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汽车工程概论结业作业一、浅谈世界汽车发展的历史一、蒸汽汽车的发明1765年，英国人瓦特发明了蒸汽机，带领人类进入了“蒸汽机时代”，许多发明家也纷纷把瓦特的发明应用到“自走式车辆”的设计中。1769年，法国军事工程师尼古拉斯柯诺特（Nichola Joseph Cugnot，也有人译成“居纽），经过六年苦心研究，成功地制造出世界上第一辆完全依靠自身动力行驶的蒸汽机汽车。1825年英国公爵嘉内制成了世界上第一辆蒸汽公共汽车,1831年开始了世界上最早的公共汽车运营业务。1834年在英国伦敦成立了世界上第一家公共汽车公司苏格兰整齐汽车成立。二、内燃机汽车由于蒸汽汽车本身又笨又重，乘坐蒸汽汽车又热又脏，为了改进这种发动机，艾提力.雷诺(Etienne Lenoir)在1860年制造了一种与燃料在外部燃烧的蒸汽机(即外燃机)所不同的发动机，让燃料在发动机内部燃烧，人们后来称这类发动机为内燃机。这是世界上第一台二冲程内燃机。1876年康特.尼古扎.奥托(CountNicholasOtto)又发明了对进入汽缸的空气和汽油混合物先进行压缩，然后点火，提高了发动机效率。这种发动机具有进气、压缩、作功、排气四个行程，为了纪念奥托的发明，人们把这种循环改称为奥托循环。1879年德国工程师卡尔.苯茨(KartBenz)，首次试验成功一台二冲程试验性发动机。1883年10月，他创立了“苯茨公司和莱茵煤气发动机厂”，1885年他在曼海姆制成了第一辆苯茨专利机动车，该车为三轮汽车，采用一台两冲程单缸0.9马力的汽油机，此车具备了现代汽车的一些基本特点，如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动前轮转向和制动手把等。与此同时在1893年就与威廉.迈巴特合作制成了第一台高速汽油试验性发动机的德国人戴姆勒(Daimler)又在迈巴特的协助下，又于1886年在巴特坎施塔特制成了世界上第一辆“无马之车”。该车是在买来的一辆四轮“美国马车”上装用他们制造的功率为1.1马力，转速为每分钟650转的发动机后，该车以每小时18公里的当时所谓“令人窒息”的速度从斯图加特驶向康斯塔特，世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车就此诞生了。实际使用表明，此车使用良好。第二年苯茨第一次把三轮汽车卖给了一个法国巴黎人，由于这种三轮汽车设计可靠，选材和制造精细，受到了好评，销路日广。 由于上述原因，人们一般都把1886年作为汽车元年，也有些学者把卡尔.苯茨制成第一辆三轮汽车之年(1885)，视为汽车诞生年。苯茨和戴姆勒则被尊为汽车工业的鼻祖。这是汽车发展史上的第二件大事。进入20世纪以后，汽车不再仅是欧洲人的天下了，特别是亨利.福特(HeneryFord)在1908年10月开始出售著名的“T”型车时，这种车产量增长惊人，短短19年，就生气1500万辆。此间的1913年福特汽车公司还首次推出了流水装配线的大量作业方式，使汽车成本大跌，汽车价格低廉，不再仅仅是贵族和有钱人的豪华奢侈品了，它开始逐渐成为大众化的商品。也是此时开始，美国汽车便成为世界宠儿，福特公司也因此成为名副其实的汽车王国。所以，人们说，汽车发明于欧洲，但获得大发展那是在本世纪初30年代的美国。福特采用流水作业生产汽车，在汽车发展史上树起了第三块里程碑。到了20世纪30年代至70年代初，西欧汽车产量由战前的80万两猛增到750多万辆，增长了近10倍。在汽车生产上，日本真可谓“后起之秀”，当历史进入20世纪，日本才出现第一部汽车，几年后日本人才开始研制汽车。但谁又能料到1925年才第一次出口汽车(向我国上海)的日本，60年后竟然出口汽车达6400万辆，登上了汽车王国的宝座。其19801993年期间年产量超过美国，跃居世界第一。与美国大型、豪华、大排量的汽车相比，日本车的特点：小型、微型、小排量、经济。70年代世界性的石油危机导致美国车不受欢迎，日本车大量销往国外，并很快畅销全世界，以致使英、法、美等国开始对日本车限量进口。汽车中心从欧美转移到日本。20世纪70年代以后，世界汽车年产量稳定在4000到5000万两左右。二、浅谈我国汽车工业发展的历程我国最早进口汽车是在1901年(清光绪二十七年)，是匈牙利人李恩时(Leine)将两辆汽车带人上海。一辆是凉篷式汽车，另一辆是折叠式软篷，前排为双轮座席，车轮是木制的，外面包上实心橡胶轮胎。采用转向盘、转向带和梯形结构控制行驶方向。照明用煤油灯，喇叭是手揿的。这两辆车在上海招摇过市，引起轰动。我国的第一辆汽车于1929年5月在沈阳问世，由张学良将军掌管的辽宁迫击炮厂制造。张学良让民生工厂厂长李宜春从美国购进“瑞雪”号整车一辆，作为样车。李宜春将整车拆卸，然后除发动机后轴、电气装置和轮胎等用原车零件外，对其它零件重新设计制造，到1931年5月历时两年，终于试制成功我国第一辆汽车，命名为民生牌75型汽车，开辟了中国自制汽车的先河，终究是值得钦佩的。1、我国汽车工业创建成长阶段自1953年7月第一汽车制造厂动工兴建，1956年7月投产，1957年7月13日我国生产出第一辆载货的解放牌汽车，又于1958年5月，我国第一汽车制造厂自行研制设计生产了第一辆与当时政治风云起伏颠簸、荣辱与共的红旗牌轿车，被誉为“东方神韵”。1967年4月第二汽车厂动工兴建；1975年7月生产出东风牌载货汽车。19571984年间是中国汽车工业的初步发展时期。全国各省市自治区都办起了汽车厂，达2000多家。文革前后产生两次汽车热。这个时期基本是“中国卡车工业”。2、我国汽车工业改革开放阶段 1982年-1993年1982年，我国汽车工业公司再次成立，1984年，我国汽车行业第一个合资企业北京吉普汽车有限公司成立；1985年，上海大众汽车公司成立。1985年，汽车工业列为国家支柱产业。1987，确定了重点发展轿车工业的战略决策。1993年，我国汽车年产量达129 7万辆，居世界第12位。3、汽车工业快速增长期(1994年2004年)1994年，国务院颁布汽车工业产业政策；汽车企业合资、改组兼并，形成了“3+6”格局。2004年汽车产量达到了5071万辆，居世界第四。三、汽车的类型和型号类型一、按用途分1、乘用车：主要用于载运乘客及其随身行李物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位；(1)轿车A、普通乘用车B、活顶乘用车C、高级乘用车D、小型乘用车E、敞篷车F、仓背乘用车(2)旅行车(3)多用途乘用车 (4)短头乘用车：短头(5)越野乘用车 (6)专用乘用车2、商用车：主要用于商业用途，运送人员和货物。(1) 客车；A、小型客车：载客，不大于16座(除驾驶员座)B、城市客车：城市用公共汽车c、长途客车：长途D、旅游客车：旅游E、铰接客车：有两节刚性车厢铰接组成的客车F、专用客车G、无轨电车：经架线由电力驱动的客车(2)货车A、普通货车：敞开或封闭的载货车B、多用途货车：驾驶座后可载3人以上的货车c、全挂牵引车：牵引杆式挂车的货车D、越野货车：可在非道路上行驶E、专用作业车：特殊工作的货车(消防车、救险车，垃圾车、应急车、街道清洗车、扫雪车、清洁车等)F、专用货车：运输特殊物品的货车(罐式车、乘用车运输车、集装箱运输车等)(3)半挂牵引车 牵引半挂车的商用车二、按发动机位置及驱动型式分1 FF前置发动机前驱动(42)2 FR前置发动机后驱动(42)3 MR中置发动机后驱动(42)4 RR后置发动机后驱动(42)5 4wD四轮驱动(44)三、轿车按车身分类1、一厢式：发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成卟空间形态2、两厢式：发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态3、三厢式：发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态闭式：车顶盖作为车身本体的一部分开式：客舱顶为敞顶或按需要可开闭四、四轮货车分类Nl：最大设计总质量为不大于3500kg：N2：最大设计总质量为3500kg12000kgN3：最大设计总质量为12000kg五、按汽车动力装置类型分1内燃机汽车：燃料在气缸内燃烧，将所产生的热能转化为机械能的机器。如汽油车、柴油车、气体燃料汽车等。2电动汽车：以蓄电池为能源，以电动机为驱动的汽车。3燃气轮机汽车：用航空发动机或火箭发动机及特殊燃料，用喷气反作用力驱动的汽车。型号车辆识别代号编码(VIN是 Vehicle Identification Number的缩写)：17位识别编码。它是“汽车身份证”它用来汽车的修理数据检索；配件采购；经营管理。我国的VIN：（GB/T167361997）具体如下四、汽车发动机的类型及其工作原理发动机按燃烧位置分：内燃发动机和外燃发动机；按燃烧类型分：间歇燃烧发动机和持续燃烧发动机；按内部运动类型分：往复式发动机和转子发动机；按使用的燃料不同分：汽油机和柴油机；按工作循环分：四冲程和二冲程发动机； 按冷却方式分：水冷式和风冷式发动机；按气门装置位置分：顶置气门式和侧置气门室发动机；按气缸数排列分：单行直线排列和双行V形排列发动机；按气缸数分：单缸和多缸发动机；发动机的工作原理1、四冲程汽油机工作原理 四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、做功、排气四个过程所组成。四冲程发动机每完成一个工作循环需要经过进气、压缩、膨胀（做功）和排气四个行程，对应活塞上下往复运动四次，相应的曲轴旋转了720（两圈）。（l）进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气门关闭。在活塞向下移动的过程中，汽缸内容积逐渐增大，形成一定真空度，于是空气和燃油的可燃混合气通过进气门被吸入汽缸，直至活塞到达下止点时，进气门关闭，停止进气。由于进气系统存在进气阻力，进气终了时汽缸内气体的压力低于大气压力，约为0.075MPa0.09MPa。由于汽缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热，气体温度升高到370K400K。（2）压缩行程 为使可燃混合气迅速燃烧，达到改善发动机动力性和经济性的目的，必须在燃烧前对可燃混合气进行压缩，以提高可燃混合气的温度和压力。因此，在进气行程结束时立即进入压缩行程，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，由于进、排气门均关闭，汽缸内容积逐渐减小，可燃混合气压力、温度逐渐升高。压缩终了时，汽缸内的压力约为0.6MPa4.2MPa，温度约为600K700K。（3）做功行程 在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转做功，至活塞到达下止点时做功结束。在做功行程中，开始阶段汽缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa5MPa，瞬时温度可达2200K2800K。随着活塞下行，汽缸容积增大，汽缸内压力、温度逐渐下降，做功终了时，压力约为0.30.5MPa，温度约为1300K1600K。（4）排气行程 为使循环能够连续进行，须将燃烧产生的废气排出。在做功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞推动下，被排出汽缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。排气行程终了时，由于燃烧室容积的存在，汽缸内还存有少量废气，气体压力也因排气系统存在排气阻力而略高于大气压力。此时，压力约为0105MPa0115MPa，温度约为900K1200K。2四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气四个行程组成。由于所使用燃料的性质不同，在可燃混合气的形成和着火方式上与汽油机有很大区别。（l）进气行程进气行程不同于汽油机的是进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由于进气阻力比汽油机小，上一行程残留的废气温度也比汽油机低，进气行程终了的压力约为0.075MPa0.095MPa，温度约为 320K350K。（2）压缩行程压缩行程不同于汽油机的是压缩纯空气，由于柴油的压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa5MPa，温度可达800K1000K。（3）做功行程此行程与汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入汽缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时汽缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K左右），柴油混合气便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，汽缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行做功。做功行程中，瞬时压力可达5MPa10MPa，瞬时温度可达 1800K2200K，做功行程终了时压力约为0.2MPa0.4MPa，温度约为 1200K1500K。（4）排气行程此行程与汽油机基本相同。排气行程终了时的汽缸压力约为0.105MPa0.125MPa，温度约为800K1000K。3、四冲程汽油机与柴油机工作原理的比较由上述四冲程汽油机和柴油机的工作循环可知，两种发动机的工作循环既有共同点，又有差别，归纳如下：（1）两种发动机中，每完成一个工作循环，曲轴转两周（720），每完成一个行程曲轴转半周（180），进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。（2）无论是汽油机还是柴油机，在四个行程中，只有做功行程产生动力，其余三个行程是为做功行程作准备的辅助行程，都要消耗一部分能量。（3）两种发动机运转的第一循环，都必须靠外力使曲轴旋转完成进气和压缩行程，做功行程开始后，做功能量储存在飞轮内，以维持循环继续进行。（4）汽油机的混合气是在汽缸外部形成的，进气行程中吸入汽缸的是可燃混合气；柴油机的混合气是在汽缸内部形成的，进气行程中吸入汽缸的是纯空气。（5）汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火燃烧，而柴油机则靠混合气自燃着火燃烧。（6）汽油机有点火系，柴油机无点火系。二冲程汽油机的简单工作原理二冲程汽油机在结构上与四冲程汽油机的不同之处在于没有了进、排气门，取而代之的是进气孔、排气孔和换气孔。单缸二冲程汽油机的工作原理如下：（1）第一行程活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动，当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时，已进入汽缸的新鲜混合气被压缩，直至上止点时，压缩结束；与此同时，随着活塞上行，其下方曲轴箱内形成一定真空度，当活塞上行到进气孔开启时，新鲜混合气被吸入曲轴箱。（2）第二行程活塞接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行做功，当活塞下行到关闭进气孔后，曲轴箱内的混合气被预压缩，活塞继续下行至排气孔开启时，燃烧后的废气靠自身压力经排气孔排出；紧接着，换气孔开启，曲轴箱内经预压的混合气进入汽缸，并排除汽缸内残余废气，这一过程称为换气过程，它将一直延续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔时为止。由上述工作原理可知，第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行做功、换气，活塞下方预压混合气。换气过程跨越二个行程。五、汽车变速器的类型和工作原理变速器功用：变速变矩，实现倒车，利用空档切断离合器与传动轴之间的动力传递。变速器类型：按操纵方式分：手动变速器；自动变速器。手动变速器靠驾驶员直接操纵变速朴进行换档；自动变速器能根据汽车的运行状况自动换档，无离合器，通过加速踏板控制车速。变速器的工作原理：变速器大多采用齿轮式机械变速器，通过不同齿数齿轮对的啮合转动。改变输出轴的转速和转矩，如以大齿轮带动小齿轮，则输出转速升高，转矩下降，如以小齿轮带动大齿轮，则输出转速降低，转矩增大。六、汽车设计过程总体方案设计其任务是根据领导决策所选定的目标，及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想提出整车设想，因此又被称力概念设计或构思设计。.绘制总布置草图 其任务是确定整车主要尺寸、质量参数与性能指标以及各总成的基本型式。.车身造型设计及绘制车身布置其任务是绘制不同外形、方向、色彩的车身外形图；制作相应造型的l：5整车模型；从中选优后再制作1：5或1：1的精确模型。 .编写设计任务书 其内容包括：任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车型号、承载容量、布置形式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸、轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构形式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案，拟采用的新技术、新结构、新装备、新材料和新工艺，维修、及其方便性的要求，续驶里程；生产规划、设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。有时也加入与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外形方案图。.汽车的总布置设计 其任务是根据汽车总体布置及整车性能，提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求；协调整车与总成间、相关总成间、总成与有关部件间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足设计任务书所要求出整车参数和性能指：(1)绘制汽车总布置图；(2)根据总布置设计确定的整车参数和性能指标，提出对各总成和部件的设计要求； (3)绘制转向车轮跳动等有关部分的运动图；(4)确定有关总成和部件支承的型式、结构参数与特性等；(5)确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时韵轴荷分配及整车质心高度；(6)耕作模型进行布置空间的校核，通常制作1：1的车身内、外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性、视野范围、乘坐空间及舒适性等；(7)汽车总成、部件及零件韵选型与设计；(8)设计图纸的工艺审查及必要的修改；(9)绘制汽车总装配图；(10)试制、试验、修改与定型。 七、如何选购汽车决定是否需要一辆汽车 目前有不少中国人把汽车当作面子象征，而没有考虑是否真的需要一辆汽车。如果您上下班距离非常近、周末假期外出也不多的话，并不一定需要一辆汽车。而发达国家对于汽车的看法已经很成熟，只考虑其使用价值，并不会对是否拥有汽车以及汽车的品牌型号进行攀比。 判断是否能负担一辆汽车的费用 现在汽车的价格在不断下降，几万元就可以购买到级别相当不错的小车。不过购车不像购房，车辆每年的使用费用也不少，例如：汽油费、过路费等，即使很少使用，也照样要缴纳购置税、保险、车船使用税等，有时还不可避免地要修车、交罚款。一年的费用在一万多元到数万元之间。这些费用如果用于公交和出租车，一般都有多余的。 选择购买新车还是二手车 随着汽车在中国的普及，二手车市场也逐步丰富起来，对于购车预算不多、驾驶技术不熟练的朋友来说，先买一辆二手车来用也可以满足需求。 选择购车还是租车 如果是短期使用，或者在异地使用，租车也可能是更好的选择。一些单位为了避免添置固定资产，也会采用长租的方式。 选择车型 近年来，各种品牌推出了很多车型，极大丰富了购买者的选择度，可以根据自身喜好、费用预算来选择。从用途上可以分为家用、商务、两用等，从车型上可以分为轿车、多功能运动型汽车(SUV）、MPV、面包车等，从价格上最低数万元到数十万、上百万不等。 包括生产企业的选择、汽车品牌的选择、汽车排量的选择、汽车配置的选择、车身造型的选择等查询价格 基本选定车型后，首先可以在网上查询价格，做到心里基本有数，然后可以打电话或者去本地车市，详细了解汽车配置、价格、服务等情况。 现场试驾 有时只看资料或者介绍还不是真的很了解车型，可以进行现场试驾，一般经销商都乐于提供，甚至可以预约送车上门来试驾。在试驾中可以感觉车辆的性能、尺寸、配置等是否符合自己的需要和预期。 比较价格 其他事项都确定下来，关键就是比较价格了，可以货比多家，汽车经销商之间