АВТОМОБИЛЬ Конструкция А.
Автомобиль состоит из двигателя, трансмиссии, ходовой части, механизмов
управления, электрооборудования, кузова для перевозки пассажиров или грузов
и кабины (у грузовых А.).
В зависимости
от рода двигателя различают: паровые А. (распространения не имеют);
бензиновые А.- с двигателем внутр. сгорания, работающим на автомобильном
бензине (большинство легковых А. и грузовых А. малой и средней грузоподъёмности);
дизельные А.- с двигателем внутр. сгорания, работающим на дизельном топливе
(преимущественно грузовые А. большой грузоподъёмности и многоместные автобусы);
газобаллонные
автомобили - с газовым двигателем внутр. сгорания, работающим на сжатых
или сжиженных горючих газах, запас к-рых находится в установленных на А.
баллонах (распространены только в районах с дешёвым газовым топливом);
газогенераторные
автомобили - с двигателем внутр. сгорания, работающим на газе, получаемом
из твёрдого топлива (древесных чурок,< угля, торфа и различных брикетов)
в газогенераторе, установленном на А. (получили массовое применение
в годы Великой Отечеств, войны вследствие дефицита жидких топлив);
газотурбинные автомобили - с газовой турбиной (пока распространения
не получили, но перспективны для применения в качестве тяжёлых и внедорожных
грузовых А. и скоростных междугородных автобусов); электрич. А.-
с двигателем, работающим от аккумуляторных батарей (из-за малого запаса
хода и большого веса пока используются в небольшом количестве, гл. обр.
как грузовые А. малой грузоподъёмности для работы в городах, перспективны
как легковые и грузовыепосле пром. освоения аккумуляторов большой ёмкости
при малом весе). См. также Автомобильный двигатель.
Трансмиссия
(силовая передача) передаёт вращающий момент от двигателя к движителю
А. (колёсам, гусеницам и др.). Трансмиссия может быть: механической,электромеханической
и гидромеханической. Наиболее распространена механич. трансмиссия (рис.
8), к-рая обычно состоит из сцепления - муфты, дающей возможность
кратковременно разъединить и плавно соединить двигатель и последующие механизмы
трансмиссии; коробки передач -шестерённого ступенчатого редуктора,
позволяющего изменять в широких пределах вращающий момент на ведущих колёсах
(тяговую силу) и осуществлять задний ход; карданной передачи
- валов с шарнирами, передающих вращающий момент от коробки передач
к главной передаче при изменяющихся углах между их валами; главной передачи
- шестерённого редуктора, постоянно повышающего вращающий момент, передаваемый
от коробки передач к ведущим колёсам; дифференциала - механизма,
распределяющего вращающий момент от главной передачи между ведущими колёсами,
благодаря чему они вращаются на поворотах и неровностях дороги с разными
угловыми скоростями; полуосей, передающих вращающий момент на ведущие колёса
(см. рис. на вклейке к стр. 152). Главные передачи, выполняемые
ранее в виде пары конич. шестерён с прямыми зубьями (у грузовых А. в виде
двух пар - цилиндрической и конической), делают со спиральными зубьями
или с гипоидным зацеплением. При поперечном расположении двигателя главные
передачи выполняются в виде цилиндрич. передач. На нек-рых А. высокой проходимости
или большой грузоподъёмности применяют разнесённые главные передачи в виде
центрального конич. редуктора и бортовых (колёсных) редукторов (пары
цилиндрич. шестерён с наружным или внутр. зацеплением, планетарного редуктора).
Наиболее перспективны
бесступенчатые передачи, к-рые значительно облегчают управление, улучшают
комфортабельность езды и проходимость А. Эти передачи часто наз. автоматич.
трансмиссиями, поскольку в них передаточное число изменяется автоматически
с помощью аппаратуры автоматич. управления коробкой передач или совместного
действия трансформатора момента и аппаратуры автоматич. управления. Широко
распространены гидромеханич. (гидротрансформатор и ступенчатая механич.
коробка передач), гидрообъёмные (гидронасос и гидромоторы) и электромеханич.
(генератор, электродвигатели и механич. редукторы) трансмиссии. Гидромеханич.
передачу чаще всего применяют для легковых А. высокого класса и больших
гор. автобусов, электромеханич.- для особо тяжёлых грузовых А. См. Гидродинамическая
передача.
Ходовая часть
А. состоит из рамы, подвески, осей (мостов) и колёс. Рама А. служит
для установки кузова, кабины, двигателя, коробки передач и др. механизмов
и узлов. У большинства легковых А. и автобусов раму заменяет кузов, к-рый
в этом случае представляет собой прочную и жёсткую несущую систему. Подвеска
А. выполняет упругую связь рамы или несущего кузова с осями (мостами).
При помощи подвески осуществляется передача сил,< действующих на.,
колёса, раме (кузову), смягчаются динамич. нагрузки, колебаниям
придаётся желаемый характер, что обеспечивает необходимую плавность хода
и устойчивость А. при движении. Долгое время на А. применялась подвеска
в виде листевых рессор, затем в качестве упругого элемента стали использовать
также витые пружины, торсионы, пневматич. или гидропневматич. элементы.
Для быстрого гашения колебаний в систему подвески вводятся амортизаторы
(обычно гидравлич. рычажные и телескопические), а для уменьшения
крена на поворотах - стабилизаторы поперечной устойчивости. Широко распространена
независимая подвеска колёс (рис. 9), при к-рой каждое колесо подвешено
к раме отдельно, так что изменение положения одного из них не вызывает
перемещения другого.
На большинстве
А. применяют дисковые колёса, состоящие из прикрепляемого к установленной
на оси ступице диска и обода с камерной или бескамерной пневматич. щиной
(см. Шина автомобильная), а для тяжёлых грузовых А. и больших
автобусов - также бездисковые колёса с ободом, крепящимся непосредственно
к ступице.
Механизмы управления
А. включают рулевое управление и тормозную систему. Рулевое управление
(рис. 10) служит для изменения направления движения А., что осуществляется
поворотом передних колёс вместе с цапфами, на к-рых они установлены, посредством
рулевого механизма (червячная, винтовая, кривошипная или реечная передачи),
связанного валом с рулевым колесом (штурвалом) и системой привода с цапфами
передних колёс. Для облегчения управления А. в рулевой привод вводятся
гидравлич., пневматич. или гидропневма-тич. усилители. В СССР и
др. странах, где принято правостороннее движение, применяют левое рулевое
управление, и наоборот. Это улучшает обзорность дороги, что особенно важно
при обгоне. Рулевое управление должно обеспечивать хорошую поворотливость
А. без бокового скольжения управляемых колёс на повороте при минимальном
усилии на рулевом колесе, а также стабилизацию колёс при прямолинейном
движении. Лёгкость управления создаётся необходимым передаточным числом
рулевого механизма и рулевого привода (силовое передаточное число находится
в пределах 100-300), причём передаточное число рулевого механизма часто
бывает переменным. Рулевой привод осуществляет одновременный поворот управляемых
колёс на различные углы с качением их без бокового скольжения. Стабилизация
управляемых колёс, т. е. их способность сохранять положение, занимаемое
при прямолинейном движении, и автоматически возвращаться в это положение,
когда рулевое колесо будет отпущено, достигается поперечным и продольным
наклоном шкворней поворотных цапф колёс. Для повышения маневренности А.,
особенно повышенной проходимости, делают управляемыми все колёса (2-осные
А.) или колёса двух передних осей (4-осные А.). Для этой же цели выполняют
поворотными колёса прицепов-роспусков или полуприцепов у автопоездов. Тормозная
система служит для замедления движения и полной остановки (рабочий ножной
тормоз), а также для удержания
А. на месте (стояночный ручной тормоз). Рабочий тормоз действует
на все колёса А. На каждом колесе устанавливают барабанный или дисковый
тормозной механизм, действие к-рого осуществляется гидравлич., пневматич.
или пневмогидравлич. приводом. В тормозных механизмах тормозные колодки
с фрикционными накладками во время торможения прижимаются к колёсному тормозному
барабану или диску. Гидравлич. привод (рис. 11), к-рый часто бывает
снабжён вакуумным или пневматич. усилителем, применяется на легковых А.
и грузовых А. малой грузоподъёмности, на остальных А. устанавливается преим.
пневматич. привод, получающий сжатый воздух от компрессора, приводимого
в действие двигателем А. Стояночный тормоз действует обычно только на ведущие
колёса (непосредственно или через трансмиссию).
Для повышения
надёжности тормозов применяют раздельный привод от одной педали на передние
и задние колёса или дублированный привод на задние колёса. На больших автобусах
и тяжёлых грузовых А. всё больше используют дополнительные тормоза-замедлители,
в
к-рых часто тормозной момент создаётся двигателем при перекрытом выпускном
трубопроводе и прекращении подачи топлива. Применяются также тормоза-замедлители
с независимым от двигателя электрич. или гидравлич. тормозящим устройством,
действующим на трансмиссию А.
Электрооборудование
А. состоит из источников тока (аккумуляторной батареи и установленного
на двигателе генератора) и нескольких групп потребителей, оно необходимо
для работы системы зажигания и пуска двигателя, а также для приборов наружного
и внутр. освещения, световой и звуковой сигнализации А. Система наружного
освещения и сигнализации включает: наружное головное освещение, осуществляемое
фарами с ближним и дальним светом (свето-технич. параметры фар подбираются
так, чтобы обеспечить видимость дороги вперёд на 100-150 м при движении
с большими скоростями и безопасный разъезд на сравнительно узкой дороге
без ослепления водителей встречных А.); белые или жёлтые фонари
(подфарники), обозначающие спереди габариты А. при его движении
в тёмное время суток с выключенными фарами по хорошо освещённым улицам
и дорогам; задние (красные) фонари, обозначающие габариты А. сзади;
указатели поворотов (фонари с мигающими огнями, установленные спереди и
сзади, а иногда и с боковых сторон А.); фонари светового стоп-сигнала
для оповещения о торможении. Кроме того, могут устанавливаться противотуманные
фары, габаритные фонари и отражатели, а также спец. светящиеся знаки (автопоезд,
такси и т. п.). В нек-рых странах введены мигающие задние красные
фонари для обозначения стоящего на дороге А.
Степень совершенства
конструкции А. оценивается по компактности конструкции - рациональное использование
габаритов и массы, обеспечивающее необходимую грузо- или пассажировместимость
А. при минимальных затратах материалов на его изготовление; по динамичности
- интенсивность разгона, устойчивость движения на прямой передаче, макс,
скорость, тяга на крюке (для автопоездов); по топливной экономичности
- расход топлива на выполненную
транспортную работу (грузовые А. и автобусы) или на 1 км пробега
(легковые А.); по проходимости - гео-метрич. параметры шасси и кузова
(дорожный просвет, углы свесов, радиусы продольной и поперечной проходимости)<,
тягово-сцепные
свойства, удельное давление на грунт; по удобству пользования- степень
обеспечения сохранности грузов в пути и лёгкость выполнения погрузочно-разгрузочных
работ, комфортабельность перевозок пассажиров (размеры сидений, проходов,
высота подножек, ширина дверей, мягкость подвески, отопление, вентиляция
и т. п.); по лёгкости управления - размер усилий и количество необходимых
для управления действий водителя, манёвренность А., лёгкость пуска двигателя,
запас хода и др.; по безопасности движения - устойчивость управляемого
движения, надёжность торможения и длина тормозного пути, обзорность дороги,
эффективность освещения и сигнализации и др.; по приспособленности к технич.
обслуживанию и ремонту - периодичность и трудоёмкость технич. обслуживания
и ремонта, лёгкость доступа к агрегатам и узлам при их осмотре, регулировке
и ремонте; по долговечности и надёжности - сроки службы, межремонтные пробеги,
потребность в ремонтных работах, стабильность рабочих процессов, интенсивность
отказов, бездефектность и др.
Совершенствование
конструкции А. предусматривает макс, автоматизацию управления рабочими
процессами агрегатов, механизмов и систем, а также управления движением
А. Созданы А., к-рые могут работать по заданному маршруту без водителя
или при миним. его участии. Большое внимание уделяется при конструировании
новых моделей А. повышению общей надёжности и сведению до минимума необходимых
операций технич. обслуживания. У перспективных моделей отсутствуют узлы,
нуждающиеся в регулировке, в систематич. добавке масла (применены антифрикц.
материалы или долговечная смазка), а жидкие масла (в двигателе,
трансмиссии) могут сменяться через длительный период (30- 50 тыс.
км).
В СССР создан
и периодически уточняется перспективный типаж А., в, основе к-рого лежит
полное удовлетворение потребностей нар. х-ва и населения в А. различного
назначения, грузоподъёмности и пассажировместимости. Этот типаж предусматривает
целесообразное и экономически оправданное количество базовых моделей с
большим числом модификаций на основе широкой конструктивной унификации
агрегатов, узлов и деталей. Т. о., обеспечивается надёжная и эффективная
работа А. в различных климатич. и дорожных условиях при миним. затратах
на их обслуживание и ремонт.
Лит.: Чудаков
Е. А., Автомобиль, 4 изд., т. 1 - 3, М.- Л., 1937; Автомобиль, 3 изд..
М., 1951; Гольд Б. В., Фалькевич Б. С., Теория, конструирование и расчет
автомобиля, М., 1957; Исаев А. С., От самобеглой коляски до ЗИЛ-111, М.,
1961; Гагарин Е. И., Леонтий Лукьянович Шамшуренков. [Изобретатель], М.,
1963; Литвинов А. С., РотенбергР. В., ФрумкинА. К., Шасси автомобиля, М.,
1963; Анохин В. И., Отечественные автомобили, 2 изд., М., 1964; Автомобили.
Устройство, эксплуатация и ремонт. 2 изд., М.. 1965; Бухарин Н. А. [и др.],
Автомобили. Теория рабочих процессов, М.-Л., 1965: Бурков М. С., Специализированный
подвижной состав автомобильного транспорта, М.. 1966; Иларионов В. А.,
Эксплуатационные свойства автомобиля, М., 1966; Бекман В. В., Гоночные
автомобили, Л., 1967; Автомобиль. Эксплуатация и ремонт, М., 1968 (Энциклопедический
словарь-справочник). Л. Л. Афанасьев.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я