ОТ ДВИГАТЕЛЯ ДО КОЛЕЛАТА

За да може автомобилът да се движи, мощ­ността, развивана от двигателя, трябва да се предаде на колелата. Въпреки стогодишното съществуване на автомобила досега нито един двигател не е бил свързан непосред­ствено с някое от колелата. Главната пречка за това са преди всичко големите размери на двигателя. Наложило се да се създава цяла система от агрегати, механизми и части, кои­то да преобразуват въртящия момент на дви­гателя по големина и по посока и да го преда­ват на задвижващите колела. Тази система се нарича силово предаване. Състои се от съ­единител, предавателна кутия,карданен вал и диференциал (изравнителен механизъм).

Първите два автомобила - на инженер Готлиб Даймлер и на Карл Бенц - развивали ско­рост съответно 12 и 15 километра в час. Без­спорно тя не била съществено предимство пред конния транспорт. И едва ли би била до­статъчно, за да се наложи автомобилът над коня. Хората мечтаели за големи скорости, а с мощност 0,367 киловата (0,5 конски сили) и 0,647 киловата (0,88 конски сили) не можело да се отиде много далеч. Високата скорост изисква по-голяма мощност по-голяма мощност изисквали и тежките пътни условия, и увеличените размери на автомобила. И така след едноцилиндровия двигател се появил двуцилиндров, четири, шест, осем, даже два­надесет и шестнадесетцилиндров двигател. Но заедно с броя на цилиндрите растяла не само мощността, а и размерите и масата на двигателя. За тях трябвало да се търси място, а възможностите да се увеличават размерите на автомобила не са безкрайни. Идва мо­мент, в който автомобилът едва ли не се пре­връща в количка за превозване на източника на енергия, а не в превозно средство за хора и товари. Специалистите открили друг начин за уве­личаване на мощността - чрез форсиране, т. е. чрез увеличаване броя на оборотите на дви­гателя. С развиването на този процес броят на цилиндрите престанал да расте, двигателите станали по-компактни, с малка маса и разме­ри. Сега се изработват от два до осем цилиндрови двигатели, най-разпространени са четирицилиндровите. Обикновено те достигат 6000—7000 оборота в минута.

Редуктор

Броят на оборотите на двигателя е твърде голям и това не позволява коляновият вал да се свърже направо с двигателните колела. Ако това се направи, скоростта на движение на автомобила ще бъде недопустимо голяма. При нормално напомпване на гумите за едно завъртване на колелата автомобилът измина­ва 2 метра. При 5600 оборота на коляновия вал за една минута следва да измине 11 200 метра, което означава, че ще се движи с 672 километра в час. Такава скорост е възможно да се използува при съвременните пътни усло­вия. За да се намалят оборотите до исканата граница, между двигателя и колелата се по­ставя т. н. редуктор. В автомобила неговата роля се изпълнява от предавателната кутия и от главното предаване. Защо е необходимо оборотите на двигате­ля да се увеличават толкова много, след като на практика не могат да се използуват? Това се налага от несъответствието на характе­ристиката на двигателя с вътрешно горене с теглителната характеристика на автомобила. За движението на автомобила при различни пътни условия има значение не само мощност­та на двигателя, а и въртящият момент. А те зависят от оборотите на двигателя. Мощност­та е почти правопропорционална на обороти­те. При ниски обороти тя е съвсем малка и се изразходва почти изцяло за преодоляване на вътрешното триене в двигателя. При макси­малните обороти тя е най-голяма. Въртящият момент, който показва каква е теглителната сила на двигателя, се променя по друг начин. Първоначално расте заедно с обо­ротите и достига най-висока стойност при 50-75 процента от максималните обороти. След това започва да намалява. Това създава опре­делени трудности за задвижване на автомо­била. При потегляне от място съпротивление­то, което оказва масата на автомобила, е го­лямо. Ако коляновият вал е свързан директно с колелата, автомобилът никога не би могъл да потегли. Двигателят винаги ще загасва. В това може да се увери всеки. Достатъчно е да се включи директна (най-бързата) предавка и да се направи опит за потегляне. Колкото и да се мъчи водачът, колкото и да боксува съ­единителят, автомобилът ще измине не пове­че от 1-2 метра и двигателят ще загасне. Аналогично е положението и когато автомо­билът изкачва наклон или се движи по лош път. Както в първия, така и във втория случай въртящият момент, който двигателят развива, не е достатъчен, за да се преодолее съпро­тивлението, и крайният резултат е винаги загасване на двигателя. Ако се върнем на пър­вия случай и го анализираме, ще разберем, че ниските обороти на коляновия вал не осигу­ряват нито достатъчно мощност, нито мо­мент, необходими да се преодолее съпроти­влението на масата на автомобила. Налага се да се използува специален агре­гат, монтиран между коляновия вал и двига­телните колела. С него въртящият момент мо­же да се изменя в зависимост от съпротивле­нията, които автомобилът среща при своето движение. Такъв агрегат е предавателната ку­тия. Тя бива механична и автоматична. Авто­мобилите у нас са предимно с механични предавателни кутии. Включва­нето на отделни степени става с помощта на лост, разположен между двете предни седал­ки. Съществуват и автоматични предавателни кутии. При тях про­мяната на въртящия момент става не наотделни степени, а безстепенно.

Диференциал

Двигателните колела не винаги трябва да се въртят с еднаква скорост. При завой вътреш­ното двигателно колело изминава по-къс път от външното. Следователно всяко колело про­меня оборотите си в зависимост от траекто­рията, описвана от автомобила, т. е. въртят се с различна скорост. Това се постига, като към главното предаване се монтира специален ме­ханизъм, наречен диференциал.

Съединител

От само себе си изниква въпросът как ра­боти двигателят, когато автомобилът е не­подвижен? Нали коляновият вал посредством силовото предаване е свързан с двигателните колела. Върти ли се той, следва да се въртят и двигателните колела. Така е било първона­чално при лекия автомобил Форд Т. Водачите веднага след завъртването на манивелата отскачали встрани и в движение се качвали в автомобила. Но явно не било много удобно, както не е удобно и при всяко спиране да се изключва двигателят. И в конструкцията се по­явил механизъм, наречен съединител. Той по­зволява двигателят да работи, а автомобилът да бъде неподвижен. Съединителят се изпол­зува и при сменяне на отделните предавки при механичните предавателни кутии. Съвременното силово предаване не само изпълнява сложни и разнообразни функции, но има и много висок механичен коефициент на полезно действие. За преодоляване на вътрешното триене се губи незначителна част от предаваната мощност. Днес конструкторите и производителите на автомобили са осигурили голяма надеждност и дълготрайност на силовото предаване. Чув­ствително са намалени и размерите му. Съ­ществува силово предаване, което е толкова компактно, че е събрано в картера (основата) на двигателя и дори се мажат със същото масло.

Ходовата част

Ходовата част - специална количка, на която се монти­рат всички елементи на автомобила. Състои се от рама, преден и заден мост, окачване и ко­лела. Рамата е основният елемент на ходовата част. Върху нея се закрепват останалите агре­гати, възли и части. Познати са три основни ви­да рами: лонжеронна, централна и самоносе­ща.

Лонжеронната рама

Лонжеронната рама представлява две на­длъжни греди, свързани помежду си с някол­ко моста. Централната рама е в същност греда, по­ставена в средата на автомобила.

Самоносещата рама

При леките автомобили най-разпростране­на е самоносещата рама. При тази конструк­ция функциите на рамата се изпълняват на­пълно или отчасти от долната част на каросе­рията, т. е. на онази част на автомобила, в коя­то се поместват водачът, пътниците и полез­ният товар. Подът се усилва с допълнителни елементи и специални профили.Предимство­то на самоносещата рама е в намаляване на общата маса на автомобила и във възможност­та каросерията да се разположи по-ниско. На­маляването на масата позволява да се изпол­зува по-малка мощност за движение на авто­мобила, а ниският център на масата осигуря­ва по-голяма устойчивост, особено при завои.

Класическият автомобил има два моста -преден и заден. Те поддържат рамата и каро­серията, предават на колелата вертикалните натоварвания на каросерията и препредават от колелата на рамата тласкащите, спирачни­те и страничните усилия. Задният мост обикновено е двигателен. Той представлява греда, в двата края на която на лагери са монтирани двигателните колела и предава на рамата теглителните усилия от двигателните колела, а при спиране - спи­рачните усилия. Предният мост не само съединява автомо­била с двете предни колела, с него е свърза­но и кормилното управление. Със завъртването на кормилния кръг двете предни колела променят посоката на движението си в зави­симост от желанието на водача.

Авто­мобилът не е нищо друго освен придатък на четирите колела

Много са изобретателите, които са допри­несли за създаването и развитието на авто­мобила. Сред тях достойно място безспорно заемат братята Едуард и Андре Мишлен, на които принадлежи и известната мисъл „Авто­мобилът не е нищо друго освен придатък на четирите колела". През 1895 година Едуард и Андре Миш­лен за първи път поставили пневматични гуми на автомобил със символичното име Еклер (Светкавица). С него стартирали на пробега Париж - Бордо. Еклер спукал десетки пъти гуми и не успял да се нареди сред победите­лите. Но това не им попречило ентусиазирано да предскажат, че след 10 години няма да има автомобили без пневматични гуми. Само­увереността им предизвикала снизходителни усмивки. Преобладавало мнението, че маса­та на автомобила е много голяма, за да бъде издържана от колела с пневматични гуми. Пет години по-късно, през 1900 година, пневматичните надуваеми с въздух гуми за­почнали постепенно да изместват плътните гу­мени бандажи, изработени изцяло от каучук. Първите от тях били с плоска или заоблена форма, без шарки. Постепенно по ходилото се появили дълбоки и различни по форма шарки, които осигурявали добро зацепване с пътя. Гу­мите станали многослойни и заедно с подоб­рения състав на каучуковата смес се увеличи­ла трайността и се подобрила страничната устойчивост при завои. Братята Мишлен се оказали прави. Не са­мо за това, че вярвали в бъдещето на пневма­тичната гума, но и за това, че прозрели въ­зможности за нейното усъвършенствуване. В сравнение с миналото днешните автомо­били са не само по-мощни и по-бързи, но и по-комфортни и по-сигурни. До голяма степен то­ва се дължи на окачването: съвкупност от устройства, които осигуряват предаването на всички сили, действуващи между колелата и носещата част на автомобила, и намаляват Динамичните натоварвания. Ако човек заста­не встрани по пътя и наблюдава преминава­щите автомобили, ще забележи, как колелата поемат и реагират на всички неравности, но не всички техни движения се предават на каросерията. Вертикалните колебания на колела­та и реакциите от промяната на посоката и на скоростта на движение се поемат от елементи­те на окачването.За целта се използуват елас­тичните елементи — листови ресори, спирал-ни пружини и други. Заедно със стабилизира­щите щанги те поемат не само вертикалните, но и страничните сили, които действуват на автомобила. Но не могат „да гасят" всички ко­лебания, предавани от колелата. Тук на по­мощ идват хидравличните амортисьори. Хид­равличната уредба поема малките свивания и отпускания на ресорите или пружините и те не се чувствуват от водача и от пътниците. Досега все още не е създадено съвършено окачване. Изискванията са много несъвмес­тими — например висока стабилност при за­вои и голяма еластичност. При окачването се възприема компромисно решение и затова всяка система е подходяща за определени условия на движение — пътна настилка, ско­рост, квалификация на водача и т. н. Най-малко колебания достигат до каросе­рията между предния и задния мост. Затова тази част се нарича „зона на комфорта" и в нея се разполагат седалките на леките авто­мобили.

carendar.com