汽车构造与原理

汽车构造与原理（发动机）行车记录仪、汽车简介汽车的概念：汽车是由动力驱动、一般具有四个或者四个以上的车轮的非轨道承载车。汽车总体组成：通常汽车由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。汽车的诞生：卡尔·本茨世界第一辆内燃机驱动三轮汽车的发明人，德国奔驰汽车公司的创始人，设计的第一辆汽车的功率为1.103KW，最高时速为18km/h,同一年，德国人戈特利布·戴姆勒改制为功率0.8千瓦的汽油内燃机四轮汽车，被称为第一辆实用汽车。因此本茨和戴姆勒被成为汽车之父。世界汽车工业的发展及现状：世界汽车工业发展至今总体经历了创造、发展、全盛、稳定、兼改组、再发展等过程。主要分为以下三个阶段。（1）汽车快速发展阶段（2）汽车发展全盛时期（3）汽车企业兼并改组，汽车产量相对稳定时期中国汽车工业发展与现状1）创建成长阶段（1953-1981）2）汽车工业改革阶段（1982-1993）3）汽车工业快速增长期（1994至今）汽车发展趋势：1、新型汽车动力及代用燃料的发展2、汽车电子设备的大量应用3、新的汽车生产方式开始形成4、信息技术成为汽车产业的核心技术5、汽车新材料及新工艺的大量应用2、汽车的分类及代号汽车分类：根据我国制定的有关汽车分类标准（GB/3730.1－2001）。按照用途汽车分为两大类：乘用车和商用车乘用车（不超过9座）分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车等11类。商用车分为客车、货车和半挂牵引车等3类。客车细分为小型客车、城市客车、长途客车、旅游客车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专用客车。货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车、专用货车。汽车若按发动机的位置和驱动形式可分为前置后驱(FR)、前置前驱(FF)、后置后驱(RR)、中置后驱(MR)和四轮驱动(4WD)等形式。宝马5系的前置后驱奥迪A6的前置前驱保时捷911的后置后驱法拉利F360的中置后驱奥迪quattro四轮驱动同样，按车身分类可以分为一箱式、二箱式、三箱式三类。按轿车顶盖可否开启分为闭式和开式按货车设计最大总质量可分为小于3500Kg、大于3500Kg小于12000Kg和大于12000Kg三类。按汽车动力装置类型，可分为内燃机汽车、电动汽车、燃气轮汽车。2、汽车代号目前世界汽车公司生产的汽车大部分都使用VIN(VehicleIdentificationNumber)车辆识别码。VIN码由17位字符组成，所以俗称十七位码。它包含了车辆的生产国家、厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。正确解读VIN码，对于我们正确地识别车型，以致进行正确地诊断和维修都是十分重要的。VIN主要由三部分组成，第一部分为世界制造厂识别代号（WMI）；第二部分为车辆说明部分（VDS）；第三部分为车辆指示部分（VIS）第1位：生产国家代码：J日本S英国K韩国W德国L中国等。第2位：汽车制造商代码：B－BMWA－AudiJ－JeepZ－Mazda第3位：汽车类型代码(不同的厂商有不同的解释)第4～8位(VDS)：车辆特征第9位：校验位，按标准加权计算第10位：车型年款第11位：装配厂第12～17位：顺序号举例：VIN：JT8UF11E6R0126347J:日本T：丰田汽车公司8：载人小汽车U：1UZ-FE4.0LV8（发动机型号代码）F：LS400（车型代码）1：LS400UCF10型（车型与型号代码）1：LS400/SC300（系列/级别代码）E：四门轿车（车身类型代码）6：VIN检验数代码R：1994年（车型年款代码）0：总装工厂代码126347：出厂顺序号代码3、汽车主要技术参数汽车的质量参数：（1）汽车的装载质量（2）汽车的整备质量（3）汽车的总质量（4）汽车的整备质量利用系数（5）汽车的轴荷分配汽车主要性能指标：1、汽车的动力性能（1）汽车最高车速（2）汽车的加速时间（3）汽车的爬坡性能2、汽车的经济性能（1）汽车的燃油消耗量3、汽车的制动性能（1）制动的效能（4）制动距离（2）制动效能的恒定性（3）制动时方向的稳定性4、通过性能（1）最小转弯半径最小转弯半径是指当转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心在支承平面上滚过的轨迹圆半径。它在很大程度上表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。转弯半径越小，汽车的机动性能越好。（2）汽车最小离地间隙（4）A接近角、B纵向通过角、C离去角5、汽车其他使用性能（1）环保性能（2）货物拆卸方便性（3）操作简易性4、汽车行驶的基本原理1、汽车行驶的驱动力与行驶阻力（1）汽车驱动力FtFt=Tt/r（2）汽车的行驶阻力F汽车行驶时需要克服各种阻力，主要有滚动阻力Ff、空气阻力Fw、上坡时的坡度阻力Fi和加速阻力FjFf=WtfFi=GsinαF=Ff+Fw+Fi+Fj（3）汽车的行驶方程及驱动条件行驶方程：Ft=F阻=Ff+Fw+Fi+Fj驱动条件：Ft≥Ff+Fw+Fi2、汽车行驶的附着条件及影响因素汽车行驶的附着条件：Ft≤Fσ=Fzσ汽车驱动-附着条件：Ff+Fw+Fi≤Ft≤Fσ驱动力大动力性强驱动力大足够的附着力（切向力）动力性强满足轮胎与地面的附着条件驱动力附着力汽车附着力影响因素：（1）附着系数（2）驱动轮的法向反作用力汽车的附着力地面附着系数法向反作用力行驶车速车轮的运动状况汽车的总体布置行驶的状况车身的形状道路的坡度路面的种类和状况本章小结：1）汽车总体组成2）汽车按发动机位置和驱动分类的种类3）主要名词解释：轴距、前悬、后悬、汽车整备质量、汽车整备质量利用系数、汽车加速时间、最小转弯半径、纵向通过角4）汽车行驶附着条件第一章发动机基本构造与工作原理1、四冲程发动机基本结构与工作原理1.1发动机的概念和种类发动机概念：发动机是一种能够把一种形式的能量转化为机械能的机器，通常是把化学能转化为机械能。发动机种类：1、往复式活塞发动机2、旋转活塞式发动机（转子发动机）1.2四冲程汽油机基本结构与工作原理1、四冲程汽油机基本结构：2、四冲程汽油机基本工作原理：四冲程发动机工作过程3、4冲程发动机主要基本学术用语(1)排量：一台发动机所有气缸工作容积之和称为该发动机的排量。气缸工作容积：Vs=πD2s/4(2)压缩比ε：压缩比ε表示气缸内气体压缩的程度，主要由气缸燃烧室容积比上气缸总容积表示。ε=Va/Vc现代汽油机的压缩比一般为7-11.4、多缸发动机结构特点单缸发动机工作原理可知，只有作功行程产生动力，其它三个行程都要消耗动力。为了维持运动，单缸发动机必须有一个贮备能量较大的飞轮。即使如此，发动机运转仍然是不平稳的，作功行程快，其它行程慢。因此，现在汽车大多采用多缸发动机。它是由若干个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所组成。现代汽车上用的较多是四缸、六缸、八缸发动机。多缸发动机是在曲轴转角720°内(四冲程发动机)，各缸都要象单缸发动机一样完成一个工作循环。为了使发动机运转平稳，各缸作功间隔角大都均等。如四冲程六缸发动机各缸作功间隔角为：Ψ=720°/6=120°即曲轴每转120°就有一个缸作功，各缸作功行程略有搭接，这样发动机运转与四缸发动机相比较为平稳。所以发动机缸数越多，发动机运转越平稳。5、示功图1.3四冲程柴油机基本结构与工作原理2、二冲程发动机结构特点与工作原理概念：二冲程发动机是指活塞在上、下止点间往复移动两个行程，完成进气、压缩、做功、排气一个工作循环的发动机。1、二冲程汽油机结构特点与工作原理二冲程发动机与四冲程发动机相比主要是取消了进气门和排气门，由活塞圆柱面控制其开闭，并增加了扫气孔使曲轴箱和气缸向连接。二冲程汽油机工作原理：第一行程（换气—压缩行程）第二行程（做功—换气行程）二冲程汽油机与四冲程汽油机比较：2、二冲程柴油机结构特点与工作原理（1）二冲程柴油机结构特点：二冲程柴油机与二冲程汽油机相比在气缸盖上安装了排气门和燃油泵-喷嘴，并且安装了废气涡轮增压装置，可使进气口空气加压，使新鲜空气以高压形式进入气缸，并也进一步使废气排出气缸。（2）二冲程柴油机工作原理：3、内燃机分类及型号1、内燃机分类：（1）按冲程数分：二冲程内燃机、四冲程内燃机（2）按着火方式分：点燃式内燃机、压燃式内燃机（3）按使用燃料种类分：液体燃料内燃机、气体燃料内燃机、多种燃料内燃机（4）按进气状态分类：非增压内燃机、增压内燃机（5）按冷却方式分类：水冷式内燃机、风冷式内燃机（6）按气缸数分类：单缸内燃机、多缸内燃机（7）按气缸布置分类：直列式、V型、水平对置式、W型、转子发动机（8）按用途分类：汽车用、船用、坦克用、工程机械用等2、内燃机型号根据国家标准GB/T7258规定，我国内燃机型号由四部分组成：第一部分：主要显示系列符号、换代标志、企业代号。第二部份：首位表示缸数符号、第二位表示气缸布置形式（无符号表示为多缸直列或单缸、V表示为V型、P表示为平卧型）、第三位表示冲程类型（E表示二冲程、四冲程不标示）、第四位表示缸径。第三部分：首位表示内燃机的结构特征符号（无符号为水冷、F为风冷、N为凝气冷却、Z为增压等）、第二位表示用途特征符号（无符号为通用型、Q为车用、M为摩托车用、J为铁路机车用、L为林业机械用等）；第三位表示燃料符号（无符号为柴油，P为汽油，T为天然气，CNG为天然气等）第四部分：为区分符号8V150Q/P4、发动机性能指标1、动力性能指标（1）有效转矩：发动机曲轴输出的平均转矩，以Te表示，单位N.m。（2）平均有效压力：指单位气缸工作容积所输出的有效功，以Pme表示，单位kPa。（3）有效功率发动机曲轴输出的功率成为有效功率，用Pe表示（单位kW）有效功率可由有效转矩和平均有效压力计算表示：（4）标定功率：发动机制造厂按国家规定标定的有效功率称为标定功率。标定功率是根据发动机用途、使用特点以及连续运转时间来确定的，我国内燃机功率标定为四级，分别为15min功率、1h功率、12h功率和持续功率。（5）升功率：发动机在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率，以Pc表示，单位kW/L。2、经济性能指标（1）燃油消耗率每小时单位有效功率消耗的燃油量，用be表示，单位为g/(kW.h),计算公式：（2）有效热效率燃料中所含的热量转变为有效功的比例，用ηe表示计算公式为：当测得发动机有效功率Pe和每小时的燃油消耗质量B时，ηe还可表示为：一般，现代汽车的汽油机ηe值为0.30左右，柴油机为0.40左右。3、运行性能指标（1）排放指标（2）噪音（3）起动性能4、可靠性欲耐久性指标（1）可靠性（2）耐久性5、汽车发动机的总体组成汽车汽油发动机总体是在一个机体上安装一个机构（曲柄连杆机构）和六大系统（配气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统），而柴油机则为五大系统，没有点火系统（1）机体组件主要由气缸体、气缸盖、汽缸垫组成主要作用为构成发动机的骨架，支承着发动机的所以零部件。（2）曲柄连杆机构主要由活塞、飞轮、连杆、曲轴组成主要功用将活塞的往复运动转换成曲轴的圆周运动，并经曲轴对外输出动力。（3）换气系统主要组成空气滤清器、进排气管系、配气机构、排气消声器主要功用按照发动机的需求定时开关气门，实现换气过程。（4）燃料供给系统汽油机主要有汽油箱、输油泵、滤清器、压力调节器、电控喷油器、电控单元等柴油机主要有柴油箱、输油泵、滤清器、高压油泵、调速器、喷油泵等主要功用为根据发动机的需求，定时定量向发动机所需燃料。（5）点火系统主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、火花塞、电控装置组成。主要功用为按规定时刻点燃气缸内的混合气。（6）润滑系统主要由油底壳、机油泵、机油滤清器、油压表等组成主要功用为发动机工作起到润滑、减少摩擦的作用，并也可起到清洁、防锈的作用（7）冷却系统主要由冷却水泵、风扇、节温器、冷却水道组成主要功用为保证发动机在适宜的温度下工作（8）起动系