Un automóvil es un vehículo autopropulsado diseñado para transportar pasajeros, carga diversa o equipos especiales y remolcar remolques sobre una vía sin rieles. Las partes principales del automóvil: motor, transmisión, chasis, carrocería, mecanismos de control y equipos auxiliares (Fig. 2.1).

Un motor es una máquina que convierte algún tipo de energía en energía mecánica. Los más extendidos fueron los motores de combustión interna (ICE).

Un motor de combustión interna convierte la energía química del combustible que se quema en sus cilindros en energía térmica y luego, mediante un mecanismo de manivela, en energía mecánica, que hace girar las ruedas motrices del automóvil. Los más extendidos son los motores de gasolina y los motores diésel. Estos últimos le permiten reducir el consumo de combustible entre un 25 y un 30%. Se presta mucha atención a la creación de motores que funcionen con combustibles distintos del petróleo. Uno de ellos es el hidrógeno, cuyas reservas son prácticamente ilimitadas. Sin embargo, el uso de hidrógeno está asociado a elevados costes energéticos y dificultades de almacenamiento y transporte. El uso generalizado de motores eléctricos se ve obstaculizado por la baja intensidad energética de las fuentes de energía, principalmente las baterías, y su volumen, que reduce la capacidad de carga del vehículo y su autonomía.

La transmisión sirve para transmitir el par desde el cigüeñal del motor a las ruedas motrices del automóvil y cambiar su magnitud y dirección. Incluye los siguientes mecanismos: embrague 3, Transmisión 4, transmisión cardán 5, eje motriz 6 (ver figura 2.1).

Embrague diseñado para transferir la energía del motor, alejar suavemente el automóvil, desconectar brevemente el motor y la transmisión al cambiar de marcha y evitar que la transmisión quede expuesta a grandes cargas dinámicas.

Arroz. 2.1

7 - cabina; 2 - plataforma de carga; 3 - embrague; 4 - Transmisión; 5 - transmisión cardán; b - engranaje principal (eje motriz); 7 - marco

En los automóviles, en la mayoría de los casos, se utilizan embragues de fricción de disco seco permanentemente cerrados con un dispositivo de presión de resorte.

Transmisión se utiliza para cambiar la fuerza de tracción en las ruedas motrices, cambiar la velocidad y la dirección del movimiento, así como para la desconexión prolongada del motor de la transmisión.

Las más extendidas son las cajas de cambios mecánicas de tipo engranaje. Para facilitar y automatizar el control, así como aumentar la durabilidad, las transmisiones hidromecánicas automáticas se utilizan en turismos y, especialmente, en autobuses.

Transmisión cardán Transmite torque entre ejes desalineados, proporcionando compensación angular y axial cuando cambia la distancia entre ellos.

Puente principal percibe las fuerzas que actúan entre la superficie de apoyo y el bastidor o la carrocería del automóvil, incluidas las fuerzas de tracción y frenado. La caja de cambios del eje motriz, el engranaje principal, convierte la magnitud del par transmitido desde la caja de cambios.

El chasis sirve para convertir el movimiento de rotación de las ruedas motrices en movimiento de avance del vehículo. Consta de un bastidor sobre el que se montan la carrocería y todos los mecanismos del coche, suspensión de los ejes delantero y trasero y ruedas.

La carrocería sirve para alojar al conductor, los pasajeros y la carga. Para un camión, consta de una plataforma de carga. 2 y cabañas 1 (ver figura 2.1).

Los mecanismos de control están diseñados para controlar un automóvil. Estos incluyen la dirección, que cambia la dirección del coche, y el sistema de frenos, que permite reducir la velocidad o detener el coche.

Los conjuntos de transmisión, chasis y mecanismos de control se denominan chasis.

El equipo auxiliar incluye un cabrestante, un dispositivo de remolque y otros equipos adicionales.

El coche consta de tres partes principales:

1. motor. El diagrama muestra las partes principales del motor de un automóvil: árbol de levas, biela, balancín, válvula, culata, cilindro, pistón, biela, cigüeñal, cárter de aceite.

Diagrama transversal de un motor de automóvil.

Un motor de combustión interna (ICE) es uno de los principales dispositivos en el diseño de un automóvil y sirve para convertir la energía del combustible en energía mecánica, que, a su vez, realiza un trabajo útil. El principio de funcionamiento de un motor de combustión interna se basa en el hecho de que el combustible se combina con el aire para formar una mezcla de aire. Al quemarse cíclicamente en la cámara de combustión, la mezcla de aire y combustible proporciona una alta presión dirigida al pistón, que, a su vez, hace girar el cigüeñal a través del mecanismo de manivela. Su energía de rotación se transfiere a la transmisión del vehículo.

Para arrancar un motor de combustión interna, a menudo se utiliza un motor de arranque, generalmente un motor eléctrico que hace girar el cigüeñal. En los motores diésel más pesados ​​se utiliza un motor de combustión interna auxiliar (motor de arranque) como motor de arranque y con el mismo fin.

Los motores de combustión interna de gasolina son los motores de automóvil más comunes. El combustible para ellos es la gasolina. Al pasar por el sistema de combustible, la gasolina ingresa al carburador o al colector de admisión a través de boquillas rociadoras, y luego esta mezcla de aire y combustible se suministra a los cilindros, se comprime bajo la influencia del grupo de pistones y se enciende mediante una chispa de las bujías.

2. Chasis. El chasis del automóvil incluye elementos del tren de potencia o transmisión, chasis y mecanismos de control.

El tren de potencia transmite el par del motor a las ruedas motrices del vehículo.

Los componentes de la transmisión de potencia son:

• - embrague
• - Transmisión
• - transmisión cardán
• - engranaje principal
• - diferencial
• - ejes de accionamiento

El conjunto de embrague sirve para la separación breve del motor de la caja de cambios y posteriormente para su conexión suave al cambiar de marcha, así como en el momento en que el vehículo se aleja.

3. Caja de cambios. La caja de cambios le permite cambiar la cantidad de par que se transmite desde el cigüeñal del motor al eje de transmisión.

La unidad de caja de cambios permite desconectar la conexión entre el motor y el cardán durante un tiempo prolongado y permite mover el coche marcha atrás.

El objetivo principal de la línea motriz es permitir que el par se transmita desde la caja de cambios al mando final en un ángulo variable.

El objetivo principal del engranaje principal es garantizar, con pérdidas mínimas, la transmisión del par en ángulo recto desde el eje de transmisión a través del diferencial hasta los ejes de transmisión de las ruedas motrices y aumentar el par.

El diferencial permite que las ruedas motrices giren a diferentes velocidades cuando el vehículo se mueve en curvas y en caminos irregulares.

El chasis del automóvil consta de un bastidor y ejes delantero y trasero, que están conectados al bastidor mediante un sistema de suspensión. La suspensión incluye elementos elásticos como ballestas, muelles helicoidales, bolsas de aire y amortiguadores.

En la mayoría de los turismos, la función del bastidor la desempeña la carrocería de soporte.

Los dispositivos de control del vehículo incluyen un sistema de dirección conectado a las ruedas delanteras mediante un mecanismo de dirección y un sistema de frenado. Los vehículos modernos utilizan activamente computadoras de a bordo, que en algunos casos controlan el proceso de control y realizan los ajustes necesarios.

Los elementos de dirección le permiten girar las ruedas delanteras, cambiando así la dirección del movimiento del automóvil.

Las características de diseño incluidas en la implementación del sistema de frenado del vehículo deben garantizar una rápida reducción de la velocidad del vehículo y una parada completa sin pérdida de control, así como mantener el vehículo parado.

4. Cuerpo. La carrocería está diseñada para acomodar a los pasajeros y la carga transportada y al conductor. La carrocería de un turismo moderno suele ser portadora y consta de paneles separados conectados mediante soldadura. La carrocería también incluye elementos como puertas, guardabarros y tapa del maletero.

Material de la Enciclopedia de la revista "Al volante"

A pesar de la gran variedad de tipos y modelos de automóviles modernos, el diseño de cada uno de ellos consta de un conjunto de unidades, componentes y mecanismos, cuya presencia permite llamar al vehículo "coche". Los principales bloques de construcción incluyen:
- motor;
- motor;
- transmisión;
- sistemas de control de automóviles;
- sistema de soporte;
- suspensión del sistema de soporte;
- cuerpo (cabina).
El motor es la fuente de energía mecánica necesaria para mover el coche. La energía mecánica se obtiene convirtiendo otro tipo de energía en el motor (energía de la quema de combustible, electricidad, energía del aire precomprimido, etc.). La fuente de energía no mecánica suele estar situada directamente en el vehículo y se repone de vez en cuando.
Dependiendo del tipo de energía utilizada y del proceso de conversión de la misma en energía mecánica, en un coche se pueden utilizar:
- motores que utilizan la energía de la quema de combustible (motor de combustión interna de pistón, turbina de gas, máquina de vapor, motor de pistón rotativo Wankel, motor de combustión externa Stirling, etc.);
- motores que utilizan electricidad - motores eléctricos;
- motores que utilizan la energía del aire precomprimido;
- motores que utilizan la energía de un volante pregirado - motores con volante.
Los más utilizados en los automóviles modernos son los motores de combustión interna de pistón que utilizan combustible líquido de origen petrolífero (gasolina, diésel) o gas combustible como fuente de energía.
El sistema "motor" también incluye subsistemas para almacenar y suministrar combustible y eliminar productos de combustión (sistemas de escape).
El sistema de propulsión del vehículo proporciona comunicación entre el vehículo y el entorno externo, le permite "empujarse" de la superficie de apoyo (carretera) y convierte la energía del motor en energía de avance del vehículo. El principal tipo de propulsión de un vehículo es la rueda. A veces, en los automóviles se utilizan propulsores combinados: para vehículos todoterreno, propulsores de orugas con ruedas (Fig. 1.11), para vehículos anfibios, propulsores con ruedas (cuando se conduce por carretera) y de chorro de agua (a flote).
La transmisión (tren de potencia) de un automóvil transfiere energía del motor a la unidad de propulsión y la convierte en una forma conveniente para usar en la unidad de propulsión. Las transmisiones pueden ser:
- mecánico (se transmite energía mecánica);
- eléctrica (la energía mecánica del motor se convierte en energía eléctrica, se transmite al motor a través de cables y allí se convierte nuevamente en mecánica);
- hidrostático (la rotación del cigüeñal del motor es convertida por una bomba en energía del flujo de fluido, transmitida a través de tuberías a la rueda, y allí, a través de un motor hidráulico, se convierte nuevamente en rotación);
- combinado (electromecánico, hidromecánico).

Transmisión manual de un coche clásico.
Las transmisiones mecánicas e hidromecánicas son las más utilizadas en los automóviles modernos. Una transmisión mecánica consta de un embrague de fricción (embrague), un convertidor de par, un mando final, un diferencial, transmisiones cardán y semiejes.
El embrague es un embrague que permite desconectar brevemente y conectar suavemente el motor y los mecanismos de transmisión asociados.
Un convertidor de par es un mecanismo que le permite cambiar paso a paso o continuamente el par del motor y la dirección de rotación de los ejes de transmisión (para invertir). Con un cambio gradual del par, este mecanismo se llama caja de cambios, con un cambio continuo, variador.
El engranaje principal es un reductor con engranajes cónicos y (o) rectos, que aumenta el par transmitido desde el motor a las ruedas.
El diferencial es un mecanismo que distribuye el par entre las ruedas motrices y les permite girar a diferentes velocidades angulares (al tomar curvas o en carreteras irregulares).
Las transmisiones cardán son ejes con bisagras que conectan la transmisión y las unidades de rueda. Permiten la transmisión de par entre los mecanismos especificados, cuyos ejes no están ubicados coaxialmente y (o) cambian su posición relativa entre sí durante el movimiento. El número de engranajes cardán depende del diseño de la transmisión.
Una transmisión hidromecánica se diferencia de una mecánica en que en lugar de un embrague, se instala un dispositivo hidrodinámico (acoplamiento hidráulico o convertidor de par), que realiza tanto las funciones de un embrague como las funciones de un variador continuamente variable. Como regla general, este dispositivo se coloca en la misma carcasa que la transmisión manual.
Las transmisiones eléctricas se utilizan relativamente raramente (por ejemplo, en camiones volquete de minería pesada, en vehículos todo terreno) e incluyen: un generador en el motor, cables y un sistema de control eléctrico, motores eléctricos sobre ruedas (motores eléctricos de ruedas).
Con una conexión rígida entre el motor, el embrague y la caja de cambios (variador), este diseño se denomina unidad de potencia.
En algunos casos, un automóvil puede tener varios motores de diferentes tipos (por ejemplo, un motor de combustión interna y un motor eléctrico), conectados entre sí mediante una transmisión. Este diseño se llama sistema de propulsión híbrido.
Los sistemas de control de vehículos incluyen:
- direccion ;
- sistema de frenos;
- control de otros sistemas del vehículo (motor, transmisión, temperatura de la cabina, etc.). La dirección se utiliza para cambiar la dirección del movimiento del automóvil, generalmente girando los volantes.
[Sistema de frenos]] sirve para reducir la velocidad del vehículo hasta detenerlo por completo y mantenerlo en su lugar de manera confiable.

Sistema de carga en forma de marco de viga

Cuerpo portante

El sistema de soporte del vehículo sirve para montar sobre él todos los demás componentes, conjuntos y sistemas del vehículo. Se puede realizar en forma de marco plano o volumétrico.

La industria automotriz no se detiene y se mejora constantemente, por lo que hay un cambio constante en los componentes de los vehículos, sin embargo, los componentes y conjuntos básicos se mantienen sin cambios:

• Cuerpo;
• Salón con diversas funciones y opciones.

Los motores se dividen en varios tipos, esta división se realiza según el tipo de combustible utilizado durante el funcionamiento. Los motores son diésel, gasolina, gas y combinados. La composición de todos los motores es casi la misma, consta de los siguientes componentes:

• Bloque cilíndrico.
• La culata, que incluye el árbol de levas y las válvulas.
• El mecanismo de manivela, que incluye un cigüeñal, un pistón y una biela.
• Sistema de refrigeración, que incluye bomba de agua, radiador, ventilador, sensor de temperatura, depósito de expansión, termostato y tuberías del sistema.
• Sistema de lubricación compuesto por bomba de aceite, toma de aceite, elemento filtrante y sensor de presión de emergencia, sensor de nivel de aceite.
• El sistema de suministro de energía está parcialmente relacionado con el motor y consta de una bomba de combustible, inyectores de combustible o carburador y un conjunto de acelerador.
• El control electrónico incluye una unidad de control del motor y un conjunto diverso de sensores responsables del funcionamiento del motor de combustión interna.

El principio de funcionamiento es convertir la energía térmica en energía mecánica. La mezcla de aire y combustible ingresa a la cámara de combustión a través de la válvula de admisión, a través del vacío creado por el pistón en el cilindro. Luego, la mezcla se comprime debido al movimiento ascendente del pistón cuando las válvulas están cerradas.

En el momento de la compresión crítica, se suministra una chispa que enciende la mezcla y obliga al pistón a moverse hacia abajo, luego se abre la válvula de escape y los gases de escape ingresan al colector de escape. El funcionamiento de un motor diésel es ligeramente diferente, donde el encendido se produce bajo una fuerte compresión sin chispa.

Los motores híbridos y los motores eléctricos también se han vuelto cada vez más comunes en los últimos años. La versión híbrida utiliza un motor de combustión interna para hacer girar el generador y las ruedas son impulsadas por un motor eléctrico. La principal diferencia es la presencia de baterías recargables. Los coches eléctricos funcionan con un motor eléctrico y la energía proviene de baterías.

La transmisión también tiene varias opciones de diseño dependiendo de la conducción del vehículo.

La transmisión de un automóvil con tracción delantera incluye una caja de cambios y tracción con juntas homocinéticas constantes.

La caja de cambios también tiene opciones como:

• Automático;
• Accionamiento de velocidad variable;
• Mecánico;
• Robot.

La transmisión de un vehículo con tracción trasera incluye además una transmisión cardán y un eje trasero o caja de cambios. En el puente, la transmisión del par se organiza mediante semiejes y, en las versiones de engranajes, también mediante juntas homocinéticas.

La transmisión de un vehículo con tracción total también tiene opciones:

1. Caja de cambios, accionamientos cardán, caja de transferencia y ejes delantero y trasero del coche.
2. Cajas de cambios, transmisiones cardán, cajas de cambios angulares, cajas de cambios del eje trasero y juntas homocinéticas.

Cabe señalar que también existen opciones mixtas para implementar la tracción total.

La transmisión asegura la transmisión del par del motor de combustión interna a las ruedas del vehículo.

Tiene muchas variaciones:

• Sedán;
• Coupé;
• Furgoneta;
• Hatchback;
• Volver a levantar;
• Cabriolé;

Y muchas más variaciones diferentes sin tener en cuenta los vehículos comerciales. La carrocería del automóvil desempeña uno de los papeles más importantes en la seguridad del conductor y de los pasajeros, y un componente importante de la carrocería son sus propiedades aerodinámicas, que reducen el consumo de combustible y aumentan la velocidad. La carrocería incluye piezas tales como: puertas, tapa del maletero, capó, parachoques, cristales, juntas, base de la carrocería con paneles laterales, guardabarros y techo.

Interior del coche o zona de confort.

El interior de un automóvil moderno ofrece un alto nivel de confort gracias a muchos sistemas del vehículo. El dispositivo de aire acondicionado garantiza la creación de un microclima confortable en el interior del vehículo, independientemente del tiempo exterior. Algunos modelos de vehículos están equipados con control de clima multizona, que organiza el microclima para cada pasajero individual.

Los asientos para el automóvil ahora tienen muchos ajustes, por lo que cualquier conductor o pasajero puede ajustar los asientos para un ajuste cómodo. Los asientos también cuentan con funciones de calefacción, refrigeración e incluso masaje. Actualmente, muchos automóviles están equipados con sensores de luz y lluvia, lo que sin duda genera comodidad para el conductor.

Y no te olvides de los sistemas auxiliares: radar de aparcamiento, cámaras de vigilancia alrededor del perímetro del coche, asistente de aparcamiento. Los dispositivos multimedia permiten no sólo escuchar archivos de audio, sino también ver vídeos y tener acceso a Internet; muchos sistemas tienen instalado Bluetooth, lo que permite comunicarse por teléfono mediante multimedia sin distraerse de la conducción.

Los coches modernos están completamente rodeados de electrónica, desde la unidad de control del motor hasta los sensores de presión de los neumáticos. El motor y otras funciones se controlan mediante software mediante la ECU (unidad de control electrónico).

El sistema de frenos se controla mediante sensores y la unidad de control ABS. La función de control de tracción también se controla electrónicamente. En un coche moderno, casi el 90% de los elementos están conectados a la electrónica.

La suspensión trasera del coche se divide en suspensión dependiente e independiente. La suspensión dependiente se implementa con una viga, amortiguadores y resortes. Hay opciones para resortes en lugar de resortes o cámaras de aire. Una suspensión independiente consta de un semibastidor con palancas; esta suspensión es más suave y cómoda, a diferencia de una suspensión dependiente.

La suspensión delantera también cuenta con brazos de control, rótulas, barras estabilizadoras, amortiguadores y resortes u opciones. En los SUV se puede encontrar suspensión con barra de torsión. La diferencia entre esta suspensión es el uso de una barra de torsión en lugar de resortes.

La dirección consta de un mecanismo de piñón y cremallera conectado al volante mediante engranajes cardán de dirección y dirección asistida (hidráulica o eléctrica). El servomotor hidráulico funciona utilizando aceite hidráulico bombeado a la cremallera de dirección; el servomotor eléctrico está organizado por un motor eléctrico montado directamente en el mecanismo de dirección.

Estos sistemas se distinguen por el principio de funcionamiento: sistemas de frenos hidráulicos y de aire. En la mayoría de los casos, el sistema de aire se implementa en camiones y funciona utilizando presión de aire bombeada a los cilindros mediante un compresor.

El sistema de frenos hidráulicos consta de un cilindro maestro con refuerzo de vacío, cilindros de freno de rueda, discos o tambores de freno, pastillas de freno y un sistema de freno de estacionamiento. El funcionamiento de este sistema consiste en transferir una porción del líquido de frenos a los cilindros de freno en funcionamiento, provocando un impacto en las pastillas de freno, que detienen el disco y, en consecuencia, el vehículo.

Estos son solo los sistemas básicos de un automóvil, y no debemos olvidar que cualquier tipo de transporte es una estructura técnicamente compleja, que consta de muchos sistemas que interactúan entre sí.

Definitivamente, todo entusiasta de los automóviles debería conocer al menos los conceptos básicos de en qué consiste un automóvil y cómo funciona. Sólo así se puede llegar a ser un buen conductor y comprender el principio de por qué el automóvil se conduce y controla de cierta manera, razón por la cual algunos elementos pueden fallar o comenzar a funcionar incorrectamente.

Estructura básica de los coches modernos.

Por primera vez, un automóvil equipado con un motor de gasolina fue patentado en 1885. Y desde entonces, los modelos modernos se han producido a partir de casi los mismos componentes básicos que entonces. Los elementos clave son:

• Cuerpo;
• Motor;
• Chasis;
• Equipo eléctrico.

Conociendo la estructura básica del automóvil, así como las características específicas del funcionamiento de los componentes y conjuntos, puede reducir significativamente los costos de servicio y reparación. Este conocimiento y comprensión de la práctica aportarán mucho al conductor.

Motor

El motor, o unidad de potencia, actúa como el corazón de la máquina: es la base para obtener energía de naturaleza mecánica. Pone en movimiento todo el pesado mecanismo. Si el automóvil no "tira", entonces las razones, en primer lugar, deben buscar problemas en el motor.

Los ICE (es decir, motores de combustión interna) se han convertido en los más extendidos. Pero últimamente los coches eléctricos o híbridos se han vuelto igualmente populares.

Cuerpo

La carrocería se entrega con un sistema estructural frame o frameless. Muy a menudo, en los modelos modernos, los componentes están unidos a la propia carrocería (que soporta carga), es decir, no hay marco. ¿Qué tiene de bueno tal solución? El peso de la máquina se reduce al mínimo.

Chasis

Estructuralmente, el chasis es un conjunto completo de mecanismos, cuyas tareas clave son transmitir el par del motor a las ruedas motrices (en adelante, MT) para asegurar el movimiento, así como controlar el vehículo. El grupo de mecanismos incluye los siguientes elementos:

Transmisión

El objetivo principal de transmitir el CM a las ruedas motrices es cambiar el CM en dirección, así como en magnitud para un automóvil de dos ejes; la mayoría de las veces consta de un embrague, una caja de cambios, engranajes (cardán y principal), un; semieje y, adicionalmente, un diferencial.

Sistema de chasis

Los componentes clave están representados por un bastidor o, en el segundo caso, una carrocería portante, ejes (delanteros y traseros), muelles y amortiguadores (suspensión), neumáticos y ruedas.

Mecanismo de control

Está formado por los sistemas de dirección y frenos (frenos de disco más freno de tambor) y es responsable de dirigir, cambiar de velocidad, mantenerse en el lugar y detenerse en el momento adecuado.

Los colgantes vienen en diferentes tipos y tipos. Este es un elemento muy importante en el que los diseñadores e ingenieros trabajan duro para proporcionar al coche el mejor rendimiento.

Equipo eléctrico

Además de estos mecanismos, todos los automóviles cuentan con equipos eléctricos que proporcionan el suministro de corriente necesario a varios sistemas automotrices. Con su ayuda, el motor arranca y empieza a funcionar, el interior se calienta y es posible moverse en la oscuridad.

El sistema eléctrico de un automóvil es complejo y multicomponente y funciona tanto con el motor en marcha como cuando no está en marcha.

Por ejemplo, los siguientes funcionan sin problemas utilizando una batería:

• luces de freno,
• radio de coche, otros sistemas multimedia,
• sistema de acústica e iluminación (en la cabina, debajo del capó, en el maletero, en el exterior), etc.

Además, gracias al equipamiento eléctrico, se consigue la seguridad del vehículo contra robos (alarma antirrobo).