汽车基本构造

汽车的基本构造

配套教材信息教材名称：汽车基本构造教材主编：丁健公司名称：岳阳华日汽车综合服务有限公司培训时间：2014.3.21培训对象：新入职员工培训效果：对车辆基本认识考核标准：笔试100分，90分以上为合格考核时间：2014.3.22第4章汽车基本构造4.1汽车总体构造1.发动机发动机是汽车的动力装置，它的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。一般汽车都采用往复活塞式内燃机。车用发动机一般由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油发动机用）和起动系等几部分组成。图4-1发动机（解剖照片）2.传动装置传动装置（图4-2）是将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置，包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥、主减速器、差速器等部件。3.行驶和控制装置行驶和控制装置（图4-3）是将汽车各总成及部件连接成一个整体、起到支承全车并保证汽车正常行驶的装置，包括制动器、转向器、悬架、车轮等部件。图4-2传动装置图4-3行驶和控制装置4.车身车身是形成驾驶员和乘客乘坐空间的装置，也是存放行李等物品的工具。因此，要求车身既要为驾驶员提供方便的操作条件，又要为乘客提供舒适的环境；既要保护全体乘员的安全，又要保证货物完好无损。也就是说，车身既是保安部件又是承载部件。在现代汽车中，车身又是技术与艺术的有机结合的艺术品。轿车车身由本体、内外装饰和车身附件等组成。图4-4车身5.电气设备电气设备是汽车的重要组成部分，由电源、发动机点火系（汽油机）和起动系、照明和信号装置、空调、仪表和报警系统以及辅助电器等组成。对于高级轿车，更多地采用了现代新技术，尤其是电子技术，如微处理机（汽车电脑）、中央计算机系统及各种人工智能装置等，从而显著地提高了汽车的性能。图4-5电气设备图4-6典型轿车的总体构造4.2发动机构造4.2.1发动机工作原理与分类1.发动机的分类发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机（热机），其中的热能是由燃料燃烧产生的。内燃机是热力发动机的一种，其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛。汽车发动机（指汽车用活塞式内燃机）可以根据不同的特征分类：（1）按着着火方式分分类可分为压燃燃式与点燃燃式发动机机。（2）按使使用燃料种种类分类可分为汽油油机、柴油油机、气体体燃料发动动机、煤气气机、液化化石油气发发动机及多多种燃料发发动机等。。（3）按冷冷却方式分分类可分为水冷冷式、风冷冷式发动机机。图4-7水水冷式式发动机图4-8风风冷冷式发动机机（4）按进进气状态分分类可分为非增增压（或自自然吸气））和增压发发动机。图4-9非非增压（（自然吸气气）发动机机图4-10增压发发动机（5）按冲冲程数分类类活塞往复四四个单程（（或曲轴旋旋转两转））完成一个个工作循环环的称为四四冲程发动动机；活塞塞往复两个个单程（或或曲轴旋转转一转）完完成一个工工作循环的的称为二冲冲程发动机机。（6）按汽汽缸数及布布置方式分分类按汽缸数可可分为单缸缸发动机和和多缸发动动机；按汽汽缸中心线线的布置可可分为立式式、斜置式式与卧式发发动机；多多缸发动机机根据汽缸缸间的排列列方式可分分为直列式式、对置式式和Ⅴ形等等发动机。。图4-11对置置式发动机机图4-12Ⅴ形形发动机2.内燃机机产品名称称和型号编编制规则3.四冲程程发动机工工作原理图4-14四四冲程汽汽油机工作作原理图a）进气冲冲程；b））压缩冲程程；c）作功功冲程；d））排气冲程程4.2.2发动机机的总体构构造1.机体组组发动机的机机体组包括括汽缸盖、、汽缸盖罩罩盖、汽缸缸体及油底底壳等。汽汽缸盖和汽汽缸体的内内壁共同组组成燃烧室室的一部分分，是承受受高温、高高压的机件件。1）汽缸体体水冷发动机机的汽缸体体和上曲轴轴箱常铸成成一体，称称为汽缸体体-曲轴箱箱，也可称称为汽缸体体。汽缸体体一般用灰灰铸铁铸成成，汽缸体体上部的圆圆柱形空腔腔称为汽缸缸，下半部部为支承曲曲轴的曲轴轴箱，其内内腔为曲轴轴运动的空空间。在汽汽缸体内部部铸有许多多加强筋，，冷却水套套和润滑油油道等。图4-15汽缸缸体汽缸体应具具有足够的的强度和刚刚度，根据据汽缸体与与油底壳安安装平面的的位置不同同，通常把把汽缸体分分为以下三三种形式。。a）一般式式b）龙门门式c）隧道道式图4-16汽缸缸体结构形形式a）干缸套套b）湿缸套套图4-17汽缸缸套2）曲轴箱箱汽缸体下部部用来安装装曲轴的部部位称为曲曲轴箱，曲曲轴箱分上上曲轴箱和和下曲轴箱箱。上曲轴轴箱与汽缸缸体铸成一一体，下曲曲轴箱用来来贮存润滑滑油，并封封闭上曲轴轴箱，故又又称为油底底壳。图4-18油油底壳3）汽缸盖盖图4-19汽缸缸盖汽缸盖安装装在汽缸体体的上面，，从上部密密封汽缸并并构成燃烧烧室。水冷冷发动机的的汽缸盖内内部制有冷冷却水套，，缸盖下端端面的冷却却水孔与缸缸体的冷却却水孔相通通。a）半球形形燃烧室b）楔形形燃烧室c）盆盆形燃烧室室图4-20汽油油机燃烧室室的结构形形式图4-21汽汽缸垫2.曲柄连连杆机构曲柄连杆机机构（图4-22））是发动机机实现工作作循环，完完成能量转转换的主要要运动零件件。曲柄连连杆机构由由机体组、、活塞连杆杆组和曲轴轴飞轮组等等组成。图4-22曲曲柄连杆杆机构3.配气机机构配气机构的的功用是根根据发动机机的工作顺顺序和工作作过程，定定时开启和和关闭进气气门和排气气门，使可可燃混合气气或空气进进入汽缸，，并使废气气从汽缸内内排出，实实现换气过过程。图4-23顶置置气门式配配气机构图4-24气门门组4.燃料供供给系汽油机燃料料供给系（（图4-25）的功功用是根据据发动机的的要求，配配制出一定定数量和浓浓度的混合合气，供入入汽缸，并并将燃烧后后的废气从从汽缸内排排到大气中中去；柴油油机燃料供供给系的功功用是把柴柴油和空气气分别供入入汽缸，在在燃烧室内内形成混合合气并燃烧烧，最后将将燃烧后的的废气排出出。图4-25汽汽油机燃料料供给系5.点火系系在汽油机中中，能够按按时在火花花塞电极间间产生电火火花的全部部设备称为为点火系（（图4-26），点点火系通常常由蓄电池池、发电机机、分电器器、点火线线圈和火花花塞等组成成。图4-26点点火系6.冷却系系冷却系（图图4-27）的功用用是将受热热零件吸收收的部分热热量及时散散发出去，，保证发动动机在最适适宜的温度度状态下工工作。水冷冷发动机的的冷却系通通常由冷却却水套、水水泵、风扇扇、水箱、、节温器等等组成。图4-27冷却却系7.润滑系系润滑系的功功用是向作作相对运动动的零件表表面输送定定量的清洁洁润滑油，，以实现液液体摩擦，，减小摩擦擦阻力，减减轻机件的的磨损并对对零件表面面进行清洗洗和冷却。。润滑系通通常由润滑滑油道、机机油泵、机机油滤清器器和一些阀阀门等组成成。图4-28润滑滑系8.起动系系发动机由静静止状态过过渡到工作作状态，需需用外力转转动曲轴，，在外力作作用下曲轴轴从开始转转动到发动动机开始自自动怠速运运转的全过过程，称为为发动机的的起动。汽车发动机机常用的起起动方式有有人力起动动和电动机机起动两种种。图4-30起起动机图4-29电电动机起动动原理图4.3汽汽车底盘盘构造4.3.1汽车传传动系1.传动系系的功用与与组成汽车传动系系的基本功功用是将发发动机发出出的动力传传给驱动车车轮，使汽汽车行驶。。图4-31机械械式传动系系的组成及及布置1-离合器器；2-变变速器；3-万向节节；4-驱驱动桥；5-差速器器；6-半半轴；7-主减速器器；8-传传动轴传动系应具具有如下功功能：1）减速和和变速2）实现汽汽车倒驶3）中断传传动4）差速作作用2.离合器器离合器是汽汽车传动系系中直接与与发动机相相连接的部部件。离合合器的功用用就是由驾驾驶员控制制，根据需需要随时切切断和接通通发动机传传给传动系系的动力，，从而保证证了汽车的的平稳起步步、换挡平平顺，同时时还可以防防止传动系系过载（过过载时离合合器自动打打滑）。图4-32离合合器3.变速器器1）变速器器的功用变速器的主主要功用是是：①在较大的的范围内改改变汽车的的行驶速度度和汽车驱驱动轮上转转矩的数值值；②在发动机机旋转方向向不变的前前提下，利利用倒挡实实现汽车倒倒向行驶；；③在发动机机不熄火的的情况下，，利用空挡挡中断动力力传递，可可以使驾驶驶员松开离离合器踏板板，离开驾驾驶位置，，且便于汽汽车起动、、怠速、换换挡和动力力输出。汽车上广泛泛使用的活活塞式发动动机，其输输出的扭矩矩和转速变变化范围很很小，而汽汽车在行驶驶中所遇到到的复杂的的道路条件件和使用条条件要求汽汽车的驱动动力和车速速能在相当当大的范围围内变化。。为此，在在汽车的传传动系中设设置了变速速器。2）变速器器的分类①有级式变变速器。有级式变速速器应用最最为广泛，，传动方式式采用齿轮轮传动（包包括普通齿齿轮传动和和行星齿轮轮传动）。。它具有若若干个数值值一定的传传动比，传传动比的变变化呈阶梯梯式或跳跃跃式。目前前，轿车和和轻、中型型载货汽车车装用的有有级式变速速器多为3～6个前前进挡和一一个倒挡。。图4-33有级级式变速器器②无级式变变速器。无无级式变速速器有电力力式和液力力式两种，，传动部件件分别为直直流串激电电动机和液液力变矩器器。它的传传动比在一一定数值范范围内可以以连续多级级变化。近年来，金金属带式无无级变速器器CVT(ContinuouslyVariableTransmission)在中高档档轿车中的的应用日渐渐增多。图4-34奥迪迪multitronicCVT剖视图③综合式式变速器器。综合合变速器器是由液液力变矩矩器和齿齿轮式有有级变速速器组成成的电控控液力机机械式变变速器，，其传动动比可以以在最大大值和最最小值之之间的几几个间断断的范围围内作无无级变化化。图4-35电电控控液力机机械式变变速器4.万向向传动装装置在汽车上上，万向向传动装装置主要要用于变变速器与与驱动桥桥之间、、变速器器与分动动器之间间实现变变角度的的动力传传递，在在转向驱驱动桥和和某些汽汽车的转转向操纵纵机构中中也有应应用。1-万向向节；2-前传传动轴；；3-中中间支承承；4-传动轴轴图4-36万万向传传动装置置在汽车车上的应应用万向传动动装置一一般由万万向节和和传动轴轴组成，，必要时时还可加加装中间间支承。。图4-37万万向向传动装装置1-变速速器；2-中间间支承；；3-后后驱动桥桥；4-后传动动轴；5-球轴轴承；6-前传传动轴5.驱动动桥驱动桥的的功用是是将万向向传动装装置传来来的发动动机动力力经减速速增矩改改变传动动方向后后，分配配给左、、右驱动动轮，并并且允许许左、右右驱动轮轮以不同同转速旋旋转。驱动桥通通常由主主减速器器、差速速器、半半轴和驱驱动桥壳壳组成。。主减速速器可减减速增矩矩，并可可改变发发动机转转矩的传传递方向向，以适适应汽车车的行驶驶方向。。差速器可可保证左左、右驱驱动轮以以不同的的转速旋旋转。半半轴把转转矩从差差速器传传到驱动动轮。桥桥壳支承承汽车的的部分质质量，承承受驱动动轮上的的各种力力及力矩矩，并起起到保护护主减速速器、差差速器和和半轴的的作用。。图4-38驱驱动桥桥示意图图1-轮毂毂；2-半轴；；3-驱驱动桥壳壳；4-主减速速器；5-差速速器按驱动轮轮与桥壳壳的连接接关系，，驱动桥桥分非断断开式驱驱动桥和和断开式式驱动桥桥两种。。图4-39非非断开开式驱动动桥1-后桥桥壳；2-差速速器壳；；3-差差速器行行星齿轮轮；4-差速器器半轴齿齿轮；5-半轴轴；6-主减减速器从从动齿轮轮齿圈；；7-主主减速器器主动小小齿轮图4-40断断开式式驱动桥桥4）主减减速器主减速器器的功用用是将输输入的转转矩增大大并相应应降低转转速，并并可根据据需要改改变转矩矩的方向向。主减速器器由主动动锥齿轮轮、从动动锥齿轮轮、圆锥锥滚子轴轴承及其其他附件件组成。。图4-41主主减速速器图4-42主主减速器器的组成成1-差速速器轴承承盖；2-轴承承调整螺螺母；3、13、17-圆锥锥滚子轴轴承；4-主减减速器壳壳；5-差速器器壳；6-支承承螺栓；；7-从从动锥齿齿轮；8-进油油道；9、14-调整整垫片；；10-防尘罩罩；11-叉形形凸轮；；12-油封；；15-轴承座座；16-回油油道；18-主主动锥齿齿轮；19-圆圆柱滚子子轴承；；20-行星齿齿轮垫片片；21-行星星齿轮；；22-半轴齿齿轮推力力垫片；；23-半轴齿齿轮；24-行行星齿轮轮轴（十十字轴））；25-螺栓栓图4-43东东风EQ1090E型汽车车单级主主减速器器及差速速器5）差速速器汽车直线线行驶时时，行星星齿轮自自身不转转动，只只随行星星齿轮轴轴、差速速器保持持架、大大锥齿轮轮绕半轴轴轴线公公转，两两个半轴轴齿轮就就由行星星齿轮带带动以同同样的转转速旋转转。当汽车转转弯时，，行星齿齿轮不仅仅如前述述同样地地绕半轴轴轴线公公转，而而且还通通过绕行行星齿轮轮轴本身身的自转转，使两两根半轴轴有不同同的转速速。对于普通通差速器器（图4-44），由由于行星星齿轮的的作用，，两根半半轴传递递着相同同的转矩矩。如果果某一侧侧半轴的的阻力消消失（如如一侧车车轮陷于于淤泥中中），另另一侧半半轴也无无法传递递转矩，，车辆便便无法开开动。图4-44普普通通差速器器4.3.2汽汽车行驶驶系1.汽车车行驶系系概述汽车行驶驶系由车车架、悬悬架、车车轴和车车轮组成成。车架架对汽车车并不一一定是必必需的，，只有在在非承载载式车身身结构中中需用车车架联接接并支承承车身、、发动机机和传动动系、悬悬架等零零件，承承受和传传递底盘盘零件传传来的外外力，还还提供撞撞车时所所需的强强度和吸吸收冲击击能量的的能力。。2.车桥桥车桥（也也称车轴轴）通过过悬架与与车架（（或承载载式车身身）相连连接，两两端安装装汽车车车轮。车车架所受受的垂直直载荷通通过车桥桥传到车车轮；车车轮上的的滚动阻阻力、驱驱动力、、制动力力和侧向向力及其其弯矩、、转矩又又通过车车桥传递递给悬架架和车架架，故车车桥的作作用是传传递车架架与车轮轮之间的的各向作作用力及及其所产产生的弯弯矩和转转矩。1）转向向桥转向桥利利用转向向节使车车轮偏转转一定的的角度以以实现汽汽车的转转向，同同时还承承受和传传递车轮轮与车架架之间的的垂直载载荷、纵纵向力和和侧向力力以及这这些力所所形成的的力矩。。转向桥桥通常位位于汽车车的前部部，因此此也常称称为前桥桥。图4-45北北京京BJ1040型汽车车转向桥桥（前桥桥）1-钢板板弹簧座座；2-前轴轴；3-转向向节臂；；4-转向向横拉杆杆；5-推力力轴承；；6-车轮轮转角限限位螺钉钉；7-前轴轴拳形件件；8-主销销；9-转向向节2）转向向轮定位位为了保持持汽车直直线行驶驶的稳定定性、转转向的轻轻便性和和减轻轮轮胎的磨磨损，转转向轮、、转向节节和前轴轴三者之之间与车车架必须须保持一一定的相相对位置置，这种种具有一一定相对对位置的的安装称称为转向向轮定位位，也称称前轮定定位。正确的前前轮定位位应做到到：可使使汽车直直线行驶驶稳定而而不摆动动；转向向时转向向盘上的的作用力力不大；；转向后后转向盘盘具有自自动回正正作用；；轮胎与与地面间间不打滑滑以减少少油耗；；延长轮轮胎使用用寿命。。前轮定位位包括：：主销后后倾、主主销内倾倾、前轮轮外倾及及前轮前前束。3.车轮轮与轮胎胎1）车轮轮汽车的车车轮由轮轮毂、轮轮辋以及及这两部部分的联联接件组组成。车车轮要求求坚固、、轻便和和平衡。。现代汽汽车所使使用的车车轮主要要可分为三种种：压制制钢盘车车轮、钢钢丝辐条条车轮和和轻合金金铸造车车轮（图图4-46），，其中压压制钢盘盘车轮因因易于大大量生产产，成本本较低，，刚度适适中，轻轻便、坚坚固而应应用最广广泛；后后两种车车轮成本本较高，，多为跑跑车和赛赛车采用用。a）压制制钢盘车车轮；b）钢丝丝辐条车车轮；c）轻轻合金铸铸造车轮轮图4-46三三种种型式的的车轮2）轮胎胎汽车轮胎胎安装在在轮辋上上，直接接与路面面接触。。轮胎的的种类繁繁多，可可按其用用途、结结构、材材料、胎胎面花纹纹以及充充气压力力等区分分。按照轮胎胎气压的的大小分分为高压压轮胎（（充气压压力0.5～0.7MPa、、低压轮轮胎（充充气压力力0.2～0.5MPa）和和超低压压轮胎（（充气压压力＜0.2MPa的的）。普通车辆辆的轮胎胎多为低低压轮胎胎，载货货车随载载重量的的增加，，轮胎压压力提高高。超低低压轮胎胎主要用用于坏路路或无路路条件下下行驶。。有的机动动性要求求很高的的越野车车装有自自动充、、放气系系统，可可根据路路面条件件调节轮轮胎气压压。4.悬架架悬架是车车架（或或承载式式车身））与车桥桥（或车车轮）之之间一切切传力联联接装置置的总称称。现代代汽车尽尽管有不不同结构构型式的的悬架，但一一般都是是由弹性性元件、、减振器器和导向向装置三三部分组组成，它它们分别别起缓冲冲、减振振和导向向作用，，同时又又都起传传力作用用。悬架有两两大类，，即非独独立悬架架和独立立悬架（（图4-47））。a）非独独立悬架架b））独立悬悬架图4-47非非独立悬悬架和独独立悬架架图4-48几几种种典型的的独立悬悬架示意意图4.3.3汽汽车转向向系图4-49机机械转转向系的的结构汽车在行驶中中，经常需要要改变行驶方方向。汽车上上用来改变汽汽车行驶方向向的机构称为为汽车转向系系。汽车行驶驶方向的改变变是由驾驶员员通过操纵转转向系来改变变转向轮（一一般是前轮））的偏转角度度实现的。4.3.4汽汽车制动系系一般汽车应包包括两套独立立的制动系：：行车制动系系(脚制动系系)和驻车制制动系(手制制动系)。行行车制动系的的功用是使正正在行驶中的的汽车减速或或在最短距离离内停车；驻驻车制动系的的功用是使已已停在各种路路面上的汽车车驻留原地不不动。图4-50典典型型的汽车制动动系统4.4车车身与附属设设备4.4.1车车身的功用用与组成汽车车身是运运送乘客、货货物和驾驶员员工作的场所所，车身应具具备使乘客和和货物免受尘尘土、雨雪、、振动、噪音音、废气侵袭袭，使驾驶员员工作便利的