Загальна будова автомобіля

Що ви дізнаєтеся

Після цього уроку ви зможете пояснити, як працюють основні частини автомобіля та як вони з’єднані між собою. Розберемо, що утримує деталі разом, як автомобіль рушає, повертає і зупиняється. Основний приклад — легковий автомобіль із бензиновим двигуном, механічною коробкою передач і передніми ведучими колесами. Окремо пояснимо основні відмінності автоматичної трансмісії, електромобіля та гібрида.

Спочатку познайомимося з автомобілем у цілому. Потім розглянемо кожну систему: де вона розташована, з яких основних частин складається та що відбувається під час її роботи. Після кожного блоку буде коротке запитання для самоперевірки.

Також ви зможете розрізняти транспортні засоби за призначенням і пояснити, чому його потрібно відрізняти від категорії посвідчення.

Класифікація транспортних засобів

Для чого призначений транспортний засіб

Призначення транспортного засобу визначають за його конструкцією, обладнанням та реєстраційними даними. Зовні схожі фургони можуть мати різне призначення: один обладнаний для вантажу, інший для пасажирів.

Пасажирські автомобілі призначені для перевезення людей та їхнього багажу. До них належать легкові автомобілі й автобуси. Вантажні автомобілі створені насамперед для перевезення вантажів. Кілька коробок у багажнику не перетворюють легковий автомобіль на вантажний, а порожній вантажний фургон не стає легковим.

Окремо розрізняють спеціалізоване та спеціальне призначення залежно від того, до якої роботи пристосована машина.

Такий поділ пояснює Закон України «Про автомобільний транспорт», стаття 1. Тип конкретного автомобіля перевіряють за його документами.

Призначення автомобіля та категорія посвідчення

Призначення відповідає на запитання «для чого створено машину». Категорія посвідчення визначає, якими транспортними засобами водієві дозволено керувати з урахуванням їхніх характеристик.

У таблиці наведено лише групи транспорту. Повні умови допуску й точні межі категорій визначає пункт 2.13 ПДР.

Невеликий вантажний автомобіль за своїми характеристиками може належати до категорії B. Отже, «вантажний» не означає автоматично «потрібна категорія C». Межі категорії B, кількість місць і умови використання причепа вже розібрані в темі 1, блоці про право керування.

Основні частини автомобіля

Де розташовані основні вузли

Почнемо з розташування основних частин нашого автомобіля. У середній частині кузова є салон із сидіннями для водія та пасажирів. Тут водій користується кермом і педалями. Попереду міститься моторний відсік — простір під капотом, де встановлено двигун і частину допоміжного обладнання. Біля двигуна розташована коробка передач. Позаду є багажне відділення. У хетчбека чи універсала воно сполучене із салоном.

Підлога, бокові частини й дах кузова з’єднані між собою. Двері забезпечують доступ до салону, капот відкриває моторний відсік, а кришка або задні двері — багажне відділення. Багато важливих механізмів ззовні майже не видно. Вони розміщені під кузовом, у моторному відсіку та за колесами. Далі послідовно розглянемо їхнє розташування й роботу.

Розташування окремих частин залежить від конструкції. Наприклад, двигун може бути встановлений у задній частині автомобіля. В електромобіля велику батарею із запасом енергії для руху часто розміщують під підлогою. Її називають тяговою батареєю. Загальна схема допомагає зрозуміти будову, а розташування деталей конкретної моделі перевіряють за її інструкцією.

Що називають системою автомобіля

Деталлю називають окремий елемент, наприклад педаль або зубчасте колесо. Механізм об’єднує деталі, які передають чи перетворюють рух. Кілька механізмів і допоміжних пристроїв, які разом виконують певну роботу, утворюють систему.

Наприклад, педаль гальма розташована в салоні, а гальмові механізми — біля коліс. Між ними потрібні з’єднання, які передають дію водія. Натискання педалі запускає спільну роботу цих частин. Вони належать до гальмової системи.

У цьому уроці розглянемо такі частини та системи:

Колеса, які отримують обертання двигуна через трансмісію, називають ведучими. Колеса, положення яких змінює рульове керування, називають керованими. У нашому передньоприводному автомобілі передні колеса виконують обидва завдання.

У навчальних описах також вживають слово «шасі». У традиційному поділі будови воно об’єднує трансмісію, ходову частину та механізми керування. До ходової частини належать, зокрема, колеса й підвіска. Далі розберемо ці складові окремо.

Приклад: автомобіль починає рух

Уявіть звичайний розгін по прямій. Двигун працює й створює обертання. Трансмісія передає його ведучим колесам. Шини взаємодіють із покриттям, і автомобіль рухається. Для зміни напрямку водій повертає кермо. Для сповільнення користується педаллю гальма.

Двигун, трансмісія, рульове керування й гальма виконують різні завдання. Наприклад, двигун може рівно працювати, коли автомобіль стоїть. Як трансмісія дозволяє це зробити, розберемо в блоці про зчеплення й коробку передач. Спочатку важливо зрозуміти, що між двигуном і колесами є механізми, які керують передаванням обертання.

Почнемо докладний розгляд із кузова, до якого кріпиться багато цих вузлів.

Кузов, салон і захист людей

Несучий кузов і рама

У багатьох легкових автомобілів кузов є несучим. Його міцні елементи з’єднані в єдину конструкцію, яка сприймає навантаження. На ній закріплені двигун, підвіска, сидіння та інші вузли. До таких елементів належать підлога, пороги, стійки між вікнами й поздовжні силові деталі.

Назва «несучий» пояснює, що кузов є міцною основою для цих вузлів. Уявіть, що в автомобіль сіли пасажири. Їхня вага діє на сидіння, кріплення сидінь і підлогу. Коли автомобіль проходить нерівність, зусилля передаються через підвіску на місця її кріплення. Кузов має витримувати ці навантаження та зберігати взаємне положення основних частин.

Для цього потрібні силові елементи — деталі, які надають конструкції міцності. Пороги проходять уздовж нижнього краю дверних прорізів. Стійки розташовані біля вітрового скла, між дверима та в задній частині салону. Вони з’єднують нижню частину кузова з дахом. Поздовжні балки, які часто називають лонжеронами, посилюють основу й окремі ділянки автомобіля. Підлога та поперечні елементи пов’язують цю конструкцію.

Наприклад, кріплення сидіння має надійно утримувати його під час звичайного руху та різкого сповільнення. Тому стан металу й з’єднань навколо кріплення важливий для безпеки людини на цьому сидінні.

Існує також рамна конструкція. У ній основою для кріплення кузова й агрегатів служить окрема міцна рама. Таку будову мають, наприклад, деякі позашляховики та пікапи. В обох конструкціях важливі міцність основи та надійність з’єднань.

У поширеному варіанті рама має дві довгі балки, з’єднані поперечними. Кузов установлюють на цій основі. Якщо показати їх окремо, можна побачити дві великі частини. У несучій конструкції завдання такої основи виконує силовий каркас самого кузова.

Різниця важлива, наприклад, під час оцінки пошкоджень після удару. Потрібно перевірити конструкцію, яка утримує вузли автомобіля, та місця їхнього кріплення. Для цього спершу визначають тип будови конкретної моделі.

Як кузов допомагає під час зіткнення

Під час зіткнення окремі ділянки кузова деформуються, поглинаючи частину енергії удару. Зону навколо людей проєктують так, щоб якомога краще зберегти простір салону. Разом із кузовом людей захищають ремені, підголівники й подушки безпеки.

У цих елементів різні завдання. Передбачені для деформації ділянки можуть зминатися. Міцна конструкція навколо салону повинна якомога краще зберігати місце для людей. Тому великий обсяг видимих пошкоджень і стан захищеного простору салону оцінюють окремо. За зовнішнім виглядом автомобіля водій самостійно не визначить, наскільки збережена його міцність. Після пошкодження силових елементів стан кузова має перевірити фахівець.

Ремінь утримує людину на сидінні та обмежує її переміщення під час сповільнення. Подушка допомагає пом’якшити контакт із частинами салону в ситуаціях, для яких передбачене її спрацювання. Підголівник обмежує рух голови назад.

Для правильної роботи цих засобів потрібно налаштувати сидіння та підголівник, пристебнути ремінь і зайняти правильне положення. Правила перевезення людей і використання дитячих утримувальних систем розглянуто в темі 15.

Кузов утримує вузли автомобіля. Тепер розглянемо двигун, робота якого забезпечує рух.

Двигун і джерела енергії

Як працює двигун внутрішнього згоряння

Бензиновий і дизельний двигуни використовують енергію пального. Його згоряння відбувається всередині двигуна, тому такий двигун називають двигуном внутрішнього згоряння. Скорочено — ДВЗ.

Циліндр, поршень, шатун і колінчастий вал

Циліндр — порожнина з круглим поперечним перерізом усередині міцного блока двигуна. У ньому рухається поршень. Поршень щільно прилягає до стінок через спеціальні кільця й може переміщуватися вздовж циліндра. Над поршнем залишається простір, об’єм якого змінюється під час цього руху.

Коли в цьому просторі згоряє підготовлена суміш пального й повітря, утворюються гарячі гази. Вони розширюються та тиснуть на поршень. Поршень переміщується, і цей рух потрібно перетворити на обертання, яке можна передати колесам.

Для цього поршень з’єднаний із шатуном. Шатун — міцна з’єднувальна деталь із рухомими з’єднаннями на кінцях. Одним кінцем він приєднаний до поршня, іншим — до колінчастого вала. Вал установлений у нижній частині двигуна й обертається на опорах.

Місце кріплення шатуна зміщене вбік від осі обертання вала. Вісь — це уявна пряма, навколо якої вал обертається. Завдяки зміщенню зусилля шатуна може повертати вал. Коли поршень іде вниз під тиском газів, він через шатун обертає вал. Під час подальшого обертання вал через той самий шатун переміщує поршень угору. Рух поршня вниз і вгору називають зворотно-поступальним. Шатун і колінчастий вал перетворюють його на обертання.

У багатоциліндровому двигуні кілька поршнів працюють у визначеній послідовності та діють на спільний колінчастий вал. На ньому також установлений маховик — масивна обертова деталь. Вона накопичує частину енергії обертання та допомагає вирівнювати роботу між окремими поштовхами поршнів.

Чотири такти роботи

Одне переміщення поршня між крайніми положеннями називають тактом. У поширеному чотиритактному двигуні робочий цикл охоплює чотири такі переміщення. Для спрощеного прикладу розглянемо бензиновий двигун, у якому пальне змішується з повітрям перед надходженням у циліндр.

Надходження суміші та вихід газів регулюють клапани. Клапан — рухома деталь, яка відкриває або закриває відповідний канал. Впускний клапан пропускає суміш у циліндр, випускний відкриває шлях відпрацьованим газам. Свічка запалювання створює електричну іскру, яка запалює суміш у потрібний момент.

Робота клапанів узгоджена з рухом поршня. Після випуску цикл повторюється. Енергія згоряння надходить під час робочого ходу. Обертання вала, маховика й робота інших циліндрів допомагають виконати решту тактів.

У дизельному двигуні спочатку стискається повітря, яке при цьому сильно нагрівається. Потім у нього впорскується пальне й займається в нагрітому повітрі. У бензиновому двигуні займання суміші ініціює іскра свічки. Спосіб подавання пального та керування цими процесами докладніше розглянемо в темі 22.

Роботу двигуна забезпечують кілька допоміжних систем. Система живлення подає пальне та повітря. Система змащення підводить оливу до деталей, що труться. Система охолодження відводить надлишкове тепло. Випускна система відводить відпрацьовані гази. Будову й роботу двигуна докладніше розберемо в темі 22.

Наприклад, під час роботи нагріваються циліндри та інші деталі. У двигуні з рідинним охолодженням охолоджувальна рідина проходить відповідними каналами й переносить тепло до радіатора. Радіатор має поверхні, через які тепло віддається повітрю. Олива виконує іншу основну роботу: створює мастильний шар між рухомими деталями та зменшує тертя і зношування. Обидві рідини потрібні для нормальної роботи відповідних систем.

Гаряча система охолодження може бути під тиском. Не відкривайте її кришку одразу після зупинки прогрітого двигуна. Порядок перевірки рівня визначає виробник автомобіля.

Електродвигун і гібрид

В акумуляторному електромобілі рух забезпечує тяговий електродвигун. Він отримує електроенергію з тягової батареї через керувальне обладнання. Батарея накопичує енергію, а електродвигун перетворює її на обертання. Для заряджання батареї автомобіль підключають до відповідного зарядного обладнання.

Гібрид поєднує двигун внутрішнього згоряння та електричний привод. Їхня спільна робота залежить від моделі. Частина гібридів має можливість зовнішнього заряджання. В інших батарея заряджається під час роботи автомобіля. Якщо гібрид залишається готовим до руху, бензиновий двигун може запускатися автоматично. Перед оглядом автомобіль потрібно вимкнути й убезпечити відповідно до інструкції виробника.

Розрізняймо запас енергії та пристрій, який створює обертання. У бензиновому автомобілі пальне зберігається в баку, а роботу виконує двигун. В електромобілі енергія накопичена в тяговій батареї, а обертання створює електродвигун. Між накопичувачем і двигуном працюють відповідні системи подавання та керування. Так легше зрозуміти різницю між автомобілями, не вивчаючи всі їхні деталі одразу.

Між двигуном і ведучими колесами працює трансмісія. Розглянемо, навіщо вона потрібна.

Трансмісія та ведучі колеса

Які механізми передають обертання

Трансмісія передає обертання двигуна ведучим колесам. Ведучими називають колеса, до яких підводиться зусилля двигуна. У передньоприводному автомобілі це передні колеса, у задньоприводному — задні. Коли говорять про колеса однієї осі легкового автомобіля, мають на увазі ліве й праве колеса передньої або задньої пари. Повний привод може передавати зусилля на обидві осі.

Для опису обертальної дії використовують поняття «крутний момент». У нашому прикладі він характеризує, наскільки сильно двигун обертає механізми приводу.

У нашому прикладі з механічною коробкою між двигуном і коробкою встановлено зчеплення. Далі працюють зубчасті передачі, які передають обертання до диференціала, і приводні вали коліс. Вал — деталь, що обертається та передає крутний момент. У приводних валах передніх коліс є рухомі з’єднання, завдяки яким вони продовжують передавати обертання під час повороту коліс і роботи підвіски.

Спочатку розберемо, як зчеплення з’єднує двигун із коробкою. Потім з’ясуємо, навіщо змінювати передачі та як обертання розподіляється між колесами.

Як улаштоване зчеплення

Розглянемо зчеплення з одним диском, поверхні якого працюють без оливи. Таке зчеплення називають сухим однодисковим. До колінчастого вала двигуна прикріплений маховик, із яким ми вже познайомилися. Біля нього є диск зчеплення з накладками, що забезпечують тертя. Диск з’єднаний із вхідним валом коробки. Назва «вхідний» означає, що саме через цей вал обертання надходить у коробку.

Натискний механізм із пружиною притискає диск до маховика. Коли поверхні щільно притиснуті, тертя змушує диск обертатися разом із маховиком. Диск обертає вхідний вал коробки. Так двигун передає зусилля далі.

Що змінює педаль зчеплення

Коли водій повністю натискає педаль, привод зчеплення діє на механізм вимикання. Притискання диска послаблюється, і двигун припиняє передавати через нього робоче зусилля в коробку. Наприклад, автомобіль може стояти з увімкненою передачею й повністю натиснутою педаллю зчеплення, поки двигун і маховик продовжують обертатися.

Коли водій відпускає педаль, натискний механізм знову притискає диск до маховика. Під час рушання поступове збільшення притискання допомагає плавно передати зусилля. Після повного з’єднання маховик і диск обертаються разом.

Запам’ятайте назви цих станів. Натиснута педаль вимикає зчеплення, тобто тимчасово роз’єднує передавання зусилля між двигуном і коробкою. Відпущена педаль вмикає зчеплення. Обертання може передаватися через нього далі. Саме ця дія дозволяє користуватися механічною коробкою під час рушання й перемикання.

Навіщо змінюють передачі

Уявіть рушання на підйомі. Автомобіль рухається повільно, а колесам потрібне значне зусилля. На рівній дорозі після розгону умови інші. Коробка передач дозволяє змінювати співвідношення між обертами двигуна й коліс відповідно до швидкості та навантаження.

За однакового крутного моменту двигуна нижча передача дозволяє отримати більше зусилля на колесах.

Усередині коробки обертання передається через зубчасті колеса. Зміна їхнього співвідношення дозволяє отримати різні оберти на виході. Уявімо спрощену пару шестерень. Якщо вихідна шестерня обертається повільніше за вхідну, на виході можна отримати більший крутний момент з урахуванням втрат. Додаткова енергія при цьому не виникає: збільшення моменту супроводжується зменшенням частоти обертання.

Тому для рушання та значного навантаження використовують нижчі передачі. Після розгону вища передача дозволяє колесам обертатися швидше за тих самих обертів двигуна. Вибір передачі узгоджує роботу двигуна з умовами руху.

У механічній коробці водій обирає передачу важелем. На нейтральній передачі звичайний зв’язок для передавання тяги через коробку розімкнутий. В автоматичних трансмісіях роботою відповідних механізмів керує автоматика. Окремої педалі зчеплення в такому автомобілі немає, а конкретний спосіб з’єднання двигуна з трансмісією залежить від її будови.

Як колеса обертаються на повороті

На повороті зовнішнє колесо проходить довший шлях за внутрішнє. Тому вони мають обертатися з різною швидкістю. У поширеній конструкції приводу це забезпечує міжколісний диференціал. Він розподіляє крутний момент між колесами однієї осі та дозволяє їм обертатися з різною частотою. Тут розглядаємо його звичайну роботу без увімкненого блокування. Блокування, якщо воно передбачене, примусово з'єднує приводи коліс для однакової частоти обертання. Ним користуються за інструкцією виробника.

Наприклад, під час повороту ліворуч праве колесо тієї самої осі рухається по зовнішній дузі. За той самий час воно має пройти більшу відстань. Якщо жорстко змусити обидва колеса обертатися однаково, шинам доведеться прослизати або деформуватися. Усередині звичайного диференціала є зубчасті колеса, які дозволяють виходам обертатися з різною частотою. Завдяки цьому обидва ведучі колеса можуть отримувати зусилля двигуна й проходити свій шлях на повороті.

В електромобілі часто використовується редуктор із постійним передатним числом. Це механізм, який зменшує частоту обертання й збільшує крутний момент на виході. Конкретний склад трансмісії залежить від кількості двигунів і способу їхнього з’єднання з колесами.

Трансмісія забезпечує обертання ведучих коліс. Далі з’ясуємо, як колеса спираються на дорогу та проходять нерівності.

Колеса, шини та підвіска

Як колесо контактує з дорогою

Колесо болтами або гайками закріплене на маточині. Це обертова деталь у центрі колеса. Її підшипник сприймає навантаження й дозволяє маточині обертатися з малим тертям відносно опори. У ведучого колеса до маточини також підведений вал приводу, який передає обертання двигуна.

Шину встановлюють на обід — зовнішню кільцеву частину металевого колеса. Під вагою автомобіля наповнена повітрям шина трохи деформується. Ділянку, якою вона спирається на покриття, називають плямою контакту. Через неї передаються сили під час розгону, гальмування й повороту. Наприклад, двигун через трансмісію обертає ведуче колесо, шина взаємодіє з дорогою, і автомобіль рухається вперед. Якщо зчеплення з покриттям недостатнє, колесо може пробуксовувати.

Властивості шини, її стан і тиск повітря впливають на поведінку автомобіля. Тиск перевіряють за рекомендаціями виробника для конкретної моделі та навантаження. Детальні вимоги до шин і допустимих пошкоджень розглянуто в темі 17.

Що роблять пружина й амортизатор

Підвіска з’єднує колеса з кузовом або рамою та дозволяє їм переміщуватися відносно цієї основи. У розглянутому прикладі пружина сприймає частину ваги автомобіля навіть на рівній дорозі. Коли в салон сідають люди, навантаження збільшується, пружина додатково стискається, а кузов трохи опускається. В інших конструкціях ту саму роботу можуть виконувати пружні елементи іншої будови.

На нерівності відстань між колесом і кузовом швидко змінюється. Пружина стискається або розпрямляється й пом’якшує поштовх. Але після такого переміщення вона прагне повернутися до попереднього стану та може спричинити повторне розгойдування.

Амортизатор гасить ці коливання. У поширеній конструкції всередині його заповненого оливою циліндра рухається поршень. Під час руху олива проходить через вузькі канали й клапани, які регулюють її потік. Опір цьому перетіканню стримує рух підвіски. Частина енергії коливань перетворюється на тепло, і розгойдування швидко зменшується.

Напрямні деталі підвіски, зокрема важелі, визначають, як саме колесо переміщується відносно кузова. Вони утримують його у передбаченому конструкцією положенні, а їхні рухомі з’єднання дозволяють підвісці працювати. Пружні елементи, амортизатори та напрямні деталі разом допомагають колесам зберігати контакт із покриттям.

Приклад: колесо проїжджає невелику нерівність

Під час наїзду колесо піднімається відносно кузова, і пружина стискається. Коли колесо минає виступ, пружина розпрямляється. Амортизатор стримує рух під час обох переміщень, тому кузов і колесо швидко припиняють коливатися. Так підвіска пом’якшує поштовх і допомагає шині впевнено спиратися на дорогу.

Тому стан підвіски впливає на стійкість автомобіля та роботу шин під час гальмування й поворотів. Якщо після нерівності з’явилися сильна вібрація або незвичне розгойдування, потрібна перевірка. Визначати несправну деталь лише за одним проявом зарано.

Підвіска дозволяє колесам проходити нерівності. Напрямок руху водій задає за допомогою рульового керування.

Рульове керування

Як поворот керма змінює положення коліс

Розглянемо поширене рейкове рульове керування легкового автомобіля. Кермо в салоні з’єднане з валом, який передає його обертання рульовому механізму. Усередині механізму є невелике зубчасте колесо — шестерня. Її зубці входять у проміжки між зубцями рейки — довгої деталі, яка може зміщуватися вбік. Коли шестерня обертається, вона пересуває рейку.

Рейка з’єднана з лівою та правою рульовими тягами. Тяги передають її переміщення деталям, на яких установлені маточини керованих коліс. Ці деталі називають поворотними кулаками. Кулак може повертатися відносно підвіски й разом із собою змінювати положення маточини та колеса.

Уявімо, що водій повертає кермо для заїзду на стоянку. Вал обертає шестерню, та зміщує рейку, а тяги повертають кулаки. Передні колеса змінюють напрямок, у якому котяться, і автомобіль починає рухатися по дузі. Коли водій повертає кермо назад, ті самі деталі переміщуються у зворотному напрямку.

З’єднання тяг мають шарніри. Шарнір утримує деталі разом і водночас дозволяє змінювати кут між ними. Це потрібно, тому що кероване колесо під час руху повертається й переміщується на нерівностях разом із підвіскою. Тяга має передавати рух за різних положень колеса.

Для чого потрібен підсилювач

Під час повільного маневру водієві доводиться долати опір повороту коліс. Підсилювач додає допоміжне зусилля в рульовому механізмі, тому кермо повертати легше. У розглянутому прикладі напрямок і величину повороту задає водій.

Електричний підсилювач використовує електродвигун. Датчик визначає зусилля, з яким водій повертає кермо, а електронний блок керує допомогою електродвигуна. Залежно від конструкції той діє на вал, шестерню або рейку. У гідравлічному підсилювачі допоміжне зусилля створює рідина під тиском. Обидві конструкції зменшують фізичне навантаження на водія.

Люфтом називають вільний хід керма, під час якого керовані колеса ще не почали помітно повертатися. Надмірний люфт, заїдання або раптова зміна звичного зусилля потребують перевірки. Точні заборони експлуатації та подальшого руху розглянуто в темі 17.

Рульове керування допомагає змінити напрямок. Для зменшення швидкості та зупинки автомобіля працюють гальма.

Робоча та стоянкова гальмові системи

Що відбувається після натискання педалі

Робоча гальмова система сповільнює автомобіль і зупиняє його. У багатьох легкових автомобілях для передавання зусилля використовується рідина. Такий привод називають гідравлічним.

У звичайній гідравлічній системі педаль з’єднана з головним гальмовим циліндром. Усередині нього рухаються поршні. Натискання педалі переміщує їх і створює тиск у гальмовій рідині. Підсилювач гальм допомагає водієві створити потрібне зусилля на головному циліндрі. Завдяки цьому для звичайного гальмування достатньо помірного натискання педалі.

Головний циліндр сполучений трубками й гнучкими шлангами з гальмовими механізмами коліс. Рідина заповнює цю систему й передає тиск до поршнів біля коліс. Саме їхнє переміщення приводить у дію колодки. Гнучкі шланги дозволяють зберігати з’єднання, коли колеса повертаються або підвіска рухається.

У дисковому гальмі металевий диск обертається разом із маточиною та колесом. По обидва боки диска розташовані колодки з накладками, призначеними для тертя. Біля диска встановлений супорт — вузол, який охоплює його й містить один або кілька гідравлічних поршнів. Під тиском рідини поршні переміщуються, а механізм притискає колодки до обох поверхонь диска.

Колодки утримуються від обертання разом із диском, тому між ними виникає тертя. Воно сповільнює диск і колесо. Через контакт шин із дорогою зменшується швидкість усього автомобіля. Частина енергії руху при цьому перетворюється на тепло, тому диски й колодки нагріваються.

Коли водій відпускає педаль, тиск зменшується й сильне притискання колодок припиняється. Колесо знову може вільно обертатися. Отже, у цьому прикладі послідовність така: натискання педалі створює тиск рідини, тиск переміщує поршні, колодки притискаються до диска, а тертя сповільнює його обертання.

Існують також барабанні гальма. Барабан має форму порожнистої круглої деталі й обертається разом із колесом. Колодки розміщені всередині. Під час гальмування механізм розводить їх і притискає до внутрішньої поверхні барабана. Його обертання також сповільнюється завдяки тертю. Які механізми встановлені на передніх і задніх колесах, залежить від моделі.

У сучасних конструкціях команда педалі може передаватися електричним сигналом, а потрібний тиск створює керований електронікою пристрій. Тому опис звичайної гідравлічної схеми слід сприймати як навчальний приклад.

Як автомобіль утримується після зупинки

Стоянкова гальмова система утримує автомобіль на місці після зупинки. Водій вмикає її важелем, окремою педаллю або кнопкою залежно від конструкції. У механічному приводі важіль натягує троси, які затискають відповідні гальмові механізми. Електричний привод створює потрібне зусилля електродвигуном. Увімкнене стоянкове гальмо утримує колеса без постійного натискання водієм педалі робочого гальма.

Положення P автоматичної коробки блокує відповідний механізм трансмісії. Для залишення автомобіля на стоянці застосовуйте стоянкове гальмо та положення селектора в порядку, визначеному виробником. Це особливо важливо на ухилі.

Частина сучасних гальмових і рульових пристроїв потребує електроживлення та електронного керування. Завершимо огляд електрообладнанням.

Електрообладнання та спільна робота систем

Акумулятор, стартер і генератор

У звичайному автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння акумуляторна батарея накопичує енергію під час заряджання та віддає її електричним пристроям. Споживачами називають пристрої, які використовують електроенергію. Це, наприклад, фари, склоочисники, обігрів скла, вентилятор салону та електронні блоки.

Поки двигун вимкнений, акумулятор може живити дозволене конструкцією обладнання. Наприклад, лампи салону або аварійну сигналізацію. Запас енергії поступово витрачається. Тривала робота споживачів без підзаряджання може розрядити батарею настільки, що запуск двигуна стане неможливим.

Для запуску потрібно спочатку привести в рух поршні й колінчастий вал. Цю роботу виконує стартер — електродвигун, який отримує живлення від акумулятора. У звичайній конструкції його шестерня на час запуску з’єднується із зубчастим вінцем маховика. Вінець — це кільце із зубцями по зовнішньому краю маховика. Стартер обертає маховик, а разом із ним колінчастий вал. Коли в циліндрах починається стійка робота, двигун підтримує обертання завдяки згорянню пального. Стартер вимикається й роз’єднується з маховиком.

Під час роботи двигуна електроенергію виробляє генератор. У поширеній схемі ремінь передає йому обертання колінчастого вала. Генератор перетворює частину механічної енергії на електричну, живить обладнання та заряджає акумулятор. За великого споживання батарея також може допомагати живити обладнання. Вироблення електроенергії створює додаткове навантаження на двигун.

Отже, ці три пристрої виконують різну роботу. Акумулятор зберігає енергію. Стартер витрачає її, щоб розпочати обертання двигуна. Генератор виробляє електроенергію завдяки роботі запущеного двигуна. Такий опис стосується звичайної схеми з окремими стартером і генератором. У деяких автомобілях, зокрема гібридах, їхні функції можуть бути поєднані в одному пристрої.

Як електроенергія надходить до обладнання

Проводка з’єднує джерела живлення, вимикачі та споживачів. Щоб пристрій працював, електричне коло має бути замкненим. Наприклад, після ввімкнення лампи струм проходить через неї та повертається до джерела живлення через відповідне з’єднання. У багатьох колах автомобіля частину цього з’єднання забезпечує металевий кузов.

Запобіжник захищає відповідне коло від надмірного струму. Якщо через несправність струм перевищує допустимий рівень, елемент запобіжника плавиться й розмикає коло. Це зменшує небезпеку перегрівання проводів. Причину спрацювання потрібно з’ясувати. Порядок перевірки й допустимий запобіжник визначають за інструкцією автомобіля.

В електромобілі головний запас енергії для руху зберігає тягова батарея. Для низьковольтного обладнання використовується окрема система живлення. Перетворювач знижує напругу тягової батареї до потрібного рівня та забезпечує заряджання допоміжної батареї. Не відкривайте тягову батарею та не торкайтеся високовольтних кабелів і роз'ємів. Перевірку та ремонт цих компонентів доручають підготовленим фахівцям.

Що робить електронне керування

Електрообладнання також збирає інформацію про стан автомобіля та керує його пристроями. Датчик — це пристрій, який визначає певну величину й передає про неї сигнал. Наприклад, датчик температури вимірює нагрівання охолоджувальної рідини. Електронний блок отримує цей сигнал і опрацьовує його за закладеною програмою. Показник температури або відповідне попередження на панелі приладів допомагає повідомити водія про стан системи.

У такій послідовності кожна частина має окреме завдання: датчик визначає стан, блок опрацьовує інформацію, а прилад відображає результат. В інших системах електронний блок також подає команди виконавчим пристроям. Один із уже розглянутих прикладів — керування електродвигуном підсилювача керма.

Повідомлення потрібно читати разом з інструкцією конкретної моделі. Під час увімкнення частина індикаторів засвічується для перевірки. Якщо попередження залишається або виникає в русі, подальші дії залежать від його значення та обставин. Детальніше електрообладнання розглянемо в темі 23, а перевірку стану автомобіля — у темі 25.

Приклад: рушання, поворот і зупинка

Коли автомобіль рушає, двигун створює обертання, а трансмісія передає його ведучим колесам. Шини взаємодіють із покриттям, і автомобіль прискорюється. На нерівностях працює підвіска. Під час повороту рульовий механізм змінює положення керованих коліс. Натискання педалі гальма сповільнює автомобіль. Електрообладнання весь цей час живить потрібні прилади й підтримує керування системами.