第1章汽车概论.ppt

汽车新技术,2019/12/6,第2页,主要授课内容,第一章：汽车概论第二章：汽车基本构造原理第三章：现代汽车新技术第四章：汽车清洁燃料,2019/12/6,第3页,课程要求,通过本课程的学习，使学生：掌握汽车整体结构，了解各基本总成的作用、结构特点、工作原理等方面的知识；掌握国内外汽车发展的新结构、新技术，以及典型、常见汽车新技术的结构、工作原理及对汽车性能的影响；了解评价汽车性能的一些基本指标；了解汽车燃料，特别是现在汽油添加剂的现状及汽油添加剂对汽车内部燃烧的影响等。,教学日志,2019/12/6,第4页,参考书目,王世荣，汽车概论，机械工业出版社史文库，现代汽车新技术，国防工业出版社2011.2第二版郭瑞莲，汽车电控系统原理与故障分析，北京工业大出版社2010.3冯渊，汽车电子控制技术,机械工业出版社,2005舒华,汽车电子控制技术,人民交通出版社,2002桌斌，车用汽油机燃料喷射与电子控制，机械工业出版社，2001钱耀义，汽车发动机电子控制系统，机械工业出版社，2000皇甫鉴，现代汽车电子技术与装置，北京理工大学出版社，1999,2019/12/6,第5页,第一章汽车概论,第一节汽车的产生和演化第二节现代汽车电控技术发展第三节汽车的总体布置,2019/12/6,第6页,第一节汽车的产生和演化,汽车的定义：不同国家有不同的定义中国：由自身装备的动力装置驱动，一般具有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的车辆美国：由本身的动力驱动，装有驾驶操纵装置的在固定轨道以外的道路或自然地面上运输客、货或牵引其他车辆的车辆日本：自身装有发动机和操纵装置的不依靠轨道或架线能在路上行驶的车辆,无轨电车外形类似汽车,没有轨道,使用和汽车一样的轮胎,是在道路上空安装有输电线路,车辆上部有受电弓接触输电线获取电力驱动车辆。,2019/12/6,第7页,一、人类对汽车的探索,以动力装置为线索：蒸汽机电动机内燃机以行走装置为线索：步行式雪橇式车轮式以时间为线索：1480年，维西的弹簧车1670年，牛顿的喷气式汽车1705年，纽可门的活塞往复式蒸汽机,2019/12/6,第8页,二、早期的汽车探索,蒸汽汽车：世界上最初可以载人的自备动力的车辆是蒸汽汽车世界上第一辆汽车是法国人居纽1770年制造的蒸汽汽车，现珍藏于巴黎的国家技术及机械品博物馆世界上最早投入运行的车辆是美国人古涅1825年制造的蒸汽汽车，在相距15km的格斯特夏和切罗滕哈姆间作有规律的运输服务，单程时间45min1827年，汉考克在公共汽车的侧面写上行车路线及所经过的地名,2019/12/6,第9页,早期的几个具有代表性的车,居纽蒸汽汽车水陆两用汽车早期的公共汽车滑轮车和辐条车,2019/12/6,第10页,居纽的蒸汽汽车,时间：1769年制造人：法国人居纽用途：拉炮燃料：柴禾结构：锅炉、两个汽缸、前轮驱动时速：3.6km,由于锅炉、汽缸等机件的重量都加在前轮上，方向操纵困难，只行驶了1km就发生锅炉爆炸，汽车失去控制，车仰人翻，撞坏了路边房屋，车子也损坏严重,2019/12/6,第11页,水陆两用车,1805年，美国人艾文思首次制造了装蒸汽发动机的水陆两用汽车。这种水陆两用汽车是费城港当局为了疏通费城港，委托艾文思负责制造的，原来打算是制造疏浚船，不料船制成以后，发现作业场地不在海岸边，于是不得不考虑将这艘蒸汽船运送到有港口的地方。艾文思在船底装上了四个车轮，用船上的蒸汽发动机驱动。这样便把船运到了港。因此疏浚船成了水陆两用车。它也成为现代水陆两用汽车的鼻祖。,2019/12/6,第12页,早期英国街头的公共汽车,1801年，理查德特雷威蒂克制造了英国最早的蒸汽汽车。两年后，他又制成了形状类似公共马车的蒸汽汽车。这辆公共汽车能乘坐8个人，创造了在平路上时速为9.6km/h，坡道上时速为6.4km/h的世界纪录。,2019/12/6,第13页,人类对车辆的探索,1420年，有人制造出了一种滑轮车。人坐在车内，借用人力使绳子不停地转动滑轮。车虽然走了起来，但由于人力有限，这辆车的速度就不能充分地得以发挥，比步行还要慢。,1649年，德国一个钟表匠汉斯郝丘，制造了一台发条式的汽车。但是这台发条车的速度不到1.6km/h，而且每前进230m，就必须把钢制发条卷紧一次，这个工作的强度太大了，所以发条车也没有能够得到发展。,2019/12/6,第14页,蒸汽汽车早期的状况,蒸汽汽车在当时被称为无马马车，显然对马车运输业产生了威胁，因而引起了马车业主们的反对蒸汽汽车笨重，操作不便，在车辆数增加的同时，交通事故和锅炉爆炸的事故时有发生锅炉燃烧所排出的煤灰、黑烟对沿街住户和行人造成危害，也引起市民们的不满,2019/12/6,第15页,早期的交通状况,1865年英国制定了著名的“红旗法规”红旗法规：规定蒸汽汽车必须有两人以上参加驾驶，车前方约55m处必须有人高举红旗或红灯开路，示意车马、行人避让，车速限制为郊外6.4km/h，市区3.2km/h1839年，古特夷提出的加硫橡胶1845年，汤姆逊发明了充气轮胎19世纪末，燃料由煤转为使用石油以上条件均导致车速不断提高,2019/12/6,第16页,电动汽车,最早的电动汽车：1873年英国戴维森制造的四轮卡车美国的爱迪生、福特等都对电动汽车的开发作出了很大贡献快速发展时期：19世纪90年代，1898年哥伦比亚电气公司生产了500辆电动汽车最高车速：法国的杰那茨驾驶的电动车创造了时速105km/h的最高车速,2019/12/6,第17页,内燃机汽车登上历史舞台的必然,蒸汽汽车的缺点：给水繁琐启动时间太长：起动一次21个步骤、45min安全性差公害明显电动汽车的缺点：续驶里程太短：80km/次蓄电池体积和质量太大故车内空间太小蓄电池成本太高,2019/12/6,第18页,三、近代汽车的诞生与技术发展,近代汽车的诞生：（发动机的发展）蒸汽机的缺陷促使人们寻求更好的动力装置1838年，英国人巴尼特研制了两冲程煤气机1862年，法国人罗切斯提出四冲程发动机循环理论并取得专利1876年，德国人奥托运用循环理论试制了第一台活塞与曲柄相组合，将煤气和空气混合气经压缩冲程后再点燃的往复活塞式四冲程内燃机（现代内燃机的前身）为了纪念奥托人们称这种循环为奥托循环,2019/12/6,第19页,近代汽车,汽油机诞生的条件：石油的开发使用汽油气化性好的特点奥托四冲程煤气机原理梅巴克关于汽化器（化油器）的设想近代汽车：本茨一号汽车戴姆勒一号汽车,2019/12/6,第20页,奔驰一号汽车-汽车诞生,1885年德国人本茨研制的单杠两冲程汽油机装在一辆三轮车上，是近代车的原形特点：火花点火、水冷、后驱、前轮转向现存于慕尼黑科学博物馆,2019/12/6,第21页,卡尔.本茨的第一辆汽车,德国曼海姆专利局批准卡尔本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被后人称为现代汽车诞生日,2019/12/6,第22页,戴姆勒一号车,1886年德国人戴姆勒研制的四轮汽车也有人把1886年作为汽车诞生年这辆车被世人公认为是世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车,排量：0.46L转速：650r/h车速：18km/h,2019/12/6,第23页,汽车技术的发展和完善,20世纪初的车辆：蒸汽汽车：销量最大、总体性能稳定电动汽车：电池驱动、有线电车有轨电车1882年首先出现在德国1923年，英国造出了第一辆无轨电车内燃机汽车：逐渐完善1901年，迈巴赫发明了蜂窝状的冷却水箱1917年，凯迪拉克公司研制了电起动器1929年，凯迪拉克公司研制了同步器,2019/12/6,第24页,汽车技术的发展（续）,1914年，鼓式制动器诞生1921年，美国的杜森伯格公司研制了液力助力器,2019/12/6,第25页,汽车技术的发展（续）,汽车轮胎的发展：实心木轮辐条式铁质轮胎外套实心橡胶轮充气轮胎（法国的米舍兰兄弟发明）可拆卸式车轮钢丝轮胎公路的发展：碎石和土路沥青路面1910年英国成立“公路署”负责修筑沥青公路1914年开始出现水泥公路1924年意大利首先建造了高速公路1942年德国修建了现代标准的高速公路,2019/12/6,第26页,汽车的大量生产和销售,汽车大量生产的新纪元：1901年美国人奥德尔生产和销售了425辆奥斯莫比尔牌轿车，1905年达6500辆汽车生产流水线的诞生：1913年，福特首先发明了科学设计的汽车流水生产线大大地提高了汽车的生产效率，并且很快被其他汽车厂商效仿福特T型车：从1908年到1927年生产了1500万辆，创下了当时的世界纪录,2019/12/6,第27页,福特T型车,T型车的各种零件被首次设计成统一规格，实现了总成互换，流水生产线，效率大幅度提高，成本低，价格便宜，广为流行,2019/12/6,第28页,汽车的大量生产和销售,甲壳虫：20世纪60年代德国的甲壳虫式轿车的问世使经济性家庭轿车达到一个新的销售高潮为了实现批量销售产生的汽车新技术：1927年以前汽车技术集中在经济性、可靠性和耐久性这类基本问题上，例如：前轮因转向而没有装设制动装置1905年开发的带钥匙的点火开关1911年发明了自动起动机等等,2019/12/6,第29页,汽车的美观和舒适性发展时期,车身的发展：从人们追求外形、色彩以及乘坐舒适性的角度出发，车体的整体性和刚度增强，发展过程如下：无马马车：汽车车身及马车车身福特A型车：在坐席前设一块挡风板箱型汽车：整体上是四方形，形式箱子流线型汽车：随着车速的提高，空气动力学应用到汽车车身的设计当中船型汽车：考虑到机械工程学和流体力学,2019/12/6,第30页,福特A型车,1928年福特A型车取代了风靡一时的福特T型车,2019/12/6,第31页,环保性能发展期,污染量：在美国车辆排放物占大气污染物总量的55%污染物：CO、NOx、HC、PM颗粒等排放法规：最早立法的是美国加利福尼亚州改善排放措施：曲轴箱强制通风（PCV）、废气再循环系统（EGR）、排气三元催化系统、分层燃烧系统、稀混合气燃烧系统,2019/12/6,第32页,汽车的排放污染与控制,废气再循环（EGR）系统三元催化转换器,燃油蒸气排放控制（EVAP）系统,曲轴箱强制通风系统,2019/12/6,第33页,柴油机排放法规进程,排放法规日趋严格：,2019/12/6,第34页,节能、安全性的发展期,节能：从降低风阻的角度出发，出现了不同类型的车身结构（鱼型、流线型）结构：日本、欧洲的小排量汽车逐步兴起其它能源：甲醇、乙醇、液化石油气等安全性措施：安全带、防抱死系统、安全气囊、可吸收能量的转向柱、可吸能的前后保险杠、安全挡风玻璃、软化仪表板安全方面的热门课题：汽车碰撞试验和设计中的人体工程学,2019/12/6,第35页,电子技术和计算机技术的应用,电子装置的应用：改善了排气污染、节约能耗、提高舒适性常见电子装置：电子燃油系统、自动变速箱、汽车电子管理系统、车载电子设备、汽车故障诊断系统等计算机的应用：汽车的设计采用CAD、CAM等，通过计算机的仿真与计算进行方案优化，使各部分构件的设计更合理，材料利用率更高，汽车进一步轻量化，性能进一步提高,2019/12/6,第36页,节省能源保护环境安全性舒适性智能性,一.汽车电子控制的必要性,汽车数量的发展带来以下要求：,采用电子控制技术可以根据汽车所处的实际工况相应进行实时控制。,第二节现代汽车电控技术的发展,2010年中国汽车产销双超1800万辆蝉联全球第一,2001200220032004200520062007200820092010/年,2019/12/6,第37页,柴油机排放法规进程,排放法规日趋严格：,2019/12/6,第38页,减少汽车修复时间节油减少空气污染减少交通事故提高乘坐舒适性,汽车电子技术应用的优点：,2019/12/6,第39页,二.汽车电子控制技术的发展历史,第一阶段：1974年以前特征：初级阶段产品：汽车收音机、交流发电机、电子点火器等；第二阶段：1974年1982年特征：迅速发展阶段（模拟集成电路、16位单片机）产品：EFI、EPS、ECT、ABS、SRS第三阶段：1982年1990年特征：汽车电子控制技术日趋成熟阶段产品：动力总成集中控制系统、整车集中控制第四阶段：1990年今特征：汽车电子控制技术向智能化发展的高级阶段产品：汽车通讯与导航、汽车总线,2019/12/6,第40页,发展趋势,新技术:传感器技术微处理技术多通道传输技术数据传输载体方面的电子新技术应用汽车车载电子网络,2019/12/6,第41页,1.发动机的电子控制,三.汽车发展中的新技术,2019/12/6,第42页,车用计算机对发动机的控制是比较全面的，包括对供油系统(喷油量、喷油定时、燃油停供、燃油泵等)、点火系(点火提前角、触点闭合角、爆震等)，以及对进气、怠速、排放等的控制。汽车电子控制系统的输入信号由转速、温度、压力、流量、废气含氧量、爆震等多种传感器提供。计算机对这些信息进行计算、分析、修正后，输出一系列指令，通过执行器实现对发动机可燃气混合比、点火正时、怠速、爆震、增压、废气净化等的自动控制。,1）汽油机供油及点火的控制技术控制目标：空燃比、点火时间、怠速,2019/12/6,第44页,汽油喷射式燃油供给系统,优点1)能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的混合气；2)供入各气缸内的混合气，其空燃比相同，数量相等；3)由于进气管道中没有狭窄的喉管，因此进气阻力小；充气性能好。,动力性,经济性,排放性,2019/12/6,第45页,2019/12/6,第46页,2019/12/6,第47页,电子点火系统优点,2019/12/6,第48页,2）EGR控制,有效的降低NOx排放,2019/12/6,第49页,ECU控制的开环控制EGR系统工作过程,2019/12/6,第50页,3)电控废气涡轮增压系统,2019/12/6,第51页,3)电控废气涡轮增压系统原理,2019/12/6,第52页,德国FEV电磁控制全可变气门机构,福特ECV无凸轮电控液压可变配气机构,4)可变配气相位机构,无凸轮结构,2019/12/6,第53页,气门机构由无气门垫片型挺杆VVT-i系统组成,链张紧器,凸轮轴正时齿轮总成,No.2凸轮轴,凸轮轴,凸轮轴正时链齿轮,气门挺杆,VVT-i(智能可变气门正时)VariableValveTiming,2019/12/6,第54页,2019/12/6,第55页,可变配气相位控制系统VTEC,中凸轮升程最大，次凸轮升程最小。主凸轮的形状适合发动机低速时单气门工作的配气相位要求；中凸轮的形状适合发动机高速时双进气门工作的配气相位要求。,2019/12/6,第56页,丰田的VVT-i发动机,2019/12/6,第57页,本田的i-VTEC发动机,5）缸内直喷汽油发动机（DFI）,2019/12/6,第59页,实验学院,缸内直喷式汽油机(GDI),经电控系统，进气冲程开始第一次喷油，形成稀薄均质混合物，第二次喷油在压缩上死点前形成混合气分层供给，然后点火燃烧。优点：改善冷起动HC和Co排放；降低PM排放；抑制爆震。,6）进气电子控制技术,ACIS（谐振控制进气系统）：改变进气歧管的有效长度，提高从低速到高速的所有转速范围内的动力性。,2019/12/6,第61页,当发动机中、低速运转时，电脑发出指令，转换阀控制机构关闭转换阀，此时空气沿着左图箭头所示的路径，经过细而长的进气歧管进入气缸，使进气增多；当发动机高转速时，转换阀开启，空气沿右上角图中箭头所示的路径，经过粗而短的进气歧管进入气缸，使进气增多。,7）排气噪声有源控制,原理：声波的同幅反相对消优点：简化了排气管内部结构、提高了发动机的功率存在的主要问题：发动机排气系的高温、废气气流对传感器及执行器的直接损害；,1）自动变速器,电控有级式变速,2.底盘系统电子控制技术,2）安全制动的电子控制（ABS）,2019/12/6,第65页,2019/12/6,第66页,2019/12/6,第67页,2019/12/6,第68页,2019/12/6,第69页,3）自动油压悬挂系统,2019/12/6,第70页,3.汽车空调的电子控制,2019/12/6,第71页,4.汽车安全气囊的电子控制（SRS）,SRS控制电路,2019/12/6,第72页,汽车智能运输系统：由人、车辆、道路和信息组成,汽车智能运输系统的功能,5.汽车的电子通信系统,2019/12/6,第73页,信息服务系统,交通管理系统,电子收费系统,地下停车场,车站,公交优先系统,交通管制中心,交通支援系统,2019/12/6,第74页,汽车GPS导航系统,2019/12/6,第75页,汽车导驶系统信息装置的控制汽车导驶系统(又称汽车导向行驶系统)是指通过汽车内的导驶信息装置显示地图、汽车位置、运动轨迹、目的地方向和距离等，从而为引导汽车行驶提供大量信息的系统。该系统作用：可在城市或公路网范围内，定向选择最佳行驶路线；能在屏幕上显示地图，表示汽车行驶中的位置，以及到达目的地的方向和距离；如与交通信息系统相结合，能提供交通动态情况；还可以提供天气预报等信息。,2019/12/6,第76页,总线(BUS)是构成计算机各系统的骨架，是在各个功能部件之间设置的公共信息传输线。借助总线将计算机各功能部件之间连接起来，以实现传送地址、数据和控制信息的操作。采用总线结构，可以大夫减少信息传送线的数量，便于实现系统积木化，增加系统灵活性。因此，总线方式已为近代计算机所普遍采用。,6.车内CAN总线,2019/12/6,第77页,6.车内CAN总线,GDI-HPDI,LPDI,CVT(ContinuosuslyVariableTransmission,2019/12/6,第78页,1、代用燃料甲醇、乙醇、液化石油气、压缩天然气2、电动汽车电池+电机=动力源,纯电动混合动力燃料电池,7.清洁汽车技术,2019/12/6,第79页,纯电动基本结构,2019/12/6,第80页,纯电动控制系统,2019/12/6,第81页,2019/12/6,第82页,燃料电池电动汽车,反应机理：阳极：阴极：电池总反应：,燃料电池：将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能；它平时将燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂（如氧气）分别作为电池两极；,2019/12/6,第83页,2019/12/6,第84页,第三节汽车的总体布置概况,汽车,动力装置,底盘,车身及其附件,电器设备,传动系统,行驶系统,转向系统,制动系统,发动机启动系统,发动机点火系统,汽车照明、信号系统,汽车控制设备,2019/12/6,第85页,汽车的驱动型式,汽车的驱动型式：即汽车动力传动系的布置型式（发动机、驱动桥和车身的相互关系），对整车的性能、外形及内部尺寸、重量、轴荷分配、制造成本及维修保养等方面均产生重要影响,2019/12/6,第86页,汽车的总体布置分类,轿车的总体布置分类发动机前置前轮驱动发动机前置后轮驱动发动机后置后轮驱动货车的总体布置分类平头式、短头式、长头式客车的总体布置分类发动机前置后桥驱动发动机后置后桥驱动发动机中置后桥驱动,2019/12/6,第87页,发动机前置前轮驱动,发动机前置前轮驱动：发动机前置、前轮驱动(FrontengineFrontdrive，简称FF)这是轿车(含微型、经济型汽车)上比较盛行的驱动型式，但货车和大客车基本上不采用该型式。前置前驱轿车的布局一般都是将发动机横向布置，与设计紧凑的变速驱动桥相连。,2019/12/6,第88页,发动机前置前轮驱动,2019/12/6,第89页,发动机前置前轮驱动,2019/12/6,第90页,发动机前置前轮驱动的优点,1.省略传动轴装置，减轻了车重，结构比较紧凑；2有效地利用了发动机室的空间，驾驶室内空间较为宽敞，并有利于降低地板高度，提高乘坐舒适性；3发动机靠近驱动轮，动力传递效率高，燃油经济性好；4发动机等总成前置，增加前轴的负荷，提高了轿车高速行驶时的操纵稳定性和制动时的方向稳定性；5简化了后悬架系统；6在积雪或易滑路面上行驶时，靠前轮牵拉车身，有利于保证方向稳定性。,2019/12/6,第91页,发动机前置前轮驱动的缺点,1、前桥负荷比后桥较重2、前桥既是转向桥，又是驱动桥，结构及工艺复杂，制造成本高、维修保养困难3、前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短4、上坡行驶时因驱动轮上附着力减少，汽车爬坡能力降低5、一旦发生正面碰撞事故，发动机及其附件损伤较大，维修费用高,2019/12/6,第92页,采用前轮前驱的车型,国产车：Audi100Santana2000JettaCA7220BulckPassat富康夏利,返回,2019/12/6,第93页,2019/12/6,第94页,发动机前置后轮驱动,发动机前置后轮驱：发动机前置、后轮驱动(FrontengineReardrive，简称FR)这是一种最传统的驱动型式。国内外大多数货车(含皮卡)、部分轿车(尤其是高级轿车)和部分客车都采用这种驱动型式前置前驱由于客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳，故在中高级轿车上应用较广但采用该型式的小型车很少,2019/12/6,第95页,发动机前置后轮驱动,2019/12/6,第96页,发动机前置后轮驱动,2019/12/6,第97页,发动机前置后轮驱动的优点,1在良好的路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大)，其牵引性能比前置前驱型式优越2轴荷分配比较均匀，因而具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，并有利于延长轮胎的使用寿命3发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室，简化了操纵机构的布置4转向轮是从动轮，转向机构结构简单、便于维修,2019/12/6,第98页,发动机前置后轮驱动的缺点,由于采用传动轴装置，不仅增加车重，同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性纵置发动机、变速器和传动轴等总成的布置，使驾驶室空间减小，影响乘坐舒适性；同时，地板高度的降低也受到限制在雪地或易滑路面上启动加速时，后轮推动车身，易发生摆尾现象,返回,2019/12/6,第99页,发动机后置后轮驱动,发动机后置后轮驱：发动机后置、后轮驱动(RearengineReardrive，简称RR)是目前大、中型客车流行的布置型式少数微型或普及型轿车也采用该型式货车很少采用该型式,2019/12/6,第100页,发动机后置后轮驱动优点,1重量集中于汽车的后部，发动机距驱动轴很近，因而驱动轮负荷大，启动加速时牵引力大，且传动效率高，燃油经济性好2有利于车身内部布置，车厢内的面积利用率高3易于将发动机与车厢隔开，减少车厢内的振动和噪声，乘坐舒适性良好4可在地板下设置容积很大的行李仓,2019/12/6,第101页,发动机后置后轮驱动缺点,前轮附着力小，高速时转向不稳定，影响了操纵稳定性水箱布置困难，不利于发动机的散热发动机防尘困难发动机和变速器等总成远离驾驶员，远程操纵机构的布置较复杂故障不宜及时判别，维修保养困难,2019/12/6,第102页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第103页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第104页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第105页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第106页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第107页,轿车基本构造及布置图,2019/12/6,第108页,轿车基本构造及布置图,返回,2019/12/6,第109页,客车-前置后驱的优点,动力总成操纵机构结构简单散热器位于汽车前部，冷却效果好冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能保护发动机的保温条件发动机出现故障时司机容易发现,2019/12/6,第110页,客车-前置后驱的缺点,发动机凸起在地板表面上部，车厢利用率差由于传动轴从地板下面通过，致使地板平面离地面较高，乘客上下车不方便传动轴长度长发动机的噪声、气味和热量易于传入车厢内隔绝发动机震动困难，影响乘坐的舒适性,返回,2019/12/6,第111页,客车后置后驱的优、缺点,优点：较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量检修发动机方便轴荷分布合理、车厢面积利用率高，布置座椅受发动机影响较小作为长途客车时，下部可以作为行李舱作为城市公交时，可以降低地板高度缺点：发动机冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂,返回,2019/12/6,第112页,发动机中置后轮驱动客车,发动机中置后驱：即发动机中置、后轮驱动(MiddleengineReardrive，简称MR)大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的型式某些大、中型客车也采用该型式采用该型式的货车很少,2019/12/6,第113页,发动机中置后轮驱动的优点,1可获得最佳的轴荷分配，操纵稳定性和行驶平顺性较好2发动机临近驱动桥，传动轴短，从而减轻车重，具有较高的传动效率3重量集中，车身平摆方向的惯性力矩小，转弯时，转向盘操作灵敏，机动性好4车厢内部面积利用最好，座椅布置不会受发动机的限制车内噪音小,2019/12/6,第114页,发动机中置后轮驱动的缺点,1发动机需要特殊设计，水平对置式的2远程操纵机构复杂，维修保养不便3地板高度难于降低4冷却和防尘不易,2019/12/6,第115页,越野车-发动机全轮驱动,全轮驱动全轮驱动(Fullwheeldrive，简称nWD)通常是将发动机前置，在变速器后装有分动器以便将动力分别输送到所有车轮上；为了有效地避免车轮滑动，除装有轮间差速器外，还配有轴间差速器。该型式主要用于吉普车和越野车，但是最近也有很多轿车采用了全轮驱动型式。通常，二车桥汽车的全轮驱动型式称为四轮驱动(4wD)，有三车桥的全轮驱动型式称为六轮驱动(6WD)，以此类推,2019/12/6,第116页,越野车-发动机全轮驱动优缺点,优点：由于全轮汽车可以利用汽车的全部重量作为附着压力，从而使附着力显著增加，即扩展了牵引力极限可以将发动机的动力分别传至各个车轮，即减少了每一驱动轮的驱动力负担，因而能够保证在不超过轮胎摩擦极限(不发生车轮打滑)的情况下，将足够的动力传至路面，使汽车具有很强的越野能力轮胎的磨损均一，有利于延长轮胎的使用寿命缺点：传动系统长，结构复杂，制造成本高，且维修保养困难；噪音大，车辆重，且驱动力传递效率低、油耗大，即燃油经济性不好,2019/12/6,第117页,本节作业,简述汽车的总体构造：各大系统和总成。简述汽车布置形式的类型，分别说明各自的优缺点及适用范围。,2019/12/6,第118页,第二章汽车基本构造与原理,第一节内燃机的构造与原理第二节汽车底盘构造与原理,2019/12/6,第119页,第一节内燃机工作原理及构造,一、内燃机基本结构二、内燃机基本术语三、四冲程内燃机工作原理四、二冲程内燃机工作原理五、发动机的总体构造六、发动机的性能指标作业,2019/12/6,第120页,一、内燃机基本结构,气缸活塞连杆气缸盖气门凸轮轴曲轴,返回,2019/12/6,第121页,二、内燃机的基本术语,工作循环气缸工作容积内燃机排量燃烧室容积气缸总容积压缩比,返回,2019/12/6,第122页,气缸工作容积,定义：上、下止点间所包容的气缸容积符号：VS公式：式中：D-气缸直径mmS-活塞行程mm,返回,2019/12/6,第123页,内燃机排量,定义：内燃机所有气缸工作容积的总和符号：VL公式：式中：i-气缸数VS-气缸工作容积L,返回,2019/12/6,第124页,燃烧室容积和气缸总容积,燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间成为燃烧室，其容积称为燃烧室容积。符号：VC气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积。符号：Va公式：,返回,2019/12/6,第125页,压缩比,定义：气缸总容积与燃烧室容积之比符号：公式：,返回,2019/12/6,第126页,三、四冲程内燃机工作原理,进气行程压缩行程作功行程排气行程工作过程柴油机,返回,2019/12/6,第127页,进气行程,活塞在曲轴的带动下由上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开，活塞在移动过程中，气缸容积增大，气缸内形成一定的真空度。可燃气体被吸入气缸。,返回,2019/12/6,第128页,压缩行程,曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进、排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。,返回,2019/12/6,第129页,作功行程,作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，推动活塞从上止点运行到下止点。,返回,2019/12/6,第130页,排气行程,排气行程开始，排气门打开，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞右下止点移到上止点，靠废气的残余压力和活塞的推动下，经排气门排出气缸。当活塞到达上止点时，排气行程结束。,返回,2019/12/6,第131页,汽油机工作过程演示,返回,2019/12/6,第132页,四冲程柴油机工作原理,四行程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程。进气行程：被吸入气缸的是纯空气压缩行程：柴油机压缩比较大作功行程：压缩终了时喷油器将柴油喷入燃烧室，柴油自行燃烧。排气行程：与汽油机相同,返回,2019/12/6,第133页,四、二冲程内燃机工作原理,第一行程第二行程工作过程,返回,2019/12/6,第134页,五、发动机的总体构造,返回,我们看一下发动机的装配过程,2019/12/6,第135页,曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成,返回,2019/12/6,第136页,配气机构,配气机构是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出。配气机构一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。,返回,2019/12/6,第137页,供给系统,返回,2019/12/6,第138页,冷却系统,冷却系是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。冷却系由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。,返回,2019/12/6,第139页,润滑系统,润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。,返回,2019/12/6,第140页,点火系统,点火系功用是在压缩行程终了时准确点火点火系统由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。,返回,2019/12/6,第141页,起动系统,要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转。,返回,2019/12/6,第142页,发动机的装配过程,返回,2019/12/6,第143页,六、发动机的性能指标,返回,本节作业题,2019/12/6,第144页,有效转矩,定义：发动机对外输出的转矩符号：Te单位：N.m有效功：有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功,返回,2019/12/6,第145页,有效功率,定义：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率符号：Pe单位：KW大小：有效转矩与曲轴角速度的乘积公式：,返回,2019/12/6,第146页,发动机转速,发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速表示符号：n单位：r/min标定转速：发动机产品标牌上的有效功率及其相应的转速分别称为标定功率和标定转速,返回,2019/12/6,第147页,平均有效压力,平均有效压力：单位气缸工作容积发出的有效功率称为平均有效压力表示符号：Pme单位：MPa评价方法：平均有效压力越大，发动机的作功能力越强,返回,2019/12/6,第148页,有效热效率,有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转化为有效功率的百分数称为有效热效率符号：