Устройство автомобиля для чайников: четыре составляющие
Автомобиль, в котором мы ездим – продукт во всех отношениях сложный. И чтобы управлять им безопасно и чтобы пользоваться всеми его функциями (и за что заплачены ваши деньги), надо хотя бы в общих чертах знать, как он устроен.
Курс обучения на водительские права во всех развитых странах всегда содержит хотя бы немного информации о строении автомобиля. Это совершенно верно, даже если большинство граждан ездит на новеньких машинах и никогда не открывает капот. Ведь только зная назначение основных узлов и агрегатов, можно ожидать от них и от машины в целом определенного поведения и реакции на работу органами управления.
Современный кузов проектируется с учетом требований к безопасности пассажиров в случае тяжелого ДТП
Кузов
Это главная часть машины, ведь в нем размещаются пассажиры и багаж, и к нему также крепятся все агрегаты и системы, которые приводят машину в действие. От кузова зависит вид машины, ее функциональность и статус модели. Снизу, под днищем расположена ходовая часть, спереди (реже сзади) – двигатель и трансмиссия.
Еще одно важное назначение кузова – защита пассажиров при ДТП. Современные кузова имеют “мягкие” переднюю и заднюю части и жесткую, прочную капсулу салона, гдеразмещаются люди. В случае ДТП передок или задок легко сминается, поглощая энергию удара. Зато пассажиры внутри не испытывают больших нагрузок и не травмируются, ударяясь о детали интерьера.
Читайте также: Как автопроизводители обманывают с типом кузова
ДвигательАбсолютное большинство автомобилей сегодня имеют под капотом двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В нем топливо, сгорая в цилиндрах, толкает поршни, которые вращают коленчатый вал – который, в свою очередь, передает свой крутящий момент через трансмиссию на колеса.
Большинство современных двигателей имеют четыре цилиндра, но не редкость и трехцилиндровые конструкции
Двигатель имеет несколько систем, отказ которых приводит к остановке автомобиля: система зажигания, электрооборудование, топливная система и система охлаждения.
Последние пять-десять лет большую популярность приобретают электромобили, которые вместо ДВС имеют электромотор и аккумулятор. В гибридных автомобилях есть и ДВС, и электромотор, в зависимости от модели авто и режима движения они могут работать и по очереди, и одновременно.
Трансмиссия
Чтобы передать мощность от двигателя к колесам, используется коробка передач и приводы к колесам – так называемые ШРУСы и иногда карданы. У автомобилей с приводом на все четыре колеса (полный привод или 4х4) может быть еще раздаточная коробка и специальная муфта подключения второй пары колес.
Автоматическая трансмиссия классического типа (гидромеханическая АКП) на сегодня является одним из самых сложных агрегатов автомобиля
Коробка передач бывает с ручным переключением или автоматическая, последняя в свою очередь бывает классическим автоматом или роботизированным. «Роботы» тоже бывают разные – простые (дешевые) и преселективные (с двумя сцеплениями, дорогие).
Читайте также: Коробка передач – робот, автомат или механика: в чем разница
У полноприводных трансмиссий одна ось (чаще всего передняя) постоянно ведущая, а вторая подключается при необходимости – водителем или автоматически. В электромобилях трансмиссия упрощена и не требует от водителя переключений, у гибридов, наоборот, трансмиссия сложная и управляется электроникой.
Ходовая часть
Главное в ходовой – колеса. Через них автомобиль опирается на дорогу, они же держат машину на курсе, заданном водителем. Современные конструкторы пытаются расставлять колеса как можно ближе к углам кузова, потому что так автомобиль будет наиболее устойчивым на дороге. К кузову оси колес прикреплены не жестко, а через рычаги с шарнирами и пружинами – чтобы кузов и пассажиров не трясло на ухабах. Кроме мягких элементов – пружин (рессор) в ходовой части есть еще демпфирующие элементы – амортизаторы. Без них машину будет очень раскачивать на неровностях, а колеса плохо будут держаться за дорогу.
На современных авто существует несколько схем подвески колес, все они являются компромиссом между плавностью хода и чувствительной управляемостью
К ходовой также относят рулевое управление. Поворачивая руль, водитель через механизм с шестернями толкает тяги, которые направляют передние колеса в указанную сторону.
Рулевое управление состоит из многих компонентов, но постоянного внимания требуют обычно шарниры тяг – их следует вовремя заменять
Рекомендация Авто24
В дополнение к общим знаниям о строении автомобиля каждому автовладельцу желательно знать несколько главных особенностей его собственной модели. Например, это могут быть особенности переключения передач в роботизированной АКП, выгодный (для ускорения или экономии топлива) диапазон оборотов двигателя, правильное использование полного привода в трансмиссии и тому подобное. Об этих нюансах можно узнать у опытного владельца, у мастера СТО или в дилерском центре.
Читайте также: Как проверить ходовую при покупке машины
Устройство автомобиля для чайников: разбираемся вместе
Изобретение автомобиля в корне изменило человеческую жизнь, причем как в положительную, так и в негативную сторону. На сегодняшний день автомобиль – это не только средство передвижения, но и показатель статуса и положения в обществе.
Практически каждая семья имеет в своем распоряжении хотя бы один автомобиль, а существуют и города, где автомобилей уже давно больше чем людей.
Для того, что бы понимать, как управлять транспортным средством и как правильного его эксплуатировать нужно, знать, по крайней мере, из чего оно состоит и как работает. Каждый владелец автомобиля не раз интересовался устройством своего железного коня. Для некоторых достаточно владение базовыми знаниями, а некоторые предпочитают изучить каждую деталь автомобиля. Конечно, для того, что бы охватить все нюансы устройства автомобиля потребуется, как минимум написать книгу, а вот для того, что бы понимать основу и знать элементарное, достаточно прочитать данную статью.
Возможно для кого-то устройство автомобиля – это высшая математика, но если потратить немного времени и вникнуть в суть, все достаточно просто. Теперь обо всем по порядку.
- 1.Основные узлы и системы
- 2. Краткий обзор видов моторов
- 3. Краткий обзор видов КПП
- 4. Тормозная система
- 5. Сцепление
1.Основные узлы и системы
Несмотря на то, что сегодня существует огромное количество разных марок и моделей автомобилей, практически все они устроены по одному и тому же принципу. Речь идет о легковых транспортных средствах. Схема устройства автомобиля условно делиться на несколько частей:
•
Кузов автомобиля или несущая конструкция. Сегодня кузов автомобиля является его основой, к которой крепятся практически все агрегаты и узлы. Кузов, в свою очередь, состоит из штампованного днища, передних и задних ланжеронов, крыши, моторного отсека и остальных навесных составляющих. Под навесными составляющими подразумевают двери, крылья, капот, крышку багажника и пр. Данное разделение достаточно условно, поскольку все детали автомобиля, так или иначе, связаны между собой;
• Ходовая часть автомобиля.
Название говорит само за себя и предполагает, что ходовая часть состоит из множества узлов и агрегатов, с помощью которых автомобиль имеет возможность передвигаться. Ее основными составляющими принято считать переднюю и заднюю подвески, ведущие мосты и колеса. Также к ходовой части автомобиля относят раму, к которой также крепиться большинство агрегатов. Рама является предшественницей кузова.• С помощью ведущих мостов нагрузка передается от рамы или кузова на колеса и наоборот. Что касается подвески, на многих автомобилях установлена подвеска по типу МакФерсон, которая значительно улучшает управление автомобилем. Существуют также независимые (каждое колесо по отдельности прикреплено к кузову) и зависимые (может быть в виде балки или ведущего моста, считается устаревшей) подвески;
• Трансмиссия автомобиля. Под трансмиссией автомобиля принято считать силовую передачу. Ее основной задачей является передача крутящего момента от коленчатого вала к ведущим колесам. В свою очередь, трансмиссия также состоит из нескольких частей, в частности из коробки передач, сцепления, карданной передачи, дифференциала, полуосей и главной передачи. Последние соединены со ступицами колес;
• Двигатель автомобиля. Основной задачей и предназначением двигателя является преобразование тепловой энергии в механическую. Далее данная энергия передается через трансмиссию на колеса автомобиля;
• Механизм управления. Собственно сам механизм управления состоит из тормозной системы и рулевой;
• Электрооборудование автомобиля. Ни один современный автомобиль не обходиться без электрики, основными частями которой являются аккумуляторная батарея, электропроводка, генератор переменного тока и система управления двигателем. Это только основные части автомобиля, каждая из которых предусматривает систему в системе и порой не одну.
На некоторых частях стоит остановиться детальней.2. Краткий обзор видов моторов
Прежде всего, стоит отметить, что двигатель и мотор это одно и то же. Мотором чаще называют двигатели внутреннего сгорания или электрические. Не секрет, что двигатель служит источником энергии для передвижения транспортного средства. Большинство автомобилей предусматривает наличие двигателей внутреннего сгорания, которые условно можно поделить на:
• Поршневые, в которых расширяющиеся газы во время сгорания топлива заставляют двигаться поршень, который в свою очередь приводит в движение коленчатый вал автомобиля;
• В роторных двигателях те же газы приводят в движение вращающуюся деталь, собственно ротор.
Если углубляться, существует большое количество типов и подтипов двигателей. По типу топлива двигатели можно разделить на дизельные, бензиновые, газобаллонные и газогенераторные.
Также есть газотурбинные двигатели внутреннего сгорания, электрические, орбитальные, ротативные, роторно-лопастные и пр. На сегодняшний день наиболее распространенным является поршневой двигатель внутреннего сгорания.
3. Краткий обзор видов КПП
КПП или коробка передач – это одна из основных частей трансмиссии автомобиля. В основном КПП принято делить на три типа, а именно:
• Механическая коробка передач. Принцип ее работы заключается в том, что водитель с помощью рычага переключает передачи, при этом постоянно следит за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля;
• Автоматическая коробка передач исключает необходимость постоянно следить за скоростью и нагрузкой, так же не нужно постоянно пользоваться рычагом;
• Роботизированная коробка передач – это полуавтоматический вид коробки передач, которая комбинирует свойства механической и автоматической коробки передач.
На самом деле видов и подвидов КПП гораздо больше. Так, различают Tiptronic(основа – автоматическая КПП с ручным переключателем скоростей), DSG( оборудована 2 сцеплениями, имеет автоматический привод переключения и представляет собой 6ти ступенчатую КПП) и вариатор ( бесступенчатая трансмиссия).
4. Тормозная система
Как и следует из названия, тормозная система предназначена для снижения скорости автомобиля или полной его остановки. Состоит тормозная система из тормозных колодок, дисков, барабанов и цилиндров. Условно тормозную систему можно поделить на два типа – это рабочая (предназначена для полной остановки или снижения скорости) и стояночная (предназначена для удержания автомобиля на неровном или сложном дорожном покрытии).
Современные автомобили предусматривают установку тормозных систем, которые состоят из тормозных механизмов и гидропривода. В то время, когда вы нажимаете на педаль тормоза,в гидроприводе возникает избыточное давление, которое возникает благодаря тормозной жидкости. Это, в свою очередь, влечет срабатывание прочих тормозных механизмов.
5. Сцепление
Если говорить простыми словами, сцепление предназначено для того, что бы на короткое время разъединять двигатель от трансмиссии, а потом заново их соединять. Сцепление состоит из механизма сцепления и привода. Привод предназначен для того, что бы передавать усилия от водителя к определенному механизму. В автомобиле каждый механизм имеет свой привод, благодаря которому и приходит в действие.
Механизм сцепления – это устройство, в котором происходит процесс передачи крутящего момента посредством трения. Составляющими частями механизма сцепления являются картера, кожуха, ведущий, ведомый и нажимный диски.
Все вышеописанное – это только вершина айсберга, так как каждый из пунктов содержит еще не один десяток подпунктов. Для общего понимания устройства автомобиля вполне достаточно знать его основные узлы и агрегаты. Теперь вы точно знаете, как и почему ваш автомобиль двигается, тормозит и «кушает» бензин.
Структура CAR-T-клеток
Филипп Фанфрок Чтение через 7 мин.
CAR-T-клеточная терапия — новая альтернатива традиционным противоопухолевым методам лечения. За прошедшие годы эти модифицированные клетки продемонстрировали многообещающую терапевтическую эффективность, отвергнув исследования в этой области.
Несмотря на их сложность и быструю эволюцию, CAR сохранили ту же модульную структуру, которая в первую очередь сделала их такими успешными. Понимание этих компонентов — первый шаг к разработке успешных платформ CAR-T.Article content
- Antigen-binding domain
- Hinge region
- Transmembrane domain
- Intracellular signaling domains
- Concluding remarks
Chimeric antigen receptor (CAR)-T cells have emerged as a promising alternative to conventional лучевая, химиотерапия и иммунотерапия для лечения злокачественных опухолей. CAR представляют собой сконструированные рецепторы, предназначенные для модуляции рецепторов Т-клеток (TCR), и состоят из четырех основных компонентов: (i) внеклеточный целевой антигенсвязывающий домен , (ii) шарнирный или спейсерный участок, (iii) трансмембранный домен и (iv) один или несколько внутриклеточных сигнальных доменов . Эти синтетические домены впоследствии упаковываются в вирусные векторы и трансдуцируются в Т-клетки, где они перенаправляют иммунный ответ на злокачественные клетки.
Структура химерных антигенных рецепторов (CAR), встроенных в мембрану Т-клетки. Источник: Джаяприя и др. ЭБиоМедицина. 2020.Поощрение клинических испытаний привлекло внимание научного сообщества и стимулировало интерес к исследованиям и разработкам CAR. Как следствие, дизайн CAR значительно изменился с момента его создания, но его общая структура выдержала множество испытаний и продолжает обеспечивать эффективную основу для разработки Т-клеточной терапии.
Антигенсвязывающий домен
Подобно обычным антителам, антигенсвязывающий домен придает CAR специфичность к мишеням. Как следствие, этот домен также определяет аффинность и авидность терапии CAR-T-клетками и, следовательно, влияет на их эффективность. Классически этот компонент CAR происходит из вариабельных тяжелых (V H ) и легких (V L ) цепей моноклональных антител, связанных линкером с образованием одноцепочечных вариабельных фрагментов (scFv).
Эти scFv обычно нацелены на мембраносвязанные поверхностные рецепторы раковых клеток и приводят к независимой от главного комплекса гистосовместимости (MHC) активации Т-клеток. Из-за его роли в активации клеток аффинность антигена должна быть достаточно высокой и селективной, но недостаточно высокой, чтобы вызвать клеточную гибель CAR-экспрессирующих Т-клеток. Более того, также было показано, что CAR-T-клетки с одинаковой аффинностью к одной и той же мишени могут приводить к совершенно разным клиническим результатам. Эти различия можно объяснить такими факторами, как 9Расположение эпитопа 0023 и плотность антигена на поверхности раковой клетки.
Другим важным фактором, когда речь идет о разработке антигенсвязывающего домена, является агрегация scFv . scFvs играют важную роль в тонической передаче сигналов (т. е. передаче сигналов антиген-независимым образом), по этой причине их чрезмерная агрегация может привести к высокой тонической передаче сигналов и последующему раннему истощению Т-клеток. Агрегация потенциально может быть вызвана низкой стабильностью укладки или открытыми гидрофобными остатками на V9.0046 H -V L интерфейс. Ограничение этого эффекта позволяет мне более точно контролировать уровень экспрессии CAR в Т-клетках.
В двух словах, оптимальная терапевтическая эффективность CAR-T-клеток начинается с достижения баланса с точки зрения аффинности, эпитопной специфичности и уровней экспрессии CAR . Это, в свою очередь, подчеркивает необходимость подробного описания и разработки scFv на ранних стадиях разработки.
Шарнирная область
Шарнирная или спейсерная область представляет собой внеклеточную структуру CAR, простирающуюся от антигенсвязывающего домена до трансмембранного домена. Эта область придает scFv гибкость и может использоваться для улучшения распознавания эпитопов-мишеней в стерически недоступных в ином случае областях.
Конструкция шарнира, а именно длина и состав, также влияет на экспрессию CAR, передачу сигналов и активацию силы. Оптимальная длина спейсера зависит от положения эпитопа-мишени и уровня стерических затруднений на клетках-мишенях. Например, многочисленные исследования показали, что длинных спейсера обеспечивают лучший доступ к проксимальным эпитопам мембраны или гликозилированным антигенам . Напротив, короткие шарниры более полезны при нацеливании на дистальные эпитопы мембраны. Но на практике длину спейсера необходимо подбирать для каждой конкретной пары лиганд-scFv. Подобно аффинности scFv к специфическим антигенам, длинные спейсеры могут вызывать особенно сильные ответы in vivo , но также приводить к индуцированной активацией гибели клеток.
Наиболее часто используемые шарнирные области происходят из мембраносвязанных рецепторов ( CD8 или CD28 ) или IgG ( IgG1 или IgG4 ). Однако известно, что спейсеры, полученные из IgG, взаимодействуют с рецепторами Fcγ (FcγR), что приводит к активации врожденного иммунного ответа и истощению CAR-T-клеток. По этой причине большинство спейсеров, происходящих из IgG, мутированы, чтобы свести к минимуму взаимодействия с FcγR.
Помимо своей роли в передаче сигналов CAR, шарнирные области обычно используются для количественного определения и очистки CAR-позитивных подмножеств Т-клеток после инженерии. Для этой цели при работе со спейсерами, производными IgG, можно использовать анти-Fc-антитела. Более того, последовательности Strep-tag были успешно введены в спейсерную область CAR для обеспечения более эффективного количественного определения и очистки CAR-позитивных клеток.
Трансмембранный домен
Трансмембранный домен прикрепляет внеклеточный домен CAR к мембране Т-клетки. Значительно меньше литературы оценивает важность и роль трансмембранных доменов по сравнению с другими модулями CAR-T-клеточной структуры. Однако недавние сообщения показали, что структура и состав этого домена могут изменять уровни поверхностной экспрессии и определять стабильность мембран экспрессируемых CAR. Было показано, что трансмембранные домены регулируют другие ключевые реакции, участвующие в Сборка CAR, активация и кластеризация. Кроме того, известно, что этот домен влияет на высвобождение цитокинов , что, если оно чрезмерное, может привести к высокой неспецифической токсичности.
Как правило, большинство CAR содержат трансмембранную последовательность, полученную из того же белка, из которого произошли соседние шарнирные или сигнальные домены. Большинство этих доменов происходят от CD3ζ, CD4, CD8α или CD28 , каждый из которых придает совершенно разные свойства CAR-T-клеткам. Например, трансмембранные домены, происходящие от CD3ζ, приводят к включению CAR в эндогенные TCR (рецепторы Т-клеток), что обычно сопровождается повышенной активацией Т-клеток и снижением стабильности комплекса. Напротив, Трансмембранные домены, происходящие от CD8α или CD28, продемонстрировали повышенную стабильность мембран. Необходимы дополнительные исследования влияния этих доменов на стабильность и влияние на эффективность CAR-T.
Внутриклеточные сигнальные домены
Внутрицитоплазматический или эндодомен представляет собой функциональный конец рецептора. В то время как эктодомены (антигенсвязывающий и спейсерный домены) отвечают за направление Т-клеток к конкретной мишени, а трансмембранный домен закрепляет CAR на мембране, роль внутриклеточных доменов заключается в том,0023 передают сигнал на Т-клетку и инициируют сигнальный каскад.
Однако для эффективного ответа жизненно важны костимулирующие сигналы для поддержания каскада. В подавляющем большинстве одобренных FDA CAR-T-клеток основной сигнальный домен обычно происходит от CD3ζ, тогда как костимулирующие домены (встроенные рядом с CD3ζ) происходят от CD28 и 4-1BB (CD137). Альтернативные костимулирующие сигналы, такие как ICOS, CD27, MYD88 плюс CD40 и OX40, также продемонстрировали эффективность в доклинических испытаниях, но необходимы дополнительные исследования, чтобы установить их эффективность. 0085 эффективность in vivo .
Также известно, что костимулирующие домены определяют путь дифференцировки Т-клеток, метаболические циклы, апоптоз и вызванную активацией гибель клеток. В последнее время исследования функциональных внутриклеточных сигнальных доменов приобрели важное значение в научном сообществе, поэтому оптимизация стратегии их разработки является важным подходом для обеспечения эффективности.
Хотя терапия CAR-T-клетками сложна, ее лучше понять, если CAR расщепить и проанализировать в соответствии с их фундаментальной структурой. CAR представляют собой синтетические рецепторы, предназначенные для направления Т-клеток к определенным мишеням, поэтому они содержат антигенсвязывающий домен и закреплены во внеклеточном пространстве, трансмембранный домен, ответственный за прикрепление как к клеточной мембране, так и эндоплазматический домен, предназначенный для запуска сигнальный каскад, фундаментальный для эффективности CAR-T-клеток.
Несмотря на недавний прогресс в дизайне клеток CAR-T, эти фундаментальные структурные модули продолжают служить основой, на которой строятся новые методы лечения. Однако нынешние трудности в разработке CAR-T-клеток показывают необходимость в более совершенных высокопроизводительных инструментах скрининга, чтобы гарантировать, что все структурные компоненты этих клеток идеально оптимизированы и адаптированы к каждому конкретному заболеванию.
- Фудзивара, К. и др. Шарнирные и трансмембранные домены химерного антигенного рецептора регулируют экспрессию рецептора и сигнальный порог. Клетки. 2020; 9(5):1182. doi: 10.3390/cells9051182
- Jayaraman, J. et al. Дизайн CAR-T: Элементы и их синергетическая функция. ЭБиоМедицина. 2020; 58:102931. doi: 10.1016/j.ebiom.2020.102931
- Sterner, R.C. and Sterner, R.M. Терапия CAR-T-клетками: текущие ограничения и потенциальные стратегии. Рак крови Дж. 2021; 11(4):69. doi: 10.1038/s41408-021-00459-7
- Zhang, C. et al. Инженерные CAR-T клетки. Биомарк Рез. 2017; 5: 22. doi: 10.1186/s40364-017-0102-y
Присоединяйтесь к сообществу
Вы успешно подписались. Что-то пошло не так, повторите попытку позже.
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать эксклюзивный контент с самыми интересными новостями отрасли и исследований, советами по разработке биологических препаратов, собранными экспертами, новостями компании и эксклюзивными ограниченными предложениями. Присоединяйтесь к сообществу из 80 000 подписчиков и сэкономьте до 30% на первом заказе.
Advanced Compatibility Engineering™ | Хонда
Honda проектирует все свои автомобили с учетом требований безопасности, причем не только безопасности пассажиров автомобилей Honda, но и безопасности пассажиров других транспортных средств и всех участников дорожного движения, включая пешеходов.
Существует два основных типа систем безопасности: активные и пассивные. Технологии «активной безопасности», подобные тем, что входят в набор технологий безопасности и помощи водителю Honda Sensing®, работают, пока вы за рулем. Это включает в себя автоматическое экстренное торможение (компонент CMBS™) и другие технологии, помогающие снизить вероятность столкновения или его серьезность.
Другие технологии, такие как камеры заднего вида, могут улучшить обзор дороги.Затем идут системы «пассивной безопасности». Это системы, которые, как вы надеетесь, вам никогда не понадобятся. Но они имеют решающее значение для вашей безопасности в случае столкновения. Одной из самых инновационных систем пассивной безопасности Honda является конструкция кузова ACE™.
ACE™ расшифровывается как Advanced Compatibility Engineering™ и представляет собой эксклюзивную конструкцию кузова Honda, в которой используется сеть структур передней рамы для поглощения и отражения энергии при лобовом столкновении. Это помогает уменьшить силу, передаваемую на кабину, и более равномерно распределить силы, передаваемые на другие транспортные средства. Это означает, что в случае столкновения безопаснее не только водители Honda, но и все.
Чтобы помочь нам сделать вождение более безопасным для наших клиентов и продолжить совершенствование конструкции кузова ACE™, Honda управляет двумя самыми современными в мире исследовательскими и испытательными центрами безопасности при столкновении в Огайо и Японии.
Компания Honda недавно помогла разработать передовую технологию визуализации безопасности под названием Real Impact. Эта технология создает высокодетализированные трехмерные модели конструкции безопасности автомобиля при столкновении и позволяет инженерам и дизайнерам Honda лучше визуализировать работу этих систем в различных сценариях столкновений.
Инженеры могут манипулировать 3D-рендерингом, поворачивать вид в любом направлении и отделять части автомобиля, чтобы изолировать секцию или компонент для более тщательного анализа.