tekst: NICK ARNOLD

pildid: ALLAN SANDERS

inglise keelest tõlkinud kalle klein

sisukord

autod . . . . . . . . . . . . . . . . . .

juhtimine . . . . . . . . . . . . .

mootor . . . . . . . . . . . . . . .

kolvid . . . . . . . . . . . . . .

kiirendus . . . . . . . . .

käigud . . . . . . . . . . . . . . . .

rattad . . . . . . . . . . . . . . .

vedrustus . . . . . . . . . . . .

rool . . . . . . . . . . . . . .

pidurid . . . . . . . . . . . . . . . .

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

4

JO-UD JA LIIKUMINEAuto mehhanismid, nagu

näiteks käigud, vähendavad nende liikumapanemiseks

vajalikku jõudu või energiat. Mõned neist muudavad jõu

suunda, muutes näiteks vastas-suunalise liikumise pöördliiku-miseks. Selles raamatus näita-vad kollased nooled jõudude tekitatud liikumise suunda.

Autod muudavad ühe energia vormi tei-seks. Bensiinis, diiselkütuses ja elektri-autode akudes esineb energia salvestatud (potentsiaalsel) kujul. Kui automootor kütust kasutab, muudetakse salvestatud energia liikumisenergiaks (kineetiliseks energiaks), mis paneb rattad pöörlema.

AUTOD JA ENERGIA

Ketaspidur

Vedru

AUTO AJALUGUAjajoonelt võib näha, millal mehhanismid autodes esimest korda kasutusele võeti ja kuidas need on aja jooksul muutunud – alates esimestest iseliikuvatest sõidukitest kuni tänapäeva superautodeni.

Diferentsiaal

autod

Ratas

Iga auto, olgu siis tegu kiire sportauto või peresõidukiga, on mõeldud inimeste vedamiseks ratastel, kasutades selleks mootori jõudu. Et mõista, kuidas autod töötavad,

tuleb aru saada nende erinevate mehaaniliste seadmete tööpõhimõtetest. See raamat seletab, kuidas sellised

mehhanismid töötavad, ja näitab, kuidas sa saad ise nende mudeleid ehitada, et ühe või teise seadme tööd jälgida.

Rooliratas

Gaasipedaal

Siduripedaal

Mootor

Veovõll

Piduripedaal

Käigukast

Veotelg

Mehhanismid,

nagu näiteks see vedru,

on ajajoone piltidel

kollast värvi.

See on vasakpoolse rooliga auto.

Suurbritannias ja Austraalias on

autodel rool paremal pool.

5

VASTASSUUNA-LINE LIIKUMINE

LINEAARNE LIIKUMINE

PÖÖRDLIIKUMINE

on liikumine edasi ja seejärel tagasi.

on liikumine sirgjooneliselt ühes

suunas.

on liikumine mööda ringjoont.

Kõik mudelite ehitamiseks vajalikud osad leiad raamatu lõpus olevast karbist. Pane mudelid kokku vastavalt juhistele. Koordinaadid (näiteks 13P) näitavad õigeid asukohti, kuhu osad plaadil kinnitada. Nii leiad punktid, kus poldid tuleb paigaldada

tagant ettepoole ja kinnitada mutriga.

Mudeli osad

Tööplaat

Igal mudeli osal, nagu näiteks

sellel hammasrattal, on kindel

värv, mis aitab teda teistel

piltidel ära tunda.

Teooria katsetamiseks saad tööplaadil ise mehhanisme kokku panna. Peale juhendilehe aitavad mudeleid ehitada ka tööplaadi pildid ja neile lisatud seletused (sellised nagu allpool).

MEHHANISMIDE TÖÖ

MUDELITE EHITAMINE

Mutter

Polt

Koordinaadid

13P

6

JUHTIMINEKujutle end autos rooli taga istumas. Sinu ees on

terve rida nuppe, pedaale ja näidikuid. Sellistest vahenditest nagu näiteks roolirattast on lihtne

aru saada. Teised on veidi keerulisemad. Iga juhtseadet kasutatakse mingi mehhanismi juh-

timiseks – kas siis iseseisvalt või koos teistega. Koos panevad need mehhanismid auto tööle.

Klaasipuhastihari

Peegel

Piduripedaal

Siduripedaal Gaasipedaal

Käigukang

KlaasipuhastidSuunatuled

Rooliratas

Signaal

Igal auto süsteemil on oma oluline ülesanne. Peamised süsteemid, mida tuleks tunda, on mootor, õhu- ja kütusesüsteem, veovõll ja käigud, rattad ja roolisüsteem, vedrustus ning pidurid.

AUTO SÜSTEEMID

Cugnot’ vanker oli esimene täieli-

kult iseliikuv maismaasõiduk.

Auru jõul liikus ta kiirusega

kuni 3,5 kilomeetrit tunnis.

See taga paikneva

bensiinimootoriga

kolmerattaline sõiduk

oli esimene tõeline auto.

Fordi uudne tootmisliini

meetod võimaldas

ehitada esimese odava

laiatarbeauto.

1769: nicolas-joseph cugnot’ auruvanker

1885: karl benzi auto 1908: ford t

Ajajoon

Külgpeegel

7

Ehita see hammaslattmehhanism valmis ja vaata, kuidas auto klaasipuhasti töötab.

Kui liigutad latti ühelt küljelt teisele, paneb selle vastassuunaline liikumine väikeratta ümber oma telje pöörlema – algul ühes ja siis teises suunas. Just nii toimub ka klaasipuhastite kaarekujuline liikumine tuuleklaasil. Nüüd liiguta väikeratast päripäeva ja vaata, kuidas latt liigub.

KLAASIPUHASTI TÖÖKlaasipuhasteid juhib lihtne mehhanism. Elektrimootor paneb pöörlema hammasrattad. Nendega on ühendatud vänt, mis muudab hammasratta pöördliikumise vastas-suunaliseks liikumiseks. Vändal on ühendusvarras, mis paneb hammaslati külgsuunaliselt liikuma. Lati peal on kaks väikeratast, mis liigutavad klaasipuhastiharju tuuleklaasil edasi-tagasi.

KLAASIPUHASTID

Elektrimootor paneb

pöörlema kruvi meenutava

tiguülekande.

Vänt muudab tiguülekande

hammasratta pöördliikumise

vastassuunaliseks liikumiseks.

Ühendusvarras paneb

hammaslati külgsuunaliselt

liikuma.

Kummist klaasipuhastihari

pühib tuuleklaasi puhtaks.

Edasi-tagasi liikuva

hammas lati vastassuunaline

liikumine paneb väikeratta

pöörlema.

Auto algne 1945. aasta välis-kuju püsis suures osas muutu-matuna kuni 2003. aastani. Selleks ajaks jõuti toota rekordilised 21 miljonit autot.

See töökindel ja säästlik auto oli esimene Ameerikas toodetud Toyota ning seda müüdi edukalt aastaid.

Koos tänavaäärsete laadi-

mispunktidega muutusid

elektriautod paljudes

linnades tavaliseks.

1945: volkswageni po-rnikas

1968: algas toyota corolla tootmine ameerikas

2008: esimesed lae-tavad elektriautod

Liiguta latti edasi ja

tagasi, et väikeratas

pöörlema panna.

Lati vastas-

suunaline

liikumine paneb

väikeratta

pöörlema.

Väikeratta külge

kinnitatud klaasipuhasti

vars teeb edasi-tagasi

kaarjaid pühkimisliigutusi.

8

´Jean Joseph Étienne Lenoir leiutas

esimese toimiva sisepõlemismootori.

Selle paigaldas ta oma sõidukile Hippo,

mis kasutas kütusena söegaasi.

Nikolaus Otto leiutas nelja-

taktilise mootori. Seda moo-

torit kasutatakse bensiini-

autodel veel tänapäevalgi.

Iowast pärit William

Morrison ehitas esimese

elektriauto, mille jõu-

allikaks olid 24 istmete all

paiknevat akut.

1860: sisepo-lemismootor 1876: otto 4-taktiline mootor

1890: elektriauto

mootor

Mootor asub sellel autol

ees, mõnedel aga võib

paikneda hoopis taga.

Kolvid veavad

väntvõlli, mis

pöörab veovõlli,

et omakorda auto

rattaid pöörata.

Kolvid liiguvad

neljataktilises

tsüklis alla, üles,

alla ja üles.

Sisselaskeklapp laseb

õhu kolvisilindrisse.

Veorihm on ühendatud

generaatoriga.

Väljalaskeklapp

laseb heitgaasil välja

pääseda.

Gaasijaotusrihm paneb

nukkvõlli väntvõlliga

samal ajal pöörlema.Elektriauto mootori jõuallikaks on akud, bensiini- ja diiselautol aga on sisepõlemismootorid. See tähendab, et kütus põleta-takse mootori sees. Enamikul sise põlemis mootoritel on neljataktiline töötsükkel. Iga takt on kolvi liikumine alla, üles, alla ja üles.

Ajajoon

Elektrigeneraator

muudab mehaanilise

energia elektrivooluks.

Nukkvõllile paigaldatud

nukid juhivad kütuse-, õhu

sisse- ja väljalaskeklappide

tööd.

9

Austria-Saksa

autoinsener Ferdinand

Porsche ehitas esimese

bensiini ja elektriga

töötava hübriidauto.

Citroën valmistas esimese

diiselsõiduauto 40 aastat

pärast seda, kui Rudolf

Diesel oli leiutanud

diiselmootori.

Honda heitgaasivaba

mudel FCX Clarity oli

esimene auto, mis töötas

vesinikkütusega.

1900: hübriidauto 1933: diiselmootoriga auto 2007: vesinik-elementidega auto

NELJATAKTILINE TSÜKKELEhita see nukkmehhanism valmis ja vaata, kuidas auto mootoriklapp töötab. Klapivedrut tähistab kummi-

pael. Pane sõrm sõrmeavasse ja pööra nukki päripäeva. Vaata, kuidas liugvarras üles ja alla liigub, venitades kummipaela. Kui sa pööramist jätkad, vallandab kummipael energia, viies klapi tagasi algasendisse.

KLAPI TÖÖ

Nukkvõll pöörleb

ja pöörab nukke.

Nukk pöörleb

ja surub klapile.

Kolvid liiguvad

alla, üles, alla ja

üles silindrites, mis

panevad väntvõlli

pöörlema ja auto

liikuma.

Kui nukkvõll pöörleb, suruvad nukid klappidele, pannes need õigel hetkel avanema. Kui nukid on surumise lõpetanud, sulguvad klapid vedrude mõjul.

KLAPID

Kolvi esimese takti ajal (allapoole) laseb sisselaskeklapp

õhu kolvi sisekambrisse. Lisaks pritsitakse kütust.

Teise takti ajal (üles) surutakse kütus ja õhk kokku.

Säde süütab kütuse ja õhu, surudes kolvi

kolmandas taktis alla (seda nimetatakse töötaktiks).

Kui kolb neljandas taktis taas üles liigub, avaneb

väljalaskeklapp, et heitgaas välja lasta.

Klapivedru

sulgeb klapi.

Kui nukk pöörleb, liigub

liugvarras üles ja alla,

venitades ja lõdvendades

kummipaela.

Nuki eend surub

kummipaelale, mis

toimib auto klapivedru

sarnaselt.

Kasuta sõrmeava,

et pöörata nukki

päripäeva.

Kui auto mootor töötab, siis kla-pid avanevad ja sulguvad ning neljataktilise tsükli vältel tekita-takse kindlatel aegadel säde.

Väljalaskeklapp

Süüteküünal Sisselaskeklapp