Самохідні екіпажі різних схем і конструкцій розроблялися багатьма винахідниками ще в XVI-XVIII століттях. Особливо цікаві винаходи були зроблені в Росії. У 1751—1752 роках Л. Шамшуренків збудував «самобіглу коляску», яку рухали за допомогою педалей. У 1784—1791 відомий російський винахідник І. П. Кулібін збудував «самокатку», яка мала своєрідну коробку передач, маховик, механічні гальма, роликові підшипники. Винайдення парової машини дало можливість французькому інженерові Кюньйо (1769—70) створити перший паровий автомобіль. Швидкий розвиток автомобілів почався після появи швидкохідних і економічних, двигунів внутрішнього згоряння. Таким двигуном був перший карбюраторний бензиновий двигун, створений у 1879 році російським винахідником-конструктором О. С. Костовичем. Його двигун важив 240 кг і розвивав потужність у 60 к. с.. Винайдення легкого, компактного поршневого двигуна внутрішнього згоряння мало велике значення для створення сучасного автомобіля. У 1885—1887 роках німецькі конструктори К.-Ф. Бенц і Г.Даймлер збудували перші автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння. Винятково важливу роль в удосконаленні й поліпшенні експлуатаційних якостей автомобіля відіграла радянська наукова автомобільна школа, створена М. Р. Брілінгом і Є. О. Чудаковим.
Загальна будова Ходова частина
Ходова частина складається з рами, переднього та заднього мостів (осей), підвіски і коліс з пневматичними шинами. Рама є основою для кріплення всіх механізмів автомобілів, а також кузова або кабіни і вантажної платформи у вантажних автомобілів. В легкових автомобілях і автобусах широко застосовуються безрамні конструкції, в яких всі механізми прикріплені до корпусу суцільнометалевого несучого кузова. Мости автомобілів передають вертикальне навантаження від рами або кузова на колеса, а штовхаючі і гальмові зусилля — від коліс до рами або кузова. Передній міст складається з балки і шарнірно з'єднаних з нею поворотних цапф, за допомогою яких автомобіль робить поворот. Задній міст виготовляють звичайно пустотілим. У ньому розміщена частина механізмів силової передачі. Підвіска пружно з'єднує мости з рамою і разом з шинами пом'якшує поштовхи и удари, що виникають під час руху автомобілів. Як пружний елемент підвіски застосовують ресори (пружні балки, складені з окремих сталевих листів) або виті пружини; вживають також стержньову (торсійну), гумову, пневматичну і пневмогідравлічну підвіски. Для передніх коліс легкових автомобілів широко застосовують так звану незалежну підвіску, в якій пружний елемент з'єднує раму або кузов безпосередньо з колесом. Для гасіння коливань підвіски в усіх легкових, а часто й у вантажних автомобілях встановлюють гідравлічні або механічні (фрикційні) амортизатори.
Двигун
Двигун Mercedes V6, 1996 року випуску.
Основним типом двигуна сучасних автомобілів є поршневий двигун внутрішнього згоряння. Значні перспективи розвитку має автомобіль з газотурбінним двигуном внутрішнього згоряння. Електричні (акумуляторні) автомобілі застосовуються для міських перевозок легких і дрібних вантажів. Парові автомобілі тепер майже не застосовуються. За видом палива, що вживається для поршневих двигунів внутрішнього згоряння, розрізняють:
карбюраторні,
газобалонні,
газогенераторні,
дизельні.
Карбюраторні та дизельні автомобілі становлять тепер основну частину автомобільного парку.
До дизельних автомобілів належать переважно вантажні автомобілі великої вантажопідйомності і автобуси середньої і великої місткості. Газобалонні і газогенераторні автомобілі працюють на місцевих видах палива.
Двигун перетворює теплову енергію палива в механічну, внаслідок чого на валу двигуна виникає обертаючий момент. Сучасні карбюраторні автомобільні двигуни працюють за чотиритактним робочим процесом. Вони мають потужність від 25 (мікролітражні автомобілі) до 450 к. с. (легкові автомобілі високого класу) при швидкості обертання колінчастого вала 3 000—4 500 об/хв. Дизелі застосовують чотиритактні і двотактні потужністю від 100 до 450 к. с. при 1 500—2 500 об/хв. Число циліндрів від 2 (мікролітражні автомобілі) до 12 (потужні двигуни важких вантажних автомобілів і двигуни легкових автомобілів великого літражу). Розміщення циліндрів звичайно вертикальне однорядне або V-подібне. Двигун розміщують в передній частині автомобіля по його поздовжній осі або з боку водія. В легкових автомобілях і автобусах двигун часто розміщують в задній частині вздовж або впоперек кузова.
Трансмісія
Типова схема силової передачі легкового автомобіля.
Силова передача (трансмісія) служить для передачі обертаючого моменту від колінчастого вала двигуна до ведучих коліс автомобіля. Вона складається з коробки передач, механізму зчеплення, карданної передачі, головної передачі, диференціала і півосей, з'єднаних з маточинами ведучих коліс. Коробка передач дає можливість збільшувати обертаючий момент на ведучих колесах автомобіля при збільшенні опору руху (наприклад, на підйомі, при розгоні). Крім того, вона дозволяє робити задній хід і забезпечує тривале роз'єднання двигуна з ведучими колесами, необхідне під час пуску двигуна і холостого ходу. За способом змінювання передаточного числа коробки передач поділяються на:
ступінчасті,
безступінчасті,
комбіновані.
У сучасному автомобілі найпоширеніші прості ступінчасті коробки передач. Зчеплення служить для роз'єднання і повільного з'єднання працюючого двигуна з коробкою передач, внаслідок чого забезпечується повільне рушання автомобіля з місця і зменшуються ударні навантаження на зубці шестерень коробки передач при їх переключенні. За способом передачі обертаючого моменту зчеплення поділяються на:
фрикційні — обертаючий момент передається за рахунок сил тертя між ведучими і веденими елементами механізму (звичайно дисками, що притискуються один до одного пружинами),
гідравлічні (гідромуфта) — обертаючий момент передається за допомогою рідини, що циркулює між ведучим елементом — насосним лопатевим колесом і веденим елементом — турбінним колесом,
комбіновані — застосовують в автомобілях з простою ступінчастою коробкою передач, бо гідромуфта забезпечує дуже повільний розгін автомобіля, але не запобігає ударам між зубцями шестерень коробки передач при їх переключенні як фрикційна муфта.
Карданна передача зв'язує агрегати силової передачі, вали яких розміщені під деяким кутом, що змінюється під час руху автомобілів. Вона складається з одного або кількох трубчастих карданних валів, карданних шарнірів (карданів) і проміжних опор. Кардани за своєю конструкцією поділяються на жорсткі і м'які.
Головна передача призначена для збільшення обертаючого моменту та передавання його від карданного вала до диференціала і далі на півосі, розміщені під прямим кутом до поздовжньої осі автомобіля. Головні передачі поділяються на:
шестеренчасті:
одинарні,
подвійні;
черв'ячні.
Механізм керування
Механізм керування автомобілем складається з двох систем: рульового керування і гальмової системи. Рульове керування складається з рульового механізму і рульового привода. Рульовий механізм перетворює поворот рульового колеса в кутове переміщення рульової сошки. Рульовий привод зв'язує сошку з поворотними цапфами керованих коліс. Він складається з поздовжньої рульової тяги, важелів поворотних цапф і поперечної рульової тяги.
У важких вантажних автомобілях і автобусах в систему рульового керування входять гідравлічні або пневматичні підсилювачі (сервомеханізми), що збільшують зусилля водія і значно полегшують його роботу. Для гальмування в автомобілі є дві системи:
основна, що діє від гальмової педалі;
допоміжна (стояночна), що діє від ручного важеля.
