汽车构造总论

汽车构造总论发动机：燃烧燃料而发出动力，再通过底盘的传动系驱动汽车行驶。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。由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。车身：驾驶员的工作场所和容纳乘客或货物的场所。（电气设备）：汽车的用电设备。三大总成一、汽车总体构造二、汽车类型1.按用途分为轿车——按发动机排量分：微型、普通级、中级、中高级、高级轿车运输汽车客车——按总长度分：微型、轻型、中型、大型、特大型客车货车——按总质量分：微型、轻型、中型、重型货车竞赛汽车特种用途汽车娱乐汽车特种作业汽车消防车、救护车、工程车、……2.按动力装置分为活塞式内燃机汽车电动汽车复合动力汽车燃气轮机汽车3.按行驶道路条件分为公路用车非公路用车（越野汽车）4.按行驶机构特征分为轮式汽车驱动型式符号：n×m（车轮总数×驱动轮数）其它型式的车辆（履带式、雪撬式、气垫式、步行机构式车辆）三、国产汽车产品型号编制规则（GB９４１７-８８）企业自订代号用途特征代号结构特征代号产品序号主参数代号车辆类别企业代号专用汽车专用汽车结构特征代号X——厢式汽车G——罐式汽车Z——专用自卸汽车T——特种结构汽车J——起重举升汽车C——仓栅式汽车例：CA1091EQ2080SC6350TJ7100DM5700XYCFJX1030DS汽汽车车型型号号中中数数字字代代号号的的含含义义车辆类别及代号主参数代号载货汽车1越野汽车2自卸汽车3牵引汽车4专用汽车和特种作业车5汽车总质量(t)数值(100t时，用3位数字)客车6汽车总长度(0.1m)数值（10m时，单位用m）轿车7发动机工作容积(0.1L)数值8半挂车及专用半挂车9汽车总质量（t）数值第一章发动机构造一、发动机分类热力发动机:内燃机：活塞式内燃机、燃气轮机外燃机：蒸汽机活塞式内燃机分类:按活塞运动方式分为按工作循环分为按所用燃料分为按冷却方式分为往复活塞式发动机旋转活塞式发动机四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机风冷式发动机水冷式发动机按点火方式分为按气缸数量分为按气缸排列方式分为按混合气形成方式分为按是否对进气增压分为强制点火式(点燃式)发动机压燃式发动机单缸发动机多缸发动机L型(直列式/单列式)发动机V型(双列式)发动机P型(平卧式/对置式)发动机化油器式发动机直接喷射式发动机非增压(自然吸气)式发动机增压式发动机二、发动机基本参数及术语气缸工作容积（气缸排量）Vh发动机工作容积（发动机排量）VL燃烧室容积Vc气缸总容积VaVa=Vh+Vc压缩比εε=Va/VcVhSVaVc压缩比(CompressionRatio)ε定义：ε=Va/Vcε越大，（压缩终了时的压力越大、温度越高，燃烧速度越快，因此，）发动机功率(Power)越大，油耗率(SpecificFuelConsumption)越低。ε过大，易产生爆燃(Deflagrate)，易产生表面点火。爆燃（爆震）：离点燃中心较远处的可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。表面点火：由燃烧室内炽热面或炽热点点燃混合气而产生的一种不正常燃烧。化油器式发动机的压缩比ε一般为6～9；柴油发动机的压缩比ε一般为16～22。可变压缩比（图）三、柴油机(DieselEngine)1.柴油的主要特点粘度大；不易蒸发；自燃温度低。2.柴油机工作循环与汽油机相同3.柴油机与汽油机主要不同点（图1-4）混合气形成：柴油机不用化油器，燃油直接喷射入气缸内。点火方式：压燃，无点火系统。4.柴油机的特点压缩比高柴油机16～22,汽油机为6～9；最高转速较低柴油机2500～3000rpm,汽油机4000～7000rpm；热效率较高柴油机为30～42%；汽油机为20～38%油耗较低比汽油机低约30%质量较大制造、维修费用高喷油泵、喷油器的制造难度大振动、噪声较大工作粗暴排气污染小过量空气系数大，燃烧比较完全，CO、HC、NOx的排放量较少。四、四冲程发动机汽油机的工作循环(汽油机)(图)工作循环活塞运动进气门状态排气门状态缸内压力(MP)缸内温度(K)进气行程向下开关0.075－0.09（终了）370－400(终了)压缩行程向上关关0.6－1.2(终了）600－700(终了)作功行程向下关关3－5(最高)0.3－0.5(终了)2200－2800(最高)1300－1600(终了)排气行程向上关开0.105－0.115(终了)900－1200(终了)五、二冲程汽油机工作原理1.工作循环（图）（图1-5）第一行程（活塞向上）：压缩；进气（进入曲轴箱）；第二行程（活塞向下）：燃烧作功；换气（缸内进气、排气）。2.结构无进、排气阀（进气孔、排气孔、扫气孔均由活塞开、闭）；活塞顶部为一特殊形状，以利换气。3.特点功率大理论上为四冲程发动机的2倍，实际为1.5～1.6倍；运转平稳每两次行程就有一次作功；结构简单，质量小无配气机构使用、维修方便燃油经济性差换气时有部分新鲜可燃混合气随废气被排出排气污染大六、发动机总体构造曲柄连杆机构：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。(力→转矩；直线运动→转动)配气机构：按要求定时开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气及时进入气缸，废气及时从气缸排出。供给系：把燃油和空气混合成合适比例的可燃混合气供入气缸以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。点火系：按照点火次序在规定时刻产生电火花点燃气缸中已被压缩的混合气。冷却系：把发动机的部分热量散发到大气中，以保证发动机正常工作。润滑系：减少摩擦阻力以减轻零件的磨损，并有冷却和清洗磨擦面的作用。起动系：使静止的发动机起动以转入自行动转。进排气系：2个机构5个系统七、发动机主要性能指标与特性1.主要性能指标有效转矩(EffectiveTorque)Te发动机通过飞轮对外输出的转矩。有效功率(EffectivePower)Pe发动机通过飞轮对外输出的功率。燃油消耗率(SpecificFuelConsumption)ge发出1Kw有效功率，1h内所消耗的燃油量。(g/kw·h)2.主要特性转速特性：主要性能指标随发动机转速变化的规律。发动机外特性节气门全开时的转速特性（图1-18）发动机部分特性节气门部分开启时的转速特性PeTegen发动机外特性曲线第二章曲柄连杆机构功用把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。(力→转矩；直线运动→转动)组成(图)(图)机体组（图）（图）：气缸体、气缸盖、气缸衬垫、油底壳活塞连杆组(图2-19)：活塞、活塞环、活塞销、连杆曲轴飞轮组（图2-47）：曲轴(图2-48)、飞轮曲轴扭转减振器减振原理型式橡胶摩擦式（图2-58）、干摩擦式（图2-59）、粘液摩擦式(硅油减振器)（图2-60）惯性盘(其转速相对比较均匀)轴(其角速度周期变化)橡胶或其它阻尼材料(其内部摩擦分子运动，将振动的机械能转换为热能，使振动衰减)第三章配气机构概述作用根据工作循环的要求，定时开启、关闭进、排气门。充气效率（充气系数）M（实际充入质量）ηv=M。(在进口状态的充满质量)ηv１;ηv越大，功率越大。提高充气效率ηv是发动机设计制造所追求的目标之一。很多结构装置都是为了提高充气效率ηv。配气相位图（图3-10）——用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角来表示配气相位的环形图进气门提前开启：保证进气行程开始时进气门已开大；进气门延迟关闭：利用气流惯性和压力差继续进气；排气门提前开启：利用缸内压力排气；使排气行程开始时排气门已开大；排气门延迟关闭；利用缸内压力继续排气；利用气流惯性继续排气。气门重叠角——进、排气门同时开启的曲轴转角。配气机构的类型(图)：气门的布置型式：顶置式（图3-1）：气门位于缸盖上部侧置式（图3-3）：气门位于缸体侧部凸轮轴的布置型式（图）：下置式：凸轮轴位于曲轴箱中部（气缸以下）中置式：凸轮轴位于缸体上部上置式(OHC)：凸轮轴位于气缸盖上面凸轮轴传动方式（图）：齿轮传动：用于下置式链传动：用于中置式、上置式；噪声较大齿形皮带传动：用于中置式、上置式每缸气门数及排列方式：２门４门(图3-9)配气机构的组成：气门组：(图)(图3-11)气门、气门导管、气门座、气门弹簧。气门传动组：（图3-1）正时齿轮（图3-21）、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。可变气门正时（VVT)气门开、闭时刻可随发动机工况变化而改变液控气门、(图)电控气门气门动作所需的动力采用液压力或电磁力。可方便地改变动作时刻或行程。第四章汽油机燃油供给系组成（图4-1）燃油供给装置：（图4-37）油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管；空气供给装置：（图4-46）空气滤清器；可燃混合气形成装置：化油器；可燃混合气供给及废气排出装置：（图4-45）进气管；排气管、消声器。燃油供给装置空气供给装置可燃混合气形成装置可燃混合气供给装置废气排出装置气缸汽油1.主要性能指标蒸发性(Volatility)10％馏出温度——影响发动机冷起动性；50％馏出温度——影响发动机加速性能、工作稳定性；90％馏出温度——影响燃烧完全、油耗、对润滑油的损坏。热值每１kg燃料燃烧产生的热量。抗爆性(AntiknockQuality)避免产生爆燃的能力，亦抗自燃的能力。2.辛烷值(OctaneRating)辛烷值是评价抗爆性的指标参数。标准燃料由异辛烷（抗爆性好，辛烷值为100）和正庚烷（抗爆性差,辛烷值为0）组成。汽油的辛烷值与汽油的抗爆性相同的标准燃料中的异辛烷值含量的百分比例，如70%、85%、90%、93%、97%。汽油代号66号70号85号90号93号97号马达法辛烷值(MON)不小于667085研究法辛烷值(RON)不小于909397马达法辛烷值发动机在油门全开和高速运转时的抗爆性．研究法辛烷值发动机在低速至中速运行时的抗爆性。（含铅汽油中添加有四乙铅，可提高其抗爆性。）可燃混合气成分（浓度）空燃比(Air-fuelRatio)（A／F）=理论空燃比14.7A／F＝14.7为“理论混合气；A／F＞14.7为“稀混合气；A／F＜14.7为“浓混合气。过量空气系数(Air-excessFactor)＝＝1为理论混合气；1为稀混合气；1为浓混合气。混合气成分对发动机性能的影响混合气偏稀时，油耗率最低。原因：混合不是绝对均匀的，偏稀可使氧气足够。混合气偏浓时，功率最大。原因：燃烧速度高；散失热量小。实际空气质量理论空气质量可燃混合气中空气质量可燃混合气中燃料质量汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求车用发动机的工作特点工况变化范围大，负荷0-100%;工况变化频繁,变化速度有时很大;大部分为中等负荷工况.各种工况对混合气成分的要求1.稳定工况（发动机热态，无转速或负荷的突然变化）怠速和小负荷:要求较小，以保证正常燃烧；中等负荷:要求较大，以使油耗较低；大负荷和全负荷:要求较小，以满足功率要求。2.过渡工况冷起动:要求极小（0.2～0.6）,以使发动机能起动;暖机:逐渐增至怠速时的要求;加速:要求额外增加燃油,以使能及时加浓。燃油供给装置：燃油供给装置的组成:(图)油箱、滤清器、汽油泵、碳罐、油管。碳罐:(图)防止燃油蒸气污染燃油泵总成:（图）电动油泵浸在箱内，避免产生火花；润滑好。各种阀的作用：防止液体流入蒸气管；限制最大燃油加注量；保持箱内压力。简单化油器的工作原理和工作过程（图4-2）汽油直接喷射1）直喷的类型按喷射位置分：缸内喷射喷油压力3-5MP进气管内喷射:多点喷射(MPI)(图)——每一进气岐管设一喷油器.喷射压力0.2-0.35MPa；单点喷射(节气门体喷射)(SPI)(图)——进气总管设1个喷油器.喷射压力0.1MPa。按喷射时间分：连续喷射（稳定喷射）间隙喷射（脉冲喷射）:同时喷射——各缸同时喷射；顺序喷射——按各缸进气顺序喷射；分组喷射——分组同时喷射。按控制手