第2章汽车总体结构

1、 发动机是将某一种形式的能量转换为发动机是将某一种形式的能量转换为机机械能械能的机器。其的机器。其功用功用是将液体或气体的化学是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为能通过燃烧后转化为热能热能，再把热能通过膨，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。胀转化为机械能并对外输出动力。 发动机概述发动机概述发动机类型发动机类型1）按活塞运动方式的不同）按活塞运动方式的不同 2）根据所用燃料种类的不同）根据所用燃料种类的不同 3）按冷却方式的不同）按冷却方式的不同 4）按工作循环期间活塞往复运动的行程数）按工作循环期间活塞往复运动的行程数5）按照气缸数目分类）按照气缸数目分类 8吸气吸气压缩压缩做功

2、做功排气排气 以汽油机为例，它们都是由两大机构和五大系统组成的，即曲柄连杆机构、配气机构；燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统和点火系统。而柴油机是由两大机构和四大系统组成的。 它的功用是将发动机中燃料燃烧产生的热能转化为机械能。由缸体曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。1.缸体曲轴箱组缸体曲轴箱组 （机体组）（机体组） 它的主要功能是承受发动机负荷，安装机件，主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸盖衬垫和曲轴箱等组成。 1）汽缸体它是发动机的基础部件，发动机各个机件都以它为基础进行安装。2）汽缸盖它的功用是封闭汽缸。图图2-1 2-1 汽缸体的结构汽缸体的结构 图图2-2 2-2 水冷式汽缸体和

3、汽缸盖的结构水冷式汽缸体和汽缸盖的结构3）汽缸盖衬垫位于汽缸体与汽缸盖的结合面之间。作用是密封汽缸，防止汽缸漏气和水套漏水。4）曲轴箱分为上曲轴箱和下曲轴箱两部分，下曲轴箱又称为油底壳，位于发动机下部，作用是封闭曲轴箱，保护曲轴和存放机油。 图图2-3 2-3 汽缸盖衬垫汽缸盖衬垫 图图2-4 2-4 下曲轴箱（油底壳）下曲轴箱（油底壳）活塞组连杆组曲轴飞轮组活塞连杆组和曲轴飞轮组活塞连杆组和曲轴飞轮组活塞组活塞组活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销1）活塞）活塞功用：承受燃烧气体压力，组功用：承受燃烧气体压力，组成燃烧室成燃烧室 。工作条件：高温，高压，高速工作条件：高温，高压，高速材料选择：铝

4、合金材料选择：铝合金结构：顶部；头部；裙部结构：顶部；头部；裙部 2.活塞连杆组活塞连杆组 2)活塞环活塞环 气环气环的主要功用是的主要功用是密封和传热密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。缸壁，避免活塞过热。 油环油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜（上涂布一层均匀的油膜（即刮油和布油即刮油和布油）。）。 图图2

5、-7 2-7 活塞销活塞销 1、4卡环； 2活塞销； 3连杆 图图2-8 2-8 连杆连杆1衬套； 2小头； 3杆身； 4大头； 5轴瓦； 6连杆盖； 7连杆轴瓦凸键；8止口； 9连杆螺栓 3）活塞销）活塞销 活塞销的活塞销的作用作用是连接活塞与连杆，如图是连接活塞与连杆，如图2-7所示。所示。 4）连杆）连杆 连杆的连杆的功用功用是连接活塞与曲轴，将活塞承受的燃气压力传给曲轴，是连接活塞与曲轴，将活塞承受的燃气压力传给曲轴，并与曲轴配合将活塞的直线运动变为曲轴的旋转运动。连杆是一个并与曲轴配合将活塞的直线运动变为曲轴的旋转运动。连杆是一个组合件，其结构如图组合件，其结构如图2-8所示。所示。

6、 3.曲轴飞轮组曲轴飞轮组 曲轴飞轮组曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、正时齿轮等组成。1）曲轴）曲轴曲轴是发动机的骨干零件，它的曲轴是发动机的骨干零件，它的功用功用是将连杆传来的力转是将连杆传来的力转变成扭矩输出，并带动发动机附属机构和机件运动。变成扭矩输出，并带动发动机附属机构和机件运动。单元曲拐单元曲拐：一个连杆：一个连杆轴颈，左右两个曲柄，轴颈，左右两个曲柄，和左右两个主轴颈。和左右两个主轴颈。2）飞轮）飞轮飞轮安装于曲轴的后端，其主要飞轮安装于曲轴的后端，其主要功用功用是储存发动机能量，在适当的是储存发动机能量，在适当的时候释放，以使曲轴平稳运转。时候释放，以使曲轴平稳运转。3）正时齿轮）正时

7、齿轮正时齿轮装于曲轴的前端轴上，其正时齿轮装于曲轴的前端轴上，其功用功用是带动配气机构机件运动。是带动配气机构机件运动。 配气机构的配气机构的功用功用是按照发动是按照发动机工作循环的顺序要求，准机工作循环的顺序要求，准时开闭进、排气门，配合曲时开闭进、排气门，配合曲柄连杆机构实现发动机的工柄连杆机构实现发动机的工作循环。作循环。 配气机构的形式按气门安装位置的不同可分为配气机构的形式按气门安装位置的不同可分为顶置式顶置式和和侧置式侧置式。顶置式又分为气门顶置式和气门与凸轮轴顶置式两种，分别如图顶置式又分为气门顶置式和气门与凸轮轴顶置式两种，分别如图2-11就图就图2-12所示。目前，绝大多数汽

8、车采用气门顶置式配气机所示。目前，绝大多数汽车采用气门顶置式配气机构。构。图图2-11 2-11 气门顶置式配气机构气门顶置式配气机构 图图2-12 2-12 气门与凸轮轴顶置式配气机构气门与凸轮轴顶置式配气机构 配气机构的分类配气机构的分类 1.配气机构的组成及功用配气机构的组成及功用1）气门组）气门组气门组主要由气门、气门弹簧和气门弹簧座等组成。气门组主要由气门、气门弹簧和气门弹簧座等组成。凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴2）气门传动组）气门传动组气门传动组主要由正时齿轮、凸轮轴、挺住、推杆和摇臂等构成。气门传动组主要由正时齿轮、凸轮轴、挺住、推杆和摇臂等构成。凸轮轴是配气机构的驱动零

9、件。凸轮轴是配气机构的驱动零件。主要功用：主要功用：是按照发动机的工作循环和作功顺序准时地打开和关是按照发动机的工作循环和作功顺序准时地打开和关闭各缸的进、排气门。闭各缸的进、排气门。 工作条件：工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。 耐磨，抗冲击韧耐磨，抗冲击韧性，刚度。性，刚度。 材料：材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 凸轮轴凸轮轴 用曲轴转角表示用曲轴转角表示的每只气门的开闭的每只气门的开闭时刻和延续时间时刻和延续时间称称为为配气相位配气相位。上止点下止点进气门早开：进气开始时，进气门早开：进气开始时，能减小进气阻力，使进气能

10、减小进气阻力，使进气顺畅。顺畅。进气门晚关：利用气流惯进气门晚关：利用气流惯性，增加进气量。性，增加进气量。排气门早开：利用缸内压排气门早开：利用缸内压力，使废气高速排出。力，使废气高速排出。排气门晚关：利用气流惯排气门晚关：利用气流惯性，增加排气量。性，增加排气量。 1.汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统 汽油机燃料供给系有化油器式及电子控制汽油喷射式两种类型，下面主要介绍电子控制汽油喷射系统。 电子控制汽油喷射系统简称为EFI，它利用各种传感器检测发动机的运行状态，并将检测参数输入电控单元ECU，经ECU分析、判断、计算后控制喷油量，使发动机在不同工况下均能获得最佳空燃比的混合气，从而提

11、高发动机的动力性、经济性，减少排气污染。图图2-16 2-16 典型电子控制汽油喷射系典型电子控制汽油喷射系统统 1燃油泵； 2燃油滤清器；3活性碳罐； 4活性碳罐电磁阀； 5点火控制器；6凸轮轴转速传感器； 7电控喷油器； 8燃油压力调节器； 9节气门； 10进气管；11氧传感器； 12冷却液温度传感器； 13爆燃传感器； 14曲轴位置传感器； 15进气温度传感器； 16电控单元 汽油机燃油供给系统主要由电动燃油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和油管等组成，如图2-16所示。1）汽油机燃油供给系的工作过程图图2-17 2-17 滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵1转子； 2出油口

12、； 3滚柱； 4进油口； 5卸压阀； 6出油阀4651326741325图图2-18 2-18 燃油压力调节器燃油压力调节器1弹簧； 2阀座； 3膜片； 4回油口； 5燃油分配管接口； 6球阀；7进气管接口 2）汽油机燃料供给系主要部件及功用 （1）电动燃油泵。 如图2-17所示为滚柱式电动燃油泵，它主要由燃油泵电动机、滚柱、出油阀及卸压阀等组成。 （2）燃油压力调节器。 2.柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系 柴油机燃料供给系主要由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵（高压油泵）、喷油器、油管、空气滤清器及消音器等组成。图图2-19 2-19 柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系1油箱； 2低压油管；

13、 3柴油滤清器； 4调速器； 5喷油泵； 6输油泵；7喷油提前角调节器； 8高压油管； 9燃烧室； 10喷油器；11排气管； 12排气门； 13回油管； 14空气滤清器； 15进气管 图图2-20 2-20 孔式喷油器孔式喷油器 1回油管螺栓； 2调压弹簧垫圈； 3调压弹簧；4阀体； 5进油管接头； 6顶杆；7针阀体； 8喷油器针阀 图图2-22 2-22 喷油泵分泵喷油泵分泵1高压油管接头； 2出油阀弹簧； 3出油阀座； 4出油阀； 5柱塞套； 6柱塞； 7柱塞弹簧； 8油量控制机构； 9滚轮体； 10凸轮轴 1.润滑系的功用及润滑形式润滑系的功用及润滑形式 润滑系的功用是将润滑油输送到具有

14、相对运动的零件表面之间，以减少它们之间的摩擦，从而减少机件的磨损。目前，汽车发动机采用综合润滑方式，其中包括压力润滑、飞溅润滑和固定润滑。1）压力润滑 压力润滑是指机油在机油泵作用下，将一定量的机油加压后经一定线路送到需润滑机件的方式。2）飞溅润滑 飞溅润滑是指利用发动机工作时运转零件撞击机油飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。3）固定润滑 固定润滑是指润滑油（脂）固定在润滑点不流动的润滑方式。2.润滑系组成及主要部件的功用润滑系组成及主要部件的功用润滑系主要由润滑油、油底壳、机油泵、集滤器、机油滤清器及润滑油道等组成。较大功率的发动机（特别是大型柴油机）还有机油散热器。润滑系的主要部

15、件及工作如下：1）机油泵与限压阀机油泵的作用是将一定量的机油从油底壳吸入泵腔，加压后送到零件的摩擦表面。限压阀的作用是限制润滑系内机油压力不超过最高允许的压力。若机油压力过高会造成漏油、滤清器滤芯易损坏和机油消耗量增大的不良影响。2）机油滤清器机油滤清器的作用是滤除机油中的杂质，确保润滑油路畅通和减小润滑机件的不正常磨损。机油滤清器有过滤式和离心式两类。在过滤式中根据机油的通过程度又分集滤器、粗滤器和细滤器。集滤器的作用是滤除机油中较大的机械杂质，减小机油泵的磨损，同时保证机油泵能吸入一定数量的机油以保证润滑的需要。集滤器安装在油底壳中的油平面以下，通过油管与机油泵进油口连接。集滤器由罩、金属

16、滤网、浮筒及吸油管等组成。图图2-23 2-23 东风东风EQ6100-1EQ6100-1型发动机润滑系型发动机润滑系1接机油散热器； 2转子式细滤清器； 3细滤清器进油限压阀； 4集滤器； 5磁性放油螺塞；6机油限压阀； 7机油泵； 8油管； 9机油粗滤清器； 10机油粗滤清器旁通阀；11连杆小头油道； 12润滑正时齿轮喷嘴； 13分隔油道； 14主油道； 15机油泵传动轴； 16至摇臂轴油道； 17摇臂轴 3.润滑系油路润滑系油路如图2-23所示为东风EQ6100-1型发动机的润滑油路。 1.水冷却系的组成及主要部件的功用水冷却系的组成及主要部件的功用 水冷却系主要包括水泵1、散热器3、风

17、扇4、储水箱5、节温器、百叶窗以及散布在汽缸体、汽缸盖内的储水空腔（水套）等，如图2-24所示。 1）水泵和风扇 2）散热器 3）节温器 4）百叶窗图图2-24 2-24 发动机冷却系发动机冷却系1水泵； 2冷却水； 3散热器； 4风扇； 5水箱； 6水管 2.水冷却系的冷却原理水冷却系的冷却原理 如图2-25所示为发动机水冷却系的冷却原理示意图。图图2-25 2-25 发动机水冷却系的冷却原理发动机水冷却系的冷却原理1百叶窗； 2散热器；3散热器盖； 4风扇； 5水泵； 6节温器；7水温表； 8水套； 9分水管； 10放水开关 发动机起动系主要由起动机、起动开关及蓄电池等组成，如图2-26所

18、示。图图2-26 2-26 发动机起动系发动机起动系1发动机飞轮； 2起动开关； 3蓄电池； 4起动机 1.起动机的组成起动机的组成 起动机的组成如图2-27所示。机壳内壁安装着4个相对排列的磁极，为能产生强磁场，磁场线圈均采用扁而粗的裸铜线绕成。 2.起动机的工作原理起动机的工作原理 如图2-28所示为电磁啮合式起动机的工作原理图。图2-27 起动机的组成l复位弹簧； 2保持线圈； 3吸引线圈； 4电磁开关壳体； 5触点； 6接线柱； 7接触盘； 8后端盖； 9电刷弹簧； 10换向器； 11碳刷； 12磁极； 13磁极铁芯； 14电枢； 15磁极绕组； 16移动衬套； 17缓冲弹簧； 18单

19、向离合器； 19电枢轴花键； 20驱动齿轮； 2l罩盖； 22制动盘； 23传动套筒； 24拨叉图2-28 电磁啮合式起动机的工作原理1驱动小齿轮； 2回位弹簧； 3传动叉； 4活动铁芯； 5保持线圈； 6吸拉线圈；7、12、16触点； 8起动按扭； 9起动总开关； 10熔丝； 11黄铜套； 13电流表； 14蓄电池； 15起动机； 17接触盘； 18挡铁 1.传统点火系传统点火系 传统点火系的组成如图2-29所示。图图2-29 2-29 传统点火系传统点火系1电容器； 2断电器； 3点火线圈； 4附加电阻； 5点火开关； 6蓄电池； 7火花塞； 8配电器； 9点火提前调节装置 2.无触点电子

20、点火系无触点电子点火系3.微机控制点火系微机控制点火系图图2-31 2-31 无触点晶体管点火系无触点晶体管点火系1分火头； 2旁电极； 3中心电极； 4次级绕组； 5初级绕组；6点火开关； 7磁铁；8齿轮转子； 9感应线圈； 10火花塞； 11晶体管 图图2-32 微机控制点火系原理框图微机控制点火系原理框图 汽车底盘包括传动系、行驶系、转向系和制动系传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合，其作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。 2.2.1 汽车传动系汽车传动系 1.离合器离合器 1）离合器的功用：（1）短

21、时间地切断发动机与传动系的联系（2）保证汽车平稳起步。（3）防止传动系过载。 2）离合器的结构和功用图图2-33 2-33 膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器1离合器盖及压盘总成； 2从动盘； 3飞轮； 4离合器壳 ； 5分离轴承 (a)离合器接合 (b)离合器分离 图图2-35 2-35 螺旋弹簧离合器的工作原理图螺旋弹簧离合器的工作原理图1飞轮； 2从动盘总成； 3压盘； 4变速器第一轴； 5离轴承及分离套筒； 6分离杠杆；7螺旋弹簧； 8离合器壳 2.变速器变速器 安装在离合器后，从离合器输入动力，将动力输出到万向传动装置。功用如下： （1）根据道路和交通状况，改变汽车的驱动力和行驶速度。 （

22、2）切断发动机与驱动轮之间的动力传递。 （3）实现倒车。 汽车上配置的变速器有手动变速器手动变速器和自动变速器两种自动变速器两种。 图图2-36 2-36 自动变速器结构示意图自动变速器结构示意图1发动机曲轴； 2蜗轮； 3泵轮； 4导轮； 5导轮支承； 6前离合器； 7后离合器；8前制动器； 9中心支承； 10后制动器； 11单向离合器； 12齿圈； 13第一级太阳轮； 14输出轴； 15第一级行星齿轮； 16第二级行星齿轮： 17第二级太阳轮； 18第一级太阳齿轮轴； 19蜗轮轴； 20发动机飞轮 3.万向传动装置万向传动装置 在变速器与驱动桥之间高效率的传递动力，允许二者相对位置的变化。

23、 1）万向节 2）传动轴(a)十字轴万向节 (b)双十字轴万向节图图2-37 2-37 十字轴式不等速万向节十字轴式不等速万向节图图2-38 2-38 球笼式等速万向节球笼式等速万向节1主动轴； 2钢带箍； 3外罩； 4保持架（球笼）； 5垫圈； 6钢球； 7星形套（内滚道）；8球形壳（外滚道）； 9卡环 4.驱动桥驱动桥 驱动桥的主要作用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传递到驱动轮，实现降速、增大转矩；同时，通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；还可以通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。驱动桥由主减速器、差速器、半轴等传动总成以及桥

24、壳、主减速器壳等组成，如图2-39所示为驱动桥的结构图。图图2-39 2-39 驱动桥的结构驱动桥的结构1主减速器从动齿轮；2主减速器壳体；3半轴套管；4、7半轴；5主减速器主动齿轮；6差速器 1.车架车架 车架是汽车的骨架，是汽车的装配基础，汽车的各种总成和零部件都直接或间接地装配在车架上。 图图2-40 2-40 梯子形车架梯子形车架 图图2-41 X2-41 X形车架形车架 2.悬架悬架 汽车车架与车桥之间的弹性连接装置。有效地缓和冲击，吸收振动，大大提高汽车行驶的平顺性和乘坐的舒适性。 (a)吊耳式前板簧悬架 (b)主、副板簧式后悬架 (c)滑板式前悬架 图图2-42 2-42 钢板弹

25、簧式非独立悬架钢板弹簧式非独立悬架 图图2-43 2-43 滑柱摆臂式独立悬架滑柱摆臂式独立悬架 图图2-44 2-44 减振器减振器 3.车桥车桥 驱动桥、转向桥、转向驱动桥和支承桥四类。 图图2-45 2-45 转向桥转向桥 图图2-46 2-46 带独立悬架的转向驱动桥带独立悬架的转向驱动桥 4.车轮和轮胎车轮和轮胎 车轮是支承汽车质量的主要部件。车轮由轮毂、轮辋、轮辐和轮胎四部分组成。图图2-47 2-47 转向桥的轮毂与转向节的装配转向桥的轮毂与转向节的装配 图图2-48 2-48 整体式深槽轮辋整体式深槽轮辋 轮胎有内胎式和无内胎式两类 。图图2-49 2-49 轮胎内部结构轮胎内

26、部结构 图图2-50 2-50 斜交胎与子午线胎的帘布层斜交胎与子午线胎的帘布层 图图2-51 2-51 汽车转向系汽车转向系1方向盘； 2转向柱； 3万向节； 4转向传动轴； 5转向器； 6转向摇臂； 7直（轴）拉杆；8转向节臂； 9、13转向节； 10、12梯形臂； 11横拉杆； 14前梁； 15主销 汽车转向系的功用是根据驾驶员的操作改变汽车的行驶方向。如图2-51所示为常用于中、轻型汽车上的转向系统示意图。2.转向轮定位参数转向轮定位参数主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角及前轮前束AB等参数。 图图2-53 2-53 转向轮定位参数转向轮定位参数 制动系的作用是通过轮胎与路面之间的摩擦给行驶中的汽车施加阻力，使汽车减速甚至停车，或使下坡汽车保持一定的速度，或使静止的汽车驻留原地不动。 如图2-54所示为制动系在汽车上的布置图。 图图2-54 2-54 制动系的组成与位置制动系的组成与位置1前轮制动器； 2制动总泵； 3制动踏板； 4后轮制动器； 5手制动杆； 6制动油管 1.制动总泵制动总泵 制动总泵是一个较大的液压油缸。其内部装有皮碗、活塞等部件，并充满制动液（液压油）。2.制动器制动器 制动器有鼓式和盘式两种 。图图2-56