汽车总体构造及典型零件

1、2021-10-131汽车的总体构造及典型零件汽车的总体构造及典型零件燕山大学车辆学院燕山大学车辆学院王连东王连东 教授教授 裴永生裴永生 副教授副教授 2013年年7月月1日日 汽车 目录目录 一、汽车的总体构造简介一、汽车的总体构造简介 二、发动机构造二、发动机构造 1. 发动机的结构组成发动机的结构组成 2.发动机装配视频发动机装配视频 3.发动机典型铸件介绍发动机典型铸件介绍 三、汽车底盘构造三、汽车底盘构造 1.汽车底盘组成汽车底盘组成 2.变速器结构介绍（包含典型铸件）变速器结构介绍（包含典型铸件） 3.驱动桥结构介绍（包含典型铸件）驱动桥结构介绍（包含典型铸件） 4.某重型卡车驱

2、动桥装配动画及运动仿真某重型卡车驱动桥装配动画及运动仿真 四、汽车零部件的内高压成形四、汽车零部件的内高压成形22021-10-133一、汽车的总体构造发动机：是汽车的动力装置，使燃料燃烧而发出动力。底盘：输出发动机的动力，使汽车按驾驶员的操作正常行驶。车身：驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的部件。电气设备：由汽车电子控制系统和汽车电器系统两部分组成。2021-10-136二、发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系统点火系统冷却系统润滑系统起动系统2021-10-137桑塔纳发动机结构示意图2021-10-138某发动机总成装配与运动仿真动画2021-10-1392.1

3、 曲柄连杆机构概述（一）功用 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 （二）组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组2021-10-1310（1）机体组曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油底壳油底壳2021-10-1311（2）活塞连杆组气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖2021-10-1312（3）曲轴飞轮组起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴2021-10-1313桑塔

4、纳轿车发动机曲轴飞轮组桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组2021-10-13142.2 发动机典型铸件简介汽车所用材料主要是钢铁、有色金属，其中铸件约占汽汽车所用材料主要是钢铁、有色金属，其中铸件约占汽车总重的车总重的20%。发动机作为汽车的重要组成部分，其多。发动机作为汽车的重要组成部分，其多个零件是由铸造工艺制成。个零件是由铸造工艺制成。发动机铸件包括：发动机铸件包括：汽缸体、汽缸盖、气缸罩、油底壳汽缸体、汽缸盖、气缸罩、油底壳活塞、活塞环、曲轴活塞、活塞环、曲轴发动机支架发动机支架2021-10-1315（1）气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸

5、成一体，称为气缸体缸体曲轴箱。曲轴箱。工作特点：工作特点：高温高压、高高温高压、高速运动摩擦速运动摩擦结构特点：结构特点：要求具有足够要求具有足够强度和刚度、强度和刚度、高精度内表面高精度内表面一汽奥迪一汽奥迪100汽车发动机气缸体汽车发动机气缸体气缸体曲轴箱汽车 铸造工艺铸造工艺常用材料：铸钢（常用材料：铸钢（ZG15Gr2Mo1）、蠕墨铸铁、高密度球墨铸铁、）、蠕墨铸铁、高密度球墨铸铁、HT200或或HT250、合金灰铸铁、合金灰铸铁、Al-Si合金（美国牌号合金（美国牌号B390铝合金）铝合金）2021-10-1316成型方式特点砂型铸造所用的造型材料廉价易得，铸型制造简便，试用范围广低

6、压铸造利用气体压力或电磁力将金属液压入铸型，并在一定压力下结晶凝固，材料利用率高达（8595）%。没有冒口和浇道，浇口较小，可以大幅度降低材料费和加工工时。容易形成方向性凝固，内部缺陷少。容易实现自动化，可以多台作业、多工序作业，受操作者熟练程度的影响。材料的使用范围广。挤压铸造挤压铸造又称为液态锻造，是一种使用液态金属在高机械压力下成型凝固的工艺方法，具有减少或消除缩松和缩孔，减轻偏析，使铸件组织致密等优点。2021-10-1317(2)气缸盖功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：接触温度很高的燃气，承受的热负荷很大。汽车 铸造工艺铸造工艺材料：灰铸铁或合金铸铁，铝

7、合金（Y4B5S、4AC4B合金、铝硅合合金、铝硅合金金 ZL101A）。2021-10-1318成型方式特点低压铸造同上中压铸造能够使用砂芯，能够铸造出复杂结构的缸体金属型重力铸造模具一般是用耐热合金钢制作，反复多次使用，生产效率很高。铸件尺寸精度好，表面光洁，强度要比砂型的更高，更不容易损坏。消失模铸造利用泡沫模样代替复杂造型过程实现零件生产的铸造。广泛应用于具有复杂结构零件的铸造，通常情况，铸件越复杂越能体现工艺的优越性。是一种无余量、精确成形的工艺，容易实现清洁生产，但成本较高Cosworth法（冷芯组芯造型）在可控气氛、压力下充型的铸造工艺。与其他低压铸造相似，不同之处在于：砂芯采用

8、锆砂，膨胀率小且恒定，有利于获得尺寸精度高的铸件。2021-10-1319(3)气缸罩常用材料：AE44、铝合金YL112、LM27（近似ZL106）铸造方法：压力铸造、金属型铸造2021-10-1320(4)油底壳功用：封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成，形状较为复杂的一般采用铸铁或铝合金浇铸成型。 2021-10-1321（5）活塞功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 材料： 铝合金、灰铸铁。常用材料：ZL108、ZL109，柴油机活塞多用铜镍镁铝合金铸造工艺：金属型重

9、力铸造、挤压铸造、半固态流变挤压铸造、低压铸造、金属型底冒口补缩铸造。中型活塞：内冷油道铸造工艺、镶钢片工艺、镶耐磨铸铁圈工艺 2021-10-1322（6）曲轴功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。 常用材料：球墨铸铁（QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT900-2）铸造工艺：湿型砂造型工艺、铁型覆砂工艺、消失模工艺 制造方法：锻造（大型、中型）、铸造（中型、小型）2021-10-13232.3 配气机构概述一、功用：一、功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使

10、新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 二、组成：二、组成： 气门组气门组传动组传动组驱动组驱动组2021-10-13242021-10-13252.4 供给系统概述功用：功用： 储存、输送、清洁燃料，储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况，供给汽缸根据发动机工况，供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。将燃烧后的废气排入大气。组成：组成：汽油供给装置汽油供给装置空气供给装置空气供给装置混合气形成装置混合气形成装置废气排出装置废气排出装置2021-10-1326桑塔纳轿车汽油供给系示意图桑塔纳轿车汽油供给系示意图

11、油箱油箱油管油管汽油泵汽油泵汽油滤清器汽油滤清器化油器化油器空气滤清器空气滤清器2021-10-13272.5 点火系统概述功用：功用： 保证按规定时刻及时点保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合其。燃气缸中被压缩的混合其。组成：组成：蓄电池蓄电池分电器分电器点火线圈点火线圈火花塞火花塞2021-10-13282.6 冷却系统概述功用：功用：将受热零件吸收的部分将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温证发动机在最适宜的温度状态下工作。度状态下工作。 组成：组成：水泵水泵散热器散热器风扇风扇分水管分水管2021-10-13292.7 润滑系统概述功用：功

12、用： 将润滑油输送到传动件将润滑油输送到传动件的摩擦表面，在摩擦表的摩擦表面，在摩擦表面之间形成油膜，实现面之间形成油膜，实现液体摩擦。从而减小摩液体摩擦。从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损。减轻机件磨损。 组成：组成：机油泵机油泵机油集滤器机油集滤器限压阀限压阀机油滤清器机油滤清器2021-10-13302.8启动系统概述功用：功用： 通过启动机将蓄电通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，池的电能转换成机械能，启动发动机运转。启动发动机运转。 组成：组成：蓄电池蓄电池点火开关点火开关启动继电器启动继电器启动机启动机 2021-10-13313.底盘总成3.1底

13、盘总成简介 底盘是汽车的集体，主要由传动系统、行驶系统、转向底盘是汽车的集体，主要由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四大部分组成。系统和制动系统四大部分组成。2021-10-1332（1）传动系统传动系的作用将发动机发出的动力按照需要传给传动系的作用将发动机发出的动力按照需要传给驱动车轮。驱动车轮。动力传递路线：离合器动力传递路线：离合器 变速器变速器 万向传万向传动装置动装置 主减速器主减速器 差速器差速器 半轴半轴 车轮车轮2021-10-1333（2）行驶系统行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成。行驶系统行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成。行驶系统的作用的作用把来自于传动系的扭矩

14、转化为地面对车辆的牵引力；把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；承受外界力和力矩，保证汽车正常行驶。承受外界力和力矩，保证汽车正常行驶。2021-10-1334（3）转向系统转向系统由转向操纵机构、转向器以及转向传动机构转向系统由转向操纵机构、转向器以及转向传动机构组成。转向系统的作用组成。转向系统的作用改变或恢复汽车行驶方向。改变或恢复汽车行驶方向。2021-10-1335（4）制动系统制动系统由制动器和制动驱动机构组成。行驶系统的制动系统由制动器和制动驱动机构组成。行驶系统的作用是保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车，保证车作用是保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车，保证车辆可靠停

15、放。辆可靠停放。2021-10-13363.2 手动变速器简介 手动变速（手动变速（ManualTransmission，简称，简称MT）又称机械）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把挡把”）才）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。到变速的目的。组成：组成：变速传动机构变速传动机构操纵机构操纵机构2021-10-1337变速器结构图 变速箱壳体变速箱壳体常用材料：铝合金、灰口铸铁HT200 铸造工艺：压力铸造、消失模铸造、湿砂型造型工艺 汽车 变速箱壳体变速箱壳体202

16、1-10-1338成型方式 材料 原理优缺点 湿砂型造型工艺 HT200 成本低、生产率高，劳动条件得到改善，易于实现机械化自动化；但铸型水分多、强度低。易产生呛火、夹砂、气孔、冲砂、粘砂、涨箱等铸造缺陷。 压力铸造 铝合金 工序简单，节省材料，精度高，压铸变速箱壳体已被广泛地应用于轻型车和轿车的生产。 消失模工艺 HT200（如FT700、FT800 等系列变速箱体铸件） 消失模铸造有它的工艺适应性和局限性；优点消失模能生产壳体铸件结构复杂，内腔有很多脐子、筋板及局部小的结构空腔，尺寸精度要求较高的变速箱壳体。 2021-10-13393.3 汽车驱动桥简介 驱动桥一般由主由主减速器、差速器

17、、半轴、桥壳组驱动桥一般由主由主减速器、差速器、半轴、桥壳组成。它的作用成。它的作用将发动机传出的驱动力传给驱动车轮，实现将发动机传出的驱动力传给驱动车轮，实现降速增扭的作用，同时改变动力传递的方向。降速增扭的作用，同时改变动力传递的方向。2021-10-1340 （1）主减速器 主减速器的作用主减速器的作用是降低传动轴传来的转速并增大输出是降低传动轴传来的转速并增大输出扭矩，同时改变旋转方向扭矩，同时改变旋转方向。 主减速器的结构类型按减速齿主减速器的结构类型按减速齿轮副的级数可分为单级和双级主减速器。轮副的级数可分为单级和双级主减速器。 单级：结构简单，体积小，重量轻，传动效率高，可有效降

18、低车身和重心。 双级：可获得较大传动比，保证驱动桥足够离地间距，并缩短传动轴的长度。2021-10-1341 某汽车主减速器结构图汽车主减速器壳主减速器壳2021-10-1342多采用球墨铸铁QT400-10，QT450-10成型方式特点有冒口铸造采用雨淋浇口并辅以三块冷铁调节凝固速度，运用均衡凝固理论实现无冒口铸造，铸件自补缩，出品率高，成产成本低。无冒口铸造 取消冒口，在型板芯头处用气眼针扎透，这样既有溢流排气的作用，也可以起到一定的补缩作用。更易实现浇注系统的短期补缩，冷却时铸件整体同时降温，显著降低缩孔缺陷。2021-10-1343斯太尔卡车主减速器动画2021-10-1344 （2）差速器差速器由行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮等组成。差差速器由行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮等组成。差速器的功用是当汽车转弯或在不平路面行驶时，左右驱速器的功用是当汽车转弯或在不平路面行驶时，左右驱动轮以不同的角速度滚动，保证两侧车轮在地面纯滚动。动轮以不同的角速度滚动，保证两侧车轮在地面纯滚动。汽车差速器壳差速器壳2021-10-1345差速器多为铸件，铸造大多采用球墨铸铁QT450-10、QT600-10、QT500-7 混合基体球铁成型方式特点无冒口铸造采用雨淋浇口并辅以三块冷铁调节凝固速度，运用均衡凝固理论实现无冒口