Двигатели транспортных средств что это

Начнем с того, что автомобиль, помимо двигателя, в основном состоит из систем, без которых он бы не был современным автомобилем. Для того, чтобы двигатель работал исправно и продуктивно, а мы могли бы управлять движением автомобиля, придуманы дополнительные системы:

· системы смазки

· система охлаждения

· система тормозов

· рулевая система

· системы электроснабжения автомобиля и еще, это винтики, пружинки, болты, гайки, шестеренки, валы и, в общем, множество всяческих «фиксиков».

На какие параметры влияют различные типы приводов автомобиля

Какой из всех типов приводов автомобилей самый лучший? Приступая к поиску ответа, следует изучить основные термины.

Устойчивость — показатель, определяющий, насколько хорошо способна машина сохранять требуемое положение на дороге (не опрокидывается, отсутствует боковое скольжение колес) при условии, что водитель не участвует в управлении: не вращает руль, не давит на газ/тормоз.

Поворачиваемость — способность машины менять траекторию движения, находясь под воздействием боковых сил: ветер и тому подобное в условиях, когда руль неподвижен.

Когда вы не поворачиваете руль, но:

радиус поворота становится больше — это значит, что поворачиваемость машины недостаточная;

радиус поворота становится меньше — в этом случае поворачиваемость слишком избыточная;

радиус поворота не изменен — тогда поворачиваемость нейтральная.

Транспортное средство с низкой поворачиваемостью будет устойчивее на дороге. Дело в том, что под воздействием боковых сил машина будет передвигаться по кривой с наибольшим радиусом. Одновременно снизится центробежная сила, а автомобиль начнет двигаться в изначальном направлении.

Управляемость — показатель, определяющий сможет ли машина менять траекторию движения, учитывая ваше управление. Управляемость и устойчивость взаимозависимы. К примеру, когда автомобиль уходит в занос, то есть происходит боковое скольжение четырех колес, он может перестать реагировать на любые ваши действия.

Склонность к заносу выше у ведущих колес. То есть, если вы начнете резко трогаться с места, в букс уйдут именно эти колеса.

Чтобы занос был невозможен, необходимо, чтобы сила сцепления колеса и асфальта стала больше, чем все силы, воздействующие на него. На ведущие колеса действует тяговое усилие, а также сила торможения. Это значит, что если появятся боковое воздействие, именно эти колеса (а не ведомые) потеряют сцепление с дорожным полотном. Но, если ваша машина с передним приводом, и вы едите на ней один (машина пустая), то в занос будет уходить задняя ось. Объясняется это тем, что она весит меньше, чем передняя, поэтому и сцепление с дорожным полотном будет хуже.

Передвижение

Источник энергии

Для приведения транспортного средства в движение необходим источник энергии. Необходимая энергия может быть получена различными способами, например, из окружающей среды: сила ветра для парусников, солнечная энергия для электромобилей или трамваев. Энергия может также храниться в различных формах, откуда она может быть получена при необходимости, в этом случае важными критериями являются объем, заряд и мощность используемого средства хранения энергии.

Широко распространенным видом источника энергии является топливо. Двигатели внешнего сгорания могут использовать в качестве топлива практически все горючие вещества, в то время как двигатели внутреннего сгорания и реактивные двигатели конструируются под конкретный вид тип топлива: бензин, керосин, дизельное топливо или этанол.

Другим распространенным видом источника энергии является батареи. Аккумуляторы имеют преимущество в том, что могут иметь различный объем и мощность, являются экологически чистыми, просты в установке и обслуживании [24] . Батареи также способствовали распространению электродвигателей, которые имеют свои преимущества. С другой стороны, аккумуляторы имеют низкую плотность энергии, короткий срок службы, низкую производительность при экстремальных температурах, долгое время зарядки и трудности с утилизацией (хотя обычно их перерабатывают) [24] . Как и топливо, аккумуляторы накапливают энергию химическим способом и при несчастном случае могут вызвать ожоги и отравление [25] . Батареи также теряют свою эффективность с течением времени [26] . Для экономии времени, затрачиваемой на зарядку, разряженные батареи возможно заменять на заряженные [27] , однако, это влечет за собой дополнительные затраты на оборудование и может быть непрактичным при использовании больших батарей. Кроме того, аккумуляторы должны быть стандартизированы для того, чтобы было просто произвести быструю замену. С батареями схожи топливные элементы, поскольку получение электрической энергии из них происходит также путем преобразования химической энергии. Они имеют свои преимущества и недостатки.

Сфера применения солнечной энергии в транспортных средствах в настоящее время развивается. Первые транспортные средства на фотоэлементах были построены и успешно испытаны, в том числе NASA Pathfinder — питающийся от солнечных батарей самолет.

Атомная энергия является особой формой хранения энергии, и в настоящее время используется только в больших судах и подводных лодках, в основном военных. Ядерная энергия может быть высвобождена при помощи ядерного реактора, ядерной батареи, либо многократной детонации ядерных бомб. Сферу применения ядерной энергии на транспортных средствах в течение длительного времени пытаются расширить, например, проводились эксперименты с атомными самолетами Ту-119 и Convair X-6.

Моторы и двигатели

Необходимая для приведения транспортного средства в движение энергия берется из источника энергии и потребляется одним или несколькими моторами (двигателями). [28]

Большинство транспортных средств оснащены двигателями внутреннего сгорания, поскольку они достаточно дешевы, просты в обслуживании, надежны, безопасны и имеют небольшие размеры. Так как двигатели внутреннего сгорания сжигают топливо постепенно, то они позволяют преодолевать большие расстояния, но при этом непрерывно загрязняют окружающую среду. С двигателями внутреннего сгорания связаны двигатели внешнего сгорания. Примером последних могут служить паровые двигатели. Помимо топлива паровые двигатели также нуждаются в воде, что делает их непрактичными для ряда целей. Паровым двигателям также необходимо определенное время, чтобы набрать необходимую для начала движения температуру, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, которых могут начать приводить транспортное средство в движение сразу после подачи топлива и его воспламенения, хотя это не рекомендуется производить в холодных условиях. Так же паровые двигатели при сжигании угля выбрасывают в атмосферу соединения серы, которые приводят к вредным кислотным дождям. [29]

Обычные двигатели внутреннего сгорания имеют прерывистый принцип работы, поэтому в авиации они были заменены реактивными двигателями и газовыми турбинами, которые также относятся к разряду двигателей внутреннего сгорания, но имеют непрерывный принцип работы. Реактивные двигатели легче и, в частности, при использовании на самолетах, эффективнее. С другой стороны, они стоят дороже и требуют более тщательного ухода. Они также получают повреждения от попадания посторонних предметов внутрь и выбрасывают выхлопы с очень большой температурой. Железнодорожные локомотивы, использующие в качестве двигателя турбины, называют газотурбовозами. Примерами наземных транспортных средств, использующих газотурбинные двигатели, могут служить танки Абрамс и Т-80, мотоцикл MTT Turbine Superbike и лайнер Celebrity Millenium. Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель во многом похож на газотурбинный двигатель, но он почти не имеет движущихся частей. По этой причине он был очень привлекательным для дизайнеров автомобилей в прошлом, однако, издаваемый им шум, тепло, и неэффективность привели к отказу от его использования. Историческим примером применения пульсирующего двигателя были крылатые ракеты Фау-1. Детонационные пульсирующие воздушно-реактивные двигатели до сих пор иногда используется в любительских экспериментах. С появлением современных технологий, детонационные импульсные двигатели были применены на практике, примером можно считать успешное испытание самолета Rutan VariEze. Несмотря на то, что двигатель с импульсной детонаций является гораздо эффективнее реактивных и газотурбинных двигателей, он всё ещё имеет недостатки из-за экстремальных уровней шума и вибрации. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели тоже имеют мало подвижных частей, но они хорошо функционируют только при высоких скоростях, поэтому их использование ограничено несущими винтами вертолетов и сверхзвуковыми самолетами, такими как Lockheed SR-71. [30] [31]

Ракетные двигатели используются в основном на ракета-носителях, ракетных санях и экспериментальных самолетах. Ракетные двигатели являются самыми мощными. Самое тяжелое транспортное средство, из поднимавшихся когда-либо с поверхности Земли: ракета Сатурн-5 была оснащена пятью ракетными двигателями F-1 общей мощностью в 180 000 000 лошадиных сил (134 226 МВт). [32] Ракетные двигатели имеют достаточно простую конструкцию и используют для работы только топливо и катализатор, например перекись водорода. [33] Это делает их привлекательными для использования в необычных транспортных средствах, таких как реактивные ранцы. Несмотря на свою простоту, ракетные двигатели зачастую опасны и подвержены взрывам. Используемые в настоящее время разновидности ракетного топлива огнеопасны, ядовиты, едки и криогенны. Данный вид двигателей страдает от низкой эффективности. Перечисленные недостатки ракетных двигателей привели к тому, что их используют только в случае крайней необходимости.

Электродвигатели используются в электромобилях, электрических велосипедах , электрических скутерах, маломерных судах, метро, поездах, троллейбусах, трамваях и экспериментальных самолетах. Электродвигатели очень эффективны, их КПД может составлять более 90 %. [34] Производимые в настоящее время электродвигатели достаточно мощные, надежные и имеют низкие эксплуатационные расходы, так же могут иметь различные размеры. Электродвигатели способны работать в большом диапазоне скоростей и моментов без наличия коробки передач (хотя для осуществления этого требуется больше чем один двигатель). Использование электродвигателей для приведения транспортных средств в движение ограничивается главным образом трудностью получения постоянного источника электроэнергии необходимой величины.

Пневматические двигатели используются на транспортных средствах экспериментально (например в воздухомобилях). Они простые, эффективные, безопасные, дешевые, надежные и работают в различных условиях. Одна из трудностей, возникающая при работе пневматических двигателей это охлаждающий эффект расширения газа, что приводит к замерзанию двигателя, а использовать подогрев проблематично. [35] Охлаждающий эффект, однако, возможно использовать как систему кондиционирования. Эффективность пневматического двигателя падает при уменьшении давления газа.

Ионные двигатели используются на некоторых спутниках и космических аппаратах. Они эффективны только в вакууме, что ограничивает их использование только космическим пространством. Ионные двигатели работают от электроэнергии, но они также нуждаются в топливе, таком как цезий или ксенон. [36] Ионные двигатели позволяют разогнать космический аппарат до очень высоких скоростей, используя относительно мало топлива. Большинство ионных двигателей эксплуатируемых сегодня имеют небольшое ускорение. [37]

Преобразование энергии для функционирования

Механическая энергия, которую производят двигатели для приведения транспортного средства в движение, должна быть преобразована в механическую работу, что производится по средствам колес, винтов, сопел и аналогичных средств.

Помимо преобразования механической энергии в движение, колеса позволяют транспортному средству катиться по поверхности за исключением транспортных средств, которые передвигаются удерживаясь за рельсы. [38] Колесо — это очень древнее изобретение, обнаруженные его образцы созданы более чем 5000 лет назад. [39] Колеса используются во множестве транспортных средств: автомобилях, бронетранспортерах, вездеходах, самолетах, поездах, скейтбордах, тачках и др.

Сопла используются в сочетании с практически всеми используемыми реактивными двигателями. [40] Примерами транспортных средств, имеющих сопла, являются реактивные самолеты, ракеты и гидроциклы. Большинство сопел имеют форму конуса или колокола, [40] некоторые необычные проекты имеют вид клина. Существуют нематериальные конструкции сопел, к ним можно отнести сопло, представляющее собой электромагнитное поле, ионного двигателя. [41]

Что является самоходной машиной, правила управления

Определение самоходного транспорта есть в Постановлении правительства РФ № 796 от 12.07.1999 г (раздел Общие положения). Во втором пункте сказано, что самоходная машина является транспортным средством, имеет независимый привод, ДВС объемом от 50 см3. Если установлен электродвигатель, тогда его мощность должна быть больше 4 кВт.

Исходя из сказанного к самоходным машинам относятся трактора, машины для дорожно-строительных работ, механические ТС, способные передвигаться по дороге, но не являющиеся участниками дорожного движения.

Но есть исключения: к самоходным ТС не относятся автомототранспортные средства, скорость которых выше 50 км/час, а также боевая самоходная техника ВС РФ.

Основная задача самоходной машины заключается в выполнении определенных видов работ. Ее не используют для передвижения или перевозки чего-либо. Регистрируется техника в органах Гостехнадзора.

Управление самоходной техникой при движении по проезжей части подчиняется общим требованиям ПДД: соблюдение скоростного режима, внимательность на дороге, выполнение требований знаков и светофоров. Исключением считаются автомашины, занятые на определенных работах на дороге. Это касается снегоуборочной техники, коммунальных машин и спецтехники для дорожного строительства.

Возраст получения тракторных прав

Для того чтобы можно было сесть за руль трактора, требуется удостоверение тракториста. В удостоверении прописано 6 категорий и 4 подкатегории. Каждый пункт имеет свое возрастное ограничение:

1. Категория А. Здесь находятся ТС, которые никогда не выезжают на проезжую часть.

• Подкатегория I – мототранспортные внедорожные средства. Разрешен с 16 лет;
• Подкатегория II – внедорожные ТС с массой до 3500 кг и не больше 8 пассажирских мест (карьерные самосвалы и вездеходы). Разрешен с 19 лет;
• Подкатегория III – ТС для движения по бездорожью, масса от 3500 кг за исключение транспорта из подкатегории IV (карьерные самосвалы и вездеходы). Разрешен с 19 лет;
• Подкатегория IV- ТС для движения по бездорожью, с количеством пассажиров больше 8 (Перронные и вахтовые автобусы). Разрешен с 22 лет.

1. Категория В. Тракторы на колесах и на гусеницах, с мощностью мотора до 25,7кВт.
2. Категория С. Тракторы на колесах, мощность в пределах 25,7 – 110,3 кВт. Разрешен с 17 лет.
3. Категория D. Тракторы на колесах, мощность от 110,3 кВт. Разрешен с 18 лет.
4. Категория Е. Тракторы на гусеницах, мощность от 25,7 кВт. Разрешен с 17 лет.
5. Категория F. Самоходные машины, комбайны. Разрешен с 17 лет.

Какие основные виды

Первоначальная классификация ТС происходит по способу движения на поверхности и по типу двигателя. Таким образом, транспорт делится на:

• наземный, в том числе железнодорожный и автомобильный;
• подземный (метро);
• водный;
• воздушный.

СПРАВКА: Наземным транспортом можно назвать гужевую повозку (телегу, в которую запряжены животные, например, лошади или олени), верховую лошадь (а также осла или верблюда, если речь о более жарких странах, чем Россия).

Дорожный транспорт делится на три категории:

1. Механический — эта категория подразделяется еще на три: мототранспорт (мотороллер, мопед, мотоцикл), автомобили (легковые, грузовые, автобусы, троллейбусы, тягачи) и тракторы.
2. Комбинируемый — автопоезд.
3. Буксируемый — прицепы и полуприцепы.

По назначению пассажирские, грузовые и специального назначения

По назначению транспортные средства могут быть личными пассажирскими, маршрутными, грузовыми и специального назначения.

Легковые машины делятся на пять классов:

• 1 – особо малый класс, объем двигателя составлял до 1,2 л;
• 2 – малый класс, объем от 1,3 до 1,8 л;
• 3 – автомобили среднего класса, объем двигателя от 1,9 до 3,5 л;
• 4 – большой класс с объемом выше 3,5 л;
• 5 – высший класс легковых транспортных средств.

ВАЖНО! Существует международная система классификации транспортных средств. Есть три категории, которые обозначаются буквами L (имеют меньше 4-х колес), M (четырехколесные пассажирские), N (грузовые). Каждая категория включает в себя несколько видов транспорта.

Грузовые автомобили относятся к категории N в международной классификации. Делятся следующим образом:

1. N1 – грузовики с весом до 3,5 тонн.
2. N2 – ТС с массой от 3,5 до 12 тонн.
3. N3 – ТС с массой более 12 тонн

Транспортное средство может быть оборудовано под перевозку специализированного груза, например, нефтепродуктов, цемента, различных жидкостей, особо опасных веществ и прочего.

ТС специального назначения нужны для выполнения особых задач или перевозки необычных грузов. К таковым относятся пожарные машины, транспорт коммунальных служб, МЧС, оперативных служб, войсковые ТС, автокраны, автоэвакуаторы и т.п.

Категории транспорта для перевозки пассажиров и багажа

Пассажирский транспорт также подлежит классификации. Автобусы делятся на:

• городские (протяженность пути составляет 8-10 км);
• пригородные (путь составляет приблизительно 50 км, но может и больше);
• сельские («ходят» внутри села, поселка);
• междугородние;
• внутриобластные (100-200 км);
• межобластные (в среднем расстояние 300-400 км);
• международные.

Автобусы делятся по назначению на:

1. Школьные.
2. Экскурсионные.
3. Туристические.
4. Вахтовые (везут рабочих на вахту).
5. Служебные.
6. Специальные пассажирские (заказанные для поездки в определенное место, например, на фестиваль).
7. Городские маршрутные общего пользования.

Как правило, в автобусах, идущих на дальнее расстояние (то есть не сельских и не городских) предусмотрен багажный отсек. Им пассажиры могут пользоваться за дополнительную плату (иногда багаж включен в проезд, например, в туристических автобусах).

Особым пассажирским транспортом считаются трамваи и троллейбусы. До 2015 года даже не существовало отдельной категории водительских прав на эти ТС. Это городской электрический транспорт.

ВАЖНО! Пассажирский транспорт может принадлежать городскому транспортному ведомству или индивидуальному предпринимателю (организации).

Развозные грузовые автомобили

К классу N1, упоминавшемуся ранее, относятся так называемые развозные грузовики. Их грузоподъемность меньше 2 т. Компоновка – вагонная или полукапотная. Типы автомобилей различаются по форме кузова.

Развозные грузовики оборудуются цельнометаллическим фургоном с распашными задними и сдвижными передними дверями. Кстати, пикапы, которые находятся на границе грузовых и легковых автомобилей, являются подвидом развозных грузовиков.

Это либо модификации легковых автомобилей с грузовой платформой вместо багажника и задних сидений, которые встречаются на дорогах Европы, или специальные модели рамного типа с кабиной, которая может вмещать 2-3 или 5-6 человек.

Российские развозные грузовики – это семейства «Газель» и «Соболь» Горьковского автозавода. Производят пикапы и фургоны «ИжАвто», УАЗ и «ВАЗинтерСервис».

Классификация самоходной техники по категориям

Это разделение регламентируется теми же Правилами, которые утвердило Правительство РФ 12.07.1999 постановлением No796. В нём перечислены категории, на которые делятся данные виды техники. Что это значит? То, что при необходимости управлять той или иной машиной водитель сперва должен открыть соответствующую категорию в «правах». Для этого нужно в отделении Гостехнадзора сдать экзамены и оплатить госпошлину. В удостоверении будет указано не «водитель», а «машинист».

Классификация техники:

1. Категория А. К ней относятся машины, имеющие «максималку» 50 км/ч и меньше либо не имеющие допуска на дороги общего пользования. Имеет дополнительную классификацию: внедорожные мотоциклы (включая снегоход и квадроцикл); внедорожные автомобили с максимальной массой до 3.5 тонны и вмещающие до 9 сидячих пассажиров (с водителем). Например, небольшие вездеходы; внедорожные грузовики (более 3,5 тонны); внедорожные автобусы (более 9 сидячих мест).
2. Категория B. Колёсные и гусеничные машины, мощность двигателя которых составляет до до 25,7 кВт. Например, мини экскаватор или мини трактор (но не мотоблок).
3. Категория С. Колёсные (не гусеничные!) машины мощностью от 25,7 до 110,3 кВт. Пример – трактор МТЗ-80 «Беларус».
4. Категория D. Сюда попадают любые колёсные машины мощностью более 110,3 кВт. Например – могучий трактор К-744 «Кировец».
5. Категория Е. Гусеничная техника с двигателем мощностью больше чем 25,7 кВт. Это, в частности, бульдозер или снегоболотоход вроде ГАЗ-3409 «Бобр», который построен с использованием кузова от Соболя.
6. Категория F. Сельскохозяйственные устройства. Проще говоря, любой комбайн – кормоуборочный, свёклоуборочный, зерноуборочный и т.д. относится к этой категории.

Машины, имеющие пневматический ход, классифицируются по тем же признакам, что и другие.

Категория прав на погрузчик определяется его мощностью. Для небольших механизмов это А, но есть и такие, какие отвечают параметрам категории В или С. Вряд ли найдётся каток, который укладывается в А. Обычно каток подходит под категорию В, С или D.

Чтобы водить кран, который установлен на автомобильном шасси, и выполнять работы, связанные непосредственно с краном, нужно, кроме удостоверения водителя категории С, получить ещё удостоверение тракториста категории D.