Что такое легковой автомобиль.

Почему машина едет?

Итак, двигатель работает. Синхронно с ним работают все системы его "жизнеобеспечения": система охлаждения, топливная система, система смазки, система зажигания. Но что происходит дальше с энергией вращающегося коленчатого вала автомобиля? Будем рассматривать "классику", т.е., заднеприводной тип автомобиля (в переднеприводных моделях, в общем-то, почти то же самое, за исключением некоторых нюансов).

Почему же двигатель работает, но машина стоит на месте? "Секрет" кроется в сцеплении и коробке передач. Силовой агрегат автомобиля (двигатель в сборе) "заканчивается" маховиком (тем самым, который крутит стартер), который насажен на коленчатый вал двигателя. Естественно, что, когда двигатель работает, то вместе с коленвалом вращается и маховик. А вот дальше начинается самое "интересное". К силовому агрегату со стороны маховика крепится коробка передач автомобиля со сцеплением. Точнее, сначала идет сцепление, а затем коробка передач. Поскольку автомобиль, как правило, заводится на нейтральной передаче, то при работающем двигателе все "рабочие" зубья выведены из зацепления и первичный (ведущий) вал коробки передач вращается "вхолостую", т.е. крутящий момент на колеса автомобиля не передается - поэтому автомобиль стоит на месте. Для того, чтобы автомобиль тронулся и начал движение, необходимо включить первую передачу. Для этого следует выжать педаль сцепления (при этом сам механизм сцепления выключается, тем самым разъединяя работающий коленвал двигателя и первичный (ведущий) вал коробки передач) и рычагом переключения передач включить первую скорость (при этом шестерни соответствующей скорости войдут в зацепление с первичным (ведущим) валом коробки передач, но, поскольку, сцепление выключено, то крутящий момент двигателя не передается на коробку передач) и плавно отпустить педаль сцепления (для новичков это поначалу довольно трудный момент - научиться плавно трогаться с места). При этом сцепление опять включается, тем самым соединяя коленвал двигателя с первичным (ведущим) валом коробки передач, а, поскольку, первичный (ведущий) вал коробки передач уже находится в зацеплении с шестернями первой передачи, то крутящий момент от двигателя передается на колеса по цепочке:
поршень → коленвал → сцепление → коробка передач → карданный вал → главная передача заднего моста → полуось → колесо

 

 

 

 

 

 

СЕРДЦЕ АВТОМОБИЛЯ - ДВИГАТЕЛЬ

 

Двигатели внутреннего сгорания в зависимости от их конструктивных особенностей могут работать на бен­зине (инжекторные и карбюраторные двигатели), на соляре (дизели) и на газе.

Бензиновые двигатели являются самыми распрост­раненными в мировом легковом автомобилестрое­нии.

Они работают на жидком топливе (бензине) с принуди­тельным зажиганием от свечей. Перед подачей в ци­линдры двигателя бензин смешивается с воздухом в оп­ределенной пропорции с помощью специального уст­ройства: карбюратора или инжектора, закрепляемых на двигателе снаружи. Поэтому бензиновые двигатели называют также двигателями с внешним смесеобразо­ванием.

Иногда вместо бензина в таких двигателях использу­ют газ (пропан-бутан). Для перевода бензинового двигателя на газ используется специальное оборудо­вание.

Дизели - двигатели, работающие на соляре (дизель­ном топливе). В отличие от бензиновых двигателей в них применяется воспламенение от сжатия (в дизе­лях отсутствуют свечи зажигания). Смесеобразование (смешивание соляра с воздухом) в дизельных двига­телях происходит непосредственно внутри цилинд­ров. Это двигатели с внутренним смесеобразованием.

Задача двигателя - «выдать на-гора» механическую энергию в виде вращения выходящего из него вала. По аналогии электродвигатель преобразует электро­энергию во вращение вала.

Топливо, находящееся в баке, потенциально несет теп­ловую энергию, которую двигатель превратит в меха­ническую.

 

Дизельный двигатель

Благодаря высокой эффективности дизельный двигатель широко применяется на грузовых автомобилях. Вместе с тем, большинство легковых автомобилей имеют в линейке своих моторов дизельные двигатели. В Европе дизель постепенно вытесняет бензиновые двигатели, к примеру, свыше 50% новых легковых автомобилей там имеют дизельный двигатель. На легковых автомобилях используются быстроходные дизели, обладающие высокой эластичностью, т.е. способностью развивать номинальный крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Принцип работы дизельного двигателя основан на самопроизвольном (компрессионном) воспламенении дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания и смешиваемого со сжатым и нагретым до высокой температуры воздухом. В отличие от бензинового двигателя процесс работы дизеля не зависит от коэффициента избытка воздуха, а определяется гетерогенностью (неоднородностью) топливно-воздушной смеси.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

• имеет большую степень сжатия и как следствие более высокий коэффициент полезного действия, больший вес и габариты, низкий расход топлива;
• имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, сопровождаемые неполным сгоранием топлива, сажеобразованием;
• не имеет дроссельной заслонки, поэтому развивает высокий крутящий момент на низких оборотах;
• имеет сложную конструкцию топливной аппаратуры и как следствие высокую чувствительность к качеству топлива.

Основными направлениями совершенствования дизельных двигателей являются:

• снижение расхода топлива;
• снижение токсичности отработавших газов;
• повышение мощности двигателя;
• снижение уровня шума;
• облегчение холодного запуска.

Система впрыска предполагает накопление топлива в аккумуляторе высокого давления и его впрыск электронно-управляемыми форсунками. Электроника обеспечивает впрыск строго определенных порций топлива, чем достигается высокая экономия, полное сгорание и повышение мощности. При необходимости топливо может впрыскиваться многократно в течение одного цикла. Выпускная система современного дизеля ориентирована на снижение в отработавших газах сажи, несгоревших углеводородов и оксидов азота. Для этого в системе устанавливается сажевый фильтр. Накапливаемая в фильтре сажа удаляется путем регенерации. Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения содержания в отработавших газах оксида азота, для чего часть газов возвращается во впускной коллектор. Для повышения эффективности работы системы отработавшие газы принудительно охлаждаются в специальном охладителе, включенном в систему охлаждения двигателя. Впускная система дизельного двигателя может оборудоваться впускными заслонками. Применение заслонок образует два канала всасывания, обеспечивает завихрение воздушного потока и улучшенное смесеобразование на всех режимах. При запуске двигателя и работе на низких оборотах заслонки закрыты, при высокой частоте вращения коленчатого вала и высоком крутящем моменте – открыты. Закрытие заслонок приводит к снижению в отработавших газах оксида углерода и несгоревших углеводородов. Наиболее эффективной системой повышения мощности дизельного двигателя является турбонаддув. Для создания оптимального давления наддува на всех режимах работы двигателя в системе используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины. Для облегчения запуска дизельного двигателя в холодное время применяется система предпускового разогрева, представляющая собой электронно-управляемые свечи накаливания, установленные во впускном коллекторе. Дополнительно на автомобиль может устанавливаться подогреватель дизельного топлива

 

 

 

 

И так… Задача двигателя - «выдать на-гора» механическую энергию вам вроде понятна. А что же дальше? На что передаётся механическая

Энергия?

 

На коленчатый вал.

Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. Коленчатый вал воспринимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов, а также сил инерции движущихся и вращающихся масс.

Коленчатый вал двигателя, как правило, цельный конструктивный элемент, поэтому правильно его называть деталью. Вал изготавливается из стали с помощью ковки или чугуна путем литья. На дизельных и турбированных двигателях устанавливаются более прочные стальные коленчатые валы

 

 

И так. Если коленчатый вал – это деталь, то двигатель – это сложная система, о которой мы говорили выше, когда рассматривали системы двигателя. Если вы поймёте, как работает эта система в целом, вам будет легко и просто не только эксплуатировать автомобиль, но и его ремонтировать.

 

 

Прежде чем приступать к эксплуатации (а уж тем более, к ремонту) чего-либо неплохо было бы выяснить, КАК это работает. Автомобиль не является исключением. Конечно же, автомобили существенно различаются друг от друга по оснащению, компоновке, мощности и т.д. Но принцип работы у всех автомобилей одинаков - его-то мы сейчас и рассмотрим.

1.Все начинается с аккумулятора. Поворачивая ключ в замке зажигания вы замыкаете электрическую цепь: Аккумулятор - Стартер.

2.Электрическая энергия аккумулятора преобразуется в стартере во вращательную механическую энергию.

3.Зубья пусковой шестерни стартера входят в зацепление с зубьями маховика и прокручивают его. С маховиком жестко связан коленвал, на котором крепятся шатуны с поршнями (кривошипно-шатунный механизм). Вращательные движения коленвала преобразуются в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре двигателя.

4.С движениями поршней жестко увязаны топливная система, система смазки, система охлаждения и система зажигания автомобиля. Т.е., все эти системы с момента начала движения поршней начинают синхронно работать, выполняя каждая свою "задачу":

5.Система смазки: масляный насос под давлением подает масло из поддона картера во все трущиеся части двигателя, тем самым обеспечивая низкое трение и плавность работы двигателя;

6.Топливная система: топливный насос качает топливо из бензобака (обычно расположенного сзади автомобиля) по топливопроводу в карбюратор (или другое устройство для приготовления горючей смеси), где бензин мелко распыляется и смешивается с потоком воздуха для дальнейшей подачи в камеру сгорания цилиндров двигателя;

7.Система охлаждения: помпа (водяной насос) начинает циркуляцию охлаждающей жидкости из кожуха блока цилиндров двигателя в радиатор и обратно;

8. Система зажигания: катушка зажигания формирует высокое напряжение, которое при помощи распределителя зажигания "снимается" с катушки и распределяется в определенные периоды времени по свечам цилиндров двигателя.

Вся эта сложная система начинает одновременно работать, как только ключ в замке зажигания повернут в позицию "II".

Как только двигатель "запустится" (начнет устойчиво работать) ключ в замке зажигания следует убрать с позиции "II", при этом зубья стартера и маховика уже работающего двигателя разъединяются - двигатель работает автономно. Как только вал генератора раскрутится более 1000 оборотов/минуту, генератор начнет вырабатывать ток и питать все электросистемы автомобиля (до этого питание происходит за счет аккумулятора) и подзаряжать аккумулятор.

Сложно? Пока да. Но я советую Вам при изучении систем двигателя постоянно вoзвращаться к этому тексту для того, что бы изучив их все, осознать принцип работы двигателя в целом.

 

Раз всё начинается с аккумулятора, с него и начнём.

 

 

СТАРТЕР

 

Питание стартер при пуске получает от аккумуляторной батареи, поэтому электродвигатель, применяемый в стартере постоянного тока с последовательным или последовательно-параллельным соединением обмоток статора и якоря. Включение электродвигателя происходит через контакты замыкаемые якорем втягивающего реле в конце хода, после введения в зацепление, посредствам рычагов, шестерни обгонной муфты. Обгонная муфта (бендикс) передаёт крутящий момент от якоря стартера на маховик двигателя внутреннего сгорания. Бендикс по валу якоря перемещается по шлицам расположенным вдоль вала винтообразно навстречу вращению, что способствует отбросу шестерни при пуске двигателя, когда частота вращения маховика превышает число оборотов электродвигателя. Так же шестерня бендикса вращается в одну сторону свободно, а в другую с якорем. Это сделано для предотвращения работы стартера одновременно с двигателем. На некоторых автомобилях применяется схема для предотвращения включения стартера при работающем двигателе. Принцип работы стартера заключается в следующем: с "+" АБ на стартер подаётся питание, при включении замка зажигания в режим стартера подаётся питание на обмотку втягивающего реле. Якорь втягивающего реле перемещается внутрь катушки перемещая по валу обгонную муфту. После входа в зацепление шестерни происходит замыкание контактов соединяющих "+" АБ с двигателем который начинает вращаться приводя в движение маховик двигателя.
Электродвигатель состоит из статора, ротора (якоря), щёточного узла со щётками. После 2002 года большое распространение получили редукторные стартера. Бендикс в таких стартерах имеет свой вал, соединённый с валом якоря через редуктор. Принцип работы стартера практически такой же как у обыкновенных стартеров.

Генератор

На первых автомобилях применяли коллекторные генераторы постоянного тока, коллекторный узел которых был малонадёжным. Но с появлением мощных выпрямительных полупроводниковых диодов от этой схемы ушли к более надёжному варианту.

В современных автомобилях применяются синхронные трёхфазные электрические машины переменного тока, а в выпрямителе применяют трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова.

Из-за переменной частоты вращения двигателя автомобиля и переключений электропотребителей в бортовой сети, становится необходимым поддержание уровня напряжения. Для этих целей используется регулятор напряжения, управляющий током в обмотке возбуждения генератора.

Для того, чтобы генератор после запуска двигателя начал вырабатывать электрическую энергию, необходимо подать напряжение на обмотку возбуждения. Это происходит при повороте ключа замка зажигания в положение «ON». Ток в обмотке возбуждения регулируется регулятором напряжения (в некоторых автомобилях — отдельный узел, установленный в моторном отсеке, во многих современных встроен непосредственно в генератор). Ротор генератора приводится в движение через шкив от клинового ремня. Создаваемое обмоткой возбуждения электромагнитное поле индуцирует электрический ток в силовой обмотке.

Напряжение бортовой сети при работающем генераторе и исправном регуляторе напряжения поддерживается на уровне 13,5-14,5 В. Это выше уровня напряжения аккумулятора, что вызывает небольшой выравнивающий ток осуществляющий заряд батареи.

Почему, кстати, 14 вольт? Аккумулятор ведь вроде 12-вольтовый, электрика вся тоже называется «двенадцативольтовой»? Дело в хитром устройстве аккумулятора. Если ограничить напряжение генератора 12 вольтами, аккумулятор будет постоянно стремиться отдать свой ток в сеть, естественно, постоянно разряжаясь. Слегка повышенное напряжение заставляет его … начать, наоборот, заряжаться от генератора.

На автомобилях с дизельными двигателями напряжение бортовой сети составляет, как правило, 24 вольта. Устанавливаются соответственно 24-вольтовые генераторы. На старых автомобилях и мотоциклах напряжение в бортовой сети составляло 6 вольт, генераторы тоже были 6-вольтовые.

Назначение генератора

 

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе автомобиля. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи. Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.
Генераторная установка - достаточно надежное устройство, способное выдержать повышенные вибрации двигателя, высокую подкапотную температуру, воздействие влажной среды, грязи и других факторов.

 

А ЕСЛИ БЕЗ БЕНЗИНА?

Газ или бензин?

Что меняется в конструкции автомобиля при установке газобаллонного оборудования (ГБО)?

Почти ничего. Только в разрыв топливной магистрали вставляется электромагнитный клапан для отключения подачи бензина. Остальные штатные узлы и детали изменениям не подвергаются, газовая аппаратура является дополнением, которое можно в любой момент отвинтить и выбросить. После установки ГБО автомобиль сможет ездить на двух видах топлива - газе и бензине.

А минусы?

Их тоже хватает:

- необходимость время от времени сливать конденсат из редуктора,

- баллон в багажнике занимает место, есть тороидальные баллоны, устанавливаемые в нишу запаски, но они довольно дороги,

- ГБО утяжеляет автомобиль на 20-40 кг,

- невозможность завести двигатель в мороз на газе,

- необходимость втрое чаще менять воздушный фильтр,

- очереди на заправках.

Система зажигания

Система зажигания, хотя и является составной частью электрооборудования автомобиля, заслуживает отдельного разговора.

Система зажигания обеспечивает работу двигателя. В самом конце такта сжатия рабочую смесь необходимо поджечь, за это и отвечает система зажигания, которая используется только в бензиновых и газовых ДВС. С ее помощью топливовоздушная смесь, попавшая в цилиндры двигателя, поджигается в строго определенный момент.

Воспламенение смеси внутри цилиндра происходит при образовании высоковольтной искры между электродами свечи зажигания при подаче к ней напряжения 18 000–20 000 В.

Известны три разновидности систем зажигания: контактная, бесконтактная и микропроцессорная.

 

 

 

 

Контактная система зажигания на современных автомобилях не применяется, однако ранее она была широко распространена. Она состоит из следующих основных элементов:

-катушки зажигания;

-прерывателя-распределителя;

-вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания;

-свечей зажигания;

-включателя (замка) зажигания.

 

 

Ненамного опередила контактную бесконтактная система зажигания. Она отличается от контактной системы отсутствием прерывателя. Здесь его заменяет специальное устройство — бесконтактный электронный датчик, посылающий импульсы тока низкого напряжения и распределяющий ток высокого напряжения в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

В современном автомотостроении широко применяется микропроцессорная система зажигания, входящая в систему управления инжекторными двигателями. Здесь полностью исключены механические приспособления. Такая система зажигания состоит из модуля зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Устройство управления системой впрыска представляет собой автономный микропроцессорный блок управления

зажиганием или блок управления двигателем с подсистемой управления зажиганием. Это устройство, пользуясь обратной связью, автоматически рассчитывает момент зажигания. При этом учитываются частота вращения коленвала двигателя и его положение, положение распредвала, нагрузка двигателя, определяемая по положению дроссельной заслонки, а также температура охлаждающей жидкости и данные датчика детонации.

Регулировка опережения зажигания реализована программно в блоке управления. Коммутаторы в микропроцессорных системах зажигания также называются воспламенителями. Электронный блок управления выполняет в микропроцессорной системе зажигания функции «головного мозга». Его работа состоит в сборе информации от датчиков. Для определения необходимого момента зажигания считывается информация с датчика положения коленчатого вала, датчика положения распределительного вала, датчика детонации и датчика угла открытия дроссельной заслонки. На основании полученной информации рассчитывается оптимальный момент зажигания, время зарядки катушки и через коммутатор выдаются команды управления первичной цепью катушки.

Блок управления системой зажигания часто объединяют с блоком управления впрыском топлива, устройство которого рассмотрено ранее.
Датчики положения коленчатого и распределительного валов дают информацию о текущих оборотах двигателя, а также о текущем положении распредвала. Датчик детонации во время работы двигателя генерирует сигнал с частотой и амплитудой, зависящей от частоты и амплитуды вибрации двигателя.

Этот датчик устанавливают на блоке двигателя.
При возникновении детонации электронный блок управления корректирует угол опережения зажигания. Датчик положения дроссельной заслонки определяет нагрузку на двигатель. Коммутатор (воспламенитель) — это транзисторные ключи, которые, в зависимости от сигнала с электронного блока управления, включают или отключают питание первичной обмотки катушки зажигания. Если в системе зажигания используется несколько катушек, то и коммутаторов может быть несколько.
Таким образом, ток высокого напряжения в нужный момент доставляется к конкретной свече зажигания.

Устройство свечи зажигания показано на рис.

Устройство свечи зажигания:

1 — наконечник; 2 — керамический изолятор; 3 — металлический корпус; 4 — металлическоеуплотнительное кольцо; 5 — внутреннее уплотнение; 6 — основание «пятиволнистого» изолятора (тепловой конус изолятора); 7 — технологическая фаска; 8 — боковой (заземляющий) электрод; 9 — воздушный зазор между керамическим изолятором и металлическим корпусом свечи; 10 — центральный электрод; 11 — специальное соединение из электропроводящей стекломассы; 12 — керамический корпус; 13 — токопроводящий стержень, запрессованный в токопроводящую стекломассу и связанный с центральным электродом

Главными рабочими элементами свечи являются контактный стержень с центральным электродом, отделенный от «массы» изолятором, и боковой электрод, контактирующий с «массой» через металлический корпус свечи.
Свечи устанавливают (вворачивают) специальным свечным ключом в головку блока цилиндров. Для надежного уплотнения свечи с головкой блока цилиндров используется уплотнительное кольцо. Изоляторы свечей выполняют из материалов, выдерживающих напряжение не менее 30 кВ (уралит, борокорунд и т. п.). Свечи изготавливаются с различной тепловой характеристикой и характеризуются калильным числом. Калильное число определяется как величина, пропорциональная среднему давлению, при котором начинает появляться калильное зажигание, то есть неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси не только искровым разрядом, но и раскаленными элементами свечи или только ими (после выключения зажигания). Калильное зажигание возникает при достижении температуры свечей примерно 900 °С. Чем выше калильное число, тем надежнее работает свеча в двигателе с высокой степенью сжатия. Калильные числа свечей зажигания имеют следующие значения:

8, 11, 14, 17, 20, 23, 26.
Ресурс современных свечей зажигания составляет около 20 млн искр, что соответствует примерно 15 000 км пробега автомобиля. Поэтому заводы-изготовители предписывают замену свечей через 15 000–20 000 км пробега.
Мы подали смесь, воспламенили её, пошёл процесс работы двигателя.

 

 

Карбюра́тор — узел системы питания ДВС, предназначенный для создания горючей смеси оптимального состава путём смешивания жидкого топлива с воздухом и регулирования количества её подачи в цилиндры двигателя. Имеет широчайшее применение на разных двигателях, обеспечивающих работу самых разнообразных устройств. На автомобилях с 80-х годов ХХ в. карбюраторные системы подачи топлива вытесняются инжекторными. По этому о нём мы поговорим кратенько.

Схема сцепления автомобиля

Главной задачей сцепления является кратковременное отключение двигателя от коробки переключения передач, а также плавное соединение этих агрегатов при работающем двигателе. Сцепление предотвращает резкое изменение нагрузки, обеспечивает ровное трогание автомобиля с места, а также предохраняет детали трансмиссии от перегрузок инерционным моментом, который создается вращающимися деталями мотора при резком замедлении вращения коленчатого вала.

 

 

 

 

 

Водитель включает и выключает сцепление с помощью гидравлического привода, который состоит из следующих элементов:

• педаль сцепления;
• главный цилиндр сцепления;
• рабочий цилиндр сцепления;
• вилка выключения (называется также приводная вилка сцепления);
• выжимной подшипник;
• шланги, по которым течет жидкость сцепления (трубопроводы).

Когда вы нажимаете на педаль сцепления, усилие через специальный шток и поршень передается жидкости (в качестве жидкости сцепления можно использовать обычную тормозную жидкость), которая направляет давление дальше — от поршня главного цилиндра на поршень рабочего цилиндра сцепления. Затем шток рабочего цилиндра передает это усилие приводной вилке сцепления и выжимному подшипнику. Они, в свою очередь, проводят его непосредственно на механизм сцепления.

Все детали сцепления возвращаются в первоначальное положение после того, как водитель отпускает педаль сцепления. Это происходит под воздействием специальных возвратных пружин.

В некоторых автомобилях (в частности, переднеприводных) используется не гидравлический, а механический привод сцепления. В данном случае педаль сцепления связана с приводной вилкой с помощью металлического троса.

Механизм сцепления — устройство, осуществляющее посредством силы трения передачу крутящего момента. Данный механизм позволяет кратковременно отсоединять двигатель от коробки передач и плавно их соединять. Составные части механизма сцепления находятся в металлическом картере, который связан с картером двигателя.

Основными элементами механизма сцепления являются:

• картер сцепления;
• кожух;
• ведущий диск (маховик коленчатого вала двигателя, от которого передается крутящий момент);
• нажимной диск с пружинами;
• ведомый диск с износостойкими фрикционными накладками.

 

Ведомый диск связан с первичным валом коробки передач и постоянно прижат к маховику нажимным диском под силой мощных пружин. Между маховиком, нажимным и ведомым дисками возникает большая сила трения, благодаря чему эти детали при работе двигателя вращаются одновременно, представляя собой единое целое. Происходит это только при отжатой педали сцепления.

Чтобы автомобиль начал движение, нужно прижать ведомый диск, который связан с ведущими колесами, к вращающемуся маховику (то есть включить сцепление). Маховик вращается с угловой скоростью 20–25 об./с, колеса же не вращаются. Поэтому данный процесс выполняется в три этапа (педаль сцепления нажата, передача включена).

Вначале необходимо немного отпустить педаль сцепления: это позволит пружинам нажимного диска подвести к маховику двигателя ведомый диск сцепления так, чтобы они слегка соприкоснулись. Между диском и маховиком возникнет легкое трение, и диск начинает вращаться (а автомобиль, кстати, понемногу двигаться).

Далее следует отпустить педаль сцепления примерно до середины и несколько секунд подержать ее в таком положении. Это нужно, чтобы скорость вращения диска пришла в соответствие со скоростью вращения маховика. Автомобиль при этом ускоряет ход.

Затем педаль сцепления полностью отпускают. В результате оба диска (нажимной и ведомый), а также маховик двигателя вращаются с одинаковой скоростью, представляя собой единое целое. При этом крутящий момент целиком передается на колеса автомобиля через коробку переключения передач, и автомобиль двигается со скоростью, соответствующей включенной передаче.

ВНИМАНИЕ Все перечисленные действия необходимо выполнять плавно и постепенно. Многие начинающие водители по неопытности (а отработка движений происходит в процессе тренировок) бросают педаль сцепления слишком резко, в результате чего автомобиль резко дергается, а двигатель вообще может заглохнуть. Это чревато поломкой сцепления, а также других узлов и агрегатов автомобиля. Кстати, по этой причине сцепление на учебных машинах автошкол является механизмом, который чаще всего выходит из строя.

При необходимости выключения сцепления (например, при переключении передач, движении автомобиля по инерции) водитель нажимает педаль сцепления. В результате нажимной диск отдаляется от маховика, освобождая ведомый диск. Нетрудно догадаться, что передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам (точнее, к коробке переключения передач) прекращается, и двигатель работает вхолостую (отсюда выражение: «мотор работает на холостых оборотах»). Учтите, что выключать сцепление (нажимать на педаль) также следует плавно.

Если автомобиль необходимо пустить накатом (например, при движении по наклонной дороге или после разгона), то для этого следует установить рычаг переключения передач в нейтральное положение. Порядок действий при этом следующий: нажать педаль сцепления, выключить передачу, отпустить педаль сцепления.

ВНИМАНИЕ Не допускается ехать накатом при включенной передаче и нажатой педали сцепления: это верный способ быстро вывести из строя сцепление.

 

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

· фрикционное сцепление;

· гидравлическое сцепление;

· электромагнитное сцепление.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:

· однодисковое сцепление;

· двухдисковое сцепление;

· многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление.

Коробка передач

Необходимость в наличии коробки передач проистекает из одного из главных недостатков двигателя внутреннего сгорания. Диапазон скоростей вращения ДВС в большинстве случаев (обычно от 500 до нескольких тысяч об/мин) не совпадает со скоростями вращения колёс автомобиля (обычно от 0 до 1800 об/мин). Другая особенность ДВС в том, что максимальные значения крутящего момента достигаются в сравнительно небольшом интервале, расположенном приблизительно посередине между максимальными и минимальными оборотами. Максимальная же мощность развивается на максимальных оборотах.

Например, двигатель распространённого автомобиля ВАЗ-2106 имеет рабочие обороты от 800 до 5400 об./мин., при этом максимальное значение крутящего момента достигается при 3000 об./мин.

Трансмиссия, таким образом, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения. В механической трансмиссии это осуществляется за счёт того, что водитель вручную переключается между несколькими ступенями (передачами) МКП, имеющими различное передаточное число. Выделяют высшие и низшие ступени (передачи).

§ При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью необходим высокий крутящий момент, максимум которого достигается при средне-высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать большую максимальную скорость. Поэтому для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач, имеющие наибольшее передаточное отношение, при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.

§ С другой стороны, при равномерном движении на достаточно высокой скорости необходимо обеспечить бо́льшую частоту обращения колёс, при этом удерживая обороты двигателя в приемлемых рамках. Для этого служат высшие передачи, имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими, при этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя. Однако при включённых высших передачах автомобиль не может двигаться с небольшой скоростью (конкретный минимум скорости для каждой ступени коробки передач зависит от особенностей конструкции трансмиссии и моментной характеристики конкретного двигателя), и, тем более, трогаться с места, так как двигатель не сможет развить крутящего момента, достаточного для того, чтобы сдвинуть автомобиль с места, и остановится (заглохнет).

 

Схема работы коробки передач.

1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал; 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач

 

Коробка передач является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Коробка передачпредназначена для изменения крутящего момента, скорости и направления движения автомобиля, а также длительного разъединения двигателя от трансмиссии.

В зависимости от принципа действия различают следующие типы коробок передач:

· ступенчатые;

· бесступенчатые;

· комбинированные.

Тип коробки передач во многом определяет тип трансмиссии автомобиля.