74汽车构造基础知识

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+汽车构造+汽车基本性能指标+其它相关知识+汽车的基本组成均由发动机、底盘、电气设备和车身及附属设备四大部分组成。1、发动机类型2、发动机组成3、性能指标4、专业术语5、工作原理6.发动机新技术介绍目前汽车采用的基本上是往复活塞式内燃机+按完成一个循环所需要的行程数,可分为四冲往和二冲程发动机;+按点火方式,可分为点燃式(如汽油机)和压燃式(如柴油机);+按燃料种类,可分为柴油机、汽油机、酒精机、煤气机和多种燃料机;+按缸体的排列方式,可分为单列式、双列式(V型)和星型式三种。曲柄连杆机构:曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所,把燃料燃烧后气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩,不断输出动力。+气缸体曲轴箱组:气缸体曲轴箱、下曲轴箱、气缸盖、气缸垫等+活塞连杆组:活塞、活塞环、活塞销等连杆体、连杆盖、连杆螺栓等+曲轴飞轮组:曲轴、飞轮等配气机构+气门组:气门、气门导管、气门弹簧等+气门传动组:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、凸轮轴正时齿轮等燃料供给系+汽油机:油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气管等柴油机:油箱、柴油滤清器、燃油泵、喷油泵、空气滤清器、进排气管等点火系(仅汽油机有)+蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、火花塞等冷却系+水冷式:散热器、风扇、水泵、节温器、水套等+风冷式:风扇、导流罩、散热片等润滑系+机油滤清器、机油泵、粗滤清器、油道等起动系+起动机及附属装置气缸工作容积——发动机的单缸排量它是指活塞从上止点移动到下止点所让出的空间压缩比指活塞在下止点时一个气缸内气体所占的容积(Va)与活塞在上止点时气缸内气体所占的容积(Vc)之比。用ε表示。汽油机ε一般在6―10之间,柴油机为15―22左右。1、上止点:活塞顶离曲轴中心最大距离时的位置称为上止点。2、下止点:活塞顶离曲轴中心最小距离时的位置称为下止点。3、活塞行程:活塞运行在上下两个止点间的距离称为活塞行程。它等于曲轴旋转半径长度的两倍。4、气缸工作容积(气缸排量):活塞在上下止点间运动所扫过的容积称为气缸工作容积。5、燃烧室容积:活塞在上止点时,活塞顶部上方整个空间的容积称为燃烧室容积。6、气缸总容积:活塞在下止点时,活塞顶部上方整个空间的容积称为气缸总容积。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。7、压缩比:气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。它表示活塞由下止点运动到上止时,气缸内气体被压缩的程度。8、发动机排量(总排量):多缸发动机各缸气缸工作容积的总和称为发动机排量。它等于气缸排量与缸数的乘积。9、工作循环:燃料的热能转换为机械能需经进气、压缩、作功、排气等一系列连续过程,每完成一次称为一个工作循环。10、四冲程发动机:是指活塞往复四个行程,曲轴旋转两周,完成一个工作循环的发动机。11、二冲程发动机:是指活塞往复二个行程,曲轴旋转一周,完成一个工作循环的发动机。+四冲程汽油发动机工作循环由吸气、压缩、作功、排气四个过程组成发动机一个工作循环。+汽油机利用化油器(或电喷装置)使汽油和空气混合形成可燃混合气,经进气门进入气缸,用火花塞产生的电火花强制点燃混合气,混合气燃烧膨胀推动活塞作功,带动曲轴旋转并输出动力。+可变进气系统作用:①能兼顾高速及低速不同工况,提高发动机的动力输出和降低燃油消耗;②降低发动机的排放污染;③改善发动机怠速及低速时的性能及稳定性。+可变进气系统的分类:(1)多气门分别投入工作;方案:第一,通过凸轮或摇臂控制气门在设定的工况下开或关;第二,在进气道上设置旋转阀门,根据设定工况打开或关闭该气门的进气通道,这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。(2)可变进气道系统。①双脉冲进气系统。②四气门二阶段进气系统。③三阶段进气系统。可变气门正时和升程控制系统1.本田汽车公司VTEC技术本田VTEC(VariableValveTiming&Liftelectroniccontrolsystem),称为电子控制可变气门正时与举升系统,当改变气门升程时,气门正时与气门重叠角随之改变。(1)VTEC结构。(2)VTEC工作原理。+当发动机在中低速工作时,控制系统使主、副摇臂与中间摇臂分离,利用两侧的低速凸轮A、B驱动主、副摇臂,压动气门开启。中间摇臂在弹簧的作用下与中间凸轮(高速凸轮)一起转动,但此时由于没有油压作用于同步活塞,所以中间摇臂与气门的开闭无关。+当发动机高速运转时,控制系统使摇臂内部的液压活塞沿箭头方向移动。此时主、副及中间摇臂在同步活塞的作用下连成一体,均由中间凸轮(高速凸轮C)来驱动,从而获得高功率所需的配气正时和气门升程。丰田汽车公司VVT-i技术+丰田汽车公司VVT-i(VatiableValveTimingintelligent)称为智能可变气门正时系统。(1)VVT-i的结构。VVT-i系统由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀和传感器三部分组成。+VVT-i控制器的结构:柴油机共轨直喷技术1.柴油机电控燃油系统概述1.柴油机电控燃油系统的分类+第一代电控喷油系统是位置控制式。+第二代电控喷油系统是时间控制式。+第三代电控喷油系统是时间压力控制式,即电控共轨式喷油系统。2.柴油机电控燃油喷射系统的特点(1)柴油机的排放降低,经济性提高。(2)发动机的工作可靠性提高。(3)响应快,控制精确。(4)控制策略灵活多样。2电控共轨系统的组成发动机增压技术的发展历史1机械增压器的结构和工作原理2涡轮增压器的结构和工作原理1、传动系2、转向系3、制动系4、行驶系横置发动机前置前驱底盘横置发动机前置后驱底盘传动系的作用+将发动机的动力平稳可靠地传给驱动车轮,使汽车前进或后退;根据汽车行驶的道路坡度、路面等级、交通流量、车辆载荷大小以及行驶速度高低等要求,改变汽车行驶速度和驱动力。传动系的组成+离合器、变速箱、万向传动装置和具有减速器、差速器、半轴的驱动桥。越野汽车和重型汽车多采用多桥驱动,在变速器后加装分动器,从分动器至各驱动桥各装一套万向传动装置。离合器+作用:保证在发动机的曲轴与传动装置间能根据汽车行驶的需要传递或截断发动机动力输出;使汽车平稳起步;便于换档和防止传动系过载。+构造与工作原理:常用的多为干摩擦片式。主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。其中,发动机飞轮是离合器的主动件。带摩擦片的从动盘的毂通过轴向花键同从动轴(即变速箱第一轴)相连。压紧弹簧将从动盘紧压在飞轮端面上。发动机转矩就靠飞轮同从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上,再由此经过从动轴和传动系中一系列机件传给驱动车轮。变速器和分动器+变速器的作用:根据不同的道路情况,变更驱动车轮的牵引力,并使汽车得到所需要的速度;在不改变曲轴旋转方向的情况下,使汽车能前进或后退;在离合器接合时,使发动机不传给驱动车轮(空档);还可通过取力器将动力传给其他机构(如绞盘和倾卸汽车用油压泵)。+构造:主要由变速器壳、盖、输入轴(第一轴)、输出轴(第二轴)、中间轴、倒挡轴以及齿轮、轴承、油封、操纵机构等机件组成。+原理:利用改变直径不同的齿轮啮合,改变输出的转速和转矩。如大齿轮带小齿轮传动,输出转速升高,转矩下降;小齿轮带大齿轮传动,则输出转速降低,扭矩增大。1.CVT的基本结构+金属带式CVT一般由起步离合器、行星齿轮机构、无级变速机构、控制系统和中间减速机构组成。(1)起步离合器。(2)行星齿轮机构。(3)无级变速机构。由金属传动带、主动轮组、从动轮组组成。其中,主动轮组和从动轮组都由可动锥盘和固定锥盘组成。(4)控制系统。控制系统是用来实现CVT传动比无级自动变化的,多采用机—液控制系统或电—液控制系统。(5)中间减速机构。CVT的工作原理。+金属带式CVT主要是通过改变主、从动轮和金属带的接触半径(即工作半径)来实现传动比的连续变化。CVT的特点。(1)无级变速器后备功率大,其动力性优于传统手动变速器和自动变速器。(2)经济性好。(3)装有CVT的汽车行驶平顺性好、乘坐舒适。(4)在变速过程中无须中断动力传输,可以大幅减轻驾驶员的劳动强度,提高了汽车的操纵稳定性。(5)环保。2.手自一体变速器+手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出,称为Tiptronic。+手自一体变速器主要有四种不同的形式:+第一种是以传统自动变速器技术为基础,另外加装电子和液压控制装置,允许手动换档;+第二种是CVT变速器,人为地将无级变速划分出几个区域,允许手动换档;+第三种是以手动变速箱为基础,把离合器的自动控制和电子-液压顺序换档相结合。+第四种是DSG直接换档变速器。奔驰手自一体变速器。万向传动装置+作用:保证在动力的输出轴和动力的输入轴之间轴线不重合,且轴线夹角经常发生变化的情况下传递动力。+构造:万向节、传动轴。车桥+作用:承受和传递地面与车架之间的各向作用力及力矩。+构造:驱动桥、转向桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中驱动桥又含减速器、差速器、半轴、驱动桥壳等。转向桥由前轴、转向节和轮毂三个部分组成。作用+根据汽车行驶的需要,按照驾驶员意图改变行驶方向。构造+转向器及转向传动装置。其中,转向器的作用是将驾驶员施于转向盘上的力,通过它传给转向传动机构,同时还可以增大传动比,使转向操纵轻便。按采用的传动副的方式可分为蜗杆曲柄销式、循环球式和齿轮齿条式。循环球式转向器由两对传动副组成,一对是螺杆、螺母,另一对是齿条、齿扇。在螺杆和螺母间装有钢球,使滑动摩擦变为滚动摩擦,从而提高了传动效率(达90%以上),使转向轻便,磨损减小。近年来使用这种转向器日趋广泛。转向传动装置包括转向垂臂、直拉杆、转向节臂、转向节、转向节主销、梯形臂和横拉杆等机件。主要把转向盘的指令传递给转向车轮。2.1电控液压转向系统1.系统组成。+电控液压助力转向系统简称为EHPAS(Electro-HydraulicPowerAssistSteering),系统部件主要包括电动机、液压泵、转向机、转向角速度传感器、转向控制单元、EHPAS警告灯以及助力油储液罐等,其中转向控制单元和电动机及液压泵通常安装在一起。2.工作原理。+在汽车直线行驶时,方向盘不转动,电动泵以很低的速度运转,大部分工作油经过转向阀流回储油罐,少部分经液控阀然后流回储油罐;当驾驶员开始转动方向盘时,ECU根据检测到的转角、车速以及电动机转速的反馈信号等,判断汽车的转向状态,决定提供助力大小,向驱动单元发出控制指令,使电动机产生相应的转速以驱动油泵,进而输出相应流量和压力的高压油。高压油经转向控制阀进入齿条上的动力缸,推动活塞以产生适当的助力,协助驾驶员进行转向操作,从而获得理想的转向效果。在电机温度过高或电流过大的情况下,电机可以停止工作实现自我保护。2.2全电动助力转向系统1.电动助力转向系统的组成。电动助力转向系统部件包括电动机、转向机、转向角速度传感器、转向控制单元以及EPAS警告灯等。2.电动助力转向系统的工作原理。+当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测量出转向轴上的转矩信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电子控制单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向辅助动力的大小。电动机的转矩由电磁离合器通过减速器减速增扭后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。3.电动助力转向系统的特点。(1)系统使用电动机,不使用液压油泵,因而发动机节省了驱动油泵所需的动力。(2)系统省去了液压网络的所有部件,减小了转向系统的尺寸与质量,并且降低了成本。(3)系统仅在转向盘转动的情况下使用动力,而传统的动力转向系统则要求提供持续的能量。(4)系统只有直流电动机为主要零件,所使用的其他零件少,因而具有很高的可靠性,转向系统可以做到免维护。(5)由于某种原因致使电子控制助力系统出现故障时,驾驶员还可以很容易地回到手动机械转向。4.丰田锐志电动助力转向系统。+电动助力转向系统主要包括:方向盘直接驱动的转矩传感器、转向电机、减速装置、转角传感器、齿条轴的外壳及左右横拉杆等组成。(1)转向扭矩传感器结构与工作原理。+转向扭矩传感器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