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1、,第4章 认识汽车 4.1概述汽车的分类4.1.1.1按汽车的用途分按动力装置种类及所用燃料分,汽车产品的编号规则,根据GB9417-88汽车产品型号编制规则规定，国产汽车型号由企业名称、汽车类别、主参数、产品序号、企业自定代号五部分组成。企业名称代号 汽车类别代号 主参数代号 产品序号 企业自定代号,汽车的总体构造汽车的组成汽车品种繁多，类型规格、性能及用途各有不同，不管汽车的外形如何变化、功能如何不同，其基本结构大体相同，都是由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。,轿车总体结构,货车总体结构,汽车的主要技术参数,整车整备质量汽车完全装备好的质量(kg，以下各质量参数相同)。除装备有发
2、动机、底盘、车身、全部电气设备和车辆正常行驶所需要的辅助设备的完整车辆及加足的润滑油、燃料、冷却液的质量外，还可加上随车工具、备用车轮及其它备品等的质量。最大总质量汽车满载时的总质量。最大装载质量最大总质量与整车整备质量之差。最大轴载质量汽车单轴所承载的最大总质量。车长一一垂直于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外端突出部位的两垂面间的距离(mm，以下各尺寸参数同)。车宽平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧：最外刚性固定突出部位(除后视镜、侧面标志灯、方位灯、转向指示灯等)的两平面之间的距离。车高车辆最高点与车辆支承平面之间的距离。轴距汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点
3、到车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。,轮距在支承面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离(轴两端为双轮时，为左右两条双轨迹的中线间的距离)。前悬在直线行驶位置时，汽车前端刚性固定件的最前点到通过两前轮轴线的垂面间的距离。后悬汽车后端刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面间的距离。最小离地间隙满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。接近角汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角（）。离去角汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角（）。转弯直径外转向轮(方向盘转到极限位置)的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆直径(mm)。最高车速汽车在平坦公路上行驶时能达到的最高速度(kmh)。最大爬坡度汽车
4、满载时的最大爬坡能力(或)。平均燃料消耗量汽车在公路上行驶时平均的燃料消耗量(L100km)。,汽车常用结构参数,L-车长 B-车宽 H-车高 L-轴距 A-轮距 S1-前悬 S2-后悬 a1-接近角 a2-离去角 C-最小离地间隙,4.2汽车发动机发动机工作原理,汽车发动机多采用往复活塞式内燃机。以汽油机为例，其基本工作过程是：燃油供给系将汽油与空气按一定的比例混合，形成可燃混合气，由活塞下行产生的真空度，经进气门吸入气缸；活塞上行，压缩进入气缸的可燃混合气，使气缸内气体压力、温度升高；由火花塞跳火将可燃混合气点燃，高温燃气产生的巨大压力推动活塞下行做功，活塞下行的直线运动通过曲柄连杆机构的
5、作用转换为曲轴的旋转运动，从发动机飞轮输出，（输出的动力经传动系传至驱动车轮，推动汽车行驶）；活塞继续上行，将燃烧产生的废气经排气门排出气缸。上述过程称为发动机的工作循环。发动机的曲柄连杆机构及配气机构是发动机完成工作循环的最主要机构。,单缸发动机简图,汽车发动机的结构与功能 发动机是汽车的动力装置，其功用是将燃料燃烧产生的热能转换为机械能，为汽车的行驶产生动力。目前大多数汽车使用往复活塞式内燃机，通常使用汽油或柴油作为燃料。发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成。,1.曲柄连杆机构,曲柄连杆机构的主要功用是将可燃混合气燃烧时产生的热能转变为机械能，并输
6、出。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。机体是发动机的主体和骨架，是发动机的装配基体，而其本身许多部分又是发动机有些机构和系统的组成部分。活塞连杆组是发动机内将热能转变为机械能，把活塞的直线运动转变为曲轴的旋转运动的主要机构。曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮组成。它的功用是承受连杆传来的力，并通过飞轮驱动传动系。同时曲轴的转动还驱动发电机、水泵、空气压缩机等附属装置。,2.配气机构 配气机构的功用是按发动机配气定时的要求，准时打开和关闭进排气门，使新鲜可燃混合气及时充入气缸，并使燃烧后的废气及时排出。配气机构主要由气门、推杆、挺杆、凸轮轴、摇臂及正时齿轮（或带轮）等组成。,3.燃料供给系 按发动
7、机工况要求，准确计量空气燃油混合比，将其送入气道或气缸，并将燃烧废气排入大气。1）汽油机燃料供给系 汽油机燃料供给系的功用：根据发动机各工况的不同要求，准确计量空气燃油混合比，并将一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，最后将燃烧做功后的废气排入大气。,（1）化油器式汽油机燃料供给系的组成、基本工作过程,燃料供给装置包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管，用以完成汽油的贮存、输送及滤清的任务；空气供给装置空气滤清器，用以滤除空气中杂质；可燃混合气形成装置化油器；可燃混合气供给和废气排出装置进气管、排气管和排气消声器,基本工作过程是：汽油在汽油泵的泵吸作用下，从油箱经油管吸出，经汽油滤清器过滤后送入化
8、油器中。空气则经空气滤清器滤去所含灰尘后，进入化油器。在气缸吸气气流的作用下，汽油从化油器中喷出，与空气混合开始雾化，经进气管进一步蒸发，初步形成可燃混合气，进入各个气缸，压缩行程末可燃混合气被火花塞点燃燃烧。混合气燃烧产生的废气经排气管与排气消声器排入大气。,（2）电控式汽油机燃料供给系的组成、工作过程 采用电控燃油喷射方式的汽油机供油系一般由空气供给系统、燃油供给系统和电控系统三部分组成。空气供给系统的作用是计量和控制发动机燃烧所必需的空气量。,空气供给系统的工作过程如下：经空气滤清器过滤的新鲜空气，用空气流量计测量后，再经过节气门体流到稳压室，由此分配到各缸的进气支管。空气在进气支管中，
9、与喷油器喷入的汽油混合后，进入气缸。为了在冷却水温比较低的情况下加快暖机过程，配备了快怠速机构，即由空气阀控制快怠速所需的空气量。流经空气阀的空气，从节气门旁通过，直接流入稳压室。,燃油供给系统的作用是供给缸内燃烧所必需的汽油。,燃油供给系统的工作过程是：在燃油泵的作用下，汽油经燃油箱吸出经过燃油滤清器，再用调压器将燃油压力控制在比进气压力高250kPa300kPa左右之后，由分配管分配到各喷油器。喷油器根据来自电控单元（ECU）的喷射信号，把适量燃油喷射到进气管中。,电控系统的功用是根据发动机及汽车的运行状态，确定最佳的汽油供给量。供给发动机的汽油量是通过喷油器的喷射持续时间来控制，而后者是
10、由ECU计算确定的。,2）柴油机燃料供给系柴油机燃料系的功用是根据不同工况将相应的燃油定时、定量并以一定的压力和一定的喷雾质量喷入燃烧室。并将燃烧后的废气排出气缸。（1）普通柴油机燃料系 柴油机燃料供给系由燃料供给、空气供给、混合气形成（燃烧室）、废气排出四部分组成。,柴油机燃料供给系的工作过程:输油泵以低压将柴油从油箱送到柴油滤清器，然后进入喷油泵提高压力，按不同工况所需的供油量经高压油管送到喷油器，经喷孔呈雾状喷人燃烧室内。输油泵供应的多余燃油以及喷油器回油孔流出的少量燃油经回油管流回油箱。柱塞式喷油泵供油量的调节是由调速器控制的。,（2）电控柴油燃料供给系电控共轨式燃油系统是柴油机电控燃
11、油系统的第三代，柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。也是目前最先进的电控柴油喷射系统。它可控制喷油量、喷油时间、喷油压力和喷油率。,电控柴油供给系工作过程:电动燃油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内,再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。,柴油机共轨喷射系统,4.冷却系 冷却系的功用是使发动机保持在最适宜的温度范围内工作。水冷却系的组成主要由水套、水泵、风扇、散热器和冷却强度调节装置、温度传感器等组成。水冷却系的工作过程为：水泵在发动机的带动下转动，使冷却液在发动机
12、内部及散热器之间流动，冷却液将燃料燃烧产生部分热量传至散热器中，再由散热器散发至空气中，以保证发动机始终处于正常的温度范围内工作。,冷却系的基本组成,5.润滑系 润滑系的功用是润滑发动机各部件以减少发动机内部摩擦。润滑系的组成由油底壳、机油泵、机油滤清器、集滤器限压阀及旁通阀、机油压力表、温度表、机油尺和机油散热器等主要部件组成。润滑系的工作过程为：机油泵工作时将油底壳内的机油抽入主油道，然后从分油道送至各摩擦表面进行润滑。,4.3汽车底盘汽车传动系认识4.3.1.1.汽车传动系的作用、基本组成：底盘的功用是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按驾驶人的操纵正常行驶。底盘由传动系、行驶
13、系、转向系、制动系组成。1.传动系 汽车传动系的功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。,货车传动系一般组成及布置,发动机前置、前轮驱动的轿车传动系示意图,传动系基本工作情况是：发动机发出的动力依次经过离合器、变速器、由万向节和传动轴组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴传到驱动轮。,2.行驶系 汽车行驶系的功用是将汽车各总成及部件联成一个整体并对全车起支撑作用,接受由发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩；此外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，
14、保证汽车行驶平顺性。,轮式汽车行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架组成。,3.转向系1）转向系的作用：操纵汽车，保证汽车按驾驶人选择的方向行驶。2）转向系的类型：按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。（1）机械转向系 机械转向系以驾驶人的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，货车转向系与轿车转向系一般布置略有不同。,转向系的基本工作原理为：驾驶人转动方向盘将力通过转向轴传到转向器，转向器将力矩放大后通过转向摇臂、转向直拉杆使转向节臂拉动转向节，使车轮偏转而实现转向。,普通桑塔纳轿车转向系统,（2）动力转向系 采用动力转
15、向系的汽车转向所需的能量，在正常情况下，只有小部分是驾驶人提供的体能，而大部分是发动机驱动的油泵所提供的液压能。发动机驱动油泵将机械能转化为压力能，并在驾驶人控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压作用力，以助驾驶人施力不足的一系列零部件，总称为转向助力装置。,动力转向系统,液压动力转向装置的基本构成,转向油泵是液压动力转向的基本动力源，它的功能是将发动机产生的机械能转变为辅助驾驶人操纵转向机构的液压能，以驱动转向轮转向。转向控制阀一般与机械式转向器连动，以保证转向助力的同步性。当动力转向装置中的液压装置出现故障时，转向控制阀有自锁功能，以保证驾驶人能够使用机械式转向机构操
16、纵转向系统，使汽车得以继续行驶。,4.制动系 汽车制动系的功用是：操纵汽车，使汽车按驾驶人的意志迅速减速、停车和保证汽车在驾驶人离开后能可靠的停驻。制动系分为行车制动和驻车制动，前者又称脚制动或脚刹，后者也称手制动或手刹。通常在汽车上行车制动和驻车制动是两套相互独立的制动系统。行车制动系的类型按制动力源及传力介质通常可分为气压制动系统和液压制动系统。1）液压制动系统的组成及工作原理 液压制动系统通常由制动总泵、制动液储箱、真空助力器、车轮制动器、制动分泵、制动管路等组成。,液压制动系的组成,液压制动系统工作原理如图所示：当制动踏板4被踩下时，制动液由制动主缸5中的活塞推动压出，经油管同时分别进
17、入前后各车轮的制动轮缸6和制动钳2中，将制动蹄或制动块推向制动鼓或制动盘，产生制动。,2）气压制动系统的组成及工作原理 气压制动系统通常由空气压缩机、制动控制阀、储气筒、湿储气筒、制动气室、安全阀、三通阀、低压报警开关、单向阀、挂车制动阀、分离开关、气压表、气压调节器、管路等组成。,气压制动系统工作原理：当踩下制动踏板时，拉杆拉动制动控制阀拉臂，使制动控制阀工作，储气筒前腔的压缩空气便通过制动控制阀上腔进入后制动气室，使后轮制动；同时，储气筒后腔的压缩空气通过制动控制阀下腔进入前制动气室，使前轮制动。与此同时，前制动管路接通挂车制动阀，将由湿储气筒通向挂车的通路切断，由于挂车采用断气制动，所以
18、挂车也同时制动。,3）驻车制动器 驻车制动器的作用是使停驶的汽车可靠的停驻；便于在坡道上起步；行车制动器失效后临时使用或配合行车制动器进行紧急制动。多数汽车的驻车制动器设置在传动系上，一般安装在变速器或分动器之后，也有的安装在主减速器前端。所以这类制动器又称为中央制动器。一般轿车是在后桥制动器中加装一套机械操纵机构，使行车制动器又兼驻车制动器的功能。驻车制动器有盘式和鼓式两种，结构和行车制动器大同小异，只是传动机构为机械式。,鼓式驻车制动器,4.4汽车电器设备,发动机点火系的认识点火系的作用：使汽油机在规定的时间里准确的产生效强的火花而点燃混合气。,点火系的工作过程是接通点火开关，当断电器触点
19、闭合时，低压电流由蓄电池、点火线圈初级绕组通过断电器，流回到蓄电池，在初级绕组中产生磁场，并当断电器触点断开时，低压电流被切断，磁通随之减少，以至消失。磁通的迅速变化，在次级绕组上感应出很高的电压，电流经过配电器从高压线分配至火花塞，高电压击穿火花塞的电极，产生火花，点燃混合气。,点火系工作原理,起动系的认识,起动系的作用是起动发动机。起动系的组成由起动机、电池线圈、蓄电池、点火开关等组成。其基本工作过程:接通起动开关，蓄电池电流经电磁线圈中的吸拉线圈和保位线圈，产生电磁吸力，从而吸引铁心。铁心牵引拨杆，使小齿轮与飞轮齿圈上的齿轮啮合。这时流经电磁线圈的电流，经电动机的磁场线圈流入电枢，电动机
20、电枢开始转动，通过小齿轮带动飞轮齿圈（飞轮）转动，使发动机起动。,起动系由起动机、电池线圈、蓄电池、点火开关等组成。,起动系工作原理,4.5汽车车身 车身的作用和组成 汽车车身是驾驶人的工作场所，也是装载乘客或货物的场所。车身为驾驶人提供方便的操作条件，为乘客提供舒适安全的环境以及保证货物完好无损。,车身的作用汽车车身是用来运送乘客和货物并保护其免受尘土、雨雪、振动、噪音、废气等侵袭的具有特定形状的结构。它对行驶安全、舒适性、运输效率有很大影响。它作为与发动机、底盘相并列的三大组成之一，随着社会的发展愈来愈被人们所重视。它包含的内容不仅涉及技术问题而且还涉及造型艺术的民族风格及时代特征，它应使
21、人获得美的感受。可以说它是技术与艺术相结合的产物，是装在汽车底盘上的“上层建筑”。,车身的组成 汽车车身包括车身壳体及门窗、前后钣金件、车身附件、内、外装饰，坐椅等等。由结构件和覆盖件组成。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它专用装备。,汽车车身,4.6汽车行驶理论汽车行驶基本概念要使静止的汽车开始行驶，并且在行驶中保持一定的速度或加速度，就必须对汽车施加一个与行驶方向相同的推动力，以克服阻碍汽车运动的各种阻力。这个推动汽车行驶的力称为牵引力。汽车牵引力来源于汽车发动机运转时产生的扭矩通过传动机构传送到驱动轮产生的驱动力。根据力平衡的原理，汽车行驶时其牵引力必须大于等于汽车行驶总阻力。,汽车驱动
22、力,驱动力的产生汽车发动机产生的扭矩经传动系传至驱动轮，驱动轮便产生一个作用于路面的圆周力F，路面则对驱动轮作用一个反作用力Ft，Ft与F大小相等，方向相反，如图所示。,汽车行驶阻力,滚动阻力Ff滚动阻力主要是由于轮胎和路面的变形而产生的，主要包括以下几个方面：1道路塑性变形损失 车轮滚动时会推移土壤，轮胎与路面之间产生摩擦，土壤受挤压产生塑性变形等都要消耗一定的能量。2轮胎弹性迟滞损失 汽车行驶时，轮胎在径向、切向及侧向都会产生变形，并处于变形、恢复的循环中，其中有一部分能量要消耗在轮胎组织的内摩擦上，称为弹性迟滞损失，使轮胎发热，并向大气释放热量。3其他损失汽车行驶时，还包括从动轮轴承、油
23、封处的损失，悬架零件间的摩擦和减振器内的损失等。,Ff=Gf,空气阻力Fw空气阻力是在汽车行驶时，空气与汽车表面相互摩擦产生的摩擦阻力和车身前后所受的压力差而产生的阻力的合成。空气阻力与汽车的正面投影面积（或称迎风面积）以及汽车与空气的相对速度的平方成正比，它还与汽车外部轮廓形状和表面质量有关。汽车正面投影面积越大，车速越高，空气阻力在汽车行驶总阻力中所占比例也越大。对高速行驶的汽车，空气阻力是汽车行驶的主要阻力。现代汽车努力改进车身设计，用流线型较好的外形减小空气阻力。,坡度阻力Fi当汽车上坡时，汽车重力（总质量）在平行于路面的方向上产生一个分力，其方向与汽车行进方向相反，这个力为上坡阻力。
24、下坡时则相反，其重力在平行于路面方向的分力与汽车行进方向相同，形成了下坡阻力。坡道阻力的大小决定于汽车的总质量以及路面的纵向坡度。,加速阻力Fj加速阻力也称惯性阻力，是阻止汽车改变速度的惯性力。当汽车加速时，产生的惯性力作用方向与汽车的行驶方向相反，称为加速阻力；减速时则产生惯性助力，推动汽车行进。当汽车匀速行驶时，加速阻力为零,汽车行驶的过程中，受到的各种行驶阻力必须与驱动力Ft平衡。表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的驱动力平衡方程，即Ft=Ff+Fw+Fi+Fj。该式说明了汽车行驶中驱动力与各行驶阻力的平衡关系，其平衡关系不同，则汽车的运动状态不同。若Fj=Ft（Ff+Fw
25、+Fi）0，即Ft Ff+Fw+Fi时，汽车将加速行驶。若Fj=Ft（Ff+Fw+Fi）=0，即Ft=（Ff+Fw+Fi）时，汽车将匀速行驶。若Fj=Ft（Ff+Fw+Fi）Ff+Fw+Fi。上式为汽车的驱动条件，它反映汽车的行驶能力，但还不是汽车行驶的充分条件。汽车行驶的充分条件是汽车驱动力小于等于附着力。附着力与路面、轮胎等因素有关。,4.7汽车的使用性能,汽车的动力性汽车的动力性直接影响着汽车的平均行驶速度和运输生产效率。汽车的平均行驶速度是汽车动力性的总指标。从尽可能获得高的平均行驶速度的观念出发，汽车动力性通常用汽车的加速时间、最高车速和最大爬坡能力来表示。,汽车燃料经济性汽车燃料经
26、济性是指汽车以最小的燃料消耗完成单位运输工作的能力。提高燃料经济性，将减少单位运输量的燃料消耗，降低运输成本。汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。,汽车的制动性汽车的制动性是指汽车在行驶中能强制地降低行驶速度并在短距离内停车，在下坡时能控制汽车保持稳定的安全车速，且在制动过程中能维持车辆行驶方向的稳定性。制动性能的好坏直接影响行车安全，也关系到汽车动力性的有效发挥。汽车制动性能的优劣主要从汽车的制动效能及其恒定性和制动时汽车方向的稳定性三个方面来评价。,汽车的稳定性,汽车的稳定性是指汽车在行驶中抵抗倾覆和侧滑的能力。汽车稳定性的破坏
27、会使汽车失去操纵，导致整车出现侧滑、回转、甚至翻车的危险。由于上述两个性能之间有着密切的关系，故一般常统称为操纵稳定性。汽车的稳定性包括纵向稳定性和横向稳定性。,汽车的通过性与机动性,汽车的通过性是指汽车能以足够的平均速度通过各种道路和障碍物的能力。评价汽车通过性的主要参数评价汽车通过性的主要参数有：汽车的最小离地间隙、接近角与离去角、纵向通过半径与横向通过半径、最小转弯半径以及外廓尺寸等,汽车的行驶平顺性汽车的行驶平顺性是指保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，能保证驾驶员与旅客不致因车身振动而引起不舒适和疲劳的感觉。对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。由于汽车的行驶平顺性主要是根据乘客的舒适程度来评价，所以又称为乘坐舒适性。行驶平顺性既是决定汽车舒适性的最主要方面，也是汽车性能的主要指标。,汽车的舒适性汽车的舒适性是指汽车在行驶中对其成员身心影响程度的评价。长期以来，各汽车厂家都在积极采取改进措施，以提高汽车的舒适性。舒适性的好坏，主要取决于行驶平顺性、噪声、空气调节和居住性等因素。空气调节性能与居住性都是影响汽车舒适性的重要因素。空气调节性能不好，会引起乘员胸闷、晕车等不适感觉，造成驾驶员反应迟钝，影响行车安全；居住性不好，会使驾驶员感到操作不便，易疲劳，乘员感到难以保持舒适的坐姿等。,
