03.09.2020      67      0
 

Основы автомобиля

Оглавление1 Как и почему ездит автомобиль?1.1 Бензин — это ещё не всё1.1.1 Сжать, поджечь и…


Как и почему ездит автомобиль?

Ответ на этот вопрос не так уж сложен. Топливо сгорает в двигателе, вал двигателя вращается, его вращение через систему передач (трансмиссию) передается колесам, колеса отталкиваются от дороги, автомобиль трогается с места и едет. Это знает каждый. В этой статье мы попытаемся рассказать о конструкции и принципах работы самого распространенного в наше время транспортного средства более подробно.

Бензин — это ещё не всё

Начнем с топлива. Всем известно, что машина ездит на бензине. Это так и… не совсем так.
Действительно на автозаправочной станции в бак автомобиля заливают бензин. Однако в двигателе горит не бензин — горят его пары в воздухе. Именно бензино-воздушная смесь попадает в цилиндры двигателя, где происходит сгорание. Для того, чтобы такую смесь приготовить, в классической конструкции мотора используется устройство под названием карбюратор.

Карбюратор всасывает в себя воздух и смешивает его с поступающим бензином. Теперь бензино-воздушная смесь отправляется в цилиндры двигателя. Правда, в конструкции современных автомобилей с бензиновым двигателем место карбюратора занял управляемый электроникой инжектор — впрыскиватель. Но сути это не меняет — без бензиновоздушной смеси двигатель работать не будет.

Мотор, урчащий под капотом автомобиля, называется двигателем внутреннего сгорания. Почему внутреннего?

Для сравнения возьмем паровой двигатель. Что происходит там? Топливо (например, уголь) сгорает в топке, огонь подогревает котел с водой, вода кипит и превращается в пар, пар поступает в цилиндр и толкает поршень, поршень поворачивает вал.

В двигателе внутреннего сгорания поршень толкает энергия, выделившаяся, непосредственно при сгорании топлива в цилиндре. Паровозам воздух нужно не только топливо — уголь, но и запас воды.

Автомобилю или локомотиву на двигателе внутреннего сгорания вода не нужна — только бензин или дизельное топливо, ну и еще роздух, которого вокруг в достатке.

Изобретателем бензинового двигателя внутреннего сгорания был немецкий инженер Николаус Отто (1832-1891), а довел конструкцию до совершенства другой инженер из Германии — Готлиб Даймлер (1834-1900). Его имя входит сегодня в название крупнейшей в мире автомобильной корпорации «Даймлер-Крайслер».

Сжать, поджечь и взорвать

Итак, что же происходит с воздушно-бензиновой смесью после её выхода из карбюратора? Она попадает в камеру сгорания, или цилиндр. Открывает путь смеси клапан впуска. Двигающийся внутри цилиндра поршень сжимает смесь. Это делается примерно для того же, для чего кузнец накачивает мехами воздух внутрь своей печи. Для бурного, интенсивного горения (то есть соединения топлива с кислородом) необходимо подвести молекулы (микроскопические частички) топлива и кислорода из воздуха как можно ближе друг к другу.

Когда смесь сжата поршнем, между электродами ввинченной в цилиндр свечи зажигания проскакивает искра. Смесь воспламеняется, и происходит маленький взрыв. Выделяются раскаленные газы, они расширяются и толкают поршень в обратную сторону.

Когда поршень доходит до края цилиндра, открывается другой клапан — выхлопа, и отработанные газы уходят из двигателя в выхлопную трубу. Затем вновь открывается клапан впуска, в цилиндр снова поступает бензино-воздушная смесь, и все начинается сначала.

Ты, наверное, заметил, что от одного впуска смеси до другого проходит как бы четыре этапа — собственно впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Эти этапы называются «тактами», а сам двигатель — четырехтактным.

Ну, хорошо, взрыв в цилиндре толкает поршень вниз, но что тогда заставляет крутиться вал двигателя, а затем и колеса автомобиля? Все по порядку. Дело в том, что, опускаясь вниз, поршень приводит в движение коленчатый вал. Этот вал превращает, как говоря: физики и инженеры возвратно-поступательное движение во вращательное.

Как это происходит, проще всего пояснить на примере велосипеда. Ноги велосипедиста двигаются в основном верх-вниз, ну еще немного вперед-назад, а зубчатое колесо вращается и передает свое вращение колесам велосипеда. То же происходит и в двигателе, только «ног» (поршней) там, как правило, гораздо больше — ровно столько, сколько в моторе цилиндров.

И если, например, в «Оке» их всего два, а в «Жигулях» — четыре, то в самых дорогих и мощных машинах их число может доходить до шестнадцати. А в остальном — все как в велосипеде. Пока одна нога, нажимая на педаль, приводит колесо в движение, другая педаль поднимается вверх, а с ней и нога велосипедиста.
Затем происходит все наоборот. «Отработавшая своё» педаль поднимается вверх, а велосипедист жмет на вторую педаль. Теперь ее время крутить колесо. Пока один поршень, двигаясь вниз, поворачивает коленчатый вал, другой благодаря этому же валу поднимается вверх и сжимает бензино-воздушную смесь в цилиндре. Потом все меняется местами.

Валы и шестерёнки

Итак, наступает время рассказать о системе передач, или трансмиссии. Ведь для того чтобы колеса отталкивались от дороги и двигали автомобиль вперед, нужно передать им вращение мотора. Причем совсем не обязательно, чтобы колеса крутились с той же скоростью, что и вал двигателя. Технически это сделать совсем несложно. Чтобы один вал вращал другой медленнее, чем вращается сам, достаточно соединить их через зубчатые колеса разного размера. Маленькая шестеренка на быстро вращающемся валу передаст более медленное вращение валу, на который насажено колесо с большим количеством зубьев Такое устройство называется редуктором.

В автомобиле есть сложный редуктор — коробка передач Попросту говоря, главное в коробке передач — это два вала с парами шестеренок разных размеров. Один из этих валов (ведущий) соединен с двигателем, а другой (ведомый) — с колесами машины. Перемещая рычаг переключения скоростей на коробке передач, водитель выбирает ту пару зубчатых колес, через которую вращение ведущего вала передается ведомому.

Есть в физике такой принцип: «Проигрываешь в расстоянии — выигрываешь в силе». Благодаря коробке передач колеса могут совершать меньшее количество оборотов, чем вал двигателя (то есть «проигрывают в расстоянии»), но при этом отталкиваться от дороги с гораздо большим усилием («выигрывают в силе»). Это бывает необходимо при трогании с места, езде в горку, преодолении ухабов и неровностей. А вот когда машина разгоняется, включают прямую передачу, и колеса вращаются с той же скоростью, что и вал.

В некоторых коробках есть даже так называемая повышающая передача, при включении которой колеса крутятся быстрее, чем вал двигателя Эта передача экономит топливо на больших скоростях.

Вал двигателя с валом коробки передач соединяет сцепление — два прижатых друг к другу диска. В момент переключения скоростей сцепление выжимается (расцепляется), то есть диски расходятся в стороны, и коробка передач отключается от двигателя.

Как ты, наверняка, знаешь, автомобили бывают заднеприводными, переднеприводными и полноприводными.

В заднеприводных автомобилях машину толкают вперед (или назад. если необходимо) задние колеса. Они связаны с коробкой передач через идущий под днищем автомобиля длинный вал, зубчатую передачу (дифференциал) и две полуоси. Передние колеса просто катятся на подшипниках.

В переднеприводных машинах все наоборот. Автомобиль тянут вперед передние колеса, а задние не связаны с двигателем Большинство современных машин — переднеприводные.

Есть еще полноприводные машины. У них с двигателем связаны все четыре колеса В основном это автомобили повышенной проходимости, которые у нас называют «джипами». Если увидишь на машине надпись 4WD, знай — это полноприводной автомобиль.


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Электричество и автомобили

Электричество и автомобили

Оглавление1 Электрическая эпопея1.1 «Дьявольская повозка»1.1.1 Эх, прокачу! Электрическая эпопея Столетие...

Как летают самолёты в небе. Окончание

Как летают самолёты в небе. Окончание

Оглавление1 Полна коробочка!1.1 Покатились с горки1.1.1 Куда приводят приводы?1.1.1.1 Красно-белый финиш Полна...

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Открытия пятидесятых годов двадцатого века

Оглавление1 Искусственное сердце и и электронное цветное телевидение1.1 Происхождение лунной...

Напишите мне