Автомобиль

      ВВЕДЕНИЕ

      Мы живем в счастливую эпоху строительства коммунистического общества. Невиданными темпами советский народ ведет строительство гигантских гидростанций, оросительных систем, судоходных каналов, возводит оборудованные по последнему слову техники фабрики и заводы, создает новые машины, осваивает целинные и залежные земли. В этом грандиозном строительстве выдающаяся роль принадлежит транспорту.
      В нашей стране все виды транспорта — железнодорожный, автомобильный, водный и воздушный — развиваются на основе народнохозяйственного плана, в котором предусмотрено их сотрудничество.
      Автомобиль используется для перевозки пассажиров и грузов к железным дорогам и водным магистралям, для городских и пригородных сообщений, для выполнения различных перевозок и производственных операций на крупных предприятиях. По магистральным дорогам автомобиль совершает перевозки на дальние расстояния.
      Автомобиль находит широкое применение в армии. Он используется как транспортное средство для перевозки солдат, подвоза продовольствия и военного снаряжения, как боевая машина для установки на нем оружия, как бронированная, санитарная и другая военная машина.
      Развитие автомобильного транспорта происходит чрезвычайно быстро. Объясняется это тем, что автомобиль может передвигаться на самых разнообразных дорогах и что для его эксплуатации не требуется сооружения» дорогостоящего рельсового пути, как, например, для паровоза. В отличие от парохода автомобиль может совершать перевозки круглый год. По сравнению с гужевым транспортом автомобиль обладает значительно большей скоростью и мощностью. Наличие на автомобиле двигателя позволяет широко использовать его для выполнения разнообразных работ в промышленности и сельском хозяйстве.
      Развитию автомобильного транспорта в Советском Союзе придается очень большое значение. В 1929 г. И. В. Сталин писал: «Мы идем на всех парах по пути индустриализации — к социализму, оставляя позади нашу вековую «рассейскую» отсталость. Мы становимся страной металлической, страной автомобилизации, страной тракторизации. И когда посадим СССР на автомобиль, а мужика на трактор, — пусть попробуют догонять нас почтенные капиталисты, кичащиеся своей «цивилизацией». Мы еще посмотрим, какие из стран можно будет тогда «определить» в отсталые и какие в передовые».
      Знаменательные слова И. В. Сталина сбылись.
      За годы пятилеток вступили в строй крупнейшие автозаводы, авторемонтные предприятия, гаражи и станции обслуживания. С 1929 по 1950 г. выпуск автомобилей в СССР увеличился в 300 раз. По производству грузовиков мы уже давно оставили позади себя все капиталистические страны Европы. За прошедшие годы наше автомобилестроение выросло не только количественно, но и качественно. Вместо 4—5 моделей, которые выпускались в конце первой пятилетки, автозаводы дают стране более 30 различных типов совершенных автомобилей.
      Народное хозяйство снабжается теперь всеми типами необходимых ему автомобилей: и малолитражными автомобилями «Москвич», и самыми большими в мире автомобилями — 25-т самосвалами. Авторемонтные заводы и станции обслуживания обеспечивают своевременный ремонт многочисленного парка автомобилей и его правильную эксплуатацию.
      В годы четвертой пятилетки грузооборот автомобильного транспорта увеличился в 2,3 раза. Значительно возросла роль пассажирского автомобильного транспорта. Открыто множество новых междугородных автобусных линий, возросло количество легковых такси.
      Протяженность автомобильных дорог с усовершенствованным покрытием увеличилась по сравнению с 1940 г. в 3,1 раза. Сотни километров усовершенствованных дорог пересекают во всех направлениях обширную территорию нашей Родины.
      Пятый пятилетний план развития СССР на 1951— 1955 гг. знаменует собой новый мощный подъем всех отраслей народного хозяйства, значительное расширение товарооборота, дальнейший рост материального благосостояния и культурного уровня народа.
      Уровень промышленного производства повысится за пятилетие примерно на 70 % Для расширения производства важнейших видов продукции, для более правильного географического размещения промышленных предприятий с целью приближения их к источникам сырья и для создания новых промышленных предприятий капиталовложение в промышленность в новом пятилетии увеличится примерно вдвое по сравнению с 1946—1950 гг.
      В соответствии с решениями сентябрьского Пленума ЦК КПСС по крутому подъему тех отраслей народного хозяйства, которые непосредственно обеспечивают народное потребление, широкое развитие получает сельское хозяйство, а также легкая и пищевая промышленность.
      Эти грандиозные задачи коммунистического строительства требуют дальнейшего развития и улучшения работы всех видов транспорта. В директивах XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану предусматривается рост автомобильного производства еще на 20%. Автомобильному транспорту отводится еще большее значение в общей транспортной работе.
      Автомобильный транспорт в настоящее время перевозит значительное количество грузов. Новый пятилетний план намечает рост грузооборота автомобильного транспорта на 1955 г. по сравнению с 1950 г. на 80—85%. Автомобильных дорог с твердым покрытием будет построено и реконструировано на 50% больше, чем в 1946—1950 гг. Особенно большое внимание будет уделяться автомобилю как самостоятельному виду транспорта, обслуживающему отдельные отрасли народного хозяйства, а также отдаленные районы страны, где слабо развиты железнодорожные и водные пути сообщения.
      Величественные планы Коммунистической партии вдохновляют армию работников автомобильного транспорта на самоотверженный труд, на новые производственные победы.
      Работники автомобильной промышленности и автомобильного транспорта полны решимости по-боевому выполнить стоящие перед ними большие и ответственные задачи и тем самым внести достойный вклад в борьбу советского народа за торжество коммунизма.
     
     
      КАК РАЗВИВАЛСЯ АВТОМОБИЛЬ
      И АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ
     
      Транспорт с «живыми двигателями» и с парусами
     
      Транспорт в таком виде, в каком мы видим его теперь, был создан не сразу; он видоизменялся и совершенствовался по мере того, как повышалась культура человека и усложнялось его хозяйство.
      При первобытно-общинном строе, когда человек сам изготовлял все необходимое для себя и своей семьи, потребность в транспортных средствах была небольшая.
      Натуральное хозяйство постепенно изменялось и переходило в товарное, когда человек обменивал часть продуктов своего труда на предметы, которые сам не изготовлял, но которые у другого были в избытке. Потребность в транспортных средствах при этом увеличилась. Особенно возросла потребность в разнообразном транспорте, когда возникла торговля.
      Первобытный человек для передвижения и перемещения груза использовал мускульную силу, перетаскивая тяжести на себе. Для облегчения труда применялись палка, коромысло, корзина, лыжи и т. п.
      Чтобы облегчить свой труд, человек приручил животных: собак и оленей на севере, волов, лошадей и ослов в средней полосе, верблюдов в степях и слонов в тропических странах, которые использовались им для работы. Первое время тяжести нагружались непосредственно на животных. Со временем начали применять, прицепные приспособления, так называемые «волокуши» (рис. 1). К седлу, надетому на спину животного, прикреплялись две жерди, волочащиеся по земле. Обе жерди связывались несколькими поперечинами, на которых и помещался человек или груз.
      Постепенно люди усовершенствовали волокушу. Волокуша была поставлена на два колеса, и получилась одноколка, арба. Для перевозки нескольких человек или больших грузов устанавливалось две пары колес на двух осях (телега). Для улучшения поворотливости телеги ее переднюю ось стали делать поворотной на шкворне.
      С развитием торговли и культуры гужевой транспорт (перевозки при помощи животных) получают очень большое распространение. Организуются перевозки в городах, сельских местностях, а также организуются междугородные сообщения. Транспортные работы выполняются и зимой и летом. Расширяется сеть дорог.
      Однако гужевой транспорт все меньше и меньше удовлетворяет человека. Животные нуждаются в частых перерывах в работе для отдыха, силы их ограничены, они не могут обеспечить большой скорости передвижения, выращивание животного до рабочего возраста продолжается 2—4 года. Поэтому уже давно у человека появилось стремление создать самодвижущийся экипаж. Но удавалось создать лишь повозки, приводимые в действие мускульной силой сидящих в них людей.
      В 1752 г. крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков изготовил «самобеглую коляску», показавшую при опробовании хорошие результаты. Коляска была закрытая, четырехколесная, в движение ее приводили два человека, стоящие на запятках. Предназначалась она для перевозки не менее двух пассажиров.
      В 1791 г. появилась другая самодвижущаяся коляска — самокатка Кулибина. Эта самокатка замечательна тем, что в ней был применен ряд механизмов, тогда еще неизвестных, принципы устройства которых широко используются на автомобилях наших дней.
      Иван Петрович Кулибин был главным механиком Академии наук в Петербурге. Он известен как автор многих технических изобретений.
      Как видно из сохранившегося чертежа, самокатка Кулибина имела следующее устройство (рис. 2). Деревянная рама из двух продольных брусьев, скрепленная поперечинами, располагалась на трех колесах. Одно из задних колес являлось ведущим, переднее было направляющим. Оси колес перекатывались по особым каткам, на которые они опирались. Такое устройство является предшественником современного роликового подшипника. Переднее колесо, установленное на поворотном кругу, поворачивалось при помощи двух тяг и рычагов.
      Рис. 2. Самокатка Кулибина
      На раме укреплялся кузов самокатки. Под кузовом на вертикальном валу находилось маховое колесо, которое приводилось в движение рычагами посредством двух тяг от педалей, расположенных в задней части кузова. На педали нажимал ногами человек, стоящий сзади пассажиров. Благодаря наличию маховика вертикальный вал вращался плавно и равномерно. Вращение вертикального вала передавалось через зубчатые передачи на заднее колесо, которое, катясь по дороге, сообщало движение повозке.
      На приводном барабане, расположенном на задней оси, было три зубчатых венца с различным числом зубьев. Шестерня продольного вала, передвигаясь по барабану, могла соединяться с любым венцом. Вследствие этого можно было изменять передаваемое усилие и скорость вращения задних колес при постоянной скорости движения педалей. Самокатка была снабжена устройством свободного хода, которое позволяло использовать инерцию повозки для отдыха водителя.
      Такие механизмы, как механизм для изменения передаваемого* усилия, и подшипники для колес были сконструированы Кулибиным на полстолетие раньше, чем они появились на повозках во Франции и Англии.
      Педальные экипажи описанного типа служили главным образом для забавы знатных людей и практического распространения не получили.
      Стремление облегчить повозку, движущуюся при помощи мускульной силы человека, привело* к созданию велосипеда.
      Первый в мире велосипед был построен русским мастером Артамоновым в начале XIX века.
      По мере увеличения городов и сел и развития производительных сил все больше увеличивалась потребность в мощных транспортных средствах, а следовательно, в передвижении при помощи каких-либо сил природы по сухопутным дорогам. Делались попытки использовать силу ветра для передвижения по суше.
      Из русских летописей известно, что во время похода киевских дружин на Византию в 906 г. греки закрыли гавань Константинополя цепью, чтобы помешать русским судам подойти к городу. Тогда лодки были вытащены на берег, поставлены на колеса, и русские под парусами сухим путем подошли к стенам города.
      Описанные средства транспорта не могли получить практического применения, так как парусная повозка могла двигаться только при попутном ветре определенной силы и по хорошей дороге. Повозки же с «живыми двигателями» независимо от того, находились ли эти «двигатели» внутри повозки или тащили ее по дороге, все меньше и меньше удовлетворяли растущие потребности человека.
     
      Появление парового двигателя
     
      Большие изменения в развитии сухопутного транспорта произошли после появления в XVIII веке паровой машины. Почти сразу же паровую машину начали применять для самодвижущихся повозок. С этого времени возник механический транспорт, в котором использовалась не мускульная сила человека или животных, а механический двигатель, установленный на самой повозке.
      Тепловую энергию в виде силы пара пытались использовать для движения транспортных средств и до появления паровой машины.
      В XVII веке в Китае была построена маленькая коляска, снабженная топкой и подвешенным над ней шарообразным паровым котлом. От котла к лопастям на спицах колес подводился по трубкам пар. При нагревании котла пар проходил по трубкам с большой скоростью и, попадая на лопасти, заставлял вращаться колеса, а следовательно, и двигаться всю коляску.
      В 1680 г. знаменитый физик Ньютон построил экипаж. На раме экипажа был установлен большой шарообразный котел, под которым находилась топка. Пар, находящийся в котле под давлением, выходил через особую трубку наружу. При выходе струи пара с большой скоростью назад возникали силы, которые обусловливали движение всей повозки вперед.
      Конструированием паровых самодвижущихся экипажей занимались и другие известные ученые: Лейбниц, Гюйгенс и др. Однако все построенные ими повозки были мало пригодны для практических целей и не получили распространения, пока не был изобретен паровой универсальный двигатель, так называемая паровая машина.
      Первый шаг к созданию паровой машины, пригодной для практических целей, был сделан в России. Паровая машина была построена в 1765 г. Иваном Ивановичем Ползуновым и после различных усовершенствований получила повсеместное распространение.
      Ползунов (1728—1766) жил и работал на Урале в городе Барнауле. В то время добывающая и обрабатывающая промышленность Урала достигала уже значительного развития. Все шире и шире применялись различные механизмы для откачивания воды из шахт, размельчения руды, дутья в плавильных печах и т. п. Единственными двигателями в то время были водяные и ветряные мельницы. В связи с этим приходилось или строить заводы там, где была вода, или подводить воду при помощи дорогих и громоздких сооружений: запруд, плотин, каналов.
      Ползунов предложил приводить в действие воздуходувные меха у плавильных печей при помощи «огнедействующей машины». Он разработал чертежи и в 1765 г. построил паровую машину.
      Устройство паровой машины Ползунова состояло в следующем (рис. 3). Пар приготовлялся в паровом котле и по трубопроводу подводился в цилиндры. Над паровым котлом вертикально были расположены два цилиндра, поршни в которых двигались в противоположных направлениях. Применение двух цилиндров обеспечивало равномерную работу машины. При помощи шкивов движение передавалось рабочим мехам. Паровой котел непрерывно питался водой, отработавшей в машине. Основными преимуществами изобретенной Ползуновым машины являются: равномерная работа машины благодаря применению двух цилиндров; непрерывное автоматическое питание парового котла горячей водой; пригодность машины для различных целей, т. е. ее универсальность.
      После появления практически пригодной паровой машины начинаются попытки использовать ее для самодвижущихся повозок.
      В 1830 г. петербургский мастер К. Янкевич разработал проект парового «быстроката». Для облегчения конструкции Янкевич применил легкий паровой котел дымогарного типа1.
      1 Дымогарными называются котлы, в которых сквозь массу воды проведены многочисленные трубки. По трубкам проходят горячие топочные газы. Котлы отличаются легкостью и быстрым парообразованием.
      В 1837 г. группа лиц во главе с инженером В. Гурьевым разработала и сделала предложение о постройке в России усовершенствованных дорог, пригодных для движения по ним «сухопутных пароходов» (рис. 4). Для замащивания дороги предлагались торцы, т. е. деревянные шашки, поставленные торцами на основание.
      Деревянная дорога стоила дешевле, чем булыжное шоссе, так как торцы изготовлялись на месте и из местных материалов. На ней образовывалось меньше пыли. Она обеспечивала мягкий ход повозок, оборудованных тогда железными шинами, и облегчала движение. Такие мостовые впоследствии получили распространение в Москве, Петербурге, а затем и в крупных городах Европы.
      В предложении предусматривались не только род материала и способы замощения мостовой, но и устройство самих сухопутных пароходов и прицепных вагонов к ним.
      Изобретение Янкевича и предложение Гурьева не получили одобрения и поддержки чиновников, преимущественно иностранцев, заполнявших министерские канцелярии.
      В 1860 г. изобретатели Гучков и Солодовников построили санный паровой автомобиль, передвигавшийся со средней скоростью 8 км в час с грузом в 3 т.
      На Урале в это время был построен паровой автомобиль Амосом Черепановым, называвшийся «паровой слон», который использовался для перевозки грузов.
      В 1868 г. изобретателем Барановским построен четырехколесный паровой автомобиль с двухцилиндровым двигателем.
      Вести об изобретении Ползуновым паровой машины постепенно проникли за границу. В 1770 г. во Франции была построена самодвижущаяся повозка, на которой установлена паровая машина, изготовленная по типу паровой машины Ползунова, но меньшего размера. Общий вид такой самодвижущейся повозки показан на рис.5. Повозка могла двигаться 15—20 минут и пройти за это время 1—1,5 км, после чего необходимо было останавливаться, чтобы возобновить запас воды и топлива и накопить достаточное количество пара.
      Известен еще ряд попыток создания самодвижущихся повозок с паровыми двигателями. Например, в Англии пытались организовать автобусное сообщение на паровых автомобилях.
      Все эти попытки оставались безуспешными главным образом вследствие того, что повозки с паровыми двигателями были слишком громоздки и имели очень большой вес. Паровой двигатель даже у самых маломощных повозок был слишком тяжел. Колеса, нагруженные весом парового котла, запасом воды и топлива, весом паровой машины, продавливали дорогу или буксовали. Металлические шины колес делались широкими, в связи с чем колеса также получались очень тяжелыми. Во избежание буксования приходилось применять всевозможные выступы на шинах, шпоры, упорные лопатки и т. п.
      Сотрясения и удары, испытываемые паровыми повозками на плохих дорогах того времени, действовали разрушительным образом на машину, что делало повозку мало пригодной для практических целей.
      Кроме того, у нового вида транспорта оказались многочисленные враги и недоброжелатели: конные «омнибусные» предприятия, транспортные организации, извозопромышленники и вообще лица, связанные с гужевым транспортом. Они добиваются того, что издаются законы, тормозящие развитие парового автомобиля. Так, например, в Англии скорость парового автомобиля была ограничена скоростью пешехода; впереди автомобиля должен был идти человек с красным флагом днем и красным фонарем ночью и предупреждать прохожих «об опасности». Дорожные налоги за паровой автомобиль были установлены в десять раз больше, чем за конные «дилижансы».
      Техническая мысль того времени стала все больше уделять внимания созданию усовершенствованных дорог, которые выдерживали бы громоздкие конструкции паровых автомобилей. После долгих попыток и испытаний появилась железная рельсовая дорога и началось быстрое развитие железнодорожного транспорта.
      Однако вокруг железнодорожных магистралей выросла широкая сеть подъездных путей, и снова встал вопрос о необходимости создать безрельсовый механический транспорт. В течение XIX века стремления изобретателей, инженеров и конструкторов были направлены на создание такого экипажа, который мог бы успешно передвигаться по обыкновенным дорогам того времени.
     
      Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания
     
      Во второй половине прошлого века был изобретен двигатель внутреннего сгорания, обладающий значительными преимуществами перед паровой машиной. Двигатели этого типа работали не под давлением пара, подаваемого извне, а под давлением газовой смеси, сгоравшей внутри самого двигателя, вследствие чего устранялась потребность в отдельном паровом котле и в большом запасе воды. Основными препятствиями, мешавшими развитию парового автомобиля, как указывалось, были большой вес и большие размеры его двигателя. Главные же преимущества двигателя внутреннего сгорания — большая мощность при сравнительно малых размерах и весе, а также постоянная готовность к действию. Поэтому с появлением легкого двигателя внутреннего сгорания развитие безрельсового транспорта получило новое направление.
      Мысль о создании двигателя, работающего за счет тепловой энергии, получаемой в самом двигателе, возникла давно, с изобретением в XIV веке взрывчатых веществ. В качестве горючего вначале пробовали применять порох. Пытались использовать гремучий газ. Взрывчатые вещества, воспламеняясь, сгорают почти мгновенно (со взрывом) и образуют большое количество газов, создающих высокое давление. Однако порох и другие взрывчатые вещества, как показал опыт, в качестве горючего для двигателей оказались мало пригодными.
      В течение XIX века, особенно в его второй половине, в России велись большие работы по разработке способов перегонки нефти. Были разработаны способы промышленного получения из нефти бензина, керосина и лигроина. Оказалось, что эти жидкости целесообразно применять в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания. Они легко испаряются, сгорая, выделяют много тепла, их пары легко смешиваются с воздухом, образуя легко воспламеняющуюся и быстро сгорающую смесь.
      В восьмидесятых годах прошлого столетия появились двигатели внутреннего сгорания, работающие на жидком горючем.
      В 1882 г. инженер Путилов построил автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работающим на жидком горючем.
      Несколько позднее, в 1885 г., русский конструктор Луцкой построил и успешно испытал четырехцилиндровый двигатель с вертикально расположенными в один ряд цилиндрами.
      Двигатели внутреннего сгорания на первых порах не получили в России широкого применения. Это объясняется слабым развитием промышленности и косностью правящих классов. Мускульный труд в помещичьем хозяйстве был настолько дешев, что помещикам не было смысла применять механический транспорт.
      В странах с развитым капиталистическим хозяйством преимущества двигателя внутреннего сгорания обеспечили ему быстрое распространение на самодвижущихся повозках-автомобилях.
      В 1885—1886 гг. немецкий конструктор Даймлер установил бензиновый двигатель на велосипеде, а его соотечественник Бенц — на трехколесной повозке.
      В конце XIX века происходит усовершенствование двигателя внутреннего сгорания. Инженеры и техники улучшают его конструкцию, совершенствуют отдельные детали.
      Почти каждая деталь автомобиля имеет свою историю развития. Было использовано множество различных форм, систем, механизмов, пока, наконец, не выработали определенные типы их, которые мы видим на современных автомобилях, но которые продолжают совершенствоваться и видоизменяться.
      Много внимания уделялось рациональному размещению двигателя на раме автомобиля. Первоначально автомобиль представлял собой обычную конную коляску, в которой двигатель находился под сиденьями (рис. 6). Неудобство такого расположения двигателя быстро обнаружилось. Помещенный под сиденьем двигатель было неудобно осматривать, он занимал много места, охлаждение его было затруднено. По этим причинам двигатель был вынесен в переднюю часть автомобиля и установлен перед сиденьем. Такое расположение оказалось выгодным и удобным. Вследствие такого расположения форма экипажа стала все более отличаться от формы конной повозки, вытягиваться в длину и уменьшаться по высоте.
      Механизмы для передачи усилия от двигателя на колеса также сильно изменялись и совершенствовались.
      В устройство автомобилей вносились различные усовершенствования, обеспечивающие смягчение сотрясений и толчков во время движения: применялись рессоры, амортизаторы, эластичные шины и т. п. Особенное внимание обращалось на то, чтобы подобрать подходящие шины. Применялись шины металлические, пеньковые, кожаные и многие другие, но они не давали ожидаемого результата.
      Наилучшие результаты дали резиновые шины. Первоначально ставились сплошные резиновые шины. В то время не удавалось получить достаточно прочные пневматические шины. Только в 1888 г. изготовление пневматических шин настолько усовершенствовалось, что их стали широко применять сначала на велосипедах, а потом и на автомобилях. Эти шины обеспечили мягкий ход автомобиля и хорошее сцепление колес с дорогой.
      К началу XX века автомобиль постепенно получил знакомую нам форму. Двигатель был вынесен вперед и расположен под капотом, силовая передача размещена под полом кузова. Задние колеса были ведущими, передние — направляющими. Кузов, вначале полностью копировавший кузов кареты, все больше приобретал свойственные современному автомобилю очертания. На рис. 7 показано, как постепенно изменялась форма кузова.
      Преимущества двигателя внутреннего сгорания, особенно бензинового, — легкость, компактность, большая мощность при сравнительно малых размерах и весе — дали ему возможность быстро занять первое место в автомобилестроении.
      Тяжелые условия работы автомобиля на дорогах общего пользования заставили техническую мысль работать над изысканием и получением высококачественных материалов, над методами их обработки и над улучшением производства на заводах. В результате появились специальные материалы и усовершенствованные методы их обработки.
      Наряду с материалами улучшались и дороги. Появляется асфальтовое покрытие и дороги, приспособленные для движения автомобиля, так называемые автомагистрали.
     
      Попытки организовать производство автомобилей в царской России
     
      Постройкой автомобилей первоначально занимались небольшие кустарные мастерские. Автомобили покупались единицами для развлечения или для спортивных целей. Однако по мере усовершенствования автомобиля спрос на него все больше и больше возрастал. Автомобили начинали покупать уже не только поштучно, но и мелкими партиями для организации таксомоторных предприятий в городах, для обслуживания почтовых учреждений и т. п.
      Капиталисты промышленных стран увидели, что в погоне за наживой нарождающийся автомобильный транспорт является таким же необходимым средством, как железная дорога, телеграф и телефон. Автомобиль ускорял движение товаров между заводом и складом, фабрикой и магазином, а труд одного водителя заменял труд нескольких ломовых извозчиков. Автомобиль становился одним из наиболее необходимых средств экономической жизни страны.
      Постепенно начали заниматься автомобилестроением вначале частично, а затем полностью и некоторые старые машиностроительные заводы, располагавшие опытными кадрами и хорошо оснащенные оборудованием. Автомобильных заводов становилось все больше, а наряду с ними появлялись и смежные предприятия: для изготовления приборов электрооборудования, приборов питания двигателя, арматуры и т. п.
      Так постепенно автомобилестроение возникало и обособлялось в самостоятельную отрасль промышленности. С конца прошлого столетия начался быстрый рост автомобильной промышленности в Западной Европе и Америке.
      Иначе обстояло дело в дореволюционной России.
      Русские инженеры и техники занимают в истории создания автомобиля видное место. Изобретение «самобеглых колясок», практически пригодных паровой машины и двигателя внутреннего сгорания в России намного опережает появление их на Западе. И тем не менее все эти ценнейшие изобретения не получают распространения у себя на родине.
      Это объясняется тем, что Россия, хотя в ней и развивалась промышленность, оставалась отсталой страной по сравнению с Западной Европой и зависимой от иностранных капиталистов.
      В России того времени было ничтожное количество благоустроенных дорог. На организацию и развитие автомобильного транспорта, на постройку дорог, автомобильных заводов и смежных предприятий, на которые могло бы опираться автомобилестроение, требовались громадные средства.
      Иностранные капиталисты не были заинтересованы в развитии новых отраслей русской промышленности, в частности автомобильной. Они вкладывали свои капиталы в добывающую и металлургическую промышленность, обеспечивающую им высокие прибыли.
      В то время как в западноевропейских странах автомобиль получал все более широкое распространение, в дореволюционной России господствующие классы и правительство не сумели вовремя оценить автомобиль как средство механического транспорта. Однако автомобили все же начинают появляться в России. В конце XIX века крупные чиновники, богатые купцы, помещики привозили из-за границы «последние новинки» — автомобили. Из столиц автомобили постепенно проникали в провинцию.
      В Петербурге и Москве появлялись предприятия по торговле иностранными автомобилями и автомобильными принадлежностями. Количество автомобилей росло.
      В 1909 г. была введена регистрация автомобилей и выдача номерных знаков для них. Были установлены правила пользования автомобилями, введены ежегодные осмотры автомобилей и обязательные предварительные испытания водителей.
      Отдельные предприниматели все же пытались наладить производство автомобилей и в России. Впервые такая попытка была сделана в 1899 г. на заводе Лейтнера в Риге, где хотели организовать сборку автомобилей из деталей, вывезенных из-за границы. Однако это производство не получило развития вследствие отсутствия в России необходимых для автомобилестроения смежных отраслей промышленности. Негде было получить специальную сталь для изготовления ответственных деталей, некому было поручить изготовление приборов электрооборудования, приборов питания двигателя, в России не изготовлялись подшипники и т. д.
      Вслед за Лейтнером пытались выпускать автомобили и другие предприниматели. Однако всех постигла неудача.
      В 1909 г. в Петербурге начал выпускать автомобили завод Пузырева. До этого времени предприятие Пузырева занималось торговлей автомобильными принадлежностями и иностранными автомобилями. Завод имел уже в зародыше основные цехи: литейный, кузнечный, токарный, сборочный. Правда, все эти цехи умещались на земельном участке площадью меньше 1 га. Журнал «Автомобиль» в 1911 г. писал: «Достаточно указать, что при открытии завода было всего трое рабочих, теперь их больше восьмидесяти. Так растет предприятие». Пузырев после такого «роста» с трудом продал свои первые автомобили военному ведомству и, не получив дальнейших субсидий, прекратил производство новых автомобилей.
      Таким образом, все это были случайные попытки, в результате которых появлялись два-три автомобиля, но не было сколько-нибудь правильно организованного производства.
      Заслуживает внимания усилие Русско-Балтийского вагоностроительного завода в Риге. В 1908 г. здесь было начато производство автомобилей в заводском масштабе. Изготовление деталей автомобиля было распределено между основными цехами завода, затем был создан автомобильный отдел. R 1910 г завод выпустил первую партию легковых автомобилей — 10 штук, в следующем 1911 г. — 33 штуки, в 1912 г. — 78 штук (рис. 8). Производство начало расти. Однако после выпуска первых же десятков автомобилей выяснилось, что завод вынужден продавать свою продукцию в убыток. Себестоимость автомобилей оказывалась чрезвычайно высокой. За границей к услугам автомобильных предприятий были многочисленные заводы, быстро и дешево выполнявшие заказы на обработку деталей и на поставку отдельных механизмов. Царское же правительство не заботилось о развитии промышленности, на которой могло бы базироваться автомобильное производство. В России некому было принять заказы Руссо-Балта, требовавшие высокой техники и специализации производства. Завод вынужден был собственными силами организовывать новое производство. Достаточно сказать, что на заводе пришлось организовать цех специальных сталей и цех термической обработки сталей. В связи с этим для организации автомобильного производства потребовались затраты, непосильные для частных предпринимателей и даже для отдельных заводов.
      За время своего существования (1910—1915 гг.) автомобильное производство Русско-Балтийского завода дало стране всего 450 автомобилей.
      В деле распространения и внедрения автомобиля в России большую роль сыграли спортивные общества, клубы, автомобильные журналы, а также проводимые гонки и испытательные пробеги. Особенно большое значение для развития автомобиля имел интерес, проявленный к нему со стороны военного ведомства.
      Впервые автомобиль был применен в армии в 1902 г. во время Курских маневров. В 1904 г. во время русско-японской войны для армии были приобретены 10 легковых автомобилей для обслуживания штабов.
      Впервые для военных целей автомобиль был применен в 1912 г. во время колониальной войны Италии в Африке Около 200 грузовых автомобилей было прислано в Триполи для перевозки войск, провианта и вооружения. Однако с первых же дней выяснилась возможность использования автомобиля и для различного рода боевых целей. Быстрота передвижения и возможность защиты кузова металлическими стенками натолкнули на мысль использовать автомобиль для перевозки раненых. Появились санитарные автомобили. На нескольких грузовиках были установлены электрические установки и прожекторы. Некоторые грузовики были приспособлены под перевозку орудий и пулеметов.
      Первая империалистическая война (1914—1918 гг.) показала, что автомобиль на фронте и в тылу играет существенную роль, и заставила царское правительство остро почувствовать отсутствие автомобильной промышленности в стране. Произведенная в начале войны реквизиция автомобилей у частных владельцев дала армии некоторое количество машин. Но разнотипность этих автомобилей чрезвычайно усложнила уход за ними и ремонт. Для пополнения парка автомобилей существовал единственный источник— заграничный рынок. Однако приобретение автомобилей за границей во время войны оказалось делом очень трудным. Большинство государств, строящих автомобили, было втянуто в войну, и их автомобильная промышленность работала для обеспечения своих армий. Вследствие этого военное ведомство поставило вопрос перед царским правительством о срочной постройке автомобильных заводов в России.
      В 1916 г. правительство, наконец, пошло на некоторые затраты. Началось строительство нескольких автомобильных заводов (в Москве, Ярославле, Рыбинске, Нахичевани). Великая Октябрьская революция застала эти заводы в период стройки, ни один из них не начал производства новых автомобилей.
     
      Автомобильное хозяйство в первые годы после Великой Октябрьской революции
     
      Автомобильная промышленность принадлежит к тем отраслям нашего машиностроения, которые были созданы в годы пятилеток буквально заново. От дореволюционной России молодая Советская республика не получила автомобильной промышленности. Автомобильный отдел Русско-Балтийского завода после эвакуации из Риги представлял собой скорее механо-сборочную мастерскую и был мало похож на цех автомобильного предприятия. От автомобильных заводов, строительство которых началось во время войны, остались лишь кое-какие постройки (рис. 9).
      С первых дней Советской республики вожди нашего народа В. И. Ленин и И. В. Сталин обратили большое внимание на огромное значение автомобиля в народном хозяйстве.
      В августе 1918 г. на Московский завод АМО приехал В. И. Ленин. В речи, обращенной к рабочим, он призывал приложить все усилия к тому, чтобы наладить ремонт автомобилей.
      Завод АМО (Автомобильное московское общество) — одно из предприятий, начатое постройкой в 1916 г.
      По призыву вождя на недостроенных заводах, представлявших по существу кустарные мастерские, был налажен капитальный ремонт автомобилей. Из нескольких разбитых на фронте и полуразобранных автомобилей собирался один автомобиль, пригодный для эксплуатации. За шесть лет гражданском войны и разрухи заводы собрали около 2000 автомобилей. Такое количество, конечно, не удовлетворяло народное хозяйство. На московском заводе АМО постепенно было налажено производство новых деталей, а затем и целых механизмов. Заводской коллектив накапливал опыт и навыки.
      В 1924 г. к годовщине Великой Октябрьской социалистической революции были выпущены первые 10 грузовых автомобилей грузоподъемностью 1,5 т с четырехцилиндровым двигателем в 35 л. с. под маркой АМО-Ф-15 (рис. 10).
      Выпуск этих первых автомобилей и является началом советского автомобилестроения.
      В 1925 г. был организован международный автомобильный пробег Москва — Тбилиси — Москва. Советские автомобили впервые участвовали в пробеге наряду с первоклассными иностранными и показали, что они ничуть не уступают им по прочности и выносливости.
      В 1925 г. начал работать Ярославский автомобильный завод. Завод стал выпускать 3-т грузовые автомобили под аркой Я-3 (рис. 11); на грузовиках устанавливались двигатели московского завода мощностью 35 л. с.
      В 1927 г. автомобильное производство было организовано на московском автомобильном заводе «Спартак». Этот завод выпускал легковые малолитражные автомобили, которые назывались НАМИ-1 (рис. 12), с двухцилиндровым двигателем в 22 л. с. воздушного охлаждения.
      Одновременно с основными автомобильными заводами был построен завод автомобильных принадлежностей.
      Начальный период советского автомобилестроения (1924—1927 гг.) протекал в тяжелых условиях: заводы не были достроены, комплектного оборудования, инструментов, приспособлений не было, способы обработки только намечались, опытных рабочих и технического персонала было недостаточно. Не было опыта и у работников смежных отраслей промышленности; специальные автомобильные стали только осваивались, производство приборов электрооборудования, контрольно-измерительных приборов, осветительной аппаратуры, шарикоподшипников, ободов колес еще не было организовано.
      Полукустарные автомобильные заводы с их невысокой производительностью не могли удовлетворить потребности народного хозяйства. В 1927 г. все заводы выпустили только 475 автомобилей, а автомобильный парк страны составлял всего 17,5 тысячи автомобилей.
      Между тем другие отрасли промышленности, в частности металлургия, к этому времени начали успешно развиваться. Индустриализация страны и социалистическое переустройство сельского хозяйства настоятельно требовали широкого развития автомобильной промышленности.
     
      Начало автомобилизации Советского Союза
     
      В 1929 г. Коммунистическая партия и Советское правительство поставили вопрос об организации в Советском Союзе массового производства автомобилей. Было вынесено правительственное решение о создании двух автомобильных заводов-гигантов: в Горьком, производительностью 100 тысяч легковых и грузовых автомобилей в год грузоподъемностью 1,5 т, и в Москве, производительностью 25 тысяч грузовых автомобилей в год грузоподъемностью 2,5—3 т.
      Советский народ приступил к организации массового производства автомобилей.
      В Москве на заводе АМО был выстроен ряд новых корпусов, а старые цехи завода расширены и перестроены. Были созданы заготовительные, обрабатывающие, сборочные и другие цехи. Завод был полностью оборудован и подготовлен к массовому производству автомобилей. Он стал одним из крупнейших заводов в мире по постройке грузовых- автомобилей средней грузоподъемности.
      В 1931 г. завод выпустил новый грузовой автомобиль грузоподъемностью в 2,5 т под маркой АМО-3 с шести-Цилиндровым двигателем.
      Поздравляя рабочих и технический персонал завода по случаю окончания строительства завода, И. В. Сталин писал: «Там, где русские капиталисты могли построить автомобильные мастерские с отсталой техникой, с низкой производительностью труда, с варварскими приемами эксплуатации, создан могучий гигант производительностью в 25 000 грузовых машин, с применением всех достижений современной техники».
      В начале 1932 г. был пущен и второй гигант автомобильной промышленности в Горьком. Завод был построен в неслыханно короткие сроки — один год и три месяца. О быстроте этих темпов можно судить хотя бы по тому, что подобный завод Форда строился пять лет.
      В основу работы на Горьковском заводе, так же как и на Московском заводе, был положен принцип массового производства и конвейерной сборки. Завод начал выпускать полуторатонные грузовые автомобили ГАЗ-АА (рис. 13) и открытые легковые автомобили ГАЗ-А (рис. 14) с четырехцилиндровым двигателем мощностью 40 л. с.
      Советские автомобильные заводы по размерам цехов, по количеству и качеству оборудования являлись одними из самых крупных и передовых заводов в мире. Территории заводов с многочисленными железнодорожными подъездными путями раскинулись на десятки и даже сотни гектаров.
      Одновременно с заводскими корпусами при автомобильных заводах строились жилые дома для рабочих, служащих и их семей, детские дома и ясли, школы и библиотеки, амбулатории и больницы, бани, магазины, театры, кино и т. п.
      По ходатайству работников Московского и-Горьковского автомобильных заводов в 1932 г. первому было присвоено название «Завод имени Сталина» — ЗИС, второму — «Завод имени Молотова» — ЗИМ.
      В 1930—1932 гг. был реконструирован и Ярославский завод. Оборудование завода пополнено и увеличена его производственная мощность. Завод стал выпускать грузовые автомобили грузоподъемностью 5 т под маркою Я-5.
      Наряду с основными автомобильными заводами в этот период были созданы заводы-смежники, выпускавшие шарикоподшипники, автотракторное электрооборудование, резину, карбюраторы, шоферский инструмент, осветительную аппаратуру, метизные изделия и др.
      К автомобилестроению были привлечены десятки заводов из других отраслей промышленности, изготовлявшие различные материалы, полуфабрикаты и изделия, необходимые для автомобиля: лаки и краски, кожаные, бумажные и пробковые прокладки, гибкие шланги, кожевенные и текстильные изделия, искусственные ткани, изделия из пластмассы, дерева, металла, стекла и т. д.
      Одновременно с постройкой новых заводов был расширен Научный Автомоторный Институт (НАМИ), который занимался разработкой новых типов автомобилей и исследованием различных вопросов автомобилестроения. Для него были построены специальные здания и опытный завод.
      Сразу после создания новых автомобильных заводов встал вопрос об укомплектовании их рабочей силой. Подготовленных рабочих и технического персонала, особенно среднего, не хватало; приходилось привлекать к работе не обученные кадры, молодежь, колхозников.
      Для подготовки новых кадров были построены учебные мастерские, опытные цехи, создана сеть школ и курсов. Обучение проводилось также и в цехах непосредственно на работе. Заводские коллективы одновременно работали, учили и учились.
      Так в течение первого пятилетия появилась в Советском Союзе новая отрасль промышленности — автомобильная промышленность.
      В последний год первой пятилетки заводы выпустили уже 25412 автомобилей, а общее количество автомобилей в стране достигало 75 400. По автомобилестроению Советский Союз вышел на шестое место в мире.
      И. В. Сталин в докладе об итогах первой пятилетки сказал: «У нас не было автомобильной промышленности. У нас она есть теперь».
     
      Автомобиль во второй пятилетке и в годы войны
     
      Для второй пятилетки характерно не только дальнейшее увеличение количества выпускаемых автомобилей, но и разработка новых конструкций, введение в производство новых моделей автомобилей, не уступающих по своим качествам автомобилям заграничных марок. Московский автомобильный завод им Сталина начал выпускать новый грузовой автомобиль ЗИС-5 грузоподъемностью 3т с шестицилиндровым двигателем мощностью 73 л. с. (рис. 15), а с 1936 г.— семиместный легковой автомобиль ЗИС-101 с восьмицилиндровым двигателем мощностью 90 л. с. (рис. 16). На базе грузовика ЗИС-5 стали выпускаться трехосный автомобиль, автобус, пожарный автомобиль и другие специальные автомобили. Горьковский автомобильный завод им. Молотова начал выпускать новый легковой автомобиль ГАЗ-М-1 с четырехцилиндровым двигателем мощностью 50 л. с. (рис. 17).
      Во вторую пятилетку экспериментальные отделы автомобильных заводов совместно с Научно-исследовательским институтом разработали конструкции двигателей, работающих на горючем других видов, а именно: на газойле, соляровом масле и на генераторном газе.
      К концу второй пятилетки производственная мощность наших заводов достигла 200 тысяч автомобилей в год, а общее количество автомобилей в стране превысило 500 тысяч. Советский Союз по выпуску автомобилей обогнал Италию и сравнялся с Францией, а по производству грузовых автомобилей занял второе место в мире.
      В третьей пятилетке (1938—1942 гг.) ставилась задача: строительство новых и дальнейшее расширение существующих автомобильных заводов, совершенствование моделей выпускаемых автомобилей и улучшение их технических и экономических показателей.
      В 1940 г. начался выпуск малолитражных автомобилей под маркою КИМ-10 на Московском заводе им. КИМ.
      Великая Отечественная война застала нашу страну вооруженной миллионом автомобилей, причем автомобилей сравнительно небольшого числа моделей, что чрезвычайно облегчало их ремонт и восстановление и не загромождало подвижные ремонтные части разнообразными запасными частями. Автомобильный транспорт с честью выдержал испытание, успешно обеспечив грандиозные перевозки и снабжение войск. Автомобили специального назначения состояли на вооружении различных родов войск. Артиллерийские, минометные, противовоздушной обороны, инженерные и многие другие воинские части располагали необходимым количеством автомобилей, что способствовало успешному выполнению возложенных на них задач по разгрому врага.
      В годы Великой Отечественной войны автомобильная промышленность не только не сократила свою работу, а пополнилась еще одним автомобильным заводом на Урале и весьма успешно выполняла свои задачи по снабжению фронта и народного хозяйства автомобилями.
     
      Автомобильная промышленность в годы четвертой и пятой пятилеток
     
      Послевоенная пятилетка предусматривала дальнейшее движение нашей страны вперед по пути автомобилизации.
      В законе о пятилетием плане восстановления и развития народного хозяйства СССР на период 1946—1950 гг. о развитии автомобильной промышленности было сказано: «Довести выпуск автомобилей в 1950 г. до 500 тыс. штук. Перейти к массовому выпуску автомашин новых типов: грузовых автомобилей повышенной проходимости и легковых автомашин более удобных и экономичных. Восстановить производство газогенераторных и газобаллонных автомобилей. Организовать массовое производство грузовых автомобилей с дизельмоторами и автосамосвалов. Закончить строительство трех автомобильных заводов и завода малолитражных автомобилей, построить три новых автомобильных завода, расширить три действующих автомобильных завода».
      В течение первых же лет пятилетки Московский автомобильный завод им. Сталина и Горьковский автомобильный завод им. Молотова значительно превысили довоенный уровень выпуска автомобилей. Ярославский завод был реконструирован и стал крупнейшим предприятием по выпуску тяжелых грузовых автомобилей с дизелями. Московский завод малолитражных автомобилей и Уральский автомобильный завод были значительно расширены. В Белоруссии и в Грузии были построены и введены в строй новые мощные автомобильные предприятия.
      Наряду с значительным увеличением производственных мощностей автомобильная промышленность освоила производство автомобилей новых конструкций и новых типов. Характерно, что разработка новых конструкций автомобилей началась по указанию Коммунистической партии и Советского правительства еще в разгар Великой Отечественной войны. Так, работы по легковому автомобилю высшего класса (ЗИС-110) были начаты в конце 1942 г. Это дало возможность вскоре же после окончания войны создать современные модели советских автомобилей, соответствующие новейшим достижениям техники. Советский Союз первым после войны выпустил автомобили новых моделей.
      В соответствии с законом о пятилетием плане заводы начали выпускать более мощные и экономичные автомобили, организовали поточное производство тяжелых грузовиков с дизелями. На базе основных моделей грузовых и легковых автомобилей налажен выпуск специальных автомобилей, в первую очередь самосвалов, а также газобалонных и газогенераторных автомобилей.
      Благодаря увеличению производства новых марок автомобилей с повышенной грузоподъемности общая грузоподъемность выпущенных автомобилей превысила более чем в полтора раза грузоподъемность автомобилей, выпущенных в 1940 г. Для удовлетворения широких потребностей народного хозяйства автомобильная промышленность стала выпускать автомобили разнообразных типов. Теперь уже автомобильная промышленность выпускала 24 различные модели автомобилей. Из них 18 моделей было освоено в послевоенные годы.
      Расширение заводов и их переход на производство более совершенных и более сложных автомобилей были осуществлены заводами собственными силами на оборудовании отечественного производства.
      В настоящее время советские автомобильные заводи оснащены самым совершенным оборудованием. На заводах применяется передовая технология и внедряются последние достижения науки и техники. Многие конструкторы, техники и рабочие получили звание лауреатов Сталинской премии за создание новых, совершенных конструкций автомобилей, за применение новых способов обработки и новых методов работы. Многие методы и приемы об работки, впервые появившиеся на автомобильных заводах, теперь широко применяются и в других отрасли промышленности.
      Наряду с этим автомобильные заводы предъявляют большие требования к другим отраслям промышленности, как, например: к производству специальных сталей, нефтеперегонной промышленности, к заводам, изготовляющим топливную аппаратуру для дизелей, и т. п. Таких образом, развиваясь, автомобильная промышленность обусловливает развитие и рост и других отраслей народного хозяйства.
      Успешное выполнение четвертого пятилетнего плана позволило принять XIX съезду партии «... новый пятилетний план, обеспечивающий дальнейший подъем всех отраслей народного хозяйства, рост материального благе состояния, здравоохранения и культурного уровня народа». В директивах по пятому пятилетнему плану предусматривается дальнейший мощный рост автомобильной промышленности и автомобильного транспорта.
      На 20% вырастет в пятой пятилетке производство автомобилей. Особое внимание будет уделено большегрузных автомобилям с дизелями и газогенераторным автомобилям. Большегрузный автомобиль имеет лучшие экономические показатели, чем обычный. Для работы газогенераторного автомобиля не требуется бензина и нефти. Он работает на местном топливе.
      В соответствии с возрастающим производством автомобилей и увеличением удельного веса большегрузных автомобилей в пятую пятилетку будет построено и реконструировано дорог с твердым покрытием примерно на 50 % больше, чем в четвертую пятилетку. Вдвое длиннее станут постоянно действующие междугородные автобусные линии.
      Народы Советского Союза под испытанным руководством Коммунистической партии и Советского правительства успешно выполнят новый пятилетний план.
     
     
      КАК ИСПОЛЬЗУЮТСЯ АВТОМОБИЛИ
      В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
     
      Автомобили получили исключительно широкое применение во всех областях народного хозяйства. Они являются незаменимым транспортным средством и самыми распространенными машинами для производства различных работ. Объясняется это тем, что автомобиль имеет большую скорость передвижения, сравнительно небольшой вес и малые размеры, постоянно готов к действию, для него не требуется ни прокладки рельсового пути, ни подвески воздушной электрической сети. Автомобиль удобен для передвижения по городским улицам, а также на дальние расстояния по загородным дорогам. Автомобиль может не только перевозить груз, находящийся в его кузове, но и буксировать прицепы и разные машины. На автомобиле перевозятся как обычные грузы (мешки, ящики, различные изделия), так и специальные (бензин, молоко, мясо, бревна и т. п.). На нем можно смонтировать специальное оборудование, необходимое, например, для тушения пожара, ремонта воздушных электрических сетей и пр. Кроме того, автомобиль может быть использован для поливки и очистки улиц, расчистки снега и т. п.
      Автомобильная промышленность из года в год не только увеличивает выпуск автомобилей, но и совершенствует их и создает новые типы. Так, появились автомобили-погрузчики, автомобили для уборки улиц, дорожностроительные автомобили и многие другие. Руководствуясь Указаниями Коммунистической партии и Советского правительства о широком внедрении техники во все виды работ, конструкторы и производственники автомобильной промышленности в послевоенные годы дали стране ряд новых типов автомобилей. Невиданные масштабы строительных работ на великих стройках потребовали создания исключительных по своим размерам автомобилей. Был выпущен самосвал грузоподъемностью 25 т. Это самый большой автомобиль в мире! За один рейс он отвозит столько груза, сколько берут две двухосные железнодорожные платформы.
      В зависимости от назначения все современные автомобили разделяются на легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили и автомобили специального назначения.
      Легковые автомобили перевозят пассажиров небольшими группами от 2 до 8 человек.
      Автобусы перевозят пассажиров большими группами от 15 до 60 и более человек.
      Грузовые автомобили перевозят грузы. Грузовые автомобили бывают трех типов: с кузовами-платформами для перевозки обычных грузов, с кузовами-фургонами и со специальными кузовами для перевозки жидкостей, скоропортящихся продуктов и т. п.
      Автомобили специального назначения служат для выполнения различных специальных работ. Эти автомобили оборудованы специальными механизмами и устройствами. Они не приспособлены для перевозки людей и грузов.
      Устройство всех автомобилей почти одинаково. Различны только кузовы, устанавливаемые на них.
      Кузовы защищают пассажиров и груз от пыли и атмосферных осадков, обеспечивают удобные условия при передвижении и придают автомобилю обтекаемую форму и красивый внешний вид.
      У автомобилей для производства различных работ кузов имеет специальное устройство.
     
      Легковые автомобили
     
      Легковые автомобили широко применяются как в городе, так и в сельских местностях. Чем больше по размерам автомобиль и чем он быстроходнее, тем более мощный двигатель требуется для него. Мощность же двигателя определяется в первую очередь его рабочим объемом — литражем. Поэтому легковые автомобили в зависимости от рабочего объема установленного на них двигателя разделяются на три класса.
     
      1. Малолитражные автомобили, у которых рабочий объем цилиндров двигателя до 2 л. Используются малолитражные автомобили для различных целей. Они благодаря своей легкости, удобству и дешевизне в эксплуатации нашли широкое распространение среди трудящихся, приобретающих эти автомобили для личного пользования.
      Малолитражные автомобили выпускает Московский завод малолитражных автомобилей под маркой «Москвич» (рис. 18). В кузове этого автомобиля помещаются четыре человека. Автомобиль расходует 8 л горючего на 100 км и развивает скорость до 90 км/час. Мощность двигателя 23 л. с., литраж 1,07 л.
     
      2. Автомобили среднего литража, у которых рабочий объем цилиндров от 2 до 4 л. Такие автомобили применяются в городских и сельских местностях как для служебного, так и для личного пользования. Они очень удобны как такси, для туризма и т. п.
      Легковые автомобили среднего литража выпускаются орьковским автозаводом им. Молотова. На рис. 19 показан автомобиль ГАЗ-М-20 «Победа» с пятиместным кузовом. Автомобиль развивает скорость до 100 км/час. Мощность двигателя 50 л. с., литраж 2,12 л.
      Под конца 1950 г. на улицах городов Советского Союза развились красивые легковые автомобили новой марки. Над радиатором — изображение оленя — старинный герб Нижнего Новгорода (ныне город Горький). Под ним три буквы ЗИМ, что означает «Завод имени Молотова» (рис. 20).
      ЗИМ — семиместный автомобиль среднего литража. Он имеет обтекаемую форму и может развивать скорость до 120 км/час. Мягкие и просторные сиденья расположены з три ряда.
      На автомобиле ЗИМ установлен шестицилиндровый двигатель мощностью 95 л. с., литражем 3,48 д.
     
      3. Автомобили большого литража, у которых рабочий объем цилиндров 4 л и больше. Автомобили этого класса используются преимущественно для обслуживания населения крупных городов и промышленных центров, а также для обслуживания междугородных линий.
      Московским автозаводом им. Сталина выпускается семиместный, большого литража автомобиль ЗИС-110 (рис.21). Он развивает скорость до 140 км/час. Мощность его двигателя 140 л. с., литраж 6 л.
      Кузовы автомобилей большого литража часто оборудуются для перевозки тяжело больных при оказании скорой помощи.
      Кузовы легковых автомобилей выполняются открытыми и закрытыми. Преимущественно распространены кузовы закрытого типа. У некоторых кузовов откидываются задняя стенка и часть крыши. Открытые кузовы снабжаются складным верхом и боковинами из водонепроницаемой ткани, имеющими окна из целлулоида.
      Кузовам легковых автомобилей придается плавная обтекаемая форма, без выступов и резких углов. Этим обеспечивается меньшее сопротивление встречному воздуху и красивый внешний вид.
     
      Автобусы
     
      Автомобили, предназначенные для перевозки людей большими группами, называются автобусами. Они широко применяются главным образом в городах и на автомагистралях для междугородных сообщений. Автобусы по числу мест для сидения разделяются на три класса: малой, средней и большой вместимости.
     
      1. Автобусы малой вместимости с числом мест до 20. Автобусы этого класса применяются главным образом в небольших городах и промышленных центрах, на подъездных путях к станциям железных дорог и водным пристаням. Кроме того, эти автобусы широко используются как служебные и экскурсионные. На рис. 22 показан автобус ГЗА-651. В этом автобусе имеется 19 мест для сидения.
     
      2. Автобусы средней вместимости с числом мест от 20 до 30. Автобусы этого класса применяются в крупных городах и промышленных центрах и для пригородного сообщения. Московским автозаводом им. Сталина выпускается автобус средней вместимости ЗИС-155 (рис. 23). В автобусе имеется 28 мест для сидения.
     
      3. Автобусы большой вместимости с числом мест свыше 30. Автобусы этого класса применяются в больших городах и для дальних рейсов между городами.
      На автобусах обычно устанавливаются закрытые кузовы. Открытые кузовы устанавливаются только на некоторых специальных автобусах и на автобусах, предназначенных для перевозки туристов.
      Расположение механизмов и устройство кузова на автобусах различное.
      В автобусе обычного типа двигатель расположен впереди под капотом. Такой автобус показан на рис.22.
      Для того чтобы лучше использовать площадь кузова и увеличить число мест, в некоторых автобусах двигатель смещается в сторону, а управление выдвигается вперед. В этих автобусах сиденье водителя располагается рядом с двигателем, вследствие чего площадь кузова используется более полно
     
      Грузовые автомобили
     
      Автомобили, предназначенные для перевозки грузов, разделяются в зависимости от грузоподъемности и устройства кузова.
      Грузоподъемностью называется наибольший полезный груз, который автомобиль может перевозить в нормальных условиях эксплуатации. Вес перевозимого груза измеряется в тоннах, вледствие чего и грузоподъемность автомобиля часто называется тоннажем.
      По грузоподъемности автомобили разделяются на:
      1. Автомобили очень малой грузоподъемности (до 0.75 т). Для этих автомобилей обычно применяются шасси стандартных легковых автомобилей. Используются такие автомобили в городах и сельских местностях для развозки почты, продуктов и т. п.
      2. Автомобили малой грузоподъемности (от 0,75 до 2.5 т), которые используются во всех областях промышленности и сельского хозяйства. Они пригодны для эксплуатации на дорогах с усовершенствованным покрытием и на грунтовых дорогах.
      3. Автомобили средней грузоподъемности (от 2,5 до б т), которые используются главным образом для работы в городах, на пригородных шоссе и на дорогах с твердым покрытием между населенными пунктами.
      4. Автомобили большой грузоподъемности (от 5 до 7 т) и особо большой грузоподъемности (свыше 7 т), которые используются преимущественно в крупных городах и промышленных центрах для междугородных грузовых перевозок и для работы на автомагистралях. На автомобилях этой группы ставятся главным образом дизели.
      Кузов грузового автомобиля состоит из кабины для водителя и помещения для груза. Кабины бывают двух-и трехместные. Они крепятся на раме автомобиля на резиновых подушках. Эластичное крепление предотвращает расшатывание кабины при перекосах рамы. Помещение для груза имеет различное устройство, в зависимости от чего грузовые автомобили разделяются на три типа:
      1. Грузовые автомобили с открытыми кузовами-платформами, предназначенными для перевозки различных грузов (ящики, мешки, овощи, дрова, кирпич и т. п.).
      2. Грузовые автомобили с закрытыми кузовами-фургонами, предназначенными для перевозки грузов, нуждающихся в защите от пыли и атмосферных осадков (например, продукты питания, мебель и т. п.).
      3. Грузовые автомобили со специализированными кузовами, предназначенными для перевозки специальных грузов (например, жидкости, длинномерные грузы, скоропортящиеся грузы и т. п.).
      Кузовы-платформы являются универсальными и изготовляются деревянными или металлическими, без бортов или с бортами. Борта для удобства погрузки и разгрузки делаются откидными. Размеры платформы определяются грузоподъемностью автомобиля. На рис. 24 показан грузовой автомобиль ГАЗ-51 с кузовом-платформой. Этот автомобиль грузоподъемностью 2,5 т оборудован шестицилиндровым двигателем мощностью 70 л. с. С полной нагрузкой по шоссе он развивает скорость до 70 км/час. На рис 25 показан грузовой автомобиль ЗИС-150 с кузовом того же типа. Этот автомобиль грузоподъемностью 4 т оборудован шестицилиндровым двигателем мощностью 90 л. с. С полной нагрузкой по шоссе он развивает скорость до 65 км/час.
      Для облегчения и ускорения разгрузки автомобиля применяются опрокидывающиеся кузовы (автомобили-самосвалы). В этих случаях на автомобиле устанавливается подъемный механизм, приводимый в действие от двигателя. Кузов опрокидывается назад, а в некоторых случаях и в стороны.
      Автомобили-самосвалы, применяемые вместе с погрузочными механизмами, дают большую экономию средств и облегчают труд рабочих. Они применяются на строительных, промышленных и сельскохозяйственных работах. Особенно широко применяются автомобили-самосвалы на стройках, где требуется перевозить большие количества земли, цемента, щебня и других сыпучих и полужидких грузов.
      После войны советские конструкторы создали пять новых моделей автомобилей-самосвалов. В настоящее время наша автомобильная промышленность выпускает автомобили-самосвалы в массовом количестве. С 1950 г. Минский автомобильный завод начал выпускать 25-т автомобили-самосвалы МАЗ-525. Общий вид этого автомобиля-гиганта показан на рис.26. Прочный металлический кузов легко выдерживает удары больших масс земли, сбрасываемых с высоты нескольких метров из ковшей мощных экскаваторов. На автомобиле МАЗ-525 установлен двенадцатицилиндровый дизель мощностью 300 л. с. Он развивает скорость до 30 км/час и может преодолевать крутые подьемы при вывозке груза из карьера. Разгрузка кузова производится в течение одной минуты.
      На рис. 27 показан автомобиль очень малой грузоподъемности с кузовом-фургоном. Кузов смонтирован на шасси малолитражного автомобиля «Москвич» и предназначен для доставки продуктов из магазинов на дом. Грузоподъемность автомобиля 250 кг.
      На рис 28 показан автомобиль-цистерна, предназначенный для перевозки жидких грузов. На этом автомобиле установлены металлический резервуар для жидкости, трубопроводы для наполнения и слива и контрольные приборы. Некоторые автомобили-цистерны снабжаются насосами для перекачки жидких грузов.
     
      Автомобили специального назначения
     
      В народном хозяйстве нашей страны автомобиль получил широкое применение не только как средство для перевозки людей и разнообразных грузов, но и как машина для выполнения различных работ. Автомобиль чрезвычайно удобен, например, для быстрой переброски противопожарных средств к месту пожара, для поливки улиц, для расчистки снега.
      Автомобили специального назначения обычно имеют такое же устройство и расположение механизмов, как и стандартный грузовой автомобиль Лишь в отдельных случаях расположение механизмов несколько видоизменяют, приспосабливая к особенностям того или иного специального устройства. Иногда вводятся дополнительные механизмы.
      Различные работы, связанные с быстрой переброской специального оборудования, выполняются так называемыми рабочими автомобилями. Заводы нашей страны выпускают автомобили с подъемными кранами, автомобили-погрузчики, автомобили с подъемными вышками, автомобили для постройки и ремонта дорог, автомобили для производства строительных работ и многие другие.
      Для подъема и перемещения разнообразных грузов на небольшое расстояние, для выполнения подъемных работ, как, например, подъем трамвайного вагона, сошедшего с рельсов, посадка деревьев на улице и т. п., применяются автомобили-краны.
      На рис. 29 показан автомобиль-кран К-51, смонтированный на грузовом автомобиле ЯАЗ-200. Он может поднимать грузы весом до 5 т. Кран приводится в действие от двигателя через коробку отбора мощности, специальный карданный вал и некоторые другие дополнительные механизмы. Устанавливается кран на поворотной раме, поэтому он может поворачиваться в разные стороны. Работой крана управляет крановщик из специальной кабины.
      Кроме крановых автомобилей, наша промышленность выпускает различные типы автопогрузчиков, обладающих исключительно большой маневренностью и универсальностью. Автопогрузчик (рис. 30) имеет впереди раздвижную раму-стойку и подъемное устройство, состоящее из телескопической рамы и каретки, движущейся вертикально по направляющим рамы. К каретке прикреплены захваты погрузчика: вилки, крановая стрелка, ковш и др. При помощи захватов автопогрузчик захватывает груз снизу, поднимает его на требуемую высоту, перевозит и укладывает либо в штабель, либо на платформу вагона или автомобиля. При установке ковша вместо вилок автопогрузчик производит погрузку сыпучих и кусковых грузов.
      Поднимаются грузы механизмом подъема, приводимым в действие гидравлическим насосом. Насос приводится в действие двигателем. Обслуживается автопогрузчик одним человеком.
      Для ремонта электрических сетей и других высокорасположенных сооружений, а также для ухода за древонасаждениями применяются автомобили с подъемными вышками.
      Автомобили широко используются на строительных и дорожных работах. Для таких работ на автомобилях монтируются бетономешалки, механизмы для рытья канав, бурения скважин, экскаваторы и др.
      Большое распространение, особенно в городах, получили автомобили с установленным на них противопожарным оборудованием. Постоянная готовность к действию, возможность быстрой переброски средств огнетушения к месту пожара и, наконец, наличие мощного двигателя для приведения в действие оборудования делают автомобиль незаменимым средством в борьбе с пожарами.
      Наибольшим распространением пользуются пожарные автомобили с насосом для подачи воды (рис. 31), автомобили с пожарной лестницей, автомобили для химического огнетушения (при тушении пожаров на бензоскладах, нефтехранилищах и т. п.). При тушении больших пожаров применяются связные автомобили, автомобили с прожекторной установкой и т. п.
      Рис. 32. Комбинированная поливо-моечная машина с плужным снегоочистителем на шасси автомобиля ЗИС-150
      Широко применяются автомобили для обслуживания городского хозяйства, так называемые коммунальные автомобили. Коммунальные автомобили (рис. 32) используются для поливки улиц, мытья и подметания мостовых, уборки снега (рис. 33), а также для вывозки нечистот и отбросов.
      Оборудование снегоочистительного автомобиля состоит из снеговых плугов, укрепленных па шасси. У некоторых снегоочистителей плуги служат для сгребания снега в кучи, удобные для вывозки. Такие снегоочистители применяются главным образом в городах. У других снегоочистителей плуги служат для отбрасывания снега с дороги в сторону. Такие автомобили применяются большей частью на шоссейных и других загородных дорогах. На них устанавливается несколько плугов. Передний клинообразный плуг является основным. Этот плуг раздвигает снег и сталкивает его в сторону. Для расширения площади очистки служат боковые плуги. Мощные снегоочистительные автомобили расчищают дорогу шириной 5—6 м. На некоторых снегоочистительных автомобилях передний клинообразный плуг снабжается одним или Двумя лопастными колесами, отбрасывающими лопастями Снег в сторону от дороги.
      На рис. 33 показан автомобиль-снегопогрузчик, пред назначенный для погрузки снега на автомобили при вывозке его с городских улиц. Специальными захватами автомобиль подгребает снег на транспортер. Последний специальными скребками по желобу подает снег к нагружаемому автомобилю. Снегопогрузчик может быть
      Рис. 33. Автомобиль-снегопогрузчик использован также для погрузки торфа и угля. Эти автомобили обладают большой производительностью. Так, 550 снегоочистителей за час могут выполнить работу, для которой потребовалось бы 80 тысяч человек, а 180 снегопогрузчиков могут за 12 часов наполнить полторы тысячи самосвалов.
      В некоторых случаях назначение автомобиля не только обусловливает применение специального кузова и оборудования, но требует значительного изменения общей компоновки стандартного автомобиля. К таким автомобилям относятся, например, автомобили для перевозки длинномерных грузов, плавающие автомобили и некоторые другие.
      Автомобиль для перевозки длинномерных грузов (бревна, трубы, балки и т. д.) показан на рис. 34. Он состоит из жесткой рамы, четырех стоек для колес, грузоподъемника и обычных механизмов автомобиля. Двигатель, силовая передача и механизмы управления автомобилем размещаются над грузом (сверху рамы). Привод к ведущим колесам осуществляется через карданные и цепные передачи. При погрузке автомобиль наезжает на сложенный заранее определенного размера пакет груза так, что последний остается между колесами. Специальные захваты захватывают груз и подтягивают его к раме.
      Время, затрачиваемое на погрузочно-разгрузочные операции, для этих автомобилей весьма невелико.
      На рис. 35 показан плавающий автомобиль. Такие автомобили могут не только ездить по дорогам, но и переплывать реки и озера. В задней части кузова имеется гребной винт, обеспечивающий движение автомобиля в воде. Средние и тяжелые плавающие автомобили обычно оборудуются лебедками, которые облегчают выезд из воды на берег, а также движение в условиях бездорожья.
     
      Автомобильные поезда и прицепы
     
      Для одновременной перевозки большого количества груза, для уменьшения простоя автомобиля под погрузкой и разгрузкой и снижения себестоимости перевозок применяются прицепы. Буксируются прицепы грузовыми автомобилями и тягачами. Транспортная группа, состоящая из грузового автомобиля или тягача с одним или несколькими прицепами, называется автомобильным поездом.
      Автомобильные поезда используются главным образом для перевозки грузов; некоторое распространение имеют также автобусы с пассажирскими прицепами и прицепы со специально смонтированным на них оборудованием, например, ремонтные мастерские, подвижные электрические и компрессорные станции и т. п.
      Автомобильные поезда делятся на следующие основные типы (рис. 36):
      1. Автомобильный поезд, состоящий из автомобиля-тягача и одного или нескольких прицепов (рис. 36, а). В качестве тягача обычно используется стандартный грузовой автомобиль; вес груза и собственный вес прицепа передаются на дорогу через колеса прицепа. Груз в таком автомобильном поезде может перевозиться как на автомобиле-тягаче, так и на прицепах ^рис. 37).
      2. Автомобильный поезд, состоящий из автомобиля-тягача и полуприцепа (рис. 36, б). В качестве тягача используется специальный автомобиль, который называется седельным тягачом (рис. 38). На заднюю часть рамы автомобиля через опорно-сцепное устройство опирается передняя часть полуприцепа; вес груза и собственный вес полуприцепа передаются на дорогу частично через колеса полуприцепа, частично через задние колеса тягача. Груз в таком автомобильном поезде перевозится только на полуприцепе.
      3. Автомобильный поезд, состояний из автомобиля-тягача и прицепа-роспуска (рис. 36, в), применяемый для перевозки длинномерных грузов. Передней частью груз опирается на специально приспособленное шасси тягача; задней опорой длинномерного груза является рама прицепа.
      Запас мощности у двигателей современных автомобилей позволяет использовать для буксировки прицепов обычные стандартные автомобили. Некоторые изменений вносятся лишь в конструкцию автомобилей, предназначенных для буксировки полуприцепов. В этом случае автомобиль (седельный тягач) выполняется с укороченной базой и со специальным опорно-сцепным устройством над задней осью.
      На рис. 38 показан трехосный седельный тягач ЯАЗ-210Д, выпускаемый Ярославским автомобильным заводом. Таким тягачом можно буксировать полуприцеп грузоподъемностью до 45 т.
      Прицепы состоят из кузова и рамы, опирающейся через подвеску на оси и колеса. Передняя ось двухосных прицепов выполняется поворотной и соединяется с рамой через поворотный круг.
      Прицепы оборудуются тормозами, приводимыми в действие от тормозной системы буксирующего автомобиля или тягача. На легких прицепах устанавливаются тормоза, автоматически действующие при накате прицепа на затормаживаемый тягач.
      Для перевозки громоздких и тяжелых предметов (экскаваторов, тракторов, вагонов и т. п.) применяются прицепы-тяжеловозы. На рис. 37 показан такой прицеп. Основной частью прицепа-тяжеловоза является рама сварной конструкции.
      В северных районах страны, где зима продолжается более полугода и реки покрыты льдом 7—8 месяцев в году, получили распространение санные прицепы.
     
      Автомобили повышенной проходимости
     
      Автомобилям часто приходится двигаться не только по плохим дорогам, но и по бездорожью. Наша промышленность выпускает для этой цели автомобили повышенной проходимости, которые могут передвигаться по грязи, песку, по скользкой дороге и т. п.
      К таким автомобилям относятся автомобили со всеми ведущими колесами (рис. 39, 40 и 41) и трехосные автомобили.
      Усилия от двигателя в автомобилях со всеми ведущими колесами передаются не только на задние колеса, как у обычных автомобилей, но и на передние. Благодаря такому устройству проходимость автомобилей значительно увеличивается. Если, например, задние колеса попадают в грязь и начинают буксовать, тяга передних колес помогает автомобилю двигаться дальше. Такие автомобили легко преодолевают канавы, выезжают из колем, двигаются во песку.
      На автомобилях повышенной проходимости устанавливается дополнительная коробка передач, позволяющая значительно увеличивать силу тяги на колесах. Шины на этих автомобилях устанавливаются увеличенного размера Широкие шины не дают колесу глубоко погружаться в грязь или песок и тем самым облегчают движение автомобиля. Для того чтобы обеспечить хорошее сцепление колеса даже на скользком грунте, на шинах сделаны глубокие вырезы наподобие тракторных шпор.
      На рис. 42 показан трехосный автомобиль ЗИС-151. Вес трехосного автомобиля распределяется на десять колес, а не на шесть, как у обычного. Поэтому на каждое ко лесе у этого автомобиля приходится меньший груз и коле со мало увязает в мягком грунте. Привод от двигателя делается на все три оси. Благодаря этому сцепление с дорогой у трехосных автомобилей получается очень хорошим Трехосные автомобили хорошо преодолевают пересеченную местность и успешно работают в условиях бездорожья.
      На многих современных автомобилях повышенной проходимости устанавливается лебедка. Лебедка служит Для вытаскивания или самовыталкивания застрявшего на бездорожье автомобиля, а также для подъема груза или для подтаскивания его волоком. Лебедка обычно устанавливается впереди автомобиля на выступающей части рамы. Вал лебедки, на который наматывается трос, получает вращение от двигателя через специальную передачу.
     
     
      КАК УСТРОЕН И РАБОТАЕТ АВТОМОБИЛЬ
     
      Все автомобили независимо от типа имеют в основном одинаковое устройство.
      На металлической раме (рис. 43), установленной на колесах, размещаются двигатель, силовая передача (различные механизмы, передающие вращение от двигателя к колесам автомобиля), механизмы управления автомобилем и кузов (для людей или груза).
      Основными механизмами автомобиля являются: двигатель, силовая передача (трансмиссия), ходовая часть и механизмы управления.
      Работа автомобиля происходит следующим образом.
      Из установленного на автомобиле бака для горючего бензин поступает в особый прибор, называемый карбюратором. В карбюраторе бензин распыливается, смешивается с воздухом, в результате чего образуется горючая смесь. Эта смесь поступает в цилиндры двигателя, где воспламеняется от электрической искры и сгорает.
      В цилиндрах при горении рабочей смеси развивается высокая температура и образуется большое давление, под влиянием которого поршень перемещается вниз. Движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала двигателя. Сгоревшие, так называемые отработавшие газы выталкиваются из цилиндров через глушитель в атмосферу.
      При горении газов стенки цилиндров сильно нагреваются, что неблагоприятно отражается на работе двигателя. Поэтому с целью охлаждения стенки цилиндров делаются двойными, а между стенками в так называемой рубашке охлаждения пропускается вода. Около двигателя ставится радиатор, из которого холодная вода поступает в рубашки охлаждения цилиндров, охлаждает их стенки и, нагревшись, возвращается в радиатор. Радиатор состоит из ряда трубок, которые во время движения автомобиля обдуваются воздухом и охлаждаются. Тем самым охлаждается и горячая вода, проходящая по этим трубкам. Для более интенсивного движения воздуха устанавливают вентилятор, усиливающий поток воздуха.
      Во время работы детали двигателя непрерывно смазываются жидким маслом, которое подходит к трущимся поверхностям по специальным каналам.
      Вращение коленчатого вала через механизмы силовой передачи сообщается ведущим колесам. Вращаясь, ведущие колеса отталкиваются от дороги и толкают вперед ось, а с ней и весь автомобиль. Сила, с которой колеса отталкиваются от дороги (которая тянет автомобиль вперед), называется тяговым усилием. Механизмы автомобиля, передающие вращение, а вместе с ним и усилия от двигателя на ведущие колеса, называются силовой передачей.
      Силовая передача состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, главной передачи, дифференциала и полуосей. Каждый из этих механизмов имеет определенное назначение.
      Для того чтобы можно было соединить или разъединить коленчатый вал двигателя и механизмы силовой передачи во время работы двигателя и при движении автомобиля, служит сцепление.
      Сцепление обычно соединяют в один агрегат с маховиком и устанавливают в специальном картере, примыкающем к двигателю.
      Во время движения автомобиль преодолевает различные сопротивления. Для преодоления больших сопротивлений, например при движении автомобиля в гору, необходимо увеличить тяговое усилие на ведущих колесах.
      Для того чтобы увеличить тяговые усилия на задних колесах при неизменной мощности, развиваемой двигателем, на автомобиле ставится механизм, называемый коробкой передач. Коробка передач состоит из нескольких пар шестерен, заключенных в общий картер. Переключая шестерни на ходу автомобиля, можно при той же скорости вращения коленчатого вала значительно снизить скорость вращения ведущих колес автомобиля. При этом тяговое усилие на ведущих колесах автомобиля возрастает во столько же раз, во сколько раз уменьшается скорость их вращения.
      Коробка передач позволяет также менять направление движения автомобиля (задний ход) при вращении коленчатого ₽ала двигателя в одном направлении.
      Для передачи усилий от коробки передач к задней оси применяется карданная передача. Карданная передача состоит из карданного вала и карданных шарниров. Задняя ось соединена с рамой при помощи рессор, а коробка передач крепится непосредственно к раме. Во время движения автомобиля задняя ось под влиянием толчков перемещается по отношению к раме. При этом изменяется расстояние и углы между валами коробки передач и механизмов задней оси. Для того чтобы обеспечить передачу усилия между этими валами при изменяющихся углах между ними, и служит карданная передача.
      Усилия от карданного вала, расположенного вдоль автомобиля, к задней оси, состоящей из двух полуосей, расположенных под углом 90° к продольной оси автомобиля, передаются через две конические шестерни. Эта пара шестерен называется главной передачей.
      Между полуосями расположен механизм, называемый дифференциалом. Дифференциал распределяет усилия между полуосями и допускает вращение ведущих колес автомобиля с различными скоростями, что необходимо на поворотах и при движении автомобиля по неровной дороге, когда правое и левое колеса проходят в одно и то же время пути различной длины.
      Усилие от дифференциала к правому и левому колесам автомобиля передается полуосями.
      Ходовая часть автомобиля состоит из рамы, на которой крепятся все основные механизмы и агрегаты автомобиля, а также кузов, из передней и задней осей, рессор, эластично соединяющих раму с осями, и колес с пневматическими шинами.
      Механизмы управления автомобилем состоят из системы рулевого управления и тормозной системы.
      Система рулевого управления служит для изменения направления движения автомобиля путем поворота его передних управляемых колес. Она состоит из рычагов и тяг, соединенных с передними управляемыми колесами, и рулевого механизма, связанного с рулевым колесом, расположенным перед сиденьем водителя.
      Тормозная система служит для уменьшения скорости Движения автомобиля, для полной его остановки на возможно коротком расстоянии и для торможения его на стоянке. Она состоит из тормозных механизмов, расположенных у колес автомобиля, и привода к этим механизмам от педали и рукоятки, расположенных у сиденья водителя. Привод от педали к тормозному механизму осуществляется посредством механических, гидравлических или пневматических устройств.
      Кузов с кабиной служит для размещения водителя, пассажиров или груза. К кузову относятся также облицовка радиатора, капот двигателя, крылья, подножки, буфера.
      Большинство современных автомобилей выполнено по рассмотренной схеме, но имеется ряд автомобилей, конструкция которых отличается от описанной выше. Так, например, имеются автомобили высокой проходимости, у которых все колеса ведущие (а не только задние), многоосные автомобили, т. е. с тремя и более осями, обладающие высокой проходимостью или большой грузоподъемностью; на автомобилях некоторых типов двигатель расположен не спереди, а сзади; имеются автомобили, у которых двигатель расположен под полом кабины или под полом кузова.
      Некоторые современные автомобили выполняются безрамной конструкции. В этом случае все основные механизмы и агрегаты крепятся не на раме, а на корпусе кузова, который называется несущим.
     
     
      Двигатель
     
      Способность тела производить какую-либо работу называется энергией. В природе встречаются различные виды энергии: тепловая, электрическая, механическая и т. п. Количество энергии в природе постоянное: энергия не создается и не исчезает, она лишь переходит из одного вида в другой.
      В машинах используются различные виды энергии. Например, в автомобилях применяется тепловая энергия. Получается она при сжигании горючего.
      Для того чтобы машина работала, необходимо привести ее в действие или движение. Поэтому, чтобы использовать тепловую энергию в автомобиле, ее необходимо преобразовать в энергию механическую, т. е. в движение.
      Машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую, называется двигателем.
      В зависимости от вида первоначальной энергии, преобразуемой в движение, двигатели бывают ветряные, водяные, электрические, тепловые и т. п.
      Двигатели, применяемые на современных автомобилях, принадлежат к тепловым двигателям, т. е. к таким, у которых механическая энергия получается путем преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сгорании горючего. Так как в автомобильных двигателях горючее сгорает внутри цилиндров, то они называются двигателями внутреннего сгорания в отличие от других типов тепловых двигателей, например паровых, у которых горючее сжигается вне цилиндров (в топке парового котла).
      Двигатели внутреннего сгорания в зависимости от способа воспламенения горючего разделяются на две основные группы: с принудительным воспламенением от постороннего источника — двигатели карбюраторные, газовые, и с воспламенением от сжатия — дизели.
      Карбюраторные двигатели работают на легком жидком горючем — бензине.
      Газовые двигатели работают или на баллонном газе (сжатом или сжиженном), или на генераторном газе, получаемом путем газификации твердого топлива.
      Дизели работают на тяжелом жидком горючем (дизельное топливо и др.).
     
      Двигатели современных автомобилей
     
      На большинстве современных автомобилей устанавливаются карбюраторные бензиновые двигатели внутреннего сгорания.
      Эти двигатели имеют весьма важные преимущества. Они обладают большой мощностью при сравнительно небольшом весе и размерах. Бензиновые двигатели быстро и легко запускаются и обеспечивают автомобилю большую скорость движения. Двигатели этого типа расходуют сравнительно малое количество горючего на каждый километр пути, вследствие чего, имея сравнительно небольшой запас горючего, автомобиль может проехать большое расстояние, как говорят, автомобиль имеет большой радиус действия. Бензиновые двигатели не требуют сложного ухода и просты в эксплуатации. Стоимость бензинового двигателя сравнительно невелика, а его конструкция допускает организацию массового производства.
      Однако бензиновые двигатели имеют и некоторые недостатки. Один из недостатков — потребление сравнительно дорогих и опасных в пожарном отношении сортов горючего. В этом отношении бензиновые двигатели уступают двигателю внутреннего сгорания другого типа — дизелю или двигателю с воспламенением от сжатия. Двигатели этого типа работают на более дешевых сортах горючего и расходуют его в меньшем количестве, чем бензиновые. Благодаря этому при эксплуатации автомобиля с дизелем затрачивается меньше горючего, причем горючего менее дефицитного и более дешевого, чем бензин.
      Но дизель гораздо тяжелее бензинового двигателя, а производство и эксплуатация его обходятся значительно дороже. Поэтому дизель ставится только на тяжелых грузовых автомобилях.
      Большое значение в нашей стране придается использованию местных запасов горючего, в особенности в районах, отдаленных от промышленных центров страны. Доставить бензин, например, в районы Дальнего Севера возможно лишь летом, причем доставка обходится очень дорого. В этих районах имеются большие запасы угля и древесины. Поэтому здесь целесообразно применять автомобили, работающие на дровах или угле. В этом случае дрова (или уголь) частично сжигаются в специальных газогенераторах, устанавливаемых на автомобиле, превращаются в горючий газ и уже газ поступает в двигатель. Эти автомобили называются газогенераторными.
      В районах, располагающих большими запасами природных горючих газов, применяются автомобили, работающие на этих газах. Горючие газы в сильно сжатом, а иногда в сжиженном состоянии хранятся в специальных баллонах, размещенных на автомобиле. Такие автомобили называются газобаллонными.
      Кроме двигателя внутреннего сгорания, на автомобиле могу г устанавливаться паровые и электрические двигатели. В настоящее время автомобили с такими двигателями распространения не имеют.
     
      Работа двигателя
     
      Карбюраторный двигатель устроен следующим образом (рис. 44). Вместе с основанием, называемым картером, отлит цилиндр, внутри которого может двигаться вверх и вниз поршень, соединенный посредством шатуна с коленчатым валом, вращающимся в подшипниках, установленных в картере. Соединение поршня с шатуном осуществляется при помощи поршневого пальца. При движении поршня верхняя головка шатуна вместе с ним двигается вверх и вниз, совершая возвратно-поступательное движение. Нижняя головка шатуна вместе с коленчатым валом совершает при этом вращательное движение. Таким образом, прямолинейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, которое передается через механизмы силовой передачи ведущим колесам автомобиля.
      Известно, что при повышении или понижении температуры изменяется объем всех тел: от нагревания они расширяются, от охлаждения сжимаются. Особенно сильно изменяется объем газообразных тел. Если газ нагревать в закрытом сосуде, то он, стремясь расшириться, давит на стенки сосуда, как говорят, в сосуде возрастает давление. Давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа.
      Если стенки сосуда, в котором заключен газ, сделать подвижными (например, резиновый мешок и т. п.), то газ, заключенный в сосуде, при нагревании будет давить на стенки сосуда и под влиянием этого давления подвижные стенки сосуда придут в движение.
      На этом принципе и основано устройство теплового Двигателя.
      Для работы двигателя в его цилиндр вводится горючая смесь, состоящая из паров жидкого горючего и воздуха. Горючая смесь, поступив в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов, образуя рабочую смесь. Рабочая смесь воспламеняется электрической искрой. Приготовляется горючая смесь в специальном приборе— карбюраторе. Температура газов при горении резко возрастает. Вследствие этого газы, стремясь расшириться, давят на стенки цилиндра и на поршень. Под давлением газов поршень двигается вниз, а соединенный с ним через шатун коленчатый вал вращается. Продукты сгорания — отработавшие газы — выталкиваются из цилиндров при последующем движении поршня вверх, вследствие чего цилиндр освобождается для впуска новой порции горючей смеси.
      Впуск горючей смеси в цилиндр и выпуск из него отработавших газов производятся по трубам через отверстия в верхней части цилиндра, плотно закрываемые клапанами.
      Открываются клапаны кулачками распределительного вала. Закрываются клапаны пружинами при выходе кулачка из-под толкателя. Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу.
      Крайнее верхнее и крайнее нижнее положения поршня в цилиндре (рис. 45) называются соответственно верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой. При этих положениях поршня оси кривошипа и шатуна составляют одну прямую линию.
      Расстояние от верхней мертвой точки до нижней называется ходом поршня. Один оборот коленчатого вала соответствует двум ходам поршня.
      Перемещение поршня в цилиндре от одной мертвой точки до другой называется тактом.
      Объем, освобождаемый поршнем в одном цилиндре при перемещении поршня от верхней мертвой точки до нижней, называется рабочим объемом цилиндра.
      Сумма рабочих объемов всех цилиндров данного двигателя называется рабочим объемом (или литражем) двигателя.
      При вращении коленчатого вала поршень, соединенный шатуном с коленчатым валом, двигается в цилиндре вверх и вниз.
      Рассмотрим подробно, в каком порядке и какие процессы происходят в цилиндре при этом движении.
     
      Первый такт — впуск. Установим поршень в крайнем верхнем положении и будем медленно вращать коленчатый вал по направлению стрелки. Поршень начнет опускаться (рис. 46). Пространство, находящееся над поршнем, будет увеличиваться.
      В начале движения поршня давление воздуха как снаружи, так и внутри цилиндра, в пространстве над поршнем, было одинаковое. Когда же поршень начал опускаться, пространство в цилиндре над поршнем увеличилось, а количество находящегося в нем воздуха осталось то же. Воздух, стремясь заполнить все пространство, в котором он заключен, рассеивается в нем, вследствие чего давление воздуха внутри цилиндра окажется меньше наружного. Цилиндр, как видно из рисунка, посредством канала сообщается с наружным воздухом. Этот канал закрывается клапаном. Клапан во время движения поршня вниз открывается, и наружный воздух получает возможность поступать внутрь цилиндра. Вследствие большего давления наружный воздух начинает входить внутрь цилиндра и заполнять пространство над поршнем. Таким образом, заполнение цилиндра происходит под влиянием разности давлений наружного воздуха и внутри цилиндра. Когда воздух проходит через карбюратор, к нему примешивается распыленный бензин, так что в цилиндр входит воздух, смешанный с парами бензина, т. е. горючая смесь.
      Заполнение цилиндра продолжается до тех пор, пока поршень не придет в крайнее нижнее положение. К этому времени впускной клапан закроется и вошедшая горючая смесь будет заключена в цилиндре, закрытом со всех сторон.
      Этот первый такт, продолжающийся на протяжении целого хода поршня (полоборота вала), называется впуском горючей смеси.
     
      Второй такт — сжатие. При дальнейшем вращении вала (следующие полоборота вала) поршень поднимается, а пространство над ним, заполненное рабочей смесью, уменьшается. Клапаны в цилиндре в это время закрыты; смесь сжимается. Сжатие смеси продолжается до тех пор, пока поршень не придет в верхнее положение. Пространство над поршнем при сжатии уменьшается в 5—7 раз.
      Необходимость сжатия смеси в цилиндре перед зажиганием обусловливается следующими соображениями. Если сжимать газ, то за счет работы сжатия будет повышаться его температура. Подогретая смесь быстрее воспламеняется и сгорает более полно.
      Кроме того, как уже было упомянуто, смесь состоит из воздуха и паров бензина. На 15—16 частей воздуха (по весу) приходится в среднем только одна часть бензина. Когда поршень находится внизу, частицы бензина рассеяны в массе воздуха и находятся на большом расстоянии друг от друга. При сжатии воздух и пары бензина хорошо перемешиваются, а частицы газа сближаются. Это также способствует более быстрому и полному сгоранию рабочей смеси.
      Чем сильнее сжата рабочая смесь, тем полнее и быстрее происходит горение в цилиндре, тем большую мощность развивает и экономичнее работает двигатель. Отношение полного объема цилиндра (см. рис. 45,а) к объему, в котором происходит сгорание рабочей смеси (см. рис.45,6), т. е. число, показывающее, во сколько раз сжата рабочая смесь, называется степенью сжатия.
      Второй такт, продолжающийся как и первый, в течение хода поршня, называется тактом сжатия.
     
      Третий такт — рабочий ход. Когда поршень занимает верхнее положение, сжатая рабочая смесь поджигается электрической искрой. Благодаря тому, что рабочая смесь в течение двух предыдущих тактов была хорошо перемешана и подогрета, воспламенение ее происходит очень быстро. При этом в короткий промежуток времени выделяется большое количество тепла. Температура в цилиндре, а вместе с ней и давление сильно повышаются. Б результате горения давление в цилиндре возрастает до 25—30 ат (атмосфер). Под давлением поршень пойдет вниз и посредством шатуна будет поворачивать коленчатый вал.
      Таким образом, сжигание горючего имеет целью нагреть заключенные в цилиндре газы, получить необходимое давление и использовать его для работы.
      Во время третьего такта уже не нужно затрачивать работу на проворачивание коленчатого вала, как в двух предыдущих тактах, так как работа происходит за счет расширения газов. Поэтому третий такт называется рабочим.
     
      Четвертый такт — выпуск. Образовавшиеся после сгорания смеси в цилиндре отработавшие газы (продукты сгорания) должны быть удалены из цилиндра для того, чтобы впустить новую порцию свежей горючей смеси. Поэтому, когда поршень приходит в нижнюю мертвую точку, открывается выпускной клапан и отработавшие газы начинают выходить из цилиндра через выпускную трубу в атмосферу; вначале газы выходят потому, что их давление выше атмосферного, а затем вследствие движения к верхней мертвой точке поршня, который выталкивает из цилиндра находящиеся в нем газы.
      Этот четвертый такт называется выпуском и подобно первым двум тактам является подготовительным.
      Когда поршень приходит к верхней мертвой точке, выпускной клапан закрывается и в цилиндр, очищенный от отработавших газов, опять впускается новая порция горючей смеси.
      Под действием толчка, полученного во время рабочего хода, коленчатый вал по инерции продолжает вращаться, поршень снова движется вниз, впускной клапан открывается, горючая смесь опять поступает в цилиндр, т. е. вновь повторяется первый такт — впуск. При дальнейшем движении поршня такты последовательно повторяются.
      Совокупность всех описанных явлений называется циклом работы двигателя.
      Из всех четырех тактов рабочим является только один — третий такт, все же остальные вспомогательные. Во время четырех тактов каждый из клапанов открывается только один раз, а коленчатый вал делает два оборота.
      Одноцилиндровые двигатели имеют ряд крупных недостатков, а именно:
      1. За каждые два оборота коленчатого вала происходит только один рабочий ход поршня, вследствие чего двигатель работает неравномерно, несмотря на установку на коленчатом валу тяжелого маховика.
      2. Поршень меняет направление своего движения 50— 100 раз в секунду. При этом возникают силы инерции, вызывающие сотрясение всего двигателя.
      3. Стремление получить возможно большую мощность двигателя заставляет применять цилиндр значительных размеров, вследствие чего нагрузка на детали во время работы двигателя сильно возрастает и вызывает резкое сотрясение двигателя.
      4. Двигатель имеет большой удельный вес, т. е. вес, приходящийся на каждую лошадиную силу развиваемой им мощности, так как большая нагрузка и неравномерная работа требуют применения массивных деталей и тяжелого маховика.
      5. Двигатель не обладает приемистостью, т. е. способностью быстро увеличивать число оборотов коленчатого вала, что объясняется редкими рабочими ходами поршня и большой инерцией массивных движущихся деталей.
      Вследствие этого для работы на автомобиле применяются не одноцилиндровые, а многоцилиндровые двигатели, где несколько одноцилиндровых двигателей объединены в один.
      В многоцилиндровых двигателях все цилиндры имеют один общий картер. Усилия, создаваемые в каждом отдельном цилиндре, передаются через поршни и шатуны на один общий коленчатый вал.
      Механизм газораспределения, системы охлаждения, смазки, питания также общие для всех цилиндров.
      В каждом цилиндре многоцилиндрового двигателя происходит тот же рабочий процесс и в той же последовательности, как в одноцилиндровом двигателе, но рабочие ходы происходят во всех цилиндрах не одновременно, а следуют один за другим через равные промежутки времени. В связи с этим коленчатому валу придается определенная форма, которая зависит от числа и расположения цилиндров. Число кривошипов (колен) вала обычно равно числу цилиндров. В целях уменьшения сотрясения двигателя кривошипы вала должны быть расположены так, чтобы поршни в разных цилиндрах двигались навстречу один другому. Силы инерции при этом также действуют навстречу и взаимно уравновешиваются.
      На рис. 47 показана схема четырехцилиндрового двигателя. В четырехцилиндровом двигателе за два оборота коленчатого вала, т. е. за 720°, происходит четыре рабочих хода.
      Для чередования рабочих ходов через равные промежутки времени коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя имеет кривошипы, расположенные один относительно другого под углом, равным 720 : 4 = 180°.
      Кривошипы вала четырехцилиндрового двигателя располагаются следующим образом. Первый кривошип по отношению ко второму и четвертый по отношению к третьему— под углом 180°, т. е. положения двух крайних кривошипов (1-го и 4-го) и двух средних кривошипов (2-го и 3-го) совпадают, а оба крайних кривошипа расположены под углом 180° по отношению к обоим средним.
     
      Рабочий процесс четырехцилиндрового двигателя протекает следующим образом.
      При первом полуобороте коленчатого вала (рис. 48,а) поршни в крайних цилиндрах 1-м и 4-м опускаются, а в средних цилиндрах 2-м и 3-м поднимаются. При этом в 1-м цилиндре происходит впуск горючей смеси, а в 4-м — горение и расширение (рабочий ход); в то же время во 2-м цилиндре происходит сжатие смеси, а в 3-м — выпуск отработавших газов.
      При втором полуобороте коленчатого вала (рис. 48,6) поршни в крайних цилиндрах 1-ми 4-м поднимаются, а в средних цилиндрах 2-м и 3-м опускаются; при этом в 1-м цилиндре происходит сжатие, а в 4-м — выпуск; в то же время во 2-м цилиндре происходит расширение (рабочий ход), а в 3-м — впуск.
      При третьем полуобороте коленчатого вала (рис. 48,в) поршни в крайних цилиндрах 1-м и 4-м опускаются, а в средних цилиндрах 2-м и 3-м поднимаются; при этом в 1-м цилиндре происходит расширение (рабочий ход), а в 4-м — впуск; в то же время во 2-м цилиндре происходит выпуск, а в 3-м — сжатие.
      При четвертом полуобороте коленчатого вала (рис. 48,а) поршни в крайних цилиндрах 1-м и 4-м поднимаются, а в средних цилиндрах 2-м и 3-м опускаются; при этом в 1 -м цилиндре происходит выпуск, а в 4-м — сжатие; в то же время во 2-м цилиндре происходит впуск, а в 3-м — расширение (рабочий ход).
      При дальнейшем вращении коленчатого вала описанный рабочий процесс повторяется в той же последовательности.
     
      Чередование тактов четырехцилиндрового двигателя следующее.
      Цилиндр Такт …
      Из таблицы видно, что рабочие ходы будут следовать один за другим в такой последовательности, начиная с первого цилиндра: 1—3—4—2-й цилиндры.
      Последовательное чередование одноименных тактов в цилиндрах называется порядком работы двигателя.
      Полученная последовательность рабочих ходов в четырехцилиндровом двигателе не является единственно возможной.
      Так как во втором и третьем цилиндрах поршни движутся в одном направлении, то возможно, что во втором цилиндре, например, во время первого хода будет не сжатие, а выпуск, а в третьем цилиндре будет не выпуск, а сжатие.
      Таким образом, четырехцилиндровый двигатель может иметь два порядка работы: 1—3—4—2 и 1—2—4—3.
      Четырехцилиндровые двигатели в настоящее время ставятся на автомобилях «Москвич», «Победа», ГАЗ-67Б и ЯАЗ-200.
      На рис. 49 показана схема шестицилиндрового двигателя. Коленчатый вал шестицилиндрового двигателя имеет кривошипы, расположенные один относительно другого под углом 720:6=120°.
     
      В шестицилиндровом двигателе на два оборота коленчатого вала происходит шесть рабочих ходов, по три полных рабочих хода на каждый оборот. Начала и концы тактов (мертвые точки) в разных цилиндрах наступают не одновременно. Рабочие ходы распределяются так, что до окончания рабочего хода в одном цилиндре начинается рабочий ход в другом, т. е. рабочие ходы в разных цилиндрах перекрывают друг друга.
      В шестицилипдровых двигателях возможна различная последовательность рабочих ходов в разных цилиндрах. Наиболее распространенная последовательность рабочих ходов: 1—5—3—6—2—4 и 1—4—2—6—3—5.
      На советских автомобилях с шестицилиндровыми двигателями (ГАЗ-51, ЗИМ, ЗИС-5, ЗИС-120) принята такая последовательность рабочих ходов: 1—5—3—6—2—4.
      Шестицилиндровые двигатели имеют более равномерный ход, обладают большей надежностью и обеспечивают более быстрое ускорение, чем четырехцилиндровые. Вибрация у них очень невелика. Шесть цилиндров — наименьшее число, при котором получается хорошо уравновешенный двигатель без применения специальных уравновешивающих приспособлений.
      Многоцилиндровые двигатели бывают двух-, четырех-, шести-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатицилиндровые. Двигатели двух-, четырех- и восьмицилиндровые выполняются как с однорядным, так и с двухрядным расположением цилиндров. Шестицилиндровые двигатели выполняются только с однорядным расположением цилиндров, а двенадцати- и шестнадцатицилиндровые двигатели строятся только с двухрядным расположением цилиндров.
     
      Устройство двигателя
     
      Двигатель состоит из следующих основных механизмов и систем (рис. 50 и рис. 44): кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения, систем — охлаждения и смазки.
      Кривошипно-шатунный механизм состоит из цилиндра, головки цилиндра, поршня, шатуна, коленчатого вала с маховиком и картера. Детали этого механизма воспринимают давление расширяющихся газов, при этом возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.
      Механизм газораспределения состоит из клапанов, толкателей, распределительного вала и шестерен для привода распределительного вала. Этот механизм служит для своевременного впуска в цилиндр свежей горючей смеси и выпуска из него отработавших газов.
      Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения, насоса, радиатора, вентилятора и трубопроводов. Система служит для охлаждения нагревающихся деталей двигателя.
      Система смазки состоит из резервуара для масла, маслопроводов, масляного насоса и фильтров. Она служит для смазки трущихся деталей двигателя.
      Кроме этих механизмов и систем, конструктивно составляющих одно целое с двигателем, осуществление рабочего процесса обеспечивается механизмами, расположенными вне двигателя и образующими системы питания и зажигания.
      Система питания состоит из карбюратора, бензинового бака, насоса, проводов, фильтров (бензинового и воздушного), впускной и выпускной труб. Эта система служит для подачи горючего и приготовления горючей смеси.
      Система зажигания состоит из источников электрического тока низкого напряжения, запальных свечей и приборов для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения, необходимый для воспламенения в цилиндре рабочей смеси.
     
      Цилиндры. В цилиндрах двигателя происходит рабочий процесс, кроме того, они служат направляющими для движения поршней. В многоцилиндровых двигателях все цилиндры представляют одну отливку, называемую блоком цилиндров (рис. 51). Материалом для блока цилиндров служит, как правило, серый мелкозернистый чугун.
      Цилиндр состоит из камеры сгорания или сжатия, в которой происходит сгорание рабочей смеси; из направляющей рабочей поверхности, г. е. внутренних Стенок, по которым поршень совершает свое движение, и из рубашки охлаждения, т. е. двойных стенок, между которыми находится вода, применяемая для охлаждения рабочей поверхности и камеры сгорания при работе двигателя.
      Иногда цилиндр охлаждается не водой, а воздухом; в этом случае рубашки охлаждения нет, стенки цилиндра делаются одинарными и снабжаются специальными ребрами, увеличивающими поверхность охлаждения, т. е. поверхность соприкосновения с воздухом.
      Верхняя часть цилиндра, в которой располагается камера сгорания, называется головкой цилиндра. Головка делается съемной, отливается отдельно от цилиндра и крепится к нему при помощи шпилек и гаек или болтов.
      Для плотности соединения между головкой и цилиндром помещается стале-асбестовая уплотняющая прокладка.
      На современных двигателях применяются камеры сгорания двух типов:
      1. Камеры с нижним расположением клапанов. В этих камерах оба клапана расположены по одну сторону от оси цилиндра, а отверстия для входа горючей смеси и для выхода отработавших газов расположены в нижней части камеры;
      2. Камеры с верхним расположением клапанов. В этих камерах клапаны расположены вертикально или наклонно к оси цилиндра, а отверстия для входа горючей смеси и для выхода отработавших газов находятся в головке цилиндра.
      Внутренняя поверхность цилиндра, вдоль которой вверх и вниз движется поршень, называется рабочей поверхностью или зеркалом цилиндра. Зеркало тщательно обрабатывается для уменьшения трения, возникающего при движении поршня.
      На некоторых двигателях применяются вставные сменные гильзы из более износоустойчивого материала, чем цилиндр. В связи с этим увеличивается межремонтный срок службы двигателя и значительно сокращается простой автомобиля во время ремонта, так как вместо расточки износившихся цилиндров производится замена изношенных гильз новыми.
      Основанием блока цилиндров служит картер. На нем устанавливаются коленчатый и распределительный валы, а также механизмы, обслуживающие двигатель. Блок цилиндров отливается вместе с верхней частью картера. В передней и задней частях картера, а также в его внутренних перегородках размещены коренные подшипники коленчатого вала. Крышки подшипников съемные, крепятся к картеру болтами. Распределительный вал устанавливается также в подшипниках, находящихся в перегородках картера. Нижняя часть картера служит защитным кожухом и резервуаром для масла. Она штампуется из листовой стали и нагрузок не воспринимает. Нижняя часть картера соединяется с верхней частью болтами, ее можно снять, не разбирая всего двигателя. Этим обеспечивается легкий доступ к деталям кривошипного механизма.
      Непроницаемость картера в местах разъема достигается путем установки уплотняющих прокладок из пробки или картона и войлочных или кожаных сальников на коленчатом валу.
      Во время работы двигателя давление внутри картера может увеличиться из-за просачивания горячих газов из цилиндров и повышения температуры. Это вызовет выдавливание масла через сальники подшипников и другие соединения. Во избежание выдавливания масла картер сообщается с атмосферным воздухом через отверстие, в которое вставляется специальная трубка, называемая сапуном. В некоторых двигателях устраивается вентиляция картера. В последнем случае из картера отсасывается во впускную трубу воздух и вместе с ним попавшие пары бензина и отработавшие газы, а через воздухоочиститель поступает свежий воздух.
      Картер двигателя лапами или кронштейнами опирается на опоры на раме и крепится к ним болтами. Для уменьшения напряжений, возникающих в местах крепления двигателя к раме при ее перекосе, опоры двигателя снабжаются резиновыми прокладками, подушками или пружинами.
      Более распространено крепление двигателя в трех и четырех точках. В этом случае картер двигателя имеет сзади две лапы, которыми он опирается на кронштейны рамы. Передними опорами двигателя служат кронштейны или приливы, которые крепятся к передней поперечине рамы.
     
      Поршни. Поршень воспринимает давление газов в цилиндре и передает это давление посредством шатуна коленчатому валу.
      Поршень (рис. 52) состоит из верхней части, или головки, днища, которое воспринимает давление газов; боковых стенок или юбки, направляющей движение поршня в цилиндре и передающей боковые давления стенкам цилиндра; бобышек-приливов с отверстиями для установки поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.
      Изготовляются поршни из алюминиевого сплава или чугуна. Чугунные поршни применяются главным образом на дизелях.
      Поршень, особенно головка, соприкасающаяся с горящими газами, работает в очень тяжелых температурных условиях. Температура головки чугунного поршня достигает 300—400°С (у алюминиевого несколько ниже), тогда как температура стенок цилиндра поддерживается около 180°С.
      Поршень движется в цилиндре с переменной скоростью, вследствие чего возникают силы инерции, сотрясающие весь двигатель. Силы инерции тем значительнее, чем больше вес неравномерно движущихся деталей. Поэтому большое значение для работы двигателя имеет вес поршня.
      Для того, чтобы поршень свободно скользил в цилиндре, и для того чтобы не происходило заедания при нагревании, поршень делается несколько меньшего диаметра, чем цилиндр. В холодном двигателе между стенками цилиндра и поршнем образуется зазор, равный 0,02— 0,20 мм. Величина зазора зависит от размеров цилиндров и материала поршней.
      Для предупреждения утечки газов через этот зазор между стенками цилиндра и поршнем ставятся пружинящие поршневые кольца.
      Для установки колец на боковой поверхности головки поршня протачиваются канавки. Наружный диаметр поршневого кольца, находящегося в свободном состоянии, несколько больше внутреннего диаметра цилиндра. Кольцо выполняется с разрезом (замком). Благодаря разрезу кольцо можно сжать так, что диаметр его будет меньше диаметра цилиндра, одновременно можно утопить его в канавке поршня и ввести в цилиндр. Введенное в цилиндр кольцо разжимается вследствие упругости и плотно прилегает к стенкам цилиндра. Так как толщина кольца значительно больше величины зазора между стенками цилиндра и поршнем, то кольцо, находясь в цилиндре, почти целиком утопает в канавке поршня. Канавка обрабатывается весьма точно по размерам кольца, и поэтому уплотнение между поршнем и цилиндром получается вполне надежным.
      По назначению поршневые кольца бывают уплотняющие или компрессионные и маслосъемные.
      Компрессионные кольца предотвращают утечку газов из верхней части цилиндра во время работы двигателя. Маслосъемные кольца предотвращают попадание масла в камеру сгорания и образование нагара. При движении поршня вниз маслосъемные кольца счищают масло со стенок цилиндра и сбрасывают его в картер.
      В карбюраторных двигателях на поршне ставятся обычно три или четыре кольца, а в дизелях — пять или шесть. В большинстве случаев кольца располагаются в верхней части поршня (в головке). Однако при большом числе колец одно или два маслосъемных кольца располагаются в нижней части поршня (на юбке). Поршень передает воспринимаемое им давление через шатун на коленчатый вал посредством поршневого пальца.
      Поршневой палец имеет цилиндрическую форму и для уменьшения веса обычно выполняется полым.
      Концами палец входит в отверстия бобышек поршня, а средней частью проходит через бронзовое отверстие верхней головки шатуна, в которой запрессована втулка. Для того чтобы при работе двигателя палец не мог выдвинуться из отверстий бобышек поршня и повредить стенки цилиндра, он закрепляется.
      Пальцы изготовляются из специальной или углеродистой стали и подвергаются термической обработке, благодаря чему поверхностный слой становится твердым и износостойким.
     
      Шатуны. Шатун (рис. 53) служит для передачи усилия от прямолинейно движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу. Шатун состоит из верхней головки, связанной при помощи пальца с поршнем, нижней головки, соединяющейся с шейкой коленчатого вала и тела шатуна, объединяющего обе головки. Шатун должен быть прочным и жестким, так как он несет большую нагрузку и передает значительные усилия. Он изготовляется из углеродистой или специальной стали и имеет обычно двутавровое сечение. Верхняя головка неразъемная, цельная или разрезная. Для предупреждения быстрого износа трущихся поверхностей поршневого пальца и шатуна в верхнюю головку запрессовывается бронзовая втулка. В некоторых конструкциях верхняя головка делается с разрезом и затягивается на поршневом пальце специальным болтом. Нижняя головка шатуна в целях простого и легкого соединения с шейкой коленчатого вала делается разъемной. Нижняя съемная часть головки называется крышкой шатуна. Она крепится к шатуну болтами.
      Для предупреждения быстрого износа шейки вала и уменьшения трения между трущимися поверхностями в нижней головке устанавливаются стальные или бронзовые вкладыши, покрытые по внутренней поверхности тонким слоем мягкого металла — баббита. В некоторых двигателях вкладыши отсутствуют и баббит заливается непосредственно в стальную головку. Для уменьшения трения верхней и нижней головок шатуна применяется обильная смазка, для чего в головках сделаны сверления, через которые смазка подводится к трущимся поверхностям.
     
      Коленчатый вал. Коленчатый вал воспринимает через шатуны усилия от поршней и передает их через передаточные механизмы на ведущие колеса автомобиля. Кроме того, коленчатый вал приводит в движение механизмы, обслуживающие двигатель: распределительный механизм, Вентилятор, водяной и масляный насосы, генератор и т. п.
      Коленчатый вал подвергается действию изгибающих и скручивающих сил. Он должен быть прочным, жестким и хорошо уравновешенным.
      Коленчатый вал состоит из следующих основных элементов (рис. 54): коренных шеек, которыми опирается на коренные подшипники; шатунных шеек, при помощи которых соединяется с нижними головками шатунов; щек, соединяющих соседние шейки коленчатого вала; носка переднего конца вала, на котором крепятся шестерня для привода распределительного вала, шкив привода вентилятора и храповик для пуска двигателя при помощи рукоятки; заднего конца вала, к флангу которого крепится маховик; противовесов, служащих для уравновешивания и разгрузки коренных подшипников от центробежных сил инерции, возникающих при вращении вала.
      Противовесы изготовляются чаще всего за одно целое с коленчатым валом и лишь в некоторых конструкциях крепятся к валу болтами.
      Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров, а также от принятого порядка работы двигателя. При расположении цилиндров в один ряд число шатунных шеек вала равно числу цилиндров. При двухрядном расположении цилиндров шатунных шеек вдвое меньше, чем цилиндров. Кривошипы вала располагаются так:
      1) чтобы в течение одного рабочего цикла во всех цилиндрах происходило по одному рабочему такту и чтобы эти такты чередовались через равные промежутки времени;
      2) чтобы силы инерции кривошипных механизмов разных цилиндров взаимно уравновешивались, для чего колена вала располагаются симметрично по отношению к плоскости, проходящей через его середину, т. е. коленчатый вал делается «зеркально симметричным».
      Число коренных шеек коленчатого вала, а следовательно, и число коренных подшипников может быть различным даже при одном и том же числе цилиндров.
      Коренные шейки коленчатого вала вращаются в коренных подшипниках, которые размещаются в перегородках картера двигателя. Так же как и нижние головки шатунов, коренные подшипники заливаются баббитом (непосредственно по телу подшипника) или снабжаются тонкостенными стале-баббитовыми вкладышами. Один из коренных подшипников делается упорным; он предупреждает осевое смещение коленчатого вала.
      Изготовляются коленчатые валы из углеродистой или специальной стали.
     
      Маховик. Маховик устанавливается на заднем конце коленчатого вала. Он обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала, кроме того, облегчает трогание автомобиля с места и запуск двигателя.
      При запуске двигателя маховик обеспечивает вращение коленчатого вала по инерции после рабочего хода в одном из цилиндров. Если бы не было маховика, коленчатый вал остановился бы до того, как начался рабочий ход в другом цилиндре.
      Маховик имеет особенно большое значение в двигателях с малым числом цилиндров. В многоцилиндровых двигателях рабочие такты в разных цилиндрах происходят настолько часто, что коленчатый вал вращается достаточно равномерно и без маховика, в особенности на средних и больших оборотах. Поэтому в современных автомобильных двигателях маховик служит главным образом для облегчения запуска двигателя и трогания автомобиля с места и имеет очень небольшие размеры.
     
      Механизм газораспределения. Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси и выпуска отработавших газов. На современных двигателях за редким исключением применяются два типа механизмов газораспределения: с нижними (боковыми) клапанами, расположенными в блоке цилиндров (рис. 55), и с верхними (подвесными) клапанами, расположенными в головке блока цилиндров (рис. 56).
      Механизм газораспределения состоит из следующих основных деталей: впускных и выпускных клапанов, направляющих втулок клапанов, пружин клапанов, толкателей клапанов, толкающих штанг, коромысел, распределительного вала и привода распределительного вала.
      Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала двигателя. Кулачки, вращаясь вместе с валом, набегают на толкатели и поднимают их. Последовательность набегания кулачков на толкатели зависит от расположения кулачков на распределительном валу и определяется порядком работы двигателя. Толкатели нажимают на стержни клапанов и, сжимая клапанные пружины, поднимают клапаны. При этом открывается клапанное отверстие (гнездо) и цилиндр соединяется с впускным или с выпускным трубопроводом. Как только кулачок минует толкатель, пружина заставит клапан опуститься в гнездо и клапанное отверстие окажется закрытым.
      Клапаны служат для закрывания впускного и выпускного отверстий цилиндра. Они состоят из стержня и головки (тарелки). Головка закрывает отверстие, через которое проходит горючая смесь, а стержень направляет движение клапана.
      Края впускного и выпускного гнезд в цилиндре двигателя делаются коническими, угол наклона фаски 45°, реже 30°. Боковая поверхность головки клапана, которой он садится в гнездо, делается также конической.
      Конусные поверхности гнезда и головки клапана обеспечивают наиболее плотное закрытие клапана. Для хорошего прилегания этих поверхностей головка клапана притирается к гнезду.
      Для направления движения клапанов в блок цилиндров запрессовываются направляющие втулки, через которые проходят стержни клапанов. Втулки изготовляются обычно из серого чугуна.
      На стержне клапана устанавливается цилиндрическая пружина, которая одним концом упирается в блок цилиндров, а другим — в опорную шайбу, укрепленную на конце стержня клапана. Пружина, будучи сильно сжата, плотно прижимает нижний конец стержня клапана к толкателю, а последний — к кулачку. Когда толкатель находится в самом нижнем положении, между ним и торцом стержня клапана получается зазор. В это время пружина прижимает клапан к гнезду, благодаря чему плотно закрывается впускное или выпускное отверстие в цилиндре двигателя.
      Зазор между стержнем клапана и толкателем гарантирует плотное закрытие клапана во время работы двигателя, когда стержень клапана нагревается и удлиняется. У выпускных клапанов зазор обычно устанавливается в пределах 0,25—0,35 мм, а у впускных 0,15—0,25 мм. Зазор регулируется во время эксплуатации автомобиля.
      Кулачки, управляющие движением впускных и выпускных клапанов, располагаются на одном общем валу, называемом распределительным, и изготовляются с ним за одно целое. Распределительный вал устанавливается в подшипниках картера двигателя параллельно коленчатому валу. Расположение кулачков на распределительном валу зависит от конструкции и порядка работы двигателя.
      Распределительные валы приводятся во вращение от коленчатого вала посредством шестерен или бесшумных цепей.
      При шестеренчатом зацеплении ведущая шестерня, укрепленная на переднем конце коленчатого вала, находится в зацеплении с ведомой шестерней распределительного вала. Рабочий процесс в каждом цилиндре двигателя происходит, как указывалось выше, в течение двух оборотов коленчатого вала. За это время впускные и выпускные клапаны открываются по одному разу, т. е. распределительный вал делает один оборот. Это достигается тем, что шестерня коленчатого вала имеет вдвое меньше зубьев, чем шестерня распределительного вала.
      Для уменьшения шума обычно применяются косозубые шестерни, причем шестерня коленчатого вала делается стальной, а шестерня распределительного вала — текстолитовой или чугунной.
      Для уменьшения шума привод распределительного вала у некоторых двигателей осуществляется при помощи бесшумной цепи и двух звездочек, установленных на концах коленчатого и распределительного валов.
      Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются не в тот момент, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым опережением или запаздыванием. Моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.
      Изменением начала и конца впуска горючей смеси достигается лучшее наполнение цилиндра, а следовательно, обеспечивается большая мощность двигателя. Впускной клапан открывается еще до того, как поршень дойдет до верхней мертвой точки на 5—20° поворота коленчатого вала, т. е. с опережением. Закрывается впускной клапан после того, как поршень пройдет на 40—70° нижнюю мертвую точку, т. е. с запаздыванием.
      Изменением начала и конца выпуска достигается более полная очистка цилиндров от отработавших газов. Выпускной клапан открывается раньше нижней мертвой точки на 40—70°, а закрывается — позднее верхней мертвой точки на 5—30°.
      Моменты открытия и закрытия клапанов определяются назначением двигателя и зависят от его быстроходности и конструктивных особенностей.
     
      Система охлаждения двигателя
     
      При работе двигателя средняя температура над поршнем достигает тысячи градусов. Вследствие этого стенки цилиндра и особенно головка, клапаны и поршни сильно нагреваются. Если эти детали не охлаждать, то они перегреются.
      При перегреве деталей нарушаются нормальные зазоры между трущимися поверхностями, масло теряет смазочные свойства, понижаются механические свойства материалов деталей, ухудшается наполнение цилиндров двигателя горючей смесью.
      В результате перегрева двигателя значительно снижается мощность, чрезмерно увеличивается износ, а иногда происходит заедание и поломка отдельных деталей. Поэтому для обеспечения нормальной работы двигателя стенда цилиндров и головки охлаждаются.
      Охлаждение не должно быть чрезмерным, так как в холодном двигателе рабочая смесь плохо воспламеняется и сгорает медленно, вследствие чего мощность двигателя снижается. Кроме того, бензин плохо испаряется и стекает в картер, где разжижает масло. Масло на холодных стенках цилиндров густеет, вследствие чего увеличивается потеря мощности двигателя на трение поршней о стенки цилиндров.
      Устройства и приспособления для охлаждения стенок цилиндров и головки блока называются системой охлаждения двигателя. В автомобильных двигателях применяются два способа охлаждения: водяное и воздушное. Водяное охлаждение имеет преимущественное распространение.
      При водяном охлаждении стенки головки и верхней части цилиндра делаются двойными. Они образуют рубашку охлаждения двигателя. Холодная вода, протекая через рубашку, омывает горячие стенки и отнимает от них теплоту. Нагревшаяся вода отводится в особый холодильник, называемый радиатором, где она охлаждается и вновь поступает в рубашку охлаждения (рис. 57). Циркуляция воды осуществляется при помощи центробежного насоса. У большинства двигателей водяной насос расположен в передней части блока цилиндров. На некоторых двигателях водяной насос располагается вне блока цилиндров.
      В современных двигателях, работающих с высокими степенями сжатия, весьма важно не только обеспечить общее охлаждение двигателя, но и усилить охлаждение некоторых частей камеры сгорания, которые перегреваются особенно сильно (например, выпускные клапаны и их гнезда). Интенсивный отвод тепла от стенок камеры сгорания достигается обычно тем, что охлажденная в радиаторе вода подается насосом не в рубашку охлаждения, а в водораспределительную трубу, идущую вдоль верхней части блока цилиндров. В местах, где труба проходит мимо выпускных клапанов, в ее стенках сделаны отверстия, через которые струя воды попадает на перегревающиеся стенки блока цилиндров и усиленно их охлаждает.
      Радиатор, в котором охлаждается вода, устанавливается перед двигателем. Он состоит из верхнего и нижнего баков, соединенных тонкостенными вертикальными трубками. Трубки обдуваются воздухом. Нагревшаяся в рубашке охлаждения вода поступает по отводному трубопроводу в верхний бак, откуда стекает по трубкам в нижний бак, отдавая при этом тепло через стенки обдувающему трубки воздуху.
      Для увеличения поверхности соприкосновения с охлаждающим воздухом к трубкам припаиваются тонкие пластинки, значительно ускоряющие охлаждение. Эти пластинки одновременно повышают жесткость и прочность конструкции.
      Трубки изготовляются из теплопроводного материала, обычно из листовой латуни, толщиной 0,1—0,2 мм, сечение их круглое или овальное.
      Для увеличения интенсивности обдува радиатора перед блоком цилиндров и позади радиатора устанавливается на шариковых или роликовых подшипниках вентилятор. Вращение коленчатого вала при помощи ременной передачи передается вентилятору.
      Температура охлаждающей воды в системе охлаждения поддерживается в пределах 75—85°С. Работа двигателя при более низкой температуре воды в системе охлаждения приводит к быстрому его износу. Поэтому при запуске двигателя важно, чтобы вода в системе охлаждения нагревалась как можно быстрее.
      Для быстрого прогрева двигателя при запуске и для обеспечения необходимой для нормальной работы двигателя температуры воды применяются термостаты. Термостатом называется прибор, автоматически регулирующий интенсивность охлаждения воды путем прекращения ее циркуляции через радиатор при понижении температуры. Таким образом, термостат обеспечивает быстрое повышение температуры в системе охлаждения до необходимой величины.
     
      Система смазки двигателя
     
      Поверхности соприкасающихся деталей двигателя, даже тщательно обработанных, не бывают совершенно гладкими, а имеют некоторую шероховатость. При движении одной детали по другой неровности их поверхностей задевают одна за другую и срезаются. Движение деталей тормозится. Оторвавшиеся частицы металла заклиниваются между поверхностями, царапают их и также затрудняют движение одной поверхности по другой. Силы, затрудняющие движение одной поверхности по другой, называются силами трения.
      На преодоление трения, возникающего между соприкасающимися деталями, требуется затратить некоторую часть мощности двигателя. Кроме того, трение увеличивает износ и нагревание трущихся поверхностей, а иногда вызывает заедание и поломку соприкасающихся деталей.
      Для уменьшения потерь мощности на трение, а также для предохранения деталей от быстрого и чрезмерного износа между трущимися деталями вводят масло. Слой масла разъединяет поверхности деталей и не позволяет им соприкасаться. Вследствие этого трение металла о металл заменяется трением частиц жидкости между собой, которое значительно меньше трения твердых тел. Смазочное вещество, кроме того, охлаждает трущиеся детали и смывает с их поверхности мельчайшие частички металла. Чем больше пройдет масла через зазор между деталями, тем меньше они нагреваются.
      Для того чтобы обеспечить надлежащую смазку, масло должно быть липким и вязким, прилипать к смазываемым поверхностям и не выдавливаться из зазоров между ними, должно сохранять смазывающие свойства на нагретых стенках цилиндров и не замерзать в картере при остановке двигателя; должно быть чистым, т. е. не содержать примесей песка, грязи, металлических частиц, воды, кислот и щелочей.
      Для смазки карбюраторных двигателей применяются автотракторные масла. Автотракторные масла изготовляются из продуктов перегонки нефти и применяются для двигателей с небольшим числом оборотов. Для многооборотных двигателей с высокими степенями сжатия применяются масла более высококачественных сортов, а также масла со специальными присадками. К дизельным маслам предъявляются более высокие требования, чем к маслам для карбюраторных двигателей. Эти масла обладают большей вязкостью и большими антиокислительными свойствами, чем масла для карбюраторных двигателей.
      В автомобильном двигателе смазываются: внутренние стенки цилиндра, по которым скользит поршень; подшипники коленчатого и распределительного валов; верхняя и нижняя головки шатунов; детали механизма газораспределения и привод к нему.
      Смазка двигателя во время работы осуществляется при помощи различных приборов и механизмов, которые в совокупности образуют систему смазки двигателя.
      Смазка к трущимся поверхностям подводится разбрызгиванием, самотеком или принудительно. При подаче масла разбрызгиванием в картер двигателя наливается масло в таком количестве, чтобы нижние головки шатунов, вращаясь, могли ударять по поверхности масла. Масло разбрызгивается во все стороны мелкими каплями и в картере образуется масляный туман. Таким образом, масло попадает на трущиеся поверхности. Избыток масла стекает по стенкам цилиндров вниз, попадает в специальные желобки, откуда самотеком по каналам подводится к коренным подшипникам.
      Способ смазки разбрызгиванием хотя и очень простой, но имеет много существенных недостатков. Поэтому у большинства современных двигателей применяется принудительная подача масла под давлением, создаваемым масляным насосом. Число деталей, смазываемых под давлением, в отдельных двигателях различно. К коренным подшипникам и к подшипникам распределительного вала масло подается под давлением. Детали механизма газораспределения во многих конструкциях двигателей смазываются также под давлением. Остальные трущиеся поверхности смазываются маслом, вытекающим из подшипников и разбрызгиваемым деталями, находящимися в движении.
      На рис. 58 приведена схема системы смазки двигателя. Резервуаром для масла служит нижняя часть картера, где масло отстаивается, причем тяжелые, загрязняющие масло примеси осаждаются на дно картера. Из картера масло шестеренчатым насосом засасывается (из верхних, наиболее чистых слоев) и нагнетается по трубке в фильтр грубой очистки. Через фильтр грубой очистки проходит все масло, подаваемое насосом. При этом масло очищается от крупных частиц примеси величиной более 0,08 мм и смолистых веществ. Затем масло нагнетается в главный маслопровод, расположенный параллельно коленчатому и распределительному валам. Из главного маслопровода масло по ответвлениям нагнетается к коренным подшипникам коленчатого вала и к подшипникам распределительного вала. От коренных подшипников масло по каналам в коленчатом валу поступает к шатунным подшипникам и смазывает их.
      Из главного маслопровода масло поступает и к распределительным шестерням. По ответвлению от главного маслопровода масло направляется в фильтр тонкой очистки, который отделяет от масла мельчайшие механические частицы и смолистые вещества, не задержанные в фильтре грубой очистки. Из фильтра тонкой очистки очищенное масло через маслоналивную трубку стекает в картер. Через фильтр тонкой очистки проходит только часть масла (5—10%), подаваемого насосом. Однако за короткий промежуток времени через этот филыр пройдет все масло, находящееся в картере двигателя.
      Масло, подаваемое под давлением к трущимся поверхностям, через зазоры стекает вниз. При этом оно разбрызгивается шатунами во все стороны. В картере образуется масляный туман, обеспечивающий смазку остальных деталей двигателя, в частности стенок цилиндров, толкателей, поршневых пальцев и т. п.
      В системе смазки некоторых двигателей имеется масляный радиатор, который охлаждает масло в жаркую погоду и при работе автомобиля в тяжелых условиях. Обычно масляный радиатор устанавливается перед водяным радиатором. Включается и выключается масляный радиатор специальным краном.
      В системе смазки установлен редукционный клапан, предупреждающий чрезмерное повышение давления в си-тотеме. В крышке фильтра грубой очистки установлен клапан, перепускающий масло в магистраль в случае засорения фильтра. Перед масляным радиатором установлен предохранительный клапан.
      Давление масла в системе смазки поддерживается в пределах 2—4 кг/см2. Наблюдение за давлением масла ведет водитель по манометру, установленному перед ним на щитке приборов и соединенному с системой смазки.
     
      Система питания двигателя
     
      Система питания служит для приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя.
      Системы питания карбюраторного двигателя, дизеля и газового двигателя по устройству значительно отличаются одна от другой.
      Карбюраторный двигатель питается горючей смесью, приготовляемой вне цилиндров двигателя. Горючая смесь получается в результате смешения паров горючего с воздухом.
      В дизеле горючее впрыскивается в цилиндры в жидком виде под большим давлением, распыливается и воспламеняется вследствие высокой температуры воздуха, предварительно сильно сжатого в цилиндре.
      Газовый двигатель питается горючей смесью, состоящей из газа и воздуха. Смешение газа и воздуха происходит вне цилиндров двигателя. Газ на таких автомобилях или хранится в специальных баллонах в сжатом или в сжиженном состоянии (газобаллонные автомобили), или приготовляется из твердого топлива в газогенераторной установке, находящейся на автомобиле (газогенераторные автомобили).
      Для автомобильных двигателей применяются следующие сорта горючего: для карбюраторных двигателей — бензин, для дизелей — дизельное топливо, для газовых двигателей — природные газы (метан, бутан и другие так называемые баллонные газы) или твердое топливо (древесные чурки, уголь и т. п.).
      Горючее для автомобильных двигателей должно удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой теплотворной способностью (теплотворной способностью называется количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 кг горючего); быстро и наиболее полно сгорать в цилиндре, обеспечивая надежную работу двигателя при всех режимах его работы; не содержать кислот, щелочей, смол, воды и других примесей; быть удобным для хранения и перевозки и не изменять свойств при хранении.
      Система питания карбюраторного двигателя состоит из бензинового бака, диафрагменного насоса, отстойника, фильтра, карбюратора, воздухоочистителя, впускной и выпускной труб.
      Питание карбюраторного двигателя горючей смесью происходит следующим образом (рис. 59).
      Горючее из бака подается диафрагменным насосом через фильтр и отстойник, где оно очищается от посторонних примесей, к карбюратору. В карбюраторе горючее распыливается, смешивается с воздухом и начинает испаряться. Двигаясь по впускной трубе, распыленное горючее испаряется почти полностью, образуется горючая смесь, которая и поступает в цилиндры двигателя. В цилиндрах горючая смесь смешивается с оставшимися там в результате неполной очистки отработавшими газами и образует рабочую смесь. После сгорания рабочей смеси отработавшие газы через выпускную трубу и глушитель выпускаются в атмосферу.
      Для того чтобы полнее использовать энергию, заключенную в горючем, необходимо, чтобы в цилиндрах двигателя горючее сгорало по возможности полнее и быстрее. В современных быстроходных двигателях на сгорание отводится всего несколько тысячных долей секунды. Такую скорость сгорания можно получить только при полном испарении бензина и хорошем его перемешивании с воздухом.
      Сгорание бензина в цилиндрах двигателя происходит лишь при определенном составе смеси. Полностью бензин сгорает лишь в том случае, если на 1 кг бензина приходится около 15 кг воздуха. Такая горючая смесь называется нормальной. Если воздуха в смеси больше 15 кг, т. е. больше, чем необходимо для полного сгорания, то смесь называется бедной. Если воздуха в смеси меньше 15 кг, то смесь называется богатой.
      Наибольшую мощность двигатель развивает при несколько обогащенной смеси. Это объясняется тем, что такая смесь горит с очень большой скоростью и в камере сгорания двигателя развиваются наиболее высокие температура и давление. Однако в богатой смеси бензин полностью не сгорает, так как воздуха для полного сгорания не хватает. Поэтому при работе на богатой смеси двигатель хотя и развивает большую мощность, по работает не экономично. Экономичнее всего двигатель работает на несколько обедненной смеси. Однако температура и давление в камере сгорания при этом понижаются, и двигатель развивает меньшую мощность.
      Таким образом, для нормального рабочего процесса необходимо, чтобы смесь бензина и воздуха была соответствующего состава, т. е. соотношение между количеством воздуха и бензина было строго определенное, и однородная, т. е. бензин был хорошо перемешан с воздухом и частицы бензина находились в наиболее тесном соприкосновении с частицами воздуха.
      Необходимый состав горючей смеси и частичное испарение бензина обеспечиваются специальным прибором — карбюратором. Окончательно испаряется бензин и перемешивается с воздухом во впускной трубе и в цилиндре при впуске и сжатии.
      Карбюратор соединен с впускной трубой. Он состоит из двух камер: поплавковой и смесительной. Поплавковая камера соединяется трубопроводом с бензиновым баком. Она поддерживает постоянный уровень горючего в карбюраторе. В поплавковой камере имеется пустотелый латунный поплавок с запорной иглой, конический конец которой входит в отверстие трубопровода, подводящего горючее. При понижении уровня горючего в камере поплавок опускается, запорная игла открывает трубку и горючее начинает поступать из бака в камеру. При заполнении поплавковой камеры до необходимого уровня поплавок всплывает, запорная игла перекрывает трубку и поступление горючего в камеру прекращается. Поплавковая камера сообщается с атмосферным воздухом.
      В смесительной камере горючее смешивается с воздухом, который в камеру поступает через воздухоочиститель и воздушную трубу.
      Поплавковая и смесительная камеры соединяются каналом, который оканчивается распылителем. Выходное отверстие распылителя расположено на 1—2 мм выше уровня горючего в поплавковой камере.
      Для того чтобы увеличить скорость прохождения воздуха через смесительную камеру, в нее вставляется диффузор. Диффузор представляет собой трубку, расширяющуюся кверху и книзу и образующую в узкой части горло-шину. Он располагается так, чтобы выходное отверстие распылителя оказалось в горловине, где воздушный поток имеет наибольшую скорость. Увеличение скорости воздуха обеспечивает повышенное разрежение у выходного отверстия распылителя и интенсивное раздробление струи горючего, вытекающей из распылителя.
      В канале, подводящем горючее от поплавковой камеры к распылителю, помещается жиклер. Жиклер представляет собой латунную пробку с калиброванным отверстием, Служащим для ограничения количества горючего, вытекающего из распылителя.
      В той части смесительной камеры, которая примыкает к впускной трубе, расположен дроссель (дроссельная заслонка). Дроссель регулирует количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. При поворачивании дросселя количество горючей смеси, поступающей в цилиндры, уменьшается или увеличивается, вследствие чего изменяется и мощность двигателя. Водитель управляет дросселем (открывает и закрывает) через систему тяг и рычагов от ножной педали.
      Автомобиль во время движения преодолевает различные сопротивления, зависящие от характера дороги, скорости движения, количества груза и т. п. В соответствии с этими сопротивлениями должны изменяться мощность двигателя и число оборотов коленчатого вала, или, как говорят, режимы работы двигателя.
      Для любого режима работы двигателя требуется горючая смесь определенного состава.
      Мощность и экономичность двигателя определяются не только составом смеси, но и величиной открытия дросселя. С увеличением открытия дросселя при одних и тех же оборотах в цилиндры двигателя попадает все больше и больше горючей смеси и мощность двигателя увеличивается. Наибольшего значения мощность достигает при полном открытии дросселя.
      Экономичность двигателя также увеличивается по мере открытия дросселя. Низкая экономичность двигателя при работе с прикрытым дросселем объясняется плохим наполнением цилиндров, наличием большого количества отработавших газов, оставшихся в цилиндре от предыдущего рабочего хода, понижением температуры и давления при сгорании. Это приводит к уменьшению мощности двигателя. При плохом наполнении цилиндров и большом количестве остаточных газов горючая смесь должна быть более богатой. Только богатая смесь в этих условиях сможет обеспечить нормальную работу двигателя. Поэтому при работе с прикрытым дросселем на каждую лошадиную силу, развиваемую двигателем, затрачивается больше бензина, чем при открытом дросселе.
      Следовательно, наиболее благоприятная работа двигателя при холостом ходе как в отношении мощности, так и в отношении экономичности имеет место при несколько обогащенной смеси. На больших же нагрузках для получения наибольшей мощности горючая смесь должна быть обогащенной, а для получения хорошей экономичности смесь должна быть обедненной. Поэтому необходимо, чтобы при небольшом открытии дросселя карбюратор давал несколько обогащенную смесь, а с увеличением открытия дросселя при переходе на рабочие режимы чаще всего применяемые — обедненную, так называемую экономичную смесь. При полном открытии дросселя, когда от двигателя надо получить возможно большую мощность, карбюратор должен давать богатую смесь.
      Для того чтобы обеспечить надлежащую работу автомобильного двигателя и соответствующее изменение состава горючей смеси, необходимое при различных режимах работы двигателя, современные карбюраторы снабжаются специальными устройствами и так называемыми дозирующими системами.
      К таким устройствам относятся: устройство для запуска двигателя; устройство для работы двигателя на холостом ходу и с малыми нагрузками (система холостого хода); устройство для обеспечения экономичной работы двигателя на широком диапазоне средних нагрузок (главное дозирующее устройство); устройство для обогащения смеси при работе с наибольшей мощностью (экономайзер) ; устройство для дополнительного обогащения горючей смеси при резком переходе с малой нагрузки на большую (ускорительный насос).
      Запас горючего на автомобиле находится в баке, который обычно изготовляется из тонкой листовой стали. На некоторых автомобилях бак устанавливается выше карбюратора и горючее поступает в поплавковую камеру самотеком. Чаще бак устанавливается под сиденьем водителя или на раме под кузовом. В этом случае горючее подается к карбюратору насосом. Преимущественно применяются диафрагменные насосы.
      Диафрагменный насос схематически показан на рис. 59. Он работает следующим образом. Между крышкой и корпусом насоса зажата диафрагма, изготовленная из нескольких слоев ткани, пропитанной лаком. При помощи рычага, опирающегося одним концом на эксцентрик распределительного вала, диафрагма прогибается вниз. При этом над диафрагмой создается разрежение и горючее из бака через всасывающий клапан заполняет пространстве над ней. Когда эксцентрик повернется и его выступ отойдет от рычага, диафрагма под действием пружины выгнется вверх. При этом всасывающий клапан закроется, а нагнетательный откроется и горючее протолкнется диафрагмой в поплавковую камеру карбюратора.
      Воздух, поступающий в смесительную камеру из окружающей атмосферы, обычно содержит некоторое количество пыли. Попадая в цилиндр, пыль оседает на стенках цилиндра, смешивается с маслом. Загрязненное масло усиливает износ трущихся деталей двигателя. Для очистки воздуха перед воздушным патрубком карбюратора устанавливается воздухоочиститель.
      В воздухоочистителе воздух проходит через мелкую сетку, металлические стружки или волос, смоченные маслом. Пыль оседает на сетке и смывается маслом, а очищенный воздух поступает в смесительную камеру карбюратора.
      Горючая смесь от карбюратора подается к впускным клапанам через впускную трубу. Средняя часть впускной трубы часто подозревается отработавшими газами. Подогрев улучшает испарение горючей смеси и особенно необходим при пуске и прогреве двигателя.
      Отработавшие газы из цилиндра выпускаются через выпускную трубу. При выходе из цилиндра отработавшие газы имеют сравнительно высокое давление и большую скорость. При выпуске непосредственно в атмосферу такие газы создают большой шум. Поэтому перед выпуском в атмосферу отработавшие газы пропускаются через глушитель.
     
     
      Силовая передача
     
      Сцепление
     
      Двигатель внутреннего сгорания развивает мощность, необходимую для движения автомобиля, лишь при большом числе оборотов коленчатого вала. Двигатель нельзя запустить, если коленчатый вал будет соединен с ведущими колесами автомобиля. Поэтому при запуске двигателя коленчатый вал должен быть отъединен от ведущих колес автомобиля. Лишь после того, как число оборотов коленчатого вала станет достаточно большим, двигатель может быть соединен с задними колесами автомобиля. Для того чтобы плавно соединить вращающийся с большим числом оборотов коленчатый вал двигателя с неподвижными механизмами силовой передачи, служит механизм сцепления. Сцепление используется при переключении передач в коробке передач и во всех случаях, когда необходимо прекратить на незначительное время передачу крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.
      Сцепление представляет собою фрикционную муфту, т. е. механизм, в котором усилие от одного вращающегося вала передается другому посредством сил трения. На современных автомобилях применяются главным образом дисковые сцепления. В зависимости от числа ведомых дисков сцепления бывают однодисковые, двухдисковые и многодисковые. На некоторых автомобилях применяются гидравлические сцепления.
      Ведущие и ведомые детали сцепления соединяются так, что в первый момент между ними происходит проскальзывание (пробуксовка). Проскальзывание продолжается до тех пор, пока скорости вращения соединяемых деталей не уравняются. Работа трения при проскальзывании переходит в теплоту, и трущиеся поверхности нагреваются. Время пробуксовки зависит от силы, с которой трущиеся поверхности прижимаются одна к другой, материала и состояния трущихся поверхностей (коэффициента трения).
      Сцепление устанавливается между двигателем и коробкой передач и соединяет задний конец коленчатого вала с первичным валом коробки передач. Механизм сцепления обычно размещается в маховике, установленном на конце коленчатого вала.
      На рис. 60 показано упрощенное устройство однодискового сцепления. На ведущий вал коробки передач посажен ведомый диск сцепления. Ведомый диск расположен между маховиком и ведущим диском. Он зажимается между ними спиральными пружинами, установленными на болтах. Болты пропущены через сверления в маховике и ведущем диске и соединяют их. Таким образом, маховик и ведущий диск вращаются как одно целое.
      Для увеличения трения к ведомому диску с обеих сторон приклепаны кольцевые накладки из фрикционного материала.
      Вращение ведущей части сцепления — маховика и ведущего диска — посредством трения передается ведомому диску сцепления, а через него и ступицу со шлицами — ведущему валу коробки передач.
      Чтобы выключить сцепление, нужно нажать на педаль. При нажатии на педаль сцепления отводка через упорный подшипник передает усилие на фланец ведущего диска. Ведущий диск сместится при этом назад (в сторону коробки передач) и сожмет пружины. Трение между ведущими частями сцепления и ведомым диском прекратится и вращение коленчатого вала не будет передаваться ведущим колесам автомобиля. Сцепление будет выключено.
      Чтобы включить сцепление, нужно отпустить педаль. Когда педаль будет отпущена, пружины, стремясь разжаться, продвинут ведущий диск вперед (к маховику). При этом ведомый диск опять будет зажат между маховиком и ведущим диском. Сцепление будет включено.
      Усилие, которое может передать сцепление, зависит в основном от силы нажатия пружин и размеров трущихся поверхностей дисков. Установка жестких пружин затрудняет управление сцеплением, а увеличение размеров трущихся поверхностей сцепления зависит от размеров маховика. Поэтому в тех случаях, когда необходимо передать через сцепление большие усилия, как, например, на грузовых автомобилях и автобусах, применяют полуцентробежное сцепление, в котором при сравнительно нежестких пружинах сила нажатия на ведомый диск увеличивается вследствие действия центробежных сил специальных грузов, или двухдисковое сцепление, у которого трущиеся поверхности имеют большую площадь вследствие установки двух ведомых дисков.
      В современных автомобилях начинает применяться гидравлическое сцепление (гидромуфта), в котором передача усилий осуществляется не при помощи сил трения, а через жидкость. Гидравлическое сцепление обеспечивает весьма плавный разгон автомобиля. Одновременно оно выполняет функции маховика.
     
      Коробка передач
     
      Автомобиль работает в разнообразных условиях и ему приходится преодолевать различные сопротивления. Водитель, нажимая на педаль, регулирует величину открытия дросселя и, следовательно, изменяет количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя. В связи с этим изменяется и мощность, развиваемая двигателем, а следовательно, и тяговые усилия на ведущих колесах. Однако в условиях эксплуатации такого изменения оказывается недостаточно. Сопротивления, которые возникают при трогании автомобиля с места или при подъеме в гору, иногда бывают столь велики, что двигатель не может преодолеть их даже при полном открытии дросселя. Поэтому возникает необходимость в установке на автомобиле механизма, который позволял бы изменять в широких пределах усилия, подводимые к ведущим колесам автомобиля. Таким механизмом является коробка передач.
      Коробка передач состоит из набора шестерен, расположенных на валах, установленных в картере коробки. В зависимости от условий движения автомобиля шестерни в коробке можно вводить в зацепление в различных сочетаниях, вследствие чего при одних и тех же усилиях на коленчатом валу двигателя тяговые усилия на ведущих колесах будут различными. Шестерни коробки передач, увеличивая усилия, передаваемые от двигателя к ведущим колесам, дают автомобилю возможность преодолевать повышенные сопротивления движению (большой подъем, плохая дорога, трогание с места). Тяговое усилие на ведущих колесах увеличивается при соответствующем уменьшении скорости автомобиля.
      Кроме этого, шестерни коробки передач могут быть включены так, что ведущие колеса будут вращаться в обратном направлении. Следовательно, коробка передач обеспечивает движение автомобиля не только вперед, но и назад. Конструкция коробки передач позволяет выключить передачу и разъединить двигатель и ведущие колеса, что необходимо при запуске двигателя, во время работы двигателя на стоянке автомобиля и т. п.
      Число передач коробки бывает различным и зависит от мощности двигателя и назначения автомобиля. В современных автомобилях применяется от трех до шести передач. Наиболее распространены: на легковых автомобилях — коробки с тремя передачами (трехскоростные коробки передач); на грузовых автомобилях и автобусах — коробки с четырьмя и пятью передачами (четырех-и пятискоростные коробки передач).
      На рис. 61 показана четырехступепчатал коробка передач.
      В картере коробки передач расположены четыре вала: ведущий, ведомый, промежуточный и заднего хода. Через сцепление ведущий вал соединен с коленчатым валом двигателя. На конце ведущего вала находится изготовленная с ним за одно целое шестерня постоянного зацепления.
      Ведомый вал передает вращение на карданный вал и ведущие колеса автомобиля. На ведомом валу расположены шестерни прямой и третьей передач, первой и второй передач, которые при помощи вилок могут передвигаться по шлицам вдоль вала. Передвижные шестерни называются каретками.
      Параллельно ведущему и ведомому валам расположен промежуточный вал. На этом валу закреплены шестерни первой, второй и третьей передач и шестерня постоянного зацепления промежуточного вала.
      Несколько в стороне расположен вал заднего хода. На нем свободно установлена каретка заднего хода.
      Все шестерни имеют различные размеры и различное число зубьев.
      Рассмотрим работу коробки передач.
     
      Холостой ход. При работающем двигателе и включенном сцеплении вращается ведущий вал, который при помощи шестерен постоянного зацепления приводит во вращение промежуточный вал. Так как находящиеся на этом валу шестерни не находятся в зацеплении с шестернями ведомого вала, то вся система вращается вхолостую. Ведомый вал неподвижен, и автомобиль стоит на месте.
     
      Первая передача (рис. 62). Каретка первой и второй передач передвигается вдоль ведомого вала и вводится в зацепление с шестерней первой передачи промежуточного вала. Вращение при этом передается при помощи шестерен постоянного зацепления от ведущего вала на промежуточный вал. Через шестерни первой передачи вращение передается на вторичный вал и далее через механизмы силовой передачи, расположенные за коробкой передач, к ведущим колесам автомобиля. Так как на первой передаче усилия, передаваемые на ведущие колеса, будут наибольшими, то эту передачу включают, когда автомобиль трогается с места, для первоначального разгона, а также для движения в трудных дорожных условиях.
     
      Вторая передача. Если каретку первой и второй передач вывести из зацепления с шестерней первой передачи и передвинуть ее до зацепления с шестерней второй передачи, то вращение будет передаваться от ведущего вала на промежуточный и через шестерни второй передачи на ведомый вал. Передаточное число шестерен второй передачи подобрано так, что усилия, передаваемые на вторичный вал, будут меньше, чем на первой передаче, и, следовательно, тяговое усилие на ведущих колесах автомобиля тоже будет меньше, чем при включении в коробке первой передачи. На второй передаче обычно продолжается разгон автомобиля, а также движение при повышенных дорожных сопротивлениях.
     
      Третья передача. Каретку первой и второй передач вывести из зацепления с шестерней второй передачи промежуточного вала. Затем продвинуть каретку прямой и третьей передач до зацепления ее с шестерней третьей передачи промежуточного вала. Вращение будет передаваться от ведущего вала на промежуточный и через шестерни третьей передачи на ведомый вал.
     
      Четвертая передача. На первой, второй и третьей передачах в зацеплении одновременно находится несколько пар шестерен, что вызывает шум и потерю мощности на преодоление трения между зубьями шестерен. Во избежание этого одну передачу делают прямой, т. е. действующей без промежуточных шестерен, путем непосредственного соединения первичного вала со вторичным. Поэтому обычно шестерня постоянного зацепления ведущего вала изготовляется с удлиненными зубьями, а шестерня прямой и третьей передач наряду с наружными зубьями имеет еще и внутренние, которыми она может входить в зацепление с шестерней постоянного зацепления ведущего вала.
      Для включения четвертой передачи каретка прямой и третьей передач передвигается в такое положение, чтобы ее внутренние зубья вошли в зацепление с удлиненными зубьями шестерни постоянного зацепления ведущего вала. При этом вращение ведущего вала передается непосредственно ведомому валу (прямая передача). Остальные шестерни коробки передач при этом вращаются вхолостую.
     
      Задний ход. Для движения автомобиля задним ходом между шестернями первой передачи в зацепление вводятся шестерни каретки заднего хода. Вследствие этого ведомый вал, а следовательно, и ведущие колеса автомобиля вращаются в обратном направлении.
      Передачи переключаются на ходу автомобиля. Шестерни, которые вводятся в зацепление, вращаются с различными скоростями, вследствие чего происходит удар зубьев, сопровождающийся шумом и усиленным износом шестерен. Для облегчения управления коробкой передач, а также для уменьшения ударов и износа шестерен в коробки передач современных автомобилей вводятся специальные механизмы (муфты легкого включения и синхронизаторы), выравнивающие скорость вращения шестерен в момент их переключения и обеспечивающие безударное зацепление.
      Управление коробкой передач осуществляется при помощи рычага, расположенного на крышке коробки передач, на рулевой колонке или на щитке приборов перед водителем.
      Устройство механизма управления коробкой передач показано на рис. 61. Рычаг переключения передач с шаровым утолщением установлен в сферическом гнезде крышки коробки передач. Это гнездо служит опорой для рычага, в которой он может быть наклонен во всех, направлениях. Пружина не дает рычагу отойти от гнезда, а штифт, входящий в прорезь шаровой опоры, препятствует повороту рычага. В крышке коробки передач расположены ползуны, на которых укреплены вилки кареток. При перемещении рукоятки рычага вправо и влево нижний конец рычага входит в паз соответствующей вилки. Дальнейшее перемещение рычага вперед или назад вызывает передвижение ползуна и укрепленной на нем вилки, которая перемещает каретку и обеспечивает включение соответствующей пары шестерен.
      Устройство механизма управления коробкой передач исключает одновременность включения двух передач. Специальные фиксаторы предохраняют шестерни от самопроизвольного выключения во время движения автомобиля.
      Кроме основной коробки передач, на некоторых автомобилях применяются коробки передач специального назначения.
      На автомобилях, работающих в тяжелых дорожных условиях, устанавливается дополнительная коробка передач.
      Усилия, необходимые на ведущих колесах при движении без груза по хорошей дороге и при движении с полным грузом по тяжелой дороге, столь различны, что для постепенного перехода от высшей передачи к низшей требуется большое число промежуточных передач. Обычно дополнительная коробка удваивает число передач основной коробки.
      На автомобилях высокой проходимости, с несколькими ведущими осями, кроме основной, устанавливается раздаточная коробка передач. Эта коробка распределяет усилия, передаваемые от вторичного вала коробки передач, между ведущими осями автомобиля.
      На специальных автомобилях, имеющих дополнительное оборудование, устанавливается коробка отбора мощности. Эта коробка подводит усилия от двигателя, например, к пожарному насосу, к щеткам для подметания мостовой и т. п. В зависимости от назначения коробка отбора мощности может работать на стоянке автомобиля или во время его движения.
     
      Карданная передача
      От коробки передач вращение передается на заднюю ось при помощи карданной передачи. Двигатель и коробка передач устанавливаются на раме автомобиля, задняя же ось соединяется с рамой рессорами. При движении автомобиля рессоры прогибаются и расстояние от задней оси до рамы все время изменяется. Вследствие этого вращение от коробки передач не может быть передано на заднюю ось при помощи обыкновенного, жестко установленного вала. Необходимо применение шарниров, которые передавали бы вращение от одного вала к другому даже в тех случаях, когда эти валы находятся под углом один к другому и этот угол меняется во время движения автомобиля. Такие шарниры называются карданами, вследствие чего и вся передача называется карданной.
      Карданная передача устроена следующим образом (рис. 63 и рис. 64).
      На конце ведомого вала коробки передач закреплена вилка. Вторая вилка установлена на переднем конце карданного вала, передающего вращение на заднюю ось. В проушины вилок входят шипы крестовины и устанавливаются в них на бронзовых или стальных втулках. Крестовина может свободно поворачиваться на некоторый угол относительно вилки первого вала, а вилка другого вала в свою очередь может поворачиваться относительно крестовины. Такое устройство допускает передачу вращения от одного вала к другому под меняющимся углом.
      При движении автомобиля по неровной дороге меняется не только угол между валами, но и расстояние между задней осью и коробкой передач. В связи с этим одна из вилок кардана соединяется с валом при помощи шлицев, допускающих осевое смещение вилки вдоль вала. Такие шарниры называются универсальными.
      Для того чтобы уменьшить трение и износ карданного шарнира, между втулками и шипами крестовины устанавливаются игольчатые подшипники (подшипники с тонкими роликами, напоминающими иглы).
      Карданные передачи бывают с одним и двумя карданными шарнирами. В последнем случае обеспечивается более равномерное вращение ведомого вала карданной передачи. На некоторых автомобилях, у которых расстояние между коробкой передач и задней осью очень большое, карданная передача состоит из промежуточных валов и основного карданного вала. В этих случаях применяется несколько карданных шарниров.
     
      Главная передача
      Вращение от карданного вала, расположенного вдоль автомобиля, к ведущим полуосям, расположенным поперек автомобиля (под углом 90° к продольной оси), передается при помощи пары конических шестерен, называемых главной передачей.
      Главная передача увеличивает тяговое усилие на ведущих колесах, уменьшая скорость их вращения по сравнению со скоростью вращения карданного вала. Это обусловливает работу сцепления, коробки передач и карданной передачи с меньшей нагрузкой, что позволяет уменьшить их размеры и вес.
      Таким образом, усилия при передаче от двигателя к ведущим колесам автомобиля изменяются два раза: первый раз — в коробке передач, где передача устанавливается водителем в зависимости от сопротивления движению автомобиля, а второй раз — в главной передаче, передаточное число которой для данного автомобиля постоянно и не может быть изменено в зависимости от условий движения.
      Устройство главной передачи показано на рис. 65. Малая ведущая шестерня жестко связана с карданным валом, а большая ведомая шестерня через механизм дифференциала и полуоси соединяется с ведущими колесами. Чаще применяются конические шестерни со спиральными зубьями. Такие шестерни обеспечивают плавное зацепление и бесшумную работу.
      Число зубьев шестерен подбирается в зависимости от мощности двигателя, размеров и назначения автомобиля.
      Передаточное число главной передачи на современных автомобилях находится в пределах 4—8. Это означает, что ведущие колеса автомобиля вращаются соответственно в 4—8 раз медленнее карданного вала. В то же время передаваемое им усилие в 4—8 раз превышает усилие на карданном валу.
      На многих грузовых автомобилях среднего и большого тоннажа применяется двойная главная передача. Двойная главная передача состоит из двух пар шестерен, находящихся в постоянном зацеплении; из них одна пара — конические шестерни, а другая пара — цилиндрические шестерни. Вращающий момент увеличивается в этом случае последовательно в обеих парах шестерен. Поэтому при такой передаче необходимое передаточное число достигается при сравнительно малых размерах шестерен. Это обеспечивает большую прочность шестерен и сравнительно небольшие размеры всей главной передачи, а следовательно, не снижает проходимость автомобиля.
     
      Дифференциал
      На повороте колеса автомобиля одновременно проходят пути неодинаковой длины. Колесо, катящееся по внешней кривой, проходит более длинный путь, а колесо, катящееся по внутренней кривой, — более короткий. Для того чтобы при этом не происходило буксования одного из колес, внешнее колесо должно сделать большее число оборотов во время поворота автомобиля. Вращение колес происходит с различной скоростью также и при перекатывании одного из колес через препятствие, при неодинаковом давлении в шинах или при неравномерном распределении груза в кузове, когда одна из шин сминается больше другой. Если бы во всех этих случаях ведущие колеса были жестко связаны общей осью и вращались с одинаковой скоростью, то происходила бы пробуксовка и вследствие этого повышался износ шин.
      Во избежание пробуксовки одного из колес при движении по неровной дороге и особенно на поворотах ведущая ось автомобиля делается из двух отдельных приводных валов (полуосей). Между приводными валами установлен специальный механизм — дифференциал. Назначение его: передавать усилие от главной передачи к правому и левому колесам автомобиля и одновременно обеспечивать вращение их с различной скоростью.
      Дифференциал устроен следующим образом (рис. 66).
      На внутренних концах приводных валов (полуосей) закреплены конические шестерни с одинаковым числом зубьев. Концы приводных валов с шестернями входят в коробку дифференциала, которая может свободно вращаться на приводных валах. В коробке на цапфах установлены конические шестерни, называемые сателлитами. Сателлиты могут свободно вращаться на цапфах. Они сцеплены одновременно с обеими шестернями приводных валов. Обычно устанавливают два, три и даже четыре сателлита. К коробке дифференциала привернута ведомая шестерня главной передачи, с которой сцеплена ведущая шестерня. Вся система дифференциала и полуосей размещается в картере задней оси.
      При вращении карданного вала ведущая шестерня главной передачи приводит во вращение ведомую шестерню и скрепленную с ней коробку дифференциала. Вместе с коробкой совершают круговое движение и сателлиты, установленные на цапфах в дифференциальной коробке. Будучи сцеплены одновременно с шестернями обоих приводных валов, сателлиты приводят во вращение оба приводных вала. Приводные валы и жестко связанные с ними ведущие колеса будут вращаться в одном направлении и с одинаковой скоростью. При этом сателлит не вращается на цапфе, а только совершает круговое движение вместе с коробкой дифференциала.
      Таким образом, сателлит связывает приводные валы и свободно сидящую на них коробку дифференциала и при прямолинейном движении автомобиля заставляет их вращаться как одно целое.
      При повороте автомобиля, а также при движении по неровной дороге одно из ведущих колес проходит меньший путь, чем другое, и начинает вращаться медленнее; при этом уменьшится скорость шестерни приводного вала этого колеса, которая начнет поворачивать находящийся с ней в зацеплении сателлит вокруг его оси. Сателлит, поворачиваясь вокруг своей оси (и совершая в то же время вместе с дифференциальной коробкой круговое движение), увеличит скорость вращения шестерни второго приводного вала. Таким образом, дифференциал дает возможность каждому ведущему колесу автомобиля вращаться с различным числом оборотов. Так как обе шестерни приводных валов имеют одинаковое число зубьев, то во сколько раз увеличится скорость вращения одного приводного вала, во столько же раз уменьшится скорость вращения другого. Соответственно этому и усилие, подводимое к дифференциальной коробке, дифференциал распределяет между ведущими колесами поровну, если колеса вращаются с одинаковой скоростью, и не поровну, если колеса вращаются с разными скоростями.
     
     
      Ходовая часть автомобиля
     
      К ходовой части автомобиля относятся: рама, оси, подвеска, соединяющая раму с осями, колеса и шины.
     
      Рама автомобиля
      Рама автомобиля является основанием, на котором крепятся все основные механизмы автомобиля: двигатель, механизмы силовой передачи, рулевое управление, тормозная система, а также кузов.-Рама опирается (подвешивается) на переднюю и заднюю оси с колесами.
      Автомобильная рама работает в тяжелых условиях. Для того чтобы служить надежным основанием для механизмов автомобиля и перевозимого груза, рама должна быть прочной и жесткой.
      Рама (рис. 67) состоит из двух продольных балок и нескольких связывающих их поперечин. Средняя часть продольных балок, несущая наибольшую нагрузку, делается более массивной.
      У некоторых современных автомобилей раму частично или полностью заменяет кузов. В этих случаях кузов называется несущим и его корпус выполняется в виде жесткой конструкции, на которой крепятся механизмы и агрегаты автомобиля.
     
      Оси автомобиля
      Вес автомобиля и перевозимого на нем груза передается на колеса через оси автомобиля. Обычно автомобили имеют две оси: переднюю, на которой установлены управляемые колеса, и заднюю (задний мост), на которой установлены ведущие колеса. Специальные автомобили иногда имеют три и более осей.
      Оси автомобиля передают не только вес автомобиля и груза, но и разные усилия. Во время движения автомобиля задние колеса, получая вращение от двигателя, катятся по дороге, отталкиваясь от нее. Это толкающее усилие колеса передают на раму через оси автомобиля. При торможении автомобиля оси, наоборот, передают от колес на раму тормозное усилие. Оси воспринимают также усилия, возникающие при поворотах автомобиля.
      Задняя (ведущая) ось автомобиля (рис. 68) представляет собой составную или цельную пустотелую балку, в которой расположены главная передача, дифференциал и приводные валы. Главная передача и дифференциал располагаются в наиболее широкой части пустотелой балки, а с боков внутри картера проходят приводные валы, на наружных концах которых закреплены ведущие колеса автомобиля.
      Передняя (управляемая) ось состоит из трех шарнирно соединенных частей (рис. 69). Средняя часть — штампованная балка, которая при помощи рессор соединяется с рамой. Две крайние части представляют собой поворотные цапфы, на которых свободно устанавливаются и вращаются управляемые колеса. Средняя часть оси изогнута книзу. Это позволяет ниже расположить двигатель и снизить центр тяжести автомобиля.
      Концы средней части управляемой оси выполнены в виде кулаков, входящих в вилки поворотных цапф.
      Поворотная цапфа состоит из фланца для крепления тормозного диска и откованной с ним за одно целое конической оси, на которую насаживается подшипник ступицы колеса. С другой стороны фланца имеются два ушка с отверстиями (вилка) для сочленения с кулаками балки при помощи шкворня. Шкворень выполняется цилиндрическим и укрепляется в кулаке балки.
      С поворотными цапфами соединяются рычаги рулевого управления.
      Для устойчивого движения автомобиля, для облегчения управления и увеличения срока службы шин передние колеса и шкворни поворотных цапф устанавливаются не вертикально, а под некоторым углом.
     
      Подвеска автомобиля
      Для предохранения пассажиров, груза и механизмов автомобиля от ударов и толчков, получаемых колесами при наездах на неровности дороги, раму соединяют с осями не жестко, а при помощи упругих рессор или пружин. Эти упругие элементы образуют подвеску автомобиля.
      У современных автомобилей подвеска встречается двух типов: зависимая и независимая.
      Подвеска называется зависимой, когда правое и левое колеса установлены на одной неразрезной оси, подвешенной на рессорах к раме. В этом случае оба колеса соединены осью, поэтому перемещение одного колеса, вызванное неровностями дороги, вызывает перемещение другого колеса.
      Независимой называется такая подвеска, при которой каждое колесо подвешено к раме отдельно при помощи рычагов и пружин. В этом случае ось как цельная деталь отсутствует и перемещение одного колеса не зависит от перемещения другого, поскольку колеса жестко не соединены одно с другим.
      Независимая подвеска колес, дающая возможность каждому колесу перемещаться по отношению к кузову независимо от другого колеса, значительно повышает плавность движения автомобиля.
      В зависимой подвеске оси автомобиля подвешиваются к раме при помощи листовых рессор (рис.70).
      Рессора состоит из стальных упругих листов различной длины, стянутых центровым болтом и стремянками. Верхний лист рессоры, называемый коренным, длиннее остальных. На концах коренного листа сделаны ушки для шарнирного соединения рессоры с рамой автомобиля. Средней частью рессора соединяется с осью при помощи стремянок.
      Для предотвращения ударов рамы о рессоры в подвеске обычно устанавливают резиновые буфера, ограничивающие прогиб рессор.
      Качество подвески автомобиля определяется мягкостью ее рессор. Чем мягче рессоры, тем лучше они будут смягчать толчки, получаемые колесами от неровностей дороги. При мягких рессорах возрастают колебания рамы и кузова, так что полученный от дороги толчок при передаче от колеса на раму хотя и смягчится, но рама будет долго раскачиваться на мягкой подвеске. Для того чтобы гасить эти колебания, в подвеску автомобиля вводится специальный механизм, называемый амортизатором.
      В современных легковых автомобилях амортизаторы устанавливаются для всех колес, на грузовых — только для передних. Наиболее распространены гидравлические амортизаторы.
      Принцип действия гидравлического амортизатора заключается в том, что при перемещении рамы и кузова относительно осей автомобиля жидкость, находящаяся в корпусе амортизатора, перетекает из одной его полости в другую через узкие каналы. Возникающее при этом сопротивление быстро уменьшает колебания рамы.
      Для независимой подвески колес чаще всего применяются пружинные рессоры. Устройство независимой подвески передних колес показано на рис.71.
      Подвеска состоит из двух рычагов, шарнирно соединенных с промежуточным рычагом, шкворень которого соединен с поворотной цапфой переднего колеса. Другими концами рычаги шарнирно соединены с поперечиной. Верхний рычаг является одновременно рычагом гидравлического амортизатора. Пружинная рессора верхним концом опирается на кронштейн поперечины, а нижним — на опору нижнего рычага.
      Верхний и нижний рычаги неодинаковой длины и подобраны так, что обеспечивают наименьшее изменение колеи автомобиля и наклона колеса при наезде его на препятствие.
     
      Колеса и шины
      Автомобильное колесо состоит из ступицы, обода и соединяющих их диска или спиц.
      Ступицей называется стальная втулка, посредством которой колесо устанавливается на оси. Ободом называется часть колеса, на которую монтируется шина.
      В зависимости от устройства соединительной части автомобильные колеса делятся на дисковые и спицевые.
      В современных автомобилях преимущественно применяются дисковые колеса (рис. 72).
      В дисковых колесах ступица соединяется с ободом посредством стального штампованного диска, к наружной части которого приваривается или приклепывается обод.
      Ступица имеет фланец, к которому диск -вместе
      с ободом прикрепляется болтами и гайками. Внутренняя полость ступицы закрывается снаружи колпаком. Диски выполняются сплошными или с несколькими вырезами для уменьшения веса, удобства монтажа и облегчения доступа к вентилю камеры.
      Ободы колес изготовляются из стали. Они бывают глубокие и плоские. Глубокие ободы применяются на легковых автомобилях; они неразборные, крепятся заклепками к диску колеса. Плоские ободы применяются на грузовых автомобилях, обычно они разборные.
      У грузовых автомобилей задние колеса делаются двойными (двухскатными). Двухскатное колесо имеет два обода, которые крепятся болтами к одной общей ступице.
      На обод автомобильного колеса монтируется шина, предназначенная для смягчения толчков и ударов, возникающих при движении автомобиля по неровностям дороги. Кроме того, шины обеспечивают лучшее сцепление колеса с дорогой и обусловливают бесшумность движения автомобиля.
      Шина (рис. 73) состоит из резиновой камеры, покрышки и ободной ленты. Шина монтируется на наружной поверхности обода колеса.
      Камера пневматической шины представляет собой кольцеобразную резиновую трубу. Она заполняется воздухом через вентиль, который проходит в отверстие обода и представляет собой металлическую трубку с клапаном. Клапан препятствует обратному выходу воздуха из камеры. Заполненная воздухом камера обеспечивает упругость всей шины.
      Покрышка пневматической шины — эластичная резинотканевая оболочка — предназначена для защиты камеры от повреждений и для обеспечения сцепления шины с поверхностью дороги. Она состоит из резинотканевого каркаса, подушечного слоя и наружного резинового слоя. Каркас оканчивается плотными уширенными кромками-бортами, крепящимися в ободе колеса. Наружный резиновый слой, состоит из протектора и боковин. Протектор соприкасается с поверхностью дороги и потому сильно изнашивается.
      Для лучшего сцепления шины с дорогой на поверхности протектора расположены под разными углами к оси покрышки выступы и канавки.
      Пневматические шины накачиваются воздухом до определенного давления; величина давления зависит от нагрузки на шину и от ее размеров. По величине внутреннего давления воздуха в камере пневматические шины разделяются на шины высокого давления и шины низкого давления.
      Шины высокого давления накачиваются в зависимости от нагрузки и размера шины до давления 5—7 кг/см2.
      На современных автомобилях чаще применяются шины низкого давления, хорошо смягчающие толчки и удары, получаемые колесом при качении по дороге. У этих шин сечение больше, чем у шин высокого давления, а толщина стенок покрышек меньше; внутреннее давление в них 1,75—5,5 кг/см2. Большее сечение и меньшее давление воздуха в шине способствуют лучшему поглощению толчков и ударов во время движения автомобиля.
     
      Системы управления автомобилем
     
      Автомобиль предназначен для движения по дорогам общего пользования, по которым одновременно происходит движение транспорта других видов и пешеходов. Обладая большой скоростью, автомобиль должен иметь механизмы управления, обеспечивающие поворотливость его и возможность быстрой остановки на коротком расстоянии.
      К системам управления автомобилем относятся рулевое управление и тормозная система.
     
      Рулевое управление
      Направление движения автомобиля изменяется при поворачивании его передних колес вправо или влево. Для этой цели служит рулевое управление. Передние колеса автомобиля устанавливаются на поворотных цапфах, шарнирно соединенных при помощи шкворней с балкой передней оси. Поворачивая рулевое колесо, водитель повертывает поворотные цапфы с установленными на них колесами вокруг шкворней и тем самым изменяет направление движения автомобиля. Балка передней оси при этом не меняет положения.
      Устройство рулевого управления показано на рис.74.
      Цапфы, на которых установлены передние колеса, имеют рычаги, соединенные шарнирно при помощи шкворней с балкой передней оси. Рычаги обеих цапф шарнирно соединяются поперечной рулевой тягой, которая короче балки передней оси. Рычаги цапф, балка оси и поперечная тяга расположены так, что образуют так называемую рулевую трапецию.
      Такое устройство обеспечивает поворот передних колес на разные углы. Внутреннее колесо поворачивается на больший угол, чем внешнее колесо. Благодаря этому при движении автомобиля по кривой не происходит скольжения передних колес.
      Левая поворотная цапфа имеет рычаг, который шарнирно соединен с передним концом продольной рулевой тяги. Второй конец этой тяги шарнирно соединен с рычагом, называемым рулевой сошкой, жестко укрепленным на валу зубчатого сектора. Зубчатый сектор входит в зацепление с червяком, укрепленным на нижнем конце рулевого вала. На верхнем конце рулевого вала крепится рулевое колесо.
      При повороте рулевого колеса вправо вместе с ним будет вращаться рулевой вал и укрепленный на его конце червяк. Червяк, сцепленный с зубьями сектора, повернет при этом сектор с валом, рулевая сошка, жестко укрепленная на валу сектора, передвинет продольную рулевую тягу и повернет поворотный рычаг и цапфу вокруг шкворня вправо, вследствие чего левое колесо, установленное на цапфе, тоже повернется вправо. Одновременно с поворотным рычагом повернется и рычаг цапфы, который через поперечную рулевую тягу передаст движение правому рычагу цапфы и повернет правую цапфу. Таким образом, оба передних колеса будут повернуты вправо.
      При вращении рулевого колеса в обратном направлении (влево) перемещение всех деталей произойдет в обратном направлении и передние колеса повернутся влево.
      Усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, передается на рулевую сошку рулевым механизмом. Чтобы облегчить управление автомобилем и уменьшить усилие, необходимое для поворота колес автомобиля, рулевой механизм применяется с большим передаточным числом.
      Рулевой механизм заключен в картер, к которому жестко крепится рулевая колонка, установленная перед сиденьем водителя; средней частью рулевая колонка крепится в переднем щитке автомобиля.
      В рулевой колонке на шариковых или роликовых подшипниках установлен трубчатый рулевой вал, на верхнем конце которого жестко укреплено рулевое колесо. На нижнем конце рулевого вала крепится червяк или винт рулевого механизма.
     
      Тормозная система
      Безопасность движения по загородным дорогам, в особенности по улицам городов, в значительной степени зависит от того, насколько быстро автомобиль можно остановить. Для остановки автомобиля на возможно коротком расстоянии и для удерживания его на месте при стоянках на уклонах дороги служат тормоза.
      Устройство тормозной системы показано на рис.75.
      На фланце картера задней оси или поворотных цапф жестко укреплены опорные диски. На оси, закрепленной в опорном диске, установлены тормозные колодки. Колодки могут поворачиваться на оси. Замедление вращения колеса происходит вследствие трения, возникающего между наружными поверхностями тормозных колодок и внутренней поверхностью барабана, вращающегося вместе с колесом.
      Для увеличения трения к наружным поверхностям колодок прикреплены накладки из фрикционного материала. Концы колодок стягиваются пружиной, вследствие чего между фрикционными накладками колодок и барабаном образуется зазор.
      Для торможения водитель нажимает на тормозную педаль, связанную тягой и рычагом с кулаком. Кулак, поворачиваясь, раздвигает колодки и прижимает их к внутренней поверхности барабана. Возникающая между колодками и барабаном сила трения замедляет вращение колеса. После прекращения нажатия на педаль пружина вновь стягивает колодки, отводит их от барабана и колесо снова получает возможность свободно вращаться.
      На некоторых автомобилях применяются не колодочные, а ленточные тормоза. Ленточными тормозами называются такие, в которых трение происходит между поверхностью барабана, жестко прикрепленного к колесу, и стальной лентой, охватывающей барабан.
      На грузовых автомобилях часто применяются тормоза, установленные на валу силовой передачи. В этом случае трение происходит между торцовой поверхностью диска, вращающегося вместе с валом силовой передачи, и поверхностью колодок, установленных на кронштейнах рамы автомобиля.
      Для обеспечения безопасности движения на современных автомобилях устанавливают две независимые системы тормозов: одна — ножная, а другая — ручная. На ряде автомобилей имеется только одна система тормозов, но с самостоятельными приводами от педали и от рычага. При движении автомобиля пользуются ножным тормозом. Ручной тормоз используется лишь для затормаживания автомобиля на стоянках, а также в случае неисправности ножного тормоза.
      Приведение в действие с места водителя тормозного механизма, расположенного на колесе или на одном из валов силовой передачи, производится при помощи тормозного привода. Тормозные приводы бывают различных конструкций.
      Механический привод состоит из системы тяг и рычагов, передающих усилие от педали (ножной привод) или от рычага (ручной привод) к тормозным механизмам. В новых моделях автомобилей механический привод применяется лишь в ручных тормозах; в ножных тормозах применяется гидравлический или пневматический привод.
      Гидравлический привод передает посредством давления жидкости усилие от тормозной педали к тормозным механизмам, расположенным на колесах. Гидравлический привод обеспечивает равномерное распределение тормозного усилия по тормозам всех колес, значительно облегчает работу водителя. Он применяется в современных легковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.
      Пневматический привод передает усилие от тормозной педали к тормозным механизмам давлением сжатого воздуха. Основное преимущество пневматического привода перед механическим и гидравлическим приводами состоит в том, что он обеспечивает необходимое тормозное усилие на колесах при небольшом нажатии водителя на тормозную педаль. Пневматический привод широко применяется на грузовых автомобилях и автобусах.
      На рис. 76 показана схема устройства гидравлического тормозного привода.
      Когда водитель нажимает на тормозную педаль, то в главном цилиндре передвигается связанный с педалью поршень. Главный цилиндр и вся система заполнены тормозной жидкостью. Вследствие перемещения поршня в главном цилиндре давление тормозной жидкости возрастает и по трубопроводам и гибким шлангам передается в рабочие тормозные цилиндры, расположенные между тормозными колодками. Под давлением жидкости поршни рабочих цилиндров, находящиеся в рабочих тормозных цилиндрах, раздвигаются и прижимают колодки к барабанам. Когда водитель перестает нажимать на тормозную педаль, давление в системе падает, поршни рабочих тормозных цилиндров под действием стяжных пружин возвращаются в начальное положение и вытесняемая поршнями жидкость по магистрали перетекает обратно в главный тормозной цилиндр.
     
      Электрооборудование автомобиля
     
      На современных автомобилях широко используется электричество. При помощи электрической энергии производится зажигание рабочей смеси в цилиндрах, запуск двигателя, освещение дороги и автомобиля, подача световых и звуковых сигналов, питание нагревательных приборов и многое другое. Приборы и устройства, потребляющие электрический ток (и потому называемые потребителями), получают питание от установленных на автомобиле приборов, вырабатывающих электрический ток (и потому называемых источниками тока).
      Источниками электрического тока на автомобиле являются: аккумулятор, вырабатывающий электрический ток в том случае, когда двигатель не работает или работает с малым числом оборотов, и генератор, вырабатывающий электрический ток во время работы двигателя.
      От источников электрический ток подводится к приборам-потребителям по проводам. К каждому прибору ток подводится только по одному проводу, а вместо второго провода, по которому ток возвращается к источникам используются металлические детали автомобиля, на которых укреплены приборы (так называемая «массам автомобиля).
      На рис. 77 показано примерное расположение приборов электрооборудования автомобиля.
     
      Аккумуляторная батарея
      Аккумулятор представляет собой сосуд из эбонита или другого кислотоупорного и не проводящего электрический ток материала, в который налит раствор серной кислоты и опущены две свинцовые пластины. Когда аккумулятор заряжен, одна пластина покрыта губчатым свинцом, а вторая — перекисью свинца. Если выступающие из сосуда концы пластин соединить проводом, то в нем появится электрический ток. Электрическая лампочка, подключенная к проводу, будет гореть. Ток во внешнем проводе направлен от пластины, покрытой перекисью свинца, к пластине из губчатого свинца. В связи с этим первую пластину называют положительной, а вторую отрицательной.
      Возникновение электрического тока во внешней цепи вызывается химическими реакциями между пластинами и раствором. В результате этих реакций перекись свинца и губчатый свинец на пластинах превращаются в сернокислый свинец, а серная кислота разлагается и количество воды в растворе увеличивается. Таким образом, в аккумуляторе происходит преобразование химической энергии в электрическую.
      Когда состав обеих пластин сделается одинаковым., действие аккумулятора прекратится. Аккумулятор будет разряжен.
      Чтобы предотвратить разрушение, аккумулятор не доводят до полной разрядки и через определенный промежуток времени (в месяц 1—2 раза) заряжают его. С этой целью пластины соединяют с полюсами источника постоянного электрического тока. Тогда в аккумуляторе под действие»! электрического тока начинается химическая реакция, обратная той, которая происходила при разрядке, а именно: сернокислый свинец на положительной пластине превращается в перекись свинца, а сернокислый свинец на отрицательной пластине превращается в губчатый свинец.
      Количество накапливаемой при зарядке и отдаваемой при разрядке аккумулятора электрической энергии зависит от количества перекиси свинца и губчатого свинца на пластинах. Чтобы удлинить время работы аккумулятора, увеличивают количество вещества, участвующего в реакции при разрядке и зарядке. Поэтому пластины аккумулятора изготовляют не сплошными, а решетчатыми и их отверстия заполняют особым составом, называемым активной массой.
      Общее устройство шестивольтовой аккумуляторной батареи показано на рис.78.
      Решетки с вмазанной активной массой соединяют в группы, положительные отдельно от отрицательных. Пластины устанавливают в бак (моноблок) из эбонита или из асфальтопековой пластмассы так, чтобы каждая положительная пластина находилась между двумя отрицательными. Между каждой папой пластин устанавливают деревянные или из микропористого эбонита («мипора») прокладки, называемые сепараторами. Сепараторы предотвращают соприкосновение разноименных пластин и, следовательно, короткое замыкание.
      Помещенные в бак пластины заливают раствором серной кислоты. Через крышку, закрывающую сосуд, выводятся от положительной и отрицательной групп пластин полюсные штыри, к которым присоединяются провода внешней цепи. В крышке сделаны отверстия для заливки раствора и для выпуска газов, образующихся в аккумуляторе в процессе работы, которые закрываются пробками.
      В электротехнике силу, способствующую прохождению электрического тока и действующую во всей цепи, называют электродвижущей силой. Часть электродвижущей силы на отдельном участке цепи, например на полюсных штырях аккумулятора, называют напряжением. Величина напряжения измеряется в вольтах. В современных автомобилях применяется электрооборудование напряжением 6 или 12 в. Каждый аккумулятор имеет напряжение 2 в, поэтому для получения необходимого напряжения аккумуляторы соединяют по три или по шести штук в одну батарею, напряжение на штырях (зажимах) которой соответственно получается 6 или 12 в.
      Количество электричества, получаемое от полностью заряженного аккумулятора при его разрядке, называется емкостью аккумулятора. Емкость батереи аккумуляторов имеет определенную величину и может быть довольно быстро израсходована. Во избежание частой зарядки батареи и связанного с этим простоя на автомобиле устанавливается второй источник электрического тока — генератор, питающий потребители во время работы двигателя. Генератор не только снабжает все потребители электрическим током, но еще и подзаряжает аккумуляторную батарею.
     
      Генератор
      В генераторе механическая энергия, которую он получает-от двигателя, преобразуется в электрическую.
      Действие генератора основано на явлении так называемой электромагнитной индукции. Сущность этого явления состоит в том, что если проводник передвигать между полюсами магнита, то в проводнике возникает электродвижущая сила. Генератор (рис. 79) состоит из цилиндрического корпуса, к боковым стенкам которого крепятся два или четыре полюсных башмака (электромагнита). Между полюсами электромагнитов устанавливается барабан, называемый якорем, на поверхность которого наматывается медный изолированный провод. При вращении якоря расположенные на его поверхности проводники проходят между полюсами электромагнитов и в них возникает электродвижущая сила. Концы проводников присоединяются к изолированным пластинам, образующим так называемый коллектор. Коллектор установлен на валу якоря и вращается вместе с ним.
      К поверхности коллектора прижимаются и во время вращения якоря скользят по ней угольно-графитовые щетки. К щеткам крепятся провода, которые отводят электрический ток к потребителям и в обмотки возбуждения электромагнитов.
      Генератор устанавливается на двигателе автомобиля; вращение якорю передается от коленчатого вала ременной передачей.
      При движении автомобиля число оборотов двигателя изменяется в широких пределах. Соответственно меняется и число оборотов якоря генератора, а следовательно, и напряжение на его зажимах. Для питания потребителей системы электрооборудования автомобиля необходим ток постоянного напряжения, поэтому изменение напряжения генератора нарушает нормальную работу системы электрооборудования. Например, при недостаточном напряжении освещение будет тусклым, а при повышенном напряжении перегорят лампы. Зарядка аккумуляторной батареи также будет происходить ненормально: при недостаточном напряжении батарея не будет заряжаться, а при повышенном напряжении генератора будет происходить перезарядка аккумуляторов и порча пластин.
      Для предотвращения указанных ненормальностей напряжение генератора поддерживается постоянным при помощи специального автоматического прибора, называемого регулятором напряжения.
      Для автоматического ограничения силы тока, отдаваемого генератором, применяется специальный прибор, называемый ограничителем силы тока.
      При числе оборотов вала двигателя больше 600— 700 в минуту напряжение на зажимах генератора выше напряжения аккумуляторной батареи и электрический ток от генератора поступает во внешнюю цепь для питания всех включенных потребителей, а также для подзарядки аккумуляторной батареи. При числе оборотов двигателя ниже указанных напряжение на зажимах генератора становится ниже напряжения батареи и ток поступает от аккумуляторной батареи в генератор. Поступление тока из батареи в генератор вызывает быструю разрядку батареи, сильный нагрев обмотки генератора и порчу изоляции. Для предотвращения этого в цепь генератор — батарея включается автоматически действующий электромагнитный прибор, называемый реле обратного тока. Этот прибор пропускает ток только в одном направлении — от генератора к батарее, т. е. соединяет цепь генератор—батарея только тогда, когда напряжение генератора выше напряжения батареи. Когда напряжение генератора становится ниже напряжения батареи, реле обратного тока разъединяет цепь генератор—батарея и предотвращает разрядку батареи через обмотку генератора.
     
      Система зажигания
      Электричество на автомобиле используется также для зажигания рабочей смеси. Воспламеняется рабочая смесь электрической искрой, проскакивающей между электродами запальной свечи, ввернутой в головку цилиндра.
      Запальная свеча (рис. 80) состоит из стального корпуса, изолятора, сквозь который проходит центральный электрод. Для уплотнения между корпусом и сердечником устанавливают медные шайбы.
      Корпус свечи имеет резьбу, при помощи которой свеча ввертывается в головку блока цилиндров. Для обеспечения взаимозаменяемости резьба свечей стандартизована. В нижней части корпуса укреплены один или два боковых электрода. Для герметизации цилиндра между корпусом свечи и головкой блока цилиндров устанавливается уплотняющая медно-асбестовая прокладка. Ток поступает к центральному электроду свечи, проскакивает в виде искры через зазор 0,5—0,7 мм на боковой электрод и через корпус свечи уходит на «массу» автомобиля. Для получения между электродами свечи электрической искры, которая обеспечила бы воспламенение рабочей смеси, к ним должен быть подведен ток высокого напряжения 10—15 тыс. в.
      Источники тока, применяемые на автомобиле, как указывалось, вырабатывают электрический ток, имеющий в. Для преобразования тока низкого напряжения, вырабатываемого источниками тока, в ток высокого напряжения, способный пробить искровой промежуток свечи, на автомобиле устанавливается специальный прибор. Этот прибор называется катушкой зажигания.
      Схема системы зажигания приведена на рис.81.
      Катушка зажигания состоит из железного сердечника, на котором намотаны две обмотки из медной проволоки. Первая обмотка из толстого провода (диаметром около 1 мм) с малым числом витков называется первичной. Вторая обмотка из тонкого провода (диаметром около 0,1 мм) с числом витков в несколько тысяч называется вторичной. По первичной обмотке пропускается ток низкого напряжения от источников тока. Если этот ток прервать, то в момент прекращения тока в первичной обмотке во вторичной будет возникать (индуктироваться) ток высокого напряжения.
      Ток, возникающий во вторичной обмотке, имеет напряжение во столько раз большее, во сколько раз число витков вторичной обмотки больше числа витков первичной.
      Для индуктирования во вторичной цепи тока высокого напряжения необходимо, чтобы ток в первичной обмотке прерывался. С этой целью в первичную цель включается прибор, называемый прерывателем.
      Прерыватель состоит из двух контактов: подвижного, укрепленного на рычажке и соединенного с первичной обмоткой катушки зажигания, и неподвижного, соединенного с «массой». Небольшая пружина прижимает контакты один к другому и, следовательно, замыкает первичную цепь. Размыкаются контакты специальной кулачковой шайбой, которая получает вращение от распределительного вала двигателя. У кулачковой шайбы столько же кулачков, сколько у двигателя цилиндров. Двум оборотам коленчатого вала должен соответствовать один оборот кулачковой шайбы. При этом во вторичной цепи будет возникать ток высокого напряжения и образовывать искру в запальной свече столько раз, сколько раз первичная цепь будет размыкаться.
      При размыкании контактов прерывателя возникает искра. Чтобы устранить искрение и предупредить обгорание контактов, параллельно им включается конденсатор.
      При рассмотрении работы четырехтактного карбюраторного двигателя указывалось, что сжатая в цилиндре рабочая смесь воспламеняется в тот момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке, после чего продукты сгорания расширяются и происходит рабочий ход. В действительности рабочая смесь хотя и горит очень быстро, однако сгорает не мгновенно, а в течение определенного промежутка времени. Поэтому между появлением искры в свече и воспламенением всей смеси, находящейся в цилиндре, проходит определенное время (0,002—0,003 сек.), в течение которого в современных многооборотных двигателях поршень успевает пройти некоторый путь от того положения, которое он занимал в момент начала воспламенения смеси.
      Для получения от двигателя наибольшей мощности необходимо, чтобы вся рабочая смесь успела воспламениться к моменту прихода поршня в верхнюю мертвую точку, тогда давление газа в цилиндре будет наибольшим
      Таким образом, для правильной работы двигателя требуется, чтобы воспламенение рабочей смеси начиналась до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, т. е. с некоторым опережением.
      Чем больше число оборотов коленчатого вала и скорость движения поршня, т. е. чем меньше времени отводится на сгорание рабочей смеси, тем больше должно быть опережение зажигания. При постоянном числе оборотов вала двигателя опережение зажигания должно увеличиваться по мере уменьшения открытия дросселя, так как при прикрытом дросселе в цилиндрах остается большой процент отработавших газов и рабочая смесь в этом случае горит медленно.
      Момент проскакивания искры между электродами свечи, т. е. величина опережения зажигания, зависит от момента размыкания контактов прерывателя. Момент же размыкания контактов определяется их положением относительно кулачка прерывателя, которое можно изменять вручную или автоматически.
      Ток высокого напряжения, возбуждаемый во вторичной обмотке катушки зажигания, должен подводиться к свечам поочередно, в соответствии с порядком работы цилиндров. Для этой цели в цепь высокого напряжения вводится еще один прибор — распределитель. Распределитель состоит из неподвижного корпуса из пластмассы и вращающейся пластинки, называемой ротором. Число боковых контактов в корпусе распределителя соответствует числу цилиндров двигателя.
      Индуктированный во вторичной обмотке катушки зажигания ток высокого напряжения подводится к ротору распределителя. Ротор, вращаясь, подводит ток высокого напряжения к боковым контактам распределителя. Так как каждый контакт соединен проводом с запальной свечой соответствующего цилиндра, то, когда ротор проходит мимо бокового контакта, ток с ротора поступает на контакт, а от него по проводу к запальной свече соответствующего цилиндра. Ток высокого напряжения, подведенный к свече, создает электрическую искру, проскакивающую между электродами.
      Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель тока высокого напряжения объединены в один прибор, который приводится в действие от одного общего валика и называется распределителем. Между аккумуляторной батареей и катушкой зажигания устанавливается выключатель зажигания, служащий для выключения зажигания при остановке двигателя. Разъединение электрической цепи необходимо для предотвращения разрядки батареи и перегрева первичной обмотки при неработающем двигателе. Выключатель зажигания обычно имеет замочный механизм с индивидуальным ключом для включения зажигания.
     
      Стартёр
      Для запуска автомобильного двигателя горючая смесь должна быть предварительно засосана в цилиндры, сжата и таким образом подготовлена к воспламенению. Необходимо, следовательно, провернуть коленчатый вал. Проворачивание коленчатого вала производится при помощи стартера, представляющего собою электрический двигатель постоянного тока. Стартер приводится в действие током от аккумуляторной батареи.
      Для вращения коленчатого вала при запуске двигателя вал стартера входит в зацепление с маховиком при помощи шестерен и проворачивает маховик и коленчатый вал. На маховик двигателя поставлен зубчатый венец, а на вал якоря стартера — ведущая шестерня, которые входят в зацепление в момент запуска двигателя.
      Общее устройство стартера и его основные части такие же, как у генератора (рис. 82). Для запуска двигателя водитель нажимает на педаль стартера, вследствие чего замыкается электрическая цепь и электрический ток поступает из батареи в обмотки якоря стартера. Из электротехники известно, что когда по обмоткам якоря, расположенного между полюсами электромагнита, проходит электрический ток, возникает сила, вращающая якорь. Электромагниты и якорь подбираются таких размеров, чтобы стартер мог преодолеть сопротивление двигателя при запуске. Это сопротивление зависит от величины потерь на трение в двигателе, от величины инерции движущихся деталей, сопротивления сжатию и т. п. Особенно большое сопротивление приходится преодолевать при запуске холодного двигателя, когда вязкость масла сильно возрастает.
      На современных автомобилях применяются стартеры мощностью от 1 до 12 л. с.
      Как только двигатель начнет работать, шестерня стартера автоматически отъединится от маховика, так как в противном случае может произойти поломка якоря стартера вследствие резко увеличивающегося числа его оборотов.
     
      Приборы электрооборудования
      В систему электрооборудования автомобиля входят многочисленные приборы освещения и сигнализации, а также различные контрольно-измерительные приборы.
      В качестве приборов освещения применяются: фары, боковые или габаритные фонари, задние сигнальные фонари, лампы (щитка автомобиля, переносная и подкапотная), плафоны.
      Фары устанавливаются на передних крыльях автомобиля для освещения дороги.
      Боковые или габаритные фонари (подфарники) устанавливаются на передних крыльях и служат для обозначения габарита автомобиля при стоянке или при движении для ориентировки водителей встречных автомобилей.
      Задние сигнальные фонари с красными стеклами устанавливаются сзади автомобиля и служат для подачи сигналов сзади движущимся автомобилям, для освещения номерного знака и обозначения габарита автомобиля. Для освещения номерного знака один из задних фонарей имеет боковое окошечко с белым стеклом.
      Лампа, устанавливаемая на щитке автомобиля, освещает контрольно-измерительные приборы, размещенные на щитке.
      Переносная лампа на длинном шнуре служит для освещения различных механизмов при осмотре и ремонте автомобиля в пути.
      Подкапотная лампа предназначена для осмотра двигателя.
      Плафоны для освещения устанавливаются на потолке и стенках кузова, в кабине водителя, в багажном отделении и других местах.
      К приборам сигнализации относятся: звуковые сигналы; стоп-сигнал, устанавливаемый сзади автомобиля и сигнализирующий водителю движущегося сзади автомобиля о необходимости уменьшить скорость (лампочка стоп-сигнала автоматически включается при торможении автомобиля); указатели поворотов.
      К контрольно-измерительным приборам автомобиля относятся: амперметр, указатель уровня бензина в баке, указатель давления насоса в системе смазки двигателя, указатель температуры воды в системе охлаждения двигателя и другие.
     
      Итак, прочитав эту брошюру, вы, уважаемый читатель, познакомились с принципами устройства автомобиля и разносторонним его применением. Вы увидели, что автомобиль проник во все отрасли народного хозяйства и армии, что он используется для самых различных работ, является одним из наиболее удобных и выгодных видов транспорта.
      Поэтому у вас возникнет желание более детально изучать автомобиль, а возможно и стать шофером, т. е научиться водить его.
      Для более детального изучения устройства автомобиля мы рекомендуем после этой брошюры читать учебник или учебное пособие по подготовке водителей автомобилей (шоферов 3-го класса).