汽车机械基础 第3版 课件 第1章 汽车机械系统简介

主讲教师：《汽车机械基础》第1章汽车机械系统简介目录《汽车机械基础》课程介绍01021.1燃油车的总体构造0304第1章汽车机械系统简介本章小结051.2纯电动汽车的机械系统《汽车机械基础》课程介绍1.课程的主要内容、地位及作用01《汽车机械基础》作为汽车制造与试验技术专业的一门综合性的专业基础课，涵盖了工程力学、汽车常用结构材料及运行材料、常用机构及机械传动、液压及气压传动基础等知识，是学习《汽车发动机构造与维修》、《汽车底盘构造与维修》和《汽车维护与保养》等专业课程的基础。02通过本课程的学习，同学们能够熟悉汽车构件的受力特点及受力分析方法，掌握汽车零部件使用的材料，汽车运行都需要哪些材料以及对各类运行材料的要求；掌握汽车运动和动力的主要传动形式和传动原理，从而更好的理解汽车的工作过程。2.本课程各模块与其它专业课的联系0401020301模块1：汽车的机械系统简介——对燃油车及新能源车的总体构造有一个基本认识，熟悉一些本课程中涉及的汽车常见零部件，以更好的理解本课程其它模块的知识。模块2：汽车工程力学知识——分析汽车零部件的受力情况，理解其变形特点，是汽车变形修复的基础；也是专升本重点考查内容。模块3：汽车常用材料——掌握汽车零部件的常用材料及热加工工艺，掌握汽车运行材料的基础知识，会选用汽车运行材料，是汽车维护保养的基础；模块4：汽车常用机构及机械传动——掌握平面连杆机构、带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动的工作原理及在汽车中的应用；掌握汽车零部件的联接方式，汽车常用轴及轴承的特点；熟悉联轴器、离合器和制动器的工作原理及在汽车中的应用。——汽车发动机、底盘构造的基础。模块5：汽车液压及气压传动常识——掌握液压传动和气压传动的特点及原理，熟悉其在汽车中的应用。

第一章汽车机械系统简介知识目标熟悉燃油车的发动机和底盘的机械系统组成、作用；理解汽车动力的传动路线。了解纯电动汽车的传动装置、行驶装置、转向装置及制动装置的组成及作用；熟悉燃油车及纯电动汽车的总体构造；能力目标能识别汽车主要总成：发动机总成、转向器总成、变速器总成、前后桥、车架等；能正确描述燃油车各组成部分的作用；能正确描述纯电动车的组成及各机械装置的作用。1.1燃油车的总体构造1.1燃油车的总体构造汽车从诞生至今已经有130多年了，其基本构造经历了从简单到复杂、从传统到现代化的过程。早期的汽车结构沿用了马车的设计，车身由木材制成且没有车架，承载能力差且安全性低。随着工业技术的发展，汽车结构逐渐现代化一、典型轿车的组成燃油车一般由发动机、底盘、车身及电气设备组成。图1

典型轿车的四大组成二、典型轿车的总体结构图2所示为典型轿车的总体结构，图中2为发动机，其作用是通过燃烧燃油为汽车提供动力，是整车的动力来源，被称为汽车的“心脏”。底盘接受来自发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶，图1-2中5、6、7、8、9、1、0、12、17、18都属于底盘。车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所，图1-2中1、13、14、15、16都属于车身。汽车电气设备的作用是保证驾驶辅助系统工作的可靠性和汽车基本功能的使用，同时为汽车娱乐和通讯设施供电，图1-2中3、4、11都属于电气设备。图2

典型轿车的主要总成和部件1-发动机罩2-发动机3-发电机4-前大灯5-前轮6-变速箱7-座椅8-传动轴9-后轮10-制动器

11-后转向灯

12-驱动桥

13-行李厢

14-车顶纵梁

15-车窗

16-车门

17-转向系统

18-前悬架图3典型轿车的发动机在汽车中所处的位置图3所示为典型轿车的发动机在汽车中所处的位置。目前，大多数燃油车的发动机都采用往复活塞式内燃机，其主要由两大机构和五大系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、点火系统、润滑系统、冷却系统和启动系统。柴油发动机与汽油发动机的区别是没有点火系统。这里我们主要介绍汽油发动机的基本构造。发动机能够把化学能转变为机械能，也称为引擎。三、发动机1、汽油发动机的总体结构1-机油加注口2-气门摇臂3-凸轮轴4-排气门5-张紧轮6-正时带7-机油滤清器8-曲轴带轮图4汽油发动机的总体结构观察汽油发动机结构图，看看有你认识的部件吗？9-油底壳10-汽车发电机11-连杆12-活塞13-进气门14-飞轮15-进气歧管16-进气歧管2、曲柄连杆机构曲柄连杆机构一般由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成，如图5所示。曲柄连杆机构是发动机完成能量转换的传动机构。1-活塞2-活塞环3-活塞销4-连杆5-连杆螺栓6-连杆盖7-连杆轴瓦8-连杆螺母9-飞轮10-曲轴图5曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构是发动机完成能量转换的传动机构。当可燃混合气在气缸中燃烧时，活塞承受燃气压力在汽缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并通过曲轴向外输出动力。观察下面动态图，试试说明曲柄连杆机构的工作过程。3、配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入汽缸，并使废气从汽缸内排出，实现换气过程。曲轴通过正时带轮和正时皮带驱动凸轮轴转动，由凸轮的旋转控制气门定时开启和关闭。1-凸轮轴正时皮带2-凸轮轴正时带轮3-张紧轮4-曲轴正时带轮5-凸轮轴6-气门7-气门弹簧8-气门弹簧座图6配气机构的组成曲轴通过正时带轮和正时皮带驱动凸轮轴转动，由凸轮的旋转控制气门定时开启和关闭。观看下面动态图，描述配气机构的工作过程。4、燃油供给系统

1-燃油箱2-燃油泵3-燃油滤清器4-燃油压力调节器5-喷油器

6-进气管7-节气门8-进气门9-排气门10-活塞11-排气管图7燃油供给系统的组成观察燃油供给系统的组成图片，认识各部分零部件。汽油机燃油供给系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入汽缸，并将燃烧后的废气从汽缸内排出到大气中；柴油机燃油供给系的功用是把柴油和空气分别供入汽缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。5、点火系统1-电源2-点火开关3-点火线圈4-点火控制器5-点火信号发生器6-分电器7-火花塞观察点火系统的组成图片，认识各部分零部件。图8点火系统的组成点火系统的功用是按照发动机的工作顺序定时产生足够强度的电火花把混合气点燃，从而产生动力驱动活塞运动。点火系统的功用6、润滑系统发动机工作时，有些运动零件之间存在高速的相对运动，这种相对运动会导致零件表面产生摩擦，加速磨损，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系统。讨论：汽车为什么需要润滑系统？图9

润滑系统结构1-机油泵2-油底壳3-机油滤清器4-安全阀5-润滑油道观察润滑系统的组成图片，认识各组成部分。润滑系统的功用就是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，同时还能对零件表面进行清洗和冷却。7、冷却系统冷却系统的功用是将发动机受热零部件吸收的多余热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机采用两种冷却方式，即风冷与水冷。1-风扇2-散热器3-冷却水管4-膨胀水箱

5-发动机水套排气管6-节温器7-水泵8-气缸体水套讨论：汽车为什么需要冷却系统？图10

冷却系统结构图8、启动系统曲轴在外力作用下从开始转动到发动机开始自行运转的全过程，称为发动机的启动。思考：你觉得汽车启动指的是什么？1-蓄电池2-点火开关3-起动机4-飞轮5-启动继电器启动系统主要由蓄电池、点火开关、起动机等组成，在点火开关和启动继电器的控制下，蓄电池提供电能，起动机将电能转化为机械能，带动发动机的飞轮齿圈和曲轴转动，从而使发动机进入自行运转状态。观察启动系统的组成图片，认识各组成部分。图11

启动系统结构图

四、汽车底盘观察下面图片——坦克500的底盘，讨论汽车底盘的作用？底盘是用来支撑和安装汽车发动机及其零部件的总成，形成汽车的整体造型，接受发动机的动力，使汽车能够正常运动和行驶。底盘由四部分组成：传动系、行驶系、转向系和制动系。1-转向系2-制动系3-传动系4-行驶系观察汽车底盘的组成图片，认识各组成部分。下面分别来介绍转向系、制动系、传动系和行驶系的组成及功用。1、传动系1-发动机2-变速器3-传动轴4-万向节5-主减速器和差速器6-半轴观察底盘传动系的组成图片，认识各组成部分。对发动机前置后轮驱动的汽车，发动机的动力通过离合器传给变速器2，再通过传动轴3、万向节4、主减速器和差速器5传给驱动半轴6，驱动半轴将动力传给驱动车轮，进而使车轮转动。传动系统具有减速、变速、倒车、中断发动机的动力传递及左右车轮差速等功能。传动系与发动机配合工作时，能保证汽车在各种工况下正常行驶。传动系统主要由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥组成。2、行驶系（1）行驶系的组成行驶系主要由车架、车桥（也称车轴）、悬架和车轮组成，图示为载货汽车的行驶系组成，现在的普通轿车一般已没有车架，仅由悬架和车轮等部分组成。1-车架2-车桥3-悬架4-车轮观察底盘行驶系的组成图片，认识各组成部分。行驶系接受发动机经传动系统传来的转矩，通过驱动车轮与路面间的附着作用，产生汽车牵引力，保证汽车正常行驶，此外行驶系还能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶的平顺性。（2）行驶系的功用2、行驶系3、转向系1-方向盘2-转向轴3-转向器4-转向横拉杆5-转向泵6-转向臂观察底盘转向系的组成图片，认识各组成部分。你能说出图中各部分的名称吗？转向操纵机构作用是将驾驶员作用在转向盘上的力传递到转向器。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向力一般通过转向器后会改变传递方向。转向传动机构将转向器输出的力和运动传递给车轮，使左右车轮按一定关系偏转。转向系的功用转向系的功用是改变或恢复汽车行驶方向。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。4、制动系汽车制动系的作用：使行驶中的汽车减速甚至停止。制动系统根据作用不同可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统。行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统称为驻车制动系统。1-制动踏板2-真空助力器3-制动器4-手刹5-制动管路说说汽车制动系的作用？

五、汽车车身轿车车身结构图车身安装在底盘车架上，供驾乘人员乘坐或装载货物。轿车和客车的车身一般为整体结构，卡车的车身一般由驾驶室和货箱两部分组成。汽车车身结构主要包括：车身外壳、车门、车窗、前面板、内外饰件和车身附件、座椅、通风、加热、冷却和空调装置等。观察车身结构图，结合你对汽车的认知，说说车身都包括哪些部件？

六、电气设备根据你对汽车认知，说说你知道的汽车电气设备？电气系统是汽车的重要组成部分之一，主要包括电子系统和电气系统。电气设备由电源系、发动机启动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。汽车中的电气设备

六、电气设备1.燃油车的基本组成：发动机、底盘、车身、电气设备2.发动机的基本组成：二机构、五系统二机构曲柄连杆机构配气机构主要零部件？活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆螺栓、连杆轴瓦、连杆螺母、曲轴、飞轮等；凸轮轴正时皮带、凸轮轴正时带轮、张紧轮、曲轴正时带轮、凸轮轴、气门、气门弹簧、气门弹簧座等。主要零部件？燃油车总体构造总结五系统燃油供给系统点火系统润滑系统冷却系统启动系统主要零部件？主要零部件？燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等点火信号发生器、点火控制器、分电器、点火线圈和火花塞等主要零部件？主要零部件？主要零部件？油底壳、润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等蓄电池、点火开关、起动机燃油车总体构造总结3.底盘的基本组成：传动系、行驶系、转向系和制动系

传动系统：离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥

行驶系：车架、车桥（也称车轴）、悬架和车轮

制动系统：传动装置、制动器、液压或气压供能装置等

转向系：方向盘、转向轴、转向器、转向横拉杆、转向臂燃油车总体构造总结4.车身的基本组成：5.汽车电气设备：蓄电池、发电机、电动机、照明、仪表和信号装置、发动机点火系统部件等。此外，现代汽车上装用各种电子设备如微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等。车身外壳、车门、车窗、前面板、内外饰件和车身附件、座椅、通风、加热、冷却和空调装置等；燃油车总体构造总结观看下面几幅图片，说说你能想到什么？染！环境污汽车作为石油下游需求的重点行业之一，每年消耗的石油量较多，国家重视新能源汽车的发展，以求用新能源汽车逐步替代燃油车。近年来，我国新能源汽车的产销量整体呈上涨态势。据统计，2024年1-11月，新能源汽车产销分别完成1134.5万辆和1126.2万辆，同比分别增长34.6%和35.6%‌。因此，我们有必要了解新能源汽车的机械系统。1.2纯电动汽车的机械系统新能源汽车是指使用新型能源代替传统燃油的汽车，主要包括电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。1-电动机2-底盘3-电气设备4-车身纯电动车的基本组成纯电动汽车以电力作为动力源，用电机驱动车轮行驶。沿用传统的汽车构造结构划分，新能源电动汽车可分为电动机、底盘、车身和电气设备四部分，或者划分为电力驱动系统、电源系统和辅助系统三部分。一、纯电动汽车的组成纯电动汽车底盘观察纯电动车底盘图片，说说与燃油车底盘的区别？从外表没有太大差别，新能源汽车和燃油车的底盘基础结构保持一致，都是作为车辆的支撑骨架，确保行驶稳定性。它们都承载着驾驶者、乘客以及车辆的其他重要部件，提供必要的支撑作用。新能源电动汽车的机械系统主要包括传动装置、行驶装置、转向装置及制动装置，工业用的电动汽车还设有为完成作业要求而设置的工作装置。新能源汽车的底盘重心在于电池，这部分重量与传统燃油车的发动机不同。电机取代了发动机，提供了电动驱动，减少了复杂的机械结构。

二、传动装置纯电动汽车的传动装置相较于传统汽车更为简化：1.纯电动汽车省略了传统汽车中的机械