汽车构造概述

1、汽车构造概述一、总论一、总论现代汽车类型现代汽车类型汽车的总体构造汽车的总体构造汽车的主要技术参数汽车的主要技术参数汽车的行驶原理汽车的行驶原理1 现代汽车类型现代汽车类型1 1）轿车）轿车 3 3）货车）货车2 2）客车）客车5 5）特种车）特种车4 4）牵引车和汽车列车）牵引车和汽车列车7 7）农用汽车）农用汽车6 6）工矿自卸车）工矿自卸车8 8）越野汽车）越野汽车2 汽车的总体构造汽车的总体构造1 1）发动机）发动机 2 2）底盘）底盘3 3）车身）车身4 4）电气设备）电气设备单缸发动机结构示意图单缸发动机结构示意图2.2 四冲程发动机的简单工作原理四冲程发动机的简单工作原理一、四冲

2、程汽油机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程、进气行程2、压缩行程、压缩行程3、作功行程、作功行程4、排气行程、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程进气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K， 压力7590 kPa大气压力线大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600800K， 压力6001500 kPa作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线大气压力线c

3、Zb上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa 排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气共同特点：共同特点：1每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。转半周。2只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。不同点不同点 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点

4、燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器2.5 发动机的总体构造发动机的总体构造两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统供给系供给系点火系点火系冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机构摇臂凸轮轴桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图压缩比压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用表示。= Va/V

5、c 现代化油器式发动机压缩比一般为69(轿车有的达911)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。压缩比过大的不良后果压缩比过大的不良后果压缩比过大的不良后果 名称名称成因成因现象现象后果后果爆燃爆燃由于气体压力和由于气体压力和温度过高，在燃温度过高，在燃烧室内离点燃中烧室内离点燃中心较远处的末端心较远处的末端可燃混合气自燃可燃混合气自燃而造成的一种不而造成的一种不正常燃烧。正常燃烧。火焰以极高的速火焰以极高的速率向外传播，形率向外传播，形成压力波，以声成压力波，以声速向前推进。当速向前推进。当压力波撞击燃烧压力波撞击燃烧室壁时就发出尖室壁时就发出尖锐的敲缸声。锐的敲缸声。还会引起发动机过热，还

6、会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。花塞绝缘体击穿等。表面表面点火点火由于燃烧室内炽由于燃烧室内炽热表面与炽热处热表面与炽热处(如排气门头，火如排气门头，火花塞电极，积炭花塞电极，积炭处处)点燃混合气产点燃混合气产生的另一种不正生的另一种不正常燃烧。常燃烧。伴有强烈的较沉伴有强烈的较沉闷敲击声。闷敲击声。产生的高压会使发动机产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降机件负荷增加，寿命降低。低。四冲程发动机工作状态四冲程发动机工作状态

7、状态行程温度(K)压力进气行程3704407590 kPa压缩行程6008006001500 kPa作功行程22002800(瞬时最高)15001700(作功终了)35MPa (瞬时最高)300500 kPa (作功终了)排气行程9001200105125 kPa主编：沈锦主编：沈锦 机械工业出版社机械工业出版社汽车底盘概述汽车底盘概述汽车传动系统汽车传动系统汽车制动系统汽车制动系统汽车行驶系统汽车行驶系统汽车转向系统汽车转向系统1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 汽车底盘的作用是支承、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，使汽车产生运动并按驾驶员的

8、操控而正常行驶的部件。 汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 1传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地接合或彻底、迅速地分离。 传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴等部分。 第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述1.2 1.2 汽车底盘的组成

9、汽车底盘的组成 2行驶系 汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶平顺性，并且能与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。 行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分。 第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 3转向系 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯运动

10、状态，或者使上述两种运动状态互相转换。 转向系包括：转向操纵机构、转向器、转向传动机构等部分。 第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 4制动系 制动系是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能是使行驶中的汽车减低速度或停止行驶，或使已停驶的汽车保持不动。 制动系包括：制动器、制动传动装置。现代汽车制动系中还装设了制动防抱死装置。第一章第一章 汽车底盘概述汽车底盘概述第一部分第一部分 汽车传动系统汽车传动系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修传动系概述传动系概述离离 合合 器器手动变速器手动变速器自动变速器自动变速器万向传动装置万向传动装置驱驱

11、 动动 桥桥四轮驱动四轮驱动/ /全轮驱动系统全轮驱动系统汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统2.1 2.1 传动系的作用及组成传动系的作用及组成 2.1.2 2.1.2 传动系的组成及各总成的功用传动系的组成及各总成的功用 1 1机械式传动系机械式传动系 主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第第2 2章章 传动系概述传动系概述2.1 2.1 传动系的作用及组成传动系的作用及组成 2.1.2 2.1.2 传动系的组成及各总成的功用传动系的组成及各总成的功用 2 2液力机械式传动系液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第第2

12、 2章章 传动系概述传动系概述2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 2.2.2 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 1 1发动机前置后轮驱动发动机前置后轮驱动(FR)(FR) FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，整车的前后重量比较平衡，操控稳定性较好。缺点是：传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动轴占据了舱内的地台空间。 第第2 2章章 传动系概述传动系概述a)发动机纵向布置发动机纵向布置 b)发动机横向布置发动机横向布置 2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 2.2.2 传动系统的布置形式

13、传动系统的布置形式 2 2发动机前置前轮驱动发动机前置前轮驱动(FF)(FF) FF的优点是：降低了车厢地台，操控性有明显的转向不足特性，另外其抗侧滑的能力也比FR强。缺点是：上坡时驱动轮附着力会减小；前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。 第第2 2章章 传动系概述传动系概述2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 2.2.2 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 3 3发动机中置后轮驱动发动机中置后轮驱动(MR)(MR) MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性，因此MR大都

14、是追求操控表现的跑车。第第2 2章章 传动系概述传动系概述2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 2.2.2 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 4 4发动机后置后轮驱动发动机后置后轮驱动(RR)(RR) RR的优点是：结构紧凑，没有沉重的传动轴，也没有复杂的前轮转向兼驱动结构。缺点是：后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向。 第第2 2章章 传动系概述传动系概述 2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 2.2.2 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 5 5四轮驱动四轮驱动(4WD)(4WD

15、) 4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。 第第2 2章章 传动系概述传动系概述4.1 4.1 概述概述 4.1.1 4.1.1 变速器的功用变速器的功用 1实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；2实现汽车倒驶。由于内燃机是不能反向旋转的，利用变速器的倒档，实现汽车的倒向行驶；3必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递，使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑行的需要；4实现动力输出，驱动其他机构。如有需要，可将变速器作为动力输出器，驱动其他机构。如自卸车的液压

16、举升装置等。 第第4 4章章 手动变速器手动变速器 4.1 4.1 概述概述 变速器的类型变速器的类型 1 1按传动比变化方式分类按传动比变化方式分类（1）有级变速器。目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比，传动比成阶梯式变化。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-6个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。（2）无级变速器。其传动比在一定范围内可连续地变化。常见的有电力式和液力式两种，多用液力式。（3）综合式变速器。它是由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，目前应用较多。 第第4 4章章 手动变速器手动变速器 4.1 4.1 概述概

17、述 变速器的类型变速器的类型 2 2按操纵方式不同分类按操纵方式不同分类（1）手动操纵式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。这种变速器的换档机构简单，工作可靠并且经济省油，目前应用最广。（2）自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动装置来控制车速。此种方式因操作简便，目前运用较多。（3）半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式：一种是几个常用档位可自动操纵，其余几个档位由驾驶员操纵；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定档位，在踩下离合器踏

18、板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。 第第4 4章章 手动变速器手动变速器 5.1 5.1 概述概述 5.1.1 5.1.1 自动变速器的基本组成及作用自动变速器的基本组成及作用 自动变速器是一种能实现自动变速、连续变矩的动力传动装置。它从低档自动换到高档，无需驾驶员进行离合器操作。具有操作方便；换档平稳、乘坐舒适；过载保护性好等特点。但其结构较复杂，成本较高，修理较麻烦。 自动变速器的基本组成如图5-1所示。由图中可知，自动变速器由液力变矩器、齿轮变速传动装置、液压控制系统、电子控制系统等组成。此外还有自动变速器油冷却和滤清装置。 第第5 5章章 自动变速器自动变速器 5

19、.1 5.1 概述概述 5.1.1 5.1.1 自动变速器的基本组成及作用自动变速器的基本组成及作用 自动变速器各组成部分的作用如下：自动变速器各组成部分的作用如下： （1）液力变矩器：使发动机产生的转矩成倍增长；起到自动离合器的作用，传送发动机转矩至变速器；缓冲发动机及传动系的扭转振动；兼起到飞轮的作用，使发动机转动平稳；驱动液压控制系统的油泵。 （2）齿轮变速传动装置：根据行车条件及驾驶员所需，提供几种传动比，以获得适当的转矩及转动速度；为倒车提供倒档档位；提供停车时所需要的空档档位，以使发动机怠速运转。 （3）液压控制系统：向变矩器提供变速器液；控制油泵产生的液压；根据发动机载荷及车速等

20、调节系统压力；对离合器及制动器施加液压，以控制行星齿轮机构动作；用变速器液润滑转动部件及为变矩器及变速器散热。 （4）电子控制系统：利用传感器采集各种数据，并且将其转换为电信号；ECU根据传感器的信息确定换档正时及锁止正时，并发出指令操纵阀体中电磁阀，调节管道压力、控制换档阀和锁止控制阀的动作，实现自动换档和变矩器锁止控制。第第5 5章章 自动变速器自动变速器 5.1 5.1 概述概述 5.1.2 5.1.2 自动变速器的类型自动变速器的类型 自动变速器按照车辆的驱动方式可分为自动变速器（FR车）和自动变速驱动桥（FF车）， 如图5-2所示。按照车辆前进的档位数可分为3速自动变速器、4速自动变

21、速器和5速自动变速器。按照自动变速器的控制方式可分为全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。按照齿轮变速器的类型可分为普通齿轮式和行星齿轮式。 第第5 5章章 自动变速器自动变速器 第二部分第二部分 汽车行驶系统汽车行驶系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修汽车行驶系概述汽车行驶系概述 车架与车桥车架与车桥 车轮与轮胎车轮与轮胎 悬悬 架架 10.1 10.1 汽车行驶系的组成和功用汽车行驶系的组成和功用 10.1.1 10.1.1 汽车行驶系的基本组成汽车行驶系的基本组成 轮式行驶系主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成，如图10-1所示。 车架是全车的装配基体，将整个汽车连接成一整体；车轮

22、安装在车桥上，支承着车桥与汽车；悬架把车架与车桥连接在一起，减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动。 第第1010章章 汽车行驶系概述汽车行驶系概述10.1 10.1 汽车行驶系的组成和功用汽车行驶系的组成和功用 10.1.2 10.1.2 汽车行驶系的功用汽车行驶系的功用 汽车行驶系的功用：1通过驱动车轮与路面之间的附着作用，使传动系传来的力矩变为汽车行驶的驱动力矩。2支承汽车总质量，传递路面作用于车轮上的各种力及力矩。3缓和冲击，衰减振动，保证汽车的行驶平顺性和与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。 第第1010章章 汽车行驶系概述汽车行驶系概述13.1 13.1 概概 述述 13.1.2 13

23、.1.2 悬架的种类悬架的种类 l按控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上采用被动式悬架。被动式悬架是汽车姿态(状态)只能被动地取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。主动悬架可根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，从而使车辆能主动控制垂直振动及其车身或车架的姿态。l按汽车导向装置的不同，悬架又可分为独立悬架和非独立悬架，如图13-2所示。 第第1313章章 悬架悬架第三部分第三部分 汽车转向系统汽车转向系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修14.1 14.1 概述概述 14.1.1 14.1.1 转向系的功用、组成及分类转向系的功用

24、、组成及分类 1 1功用功用 汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。 当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵转向轮偏转和回位的套机构，称为汽车转向系。 2 2类型类型 汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系（图14-1）和动力转向系（图14-2）两大类。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第四部分第四部分 汽车制动系统汽车制动系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修汽车制动系汽车制动系 汽车防滑汽车防滑(ABS/ASR)(ABS/ASR)控制系统控制系统 电子伺服制动系统简介电子

25、伺服制动系统简介 15.1 15.1 概述概述 15.1.1 15.1.1 制动系的功用、组成及类型制动系的功用、组成及类型 1 1制动系的功用制动系的功用 根据需要使汽车减速或在最短距离内停车；下坡行驶时限制车速；保证汽车停放可靠。 2 2制动系的基本组成制动系的基本组成 为完成汽车制动系的作用，现代汽车上般设有以下几套独立的制动系统：（1）行车制动系统（2）驻车制动系统（3）应急制动、安全制动和辅助制动系统 汽车上设置有彼此独立的制动系统，它们起作用的时刻不同，但它们的组成却是相似的。它们般有以下四个组成部分： (1)供能装置 (2)控制装置 (3)传动装置 (4)制动器较为完善的制动系还

26、包括制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等。 第第1515章章 汽车制动系汽车制动系15.1 15.1 概述概述 15.1.1 15.1.1 制动系的功用、组成及类型制动系的功用、组成及类型 3 3制动系的类型制动系的类型 制动系有不同的分类方法，按使用目的分类可分为行车制动系、驻车制动系和辅助制动系；按使用能源分类可分为人力制动系置、伺服制动系和动力制动系。 4 4对制动系的要求对制动系的要求 （1）具有良好的制动性能：评价汽车制动性能的指标一般有：制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。 （2）操纵轻便：操纵制动系所需的力不应过大，对于重型汽车，这一点极为重要。 （3）制动稳定性好：制

27、动时，前后车轮制动力分配应合理，左右车轮上的制动力应基本相等，以免制动时汽车甩尾或跑偏。 （4）制动平顺性好：制动力既能迅速、平稳地增加，又能迅速、彻底地解除。 （5）散热性好：连续制动时，摩擦片的抗热衰退能力要强；水湿后恢复速度要快，磨损后制动蹄与制动鼓的间隙应能调整。 第第1515章章 汽车制动系汽车制动系16.1 16.1 概述概述 v ABS系统是用于防止汽车紧急制动时车轮被抱死滑移而使车辆失去转向或导致侧滑甩尾的一种安全装置。vASR系统是防止车辆在起步、加速或泥泞、冰雪路面上行驶时驱动轮产生滑转，用以提高汽车的驱动性能，改善操纵稳定性的装置。第第1616章章 汽车防滑（汽车防滑（A

28、BS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统16.1 16.1 概述概述 16.1.2 16.1.2 防滑控制系统的功用防滑控制系统的功用 1 1、ABSABS系统的基本功能系统的基本功能（1）提高汽车制动过程中的方向稳定性，防止汽车侧滑甩尾；（2）使汽车在最短的距离内停车；（3）在制动过程中保持对汽车的转向控制；（4）防止轮胎抱死拖滑，减轻轮胎磨损；（5）减少驾驶员的紧张情绪。2 2ASRASR系统的功能系统的功能（1）能有效地提高车辆在各种路面上的附着能力，从而改善起步和加速性能；（2）能提高车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性；（3）能减少轮胎的磨损与发动机的功率消耗。 第第1616章章 汽

29、车防滑（汽车防滑（ABS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统16.2 16.2 防滑控制系统的组成与工作原理防滑控制系统的组成与工作原理 16.2.3 ABS16.2.3 ABS与与ASRASR的比较的比较 ABS的作用是防止汽车制动过程中车轮抱死打滑，将车轮的滑移率控制在理想滑移率附近范围内，以达到缩短制动距离，提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵性，从而大大提高汽车行驶的安全性。而ASR的作用是防止汽车起步、加速过程中驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转。ABS和ASR都是控制车轮“打滑”，但ABS是防止制动时车轮抱死在路面上滑移，而ASR则是防上驱动时车轮在路面上原地不动的滑转，两者控制车轮的打滑方向是相反的，但从控制车轮与路面的打滑率看，ABS和ASR采用了相同的技术。 第第1616章章 汽车防滑（汽车防滑（ABS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统17.1 17.1 概述概述 17.1.1 17.1.1 电子伺服制动系统的功用电子伺服制动系统的功用 电子伺服制动系统的功能在于可进一步提高汽车制动性能以及制动稳定性和舒适性。在电子伺服制动系统中，驾驶员施加的制动踏板力由传感器转换成一个电信号，输送给ECU，CEU根据此