Com a producte emblemàtic de la civilització industrial moderna, els cotxes són molt més complexos del que la majoria de la gent pensa. Exteriorment, és una barreja de metall, plàstic i vidre, però a l'interior hi ha un complex sistema de maquinària, sistema de control electrònic i gestió de l'energia. Entendre com funciona un cotxe requereix domini del seu marc estructural bàsic. Aquest article començarà amb quatre mòduls bàsics de sistema d'alimentació, xassís, estructura de carrosseria i sistema elèctric, i analitzarà l'estructura bàsica de l'automòbil de manera sistemàtica.
I. Tren motriu: el cor i els vasos sanguinis del cotxe
El sistema d'alimentació és el nucli del cotxe, encarregat de convertir l'energia química del combustible en energia mecànica per impulsar el cotxe cap endavant. Els trens de propulsió d'automòbils moderns consisteixen principalment en motor, sistema de transmissió i sistema de refrigeració.
Motor
El motor, el "cor" del cotxe, crema combustible per generar energia. Els motors de gasolina funcionen en un interval de quatre-temps (admissió, compressió, potència, escapament), mentre que els motors dièsel conversió d'energia mitjançant l'encesa per compressió. El motor està format per components de precisió com ara cilindres, pistons, cigonyals i arbres de lleves que giren contínuament a milers de revolucions per minut. Per exemple, el diàmetre del cilindre d'un motor de quatre cilindres de 2,0-litres és d'uns 86 mm i la carrera del pistó és d'uns 86 mm. La conversió d'energia eficient s'aconsegueix mitjançant un control precís de la sincronització de la vàlvula i la injecció de combustible.
Sistema de transmissió: el sistema de transmissió actua com els "vasos sanguinis" d'un cotxe, passant la potència del motor a les rodes motrius. Inclou components com l'embragatge (o convertidor de parell), la caixa de canvis, l'arbre de transmissió i el diferencial. Les caixes de canvis manuals aconsegueixen diferents relacions de transmissió mitjançant combinacions d'engranatges, mentre que les caixes de canvis automàtiques es basen en acoblaments hidràulics i engranatges planetaris per aconseguir la CVT. Agafeu una transmissió automàtica de 8 velocitats, que té quatre jocs d'engranatges planetaris i cinc embragatges de canvi, i ofereix vuit marxes davanteres per mantenir el motor en una marxa òptima.
Sistema de refrigeració: el sistema de refrigeració manté la temperatura de funcionament del motor mitjançant la circulació del refrigerant. Els motors moderns solen funcionar a temperatures entre 85 i 105 graus centígrads, una temperatura massa alta pot provocar explosions i una temperatura massa baixa pot augmentar el consum de combustible. El sistema de refrigeració inclou components com bomba d'aigua, radiadors i termòstats. En el cas d'un motor 1,5T en particular, el seu cabal de circulació de refrigerant pot arribar als 30 litres per minut i el radiador té una superfície del radiador de més de 0,5 metres quadrats, assegurant una dissipació eficient de la calor.
ii. Sistema de xassís: L'esquelet i els músculs d'un cotxe
El sistema de xassís constitueix la base mecànica d'un cotxe, donant suport a la carrosseria, transmetent potència i aconseguint funcions de direcció i frenada. Consta de quatre subsistemes: transmissió, transmissió, sistema de direcció i sistema de frens.
Línia de propulsió
A més del motor, el sistema d'accionament inclou un cardà i un eix motriu. Un cotxe de tracció-roda- davantera transfereix la potència a través d'un connector de velocitat constant, i un cotxe de-roda-tracció posterior distribueix la potència a les rodes posteriors mitjançant un eix motriu i un diferencial. El sistema de tracció a totes les -rodes adopta un embragatge multi-peça o un acoblament viscós per distribuir dinàmicament la potència entre els eixos davanter i posterior per millorar la pasabilitat del vehicle.
Cinta de córrer
Les línies de transmissió inclouen xassís, eixos, suspensió i rodes. La suspensió independent millora la comoditat ja que permet que les rodes esquerra i dreta rebotin de manera independent, mentre que la suspensió no-independent té una estructura senzilla i un baix cost. El sistema de suspensió d'aire s'utilitza àmpliament en vehicles de luxe per ajustar l'alçada del vehicle de manera dinàmica mitjançant la regulació de la pressió de l'aire.
Sistema de direcció: els cotxes moderns generalment utilitzen sistemes de direcció assistida elèctrica (EPS) amb motors elèctrics per ajudar a la direcció. A la berlina de mida mitjana-, per exemple, el seu sistema EPS proporciona 2,5 N·m de parell auxiliar a baixes velocitats, redueix automàticament la força d'assistència i millora l'estabilitat de la direcció a altes velocitats.
Sistema de frenada: el sistema de fre inclou el fre, el mecanisme de transmissió del fre i el dispositiu d'assistència al fre. Els frens de disc s'aconsegueixen subjectant el disc de fre amb una pinça, mentre que els frens de tambor utilitzen la fricció d'expansió de les sabates de fre al tambor de fre. El sistema de frenada anti-ABS evita que les rodes es bloquegin completament mitjançant l'ajust de la pressió dotzenes de vegades per segon, mantenint la capacitat de direcció durant la frenada.
III. Estructura de la carrosseria: pell i esquelets d'un cotxe
La carrosseria del cotxe és alhora el mòdul de protecció de la tripulació i la base del disseny del cotxe. La carrosseria moderna del cotxe adopta una sola estructura de carrosseria, la carrosseria i el marc estan integrats, mitjançant una barreja raonable d'acer d'alta resistència i aliatges d'alumini, per aconseguir un equilibri de lleugeresa i seguretat.
Estructura del cos blanc
El cos blanc està soldat des del conjunt del sòl, del conjunt del panell lateral, del conjunt del sostre i de la coberta doble de quatre-portes. Un SUV, per exemple, és blanc, està fet d'un 18% d'acer-conformat amb calor i té una resistència a la tracció de més de 1.500 MPa, absorbint de manera efectiva l'energia durant una col·lisió.
Disseny de seguretat
El disseny de seguretat corporal inclou zones d'absorció d'energia de col·lisió i càpsules de protecció dels ocupants. La zona d'absorció d'energia cap endavant absorbeix l'energia de col·lisió a través de la zona de plec, mentre que les àrees clau, com ara les columnes A i B, protegeixen l'espai de la tripulació amb acer ultra-de gran resistència. Els dispositius de seguretat passiva, com ara les coixins d'aire de cortina laterals i els cinturons de seguretat pre-tensos, milloren encara més la seguretat en cas de col·lisió.
IV. INTRODUCCIÓ Sistema de potència: Els nervis i el cervell dels cotxes
El sistema elèctric modern d'automoció consta de tres parts: sistema d'alimentació, equips elèctrics i sistema de control electrònic. El nombre d'unitats de control electrònic supera les 100.
Sistema de subministrament elèctric
El sistema d'alimentació està format per una bateria de plom-àcid de 12 V i generadors que alimenten tot l'equip elèctric del vehicle. El sistema d'arrencada-aturada està equipat amb una bateria millorada per suportar les operacions freqüents d'arrencada-parada del motor. El sistema híbrid suau de 48V recupera energia i ajuda d'energia afegint bateries d'ions de liti i un motor BSG.
Control electrònic: ECU com ara ECM (mòdul de control del motor), TCM (mòdul de control de la transmissió) i BCM (mòdul de control del cos) comparteixen dades a través del bus CAN. El control de creuer adaptatiu, per exemple, recopila dades del radar i les càmeres i després ajusta automàticament la velocitat i la distància mitjançant els càlculs de l'ECU.
Connectivitat intel·ligent: Hyundai Motor està equipat amb un-sistema d'informació d'entreteniment per al cotxe, un sistema de navegació i un mòdul de xarxa de vehicles. El sistema de cabina intel·ligent d'una marca inclou un xip Qualcomm 8155 que admet comunicacions 5G i actualitzacions OTA, així com control de veu, reconeixement de gestos, navegació AR i molt més.
Des de locomotores de vapor fins a vehicles elèctrics intel·ligents, les estructures d'automòbils han evolucionat des del domini mecànic fins a la integració electromecànica. Entendre l'estructura bàsica d'un cotxe no només pot ajudar els consumidors a prendre decisions de compra més racionals, sinó que també pot proporcionar una base cognitiva per al desenvolupament futur de la tecnologia de l'automòbil. L'estructura del cotxe està sent revolucionada per les noves tecnologies d'energia i de conducció intel·ligent, però la lògica arquitectònica dels quatre mòduls bàsics-sistema d'alimentació, xassís, carrosseria i elèctric-continuarà.
