汽车构造与性能

第三部分汽车构造与性能主要内容1.汽车的总体构造2.汽车的主要特征参数和技术指标3.汽车的性能4.发动机5.底盘6.车身7.电气设备汽车的总体构造汽车一般由四部分组成：发动机底盘车身电气设备汽车的主要技术特征参数1.整车装备质量2.最大总质量3.最大装载质量4.最大轴载质量5.车长6.车宽7.车高8.轴距9.轮距10.前悬11.后悬12.最小离地间隙13.接近角14.离去角15.转弯半径16.最高车速17.最大爬坡度18.平均燃料消耗量19.车轮数和驱动轮数汽车的动力性•最高车速：指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大行驶速度。•加速能力（加速时间）：指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力，通常用加速时间和加速距离来表示。加速能力包括两个方面，即原地起步加速性和超车加速性。•爬坡能力：指汽车在良好的路面上，以1档行驶所能爬行的最大坡度。汽车的经济性•汽车的经济性指标主要由耗油量来表示，是汽车使用性能中重要的性能。尤其我国要实施燃油税，汽车的耗油量参数就有特别的意义。耗油量参数是指汽车行驶百公里消耗的燃油量（以“升”「L」为计量单位）。在我国这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准，通过样车测试得出来的。它包括等速百公里油耗和循环油耗。汽车的安全性•汽车的安全性分为两大类：•主动安全性可理解为防范于未然。重点是将车轮悬架、制动和转向的性能达到最好的程度，尽量提高汽车行驶的稳定性和舒服性，减少行车时所产生的偏差。例如安装制动防抱死装置ABS,以提高制动性能防止甩尾现象，采用转向动力辅助减轻驾驶者的疲劳程度，采用新式光源提高照明射程等等。•被动安全性就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。如采用塑性保险杠、安全带、气囊等等。发动机•发动机是汽车的动力装置，它的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。一般汽车都采用往复活塞式内燃机。•它由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机用)和起动系等几部分组成。汽油喷射发动机•汽油喷射发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复（电脑件只能整件更换），但是与它的运行经济性和环保性相比，这些缺点就微不足道了。底盘底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。传动系统概述传动系的基本功用，是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车以一定速度行驶。对于前置后驱的汽车来说，发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后车轮，所以后轮又称为驱动轮。传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。传动系的布置型式•机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为：1.前置前驱—FR：即发动机前置、后轮驱动。2.后置后驱—RR：即发动机后置、后轮驱动。3.前置前驱—FF：即发动机前置、前轮驱动。4.越野汽车的传动系：一般为全轮驱动，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。四轮驱动•四轮驱动，又称全轮驱动，顾名思义是指汽车前后的轮子都有动力驱动，可以按照行驶路面状态的不同而将发动机输出扭矩分别分布在前后所有的轮子上，提高汽车的行驶能力。四轮驱动表示法用4×4或者4WD。离合器离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。驾驶员踩下或松开离合器踏板，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器的功用主要有：1、保证汽车平稳起步；2、便于换档；3、防止传动系过载。变速器变速器的功用是：改变车速大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。实现倒车行驶实现空档变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。差速器汽车转向行驶时，外侧轮要比内侧轮移过的距离大，为使车轮尽可能不拖滑，必须保证各车轮以不同的角速度转动。通常从动车轮用轴承支承在心轴上，能以任何角速度旋转；而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接，在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称轮间差速器。多轴驱动的越野汽车，为使各驱动桥能以不同角速度旋转，以消除各桥上驱动轮的滑动，有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。行驶系概述行驶系的四大主要部分：车轮、车桥、车架和悬架。车桥车桥通过悬架和车架（或车身）相连，两端连接车轮。车桥可以是整体式的，也可以是断开式的。根据驱动方式的不同，车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。悬架系统车桥和轮子在颠簸的路面上跳跃，我们不希望车身也如此活跃，因此车桥和车架之间要用一种弹性结构连接在一起，这就是悬架系统，它包括能让车身不停颤动的弹簧和让这种颤动能尽快停下来的阻尼装置——减振器。悬架的型式分为非独立悬架和独立悬架两种。非独立悬架和独立悬架•非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另一侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。•独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势轮胎•轮胎大致分为子午胎和斜交胎。•斜交胎的帘线按斜线交叉排列。噪音小，外胎面柔软，低速行驶时乘坐舒适性好，且价格便宜。•子午胎的帘线排列方向与轮胎子午断面一致。与斜交胎比，弹性大，耐磨性好，滚动阻力小，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易刺穿。转向系概述•汽车改变行驶方向时，转向机构将司机转动方向盘的动作转变为车轮(通常是前轮)的偏转动作。•按转向力来源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。•机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件。•动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。循环球式转向器•目前最常用、最有代表性的两种转向器：循环球式和齿轮齿条式。•循环球式：该装置有螺杆-螺母和齿条-齿扇两个传动副，转向盘通过转向柱带动螺杆旋转，螺母将螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母（即齿条）再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。螺母与螺柱的螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名。齿轮齿条式转向器•齿轮齿条方式的最大特点是刚性大，结构紧凑重量轻，且成本低。由于这种方式容易由车轮将反作用力传至转向盘，所以具有对路面状态反应灵敏的优点，但同时也容易产生打手和摆振等现象。齿轮与齿条直接啮合，将齿轮的旋转运动转化为齿条的直线运动，使转向拉杆横向拉动车轮产生偏转。电动助力转向器•电动助力转向系统的英文缩写叫“EPS”（ElectricalPowerSteering），它利用电动机产生的动力协助驾车者进行转向。•全世界约有一半的轿车采用动力转向。随着汽车电子技术的发展，目前一些轿车已经使用电动助力转向器。•电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能。因此在近年得到迅速的推广，也是今后助力转向系统的发展方向。电动助力转向系统的组成(1)机械转向器(2)减速器(3)转矩传感器(4)电动机(5)电控单元（微处理器）(6)蓄电池电源电动助力转向的工作原理•汽车转向时，转矩传感器检测到转向盘的力矩和转动方向，将这些信号输送到电控单元，电控单元根据转向盘的转动力矩、转动方向和车辆速度等数据向电动机控制器发出信号指令，使电动机输出相应大小及方向的转动力矩以产生助动力。•当不转向时，电控单元不向电动机控制器发信号指令，电动机不工作。•同时，电控单元根据车辆速度信号，确定输给转向盘的作用力，减少驾车者在高速行驶时方向盘“飘”的感觉。制动系统•制动系统是关系到人车安全的关键部件，汽车的制动系统按照可靠、省力等要求设置了多种装置。最常见的有双回路制动系统、真空制动增压器等。•轻型汽车大都采用液压制动，制动器•制动器有鼓式和盘式两大类型。盘式制动器散热快，调整方便，特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。•制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。一般轿车采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动。盘式制动器和鼓式制动器真空助力器•真空助力器一般安装在制动踏板与制动主缸之间，起增加踏板力的作用，使驾车者省力。•真空助力器的工作原理，是利用发动机工作时产生的负压与大气压之间的压力差来迫使助力器内橡胶膜片移动，推动制动主缸的活塞，以此来减轻人踩制动踏板的力。ABS——防抱死制动系统•ABS全称是ANTILOCKBRAKINGSYSTEM，汉译就是防抱死制动系统。•这是一项在80年代末才兴起应用的新技术，但发展得很快，现在已经成为许多轿车的必装件了。成为安全性能先进的重要标志之一。为什么要用ABS•汽车突然遇到情况发刹车时，百分之九十以上的驾驶者往往会一脚将刹车踏板踩到底来个急刹车，这时候的车子十分容易产生纯粹性滑移并发生侧滑，即人们俗称的“甩尾”，这是一种非常容易造成车祸的现象。造成汽车侧滑的原因很多，例如行驶速度，地面状况，轮胎结构等都会造成侧滑，但最根本的原因是汽车在紧急制动时车轮轮胎与地面的滚动摩擦会突然变为滑动摩擦，轮胎的抓地力几乎丧失，此时此刻驾驶者尽管扭动方向盘也会无济于事。•针对产生侧滑的原因，汽车专家早在60年代就研制出ABS这样一套防滑制动装置。ABS工作原理•ABS的工作原理简单一点来讲，就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号汇集到电子控制器内分析，一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给电磁调节器，由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片，解除车轮的抱死现象。用点放形式来制动，即可急剧降低轮速，又可保持轮胎与地面的附着力。车身•车身是形成驾驶员和乘客乘坐空间的装置、也是存放行李等物品的工具，因此要求它既要为驾驶员提供方便的操作条件，又要为乘客提供舒适的环境；既要保护全体乘员的安全，又要保证货物完好无损，也就是说，车身既是保安部件又是承载部件。在现代汽车中，它又是技术与艺术的有机结合的艺术品。轿车车身由本体、内外装饰和车身附件等组成。轿车车身的演进一、马车型车身二、箱式车身三、甲壳虫车身四、船形车身五、鱼形车身六、楔形车身马车型车身箱型车身甲壳虫车身船型车身鱼型车身楔型车身导流板与扰流板•空气产生的升力将车辆向上托起，减少车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差。•汽车设计师为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力，将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力，将车尾改为短平，减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮外，还在轿车前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板联成一体，中间开有合适的进风口加大气流度，减低车底气压，这种连接板称为导流板。在车厢上后端做成象鸭尾似的突出物，将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下