Ako významný produkt modernej priemyselnej civilizácie sú autá oveľa zložitejšie, než si väčšina ľudí myslí. Navonok je to zmes kovu, plastu a skla, no vo vnútri sa skrýva komplexný systém strojného zariadenia, elektronického riadiaceho systému a energetického manažmentu. Pochopenie toho, ako auto funguje, si vyžaduje zvládnutie jeho základného konštrukčného rámca. Tento článok začne so štyrmi základnými modulmi energetického systému, podvozku, konštrukcie karosérie a elektrického systému a systematicky analyzuje základnú štruktúru automobilu.
I. Hnacie ústrojenstvo: srdce a krvné cievy auta
Pohonný systém je jadrom automobilu, ktorý je zodpovedný za premenu chemickej energie paliva na mechanickú energiu, ktorá poháňa vozidlo vpred. Moderné automobilové hnacie ústrojenstvo pozostáva hlavne z motora, prevodového systému a chladiaceho systému.
Motor
Motor, „srdce“ auta, spaľuje palivo na výrobu energie. Benzínové motory pracujú v štvortaktnom-rozsahu (sanie, kompresia, výkon, výfuk), zatiaľ čo vznetové motory premieňajú energiu kompresným zapaľovaním. Motor sa skladá z presných komponentov, ako sú valce, piesty, kľukové hriadele a vačkové hriadele, ktoré sa nepretržite otáčajú tisíckami otáčok za minútu. Napríklad priemer valca 2,0--litrového štvorvalcového motora je približne 86 mm a zdvih piesta je približne 86 mm. Efektívna premena energie sa dosahuje presným časovaním ventilov a riadením vstrekovania paliva.
Prevodový systém: Prevodový systém funguje ako "krvné cievy" automobilu, prenáša výkon z motora na hnacie kolesá. Zahŕňa komponenty ako spojka (alebo menič krútiaceho momentu), prevodovka, hnací hriadeľ a diferenciál. Manuálne prevodovky dosahujú rôzne prevodové pomery prostredníctvom kombinácií prevodov, zatiaľ čo automatické prevodovky sa pri dosahovaní CVT spoliehajú na hydraulické spojky a planétové prevodovky. Vezmite si 8-stupňovú automatickú prevodovku, ktorá má štyri planétové súpravy a päť radiacich spojok a ponúka osem predných prevodových stupňov, aby motor udržal optimálny prevod.
Chladiaci systém: Chladiaci systém udržiava prevádzkovú teplotu motora pomocou cirkulujúcej chladiacej kvapaliny. Moderné motory zvyčajne pracujú pri teplotách medzi 85 a 105 stupňami Celzia, príliš vysoká teplota môže spôsobiť výbuch a príliš nízka teplota môže zvýšiť spotrebu paliva. Chladiaci systém obsahuje komponenty ako vodné čerpadlo, radiátory a termostaty. V prípade konkrétneho motora s objemom 1,5 T môže jeho prietok chladiacej kvapaliny dosiahnuť 30 litrov za minútu a chladič má plochu chladiča väčšiu ako 0,5 m2, čo zaisťuje efektívne odvádzanie tepla.
ii. Podvozkový systém: Kostra a svaly auta
Systém podvozku tvorí mechanickú základňu automobilu, podopiera karosériu, prenáša výkon a zabezpečuje funkcie riadenia a brzdenia. Skladá sa zo štyroch podsystémov: prevodovka, prevodovka, systém riadenia a brzdový systém.
Hnacia sústava
Okrem motora je súčasťou systému pohonu kardan a hnacia náprava. Automobil s pohonom predných-koles-prenáša výkon prostredníctvom konektora s konštantnou rýchlosťou a vozidlo s pohonom zadných-koles-rozdeľuje energiu na zadné kolesá prostredníctvom hnacieho hriadeľa a diferenciálu. Systém pohonu všetkých kolies využíva-viacdielnu spojku alebo viskóznu spojku, ktorá dynamicky rozdeľuje výkon medzi prednú a zadnú nápravu a zlepšuje tak priechodnosť vozidla.
Bežecký pás
Hnacie sústavy zahŕňajú podvozok, nápravy, odpruženie a kolesá. Nezávislé odpruženie zlepšuje pohodlie tým, že umožňuje nezávislé odskakovanie ľavého a pravého kolesa, zatiaľ čo ne-nezávislé odpruženie má jednoduchú štruktúru a nízku cenu. Systém vzduchového odpruženia je široko používaný v luxusných vozidlách na dynamické nastavenie výšky vozidla pomocou regulácie tlaku vzduchu.
Systém riadenia: Moderné autá vo všeobecnosti používajú systémy elektrického posilňovača riadenia (EPS) s elektromotormi na podporu riadenia. Napríklad v sedane strednej-veľkosti jeho systém EPS poskytuje pomocný krútiaci moment 2,5 N·m pri nízkych rýchlostiach, automaticky znižuje silu asistencie a zlepšuje stabilitu riadenia pri vysokých rýchlostiach.
Brzdový systém: Brzdový systém zahŕňa brzdu, mechanizmus prevodu bŕzd a zariadenie na pomoc pri brzdení. Kotúčové brzdy dosiahnuté zovretím brzdového kotúča pomocou strmeňa, zatiaľ čo bubnové brzdy využívajú expanzné trenie brzdových čeľustí o brzdový bubon. Protiblokovací brzdový systém ABS zabraňuje úplnému zablokovaniu kolies tým, že upravuje tlak niekoľko desiatokkrát za sekundu, čím zachováva schopnosť riadenia počas brzdenia.
III. Štruktúra tela: koža a kostry auta
Karoséria auta je ochranným modulom posádky aj základom dizajnu auta. Moderná karoséria má jedinú štruktúru karosérie, karoséria a rám sú integrované prostredníctvom primeranej zmesi vysoko pevnej ocele a zliatin hliníka, aby sa dosiahla rovnováha medzi nízkou hmotnosťou a bezpečnosťou.
Biela štruktúra tela
Biela karoséria je zvarená zo zostavy podlahy, zostavy bočného panela, zostavy zostavy strechy a dvojitého krytu štyroch-dverí. Napríklad jedno SUV je biele, vyrobené z 18 % tepelne-tvarovanej ocele a má pevnosť v ťahu viac ako 1 500 MPa, čím efektívne absorbuje energiu počas kolízie.
Bezpečnostný dizajn
Bezpečnostný dizajn karosérie zahŕňa zóny pohlcujúce energiu nárazu a ochranné moduly pre cestujúcich. Predná zóna absorpcie energie absorbuje energiu kolízie cez zónu záhybu, zatiaľ čo kľúčové oblasti, ako sú stĺpy A a B, chránia priestor posádky pomocou ultra-vysokopevnej ocele. Zariadenia pasívnej bezpečnosti, ako sú bočné záclonové airbagy a predpäté{3}}bezpečnostné pásy, ďalej zvyšujú bezpečnosť pri kolízii.
IV. ÚVOD Energetický systém: Nervy a mozgy v autách
Moderný automobilový elektrický systém pozostáva z troch častí: napájacieho systému, elektrického zariadenia a elektronického riadiaceho systému. Počet elektronických riadiacich jednotiek presiahol 100.
Systém dodávky elektriny
Systém napájania pozostáva z 12V olovenej-batérie a generátorov, ktoré napájajú všetky elektrické zariadenia vozidla. Systém štart{3}}stop je vybavený vylepšenou batériou, ktorá podporuje časté štartovanie-stop motora. 48V mild hybridný systém rekuperácie energie a napájania pomáha pridaním lítium-iónových batérií a motora BSG.
Elektronické riadenie: ECU ako ECM (modul riadenia motora), TCM (modul riadenia prevodovky) a BCM (modul riadenia karosérie) zdieľajú údaje cez zbernicu CAN. Adaptívny tempomat napríklad zhromažďuje údaje z radaru a kamier a potom automaticky upravuje rýchlosť a vzdialenosť pomocou výpočtov ECU.
Inteligentná konektivita: Hyundai Motor je vybavený -informačným a zábavným systémom vo vozidle, navigačným systémom a sieťovým modulom vozidla. Inteligentný kokpitový systém jednej značky obsahuje čip Qualcomm 8155, ktorý podporuje 5G komunikáciu a vylepšenia OTA, ako aj hlasové ovládanie, rozpoznávanie gest, navigáciu AR a ďalšie.
Od parných lokomotív po inteligentné elektrické vozidlá sa konštrukcie automobilov vyvinuli z mechanickej dominancie k elektromechanickej integrácii. Pochopenie základnej štruktúry automobilu môže spotrebiteľom nielen pomôcť urobiť racionálnejšie rozhodnutia o kúpe automobilu, ale tiež poskytnúť kognitívny základ pre budúci vývoj automobilovej technológie. Štruktúra auta je revolúciou vďaka novým technológiám v oblasti energie a inteligentnej jazdy, ale logika architektúry štyroch základných modulov-systému napájania, podvozku, karosérie a elektrického-budú pokračovať.
