Автомобили подразделяют на двухосные, трехосные, четырехосные и многоосные [1, 2, 3]. Для обозначения многоосных автомобилей применяют колесную формулу, в которой указывается общее число колес и число ведущих колес.

     Наибольшее распространение получили двухосные автомобили, имеющие колесную формулу 4х2, где первое число равно общему числу колес, второе число равно числу ведущих колес. Колесную формулу 4х2 имеют легковые и грузовые автомобили.

Применяются трехосные грузовые автомобили, имеющие колесную формулу 6х4. Они имеют две ведущие оси, образующие тележку. Трехосные автомобили обладают повышенной несущей способностью и проходимостью по сравнению с двухосными.

Все большее распространение получают четырехосные грузовые автомобиля с колесной формулой 8х4, оснащенные дополнительной осью. Они обладают высокой несущей способностью, но по проходимости они уступают автомобилям с формулой 6х4. Четырехосные автомобили не преодолевают подъемы на скользкой дороге, что приводит к образованию пробок и снижению безопасности движения.

Выпускаются специальные автомобили с четырьмя и более осями. Они предназначены для перевозки грузов большой массы.

К отдельному типу автомобилей относятся седельные тягачи. Они предназначены для буксирования полуприцепов. Седельные тягачи и полуприцепы оснащаются специальным седельным сцепным устройством.

Автобусы обычно имеют колесную формулу 4х2 или 6х4. Отдельный тип образуют сочлененные автобусы. На сочлененном автобусе ведущим мостом обычно является мост базового автобуса. Применяются сочлененные автобусы с одним ведущим задним мостом, что позволяет существенно уменьшить высоту пола.

     2.5. Схемы трансмиссий

     Трансмиссия автомобиля обычно состоит из сцепления, коробки передач, карданных передач и ведущих мостов. Ведущий мост включает ведущие колеса, главную передачу, межколесный дифференциал и межосевой дифференциал [3].

К трансмиссии подводится крутящий момент двигателя. Обычно крутящий момент снимается с маховика двигателя. Двигатель закрепляется на кузове (легковой автомобиль) или на раме (грузовой автомобиль).

     Трансмиссия увеличивает и передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам и создает на колесах тяговые силы.

Крутящий момент передается к колесам через сцепление. Сцепление предназначено для плавного троганья с места и кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач.

От сцепления крутящий момент подводится к коробке передач. Коробка передач представляет собой редуктор с переменным передаточным числом. Она обеспечивает движение автомобиля с различной скоростью. На современном автомобиле с бесступенчатой коробкой передач сцепление отсутствует.

Крутящий момент снимается с выходного вала коробки передач и подводится к ведущему мосту с помощью карданной передачи. Она обеспечивает передачу момента при изменяющемся угле между валами и расстоянии (от коробки передач до моста) к ведущему мосту.

     Главная передача, находящаяся в ведущем мосту, обычно обеспечивает увеличение крутящего момента на ведущих колесах и передачу его к колесам под углом 90 градусов между валом карданной передачи и полуосями.

     Дифференциал распределяет крутящий момент поровну между колесами одной оси и обеспечивает независимое их вращение. Это позволяет колесам вращаться с разной скоростью при движении автомобиля на повороте и по неровной дороге. В результате снижается износ шин и деталей трансмиссии, повышается безопасность движения на повороте, сокращается расход топлива. Однако при установке дифференциала ухудшается проходимость автомобиля.

     Наиболее распространенные схемы трансмиссий показаны на рис. 1, 2, 3, 4.

У переднеприводного автомобиля классической компоновки двигатель расположен спереди (рис. 1). Ведущими являются колеса задней оси.

Рис.1. Схема трансмиссии автомобиля классической компоновки 4х2

Рис.2. Схема трансмиссии переднеприводного автомобиля 4х2

Рис.3. Схема трансмиссии полноприводного автомобиля 4х4

Рис.4. Схема трансмиссии трехосного автомобиля 6х4        

Крутящий момент двигателя 1 подводится к сцеплению 2. Момент проходит через коробку передач 3 и через карданную передачу 4 подводится к ведущему мосту 5. Карданная передача имеет два карданных шарнира. Ведущий мост передает крутящий момент к колесам задней оси, которые создаю тяговые силы.

На некоторых грузовых автомобилях классической компоновки на выходе коробки передач устанавливается тормозной механизм стояночной тормозной системы.

Передние колеса устанавливаются на балке переднего моста (зависимая подвеска) или на рычагах (независимая подвеска). Независимую подвеску применяют на современных легковых автомобилях. Она улучшает плавность хода автомобиля. Зависимая подвеска применяется на грузовых автомобилях.

Современные легковые автомобили выпускаются переднеприводными (рис. 2). На таких автомобилях двигатель находится спереди и расположен поперек автомобиля. К двигателю 1 крепится сцепление, коробка передач, главная передача и дифференциал. Образуется единый силовой агрегат. От агрегата подводится крутящий момент к ведущим управляемым колесам через две карданные передачи 4, в которых применяются карданные шарниры равных угловых скоростей.

     При применении переднего привода задние колеса автомобиля не нагружены тяговыми силами. Поэтому сопротивление боковому уводу задних колес больше. В результате возрастает критическая скорость прямолинейного движения автомобиля, повышаются безопасность движения, улучшается проходимость автомобиля. Однако уменьшается максимальный угол дороги при движении в гору.

     Полноприводные автомобили оснащаются более сложной трансмиссией (рис. 3).

На двухосном автомобиле устанавливается двигатель 1, сцепление 2 и коробка передач 3. Применяется раздаточная коробка передач 6, с помощью которой крутящий момент передается на передний и задний мост. На передней оси устанавливается ведущий мост 8, имеющий главную передачу и дифференциал. Раздаточная коробка часто имеет межосевой дифференциал. С помощью дифференциала передаются на мосты одинаковые крутящие моменты.

Полноприводные, легковые и грузовые автомобили имеют высокую проходимость и предназначены для перевозки грузов и пассажиров в тяжелых дорожных условиях. Для улучшения проходимости применяют блокируемые дифференциалы в раздаточной коробке.

На трехосных грузовых автомобилях также устанавливают двигатель 1, сцепление 2 и коробку передач 3 (рис. 4). Применяют ведущие мосты 5 одинаковой конструкции. Их устанавливают на одной подвеске, которая образует конструкцию, называемую тележкой. Ведущий мост включает главную передачу и два дифференциала: межколесный и межосевой. Межосевой дифференциал, имеющийся на заднем мосту, отключается.

Трансмиссия полноприводного, трехосного автомобиля оснащается раздаточной коробкой. На передней оси устанавливается ведущий мост. В раздаточной коробке устанавливают блокируемый, межосевой дифференциал. Межосевой дифференциал сокращает расход топлива, но ухудшает проходимость автомобиля.

В настоящее время на большегрузных, карьерных самосвалах применяется электрическая трансмиссия. Самосвалы оснащаются дизельными двигателями, которые подсоединяются к мощным генераторам постоянного тока.

Карьерные самосвалы обычно имеют колеса большого размера. Поэтому внутри таких колес удается разместить электродвигатели и редукторы. В результате трансмиссия самосвала существенно упрощается и обеспечивается высокая его проходимость.

     2.6. Параметры автомобилей

     Основными параметрами легковых автомобилей являются:

-число мест, включая водителя;

-масса в снаряженном состоянии, кг;

-полная масс, кг;

-база автомобиля, м;

-габаритная высота, ширина, длина, м;

-дорожный просвет, м;

-контрольный дорожный расход топлива, л/100 км;

     Основными параметрами грузовых автомобилей являются:

-масса в снаряженном состоянии, кг;

-полная масс, кг;

-база автомобиля, м;

-габаритная высота, ширина, длина, м;

-контрольный дорожный расход топлива, л/100 км.

Основными параметрами автобусов являются:

-число мест, без учета водителя и кондуктора;

-масса в снаряженном состоянии, кг;

-полная масс, кг;

-база автомобиля, м;

-габаритная высота, ширина, длина, м;

-контрольный дорожный расход топлива, л/100 км.

     3. ДВИГАТЕЛИ АВТОМОБИЛЕЙ

     3.1. Основные типы двигателей

     В настоящее время промышленностью выпускаются следующие типы двигателей внутреннего сгорания: безиновый, дизельный, газотурбинный и роторный [3].

     Поршневые бензиновые двигатели подразделяют на карбюраторные и инжекторные двигатели.

     Двигатели относятся к тепловым машинам, в которых производится сжатие газа, подвод теплоты к газу и расширение газа (рабочий ход).