このページでは、自動車の一般的な機能、およびそのさまざまな器官および構成要素について説明します (2006 年)。
自動車は次の要素で構成されています。
- 車輪は車両をサポートし、移動を可能にします。
- シャーシと車体は座席を備えた客室を構成します。
- サスペンション: シャーシとホイールの間に弾性のある接続を提供します。
- ブレーキ システムまたはブレーキは、車両を確実に減速および停止させます。
- 内燃エンジンや電気モーターが車両を推進します。
- トランスミッションコンポーネントは、エンジンからホイールにトルクを伝達します。
- 制御機器 (ステアリング ホイール、ペダル、メーター、クルーズ コントロールなど) を使用すると、問題の車両を運転できます。
- エネルギー タンク:燃料タンクおよび/またはバッテリーは、車両に一定の自律性を与えます。
- 快適性と安全性の要素が付属品として増え続けています。
機能している
エンジン…
エンジンの機能は、車両を動かすことができる力を生成することです。参照: エンジンに関する詳細な記事。
…熱
- 内燃エンジン (一般用語では誤って「燃焼エンジン」とも呼ばれます) は、空気と混合された燃料を消費し、燃焼残留ガスを放出します。その収率は改善していますが、依然として非常に低く、約 15 ～ 20% です。
- また、多量の熱も発生し、ラジエーターと呼ばれる空気/水交換器および空気/油交換器を介して外気に放出されます。
- 排気装置は、エンジンの騒音レベルと汚染排出物 (ガスや粒子) を現在の基準に準拠するレベルまで下げるために使用されます。
- 液体燃料はタンクから電動ポンプによってパイプとフィルターを通ってエンジンに運ばれます。燃料がガスの場合、燃料はレギュレーターを通ってエンジンに到達します。
- エンジンは、他の付属品の中でもとりわけ、低電圧電力の生成を担うオルタネーターを駆動します。これにより、車両のすべての電気アクセサリに電力が供給され、並行してバッテリーが再充電され、エンジン停止時に電気エネルギーが供給されます。
- 出力シャフトに円運動またはトルクを生成します。
…電気
電気モーターは、バッテリーとして取り付けられた牽引用の特別な蓄電池からエネルギーを引き出します。
- 加速段階では、モーターは電気エネルギーを仕事に変換し、制動時には車両の慣性力を電気エネルギーに変換してバッテリーを充電します。双方向調整システムがモーターをバッテリーに接続します。
- 開発中のバリアントでは、燃料電池システムを使用して電力を供給します。これらのアセンブリは原則として、静かな動作、汚染の少ない、そして最終的には内燃エンジンを置き換えるのに十分な柔軟性を可能にします。
…混合またはハイブリッド
ハイブリッド エンジンは、熱エンジンの利点と電気モーターの利点を組み合わせています。
- 車両には 2種類のエンジンが搭載されており、パワー エレクトロニクスと組み合わせた車載コンピュータシステムがエンジンの相補性と、要求や制約に応じて利用可能なリソースを管理します。
- このタイプの電動化は、設計と製造がより複雑ではあるものの、従来の熱システムや電気システムと比較して、(理論上は) 特に環境に優しいものです。特に、熱機関単独よりも CO 排出量を大幅に削減できます。
- 最も明白な利点は、バッテリーが放電しない限り、熱機関は一定の速度でのみ作動するため、これらの排出が最も望ましくない場所、つまり都市が排気ガスによって汚染されないことです。
参照：ハイブリッド車
伝染 ; 感染
ギアボックス
ギアボックスは、エンジンの回転速度が一定であっても車の速度を変更することを可能にし、特に内燃エンジンの場合は利用可能なエンジントルクをニーズに合わせて調整することを可能にする器官です。
ギアボックスは、車軸上の可動ギアと固定ギアのアセンブリであり、密閉されたハウジングに密閉され、飛沫または圧力によって潤滑されます。内燃エンジンにはすべての回転速度で十分なトルクが得られないため、このシステムによりホイールとエンジンの間の重要なギア比を変更することが可能になります。
ギア比とは、エンジンの回転数と駆動輪の回転数の関係を指します。
このギアボックスは、手動、ロボット、自動、または連続可変にすることができます。
- マニュアル ギアボックスには、多くの場合、前進ギア5 ～ 6 段(最近では7 段) と後進ギア 1 段が付いています。
- 一部のオフロード車には追加のギアボックス (トランスファー ボックス) があり、オフロードでの使用を目的としたより短い範囲のレシオを提供します。このタイプのボックスでは、ショートギアとロングギアに切り替えるときにトラクションが中断されます。
- ロボット ギアボックスは、油圧または電気技術のモーターまたはアクチュエーターによって操作される手動ギアボックスです。ギアチェンジはドライバーによって制御されるか、電子コントローラーによって管理されます。
- オートマチックトランスミッションはさらなる快適性を提供し、ギアを変更するためにトラクションを中断する必要がありません。管理は油圧を制御する電子オートマトンに委託されます。
- エンジンとギアボックスの間に配置された油圧トルクコンバータは、低回転時のトルクを増加させ、ジャークを除去します。
- コンバーターとオートマチック トランスミッションは、大幅な運転快適性を得るために若干の過剰消費をもたらします。
- 無段変速機 (CVT) は、2 つのプーリーを接続するベルトで構成されています。1 つはエンジン側、もう 1 つはディファレンシャル側にあり、プーリーの直径は変化し、エンジンが提供するトルクに応じて要求を自動的に調整します。
ブリッジ、ディファレンシャル、ユニバーサルジョイント
ブリッジ (多くの場合、前輪駆動車のギアボックスと同じハウジング内にある) により、同じ車軸の 2 つの車輪に動きが伝達されます。ブリッジは、ユニバーサル ジョイントを備えた 2 つのシャフトまたはハーフ トランスミッションによって車輪に接続されています。
ディファレンシャルは車軸に組み込まれており、カーブでの左右の車輪の回転速度の差を許容します。この装置がなければ、歩くペースで運転せずに方向転換するのは非常に困難です。オフロードでの使用を目的とした車両では、ディファレンシャルのロック システムにより、1 つまたは複数の車輪のグリップがゼロの状態でも牽引が可能になります。
トラクション
前輪駆動では、エンジンのトルクが前輪に伝達されます。
推進
後輪駆動では、エンジンのトルクを受けるのは後輪です。エンジンが後部に配置されていない場合、動きはトランスミッション シャフトを使用して伝達されます。ブリッジは後輪の間に配置されています。
4×4
全輪駆動車では、特にオフロードで最大のトラクションを提供するために、2 つのシステムが共存します。特定の実装では、ディファレンシャルを備えたフロントアクスルとリアアクスルを接続するシャフトにより、これらのアクスル間でトルクを動的に分配することができます。
制動
減速する
車の速度を落とすには 3 つの方法があります。
- エンジンブレーキの使用。ギアボックスのギアを変更して、燃料が供給されなくなったときにエンジンに一定の抵抗がかかる速度にエンジンを設定します。
- ブレーキペダルを踏むとブレーキが作動します。
- ハンドブレーキを使用して車両を固定することができます。ハンドブレーキ レバーはケーブルを引っ張って、特定の機構によってフロント ブレーキ、または多くの場合はリア ブレーキを作動させます。
メインブレーキはほとんどの場合油圧制御されていますが、電気制御も登場し始めています（これまでのところ非常にまれです）。
- ブレーキ ペダルを踏むとアンプが作動し、特殊なオイルが満たされたシリンダー内にピストンを押し込みます。
- 加圧されたオイルはシリンダーから 2 つの交差した回路の方向に排出されます。 1 つは左前輪と右後輪を制御し、もう 1 つは右前輪と左後輪を制御します。このシステムは、2 つの回路のうちの 1 つに障害が発生した場合でも、最小限のバランスのとれたブレーキを維持します。
- ホイールに取り付けられたブレーキは油圧を受けて、固定部品を可動部品に対してクランプします。
- ガスケットまたはパッドと呼ばれる固定部品は、徐々に摩耗し、温度上昇に耐え、良好な機械的接触を確保する特殊な素材で作られています。
- 車輪とともに回転する可動部品は、車両の運動エネルギーの損失によって生じる熱エネルギーをすべて放散する必要があるため、強化金属で作られています。
- ディスクの場合、パッドは 1 つまたは複数の油圧ピストンによってディスクの両面にクランプされます。ブレーキがかかる車両では、ディスクは自己換気されます。
- ドラムの場合、二重油圧ピストンによってライニングがドラムの内面に押し付けられます。
- ABS (アンチブロッキングシステム) システムは、激しいブレーキング時やグリップが低い状態でのホイールロックを排除します。他の車輪よりも低い回転速度を検出するとすぐに、1 つの車輪のブレーキ回路内の圧力を解放します。この装置により、ドライバーは車両の方向制御を維持できるようになり、ブレーキがわずかに軽減されます。
- 緊急ブレーキアシスト ( AFU ) システムにより、ブレーキペダルを踏む速度に基づいて検出され、緊急ブレーキの最初の瞬間から最大出力でブレーキをかけることができます。これは必ずABSに関連付けられます。
- ESPシステムは、ブレーキシステムとエンジン出力制御の両方に作用することで、軌道を大幅に修正することが可能です。
パーキングブレーキ
このシステムは次のもので構成されています。 多くの場合手持ちのレバー、場合によっては追加のペダルです。このレバーはケーブルを引っ張ります。ケーブル自体が同じ車軸の車輪（多くの場合は後輪、場合によっては前輪）のブレーキ システムを機械的に作動させます。 。
地面との接触
ホイールは 4 つと、取り付けられていないスペアホイールが 1 つあります。後者は、スペースの理由から、パンク防止キット、またはタイヤが減ったホイール（次のガレージまで適度な速度で走行できるパッド）に置き換えられることがあります。
- 各ホイールは、リムにタイヤが取り付けられて組み立てられて形成されます。このアセンブリは密閉された空間を形成し、空気と、場合によっては窒素（損失を少なくするため）で膨張（圧力下で充填）されます。
- タイヤは、いかなる状況であっても、タイヤだけで地面と車両との接触を確保するため、非常に重要な役割を果たします。このため、タイヤを良好な状態に保ち、適切な空気圧を維持することが重要です。スペアホイールを含むすべてのホイールの圧力をほぼ毎月チェックすることをお勧めします。窒素による膨張により検証の周期を延長することが可能になりますが、いかなる場合も検証を排除することはできません。
ペンダントライト
油圧ショックアブソーバーに結合された 1 つまたは複数のスプリングと関連付けられたアーム システムが、各車輪と車両シャーシの間の弾性接続を構成します。
この機械アセンブリの設計は、モデルやメーカーによって非常に異なります。複雑な電子支援型油圧空気圧システムを使用するものもあります。しかし、そのようなサスペンションのコストは非常に高価であるため、高級車専用です。
サスペンションには主に 2 つのタイプがあります。
- 独立: 各車輪は、同じ車軸上の他の車輪に影響を与えることなく動作を実行できます。乗用車に最も多く使用されているタイプのサスペンションです。快適でハンドリングも良好です。
- 剛体: 同じ車軸の車輪はしっかりとリンクされており、一方の車輪の動きが他方に影響を与えます。このタイプのサスペンションは重い荷物を支えることができるため、重量物運搬車に使用されます。リジッドアクスルは、その堅牢性のために今でもオフロード車で使用されています。
特殊なケース: 最近の重量物車両では、キャビン自体がシャーシに対して吊り下げられています。
注文
方向
車の操縦を可能にするシステムは、いくつかの部分で構成されています。
- 制御装置は通常円形のステアリング ホイールであり、ドライバーの手でステアリング システムにトルクを加えることができます。ドライバーの前にあるステアリングホイールは、通常、ドライバーの体型や習慣に最もよく適応するように調整可能です。
- 車が直進するとき、前輪は後輪の軸と平行な同じ軸上にありますが、回転中は前輪の軸と後輪の軸が一致する必要があるため、前輪は平行ではなくなります。
- ドライバーが加えた動きの伝達は、コントロールホイールの中央に固定されたステアリングコラムで行われます。ステアリングギアを介してステアリングロッド (車輪に直接作用) にトルクが伝達されます。
- ハウジングは、ラックと噛み合うピニオン システム、またはボール循環を備えたスクリュー システムのいずれかです。
- ステアリングアシストにより、ドライバーはステアリングホイールに大きな力を加える必要がなくなります。一般に、車両を操縦するために必要な力でステアリングホイールにかかる力を多かれ少なかれ増幅することで自己適応します。これらの努力は当然変化し、車両の速度に反比例します。
ペダル
左から右へ:
- クラッチペダル(マニュアル ギアボックスを備えた車両にのみ装備されています) は、ギアボックスをエンジンから切り離すことにより、トラクションの損失を引き起こし、ギアボックス内のギア変更を可能にします。
- ブレーキ ペダルは、このペダルにかかる圧力に比例してブレーキ システムに圧力を伝達します。
- アクセル ペダルは、エンジンに要求される出力を調整します。
電気制御
ドライバーはステアリングホイールの周囲にさまざまなコントロールが配置されているため、道路から目を離さず、ステアリングホイールから手を握ることができます。
これらのコントロールのレイアウトは標準化されていませんが、フランスのメーカーはほぼ同じレイアウトを採用しています。
- 左：
- 照明と外部信号を制御するためのいくつかの位置を備えたレバーがあります (照明のオンはダッシュボードのトグルボタンによって制御される場合があります)。
- 右：
- レバーでフロントとリアのワイパーを制御します。
- 多くの場合、後戻りして、複数のコントロール ボックスを使用してカー ラジオを制御できます。
- ホーンは、いずれかのレバーの端またはステアリング ホイールの中央を押すと作動します (車種によって異なります)。
ディスプレイ
ダッシュボードに組み込まれたキャップの下 (光の反射からフロントガラスを保護)、通常はドライバーに面し、ダッシュボードの中央にある場合もありますが、ドライバーに面しています
- 燃料レベルインジケーター。
- インジケーターライトは同じキャップの下に配置されており、パイロットライト、コード、ヘッドライト、インジケーター、追加の照明と信号のオンなど、特定のイベントをドライバーに思い出させます。
- 警告灯：油圧異常、水温異常、バッテリー充電異常、各種アクセサリーの動作表示灯が同一スペースにまとめられています。
- 多くの場合、 1 分あたりのエンジン回転数を示す回転カウンターが表示されます。エンジン回転速度を超えてはいけないことを示す赤色で囲まれた領域が含まれます。
- 時計はダッシュボードのスペースの隙間を効果的に埋めます。
- さまざまなインジケーター: 油温、水温、気温、油圧、ターボ圧力、電圧計、電流計を追加できます。
安全
衝撃時の乗員保護
クランプルゾーンとサバイバルセル
最新の車両は、周辺領域 (エンジン フード、トランク、側面) の変形によって衝撃が緩和され、強化構造の恩恵を受ける客室の完全性を維持するように設計されています。
構造レベルでは、部品は変形するようにサイズ設定されます。正面衝突の場合、力はサイドメンバー、ボディ側面、フロアを通過します。側面衝突の場合、応力経路は中足部、床、屋根です。どのような場合でも、私たちは「3つの努力」でショックを乗り越えようとします。
エアバッグ
エアバッグまたは安全クッションは、一定の減速力と一定の速度で作動し、車両の乗員が受ける衝撃をより長い時間にわたって分散させることによって制限します (衝撃の強さは、衝撃の減少に応じて変化します)。速度と、この速度を低下させるのに必要な時間）。固定障害物に衝突した場合、時速約 50 km までの人命を救うことができます。
シートベルト
シートベルトは、走行中の車両の衝突時に乗員を座席に留めておくのに役立ちます。車両から飛び出たり、車室内の一部（ダッシュボード、フロントガラスなど）に突出するのを防ぎます。プリテンショナーとフォースリミッターを装備しており、エアバッグと同様に衝撃のエネルギーをベルトクリップに伝達することで衝撃の力を最小限に抑えます。
屋外照明と看板
- 車両四隅の常夜灯またはポジションライト（欧州ではフロント：白/リア：赤）
- ロービームとメインビーム（ホワイト）
- ブレーキライトは後部にあり、ブレーキペダルを踏むと点灯します。 （赤）
- バックライトは後部にあり、リバースギアを入れると点灯します。 （白）
- 車両の四隅にある点滅ライトは、車両の方向の変化を他の道路利用者に知らせる役割を果たします。 （オレンジ）
- ハザードランプは、危険（車両の異常停止または異常な速度での走行）を知らせるために使用されます。両側のライトが同時に点滅します。 （オレンジ）
- クリアランス インジケーターは常時点灯しており、多くの環境で車両の視認性を高めます。 （オレンジ）
- フロントフォグランプは、霧の天候時にドライバーの視認性を向上させるために使用されます。 （白）
- リアフォグライトは、霧の天候時に後方から近づいてくる他のユーザーに対する車両の信号を改善します。 （赤）
ブザー
自動車には、ドライバーが車外の人々に危険を警告できるように、可聴警報装置を装備することが義務付けられています。
特に都市部では使用が厳しく規制されています。
鏡
バックミラーは車の運転に欠かせないアクセサリーです。これらは調整可能なミラーで構成されており、ドライバーが振り向かなくても後方を見ることができます。
インテリアバックミラー
通常、フロントガラスの上部、ドライバーに面した中央の位置に配置され、ドライバーは車両の後ろで何が起こっているかを視覚化できます。このミラーには昼用と夜用の 2 つの位置があり、双方向ミラーの後ろに 2 番目のミラーが配置されており、車両を追跡することによる眩しさを制限します。
エクステリアミラー
外部ミラーは、空気力学的乱流を発生させるため、約 3% の追加消費を引き起こします。現在の技術基準では、カメラとスクリーンのペアによる置き換えは認められていません。
ワイパー
フロントガラス ワイパー (ウィンドウ ワイパーとも呼ばれます) はゴム製のスキージで、アームに取り付けられてフロントガラスに圧力を加え、車室内から制御される電気モーターによって作動します。
フロントガラスのサイズやアームのデザインによって数が異なります。車から降りることなく、フロントガラスだけでなくリアガラスも掃除できます。
これらは必然的にフロントガラスウォッシャー、つまりタンクから汲み上げた水をフロントガラスに噴射して洗浄を助ける電動ポンプと関連付けられています。
快適
主な快適要素は次のとおりです。