汽车整车原理及基本构造.ppt

汽车整车原理及基本构造,第一部分 汽车总论 第二部分 汽车分类 第三部分 汽车行驶的基本原理 第四部分 汽车的基本构造 第五部分 汽车基本知识,目录,第一部分 汽车总论,汽车发明人： 卡尔 奔驰 世界首辆汽车诞生日： 1886年1月29日,奔驰1号，最高车速为15kmh。现陈列在德国斯图加特市的 “奔驰博特馆”。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第一个里程碑： “梅塞德斯”开创了汽车时代,19世纪末，法国的帕纳尔-勒瓦索公司将发动机装在车前部，通过离合器、变速装置和齿轮传动装置把驱动力传到后轮，这种方案后来被称为“帕纳尔系统”。人们常常称这种方案为常规方案，目前还有一些汽车生产制造厂采用这种方案，其中大多数是生产大型汽车的厂家，如载货汽车。“帕纳尔系统”的地位是1901年由当时的戴姆勒发动机公司真正确立起来的，它被安装在威廉迈巴赫设计的一辆汽车上，这种汽车成为全世界汽车制造的样板。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第二个里程碑： 福特汽车公司开始大批量生产汽车,1908年10月1日，汽车技术史上树起了第二个里程碑，底特律(美国的汽车城)开始生产一种以“福特”命名的汽车，型号为“T型”。这种少见的汽车推动了一个新的工业时代的到来，在这个时代，工人们首次用大批量生产的部件在流水线上组装汽车。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第三个里程碑： 前轮驱动汽车的创造者雪铁龙,继威廉迈巴赫和亨利福特之后，安德烈雪铁龙于1934年在法国树起了汽车史上的第三个里程碑。1919年这位法国企业家第一个在欧洲实行汽车的流水线生产。不久，雪铁龙汽车公司就成了欧洲大型而又成功的厂家之一。前轮驱动、无底盘的车身结构、通过扭杆实现单轮减振以及液压制动等等，这些都曾有人采用过的，但从未有人把这些集中在一辆汽车上，并且是成批生产的。受雪铁龙委托的安德烈勒费弗尔及其助手莫里斯圣蒂拉创造的这种汽车，其设计方案即使在今天也没有过时。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第四个里程碑： “甲壳虫”汽车的神话,“甲壳虫”型汽车的成功是众所周知的。它打破了福特T型汽车的产量纪录，并超过了数百万辆。它同美国的这种大批量汽车有一个共同点：他们都是“行驶的机器”，不讲究豪华，两者的基本结构在它们的“一生”中都没有改动。“甲壳虫”的发动机是后置的，现在后置发动机的轿车早已淡出市场，最多只有赛车才装后置式发动机，而且大多装在后轴之前。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第五个里程碑： 难以超越的“迷你”汽车,曾经在一段时间里，“迷你”车成了一种不分等级的、受崇拜的汽车，许多名流把它当作玩具在市区里开来开去。这种小型车在取得“观念上的突破”的同时，还在汽车赛中取得成就，其中在蒙特卡洛汽车赛中三次夺魁，在无数次环形路车赛中获胜。同时，人们根据微型车的方案生产出各式各样新型的与之竞争的汽车，除少数生产传统名牌汽车和豪华型汽车的公司外，几乎所有公司都模仿了“迷你”车的设计，微型轿车也已经成为汽车家族的重要成员。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,第六个里程碑： 风靡90年代的多用途厢式车,多用途厢式车，英文全称为Multi-Purpose Vehicle，缩写为MPV，以它新颖的车厢布局设计引起了车坛的轰动。以前汽车的后排座位是固定不动，一成不变的。而MPV则是车内每个座椅都可独立调节，可以做成多种形式的组合。从车厢座椅位置的固定到可调，从固定空间布置到可变空间布置，标志着汽车使用概念上的变革。受MPV设计概念的启发，现代汽车上又出现了运动型多用途车，英文全称为Sport & Utility Vehicle，简称SUV，它具有轿车和越野车的特点。,汽车发展历史,第一部分 汽车总论,主要汽车生产国家 日、美、德、法、俄、意、加、英 汽车工业特点：垄断 发展中国家 西班牙、巴西、韩国 汽车工业特点：CKD（全散装件进口生产 ） SKD（半散装件进口生产 ）,国外汽车工业概况,第一部分 汽车总论,初期（1949年至1980）： 1949年开始发展汽车工业； 1953年一汽兴建，1956年出车。 发展期（1980至2000年） 1985年，“七五”计划提出把汽车工业作为支柱产业大三小 基地的建设。 蓬勃期（21世纪） 加入WTO，国外大汽车厂商关注中国汽车市场。 中国在 2006年的汽车产量为719万辆，这使得中国成为世 界上第三大汽车生产国。,我国汽车工业概况,第二部分 汽车分类,轿车 客车 货车 牵引汽车：半挂牵引和全挂牵引,1.6 L,2.5 L,1.0 L,4.0 L,微型,普通级,中型,高型,中高级,6 t,1.8 t,14 t,微型,轻型,大型,中型,一、按用途分类,第二部分 汽车分类,活塞式内燃机汽车 燃料不同分：柴油车、汽油车、其它燃料汽车 活塞运动方式分：往复活塞式、旋转活塞式 电动汽车 其动力装置为直流电动机、碱性蓄电池、太阳能电池 油电混合动力汽车 燃气轮机汽车,二、按动力装置型式分类,第二部分 汽车分类,M类（M1、M2、M3）：至少有四个车轮并且用于载客的机动车辆。 N类（N1、N2、N3）：至少有四个车轮且用于载货的机动车辆。 O类（O1、O2、O3、O4）：挂车（包括半挂车）。 L类（L1、L2、L3、L4、L5）：两轮或三轮机动车辆。 G类：满足标准要求条件的M类、N类的越野车。,GB/T 15089-2001机动车辆及挂车分类,三、按国家标准分类,第二部分 汽车分类,企业名称代号,车辆类型代号,主参数代号,产品序号,专用汽车分类代号,企业自定代号,-用大写英文字母表示 -用阿拉伯数字表示 -用大写英文字母或阿拉伯数字表示,专用汽车特有,1988年颁布了国家标准：GB/T 9417汽车产品型号编制规则,四、按汽车产品型号分类,第二部分 汽车分类,车 辆 类 别 代 号,专用汽车在本标准中指专用货车和特种作业汽车 当汽车总质量大于100t时，允许用3位数字。,四、按汽车产品型号分类,第二部分 汽车分类,五、按行驶道路条件分类 公路用车 非公路用车 本身参数超出法规限制不适于公路行驶 矿山、机场和工地内的专用汽车。 越野汽车 六、按行驶机构的特征分类 轮式汽车 其他型式的车辆：履带式车辆、雪橇式车辆、气垫式车辆、 步行式车辆等等,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力（Ft)以克服各种阻力(F ）。,F=Ff（滚动阻力）Fw（空气阻力）Fi（上坡阻力） Ff：其数值与汽车的总重力、轮胎的结构和气压以及路面性质有关。 Fw：空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别是与 汽车空气的相对速度的平方成正比。 Fi：其数值取决于汽车的总重力和路面的纵向坡度。,当驱动力增大到足以克服汽车静止时所受的阻力时，汽车开始起步行驶。 汽车起步后，其行驶情况取决于驱动力与总阻力之间的关系。 当总阻力F等于驱动力Ft时，汽车将匀速行驶; 当总阻力F小于驱动力Ft时，汽车将加速行驶。 当总阻力F超过驱动力Ft时，汽车将减速以至于停车。,Ff,Ff,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,滚动阻力：,车轮负荷,滚动阻力系数,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,滚动阻力系数 f,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,Fw,空气阻力：,A ：迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积,ua ：相对速度，在无风时即汽车的行驶速度,CD : 空气阻力系数,空气阻力系数CD,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,Fi,Fi,G,坡道阻力：,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,G：作用于汽车上的重力,驱动力：,Ft,F0,Tt,行驶方向,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,Tt ：作用于驱动轮上的转矩 r ：车轮半径,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,当汽车在较平整的干硬路面上行驶时，附着性能的好坏决定于轮胎与路面的摩擦力的大小，由物理学可知，在一定正压力作用下，两物体之间的静摩擦力有一最大值，当推动力超过此值时，两物体便会相对滑动。对汽车行驶而言，当驱动圆周力大于轮胎与路面间的最大静摩擦力时，即出现驱动车轮的滑转。因此在较平整的干硬路面上汽车所能获得的最大驱动力不可能超过轮胎与路面的最大静摩擦力。 当汽车行驶在松软路面上时，除了上述车轮与路面的摩擦阻碍车轮打滑外，还有嵌入轮胎花纹凹处的路面凸起部所起的抗滑作用。车轮打滑现象只有在克服了轮胎与路面的摩擦以及路面凸起部在轮胎施加的剪力作用下断裂时才会发生。,驱动力的最大值固然取决于发动机的最大转矩和传动系的传动比，但实际发出的驱动力还受到轮胎与路面之间的附着性能的限制。,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,在积雪和泥泞路面上，因雪和泥的抗剪强度很低，被轮胎花纹切下的雪或泥又将花纹凹处填满，使得轮台表面和雪、泥之间的摩擦更小，因而附着系数的数值很小。如果附着重力相同，积雪或泥泞路面的附着力比干硬路面要小得多，车轮也就更容易打滑。所以在这种条件下，尽管行驶阻力有时并不大，但受到附着力限制的驱动力却不能进一步增大到足以克服行驶阻力，汽车不得不减速以至停车。 普通货车在冰雪路面上行驶时，往往在驱动轮上绕装防滑链，链条深嵌入冰雪中能使附着系数和附着力增加。但是，普通货车因只能利用分配到驱动轮上的那部分汽车总重力作为附着重力，故附着力可能仍不够大。全轮驱动的越野汽车则可利用汽车的全部重力作为附着重力，并可利用其轮胎上的特殊花纹获得较大的附着系数，因而能使附着力显著增加。,在汽车技术中，把车轮与路面的相互摩擦以及轮胎花纹与路面凸起部的相互作用综合在一起，称为附着作用。由附着作用所决定的阻碍车轮打滑的路面反力的最大值就称为附着力。,附着力：,第三部分 汽车汽车行驶的基本原理,G：作用于汽车上的重力,第四部分 汽车的基本构造,发 动 机,汽车的动力源：是将某一种形式的能量转变为机械能的机器。其作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力，然后通过底盘的传动系驱动汽车行驶。,第四部分 汽车的基本构造：发动机分类,内燃机和外燃机 活塞式内燃机和燃气轮机 往复活塞式和旋转活塞式 点燃式发动机：汽油机 压燃式发动机：柴油机 汽油机：化油器和电喷 二冲程和四冲程发动机 水冷式和风冷式发动机,直列（L型）四缸,V形六缸,第四部分 汽车的基本构造：发动机的排列型式,两大机构 曲柄连杆机构 配气机构 五大系统 燃料供给系统 点火系统（汽油发动机） 起动系统 冷却系统 润滑系统,第四部分 汽车的基本构造：发动机组成,吸 压 爆 排,第四部分 汽车的基本构造：发动机的工作原理,传动系 离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥 行驶系 车架、车桥、悬架、车轮和轮胎 转向系 转向操纵机构、转向器和转向传动机构 制动系 行车制动、驻车制动,第四部分 汽车的基本构造,发动机,离合器,变速器,万向节轴,驱动桥,半轴,驱动轮,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。,轿车和客车 车身整体式 承载式车身 非承载式车身 货车 驾驶室、车前钣金件、货箱 其它 车门、窗、车锁、内外装饰件、附件、座椅及车前各钣金件,第四部分 汽车的基本构造,第四部分 汽车的基本构造,承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位，发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小、高度低、装配容易等优点，大部分轿车采用这种车身结构。 非承载式车身的汽车有一刚性车架，又称底盘大梁架。在非承载式车身中发动机、传动系统的一部分、车身等总成部件都是用悬架装置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮联接。非承载式车身比较笨重，质量大，高度高，一般用在货车、客车和越野吉普车上，也有部分高级轿车使用，因为它具有较好的平稳性和安全性。,第四部分 汽车的基本构造,电源 发电机 蓄电池 用电设备 点火系（汽油机）、起动系、照明、仪表信号系统、空调以及其他用电设备等 汽车电子控制装置（机电结合）：电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等 车载汽车电子装置：汽车信息系统（行车电脑）、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等,第四部分 汽车的基本构造,发动机前置后轮驱动型式（FR） 一般货车，部分轿车、客车。 发动机前置前轮驱动型式（FF） 一般轿车。 发动机后置后轮驱动型式（RR） 大中型客车 发动机中置后轮驱动型式（MR） 大多数运动型轿车和方程式赛车 全轮驱动（nWD） 越野汽车,第四部分 汽车的基本构造,第五部分 汽车基本知识：整车参数,外形尺寸：长高宽（mm）,轴距,高度,高度,长度,轮距,宽度,最小离地间隙,额定载质量,第五部分 汽车基本知识：重量参数,前轴负荷,后轴负荷,整车整备质量,最小离地间隙（一般为驱动桥壳最底点与地面之间的距离）、前悬、后悬、接近角、离去角、轴距、轮距、最小转弯半径、纵向通过角、纵向通过半径。,第五部分 汽车基本知识：通过性及机动性参数,容量参数：载质量、座位数、货厢容积、行李 厢容积、燃油箱容积等。 性能参数：最高车速、最大爬坡度、起步加速 时间、直接档加速时间、百公里油 耗、制动距离等。,第五部分 汽车基本知识：其他参数,发动机型号与生产厂家。 发动机形式：包括冲程数、缸数、汽缸排列方式（直列用“L”表示，V型排列用“V”表示）、汽油机还是柴油机等。 冷却方式：是风冷还是水冷。 性能参数：包括最大功率、最大扭矩以及最低燃料消耗率等。还给出最大功率和最大扭矩时对应发动机转速。 尺寸参数：包括发动机排量、压缩比、缸径行程、外形尺寸与重量等。 燃油供给方式：是化油器式还是燃油喷射方式。 废气排放控制装置。,第五部分 汽车基本知识：发动机参数,离合器：离合器的型号（是机械摩擦式还是液力变扭器等）、摩擦片数目、压紧装置类型（是膜片弹簧式还是螺旋弹簧式等）和摩擦片尺寸等。 变速器：主要有变速器的型号（是手动还是自动）、前进档位数以及各档传动比等。 主减速器：主要有主减速器齿轮型号和主减速比。 转向系：主要有转向器型号和转向器速比等。 制动系：主要有制动器结构型号（鼓式或者盘式）、制动蹄或制动盘直径、驻车制动器以及制动系管路等。 悬挂装置：主要有悬挂的种类（独立与非独立）、弹性元件的种类以及减振器的布置等。 轮辋、轮胎规格与种类等。,第五部分 汽车基本知识：底盘参数,第五部分 汽车基本知识：发动机布置与驱动形式,传动系参数：发动机布置分成前置、后置和中置三种驱 动类型有前轮驱动、后轮驱动和全轮驱动。 驱动形式是指驱动轮数目，用下式表示： 全部车轮数 驱动车轮数（车轮数控车轮毂数计算）。 例如：42汽车、表示双桥汽车，其中一桥为驱动桥； 44汽车，表示双桥都是驱动桥，即越野汽车。,汽车的动力性 汽车的最高车速Vmax，单位km/h（千米/小时） 汽车的加速时间t，单位s（秒） 汽车的最大爬坡度Imax ，用%或者度数表示 汽车的燃油经济性 百公里油耗，单位L/100km