Введение

"Автомобиль - не роскошь, а средство передвижения". В наше время каждый третий россиянин уже имеет автомобиль. В целях грамотной и безопасной езды необходимо знать общие принципы устройства автомобиля.
Изнутри автомобиль можно разбить на следующие составляющие: двигатель, система подачи топлива, система зажигания, коробка переключения передач, ходовая часть, рулевое управление, тормозной механизм и прочее электрооборудование.
1. Общее устройство автомобиля
Сравнивая автомобиль с живым организмом, мы можем сказать, что двигатель это его сердце. Как сердце, перегоняя кровь по венам и артериям, поддерживает жизнь организма, так и двигатель машины дает жизненную энергию всем системам и агрегатам: генератору, рулевому управлению с гидроусилителем, тормозной системе и т.д.
Рассмотрим несколько типовых разновидностей двигателя выпускаемых в настоящее время для легковых автомобилей. Все они являются двигателями внутреннего сгорания.
В двигателях, работающих на бензине, во внутреннюю закрытую камеру, называемую цилиндром, впрыскивается определенное количество топлива, которое воспламененное искрой свечи зажигания, мгновенно взрывается. В момент взрыва происходит расширение газов, в связи с чем значительно возрастает давление внутри цилиндра, под воздействием которого выталкивается, находящийся там поршень, что заставляет двигатель, а вместе с ним и колеса авто, провернуться. Эти взрывы происходят все быстрее, отчего автомобиль начинает разгоняться. Скорость вращения вала двигателя настолько высока, что может достигать 100 оборотов в секунду и выше. Частоту работы двигателя показывает стрелка тахометра, который находится на приборной панели.
В двигателях, работающих на дизеле, топливо самовоспламеняется. Давление в цилиндрах этих двигателей, по сравнению с "бензиновыми", в 2 - 2,5 раза выше, в связи с чем они выигрывают с последними в мощности. При этом про дизельные двигатели нельзя сказать, что они высокоскоростные, в этом они сильно уступают бензиновым. Как правило "лихачи" пользующиеся автомобилями на дизельных двигателях и "истязающие" машину высокими скоростями, через года-два оказываются перед фактом того, что двигатель следует менять. Правда, в последнее время, появились дизельные двигатели с более скоростными качествами.
Если сложить объемы всех цилиндров двигателя, то мы получим его рабочий объем. Количество цилиндров у легковых автомобилей варьируется от 2-ух, как у "Оки", до 12-ти, как у BMV 760, встречаются автомобили и с большим кол-вом цилиндров, например Bugatty, их у него 16. В связи с тем, что размер цилиндра строго ограничен, увеличение рабочего объема двигателя, а соответственно и мощности автомобиля достигается путем увеличения количества этих самых цилиндров. Количество свечей зажигания указывает на количество цилиндров двигателя. Одна свеча - один цилиндр. Самые распространенные - это четырех и шестицилиндровые двигатели. Каждый цилиндр имеет впускные (впрыскивается топливная смесь) и выпускные (выводятся отработанные газы) клапаны. Клапанов может быть как по 2 (впускной и выпускной), так и более. Чем большее количество клапанов у цилиндра тем лучше показатели по отработке топлива, что немаловажно не только для работы самого двигателя, с точки зрения его КПД, но и для таких показателей как уменьшение выделения в атмосферу вредных примесей, что немаловажно при прохождении техосмотра. Если редкие 2-ух и 3-х цилиндровые двигатели не рассматривать, то пальму первенства по экономичности можно отдать 4-х цилиндровым моторам.
Одной из главных характеристик двигателя является его мощность. В России и ближнем зарубежье она измеряется в лошадиных силах (л. с.), в дальнем зарубежье - в киловаттах (кВт). Мощность двигателя зависит от:
•	рабочего объема (чем больше объем - тем мощней двигатель);
•	количества клапанов, приходящихся на один цилиндр;
•	дополнительные факторы: расположение клапанов, материал изготовления внутренних деталей, наличие или отсутствие турбин и т.д.
Работая, двигатель не всегда достигает максимальной мощности. Двигатели, работающие на бензиновом топливе подходят к этому порогу на высоких оборотах - 5500-6000 об/мин. У вышеуказанных двигателей ничем внешне не отличающиеся аккумуляторные батареи (АКБ) могут иметь разную емкость и максимальную силу тока. Естественно, что самыми лучшими будут те модели АКБ, у которых эти показатели будут выше. Еще одним важным моментом можно считать способность АКБ при низких температурах сохранять свой заряд с минимальными потерями. В среднем АКБ имеет 3-х летний срок службы.
Главным посредником между двигателем и колесами является коробка переключения передач (КПП). Усилия, развиваемые двигателем, посредством КПП, в нужном количестве передаются колесам. При ее отсутствии, колеса, напрямую соединенные с двигателем, разогнались бы не более чем до 10 км/ч.
Медленнее всего колеса вращаются на первой передаче, при этом им передается наибольшая мощность, которой вполне достаточно для того, чтобы автомобиль тронулся с места или преодолел крутой подъем. Последняя передача - на легковой машине она может быть от третьей до шестой - обладает самой маленькой мощностью, но способна разогнать автомобиль до его максимальной скорости. Но, если шестеренки коробки все время вращаются вместе с валом двигателя, переключение передач невозможно. Для периодического разъединения и обратного соединения двигателя и КПП, существует сцепление. На автомобилях с механической коробкой передач сцепление включается и выключается при помощи крайней левой педали под ногами водителя. У автоматических КПП сцепление работает автоматически, а его педаль отсутствует. Механической называется КПП, передачи которой водитель переключает вручную. Автоматической коробке передач нужно лишь задать направление движения, остальное она делает сама.
Подвески состоят из амортизаторов, совмещенных с пружинами; рычагов; стабилизаторов и их креплений. Задача амортизаторов - гасить колебания машины на неровностях. Они бывают: гидравлическими (масляными), пневматическими (газовыми) и комбинированными. Пневматические - жесткие, подходящие для спортивной скоростной езды по хорошему и ровному дорожному покрытию. Ставятся предпочтительно на спортивные модели. Гидравлические - мягкие, устанавливаются на большую часть машин. Комбинированные говорят сами за себя - нечто среднее между двумя вышеперечисленными.
Исправность амортизаторов проверяется путем нажатия на корпус автомобиля вниз с разных его сторон. Хорошие амортизаторы сразу, без раскачки, приводят автомобиль в прежнее положение, если же после толчка руками машина продолжает раскачиваться более двух раз в каждую сторону - амортизаторы с этой стороны пора менять.
Стабильность во время движения колесам обеспечивают рычаги и стабилизаторы. Их трущиеся элементы и шарниры со временем изнашиваются и требуют замены. Можно узнать об этом по появившемуся скрипу, стуку и скрежету, когда будете проезжать по неровной поверхности. Опоры амортизаторов, при разрушении, также начинают характерно стучать, как бы ударяя по кузову.
Важно следить за тем, как расположены колеса по отношению к кузову и относительно друг друга.
Их правильная геометрия выставляется при настройке углов схождения и развала колес (сход-развал). Если геометрия смещена, машину начнет тянуть в сторону, она будет труднее управляться, резина на колесах станет изнашиваться неравномерно, что приведет к ее кривизне. Сход-развал необходимо делать каждый раз после ремонта передней подвески или рулевого управления.
К повышенному износу ходовой приводит сильный дисбаланс колес, так как даже новое колесо не может быть идеальным - одна из его сторон перевешивает другую на несколько десятков грамм, так что можно увидеть, если колеса изношены или стоят из разных комплектов. От этого, при вращении, колесо начинает колебаться, передавая биение на подвеску, руль, кузов, что очень плохо влияет на автомобиль.
Первый признак дисбаланса - частые ритмичные колебания руля во время езды по гладкой дороге со скоростью 80-90 км/ч. При балансировке колес к ним крепят маленькие свинцовые грузики, которые уравновешивают стороны при вращении, что устраняет биение и связанные с ним неприятности.
Без электричества ничего в машине работать не будет. Его источниками в автомобиле являются аккумуляторная батарея (АКБ) и генератор, преобразующий энергию вращения двигателя в электрический ток. Именно электричество заводит двигатель, поддерживает его работу, позволяет видеть в темноте, рассказывает другим участникам движения о намерениях водителя, создает комфорт в салоне. Поэтому источники автомобильного электричества можно назвать вторым сердцем машины. На состояние генератора и аккумулятора надо постоянно обращать внимание, особенно зимой, иначе в неподходящий момент автомобиль может отказаться работать.
Генератор соединен с двигателем при помощи специального закольцованного ремня. Этот ремень всегда должен быть правильно натянут. Степень натяжения проверяется сильным нажимом пальцев на ремень - нормальная глубина его прогиба составляет около 0,5 см. Со временем, по мере износа, ремень заменяется.
2. Устройство автомобиля на примере автомобилей ВАЗ 2108, 2109
Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и модификации на их базе это, прежде всего, переднеприводные легковые автомобили. Их компоновочная схема характеризуется передним и поперечным расположением силового агрегата (двигателя в сборе с коробкой передач, главной передачей и дифференциалом). От него крутящий момент передается на передние колеса с помощью валов неравной длины, на концах которых установлены шарниры равных угловых скоростей.
Передние ведущие колеса создают высокую устойчивость автомобиля против бокового заноса. Совпадение направления действия силы тяги на передних ведущих колесах с направлением движения колес обеспечивают автомобилю хорошую управляемость, маневренность и проходимость, особенно на скользких и обледенелых дорогах.
Насос охлаждающей жидкости оригинальной конструкции, расположен в передней части блока цилиндров и приводится в движение ремнем привода распределительного вала. Радиатор - алюминиевый с пластмассовыми бачками.
Система смазки двигателя имеет оригинальный масляный насос с шестернями внутреннего зацепления. Насос расположен на переднем конце коленчатого вала и не имеет какого-либо дополнительного привода. Масляный фильтр унифицирован с применяемым на автомобиле ВАЗ-2105. В системе питания установлен топливный фильтр тонкой очистки. Для стабилизации давлений на входе в карбюратор предусмотрена обратная топливная ветвь для слива излишков топлива обратно в бак. Применен новый карбюратор, обеспечивающий экономичное смесеобразование на различных режимах работы двигателя.
Система зажигания двигателя - электронная бесконтактная. Бесконтактный датчик в датчике-распределителе зажигания построен на использовании эффекта Холла, коррекция угла опережения зажигания механическая, за счет центробежного и вакуумного регуляторов. Электронная система зажигания повышает стабильность работы двигателя на малых оборотах и улучшает его экономичность.
Трансмиссия автомобиля проста, компактна и надежна. Она объединена в единый узел, состоящий из сцепления и коробки передач с главной передачей и дифференциалом. Компактность этого агрегата позволила расположить силовой агрегат поперек автомобиля и осуществить привод передних колес непосредственно от коробки передач, что позволяет наиболее рационально использовать мощность двигателя и уменьшить расход топлива. Трансмиссия сохранила высокую надежность и работоспособность предшествующих моделей и в то же время уменьшена общая масса и уровень шума.
Коробка передач выполнена по двухвальной схеме. Все передачи переднего хода синхронизированы. Большая часть коробок передач выпускается в пятиступенчатом исполнении, но предусмотрено производство и четырехступенчатых коробок передач. Применение в коробке передач маловязкого моторного масла уменьшает потери при передаче крутящего момента и облегчает трогание автомобиля в зимнее время. Сцепление однодисковое сухое с диафрагменной нажимной пружиной и с повышенной износостойкостью фрикционных накладок. Привод сцепления тросовый, что делает его проще. В приводе отсутствуют зазоры, и подшипник выключения сцепления постоянно поджат к диафрагменной пружине с усилием 5-7 кгс.
На автомобилях применена принципиально новая подвеска передних колес типа "качающаяся свеча", называемая также по имени изобретателя подвеской "Макферсон". Пружина в такой подвеске расположена фактически над осью поворотного устройства и нагружена меньше, чем в подвеске двухрычажного типа. В подвеске есть только один рычаг нижний. Подвеска компактна, имеет малую массу, большой ход колес и более эластична. Плечо обката передней подвески отрицательное, так как точка пересечения оси поворота колеса с полотном дороги лежит за пределами наружной части автомобиля. Это способствует повышению устойчивости автомобиля при торможении, когда левое и правое колеса имеют разное сцепление с полотном дороги, а также уменьшает влияние тяговых сил на рулевое управление.
Подвеска передних колес хорошо согласуется с задней подвеской из двух качающихся в продольной плоскости рычагов, соединенных между собой поперечиной, играющей роль стабилизатора. Упругим элементом в задней подвеске так же, как и в передней, являются винтовые пружины.
С поперечным расположением силового агрегата и подвеской передних колес типа "Макферсон" хорошо компонуется рулевое управление с реечным рулевым механизмом. Оно не требует промежуточных рычагов, компактно и просто по конструкции. Рулевые тяги присоединяются к центральной части рулевого механизма, что позволило упростить конструкцию рулевого привода, так как применяются только два шаровых шарнира. Этот тип рулевого управления обеспечивает небольшое усилие на рулевом колесе (9-12 кгс).
Тормозная система имеет эффективные передние дисковые и задние барабанные тормоза. Привод тормозов с вакуумным усилителем, двухконтурный, с диагональным разделением контуров. Один контур обслуживает тормозные механизмы левого переднего и правого заднего колес, другой правого переднего и левого заднего колес. Такое разделение контуров является наиболее простым и отвечает требованиям по эффективности тормозов в случае выхода из строя одного из контуров, когда автомобиль сохраняет прямолинейное направление движения и теряется не более 50% эффективности торможения.
Кузов - трехдверный двухобъемный типа "хэтчбэк". Он совмещает универсальность грузапассажирского кузова со стремительными линиями спортивных автомобилей. Багажный отсек отделен от салона складывающейся пластмассовой полкой, установленной за задним сиденьем. Кузов легко трансформируется в грузопассажирский вариант откидыванием вперед подушки и спинки заднего сиденья. Большие боковые двери обеспечивают удобный вход и выход пассажиров, а задняя дверь облегчает погрузку и выгрузку багажа.
Передние анатомические сиденья с подголовниками существенно повышают комфорт. Они, так же как и заднее сиденье, выполнены из вспененного полиуретана с обивкой из трикотажного материала. Механизм бесступенчатой регулировки позволяет плавно регулировать наклон спинки передних сидений. Кроме того, передние сиденья можно перемещать вперед и назад как для подбора оптимального их расположения, так и для обеспечения удобной посадки пассажиров на заднее сиденье. Вследствие отработки силовой схемы каркаса кузова достигнута высокая прочность кузова и "мягкое" гашение энергии удара в случае аварии.
Высокая коррозионная стойкость кузова достигается прежде всего применением стали с цинковым покрытием на всех коррозионно опасных деталях: поперечинах пола, деталях порогов дверей и т.д. Предусмотрено уплотнение сварных швов специальной мастикой. Кроме того, увеличение коррозионной стойкости достигается катафорезным грунтом, специальной обработкой закрытых полостей и нанесением эпоксидного защитного покрытия при окончательной обработке кузова.
Электрооборудование практически полностью оригинально. В приборах и узлах широко применяется электроника и специализированные интегральные схемы (регулятор напряжения, коммутатор системы зажигания, сигнальные реле). На автомобилях устанавливается малообслуживаемая или необслуживаемая аккумуляторная батарея, малогабаритный стартер с торцевым коллектором, электронная бесконтактная система зажигания, система встроенных датчиков с приборами, контролирующая работу важнейших систем автомобиля. Введен новый прибор эконометр, позволяющий подбирать наиболее экономичный режим движения. Помимо контрольных приборов, автомобили оснащены специальной системой диагностики.
Разъем для включения диагностического оборудования станций технического обслуживания размещен под капотом. Он соединен со всеми контрольными точками системы электрооборудования. Система диагностики позволяет обследовать техническое состояние генератора, регулятора напряжения, системы зажигания, аккумуляторной батареи и т.д. Электрический очиститель ветрового стекла имеет три режима работы два постоянных (но с разными скоростями движения щеток) и один прерывистый. На части выпускаемых автомобилей устанавливаются очистители фар. Для улучшения работы очистителей имеется смыватель стекол.
Автомобиль ВАЗ-2109 отличается от автомобиля ВАЗ-2108 пятидверным кузовом и небольшими изменениями в системе питания двигателя. Двигатель оснащен заборником холодного воздуха, берущим воздух непосредственно под облицовкой радиатора. Он изготовлен из полипропилена и закреплен над радиатором системы охлаждения двигателя. Заборник соединен с торморегулятором воздушного фильтра полипропиленовым воздуховодом каркас кузова другой формы, с двумя проемами для передних и задних допрей.
Особенности устройства автомобиля ВАЗ-21081 следующие. На этом автомобиле устанавливается двигатель модели ВАЗ-21081 с уменьшенным рабочим объемом (1,1 л) и только четырехступенчатая коробка передач. Кузов и все остальные узлы и механизмы такие же, как на автомобиле ВАЗ-2108. Двигатель (по сравнению с моделью 2108) имеет другие блок цилиндров, головку цилиндров, коленчатый и распределительный валы. В связи с уменьшенным рабочим объемом двигателя устанавливается карбюратор с иными тарировочными данными, а также несколько измененная система выпуска отработавших газов.
Автомобили ВАЗ-21083 и ВАЗ-21093 отличаются от автомобилей ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109 установкой более мощного двигателя 21083 с рабочим объемом 1,5 л. Кроме того, на них применяется только пятиступенчатая коробка передач. На части автомобилей может быть установлена цифровая система зажигания. Двигатель 21083 имеет блок цилиндров с увеличенным диаметром цилиндров (82 мм). Также увеличен диаметр поршней и диаметры впускных клапанов и каналов в головке цилиндров. Карбюратор устанавливается с другими тарировочными данными.
Автомобиль ВАЗ-21099 отличаются от всех вышеописанных автомобилей четырехдверным кузовом типа "седан". Кузов у него трехобъемный, т.е. разделен перегородками на три объема: моторный отсек, салон и багажное отделение объемом 0.43 кв. м. По устройству и компоновке автомобиль ВАЗ-21099 полностью аналогичен автомобилю ВАЗ-21093 (кроме задней части кузова). На нем тоже устанавливается двигатель 21083 с рабочим объемом 1,5 л и пятиступенчатая коробка передач. Возможна установка панели приборов.
Общее устройство автомобилей ВАЗ 21099 показано на рисунке:

1. Передний бампер; | 10. Противосолнечный козырек; | 18. Балка задней подвески;
2. Блок-фара; | 11. Плафон освещения салона; | 19. Топливный бак;
3. Аккумуляторная батарея; | 12. Запасное колесо; | 20. Дополнительный глушитель;
4. Радиатор системы охлаждения; | 13. Задний фонарь; | 21. Наружное зеркало заднего вида;
5. Заборник холодного воздуха; | 14. Задний бампер; | 22. Боковой указатель поворота;
6. Двигатель | 15. Основной глушитель; | 23. Рулевой механизм;
7. Бачок для жидкости смывателя стекол; | 16. Амортизатор задней подвески; | 24. Передний тормоз;
8. Воздушный фильтр; | 17. Задний тормоз; | 25. Телескопическая стойка передней подвески.
9. Внутреннее зеркало заднего вида; | |

Заключение

Автомобиль, который мы получим через 100 лет, внешне не будет сильно отличаться от имеющегося сегодня, но он будет работать на совершенно иных принципах, а переезды на дальние расстояния будут проходить в новых, созданных человеком условиях. Двигатель, трансмиссия, ведущий вал и дифференциал уйдут в прошлое. Автомобили будущего, имеющие питание от топливных ячеек и привод от электродвигателей, установленных на ступицах колес, будут ездить с 80-процентным термическим к. п. д. как в условиях гелиевой атмосферы, так и в обычных условиях наземных дорог.
Но и при всех возможных изменениях в его конструкции автомобиль так и останется средством передвижения большинства людей.
Литература

1.	Косенков А.А. Устройство автомобилей: Ходовая часть и проч. системы. - Рн/Д: Феникс, 2005.
2.	Передерий А.А. Устройство автомобилей. Учебное пособие. М., 2004.
3.	Справочник по устройству автомобилей ВАЗ - http://automan.ru.
Размещено на Allbest.ru