DANS Dernièrement Ici et là, je tombe sur des articles sur des sujets automobiles et souvent ils sont sortis de leur contexte et ne contiennent pas d'explications claires, comme le récent article sur le différentiel actif.
Par conséquent, j'ai décidé d'inclure dans un article séparé les principes de fonctionnement des principaux composants et assemblages des voitures modernes, en fournissant des explications avec des vidéos et des images autant que possible.
Ne jugez pas strictement, je ne suis généralement pas un expert automobile, mais je ne me donne pas pour tâche d'écrire un article pour un mécanicien automobile, je veux juste expliquer les principes de base de manière simple à ceux qui ne sont pas dans le sais du tout.
Vos ajouts et corrections dans les commentaires sont les bienvenus.
Malheureusement, les puces ont une limite sur le nombre de vidéos publiées par jour, je fournirai donc des liens vers les vidéos plutôt que de les insérer dans l'article. Ils doivent être copiés et collés dans la barre d'adresse du navigateur. Ce n'est pas pratique, mais je ne sais pas comment contourner ce problème.

Régime général fonctionnement du moteur combustion interne

Commençons par le moteur.

https://youtu.be/ET6V9QeA-WE
Ici, en principe, pas de commentaires - tout est élémentaire. Tous les commentaires dans la vidéo.

Le principe de fonctionnement d'un véritable moteur à combustion interne

https://youtu.be/3jAI86BFDHA
Cette vidéo examine clairement le schéma de fonctionnement d'un 4 cylindres 16 moteur à soupapes Gué. Le schéma de fonctionnement du système de distribution de gaz est analysé en détail. Le fonctionnement des 4 cycles moteur est illustré :
1. Admission : les soupapes d'admission s'ouvrent, le mélange air-carburant est représenté en bleu, qui est fourni par l'injecteur vert vers collecteur d'admissionà travers les soupapes d'admission ouvertes dans la chambre de combustion. Le piston descend, créant une pression négative, grâce à laquelle le mélange est aspiré dans le cylindre
2. Compression : toutes les vannes sont fermées et le piston remonte depuis sa position la plus basse, comprimant le mélange. À propos, le rapport entre le volume de la chambre à la position la plus basse du piston et à la position la plus élevée est appelé taux de compression. A ne pas confondre avec la compression. Compression - dépend du degré de compression, de la nature du gaz comprimé et des conditions de compression, elle est calculée selon une formule astucieuse - cela n'a plus d'importance maintenant.
Exister différents types carburant : Essence avec différents indices d'octane, gaz naturel, le carburant diesel et chaque moteur, ou plutôt son taux de compression, est conçu pour un type de carburant spécifique. Le fait est que différentes sortes Lorsqu'ils sont comprimés, les carburants ont un seuil de détonation, c'est-à-dire une combustion spontanée. DANS moteurs à essence Il ne doit pas y avoir de détonation (le mélange est enflammé à l'aide de bougies d'allumage), car cela conduira à sa destruction. Les moteurs diesel, au contraire, fonctionnent selon le principe de la détonation. Les concepteurs s'efforcent d'augmenter le taux de compression des moteurs à essence, car cela augmente leur efficacité, mais nécessite en même temps l'utilisation d'essence avec un indice d'octane plus élevé, car L'indice d'octane montre la résistance de l'essence à la détonation : un indice d'octane plus élevé signifie une plus grande résistance à la détonation. Si, par exemple, vous remplissez une voiture conçue pour de l'essence à indice d'octane de 95 avec un indice d'octane de 80, vous entendrez un son et une vibration caractéristiques indiquant que le mélange air-carburant explose, c'est-à-dire qu'il s'enflamme spontanément par compression sans attendre l'allumage de la bougie d'allumage. . Dans ce cas, le moteur fonctionnera toujours, mais tombera rapidement en panne.
Les moteurs diesel fonctionnent avec des fractions plus lourdes du raffinage du pétrole - le carburant diesel. Ses propriétés sont telles qu'il ne s'enflamme pas bien par allumage externe (vous pouvez essayer de verser un peu de gasoil et de l'allumer avec une allumette - il s'allumera, mais il s'enflammera très lentement, contrairement à l'essence, où elle n'a que le temps pour rebondir), mais il s'enflamme très bien par compression. Dans les moteurs diesel, contrairement aux moteurs à essence, le taux de compression est en moyenne 2 fois plus élevé et il n'y a pas de système d'allumage, car, comme je l'ai déjà dit, le carburant s'enflamme spontanément par compression. Sinon, la conception du moteur est similaire à celle d’un moteur à essence.
3. Allumage : Il ne s’agit pas réellement d’un accident vasculaire cérébral, mais pour plus de clarté, je l’ai numéroté. Dans la position la plus haute, le mélange air-carburant est enflammé par des bougies d'allumage et le mélange s'enflamme. Le calage de l’allumage est appelé calage de l’allumage. DANS voitures modernes il est réglé dynamiquement par la centrale électronique du moteur en fonction de diverses conditions monter. Dans les moteurs diesel, parce que il n'y a pas d'allumage, mais le calage de l'allumage doit être contrôlé au lieu du calage de l'allumage, le calage de l'injection est utilisé ; Le fait est que lorsqu'un moteur diesel est injecté dans le cylindre, ce n'est pas le mélange air-carburant qui est aspiré dans le cylindre, mais exclusivement de l'air, souvent pompé sous pression par une turbine pour augmenter le rendement du moteur, et au moment de la position extrême supérieure du piston, le carburant est injecté dans la chambre à travers les buses, ce qui s'enflamme immédiatement et crée un moment de poussée pour le piston.
4. Course motrice : Après l'allumage, les vapeurs enflammées du mélange air-carburant créent une surpression, poussant le piston.
5. Libération. Le piston est dans sa position la plus basse. À ce moment, les soupapes d'échappement s'ouvrent et, à mesure que le piston monte, les vapeurs de gaz d'échappement sont évacuées dans le collecteur d'échappement et plus loin dans le système d'échappement, où dans les voitures modernes, elles passent en outre à travers un pot catalytique, qui oxyde le CO, CH et le CN en composés moins nocifs.
Un autre point important est le système de distribution de gaz. Il se compose d'un ou plusieurs arbres à cames, de soupapes, d'une courroie ou d'une chaîne et de quelques composants mineurs. La vidéo montre clairement 2 soupapes de distribution avec cames et une chaîne qui les relie au vilebrequin du moteur pour coordonner tout le calage des soupapes. Autrement dit, il est très important qu'une vanne spécifique s'ouvre à un moment précis. Dans les voitures modernes, des systèmes de calage variable des soupapes sont utilisés pour augmenter l'efficacité. Je ne m'y attarderai pas en détail. Permettez-moi simplement de dire que ces systèmes sont construits entre la chaîne d'entraînement des arbres à cames et les arbres à cames eux-mêmes et permettent de modifier électroniquement les phases d'ouverture des soupapes lors de l'admission. Le fait est que le graphique de la dépendance du couple sur le régime du moteur a une forme proche de celle d'une cloche, c'est-à-dire que le couple maximum se produit dans une plage très étroite de régimes de vilebrequin du moteur. En utilisant de tels systèmes de calage variable des soupapes, il est possible d'atteindre une certaine « plage » de couple, c'est-à-dire une plage de régimes moteur dans laquelle le couple est maximum ou proche du maximum. Les systèmes de calage variable des soupapes sont appelés différemment selon les constructeurs automobiles : CVVT, VANOS, VVT-i, VCP et autres. Si vous êtes intéressé, vous pouvez les lire séparément.
C'est tout ce que je voulais dire sur le moteur. Poursuivre.

Boîte de vitesses

Pourquoi est-ce même nécessaire ? Qui répondra tout de suite ? J'ai déjà dit plus haut que dans les moteurs à combustion interne (contrairement, d'ailleurs, aux moteurs électriques), la plage de couple est très étroite, c'est-à-dire que le moteur a un couple maximum dans une plage de fréquence étroite (environ 3 500 à 4 000 tr/min pour l'essence et 2 000 à 2 000 tr/min). 2500 sur diesel), et la vitesse de rotation des roues de la voiture est de 0 à plusieurs milliers de tr/min. Par conséquent, il est nécessaire de modifier le rapport de démultiplication entre le vilebrequin du moteur et les arbres de transmission des roues pour maintenir le régime moteur dans la zone de couple maximal.
C'est à ça que ça sert. Quels sont-ils?
1. Mécanique - le rapport de démultiplication est réglé par le conducteur lui-même
2. Automatique - les rapports de démultiplication sont régulés par la boîte de vitesses elle-même sur la base des informations provenant des capteurs.
Les automatiques, à leur tour, sont divisés en :
UN. Hydromécanique
b. En continu (variable)
V. Robotique.

À propos de chacun dans l'ordre.

Embrayage transmission manuelle

https://youtu.be/qTlxN6mV2BY

Il est nécessaire de considérer le fonctionnement d'une transmission manuelle à partir du principe de fonctionnement de l'embrayage. L'embrayage est nécessaire pour interrompre la transmission du couple du moteur aux roues lors du changement de vitesse et du démarrage. Regardez la vidéo pour plus de détails.

Transmission manuelle

https://youtu.be/CIxuNKXZFbM

Eh bien, dans cette vidéo, à mon avis, il est expliqué en détail comment fonctionnent la boîte de vitesses elle-même et les synchroniseurs. La vidéo est ancienne, mais les principes de fonctionnement de la transmission manuelle restent les mêmes.
Poursuivre.

Convertisseur de couple pour transmission automatique.

Tout comme dans une transmission manuelle, j'ai commencé avec l'embrayage, dans une transmission automatique, je commence avec ce qui remplit sa fonction : le convertisseur de couple.
Un convertisseur de couple est un type de couplage fluidique (un dispositif qui transmet le couple non pas directement, mais par friction avec un fluide), qui permet au moteur de tourner indépendamment de la transmission. Si le moteur tourne lentement, par exemple lorsque le véhicule roule Au ralentiÀ un feu rouge, la quantité de couple transmise via le convertisseur de couple est très faible et suffit à maintenir la voiture en place avec seulement une légère pression sur la pédale de frein.
Le convertisseur de couple se compose de 3 éléments principaux
1. Roue de pompe - reliée rigidement au boîtier du convertisseur de couple, qui à son tour est relié rigidement au volant moteur et au vilebrequin.
2. Roue de turbine - reliée rigidement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses
3. Le stator ou réacteur est la partie la plus mystérieuse du convertisseur de couple, ce qui le distingue du couplage fluidique. Dans un accouplement hydraulique conventionnel, le couple est transmis de la pompe à la turbine par l'intermédiaire de l'huile, c'est-à-dire non de manière rigide, mais avec glissement. De ce fait, l'efficacité d'un tel couplage n'est pas grande, car une partie de l'énergie est dépensée pour glisser.
Principe de fonctionnement:
La pompe à l'intérieur du convertisseur de couple est un type de pompe centrifuge. Pendant qu'il tourne, le liquide se déplace du centre vers les bords, un peu comme un tambour en rotation. Machine à laver Pendant le cycle d’essorage, il projette de l’eau et des vêtements le long de ses parois. En même temps, à mesure que le liquide s’éloigne du centre, un vide est créé au centre, ce qui attire encore plus de liquide.
Le fluide s'écoule ensuite dans les aubes de la turbine, qui sont reliées à la transmission. C’est la turbine qui fait tourner la transmission, ce qui propulse essentiellement votre voiture. Alors, comment le liquide (plus précisément l’huile) passe-t-il de la pompe à la turbine ?! Le fait est que tandis que ce liquide se précipite du centre vers les bords de la pompe, il rencontre sur son chemin les pales de la pompe, qui sont orientées de telle manière que le liquide ricoche autour d'elles et se dirige le long de l'axe de rotation de la pompe. pomper loin de celui-ci - vers la turbine , qui est située en face de la pompe.
Les aubes de la turbine sont également légèrement courbées. Cela signifie que le fluide qui pénètre dans la turbine depuis l'extérieur doit changer de direction et se déplacer vers le centre de la turbine. C'est ce changement de direction qui fait tourner la turbine.
Pour qu'il soit encore plus facile d'imaginer le principe de fonctionnement d'un convertisseur de couple, imaginons une situation avec des ventilateurs de pièce situés en face les uns des autres à une courte distance (disons, environ un mètre) et dirigés l'un en face de l'autre - si vous allumez l'un des les ventilateurs, alors grâce à ses pales incurvées, il chassera l'air de lui-même vers le ventilateur qui se trouve en face de lui, et celui-ci, à son tour, commencera à tourner, car ses pales sont également courbées et le flux d'air les pousse toutes en un direction (précisément dans la direction dans laquelle l'arbre du ventilateur commencera à tourner) .
Mais nous allons encore plus loin : le liquide sort de la turbine par son centre, se déplaçant à nouveau dans une direction différente - la direction opposée à celle dans laquelle il entrait autrefois dans la turbine - c'est-à-dire à nouveau vers la pompe. Et c'est là que réside le gros problème : le fait est que de par leur conception (plus précisément, par la conception de leurs pales, la pompe et la turbine tournent en même temps). côtés opposés, et si le liquide peut refluer dans la pompe, cela ralentira considérablement le moteur. C'est pourquoi le convertisseur de couple possède un stator qui, de par sa conception, change la direction du mouvement de l'huile, et ainsi l'énergie résiduelle qui revient de la turbine à la pompe entre en action - aidant le moteur à faire tourner un peu la pompe. Vous pouvez clairement l'imaginer en regardant les 2 mêmes ventilateurs. Si le flux d'air qui traversait le ventilateur esclave est redirigé vers le ventilateur maître à l'arrière, formant une boucle retour, alors il aidera en quelque sorte en plus son travail. Cet effet permet d'augmenter le couple sur la turbine. Dans la littérature anglophone, le convertisseur de couple est appelé : Torque converter - torque converter.
Il est important de noter que la vitesse de rotation de la turbine ne sera jamais égale à la vitesse de rotation de la pompe et que l'efficacité du convertisseur de couple ne sera même pas proche des mécanismes d'engrenages mécaniques qui transmettent le couple. C’est pourquoi une voiture équipée d’une transmission automatique a une consommation de carburant nettement plus élevée. Pour lutter contre cet effet, la plupart des voitures disposent d'un convertisseur de couple équipé d'un embrayage de verrouillage. Lorsque les deux moitiés du convertisseur de couple (pompe et turbine) doivent tourner à la même vitesse (cela se produit, par exemple, lorsque la voiture roule à grande vitesse), l'embrayage de verrouillage les verrouille étroitement, ce qui élimine la pompe de glisser par rapport à la turbine et augmente ainsi l'efficacité de la consommation de carburant. Il convient également de noter que sur grande vitesse, lorsque les vitesses de rotation de la pompe et de la turbine sont approximativement égales, le stator commencerait à interférer avec la libre circulation de l'huile de la pompe vers la turbine. Pour ce faire, il n'est pas fixé rigidement par rapport au carter de boîte de vitesses, mais sur la roue libre (il tourne librement dans un sens, mais coince dans l'autre). Lorsque le flux d’huile est dirigé vers la surface de travail de la roue du stator, il fonctionne comme mentionné ci-dessus. Lorsque la turbine tourne, le flux d'huile commence à exercer une pression sur la face arrière de sa roue et à ce moment-là, la roue libre se coince et le stator commence à tourner librement dans le même sens que la turbine sans interférer avec le flux d'huile.
Malgré des lacunes évidentes convertisseur de couple, cette conception s'est révélée extrêmement fiable. Jusqu'à présent, à mon avis, rien de plus fiable n'a été inventé.
Beaucoup de choses ont été dites et ce n'est pas clair)) Ci-dessous, j'ai fourni une vidéo où tout cela est montré clairement, mais sans commentaires.

Transmission automatique hydromécanique

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

Poursuivre.
Ok, le couple du moteur a été transféré à la boîte de vitesses. Et après?
Et puis la partie amusante. Une transmission automatique hydromécanique est de conception fondamentalement différente d'une transmission manuelle manuelle. Il lui manque les engrenages appariés habituels. Au lieu de cela, un ensemble de réducteurs planétaires est utilisé.
Leur travail, ainsi que celui du convertisseur de couple, est clairement présenté dans la vidéo.
La vidéo est certes ancienne, des années 80, mais depuis, seul le principe de contrôle des éléments de la transmission automatique a changé. Auparavant, il était exclusivement hydraulique, mais désormais il est entièrement électronique : les informations des capteurs de vitesse, de la position de la pédale d'accélérateur et autres sont analysées dans unité électronique contrôle et il prend des décisions sur le matériel à choisir. Le nombre de vitesses dans une transmission automatique dépend du nombre d'engrenages planétaires et des connexions entre eux. Auparavant, lorsqu'il n'y avait pas d'exigences environnementales strictes et que l'essence était bon marché, les moteurs étaient puissants et il n'était pas nécessaire grand nombre vitesses dans la transmission automatique, car le moteur avait suffisamment de force pour entraîner une large plage de vitesses de vilebrequin.
Les premières transmissions automatiques américaines dans les années 50 n'avaient que 2 vitesses. À propos, notre bien-aimée LIAZ 677 avait une transmission automatique à 2 vitesses. Ensuite, dans les années 70, il y en avait 3, mais à l'époque les moteurs faisaient 6 à 8 litres et il n'y avait aucun problème. Dans les années 80, avec la hausse du prix du pétrole, font leur apparition les petites voitures à 4 vitesses.
Les voitures modernes ont 6 à 8 vitesses ou plus dans les transmissions automatiques.

Transmission automatique variable (CVT)

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

Ces boîtes de vitesses disposent également d'un convertisseur de couple, mais la boîte de vitesses elle-même est structurellement différente.
Il n'a aucun engrenage. Au lieu de cela, il y a 2 paires de cônes pointés l’un vers l’autre. Une paire de cônes est située sur l'arbre d'entraînement, la seconde sur l'arbre mené. Les cônes n'ont aucune liberté de torsion par rapport aux arbres, mais sous l'influence des servos ils peuvent se rapprocher et reculer.
Le couple d'un arbre à l'autre est transmis par une courroie métallique spéciale. Comment est réglé le rapport de démultiplication ?
Les cônes, se rapprochant les uns des autres, réduisent ou augmentent le diamètre effectif de la transmission, modifiant ainsi le rapport de démultiplication en continu.
Ce sont aujourd’hui les boîtes de vitesses les plus efficaces en termes de rendement. Elles sont même plus efficaces que les transmissions manuelles.
Mais il y a un gros inconvénient : la ceinture. Quelle que soit sa résistance, elle reste une ceinture et présente une limitation importante en termes de résistance à la traction.
De plus, les servomécanismes qui déplacent les cônes fonctionnent en continu pendant le mouvement, sélectionnant le rapport de démultiplication optimal et sont sujets à une usure rapide. Bien entendu, les constructeurs tentent de trouver une issue à la situation en introduisant artificiellement une commutation pseudo-étape afin de réduire le travail des servomécanismes, mais la durée de vie de ces boîtiers est néanmoins nettement inférieure à celle des transmissions automatiques traditionnelles et elles ont une plus grande caractéristiques de performance.
D'après mon expérience, je n'ai vu aucune de ces boîtes de vitesses qui n'ait été réparée à des kilomètres allant jusqu'à 100 000 km.
Ils sont installés principalement sur les modèles essence, car... ils n'ont pas un couple moteur élevé que la boîte de vitesses peut supporter.

Boîtes de vitesses robotisées

Je serai bref ici. Les images et les vidéos sont assez difficiles à comprendre, mais en termes verbaux, le schéma est assez simple.
La boîte de vitesses robotisée se compose de deux composants principaux :
Transmission manuelle et actionneur de changement de vitesse automatisé.
en d'autres termes, il s'agit de la même transmission manuelle avec embrayage, dans laquelle l'embrayage est enfoncé et les changements de vitesse sont effectués par des mécanismes automatisés.
Avantages : simplicité de conception, faible coût.
Inconvénients : grands écarts lors du passage des vitesses.
Actuellement, ces boîtes de vitesses sont progressivement remplacées par des boîtes de vitesses persélectives.
Les boîtes de vitesses présélectives sont un développement des boîtes de vitesses robotisées.
Une particularité de cette boîte de vitesses est qu'elle comporte deux arbres séparés pour les rapports pairs et impairs, chacun étant commandé par son propre embrayage. Cela vous permet de pré-commuter les vitesses du rapport suivant, puis de changer d'embrayage presque instantanément, sans qu'aucun écart de couple ne se produise. Le schéma de fonctionnement est présenté sur la figure.
Avantages : temps de changement de vitesse minimal
Les inconvénients sont nombreux : complexité de conception, coût élevé, coût de maintenance élevé, tendance à la surchauffe. Bref, avez-vous besoin de ces hémorroïdes ?))
Différents fabricants les appellent différemment, mais le représentant le plus important est DSG de VolksWagen.

Différentiel

Voyons maintenant comment le couple est transmis de la boîte de vitesses aux roues ? Il n'y a qu'un seul arbre, et 2 ou 4 roues, selon la motorisation.
C’est à cela que sert ce qu’on appelle un différentiel.
Le différentiel sert à répartir le couple qui lui est fourni entre les arbres de sortie et assure la possibilité de leur rotation à des vitesses angulaires inégales.
En fonction de leur localisation, les différentiels sont divisés en :
- inter-roues (répartition du couple entre les roues motrices d'un essieu)
- interponts (répartition du couple entre les engrenages principaux de deux essieux moteurs)
- central (distribution du couple entre un groupe d'essieux moteurs)
Selon leur conception et leur principe de fonctionnement, ils peuvent être divisés en :
1 disponible
2. Avec blocage. et ils peuvent à leur tour être divisés en :
UN. Avec verrouillage dur
b. Avec verrouillage du disque
V. Avec verrouillage par visco-coupleur
g. Avec verrouillage à vis
d. Différentiels actifs

Différentiel gratuit

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

Le principe de fonctionnement du différentiel libre le plus simple est démontré dans la vidéo. Aucun commentaire nécessaire

Différentiel à blocage dur

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

Ce type de différentiel simple avec blocage sert à augmenter la maniabilité du véhicule dans la boue, lorsqu'il est nécessaire que toutes les roues tournent à la même vitesse. Ce blocage est activé manuellement.

Différentiel avec blocage de disque.

La plupart des diplômés des écoles de conduite ont connaissance théoriqueà propos de la voiture. Mais en quelques mois de formation, il est impossible d’apprendre tout ce dont on a besoin. Dans ce document, nous examinerons la voiture comme un complexe, qui sera utile aussi bien aux pilotes débutants qu'aux pilotes confirmés qui ont un peu oublié la partie théorique.

Principaux composants et systèmes de la voiture

La machine est une structure système composée de nombreux sous-systèmes. Les trois principaux composants de la voiture sont moteur, châssis et carrosserie. Regardons le principe de fonctionnement de chacun d'eux.

Moteur

Le cœur mécanique de toute voiture l’est. C'est dans celui-ci que l'énergie thermique dégagée par le combustible se transforme en énergie mécanique. Grâce à cela, l’arbre moteur tourne et entraîne directement la voiture.

La partie du corps qui contient le moteur appelé le compartiment moteur. Son emplacement peut varier. Le plus souvent, le moteur est situé à l'avant, mais parfois il est placé à l'arrière (comme par exemple chez Porsche, ZAZ, Fiat-500, etc.).

Il existe plusieurs types de moteurs (chacun sera abordé plus en détail ci-dessous) :

ICE ou moteur à combustion interne ;

Moteur électrique;

Hybride (moteurs fonctionnant avec une combinaison de plusieurs types d'énergie).

Châssis

Châssis est un ensemble de dispositifs qui transfèrent l'énergie du moteur aux roues. Sans ce système, la voiture ne bougera pas. Le châssis contient châssis auto, système de contrôle et transmission. La transmission transmet le couple de l'arbre du moteur aux roues motrices. Son système comprend boîtes de vitesses, arbres de transmission et différentiels, arbres d'essieu, joints homocinétiques, transmission finale, embrayage et arbre de transmission.

Le système de contrôle du véhicule comprend les sous-systèmes suivants :

Système de direction nécessaire pour changer la direction de déplacement de la voiture ;

Un système de freinage utilisé pour ralentir une voiture, l’arrêter et également la maintenir à l’arrêt lorsqu’elle est garée.

Châssis de voiture combine des roues et des dispositifs de fixation à la partie du corps. Il comprend les essieux arrière et avant, le cadre, la suspension et les roues. En apparence, le marcheur ressemble à une charrette.

Corps

Tous les systèmes et composants y sont attachés. La sécurité et le confort de conduite, la rationalisation de la voiture et ses apparence. La carrosserie contient le conducteur, les passagers et diverses marchandises. La carrosserie des « voitures particulières » standard se compose de compartiment moteur, habitacle et coffre. À propos, la majeure partie du coût de la voiture concerne la carrosserie, car... c'est un produit complexe qui nécessite du métal et du plastique résistant.

Les modèles de carrosserie sont nombreux de nos jours. Tout dépend de l'imagination des concepteurs automobiles et des attentes des clients.

Types de moteurs

Il existe trois principaux types de moteurs dans les voitures modernes. Regardons chacun d'eux. Moteur à combustion interne (ICE). Ce type de moteur est le plus populaire. Il convertit l’énergie de combustion du carburant de l’énergie chimique en énergie mécanique. De plus, selon le type de ravitaillement et de fonctionnement, il existe plusieurs sous-types de moteurs à combustion interne.

Moteur à pistons rotatifs.

Moteur à pistons.

Moteur à gaz.

Moteur à gaz.

Moteur diesel.

Moteur électrique. En raison du type de moteur électrique, ces voitures sont appelées véhicules électriques. Au lieu de combustible, on utilise des piles à combustible à énergie électrique ou batteries rechargeables. Le principal inconvénient d’une voiture électrique est petite capacité de réserve de carburant.

Installation hybride. Il combine moteur à combustion interne et Moteur électriqueà l'aide d'un générateur.

Types de boîtes de vitesses automobiles

L'automobile est conçue pour transférer la puissance du moteur aux roues. Il existe plusieurs types de boîtes de vitesses.

Boite mécanique. Vieux mais type de boîtes bien éprouvé. Il est utilisé par ceux qui veulent ressentir toute la puissance de leur voiture. L'inconvénient d'une telle boîte est son faible rendement en raison de la résistance à l'huile de transmission et du frottement des engrenages.

Boîte automatique. La commutation des niveaux de vitesse principaux s'effectue automatiquement et pour inverse ou pour démarrer le mouvement, un ordre du conducteur est requis. En raison de la présence d'engrenages planétaires dans la boîte, "automatique" a une faible efficacité.

Boîte de vitesses robotisée basé sur une transmission manuelle, mais contrôlé automatiquement. Un tel boîtier peut être adapté au type de conduite. Les inconvénients du « robot » sont les mêmes que ceux de la « mécanique », mais il y a plus d'avantages. Grâce à l'utilisation de deux arbres, il a été possible d'augmenter la fiabilité de la boîte de vitesses, ainsi que d'augmenter l'efficacité en réduisant la taille de la boîte de vitesses.

Variateur de vitesse– un nouveau produit dans le monde des boîtes de vitesses. Malheureusement, un tel caisson n'est pas encore utilisable sur les véhicules lourds ; il reste l'apanage des petites voitures. Ses avantages incluent simplicité, finesse, haute efficacité.

Caractéristiques du système de freinage de la voiture

Le système de freinage est nécessaire pour contrôler la vitesse de la voiture, l’arrêter et également la maintenir en place.

Pour ces fonctions, la machine est équipée de trois types systèmes de freinage:

Système de freinage fonctionnel. Utilisé pour contrôler la vitesse et arrêter la voiture.

Système de freinage de rechange. Nécessaire en cas de panne du système de freinage principal, il remplit les mêmes fonctions que celui en fonctionnement.

Système de freinage permanent. Il maintient la voiture à l'arrêt.

Le principe de fonctionnement du système de freinage c'est comme ça. Lorsque vous appuyez sur la pédale de frein, la charge va vers l'amplificateur, ce qui crée une force sur le maître-cylindre. Son piston force le fluide vers les cylindres de roue à travers des canalisations, et la pression du fluide dans l'entraînement des freins augmente également. Les pistons des cylindres de roues poussent les plaquettes vers les disques. Lorsque vous appuyez davantage sur la pédale de frein, les mécanismes de freinage sont activés grâce à la pression du liquide. Les roues ralentissent et la force de freinage est générée aux points où les pneus entrent en contact avec la route. Comment plus de pression sur la pédale, plus les roues s'arrêtent vite.

Lorsque la pédale de frein est relâchée, elle revient à sa position d'origine grâce au ressort de rappel. De tels éléments à ressort éloignent les plaquettes de frein des disques. Le piston du maître cylindre revient à sa position initiale. Le liquide de frein s'écoule à travers les tuyaux jusqu'au maître-cylindre et la pression dans le système chute.

Caractéristiques d'un embrayage de voiture

L'objectif principal de l'embrayage est de relier en douceur le volant moteur à la boîte de vitesses lors du changement de vitesse ou lors du départ d'un arrêt. En termes simples, l'embrayage coupe le couple. Par exemple, lors d'un freinage brusque à pleine vitesse c'est l'embrayage qui protégera la transmission d'une charge excessive et réparations éventuelles. Il existe de nombreux types d'embrayage, chacun d'eux dépend du système et de l'ensemble des pièces, de l'environnement, etc. Par exemple, selon le nombre de disques entraînés, les embrayages sont divisés en monodisques et multidisques. Cela dépend de l'environnement L'embrayage sera-t-il sec ou humide ?. Que l'embrayage soit mécanique, hydraulique, électrique ou peut-être même combiné, cela dépend du système d'entraînement. Les embrayages avec diaphragme central et disposition circulaire de ressorts se distinguent de la méthode de pressage du disque de pression.

Mais la composition de l’embrayage est généralement la même. Il comprend la pédale d'embrayage, le plateau de pression et le disque d'embrayage, la butée de débrayage et sa fourchette d'entraînement, ainsi que le système d'entraînement. Le principe de fonctionnement de l'embrayage peut être expliqué en utilisant son type le plus populaire - un embrayage à sec monodisque. En position de conduite normale, le plateau de pression est en contact avec le disque d'embrayage et, grâce aux ressorts de pression, le plaque contre le volant moteur.

L'arbre d'entrée s'insère dans un accouplement cannelé, recevant ainsi le couple du disque d'embrayage. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale, le système d'entraînement dépasse, la butée de débrayage appuie sur les ressorts et la surface de travail du plateau de pression s'éloigne du disque d'embrayage. Il est libéré, provoquant l'arrêt de l'arbre d'entrée de la transmission, même si le moteur continue de tourner.

L’invention du moteur à combustion interne et de l’automobile a radicalement changé la vie de l’humanité. Grâce aux voitures, le temps consacré aux déplacements a été considérablement économisé. De plus, grâce aux voitures, il est devenu possible d'effectuer des transports de marchandises volumineuses. Aujourd'hui le permis de conduire Une personne sur deux en possède un, mais tous les conducteurs ne savent pas comment fonctionne une voiture. Mais ces connaissances sont très utiles : elles vous aideront à vous sentir plus en confiance sur la route et à ne pas vous perdre dans des situations difficiles. Les voitures tombent parfois en panne, et connaissant la conception de l'appareil et le principe de fonctionnement, vous pouvez résoudre le problème vous-même ou au moins dire à un mécanicien automobile ce qui est cassé.

Comment fonctionne une voiture ? Nous vous en dirons plus sur l'appareil dans notre article.

Corps

C’est la partie principale et la plus importante de toute voiture. Sur de nombreuses voitures, la carrosserie est une structure porteuse. Tous les autres nœuds sont attachés à cette base. La carrosserie est un complexe composé d'un fond embouti, de longerons arrière et avant, de toit, de compartiment moteur et d'autres composants fixés. Les corps modernes sont fabriqués à partir de centaines de pièces détachées, qui sont ensuite connectés en une seule structure. Les principaux éléments pour la fabrication des carrosseries sont constitués d'alliages d'acier, d'aluminium, de plastique, de polymères mais également de verre. Dans le même temps, les constructeurs automobiles préfèrent utiliser de l’acier à faible teneur en carbone. L'épaisseur des feuilles varie de 0,65 à 2 millimètres. Grâce à l'utilisation d'un tel acier, il est possible de réduire le poids de la voiture sans compromettre ses caractéristiques de rigidité.

La production corporelle comprend plusieurs étapes. Ainsi, dans un premier temps, des éléments individuels sont produits par emboutissage à partir de tôles d'acier de différentes épaisseurs. Ensuite, ils sont reliés en unités par soudage et assemblés en un seul tout. Les corps modernes sont produits sur des lignes robotisées, sans intervention humaine.

Moteur à combustion interne

Beaucoup de gens seraient intéressés à apprendre comment fonctionne une voiture (pour les « nuls », ce sujet est encore plus fascinant). Sa conception n'est pas compliquée et le principe de fonctionnement est simple et compréhensible. Même si les moteurs modernes sont devenus plus complexes, appareil général n'a pas changé. Il y a de l'essence moteurs diesel, moteurs électriques.

Le moteur à combustion interne est le plus courant parmi tous ceux installés sur les véhicules. Considérons la conception et le principe de fonctionnement du groupe motopropulseur.

Comment fonctionne un moteur de voiture? C'est un bloc qui contient un cylindre, un piston, des soupapes d'admission et d'échappement, une bielle, un vilebrequin et un arbre à cames. Les moteurs à quatre temps et quatre cylindres sont le plus souvent installés dans les voitures. Mais il existe des unités à 6 et même 8 cylindres.

Chaque moteur possède un cylindre et un piston mobile. A l’intérieur du cylindre, l’énergie thermique est convertie en énergie mécanique. Lorsque la soupape d'admission s'ouvre, un mélange combustible pénètre dans le cylindre. Grâce à une étincelle créée par le système d'allumage, le mélange s'enflamme et brûle. L'énergie de combustion fait descendre le piston. Lorsqu'il bouge, le vilebrequin tourne également via la bielle. Ensuite, la soupape d'échappement s'ouvre. Les gaz d'échappement pénètrent dans le système d'échappement et sont évacués à l'extérieur.

Un moteur moderne est beaucoup plus complexe qu’il ne l’était il y a 50 ans et ne se compose pas uniquement de pièces de base. Aujourd’hui, presque tous les fabricants ont commencé à utiliser des turbines. Et pas seulement sur les moteurs diesel, mais aussi sur les moteurs essence. Mais nous continuerons à découvrir comment fonctionne la voiture - ce sera intéressant.

Transmission et boîte de vitesses

L'inconvénient des moteurs à combustion interne est la plage de régimes très étroite à laquelle la puissance atteint indicateur maximum. De plus, chaque moteur possède une « zone rouge » - c'est la limite de vitesse maximale. Sinon, le moteur risque de tomber en panne.

Pour que le moteur fonctionne à son régime optimal dans chaque mode, lorsque la puissance et le couple sont au maximum ou proches du maximum, une boîte de vitesses est nécessaire. La transmission transmet également le couple aux roues du véhicule via les arbres d'essieu dans le cas des véhicules à traction avant ou via l'arbre de transmission dans le cas des véhicules à propulsion arrière. Le dernier schéma de conception est classique.

Voyons comment fonctionne la boîte de vitesses d'une voiture. Il existe quatre options de boîte de vitesses : une boîte de vitesses manuelle traditionnelle, une boîte de vitesses à convertisseur de couple automatique, un robot et un système CVT.

Commençons par l'appareil et le principe de fonctionnement boîtes mécaniques. Ce mécanisme transmet, convertit et change la direction du couple du moteur à combustion interne vers les roues.

La transmission manuelle est disposée comme suit. Les engrenages et les arbres sont installés dans un boîtier en acier ou en fonte. Il n'y en a que trois de ces derniers : l'arbre primaire, intermédiaire et secondaire. Mais ce n'est pas tout. Tous les modèles de boîtes de vitesses ont un arbre supplémentaire et des marches arrière. La boîte se compose également d'un carter moteur, de synchroniseurs, d'un mécanisme de changement de vitesse et d'un sélecteur de vitesses.

Les arbres de la boîte de vitesses tournent sur des roulements. Chacun possède un jeu d’engrenages avec un nombre de dents différent. Pour garantir un fonctionnement silencieux de la boîte de vitesses et des changements de vitesse en douceur, les vitesses sont équipées de synchroniseurs. Ils sont conçus pour égaliser les vitesses angulaires des engrenages pendant la rotation. Un mécanisme de changement de vitesse est nécessaire pour changer de vitesse. Le conducteur sélectionne le rapport souhaité via le levier sélecteur.

Rapports de boîte de vitesses

Pour mieux comprendre le fonctionnement d'une voiture, utilisez exemple simple Regardons le fonctionnement du point de contrôle. Il existe, par exemple, deux engrenages avec un nombre de dents différent - le premier en a 20, le second - 40. Si le premier fait deux tours, le second ne tournera qu'une seule fois.

Et puis des mathématiques simples. L'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et le premier rapport tournent à une fréquence de 2000 tr/min. La deuxième vitesse tournera deux fois plus lentement - à une fréquence de 1 000 tr/min. Laissez le premier engrenage avoir 20 dents, le deuxième - 40, le troisième - 20, le quatrième - 40. Les deuxième et troisième sont sur le même arbre. Cela signifie que le troisième rapport tournera également à une fréquence de 1 000 tr/min. Mais le quatrième est plus lent. Sa fréquence sera de 500 tr/min. Dans ce cas, l'arbre intermédiaire aura 1000 tr/min.

Différents engrenages ont des rapports de démultiplication différents. Cela signifie que la vitesse de rotation sera différente. Les première et deuxième vitesses d’une voiture ont le plus de puissance. Le moteur fait tourner les roues très facilement et déplace un véhicule lourd. La voiture roule à basse vitesse. Des vitesses plus élevées sont utilisées lorsque la voiture est déjà en roue libre et qu'il n'est pas difficile pour le moteur de faire tourner les roues. Les vitesses supérieures ont une puissance inférieure. Mais ils sont plus rapides - ils se développent vitesses élevées- à partir de 80 kilomètres par heure et plus.

Système d'embrayage

Afin de pouvoir s'arrêter aux feux tricolores, démarrer un mouvement et changer de vitesse, les voitures sont équipées d'un embrayage. Ce mécanisme vous permet de connecter et de déconnecter la transmission du moteur. C'est très élément important dans n'importe quel appareil véhicule. Voyons comment fonctionne l'embrayage d'une voiture.

Un embrayage est une unité dans laquelle le couple est transmis en raison des forces de friction. Il vous permet de déconnecter le moteur et la transmission pendant une courte période, puis de les reconnecter - aussi facilement que possible.

L'embrayage se compose d'un carter, d'un carter, d'un plateau de pression ou panier et d'un disque mené. L'appareil dispose également d'un entraînement (généralement hydraulique). Le disque mené est toujours plaqué contre le volant sous l'influence d'un ressort. En raison de très forces élevées Le volant de friction et le disque entraîné tournent ensemble. Si nécessaire, les disques sont séparés et le couple n'est plus transmis. À ce stade, vous pouvez changer de vitesse ou vous arrêter. Si vous appuyez sur la pédale de frein sans d'abord enfoncer l'embrayage, le moteur calera.

Système de freinage

Voyons comment fonctionne le système de freinage de la voiture. Il s'agit d'un complexe de patins, de tambours, ainsi que de disques et de vérins hydrauliques. Il existe deux types de systèmes de freinage : le service, conçu pour s'arrêter complètement, et le stationnement. Ce dernier est nécessaire pour maintenir la machine dans les zones difficiles.

Dans les voitures modernes, les freins sont un mécanisme avec entraînement hydraulique. En raison d'une pression excessive, lorsque vous appuyez sur la pédale, le mécanisme de freinage est activé - les plaquettes frottent avec une grande force contre le disque et la voiture s'arrête.

Équipement climatique

Beaucoup de gens savent même comment fonctionne la climatisation d’une voiture. Malgré toutes les différences de conception, il n'est pas différent de la conception d'un climatiseur domestique conventionnel. Il y a aussi un compresseur, des ventilateurs et une unité de contrôle. Le système fonctionne avec du réfrigérant. Le compresseur pompe du fréon, qui état gazeux se transforme en liquide.

Équipement électrique

Le moteur a besoin d'électricité pour fonctionner correctement. A cet effet, la conception dispose d'une batterie. Mais il ne peut pas fournir pendant longtemps le courant nécessaire à tous les consommateurs. Un générateur fonctionne en conjonction avec une batterie. Découvrons comment fonctionne un générateur de voiture.

Alors c'est quoi? Un générateur est une source d'énergie électrique pour tous les consommateurs. Fonctionne après le démarrage du moteur et charge également la batterie. Tout générateur est constitué d'un stator et d'un enroulement, le premier est pris en sandwich entre deux capots. Ce dernier dispose d'un ensemble brosse. Les couvercles sont fixés avec des vis. Il y a aussi un rotor qui tourne à l'intérieur du stator. Lors de la rotation, de l'énergie électrique est générée courant alternatif. Il est redressé à l'aide d'un bloc spécial. Il existe un régulateur de tension - il stabilise les chutes de courant pendant le fonctionnement du générateur.

Suspension

Jetons un bref aperçu du fonctionnement de la suspension d'une voiture. Il s'agit d'un complexe d'éléments élastiques, de dispositifs d'amortissement, de stabilisateurs et de supports de roues. Le système de suspension est conçu pour amortir ou adoucir les vibrations transmises au corps lors de mouvements sur des surfaces inégales. De ce fait, les roues peuvent bouger quelle que soit la carrosserie.

Système de refroidissement

Le moteur chauffe jusqu'à hautes températures, et la surchauffe est très dangereuse pour le moteur. A cet effet, il existe un système de refroidissement dont l'un des éléments est un radiateur. Qu'est-il? Voyons comment fonctionne un radiateur de refroidissement de voiture. Souvent, il comporte plusieurs sections, un noyau et des pièces de fixation. Le liquide provenant des chemises de refroidissement du moteur doit être refroidi dans le radiateur. Le noyau est constitué de fines plaques à travers lesquelles passent des tuyaux verticaux plats. Ils sont soudés aux plaques. Le liquide traversant le noyau et les tubes est intensément refroidi.

Le flux froid retourne dans la chemise du moteur, évacuant l'excès de chaleur. À l'aide d'un ventilateur, le radiateur peut être refroidi de force. Cet élément peut être électrique ou entraîné par un viscocoupleur. Dans le premier cas, des capteurs fonctionnent ; dans le second, la vitesse de rotation des pales est réglée par l'embrayage mécanique lui-même.

Conclusion

C'est ainsi que fonctionne une voiture. En fait, il n'y a rien de compliqué dans la conception. Même les voitures modernes peuvent être comprises et, si nécessaire, réparées.