты, взбалтывает масло с достаточным усилием для того, чтобы вращался второй диск, соединенный с трансмиссией. Поскольку вращение второго диска напрямую связано с величиной передаваемой двигателем мощности, непосредственным результатом действия гидромуфты будет автоматическое действие сцепления, что значительно упрощает технические условия переключения передач.
Ручное и автоматическое переключение передач
Передача – это механизм, который изменяет соотношение скорости и тяги между двигателем и ведущими колесами. В настоящее время используется три обычных типа передачи: традиционная или передача посредством передвижных шестерен, Гидра-Матик, и система гидротрансформатора.
Традиционная передача обеспечивает три-четыре передние скорости и одну заднюю скорость. Она состоит из двух валов, причем каждый имеет шестерни различных диаметров. Один вал приводит в движение другой на заданной скорости, сцепляясь с соответствующим набором шестерен. При задней скорости требуется дополнительная шестерня, известная как промежуточная передача, для того, чтобы вращать приводной вал в обратном направлении. На высшей передаче оба вала обычно вращаются на одной и той же скорости. На низшей, второй и задней передаче ведомый вал вращается более медленно, чем ведущий вал. Когда зубчатая передача позволяет ведомому валу вращаться более быстро, чем ведущий вал, считается, что происходит превышающая передача или овердрайв. Овердрайв предусматривается для повышения скорости автомобиля.
При типе коробки передач под названием Гидра-Матик используется комбинация автоматического сцепления с помощью гидромуфты и полуавтоматического сцепления. Механический регулятор оборотов, управляемый силой нажатия на педаль акселератора, регулирует выбор передачи посредством системы гидравлически управляемых клапанов переключения. Система Гидра-Матик предусматривает несколько передних передач.
При типе передач с использованием системы гидротрансформатора обеспечивается неограниченное число коэффициента передачи без переключения передач. Гидротрансформатор – это гидравлический механизм, использующий мощность двигателя для привода насоса, который разбрызгивает потоки масла на лопатки турбины. Турбина соединяется с ведущим валом и вызывает его вращение.
Как система Гидра-Матик, так и система гидротрансформатора регулируется рукояткой переключения на рулевой колонке, которая также обеспечивает передачу заднего хода и иногда аварийно-низшую передачу.
Ходовая часть
Ходовая часть автомобиля включает систему подвески колес, стабилизаторы и колеса и шины. Несущая рама автомобиля может считаться составным элементом ходовой части. Она присоединяется к заднему мосту и передним колесам рессорами. Эти рессоры, наряду с мостами, шаровыми опорами и нижними рычагами, и амортизаторами составляют систему подвески. В современных автомобилях передние колеса раздельно выведены из несущей рамы таким способом, чтобы можно было поменять плоскость одного колеса без ощутимого воздействия на другое. Этот вид передней подвески обычно известен как независимая подвеска. Стабилизаторы состоят из стальных пружинистых стержней, соединяемых между плечами амортизаторов рычагами для снижения крена кузова и улучшения управляемости.
|
|
|
