Техобслуживание и мелкий ремонт автомобиля своими руками. Справочник для начинающих. Часть I. Устройство легкового автомобиля (А. А. Гладкий, 2010)

В первой главе книги речь пойдет о том, что представляет собой современный автомобиль, каковы его достоинства и недостатки, что такое автомобильная безопасность, а также из каких основных узлов и агрегатов состоит типичный автомобиль.

Чем характеризуется современный автомобиль?

Автомобиль давно уже является неотъемлемым атрибутом повседневной жизни человечества. Первый автомобиль был создан в далеком 1886 году, с тех пор прошел длинный эволюционный путь от примитивного с современной точки зрения устройства, напоминающего мотоколяску (рис. 1.1), до мощного многофункционального средства передвижения, без которого невозможно представить жизнь современного человечества (рис. 1.2).

Рис. 1.1. Первый в мире автомобиль

Рис. 1.2. Современный автомобиль марки «Мерседес» Е-класса

На собственных авто разъезжают представители всех социальных слоев общества: молодежь и пенсионеры, учащиеся и домохозяйки, врачи и депутаты, сельчане и олигархи. Более того – во многих странах право сесть за руль имеют даже школьники старших классов.

Такая популярность автомобильного транспорта обусловлена многими причинами, и главная из них – это очевидный комфорт и удобство. Вы едете в удобной позе, наслаждаясь музыкой или в полной тишине, зимой – в теплом салоне, а летом – в прохладном (если, конечно, в машине есть климат-контроль или кондиционер).

Еще одно преимущество личного автотранспорта – независимость и возможность абстрагироваться от окружающей среды. Вы избавлены от необходимости подстраиваться под расписание общественного транспорта – ведь личное авто всегда под рукой. В своей машине вы вольны курить, когда пожелаете (хотя курение за рулем отвлекает от управления автомобилем, поэтому так поступать не рекомендуется), слушать радио, везти с собой большое количество багажа (с которым ни в один автобус не сунешься) и т. д. Многие вообще считают, что личное авто – это своеобразный филиал собственной квартиры, эдакий свой мир.

Профессиональные водители с помощью автомобиля зарабатывают себе на хлеб. Ну а поскольку они кого-то и что-то возят – значит, существует еще масса людей, так или иначе зависящих от автотранспорта: получатели грузов, пассажиры общественного транспорта и такси, ждущие «скорой помощи» пациенты и т. д.

Бывают случаи, когда до места назначения, кроме как на машине, больше ни на чем не доберешься (либо это слишком долго и дорого). С такими ситуациями не понаслышке знакомы, например, многие дачники либо люди, у которых работа находится далеко (например, за городской чертой) и др.

Стоит учитывать и такой существенный для многих людей фактор, как престиж и социальное положение человека. Не секрет, что здесь одним из основных критериев является марка личного автомобиля. Многие состоятельные люди соревнуются и стремятся перещеголять друг друга, приобретая самые дорогие и эксклюзивные авто: «Майбахи» и «Ламборджини», «Мерседесы» и «БМВ», «Бентли» и «Ягуары» и т. д. Однако тщеславие характерно и для простых людей, поэтому многие из них стараются выбрать автомобиль, руководствуясь не только соображениями практичности, но и стремлением продемонстрировать свои возможности.

Но современный автомобиль – это удовольствие достаточно дорогое, и здесь речь идет не только о его стоимости (что само собой), но и о последующем содержании. Ведь машине нужно отдельное помещение (гараж или стоянка), ее необходимо обеспечить топливом и расходными материалами, за ней нужно ухаживать (делать техническое обслуживание, антикоррозийную обработку кузова и т. д.), и все равно в любой момент она может сломаться, вынудив своего владельца выложить за ремонт кругленькую сумму денег. Нередко владелец автомобиля вынужден тратить на его содержание не меньше денег, чем на содержание собственной семьи.

Однако это не останавливает автолюбителей, и с каждым годом количество машин на российских (да и не только на российских) дорогах стремительно увеличивается. Соответственно, постоянно растет число людей, стремящихся поскорее получить водительские права и сесть за руль собственной машины.

Как исправность автомобиля влияет на безопасность движения?

Из всех видов транспорта люди больше всего боятся самолетов, и меньше всего – автомобилей. Это один из самых известных парадоксов современности: ведь уже даже дети знают, что самолет является самым безопасным видом транспорта, а автомобиль – напротив, самым опасным. Именно так – не одним из самых опасных, а именно самым опасным из всех, которые существуют.

Стоит заметить, что автопроизводители предпринимают определенные меры для повышения безопасности водителей и пассажиров. Самым известным таким средством является ремень безопасности, которым должен пристегиваться каждый водитель и пассажир легкового автомобиля. К сожалению, многие водители пренебрегают этой мерой безопасности, в результате чего число жертв и пострадавших в автокатастрофах намного больше, чем могло бы быть.

Все современные автомобили оборудованы ремнями безопасности (рис. 1.3) – как для водителя, так и для пассажиров. Правда, еще встречаются машины, у которых наличие ремня безопасности конструктивно не предусмотрено, но их осталось немного и их число с каждым годом уменьшается по естественным причинам, поскольку это старые машины выпуска где-то 50-60-х годов прошлого столетия («Победа», «Волга ГАЗ-21», «Запорожец ЗАЗ-965» и др.). На многих современных автомобилях устанавливаются трехточечные ремни безопасности с преднатяжителями.

Рис. 1.3. Ремень безопасности

Помимо ремня безопасности, многие современные автомобили оборудуются подушками безопасности. Это довольно эффективное средство защиты: при любом более-менее сильном ударе они автоматически моментально надуваются, защищая водителя и пассажиров от повреждений. В настоящее время наиболее распространены подушки безопасности трех видов: фронтальные, боковые и подушки-шторки.

Также современные автомобили имеют следующие средства защиты.

• Зоны деформации кузова. Сущность состоит в том, что при ударе в случае ДТП кузов особым образом деформируется, поглощая энергию удара. Иначе говоря, деформирующийся кузов защищает салон, принимая основную энергию удара на себя и поглощая ее за счет смятия.

• Защитный каркас, встроенный в кузов. Этот элемент кузова, изготовленный из высокопрочного металла, образует своего рода «капсулу безопасности» для пассажиров и водителя.

• Складывающаяся рулевая колонка. В момент удара она как бы «ломается» и складывается, что позволяет водителю избежать травм грудной клетки и расположенных за ней внутренних органов.

• «Ломающиеся» педали. В результате многих ДТП водитель получает переломы ног (обычно это голень) от удара о педаль, поэтому в современных автомобилях педали в момент удара «ломаются».

• Защитные балки в дверях. Это мощные металлические балки, встроенные в двери и защищающие салон при боковом ударе.

Однако безопасность движения зависит не только от наличия и использования специальных защитных средств, но и от целого ряда других факторов.

Одной из наиболее распространенных причин возникновения тяжких ДТП является переутомление водителя. Всегда следует помнить незыблемое правило водителя: устал – отдохни! Если вы чувствуете, что переутомились (особенно при длительной поездке) – выберите подходящее место, остановитесь и отдохните, хотя бы недолго.

Существуют три степени водительского утомления. Легкая степень характеризуется зевотой и тяжестью век. При средней степени появляется резь в глазах, сухость во рту, какие-то фантазии; по телу может проходить теплая волна, и кажется, что другие машины едут очень медленно. При сильной степени утомления клонится вперед голова, руки сползают с руля, в глазах рябит, человек потеет и ему кажется, что все это происходит не с ним.

Вы можете снять легкое утомление, умывшись прохладной водой, либо немного отдохнув, либо выпив крепкого чаю. Но при среднем или сильном утомлении вам поможет только сон.

Если вы планируете отправиться в дальнюю дорогу – поспите перед тем, как выехать, не менее 7 часов, и не принимайте никакие успокоительные препараты. В пути периодически отдыхайте: остановитесь, выйдите из машины, разомнитесь. По возможности не ездите ночью и не наедайтесь слишком сильно перед дорогой – это способствует сонливости.

Если говорить о безопасности езды на автомобиле, то следует упомянуть о таком негативном факторе, как курение за рулем. Вспомните: в момент прикуривания вы смотрите на кончик сигареты, а не на дорогу. А ведь дорожная ситуация изменяется постоянно, и может хватить одного мгновения, чтобы вовремя не заметить появившееся препятствие на дороге! Также водитель отвлекается на то, чтобы достать спички или зажигалку либо стряхнуть пепел в пепельницу. При этом ему кажется, что он мгновенно перемещает взгляд с одного объекта на другой, а реально на это уходит около 1 секунды.

Помни об этом

На скорости 70 км/ч автомобиль за одну секунду проходит около 20 метров! А поскольку водитель при курении переводит взгляд не только с дороги на сигарету (пепельницу, зажигалку и др.), но и обратно, то это расстояние следует удвоить.

Однако наибольшая опасность на дороге исходит от пьяных водителей. Уж сколько раз твердили миру, что пьянство за рулем – это зло, однако все равно по вине нетрезвых водителей совершается огромное количество дорожно-транспортных происшествий. Причем распространенной ошибкой является то, что многие полагают: если выпить совсем немного, то ничего плохого не случится.

Однако это совсем не так: многочисленные официальные исследования подтверждают, что для водителя опасны как большие, так и малые дозы алкоголя.

Учтите

Употребление всего 50 г водки повышает вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия в 2–3 раза. Ну а разговоры об отрезвляющем действии нашатырного спирта, кофе, чая, кратковременного сна и т. п. – не более, чем полный бред!

Результаты исследований, проведенных с помощью меченых изотопов, показали наличие алкоголя в коре головного мозга даже через 20 дней после его приема. Получается, что даже по истечении такого времени алкоголь может оказывать свое пагубное воздействие на состояние водителя. А ведь многие любят сесть за руль «после вчерашнего», с чувствительным «выхлопом» изо рта, полагая, что они в «полном порядке» и забывая о своей сниженной реакции и значительном содержании остатков алкоголя в организме.

Почему нетрезвый водитель считается более опасным для окружающих, нежели нездоровый или просто переутомленный? Ответ прост: в последних двух случаях человек осознает, что его возможности ограничены, и старается соблюдать повышенную осторожность. Пьяный же ведет себя как минимум неосмотрительно, а нередко – еще и агрессивно, и не в состоянии адекватно оценивать свои действия.

Пьяному водителю кажется, что до объекта на дороге (до пешехода, до другой машины и др.) около 30 метров, тогда как в реальности это расстояние не превышает 15–18 метров. Он полагает, что нажал на тормоз мгновенно, а на самом деле – с заметным опозданием. Уже после приема 25 г алкоголя появляется труднопреодолимое и необоснованное желание рискнуть на дороге.

Каждый водитель обязан знать: автомобиль является источником повышенной опасности. Это официальное юридическое понятие, которое налагает на водителя дополнительную ответственность. Следовательно, находясь за рулем, человек управляет источником повышенной опасности, и все его действия в случае возникновения непредвиденных обстоятельств будут рассматриваться именно с этой точки зрения.

Виды современных легковых автомобилей

Все современные автомобили можно классифицировать по ряду признаков, наиболее характерными из которых являются: привод автомобиля, тип двигателя, его объем и тип кузова.

За счет чего едет автомобиль? Если кто-то не знает – поясним: за счет того, что тепловая энергия сгорания, которая образуется в двигателе, превращается в механическую энергию вращения, которая в свою очередь передается на ведущие колеса, а уже они приводят автомобиль в движение. В зависимости от того, какие колеса у машины являются ведущими, все автомобили можно разделить на три категории: переднеприводные, заднеприводные и полноприводные.

У переднеприводных машин ведущей является передняя пара колес. Характерной особенностью таких автомобилей является отсутствие у них карданного вала. Переднеприводные машины отличаются высокой маневренностью, а также возможностью более легкого выхода из заноса.

Заднеприводные машины приводятся в движение задней парой колес. В данном случае для передачи крутящего момента от двигателя к колесам используется карданный вал, который тянется от передней части автомобиля к заднему мосту. Отметим, что в бывшем СССР долгое время выпускались только заднеприводные машины; первым переднеприводным автомобилем, совершившим своеобразную революцию в отечественном автомобилестроении, стал ВАЗ-2108. Эти машины начали сходить с конвейера во второй половине 80-х годов прошлого века.

Как читатель уже наверняка догадался, что полноприводные машины – это те, у которых ведущими являются все четыре колеса. Отметим, что при необходимости водитель может отключить любой ведущий мост – например, с целью экономии топлива.

Среди советских легковых машин первым полноприводным автомобилем стала знаменитая «Нива» (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Автомобиль ВАЗ-2121 «Нива»

Но у нее отключение какого-либо моста конструктивно не предусматривалось. Однако отечественные автомобилисты быстро нашли простой выход: они снимали «лишний» карданный вал. В результате на соответствующий мост крутящий момент не передавался, и он, разумеется, не работал. Это делалось с целью экономии топлива.

Характерной особенностью и главным достоинством полноприводных машин является их повышенная проходимость. Это позволяет ездить на них в условиях, при которых обычный автомобиль эксплуатировать невозможно: в снежных сугробах, на болотистой местности, на дорогах с расползающимися в грязи колеями (например, в лесу) и т. д. В настоящее время наиболее известными представителями полноприводных автомобилей являются джипы.

В зависимости от типа установленного двигателя автомобили можно разделить на две категории: работающие на бензине либо работающие на дизельном топливе, коротко – бензиновые и дизельные. Несмотря на то, что и у тех, и у других имеется масса поклонников, и споры о преимуществах и недостатках каждого вида идут много лет, однозначно никто не скажет, что лучше: бензин или дизель.

Если кто-то не знает – поясним: дизельным топливом является обыкновенная солярка, на которой в том числе работают трактора и другая сельхозтехника, военная техника, дизель-поезда и др.

Принципиальное отличие бензинового двигателя от дизельного состоит в том, что в бензиновом моторе топливо сгорает от искры, которую производит свеча зажигания, а в дизельном воспламеняется от свечи накаливания. Отметим, что дизельный двигатель намного дороже в производстве – его стоимость примерно на 25–30 % выше, чем у бензинового. Это обусловлено в первую очередь предельно сложной технологией производства: при выполнении некоторых операций и технологических процессов необходимо соблюдать просто космическую точность.

Зато в эксплуатации большинство дизельных двигателей являются более экономичными, нежели их бензиновые собратья (разница в потреблении топлива на 100 км пробега может составлять от 2 до 5 литров). С другой стороны, «дизеля» уступают бензиновым моторам в приемистости: бензиновые машины, как правило, более резво ведут себя на дороге.

В зимних условиях дизельный мотор может оказаться ненадежным: не секрет, что при низких температурах солярка густеет, и машина просто глохнет. Однако это относится в первую очередь к старым автомобилям; на современных машинах все особенности холодного климата учтены, и «дизеля» по надежности не отстают от бензиновых моторов. Главное – заливать качественное топливо, и в холодное время года ездить на «зимней» солярке.

Также автомобили можно классифицировать по литражу двигателя. Даже новичок знает, что мощность двигателя в первую очередь зависит от его объема, который измеряется либо в кубических сантиметрах, либо, что гораздо чаще – в литрах. В зависимости от литража двигателя все автомобили можно разделить на следующие категории:

• особо малый класс;

• малый класс;

• средний класс;

• большой класс.

У автомобилей особо малого класса объем двигателя не превышает 1,1 литра. Наиболее характерный представитель – ВАЗ-1111 («Ока»), рис. 1.5.

Рис. 1.5. Автомобиль ВАЗ-1111 «Ока»

Машины этого класса не могут похвастаться высокой мощностью, поскольку созданы для других целей, в первую очередь – для городских поездок (шоппинг, работа и т. д.): за счет небольшого размера они маневренны, а двигатель маленького объема потребляет немного топлива.

Автомобили малого класса обладают двигателем объемом от 1,1 до 1,8 литра. Таковыми являются, например, все модели классических «Жигулей», ВАЗ-2108 и ВАЗ-2109, «Москвичи», а из иномарок – «Опель-Астра», «Форд-Эскорт», «Фольксваген-Гольф» и др. Эти машины более мощные и скоростные, нежели их собраться особо малого класса, а также им требуется больше топлива.

К автомобилям среднего класса относятся машины с объемом двигателя от 1,8 до 3,5 литра. Из представителей советского автопрома к ним относится только «Волга» (ГАЗ-21, ГАЗ-21, ГАЗ-3110 и др.), из иномарок – «Мерседес», «Опель-Омега», «Форд-Мондео», «БМВ», «Ауди» и др. У таких автомобилей довольно большой и вместительный кузов, они отличаются высокой мощностью и приемистостью. Однако двигатель большого объема, само собой, требует больше топлива, поэтому экономичными такие машины никак не назовешь.

Что касается большого класса, то к нему относятся все легковые автомобили с объемом двигателя более 3,5 литров. Большой кузов, салон – почти малогабаритная квартира, высокая мощность – вот основные свойства таких машин. Топлива потребляют еще больше, чем их собратья среднего класса. Советский (российский) автопром таких автомобилей не выпускал (кроме «Чайки» и правительственных «ЗИЛов»), а из иномарок это и «Мерседес», и «БМВ-750», и «Лексус», и др.

Отметим, что автомобили большого класса иногда подразделяют на машины бизнес-класса и люкс-класса (к последним относятся самые большие и мощные автомобили).

Также современные автомобили можно классифицировать по типу кузова. Самыми известными типами кузовов являются: седан, хэтчбэк, универсал, вагон, лимузин, кабриолет, минивэн.

Наиболее распространенным в настоящее время типом кузова является «седан». Такой автомобиль имеет две или четыре двери и рассчитан на 4–5 пассажиров. Моторный отсек и багажник являются выступающими, причем багажник отделен от пассажирского салона. Наиболее характерный пример автомобиля с типом кузова «седан» – классические модели «Жигулей» (ВАЗ-2101, ВАЗ-2105 и др. (рис. 1.6). В бывшем СССР подавляющее большинство легковых автомобилей выпускалось именно с таким кузовом.

Рис. 1.6. Классическая «копейка» – типичный седан

Тип кузова «хэтчбэк» (рис. 1.7) также пользуется популярностью, хотя и не столь широко распространен, как «седан». Хэтчбэк имеет две или четыре боковые пассажирские двери и еще одну – грузовую, расположенную в задней части кузова. Грузовая дверь открывается вертикально, а заднее сидение можно сложить, благодаря чему объем багажного отделения существенно увеличивается. В стандартном же состоянии багажник хэтчбэка уступает по вместительности багажнику седана. Из представителей советского автопрома тип кузова «хэтчбэк» был у ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, «Иж-Комби», «Москвич АЗЛК-2141». Что касается иномарок, то здесь примеров можно привести великое множество: с такими кузовами выпускаются и «Опель-Астра», и «Форд-Эскорт», и «Ауди», и др.

Рис. 1.7. Хэтчбэк

Пока еще относительной экзотикой в России являются машины с типом кузова «кабриолет» (рис. 1.8). У таких машин кузов открытый, они действительно имеют много преимуществ, но в подавляющем большинстве совершенно не приспособлены для езды в российских условиях. Дело в том, что они созданы для эксплуатации в теплое время года. Однако на российских дорогах (особенно грунтовых) в этих машинах все покрывается пылью (в том числе и пассажиры), а при движении по мокрой дороге всех находящихся в салоне может облить из грязной лужи проходящий мимо трактор или грузовик. А в условиях российской зимы «кабриолет» и вовсе неприемлем.

Рис. 1.8. Кабриолет

Близким родственником кабриолета является тип кузова «родстер». Это пассажирский двухместный автомобиль с тентовым верхом, который при необходимости можно сложить.

Тип кузова «вагон» больше похож на пассажирский микроавтобус: у него отсутствуют выступающие моторный отсек и багажник. Наиболее характерный пример такого автомобиля – «Газель».

Сильные мира сего любят ездить в автомобилях с типом кузова «лимузин». Все мы видели лимузины если не «вживую», то, по крайней мере, по телевизору. Такие машины обладают большим вместительным кузовом, дополнительными сидениями, а также перегородкой, которая отделяет водителя от пассажиров.

Распространенным типом кузова является «универсал» (рис. 1.9). У таких машин грузопассажирский салон, две или четыре боковые двери и еще одна – пятая, которая расположена сзади и является грузовой (т. е. закрывает багажное отделение). Из всех легковых машин багажник универсала является наиболее вместительным, поэтому такие машины очень любят российские дачники. Кроме этого, в таких автомобилях удобно совершать семейные поездки. Заднее сидение при необходимости можно сложить, благодаря чему багажное отделение увеличивается чуть ли не в два раза; после этого в нем можно перевозить крупногабаритные грузы (например, холодильник). Классические представители советского (российского) автопрома, обладающие кузовом типа «универсал» – это ВАЗ-2102 и ВАЗ-2104. Что касается иномарок, то с таким кузовом выпускают и «Мерседес», и «Опель-Омега», и «Форд-Эскорт», и «БМВ», и др.

Рис. 1.9. Универсал

Разновидностью «универсала» является тип кузова «минивэн». Такая машина вместительнее, у нее подвеска более высокая, она несколько напоминает «мини-микроавтобус». Характерный пример – «Рено Сценик» или «Фольксваген Шаран».

Часто на российских дорогах можно встретить автомобили с типом кузова «купе» (рис. 1.10). У них две или четыре двери, а посадочные размеры задних сидений как бы «стеснены», или «сжаты». Багажник небольшой, двухдверная машина хорошо подходит для городских поездок – например, на работу, по магазинам и т. д.

Рис. 1.10. Купе с двумя дверями

Во многих странах мира пользуются популярностью автомобили с типом кузова «пикап». Такой кузов характеризуется тем, что у него за кабиной расположена грузовая платформа, и он внешне напоминает мини-грузовик (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Пикап

Основные элементы, узлы и агрегаты легкового автомобиля

Любой легковой автомобиль, независимо от производителя, марки и модели, состоит из трех основных частей: двигателя, шасси и кузова. В данном разделе мы подробно расскажем только о кузове, а на остальных элементах остановимся кратко, поскольку их более подробное описание приведено ниже, в соответствующих главах книги.

Двигатель – это источник механической энергии, которая приводит автомобиль в движение. Он преобразует тепловую энергию, образующуюся при сгорании топлива, в механическую, которая создает на валу двигателя крутящий момент, используемый для движения автомобиля. Как правило, двигатель располагается в передней части автомобиля, однако есть и исключения – например, тот же «Запорожец». Часть кузова, где находится двигатель, называется моторный отсек (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Моторный отсек

Шасси включает в себя три группы механизмов: трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также для изменения крутящего момента в зависимости от текущих условий движения автомобиля. Составными частями трансмиссии являются: коробка переключения передач, сцепление, карданная передача, главная передача, дифференциал, полуоси.

Знайте

У переднеприводных автомобилей, а также у заднеприводных автомобилей, у которых двигатель установлен сзади, карданная передача отсутствует.

Коробка переключения передач предназначена для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса автомобиля, для езды задним ходом, а также для отключения двигателя от трансмиссии (точнее – от ведущих колес) при движении «накатом», а также во время длительной стоянки автомобиля.

Сцепление необходимо для кратковременного отключения двигателя от трансмиссии (ведущих колес) и плавного их соединения при работающем двигателе. Это необходимо при переключении передач, а также при трогании с места.

Карданная передача предназначена для того, чтобы передавать крутящий момент между валами, которые расположены под углом, изменяющимся при движении автомобиля. С помощью главной передачи осуществляется увеличение крутящего момента и его передача под прямым углом на полуоси автомобиля. В свою очередь, полуоси передают крутящий момент на ведущие колеса.

Для того чтобы ведущие колеса автомобиля вращались с различными скоростями там, где это нужно (на поворотах, при езде по ухабистой дороге), используется специальный механизм, называемый дифференциал.

Ходовая часть легкового автомобиля внешне напоминает обыкновенную тележку и включает в себя совмещенный с кузовом подрамник (в легковых автомобилях чаще используется просто несущий кузов), передний и задний мост, подвеску (с рессорами и амортизаторами) и колеса.

На совмещенном с кузовом подрамнике крепятся агрегаты автомобиля. Отметим, что в некоторых легковых автомобилях имеется отдельная рама, выполняющая эти функции.

Мосты автомобиля предназначены для поддерживания кузова, через них вертикальная нагрузка передается на колеса. С помощью подвески устанавливается упругая связь кузова с мостами (колесами), а посредством колес осуществляется связь всего автомобиля с дорогой.

Механизмы управления автомобиля состоят из рулевого управления, с помощью которого осуществляется изменение направления движения автомобиля, и тормозной системы, предназначенной для замедления движения, остановки автомобиля и удержания его во время стоянки в неподвижном состоянии.

Кузов автомобиля – это то, что, собственно, мы видим, глядя на автомобиль. Он предназначен для размещения водителя, пассажиров и грузов (багажа). Кузов стандартного легкового автомобиля состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника.

Помимо того, что кузов предназначен для размещения водителей, пассажиров и грузов, он является несущим элементом любого современного легкового автомобиля. В нем находится салон, к нему крепятся все агрегаты трансмиссии, ходовой части, двигатель внутреннего сгорания, механизмы управления, а также все дополнительное оборудование. Кроме этого, на кузов замыкается «минус» электрической цепи автомобиля.

В основном кузов современного автомобиля состоит из металла и стекла, но используются и другие материалы (краска, грунтовка, резиновые прокладки на дверях и стеклах, дерматин, утеплитель и др.). Существуют модели автомобилей, у которых кузова делают из специального крепкого пластика. Правда, это исключения, и большинство кузовов все же изготовлены из металла, и в дальнейшем мы будем исходить именно из этого.

Металлическая часть кузова включает в себя следующие основные компоненты: днище, крыша, крылья, панели, двери, капот и крышка багажника. Кроме них, каждый кузов включает в себя ряд более мелких металлических деталей и элементов. Лобовое и заднее стекла вставляются в специальные проемы соответственно в передней и задней частях кузова; боковые стекла устанавливаются в дверях, которые навешиваются на петли.

Двери кузова крепятся к соответствующим стойкам петлями, которые держатся на винтах. При этом имеется возможность регулирования дверей по вертикали и по горизонтали относительно оси кузова. Это бывает необходимо, в частности, после ДТП, или для обеспечения герметичности салона.

Замки как передних, так и задних дверей автомобиля имеют специальную конструкцию, которая полностью соответствует установленным требованиям безопасности. В частности фиксаторы замков сконструированы таким образом, что самопроизвольное открывание дверей при столкновении автомобиля с каким-то препятствием практически полностью исключается.

Каждая дверь имеет специальный ограничитель, который не позволяет ей упираться в кузов автомобиля внешней стороной при открывании. Такая конструкция приобретает особую важность в ветреную погоду: часто приоткрытую дверь сильным порывом ветра вырывает из рук и распахивает настежь, и в это время ограничитель предотвращает выламывание двери и соприкосновение ее с кузовом.

Внутри дверей имеются стеклоподъемники, предназначенные для открывания и закрывания бокового стекла. Стеклоподъемники бывают двух типов: ручные и электрические.

Ручные стеклоподъемники приводятся в действие с помощью специальной рукоятки, расположенной на внутренней поверхности двери, и имеют привод от металлического троса. Электрический стеклоподъемник работает от электрической цепи автомобиля и приводится в действие нажатием специальной кнопки, расположенной в салоне автомобиля – например, на дверной ручке или между передними сидениями (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Кнопки привода стеклоподъемника

Отметим, что на многих автомобилях используются и ручные, и механические стеклоподъемники: например, спереди могут использоваться электрические стеклоподъемники, а сзади – ручные.

Лобовое (иногда его называют ветровое) и заднее стекла являются панорамными (за исключением задних стекол кузовов «хэтчбэк» и «универсал»). Лобовое стекло является трехслойным, а заднее и боковые стекла – закаленными. Поэтому лобовое стекло при ударе может лишь потрескаться, а все остальные стекла рассыпаются на мелкие кусочки. Это предотвращает водителя и пассажиров от травм, которые могли бы быть нанесены большими осколками стекла в результате дорожно-транспортного происшествия.

Спереди и сзади кузова установлены бамперы. На современных автомобилях, как правило, устанавливаются бамперы, изготовленные из пластмассы или других подобных материалов (пенополиуретан с добавкой стекловолокна и др.). В случае дорожнотранспортного происшествия при столкновении спереди или сзади именно бампер первым принимает на себя силу удара.

Водитель и пассажиры автомобиля размещаются на сиденьях. Большинство современных легковых автомобилей предусматривают перевозку людей в количестве не более пяти человек, включая водителя.

Передние сиденья автомобиля, как правило, являются раздельными и установлены на специальных салазках, по которым их можно передвигать в продольном направлении в зависимости от роста водителя и пассажира. Спинки передних сидений можно наклонять как вперед, так и назад, вплоть до полного откидывания спинки для организации спального места.

В трех– и двухдверных автомобилях («Опель-Астра», «Форд-Эскорт», ВАЗ-2108, «Запорожец» и др.) спинки передних сидений откидываются вперед, чтобы открыть пассажирам доступ к заднему сидению.

Кузова типа «хэтчбэк» и «универсал» можно преобразовывать из пассажирского в грузовой вариант и наоборот. При этом убирается складная полка или тент, отделяющий багажное отделение от пассажирского салона, а заднее сиденье складывается, в результате чего получается довольно внушительное пространство для перевозки объемных или многочисленных грузов.

Днища кузовов, а также внутренние поверхности крыльев покрыты специальным средством для защиты от коррозии и улучшения шумоизоляции. Но, несмотря на это, рекомендуется сделать полную антикоррозийную обработку кузова (в российских условиях эксплуатации это особенно актуально).

Внутри салона располагаются все органы управления автомобилем (рис. 1.14), а также великое множество устройств и приспособлений, призванных обеспечить комфорт, безопасность и удобство во время движения. К ним, в частности, относятся пепельница, подлокотники сидений, подголовники, ремни безопасности и т. д.

Рис. 1.14. Органы управления автомобилем

Снаружи кузов автомобиля окрашен заводом-изготовителем. Причем краска кладется не на голый металл: процесс покраски современного автомобиля довольно сложен и состоит из нескольких этапов: подготовка поверхности кузова к покраске, грунтовка, сушка, нанесение основного слоя и т. д. Это обусловлено тем, что автомобили эксплуатируются в сложных условиях – жара, дождь, снег, химические реагенты на дорогах и т. д., что подразумевает необходимость высокой антикоррозийной стойкости кузова и надежность всех слоев краски.

Силовой установкой любого автомобиля является двигатель внутреннего сгорания (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Двигатель автомобиля «Рено»

В данной главе мы расскажем о его устройстве и основных принципах работы.

Как и почему работает мотор автомобиля?

Работа двигателя внутреннего сгорания базируется на превращении тепловой энергии, образующейся в результате сгорания топлива, в механическую энергию, которая и применяется для приведения автомобиля в движение. При этом двигатель включает в себя следующие агрегаты, детали и узлы: головка блока цилиндров, блок цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик, распределительный вал с кулачками, клапана, свечи зажигания (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Двигатель внутреннего сгорания в разрезе

Автомобили малого и среднего класса оборудуются обычно четырехцилиндровыми двигателями внутреннего сгорания. Именно такими моторами оснащались «Москвичи» и «Жигули» – самые известные представители советского автопрома. Машины среднего и большого класса могут оснащаться и шести-, и восьми-, и двенадцатицилиндровыми моторами. Здесь прослеживается следующая закономерность: чем больше цилиндров – тем мощнее мотор, но, с другой стороны, и тем больше топлива он будет расходовать.

Чтобы лучше уяснить принцип работы двигателя внутреннего сгорания, рассмотрим его на примере одноцилиндрового бензинового мотора. Его главной частью является цилиндр, внутренняя поверхность которого отполирована до зеркального состояния. Наглядно представить цилиндр очень просто – достаточно перевернуть вверх дном простой стакан. На цилиндре установлена съемная головка, а внутри его располагается поршень (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Поршень

Поршень двигается внутри цилиндра вертикально – вверх-вниз. Снаружи по окружности поршня в специальных канавках расположены поршневые кольца. Дело в том, что поршень не прилегает плотно к внутренней поверхности цилиндра, а поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, а во-вторых – не «пускают» моторное масло в камеру сгорания (она находится над верхним положением поршня).

Поршень монтируется на шатуне с помощью поршневого пальца, а шатун, в свою очередь – на кривошипе коленчатого вала (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Коленчатый вал с поршнями, стоящими на шатунах

При сгорании горючей смеси образующиеся газы расширяются и давят на поверхность поршня, в результате чего он движется вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, заставляя его вращаться. На конце коленвала находится маховик – массивный металлический диск. Он обеспечивает инерционное вращение коленчатого вала, благодаря чему совершаются подготовительные такты рабочего цикла двигателя.

Горючая смесь, представляющая собой смесь паров бензина и воздуха, поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания превращается в выхлопные газы и выходит через выпускной клапан. И впускной, и выпускной клапана открываются тогда, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала, и вновь плотно закрывают отверстие с помощью мощных пружин, когда кулачок уходит.

Распределительный вал приходит в движение от коленчатого вала. В головке блока цилиндров есть специальное отверстие с резьбой, в которое вкручивается свеча; именно она дает искру, от которой воспламеняется горючая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьмицилиндрового – восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений – верхнего и нижнего: в этих положениях он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее крайнее его положение – нижней мертвой точкой (сокращенно соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня.

Когда поршень находится в верхней мертвой точке, над ним остается пространство, которое называется камера сгорания; именно в этом пространстве воспламеняется и сгорает горючая смесь. В результате воспламенения образуется нечто вроде минивзрыва, который отталкивает поршень вниз – именно в этот момент происходит превращение тепловой энергии в механическую: двигаясь вниз, поршень толкает коленчатый вал, от которого крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля (более подробно о том, как это происходит, вы узнаете позже). Объем, занимаемый камерой сгорания, так и называется – объем камеры сгорания.

Объем, который находится в пространстве между ВМТ и НМТ, называется рабочим объемом цилиндра. Если сложить объем камеры сгорания и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра.

Сумма полных объемов всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания называется рабочим объемом двигателя.

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания – это определенная последовательность процессов, периодически совершающихся в каждом цилиндре.

Важно

Каждый из рабочих процессов происходит в течение одного хода поршня и называется тактом.

Все двигатели внутреннего сгорания делятся на две категории: четырехтактные и двухтактные. Как нетрудно догадаться, в первом случае один рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, а во втором – за два хода поршня. Отметим, что современные автомобили, за редким исключением, оснащаются четырехтактными моторами. А двухтактные двигатели устанавливаются обычно на мотоциклах, мопедах, моторных лодках и т. п.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие такты: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Начинается рабочий цикл с первого такта – впуска горючей смеси в цилиндр двигателя. Отметим, что топливо сгорает в камере сгорания не в чистом виде, а в виде смеси его паров с воздухом. Для подготовки топливно-воздушной смеси предназначен специальный прибор, который называется карбюратор (но в современных машинах карбюраторы, как правило, не используются – там эти функции возложены на специальные электронные приборы).

Смесь попадает в цилиндр в результате открытия впускного клапана, на который оказывает необходимое воздействие соответствующий кулачок распределительного вала. Знайте, что в этот момент поршень непременно располагается в ВМТ и начинает движение вниз в направлении НМТ. Получается, что, двигаясь вниз, поршень засасывает в цилиндр горючую смесь через открывшийся впускной клапан. Этот процесс продолжается, пока поршень не достигнет НМТ: одновременно с этим впускной клапан герметично закрывается под воздействием соответствующих пружин.

Важно

При заполнении цилиндра горючей смесью она смешивается с остатками находящихся там выхлопных газов (они удаляются из цилиндра не полностью). После этого смесь называется рабочей смесью.

Пока совершается первый такт работы двигателя, коленвал проворачивается на пол-оборота.

После того как поршень достиг НМТ, впускной клапан плотно закрылся, а цилиндр заполнился рабочей смесью, начинается второй такт. В течение второго такта поршень поднимается вверх – от НМТ к ВМТ, сильно сжимая при этом рабочую смесь. В соответствии с законами физики температура рабочей смеси при сжатии существенно повышается. В тот момент, когда поршень достигает ВМТ, температура этой смеси составляет порядка 300–400 градусов по Цельсию. Второй такт завершается в момент максимального сжатия рабочей смеси, т. е. когда поршень достигает ВМТ. Пока совершается второй такт, коленвал проворачивается еще на пол-оборота. Получается, что за первые два такта работы двигателя коленвал делает один полный оборот.

Во время третьего такта работы двигателя тепловая энергия преобразуется в механическую. Когда поршень достигает ВМТ и рабочая смесь становится максимально сжатой, между электродами свечи зажигания проскакивает электрическая искра – и смесь воспламеняется. Сразу после этого она начинает активно расширяться и сильно давит на поршень, который находится в ВМТ. Другого выхода для энергии сгорания нет, так как оба клапана плотно закрыты. Под давлением поршень вынужден двигаться вниз, передавая свое движение через шатун на коленвал (а именно – на свой кривошип), заставляя его вращаться. Именно это вращение и заставляет в конечном итоге двигаться автомобиль. Коленвал за время совершения третьего такта проворачивается еще на пол-оборота.

Последний, четвертый такт рабочего цикла двигателя – выпуск отработанных (выхлопных) газов. Он начинается в тот момент, когда после третьего такта поршень достигает НМТ и вновь начинает подниматься вверх. При этом под воздействием соответствующего кулачка распредвала открывается выпускной клапан, и двигающийся вверх поршень выдавливает отработанные газы из цилиндра. После этого выпускной клапан под воздействием пружин закрывается. Затем выхлопные газы через глушитель и выхлопную трубу выводятся в атмосферу.

Завершается четвертый такт, когда поршень достигает ВМТ и закрывается выпускной клапан. За время совершения этого такта коленвал проворачивается еще на пол-оборота. Соответственно, за четыре такта работы двигателя внутреннего сгорания (т. е. за один рабочий цикл) коленчатый вал делает два полных оборота. После этого вновь начинается первый такт и т. д.

Что такое газораспределительный механизм?

Газораспределительный механизм (сокращенно ГРМ) предназначен для обеспечения поступления горючей смеси в цилиндры двигателя, а также выпуска отработавших газов. ГРМ включает в себя распределительный вал, рычаги, ремень или цепь ГРМ, впускные и выпускные клапана с возвратными пружинами, впускные и выпускные каналы.

Распределительный вал (сокращенно – распредвал, рис. 2.5) располагается в головке блока цилиндров, вдоль ее верхней части. Главными функциональными элементами распредвала являются кулачки, число которых соответствует общему числу всех клапанов (как впускных, так и выпускных). Распредвал установлен относительно клапанов так, что каждому из них соответствует свой кулачок. Когда распредвал вращается, его кулачки в определенной последовательности давят на соответствующие клапана, и те своевременно открываются. Когда кулачок перестает давить на клапан, он под воздействием возвратной пружины становится на прежнее место, герметично закрывая отверстие.

Рис. 2.5. Распределительный вал

Другими словами, распредвал обеспечивает своевременное и согласованное с движением поршней в цилиндрах открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Поэтому впускной клапан откроется именно в самом начале первого такта, когда поршень находится в ВМТ, и закроется сразу, как только поршень достигнет НМТ. А выпускной клапан откроется точно в конце третьего такта, когда поршень еще находится в НМТ, и плотно закроет отверстие сразу, как только он достигнет ВМТ.

Энергию вращения распредвал получает от коленвала, с которым он соединен либо цепью, либо зубчатым ремнем ГРМ (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Зубчатый ремень газораспределительного механизма

На конце распредвала для этого установлена специальная шестерня, а на конце коленчатого вала – либо зубчатый шкив, либо звездочка. Что именно используется в ГРМ – ремень или цепь, зависит от конкретной модели автомобиля.

Примечание

Цепь все время должна быть натянута соответствующим образом, и для этого применяется специальный натяжитель, который монтируется в комплекте с башмаком. Если же в автомобиле применяется ремень ГРМ, то его требуемое натяжение обеспечивается с помощью соответствующего натяжного ролика.

Учтите, что разрыв цепи или ремня ГРМ грозит серьезной поломкой мотора (будут погнуты клапана и др.), в результате чего придется делать сложный и дорогостоящий капитальный ремонт. Обычно ремень ГРМ выдерживает пробег порядка 60 000 км, а цепь считается более надежной. Также очень важными деталями являются ролики ремня ГРМ – они со временем изнашиваются, и их также необходимо своевременно менять (поломка ролика чревата тем же, что и разрыв ремня ГРМ).

Назначение кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм (сокращенно КШМ) обеспечивает преобразование поступательно-вращательного движения поршня внутри цилиндра во вращательное движение коленчатого вала двигателя. У стандартного четырехцилиндрового мотора КШМ включает в себя блок цилиндров с картером, головку блока цилиндров, поддон картера двигателя, поршни в комплекте с поршневыми кольцами и пальцами, шатуны (на которых крепятся поршни), коленчатый вал и маховик.

Главная часть КШМ (да и двигателя вообще) – это блок цилиндров. Он состоит не только из цилиндров (рис. 2.7) и деталей поршневой группы, но и целого ряда прочих элементов: каналов, заглушек, подшипников, сверлений. Коленвал, который установлен на специальных подшипниках, вращается именно в блоке цилиндров.

Рис. 2.7. Цилиндры двигателя внутреннего сгорания

Внизу блока цилиндров расположен картер. Внутри блока цилиндров во время работы двигателя постоянно циркулирует охлаждающая жидкость: летом это может быть простая вода, в холодный же сезон необходимо использовать тосол или антифриз. Также внутри блока цилиндров проходят масляные каналы, которые относятся к системе смазки двигателя.

Примечание

Немалая доля навесного моторного оборудования монтируется именно на блоке цилиндров, и при включенном двигателе работает с ним как единое целое.

Что касается назначения и принципа работы поршня и иных деталей поршневой группы, то об этом мы уже говорили выше. Напомним лишь, что под силой мощного давления, которое образуется в цилиндре после сгорания рабочей смеси, поршень движется вниз и передает свое движение через шатун (на котором он установлен) на коленчатый вал, образуя тот самый крутящий момент, с помощью которого автомобиль и приводится в движение.

Знайте, что двигатель внутреннего сгорания работает в довольно жестком режиме. На холостых оборотах (т. е. когда мотор работает, но машина стоит на месте, находясь на нейтральной передаче) коленчатый вал вращается со скоростью 600–900 оборотов в минуту (или около 10–16 оборотов в секунду). Во время движения со средней скоростью мотор работает еще интенсивнее, и коленчатый вал крутится со скоростью от 2000 до 3000 оборотов в минуту. А у современных спортивных авто скорость вращения коленвала может зашкаливать за 200 оборотов в секунду (10 00013 000 оборотов в минуту).

Следовательно, поршни в цилиндрах перемещаются вверх-вниз очень быстро. Ранее мы уже отмечали, что за один полный оборот коленвала поршень успевает дважды пройти расстояние между ВМТ и НМТ. Так вот: эти движения он выполняет буквально за какие-то доли секунды. Если к этому добавить мощное давление, а также высокую температуру в каждом цилиндре, то условия работы двигателя внутреннего сгорания можно назвать экстремальными.

Система смазки

Для работы двигателя внутреннего сгорания необходимо обеспечение тщательной смазки всех его трущихся элементов – в противном случае он будет выходить из строя чуть ли не моментально. Для этого предназначена система смазки двигателя, с которой мы здесь кратко и познакомимся.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания включает в себя перечисленные ниже элементы.

• Маслоналивная горловина.

• Масляный фильтр.

• Поддон картера.

• Масляный насос с маслоприемником.

• Редукционный клапан с пружиной.

• Каналы для доставки масла под давлением.

Маслоналивная горловина находится вверху двигателя и предназначена для залива масла при его замене или добавления масла при его недостаточном количестве. Для удобства в маслоналивную горловину можно вставлять воронку.

Масляный фильтр (рис. 2.8) необходим для очистки моторного масла от всяких примесей (металлической стружки, опилок и др.). Очистка масла должна производиться перед его подачей в систему, поэтому масляный фильтр находится сразу после масляного насоса. Масляный фильтр следует периодически менять – одновременно с заменой моторного масла.

Рис. 2.8. Масляный фильтр

Находящееся в двигателе моторное масло хранится в поддоне картера. При заливке масла через горловину оно проходит через двигатель и опускается в этот поддон, который находится непосредственно под двигателем.

Важно

Количество масла в двигателе должно находиться в пределах установленного минимума и максимума. Если моторного масла недостаточно, то детали двигателя быстро выйдут из строя, если же его слишком много – то в системе возникнет повышенное давление масла, что, в свою очередь, может повлечь за собой другие неисправности. Поэтому и при недостаточном, и при избыточном количестве масла эксплуатировать двигатель нельзя.

Для проверки уровня моторного масла имеется специальный металлический щуп, который вставлен в отверстие картера двигателя. На щупе нанесены две пометки – минимального (min) и максимального (max) уровня масла. Учтите, что проверять уровень масла нужно не ранее, чем через 7-10 минут после выключения двигателя. В противном случае оно не успеет полностью стечь в поддон, и, следовательно, на щупе отобразится недостоверная информация об уровне масла (создастся впечатление, что его слишком мало). Учтите, что сколько-то моторного масла постоянно сгорает в двигателе – это нормально. Принято считать, что предельно допустимый расход масла должен составлять не более 2,5 % от объема израсходованного топлива в старых автомобилях, и не более 1,25 % – в новых автомобилях.

Многие новички игнорируют тот факт, что используемое моторное масло должно соответствовать климату и температуре окружающего воздуха. В частности нельзя в двадцатиградусный мороз заливать в мотор масло, предназначенное для эксплуатации в летнее время года, поскольку в морозную погоду оно будет недостаточно вязким, а это быстро приведет к преждевременному износу деталей двигателя.

Помни об этом

На этикетке банки с моторным маслом всегда стоит обозначение вязкости масла (оно находится после букв SAE). Зимние сорта масла обозначаются буквой W, которая может быть как заглавной, так и строчной (например, SAE 10 W, SAE 15 w и т. д.). Что касается летних сортов, что у них никакая дополнительная буква не ставится (SAE 30 и т. д.). В последние годы получили широкое распространение всесезонные сорта масла; у них в маркировке сначала следует зимний показатель, а после него – летний (например, SAE 10 W-50, SAE 15 W/50 и т. д.).

Для обеспечения подачи масла к трущимся деталям двигателя предназначен специальный прибор – масляный насос. С механической точки зрения масляный насос устроен несложно: он состоит из двух шестерен и имеет привод от коленвала двигателя. Коленвал приводит в движение шестерни масляного насоса, которые своими зубьями нагнетают масло в главную масляную магистраль.

Еще один важный элемент системы смазки – редукционный клапан с пружиной. Он необходим для предотвращения возникновения избыточного давления в масляных каналах двигателя. Когда это давление становится слишком высоким, пружина сжимается и часть масла вытекает из масляных каналов обратно в поддон картера.

В современных двигателях внутреннего сгорания часть деталей смазывается под давлением, а часть – с помощью масляных брызг и масляного тумана, которые образуются естественным путем в процессе работы двигателя. Такая система смазки, в которой используются разные способы подачи масла, называется комбинированной. Детали, которые в процессе работы двигателя испытывают наибольшую нагрузку и являются сильно трущимися (например, подшипники распределительного и коленчатого валов), смазываются маслом под давлением, а все остальные детали – путем его разбрызгивания.

Когда вращается коленвал, его кривошипы с размаху «ныряют» в моторное масло, находящееся в поддоне картера. При этом масло сильно разбрызгивается. Масляные брызги, а также масляный туман, который возникает в результате очень быстрого вращения коленвала, обильно оседают на внутренней поверхности цилиндров, на детали шатунно-поршневой группы и газораспределительного механизма. В результате получается, что все эти детали очень обильно смазываются маслом (можно даже сказать – поливаются), что обеспечивает их продолжительную работу и высокую износостойкость.

На панели приборов любого автомобиля имеется красная лампочка давления масла. Обычно она загорается, когда водитель включает зажигание, но после запуска мотора она должна погаснуть. Если лампочка давления масла горит при работающем двигателе – его необходимо срочно заглушить и выяснить причину: вероятнее всего, в системе смазки недостаточно масла. Причины этому могут быть разные: повреждение прокладки головки блока цилиндров, плохо затянутая сливная пробка в поддоне картера, износ сальников, повреждение наружных маслопроводных шлангов, износ подшипников коленчатого вала, износ масляного насоса и др.

Повышенный расход масла может быть вызван износом деталей кривошипно-шатунного механизма. Проверьте состояние выхлопных газов: если из выхлопной трубы идет голубой или синий дым – значит, двигатель серьезно неисправен. Если выхлопные газы бесцветны либо чуть заметны – скорее всего, все в порядке.

Определить, подтекает ли моторное масло из системы смазки, можно по характерным следам на асфальте в том месте, где стоял автомобиль (точнее – под двигателем). Вы можете без особых проблем установить место подтекания, но вот устранить его причину – вряд ли: в чем бы она ни заключалась, это будет сложный и трудоемкий процесс, и ремонт придется делать на станции технического обслуживания.

Все моторное масло делится на три вида: минеральное, полусинтетическое и синтетическое. Минеральное масло производится из нефти, полусинтетическое содержит искусственные добавки, а синтетическое является полностью искусственным. Самым высококачественным является синтетическое масло, далее идет «полусинтетика», и затем – минеральное масло.

Система питания

Система питания – неотъемлемая часть любого двигателя внутреннего сгорания. Она предназначена для решения перечисленных ниже задач.

• Хранение топлива.

• Очистка топлива и подача его в двигатель.

• Очистка воздуха, используемого для приготовления горючей смеси.

• Приготовление горючей смеси.

• Подача горючей смеси в цилиндры двигателя.

• Вывод отработавших (выхлопных) газов в атмосферу.

Система питания легкового автомобиля включает в себя следующие элементы: топливный бак, топливные шланги, топливный фильтр (их может быть несколько), топливный насос, воздушный фильтр, карбюратор (инжектор или иной прибор, используемый для приготовления горючей смеси). Отметим, что в современных автомобилях карбюраторы используются довольно редко.

Топливный бак располагается внизу или в задней части автомобиля: эти места наиболее безопасны. Топливный бак соединяется с прибором, который создает горючую смесь, посредством топливных шлангов, которые проходят почти через весь автомобиль (обычно – по днищу кузова).

Однако любое топливо должно пройти предварительную очистку, которая может включать в себя несколько степеней. Если вы заливаете топливо из канистры – используйте воронку с сетчатым фильтром. Помните, что бензин обладает большей текучестью, чем вода, поэтому для его фильтрации можно использовать совсем мелкие сетки, у которых ячейки почти не видны. Если ваш бензин содержит примесь воды, то после фильтрации через тонкую сетку вода останется на ней, а бензин – просочится.

Это должен знать каждый

Помните, что любые примеси, содержащиеся в топливе (пыль, песок, вода, вязкие компоненты, грязь и т. п.), могут в короткий срок вывести систему питания из строя.

Очистка топлива при заливке его в топливный бак называется предварительной очисткой или первой степенью очистки – потому, что на пути топлива до двигателя оно еще не раз пройдет подобную процедуру.

Вторая степень очистки производится с использованием специальной сетки, находящейся на топливозаборнике внутри топливного бака. Даже если на первой стадии очистки в топливе остались какие-то примеси, то они будут удалены на втором этапе.

Для наиболее качественной (тонкой) очистки топлива, поступающего в топливный насос, применяется топливный фильтр (рис. 2.9), находящийся в моторном отсеке. Кстати, в некоторых случаях фильтр устанавливается и до, и после топливного насоса – с целью улучшения качества очистки поступающего в двигатель топлива.

Рис. 2.9. Топливный фильтр

Важно

Топливный фильтр следует менять через каждые 15 000-25 000 км пробега (в зависимости от конкретной марки и модели автомобиля).

Для обеспечения подачи топлива в двигатель используется топливный насос. Обычно он включает в себя следующие детали: корпус, диафрагма с приводным механизмом и пружиной, впускной и выпускной (нагнетательный) клапаны. Также в насосе присутствует еще один сетчатый фильтр: он обеспечивает последнюю, четвертую стадию очистки топлива перед подачей его в двигатель. Среди прочих деталей топливного насоса отметим шток, нагнетательный и всасывающий патрубки, рычаг ручной подкачки топлива и др.

Топливный насос может приводиться в действие от валика привода масляного насоса либо от распределительного вала двигателя. При вращении любого из этих валов находящийся на них эксцентрик оказывает давление на шток привода топливного насоса. Шток, в свою очередь, давит на рычаг, а рычаг – на диафрагму, в результате чего та опускается вниз. После этого над диафрагмой образуется разряжение, под влиянием которого впускной клапан преодолевает усилие пружины и открывается. В результате определенная порция топлива засасывается из топливного бака в пространство над диафрагмой.

Когда затем эксцентрик «отпускает» шток топливного насоса, рычаг перестает давить на диафрагму, в результате чего за счет жесткости пружины та поднимается вверх. При этом образуется давление, под действием которого впускной клапан плотно закрывается, а нагнетательный – открывается. Топливо над диафрагмой направляется в карбюратор (или иной прибор, используемый для приготовления горючей смеси – например, инжектор). Когда эксцентрик в очередной раз начинает давить на шток, топливо всасывается и процесс повторяется заново.

Однако очищать следует не только топливо, но и воздух, используемый для приготовления горючей смеси. Для этого используется специальный прибор – воздушный фильтр. Он устанавливается в специальный корпус после воздухозаборника и закрывается крышкой (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Под этой крышкой находится воздушный фильтр, справа виден толстый шланг воздухозаборника

Воздух, проходя через фильтр, оставляет на нем весь содержащийся мусор, пыль, примеси и т. д., и для приготовления горючей смеси используется уже в очищенном виде.

Помни об этом

Воздушный фильтр является расходным материалом, который следует менять через определенный пробел (обычно 10 000-15 000 км). Засорившийся фильтр затрудняет прохождение через него воздуха. Это становится причиной перерасхода топлива, поскольку горючая смесь будет содержать много топлива и мало воздуха.

Очищенные компоненты горючей смеси (бензин и воздух) каждый своей дорогой поступают в карбюратор или иной прибор, специально предназначенный для создания горючей смеси из паров бензина и воздуха. Готовая смесь подается в цилиндры двигателя.

Примечание

Карбюратор автоматически регулирует состав горючей смеси (соотношение паров бензина и воздуха), а также ее количество, подаваемое в цилиндры, в зависимости от режима работы двигателя (холостой ход, размеренная езда, ускорение и др.). Как мы уже отмечали ранее, на современных автомобилях карбюраторы используются редко (всем управляет электроника, самый известный такой прибор – инжектор), но советские и российские автомобили (ВАЗ, АЗЛК, ГАЗ, ЗАЗ) выпускались с карбюратором. Поскольку на таких авто и сегодня ездит пол-России, мы далее подробно рассмотрим принцип работы и устройство карбюратора.

Карбюратор (рис. 2.11) состоит из большого количества разных деталей и включает в себя ряд систем, необходимых для стабильной работы двигателя.

Рис. 2.11. Карбюратор

Ключевыми элементами типового карбюратора являются: поплавковая камера, поплавок с игольчатым запорным клапаном, смесительная камера, распылитель, воздушная заслонка, дроссельная заслонка, диффузор, топливные и воздушные каналы с жиклерами.

В общем случае принцип производства горючей смеси в карбюраторе выглядит так.

Когда поршень при впуске в цилиндр горючей смеси начинает двигаться от ВМТ к НМТ, над ним в соответствии с законами физики образуется разряжение. Соответственно, струя воздуха после предварительной очистки с помощью воздушного фильтра и прохождения через карбюратор поступает в эту зону (иными словами, ее туда засасывает).

При прохождении очищенного воздуха через карбюратор из поплавковой камеры через распылитель всасывается топливо. Этот распылитель расположен в самом узком месте смесительной камеры, называемом «диффузор». Входящим потоком очищенного воздуха бензин, вытекающий из распылителя, как бы «дробится», после чего смешивается с воздухом, и происходит так называемое первоначальное смешивание. Окончательное же перемешивание бензина с воздухом осуществляется на выходе из диффузора, а затем горючая смесь поступает в цилиндры двигателя.

Другими словами, в карбюраторе для получения горючей смеси применяется принцип обычного пульверизатора.

Однако мотор будет работать стабильно и надежно лишь тогда, когда в поплавковой камере карбюратора уровень бензина будет постоянным. Если он поднимется выше установленного предела, то в смеси будет слишком много топлива. Если же уровень бензина в поплавковой камере ниже установленного предела – горючая смесь будет слишком бедной. Для решения этой проблемы в поплавковой камере предназначен специальный поплавок, а также игольчатый запорный клапан. Когда бензина в поплавковой камере остается слишком мало, то поплавок опускается вместе с игольчатым запорным клапаном, позволяя тем самым бензину беспрепятственно поступать в камеру. Когда топлива становится достаточно, поплавок всплывает и клапаном перекрывает путь поступления бензина. Чтобы наглядно увидеть этот принцип «в действии», посмотрите на работу простого сливного бачка в туалете.

Чем сильнее водитель нажимает на педаль газа, тем больше открывается дроссельная заслонка (в исходном положении она закрыта). При этом в карбюратор поступает больше бензина и воздуха. Чем больше водитель отпускает педаль газа, тем сильнее закрывается дроссельная заслонка, и в карбюратор поступает меньше бензина и воздуха. Мотор работает менее интенсивно (падают обороты), поэтому крутящий момент, передаваемый на колеса автомобиля, уменьшается, соответственно – автомобиль снижает скорость.

Но даже при полном отпускании педали газа (и закрытии дроссельной заслонки) мотор не заглохнет. Это объясняется тем, что при работе двигателя на холостых оборотах применяется другой принцип. Сущность его состоит в том, что карбюратор оборудован каналами, специально предназначенными для того, чтобы воздух мог проникнуть под дроссельную заслонку, смешиваясь по пути с бензином. При закрытой дроссельной заслонке (на холостых оборотах) воздух вынужденно попадает в цилиндры через эти каналы. При этом он «высасывает» бензин из топливного канала, перемешивается с ним, и эта смесь поступает в поддроссельное пространство. В этом пространстве смесь окончательно принимает требуемое состояние и поступает в цилиндры двигателя.

Примечание

Для большинства двигателей при работе на холостом ходу оптимальная скорость вращения коленвала составляет 600–900 оборотов в минуту.

В зависимости от текущего режима работы мотора карбюратор готовит горючую смесь требуемого качества. В частности при пуске остывшего мотора горючая смесь должна содержать больше топлива, чем при работе прогретого двигателя. Стоит отметить, что самый экономичный режим работы двигателя – это ровная езда на самой высокой передаче на скорости примерно 60–90 км/ч. При движении в таком режиме карбюратор создает обедненную горючую смесь.

Примечание

Автомобильные карбюраторы могут иметь разные модели и варианты исполнения. Здесь мы не будем приводить описание карбюраторов разных модификаций, так как нам достаточно иметь хотя бы общее представление о работе карбюратора. Подробную информацию о том, как функционирует карбюратор в конкретном автомобиле, можно найти в руководстве по эксплуатации и ремонту этой машины.

Как мы уже отмечали выше, в процессе работы двигателя внутреннего сгорания образуются выхлопные газы. Они представляют собой продукт сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

Именно выхлопные газы выводятся из цилиндра во время последнего, четвертого такта его рабочего цикла, который так и называется – выпуск. Затем они выводятся в атмосферу. Для этого в каждом автомобиле существует механизм выпуска отработанных газов, который является частью системы питания. Причем его задачей является не только отвод их из цилиндров и выпуск в атмосферу, что само собой, но и уменьшение шума, которым сопровождается данный процесс.

Дело в том, что выпуск отработанных газов из цилиндра двигателя сопровождается очень громким шумом. Он настолько силен, что без глушителя (специального прибора, поглощающего шумы, рис. 2.12) эксплуатация автомобилей была бы невозможной: рядом с работающим автомобилем невозможно было бы находиться из-за производимого им шума.

Рис. 2.12. Глушитель

Механизм выпуска отработанных газов стандартного автомобиля включает в себя следующие составные элементы:

• выпускной клапан;

• выпускной канал;

• приемная труба глушителя (на водительском сленге – «штаны»);

• дополнительный глушитель (резонатор);

• основной глушитель;

• соединительные хомуты, с помощью которых части глушителя соединяются между собой.

Во многих современных автомобилях, кроме перечисленных элементов, используется также специальный катализатор нейтрализации выхлопных газов. Название прибора говорит само за себя: он предназначен для сокращения количества вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобиля.

Механизм выпуска отработанных газов работает довольно просто. Из цилиндров двигателя они поступают в приемную трубу глушителя, которая соединена с дополнительным глушителем, а тот, в свою очередь – с основным глушителем (концом которого является выхлопная труба, торчащая сзади автомобиля). Резонатор и основной глушитель внутри имеют довольно сложную структуру: так находятся многочисленные отверстия, а также небольшие камеры, которые расположены в шахматном порядке, в результате чего образуется сложный запутанный лабиринт. Когда выхлопные газы проходят по этому лабиринту, они намного снижают свою скорость и выходят из выхлопной трубы практически бесшумно.

Отметим, что выхлопные газы автомобиля содержат множество вредных веществ: окись углерода (так называемый угарный газ), окись азота, соединения углеводородов и др. Поэтому никогда не прогревайте автомобиль в закрытом помещении – это смертельно опасно: известно очень много случаев, когда люди погибали в собственных гаражах от угарного газа.

Система зажигания

Воспламенение рабочей смеси в камере сгорания происходит по двум причинам: во-первых – из-за возникшего высокого давления (напомним, что поршень при достижении ВМТ сильно сжимает рабочую смесь), а также благодаря появлению в нужный момент электрической искры между электродами свечи зажигания. Система зажигания, которая также является неотъемлемой частью двигателя внутреннего сгорания, обеспечивает своевременное воспламенение рабочей смеси.

Конец ознакомительного фрагмента.