Знакомьтесь - автомобиль - Иван Максимович Серяков
На этом рисунке изображена схема устройства стартера
Теперь надо вращательное движение якоря передать коленчатому валу. Для этой цели на валу якоря стартера устанавливается шестерня, а на маховике двигателя напрессован стальной зубчатый венец. Зацепление шестерни с венцом маховика производится принудительным механическим или электромагнитным включателем.
Вам приходилось кататься на велосипеде? Представьте, что вы вращаете педаль. При этом вращается звездочка, а цепь, надетая на нее, приводит в движение колеса. Но вот вы разогнали велосипед и перестали работать педалями. Машина мчится вперед, хотя цепь и не движется. В чем дело? Почему усилия от педали на колеса передаются, а от колес на педали нет? Это происходит по простой причине – велосипед снабжен втулкой свободного хода.
Подобный принцип передачи усилий применен в стартере. Когда водитель включает стартер, якорь начинает вращаться и одновременно его шестерня входит в зацепление с маховиком, тоже заставляя его вращаться.
Но как только двигатель заведется, маховик станет вращать шестерню вала якоря в обратном направлении. А она сидит на муфте свободного хода и поэтому будет свободно вращаться.
Глава VI. На главной дороге
Лошадиные силы отправляются в путь
В цилиндрах бушует пламя. Стремительно бегают поршни. Вращается коленчатый вал. Двигатель развивает огромную мощность. А автомобиль... ни с места.
В чем дело? Оказывается, движение не передано на колеса. Чтобы лошадиные силы впряглись в работу, надо открыть им путь к полуосям. Своеобразный маршрут для них соорудили из целого ряда механизмов, которые вместе получили название трансмиссии.
Итак, основную задачу трансмиссии мы знаем – пропустить лошадиные силы к колесам, иначе говоря, передать мощность, полученную в двигателе, на полуоси. Но это не все. Трансмиссия еще изменяет скорость и направление вращения.
Коленчатый вал двигателя может делать более четырех тысяч оборотов в минуту. Если колеса станут вращаться с такой же скоростью, то за час автомобиль может проделать путь в 500 километров и даже больше. Практически такая скорость не нужна, и, как известно, современные машины «ходят» значительно медленнее. Именно поэтому по пути к колесам лошадиные силы теряют скорость, зато выигрывают в тяговой силе. Об этом чуть позже.
А сейчас немного об изменении направления вращения. Если встать впереди автомобиля лицом к нему, то можно представить, что коленчатый вал работающего двигателя вращается по часовой стрелке, В этом лишний раз убеждаешься, когда проворачиваешь коленчатый вал, заводя двигатель рукояткой. Она вращается как раз по часовой стрелке: слева – вверх – направо. Если бы не менять направление вращения, то и колеса должны бы катиться по часовой стрелке, то есть в сторону.
На рисунке изображены некоторые механизмы шасси
В действительности автомобиль движется вперед. И придает колесам вращательное движение при перпендикулярном вращении коленчатого вала опять же механизм трансмиссии, а точнее – главная передача.
В состав «главной дороги», по которой движутся «лошадиные силы», от двигателя к задним колесам входит ряд механизмов. Назовем их: коробка перемены передач, механизм сцепления, карданная передача, главная передача и дифференциал. Каждый из этих механизмов выполняет определенные служебные обязанности. Давайте познакомимся с ними. Начнем с коробки передач.
«Золотое» правило
В пути автомобиль встречает различные сопротивления. Причем они могут меняться. Предположим, автомобиль мчится по ровной асфальтированной дороге порожняком. Двигателю его легко. Другое дело, если машина примет груз или пассажиров да дорога пойдет проселочная.
Вот и выходит, что автомобиль должен все время приспосабливаться к меняющимся дорожным условиям, к изменениям нагрузки, как это делает, скажем, лошадь. На ровной дороге, без груза, ее можно заставить нестись вскачь. А попробуйте положить в повозку несколько мешков с мукой, и лошадь будет тащить груз с усилием, двигаться шагом.
Здесь мы столкнулись с физическим законом, с которым в жизни имеем дело очень часто. Популярно сущность его сформулировать можно так: выиграешь в силе – проиграешь в скорости, и наоборот, выиграешь в скорости – потеряешь в силе.
Именно благодаря этому закону по хорошей дороге, даже на груженом автомобиле, мы можем развивать высокую скорость. Но в гору на высокой скорости не поедешь, сил не хватит. Тут надо придать колесам больше тягового усилия.
Значит, необходим механизм, который бы позволил автомобилю приспосабливаться, то есть менять скорость движения и тяговое усилие на колесах по команде водителя, в зависимости от дорожных условий. И такой механизм имеется – это коробка перемены передач, а на языке водителей – коробка скоростей.
На трех скоростях
Еще И. П. Кулибин в своей «самокатке» применил простейшее устройство из шестерен разного диаметра, для изменения скорости движения. Его принцип и по сей день лежит в основе устройства почти всех коробок передач на современных автомобилях.
Итак, основу коробки передач составляют шестерни. Они насажены на валики и размещены в чугунном корпусе.
Так называемый ведущий вал с помощью механизма сцепления связан с маховиком двигателя и получает от него вращение. Работает двигатель – вращается и ведущий вал коробки передач, кроме тех случаев, когда водитель на какое-то время выключает сцепление при смене передачи, скорости.
На ведущем вале имеется шестерня, постоянно зацепленная с шестерней другого вала – промежуточного. Он поэтому тоже вращается, если работает двигатель. На промежуточном валике имеются продольные канавки – шлицы, по которым передвигаются три шестерни разных диаметров.
Автомобиль стоит на месте, водитель занялся его ремонтом. Сейчас все валики и шестерни коробки передач находятся в покое, поэтому нам удобно будет рассмотреть ее устройство.
Имеется в коробке передач и еще один вал – ведомый. Он смонтирован так, что один конец его покоится в подшипнике, заделанном в торец ведущего вала, а второй связан с карданной передачей, через которую крутящий момент передается на главную передачу и затем на ведущие колеса. Ведомый вал, хотя и является как бы продолжением ведущего, с ним постоянно не скреплен. Поэтому во время работы двигателя вхолостую он не вращается.
Давайте проверим это на опыте. Заведем двигатель, прибавим газу, для чего нажмем педаль акселератора. А автомобиль ни с места. В чем дело? Оказывается, все от того, что бездействует ведомый вал, а вместе с ним и карданная передача. Автомобиль только тогда сдвинется, если заставить ведомый вал работать.
Посмотрим, как это делается. Мы уже знаем, что на промежуточном вале имеются разного размера шестерни и передвигаются они вдоль вала по шлицам. На ведомом тоже имеются шестерни и также разного диаметра, но они закреплены и не сдвигаются. Если одну из шестерен промежуточного вала передвинуть, подвести к одной из шестерен ведомого и зацепить зубьями, то вращение передается на ведомый вал, а через него на карданную, главную передачу и на колеса. Вот тогда автомобиль и тронется в путь.
Автомобиль остановился перед шлагбаумом.
