В зависимости от того, где будут эксплуатироваться легковые автомобили, они подразделяются на две основные группы.

ВСТУПЛЕНИЕ

Итак, вы подошли к своему (или к учебному) автомобилю. Давайте разберемся с тем, что такое автомобиль и каковы составные части этого сложнейшего достижения современной техники.

" А зачем? " – спросят многие из кандидатов в водители. Вот он стоит и манит, приглашает в поездку. Хочется сразу открыть дверь, сесть на мягкое сиденье, ключ на старт и, ура... вперед!

Большинство из нас так и начинают, но с течением времени все равно приходится познавать то, что, оказывается, автомобиль состоит из различных агрегатов, узлов и деталей. Да еще и экзаменационные билеты постоянно спрашивают: " Так можно ездить с неработающим амортизатором или нельзя, а?..". А " кто" это такой – амортизатор?

Так что имеет смысл изначально разобраться с устройством автомобиля и успешно сдать квалификационные экзамены. А если еще и понять процессы, протекающие в механизмах и системах автомобиля при его движении, то, садясь за руль своей или учебной машины, вы сможете приятно удивить как инструктора или экзаменатора, так и сам автомобиль своим грамотным с ним обращением.

" Уговорили, попробую освоить и это! Так что там еще в нем есть, кроме кузова, колес и педалей? " – это разумное решение и вопрос тех, кто уже держит в руках эту книгу.

Сразу хочется сказать, что данная книга не о том, как отремонтировать автомобиль " Жигули" или " БМВ". Для этого существует специальная литература по конкретной модели вашего автомобиля, которую, кстати, не мешает иметь каждому, даже если вы зареклись дотрагиваться до чего-либо кроме ключей от автомобиля, руля и педалей. В безвыходной ситуации, при наличии специальной литературы, вы имеете возможность самостоятельно устранить неисправность в своем автомобиле или, по крайней мере, сможете понять, что вам пытается объяснить механик автосервиса.

В этой книге рассматривается устройство автомобиля как таковое, принципы работы его механизмов и систем, основные их неисправности, а также правила грамотной эксплуатации отдельных агрегатов и всего автомобиля в целом.

Все машины мира на 99% имеют одинаковую конструкцию и работают по одним и тем же физическим законам. Именно с этим мы сейчас и будем разбираться. Как работает двигатель (и долго ли он проработает), почему автомобиль вообще движется (если мотор под капотом, а колеса совсем в другом месте), сцепление окажется сложным механизмом, а не просто педалью и выяснится, наконец-то, что карбюратор и генератор – это не одно и то же.

В данной книге содержится полная информация, необходимая для успешной сдачи выпускного экзамена в автошколе по предмету " Устройство автомобиля".

С особой тщательностью рассмотрены все экзаменационные вопросы ГИБДД по теме " Неисправности и условия, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств".

Неисправности, которые содержатся в официальном тексте " Приложения к Основным положениям по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанностям должностных лиц по обеспечению безопасности дорожного движения", выделены в книге фиолетовым шрифтом. Обнаружив эти неисправности в пути, вы должны попробовать устранить их на месте, и если это не удалось, то следовать к месту стоянки или ремонта с соблюдением мер предосторожности. При возникновении более серьезных неисправностей, которые отражены в пункте 2.3.1 Правил дорожного движения, дальнейшее движение вообще запрещено. В тексте данной книги такие неисправности выделены красным шрифтом.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЯХ

Автомобиль является единым и неделимым, почти живым организмом. Только при полной работоспособности всех его составляющих автомобиль может выполнять те функции, которые возлагает на него хозяин.

Рис. 1. Общий вид легкового автомобиля: 1 – радиатор системы охлаждения; 2 – аккумуляторная батарея; 3 – распределитель зажигания; 4 – воздушный фильтр; 5 – двигатель; 6 – вакуумный усилитель с главным цилиндром гидропривода тормозов; 7 – главный цилиндр гидропривода сцепления; 8 – рулевое колесо; 9 – внутреннее зеркало заднего вида; 10 – заднее сиденье; 11 – задний тормоз; 12 – пружина задней подвески; 13 – амортизатор задней подвески; 14 – задний мост; 15 – карданная передача; 16 – переднее сиденье; 17 – наружное зеркало заднего вида; 18 – рычаг стояночного тормоза; 19 – рычаг переключения передач; 20 – коробка передач; 21 – педаль сцепления; 22 – педаль тормоза; 23 – педаль акселератора (" газа" ); 24 – картер рулевого механизма; 25 – передний тормоз; 26 – пружина передней подвески с амортизатором; 27 – топливный насос; 28 – масляный фильтр

" Организм" автомобиля можно разложить на крупные и мелкие составляющие.

Легковой автомобиль состоит из:

– двигателя;

– трансмиссии;

– ходовой части;

– механизмов управления;

– электрооборудования;

– дополнительного оборудования;

– кузова.

Автомобиль может долго и упорно стоять на одном месте, опираясь " ногами" на дорогу, и поедет он только тогда, когда колеса начнут крутиться.

А что заставляет их вращаться? Каким образом двигатель автомобиля передает крутящий момент на колеса?

Двигатель сжигает топливо и преобразует тепловую энергию сгорания во вращательное движение коленчатого вала, далее вращение передается через трансмиссию на ведущие колеса, которые являются элементом ходовой части автомобиля и... машина поехала.

Во время движения автомобиля водитель пользуется рулем и тормозами (механизмы управления), включает лампочки и подает звуковые сигналы (электрооборудование), и конечно же, в это время он сидит на водительском сиденье, пристегнутый ремнями безопасности (дополнительное оборудование).

Все вышеперечисленное объединяет в себе кузов автомобиля, без которого агрегаты, механизмы и даже само сиденье водителя лежали бы огромной кучей в углу гаража.

Вот это и есть ваш автомобиль. А теперь давайте, не спеша, начнем вникать в назначение, принципы работы, детали и возможные неисправности вышеуказанных частей автомобиля. Иными словами, пойдем по порядку.

Двигатель – это агрегат, в котором тепловая энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую энергию (в виде вращения коленчатого вала).

Трансмиссия предназначена для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. Она включает в себя:

– сцепление;

– коробку передач;

– карданную передачу;

– главную передачу;

– дифференциал;

– полуоси.

Ходовая часть предназначена для перемещения автомобиля по дороге с определенным уровнем комфорта без тряски и вибраций, и включает в себя:

– переднюю и заднюю подвески колес;

– сами колеса.

Механизмы управления служат для изменения направления движения, остановки и стоянки автомобиля. К механизмам управления относятся:

– рулевое управление;

– тормозная система.

Электрооборудование предназначено для обеспечения электрическим током всех электрических приборов автомобиля, и состоит из:

– источников тока;

– потребителей тока.

Дополнительное оборудование обеспечивает комфортные и безопасные условия для водителя и пассажиров. Примером дополнительного оборудования могут служить: отопитель салона автомобиля, омыватель и очиститель ветрового стекла, электроподогрев стекол и многое другое.

Кузов является несущим элементом автомобиля, на котором крепятся двигатель, агрегаты трансмиссии, ходовой части, механизмы управления, а также размещаются водитель, пассажиры и груз.

Чтобы вам было легче ориентироваться в специальной терминологии, которая неизбежно будет присутствовать в главах этой книги, давайте связывать ее с известными в жизни предметами. Для этой цели подойдет обычный велосипед. Каждый из вас, если не катался на нем, то, по крайней мере, не раз видел проезжающего мимо велосипедиста.

Функцию двигателя при езде на велосипеде выполняет сам велосипедист. Через цепь (трансмиссия) вращение от педалей передается на колесо (ходовая часть). Для выполнения поворотов и остановок служат руль и тормоза велосипеда (механизмы управления). Включая свет в лампах, чтобы вас видели в темное время, вы используете электрооборудование. А если на улице дождь, то возьмите с собой зонтик (шутка), вместе с рамой велосипеда они составят кузов.

Как правило, будущие водители на первое место по важности ставят кузов автомобиля. Да, он виден лучше всего, но без двигателя и колес кузов так и будет стоять на месте, выступая в роли неподъемного " бабушкиного сундука". Тем не менее, разговор мы начнем именно с кузова, а чуть позже разберемся и с его " начинкой".

В зависимости от формы кузова и количества посадочных мест, автомобили можно классифицировать по следующим наиболее известным типам:

Седан – это автомобиль с двух или четырехдверным кузовом на четыре – пять мест, который имеет выступающие моторный отсек и багажное отделение (рис. 2а). Примером седана может являться автомобиль Lada 110 или Lada Samara (ВАЗ - 2115).

Рис. 2а. Седан

Универсал – автомобиль с грузопассажирским салоном и дополнительной (пятой) дверью, закрывающей багажное отделение. В автомобиле с кузовом такого типа задний ряд сидений может трансформироваться в грузовую платформу (рис. 2б). Характерный пример " универсала" – автомобили ВАЗ-2104 и Lada 111.

Рис. 2б. Универсал

Хэтчбек – это нечто среднее между " седаном" и " универсалом" (рис. 2в). Для увеличения багажного отделения задние сиденья в таком автомобиле могут складываться. В последнее время такой тип кузова получил большое распространение. Кузов " хэтчбек" имеют автомобили Lada Samara (ВАЗ-2113 и 2114) и Lada 112.

Рис. 2в. Хэтчбек

Вагон – автомобиль с кузовом, не имеющим выступающего моторного отсека и багажного отделения. Примером " вагона" является всем хорошо известное маршрутное такси – автомобиль " Газель" (рис. 2г).

Рис. 2г. Вагон (минивэн)

Лимузин – имеет большой кузов с дополнительными сиденьями и перегородкой, отделяющей водителя от салона для пассажиров. Примеры " лимузинов" все вы видели около дворцов бракосочетания (рис. 2д).

Рис. 2д. Лимузин

Кабриолет – это автомобиль без крыши или с такой крышей, которая может складываться по желанию водителя. Примером " кабриолета" вы можете воспользоваться где-нибудь на отдыхе в теплых странах, взяв его напрокат (рис. 2е).

Рис. 2е. Кабриолет

По литражу двигателя (объему цилиндров), легковые автомобили подразделяются на следующие классы:

– особо малый класс – до 1, 1 л. Например, ВАЗ-1111 " Ока" (0, 65 л);

– малый класс – от 1, 1 л до 1, 8 л. Например, Lada 110 (1, 5 л);

– средний класс – от 1, 8 л до 3, 5 л. Например, ГАЗ-31105 (2, 45 л);

– большой класс – от 3, 5 л и более. Примеры " большого класса" можно увидеть на дороге с " мигалками" и сопровождением.

Обратите внимание на первую цифру в номере модели автомобиля. По этой цифре можно определить, к какому классу относится данная машина.

1... – особо малый (а владельцы " Оки" и так знали, что они самые маленькие);

2... – малый (это среднестатистический " жигуленок" );

3... – средний (и пусть " волгари" гордятся этим);

4... – а это тот самый – большой класс.

Габаритные размеры автомобиля относят его к одному из шести европейских классов (европейская классификация), обозначаемых буквами латинского алфавита – А, В, С, D, E или F.

А – мини-класс. Длина автомобилей не превышает 3, 6 м, а ширина 1, 6 м. Такие машины удобно эксплуатировать в городских условиях. Кузова автомобилей этого класса могут быть трехдверными и пятидверными. Примерами мини-класса являются автомобили Smart, Renault Twingo, Ford Ka, наша " Ока" и т. п.

В – малый класс. Длина машин 3, 6–3, 9 м, ширина 1, 5–1, 7 м. К ним относятся Opel Corsa, Fiat Punto, Toyota Yaris, Lada Kalina и т.п.

C – низший средний класс. Иногда его называют " гольф-классом" или " компакт-классом". Длина автомобилей 3, 9–4, 4 м, ширина 1, 6–1, 75 м. Этот класс представляют автомобили VW-Golf, Opel Astra, Honda Civic, Ford Focus, Lada Samara, Lada 110 и т.п.

D – средний класс. К нему относятся автомобили длиной 4, 4–4, 7 м и шириной 1, 7–1, 8м. Типичными представителями являются Opel Vectra, VW Passat, Toyota Avensis, Nissan Primera, Peugeot 406 и т.п.

E – высший средний класс. Чаще его называют " бизнес-классом". Длина таких автомобилей 4, 6–4, 8 м, а ширина более 1, 7 м. К этому классу относятся Opel Omega, Mercedes Benz E-класса, BMW 5 серии, " Волга" ГАЗ-31105 и т.п.

F – люкс (представительский класс). Длина таких шедевров более 4, 8 м, ширина свыше 1, 7 м. Представителями данного класса являются автомобили BMW 7 серии, Mercedes Benz S, Audi A8, Lexus и т.п.

В зависимости от того, на какие колеса передается крутящий момент от двигателя, автомобили делятся на:

– заднеприводные,

– переднеприводные,

– полноприводные.

Поговорим об этих типах автомобилей чуть подробнее.

Заднеприводные (рис. 3) – это автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на задние колеса. Примером заднеприводных автомобилей могут служить модели " Жигулей" от ВАЗ-2101 до ВАЗ-2107. Задние колеса у них являются ведущими, и именно они, отталкиваясь от покрытия дороги, двигают перед собой весь автомобиль. Передние колеса у автомобилей такого типа являются лишь направляющими (ведомыми) и служат для изменения направления движения. Можно сразу отметить, что заднеприводным автомобилям труднее сохранять прямолинейное движение на скользкой дороге, по сравнению с переднеприводными.

Рис. 3. Заднеприводный автомобиль

Для подтверждения этой мысли попробуйте взять карандаш и, толкая его сзади, заставить перемещаться прямолинейно по плоскости стола или по любой другой поверхности. Сделать это будет трудно, так как передняя часть карандаша будет постоянно отклоняться от своей траектории. Для компенсации этого отклонения придется маневрировать задней частью карандаша. А в примере с велосипедом – это и есть обычный велосипед, где вращение от педалей через цепь передается заднему колесу.

Переднеприводные (рис. 4) – автомобили, у которых крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Среди автомобилей Волжского автозавода переднеприводными являются модели, начиная от ВАЗ-2108. У этих автомобилей передние колеса являются как ведущими, так и направляющими. Задние колеса таких автомобилей не выполняют никакой функции (кроме связи кузова с дорогой), они просто катятся по дороге. А передние колеса вовсю работают – получают энергию от двигателя, вращаются и " тянут" за собой всю машину, направляя ее при этом по выбранной водителем траектории. Автомобили с передним приводом более устойчивы на дороге, чем заднеприводные.

Рис. 4. Переднеприводный автомобиль

Давайте снова возьмем карандаш. Только теперь мы будем его не толкать, а тащить вперед за кончик. Посмотрите, как легко стало перемещать его по плоскости стола в любом направлении, в том числе и прямо.

В примере с велосипедом, мы выбрасываем неудобную цепь и крутим педали на переднем колесе, вращая именно его. Самые юные обладатели трехколесных транспортных средств используют именно передний привод.

Полноприводные (рис. 5) – это автомобили, у которых передача крутящего момента от двигателя осуществляется одновременно на задние и передние колеса. Таковыми являются автомобили ВАЗ-2121 " Нива", ВАЗ-21213 " Тайга", ВАЗ-2123 " Шевроле-Нива", а также многочисленные " Джипы", которых все больше и больше появляется на наших дорогах.

Рис. 5. Полноприводный автомобиль

У " вездеходов" все четыре колеса получают крутящий момент от двигателя, одновременно " тянут" и " толкают" автомобиль, максимально повышая его ходовые качества. Этот тип привода идеален для сохранения управляемости даже на скользкой дороге.

Придется опять взять в руки карандаш и, ухватившись за оба его конца, убедиться в том, что теперь он легко перемещается по любой поверхности и в любом направлении.

А в случае с велосипедом, давайте представим, что, работая педалями, мы передаем усилие через две цепи, одновременно заднему и переднему колесам – вот и получился полный привод.

Бензиновые двигатели

К основным механизмам и системам бензинового двигателя относятся:

– кривошипно-шатунный механизм,

– газораспределительный механизм,

– система питания,

– система выпуска отработавших газов,

– система зажигания,

– система охлаждения,

– система смазки.

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый бензиновый двигатель (рис. 6) и разберемся с принципом его работы. Рассмотрим протекающие в нем процессы и выясним, наконец, откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Основной частью одноцилиндрового двигателя (рис. 6) является цилиндр с укрепленной на нем съемной головкой.

Рис. 6. Одноцилиндровый бензиновый двигатель внутреннего сгорания: 1 – головка цилиндра; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – поршневые кольца; 5 – поршневой палец; 6 – шатун; 7 – коленчатый вал; 8 – маховик; 9 – кривошип; 10 – распределительный вал; 11 – кулачок распределительного вала; 12 – рычаг; 13 – впускной клапан; 14 – свеча зажигания

Если продолжить сравнение элементов автомобиля с известными в быту предметами, то цилиндр вместе с головкой будет похож на обыкновенный стакан, перевернутый вверх дном.

Внутри цилиндра помещен еще один " стакан", тоже вверх дном, – это поршень. На поршне в специальных канавках находятся поршневые кольца. Они скользят по зеркалу внутренней поверхности цилиндра и они же не дают возможности газам, образующимся в процессе работы двигателя, прорваться вниз. В то же время кольца препятствуют попаданию вверх масла, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра.

С помощью пальца и шатуна поршень соединен с кривошипом коленчатого вала, который вращается в подшипниках, установленных в картере двигателя. На конце коленчатого вала крепится массивный маховик.

Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь (смесь воздуха с бензином), а через выпускной клапан выходят отработанные газы. Клапаны открываются при набегании кулачков вращающегося распределительного вала на рычаги. При сбегании кулачков с рычагов клапаны надежно закрываются под воздействием мощных пружин. Распределительный вал с кулачками приводится во вращение от коленчатого вала двигателя.

В резьбовое отверстие в головке цилиндра ввернута свеча зажигания, которая электрической искрой, проскакивающей между ее электродами, воспламеняет рабочую смесь (это горючая смесь, перемешанная с остатками выхлопных газов, о чем более подробно будет рассказано через пару страниц).

После знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя вы уже начали догадываться о том, как он работает. Но давайте все-таки разберемся с тем, как происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала. Этим в двигателе занимается шатунно-поршневая группа.

Давайте посмотрим со стороны на действия велосипедиста.

Нажимая на педаль одной ногой, мы поворачиваем ось педалей на пол-оборота, затем помогает вторая нога, нажимая на вторую педаль и... колесо вращается, велосипед едет.

Необходимо отметить, что работа двух ног – это пример двухцилиндрового двигателя. Чтобы не чувствовать себя обманутым, можете привязать одну ногу к педали и использовать для нашего эксперимента только ее.

При дальнейшем изучении работы ноги велосипедиста можно увидеть принцип работы шатунно-поршневой группы двигателя. Роль шатуна выполняет голень ноги, поршнем с верхней головкой шатуна является колено, ну а нижняя головка шатуна на кривошипе – это ступня на педали.

Колено велосипедиста движется только вверх-вниз (как поршень), а ступня с педалью уже по окружности (как кривошип коленчатого вала). Это и есть преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное.

В двигателе взаимодействие деталей шатунно-поршневой группы точно такое же, как и в рассмотренном нами примере с ногой велосипедиста.

На рисунке 7 показаны некоторые параметры цилиндра и поршня, которыми характеризуется двигатель (объемы цилиндра и ход поршня).

Рис. 7. Ход поршня и объемы цилиндра двигателя: а) поршень в нижней мертвой точке; б) поршень в верхней мертвой точке

Крайние положения поршня, когда он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней " мертвой" точкой (ВМТ) и нижней " мертвой" точкой (НМТ).

При езде на велосипеде колено вашей ноги, так же как и поршень, периодически будет находиться в крайнем верхнем и в крайнем нижнем положении.

Ходом поршня (S) называется путь, пройденный от одной " мертвой" точки до другой.

Объемом камеры сгорания (Vc) называется объем, расположенный над поршнем, находящимся в ВМТ.

Рабочим объемом цилиндра (Vp) называется объем, освобождаемый поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ.

Полным объемом цилиндра является сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vn = VP + Vc.

Рабочий объем двигателя – это сумма рабочих объемов всех цилиндров. Измеряется рабочий объем в литрах.

Пока мы рассматриваем только одноцилиндровый двигатель, а вообще двигатели современных легковых автомобилей, как правило, имеют 2, 3, 4, 5, 6, 8 и даже 12 цилиндров.

Чем больше суммарный рабочий объем, тем более мощным будет двигатель. Измеряется мощность в киловаттах или в лошадиных силах (кВт или л.с. ).

Дизельные двигатели

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насосом-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей значительно больше, чем у бензиновых.

Поскольку давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень велики, то происходит самовоспламенение топлива. Это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рис. 11. Схема привода распределительного вала

Давайте вернемся к упрощенной схеме двигателя и разберемся с работой газораспределительного механизма (рис. 12).

Рис. 12. Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизма

При вращении распределительного вала кулачок набегает на рычаг, который, в свою очередь, нажимает на стержень соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его (рис. 12 а). Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага, и под воздействием сильной пружины клапан закрывается (рис. 12 б).

А что дальше, вы уже знаете – поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы.

Режимы работы карбюратора

Для каждого режима работы двигателя карбюратор готовит горючую смесь соответствующего качества.

Пуск холодного двигателя. При этом режиме воздушную заслонку карбюратора следует полностью закрыть. Это означает, что рукоятка " подсоса" должна быть вытянута на себя " до упора". Педаль " газа" при пуске холодного двигателя трогать не рекомендуется, поэтому дроссельная заслонка будет тоже полностью закрыта. Состав горючей смеси для пуска холодного двигателя должен быть, и получается, богатым.

Режим холостого хода. Автомобиль стоит на месте или движется " накатом". Двигатель (полностью прогретый) работает на оборотах холостого хода. Воздушная заслонка открыта, а дроссельная закрыта. Состав смеси при этом получается обогащенным.

Режим частичных (средних) нагрузок. Машина движется со скоростью около 60 км/час или близко к этому. Включена высшая передача, нога водителя слегка нажимает педаль " газа", поддерживая средние обороты коленчатого вала двигателя. Состав смеси получается обедненный.

Режим полных нагрузок. Водитель плавно, почти до конца нажал педаль " газа", автомобиль движется с большой скоростью. Для поддержания этого режима состав смеси должен быть обогащенным.

Режим ускорения. Водитель резко нажал педаль " газа" " до пола", для ускорения автомобиля при обгоне, при " отрыве" от потока транспорта и т. п. Состав смеси получается обогащенным, близким к богатому.

Обратите внимание, наиболее экономичный режим работы карбюратора получается в случае частичных (средних) нагрузок!

Если в вашем автомобиле имеется прибор " эконометр", то на средней скорости движения автомобиля он покажет минимальный расход топлива.

Любая " грубая" работа педалью " газа" значительно увеличивает расход топлива, резко возрастают нагрузки на все механизмы и детали двигателя. При этом страдают еще и детали агрегатов трансмиссии, через которые крутящий момент передается на ведущие колеса.

Вождение автомобиля с резкими ускорениями и замедлениями крайне нежелательно. Расход бензина при таком стиле вождения резко увеличивается, уменьшается ресурс двигателя, загрязняется окружающая среда, тратятся нервы, а выигрыш во времени составляет мизерную величину или вообще отсутствует. Разница во времени прибытия в конечную точку маршрута протяженностью 40–50 километров в городских условиях, у " нормальных" и " дерганых" водителей, составляет не более 5–6 минут. Так стоит ли " дергаться"?

Система зажигания

Систему зажигания, которая обеспечивает работу двигателя, придется рассмотреть в этом разделе, хотя она и является составной частью " Электрооборудования автомобиля".

Когда мы изучали рабочий цикл двигателя, было отмечено, что в самом конце такта сжатия рабочую смесь необходимо поджечь. Это означает, что между электродами свечи зажигания в этот момент должна проскочить высоковольтная искра.

Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель.

На автомобилях прежних лет выпуска устанавливалась контактная или бесконтактная система зажигания. В современном автомобиле с системой впрыска топлива система зажигания является частью комплексной электронной системы управления двигателем.

Рис. 21. Контактная система зажигания

Принцип работы катушки зажигания очень прост и знаком из школьного курса физики. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, вокруг нее создается магнитное поле. Если прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).

За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Цифра весьма впечатляющая, но это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.

Если кто из вас, испугавшись этой цифры, решил вообще не дотрагиваться до чего-либо электрического в машине, то напрасно.

" Убивает не напряжение, а ток" – известное выражение у электриков, как нельзя лучше подходит к ситуации с электричеством в автомобиле.

В системе зажигания очень малые токи, поэтому, если вы и дотронетесь до проводов или приборов системы, то будет лишь несколько " неприятно", но не более того. Да и произойдет это только, если вы стоите босиком (или в мокрой обуви) на сырой земле или если одна рука на " массе", а другая на тех самых 20000 В.

Прерыватель тока низкого напряжения (контакты прерывателя – рис. 21) нужен для того, чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. При этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.

Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.

Параллельно контактам включен конденсатор, который необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного.

Но это только половина полезной работы конденсатора. Он еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания. Когда контакты прерывателя полностью размыкаются, конденсатор разряжается, создавая обратный ток в цепи низкого напряжения, и тем самым, ускоряет исчезновение магнитного поля. А чем быстрее исчезает это поле, тем больший ток возникает в цепи высокого напряжения.

" Зачем такой длинный разговор о такой маленькой штучке в такой большой машине? " – спросите вы.

Так вот учтите, при выходе конденсатора из строя двигатель работать не будет! Напряжение во вторичной цепи получится недостаточно большим для того, чтобы пробить воздушную преграду между электродами свечи зажигания. Может быть, иногда, слабая искорка и будет проскакивать, но нам нужна достаточно " горячая" и стабильная искра, которая гарантированно воспламенит рабочую смесь и обеспечит нормальный процесс ее сгорания. А для этого, как раз и необходимы те самые " страшные" 20 тысяч вольт, в " приготовлении" которых участвует и конденсатор тоже.

Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены в одном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Часто водители называют этот узел коротко – " прерыватель-распределитель" (или еще короче – " трамблер" ).

Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 21 и 22) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.

Рис. 22. Прерыватель-распределитель: 1 – диафрагма вакуумного регулятора; 2 – корпус вакуумного регулятора; 3 – тяга; 4 – опорная пластина; 5 – ротор распределителя (" бегунок" ); 6 – боковой контакт крышки; 7 – центральный контакт крышки; 8 – контактный уголек; 9 – резистор; 10 – наружный контакт пластины ротора; 11 – крышка распределителя; 12 – пластина центробежного регулятора; 13 – кулачок прерывателя; 14 – грузик; 15 – контактная группа; 16 – подвижная пластина прерывателя; 17 – винт крепления контактной группы; 18 – паз для регулировки зазоров в контактах; 19 – конденсатор; 20 – корпус прерывателя-распределителя; 21 – приводной валик; 22 – фильц для смазки кулачка

После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора.

Во время вращения ротора ток через небольшой воздушный зазор " соскакивает" с его пластины на боковые контакты крышки. Далее, через высоковольтные провода импульс тока высокого напряжения попадает к свечам зажигания.

Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены высоковольтными проводами со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.

Таким образом, устанавливается " порядок работы цилиндров", который выражается рядом цифр.

Как правило, для четырехцилиндровых двигателей применяется порядок работы: 1–3–4–2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующий " взрыв" произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.

Подача высокого напряжения на электроды свечи зажигания должна происходить в конце такта сжатия, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки примерно 4–6°, измеряя по углу поворота коленчатого вала. Этот угол называют углом опережения зажигания.

Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью. Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0, 001–0, 002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.

Первоначальный угол опережения зажигания выставляется и корректируется с помощью поворота корпуса прерывателя-распределителя. Тем самым мы выбираем момент размыкания контактов прерывателя, приближая их или, наоборот, удаляя от набегающего кулачка приводного валика прерывателя-распределителя.

В зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4–6°). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒