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1、汽车基本构造,第三章 汽车发动机 第四章 汽车底盘 第五章 汽车车身与电气系统,第三章 汽车发动机,3-1 发动机的总体构造3-2 曲柄连杆机构 3-3 配气机构与进排气系统3-4 汽油供给系统3-5 柴油机的燃油供给系统3-6 润滑系与冷却系3-7 点火系与起动系,3-1 发动机的总体构造,一、发动机类型 热力发动机根据燃料在机外还是机内燃烧分为外燃机和内燃机两种。外燃机由于机体庞大、结构复杂，无法用在汽车上。内燃机由于体积小、质量轻、热效率高等一系列优点而广泛应用于飞机、轮船、汽车、装甲车、坦克等各种机械上。二、四行程发动机的工作原理 三、发动机的总体构造 四、发动机的产品编号规则,一、发
2、动机类型,（1）内燃机根据其热能转变成机械能的主要构件的型式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两类。活塞式内燃机按活塞运动的方式又可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。（2）根据所燃用的燃料的不同，汽车发动机分为汽油发动机（简称汽油机）、柴油发动机（简称柴油机）和其它燃料发动机三种。汽油机叫强制点燃式发动机。柴油机所用燃料是轻柴油，叫压燃式发动机。代用燃料发动机（3）根据冷却方式的不同，发动机可分为水冷式和风冷式两种。（4）发动机有单缸和多缸之分（返回）,二、四行程发动机的工作原理,单缸四行程汽油机的基本构造如图3-1.2所示。（1）基本概念：活塞行程与止点 上止点，下止点 活塞行程 行程有两个含义：
3、,a.过程。曲轴每转动半圈（即180），活塞完成一个行程的运动。b.距离。行程等于曲柄长度的2倍。即 s=2r,气缸容积,燃烧室容积,气缸工作容积：Vh,气缸总容积：Vg=Vc+Vh,多缸发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机工作容积或发动机排量。,压缩比：=（Vh+Vc）/Vc,二、四行程发动机的工作原理,（2）四行程发动机工作原理 活塞在气缸内往复四个行程（相当于曲轴旋转两周）完成一个工作循环的发动机，称为四行程发动机。（演示）四行程发动机每个工作循环中的四个活塞行程分别是进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。其工作原理如图3-1.3所示。四行程汽油发动机经过进气、压缩、作功、排气四个行
4、程，完成一个工作循环。一循环里，活塞在上、下止点间往复两次，移动四个行程，相应地曲轴旋转了两周。四个行程中，只有燃烧作功行程对外输出功，其它三个行程都消耗功。,三、四行程发动机的总体构造,汽油机由两个机构和五个系统组成的，即由曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统和起动系统（如图3-1.4）。柴油机没有点火系统。其供给系统中装有高压喷油泵和喷油器，将雾状高压燃油直接喷入汽缸，在缸内与空气混合并燃烧。现代汽车柴油机中，还装有高科技的新结构，如进气增压和中冷系统。,四、发动机的产品编号规则,企业名称代号与汽车编号相同 汽缸数用数字表示汽缸数。汽缸直径汽缸的直径，mm。（二位
5、或三位，小数不计）特征和用途符号用一位字母表示。Q：汽车用，T：拖拉机用，C：船用，Z：增压，F：风冷。产品序号用数字表示改进或变型次数，由生产厂家定。若汽缸是V型排列，则在缸数与缸径之间加字母“V”。（返回）,3-2 曲柄连杆机构,一、曲柄连杆机构主要功用作为发动机各总成和零部件的安装基础和支撑基础；组织燃油在气缸中燃烧，并把热能转变成机械能；将机械能对外输出。二、汽缸的排列型式：直列、V型和水平放置 三、曲柄连杆机构的构造：分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 四、发动机的工作顺序,（1）机体组,机体组由汽缸体、汽缸盖和汽缸垫等组成（见图3-2.2a，图3-2.2b）。汽缸体中圆柱形的筒是汽
6、缸，一个缸体内有几个汽缸就称为几缸发动机。直列式汽缸的排号是由前向后的顺序排列的 V型汽缸的排号是左边一列1，3，5等，右边一列为2，4，6等 汽缸体一般由铸铁或铸铝制造 缸体下部安装曲轴的部位称为曲轴箱 缸筒内镶有汽缸套，汽缸套有干式和湿式两种，如图3-2.3所示 汽缸盖安装在汽缸体的上面，用螺栓与汽缸体固定成一体，汽缸盖也是由铸铁或铝合金铸造而成。缸盖内也铸有冷却水套和润滑油道。汽缸垫目的是保证密封，防止漏水、漏气、漏油（见图3-2.4）。燃烧室：汽油机的燃烧室有半球形、浴盆形和楔形等几种（图3-2.5）,（2）活塞连杆组,活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等部件组成，如图3-2.6所
7、示。活塞是一圆柱形部件，其主要结构可分为顶部、头部和裙部三部分，如图3-2.7 活塞环是具有开口的环形零件，装在活塞头部的环槽中。活塞环分为气环和油环两种。活塞销用来连接活塞和连杆小头 连杆的作用是连接活塞和曲轴，将活塞传来的力传给曲轴，并和曲轴配合把活塞的往复直线运动变成曲轴的旋转运动。连杆可分为小头、大头和杆身三部分。连杠大头做成分开式的，分开的部分叫连杆盖，连杆大头与盖用螺栓固定在曲轴的连杆轴径上。,（3）曲轴飞轮组,作用是将连杆传来的推力转变成转矩，见图3-2.8 由连杆轴颈、主轴颈、曲拐和平衡块等组成 连杆轴颈是用来安装连杆大头的。连杆轴颈的中心距曲轴旋转中心为曲拐长，等于冲程的一半
8、 主轴颈是曲轴的支撑点。曲轴一般采用全支承方式，即每一连杆轴颈两边都有一个主轴承支承。如图3-2.9。曲柄的反方向配有质量块，叫平衡块曲轴前端安装有正时齿轮和皮带轮，后端有安装飞轮的法兰。飞轮是一个质量很大的圆盘，外圈较厚，内圈较薄，外沿带有齿圈,四、发动机的工作顺序,发动机的工作顺序也叫作功顺序，或点火顺序 直列四缸发动机的作功顺序一般是1-2-4-3，或1-3-4-2。直列六缸发动机的作功顺序一般是1-5-3-6-2-4，或1-4-2-6-3-5。直列四缸发动机的作功间隔为720/4=180，其曲柄布置如图3-2.9所示。4个曲柄布置在同一平面内 直列六缸发动机的曲柄布置如图3-2.10所
9、示。其作功间隔角为720/6=120，6个曲柄无法布置在一个平面内，而是布置在互成120夹角的三个平面内（返回）,3-3 配气机构与进排气系统,功用是根据发动机各缸的工作循环，准时地开启和关闭进、排气门，使混合气（或空气）能及时进入汽缸、废气能及时排出气缸。配气机构由气门组和气门驱动机构两部门组成。按气门布置型式，气门式配气机构分侧置气门式和顶置气门式；按凸轮轴的布置型式，分上置凸轮轴式和下置凸轮轴式；按凸轮轴的驱动方式，分齿轮传动式、链传动式、齿形皮带传动式。,3-3 配气机构与进排气系统,一、气门组二、气门驱动组能够提供外力将气门打开的装置即气门驱动组或气门传动组。根据凸轮轴所在的位置，有
10、下置凸轮轴和顶置凸轮轴式两种。三、配气相位四、进气系统五、排气系统,一、气门组,气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座和锁片等零件，如图3-3.1所示。气门是用来控制进、排气道的单向阀门。进、排气门各一个。现代汽车发动机有的装有四个气门（进、排气门各两个）。气门座可以直接在气缸盖上搪出来。有些发动机为了使气门座耐磨，在气缸盖或气缸体上镶入耐热钢或合金铸铁做成的气门座。气门导管的主要作用是保证气门直线运动，使气门同气门座正确闭合，同时还将气门杆的热量传至气缸体或气缸盖。气门杆和导孔之间留0.05-0.12mm的间隙，使气门能在导管中自由运动。气门弹簧一般是用弹簧钢丝制成的圆柱形螺旋弹
11、簧，其作用是使气门同气门座保持紧密闭合，并防止气门在开闭过程中，因运动件的惯性而产生彼此脱开现象。弹簧的一端压在缸盖上，另一端压在弹簧座上，用锁片与气门尾部相连。,1、顶置气门下置凸轮轴式配气机构,它主要由正时齿轮、凸轮轴、挺杆、摇臂、摇臂轴和气门间隙调整螺钉等组成（图3-3.2）（演示）。正时齿轮由装在曲轴前端的主动齿轮和装在凸轮轴前端的被动齿轮组成，二者的传动比为2。凸轮轴用来控制各气缸的进、排气门开闭时刻 凸轮轴由进气凸轮、排气凸轮（其数目与总排气门数相等）、凸轮轴颈、驱动汽油泵的偏心轮、驱动机油泵及分电器的驱动齿轮等组成（图3-3.3）挺杆将凸轮的旋转运动变成直线运动，并将凸轮的推力传
12、给推杆 推杆是传力零件，将挺杆传来的力传给摇臂摇臂是一个双臂杠杆，中间带有圆孔，安装在摇臂轴上如图3-3.4所示气门间隙:发动机冷机时，已关闭的气门和摇臂之间有一间隙叫气门间隙,2、上置凸轮轴式气门驱动机构,现代轿车发动机是把凸轮轴安装在缸盖上，这种结构称为上置凸轮轴式。两种常见的上置凸轮轴结构：一种为无挺杆和推杆，只使用了摇臂（图3-3.5）。一种为凸轮直接压向气门尾部，中间没有任何其它零件（图3-3.6）。顶置凸轮轴由于离曲轴较远，两个正时齿轮无法啮合，因此，必须借助链条、皮带等传力机构。图3-3.7,三、配气相位,为提高进、排气效果，用曲轴转角表示进、排气门提前开启和推迟关闭的时间叫配气
13、相位。将进、排气门开、闭的时刻用环形图表示的图叫配气相位图。叫进气门早开角，叫进气门迟闭角（或晚关角）叫排气门早开角，叫排气门迟闭角（或晚关角）。气门叠开。叫气门重叠角 配气相位角是由凸轮轴上凸轮相对于轴的周向位置和凸轮轮廓线形状决定的（返回）,四、进气系统,功用是将新鲜空气经过滤后送入气缸（柴油机），或与燃料混合后送入气缸（汽油机）。图3-3.9是普通汽油机的进气系统。它主要由集气口、空气滤清器、进气歧管等组成。空气滤清器（简称空滤器）一般为薄钢板冲压成的圆柱形的筒，内装用过滤纸或陶瓷制成的滤芯（见图3-3.10），空滤器外壳上都带有集气口进气歧管是把进气分配给各缸的通道。对于汽油机，进气管
14、又是汽油雾化的重要场所。现代柴油发动机为了提高进气量，在进气系统中（空滤器之后，进气歧管之前）装有增压器以提高充气压力。图3-3.11（返回）,五、排气系统,现代汽车的排气系统除了把燃烧后的废气排出机外，并将排气噪声减小两项功用外，还增加了废气处理功能 现代汽车的排气系统，包括排气歧管、排气管、三元催化转化器以及消声器（见图3-3.12）。排气歧管像进气歧管一样，安装于缸盖的一侧，其作用是收集各缸排气，集中到排气管。消声器的基本原理是吸收或消耗废气的能量，即减少气流速度，降低废气温度。根据其消声的原理可分为阻流式和吸收式两种。图a 图b 图c 废气净化通常有发动机机内和机外两种途径。机内净化是
15、指改善混合气的品质和燃烧状况机外净化是指用设置在发动机外部的排气净化装置改变废气的成分。如三元催化转换器（图3-3.14a 图3-3.14b）,3-4 汽油供给系统,作用是储存燃油，过滤后输送给发动机，及时地、足量地配制合适的可燃混合气。一、混合气基本知识表征混合气浓度的参数有两个：一是空燃比A/F，即空气质量与燃油质量的比值。空燃比A/F14.7的混合气叫标准混合气。二是过量空气系数，其定义为燃烧1燃油实际供给的空气量（质量）与理论所需空气量（14.7）的比值。二、汽油机的燃油供给系统 三、电控汽油喷射系统,二、汽油机的燃油供给系统,由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、输油管和化油器等组成，如图3
16、-4.1所示。汽油箱总成包括箱体、油箱盖、油量指示传感器等。燃油滤清器滤芯是由纸质、尼龙、陶瓷和金属等材料制成的。汽油泵按驱动方式的不同，可分为机械驱动膜片式和电驱动式两种。膜片式汽油泵一般安装在缸体侧面，由凸轮轴上的偏心轮带动 电动汽油泵一般安装在油箱里，活塞式的由电磁线圈驱动，离心式的由小型电动机驱动。,二、汽油机的燃油供给系统,化油器作用是根据发动机的不同工况，及时、足量地配制合适浓度的混合气。简单化油器主要由气流通道和浮子室两部分组成 在气道中，截面积变小的部分叫喉管 喉管下面是节气门，由驾驶员脚下油门踏板控制节气门接近水平时，接近关闭，有效截面积最小，此时为怠速工况；节气门直立时为全
17、开，有效截面积最大，此时为全负荷工况 浮子是用塑料或薄铜板制成的密闭气囊 浮子和针阀配合能把浮子室的油平面控制在一定的高度范围内。,二、汽油机的燃油供给系统,根据流体力学中的伯努利方程，流速越大的地方，压力越低。当发动机转速升高或节气门开度加大时，气道内的流速加大，喉管内的真空度也加大，从喷油口喷出的油量也增多，因此只要合理调整喷油管的有效截面积，就能把混合气浓度限制在基本能满足发动机要求的范围内。简单化油器缺点：汽车上所使用的化油器为每一种工况加设了附加装置，主要包括：进油装置、主供油装置、加浓装置、加速装置、怠速供油装置和起动装置等。,简单化油器缺点,（1）当主喷管里的主量孔截面积一定时，
18、所形成混合气的浓度变化范围较小，并且司机无法控制。（2）在低转速时浓度较小，高转速时浓度加大，这与汽车行使工况要求不吻合。,附加装置,加浓装置基本原理是在油门开度接近7080时，再打开一个进油量孔（副量孔）。两个量孔同时向主喷管供油，起到加浓作用。加速装置是在浮子腔里设置一活塞式油泵，活塞的运动受司机的油门踏板控制。在司机加大油门的过程中，也推动了加速泵的活塞，于是活塞筒里的汽油便被压出，喷到进气道里。怠速供油装置只在怠速时供油。将浮子室里的汽油引到节气门的下面，从小孔里将油喷到进气管。起动装置是在喉管上方设置一蝶形阀，叫阻风门 现代汽车化油器为了满足汽车行驶工况的需要，有的采用双腔化油器。,
19、三、电控汽油喷射系统,电子控制的汽油喷射系统（简称EFI）最突出的特点是在进气通道内设置汽油喷射器，用压力将汽油喷射进气流中 1、优点：2、EFI的分类 3、EFI的组成 4、EFI的控制：图3-4.8,1、优点：,任何工况下都能获得合适的可燃混合气浓度；配制的混合气雾化、混合均匀性好；燃烧充分，并由此带来功率上升，油耗下降，排放污染降低；发动机的起动性、加速性良好；兼有点火控制功能的，能使点火时刻总保持在最佳值附近；带有自诊断功能。安全保障功能 兼有其它控制功能，如进气增压控制、配气相位控制等,2、EFI的分类,按喷油器数量分，可分为单点喷射和多点喷射。按喷射位置可分为节气门喷射和进气门喷射
20、 缸外喷射，缸内喷射按喷射方式分有连续喷射和间歇喷射；单点喷射的喷油器是安装在节气门上方，而且是连续喷射 多点喷射一般一缸一个喷油器，安装在进气门前，采用间歇顺序喷射。图3-4.3 按喷油顺序可分为分组喷射和同时喷射,3、EFI的组成,简单的EFI系统大致可分为进气系统（气路）、燃油系统（油路）和控制系统（电路）三部分。图3-4.4图3-4.5为常见的进气系统。与普通化油器式的进气系统相比，EFI的进气系统增加了空气流量计和空气调节阀。图3-4.6为EFI的燃油系统。与化油器式供油系统比较，此处多了一个喷油压力调节器，一支回油管。图3-4.7为EFI的电控系统示意图。它主要由传感器、控制器和执
21、行器三个部分构成。,进气系统(Intake Air System),喷油器,进气总管,怠速空气控制阀,节气门阀体,空气流量计,空气滤清器,P.K.H,（返回）,燃料装置(Fuel System),燃油箱,燃油泵,燃油滤清器,缓冲器,冷起动喷油器,燃油压力调节器,喷油器,分配油管,吸入空气,（返回）,燃油泵,燃油箱,燃油滤清器,分配油管（供油总管）,分电器,爆震传感器,喷油器,蓄电池,空气流量计,节气门位置传感器,气压缓冲器,ECU,点火开关,压力调节器,ISC阀,点火线圈,氧传感器,EFI 系统的构成,P.K.H,（返回）,3-5 柴油机的燃油供给系统,对柴油机的燃油供给系统的要求：（1）要有
22、能产生足够高的喷油压力的装置（2）对各缸的喷油顺序要与发动机的作功顺序绝对一致。（3）能对各缸的喷油开始时刻和喷油量进行控制和调节。一、柴油供给系统的功用与组成：图3-5.1，图3-5.1由柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵(高压油泵)、喷油器、调速器、喷油自动提前器和低压油管、高压油管、回油管等组成。二、喷油泵 三、喷油器 四、喷油提前器 五、调速器 六、燃烧室,二、喷油泵,1、喷油泵的功用与分类 功用是定时、定量地向喷油器输送高压燃油。喷油泵分为柱塞式喷油泵、喷油泵-喷油器和转子分配式喷油泵。2、柱塞式喷油泵的结构与原理 喷油泵包括四部分:泵油柱塞、调速器、喷油提前器、低压输油泵。图3-5
23、.2为柱塞式油泵。工作原理：柱塞式喷油泵工作原理如图3-5.3，动画 喷油泵只在柱塞完全封闭油孔4之后到柱塞斜槽和油孔8开始接通之前这一部分柱塞行程hg内才泵油。Hg称为柱塞有效行程。转动柱塞，改变柱塞体上的斜槽与进油孔的相对位置，即可改变柱塞一次循环(上下往复一次)的泵油量。,三、喷油器,喷油器安装在缸盖上，其喷口伸入燃烧室，将喷油泵提供的高压柴油喷入气缸。喷油器主要由针阀、针阀体、针阀弹簧，高压油道、油腔及外壳和安装零部件组成。图3-5.4 喷油器主要有孔式和轴针式两类：孔式喷油器（图3-5.4a）可产生较高的喷油压力，多用于直接喷射式柴油机上 轴针式喷油器（图3-5.4b）的喷油压力较低
24、，主要用于对喷油压力要求不高的分隔式柴油机上 工作过程：（动画）,四、喷油提前器,从喷油开始到着火开始这段时间叫备燃期。要使活塞到达压缩上死点时是着火最旺盛的时期，必须在活塞到达压缩上死点之前开始喷油，以给缸内一个合适的备燃期和着火初期。从喷油开始到活塞到达压缩上死点曲轴所转过的角度叫喷油提前角。能获得最大功率和最低燃油消耗量的喷油提前角叫最佳喷油提前角。试验证明，同一台发动机，最佳喷油提前角是随着转速和供油量而变化的，一般为1535。要使喷油器提前喷油，就要喷油泵提前供油。要求喷油泵的凸轮轴相对正时齿轮轴向前转过一个角度。喷油提前器就是一个能使其输出轴（即喷油泵的凸轮轴）相对其输入轴（即正时
25、齿轮轴）向前转过一定的角度。喷油提前器在装配时，先给一个固定提前角，即初始提前角，在此基础上再随转速变化自动调节，调节范围一般在010左右。,五、调速器,不带调速器的喷油泵每次的供油量是随转速变化的。转速升高，供油量也随之加大，反之则减小。发动机在正常工作中，遇到负载减小，必然升高转速，转速的升高带来供油量的增加和功率的提高，功率提高又使转速进一步升高，最后超过额定转速而失去控制。这种现象叫飞车。调速器就是能在给定的油门位置上，当转速有一个稍微升高时，就自动减小供油量；反之，当转速稍微下降时，能自动增加供油量。因此把转速稳定在所希望的范围内。调速器一般都安装在喷油泵的后部。装有柴油机的汽车，司
26、机脚下的油门踏板就是控制调速器的，通过调速器控制喷油泵的供油量调节机构。,六、燃烧室,柴油机燃烧室可分为两大类：统一式燃烧室（又称直接喷射式）和分隔式燃烧室。直接喷射式燃烧室中大都采用形燃烧室（图3-5.5）分隔式燃烧室是把燃烧室的容积分隔成两个部分，两者中间由通道连接。分隔式燃烧室分为涡流室式燃烧室及预燃室式燃烧室两种，图3-5.6。分隔式燃烧室的特点：主燃烧室内的压力升高率明显比直喷式要低，工作平稳，噪声小，缸内温度也相对要低些，因此NOX排放量也比直喷式少；对喷油系统要求不高；燃油消耗率较高，起动性差。,3-6 润滑系与冷却系,一、润滑系的组成与工作原理功用：润滑系的主要任务就是将润滑油
27、不断地输送到各摩擦表面，减小磨擦和磨损。此外，润滑系还兼起防腐、密封、清洁和冷却作用。润滑方式：发动机的润滑方式主要有压力润滑和飞溅润滑两种。（1）压力润滑的组成（2）润滑油路：图3-6.4（3）飞溅润滑：图3-6.5（4）曲轴箱通风二、冷却系的组成与工作原理功用就是根据发动机的工况对发动机进行适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内（8595）工作。,（1）压力润滑的组成,主要由润滑油（机油）、油底壳、机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、机油压力表和机油标尺等组成。如图3-6.1所示。油底壳是盛放润滑油的容器，一般都是由钢板冲压而成，安装于缸体下面。有的油底壳的底板做成磁性的，用以吸附机
28、油中的铁屑微粒。机油泵将机油压力提高到0.20.7MPa。它由凸轮轴上的齿轮驱动（一般与分电器共用）。常见的机油泵有齿轮式和转子式。集滤器装在机油泵进油管的进油口上，其上的金属丝网起着第一级过滤作用。,（1）压力润滑的组成,机油滤清器一般都有粗、细两级。滤清器有滤芯式和离心式两种，滤芯式有纸质（图3-6.2）、金属质等各种形式。油道是在缸体、缸盖上铸出或在零件上（如曲轴）钻出的润滑油的通道。在缸体上与曲轴平行的是主油道。机油压力传感器和机油压力表用来检测和监视润滑油压力。机油标尺是插进油底壳里的带有刻度标记的尺杆 机油散热器一般装在冷却水散热器前面，利用风扇和汽车行驶时的风力冷却。见图3-6.
29、3。,（4）曲轴箱通风,必要性：一部分混合气和废气经活塞环缺口漏到活塞下面的曲轴箱里 机油受曲拐和平衡块打击飞溅会有一部分变成油雾，也会使曲轴箱里压力增大而漏油 曲轴箱通风有自然通风和强制通风两种形式自然通风是将曲轴箱直接与大气相通 强制通风是用一根管子将曲轴箱与进气系统连接起来，借助活塞将曲轴箱里的气体吸入汽缸烧掉。图3-6.6 通风管将曲轴箱与进气管相连，从摇臂室罩上的小空滤器进入的新鲜空气补充到曲轴箱里。为防止可燃混合气倒流入曲轴箱，在通风管上设有单向阀。,二、冷却系的组成与工作原理,发动机的冷却方式有风冷和水冷两种 水冷式冷却系大都是用水泵强制地使水在冷却系中循环流动，故也称为强制水冷
30、循环式水冷系。其组成如图3-6.7所示。主要由水泵、缸体水套、缸盖水套、出水管、节温器、散热器（俗称“水箱”）、散热器上（进）下（出）水管、百叶窗等组成。散热器主要由上、下水室和散热器芯组成，如图3-6.8所示 风扇紧靠在散热器的后面 风扇与水泵共轴由曲轴前端的皮带轮驱动，如图3-6.9所示 发动机横向布置，风扇则用电动机驱动 风扇离合器。当冷却水温度较低时（如低于7075），离合器自动脱开 现代汽车为此采取了三种冷却措施,三种冷却措施：,一是在散热器前设置可以控制开闭的百叶窗，二是安装如上所述的风扇离合器，三是设置大、小两种循环水路径。大循环是指冷却水在发动机水套与散热器之间循环 小循环是指
31、冷却水在发动机水套与水泵之间循环，而不经过散热器，如图3-6.10所示 控制大、小循环的是安装在缸盖出水管与散热器上水管之间的节温器（图）,3-7 点火系与起动系,一、传统点火系的组成与工作原理 二、点火提前角及其调整 三、电子点火装置与微机点火系统（1）无触点电子点火装置：图3-7.6是无触点晶体管点火装置示意图（2）微机点火系统：图3-7.7 四、发动机起动系,一、传统点火系的组成与工作原理,功能：准时产生足够能量的电火花并送到正确的气缸里 传统的点火系（又称蓄电池点火系）主要由电源、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等组成，如图3-7.1所示。点火开关又叫点火锁，安装在驾驶员面前，由驾驶
32、员用钥匙控制点火电路的通断。点火线圈又叫自耦变压器，其内部有铁芯、初级绕组（低压线圈）、次级绕组（高压线圈）。分电器内由断电器、配电器、电容器和点火提前机构四部分组成。点火系的工作原理如图3-7.2所示，（演示）低压回路（图）高压回路,二、点火提前角及其调整,点火时刻曲轴曲拐位置与上死点时曲拐位置之间的夹角叫点火提前角。能保证在活塞到达上死点时，燃烧速度最快、功率最大、油耗最低的点火提前角叫最佳点火提前角。调节点火提前角的两种方法，图3-7.3 离心提前机构（见图3-7.4）采用图3-7.3（b）所示方法 真空提前机构（见图3-7.5）采用如图3-7.3（c）所示方法 人工调整点火提前装置（辛
33、烷值校正器）采用图3-7.3（c）所示方法,四、发动机起动系,常用的起动方法有手摇起动和电动起动 电动起动是利用特制的直流电动机（叫起动机）带动飞轮和曲轴转动，直到发动机自行运转。如图3-7.8所示在起动机的转轴与小齿轮之间设置一单向啮合器 起动机为直流串激式电动机。如图3-7.9所示 由于起动机的电流非常大，不能采用直接控制的方法，一般都采用两级继电器控制，如图3-7.10所示 安全继电器的作用是：在发动机起动后强制断开起动电路，以保护起动机。,第四章 汽车底盘,4-1 传动系 4-2 汽车行驶系 4-3 汽车转向系 4-4 汽车制动系（返回）,4-1 传动系,一、传动系功用二、传动系布置型
34、式 及 组成三、离合器 四、变速器 五、自动变速器 六、万向传动装置 七、驱动桥 八、传动箱：前置前驱动轿车的传动系总成都集中在一个壳体里，叫传动箱。图4-1.40,一、传动系功用,将发动机输出的动力传递给每一个驱动轮，并能改变动力的特性（转矩、转速和转向）以满足汽车各种行驶工况的需要；能随时接通和断开动力传递；能实现倒车；能选择最省油的发动机工况。,1、传动系布置型式,发动机前置、后轮驱动的传动系，图4-1.1发动机后置、后轮驱动的传动系，（纵置）（横置）发动机前置、前轮驱动（FF式）的布置型式，（纵置）（横置）将变速器、主减速器、差速器做成一个整体，叫传动箱半轴采用了万向传动的结构 国家标
35、准规定用“”隔开的两个数字表示驱动型式，如“42”，“44”、“64”、“66”等。其中前一位数字表示总车轮数（两个车轮安装在一个轮毂上计作一个车轮），后一位数字表示驱动轮数。,2、传动系的组成,离合器：离合器是传动系的开关，它能接通和断开动力的传递，并防止传动系过载。变速器：变速器是传动比可以变化的减速器，其主要作用是降低转速、增大转矩，即“减速增矩”。万向传动装置：包括传动轴和万向节。它是长距离传递机械动力必不可少的装置。驱动桥：驱动桥把万向传动装置传来的动力转变成推动汽车前进的驱动力。它包括主减速器、差速器和半轴等。主减速器进一步减速增矩 差速器允许左、右驱动轮有不同的转速 半轴则把动力
36、由差速器传到驱动轮。,三、离合器,（1）离合器的功用 动力开关。即短时间地切断发动机与传动系的联系。保证汽车平稳起步。防止传动系过载。（2）构造与工作原理 摩擦式离合器由离合器和操纵机构组成。膜片弹簧离合器图4-1.4，图4-1.4，图4-1.5（3）操纵机构离合器的操纵机构有机械式和液压式两种。图4-1.6是一典型的液压操纵机构。它主要由踏板、主缸(总泵)、工作缸(分泵)、油管和分离拨叉等组成。螺旋弹簧离合器，见图4-1.7,四、变速器,1、变速器的功用：改变汽车的驱动力和行驶速度。切断发动机与驱动轮之间的动力传递，空挡具有这一功能。实现倒车。2、变速器的工作原理：图4-1.8若一个变速器内
37、设有几组类似的齿轮，该变速器便有几个不同的传动比，每个传动比就叫一个档位。一般汽车具有46个挡位。3、变速器的构造 4、变速器的操纵换挡，只要设置一套机构去拨动同步器即可，如图4-1.16，图17，图17在换挡过程中，既要防止挂挡不到位和自动脱档，又要防止同时挂上两个挡位。图4-1.16中的锁止片和弹簧即起这个作用。自锁片，防止挂挡不到位 互锁片，防止同时挂上两个挡 操纵杆头部在不同位置即对应不同的挡位，排挡图，如图4-1.18,3、变速器的构造,齿轮式变速器有三轴式和两轴式。三轴式的三档变速器构造：主要由三根轴、9个齿轮和两套同步器组成。图4-1.9，图4-4.10，图4-1.11工作原理：
38、一挡，图4-1.12 二挡，图4-1.13 三挡-直接挡，图4-1.14 倒挡，图4-1.15 空挡，图4-1.9 一般轿车变速器设35个前进挡，传动比在0.84.5之间，其中传动比小于1的挡叫超速挡。,五、自动变速器,自动变速器是自动判断行驶状况、自动选择传动比、自动换挡的变速器。变速操纵杆只是用来选择变速器功能和指示变速比范围的，一般都在汽车起步前选定 自动变速器包括如下五部分：液力变矩器、行星齿轮组、换挡执行机构、换挡控制机构和操纵机构。图4-1.19a，图4-1.26c1、液力变矩器 2、行星齿轮组 3、换挡执行机构4、换挡控制机构5、挡位图6、自动变速器的工作原理,1、液力变矩器,是
39、利用油液循环流动的过程中动能的变化来传递动力的 变矩器的基本组成元件是泵轮、涡轮和导轮，如图4-1.20 变矩器不仅能传递转矩，而且能在泵轮转速和转矩（即发动机转速和转矩）不变的情况下，涡轮输出的转速和转矩随载荷而变化。转速比：inw/nb 变矩比：KMw/Mb 图4-1.21是变矩器传动特性曲线,2、行星齿轮组,行星齿轮组是由中心齿轮（太阳轮）、内齿圈、行星架和安装在行星架上的数个（一般34个）行星齿轮组成，如图4-1.22 式中，n1，n2，n3分别为太阳轮、内齿圈和行星架的转速，是齿圈与太阳轮的齿数比，即Z2/Z1，其值一般在23之间。分析可知，只要对行星齿轮组的三个主要元件进行分别控制
40、，就可以得到低速挡、中速挡、直接挡、超速挡、倒挡、空挡等汽车变速器所需要的、传动比确定的挡位。若把行星齿轮组与液力变矩器串联传动，则每一个行星齿轮挡位都变成了一个传动比连续变化的无级变速范围。（返回）,3、换挡执行机构,主要由带式制动器和湿摩擦式离合器组成 图4-1.23是一典型的带式制动器示意图 图4-1.24是多片湿摩擦式离合器示意图 现代汽车自动变速器中，往往使用23个离合器和23个制动器，分别控制着不同的元件（返回）,4、换挡控制机构,现代自动变速器的控制机构是由液压和电子两部分组成的 自动变速器的液压系统，其基本组成均包括以下几部分（见图4-1.25）供油系统，主要由油泵和压力调节阀
41、等组成；控制参数信号接收系统，主要接收变速杆位置信号、车速信号和油门开度信号；自动换挡控制系统，主要包括选挡阀、换挡控制阀、换挡品质控制阀等主要元件；液力变矩器补偿和锁止系统，它由补偿阀、锁止阀和解锁阀等主要元件组成；润滑与冷却系统，由冷却阀和润滑控制阀等组成 图4-1.26a，b，c（返回）,5、挡位图,图4-1.27是几种常见的挡位图“P”表示停车位置“R”表示倒挡“N”表示空挡“1”、“L”、“Ll”等表示低挡，选挡杆在此位置时，变速器只能在低挡区（大传动比区）自动变换传动比，不能进入高挡（小速比）区“2”、“L2”、“D2”、“I”等表示2挡，变速杆在此位置时，不仅变速范围的中间传动比
42、比“1”挡时小，车速较高，而且变速器能在“1”与“2”挡间自动换挡，但不能自动换入高挡。“3”、“D”表示3挡，或高挡、直接挡等。在此位置时，变速器可以自动在“1”、“2”和“3”挡之间升、降挡。“D”挡有两种含义：在四挡变速器中，它表示超速挡，如图4-1.27中第七、第八图；在三挡变速器中，它表示高挡，与“3”、“D”相同，挡位，应特别注意两点：（返回）,注意点,自动变速器的一个挡位不是一个固定的传动比，而是一个转动比范围。即使选挡杆在某位置不动，变速器也可以在此范围内根据需要自动选择传动比。选挡杆在较高挡位置时，变速器可以在该挡及比它低的挡位之间自动换挡。自动变速器改变传动比是自动的，但允
43、许传动比变化的范围是人给定的。动变速器在改变传动比和自动换挡时均不中断动力的传递，还能根据实际工况优化选择传动比。,6、自动变速器的工作原理,简单自动变速器的结构示意图（图4-1.28）。由液力变矩器、两组行星齿轮、一个离合器和两个制动器组成。如图4-1.29（a）所示，离合器和前、后制动器都不起作用时，便是空挡 如图4-1.29（b）所示，将离合器闭合，即将前行星齿轮组的太阳轮与齿圈固连，前排行星齿轮组都固连。变速器为直接挡。图4-1.29（c）是低速挡 如图4-1.29（d）所示，把两行星架刹住固定，则前排轮空转，后行星齿轮组则成为太阳轮输入、齿圈输出，故变速器是倒挡 图4-1.30是驻车
44、制动时的控制结论,结论,自动变速器改变传动比是自动的，但允许传动比变化的范围是人给定的。自动变速器的一个挡位不是一个固定的传动比，而是一个转动比范围。即使选挡杆在某位置不动，变速器也可以在此范围内根据需要自动选择传动比。选挡杆在较高挡位置时，变速器可以在该挡及比它低的挡位之间自动换挡自动变速器在改变传动比和自动换挡时均不中断动力的传递，还能根据实际工况优化选择传动比。不仅对汽车的动力性、燃油经济性、乘坐舒适性有利，而且大大减轻了驾驶汽车的复杂性和劳动强度。,六、万向传动装置,1、万向传动装置的功用：图4-1.1 在变速器与驱动桥之间高效率的传递动力，允许二者有相对位置的变化。可以缓和传动系中的
45、扭转冲击和振动。2、万向节 汽车用万向节有不等速和等速两类 十字轴万向节主要由十字轴和两个十字轴叉构成。图4-1.31（a）措施：一方面对万向节夹角进行限制（一般不大于7）另一方面采用如图4-1.31（b）所示的双十字轴万向节传动 等速传动两个条件：3、传动轴：图4-1.324、等速万向传动,中间传动轴两端的两个轴叉在同一个平面内 两个万向节夹角相等,4、等速万向传动,等速万向传动只用于FF式轿车，包括等速万向节及其传动轴。等速万向节允许输入轴与输出轴的夹角最大可达45，而且两者是等转速的。一套等速万向传动总成也是包含两个万向节和一根传动轴，图4-1.33 外万向节是普通的球笼式等速万向节 内
46、万向节是可伸缩的球笼式等速万向节中间的传动轴是实心轴，两端用花键与万向节相连。球笼式等速万向节，图4-1.34 由68个钢球，保持架（球笼），球形壳（外滚道），星形套（内滚道）等组成 万向节在工作时无论夹角多大，钢球的轨道平面（即钢球的中心所在平面）总在两轴线所夹钝角的垂直平分面上。,七、驱动桥,1、车桥分类 车桥又叫车轴，是安装车轮和支撑汽车的总成 车桥分为驱动桥、转向桥、转向驱动桥、支撑桥四类 驱动桥由主减速器、差速器、半轴等传动总成以及桥壳、主减速器壳等组成。图4-1.36 2、主减速器功用一是减速增矩，二是改变动力传递的方向（90）由一对螺旋圆锥齿轮组成。有的汽车采用两级齿轮减速。第一
47、级是锥齿轮，第二级是圆柱齿轮。3、差速器 4、半轴与桥壳 图4-1.39,3、差速器,保证内、外车轮都具有驱动功能的同时，允许两轮具有不同的转速。结构：图4-1.37，演示 主要由壳体（差速器壳）、行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮等组成 工作原理：在汽车直线行驶时，行星齿轮此时只作跟随差速器壳的转动，即公转。如图4-1.37所示，演示。汽车转弯时，两侧驱动轮所遇阻力不同，内侧车轮比外侧车轮阻力大，外轮具有转动快的趋势。此时行星齿轮便产生绕行星齿轮轴的自转，如图4-1.38所示，演示。,4-2 汽车行驶系,汽车行驶系包括车架、悬架系统、车轴和车轮四部分。一、车架绝大部分轻型及以上卡车、客车都有独立
48、的车架总成 轿车大部分都是将车架与车身合在一起制成承载式车身 图4-2.1是典型的车架图4-2.2是X形车架 二、悬架系统 三、车桥 四、车轮与轮胎,二、悬架系统,悬架(又叫悬挂)系统是汽车车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的弹性连接装置。分为用于载重车的非独立悬架和用于轿车的独立悬架。图4-2.3 非独立悬架是安装在具有实实在在的车轴(或车桥)部件之上的，在振动过程中两侧车轮通过车轴相互影响；独立悬架系统是用于两侧车轮分别安装在车架(或车身)的结构上，由于没有车轴部件，两侧车轮的振动是相互独立的。1、钢板弹簧式非独立悬架：图4-2.32、独立悬架 3、减振器,2、独立悬架,图4-2.4
49、是双横臂式螺旋弹簧独立悬架。主要由上、下两个摆臂（或控制臂）、螺旋弹簧等组成。轿车上最常用的滑柱摆臂式独立悬架，图4-2.5，图4-2.5 主要由滑柱、螺旋弹簧、下摆臂等组成，而且减振器与滑柱合二为一。抗侧倾杆（又叫横向稳定杆），它是在汽车侧倾时提供回正力矩 的。抗侧倾杆是一根两端带力臂的扭杆，它中间的扭杆弹簧部分用铰链连接在车架上，两端的力臂连接到车轮上（如图4-2.6）。弹性元件（弹簧）是悬架最重要部分。在现代汽车上，除上述钢板弹簧和螺旋弹簧外，还有扭杆弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧、油气弹簧、复合弹簧等。,3、减振器,减振器是吸收振动能量而衰减振动的部件。一端安装在车架(或车身)上，另一端安装
50、在车轮上，与弹簧是并联的。液力双向作用筒式减振器，如图4-2.7所示。主要由活塞杆、活塞、工作缸、储油缸、油液、单向阀等组成。伸张阀的节流孔面积小于压缩阀的节流孔面积，这就使得减振器在伸张时的阻尼力大于压缩时的阻尼力。,三、车桥,车桥分为驱动桥、转向桥、转向驱动桥和支撑桥四类。1、转向桥 图4-2.8是典型的转向桥组成图。主要由前轴（或前梁）、左右转向节、转向主销和转向横拉杆等组成。装着车轮的转向节可绕主销转动，实现转向 梯形臂和转向横拉杆把左右两转向轮连在一起 2、转向驱动桥 图4-2.9是轿车上常用的带独立悬架的转向驱动桥 当齿条左右移动时，带动横拉杆左右移动，横拉杆的外端便带动转向节臂绕
