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汽 车 构 造一、 总论 （一）、国内外汽车工业概况 （二）、汽车类型 （三）、国产汽车产品型号编制规则 （四）、汽车总体构造 （五）、汽车行驶的基本原理二、 汽车发动机 （一）、发动机的分类 （二）、发动机基本名词术语 （三）、四冲程汽油机的工作原理 （四）、空燃比 （五）、涡轮增压器 （六）、汽油机与柴油机的对比三、 汽车传动系 （一）、传动系布置形式 （二）、离合器 （三）、变速器 （四）、万向传动器 （五）、驱动桥四、汽车行驶系 （一）、车桥 （二）、轮胎的结构与规格 （三）、弹性元性 （四）、减振器 （五）、悬架系统四、 转向系与制动系 （一）、汽车转向系概述 （二）、转向操纵机构 （三）、转向传动机构 （四）、转向器与转向器形式 （五）、动力转向机构五、 车身及附属设备 （一）、汽车车身概述 （二）、车身壳体结构的分类 （三）、车门、车窗及其附件和密封 （四）、安全防护装置基本功能和原理 （五）、安全防护装置 （六）、汽车仪表及报警装置 （七）、汽车照明装置及信号装置及防盗装置一、总 论（一）、国内外汽车工业概况汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平的标志。汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经济效益高的产业。世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业做为国民经济的支柱产业。汽车的研制、生产、销售、营运，与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要推动作用。汽车也是社会物质生活发展水平的标志。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。在许多发达国家中，汽车的数据很多并已普及到千家万户，促使人的社会生活方式发生显著的变化。但是，汽车数量过多也造成噪声、污染、道路壅塞、事故较多、停车场短缺等社会问题。所以，汽车工业还必须以性能优异的产品来适应环境保护、交通管理等方面的法规和政策的严格限制。自第一辆汽车1886年问世至今一百余年期间，汽车工业从无到有，迅猛发展，产量大幅度增加，技术日新月异。目前全世界汽车的保有量已超过5亿辆。主要汽车生产国家是：日本、美国、德国、法国、原苏联、意大利、加拿大、英国等国。全世界汽车年产量近5000万辆，其中日、美两国的产量约占50%，欧洲各国总计占30%。自本世纪初至70年代的数十年期间，美国汽车工业一直遥遥领先。日本则是后起之秀，从1950年产量仅3万辆迅速跃至1970年的529万辆，继而在1980年达到1104万辆，开始超过美国而居世界第一位。日、美、欧洲等资本主义国家发展汽车工业的特点是资本集中垄断，利用高科技优势，采取大批量生产方式。例如美国的通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司垄断了美国90%以上的汽车生产，西方八大汽车集团的轿车产量，占世界轿车产量将近70%(表0-1)。资本主义世界的经济衰退、能源危机、政局动荡、石油价格波动、市场竞争激烈等许多因素对汽车工业影响很大。近十余年来，许多发达国家的汽车保有量和需求量已渐趋饱和，汽车工业在50、60年代迅速发展的势头已减缓，企业间竞争激化，贸易保护主义迅速蔓延。美国的汽车产量连年上、下波动，西欧汽车产量停滞不前，企业不景气和严重亏损导致股权转让以及兼并改组。世界各大汽车公司为了在激烈的竞争中求生存，采取将产品输出变为资本输出的对策，寻求多样化的国际合作方式，实现跨国经营。多边合作、联合生产、合资入股、渗透兼并等方式使跨国公司日益扩大，汽车的生产经营渐趋国际化。与此同时，一些新兴工业国家和发展中国家的汽车工业正在崛起。其中不少国家都用优惠政策吸引外资，采取引先进技术和装备、进口全拆散零件(CKD)装车，逐步提高国产零件的装车比率，进而使主要部件自给，然后扩大零部件及整车出口的模式发展自己的汽车工业。西班牙、巴西、韩国等国就是采取这种模式使汽车工业迅速发展的典型例子，其汽车年产量已达100万辆左右的规模。在这些国家中，由于经济发展和国民收入逐年增长，对汽车的需求量不断增加，促使汽车工业迅速发展。另一些发展中国家也有采取合资经营或进口半拆散零件(SKD)装车等方式发展自己的汽车工业。可是，发展中国家要振兴汽车工业，都不同程度地面临工业基础薄弱、技术落后、资金匮乏、原料短缺、人才不足、销路不畅等种种困难。中国的汽车工业是在1949年后才建立起来的。1953年7月第一汽车制造厂开始在长春市兴建，仅用三年建成并于1956年10月开工，大批生产装载4t的解放CA10货车，从而结束了中国不能制造汽车的历史。在1958年该厂又制造了我国第一辆轿车东风牌轿车，接着又开始小批量生产红旗CA770高级轿车。50年代后期和60年代，在一汽逐步扩大生产的同时，我国各地一批汽车修配企业相继改建成汽车制造厂，此外，城建和交通部门等也设立了一批公共交通车辆代厂，使我国汽车的品种和产量进一步发展。这批工厂及其产品主要有：南京汽车制造厂生产的装载2.5t的跃进NJ130轻型货车，济南汽车制造厂生产的装载8t的黄河JN150重型货车，北京汽车制造厂生产的BJ212轻型越野车，北京第二汽车制造厂生产的装载2t的BJ130轻型货车，上海汽车制造厂生产的SH760中级轿车，上海客车厂生产的SK640中型客车和SK660铰接式客车以及北京市客车总厂生产的BK640和BK651客车等等。1968年在湖北省十堰市开始动工兴建我国规模最大的第二汽车制造厂，以后又建成生产重型汽车的四川、陕西等较大的汽车制造厂。第二汽车制造厂于1975年生产第一个车型装载2.5t的EQ240越野汽车，1978年7月主导产品装载5t的东风EQ140货车正式批量投产，进一步促进了我国汽车工业的发展，并带动了一大批地方企业的发展。1980年我国汽车年产量已超过22万辆。80年代，在“改革、开放”的正确方针指引下，我国汽车工业又以更高的速度向前发展。1982年5月在北京成立了中国汽车工业公司。在中汽公司的统一领导和管理下，汽车行业以各个大型骨干厂为主，联合一批相关的中、小企业组建了解放、东风、南京、重型、上海、京津冀等六个汽车工业联营公司和一个汽车零部件工业联营公司，促进了企业之间的合作和专业化分工生产，有利于技术引进和技术改造。“六五”计划期间，我国汽车工业加快了主导产品更新换代和新产品开发的步伐，产品质量提高，品种增多，汽车产量翻了一番1985年产量超过44万辆(图0-2)。1985年，中央“七五”计划建议中提出了要把汽车制造业做为支柱产业的方针，1987年国务院又确定了发展轿车工业来振兴我国汽车工业的发展战略。这两项决定确立了我国汽车工业在国民经济中的重要地位以及汽车工业发展的重点。在中央的正确方针指引下，我国汽车工业坚持走联合、高起点、专业化、大批量的道路，进入了大发展时期。中汽公司及其下属机构经过调整改组，充实了解放、东风、重型三大汽车企业集团并在国家计划中单列户头。以天津、上海、沈阳等城市为中心的汽车生产企业也组成了一些地方性企业集团。此外，其他部、委所属企业以及一批军工企业也从事汽车产品的生产。 “七五”计划期间一汽完成换型改造后已形成年产8万辆新一代装载5t的CA141(CA1091)货车的生产能力。二汽也已形成年产10万辆货车的生产能力。各汽车企业定型投产的基本车型有30多种，改装车、专用汽车新产品200多种(主要生产厂家及产品品种如表0-2)。10年来我国汽车工业有重点有选择地引进国外先进技术100多项，其中整车项目有：与德国、法国、美国合资生产的轿车和吉普车，引进奥地利斯太尔(STEYR)和德国本茨(MERCEDESBENZ)重型汽车，美国和英国矿用自卸车，意大利依维柯(IVECO)和日本五十铃(ISUZU)轻型货车，以及铃木(SUZUKI)微型汽车。为了发展轿车生产，我国已确定了以一汽、二汽、上海为三大基地。一汽与德国大众公司合资经营，1990年奥迪100(AUDI 100)轿车的生产线正式开工投产，同年双方又签订了年产15万辆高尔夫(GOLF)和捷达(JETTA)轿车的协议书并开始兴建生产基地。二汽与法国雪铁龙(CITROEN)公司合作生产轿车的协议书亦于1990年底签订并实手实施。上海与德国大众公司合资生产的桑塔纳(SANTANA)轿车，1985年底投产以来第一阶段规划已基本完成，在“八五”规划末期预计年产量可超过10万辆。除了三大轿车生产基地外，还确定了天津、北京、广州三个较小的轿车生产基地：天津引进日本大发公司技术生产夏利(CHARADE)微型轿车，北京与美国汽车公司(AMC)合资生产切诺基(CHEROKEE)吉普车，以及广州与法国标致汽车公司合资生产的标致505(PEUGEOT505)轿车。由于这些企业进步较早，基本建设及零部件国产化工作均已取得显著成绩。我国汽车工业经过40年的艰苦创业、巩固、调整与发展，虽然与世界先进水平还有相当大的差距，汽车品种尚不能完全满足国民经济的需要，但已形成相当的规模关明确了发展方向，为迅速腾飞奠定了较好的基础。到本世纪末，将集中人力、财力、物力分期分批建成几个大型现代化的轿车、轻型车、重型车基地并进一步提高中型车的水平。届时，我国汽车的保有量将超过1000万辆，年产量将超过100万辆并跃居世界主要汽车生产国的行列。（二） 、汽车类型汽车是由动力装置驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车的主要用途是运输载送人员和(或)货物，或者牵引载送人员和(或)货物的车辆。此外，汽车还有其他特殊用。汽车可按照下列不同的分类方法分成各种类型。(一)按用途分类，汽车有运输汽车和特种用途汽车两大类1、运输汽车(1)轿车：乘坐29个乘员(包括驾驶员)，主要供私人使用。轿车可按发动机工作容积(发动机排量)分级：微型轿车发动机工作容积1L以下，如天津汽车制造厂生产的天津夏利微型轿车。普通级轿车发动机工作容积为1.01.6L，如第一汽车制造厂生产的一汽高尔夫轿车和捷达轿车，第二汽车制造厂生产的二汽雪铁龙轿车。中级轿车发动机工作容积1.62.5L，如上海大众汽车公司生产的上海帕萨特轿车，广州本田汽车公司生产的广州本田轿车以及第一汽制造厂生产的一汽奥迪轿车。上述三种级别的轿车的主要特点是尺寸较小，结构紧凑，前排座椅是较舒适的乘坐位置，而后排座椅通常供辅助用。因此，这些轿车最宜作为车主自己驾驶的家庭用车。中高级轿车发动机工作容积为2.54L，如日本丰田公司的皇冠(TOYOTACROWN轿车和德国奔驰300系列轿车。)高级轿车发动机工作容积为4L以上，如第一汽车制造厂生产的红旗CA770高级轿车，美国通用汽车公司的卡迪拉克(CADILLAC)高级轿车，美国福特汽车公司的林肯(LINCOLN)高级轿车，英国罗尔斯罗依斯(ROLLS ROYCE)高级轿车和德国奔驰500系列、560系列高级轿车。此级别的轿车的主要特点是尺寸大、装备齐全考穷、性能优良，较舒适的座位设置在后排。因此，这些轿车适于聘任驾驶员的社会上层人士使用。(2)客车：乘坐9个以上乘员，主要供公共服务用。按照服务方式不同，客车的构造亦不同，可分为城市公共客车、长途客车、团体客车、游览客车等类型。城市公共客车由于乘客上下车频繁，其地板离地高度较低并设有23扇客门，车内设站立位置，故车内通道应有足够的高度与宽度。长途客车由于乘坐时间长，车内全部布置座席，通常只有1扇客门，乘坐舒适性要求较高，还须设有若干个行李舱。团体客车供机关、团体使用，行车时间和路线较灵活，不设行李舱。游览客车有较舒适的座位，其车窗尺寸较大，以便开阔视野。客车可按车辆长度分级：微型客车长度3.5m以下，如一汽吉林轻型厂生产的JL6320微型客车和天津汽车制造厂生产的天津大发微型客车。轻型客车长度3.57m，如天津市客车厂生产的三峰TJ6481轻型客车和沈阳金杯客车有限公司生产的丰田海狮RZH114L轻型客车。中型客车长度710m，如四平客车厂生产的SPK6900中型客车。大型客车长度1012m，如丹东汽车制造厂生产的DD6112H大型客车。特大型客车包括铰接式客车(车辆长度大于12m)和双层客车(长度1012m)两种，如上海客车厂生产的SK6141A3铰接式客车和南京金陵双层客车厂生产的JL6121S双层客车。(3)货车：用于运载各种货物，在其驾驶室内还可容纳26个乘员。由于所运载的货物种类繁多，货车的装载量及车箱的结构也各有不同，主要分为普通货车和专用货车两大类型。普通货车具有栏板式车箱，可运载各种货物。专用货车通常由普通货车改装，其车箱是为专门运载某种类型的货物而设计的，如运载易污货物的闭式车箱、运载易腐食品的冷藏车箱、运载砂土矿石的自卸车箱、运载液体、气体或粒状固体的罐式车箱、运载大型货物的平台式车箱等等。货车可按其总质量分级：微型货车总质量小于1.8t，如一汽吉林轻型车厂生产的JL1010微型货车。轻型货车总质量为1.86t，如北京轻型汽车有限公司生产的BJ1041轻型货车、南京汽车制造厂生产的跃进NJ1061轻型货车、以及江西汽车制造厂生产的江铃JX1030DS双排座轻型货车。中型货车总质量为614t，如第一汽车制造厂生产的解放CA1091(CA141)中型货车和第二汽车制造厂生产的EQ1090E(EQ140)中型货车。重型货车总质量大于14t，如济南汽车制造厂生产的黄河JN1181C13(JN162)重型货车和斯太尔重型货车。(4)牵引汽车：专门或主要用于牵引挂车的汽车，通常可分为半挂牵引汽车和全挂牵引汽车等类型。半挂牵引汽车后部设有牵引座，用来牵引和支承半挂车前端。全挂牵引汽车本身带有车箱，其外形虽与货车相似，但其车辆长度和轴距较短，而且尾部设有拖钩。牵引汽车都装设有一部分挂车制动装置及挂车电气接线板等。2、特种用途汽车这种汽车根据特殊的使用要求设计或改装而成，主要是执行运输以外的任务。具有装甲或武器的作战车辆不属此列，而被列为军事特种车辆。(1)娱乐汽车：随着人民物质生活水平的不断提高，设计师们推出了专供假日娱乐消遣的汽车，运输已不是此种汽车的主要任务。娱乐汽车的例子如旅游汽车、高尔夫球场专用汽车、海滩游玩汽车等。(2)竞赛汽车：是按照特定的竞赛规范而设计的汽车。著名的竞赛规范有一级方程式竞赛、拉力赛等。竞赛汽车的结构和设计原理虽然与其他汽车大致相同，但其用途却很特殊。由于竞赛过程中汽车的各种零部件及其性能都需经受极其严峻的考验，往往在竞赛汽车上集中使用了大量尖端科技成就。各厂商为了争夺锦标也不惜大量投资进行代价昂贵的研制工作。因此，举办汽车竞赛对促进汽车科技发展具有重要作用，也是各厂商及其赞助者相互竞争和进行广告宣传的好时机。(3)特种作业汽车：是指在汽车上安装各种特殊设备进行下列特种作业的车辆：如商业售货车、环卫环保作业车、市政建设工程作业车，农牧副渔作业车、石油地质作业车、医疗救护车、公安消防车、机场作业车等类型。（三） 、国产汽车产品型号编制规则1988年国家颁布了国家标准GB9417-88汽车产品型号编制规则。汽车型号应能表明汽车的厂牌、类型和主要特征参数等。该项国家标准规定，国家汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。汽车型号包括如下三部分：首部由2个或3个汉语拼音字母组成，是识别企业名称的代号。例如CA代表第一汽车制造厂，EQ代表第二汽车制造厂等等中部由4位阿拉伯数字组成。左起首位数字表示车辆类别代号，中间两位数字表示汽车的主要特征参数，最末位是由企业自定的产品序号。在1959年，当时第一机械工业部颁布的旧编号规则(汽130-59)中，这个数字只有3位，其首位与最末位的含义在致与新编号相同，中间1位数字表示汽车的级别。两者相比，新编号不但较直观，也更确切。因此，近年来各企业已开始逐渐将其旧编号改换成新编号。例如解放CA141货车的新编号是CA1091(总质量9310kg)，东风EQ240越野汽车的新编号是EQ2080(总质量7720kg)等等。尾部分为两部分，前部由汉语拼音字母组成，表示专用汽车分类代号，例如X表示厢式汽车，G表示罐式汽车等；后部是企业自定代号，可用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示。基本型汽车的编号一般没有尾部，其变型车(例如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等)为了与基本型区别，常在尾部加A、B、C等企业自定代号。（四）、汽车的总体构造汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由下列部分组成：传动系将发动机的动力传给驱动车纶。传动系包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。行驶系将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶。行驶系包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮(转向车轮和驱动车轮)、最架(前悬架和后悬架)等部件。转向系保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置组成。制动装备使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成。车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。典型的货车车身包括车前钣制作、驾驶室、车厢等部件。电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。为满足不同使用要求，汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。按发动机和各个总成相对位置的不同，现代汽车的布置型式通常有如下几种：发动机前置后轮驱动(FR)是传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。发动机前置前轮驱动(FF)是在轿车上逐渐盛行的布置型式，具有结构紧凑、减小轿车的质量、降低地板高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。发动机后置后轮驱动(RR)是目前大、中型客车盛行的布置型式，具有降低室内噪声、有利于车身内部布置等优点。少数微型或普及型轿车也采用这种型式。发动机中置后轮驱动(MR)是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布置型式。由于这些车型都采用功率和尺寸很大的发动机，将发动机布置在驾驶员座椅之后和后桥之前有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能。此外，某些大、中型客车也采用这种布置型式，把配备的卧式发动机装在地板下面。全轮驱动(nWD)是越野汽车特有的型式，通常发动机前置，在变速器后装有分动器以便将协力分别输送到全部车轮上。（五）、汽车行驶的基本原理欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。在汽车等速行驶时，其阻力由滚动阻力、空气阻力和上坡阻力组成。滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生。弹性车轮沿硬路面滚动，路面变形很小，轮胎变形是主要的。 汽车行驶时，需要挤开其周围的空气，汽车前面受气流压力并且后面形成真空，产生压力差，此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成空气阻力。空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别是与汽车空气的相对速度的平方成正比。当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加。汽车上坡时，其总重力沿路面方向的分力形成的阻力称为上坡阻力，其数值取决于汽车的总重力和路面的纵向坡度。上坡阻力只是在汽车上坡时才存在，但汽车克服坡度所做的功并未白白地耗掉，而是以位能的形式被贮存。当汽车下坡时，所贮存的位能又转变为汽车的功能，促使汽车行驶。为了克服上述阻力，汽车必须有足够的驱动力。当驱动力增大到足以克服汽车静止时所受的阻力时，汽车开始起步行驶。当总阻力超过驱动力时，汽车将减速以至于停车。普通货车在冰雪路面上行驶时，往往在驱动轮上绕装防滑链，链条深嵌入冰雪中能使附着系数和附着力增加。但是，普通货车因只能利用分配到驱动轮上的那部分汽车总重力作为附着重力，故附着力可能仍不够大。二、汽 车 发 动 机（一）、发动机的分类发动机按照它不同的特点有很多种分类方法。1.按燃料分可分为柴油机、汽油机和天然气机等2.按实现循环的行程数分a)四冲程发动机：活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环b)二冲程发动机：活塞移动两个行程或曲轴转一圈气缸内完成一个工作循环3.按冷却方式分a)水冷式发动机：以水为冷却介质b)风冷式发动机：以空气作为冷却介质(适合缺水地区使用，如沙漠国家)4.按点火方式分a)压燃式发动机：利用气缸内空气被压缩后产生的高温，使燃油自燃。如柴油机。b)点燃式发动机：利用火花塞发出的电火花强制点燃燃料，使燃料强行着火燃烧。如汽油机、煤气机。5.按可燃混合气形成的方法分a)外部形成混合气的发动机：燃料和空气在外先混合然后进入气缸。如使用化油器的汽油机。b)内部形成混合气的内燃机：燃料在临近压缩终了时才喷入气缸，在气缸内与空气混合。如柴油机。6.按进气方式分a)自然吸气式发动机：空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。b)增压式发动机：为增大功率，在发动机上装有增压器，使进入气缸的气体预先经过压气机压缩后再进入气缸。7.按气缸数目分a)单缸发动机b)多缸发动机：按气缸的排列型式又可分为i.直列立式发动机：所有气缸中心线在同一垂直平面内。ii.直列卧式发动机：所有气缸中心线在同一水平平面内。iii. V型发动机：气缸中心线分别在两个平面内，且两平面相交呈V型。iv.对置式发动机：V型夹角为180时又称为对置式。v.其它：还有H型，X型、星型等，但在车辆上应用很少.（二）、发动机的基本名词术语1.活塞止点与行程：a) 活塞在气缸内作往复运动的两个极端位置称为止点。活塞离曲轴放置中心最远位置称为上止点，离曲轴放置中心的位置称为下止点。b)上下止点之间的距离称为活塞的行程。曲轴转动半圈，相当于活塞移动一个行程。2.排量a)活塞在气缸内作往复运动，气缸内的容积不断变化。当活塞位于上止点位置时，活塞顶部与气缸盖内表面所形成的空间称为燃烧室。这个空间容积称为燃烧室容积。b)活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量，如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。c)当活塞在下止点位置时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积。3.压缩比a)气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。压缩比表示了活塞从下止点移动到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。b)压缩比越大，气体在气缸内受压缩的程度越大，压缩终点气体的压力和温度越高，功率越大，但压缩比太高容易出现爆震。c)压缩比是发动机的一个重要结构参数。由于燃料性质不同，不同类型的发动机对压缩比有不同的要求。柴油机要求较大的压缩比，一般在12-29之间，而汽油机的压缩比较小，在6-11之间。选用高标号的汽油可以部分地提高压缩比。（三）、四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程，它由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个冲程组成。一、进气冲程 活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动，同时，进气门开启，排气门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。二、压缩冲程 活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩，气缸内的混合气压力与温度随着升高。三、燃烧膨胀冲程 进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个行程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为作功行程。四、排气冲程 排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统有阻力，且燃烧室也占有一定的容积，所以在排气终了地，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。排气行程结束时，活塞又回到了上止点。也就完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。（四）、空燃比空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。理论空燃比：即将燃料完全燃烧所需要的最少空气量和燃料量之比。燃料的组成成分对理论空燃比的影响不大，汽油的理论空燃比大体约为14.8，也就是说，燃烧1g汽油需要14.8g的空气。一般常说的汽油机混合气过浓过稀，其标准就是理论空燃比。空燃比小于理论空燃比时，混合气中的汽油含量高，称作过浓；空燃比大于理论空燃比时，混合气中的空气含量高，称为过稀。混合气略微过浓时，即空燃比为13.5-14时汽油的燃烧最好，火焰温度也最高。因为燃料多一些可使空气中的氧气全部燃烧。而从经济性的角度来讲，混合气稀一些时，即空燃比为16时油耗最小。因为这时空气较多，燃料可以充分燃烧。从发动机功率上讲，混合气较浓时，火焰温度高，燃烧速度快，当空燃比界于12-13之间时，发动机功率最大。（五）、涡轮增压器发动机是靠燃料在气缸内燃烧作功来产生功率的，输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸来增加燃料量，提高燃烧作功能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。技术涡轮增压器安装在发动机的进排气歧管上，处在高温，高压和高速运转的工作状况下，其工作环境非常恶劣，工作要求又比较苛刻，因此对制造的材料和加工技术都要求很高。其中制造难度最高的是支承涡轮轴运转的“浮式轴承”，它工作转速可达10万转/分以上，加上环境温度可达六、七百度以上，决非一般轴承所能承受，由于轴承与机体内壁间有油液做冷却，又称“全浮式轴承”。缺点另外涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1.7秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。改进但是涡轮增压器毕竟是无本生利的事情，它是利用发动机的废气工作的，这些废气的能量如果不加以利用也会白白地浪费掉。因此，自从涡轮增压器面世以来，人们就经常对它进行技术改造，例如提高加工精度，尽量减少涡轮与涡轮室内壁的间隙，以便提高废气能量利用率；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐热高，刚度强，重量轻的优点，可以将涡轮增压器做得更加紧凑，体积更少，而且能减少涡轮的“滞后响应”时间。在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，会发动机在不改变气缸工作容积的情况下可以提高输出功率10%以上，因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率，藉以实现轿车的高性能化（六）、汽油机与柴油机的对比发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机。汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、容易气化，而柴油的自燃温度低。柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。德国人狄塞尔想出了这个办法并取得了专利权，所以柴油机又叫狄塞尔发动机。与汽油机相比，柴油机的优点是柴油价格便宜，经济性好，并且它没有点火系统，所以故障较少。但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。所以，现在的轿车中主要装备汽油机。三、汽 车 传 动 系（一）、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.前置后驱FR：即发动机前置、后轮驱动这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。2.后置后驱RR：即发动机后置、后轮驱动在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置，使前轴不易过载，并能更充分地利用车箱面积，还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李，也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差，行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出，在大型客车上应用越来越多。3.前置前驱FF：发动机前置、前轮驱动这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移，使前驱动轮的附着质量减小，驱动轮易打滑；下坡制动时则由于汽车质量前移，前轮负荷过重，高速时易发生翻车现象。现在大多数轿车采取这种布置型式。4.越野汽车的传动系越野汽车一般为全轮驱动，发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。目前，轻型越野汽车普遍采用44驱动型式，中型越野汽车采用44或66驱动型式；重型越野汽车一般采用66或88驱动型式。（二）、离合器离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，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.保证汽车平稳起步起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。2.便于换档汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。3.防止传动系过载汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠磨擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。（三）、变速器变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。它的功用是：1.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。2.实现倒车行驶汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。3.实现空档当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。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。机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。（四）、万向传动器万向传动装置一般由万向节、传动轴和中间支承组成。其功用是在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴之间可靠地传递动力。在现代汽车的总体布置中，发动机、离合器和变速箱连成一体固装在车架上，而驱动桥则通过弹性悬架与车架连接。由此可见，变速器输出轴轴线与驱动桥的输入轴轴线不在同一平面上。当汽车行驶时，车轮的跳动会造成驱动桥与变速器的相对位置(距离、夹角)不断变化，故变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不可能刚性连接，必须安装有万向传动装置。此外，由于越野汽车的前轮既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮，要求在转向时可以在规定范围内偏转一定角度；作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从主减速器传到车轮。因此，半轴不能制成整体而必须分段，中间用等角速万向节相连。万向节按其刚度的大小可分为刚性万向节和挠性万向节，前者的动力是靠零件的铰链式联接传递的；而后者的动力则是靠弹性零件传递的，如橡胶盘、橡胶块等，由于弹性元件的变形量有限，因而挠性万向节一般用于两轴间夹角不大以及有微量轴向位移的轴间传动。刚性万向节分为不等速万向节(如常见的十字轴式)、准等速万向节(双联式、三销轴式)和等速万向节(球叉式、球笼式等)。（五）、驱动桥主减速器驱动桥由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等几部分组成，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传给驱动车轮，实现降速以增大转矩。主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可变速箱的尺寸质量减小，操纵省力。现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。驱动桥-差速器驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接，则两轮只能以相同的角速度旋转。这样，当汽车转向行驶时，由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大，将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖，而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶，也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等）而引起车轮的滑动。 车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗，还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动，在结构上必须保证各车辆能以不同的角速度转动。通常从动车轮用轴承支承在心轴上，使之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。这种差速器又称为轮间差速器。 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。 现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器和防滑差速器两大类。 齿轮式差速器当左右驱动轮存在转速差时，差速器分配给慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。这种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时，虽然另一驱动轮在良好路面上，汽车却往往不能前进（俗称打滑）。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转，在良好路面上的车轮却静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小，路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩，因此差速器分配给此轮的转矩也较小，尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大，但因平均分配转矩的特点，使这一驱动轮也只能分到与滑转驱动轮等量的转矩，以致驱动力不足以克服行驶阻力，汽车不能前进，而动力则消耗在滑转驱动轮上。此时加大油门不仅不能使汽车前进，反而浪费燃油，加速机件磨损，尤其使轮胎磨损加剧。有效的解决办法是：挖掉滑转驱动轮下的稀泥或在此轮下垫干土、碎石、树枝、干草等。 为提高汽车在坏路上的通过能力，某些越野汽车及高级轿车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是，当一侧驱动轮在坏路上滑转时，能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动轮，以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶。驱动桥-半轴半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种。全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩，因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装，只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦，且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。驱动桥-桥壳驱动桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等。同时，它又是行驶系的主要组成件之一，故还具有如下功用：1.和从动桥一起承受汽车质量2.使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定3.汽车行驶时，承受驱动轮传来的各种反力、作用力和力矩，并通过悬架传给车架驱动桥壳可分为整体式和分段式两类。整体式桥壳是桥壳与主减速器壳分开制造，二者用螺栓连接在一起。它的结构优点是在检查主减速器和差速器的技术状况或拆装时，不用把整个驱动桥从车上拆下来，因而维修比较方便，普遍用于各类汽车。分段式桥壳是桥壳与主减速器壳铸成一体，且一般分为两段由螺栓连成一体。这种桥壳易于铸造，但维护主减速器和差速器时必须把整个桥拆下来，否则无法拆检主减速器和差速器。现已很少使用，北京2020采用这种桥壳。四、汽 车 行 驶 系（一）、车桥行驶系分为四大主要部分：车桥、车轮、车架和悬架。车桥(也称车轴)通过悬架和车架(或承载式车身)相连，两端安装汽车车轮。其功能是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力。车桥可以是整体式的，有如一个巨大的杠铃，两端通过悬架系统支撑着车身，因此整体式车桥通常与非独立悬架配合；车桥也可以是断开式的，象两把雨伞插在车身两侧，再各自通过悬架系统支撑车身，所以断开式车桥与独立悬架配用。转向桥的结构基本相同，由两个转向节和一根横梁组成。如果把横梁比做身体，转向节就是他左右摇晃的脑袋，脖子就是我们常说的主销，车轮就装在转向节上，仿佛脑袋上带了个草帽。不过，行驶的时候草帽转，脑袋却不转，中间用轴承分隔开，脑袋只管左右晃动。脖子主销是车轮转动的轴心，这个轴的轴线并非垂直于地面，车轮本身也不是垂直的，我们将在车轮定位一节具体论述。（二）、轮胎的结构与规格轮胎是汽车行驶系中重要的部件。无内胎的充气轮胎近年来在轿车和一些货车上的使用日益广泛，因此这里讨论的基本上是以目前最常用的无内胎轮胎，即通常所谓的真空胎为对象。轮胎的结构分为三部分：胎体、帘布、外胎面。胎体较柔软，外胎面刚性较大，中间的帘线起到加强胎体强度和定型的作用，多加以金属丝提高轮胎的弹力性能。轿车轮胎大致分为子午线轮胎和斜线轮胎。斜线轮胎的帘线按斜线交叉排列，故而得名。胎体构成了轮胎的基本骨架，从外胎面到胎侧的柔软度是一致的。虽然斜线轮胎的噪音小，外胎面柔软，低速行驶时乘坐舒适性好，且价格便宜，但其综合性能不如子午线轮胎，汽车厂家都是以子午线轮胎为前提研制新车的，随着子午线轮胎的不断改进，斜线轮胎将基本上被淘汰。子午线轮胎的帘布层相当于轮胎的基本骨架，其排列方向与轮胎子午断面一致，由于行驶时轮胎要承受较大的切向作用力，为保证帘线的稳固，在其外部又有若干层由高强度、不易拉伸的材料制成的带束层(又称箍紧层)，其帘线方向与子午断面呈较大的交角(70-75度)，材料多选用玻璃纤维、聚酰胺纤维或钢丝等高强度材