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1、课件简介第1章 汽车基础目录1.1 汽车概念1.2 汽车基本组成1.3 汽车参数1.4 汽车类型1.5 汽车发展史1.6 汽车行驶基本原理1.1 汽车概念 在中国，汽车是指一种快速而机动的陆路运输工具。一般是指不用轨道和架线，自带动力装置驱动的轮式车辆，包括载运客、货车，牵引客、货挂车的牵引车以及特殊用车。此定义排除了摩托车、装甲车、坦克等车辆。而某些进行特种作业的轮式机械，如轮式推土机、铲运机、叉式起重机及农用轮式拖拉机等，在少数国家作为专用汽车，而在我国分别划入工程机械和农用机械范畴。 1.2 汽车基本构成1.2.1 发动机 汽车上广泛使用的是往复活塞式内燃机。 由两大机构和五大系统组成

2、两大机构：曲柄连杆机构、配气机构， 五大系统：燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系。 注：柴油机缺少点火系。1.2.2 底盘 包括传动系、行驶系、转向系和制动系。 传动系作用是接受发动机的动力并传给驱动轮， 行驶系的作用是将发动机各总成及部件连成整体，对全车起支撑作用，以保证汽车正常行驶， 转向系的作用是控制汽车的行驶方向，使汽车按驾驶员选定的方向行驶。 制动系的作用是使汽车减速或停车，及可靠的驻车。1.2.3 车身 车身一般包括驾驶室和各种形式的车厢。1.2.4 电气设备 电气设备是保证汽车动力性、经济性、安全性和可靠性的重要组成部分。 发动机、底盘、车身和电气设备是汽车正常工作必不可

3、少的组成部分。专用汽车和特殊汽车除此之外还有其专用和特殊的装备。1.3 汽车参数 1.3.1 尺寸参数 1. 外廓尺寸 汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。 2. 轴距 汽车在直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆纵向对称平面的两条垂线之间的距离。 3. 轮距 轮距指同一车轴左、右轮胎中心间的距离。如后轴为双胎，则为同一轴的一端两轮胎中心到另一端两轮胎中心间的距离。轮距包括前、后轮距。4. 前后悬 汽车前悬是指汽车直线行驶位置时，其前端刚性固定件的最前点至两前轮轴线的垂面间的距离。 汽车后悬是指汽车后端刚性固定件的最后点至后轮轴线的垂面之间的距离。 1.3.2 汽车质量参数 1.

4、整备质量 汽车的整备质量就是汽车经整备后在完备状态下的自身质量。 2. 总质量 汽车的总质量是指汽车装备齐全，并按规定装满客（包括驾驶员）、货物时的重量。 3. 装载质量 汽车的载运质量是指汽车在良好的硬路面上行驶时的最大限额（客车用座位数表示，货车用吨位数表示）。 4. 轴载质量 汽车的轴载质量是汽车总质量分配给各轴的质量，它与转向灵活、驱动性能、轮胎承重等有关。1.3.3 汽车性能参数 1. 动力性参数 最高车速是指在水平良好路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。 汽车加速时间指汽车加速到一定车速所用的时间。 汽车的上坡能力是用满载（或某一载重质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度

5、表示。 2. 经济性参数 汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作量的能力，称为燃料经济性，单位L/100km。3. 制动性参数 汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性通过制动效能和制动稳定性来评价。4.通过性参数 汽车的通过性是指汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路、无路地带（如松软地面、凹凸地面等）及陡坡、台阶、灌木丛、壕沟等各种障碍的能力。 汽车的通过性主要通过最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯半径等进行评价。1.3.4 汽车的身份参数 1. 发动机编号 目前车用发动机主要是内燃机。 （1）内燃机产品名称

6、均按所采用的燃料命名 （2）内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。 （3）内燃机型号由下列四部分组成 ： 第一部分：产品特征代号 第二部分：由缸数符号、汽缸布置形式符号、冲程型式符合和缸径或缸径/行程（宜可用发动机排量或功率表示）符号组成 第三部分：结构特征符号和用途特征符号。 第四部分：区分符号。 2. 车辆识别代号 VIN (1)车辆识别代号的基本组成 制造商代号（WMI）、车辆说明部分（VDS）、车辆指示部分（VIS）三部分组成，共17位。 年产量500辆的车辆识别代号 和代表字母或数字WMIVDSVIS地理区域国别制造厂车辆特征代码检验位生产顺序号装配厂车型年款代码(2)车辆识别代

7、号的说明 WMI 世界制造厂识别代号是车辆的第一部分 VDS 车辆特征说明部分为车辆识别代号的第二部分，由六位字码组成。 VIS 车辆出厂特征指示部分是车辆的第三部分，由八位字码组成。 车辆识别代号中的字码仅能采用以下数字和大写的罗马字母： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 和 A B C D E F G H J K L M N P R S T U V W X Y Z (注意：字母I、O、Q不能使用)1.4 汽车类型1.4.1 按车型分类 1.乘用车 乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车。 2.商用车 商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员及其随

8、身行李和货物的汽车，并且可以牵引挂车.1.4.2 按动力源分类 1.内燃机汽车 指用内燃机作为动力装置的汽车。内燃机汽车是当前应用最为广泛的车辆。 2.电动汽车 指由电动机驱动且自身装备供电电源（不包括供电线架）的车辆 。包括蓄电池电动汽车和燃料电池电动汽车 。3.混合动力汽车 混合动力汽车是指具有两种及以上车载动力源并协调工作的车辆 。4.太阳能汽车 太阳能汽车是以取自太阳能的能量为车载动力源的车辆，是真正意义上的无公害无能源消耗的绿色汽车。 1.4.3 其他分类 1.GB/T 15089-2001 对汽车的分类 GB/T 15089-2001机动车辆及挂车分类将汽车分为三类：M类、N类和O

9、类。 （1）M类 定义：至少有四个车轮，且用于载客的车辆。 （2）N类 定义：至少有四个车轮，并用于载货的机动车辆。 （3）O类 O类车辆指挂车（包括半挂车）。2.按发动机布置及驱动形式分类 (1)发动机前置后轮驱动（FR） (2)发动机前置前轮驱动（FF） (3)发动机后置后轮驱动（RR） (4)发动机中置后轮驱动（MR） (5)全轮驱动（nWD） 3.按行驶道路条件分类 (1)公路用车 (2)非公路用车1.5 汽车发展史 人类关于车的梦想有几千年的历史。人们先是发明了人力车、畜力车，以及近代的风力车等。大约公元前4000年，人们开始思考不依赖于人力或兽力而能独立运动的运输工具。1768年，

10、英国的詹姆斯瓦特研制成蒸汽机，为实用汽车的出现奠定了基础。1769/70法国的尼古拉斯古诺建造了世界上第一辆完全依靠自身动力行驶的三轮蒸汽机汽车。这是汽车发展史上的第一个里程碑。车辆的最高时速达到4km/h，而且承重达到7吨的。1801年英国的发明家理查德特雷威蒂克制造出行驶性能良好的能运载乘客的蒸汽机汽车。1816年转向控制机构被发明。1845年来自爱丁堡的罗伯特汤姆生在伦敦为世界上最早使用的充气轮胎注册了专利。这款充气轮胎是用于马车上的。1860年法国的发明家莱诺伊尔成功研制出了燃气发动机1862年德国的尼古拉斯奥托提出了四冲程发动机的工作原理，并制造了世界上第一台四冲程发动机。1876年

11、尼古拉斯奥托研制成功运转可靠的往复式四冲程内燃机。1882年德国发明家和工程师戴姆勒和德国设计师迈巴赫研究轻型高速汽油机。1885年迈巴赫发明了浮子式化油器。1886年德国工程师卡尔本茨为世界上第一辆汽车注册了专利。同在1886年戴姆勒成功发明了世界上第一辆四轮汽车。1889年英国人邓禄普首次将充气轮胎推向市场，大大提高了汽车的减震能力。1892年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机，即柴油机，并获得了专利。1894年法国人米西林兄弟发明了装有内胎的可充气的汽车轮胎。1895年邓禄普首次将充气轮胎应用于汽车上。1900年法国开始生产戴姆勒的第一辆专利汽车1901年戴姆勒汽车公司成功生产出第一辆梅

12、赛德斯汽车。1902年德国企业主罗伯特博世发明了高压电磁点火系统。1903年美国工程师亨利福特建立了福特汽车公司。1913年福特将流水线加工方式引入他的汽车厂，从而极大的提高了生产量。1924年柴油机首次被装在卡车上使用。1925年电池点火装置在博世公司研制成功。1927年柴油喷射泵被博世公司采用生产。1934年大众汽车公司的发展始于费迪南德保时捷设计了大众品牌的甲壳虫型汽车。1948年米其林轮胎公司研制成功了世界上第一条全钢丝子午线轮胎。1954年德国工程师菲力汪克尔设计出了旋转式活塞发动机，即转子发动机。1967年电子控制汽油喷射转置（D-Jetronic）首次大批量应用于汽车上。1970

13、年汽车前排座位开始使用安全带。1978年防抱死系统（ABS）开始在汽车上批量安装。1983年电子化油器和气缸爆震调整装置及增压调节装置开始被应用。1984年安全气囊和安全带张紧器被用于批量生产的汽车中。1985年带有氧传感器的尾气催化净化器和无铅燃料在德国被应用。1985年带有氧传感器的尾气催化净化器和无铅燃料在德国被应用。1990年汽车尾气催化净化器被应用于柴油机轿车上。1993年可变进气管技术和可变凸轮轴调节技术被应用。1994年电子导航系统开始应用于轿车。1995年车身电子稳定系统（ESP）被应用于汽车。1996年具有可变几何废气涡轮增压器（VTG）被应用。1997年总线控制喷射系统在轿

14、车用柴油发动机上被应用。2000年汽油机直喷技术在德国汽车批量生产中被使用。2001年电子液压刹车系统（EHB）在批量汽车生产中被应用。2002年PAX-轮胎系统在汽车的批量生产中应用。2003年混合动力装置开始应用于汽车的批量生产中。2004年具有高稳定性和较高稳定性的不锈钢车身实现了批量生产。2005年保持行车方向的驾驶员辅助系统开始应用于汽车的大规模生产中。1.6 汽车行驶基本原理1.6.1 驱动条件 汽车在水平路面上等速行驶时，会受到来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw；而当汽车加速行驶时需要克服加速阻力Fj；当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力-坡度阻力Fi

15、。 所以，汽车在行驶过程中须克服的总阻力为： F=Ff+Fw+Fj+Fi(1)滚动阻力 滚动阻力是由于车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的，滚动阻力的大小与汽车的总重力、轮胎的结构与气压、行驶路面的性质等相关。(2)空气阻力(3)坡度阻力 汽车在上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力，即Fi = Gsin 式中，G为作用于汽车上的重力，为道路的坡角度。(4)加速阻力 汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动的惯性力，就是加速阻力Fj。当Fj=0时，汽车匀速行驶；当Fj0时，汽车加速行驶，当随着速度的增加，空气阻力随着增加，在某个较高的车速时达到平衡，然后匀速行驶；当Fj0时，汽车将

16、减速行驶或停止。(5)驱动力与行驶阻力的关系 汽车的驱动力来自发动机。汽车行驶过程中必须具有足够的驱动力Ft，以克服各种行驶阻力。即 Ft=F=Ff+Fw+Fi+Fj 当汽车在平直路面上匀速行驶时，只需克服滚动阻力和空气阻力，即 Ft=Ff+Fw1.6.2 附着条件 汽车能否充分发挥其驱动力，还取决于轮胎与地面间的附着力。 附着力是指车轮因附着作用所产生的阻碍车轮滑动的力的最大值，用F表示。附着力等于驱动轮所承受的垂直于地面的法向力G（附着重力）与附着系数的乘积，即 F=G 附着系数与轮胎的类型及路面的性质有关。 由于汽车所能够获得的驱动力受附着力的限制，所以汽车行驶的驱动-附着条件为 Ft

17、FEND第2章 汽车工业目录2.1 现代汽车工业的特点 2.2 汽车设计 2.3 汽车制造工艺 2.4 汽车生产的实施过程2.5 汽车试验2.1 现代 汽车工业的特点2.1.1 流水作业 一种生产组织形式，是汽车工业首创发展起来为大批量生产服务的。 好处: （1）工位按生产的工序顺序排列，生产对象沿排列好的工位向前移动。 （2）各工位之间没有积存的工件，工件只位于生产线的输送装置上。 （3） 每条生产线有一定的生产节奏，整条生产线上各个工位的生产节奏是一致的，保证生产的均衡性。 （4）容易采用机械化的输送装置。2.1.2 生产自动化 生产自动化不但提高了生产速度，降低生产成本，同时保证产品质量

18、稳定。 计算机辅助制造技术（CAM-Computer Aided Manufacturing）开始应用于汽车制造过程中。 计算机集成制造系统（CIMS-Computer Integrated Manufacturing System）利用计算机硬件、软件、网络、数据库等现代化技术，将企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售服务等环节和人力、物力、设备等资源集成起来，实现全面优化，提高企业的生存能力。2.1.3 专业化生产 随着现代汽车工业的发展，汽车厂减少自制零件的数量已成为大趋势。随着汽车工业分工协作的程度越来越高，发展大批量、专业化的汽车零部件生产是现今汽车工业的一大特点，也是我国

19、汽车工业的发展方向之一。2.2 汽车设计2.2.1 汽车设计要求 1.功能性 功能性要求是为满足汽车用途而提出的性能要求（动力性、经济性、机动性、安全性和舒适性）。 2.使用经济性 汽车的使用经济性不但包括燃料、润滑油、轮胎、易损件等的消耗，还包括维修、保养等方面的费用。 3.工艺性 汽车产品设计中一定要考虑到产品制造、维修的可行性和经济性，其中重要的是零件的机械加工工艺性和装配工艺性。由于汽车的产量大，品种形式多，设计时一定要考虑到零件设计的标准化、零部件的通用化和产品的系列化。 4.可回收性 汽车设计中要考虑到使用材料的可回收性。一些对环境有重大污染及不能回收的材料被禁止使用，相反一些新兴

20、环保可回收材料被研究和采用 。 5.艺术性 在汽车性能大致相同的情况下，汽车的外型、色彩、装潢等因素直接影响到汽车的销售量。汽车的设计在考虑上述因素的同时也要兼顾其艺术性。 2.2.2 汽车设计方法 1.汽车设计方法的发展 三个发展阶段： 经验设计阶段 科学试验和技术分析为基础的设计阶段 计算机辅助的半自动、自动设计阶段。 经验设计：产品设计中以工作积累的经验数据为依据，通过运用经验计算公式来进行设计。 二战后，开始进入以科学实验和技术分析为基础的设计阶段。 电子计算机的出现使汽车设计方法有了新的飞跃，开始了计算机辅助设计（CAD）和自动设计（AD）阶段。 2.汽车的现代设计方法 （1）有限元

21、分析 有限元分析就是把所需根系的结构直接离散化，使用最小位能原理或虚功位移原理等力学基本原理，列出计算公式，用电子计算机求解 。 （2）优化设计 优化设计法方法就是首先要根据设计要求确定设计变量、优化准则、优化目标函数和约束条件。 (3) 系统工程方法 可以预先研究系统结构及其相关性，可以通过建模和仿真进行模拟研究，提高了设计开发过程的质量和效率。 (4) 模糊设计 不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实际经验确定参数、控制、算法。 （5）模态分析技术 是汽车现代中一个重要租车部分，是分析结构系统振动特性的强有力的力学工具。 （6）逆向工程技术 相对于传统正向工程而言，将实物转变为CAD

22、模型相关的数字化技术、几何模型重建和产品制造技术的总称。 以先进产品、设备的实物、样件或影像等为研究对象，应用现代设计方法学、生产工程学等进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品技术。 （7）人机工程 又称人体工程学，是从人的生理和心理出发，研究人、机、环境的相互作用的规律，以优化人机环境系统的一门学科。（8）计算机辅助设计（CAD） 应用CAD技术可以进行结构和性能的计算、分析并绘制出零部件的设计图样，同时还可进行方案初选、最优决策等操作。 将CAD技术与CAM（计算机辅助制造）、CAPP（计算机辅助生产过程规划）结合，可构成CIMS（计算机集成制造系统）。 2

23、.3 汽车制造工艺 2.3.1固结成型模式 通过松散物质（如熔化物、粉末、颗粒等）的粘结加工制造固体工件的方式。 1.金属工件固结成型 包括使用液态物质的固结成型（铸造成型）或是对固体状态物质挤压成型。 2.塑料工件的挤压成型 原始材料包括热塑性塑料和热固塑料两种 。2.3.2机械加工成型模式 通过固体零件的塑性变形来实现的，该过程中工件没有材料增减的变化，只是材料的形状发生了变化。 加工时采用冷加工或热加工的方式主要取决于材料的性质。 方式主要包括5种： 压力加工成型，如锻造； 拉压成型，如拉深加工； 拉伸成型，如拉伸加工； 弯曲成型，如弯曲加工； 剪切成型，如扭转加工。2.3.3切割成型模

24、式 1.剪切加工 有两种方式；一是通过楔形刀具的挤压在工件内部形成拉应力用以克服材料强度从而将工件分离。 二是通过刀具的剪切力来克服材料的剪切阻力达到剪切目的 。 2.切削加工 根据形成方式和刀具的不同分为车削、铰孔、钻孔、螺纹加工、磨削等。ab2.3.4联接成型加工模式 指将2个或多个零件组装或组合在一起，零件要有固定的几何外形或由不规则材料组合而成一体。 1.力配合联接 通过两个工件之间的摩擦力将工件结合在一起，如夹紧联接、挤压联接、锥体联接、螺纹联接等。 2.形状配合联接 通过联接工件间几何固定形状的相互咬合来实现联接，如止动垫片联接、卡环联接、销联接、楔联接、锥状体联接、铆接、翻边等。

25、 3.材料配合联接 材料配合联接指通过被联接工件间的分子力的相互作用来实现联接，如焊接、胶接等联接方式。 2.3.5涂镀加工模式 四种加工方式： 镀层物质为气态或蒸汽状态，如气相喷镀； 镀层物质为流体、粥状或胶状，如喷镀； 镀层物质处于电离状态，如电镀； 镀层物质为颗粒状或粉末状，如粒子喷镀。2.3.6材料性能改变加工模式 指在加工过程中材料性能发生了改变，如工件的淬火、退火及氮化处理等。2.4 汽车生产的实施过程2.4.1 规划阶段 新车开发之前，在规划阶段要结合市场调研的结果，分析市场的需求，即汽车用户的需求，同时结合社会环境保护的发展规划和汽车相关新技术的发展状况来决定新车开发的定位，同

26、时也就相应决定了新车开发的布置及配置方案。 此外，新车设计、生产、销售的费用及生产设备等也是汽车规划的重要内容。2.4.2 设计阶段 作为新车的设计和生产，其所采用的车型、具有的性能和体现的风格都应具有新的表现，具有使人眼前一亮的震撼，这样才能使新车达到预期的设想。2.4.3 试验阶段 对新车的试验包括动力性、经济性、安全性、操纵稳定性等性能试验及使用条件试验等。 2.4.4 生产阶段 生产过程包括动力总成的制造、车体制造和整车装配三部分。 1.汽车动力总成的制造 包括动力总成的零件制造、发动机加工装配和变速器加工。 2.汽车车体制造 主要完成白车身制造、车身喷涂和内饰装配。除内饰装配外，在白

27、车身制造和车身喷涂过程中均为全机械化无人操作。 3.汽车整车装配 将汽车总成和车体组装在一起，同时安装汽车电子和电器设备，完成新车的整车装配。2.5汽车试验 汽车动力性试验包括汽车最高车速试验、加速试验和爬坡试验。 燃油经济性试验可以为道路试验或汽车测功器试验。 汽车通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进行。试验内容包括对汽车几何参数和挂钩牵引性能的测定。 汽车安全性试验主要指碰撞安全性试验，包括正面碰撞和侧面碰撞试验。 汽车制动性试验主要通过路上试验来评定。一般要测定冷制动及高温下汽车的制动距离、制动减速度、制动时间等参数。 汽车操纵稳定性试验，包括转弯制动试验、蛇形行驶试验、侧向风敏感性

28、试验、抗侧翻试验、汽车稳态回转试验等。 汽车平顺性试验主要用以测定汽车在随机不平路面的行驶振动及汽车在较大凸起物或凹坑冲击下的振动对乘员及货物的影响。END第3章 汽车构造目录3.1发动机构造3.2 底盘构造3.3 汽车电气3.4 汽车车身3.1 发动机构造 发动机分为汽油机和柴油机。 汽油机由两大机构五大系统组成。 两大机构： 曲柄连杆机构、配气机构。 五大系统： 起动系、点火系、燃料供给系、冷却系和润滑系； 柴油机由于其着火方式为压然，因此柴油机不需要点火系，所以柴油机由两大机构和四大系统组成。 3.1.1 发动机的工作原理 1.常用术语 （1）上止点：活塞向上运动到最高位置，即活塞离曲轴

29、回转中心最远处。 （2）下止点：活塞向下运动到最底位置，即活塞离曲轴回转中心最近处。 （3）活塞行程：上、下两止点间的距离。 （4）燃烧室容积：活塞运行到上止点时，活塞上方的容积。 （5）汽缸工作容积：上止点到下止点所让出的空间容积，即上、下两止点间的容积。 （6）发动机排量：发动机所有汽缸工作容积之和。对于单缸发动机，汽缸工作容积在数值上即为发动机的排量。 （7）汽缸总容积：活塞运行到下止点时，活塞上方的容积。即汽缸工作容积与燃烧室容积之和。 （8）压缩比：汽缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。 （9）曲柄半径：曲轴连杆轴颈与曲轴主轴颈之间的距离称为R，S=2R，曲轴每转一周，活塞移动两个

30、行程。 （10）发动机的工作循环：在汽缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程。 （11）二冲程发动机：两个行程完成一个工作循环的发动机，重量轻，制造成本低。 （12）四冲程发动机：四个行程完成一个工作循环的发动机，汽车上广泛使用。 2.四冲程汽油机工作原理 （1）进气行程 进气行程是活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，进气门打开，排气门关闭，由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度。在真空吸力的作用下，空气与汽油的混合物，经进气道、进气门被吸入汽缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。（2）压缩行程 进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从

31、下止点向上止点运动。此时，进、排气门均关闭，随着活塞上移，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。（3）作功行程 压缩行程终了时，火花塞产生电火花，点燃汽缸内的可燃混合气，混合气迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功，至活塞运动到下止点时，作功行程结束。（4）排气行程 在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出汽缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。 排气行程结束后，发动机再次进行进气行程、压缩

32、行程、作功行程和排气行程，完成下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。 3.四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机和四冲程汽油机工作原理一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功和排气四个行程所组成。 但柴油和汽油性质不同，柴油机在可燃混合气的形成、着火方式等方面与汽油机有较大区别。 （1）柴油机的进气行程与汽油机的不同，柴油机进入汽缸的不是混合气，而是纯空气。 （2）柴油机的压缩行程也是进、排气门均关闭，活塞由下止点向上止点运动，不同的是柴油机压缩的是纯空气，且由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高。 （3）柴油机的作功行程与汽油机的作功行程有很大不同，压缩行程末，喷油泵将高

33、压柴油经喷油器呈雾状喷入汽缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时汽缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K左右），柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，汽缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。 （4）柴油机的排气行程与汽油机基本相同。 四冲程汽油机和柴油机的基本原理相似，其共同的特点是：每个工作循环曲轴转两圈，每个行程曲轴转180，进气行程是进气门打开，排气行程是排气门打开，其余两个行程进、排气门均关闭。 两种发动机工作循环的主要不同之处是： 汽油机的汽油和空气在汽缸外混合，进气行程进入汽缸的是可燃混合气；而柴油机进气行程进入汽缸的是纯空气，柴油是在作功行

34、程开始阶段喷入汽缸，在汽缸内与空气混合，即混合气形成方式不同。 汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用高压将柴油喷入汽缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧，即着火方式不同。所以汽油机有点火系，而柴油机则无点火系。3.1.2 曲柄连杆机构 作用是将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 1.机体组 由汽缸盖、汽缸垫、汽缸体和油底壳等不动件组成。 常见的汽油机燃烧室有盆形、楔形和半球形等。 2.活塞连杆组 由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成。 活塞的功用是与汽缸盖、汽缸壁等共同组成燃烧室，承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转 。 活塞环按其功用可

35、分为气环和油环。 气环的主要作用是密封，按其截面形状气环可分为矩形环、锥形环和扭曲环等数种形式。 连杆的作用是连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，并把活塞的动力传给曲轴。由小头、杆身、连杆盖、小头衬套、轴瓦及连杆螺栓等组成。 3.曲轴飞轮组 曲轴的作用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩对外输出作功。 3.1.3 配气机构 作用： 按照发动机各缸工作循环的需要，定时地开启和关闭进、排气门，使混合气进入汽缸，而让燃烧后的废气排出汽缸。 1.配气机构的组成 由气门驱动组、气门组两组组成。 气门驱动组由曲轴正时皮带轮、中间轴正时皮带轮、正时齿形皮带、凸轮轴正时皮带轮、张紧轮等组成。

36、 气门组由气门座、气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片组成。 2.配气机构的工作原理 发动机在作进气行程时，要求配气机构将进气门打开，此时曲轴带动曲轴正时带轮转动，通过正时齿形带带动凸轮轴正时带轮转动，凸轮轴正时皮带轮带动凸轮轴转动。当凸轮轴上的凸轮转过基圆部分后，凸轮的凸起部分将驱动液力挺柱下移，克服进气门弹簧的弹力使进气门下移，打开进气通道，混合气通过进气门进入汽缸。随着凸轮的凸起部分的顶点转过液力挺柱以后，凸轮对液力挺柱的推力逐渐减小，进气门在弹簧张力的作用下上移，逐渐关闭进气道，当凸轮转到基圆部分时，凸轮对液力挺柱的推力消失，气门完全关闭时，进气行程结束。 3.配气机构主要件

37、结构 （1）气门 由头部和杆部两部分组成。气门头部为喇叭形，其气门密封锥角45。 （2）凸轮轴 凸轮轴的前端安装有凸轮轴正时皮带轮，正时皮带轮通过半圆键将转矩传给凸轮轴，用螺栓固定正时皮带轮。 （3）液力挺柱 主要由挺柱体、柱塞、柱塞套、单向阀、弹簧及端盖等组成。 3.1.4汽油机燃料供给系 作用： 不断地输送滤清的燃油和清洁的空气，根据发动机各种不同工作情况的要求，配制出不同的可燃混合气，进入汽缸燃烧，作功后将废气排入大气。 1.电控汽油喷射系统的组成 由三个子系统组成： 空气供给系统、 燃油供给系统、 电子控制系统。 2.系统工作原理 （1）空气供给系统 由空气滤清器、空气流量计、节气门体

38、（节气门体内有怠速调节器、节气门及节气门位置传感器等）、进气歧管等组成。 进气行程时，活塞下移，进气门打开，活塞上腔产生真空吸力，在真空吸力的作用下，空气经过空气滤清器滤清后进入空气流量计，流量计计量进入的空气量，并将此信号送给电脑ECU，节气门控制进入汽缸的空气量，从而调节发动机的输出功率，经节气门调节的空气量经进气管、进气门进入汽缸。 （2）燃油供给系统 由汽油箱、汽油泵、燃油分配管、油压调节器、喷油器等组成。 电脑控制汽油泵电机运转，汽油从油箱中被泵出，泵出来的汽油通过滤清器过滤汽油中的杂质，干净的汽油进入分配管，压力调节器调节系统压力，多余的汽油通过回油管流回油箱，工作时，电脑控制喷油

39、器喷油。（3）电子控制系统 由传感器、控制单元及执行器组成。 在电喷控制系统中，控制单元是核心元件，通常人们称它为电喷电脑，用ECU表示。当整车供电后，电控单元(ECU)开始不断地从节气门位置传感器、空气流量传感器、氧传感器、进气温度传感器、转速传感器、车速传感器等传感器信号和开关信号，以此为依据，计算出发动机各工况下的最佳供油量、最佳点火时刻、最佳怠速。 3.汽油机燃料供给系主要件（1）电动汽油泵 安装在汽油箱内，通过位于油箱顶部的连接凸缘盘提供必要的电路和油路连接。主要由永磁电动机、滚子泵、限压阀、出油单向阀、滤网等组成。（2）热膜式空气流量传感器 主要作用是感知进气量，它由防护网、感知空

40、气流量的热膜、进行进气修正的温度补偿电阻、控制热膜电流并产生输出信号的控制电路板及空气流量传感器壳体组成。（3）喷油器 喷油器安装在进气门上方的进气歧管上，每一个汽缸都装有一个喷油器，它是一个精密的小型电磁控制阀。 3.1.5 冷却系 作用： 强制地将发动机燃烧所产生的热量和各摩擦副运动中所产生的热量及时适量地散发出去，使发动机的温度保持在合理的范围内，以保证发动机的正常运转。 1.冷却系的组成与工作原理 主要由水泵、节温器、散热器、冷却风扇、膨胀水箱等组成。 工作原理分为大循环和小循环。 （1）冷却系小循环 当发动机水温低时，不需要冷却，水泵将冷却液泵入缸体，进入缸体的冷却液吸收缸体的热量，

41、通过水道口流入缸盖，进入缸盖的冷却液吸收缸盖的热量，通过水道口流出缸盖，从缸盖流出的冷却液通过水管进入水泵的小循环进水口，由于水温低，此时的节温器的小循环阀门开启,大循环阀门关闭，冷却液通过节温器的小循环阀门又进入水泵，通常把不经过散热器冷却水循环线路称为小循环。 （2）冷却系大循环 当发动机水温高，需要冷却时，同小循环一样，水泵将冷却液泵出，冷却液从缸盖、缸体吸收热量，从缸盖出水口流出进入冷却水管。从冷却水管流出的冷却液进入散热器，散热器将吸收热量的冷却热冷却，由出水口流出。已经冷却了的冷却液进入了水泵大循环进水口，由于发动机温度高，节温器的小循环阀关闭小循环水路，大循环阀打开大循环水路，由

42、散热器来的冷却液进入了水泵，水泵再将冷却液泵入缸体、缸盖，以冷却发动机。通常把经过散热器的冷却液循环称为大循环。 2.冷却系主要总成（1）散热器 主要作用是散热。由左水室、右水室和散热器芯等组成。 左水室分为上、下两腔，中间有隔板分开 。右水室为一连通管，在上面有一膨胀水箱连接管。（2）节温器 作用是根据冷却液的温度控制冷却液的大小循环。 节温器推杆的下端固定于支架的中心处，上端插入胶管的中心孔中。 3.1.6润滑系 1.润滑系作用 五个作用： 润滑、清洁、冷却、密封、防蚀。 2. 润滑系组成及工作原理 润滑系主要由油底壳、机油泵、机油滤清器、限压阀、油压开关、机油散热器、油道等组成。 工作原

43、理：机油泵从油底壳中吸取机油，经过缸体上的油道进入机油滤清器，机油经过滤清器过滤后，被送到发动机缸体主油道，从主油道进入曲轴、中间轴等摩擦副时，对其进行润滑。一部分机油经缸体上的油道进入缸盖主油道，来自缸盖的主油道的机油润滑凸轮轴支撑轴颈。另外，来自缸盖的主油道进入液力挺柱，为液力挺柱提供工作油压。机油压力信号是由安装在机油滤清器支架上的两个油压开关传递的。 3.润滑系主要部件 （1）机油泵 机油泵主动轴由分电器轴驱动，吸油口与集滤器相连，出油口直接与缸体上的油道连接。（2）机油滤清器 作用是将循环流动的机油在送往运动零件表面之前，滤去机油中的金属屑和尘埃以及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。3.2

44、 底盘构造3.2.1传动系 功用：是将发动机发出的动力传给驱动车轮，使路面对驱动车轮产生一个牵引力，推动汽车行驶。 由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。 3.2 底盘构造 1.离合器 （1）离合器的作用与组成 作用：离合器将发动机的动力传递给变速器，离合器也可暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机起动、变速器换挡等；通过离合器缓慢结合，逐渐传递发动机的动力，保证汽车平稳起步。 组成：主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构。（2）离合器的工作原理 离合器接合 当发动机工作时，飞轮带动离合器主动部分旋转，在膜片弹簧弹力的作用下，压盘和从动盘被压紧在飞轮上，而使

45、从动盘接合面与飞轮和压盘间产生摩擦转矩，并通过从动盘带动变速器输入轴一起旋转，发动机的动力便传给了变速器。 离合器分离 当驾驶员踩下离合器踏板时，通过联动件使分离轴承前移，推动膜片弹簧的内端前移，膜片弹簧以钢丝支承圈为支点转动使外端后移，通过分离钩带动压盘后移，从动盘与压盘和飞轮之间出现间隙，离合器分离，发动机则停止向变速器输出动力。 汽车起步 当缓慢放松踏板时，通过联动件作用在压盘上的拉力逐渐少，在压紧弹簧的作用下，从动盘与飞轮和压盘接合程度逐渐增加，其摩擦转矩逐渐增大，当大于汽车通过传动系统作用在从动盘上的阻力转矩时，从动盘与飞轮等速转动，汽车起步。从动盘与飞轮等速转动，汽车起步。 2.变

46、速器 （1）变速器的作用 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（功率较高而耗油率较低）的工况下工作。 （2）变速传动机构 包括：输入轴或主动轴 、输出轴或从动轴 、倒挡轴 等。 （3）变速操纵机构 由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及锁止装置等组成 。 3.主减速器与差速器 传动系中设置了主减速器，其减速比一般在57，即输入57转，输出1转。 主减速器的工作原理是利用小齿轮（主动锥齿轮）带动大齿轮（从动锥齿轮）转动，从而实现减速。 （1）当汽车直线行驶时 在汽车直线行驶时，左右侧阻力相等，行星齿轮没有自转，只有随行星齿轮轴一起公转，由于行星齿轮没

47、有自转，因此差速器不起差速作用，即差速器壳带动左右侧车轮同速转动。 （2）当汽车转弯时 右转弯时，此时路面给左侧车轮一个向后的附加作用力F，给右侧车轮一个向前的附加作用力F，左右侧车轮的附加作用力大小相等，方向相反。左侧车轮转速增加，右侧车轮转速减少，差速器开始起差速作用，汽车右转弯行驶。3.2.2行驶系 作用： 接受发动机传来的转矩，通过车轮使路面产生推动汽车行驶的驱动力，以保证汽车正常行驶； 传递并承受路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩； 还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，并且与汽车转向系配合，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。 1.车架

48、是跨接在前后车桥上的桥梁式结构。 装有发动机、变速器、传动轴、前后桥、车身等 分为三种： 边梁式车架、 中梁式车架、 综合式车架。2.悬架 悬架是车架与车桥之间连接、传力装置的总称， 功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架上，保证汽车的正常行驶，满足使用要求。 分两类： 非独立悬架和独立悬架 。 3.车桥 通过悬架与车架相连接，其两端安装车轮 。 分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥等 现代轿车的前桥一般采用转向驱动桥。 4.车轮和轮胎 作用是支承汽车的质量、缓和不平路面所造成的冲击和振动，并通过轮胎与路面存在的附着力来产生驱动力和制动力。

49、3.2.3转向系 作用就是按照驾驶员的意愿实现汽车转向。 1.机械转向系 由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成 2. 液压动力转向系 其工作原理是： 当汽车直线行驶时，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向不工作。当汽车需要转弯时，如右转弯，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与动力缸的右腔接通，将左腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞移动，通过活塞杆带动转向节臂绕主销轴线转动，使前轮向右摆动，从而实现右转向。左转弯则相反。3.电控电动动力转向系 转向时，驾驶员转动转向盘，转角传感器将转向及转速度等信号送给电脑EPS/ECU，

50、电脑接受转角传感器、车速传感器、发动机转速传感器等信号，经过分析处理， 输出不同的电流，控制电机的转向及转向转矩的大小，电机输出的转矩通过减速器减速、增扭及变向后，将动力传给齿轮齿条转向器，转向器将动力传给左右转向节臂，带动车轮转动，从而使车轮摆动，实现汽车转向。3.2.4制动系 功用是使汽车减速、在最短距离停车、在坡道上停放等。 可分为： 行车制动装置、驻车制动装置。 行车制动装置主要用于行车制动， 驻车制动装置主要用于可靠停车。 1.制动系组成及工作原理 主要由车轮制动器、制动传动装置两部分组成。 工作原理： 不制动时，制动蹄与制动鼓之间有间隙，制动鼓可随车轮一起自由旋转，制动系不起制动作

51、用；制动时，踩下制动踏板，通过真空助力器助力，制动主缸产生高压制动液，高压制动液通过管路进入制动轮缸，高压制动液推动轮缸活塞移动，驱动两制动蹄张开，与制动鼓贴合压紧。 2.车轮制动器 可分为鼓式制动器和盘式制动器两种。 （1）鼓式车轮制动器 由制动鼓、轮缸、制动底板、回位弹簧、制动蹄等组成。 （2）盘式车轮制动器 组成：防振弹簧、制动盘固定螺钉、制动盘、制动钳支架、垫圈、制动钳固定螺栓、防溅盘、弹簧垫圈；防溅盘固定螺栓；制动钳固定螺栓等。3.制动传动装置 按其传力介质不同，可分为： 液压制动传动装置和气压制动传动装置。3.3 汽车电气 汽车电气是指汽车上所有的用电设备的总称。 包括：电源系、起

52、动系、点火系、照明与信号系、仪表与报警系、辅助电气系统等若干个系统。 特点： 低压 ；直流； 单线制 。3.3.1 电源系统 功用是向整车用电设备提供电能 。1.蓄电池 根据加工工艺不同可分为普通型、干荷电型和免维护型等。2.交流发电机 由转子总成、定子总成、整流器、调节器和壳体等组成。 3.3.2 起动系 作用是：供给发动机曲轴足够的起动转矩，以便使发动机曲轴达到必需的起动转速，使发动机进入自行运转状态，当发动机进入自行运转状态后，便结束任务立即停止起动工作，现代汽车起动系主要采用直流电机起动系。 起动系由蓄电池、起动机和起动控制电路等组成。3.3.3 点火系 作用是使火花塞适时打出电火花，

53、点燃汽缸内的混合气。1.点火系基本原理 当初级线圈通断时，将产生约300V的自感电动势，由于初级线圈匝数少，次级线圈匝数多，在互感的作用下，次级线圈将产生约30000V的高压，在高压的作用下，空气被电离，离子相互撞击产生电火花。2.计算机控制的点火系组成与工作原理 计算机控制的点火系其核心元件是电脑ECU，通常点火电脑和喷油电脑合为一体。 3.3.4汽车照明、信号装置1.汽车前照灯 前照灯的光学系统包括反射镜、配光镜和灯泡三部分组成。2.转向信号装置 由四个转向信号灯、两个转向指示灯、转向开关、闪光器等组成。3.喇叭 按使用能源不同，分电喇叭和气喇叭两种。 3.3.5汽车仪表1.车速里程表 车

54、速表用于显示汽车的车速， 里程表记录汽车的行驶里程。 主要由车速传感器、电子电路、车速表和里程表四部分组成 。2.燃油表 它的指示器为双金属式，从左至右标有0、1/2、1，分别表示油箱内无油、半箱油和满箱油。 3.4 汽车车身3.4.1车身类型1.非承载式车身 即为有车架的车身 。这种形式的车身紧固于车架上，施加于汽车上的力基本上都由车架来承受。 2.承载式车身 是指没有车架，前、后桥直接安装在车身上，车身直接承受从地面传来的力和动力系统传来的力 。3.半承载式车身 半承载式车身与车架刚性相连，车身也参与了承载 3.4.2 车身的构成1.前段 又称为车头部分，包括前保险杠和前围板之间的所有部件

55、 。2.中段 又称为中间部分，包括构成乘员舱的所有车身构件 3.后段 又称为尾段或后尾，包括后风挡玻璃到后保险杠之间的所有部件 4.左、右侧 驾驶员坐在驾驶席上，其左手侧为车辆左侧，右手侧为车辆的右侧。3.4.3车身板件连接方式 （1）焊接、粘接或铆接 这种连接主要用于安装永久固定的静止零件 （2）用各种紧固件（如螺栓、卡夹等）连接 此种连接方式用于安装可以拆卸的静止零件 （3）铰接 用于安装可以转动或开闭的零件 3.4.4承载式车身的结构END第4章 汽车性能评价目录4.1汽车动力性评价4.2 汽车经济性评价4.3 汽车安全性评价4.4 汽车舒适性评价4.5 汽车通过性评价4.6 车内空气质

56、量评价4.1汽车动力性评价 汽车是一种高效率的运输工具，运输效率的高低主要取决于汽车的动力性。因此，汽车动力性是汽车各项性能中最基本、最重要的一项性能。 汽车动力性的评价指标主要有最高车速、加速能力、爬坡能力。4.1.1最高车速 最高车速是指汽车在平直良好的水泥或沥青路面上行驶，可以达到的最高速度 它与汽车的类型、用途、道路条件、自身安全条件和发动机功率的大小等有关。 4.1.2加速能力 加速能力常用原地起步加速时间和超车加速时间来评价。 原地起步加速时间是指在良好平直的水泥或沥青路面上，汽车用挡或挡起步，以全油门加速，在发动机最大功率转速时换挡，换至最高挡后，且达到某一预定的距离或车速所需要

57、的时间 超车加速时间是指汽车用最高挡或次高挡从稍高于该挡最低稳定车速的某一低车速全力加速到某一高速所需的时间 加速性能的测试与驾驶员的驾车换挡技术、环境有密切的联系 4.1.3爬坡能力 爬坡能力是指汽车满载、在良好的水泥或沥青路面上，各挡能爬过的最大坡度或最大坡度角。 最大爬坡度代表了汽车的极限爬坡能力。汽车的最大爬坡度不可能超过它的接近角，汽车的最大下坡度也不可能超过它的离去角。 4.1.4动力性影响因素 汽车动力性影响因素包括： 动力因素，如发动机的功率和扭矩； 阻力因素，如滚动阻力、上坡阻力、空气阻力、加速阻力； 附着作用因素，如轮胎类型和地面性质等。4.2 汽车经济性评价 汽车经济性是

58、指为完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。 它是评价汽车营运经济效果的综合指标 1.燃油经济性评价指标 燃油经济性是指汽车以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力。 其评价指标为： 一是单位行驶里程消耗燃油升数 二是单位燃油升数行驶里程 三是运输企业也用运送单位质量的货物至单位里程所消耗的燃料量 2.燃油经济性试验方法 测定汽车燃油经济性的试验方法很多，我国国家标准规定方法有： 在道路条件下的直接挡全油门加速燃料消耗量试验、 等速燃料消耗量试验、 多工况燃料消耗量试验、 限定条件下的平均使用燃料消耗量试验、 汽车在底盘测功机上的循环试验等。3.经济车速 等速百公里油耗曲线的最低点对应的

59、车速称为经济车速. 各挡位不同时，经济车速不同，燃油消耗量不同，最高挡经济车速最省油 4.汽车燃油经济性影响因素 影响汽车燃油经济性的重要因素是发动机性能，但还有其它因素影响，包括变速器、车身造型、汽车重量、轮胎规格、驾驶技术和道路情况等。 影响汽车燃油经济性的因素是多方面的，汽车燃油经济性是一个汇集多项因素的综合技术指标。 4.2.2汽车其他使用成本 燃油经济性是汽车的使用经济性的最主要内容 但如下因素会增加用车成本： 运行材料的不正确选用、 汽车不及时维护与修理、 不正确的车辆驾驶技术、 购买汽车保险等也会增加汽车的使用成本 4.3 汽车安全性评价 汽车安全性是指汽车以最小的交通事故概率和

60、最少的公害适应使用条件的能力。安全性是汽车的重要使用性能之一 。 汽车安全性分为： 主动安全性 被动安全性 4.3.1主动安全性 汽车的主动安全性是指汽车本身防止或减少公路交通事故的能力， 其内容包括： 前后视野、 制动性能、 操纵稳定性能、 加速性能、 转向性能、 照明与信号等 1.前后视野 汽车在运行中，驾驶员必须不断从挡风玻璃和后视镜观察车外情况。 汽车视野分直接视野、间接视野和视野盲区。 汽车的前后视野受挡风玻璃、雨刮器、风窗玻璃立柱、后视镜视野等的影响。 2.制动性能 制动性能是指汽车行驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向稳定和在下长坡时能维持较低车速的能力。另外也包括在一定坡道上能