E-materiały do kształcenia zawodowego

Podstawy budowy pojazdów samochodowych

MOT.01. Diagnozowanie i naprawa nadwozi pojazdów samochodowych — Blacharz samochodowy 721306

bg‑orange

Pojazd samochodowy

WIZUALIZACJA 3D

1
Rq5O5MVvcAs97
Elementy składowe pojazdu
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Model pierwszy  Na ekranie widoczna jest wizualizacja nadwozia. Nadwozie to inaczej karoseria, czyli bazowa część pojazdu wykonana ze stopów stali, aluminium lub tworzyw sztucznych. Mieści przedział pasażerski, bagażowy oraz komorę silnika. W zależności od typu pojazdu nadwozie może być samonośne (pojazdy osobowe, gdzie wszystkie elementy układów napędowego i jezdnego mocowane są do karoserii) lub ramowe (charakterystyczne dla aut terenowych, w których elementy układów jezdnego i napędowego mocowane są do stelaża ramy nośnej). na modelu zostało umieszczone 12 punktów klikalnych.

  1. Nadwozie

    Tekst:  Nadwozie stanowi jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych pojazdu. Biorąc pod uwagę kształt nadwozia, rodzaje nadwozi wyróżnia się ze względu na liczbę brył (np. trójbryłowe) lub charakterystykę nadwozia (np. kabriolet). Nadwozie tworzą: struktura nośna i poszycie, zwane karoserią.

  2. Struktura nośna
    Tekst:  Struktura nośna to element, który ma kluczowy wpływ na sztywność nadwozia oraz na miejsce i sposoby mocowania innych elementów pojazdu. Biorąc pod uwagę strukturę nośną, można wyróżnić dwa rodzaje nadwozi. Nadwozie samonośne to takie, które tworzy jednolitą strukturę nośną, do której mocuje się pozostałe elementy np. podwozia lub przeniesienia napędu. Nadwozie nieniosące jest mocowane na ramie podwozia.

  3. poszycie (karoseria)
    Tekst:  Karoseria okrywa część pasażerską pojazdu i inne elementy pojazdu oraz pełni funkcje estetyczne. W przypadku nadwozia samonośnego karoseria może również przenosić część obciążeń i jest wtedy określana jako poszycie pracujące.

  4. Komora silnika
    Tekst:  Komorę silnika tworzy przestrzeń pojazdu, w której znajduje się silnik, a także inne elementy pozostałych układów. Zazwyczaj jest ona umieszczona z przodu pojazdu i skonstruowana w ten sposób, by tworzyć strefę zgniotu, zapewniającą bezpieczeństwo w przypadku zdarzenia drogowego.

  5. Przestrzeń pasażerska
    Tekst:  Największa przestrzeń w pojeździe, zazwyczaj zlokalizowana pomiędzy komorą silnika a przestrzenią bagażową. Wypełniają ją fotele dla kierowcy i pasażerów, a także kierownica i kokpit sterowania systemami pojazdu. Najczęściej w przestrzeni pasażerskiej samochodów osobowych znajduje się 5 foteli: kierowcy i pasażera w pierwszym rzędzie oraz trzy siedzenia dla pasażerów w drugim rzędzie.

  6. Przestrzeń bagażowa
    Tekst:  Zazwyczaj znajduje się z tyłu pojazdu i jest przeznaczona do przewożenia bagażów poza przestrzenią pasażerską.

  7. Błotniki
    Tekst:  Ich zadaniem jest osłona koła przed zabrudzeniami, piachem i wodą. Redukują one ilość zanieczyszczeń, jakie dostają się do bieżnika i przez to obniżają przyczepność koła do podłoża. Błotniki mają także osłaniać koło przed bezpośrednim uderzeniem lub np. otarciem.

  8. Zderzaki
    Tekst:  Zderzaki są najbardziej wysuniętą częścią karoserii pojazdu z przodu oraz z tyłu. Ich głównym zadaniem jest absorpcja energii kinetycznej, powstałej podczas stłuczki lub zderzenia.

  9. Słupki
    Tekst:  Słupki są elementem konstrukcyjnym nadwozia samochodu, a ich głównym zadaniem jest zwiększenie sztywności nadwozia. Są w nich mocowane drzwi i szyby. Słupki w samochodach oznacza się kolejnymi literami alfabetu (A, B, C itd.), przy czym A oznacza słupek przedni, łączący przednią z boczną szybę.

  10. Dach
    Tekst:  Element nadwozia samochodu, który znajduje się nad kabiną pasażerską i chroni ją przed deszczem, śniegiem, słońcem i innymi czynnikami zewnętrznymi. Pełni również ważną rolę w bezpieczeństwie jazdy, ponieważ jest jednym z elementów konstrukcyjnych, które zapewniają stabilność i sztywność nadwozia samochodu. Dach samochodu może być otwierany lub stały. Dach stały, jest nieotwierany i stanowi integralną część nadwozia samochodu. Może być w całości wykonany z materiału sztywnego np. z kompozytu, posiadać szyberdach, czyli zainstalowane okno lub być panoramiczny - w większości pokryty szybą. Dach otwierany jest całkowicie składany, zazwyczaj chowany za przestrzenią pasażerską.

  11. Podłoga
    Tekst:  Podłoga stanowi spód pojazdu i podstawę dla kabiny pasażerskiej oraz silnika. Zwykle wykonuje się ją z blachy stalowej, aluminium lub kompozytów. Jako element konstrukcyjny, zapewniający stabilność i sztywność nadwozia samochodu, pełni ważną funkcję w kwestii bezpieczeństwa jazdy. Do podłogi są również mocowane różne podzespoły, np. pedały, układ hamulcowy i układ napędowy.

  12. Pas przedni
    Tekst:  Pas przedni obejmuje frontową część pojazdu i jest zlokalizowany przed kabiną pasażerską. Zabezpiecza kabinę pasażerską w razie wypadku

  13. Drzwi
    Drzwi są umieszczane po bokach, czasem również z tyłu pojazdu. Pozwalają one kierowcy i pasażerom dostać się do pojazdu i opuścić go, a także umieścić bagaż w przestrzeni bagażowej. Ponieważ pozwalają na ewakuację pasażerów w sytuacji awaryjnej, są uważane za ważny detal systemu bezpieczeństwa jazdy. Drzwi tworzy kilka elementów, np. szyby, uszczelki, zamki i klamki. W nowoczesnych samochodach zwykle są otwierane automatycznie, za pomocą pilota.

Model drugi. Silnik.  Silnik to podstawowy element układu napędowego. Występuje w nim zamiana energii chemicznej zawartej w paliwie na energię mechaniczną. Czynnikiem roboczym w silniku spalinowym są spaliny powstające w wyniku spalenia paliwa w cylindrze silnika. Uzyskana w ten sposób energia cieplna na skutek oddziaływania spalin na ruchomy tłok zostaje przetworzona na energię mechaniczną. Przemiana ciepła na energię mechaniczną zachodzi we wnętrzu cylindra, tam też spalaniu ulega paliwo.  Na modelu znajduję się 7 punktów klikalnych.

  1. Silnik
    Tekst: Silnik Tekst: Silnik spalinowy jest silnikiem cieplnym. Spalanie paliwa odbywa się w jego komorze spalania, będącej integralną częścią obiegu cieczy roboczej. Spalanie przebiega w obecności utleniaczy, zazwyczaj powietrza. W wyniku tego procesu gaz o wysokiej temperaturze i ciśnieniu rozpręża się, a powstała w ten sposób siła jest przekazywana bezpośrednio do odpowiednich elementów silnika, takich jak np. tłoki (silnik tłokowy), łopatki turbiny (turbina gazowa) czy wirnik (silnik Wankla). Ta siła, zamieniając energię chemiczną w mechaniczną, wprawia w ruch wymienione wyżej elementy.

    Typowy cykl pracy silnika spalinowego czterosuwowego opisywany jest jako cykl Otta, który składa się z czterech następujących po sobie procesów (suwów): ssania, sprężania, pracy i wydechu.

    Podczas suwu ssania tłok przemieszcza się w cylindrze z położenia górnego do dolnego. Ten ruch powoduje zasysanie mieszanki paliwa i powietrza do cylindra przez zawór wlotowy.

    Suw sprężania odbywa się przy zamkniętym zaworze. Tłok porusza się w górę, powodując sprężanie mieszanki paliwowo‑powietrznej.

    Gdy do sprężonej mieszanki zostanie podana iskra (w silniku z zapłonem iskrowym) lub paliwo (w silniku z zapłonem samoczynnym), rozpoczyna się suw pracy, którego efektem jest zapłon. Rozprężające się gazy powodują odepchnięcie tłoka do położenia dolnego. Jest to jedyny moment w cyklu pracy silnika, kiedy ruch tłoka jest przekazywany na wał korbowy, powodując jego obrót i generując siłę napędową.

    Suw wydechu przebiega przy otworzonym zaworze wylotowym i polega na wypchnięciu przez tłok do układu wydechowego gazów, znajdujących się w cylindrze. Zawór wylotowy jest zamykany po osiągnięciu przez tłok górnego położenia, natomiast otwiera się zawór wlotowy, co pozwala na rozpoczęcie cyklu od początku.

    Główną zaletą silników pracujących w tym cyklu jest bezawaryjność i wysoka moc. Jednakże sprawność tego typu konstrukcji jest niska i wynosi około 30–40%.

    Cykl pracy silnika opisują także obieg Diesla i obieg Sabathego.

    Silniki czterosuwowe można podzielić ze względu na zapłon i wyróżnić silniki:

  2. Układ korbowo‑tłokowy
    Tekst: 
    Układ korbowo‑tłokowy jest miejscem, gdzie dochodzi do zamiany ruchu posuwistego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego. Tworzą go: tłok, korbowód i wał korbowy.
    Wał korbowy to element mechaniczny, który w silniku tłokowym przekształca ruch posuwisto‑zwrotny tłoków w ruch obrotowy. Wał jest elementem obracającym się, zawierającym jeden lub więcej czopów korbowych. Są one napędzane przez tłoki za pośrednictwem korbowodów. Większość nowoczesnych wałów korbowych znajduje się w bloku cylindrowym i jest wytwarzana ze stali lub żeliwa w procesie kucia, odlewania lub obróbki skrawaniem. Na wał korbowy działają duże naprężenia, w niektórych przypadkach przekraczające ponad 8 ton na cylinder

  3. Układ rozrządu
    Tekst:  Układ rozrządu odpowiada za wymianę ładunku w cylindrze. W silniku spalinowym wał rozrządu steruje otwieraniem i zamykaniem zaworów dolotowych i wylotowych. Aby silnik pracował prawidłowo, zawór dolotowy powinien otwierać się na końcu suwu wydechu i zamykać na końcu suwu ssania. Do regulowania jego pracy stosuje się krzywkę o owalnym kształcie, która naciska na zawór w celu otwarcia i zwalnia nacisk w celu zamknięcia. Wał rozrządu jest podstawowym elementem silnika, jest prosty, a wzdłuż niego są umieszczone krzywki, które podczas obrotu wału oddziałują na zawór. Prędkość obrotowa wału kontroluje szybkość działania (otwierania i zamykania) zaworów. 
    W nowoczesnym silniku spalinowym są zazwyczaj umieszczone bezpośrednio nad rzędami cylindrów, gdzie sterują zaworami. Kontrolują one ilość mieszanki powietrzno‑paliwowej, która dostaje się do komory, oraz skuteczność opuszczania komory przez zużyte gazy wydechowe z poprzedniego zapłonu. To czyni je nie tylko krytycznymi dla działania silnika, ale ponieważ otwieranie i zamykanie zaworów musi być starannie i doskonale zsynchronizowane z ruchami tłoków, mają one również kluczowy wpływ na osiągi.
    Aby zapewnić takie ustawienie rozrządu, wał rozrządu jest połączony pasem lub łańcuchem rozrządu z obrotem wału korbowego, który bezpośrednio porusza tłoki wewnątrz cylindra. Co więcej, kształt samych krzywek jest również starannie dopracowany, aby kontrolować prędkość, z jaką zawory otwierają się i zamykają.

  4. Układ dolotowy
    Tekst: Układ dolotowy: zapewnia optymalne warunki napełniania cylindrów świeżym ładunkiem, doprowadza powietrze i paliwo potrzebne do procesu spalania. Konstrukcja układu dolotowego może się różnić w zależności od konkretnego typu silnika i jego przeznaczenia. Na przykład niektóre silniki mogą wykorzystywać gaźnik do mieszania paliwa i powietrza, podczas gdy inne mogą wykorzystywać wtrysk paliwa. Układ dolotowy utrzymuje również prawidłowy stosunek powietrza do paliwa w silniku. Jest to istotne dla optymalizacji osiągów i sprawności silnika.

    Układ dolotowy tworzą następujące elementy:

  5. Układ wylotowy
    Tekst:  Układ wylotowy usuwa gazy, powstające podczas procesu spalania, z cylindrów na zewnątrz silnika.
    W procesie spalania mieszanki paliwowo‑powietrznej w cylindrach powstają gazy, które muszą zostać usunięte w bezpieczny sposób. Odpowiada za to układ wydechowy, na który w silniku spalinowym składa się szereg elementów, zazwyczaj jest to: kolektor wydechowy, który zbiera gazy z cylindrów i kieruje je do reszty układu; katalizator, który ogranicza emisję szkodliwych substancji; tłumik, który pomaga zredukować hałas i zapewnić komfort jazdy oraz rura wydechowa, którą gazy są usuwane z pojazdu.

  6. Układ chłodzenia
    Tekst:   Układ chłodzenia: jego rolą jest regulowanie temperatury poprzez cyrkulację płynu chłodzącego. Zapewnia to odpowiednie warunki pracy silnika.
    Proces spalania wewnętrznego generuje znaczną ilość ciepła. Tymczasem silnik wymaga utrzymywania odpowiedniej temperatury, by zapewnić optymalną wydajność i zapobiec uszkodzeniom. Układ chłodzenia w silniku spalinowym to sieć elementów, które pomagają regulować temperaturę silnika. Zazwyczaj składa się z chłodnicy, pompy wodnej, termostatu i wentylatora chłodzącego. Chłodnica to duży wymiennik ciepła, który pomaga odprowadzać ciepło z płynu chłodzącego krążącego w silniku. Pompa wodna zapewnia obieg płynu chłodzącego w silniku i chłodnicy. Termostat to zawór, który kontroluje przepływ płynu chłodzącego przez silnik i otwiera się i zamyka w zależności od temperatury płynu chłodzącego. Wentylator chłodzący pomaga przedmuchać powietrze przez chłodnicę, aby rozproszyć ciepło, gdy pojazd jest zatrzymany lub porusza się wolno. 
    W większości silników spalinowych układ chłodzenia wykorzystuje do odprowadzania ciepła mieszaninę wody i płynu chłodzącego. Płyn chłodzący pochłania ciepło z silnika i przenosi je do chłodnicy, gdzie jest chłodzony przez otaczające powietrze. Schłodzony płyn zawraca do silnika,

  7. Układ smarowania
    Tekst: 

    Układ smarowania zwykle tworzy pompa olejowa, filtr oleju i miska olejowa. Pompa olejowa wymusza obieg oleju w silniku w celu smarowania ruchomych części. Filtr oleju usuwa zanieczyszczenia z oleju, zapewniając jego czystość i swobodny przepływ. Miska olejowa stanowi zbiornik na olej i znajduje się w dolnej części silnika.

    W większości silników spalinowych jako środek smarny stosowany jest olej. Cechuje go zdolność do swobodnego przepływu, do tworzenia filmu między ruchomymi częściami oraz do rozpraszania ciepła, co czyni go idealnym do środkiem smarnym. Właściwa konserwacja i naprawa układu smarowania zapewnia odpowiednie smarowanie Układ smarowania: zapewnia odpowiednie smarowanie ruchomych części silnika, co pozwala na zmniejszenie tarcia pomiędzy elementami współpracującymi oraz chłodzenie. W silniku spalinowym jest to układ elementów, który pomaga zmniejszyć tarcie i zużycie ruchomych części silnika. Proces spalania wewnętrznego generuje znaczną ilość ciepła i tarcia, co z czasem może powodować zużycie i uszkodzenie silnika, dlatego tak ważne jest odpowiednie smarowanie.

Model trzeci. Układ jezdny. Układ jezdny odpowiada za skręt kół za pomocą kierownicy – utrzymanie wyznaczonego kierunku jazdy. Możemy w nim wyróżnić mechanizm zwrotniczy (dźwignie i drążki łączące koła kierowane) oraz mechanizm kierowniczy (główny mechanizm to przekładnia kierownicza). W układzie jezdnym wyróżniamy dziesięć elementów. pod numerkiem dwa kryje się  Ramię zwrotnicy osi przedniej, pod trójką rama silnika, pod czwórką wahacz dolny, pod piątka stabilizator poprzeczny, pod szóstką zwrotnica, pod siódemką wahacz, pod ósemką poprzeczka, pod dziewiątką trzpień, pod dziesiątką kolumna resorująca i pod jedenastką Kolumna McPhersona. Na modelu znajduję się dziewięć punktów klikalnych.

  1. Układ zawieszenia
    Tekst: Układ zawieszenia w samochodzie tworzą elementy pomagające amortyzować wstrząsy na nierównościach nawierzchni drogowej oraz utrzymywać kontakt opony z nawierzchnią drogową. W skład układu zawieszenia wchodzą elementy sprężyste (np. sprężyny śrubowe, resory), elementy tłumiące (np. amortyzatory) i elementy prowadzące (np. wahacze). Kluczową rolą układu zawieszenia jest utrzymywanie kontaktu koła jezdnego z nawierzchnią drogi, ponieważ wszystkie siły działające od podłoża na pojazd działają poprzez powierzchnie styku opon. Układ zawieszenia pomaga zapewnić pasażerom płynną i wygodną jazdę, a także poprawia prowadzenie, stabilność i bezpieczeństwo pojazdu. Sprężyny są zaprojektowane tak, aby amortyzować wstrząsy i utrzymywać wysokość jazdy pojazdu. Amortyzatory hydrauliczne pomagają kontrolować ruch sprężyn i pochłaniają wstrząsy. Wahacze są połączone z kołami i pomagają kierować ruchem zawieszenia. Wyróżnia się dwa główne typy układów zawieszenia: zawieszenie niezależne i zawieszenie na sztywnej osi. Niezależne zawieszenie, które można znaleźć w większości nowoczesnych pojazdów, pozwala każdemu z kół poruszać się osobno, co pomaga poprawić komfort jazdy i prowadzenie. Z drugiej strony zawieszenie na sztywną oś, które wykorzystuje konstrukcję pojedynczej sztywnej osi do połączenia kół po jednej stronie pojazdu, jest tańsze i prostsze, ale nie zapewnia tak dużego komfortu prowadzenia pojazdu, jak zawieszenie niezależne. Właściwa konserwacja i naprawa układu zawieszenia jest ważna dla zapewnienia bezpieczeństwa i komfortu jazdy pojazdu, a także dla utrzymania prawidłowego kontaktu opony z nawierzchnią drogi. Obejmuje to regularne sprawdzanie i wymianę zużytych lub uszkodzonych elementów.

  2. Ramię zwrotnicy osi przedniej
    Tekst: krótkie ramię, które łączy i przekazuje ruchy drążków kierowniczych lub drążka wzdłużnego na koła za pośrednictwem zwrotnic nosi nazwę ramienia zwrotnicy osi przedniej. Umożliwia ono kołom poruszanie się w górę i w dół, podczas przemieszczania się pojazdu po nierównym terenie. Ramię zwrotnicy osi przedniej jest montowane w przedniej części samochodu, w pobliżu kół. Jego rolą jest utrzymywanie ciężaru samochodu podczas jazdy. Ze względu na to, że musi on wytrzymać duże siły w płaszczyźnie pionowej, wytwarzane podczas jazdy, zwykle ramię zwrotnicy jest wytwarzane z metalu lub specjalnych stopów.

  3. Rama silnika
    Tekst: Rama silnika, znana również jako rama pomocnicza, jest elementem układu zawieszenia samochodu, który pomaga utrzymać ciężar silnika i skrzyni biegów. Jest to metalowe obramowanie, przymocowane do karoserii samochodu i umieszczone pod silnikiem. To zapewnia solidną podstawę dla silnika i jego komponentów. Rama silnika pomaga odizolować silnik od reszty samochodu, umożliwiając mu poruszanie się niezależnie od nadwozia i układu zawieszenia. Pomaga to zredukować wibracje i hałas silnika, zapewniając płynniejszą i wygodniejszą jazdę. Rama silnika jest zwykle wykonywana z metalu i zaprojektowana tak, aby była mocna i trwała, ponieważ musi być w stanie wytrzymać ciężar i siły pochodzące od silnika oraz skrzyni biegów.

  4. Stabilizator poprzeczny
    Tekst:Stabilizator to długi, elastyczny element, który jest połączony z lewą i prawą stroną podwozia samochodu. Ma na celu zmniejszenie przechyłów nadwozia, które występują, gdy samochód skręca. Podczas skrętu ciężar samochodu przesuwa się z miejsca centralnego na jedną ze stron, powodując pochylenie nadwozia. Stabilizator pomaga przeciwdziałać temu efektowi, przenosząc część obciążenia z jednej strony samochodu na drugą. Pomaga to utrzymać stabilność i zachować pion samochodu podczas skręcania. Stabilizator jest ważnym elementem układu zawieszenia i odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu dobrego prowadzenia i stabilności samochodu przez cały czas.

  5. Zwrotnica
    Tekst: Zwrotnica jest elementem zawieszenia odpowiedzialnym za prowadzenie koła samochodu w pozycji, jaką wyznaczają dla niego zawieszenie i układ kierowniczy. W różnych konstrukcjach pojazdów zwrotnica łączy się z dolnym wahaczem i z kolumną MacPhersona lub z górnym wahaczem. Do zwrotnicy za pomocą końcówek drążków kierowniczych kół przednich mocuje się też układ kierowniczy. Rodzaj łożyska koła warunkuje też sposób jego osadzenia: w zwrotnicy lub przykręconej do niej piaście koła.

  6. Wahacz
    Tekst:Wahacz to element zawieszenia, który pomaga pochłaniać wibracje z nawierzchni drogi, poprawiając komfort jazdy i stabilność. Jest to ruchome połączenie koła z nadwoziem, łączące się bezpośrednio z karoserią i zwrotnicą. Odpowiada za prawidłowe prowadzenie koła oraz pracę zawieszenia na nierównościach. Zazwyczaj jest on izolowany za pomocą metalowo‑gumowych tulei. Wahacz jest zwykle wykonany ze stali i może mieć zamknięty lub otwarty przekrój poprzeczny. Może być również wykonany z odlewów żeliwnych, stalowych lub stopów lekkich, takich jak aluminium. Wahacz dolny to długie, trójkątne ramię, które łączy przednie lub tylne koła z podwoziem samochodu, umożliwiając poruszanie się kół w górę i w dół, gdy samochód pokonuje nierówności terenu. Dolny wahacz znajduje się z przodu lub z tyłu pojazdu w pobliżu kół i odpowiada za utrzymanie ciężaru samochodu podczas jazdy. Współpracuje z innymi elementami układu zawieszenia, takimi jak wahacz górny lub kolumna, aby zapewnić stały kontakt koła z podłożem oraz stabilność pojazdu podczas jazdy. Wahacze nie odpowiadają za tłumienie nierówności drogi – służą do tego amortyzatory i sprężyny, z którymi wahacz współpracuje.

  7. Kolumna resorująca
    Tekst: Kolumna resorująca to rodzaj układu zawieszenia, który łączy w sobie sprężynę i rozpórkę w jedną całość. Jest powszechnie spotykany w przednim zawieszeniu samochodu. Utrzymuje ciężar samochodu oraz umożliwia przednim kołom poruszanie się w górę i w dół, podczas jazdy po nierównym terenie. Kolumnę resorującą tworzy sprężyna, zwykle umieszczona w górnej części kolumny, odpowiadająca za pochłanianie wstrząsów i wibracji, generowanych przez nawierzchnię drogi. Rolą walcowatej rozpórki jest natomiast podtrzymywanie ciężaru samochodu i przenoszenie obciążeń ze sprężyny na koła. Zwykle znajduje się na dole sprężyny i jest połączona z kołami za pomocą szeregu ogniw lub wsporników. Kolumna resorująca jest ważnym elementem układu zawieszenia i odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu płynnej i komfortowej jazdy samochodem.

  8. Kolumna McPhersona
    Tekst:W przednim zawieszeniu samochodów równie często, jak kolumnę resorującą, można spotkać kolumnę McPhersona. Ten system zawieszenia został opracowany w połowie XX w. przez Earle'a S. McPhersona. Charakteryzuje się zwartą konstrukcją i zdolnością do zapewniania dobrej obsługi i stabilności, a jednocześnie jest lekki i zajmuje mało miejsca. Ze względu na połączenie osiągów i wydajności jest szeroko stosowany w nowoczesnych samochodach. System zawieszenia kolumny McPhersona składa się z kilku kluczowych elementów, w tym kolumny, sprężyny, górnego i dolnego mocowania. Tworzy go kolumna rozporowa, czyli długi, cylindryczny element, utrzymujący ciężar samochodu. Górne i dolne mocowania pomagają utrzymać zespół kolumny na miejscu i przenosić obciążenie z kolumny na podwozie samochodu. Te komponenty działają razem tak, aby utrzymać ciężar samochodu i umożliwić przednim kołom poruszanie się w górę i w dół, pomagając zapewnić płynną i wygodną jazdę samochodem.

  9. Koła i ogumienie
    Tekst: Koła i ogumienie samochodowe to podstawowe elementy pojazdu, które zapewniają połączenie między samochodem a drogą. Koła są zwykle wykonane z metalu, np. aluminium lub stali, i są przymocowane do osi samochodu za pomocą śrub. Utrzymują one ciężar samochodu i umożliwiają mu poruszanie się, tocząc się po podłożu. Opony natomiast wytwarzane są na bazie gumy i montowane na kołach pojazdu. Zapewniają trakcję, przyczepność i stabilność samochodu, umożliwiając mu efektywne przyspieszanie, hamowanie i skręcanie. Dostępne są różne rodzaje kół i opon, z których każdy ma swoje własne cechy i właściwości. Na przykład felgi aluminiowe są lekkie i bardziej odporne na korozję niż felgi stalowe, co czyni je popularnym wyborem w samochodach o wysokich osiągach. Opony niskoprofilowe mają natomiast mniejszą ścianę boczną i zapewniają lepsze prowadzenie oraz pokonywanie zakrętów, podczas gdy opony terenowe mają bardziej agresywny wzór bieżnika i są przeznaczone do pokonywania nierównego terenu. Ważnym elementem obsługi pojazdu jest konserwacja i regularne sprawdzanie stanu kół i opon, która zapewnia ich prawidłowe funkcjonowanie. Obejmuje ona sprawdzanie ciśnienia w oponach, głębokości bieżnika i jego zużycie, a także wyważanie ich. Niewłaściwa konserwacja kół i opon może prowadzić do problemów, takich jak zwiększone zużycie paliwa, problemy w prowadzeniu pojazdu i zwiększone zużycie innych elementów i układów pojazdu.

Model czwarty. Układ napędowy.  Układ napędowy w samochodzie osobowym odpowiada za przeniesienie momentu obrotowego z silnika na koła. Dzięki temu pojazd może się poruszać.  Na modelu znajduję się 6 punktów klikalnych.

  1. Układ napędowy
    Tekst: Układ napędowy samochodu obejmuje wszystkie elementy, pozwalające przenieść na koła energię wytwarzaną w silniku. Dzięki temu pojazd może się poruszać. Podczas pracy silnika zadaniem tego układu jest przekazanie mocy do obracania osią, a dzięki temu do kół napędowych. Koła napędowe mogą być kołami przednimi, tylnymi lub wszystkimi czterema – określa się to mianem napędu na przednie, tylne i na wszystkie koła. Połączenie między silnikiem a elementami układu napędowego stanowi wał napędowy. Robocza prędkość obrotowa silnika musi być dopasowana przez odpowiednie przełożenie skrzyni biegów. Gdy zmienia się prędkość pojazdu, prędkość obrotowa silnika musi pozostać w przybliżeniu optymalnej prędkości obrotowej, aby zapewnić wydajną pracę jednostki. Dlatego ważne jest przełożenie skrzyni biegów, które może być zmieniane ręcznie lub automatycznie. Napęd na koła przednie jest powszechny w mniejszych samochodach i ceniony z uwagi na oszczędność paliwa oraz lepszą trakcję na mokrej lub śliskiej nawierzchni. W systemie napędu na tylne koła moc silnika przekazywana jest na tylne koła. Ten typ układu napędowego jest powszechny w większych i mocniejszych pojazdach, jak samochody sportowe i ciężarówki. Charakterystyczne dla niego są doskonałe właściwości jezdne i przyspieszenie. Zarówno napęd na przednie koła, jak i na tylne koła działają poprzez przenoszenie mocy z silnika przez układ przeniesienia napędu. Układ napędowy składa się z kół zębatych i sprzęgła, które umożliwiają kierowcy zmianę biegów oraz kontrolę prędkości i momentu obrotowego pojazdu. Układ przeniesienia napędu przekazuje moc na koła za pośrednictwem szeregu osi napędowych i mechanizmu różnicowego, które rozdzielają moc równomiernie na każde koło.

  2. Sprzęgło
    Tekst:  Sprzęgło to urządzenie mechaniczne, które służy do łączenia i odłączania układu przeniesienia napędu samochodu od silnika. Jest ważnym elementem układu napędowego samochodu, który umożliwia kierowcy zmianę biegów oraz kontrolę prędkości i momentu obrotowego pojazdu. Sprzęgło składa się z tarczy dociskowej, tarczy sprzęgła i koła zamachowego. Tarcza dociskowa jest zamontowana na silniku i wywiera nacisk na tarczę sprzęgła, która jest zamontowana na skrzyni biegów. Koło zamachowe jest zamontowane na silniku i obraca się razem z nim. Gdy sprzęgło jest włączone, tarcza dociskowa dociska tarczę sprzęgła, która z kolei jest dociskana do koła zamachowego. Tworzy to mechaniczne połączenie między silnikiem a skrzynią biegów, umożliwiając poruszanie się samochodu. Gdy sprzęgło jest odłączone, tarcza dociskowa zostaje zwolniona z tarczy sprzęgła, przerywając mechaniczne połączenie między silnikiem a skrzynią biegów. Pozwala to kierowcy na zmianę biegów lub całkowite zatrzymanie bez zgaśnięcia silnika.

  3. Skrzynia biegów
    Tekst: Skrzynia biegów to urządzenie mechaniczne, które służy do przenoszenia mocy z silnika samochodu na koła. Składa się z szeregu kół zębatych połączonych wałem, co umożliwia kierowcy zmianę biegów oraz kontrolę prędkości i momentu obrotowego pojazdu. Skrzynia biegów jest integralną częścią układu napędowego samochodu, ponieważ umożliwia pracę silnika z różnymi prędkościami i momentami obrotowymi w zależności od zmieniających się potrzeb pojazdu. Gdy samochód porusza się z małą prędkością, bieg może być niższy, co pozwala silnikowi wytwarzać większy moment obrotowy i moc na koła. Gdy samochód jedzie z większą prędkością, silnik może pracować na wyższym biegu, co pozwala na wydajniejszą pracę silnika i zmniejsza jego zużycie. Rozróżnia się dwa główne typy skrzyń biegów: ręczne i automatyczne. Ręczna skrzynia biegów wymaga od kierowcy ręcznej zmiany biegów za pomocą drążka zmiany biegów lub dźwigni, podczas gdy automatyczna skrzynia biegów wykorzystuje układ hydrauliczny do automatycznej zmiany biegów w zależności od prędkości i momentu obrotowego pojazdu.

  4. Wał napędowy
    Tekst: Wał napędowy jest elementem układu napędowego, którego zadaniem w pojeździe jest dostarczanie momentu obrotowego ze skrzyni biegów do mechanizmu różnicowego. To pozwala przenosić moment obrotowy na koła, wprawiając pojazd w ruch. Wał napędowy służy do przenoszenia momentu obrotowego między elementami, które są od siebie oddalone. Dla przykładu, samochód z silnikiem z przodu i napędem na tylne koła musi mieć długi wał napędowy łączący tylną oś ze skrzynią biegów, ponieważ części te znajdują się po przeciwnych stronach samochodu. Wały napędowe są używane w odmienny sposób w różnych pojazdach, różniąc się znacznie w samochodach z różnymi konfiguracjami napędu na przednie koła, napędu na cztery koła i wspomnianym wcześniej napędem na tylne koła z silnikiem z przodu. Wał napędowy składa się z dwóch głównych części: wału głównego i przegubów uniwersalnych. Wał główny jest podstawowym korpusem wału napędowego i jest zwykle wykonany ze stali o wysokiej wytrzymałości lub stopu aluminium. Przeguby uniwersalne znajdują się na obu końcach wału głównego i zapewniają elastyczność wału napędowego, podczas napotykanych nierówności nawierzchni drogi. Wał napędowy musi być wystarczająco wytrzymały, aby wytrzymać wysokie siły i moment obrotowy silnika, a jednocześnie wystarczająco elastyczny, aby umożliwić ruch kół.

  5. Przekładnia główna
    Tekst: Przekładnia główna to rodzaj przekładni znajdującej się w układzie przeniesienia napędu pojazdu. Pomaga przenieść siłę napędową z głównego wału napędowego na wały napędowe odpowiedzialne za obracanie kół. W pojeździe z silnikiem umieszczonym wzdłużnie przekładnia główna załamuje moment obrotowy pod kątem prostym, natomiast w pojeździe z silnikiem montowanym poprzecznie przesuwa moment obrotowy o określoną odległość. Przekładnia główna odgrywa również rolę w regulacji przełożenia między wałem napędowym a półosiami pojazdu. Zwiększa moment obrotowy na kołach, jednocześnie zmniejszając ich prędkość obrotową w stosunku do wału napędowego. Istnieje kilka rodzajów przekładni głównych w zależności od sposobu ich zazębienia, w tym przekładnie kątowe (gdzie oś wzdłużna wału korbowego silnika jest prostopadła do osi napędzanej) oraz przekładnie czołowe (gdzie obie osie obrotu leżą w tej samej płaszczyźnie i są stosowane w pojazdach z napędem na przednią oś).

  6. Półosie napędowe
    Tekst: Półosie napędowe łączą skrzynię biegów lub most napędowy z piastą koła. Wyróżnia się półosie sztywne lub przegubowe, a ich zastosowanie zależy od tego, czy doprowadzają moment do kół napędowych kierowanych, czy niekierowanych, oraz czy są to koła zawieszone zależnie bądź niezależnie. Półosie, które służą do przenoszenia momentu obrotowego z układu napędowego na koła, można podzielić na trzy kategorie: nieodciążone, częściowo odciążone i odciążone. Nieodciążone półosie są poddawane zarówno obciążeniom skręcającym, jak i zginającym, podczas gdy częściowo nieodciążone półosie przenoszą tylko część momentów zginających z sił działających na koło napędowe. Odciążone półosie nie przenoszą momentów zginających i są poddawane działaniu momentu obrotowego tylko pod obciążeniem.

Model piąty. układ nośny.  Układ nośny łączy w całość wszystkie elementy nadwozia i podwozia, umożliwia poruszanie się pojazdu po drodze oraz jest szkieletem przejmującym wszystkie obciążenia, które występują podczas jazdy. Na modelu znajdują się 3 punkty klikalne.

  1. Układ nośny
    Tekst:  System nośny samochodu obejmuje ramę, elementy zawieszenia i osie. Są one kluczowe dla stabilności i komfortu podróżowania samochodem. Aby zapewnić mocną i trwałą konstrukcję, producenci często stosują materiały odporne na obciążenia mechaniczne. Jednak nawet najlepiej zaprojektowane pojazdy mogą się zużywać na nierównych drogach, co z czasem prowadzi do potencjalnych problemów z elementami nośnymi.

  2. Rama nośna
    Tekst:  Rama nośna w samochodzie jest elementem konstrukcyjnym, który pomaga utrzymać ciężar i ładunek pojazdu. Zwykle jest wykonana z mocnych, lekkich materiałów, takich jak stal lub aluminium, i służy do nadania samochodowi stabilności i sztywności. Rama nośna odpowiada za równomierne rozłożenie ciężaru pojazdu na podwozie.

  3. Zawieszenie
    Tekst: Zawieszenie to układ elementów w pojeździe, który łączy koła z ramą i pomaga amortyzować wstrząsy i wibracje podczas jazdy. Składa się z różnych części, takich jak sprężyny, amortyzatory i łączniki, które współpracują ze sobą, zapewniając płynną i wygodną jazdę. Układ zawieszenia ma na celu utrzymanie kontaktu kół z podłożem i zachowanie stabilności podczas jazdy, a także ochronę ramy samochodu i pasażerów przed nierównym lub nierównym terenem. Jest ważną częścią ogólnego projektu samochodu i odgrywa kluczową rolę w bezpieczeństwie i prowadzeniu pojazdu.

Model szósty.  Układ prowadzenia. Układ prowadzenia odpowiada za skręt kół za pomocą kierownicy – utrzymanie wyznaczonego kierunku jazdy. Możemy w nim wyróżnić mechanizm zwrotniczy (dźwignie i drążki łączące koła kierowane) oraz mechanizm kierowniczy (główny mechanizm to przekładnia kierownicza). Pod numerem drugim mamy kierownicę, pod trójką kolumnę kierowcy i pod czwórką czujnik momentu/kąta skrętu kierownicy. Na modelu znajduję się 6 punktów klikalnych.

  1. Układ prowadzenia
    Tekst: Układ prowadzenia odpowiada za skręt kół za pomocą kierownicy, czyli utrzymanie wyznaczonego kierunku jazdy. Możemy w nim wyróżnić mechanizm zwrotniczy (dźwignie i drążki łączące koła kierowane) oraz mechanizm kierowniczy (główny mechanizm to przekładnia kierownicza)

  2. Koło kierownicy
    Tekst: Koło kierownicy jest częścią układu kierowniczego trzymaną przez kierowcę i służącą do kontrolowania kierunku ruchu pojazdu. Zwykle znajduje się na środku deski rozdzielczej i jest połączona z przednimi kołami za pomocą szeregu elementów mechanicznych, takich jak kolumna kierownicy, zębatka czy przekładnia kierownicza. Kiedy kierowca obraca kierownicą, następuje sekwencja przekazania ruchu z kierownicy do tych elementów, które następnie powodują obrót kół w pożądanym kierunku.

  3. Kolumna kierownicy
    Tekst: Kolumna kierownicza jest częścią układu kierowniczego pojazdu, która za pośrednictwem przekładni przenosi moment obrotowy z kierownicy na przednie koła. Zasadniczo jest to kolumna, która łączy kierownicę z przednią osią i pozwala kierowcy kontrolować kierunek jazdy samochodu. Aby poprawić bezpieczeństwo w przypadku zderzenia, kolumny kierownicy są często projektowane z funkcją teleskopową, która pozwala im się złożyć i pochłonąć część energii kinetycznej. Pozwala to chronić klatkę piersiową i głowę kierowcy. Kolumnę kierownicy można również regulować w jednej lub dwóch płaszczyznach, aby znaleźć optymalne ustawienie dla indywidualnego kierowcy.

  4. Przekładnia kierownicza
    Tekst: Przekładnia kierownicza przekształca ruch obrotowy kierownicy w ruch wzdłużny osi, co z kolei powoduje obracanie się kół. Jest ona połączona z elementem zwrotnicy i odgrywa kluczową rolę w ogólnej pracy układu kierowniczego. Istnieją różne typy przekładni kierowniczych różniące się budową, z których każda ma swoje unikalne cechy i właściwości. Przekładnia zębatkowa przekształca ruch obrotowy kierownicy w ruch liniowy za pomocą wałka zębnika i listwy zębatej montowanej na poprzecznym drążku kierowniczym. Prosta i łatwa w budowie przekładnia jest powszechnie stosowana w samochodach osobowych, jak i dostawczych z zawieszeniem niezależnym przedniej osi. Przekładnia śrubowa lub śruba kulowa wykorzystuje gwintowany wał i kulki łożyskowe do przenoszenia ruchu kierownicy na przednie koła. Kulki toczą się wzdłuż gwintu, przekształcając tarcie ślizgowe w tarcie toczne, a ruch wału jest przenoszony na nakrętkę zębatą, która z kolei porusza zewnętrznym ramieniem i kołami. Ten typ przekładni jest najczęściej stosowany w samochodach ciężarowych i innych pojazdach użytkowych. Przekładnia ślimakowa lub przekładnia globoidalna to rodzaj układu kierowniczego, który wykorzystuje ślimak lub wałek gwintowany oraz koło zębate do przenoszenia ruchu kierownicy na przednie koła. Ruch obrotowy wału powoduje ruch ślimacznicy i zmianę położenia drążków kierowniczych, co powoduje zmianę kierunku ruchu kół. Dawniej przekładnia ślimakowa była głównym rodzajem układu kierowniczego, ale została zastąpiona ulepszoną przekładnią globoidalną, która ma zmodyfikowany kształt ślimaka i koła ślimakowego. Obecnie ten typ przekładni nie jest już powszechnie stosowany ze względu na mniejszą trwałość i wydajność.

  5. Mechanizm zwrotniczy
    Tekst: Mechanizm zwrotniczy to system dźwigni i drążków, które łączą przednie koła z układem kierowniczym i pozwalają kierowcy kontrolować kierunek ruchu pojazdu. Został on zaprojektowany w celu zapewnienia kinematycznego połączenia między kołami a układem kierowniczym, dzięki czemu koła toczą się płynnie i bez poślizgu podczas skręcania. Gdy drążek kierowniczy działa prawidłowo, zachowana jest zależność kinematyczna między kątami skrętu obu kół, zapewniająca, że każde koło może toczyć się bez poślizgu bocznego podczas jazdy po zakrętach o dowolnym promieni

  6. Mechanizm wspomagania układu kierowniczego
    Tekst: Wspomaganie kierownicy to system, który ułatwia skręcanie kołami pojazdu poprzez zmniejszenie oporu podczas obracania kierownicy. Wcześniej wspomaganie kierownicy było dostępne tylko w modelach z wyższej półki, ale obecnie jest standardem w większości pojazdów. Układ wspomagania kierownicy działa, zmniejszając siłę potrzebną do obracania kierownicą podczas wykonywania skrętów. Istnieją dwa główne typy układów wspomagania kierownicy: hydrauliczne i elektryczne. Układ hydrauliczny wykorzystuje pompę olejową napędzaną paskiem klinowym z silnika samochodu (w nowszych układach stosuje się pompę elektryczną) do wytworzenia ciśnienia działającego na tłok wewnątrz cylindra siłownika. Tłok jest połączony z szyną za pośrednictwem przekładni zębatej, a kierunek przepływu oleju na jedną lub drugą stronę tłoka (określany przez zawór zwany zaworem pomocniczym) określa kierunek obracania się kół. Zawór pomocniczy reguluje również ciśnienie, wykorzystując siłę potrzebną do obrócenia koła. Układy wspomagania kierownicy mogą również wykorzystywać silniki elektryczne zamiast tradycyjnych pomp olejowych. Systemy te obejmują czujniki momentu obrotowego i prędkości, a także elektroniczną jednostkę sterującą. Silnik elektryczny jest połączony z wałem kierownicy poprzez sprzęgło elektromagnetyczne i przekładnię redukcyjną. Czujnik momentu obrotowego składa się z drążka skrętnego przymocowanego do wału kierownicy i czujnika położenia kątowego. Wysyła on sygnał do sterownika elektronicznego. Czujnik prędkości, który jest zamontowany w skrzyni biegów, również przesyła informacje do sterownika. Na podstawie tych danych sterownik określa odpowiednią wielkość wspomagania silnika elektrycznego, który pomaga kierowcy skręcić kierownicą. Poziom wspomagania jest dostosowywany do prędkości pojazdu, przy czym przy wyższych prędkościach wspomaganie jest mniejsze wspomagania.

Powiązane ćwiczenia