汽车发动机与底盘基础知识

1、汽车发动机与底盘基础知识发动机电气系统车身部分底盘部分2发动机电气系统车身部分底盘部分31.发动机汽车发动机：发动机是汽车的动力装置。由2大机构5大系组成：曲柄连杆机构；配气机构；燃料供给系；冷却系；润滑系；点火系；起动系冷却系：一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式，即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。 润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。燃料系：汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。启动系：起动机 点火开关 蓄电池点

2、火系：火花塞 高压线 高压线圈 分电器曲柄连杆机构：连杆 曲轴 轴瓦 飞轮 活塞 活塞环 活塞销 曲轴油封配气机构：汽缸盖 气门室盖罩 凸轮轴 气门 进气歧管 排气歧管 空气滤 消音器 三元催化 增压器 中冷器等4发动机结构气缸盖活塞曲轴5 曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系 点火系 润滑系 冷却系 起动系两大机构五大系统工作原理：汽车的动力源，在五大系统的配合下，通过两大机构的运行，将燃料的化学能转化为机械运动的动能，将往复直线运动转化为旋转运动发动机结构6飞轮作用：将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，同时输出动力连杆曲轴油底壳缸体活塞发动机结构曲柄连杆机构7气门组件凸 轮 轴（SOHC/

3、DOHC）作用：根据发动机每一气缸内进行的工作循环顺序，定时的开启和关闭各气缸的进、排气门，以保证新鲜可燃混和气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，并把燃烧后生成的废气及时排出气缸发动机结构配气机构8 油箱、汽油泵、滤清器、喷油器（化油器）等 机油泵、滤清器、油道等 水箱、水泵、风扇、水管、机体水道 高压线圈、高压线、分电器、火花塞等 起动电机、操纵机构等供给系润滑系冷却系 点火系起动系发动机结构9供燃系1011冷却系统12点火系统13启动系统组成直流电动机：将电能转变为机械能。操纵机构：直接操纵式和电磁操纵式两种。目前电磁操纵式应用最为广泛离合机构：分为滚柱式、摩擦片式和弹簧式三种

4、14润滑系统功用减少零件表面的摩擦和磨损清洁摩擦表面的磨屑等吸收摩擦面的热量减缓零件间冲击等润滑系的主要部件：机油滤清器、机油泵152.1 基本术语VL= V h iVh= D2S 10-6/4 （L）D气缸直径mmS活塞行程mm 上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(V h )发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc )气缸总容积(Va )工作循环2.2 四冲程发动机的简单工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程进气冲程发动机工作原理压缩冲程作功冲程排气冲程18进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K，

5、 压力7590 kPa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c上止点下止点温度600800K， 压力6001500 kPa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cZb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 排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气工作方式：2冲程；4冲程活塞运动

6、形式往复活塞式；旋转活塞式汽缸排列：直列；V型；水平对置；W型供给方式：化油器；电控燃油喷射燃油种类：汽油；柴油；天然气；混合燃料气门结构单气门；多气门进气方式：自然进气；增压进气点火方式：火花点火；压燃冷却方式：风冷式；水冷式发动机分类23曲轴转 1 圈作一次功2冲程发动机4冲程发动机曲轴转 2 圈作一次功发动机分类按工作形式24转子式发动机往返式发动机发动机分类按活塞运动形式25直列发动机分类按气缸的排列方式26V型水平对置发动机分类按气缸的排列方式27水平对置发动机分类按气缸的排列方式28发动机分类按气缸的排列方式29单点电喷（SPI）多点电喷（MPI）发动机分类按燃油供给方式30柴油发

7、动机天然气发动机气油发动机发动机分类按燃油种类31机械增压涡轮增压发动机分类按进气方式32特点：低转速时扭力充沛高转速时马力不足两气门发动机发动机分类按气门结构33多气门发动机特点：低转速时扭力不足高转速时马力充沛三气门发动机发动机分类按气门结构34四气门发动机发动机分类按气门结构35五气门发动机发动机分类按气门结构36发动机电气系统车身部分底盘部分37汽车的底盘：底盘作用是支承、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。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。传动系：汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减

8、速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。 主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。转向系：汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统制动系：汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统 38传动系行驶系转向系制动系底盘部分底盘的组成39传动系行驶系转向系制动系底盘部分底盘的组成40离合器变速器传动轴汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮

9、。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性万向传动装置底盘传动系差速器主减速器半轴41齿轮基础知识斜齿轮 正齿轮 锥齿轮 交错轴斜齿轮 4243汽车传动系示意图4445传动系布置方式FF=发动机前置前轮驱动FR=发动机前置后轮驱动MR=发动机中置后轮驱动RR=发动机后置后轮驱动4WD=发动机前置全轮驱动4647摩擦式分离半联动联动底盘传动系离合器48底盘传动系变速器变速器功用在较大范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值；在发动机旋转方向不变的情况下，利用倒档实现汽车倒向行驶；在发

10、动机不熄火的情况下，利用空档中断动力传递，以便于汽车起动、怠速、换档和动力输出 手动变速器底盘传动系变速器1-变速杆 2-纵向拉线 3-横向拉线50液力变扭器涡轮泵轮导轮底盘传动系离合器51 液力机械式自动变速箱底盘传动系变速器52CVT (Continuously Variable Trans-mission) 无级变速器底盘传动系变速器53DSG (Direct Shift Gear) 双离合变速箱底盘传动系变速器54手动变速箱自动变速箱CVT无级变速器驾驶员控制换档，有较高技术要求，操纵复杂自动换档，对驾驶员无换档技术的要求，无复杂的操纵自动换档，对驾驶员无换档技术的要求，无复杂的操纵由

11、驾驶员掌握换档时机，把握不好将影响动力性和燃油经济性；是否平稳与驾驶技术有关，掌握不好，易损坏传动系和发动机部件按最佳换档模式自动换档，动力性和燃油经济性均较好；换档平稳，冲击小，传动系和发动机寿命也相对延长按最佳换档模式自动换档，动力性和燃油经济性均较好；无换档冲击、无时差加速感，舒适性较高结构简单，制造和维修成本低，难度低结构复杂，制造和维修成本高，难度大结构复杂，制造和维修成本高，难度大，不适宜大排量车型使用传动效率比自动变速箱高 8-12%传动效率偏低传动效率偏低底盘传动系变速器55传动轴底盘传动系传动轴56差速器1-轴承；2-左外壳；3-垫片；4-半轴齿轮；5-垫圈；6-行星齿轮；

12、7-从动齿轮；8-右外壳；9-十字轴；10-螺栓 57后轮驱动前轮驱动四轮驱动底盘传动系传动轴58传动系行驶系转向系制动系底盘部分底盘的组成59作用将汽车各总成、部件连接成一个整体，支承整车，并接受传动系的动力,将动力的旋转运动变成汽车的直线运动，实现汽车的平顺行驶行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成悬架前/后车桥车轮底盘行驶系的构成60悬架装置是在车轮上借助于弹簧使车身浮动的装置，由很多弹性元件构成的可动装置连接车身与车轮，以适当的刚性支承车轮吸收来自路面的冲击，改善乘坐的舒适性稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性底盘行驶系悬架61悬架的基本结构螺旋弹簧减震器悬挂臂横向稳定杆钢板弹

13、簧螺旋弹簧带孔的活塞 油 从地面来的上下振动底盘行驶系悬架63麦弗逊式悬挂 底盘行驶系悬架独立悬架拖曳臂式悬架64双横臂式悬挂 底盘行驶系悬架独立悬架多连杆独立悬挂 65多连杆独立悬挂 底盘行驶系悬架独立悬架66底盘行驶系悬架非独立悬架67悬架 a.非独立悬架 b.独立悬架68一侧轮胎的运动会影响到另一侧轮胎的运动。左右轮胎各自独立运动。691-活塞杆 2-工作缸筒 3-活塞 4-伸张阀 5-储油缸筒 6-压缩阀 7-补偿阀 8-流通阀 9-导向座-10-防尘罩 11-油封 筒式减震器 当车轮受到来自路面的冲击弹簧变形以减缓冲击，然而垂直方向的振动要持续一阵直到恢复初始状态，减振器吸收这种振动

14、，它不仅改善乘坐舒适性,并且避免弹簧反复变形而疲劳，这样它能够延长弹簧的使用寿命70减震器1-卷耳 2-弹簧夹 3-钢板弹簧 4-中心螺栓钢板减震刚质弹簧减震器71空气弹簧减震器72主动悬架1.车高调节2.阻尼调节3.弹簧刚度调节主动式空气悬架的控制内容包括车身高度、减振器衰减力、弹簧弹性系数等三项车高的控制；分标准、升高和只升高后轮三种工作状态减震器的衰减力控制分低、中、高三档空气弹簧的弹性系数分软、硬两档。 73主动式液压悬架电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动 在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳

15、动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作7475底盘行驶系车架作用：将汽车各总成、部件连接成一个整体；承受来自车外和车内的各种载荷。75后副车架承载后悬架装置前副车架承载引擎、变速箱及前悬架装置底盘行驶系副车架76底盘行驶系车轮77例如：215/65 R16 98 H215 - 轮胎宽度（mm）65 - 高宽比（%）R - 子午胎16 - 轮辋直径（英寸）98 - 轮胎最大负荷代码H - 最高车速代码78底盘行驶系车轮型号7879 斜交胎 子午胎底盘行驶系车轮轮胎结构79轮胎最大负荷代码轮

16、胎最大负荷（Kg）轮胎最大负荷代码轮胎最大负荷（Kg）80450926308247594670845009671087545987508958010080080代码PQRSTUHVZ最高车速150160170180190200210240240以上底盘行驶系车轮轮胎代码80传动系行走系转向系制动系底盘部分底盘的组成81汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统转向系统的基本组成转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成转向器 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还

17、会改变传动方向转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构助力机构方向盘转向拉杆转向器底盘转向系82转向系l.转向盘 2.安全转向轴 3.转向节 4.转向轮 5.转向节臂 6.转向横拉杆 7.转向减振器 8.机械转向器 驾驶员对转向盘1施加的转向力矩通过转向轴2输入转向器8。从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副（右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副）。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了

18、汽车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构 83齿轮齿条式转向器 1.转向横拉杆 2.防尘套 3.球头座 4.转向齿条 5.转向器壳体 6.调整螺塞 7.压紧弹簧 8.锁紧螺母 9.压块 10.万向节 11.转向齿轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承 84转向减震器1.连接环衬套 2.连接环橡胶套 3.油缸4.压缩阀总成 5.活塞及活塞杆总成 6.导向座 7.油封 8.挡圈 9.轴套及连接环总成10.橡胶储液缸 85液压助力转向1.方向盘 2.转向轴 3.转向中间轴 4.转向油管 5.转向油泵 6.转向油罐 7.转向节臂 8.转向横拉杆 9.转向摇臂 10.整体式转向器 11.转向直拉杆 12.转向减振器86传动系行走系转向系制动系底盘部分底盘的组成87底盘制