Общее устройство автомобиля

Components of the automobile

Automobile is made up of three basic parts: the power plant, the chassis and the body.

The power plant or engine is the source of power that makes the car wheels rotate and the car move. (This includes the electric, fuel, cooling, and lubricating systems).

The chassis consists of a power train and a frame with axles, wheels and springs. The chassis includes the brake system and the steering system as well.

The power train carries the power from the engine to the car wheels and consists of the clutch, gearbox or transmission, propeller shaft, rear axle, final drive, differential and axles shafts.

The body has a hood and fenders and accessories: the heater, lights, radio, windshield wiper and so on.

Power plant

In the section it is not the intention to go into details of the service of the automobile engine. Fig. 1 illustrates a six-cylinder automobile engine of rather conventional design. In the case of the one illustrated, a V-type fan belt is utilized to operate or drive the fan, this same belt being utilized to drive the generator pulley which shows on the central right in the picture and also the water pump which is in connection with the fan shaft. The radiator hose connections for the water line appears just to the rear of the fan. Incorporated within it is a thermostat which is designed to control the operating temperature of the engine.

The flywheel housing is shown as incorporating part of the engine mount. To the rear of the flywheel housing is the transmission case with the gear shift mounted on its center top.

Fig. 1 — Automobile engine

Clutch

The ring gear of the flywheel is utilized for engagement of the pinion of the starting motor when starting the engine. Next to the flywheel is the driven plate of the clutch. The driven plate has fabric linings on each side. It is designed to fit within the flywheel ahead of the pressure plate when that unit is bolted onto the flywheel. The spring within the pressure plate tend to force the pressure plate ring directly against the outer surface of the driven plate while the inner surface and lining of the driven plate are thus thrust against the surface of the flywheel. Under this circumstance the clutch driven plate will turn with the flywheel and the pressure plate which is bolted thereto.

At the center of the clutch plate there are serrations or splines in a hub. The clutch shaft which is part of the transmission is designed to fit into this hub and to be held and turned thereby.

Transmissions

The clutch plate is designed to go into the spline at the end of the clutch shaft. As the clutch shaft is started turning, it, in turn, causes the jack shaft to turn with it. This jack shaft is in constant motion when the clutch shaft is turning. To secure the several speeds which are necessary for the operating of the motor car, the clutch shaft is mounted in direct line with the transmission shaft which carries on it the sliding gears which are utilized for shifting to secure the forward speeds and the reverse drive.

Frame

The frame is the structural center of any vehicle as it provides support for the engine, body, wheels and power-train members. It is usually made of U-shaped or channel sections shaped and then welded or riveted together. Cross members reinforce the frame and also provide support for the engine and wheels. The frame is extremely rigid, and strong so that it can withstand the shock blows, twists, vibrations, and other strains to which it is put on the road.

The engine is attached to the frame in three or four points. Noise and some vibration are inherent in engine operation. To prevent this noise and vibration from passing to the frame and from there to the occupants of the car, the engine is insulated from the frame by some form of rubber pad or washer at each point of support. Engine mounting lugs are supported in the rubber and the mounting bolts pass throught these rubber mountings so that’s there is no metal-to-metal contact. As a result, the rubber absorbs vibration and engine noise so that they are not carried to the frame.

Springs

The weight of the car is transmitted to the axles and wheels by springs. The springs absorb road shocks to a certain extent as the wheels encounter holes or bumps and prevent, to a large extent, any consequent jarring action or up-and-down motion from being carried through the frame and body. Springs may be of the leaf type or of the coil type. The coil spring is a heavy steel coil.

The leaf spring has been made in a number of forms, but the one that has been most commonly used is the semielliptical type. The leaf spring is made up of a series of leaves, of graduated length, one on top of another. The spring assembly acts as a flexible beam and is usually fastened at the two ends to the car frame and at the center to the wheel axle.

Both types of springs coil and leaf are usually insulated mechanically from the frame by means of rubber bushings and pads. This prevents road vibration from being transmitted to the frame and body.

Shock absorbers

Springs alone cannot provide a satisfactory smooth ride. Therefore, an additional device, called a shock absorber, is used with each spring. To understand why springs alone would not give smooth riding qualities, let us consider the action of coil spring. The same action would take place with a leaf type springs. The spring is under an initial load provided by the car weight, and this gives the spring an original amount of compression. When a wheel passes over a bump, the spring becomes further compressed. After the bump is passed, the spring attempts to return to its original position. However, it overrides its original position and expands too much. This behavior cases the car frame to be thrown upward. Having expanded too much, the spring attempts to compress so that it will return to its original position, but in compressing it again overrides. In doing this the wheel may be raised clear of the road, and the car frame consequently drops. The result is an oscillating motion of the spring that causes the car to rebound or bounce up and down several times after a bump has been encountered.

To prevent these oscillating of the spring, shock absorbers are used. These devices dampen out the spring oscillations so that after the wheel passes over a bump, or into a hole and out, the spring returns to its original position without overriding.

Shock absorbers usually operate on hydraulic action. They contain fluid, or liquid, that is forced from one cylinder to another as the springs are compressed or expanded.

Steering system

To guide the car, it is necessary to have some means of turning the front wheels so the car can be pointed in the direction the driver wants to go. The steering wheel in front of the driver is linked by gears and levers to the front wheels for this purpose. The front wheels are on pivots so they can be swung to the left or right. They are attached by steering knuckle arms to the rods. The tie rods are in turn, attached to the pitman arm (Fig. 2).

As the steering wheel is turned in one direction or other, gearing in the steering gear assembly caused the end of the pitman arm to swing to the left or right. This movement is carried by the tie-rods to the steering knuckle arms, and wheels, causing them to swing to the left or right. The steering post has a special sort of worm gear on its lower end. Meshing with the teeth of this worm is a special gear called a sector. The sector is attached to one end of a shaft, the end of the shaft carries the pitman arm. When the steering wheel is turned, the worm on the steering post rotates. This causes the sector to move toward one the end or the other of the worm. The sector movement causes the sector shaft to rotate, and this rotary motion is carried to the pitman arm causing it to swing to the left or right.

Fig. 2 — Steering system

Brakes

Brakes are necessary to slow or stop the car. This is by far one of the most important mechanism on the car as upon its proper performance the safety and lives of those riding in the car depend. Many improvements have been made in brakes. Most braking systems in use today, are hydraulic. The brake pedal, when pushed down, forces a piston to move in the master cylinder. This imposes hydraulic pressure on a fluid in the cylinder. The fluid is forced, under pressure, through tubes and into cylinders at the wheels. The wheel cylinders contain pistons that are forced to move as the fluid enters the cylinder under pressure. The piston movement then causes brake shoes to move so that the brakes are applied. Formerly brakes were applied only to the two rear wheels, but the present practice is four-wheel brakes.

Tires

Tires are of the air-filled, or pneumatic type. Their function is to transmit the driving power of the wheels to the road through frictional contact. They also absorb a considerable part of the road shock resulting from small bumps, and hole and prevent these shocks from being carried to the frame and body of the car. As the tires roll over small bumps, they flex and the outer surface, or tread, moves inward against a cushion of air inside the tires (Fig. 3).

Many tires use inner tubes, many do not. In recent years practically all new cars have been equipped with tubeless tires. With either type, the tire has a coating of rubber of varying degrees of thickness that is baked or vulcanized onto an inner structure of fabric or cord. The fabric or cord provides a flexible but tough tire structure. The outside coating of rubber is designed to withstand the wear caused by road friction; it also provides a good, high-friction contact with the road.

The part of tire that makes contact with the road is called the tread. Tires are supplied with a variety of tread designs that aid in improving friction and thus the chances of slippage are less. Some special — tread patterns are made for off — the road operation, such as in farm tractor or trucks for construction work. In these, the tread design has heavy ribs or buttons that bite deep into the mud or soft earth and provide adequate traction.

Fig. 3 — Element of automobile tires

The body

The body is designed to contains and protect not only the engine and other car components but it provides protection to the occupants from wind, dust, cold and rain as well (and to goods in the case of trucks).

Much thinking and engineering work has gone into making the body sturdy and thus safe. Also, since the appearance of the body is one of the important factors an attempt has been made, to shape the contours so that the external structure will have a pleasing appearance and at the same time provide ample room for the driver and passengers. It will be noted that most modern cars have stream-lines with few noticeable sharp angles (Fig. 4).

One factor that has received much attention in recent year is streamlining. To streamline a car means to shape it in such a manner that it offers less resistance to the passage of the body through air. As car speed increases the resistance of the air also increases. The air resistance increases approximately as the cub of the car speed. Thus, as the car speed increases, a larger and larger part of the total driving power is being used to overcome the effects of air resistance. Streamlining helps to reduce this air resistance so that greater power economy is achieved at higher speeds.

Fig. 4 — The body of automobile

Общее устройство автомобиля

Автомобиль состоит из трех основных частей: силовая установка, шасси и кузов.

Силовая установка или двигатель - источник энергии, который заставляет автомобильные колеса вращаться и автомобиль движется. (Она включает в себя электрическую, топливную, охлаждающую и смазочную системы).

Ходовая часть состоит из коробки передач и рамы с осями, колес и рессор. Ходовая часть также включает в себя систему тормозов и систему управления.

Трансмиссия передаёт энергию от двигателя к автомобильным колесам и состоит из сцепления, коробки передач или зубчатой передачи, карданного вала, задней оси, главной передачи, дифференциала и валов колес.

Кузов имеет капот и крылья и приборы: печку, фары, радио, дворник ветрового стекла и так далее.

Двигатель.

В общем это не намерение сообщить подробности эксплуатации автомобильного двигателя. Рис. 2 иллюстрирует автомобильный двигатель с шестью цилиндрами довольно обычной конструкции. В иллюстрированном случае, ремень вентилятора V-типа приводит в действие вентилятор, это тот же самый ремень используемый для движения шкива генератора, который показан справа на рисунке и также водяного насоса, который находится в зацеплении с осью вентилятора. Патрубок радиатора соединяется с ватер линией только сзади вентилятора. Также здесь находится термостат, который предназначен, чтобы управлять рабочей температурой двигателя.

Рис. 1 — Автомобильный двигатель

Картер маховика показан соединяющая часть моторамы. К задней части картера маховика прикреплена зубчатая передача, установленная в его центре.

Сцепление.

Зубчатый венец маховика используется для зацепления шестерни из стартового положения двигателя при его запуске. За маховиком следует ведомый диск. Ведомый диск имеет накладки из специального материала на каждой стороне. Они предназначены для того, чтобы прижиматься к маховику перед нажимным диском, когда тот прикрепляется к маховику. Пружина с нажимным диском вынуждает сам нажимной диск давить непосредственно на внешнюю поверхность ведомого диска, в то время как внутренняя поверхность и прокладка ведомого диска давит на поверхность маховика. При этом обстоятельстве ведомый диск провернется с маховиком и нажимным диском, который придавлен к нему.

В центре диска сцепления имеются зазубренности или паз в ступице. Вал сцепления, который является частью трансмиссии, предназначен для того, чтобы вписаться в эту ступицу, и таким образом держаться и вращаться там.

Передачи.

Диск сцепления предназначен для того, чтобы войти в паз в конце вала сцепления. Поскольку вал сцепления начинает поворачиваться, то он в свою очередь, заставляет промежуточный вал проворачиваться с ним. Этот промежуточный вал находится в постоянном движении, когда вал сцепления вращается. Чтобы обеспечить несколько скоростей, которые необходимы для работы автомобиля, вал сцепления на прямую крепится с трансмиссионным валом, который передвигает скользящие зубчатые колеса, используемые для переключения коробки передач, чтобы обеспечить увеличение скорости и обратный ход.

Рама.

Рама - основа любого транспортного средства, поскольку она обеспечивает поддержку для двигателя, кузова, колес и деталей коробки передач. Она обычно сделана в U-форме или в виде швеллерного профиля, и затем сварена или прикована вместе. Траверсы укрепляет раму, а также обеспечивают поддержку для двигателя и колес. Рама чрезвычайно тверда и прочна настолько, чтобы она могла противостоять ударам, завихрениям, колебаниям, и другим напряжениям, которые возникают при езде.

Двигатель присоединён к раме в трех или четырех местах. Шум и некоторая вибрация свойственны работе двигателя. Чтобы предотвращать попадание этого шума и вибрации к раме и непосредственно к пассажирам, двигатель изолирован от рамы резиновой подушкой или прокладкой в каждой точке опоры. Двигатель устанавливается на подпорки из резины, и прикручивается крепежными болтами с резиновыми втулками, так что нет никакого контакта " металл к металлу ". В результате, резина поглощает вибрацию и шум двигателя, поэтому они не передаются раме.

Пружины.

Вес автомобиля воздействует на оси и колеса посредством пружин. Пружины поглощают дорожные удары во впадинах дороги, в большей мере при попадании колес в выбоины или на бугры, и предотвращают, в большей степени, чтобы никакие вибрации и движения " вверх и вниз " не перенеслись на раму и кузов. Пружины могут быть в виде пластин или винта. Винтовая пружина – это тяжелая стальная катушка.

Пластинчатая пружина обычно сделана из множества пластин, но самая часто используемая имеет полуэллиптическую форму. Пластинчатая пружина составлена из ряда пластин, определённой длины, одна длиннее другой. Комплект пружин действует как гибкий лук и обычно закрепляется на двух концах к автомобильной раме и к центру оси колеса.

Оба типа, винтовые и пластинчатые пружины, обычно изолируются механически от рамы посредством резиновых прокладок. Это предотвращает дорожную вибрацию, передающуюся к раме и кузову.

Амортизаторы.

Одни пружины не могут обеспечивать удовлетворительную гладкую поездку. Поэтому, дополнительно с каждой пружиной используется устройство, называемое амортизатором. Чтобы понять, почему одни рессоры не дали бы гладкой качественной поездки, давайте рассмотрим принцип действия винтовой пружины. То же самое будет происходить и пластинчатым типом пружин. Пружина находится под первоначальной нагрузкой, обеспеченной весом автомобиля, и это дает пружине первоначальное сжатие. Когда на колесо приходится удар, пружина становится более сжатой. После того, как удар проходит, пружина пытается возвратиться в своё первоначальное положение. Однако она проходит мимо первоначального положения и слишком растягивается. В этом случае автомобильная рама, будет подниматься вверх. Растянувшаяся пружина пытается сжаться так, чтобы возвратиться в своё первоначальное положение, но в процессе сжатия она вновь пережимается. При выполнении этого, колесо может быть свободно поднято над дорогой, и автомобильная рама следовательно опускается. Результат - колеблющееся движение рессоры, вследствие чего автомобиль после удара о препятствие подпрыгивает вверх и вниз несколько раз.

Чтобы предотвращать это колебание пружины, используются амортизаторы. Эти устройства сглаживают колебания пружины так, что после того, как на колесо пришёлся удар, или оно попало в ямку, возвращение пружины происходит к её первоначальному положению плавно.

Амортизаторы обычно функционируют за счет гидравлического эффекта. Они содержат жидкость (или жидкость) которые вынуждены перетекать из одного цилиндра в другой, поскольку пружины сжимаются или расширяются.

Система управления.

Чтобы управлять автомобилем, необходимо иметь некоторые средства управления передними колесами, так чтобы автомобиль мог бы быть направлен водителем в любом направлении. Для этой цели рулевое колесо перед водителем связано механизмами и рычагами с передними колесами. Передние колеса находятся на шарнирах, так что они могут поворачиваться налево или направо. К ним присоединены поворотные кулаки с регулируемыми тягами. Посредством поперечной рулевой тяги происходит связь с рулевой сошкой. (Рис. 3).

Чтобы управлять колёсами в одном или другом направлении, для этого существует управляемая зубчатая передача с помощью которой водитель направляет колёса влево или вправо. Это движение к поворотным кулакам и колёсам передают регулируемые тяги и заставляют их качаться налево и направо. Стойка руля имеет специальный механизм червяк на его нижнем конце. Зацепление с зубцами этого червя - специальный механизм называемый кулисой. Кулиса приложена к одному концу вала, конец вала соединён с рулевым колесом. Когда колесо управления поворачивается, червь на стойке вращается. Это заставляет кулису перемещаться в одну сторону и в другую. Движение кулисы заставляет вал кулисы вращаться, и это вращательное движение передаётся к руке водителя, заставляющего поворачивать налево или направо.

Рис. 2 — Система рулевого управления

Тормоза.

Тормоза служат для замедления или остановки автомобиля. Это один из наиболее важных механизмов в автомобиле, так как от качества их работы зависит безопасность и жизни пассажиров в автомобиле. Много усовершенствований было сделано в тормозах. Большинство систем торможения, используемые сегодня, являются гидравлическими. Педаль тормоза, когда нажата вниз, вынуждает поршень двигаться в цилиндре. Это действует гидравлическое давление на жидкость в цилиндре. Жидкость вынуждена, под давлением, через трубки давить на цилиндры в колесах. Цилиндры колес содержат поршни, которые вынуждены двигаться, поскольку жидкость входит в цилиндр под давлением. Движение поршня заставляет тормозную колодку двигаться так, чтобы тормоза срабатывали. Прежде тормоза применялись только на два задних колеса, но сейчас они приложены к четырём колесам.

Шины.

Шины бывают заполненные воздухом, или пневматического типа. Их функция состоит в передаче двигающей мощности колес дороге через фрикционный контакт. Они также поглощают значительную часть дорожных ударов, передающихся от маленьких бугорков и ямок, и не дают этим ударам попасть к раме и кузову автомобиля. Поскольку шины переезжают через маленькие бугорки, то они изгибаются и их внешняя поверхность, или протектор, перемещается внутрь против подушки воздуха внутри шин (рис. 4).

Многие используют камерные шины, многие нет. С недавнего времени фактически все новые автомобили стали оборудовать бескамерными шинами. Любой тип шин имеет резиновое покрытие разной толщины, которое испечено или завулканизировано на внутренней стороне тканью или шнуром. Ткань или шнур обеспечивают гибкую, но жесткую структуру шины. Внешнее резиновое покрытие предназначено, чтобы противостоять износу, вызванному дорожным трением; это также обеспечивает хороший, с высоким трением контакт с дорогой.

Часть шины, которая вступает в контакт с дорогой, называется протектором. Шины снабжены разнообразием протекторов, которые улучшают трение и таким образом уменьшает проскальзывание. Некоторые специальные образцы протектора сделаны для тракторов на фермах или грузовиках для работы на строительстве. В них, протектор корда имеет тяжелые ребр

Рис. 3 — Элементы автомобильных шин

а или выступы, которые врезаются глубоко в грязь или мягкую землю и обеспечивают тягу.

Кузов.

Кузов предназначен для поддержки и защиты не только двигателя, но и других автомобильных запчастей, а также обеспечивает защиту пассажиров от ветра, пыли, холода и дождя также (и товаров в грузовиках).

Много размышлений и инженерной работы ушли на создание кузова, крепкого и поэтому безопасного. Также, со времен появление кузова как одного из важных факторов, была сделана попытка сформировать контуры так, чтобы внешняя структура имела приятный вид и в то же самое время обеспечивать вполне достаточно места для водителя и пассажиров. Было отмечено, что наиболее современные автомобили имеют обтекаемую форму кузова с незначимыми острыми углами (рис. 5).

Один фактор, который получил много внимания в последние годы это обтекаемость. Придавать обтекаемую форму автомобилю значит сформировать его кузов таким образом, чтобы обеспечить меньшее сопротивление воздуху. Поскольку скорость автомобиля увеличивается, сопротивление воздуха также увеличивается. Воздушное сопротивление увеличивается приблизительно как автомобильная скорость. Таким образом, с увеличением скорости автомобиля, большая часть затрачиваемой энергии используется, чтобы преодолеть воздушное сопротивление. Обтекаемость позволяет уменьшить это воздушное сопротивление так, чтобы большая мощность была достигнута в более высоких скоростях.

Рис. 4 — Кузов автомобиля

1. Basic part - основная часть

2. Power plant - силовая установка

3. Chassis - шасси

4. Body - кузов

5. Vehicle - транспортное средство

6. Oil - масло

7. Rotate - вращать

8. Engine - двигатель

9. Fuel - топливо

10. Cooling - охлаждение

11. Lubricating systems - смазочная система

12. Gearbox - коробка передач

13. Frame - рама

14. Axle - ось

15. Spring - пружина

16. Brake system - тормозная система

17. Steering system - рулевое управление

18. Shock absorber - акммортизатор

19. Clutch - сцепление

20. Gear - зубчатая передача

21. Transmission - трансмиссия

22. Hood - капот

23. Shaft - вал

24. Mention - упоминание

25. Light - освещать

26. Windshield - ветровое стекло

27. Section - секция

28. Crankshaft - коленчатый вал

29. Smooth - гладкий

30. Service - обслуживание

31. Purpose - цель

32. Fan - вентилятор

33. Petroleum - топливо

34. Generator - генератор

35. Thermostat - термостат

36. Flywheel - маховик

37. Comprise - включать

38. Top - верхняя часть

39. Ring - кольцо

40. Ageing - изнашивание

41. Cycle - цикл

42. Serrations - зубец

43. Spline - паз

44. Hub - ступица

45. Turn - оборот

46. Sliding - скольжение

47. Secure - надежный

48. Structural - конструкторский

49. Provide - обеспечивать

50. Care - уход

51. Reinforce - укреплять

52. Blow - удар

53. Twist - кручение

54. Vibration - вибрация

55. Point - точка

56. Inhaler - воздушный фильтр

57. Rubber - резина

58. Mounting - крепление

59. to deliver - доставлять

60. Bumper - бампер

61. Preventer - предохранитель

62. Flexible - гибкий

63. Bush - втулка

64. Pad - прокладка

65. Compression - компрессия

66. Attempt - попытка

67. Strong - сильный

68. Hydraulic - гидравлический

69. Fluid - жидкость

70. Fresh - свежий

71. Pivot - ось вращения

72. Spark - искра

73. Sort - тип

74. Sector - кулиса

75. Worm - червяк

76. Movement - движение

77. Brake - тормоза

78. Friction - трение

79. Bake - просушивать

80. Flange - фланец

81. Mud - грязь

82. Passenger - пассажир

83. Streamline - обтекание

84. Resistance - сопротивление

85. Increase - возрастание

86. Approximate - приближаться

87. Fast - быстрый

88. Crankcase - картер

89. Forward - перед

90. Gasoline - бензин

91. Slinger - маслоотражатель

92. Pinion - шестерня

93. Position - положение

94. Groove - шлиц

95. Spark plug - свеча зажигания

96. Effort - усилие

97. Pressure - давление

98. Overshoe - протектор

99. Wheel - колесо

100. Rod - тяга, соединительный элемент