Як знаковий продукт сучасної індустріальної цивілізації, автомобілі набагато складніші, ніж більшість людей думає. Зовні він являє собою суміш металу, пластику та скла, але всередині нього лежить складна система механізмів, електронна система управління та управління енергією. Розуміння того, як працює автомобіль, вимагає володіння його основною структурною структурою. Ця стаття розпочнеться з чотирьох основних модулів системи живлення, шасі, конструкції кузова та електричної системи, а також систематично проаналізує базову структуру автомобіля.
I. Трансмісія: серце і кровоносні судини автомобіля
Енергетична система є ядром автомобіля, відповідальним за перетворення хімічної енергії палива в механічну енергію для руху автомобіля вперед. Сучасні автомобільні силові агрегати в основному складаються з двигуна, системи трансмісії та системи охолодження.
Двигун
Двигун, «серце» автомобіля, спалює паливо для виробництва енергії. Бензинові двигуни працюють у чотири-тактному діапазоні (впуск, стиснення, потужність, вихлоп), тоді як дизельні двигуни перетворюють енергію за допомогою запалювання від стиснення. Двигун складається з точних компонентів, таких як циліндри, поршні, колінчасті та розподільні вали, які безперервно обертаються зі швидкістю тисячі обертів на хвилину. Наприклад, діаметр циліндра 2,0--літрового чотирициліндрового двигуна становить близько 86мм, а хід поршня — приблизно 86мм. Ефективне перетворення енергії досягається завдяки точному регулюванню фаз газорозподілу та контролю впорскування палива.
Система трансмісії: система трансмісії діє як «кровоносні судини» автомобіля, передаючи потужність від двигуна до ведучих коліс. Він включає такі компоненти, як зчеплення (або гідротрансформатор), коробка передач, карданний вал і диференціал. Механічні коробки передач забезпечують різні передавальні числа за допомогою комбінацій передач, тоді як автоматичні коробки передач покладаються на гідравлічні муфти та планетарні набори передач для досягнення CVT. Візьмемо 8-ступінчасту автоматичну коробку передач, яка має чотири планетарні набори передач і п’ять муфт перемикання передач, а також пропонує вісім передніх передач для підтримки оптимальної передачі двигуна.
Система охолодження: система охолодження підтримує робочу температуру двигуна за допомогою циркуляції охолоджуючої рідини. Сучасні двигуни зазвичай працюють при температурах від 85 до 105 градусів Цельсія, занадто висока температура може спричинити вибухи, а надто низька може збільшити споживання палива. Система охолодження включає такі компоненти, як водяний насос, радіатори та термостати. У випадку конкретного двигуна 1.5T швидкість циркуляції охолоджуючої рідини може досягати 30 літрів на хвилину, а радіатор має площу поверхні понад 0,5 квадратних метрів, що забезпечує ефективне розсіювання тепла.
ii. Система шасі: скелет і м’язи автомобіля
Система шасі становить механічну основу автомобіля, підтримує кузов, передає потужність і виконує функції рульового керування та гальмування. Він складається з чотирьох підсистем: трансмісії, трансмісії, системи рульового керування та гальмівної системи.
Трансмісія
Окрім двигуна, система приводу включає карданний підвіс і ведучий міст. Автомобіль із переднім{1}}приводом- передає потужність через з’єднувач постійної швидкості, а автомобіль із заднім{3}}приводом- розподіляє потужність на задні колеса через карданний вал і диференціал. Система повного-приводу використовує багатокомпонентну-муфту або віскомуфту для динамічного розподілу потужності між передньою та задньою осями для покращення прохідності автомобіля.
Бігова доріжка
Трансмісії включають шасі, осі, підвіску та колеса. Незалежна підвіска покращує комфорт, дозволяючи лівому та правому колесам підстрибувати незалежно, тоді як не-незалежна підвіска має просту структуру та низьку вартість. Система пневматичної підвіски широко використовується в автомобілях класу люкс для динамічного регулювання висоти автомобіля за допомогою регулювання тиску повітря.
Система рульового керування: сучасні автомобілі зазвичай використовують системи рульового керування з електропідсилювачем (EPS) з електродвигунами для допомоги в кермуванні. У седані середнього-розміру, наприклад, його система EPS забезпечує 2,5 Н·м допоміжного крутного моменту на низьких швидкостях, автоматично зменшує силу допомоги та покращує стійкість керма на високих швидкостях.
Гальмівна система: Гальмівна система включає в себе гальмо, механізм передачі гальм і пристрій допомоги при гальмуванні. Дискові гальма досягаються шляхом затискання гальмівного диска супортом, тоді як барабанні гальма використовують тертя гальмівних колодок до гальмівного барабана. Антиблокувальна гальмівна система ABS запобігає повному блокуванню коліс, регулюючи тиск десятки разів на секунду, зберігаючи керованість під час гальмування.
III. Будова кузова: обшивка і скелети автомобіля
Кузов автомобіля є і модулем захисту екіпажу, і основою конструкції машини. Кузов сучасного автомобіля має єдину конструкцію кузова, кузов і рама інтегровані за допомогою розумного поєднання високоміцної сталі та алюмінієвих сплавів, щоб досягти балансу легкості та безпеки.
Біла структура тіла
Білий кузов зварений із вузла підлоги, вузла бокової панелі, вузла даху та чотири-дверної подвійної кришки. Наприклад, один позашляховик білого кольору, виготовлений із 18% термічної-сталі та має міцність на розрив понад 1500 МПа, що ефективно поглинає енергію під час зіткнення.
Дизайн безпеки
Конструкція безпеки кузова включає зони поглинання енергії зіткнення та блоки захисту пасажирів. Передня зона поглинання енергії поглинає енергію зіткнення через зону згину, а ключові зони, такі як колони A і B, захищають простір для екіпажу над-сталлю високої міцності. Пристрої пасивної безпеки, такі як бічні шторки безпеки та ремені безпеки з попереднім -натягом, додатково підвищують безпеку зіткнень.
IV. ВСТУП Система живлення: Нерви і мозок в автомобілях
Сучасна автомобільна електросистема складається з трьох частин: системи живлення, електрообладнання та електронної системи управління. Кількість електронних блоків управління перевищила 100.
Система електропостачання
Система живлення складається зі свинцево-кислотної батареї на 12 В і генераторів, які живлять усе електричне обладнання автомобіля. Система старт-зупинки оснащена вдосконаленою батареєю для підтримки частих операцій запуску-зупинки двигуна. М’яка гібридна система 48 В забезпечує рекуперацію енергії та живлення завдяки додаванню літій-іонних акумуляторів і двигуна BSG.
Електронне керування: ECU, такі як ECM (модуль керування двигуном), TCM (модуль керування трансмісією) і BCM (модуль керування кузовом), обмінюються даними через шину CAN. Адаптивний круїз-контроль, наприклад, збирає дані з радарів і камер, а потім автоматично регулює швидкість і відстань за допомогою обчислень ECU.
Інтелектуальне підключення: Hyundai Motor оснащено-автомобільною інформаційно-розважальною системою, навігаційною системою та модулем мережі автомобіля. Інтелектуальна система кабіни одного бренду оснащена чіпом Qualcomm 8155, який підтримує зв’язок 5G та оновлення OTA, а також голосове керування, розпізнавання жестів, навігацію AR тощо.
Від парових локомотивів до інтелектуальних електричних транспортних засобів, автомобільні конструкції еволюціонували від механічного домінування до електромеханічної інтеграції. Розуміння базової конструкції автомобіля може не тільки допомогти споживачам прийняти більш раціональні рішення про купівлю автомобіля, але й створити когнітивну основу для майбутнього розвитку автомобільних технологій. Конструкція автомобіля революціонізується завдяки новій енергії та технологіям розумного водіння, але логіка архітектури чотирьох основних модулів-системи живлення, шасі, кузова та електрики-збережеться.
