单元四汽车构造与使用性能指标——09.15

1、单元四 汽车构造与使用性能指标本单元主要介绍发动机的总体构造、汽车产品的标号规则、车辆识别代码的含义以及汽车的使用性能指标对汽车的影响。学习目标l 了解汽车产品型号编制规则和车辆识别代码的意义。l 掌握汽车的总体构造。l 理解汽车使用的主要性能指标及其影响因素。第一节 汽车产品编号规则我国于1988年制定了国家标准GB94171988汽车产品型号编制规则，用简单的汉语拼音字母和阿拉伯数字编号来表示国产汽车的企业代号、车辆类型代号、主要特征参数代号、产品序号和企业自定代号等。国际上使用的是以车辆识别代码来标定每一台汽车以保证30年内每台车的唯一性。本节详细介绍了汽车产品型号编制规则及车辆识别代码

2、。一、国产汽车产品编号规则1988年我国颁布了国家标准GB94171988汽车产品型号编制规则。汽车型号能表明汽车的厂牌、类型和主要参数特征等。GB94171988中规定了我国生产的汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。汽车型号包括三个部分。 第一部分 第二部分 第三部分第一部分由二到三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，HFC安徽江淮汽车股份有限公司等等。第二部分由四位阿拉伯数字组成。从左起第一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（汽车总质量、总长度或发动机工作容积等），最末位是由企业自定的产品序号。第三部

3、分是专用汽车企业自定代号分为两部分，前部由汉语拼音字母表示专用汽车分类代号，例如，G表示罐式汽车，J表示起重举升汽车等等；后部是企业自定代号，可以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第三部分，其变型车辆例如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等等，为了与基本型相区别，经常在尾部加上A、B、C等企业自定代号。表4-1汽车型号中第二部分四位阿拉伯数字代号的含义第一位数字表示车辆类别第二位和第三位数字表示各类汽车的主要特征参数第四位数字表示企业自定产品序号1载货汽车表示汽车的总质量（t）（当汽车总质量大于100t时，可以用三位数字）“0”为第一代产品，“1”为第二代产品，以此

4、类推。2越野汽车3自卸汽车4牵引汽车5专用汽车6客车表示汽车总长度（0.1m）（当总长度大于10米时，计算单位为m）7轿车表示发动机排量（0.1L）9半挂车及专用半挂车表示汽车的总质量（t）（指专用火车和特种作业汽车）例如：CA1091 FV7187TCA表示第一汽车制造厂 FV表示一汽大众公司1表示载货汽车 7表示轿车09表示总质量9301kg 18表示排量为1.8L1表示第二代产品 7表示第八次改型 T表示涡轮增压二、车辆识别代码目前国际通用的车辆识别制度和方法是使用车辆识别代码。车辆识别代码（VIN）是车辆生产厂家为所生产的汽车指定的一组代码，对应于每一辆车，保证在全世界范围内三十年内的

5、唯一性。我国从1999年开始实行。VIN（Vehicle Identification Number）代码由17为字母和数字组成，车辆识别代码包含了生产国、生产厂家、生产年代、车型、车身型式、发动机型号、装配工厂、品牌、出厂顺序号等。每个国家对本国生产的汽车的识别代码都有具体规定，不过技术法规一般只规定车辆识别代号的基本要求，其他由生产厂家自行定义，所以各国汽车的识别代号内容略有差别。（一） 车辆识别代码车辆识别代码基本分成三大部分：1. 世界制造厂识别代号(WMI World Manufacturer Identifier)世界制造厂识别代号由VIN码的前三位组成，表示车辆制造厂所在的地理区

6、域、国家及制造厂。第1位：生产国家代码，表明了车辆的生产国。例如：1-美国、J-日本、L-中国、W-德国、S-英国、4-美国等。第2位：汽车制造商代码，表明了车辆的生产商。例如：1-雪弗兰、B-宝马、V-大众、D-奔驰、F-福特等。第3位：汽车类型代码，这位代码不同厂商有不同的含义。有些厂商使用前三位代码相组合来表示特定的品牌。例如：LFV表示一汽大众、WDB表示奔驰、LSV表示上海大众等。2. 车辆说明部分（VDS Vehicle Descriptor Section）车辆说明部分由VIN码的4-8位代码组成，编码由制造厂自行规定。由于各国及各广家对此部分尚无统一的规定，因此，在识别这一部分

7、时，应查阅有关手册。VIN码第9位为校验位，按一定标准加权计算的校验位，一般用0-9表示。设置校验位可以防止擅自伪造或修改VIN代码。3.车辆指示部分（VIS Vehicle Indicator Section）车辆指示部分由1017位代码组成（同上），最后四位字码应是数字。第10位表示生产年份，年份代码由数字1-9和英文字母中去掉I、O、Q、U、Z剩下的21个字母表示三十年的年份。表4-2表示年份的字码年份代码年份代码年份代码年份代码1980A1990L2000Y2010A1981B1991M200112011B1982C1992N200222012C1983D1993P200332013D

8、1984E1994R200442014E1985F1995S200552015F1986G1996T200662016G1987H1997V200772017H1988J1998W200882018J1989K1999X200992019K在表中我们可以看出1980年和2010年的字码同为A，但是VIN码的组合则完全可以保证每个制造厂在30年内生产的每一台车的车辆识别代号的唯一性。第11位用来指示装配厂，没有装配厂的，制造厂可以规定其他的内容。若制造厂生产的某一个类型的车辆的年产量大于或等于500辆，VIN码中12-17位表示的是生产序号；若制造厂年产量小于500辆，则VIN码中第1214位与

9、WMI码一起来表示一个车辆制造厂。例如：LSVHJ133012085316表示2001年，上海大众汽车有限公司生产的桑塔纳2000型轿车发动机型号为AYJ，变速器型式为01N.A自动变速器，出厂编号为85316。常见的汽车VIN码位置：左风挡仪表盘上，发动机、车架等总成上，质保和保养手册、车主手册上等一些常见的地方。图4.1 VIN码在车上的位置第二节 汽车总体构造 汽车通常由发动机、底盘、车身、电气与电子设备等四个部分组成。轿车总体构造如图4.2所示。图4.2 汽车总体构造1发动机；2悬架；3空调；4转向盘；5车身；6驱动转向轮；7制动器一、发动机发动机是汽车的心脏，是一部非常复杂的机器。现

10、代汽车发动机种类很多，如转子发动机、往复活塞式内燃机等，但是大多数汽车还是采用往复活塞式内燃机。不管哪种发动机，都是使供入其中的燃料燃烧发出动力，完成能量转换，实现工作循环并且还能保证长时间连续工作，这样就要求发动机具备一些机构和系统。汽油发动机是由两大机构和五大系统组成，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系。由于柴油发动机和汽油发动机的燃料的着火方式不同（柴油机是压燃），所以柴油发动机不需要点火系统，因此柴油发动机是由两大机构和四大系统组成。如图4.3汽油发动机结构图所示。图4.3 汽油发动机结构图（一）曲柄连杆机构1、曲柄连杆机构功用是把可燃混合气燃烧后产生

11、的压力作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，然后向其它的工作机械输出机械能。2、曲柄连杆机构的主要零件可以分为三部分：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。（二）配气机构1、配气机构功用是按照冬季的每一个气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气（汽油发动机）或纯空气（柴油机）及时的进入气缸，并将燃烧后产生的废气及时的排出到大气当中。2、配气机构由气门组和气门传动组零件组成。3、配气机构可以从不同角度分类：按气门的布置形式，主要有气门顶置式和气门侧置式；按凸轮轴的布置位置，可分为凸轮轴下置式，凸轮轴中置式和凸轮轴上置式；按曲轴和凸轮轴的传动方式，可分

12、为齿轮传动式、链传动式和带传动式；按每气缸气门数目，有二气门式、四气门和五气门等多气门型式。（三）燃油供给系统1、燃油供给系统功用是根据发动机的各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功，最后将燃烧后的废气排出到大气当中。2、汽油发动机供给系统由燃油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气供给和废气排出装置组成。3、柴油发动机和汽油发动机的供给系统有很大的区别，根据柴油发动机混合气形成特点，一般柴油机燃油供给系包括喷油泵、喷油器和调速器等主要部件及燃油箱、输油泵、油水分离器、燃油滤清器、喷油提前器和高、低压油管等辅助装置

13、。（四）冷却系统1、其作用是把受热零件吸收的部分热量及时的散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。2、冷却系按照冷却介质的不同可以分为风冷和水冷两种。水冷却系冷却均匀，效果好，并且发动机运转时噪声小，所以目前汽车发动机上常用的是水冷却系。风冷却一般应用在大部分小排量的摩托车发动机上。3、汽车发动机的冷却系统为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。强制循环水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附属装置等组成。（五）润滑系统1、其作用是将机油不断地供给各运动零件的摩擦表面，减少零件的磨损；流动的机油还可以清

14、除摩擦表面上的杂质，冷却摩擦表面；机油还可以防止零件生锈，在某些零件之间（如气缸壁和活塞环之间）形成油膜还可以增加密封性。简单的说，润滑系统的作用就是润滑、冷却、密封、清洗、防锈。2、常用的润滑方式有：压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑等。 3、润滑系组成：由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、油底壳、集滤器、润滑油压力表，温度表、润滑油管道等组成。（六）点火系统1、点火系统是汽油发动机所独有的，其作用是根据发动机的点火次序，在一定时刻供给火花塞足够能量的高压电，使两极间产生电火花点燃可燃混合气，使发动机做功。2、点火系统可归纳为传统点火系、电子点火系、微机控制的点火系、磁电机点火系四大类，其中传统点

15、火系、半导体点火系已基本淘汰；磁电机点火系多用于主要在高速、满负荷下工作的赛车发动机，以及某些不带蓄电池的摩托车发动机和大功率柴油机的起动发动机上；微机控制的点火系是目前国内外汽车广泛应用的点火系。由点火线圈和微机控制装置产生的点火信号，将电源的低压电转变为高压电。它还可以进一步取消分电器，由微机系统直接进行高压电的分配，是现代最新型的无分电器点火系。（七）起动系其作用是利用起动机将蓄电池储存的电能，转变成为机械能，使发动机克服各种阻力运转，顺利起动发动机。二、汽车底盘图4.4 汽车底盘汽车底盘（图4.4）的作用是接受从发动机传递出来的动力，使汽车正常行驶并且按照驾驶员的意愿转向、加速、停车、

16、倒车。底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系四个部分组成。（一）传动系图4.5 传动系传动系（图4.5）的作用是将发动机发出的动力传递给车轮，也就是发动机到车轮之间的所有动力传递装置。传动系的组成和在汽车上的布置形式，取决于汽车总体结构型式、发动机型式和性能、行驶系以及传动系本身的型式等很多因素。传动系统一般是由离合器、手动变速器、万向传动装置、驱动桥等组成。现代轿车有很多采用自动变速器，所以用自动变速器代替了离合器和手动变速器。（二）行驶系 图4.6 行驶系行驶系（图4.6）的作用是把发动机通过传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面的附着作用，产生路面对汽车的牵引力，保证汽车能够正常行驶；传递并

17、承受路面作用于车轮上的各种反力及所形成的力矩；行驶系还要尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，来保证汽车的操纵的稳定性。轮式汽车行驶系一般由车架、悬架、车轮和车桥等组成。（三）转向系 图4.7 转向系转向系（图4.7）的作用是保证根据驾驶员的意愿，通过转动转向盘的旋转运动由转向系统转化为转向车轮的转动，实现汽车的转向。最基本的转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。目前在汽车上常用的转向系统是液压转向系或电动转向系。（四）制动系图 图4.8 制动系制动系（图4.8）的作用是使行驶中的汽车减速，必要时甚至停车；下坡的汽车保持一定的行驶速度；使停驶特别是在坡路上的汽车保持不动

18、。制动系主要由控制装置、传动装置、制动器组成。目前，汽车上的电子元件应用越来越广，制动系统也是用了装配有防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配系统（EBV）、驱动防滑系统（ASR）、电子稳定程序（ESP）等使制动效能显著提高。3、 汽车车身 图4.9 汽车车身汽车车身（图4.9）是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和装载货物的场所。汽车车身结构主要包括：车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件、车身附件、座椅等。（一）车身壳体 图4.10 车身壳体车身壳体（图4.10）是一切车身部件的安装基础，一般指纵梁、横梁和支柱等承受压力的原件以及与他们相连接的钣件组成的刚性空间结构。车身壳体通常还

19、包括在课题上设置的隔音、隔热、阻燃、防振、防腐、密封等材料以及涂层。（二）车门 图4.11 车门车门通过铰链安装在壳体上，结构非常复杂，是车身的重要部件。（三）对于带头的客车或者货车以及轿车，车前钣制件包括水箱框架、翼子板、发动机舱盖等这些钣制件形成了容纳轮胎、发动机、变速箱等部件的空间。（四）车身外部装饰车身外部装饰件（图4.12）主要有防檫条、车轮装饰盖、标志以及各种浮雕文字图案等。保险杠、中网、灯具等也有较强的装饰性。 图4.12 车身外部装饰（五）车身内部装饰 图4.13车身内部装饰车身内部装饰（图4.13）主要有仪表台、顶棚、ABC柱、车门、座椅等表面覆盖物。（六）车身附件车身附件主

20、要有门锁、遮阳板、音响、电话、冰箱等各种附属设备。四、电气及电子设备电气及电子设备是汽车的重要组成部分，随着汽车技术的进步，汽车电气设备的结构、功能也在不断进步，特别是电子技术的广泛应用在节能减排以及行车安全等方面都起着越来越重要的作用。汽车问世以来的很长一段时间里，技术发展主要体现在机械部分的研发上，电器设备在汽车上应用非常少，只有一些基本的电源和用电设备，从20世纪50年代开始，电子技术开始在汽车上蓬勃发展。汽车的电气电子设备主要包括电源系统、起动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表与报警系统、辅助电气系统、空调系统以及电子控制系统。（一）电源系统 图4.14 电源系统电源系统（图4.14

21、）主要由蓄电池、发电机组成。在汽车上，发电机和蓄电池并联。发电机是主电源，在汽车正常工作时向全车用电设备供电，同时还要给蓄电池充电。蓄电池的主要作用是在发电机不工作时向全车用电设备供电；发动机起动时向起动机供电；同时辅助发电机向电气设备供电。（二）起动系统 图4.15 起动系统起动系统（图4.15）主要包括起动机（直流电动机）、传动机构、控制装置。起动系统的作用是将蓄电池的电能转变为机械能，利用起动机产生的扭矩起动发动机。 （三）点火系统 图4.16 点火系统点火系统（图4.16）是按照汽油发动机各缸的点火顺序，在一定的时刻供给能够将火花塞击穿产生火花的高压电，点燃被压缩的可燃混合气，使发动机

22、做功。汽车发动机的点火系统大多数采用的是蓄电池点火系统，这种点火系统根据结构的不同可分为传统点火系统、普通点火系统、微机点火系统三种。目前在汽油发动机上最常用的是微机点火系统。其他两种点火系统已经逐渐被淘汰了。（四） 照明及信号系统照明及信号系统是由照明系统和信号系统组成。照明系统包括车内外所有的照明灯和控制装置。作用是保证汽车正常行驶和夜间或者视线不良时行驶提供必要的灯光。信号系统分为灯光信号和音响信号，包括闪光器、各种信号灯、喇叭、蜂鸣器等。其目的是通过声、光信号向其他车辆及行人发出警告，引起注意，确保行车安全。（五）仪表与报警系统 图4.17 仪表与报警系统为了正确使用汽车并了解汽车的工

23、作情况，能过及时的发现、排除和避免可能出现的故障，保证汽车的正常行驶，在汽车驾驶室内安装着很多仪表（图4.17），比如水温表、机油压力表、燃油表、车速表等。除了各种仪表以外，为了确保行车安全和提高车辆的可靠性，在汽车上还安装了很多报警装置，比如冷却液温度过高报警装置、机油压力过低报警装置、燃油量过少报警装置、安全带未扎报警装置、制动液液面报警装置、冷冻液液面报警装置等等。（六）辅助电器系统为了提高汽车形式的安全性和可靠性，减轻驾驶员的工作强度，现代汽车上的辅助电器设备越来越多。从最早的电动刮水器、后风窗除霜装置、电动车窗、电动后视镜、电动座椅、中控锁等发展到各种模块的出现，先后出现了舒适系统，

24、娱乐系统等。在汽车上安装了全球卫星定位系统、冰箱、微波炉、防盗系统、带记忆功能的电动座椅等。（七）空调系统空调系统的基本功能是改善驾驶员的工作环境、劳动条件和提高舒适性。现代汽车空调系统由制冷系统、取暖系统、通风和空气净化系统及控制系统组成。空调系统的主要功用是调节车内温度、调节车内湿度、调节车内的空气流动及过滤净化车内空气。随着计算机的发展，在手动空调系统的基础上，增添了各种传感器、程序装置、控制模块等机构，出现了全自动空调系统。（八）电子控制系统汽车发动机电子控制系统通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节

25、能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括燃油喷射控制、 点火系统控制、怠速控制、 尾气排放控制、进气控制、增压控制、 失效保护、后备系统、诊断系统等功能。另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，汽车控制主要单元通过 CAN总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP)、底盘系统（如主动悬挂ABC）、巡航控制系统以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。第三节 汽车使用性能指标在一定使用条件下，汽车以最

26、高效率工作的能力称为汽车使用性能。它是决定汽车利用效率和方便性的结构特性表征。汽车的使用性能主要包括动力性、经济性、制动性和安全性、操控性和稳定性、汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性、通过性等几个性能指标。一、汽车的动力性汽车的动力性是指汽车在最大功率或最大转矩时所表现出来的性能，动力性包括汽车在良好路面行驶时的最高车速、从某一低速到某一高速的加速时间（加速性能）、汽车以最低档所能爬上的最大坡度的爬坡能力以及汽车在良好路面的滑行能力等。所以，动力性是汽车各种性能中最基本、也是最重要的性能。（一）最高车速vmax最高车速是指在水平良好的路面上，汽车能够达到的最高行驶速度。（二）加速时间t汽车的加速时间

27、表示汽车的加速能力，一般用0400m或者0100km/h、060km/h表示汽车原地起步的加速能力。（三）最大爬坡度Imax最大爬坡度是指汽车在满载的情况下，在良好的路面上的最大爬坡度说明了汽车的爬坡能力。轿车因为经常在良好道路上行驶，一般不强调爬坡能力；货车要经常在各种道路上行驶所以要有足够的爬坡能力；越野车要在道路复杂甚至无路的条件下行驶，所以爬坡能力是一个重要的指标。（四）影响汽车动力性能的主要因素1、发动机的性能和技术状况发动机的主要性能指标有动力性能指标（有效功率、有效转矩、转速等）和经济性能指标（燃油消耗率）。有效转矩是指发动机通过飞轮对外输出的转矩成为有效转矩。有效转矩与外界施加

28、在发动机曲轴上的阻力矩平衡。有效功率是指发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。有效功率是有效转矩与角速度的乘积。燃油消耗率是指发动机每发出1kW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量。2、变速器变速器一挡传动比对汽车动力性影响最大。传动比越大，汽车的最大爬坡速度越大，但必须满足附着条件。当一挡发出驱动力时驱动论不应产生滑转。 变速器各挡的传动比按等比级数分配，这样汽车在换挡和加速过程中功率利用程度最高，加速时间最短。 3、汽车外形空气阻力系数CD=(FT-FW)/G，若汽车总重和驱动力相同，则FW越小,汽车的动力因素D越大，即克服道路阻力和加速阻力的能力越强最高车速也越高，

29、汽车的动力性也越好。且在汽车高速行驶时，空气阻力在行驶阻力中占比重很大，对汽车动力性影响很大。所以应改善汽车流线型。 4、汽车总质量汽车总质量增加，动力因素D下降，且道路阻力和加速阻力随之增加。所以减轻汽车质量，不仅可以提升汽车动力性，汽车的燃油经济性也会得到提高。 5、使用因素使用因素主要与发动机的技术状况、底盘的技术状况、汽车的使用条件、驾驶技术等有关。二、汽车燃料的经济性汽车的经济性指汽车行驶时燃料消耗的情况，以最小的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。燃油经济性不但与发动机性能有关，还与传动系和行驶系等的技术状况有关。汽车的经济性能指标主要由单位行程的耗油量表示，一般来说用汽车行驶百公里

30、消耗的燃油量来表示，单位是L/100km。三、汽车的制动性和安全性 （一）尽可能的提高行驶速度是提高运输生产率的主要技术措施之一，但是必须是以安全行驶为前提。所以在路况良好的情况下，汽车可以高速行驶；而在即将转向、行驶在不平路面或者两车相会时，必须减速的情况下，特别是在遇到障碍物或者有碰撞的危险，就更需要在极短的距离内将车速降到很低，甚至停车。在下长坡时，汽车速度要限制在一定的安全值内，保持稳定。另外，已经停驶的汽车应能可靠的原地不动。(二)汽车的制动性能主要由制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性三方面来评价。1、制动效能包括制动距离、制动减速度、制动力和制动时间；2、制动效能的恒定性是指抗热衰退性和抗水衰退性；3、制动时汽车的方向