第三章_汽车原理与构造1

汽车文化与汽车新技术1第三章汽车原理与构造3·1汽车总体构造3·2汽车发动机3·3汽车传动系统3·4汽车行驶系统3·5汽车转向与制动系统3·6汽车车身及附属设备3·7汽车基本性能汽车文化与汽车新技术2汽车基本构造汽车在结构上可以分为以下四大部分：1、发动机2、底盘3、车身4、电器系统3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术3汽车基本构造发动机发动机是汽车的动力装置。其作用是使供入发动机的燃料燃烧而产生动力经传动系驱动汽车行驶。汽车发动机主要有汽油机、柴油机。发动机一般由机体、曲柄连扦机构、配气机沟、供给系、冷却系、润滑系、点火系和起动系等部分组成。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术4汽车基本构造底盘底盘是汽车的基础，在其上安装有发动机、车身及其各种附属设备。此外，还安装有电气设备的各机件。底盘接受发动机的动力．使汽车产生运动，并保证汽车正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转问系和制动系组成。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术5汽车基本构造车身车身包括驾驶室和各种型式的车箱，用以容纳驾驶员、乘客和装载货物。车身应为全体乘员提供安全、舒适的乘坐环境，因此车身应具有隔声、减振、保温、安全的功能。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术6汽车基本构造电气设备汽车的电气设备是用来保证汽油机点火、发动机起动、照明和发出灯光信号，监视发动机及其它机构的技术状态，保障空调和其它一些电子控制装置的正常工作。电气设备通常由电源和耗电设备组成。我国汽车电气系统的电压，一般采用12v、24V。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术7汽车的型式汽车型式是指汽车的轴数、驱动型式、发动机在汽车上的安装位置、传动系的类型以及车身或驾驶室的类型。汽车的选型是极为重要的，汽车型式选择正确与否，对汽车的使用性能、重量、外形尺寸、制造成本影响很大。汽车的轴数和驱动型式驱动型式:M×N型M表示车轮总数，N表示驱动轮数。M和N各除以2，就是汽车轴数和驱动轴数。4×2驱动型式，表示四轮（双轴）汽车、两轮（单轴）驱动。4×2型汽车结构简单，自重较轻，成本低，油耗小，所以轿车和总质量小十190kN的公路车辆，广泛采用这种型式。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术8汽车的型式汽车的轴数和驱动型式汽车的总轴数是根据汽车的总质量、使用条件和用途及轮胎负荷能力来确定。驱动型式常为4×2型、4×4型、6×6型、6×4型、6x2型等。通常一般汽车的桥数不宜多于4根，否则会降低汽车的机动性并增加轮胎磨损。若采用4根车轴还不能满足装载质量要求，则可采用大型多车轴式拖车。军用越野车由于对机动性要求较高，一舶均采用全轮驱动型式，轻型越野车大多采用4X4的型式，装载质量在50kN以上的越野车，普遍采用6×6型。装载质量在80一100kN的越野车，则大多采用8×8型，其越野性能比传统的4×4、6×6型好得多，但传动系和转向系比较复杂，传动效率也较低，油耗量大。3·1汽车总体构造汽车文化与汽车新技术9第三章汽车原理与构造3·1汽车总体构造3·2汽车发动机3·3汽车传动系统3·4汽车行驶系统3·5汽车转向与制动系统3·6汽车车身及附属设备3·7汽车基本性能汽车文化与汽车新技术10汽车发动机分类热机3·2汽车发动机内燃机外燃机（蒸汽机）燃气轮机活塞式内燃机旋转活塞式内燃机（转子发动机）往复活塞式内燃机汽油机柴油机汽车文化与汽车新技术11汽车发动机分类3·2汽车发动机蒸汽机燃气轮机转子发动机汽车文化与汽车新技术12汽车发动机分类往复活塞式内燃机分类☆按使用燃料分：汽油机、柴油机等。☆按工作循环分：四冲程、二冲程。☆按气门位置分：顶置气门式、侧置气门式。☆按进气方式分：自然吸气式、增压式。☆按气缸排列分：直列式、对置式、v型。☆按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术13汽车发动机分类3·2汽车发动机V6发动机直列四缸发动机对置四缸发动机汽车文化与汽车新技术14汽车发动机的组成两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。五大系统：燃料供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、起动系统3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术15发动机基本术语☆上止点：活塞离曲轴回转中心最远点；☆下止点：活塞离曲轴回转中心最近点；☆活塞行程(S):上、下两止点间的距离（mm),S=2R；☆冲程：活塞油一个止点到另一个止点运动一次的过程；☆气缸工作容积(Vh):活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积(L)；☆发动机工作容积(Vl):动机所有气缸工作容积之和，也叫发动机的排量。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术16发动机基本术语☆燃烧室容积(Vc):活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。☆气缸总容积(Va):活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。☆压缩比(ε):气缸总容积与燃烧室容积的比值。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术17发动机工作循环四冲程发动机工作循环四冲程发动机的活塞在气缸内往复四个行程完成一个工件循环。四个行程分别是进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。(1)进气行程:进气门打开，排气门关闭，曲轴带动活塞从上止点向下止点运动。(2)压缩行程:活塞由下止点向上止点运动。进、排气门均关闭，活塞压缩可燃混合气，使其温度和压力同时升高。(3)作功行程:当活塞接近上止点时，火花塞产生电火花点燃混合气。气缸中燃料燃烧放出热能，使气体受热膨胀。在高压气体推动下，活塞向下止点运动，通过连杆使曲轴作旋转运动，产生转矩而作功。在此行程中进、排气门均保持关闭。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术18发动机工作循环四冲程发动机工作循环3·2汽车发动机(4)排气行程:在曲轴飞轮系统惯性力的作用下，活塞从下止点向上止点运动。此时进气门关闭，排气门开启，混合气燃烧后成为的废气，被活塞挤出气缸之外。汽车文化与汽车新技术19发动机工作循环二冲程发动机工作循环：气缸体上有进气孔、排气孔和换气孔，两个工作行程：(1)换气/压缩行程:活塞自下止点向上移动，三个气孔同时被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气流入曲轴箱。(2)作功/换气行程:活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，活塞下移作功。当活塞接近下止点时排气孔开启，废气冲出；随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲人气缸，驱除废气，进行换气过程。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术20曲柄连杆机构功能：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术21曲柄连杆机构机体组：由气缸盖、气缸垫、气缸体和油底壳(机油盘)等组成。1、气缸体:水冷式发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，成为气缸体——曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体内为活塞的往复运动作导向的圆柱形空腔，称为气缸；下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。作为发动机各个机构和系统的装配基体，气缸体本身应具有足够的刚度和强度。3·2汽车发动机1气门室罩2气缸盖3气缸垫4气缸体5油底壳6油底壳油封汽车文化与汽车新技术22曲柄连杆机构2、气缸盖功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。工作条件：接触高温燃气，承受的热负荷很大。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。3、气缸垫安装在气缸盖与气缸体之间，其作用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。4．油底壳油底壳的主要功用是贮存润滑机油并封闭曲轴箱。油底壳一般采用薄钢板冲压而成，其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术23曲柄连杆机构活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成。1、活塞:功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。3·2汽车发动机工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600~700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3~5MPa(汽油机)的压力，使之变形，破坏配合联结。材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁汽车文化与汽车新技术24曲柄连杆机构活塞连杆组：2、活塞环:活塞环是具有弹性的开口环，装在活塞头部的环槽中，分为气环和油环。气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水或空气带走。3·2汽车发动机油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面涂上一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可以减小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力。汽车文化与汽车新技术25曲柄连杆机构活塞连杆组：2、活塞销:活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。3、连杆:连杆的作用是连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆由连杆小头、连杆杆身和连杆大头三部分组成。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术26曲柄连杆机构曲轴飞轮组：3·2汽车发动机曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其它不同功用的零件和附件组成：1曲轴V带轮2正时齿形带轮3曲轴4、6、8、10止推片5主轴承上轴瓦7飞轮及齿圈总成9主轴承下轴瓦汽车文化与汽车新技术27曲柄连杆机构曲轴飞轮组：1、曲轴:曲轴与连杆配合，将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构，同时驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等运转。3·2汽车发动机l—前端轴2—主轴颈3—曲柄4—连杆轴颈5—后端凸缘直列4缸发动机的4个曲拐布置在同一平面内。点火间隔角为180°点火次序有两种可能，即1-2-4-3或1-3-4-2。直列6缸发动机的曲拐间隔角为720°/6＝120°。点火次序有两种，第一种是：1-5-3-6-2-4；另一种是：1-4-2-6-3-5汽车文化与汽车新技术28曲柄连杆机构曲轴飞轮组：2、飞轮:飞轮的主要作用是储存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其他阻力，使曲轴能均匀地旋转。飞轮外缘的齿圈与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用；离合器也装在飞轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩擦面，对外传递动力。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术29配气机构功能：按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。组成1、气门组2、气门传动组3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术30配气机构配气机构的布置：☆气门的布置形式:气门顶置式、气门侧置式；☆凸轮轴的布置位置：凸轮轴下置式、中置式、上置式；☆曲轴/凸轮轴传动方式：齿轮传动式、链传动式、带传动式；☆每气缸气门数目：二气门式、四气门和五气门等多气门式。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术31配气机构配气机构的布置：顶置式气门配气机构的进、排气门均布置在气缸盖上。由于四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两圈，而各缸只进、排气一次，也即凸轮轴只需转一圈，所以曲轴与凸轮轴的传动比为2：1。3·2汽车发动机顶置气门下置凸轮轴式配气机构1、正时链2、凸轮轴传动链轮3、液压挺柱4、凸轮轴5、弹簧座6、气门弹簧7、过桥8、摇臂9、螺钉10、枢轴11、气缸盖12、推杆13、排气门14、进气门15、正时标记16、曲轴链轮汽车文化与汽车新技术32配气机构配气机构的布置：凸轮轴的布置型式有三种：（1）下置凸轮轴式配气机构：凸轮轴布置在曲轴箱内。（2）中置凸轮轴式配气机构：凸轮轴位置移到气缸体的上部。（3）上置凸轮轴式配气机构：凸轮轴布置在气缸盖上。在这种结构中，气门开启的结构方法有两种：一般是利用摇臂驱动，另一种是通过凸轮轴直接驱动。3·2汽车发动机汽车文化与汽车新技术33配气机构配气相位：配气相位就是进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示。这种图形称为配气相位图。☆进气相位为(180º十α十β)曲轴转角。进气门提前开