Der Aufbau eines Pkw. So funktioniert ein Auto: Diagramm, Funktionsprinzip und Funktionen

IN in letzter Zeit Hier und da stoße ich auf Beiträge zu Automobilthemen, die oft aus dem Kontext gerissen sind und keine klaren Erklärungen enthalten, wie zum Beispiel der aktuelle Beitrag zum aktiven Differenzial.
Aus diesem Grund habe ich beschlossen, die Funktionsprinzipien der Hauptkomponenten und Baugruppen in einem separaten Beitrag aufzunehmen moderne Autos Mobiltelefone, Erklärungen soweit möglich mit Videos und Bildern.
Urteilen Sie nicht streng, ich bin im Allgemeinen kein Autoexperte, aber ich habe nicht die Aufgabe gestellt, einen Artikel für einen Automechaniker zu schreiben, ich möchte nur die Grundprinzipien auf einfache Weise für diejenigen erklären, die sich nicht auskennen das weiß man überhaupt.
Ihre Ergänzungen und Korrekturen in den Kommentaren sind willkommen.
Leider ist die Anzahl der pro Tag veröffentlichten Videos auf den Chips begrenzt, daher werde ich Links zu den Videos bereitstellen, anstatt sie in den Artikel einzufügen. Sie müssen kopiert und in die Adressleiste des Browsers eingefügt werden. Das ist nicht praktisch, aber ich weiß nicht, wie ich es umgehen kann.

Allgemeines Diagramm des Motorbetriebs interne Verbrennung

Beginnen wir mit dem Motor.

https://youtu.be/ET6V9QeA-WE
Hier grundsätzlich keine Kommentare - alles ist elementar. Alle Kommentare im Video.

Das Funktionsprinzip eines echten Verbrennungsmotors

https://youtu.be/3jAI86BFDHA
Dieses Video untersucht anschaulich das Betriebsdiagramm eines 16-Zylinder-Vierzylinders Ventilmotor Ford. Das Betriebsdiagramm des Gasverteilungssystems wird detailliert analysiert. Dargestellt ist der Betrieb aller 4 Motorzyklen:
1. Einlass: Die Einlassventile öffnen sich, blau zeigt das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das vom grünen Injektor im Ansaugkrümmer durch die geöffneten Einlassventile in den Brennraum gefördert wird. Der Kolben bewegt sich nach unten und erzeugt einen Unterdruck, durch den das Gemisch in den Zylinder gesaugt wird
2. Kompression: Alle Ventile sind geschlossen und der Kolben bewegt sich aus seiner niedrigsten Position nach oben, wodurch das Gemisch komprimiert wird. Das Verhältnis des Kammervolumens in der niedrigsten Position des Kolbens und in der höchsten Position wird übrigens als Kompressionsverhältnis bezeichnet. Nicht zu verwechseln mit Komprimierung. Kompression – hängt vom Grad der Kompression, von der Art des komprimierten Gases und von den Kompressionsbedingungen ab, sie wird nach einer cleveren Formel berechnet – das ist jetzt nicht wichtig.
Es gibt verschiedene Typen Kraftstoffe: Benzin mit unterschiedlicher Oktanzahl, Erdgas, Dieselkraftstoff und jeder Motor bzw. sein Verdichtungsverhältnis ist für eine bestimmte Kraftstoffart ausgelegt. Der Punkt ist das verschiedene Arten Bei der Komprimierung haben Kraftstoffe eine Detonationsschwelle, also eine Selbstentzündung. IN Benzinmotoren Es darf keine Detonation auftreten (das Gemisch wird mit Zündkerzen gezündet), denn Dies wird zu seiner Zerstörung führen. Dieselmotoren hingegen arbeiten nach dem Detonationsprinzip. Designer streben danach, das Verdichtungsverhältnis von Benzinmotoren zu erhöhen, weil Dies erhöht ihre Effizienz, erfordert aber gleichzeitig die Verwendung von Benzin mit einer höheren Oktanzahl, weil Die Oktanzahl gibt die Detonationsfestigkeit von Benzin an: Eine höhere Oktanzahl bedeutet eine größere Detonationsfestigkeit. Wenn Sie beispielsweise 80-Oktan-Benzin in ein Auto füllen, das für 95-Oktan-Benzin ausgelegt ist, hören Sie ein charakteristisches Geräusch und eine Vibration, die darauf hinweisen, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch explodiert, d Stecker. In diesem Fall funktioniert der Motor irgendwie noch, fällt aber schnell aus.
Dieselmotoren werden mit schwereren Fraktionen der Ölraffinierung betrieben - Dieselkraftstoff. Seine Eigenschaften sind so, dass es sich bei externer Zündung nicht gut entzündet (Sie können versuchen, etwas Dieselkraftstoff einzufüllen und es mit einem Streichholz anzuzünden – es leuchtet auf, aber es flammt sehr langsam auf, im Gegensatz zu Benzin, wo es nur Zeit hat abprallen), aber durch die Kompression zündet es sehr gut. Bei Dieselmotoren ist das Verdichtungsverhältnis im Gegensatz zu Benzinmotoren im Durchschnitt doppelt so hoch und es gibt kein Zündsystem, da sich der Kraftstoff, wie bereits erwähnt, durch die Verdichtung spontan entzündet. Ansonsten ähnelt der Motoraufbau dem eines Benzinmotors.
3. Zündung: Dies ist eigentlich kein Schlaganfall, aber der Übersichtlichkeit halber habe ich ihn nummeriert. In der obersten Stellung wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch Zündkerzen gezündet und das Gemisch entzündet sich. Der Zündzeitpunkt wird als Zündzeitpunkt bezeichnet. IN moderne Autos Sie wird vom elektronischen Steuergerät des Motors je nach Fahrbedingungen dynamisch eingestellt. Bei Dieselmotoren, weil Es gibt keine Zündung, aber der Zündzeitpunkt muss gesteuert werden. Anstelle des Zündzeitpunkts wird der Einspritzzeitpunkt verwendet. Tatsache ist, dass beim Einspritzen eines Dieselmotors in den Zylinder nicht das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder gesaugt wird, sondern nur Luft, die oft durch eine Turbine unter Druck gesetzt wird, um zuzunehmen Motoreffizienz, und im Moment der äußersten oberen Position des Kolbens wird Kraftstoff durch die Düsen in die Kammer eingespritzt, der sich sofort entzündet und ein Schubmoment für den Kolben erzeugt.
4. Krafthub: Nach der Zündung erzeugen die entzündeten Dämpfe des Luft-Kraftstoff-Gemisches einen Überdruck, der den Kolben drückt.
5. Veröffentlichung. Der Kolben befindet sich in seiner tiefsten Position. In diesem Moment öffnen sich die Auslassventile und bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens werden die Abgasdämpfe in den Abgaskrümmer und weiter in die Abgasanlage geleitet, wo sie bei modernen Autos zusätzlich einen Katalysator passieren, der CO, CH oxidiert und CN in weniger schädliche Verbindungen.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist das Gasverteilungssystem. Es besteht aus einer oder mehreren Nockenwellen, Ventilen, einem Riemen oder einer Kette und einigen kleineren Komponenten. Das Video zeigt deutlich zwei Verteilervasen mit Nocken und einer Kette, mit der sie verbunden sind Kurbelwelle Motor, um alle Ventilsteuerzeiten zu koordinieren. Das heißt, es ist sehr wichtig, dass ein bestimmtes Ventil zu einem bestimmten Zeitpunkt öffnet. In modernen Autos werden zur Effizienzsteigerung sogenannte variable Ventilsteuerungssysteme eingesetzt. Ich werde nicht näher darauf eingehen. Lassen Sie mich nur sagen, dass diese Systeme zwischen der Nockenwellenantriebskette und den Nockenwellen selbst eingebaut sind und es Ihnen ermöglichen, die Ventilöffnungsphasen während des Einlasses elektronisch zu ändern. Tatsache ist, dass der Graph der Abhängigkeit des Drehmoments von der Motordrehzahl eine nahezu glockenförmige Form hat, das heißt, das maximale Drehmoment tritt in einem sehr engen Drehzahlbereich auf Kurbelwelle Motor. Durch die Verwendung solcher Systeme mit variabler Ventilsteuerung ist es möglich, ein bestimmtes „Regal“ des Drehmoments zu erreichen, d. h. einen Bereich von Motordrehzahlen, bei dem das Drehmoment maximal oder nahezu maximal ist. Variable Ventilsteuerungssysteme für verschiedene Automobilunternehmen werden unterschiedlich genannt: CVVT, VANOS, VVT-i, VCP und andere. Bei Interesse können Sie diese separat nachlesen.
Das ist alles, was ich zum Motor sagen wollte. Lass uns weitermachen.

Getriebe

Warum wird es überhaupt benötigt? Wer antwortet gleich? Ich habe oben bereits gesagt, dass bei Verbrennungsmotoren (im Gegensatz zu Elektromotoren übrigens) die Drehmomentgrenze sehr eng ist, d. 2500 bei Diesel) und die Drehzahl der Fahrzeugräder liegt zwischen 0 und mehreren tausend U/min. Daher ist es notwendig, das Übersetzungsverhältnis zwischen der Motorkurbelwelle und den Radantriebswellen zu ändern, um die Motordrehzahl im Bereich des maximalen Drehmoments zu halten.
Dafür ist es da. Was sind sie?
1. Mechanisch – das Übersetzungsverhältnis wird vom Fahrer selbst eingestellt
2. Automatisch – die Übersetzungsverhältnisse werden vom Getriebe selbst auf der Grundlage der Informationen von Sensoren geregelt.
Automatische wiederum sind unterteilt in:
A. Hydromechanisch
B. Stufenlos (variabel)
V. Roboter.

Über jeden in der richtigen Reihenfolge.

Kupplung Schaltgetriebe

https://youtu.be/qTlxN6mV2BY

Es ist notwendig, die Funktionsweise eines Schaltgetriebes anhand des Funktionsprinzips der Kupplung zu berücksichtigen. Die Kupplung wird benötigt, um beim Gangwechsel und beim Anfahren die Drehmomentzufuhr vom Motor zu den Rädern zu unterbrechen. Weitere Informationen finden Sie im Video.

Schaltgetriebe

https://youtu.be/CIxuNKXZFbM

Nun, in diesem Video wird meiner Meinung nach ausführlich erklärt, wie das Getriebe selbst und die Synchronisierungen funktionieren. Das Video ist alt, aber die Funktionsprinzipien des Schaltgetriebes bleiben gleich.
Lass uns weitermachen.

Drehmomentwandler für Automatikgetriebe.

So wie ich bei einem Schaltgetriebe mit der Kupplung begonnen habe, beginne ich bei einem Automatikgetriebe mit dem, was seine Funktion erfüllt – dem Drehmomentwandler.
Ein Drehmomentwandler ist eine Art Flüssigkeitskupplung (ein Gerät, das das Drehmoment nicht direkt, sondern durch Reibung mit einer Flüssigkeit überträgt), die es dem Motor ermöglicht, sich unabhängig vom Getriebe zu drehen. Wenn der Motor langsam dreht, z. B. wenn das Fahrzeug fährt Leerlauf An einer roten Ampel ist das über den Drehmomentwandler übertragene Drehmoment sehr gering und reicht aus, um das Auto mit nur leichtem Druck auf das Bremspedal an Ort und Stelle zu halten.
Der Drehmomentwandler besteht aus 3 Hauptelementen
1. Pumpenrad – starr mit dem Drehmomentwandlergehäuse verbunden, das wiederum starr mit dem Motorschwungrad und der Kurbelwelle verbunden ist.
2. Turbinenrad – starr mit der Getriebeeingangswelle verbunden
3. Der Stator bzw. die Drossel ist der geheimnisvollste Teil des Drehmomentwandlers, der ihn von der Flüssigkeitskupplung unterscheidet. Bei einer herkömmlichen Flüssigkeitskupplung wird das Drehmoment von der Pumpe über Öl auf die Turbine übertragen, also nicht starr, sondern schlupfend. Aus diesem Grund ist die Effizienz einer solchen Kupplung nicht groß, weil Ein Teil der Energie wird für das Rutschen aufgewendet.
Funktionsprinzip:
Die Pumpe im Drehmomentwandler ist eine Art Kreiselpumpe. Während es rotiert, bewegt sich die Flüssigkeit gerichtet von der Mitte zu den Rändern, ähnlich wie bei einer rotierenden Trommel Waschmaschine Während des Schleuderns schleudert es Wasser und Kleidung an seinen Wänden entlang. Wenn die Flüssigkeit gleichzeitig vom Zentrum wegströmt, entsteht in diesem Zentrum ein Vakuum, das noch mehr Flüssigkeit anzieht.
Anschließend strömt die Flüssigkeit in die Turbinenschaufeln, die mit dem Getriebe verbunden sind. Es ist die Turbine, die das Getriebe zum Drehen bringt, was im Wesentlichen Ihr Auto antreibt. Wie gelangt also Flüssigkeit (genauer gesagt Öl) von der Pumpe zur Turbine?! Tatsache ist, dass diese Flüssigkeit, während sie von der Mitte zu den Rändern der Pumpe strömt, auf ihrem Weg auf die Pumpenflügel trifft, die so ausgerichtet sind, dass die Flüssigkeit um sie herum abprallt und entlang der Drehachse der Pumpe gelenkt wird Pumpe von ihr weg – zur Turbine, die sich gegenüber der Pumpe befindet.
Auch die Turbinenschaufeln sind leicht gebogen. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit, die von außen in die Turbine eindringt, ihre Richtung ändern muss und sich in die Mitte der Turbine bewegt. Es ist diese Richtungsänderung, die die Turbine in Rotation versetzt.
Um es noch einfacher zu machen, sich das Funktionsprinzip eines Drehmomentwandlers vorzustellen, stellen wir uns eine Situation vor, in der sich Raumventilatoren in geringem Abstand (z. B. etwa einem Meter) gegenüberstehen und einander gegenüberliegen – wenn Sie einen davon einschalten Dann treibt es durch seine gekrümmten Flügel Luft von sich weg zu dem ihm gegenüberliegenden Ventilator, der wiederum zu rotieren beginnt, weil seine Flügel ebenfalls gekrümmt sind und der Luftstrom sie alle in einem drückt Richtung (genau in die Richtung, in der sich die Lüfterwelle zu drehen beginnt) .
Aber es geht noch weiter: Die Flüssigkeit verlässt die Turbine in der Mitte und bewegt sich wieder in eine andere Richtung – die entgegengesetzte Richtung als die, in der sie einst in die Turbine eingetreten ist – also wieder in Richtung Pumpe. Und hier liegt das große Problem – Tatsache ist, dass Pumpe und Turbine aufgrund ihrer Konstruktion (genauer gesagt aufgrund der Konstruktion ihrer Schaufeln) in entgegengesetzte Richtungen rotieren, und wenn die Flüssigkeit zurück in die Pumpe gelangen kann, wird dies stark beeinträchtigt Warum hat der Drehmomentwandler einen Stator, der konstruktionsbedingt die Richtung der Ölbewegung ändert und so die Restenergie, die von der Turbine zur Pumpe zurückkehrt, in Aktion setzt – was dem Motor leicht hilft? Die Pumpe hochdrehen? Man kann sich das anhand der gleichen Zeichen gut vorstellen, wenn der Luftstrom, der durch den Slave-Lüfter strömt, zum Master-Lüfter auf der Rückseite umgeleitet wird. Rückmeldung, dann wird er seine Arbeit sozusagen zusätzlich unterstützen. Dieser Effekt ermöglicht es, das Drehmoment an der Turbine zu erhöhen. In der englischsprachigen Literatur heißt der Drehmomentwandler: Torque Converter – Drehmomentwandler.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Drehzahl der Turbine niemals gleich der Drehzahl der Pumpe sein wird und der Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers nicht einmal annähernd dem der mechanischen Getriebemechanismen entspricht, die das Drehmoment übertragen. Aus diesem Grund hat ein Auto mit Automatikgetriebe einen deutlich höheren Kraftstoffverbrauch. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, verfügen die meisten Autos über einen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung. Wenn die beiden Hälften des Drehmomentwandlers (Pumpe und Turbine) mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren müssen (dies geschieht zum Beispiel, wenn das Auto mit hoher Geschwindigkeit fährt), werden sie durch die Überbrückungskupplung fest miteinander verbunden, wodurch die Geschwindigkeit beseitigt wird verhindert ein Durchrutschen der Pumpe gegenüber der Turbine und erhöht so den Kraftstoffverbrauch. Es ist auch erwähnenswert, dass bei hoher Drehzahl, wenn die Drehzahlen von Pumpe und Turbine ungefähr gleich sind, der Stator beginnen würde, die freie Zirkulation des Öls von der Pumpe zur Turbine zu beeinträchtigen. Dazu wird es nicht starr am Getriebegehäuse, sondern an der Überholkupplung befestigt (in die eine Richtung dreht es sich frei, in die andere bleibt es hängen). Wenn der Ölstrom auf die Arbeitsfläche des Statorlaufrads gerichtet wird, funktioniert es wie oben erwähnt. Wenn die Turbine hochdreht, beginnt der Ölstrom, Druck auf die Rückseite ihres Laufrads auszuüben. In diesem Moment verkeilt sich die Überholkupplung und der Stator beginnt, sich frei in die gleiche Richtung wie die Turbine zu drehen, ohne den Ölstrom zu beeinträchtigen.
Trotz der offensichtlichen Mängel des Drehmomentwandlers hat sich diese Konstruktion als äußerst zuverlässig erwiesen. Bisher wurde meiner Meinung nach nichts Zuverlässigeres erfunden.
Es wurde viel gesagt und es ist nicht klar)) Unten habe ich ein Video bereitgestellt, in dem das alles klar, aber ohne Kommentare gezeigt wird.

Hydromechanisches Automatikgetriebe

//www.youtube.com/watch?v=vFWnY3acVvQ

Lass uns weitermachen.
Ok, das Drehmoment vom Motor wurde auf das Getriebe übertragen. Was kommt als nächstes?
Und dann der lustige Teil. Ein hydromechanisches Automatikgetriebe unterscheidet sich im Aufbau grundlegend von einem manuellen Schaltgetriebe. Es fehlen die üblichen Gangpaarungen. Stattdessen kommt ein Satz Planetengetriebe zum Einsatz.
Ihre Arbeit sowie die des Drehmomentwandlers werden im Video anschaulich dargestellt.
Das Video ist zwar alt, aus den 80er Jahren, aber seitdem hat sich nur das Prinzip der Steuerung der Automatikgetriebeelemente geändert. Früher funktionierte es ausschließlich hydraulisch, jetzt ist es komplett elektronisch: Informationen von Geschwindigkeitssensoren, Gaspedalstellung und anderen werden im elektronischen Steuergerät ausgewertet und es trifft Entscheidungen über den einzulegenden Gang. Die Anzahl der Gänge in einem Automatikgetriebe hängt von der Anzahl der Planetenräder und deren Verbindungen ab. Früher, als es keine strengen Umweltauflagen gab und Benzin billig war, wurden die Motoren leistungsstark gemacht und eine große Anzahl von Gängen im Automatikgetriebe war nicht erforderlich, weil Der Motor hatte genug Kraft, um ein breites Spektrum an Kurbelwellendrehzahlen zu bewältigen.
Die ersten Automatikgetriebe in Amerika hatten in den 50er Jahren nur 2 Gänge. Unser geliebter LIAZ 677 hatte übrigens ein Automatikgetriebe mit 2 Gängen. Damals, in den 70er Jahren, gab es drei davon, aber damals waren es 6-8-Liter-Motoren und es gab keine Probleme. In den 80er Jahren tauchten mit dem Anstieg der Ölpreise Kleinwagen mit 4 Gängen auf.
Moderne Autos verfügen über 6-8 Gänge oder mehr in Automatikgetrieben.

Variables Automatikgetriebe (CVT)

//www.youtube.com/watch?v=fZQj4a3lro8

Auch diese Getriebe verfügen über einen Drehmomentwandler, das Getriebe selbst ist jedoch konstruktiv anders.
Es gibt keine Getriebe. Stattdessen gibt es 2 Zapfenpaare, die aufeinander gerichtet sind. Ein Kegelpaar befindet sich auf der Antriebswelle, das zweite auf der Abtriebswelle. Die Kegel haben gegenüber den Wellen keine Torsionsfreiheit, können sich aber unter dem Einfluss von Servos aufeinander zu und zurück bewegen.
Das Drehmoment von einer Welle zur anderen wird über einen speziellen Metallriemen übertragen. Wie wird das Übersetzungsverhältnis angepasst?
Die sich aufeinander zu bewegenden Kegel verkleinern oder vergrößern den wirksamen Durchmesser des Getriebes und verändern so das Übersetzungsverhältnis stufenlos.
Heute sind dies die effizientesten Getriebe. Sie sind sogar effizienter als Handschaltgetriebe.
Aber es gibt einen großen Nachteil – den Gürtel. Egal wie stark es ist, es bleibt immer noch ein Riemen und weist eine erhebliche Einschränkung der Zugfestigkeit auf.
Darüber hinaus arbeiten die Servomechanismen, die die Kegel bewegen, während der Bewegung kontinuierlich, wählen das optimale Übersetzungsverhältnis und unterliegen einem schnellen Verschleiß. Natürlich versuchen die Hersteller, einen Ausweg aus der Situation zu finden, indem sie künstlich Pseudo-Stufenschaltungen einführen, um die Arbeit der Servomechanismen zu reduzieren, aber dennoch ist die Lebensdauer solcher Getriebe deutlich geringer als bei herkömmlichen Automatikgetrieben und sie haben eine längere Lebensdauer Leistungsmerkmale.
Meiner Erfahrung nach habe ich noch keines dieser Getriebe gesehen, das bei einer Laufleistung von bis zu 100.000 km nicht repariert worden wäre.
Sie werden hauptsächlich bei Benzinmodellen verbaut, weil... Sie haben kein hohes Motordrehmoment, dem das Getriebe standhalten kann.

Roboterboxen Getriebe

Ich werde mich hier kurz fassen. Die Bilder und Videos sind ziemlich schwer zu verstehen, aber in Worten ist das Diagramm recht einfach.
Das Robotergetriebe besteht aus zwei Hauptkomponenten:
Schaltgetriebe und automatisierter Gangschaltaktor.
mit anderen Worten, es handelt sich um das gleiche Schaltgetriebe mit Kupplung, bei dem die Kupplung gedrückt wird und die Gangwechsel durch automatisierte Mechanismen erfolgen.
Vorteile: einfaches Design, niedrige Kosten.
Nachteile: große Lücken beim Schalten.
Derzeit werden solche Getriebe sukzessive durch perselektive Getriebe ersetzt.
Vorselektive Getriebe sind eine Weiterentwicklung von Robotergetrieben.
Eine Besonderheit dieses Getriebes ist, dass es zwei getrennte Wellen für gerade und ungerade Gänge gibt, die jeweils über eine eigene Kupplung gesteuert werden. Dadurch können Sie die Gänge des nächsten Gangs vorschalten und dann die Kupplungen fast sofort schalten, ohne dass eine Drehmomentlücke entsteht. Das Betriebsdiagramm ist in der Abbildung dargestellt.
Vorteile: minimale Schaltzeit
Es gibt viele Nachteile: Komplexität des Designs, hohe Kosten, hoher Wartungsaufwand, Neigung zur Überhitzung. Kurz gesagt, brauchen Sie diese Hämorrhoiden?))
Verschiedene Hersteller nennen sie unterschiedlich, aber die meisten heller Vertreter- das ist ein DSG von Volkswagen.

Differential

Lassen Sie uns nun herausfinden, wie das Drehmoment vom Getriebe auf die Räder übertragen wird. Es gibt nur eine Welle und je nach Antrieb 2 oder 4 Räder.
Dafür wird ein sogenanntes Differential verwendet.
Das Differential dient der Verteilung des ihm zugeführten Drehmoments auf die Abtriebswellen und sorgt für deren Drehung mit ungleichen Winkelgeschwindigkeiten.
Basierend auf ihrem Standort werden Differenziale unterteilt in:
- Inter-Wheel (Verteilung des Drehmoments zwischen den Antriebsrädern einer Achse)
- Interaxle (Verteilung des Drehmoments zwischen den Haupträdern zweier Antriebsachsen)
- zentral (Drehmomentverteilung zwischen einer Gruppe von Antriebsachsen)
Nach ihrem Aufbau und Funktionsprinzip lassen sie sich unterteilen in:
1. Verfügbar
2. Mit Blockierung. und sie können wiederum unterteilt werden in:
A. Mit Hartverriegelung
B. Mit Festplattensperre
V. Mit Visco-Kupplungsverriegelung
G. Mit Schraubensicherung
d. Aktive Differenziale

Freies Differential

//www.youtube.com/watch?v=qbcwdSSq5h4

Das Funktionsprinzip des einfachsten freien Differentials wird im Video demonstriert. Keine Kommentare erforderlich

Hartes Sperrdifferenzial

//www.youtube.com/watch?v=ZFxefjkGtlc

Diese Art von einfachem Differenzial mit Sperre dient dazu, die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs im Schlamm zu erhöhen, wenn alle Räder mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren müssen. Diese Sperrung wird manuell aktiviert.

Differential mit Scheibensperre.

Die Erfindung des Verbrennungsmotors und des Automobils veränderte das Leben der Menschheit radikal. Dank Autos wurde die für die Fortbewegung aufgewendete Zeit erheblich eingespart. Dank Autos wurde es auch möglich, große Gütertransporte durchzuführen. Heutzutage besitzt jeder Zweite einen Führerschein, doch nicht jeder Autofahrer weiß, wie ein Auto funktioniert. Aber dieses Wissen ist sehr nützlich – es wird Ihnen helfen, sich auf der Straße sicherer zu fühlen und sich in schwierigen Situationen nicht zu verlaufen. Autos gehen manchmal kaputt, und wenn Sie das Design des Geräts und das Funktionsprinzip kennen, können Sie das Problem selbst beheben oder zumindest einem Automechaniker mitteilen, was kaputt ist.

Wie funktioniert ein Auto? In unserem Artikel verraten wir Ihnen mehr über das Gerät.

Körper

Dies ist der wichtigste und wichtigste Teil eines jeden Autos. Bei vielen Autos ist die Karosserie eine tragende Struktur. Alle anderen Knoten sind an dieser Basis befestigt. Die Karosserie ist ein Komplex aus geprägtem Boden, hinteren und vorderen Längsträgern, Dach, Motorraum und anderen Anbauteilen. Moderne Körper bestehen aus Hunderten Einzelteilen, die dann zu einer einzigen Struktur zusammengefügt werden. Die Hauptelemente für die Herstellung von Körpern bestehen aus Stahllegierungen, Aluminium, Kunststoff, Polymeren und auch Glas. Gleichzeitig bevorzugen Autohersteller die Verwendung von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Dicke der Bleche liegt zwischen 0,65 und 2 Millimetern. Dank der Verwendung dieses Stahls ist es möglich, das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, ohne seine Steifigkeitseigenschaften zu beeinträchtigen.

Die Körperproduktion besteht aus mehreren Schritten. Sie werden also zunächst aus Stahlblechen unterschiedlicher Dicke durch Stanzen hergestellt einzelne Elemente. Anschließend werden sie durch Schweißen zu Einheiten verbunden und zu einem Ganzen zusammengefügt. Moderne Körper werden auf Roboterlinien ohne menschliches Eingreifen hergestellt.

Verbrennungsmotor

Viele Menschen wären daran interessiert, zu erfahren, wie ein Auto funktioniert (für „Dummies“ ist dieses Thema sogar noch faszinierender). Sein Design ist nicht kompliziert und das Funktionsprinzip ist einfach und verständlich. Obwohl moderne Motoren komplizierter geworden sind, allgemeines Gerät hat sich nicht geändert. Es gibt Benzin Dieselmotoren, Elektromotoren.

Der Verbrennungsmotor ist der am häufigsten in Fahrzeugen verbaute Motor. Betrachten wir den Aufbau und das Funktionsprinzip des Aggregats.

Wie funktioniert ein Automotor? Es ist ein Block, der einen Zylinder, Kolben, Einlass- und Auslassventile, Pleuel, Kurbelwelle und Nockenwelle enthält. Viertakt-Vierzylindermotoren werden am häufigsten in Autos eingebaut. Es gibt aber auch 6- und sogar 8-Zylinder-Aggregate.

Jeder Motor verfügt über einen Zylinder und einen beweglichen Kolben. Im Zylinder wird thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt. Beim Öffnen Einlassventil, tritt in den Zylinder ein brennbares Gemisch. Durch einen von der Zündanlage erzeugten Funken wird das Gemisch entzündet und verbrannt. Durch die Verbrennungsenergie bewegt sich der Kolben nach unten. Bei der Bewegung dreht sich auch die Kurbelwelle über die Pleuelstange. Als nächstes öffnet sich das Auslassventil. Abgase gelangen in die Abgasanlage und werden nach außen abgeleitet.

Ein moderner Motor ist viel komplexer als noch vor 50 Jahren und besteht aus mehr als nur einfachen Teilen. Mittlerweile haben fast alle Hersteller damit begonnen, Turbinen einzusetzen. Und das nicht nur bei Diesel-, sondern auch bei Benzinmotoren. Aber wir werden weiterhin herausfinden, wie das Auto funktioniert – es wird interessant.

Getriebe und Getriebe

Der Nachteil von Verbrennungsmotoren ist der sehr enge Drehzahlbereich, in dem die Leistung ihr Maximum erreicht. Darüber hinaus gibt es für jeden Motor eine „rote Zone“ – das ist die Höchstgeschwindigkeitsbegrenzung. Andernfalls besteht die Gefahr, dass der Motor ausfällt.

Damit der Motor in jedem Modus mit der optimalen Drehzahl läuft, wenn Leistung und Drehmoment auf oder nahe am Maximum liegen, ist ein Getriebe erforderlich. Das Getriebe überträgt das Drehmoment auch über Achswellen bei Fahrzeugen mit Frontantrieb oder über Achswellen auf die Fahrzeugräder Kardanwelle bei Hinterradantrieb. Das letzte Designschema ist klassisch.

Schauen wir uns an, wie das Getriebe eines Autos funktioniert. Es gibt vier Getriebeoptionen: ein traditionelles Schaltgetriebe, ein automatisches Drehmomentwandlergetriebe, ein Robotergetriebe und ein CVT-Getriebe.

Beginnen wir mit dem Gerät und dem Funktionsprinzip mechanische Boxen. Dieser Mechanismus überträgt, wandelt und ändert die Richtung des Drehmoments vom Verbrennungsmotor auf die Räder.

Das Schaltgetriebe ist wie folgt aufgebaut. Zahnräder und Wellen sind in einem Stahl- oder Gussgehäuse eingebaut. Von letzteren gibt es nur drei – den Primär-, den Zwischen- und den Sekundärschacht. Aber das ist noch nicht alles. Alle Getriebemodelle verfügen über eine Zusatzwelle und Rückwärtsgänge. Die Box besteht außerdem aus einem Kurbelgehäuse, Synchronisierungen, einem Schaltmechanismus und einem Gangwahlschalter.

Die Getriebewellen drehen sich auf Lagern. Jedes verfügt über einen Satz Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl. Um sicherzustellen, dass das Getriebe geräuschlos arbeitet und die Gänge reibungslos schalten, sind die Gänge mit Synchronisierungen ausgestattet. Sie dienen dazu, die Winkelgeschwindigkeiten von Zahnrädern während der Drehung auszugleichen. Um die Geschwindigkeit zu ändern, ist ein Schaltmechanismus erforderlich. Über den Wählhebel wählt der Fahrer den gewünschten Gang.

Getriebeübersetzungen

Um besser zu verstehen, wie ein Auto funktioniert, verwenden Sie einfaches Beispiel Schauen wir uns die Funktionsweise des Kontrollpunkts an. Es gibt zum Beispiel zwei Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl – das erste hat 20, das zweite – 40. Wenn das erste zwei Umdrehungen macht, dreht sich das zweite nur einmal.

Und dann einfache Mathematik. Die Getriebeeingangswelle und der erste Gang rotieren mit einer Frequenz von 2000 U/min. Der zweite Gang dreht sich doppelt so langsam – mit einer Frequenz von 1000 U/min. Das erste Zahnrad soll 20 Zähne haben, das zweite 40, das dritte 20, das vierte 40. Das zweite und dritte Zahnrad befinden sich auf derselben Welle. Das bedeutet, dass auch der dritte Gang mit einer Frequenz von 1000 U/min rotiert. Aber der vierte ist langsamer. Seine Frequenz beträgt 500 U/min. In diesem Fall hat die Zwischenwelle eine Drehzahl von 1000 U/min.

Unterschiedliche Gänge haben unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. Dies bedeutet, dass die Rotationsgeschwindigkeit unterschiedlich sein wird. Der erste und zweite Gang eines Autos haben die meiste Leistung. Der Motor dreht die Räder sehr leicht und bewegt ein schweres Fahrzeug. Das Auto fährt mit niedriger Geschwindigkeit. Höhere Gänge werden verwendet, wenn das Auto bereits im Leerlauf fährt und der Motor keine Schwierigkeiten hat, die Räder durchzudrehen. Höhere Gänge haben eine geringere Leistung. Aber sie sind schneller – sie entwickeln hohe Geschwindigkeiten – ab 80 Stundenkilometern und mehr.

Kupplungssystem

Um an der Ampel anhalten, losfahren und schalten zu können, sind Autos mit einer Kupplung ausgestattet. Mit diesem Mechanismus können Sie das Getriebe vom Motor verbinden und trennen. Dies ist ein sehr wichtiges Element im Gerät eines jeden Fahrzeug. Schauen wir uns an, wie die Kupplung eines Autos funktioniert.

Eine Kupplung ist eine Einheit, in der Drehmoment aufgrund von Reibungskräften übertragen wird. Damit können Sie Motor und Getriebe für kurze Zeit trennen und dann wieder anschließen – und das möglichst reibungslos.

Die Kupplung besteht aus einem Gehäuse, einem Gehäuse, einer Druckplatte oder einem Korb und einer angetriebenen Scheibe. Das Gerät verfügt außerdem über einen Antrieb (meist hydraulisch). Die angetriebene Scheibe wird unter dem Einfluss einer Feder immer gegen das Schwungrad gedrückt. Aufgrund sehr hoher Reibungskräfte rotieren Schwungrad und angetriebene Scheibe gemeinsam. Bei Bedarf werden die Scheiben getrennt und es wird kein Drehmoment mehr übertragen. An diesem Punkt können Sie den Gang wechseln oder anhalten. Wenn Sie das Bremspedal betätigen, ohne vorher die Kupplung zu betätigen, geht der Motor aus.

Bremssystem

Schauen wir uns an, wie das Bremssystem des Autos funktioniert. Es handelt sich um einen Komplex aus Pads, Trommeln sowie Scheiben und Hydraulikzylindern. Es gibt zwei Arten von Bremssystemen: Betriebsbremssysteme, die auf vollständiges Anhalten ausgelegt sind, und Parkbremssysteme. Letzteres ist notwendig, um die Maschine an schwierigen Stellen zu halten.

In modernen Autos sind Bremsen ein hydraulisch angetriebener Mechanismus. Aufgrund des Überdrucks wird beim Treten des Pedals der Bremsmechanismus aktiviert – die Beläge reiben mit großer Kraft an der Scheibe und das Auto stoppt.

Klimatische Ausrüstung

Viele Menschen wissen sogar, wie die Klimaanlage eines Autos funktioniert. Trotz aller Unterschiede im Design unterscheidet es sich nicht vom Design einer herkömmlichen Haushaltsklimaanlage. Außerdem gibt es einen Kompressor, Ventilatoren und eine Steuereinheit. Das System arbeitet mit Kältemittel. Der Kompressor pumpt Freon, das vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand übergeht.

Elektrische Ausrüstung

Der Motor benötigt Strom, um richtig zu laufen. Zu diesem Zweck verfügt das Design über eine Batterie. Es kann aber nicht auf Dauer den benötigten Strom für alle Verbraucher liefern. Ein Generator arbeitet in Verbindung mit einer Batterie. Lassen Sie uns herausfinden, wie ein Autogenerator funktioniert.

Was ist es also? Ein Generator ist eine Quelle elektrischer Energie für alle Verbraucher. Funktioniert nach dem Starten des Motors und lädt auch die Batterie. Jeder Generator besteht aus einem Stator und einer Wicklung, wobei die erste zwischen zwei Abdeckungen liegt. Letzterer verfügt über eine Bürstenanordnung. Die Abdeckungen werden mit Schrauben befestigt. Es gibt auch einen Rotor, der sich im Stator dreht. Beim Rotieren entsteht elektrische Energie Wechselstrom. Es wird mit einem speziellen Block begradigt. Es gibt einen Spannungsregler – er stabilisiert Stromabfälle während des Generatorbetriebs.

Suspension

Werfen wir einen kurzen Blick auf die Funktionsweise der Federung eines Autos. Dabei handelt es sich um einen Komplex aus elastischen Elementen, Dämpfungseinrichtungen, Stabilisatoren und Radstützen. Das Federungssystem soll Vibrationen dämpfen oder abmildern, die bei der Bewegung über unebene Oberflächen auf den Körper übertragen werden. Dadurch können sich die Räder unabhängig vom Aufbau bewegen.

Kühlsystem

Der Motor erwärmt sich auf hohe Temperaturen und eine Überhitzung ist sehr gefährlich für den Motor. Zu diesem Zweck gibt es ein Kühlsystem, zu dessen Elementen ein Kühler gehört. Was ist er? Schauen wir uns an, wie ein Autokühler funktioniert. Oft besteht es aus mehreren Abschnitten, einem Kern und Befestigungsteilen. Die aus den Motorkühlmänteln austretende Flüssigkeit muss im Kühler gekühlt werden. Der Kern besteht aus dünnen Platten, durch die flache vertikale Rohre verlaufen. Sie sind mit den Platten verlötet. Die durch den Kern und die Rohre strömende Flüssigkeit wird intensiv gekühlt.

Der kalte Strom fließt zurück in den Motormantel und führt überschüssige Wärme ab. Mit Hilfe eines Lüfters kann der Kühler zwangsgekühlt werden. Dieses Element kann elektrisch sein oder über eine Visco-Kupplung angetrieben werden. Im ersten Fall funktionieren Sensoren, im zweiten Fall wird die Drehzahl der Messer durch die mechanische Kupplung selbst eingestellt.

Abschluss

So funktioniert ein Auto. Tatsächlich ist das Design nicht kompliziert. Auch moderne Autos können verstanden und bei Bedarf repariert werden.

Die meisten Fahrschulabsolventen verfügen über theoretische Kenntnisse über das Auto. Aber in ein paar Monaten Training ist es unmöglich, alles zu lernen, was man braucht. In diesem Material werden wir uns ansehen Auto als Komplex, was sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Fahrer nützlich sein wird, die den theoretischen Teil ein wenig vergessen haben.

Hauptkomponenten und Systeme des Autos

Die Maschine ist eine Systemstruktur, die aus vielen Teilsystemen besteht. Die drei Hauptkomponenten des Autos sind Motor, Fahrwerk und Karosserie. Schauen wir uns das Funktionsprinzip jedes einzelnen von ihnen an.

Motor

Das mechanische Herz eines jeden Autos ist. Darin steckt die vom Brennstoff abgegebene Wärmeenergie wandelt sich in mechanische Energie um. Dadurch dreht sich die Motorwelle und treibt das Auto direkt an.

Der Teil des Körpers, der den Motor enthält namens Motorraum. Sein Standort kann variieren. Meistens befindet sich der Motor vorne, manchmal aber auch hinten (wie zum Beispiel bei Porsche, ZAZ, Fiat-500 usw.).

Es gibt verschiedene Arten von Motoren (die einzelnen werden im Folgenden ausführlicher besprochen):

ICE oder Verbrennungsmotor;

Elektromotor;

Hybrid (Motoren, die mit einer Kombination mehrerer Energiearten betrieben werden).

Chassis

Chassis ist eine Reihe von Geräten, die Energie vom Motor auf die Räder übertragen. Ohne dieses System wird sich das Auto nicht bewegen. Das Chassis enthält Chassis Auto, Steuerung und Getriebe. Das Getriebe überträgt das Wellendrehmoment vom Motor auf die Antriebsräder. Sein System umfasst Getriebe, Kardangetriebe und Differentiale, Achswellen, Winkelgeschwindigkeitsgelenke, Achsantrieb, Kupplung und Antriebswelle.

Das Fahrzeugsteuerungssystem umfasst die folgenden Subsysteme:

Lenksystem erforderlich, um die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zu ändern;

Ein Bremssystem, das dazu dient, ein Auto zu verlangsamen, anzuhalten und es im geparkten Zustand im Stillstand zu halten.

Auto-Chassis verbindet Räder und Befestigungsvorrichtungen mit dem Karosserieteil. Es umfasst die Rückseite und Vorderachse, Rahmen, Federung und Räder. Im Aussehen ähnelt der Gehwagen einem Trolley.

Körper

Daran sind alle Systeme und Komponenten befestigt. Die Sicherheit und der Komfort des Fahrens, die Stromlinienform des Autos und seiner Aussehen. Der Körper enthält den Fahrer, Passagiere und verschiedene Ladung. Die Karosserie von Standard-Pkw besteht aus Motorraum, Fahrgastraum und Kofferraum. Der größte Teil der Kosten des Autos entfällt übrigens auf die Karosserie, denn... Es handelt sich um ein komplexes Produkt, das Metall und hochbelastbaren Kunststoff erfordert.

Karosseriedesigns gibt es heutzutage in Hülle und Fülle. Es hängt alles von der Vorstellungskraft der Automobildesigner und den Verbrauchererwartungen der Kunden ab.

Arten von Motoren

In modernen Autos gibt es drei Haupttypen von Motoren. Schauen wir uns jeden von ihnen an. Verbrennungsmotor (ICE). Dieser Motortyp ist der beliebteste. Es wandelt die Energie der Verbrennung von Kraftstoff um chemische Energie zu mechanisch. Darüber hinaus gibt es je nach Betankungs- und Betriebsart mehrere Unterarten von Verbrennungsmotoren.

Rotationskolbenmotor.

Kolbenmotor.

Gasmotor.

Benzinmotor.

Dieselmotor.

Elektromotor. Aufgrund der elektrischen Antriebsart werden solche Autos Elektrofahrzeuge genannt. Anstelle von Brennstoff kommen Brennstoffzellen mit elektrischer Energie zum Einsatz bzw Batterien. Der Hauptnachteil eines Elektroautos ist geringe Kraftstoffreservekapazität.

Hybridinstallation. Es kombiniert einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor mit einem Generator.

Arten von Kfz-Getrieben

Automobile sind darauf ausgelegt, die Kraft vom Motor auf die Räder zu übertragen. Es gibt verschiedene Arten von Getrieben.

Mechanische Box. Alt, aber bewährter Boxentyp. Es wird von denen genutzt, die die volle Kraft ihres Autos spüren möchten. Der Nachteil einer solchen Box ist der geringe Wirkungsgrad aufgrund des Widerstands Getriebeöl und Getriebereibung.

Automatische Box. Die Umschaltung der Hauptgeschwindigkeitsstufen erfolgt automatisch und z umkehren Um die Bewegung zu starten oder zu starten, ist ein Befehl des Fahrers erforderlich. Aufgrund des Vorhandenseins von Planetenrädern im Gehäuse, „Automatisch“ hat einen geringen Wirkungsgrad.

Robotergetriebe basierend auf manuellem Getriebe, aber automatisch gesteuert. Eine solche Box kann an die Fahrweise angepasst werden. Die Nachteile des „Roboters“ sind die gleichen wie die der „Mechanik“, es gibt jedoch noch weitere Vorteile. Durch den Einsatz von zwei Wellen konnte die Zuverlässigkeit des Getriebes erhöht und durch die Verkleinerung des Getriebes auch der Wirkungsgrad gesteigert werden.

CVT– ein neues Produkt in der Welt der Getriebe. Bei schweren Fahrzeugen ist eine solche Box leider noch nicht einsetzbar, sie bleibt das Privileg von Kleinwagen. Zu seinen Vorteilen gehören Einfachheit, Geschmeidigkeit, hohe Effizienz.

Merkmale des Autobremssystems

Das Bremssystem ist notwendig, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu kontrollieren, es anzuhalten und an Ort und Stelle zu halten.

Für diese Funktionen sind im Auto drei Arten von Bremssystemen verbaut:

Funktionierendes Bremssystem. Wird verwendet, um die Geschwindigkeit zu kontrollieren und das Auto anzuhalten.

Ersatzbremssystem. Wird im Falle eines Hauptausfalls benötigt Bremssystem Führt die gleichen Funktionen aus wie der Arbeiter.

Standbremssystem. Es hält das stehende Auto an Ort und Stelle.

Das Funktionsprinzip des Bremssystems so ist das. Wenn Sie das Bremspedal betätigen, wird die Last auf den Verstärker übertragen, der eine Kraft auf den Hauptzylinder erzeugt. Sein Kolben drückt Flüssigkeit über Rohrleitungen zu den Radzylindern, und auch der Flüssigkeitsdruck im Bremsantrieb erhöht sich. Die Kolben der Radzylinder drücken die Beläge in Richtung der Scheiben. Wenn Sie das Bremspedal weiter betätigen, werden die Bremsmechanismen aufgrund des Flüssigkeitsdrucks aktiviert. An den Stellen, an denen die Reifen die Fahrbahn berühren, wird eine Bremskraft erzeugt, die die Räder verlangsamt. Je stärker der Druck auf das Pedal ist, desto schneller stoppen die Räder.

Beim Loslassen des Bremspedals bewegt es sich mithilfe der Rückstellfeder in seine Ausgangsposition. Solche Federelemente ziehen sich zurück Bremsbeläge von Disketten. Der Kolben des Hauptzylinders kehrt in seine Ausgangsposition zurück. Bremsflüssigkeit geht durch die Rohre zur Hauptleitung Bremszylinder und der Druck im System sinkt.

Merkmale einer Autokupplung

Der Hauptzweck der Kupplung besteht darin, das Schwungrad des Motors beim Schalten des Getriebes oder beim Anfahren aus dem Stillstand reibungslos mit dem Getriebe zu verbinden. Einfach ausgedrückt: Die Kupplung schaltet das Drehmoment ab. Zum Beispiel bei starkem Bremsen aus voller Geschwindigkeit Es ist die Kupplung, die das Getriebe vor übermäßiger Belastung schützt und eventuelle Reparaturen. Es gibt viele Arten von Kupplungen, jede davon hängt vom System und Teilesatz, von der Umgebung usw. ab. Je nach Anzahl der angetriebenen Scheiben werden Kupplungen beispielsweise in Einscheiben- und Mehrscheibenkupplungen unterteilt. Hängt von der Umgebung ab Wird die Kupplung trocken oder nass sein?. Ob die Kupplung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder vielleicht sogar kombiniert sein wird – dies wird durch das Antriebssystem beeinflusst. Kupplungen mit zentraler Membran und kreisförmiger Federanordnung unterscheiden sich von der Anpressmethode der Druckscheibe.

Die Kupplungszusammensetzung ist jedoch normalerweise dieselbe. Es umfasst das Kupplungspedal, die Druckplatte und die Kupplungsscheibe. Ausrücklager und dessen Antriebsgabel, sowie das Antriebssystem. Das Funktionsprinzip der Kupplung lässt sich anhand ihres gängigsten Typs erklären – einer Einscheiben-Trockenkupplung. In der normalen Fahrstellung liegt die Druckplatte an der Kupplungsscheibe an und drückt diese dank der Druckfedern gegen das Schwungrad.

Die Eingangswelle passt in eine Keilwellenkupplung, wodurch Drehmoment von der Kupplungsscheibe aufgenommen wird. Wenn der Fahrer das Pedal betätigt, fährt das Antriebssystem aus, das Ausrücklager drückt auf die Federn und die Arbeitsfläche der Druckplatte entfernt sich von der Kupplungsscheibe. Beim Loslassen kommt es zum Stillstand der Getriebeeingangswelle, der Motor läuft jedoch weiter.