Come funziona un'auto: design ed esempi

Se chiedi a un automobilista esperto la domanda su come funziona un'auto, ti spazzerà via. Questo gesto indicherà che un principiante o una teiera non dovrebbero fare cose complesse. Ma in pratica, le persone che hanno una conoscenza generale delle automobili possono diventare dei bravi meccanici. Quindi, sapere come funziona la tua auto potrebbe essere necessario per l'auto-riparazione, la messa a punto o l'assemblaggio di auto fai-da-te e solo per lo sviluppo generale.

Per rendere la descrizione più comprensibile, ti suggeriamo di guardare un video in 3D, che ti aiuterà a padroneggiare il materiale complesso. Iniziamo la storia con il fatto che il design moderno di un'autovettura e, come si suol dire, l'architettura, si è formato gradualmente. La prima macchina è stata realizzato da Karl Benz dal telaio di una bicicletta e da un motore a combustione interna autoprogettato o motore a combustione interna.

La benzina veniva utilizzata per il rifornimento, poiché era un carburante economico e facilmente disponibile venduto in farmacia. Quando la moglie di Benz aveva bisogno di fare rifornimento durante il suo famoso viaggio, stava cercando un farmacista.

Il principio generale di funzionamento di un motore a combustione interna è convertire l'energia durante la combustione del carburante in energia meccanica, questo viene effettuato utilizzando una trasmissione. In senso moderno, il dispositivo è chiamato cambio o trasmissione.

Struttura generale e design dell'auto

Il design dell'auto è abbastanza semplice, ma diventa più complicato a causa dello sviluppo e dell'evoluzione di vari meccanismi. Si tratta di lavorare:

• motore;
• trasmissioni;
• attrezzi da corsa;
• sistemi di controllo.

Il telaio può essere considerato come un meccanismo separato, integrato da una struttura portante e da un corpo. In pratica si differenzia anche nel sistema di azionamento:

• trazione anteriore, quando le ruote anteriori sono motrici - la versione più comune;
• trazione posteriore, con trazione posteriore - con potenza di traino aumentata;
• trazione integrale - con tutte le ruote sterzanti. Inoltre, su alcune nuove vetture prestigiose, la trasmissione è collegata anche a motori aggiuntivi per ogni ruota. Ad esempio, come le hypercar

La trasmissione è un meccanismo per convertire l'energia del motore a combustione interna in una trasmissione meccanica. È implementato secondo un principio a più stadi, quindi nelle pubblicità delle auto puoi spesso sentire che è installato un cambio a 8 o 10 velocità. Questo nodo può, a sua volta, essere meccanico (cambio manuale), commutato dal guidatore, ibrido (versione piuttosto rara) e automatico (cambio automatico).

Il sistema di controllo del veicolo si riferisce al controllo dello sterzo e non alle apparecchiature di bordo aggiuntive. Include servosterzo, ABS e impianto frenante. Le apparecchiature di bordo includono i sottosistemi del motore, le apparecchiature elettriche e l'elettronica di bordo, nonché il controllo della climatizzazione.

Ciò che abbiamo appena descritto viene spesso indicato anche come layout di un'auto. C'è un articolo separato di Wikipedia su questo. Disposizione dell'auto.

Carrozzeria, telaio, monoscocca e pianale

L'auto è composta da un telaio e una carrozzeria del sistema di trasporto. Nelle auto moderne, la carrozzeria è combinata con il telaio ed è portante. Può avere due tipi di costruzione:

• portafoto;
• senza cornice.

Nonostante il telaio sia il telaio portante a cui sono fissati i componenti principali di qualsiasi veicolo, ci sono variazioni nell'interpretazione del termine. In senso moderno, il telaio è un insieme completo di unità, costituito da trasmissione, carrello e controllo.

Inoltre, una tale comprensione della struttura portante è stata fissata dall'inizio del XX secolo. quando Enzo Ferrari comprò un telaio Lancia per le corse, anzi comprò una marcia con cambio e sterzo.

Nella comprensione degli automobilisti ordinari e dei meccanici automobilistici, la struttura portante di un'auto è più intesa come un "telaio" con un telaio. E quando si acquista un'auto usata, viene specificato in che condizioni si trova. In questo caso sono più implicate la conservazione delle caratteristiche portanti e la rigidità strutturale. In particolare se il telaio portante è danneggiato da ruggine o altri eventi (incidente).

piattaforma

La parte portante del corpo può anche essere chiamata piattaforma. Questo termine è usato dalle case automobilistiche ed è spesso menzionato nella pubblicità. Allo stesso tempo, la piattaforma è considerata un concetto più ampio rispetto al telaio, includendo un insieme di componenti principali, elementi strutturali tipici e ... attrezzature. La piattaforma si basa su una complessa soluzione tecnologica. Ma in senso stretto, questo è un telaio, ma con un design e un design tecnico più complessi.

Monoscocca

Nelle auto moderne, la carrozzeria è una struttura autoportante, che la fa sembrare un'altra soluzione costruttiva: una monoscocca. È una struttura spaziale in cui il guscio è l'unico e principale elemento portante.

Una soluzione simile è stata applicata da MCLaren in un'auto da corsa di Formula 1 e successivamente è diventata un design classico della carrozzeria per le auto sportive. Ovviamente, l'idea è presa in prestito dall'industria aeronautica. Ciò non sorprende, dal momento che molte aziende hanno iniziato o interagito con questa linea di lavoro. Esperienza simile ha BMW, Nissan e un certo numero di altre società.

Veicoli a più ruote

Quando si parla di telaio e telaio, vale la pena menzionare il numero di ruote. Di solito si parla di 4 ruote, ma esistono versioni di auto a 6 e 8 ruote. Alcuni modelli sperimentali avevano una disposizione del telaio a forma di diamante, ma si sono rivelati inadatti all'uso di massa. Tuttavia, nei paesi asiatici si possono trovare veicoli a tre ruote. Lit Motors ha sviluppato una due ruote bilanciata.

Motore

Il motore si trova solitamente nel vano motore, che si trova davanti all'auto. Questo è un layout comune, ma non l'unica opzione possibile. Ad esempio, il posizionamento medio del motore è tipico per Porsche, questa soluzione è unica per questo marchio, oltre che per numerose auto sportive. Anche il posizionamento del motore anteriore si distingue per tipo: longitudinale, come Ferrari e Lamborghinie trasversali, come la Honda NSX e la Toyota MR2.

Le case automobilistiche hanno fantasticato nel secolo scorso. Alcune soluzioni sono diventate generalmente accettate, alcune sono prese in prestito da altri veicoli. Ad esempio, la disposizione del motore anteriore corrisponde alla disposizione del cofano: in esso il vano motore è davanti al conducente. C'è anche una disposizione a mezzo cappuccio. Questo è tipico, ad esempio, per gli autobus urbani e l'auto VAZ Loaf, ma non solo.

La disposizione a semi-cofano è utilizzata in molte autovetture con vista panoramica. Il vetro e il cofano di queste auto sono fortemente inclinati, quindi si ha l'impressione di una disposizione a un volume, sebbene il motore abbia una posizione anteriore tradizionale. In vendita, in particolare, nei minivan, puoi trovare vagone e cabover.

I veicoli moderni possono utilizzare motori diversi. Il più comune: ICE funzionanti a benzina e diesel. Tuttavia, questa non è una panacea. Il motore può funzionare a gas, con l'ausilio di una turbina a vapore, a mercurio e persino a legna (cioè a monossido di carbonio rilasciato quando viene bruciato combustibile naturale). Recentemente, i motori ibridi ed elettrici si sono diffusi.

Il motore, a seconda del tipo di carburante scelto, può avere un design diverso e, soprattutto, complesso. L'unità motore del motore a combustione interna comprende anche il sistema di alimentazione, il raffreddamento, il sistema di scarico e una serie di sottosistemi. In base alla progettazione, il motore ICE è collegato alla trasmissione tramite un volano e la trasmissione controlla le ruote motrici del veicolo in base alla trasmissione corrispondente.

Trasmissione

Una trasmissione è un pezzo speciale dell'attrezzatura meccanica di un'auto che può avere un design unico sviluppato dal produttore. Controlla la coppia e trasmette il lavoro meccanico al telaio tramite il volano del motore.

Nel caso generale, come già accennato, una trasmissione manuale e una automatica differiscono. Non molto tempo fa, il cambio manuale era preferito dai conducenti con una vasta esperienza di guida, è presente su auto costose ed economiche. Il manuale è più adatto alla guida estrema.

Il cambio automatico era il lotto dei principianti: un cambio del genere cambia marcia da solo. Tuttavia, negli ultimi anni, i confini associati alla guida sono sbiaditi. Ciò è dovuto al passaggio a un nuovo modello di guida e all'introduzione delle funzioni di guida automatica. Quasi tutte le trasmissioni nei nuovi modelli sono automatiche, ma alcuni produttori lasciano la possibilità di passare alla trasmissione manuale.

Se nella comprensione di molti automobilisti la trasmissione è il cambio, in pratica non è così. La scatola fa parte dei meccanismi di trasmissione, con una trasmissione manuale è integrata con frizione, ingranaggio principale, differenziale e semiassi. Quando ne parliamo, di solito intendiamo un differenziale aggiuntivo. Insieme, il motore e la trasmissione forniscono il movimento delle ruote, a seconda del tipo di trazione.

Nei veicoli a trazione posteriore, l'ingranaggio principale e il differenziale vengono rimossi dall'alloggiamento della trasmissione e integrati da un ingranaggio cardanico. Per i veicoli a trazione integrale è installata anche una scatola di trasferimento.

La trasmissione più complessa nei veicoli a trazione integrale. Ma questo design migliora la maneggevolezza e la pervietà del veicolo. Tipicamente, i sistemi di trazione integrale sono utilizzati nei SUV (crossover, SUV) e nelle auto sportive. Ad ogni tipologia di layout corrispondono differenti perdite di trasmissione e differenti rendimenti. I layout sui veicoli esclusivi possono variare. Ad esempio, potrebbe non esserci albero a camme, come Koenigsegg, Spyker e Qoros.

Telaio

Il telaio è considerato parte del telaio e della piattaforma, ma allo stesso tempo è un meccanismo separato responsabile del normale movimento dell'auto. In particolare, questo si riferisce a una guida morbida con vibrazioni minime avvertite nell'abitacolo.

La marcia comprende:

• ruote;
• sospensione.

Il set di ruote include:

• pneumatici;
• dischi;
• in alcuni casi telecamere.

Il ciondolo include:

• supporti per ruote;
• molle;
• ammortizzatori;
• guide delle ruote;
• barra antirollio;
• elementi di fissaggio della sospensione alla carrozzeria.

La sospensione ha un design piuttosto complesso. Le caratteristiche del suo design sono molto importanti per ogni vettura specifica, in quanto fornisce controllabilità e scorrevolezza. I ciondoli possono avere design diversi. Molto popolare è un anteriore e un posteriore indipendenti, corrispondenti al tipo McPherson. Questa disposizione di sospensione è anche chiamata candela oscillante. La sospensione posteriore è spesso resa semi-indipendente con un raggio di torsione.

Sistema di controllo del veicolo

Il conducente può controllare i sistemi descritti utilizzando la cremagliera dello sterzo. Questo viene fatto con l'aiuto dello sterzo, che diventa più rilassato grazie al booster idraulico installato. Il sistema di controllo comprende anche l'impianto frenante, che nelle auto moderne è integrato da sottosistemi di stabilità direzionale.

La gestione del motore e della trasmissione sono un altro sottosistema. Non fanno parte del sistema di gestione, ma sono ad esso strettamente correlati.

Nel caso generale, possiamo dire che il controllo dell'auto si riduce a più sottosistemi:

• sterzo - utilizzato per cambiare la direzione del movimento;
• sistema frenante - utilizzato per arrestare e rallentare il veicolo;
• gestione del motore - modifica della coppia che controlla la trasmissione;
• controllo della trasmissione, che regola la velocità, la modalità di guida e altri parametri impostati dallo stile di guida.

Nei veicoli moderni che supportano alcuni livelli di guida autonoma, tutti i controlli di cui sopra sono controllati elettronicamente.

materiale elettrico

Il concetto di apparecchiature elettriche si riferisce a tutti i componenti e meccanismi che consumano elettricità. Questo è un tipo di sistema incrociato con funzionalità end-to-end. Per garantire la normale trasmissione dei dati e l'alimentazione, i singoli dispositivi sono collegati al bus CAN. Ma questa soluzione è tipica solo per auto esclusive.

Viene presentato l'equipaggiamento elettrico:

• fonti;
• consumatori;
• conduttori;
• dispositivi ausiliari.

La fonte di elettricità è la batteria, che a sua volta viene caricata dal motore a combustione interna. Le batterie possono essere ricaricate direttamente dalla rete, caratteristica tipica dei veicoli ibridi ed EV. Sono anche una fonte di energia per il motore. Inoltre, nel sistema possono essere presenti vari recuperatori di energia. Ad esempio, a Koenigsegg, Magneti Marelli sono presenti sistemi di recupero durante la frenata.

I dispositivi ausiliari includono relè e fusibili che impediscono il guasto dell'intero sistema durante i cortocircuiti.

Infine

Nel loro insieme, un'auto è un dispositivo che combina vari convertitori di energia in un lavoro meccanico, che mette in moto il veicolo. Una spiegazione più dettagliata del funzionamento di componenti e meccanismi ti consentirà di comprendere non solo la struttura e la riparazione, ma anche la creazione dei tuoi veicoli a seguito di una messa a punto approfondita. Questo è un hobby molto interessante con risultati impressionanti, ne vale la pena per capire come funziona un'auto.

Se hai bisogno di pezzi di ricambio per un'auto, indipendentemente dalla marca o dalla soluzione, contatta Auto d'élitetroveremo sempre la soluzione migliore.