汽车组成及分类

第二章 汽车组成及分类 2-1 现代汽车与人类社会 2-2 汽车的组成及分类 一 、 汽车的组成及功用 二 、 汽车行驶基本原理 三 、 汽车的类型 四 、 汽车型号和国产汽车型号编制规则 2-3 汽车的性能要求 2-1 现代汽车与人类社会 随着科学技术的进步与经济的发展，汽车已渗透到现代社会活动的各个方面 现代汽车在现代社会中的地位和作用。 生产 :在各生产企业和运输企业中，汽车作为生产资料在生产活动中起着重要作用。 自卸车 、 运 1、 运 2、 运 3、 运 4、 客 1、 客 2 、 客 3 生活：多用途 面包车 国防：汽车不仅是运送军事物资和后勤给养的主要工具，而且是完成作战部队快速调动的重要手段。 图 2-1.6 环境：开源 指的是使用各种代用燃料， 图 2-1.7 节流 采用新技术和系统优化，使汽车的燃油消耗减小。 安全：法规，安全技术。 行人保护系统：德国西门子智能行人保护系统（ IPPS） 图 2-1.8 （ 返回 ） 一、汽车的组成及功用 汽车 （ Motor Vehicle） 是由动力驱动 ， 具有 4个或 4个以上车轮的非轨道承载的车辆 ，主要用于载运人员和货物 、 牵引载运人员和货物 ， 以及特殊用途的车辆 。 总体构造一般由发动机 、 底盘 、 车身及其附件 、 电气设备等四部分组成 。 图 2-2.1是一般轿车的总体构造图 。 对汽车总体构造影响较大的是选用的动力装置的类型 。 目前 ， 国内 、 外汽车绝大多数采用往复活塞式内燃机作为动力装置 汽车的总体构造和结构型式随不同的使用要求而不同 。 图 2-2.2为各种不同的总体布置型式 。 1、 发动机：发动机是汽车的动力装置 ， 其作用是使进入其中的燃料燃烧而发出动力 。 现代汽车发动机广泛采用的是活塞式汽油内燃机和柴油内燃机 。 2、 底盘 ：是接受发动机的动力 ， 使汽车运动并按驾驶员的操纵而正常行驶的部件 3、 车身与车身附件 ：车身是驾驶员工作及容纳乘客和货物的场所 。 4、 电器与电子设备 （ 返回 ） 2、底盘 底盘是汽车的基础 ， 用来安装发动机 、 车身及其各种附属设备 ， 同时将发动机的动力传递到驱动轮 ， 使汽车产生运动 ， 还要保证汽车按照驾驶员的意志正常行驶 。 （ 1） 传动系： 基本功用是将发动机动力传递给驱动轮和其它需要发动机动力的部分 。 汽车传动系的型式有：机械传动 、 液力传动 、 液压传动 、电传动等 。 传动系应能实现：起步 、 降速增矩 、 变速变矩 、 差速 、 倒驶 、 实现动力不输出等功能 。 传动系的基本部件有：离合器 、 变速器 、 万向传动装置 （ 万向节 、 传动轴 ） 、 主减速器 、 差速器 、 半轴等 。 （ 2） 行驶系：使汽车各总成及部件安装在适当的位置 ， 保证汽车正常行驶 。 轮式行驶系一般由车架 、 车桥 、 车轮和悬架四部分组成 。 2、底盘 （ 3） 转向系：使汽车按驾驶员选定的方向行驶 。 转向系一般由转向盘 、转向器 、 转向传动机构等组成 。 高速和重载汽车多采用动力转向系 ， 所以还应有动力转向系统的一些机件 。 （ 4） 制动系： 主要作用是给汽车施加可控制的行驶阻力 ， 必要时停车 。 每辆汽车至少应有两套完全独立的制动系统 ， 即行车制动系和驻车制动系 。 制动系通常由供能装置 、 控制装置 、 传动装置和制动器等部分组成 。 （ 返回 ） 3、车身与车身附件 车身应具有隔声、减振、保温、安全的功能。 对于不同的车型，车身的结构形式和作用也不同，载重车的车身由发动机仓、乘员室（驾驶室）和货厢三个独立的部分构成。轿车的车身大部分是一个整体，兼起承载作用。 车身应具有合理的外部形状，应考虑空气动力学的要求，以减少空气阻力和燃料消耗。 车身的造型和色彩应能起到美化生活和环境的作用。它是一件精致的综合艺术品，其明晰的雕塑形体、优雅的装饰件和内部覆饰材料以及赏心悦目的色彩使人获得美的感受。 汽车车身主要由车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件、车身附件、等组成。 车身附件是安装于车身之上的附属设备，如座椅、空调装置、风窗刮水器、玻璃升降器、音响、通讯设备等。（ 返回 ） 4、电气设备 汽车的电气设备是用来保证汽油机点火、发动机起动、照明和发出灯光信号，监视发动机及其它机构的技术状态，保障空调和其它一些电子控制装置的正常工作。 电气设备通常由电源、灯光照明系统、点火系统、起动系统、仪表、传感与报警装置、自动检测装置等组成。 汽车电气设备逐渐向电子化、自动化、智能化方向发展，已成为汽车技术发展的热点。 我国汽车电气系统的电压，一般采用 12V和 24V，负极搭铁。 （ 返回 ） 二、汽车行驶基本原理 汽车发动机输出的功率包括转矩和转速两部分，该功率经传动系降低转速、增大转矩后传递给驱动轮。如 图 2-2.3所示， Mt为传动系传给驱动轮的转矩，该转矩使驱动轮具有转动的趋势。 摩擦力 Ft即是推动汽车前进的外力，称为驱动力。 汽车行驶有如下三个必要条件： 驱动轮上有足够大的驱动力矩； 驱动轮上承受有足够大的重力和地面支撑 轮胎与路面之间有足够大的摩擦力 。 （ 返回 ） 三、汽车的类型 （ 一 ） 按用途分类 根据汽车分类的新标准 GB/T3730.1-2001的规定 ， 汽车可分为乘用车和商用车两大类 。 1、 乘用车 （ Passenger Car） 乘用车是作为私人代步工具的车辆 ， 是指在其设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和临时物品的汽车 ， 包括驾驶员座位在内最多不超过 9个座位 ， 它也可以牵引一辆挂车 。 2、 商用车 （ Commercial Vehicle） （ 二 ） 按动力装置的类型分类 （ 三 ） 按行驶道路条件分类 （ 四 ） 按行驶机构特征分类 （ 返回 ） 1、乘用车（ Passenger Car） （ 1）普通乘用车： （ 2）活顶乘用车： （ 3）高级乘用车： （ 4）小型乘用车： （ 5）敞篷车： 图 （ 6）仓背乘用车： 图 （ 7）旅行车： （ 8）多用途乘用车： （ 9）短头乘用车： （ 10）越野乘用车： （ 11）专用乘用车： 俗称轿车 图 2-2.4 （ 返回 ） 2、商用车（ Commercial Vehicle） 商用车主要是为商业运输目的的车辆，是指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。 （ 1） 客车 ：在设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内的座位数超过 9座。客车有单层的和双层的，也可牵引一挂车。 （ 2）半挂牵引车：装备有特殊装置用于牵引半挂车的商用车辆。 （ 3） 货车 ：一种主要为载运货物而设计和装备的商用车辆，它牵引或不牵引一挂车均可。 （ 返回 ） （ 1） 客车 ： 客车按用途分为：小型客车 、 城市客车 、 长途客车 、 旅游客车 、 铰接客车 、 无轨电车 、 越野客车和专用客车 ， 如 图 2-2.5。 小型客车：用于载运乘客 ， 是除驾驶员座位外 ， 座位数不超过 16座的客车 。 城市客车：一种为城市内运输而设计和装备的客车 。 长途客车：一种为城市之间运输而设计和装备的客车 。 旅游客车：一种为旅游而设计和装备的客车 。 铰接客车：一种由两节刚性车厢铰接组成的客车 。 无轨电车：一种经架线由电力驱动的客车 。 越野客车：在其设计上所有车轮同时驱动 ,允许在非道路上行驶的一种车辆 。 专用客车：在其设计和技术特性上只适用于需经特殊布置安排后才能载运人员的车辆 。 按车长分为：微型客车 （ 不超过 3.5m） 、 小型客车 （ 3.57m） 、 中型客车 （ 710m） 、 大型客车 （ 1012m） 和特大型客车 （ 12m以上 ） 。 （ 3） 货车 ： 货车按用途分为：普通货车 、 多用途货车 、 全挂牵引车 、 越野货车 、专用作业车 、 专用货车 。 图 2-2.4a， 图 2-2.4b 普通货车：一种在敞开（平板式）或封闭（厢式）载货空间内载运货物的货车。 多用途货车：在驾驶员座椅后带有固定或折叠式座椅，可运载 3个以上的乘客的货车。 全挂牵引车：一种用来牵引牵引杆式挂车的货车。 越野货车：在其设计上，所有车轮同时驱动 ,允许在非道路上行驶的一种车辆。 专用作业车：在其设计和技术特性上用于特殊工作的货车。 专用货车：在其设计和技术特性上用于运输特殊物品的货车。 货车按总质量分为：小型（ 3.5t以下）、轻型（ 3.56t）、中型（ 612t）、重型（ 12t以上）。 （二）按动力装置的类型分类 1、活塞式内燃机汽车 活塞式内燃机还可按其活塞的运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式内燃机等类型。 2、电动汽车 3、混合动力汽车 4、燃气轮机汽车 （ 返回 ） （三）按行驶道路条件分类 1、公路用车：公路用车主要指行驶于城市道路和等级公路（包括高速公路和 14级公路）的汽车。 2、非公路用车：非公路用车主要有两类： 一类是本身的外廓尺寸、单轴负荷等参数超出了公路、桥涵和交通法则限制而不适于公路行驶，只能在矿山、机场和工地内的无路地区或专用道路上行驶的汽车，如大吨位矿用自卸车、大型挖掘机等； 另一类是既能在非公路地区、又可以在公路上行驶的越野汽车。 （ 返回 ） （四） 按行驶机构特征分类 a.轮式车辆是通过车轮承载车重并传递驱动和制动力矩的 b.履带式车辆则以履带代替车轮与地面发生作用 c.雪橇式汽车用螺旋桨产生推动力，而用雪橇完成在冰雪路面上的滑行。 d.螺旋推进式汽车是专为通过沼泽、草地等易于沉陷地带而设计的汽车 e.气垫车有时也称气垫船，因为它主要用于水域或无路地区的行驶 f.水陆两栖车是既能在陆地上靠车轮行驶，又可在水上靠降下的滑水撬进行浮渡的汽车。 g.车轮 履带式汽车有着可以互换使用的车轮和履带。 步行机构式汽车是利用仿生技术，用跨步式行走机构代替车轮的汽车 四、汽车型号和国产汽车型号编制规则 1、 车辆识别代号 VIN （ 1） 车辆识别代号 VIN的组成 ： （ 2） 车辆识别代号 （ VIN） 的位置 （ 3） 车辆识别代号 （ VIN） 的用途 2、 国产汽车型号编制规则 1988年颁布了国家标准 GB9417-88 汽车产品型号编制规则 ， 规定国家汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成 ， 包括首部 、 中部和尾部三部分 ， 如 图 2-2.8所示 。 （ 返回 ） （ 1）车辆识别代号 VIN的组成 车辆识别代号 VIN由 17位字符组成，俗称十七位码。 17位的 VIN码可以根据其各自代表的含义划分成三个部分 世界制造厂识别代号（ WMI）：用三位字符表示车辆的制造厂。 上海大众 （ LSV） 、 一汽大众 （ LFV ） 、 神龙富康（ LDC） 、 广州本田 （ LHG） 、 上海通用 （ LSG） 。 车辆说明部分（ VDS）：由六位字符组成，说明车辆的一般特性 车辆指示部分（ VIS）：由车辆识别代号（ VIN）的后八位字符组成，是车辆制造厂为区别不同车辆而指定的一组八位字码，包括出产年份、装配厂和产品顺序号等 （ 返回 ） （ 2）车辆识别代号（ VIN）的位置 车辆标牌 （ 包含 VIN） 的位置 我国规定： 9人座或 9人座以下的车辆和最大总质量小于或等于 3.5t的载货汽车的车辆识别代号应位于仪表板上 ， 在白天日光照射下 ， 观察者不需移动任一部件从车外即可分辨出车辆识别代号 。 车辆识别代号应在车辆部件上 发动机号的位置： 发动机号是发动机生产厂在生产过程中打上去的 ， 包含了发动机型号 、 序列号等基本信息 。 （ 返回 ） （ 3）车辆识别代号（ VIN）的用途 车辆识别代号 （ VIN） 具有全球通用性 、 最大限度的信息承载性和可检索性 ， 已成为全世界识别车辆唯一准确的 “ 身份证 ” 。 各大保险公司通过车辆的 VIN， 估计车辆承保的风险程度 ， 制定相应的保险制度 。 整车制造厂通过 VIN， 结合车辆制造档案就可以明确各批次车辆及零部件的去向和车辆的生产 、 销售及使用状况 。 维修企业通过车辆 VIN和通过查询相关的 VIN规则说明 ， 正确地进行故障诊断和维修 。 在二手车市场上，通过车辆 VIN，可以了解车辆的生产年份、产地、车型、车身形式、发动机配置等，以确定合理的价位。 购买进口汽车时，通过解读车辆 VIN，能了解到车辆的产地、配置、年款、装配厂等信息。 （ 返回 ） 汽车产品型号 首部 由 2个或 3个汉语拼音字母组成 ， 是识别企业名称的代号 。 中部 由 4位阿拉伯数字组成 ， 分为首位 、 中间两位和末位数字三部分 ， 其含义见 表 2-2。 尾部 分为两部分 ， 前部由拼音字母组成 ， 表示专用汽车分类代号 ，如表 2-3；后部是企业自定代号 ， 可用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示 。基本型汽车的编号一般没有尾部 厢式汽车 罐式汽车 专用自卸汽车 特种结构汽车 起重举升汽车 仓栅式汽车 X G Z T J C （ 返回 ） 举例 表 2-2 汽车型号中部 4位数字的含义 首位数字（ 1 9 ） 表示车辆类别 中间两位数字 表示各类汽车的主要特征参数 末位数字 1 载货汽车 2 越野汽车 3 自卸汽车 4 牵引汽车 5 专用汽车 数字表示汽车的总质量 6 客车 数字 0 . 1 m 表示车辆的总长度；长度大于 10m 时，为数字 1m 7 轿车 数字 0 . 1 L 表示汽车发动机的工作容积 8 （暂缺） 9 半挂车或专用半挂车 数字表示汽车的总质量 企业自定序号 （ 返回 ） 车型号举例 CA1092 一汽生产的载货汽车 ， 总质量为 9t。 EQ2080二汽厂生产的越野汽车 ， 总质量为 8 t。 CQ3090重庆汽车厂生产的自卸汽车 ， 总质量为 9 t。 HY4300汉阳汽车厂生产的牵引汽车 ， 总质量为 30 t。 TJ6481天津客车厂生产的轻型客车 ， 车辆长度为 4.8m。 DC7140东风神龙公司生产的富康轿车 ， 排量为 1.36L。 （ 返回 ） 2-3 汽车的性能要求 一 、 动力性：通常用三个参数来评价 （ 1） 汽车的最高车速 Vamax（ km/h） ：是指在水平的良好路面上 （ 混凝土或沥青路面 ） 汽车所能达到的最高行驶速度 。 （ 2） 汽车的加速时间 t（ s） ：是指汽车在水平良好路面上由原地起步的加速时间和超车加速时间 ， 它表征了汽车的加速能力 。 （ 3） 汽车的最大爬坡度 imax(%)：是指汽车满载时在良好路面上以 档行驶时可爬越的最大坡度 。 二 、 经济性 三 、 机动性 四 、 安全性 五 、 舒适性 （ 返回 ） （二）经济性 汽车的经济性即燃料经济性 ， 指单位燃料消耗量所完成的运输工作量 。 评价指标是在规定条件下行驶单位里程所消耗的燃料量 ， 如百公里油耗 （ L/100km） ； 美国用 MPG即每加仑油所行驶的英里数 采用运送单位质量的货物至单位里程所消耗的燃料量作为经济性指标 ， 即 L/（ 100tkm） 。 根据不同的行驶条件规定 ， 用于评价经济性的油耗指标有等速油耗 、 道路循环油耗和汽车测功器循环油耗三类 。 图 2-3.1 图 2-3.2 图 2-3.3 （ 返回 ） （三）机动性 对于民用车辆而言 ， 机动性主要涉及主动机动性 ， 即指汽车在额定载重下以足够高的平均速度通过各种坏路 、 坎坷不平地段 、 无路地带 （ 松土 、沙漠 、 雪地 、 沼泽等 ） 和克服各种障碍的能力 ， 这种机动性常表示为通过性或越野性 。 汽车通过性通常用通过性尺寸指标和通过性支承 牵引指标来评价 1、通过性尺寸 指标 ： 由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住、无法通过的情况，称为间隙失效。 当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住时，称为“顶起失效”； 当车辆前端或尾部触及地面而不能通过时，则分别称为“触头失效”和“托尾失效”。 2、通过性支承 牵引 指标 ：表征汽车以足够高的平均速度通过各种坏路和无路地带的能力。 （ 返回 ） 汽车通过性的几何参数 （ 1）最小离地间隙 h：汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域（ 0.8b范围内）最低点之间的距离， 图 2-3.4 。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。 （ 2）纵向通过半径 1：汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮及两轴中间轮廓线相切之圆的半径。它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。 越小，顶起失效的可能性越小，汽车的通过性越好。 （ 3）接近角 1：汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。1越大，越不易发生触头失效。 （ 4）离去角 2：汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角。2越大，越不易发生托尾失效。 （ 5）最小转弯直径 dmin：当转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。 dmin越小，汽车的机动性越好。 （ 6）转弯通道圆：当转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为转弯通道内圆；车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆。转弯通道内、外圆半径的差值为汽车极限转弯时所占空问的宽度，此值决定了汽车转弯时所需的最小空间，见 图 2-3.5。它越小，汽车的机动性越好。 通过性支承 牵引指标 通过性支承 牵引指标可以用挂钩牵引力来描述 为了提高其越障能力 ， 通常要求： 最小离地间隙接近轮胎半径；大直径轮胎； 接近角和离去角不小于 45 ； 车身下应平坦；较小的纵向和横向通过半径； 多轴全驱动； 较小的转弯半径； 车体结构具有与地面几何形状相适应的能力 。 为了提高其在松土上的行驶能力 ， 要求： 最小的自重； 大直径 、 低压轮胎 ， 有良好的轮胎设计； 多轴全驱动 ， 自锁差速器； 一定的最大轴荷限制 。 （ 返回 ） （四）安全性 对汽车设计人员来说，其责任是保证汽车自身具有良好的安全性能，它主要涉及主动安全性、被动安全性和环境安全性。 主动安全性包括汽车的制动性和操纵的稳定性； 被动安全性主要是撞车安全性、防火安全性和防盗安全性； 环境安全性则涉及到废气排放和噪声控制。 1、 汽车的制动性能 2、 汽车的操纵稳定性 3、 撞车安全性 4、 防火安全性 5、防盗安全性 6、其它行车安全装置 7、 环境安全性 （ 返回 ） 1、汽车的制动性能 汽车制动性能包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性三个方面。 （ 1） 制动效能 ： 是指汽车在行驶中能强制地减速到停车，或者下长坡维持一定车速的能力，其评价指标通常是制动距离、制动减速度或制动力。 （ 2）制动效能恒定性：抗热衰退性，抗水衰退性。 （ 3）制动时汽车方向稳定性：指汽车在制动中不发生跑偏、侧滑或丧失转向能力而能按驾驶员给定方向行驶的能力。 ABS， （ 返回 ） （ 1） 制动效能 ： 制动距离和制动减速度是由地面制动力 FXb所决定的。地面制动力的数值取决于两对摩擦副产生的摩擦力，即制动器中的摩擦力（制动器制动力）和轮胎与地面间的摩擦力（称为附着力 F）。如 图 2-3.6。 制动器制动力 （ F=T/r） 仅由制动器结构参数所决定 ， 并与制动踏板力 ，即制动系的液压或空气压力成正比 。 附着力是附着系数与作用于车轮上的垂直载荷的乘积 。 附着系数由轮胎胎面花纹 、 路面结构等因素决定 ， 并与车轮的运动状况有关 。 一般用 滑移率 表示滑动所占的份额 ， 完全滑动时滑移率为 100%。 制动过程中制动器制动力、地面制动力和附着力三者之间的关系， 图 2-3.8 由此说明提高制动性能，缩短制动距离的主要途径是：保证制动器有足够大而且恒定的摩擦力矩，提高地面和轮胎间的附着系数，并充分利用其最大值 滑移率 滑移率 式中： ua 车轮中心速度 r 车轮半径 车轮角速度 纯滚动： ua=r， S=0 纯滑动： =0， S=100% 边滚边滑： 0 S 100% 实验表明附着系数随着滑移率而变化， 图 2-3.7a， 图 2-3.7b所示。从图中可以看到，滑移率在 15%20%时附着系数最大。（ 返回 ） %1 0 0aauruS 2、汽车的操纵稳定性 汽车的操纵性是指汽车按照驾驶员的操作，维持或改变原行驶方向的能力； 汽车的稳定性是指汽车行驶过程中，受外界因素干扰后，能自行尽快恢复原行驶状态和方向，而不产生失控、倾翻、侧滑等现象的能力。 稳态转向特性有三种状态：不足转向、过多转向和中性转向 实践和理论分析表明，为了获得良好的操纵稳定性，汽车应具有适当的不足转向量。过多转向的汽车，其操纵稳定性不好；汽车亦不应为中性转向，因为当运行条件改变时，中性转向有可能变为过多转向。 汽车的稳态转向特性，主要取决于前后轴质量分配、轮胎侧偏刚度、悬挂装置与转向装置的结构形式和参数。 （ 返回 ） 3、撞车安全性 （ 1）设计能吸收较多碰撞冲击力的保险杠和车身前部结构，以降低碰撞时传递到乘员身上的减速度和冲击力。 （ 2）装设座位安全带 （ 3）汽车内部装置件表面装设安全垫 （ 4）为了减少碰撞时对乘员的伤害，汽车玻璃应选用