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汽车结构知识培训汽车结构知识培训 汽车结构知识培训 目目 录录 1 汽车总论 汽车总论 1 1 1 汽车类型 1 1 2 汽车总体构造及布置形式 3 1 3 国产汽车产品型号编制规则 4 2 发动机结构知识 发动机结构知识 5 2 1 发动机分类 5 2 2 发动机总体构造 6 2 3 发动机工作原理 8 2 4 发动机主要性能指标和特性 11 2 5 发动机编号规则 12 3 传动系结构知识 传动系结构知识 13 3 1 传动系的功用和组成 14 3 2 传动系的总体构造 14 4 汽车行驶系结构知识 汽车行驶系结构知识 17 4 1 汽车行驶系的功用 17 4 2 汽车行驶系的结构形式 18 4 3 车架 18 4 4 车桥 20 4 5 车轮和轮胎 21 4 6 悬架结构 23 5 转向系结构知识 转向系结构知识 24 5 1 转向系概述 24 5 2 转向系的功用及组成 24 5 3 转向系的类型 24 5 4 转向器结构知识 25 6 制动系统结构知识 制动系统结构知识 27 6 1 汽车制动系功用 27 6 2 一般制动系的基本结构和工作原理 27 6 3 轿车典型制动系统的组成 27 6 4 制动器 28 7 车身电气 车身电气 29 7 1 导线与线束 29 7 2 开关和继电器 31 7 3 照明系统 31 7 4 组合仪表和计量表 33 7 5 刮水器和喷洗器 34 7 6 汽车空调 冷气 35 8 汽车车身 汽车车身 39 汽车结构知识培训 8 1 汽车车身概述 39 8 2 车身结构 39 8 3 车身和车内部件的部分名称 40 8 4 汽车玻璃 41 8 5 车身功能部件 42 汽车结构知识培训 1 1 汽车总论 汽车总论 1 1 汽车类型汽车类型 汽车是由自身动力装置驱动 通常是指具有 4 个或 4 个以上车轮的非轨道无架线的车辆 轿车 按照发动机工作容积分级 客车 按照车辆总长度分级运输汽车 货车 按照汽车的总质量分级 特种用途汽车 如商业售货车 医疗救护车 公安消防车 环卫环保作业车 市政建设工程作业车 农牧副渔作业车 石油地质作业车 机场作业车等 竞赛汽车 F1 方程式赛车 拉力赛车等 按用途分 特种运输 汽车 娱乐汽车 旅游汽车 高尔夫球场专用车 海滩游玩汽车等 活塞式内 燃机汽车 分为汽油车 柴油车 代用燃料车 代用燃料包括 合成液体石油 液化石油 气 LPG 压缩天然气 CNG 醇类等 电动汽车以电动机为驱动机械 以蓄电池为能源的车辆 复合车 有发动机和蓄能器两套动力源 克服了电动车续驶里程短和车速低的缺点以及 内燃机汽车油耗大和排放污染严重的缺点 燃气轮机 汽车 1964 年燃气轮机汽车以 648 71km h 创造当时陆上车辆 靠车轮驱动 速度最高 世界记录 不依靠喷气驱动 按动力装 置类型分 喷气式汽 车 依靠航空发动机或火箭发动机及特殊燃料 并以喷气反作用力驱动的轮式汽车 1997 年以 1227 73 超过声速 创造陆上车辆速度最高世界记录 公路用车适用于公路和城市道路上行驶的汽车 一类是只能在矿山 机场 工地 专用道路等非公路地区使用 按行使道 路条件分 非公路用 车另一类是能在无路地面上行驶的高通过性的越野汽车 轮式汽车 分为非全轮驱动和全轮驱动两种类型 汽车驱动型式一般用符号 nxm 车轮 总数 x 驱动轮数 表示 4x2 非全轮驱动 如普通轿车及大多数汽车 4x4 全轮驱动轻型越野汽车 如 BJ2020 型 6x6 中型越野汽车 如 EQ2080 型 按行驶机 构的特征 其它型式 的车辆 如履带式 雪橇式 气垫式 步行机械式车辆等 汽车结构知识培训 2 1 1 1 运输汽车根据运输汽车根据 GB3730 1 88 的规定 按照汽车的主要特征参数分级 如表的规定 按照汽车的主要特征参数分级 如表 0 1 所示 所示 表 0 1 运输汽车分级 1 轿车 载送 2 9 个乘员 主要供私人用的汽车 分级发动机工作容积 L示 例 微型 普通级 中级 中高级 高级 1 0 1 0 1 1 1 奥拓 夏利 TJ7100 福莱尔 捷达王 富康 988 羚羊 7130 桑塔纳 2000 奥迪 100 红旗 CA7220 丰田皇冠 奔驰 300 别克新世纪 卡迪拉克 林肯 奔驰 S600 奥迪 A6 2 客车 载送 9 个以上乘员 供公共服务用汽车 分级车辆总长度 m示 例 微型 轻型 中型 大型 特大型 3 5 3 5 7 7 10 10 12 铰接式客车与双层客车 松花江 HF6350 天津大发 解放 CA6440 金杯 RZH114L 四平 SPK6900 金华 BK6820LPG 黄海 DD6112H 上海 SK6115KHP2 上海 SK6142 铰接式客车 金陵 JLY6121 双层客车 3 货车 载送货物的运输汽车 分级汽车总质量 t示 例 微型 轻型 中型 重型 1 8 1 8 14 1 福田微卡 小卡 轻卡 北京 BJ1041 跃进 NJ1060 江铃 JX1030DS 解放 1091 1092 东风 1090E 黄河 1171 斯太尔重型汽车 1 1 2 部分车型示例部分车型示例 轿车 客车货车 特种用途汽车 娱乐汽车 竞赛车 汽车结构知识培训 3 1 2 汽车总体构造及布置形式汽车总体构造及布置形式 1 汽车总体构造 发动机 一般由机体 曲柄连杆机构 配气机构 供给 系 冷却系 润滑系 点火系 起动系等部分组成 底盘 接受发动机的动力 使汽车运动并按驾驶员的操 纵正常行驶 包括 传动系 行驶系 转向系 制动系 车身 是驾驶员工作及容纳乘客和货物的场所 由本体 内外装饰和车身附件等组成 电器设备 由电源 发动机起动系和点火系 照明和信 号装置 空调 仪表和报警系统 辅助电器及现代汽车电 子技术等组成 2 汽车的总布置形式 按发动机相对于各总成的位置 汽车有下列几种布置形 式 发动机前置后轮驱动 FR 传统布置形式 大多数货车 部分轿车和客车采用 发动机前置前轮驱动 FF 大多数轿车盛行 发动机后置后轮驱动 RR 大 中型客车盛行 少数轿车也采用 发动机中置后轮驱动 MR 方程式赛车和大多数跑车采用 少数大 中型客车也采 用 全轮驱动 nWD 越野汽车特有的布置形式 通常发动机前置 在变速器 之后的分动器将动力分别输送给全部驱动轮 汽车结构知识培训 4 1 3 国产汽车产品型号编制规则国产汽车产品型号编制规则 按照国标 9417 88 国产汽车型号应能表明汽车的厂牌 类型和主要特征参数等 该型号由拼音字 母和阿拉伯数字组成 包括首部 中部 尾部 首部 企业代号 如 CA 代表一汽 EQ 代表二汽 SH 代表上海等 中部 由 4 位数字组成 分为首位 中间两位和末位数字三部分 其含义见表 0 2 所示 尾部 专用汽车分类或变型车与基本型的区别 如 X 表示厢式汽车 G 表示罐式汽车等 表 0 2 国产汽车型号中部 4 位数字含义 首位数字 1 9 表示车辆类别 中间两位数字 表示汽车主要特征参数 末位数含义 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 汽车的总质量 6 客 车数字 x0 1m 表示车总长度 7 轿 车数字 x0 1L 表示发动机排量 8 半挂车或专用半挂车汽车的总质量 企 业 自 定 产 品 序 号 专用汽车指专用货车或特种作业汽车 汽车总质量大于 100t 时允许用 3 位数字 汽车长度大于 10m 时 计算单位为 m 示例 CA1092 一汽货车 总质量 9t 末位 2 表示在原车型 CA1091 上改进型 CA7226L 一汽轿车 发动机排量 2 2 升 6 表示安装 5 缸发动机的车型 L 表示加长型 汽车结构知识培训 5 2 发动机结构知识 发动机结构知识 2 1 发动机分类发动机分类 发动机的分类方法很多 按照不同的分类方法可以把发动机分成不同的类型 下面让我们来看看发动机 是怎样分类的 1 按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽 油机和柴油机 使用汽油为燃料的内燃机称为汽 油机 使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机 汽油机与柴油机比较各有特点 汽油机转速高 质量小 噪音小 起动容易 制造成本低 柴油 机压缩比大 热效率高 经济性能和排放性能都 比汽油机好 2 按照冲程数分类 二冲程发动机 四冲程发动机 3 按气缸数分类 单缸发动机 多缸发动机 4 按气缸排列方式分类 直列立式 直列卧式 V 型发动机 5 按冷却方式分类 风冷发动机 水冷发动机 6 按进气方式分类 增压发动机 非增压发动机 7 按着火方式分类 点燃式发动机 压燃式发动机 8 按用途分类 固定式发动机 移动式发动机 汽车结构知识培训 6 2 2 发动机总体构造 发动机总体构造 1 机体与气缸盖 机体 骨架作用 安装各个机构和系统 包括 气缸体 油底壳 曲轴箱 气缸盖 组成燃烧室 布置各零件 2 曲柄连杆机构 组成 1 活塞 2 活塞销 3 连杆 4 曲 轴 5 飞轮 包括活塞连杆组和曲轴飞轮组 作用 将活塞的往复直线运动 曲轴的旋转 运动对外输出动力 3 供给系统 组成 燃油供给系统和进 排气系统 作用 将燃油和空气及时地供给气缸 并将燃 烧后的废气及时排除 4 配气机构 功用 定时开启和关闭进排气门 主要部件 气门组 传动组 汽车结构知识培训 7 5 点火系统 功用 汽油机和煤气机所采用 点燃混合气 主要部件 火花塞 点火线圈 断电器 分电 器 6 冷却系 功用 防止发动机过热 及时散发热量 分类 风冷系 水冷系 水冷系主要部件 水泵 风扇 水箱 节温器 7 润滑系 功用 润滑 冷却 清洁 密封 防腐 润滑方式 飞溅润滑 靠曲轴等旋转部件飞溅起的油滴润 滑 压力润滑 靠润滑系统建立起的油压经过各个 油道润滑各零部件油雾 主要部件 集滤器 机油泵 滤清器 各种阀体等 8 起动系 功用 内燃机不能自行起动 借助外力使之运 转 主要部件 起动机 空气压缩机等 汽车结构知识培训 8 2 3 发动机工作原理 发动机工作原理 2 3 1 四冲程汽油机工作原理 四冲程汽油机工作原理 1 四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 四冲程发动机在活塞行程内完成进气 压缩 作 功和排气四个过程 即在一个活塞行程内只进行一个过 程 因此 活塞行程可分别用四个过程命名 2 四冲程汽油机工作循环四冲程汽油机工作循环 第一冲程 活塞由上止点移到下止点 即曲轴由 0 转到 180 进气门打开 新鲜空气被吸入气缸 第二冲程 下止点 上止点 180 360 气 体被压缩 进排气门均关闭 第三冲程 上止点 下止点 360 540 气 体膨胀 进排气门均关闭 第四冲程 下止点 上止点 540 720 废 气被排出 排气门打开 3 四冲程汽油机工作过程四冲程汽油机工作过程 1 进气行程 指由进气门开启到进气门关闭 进气提前角 进气门打开时刻与活塞位于上止点之间的曲轴转角 为了获得较多的充气量 活塞 到达上止点前就开始开启 进气晚关角 活塞到达下止点时刻与进气门关闭时刻之间的曲轴转角 利用空气流动的惯性及气 体的动量 使更多的空气充入气缸 进气终了时刻 气缸压力 p 0 08 0 09MPa 大气压 气缸温度 T 320 380K 汽车结构知识培训 9 2 压缩行程 指由进气门关闭到活塞移到上止点 成为压缩上止点 为止 进排气门都关闭 活塞上行 气缸内气体被压缩 缸内压力温度都升高 压缩终了时刻 气缸压缩压力 p 0 8 1 5MPa 气缸温度 T 600 750K 3 作功行程 燃烧及膨胀行程 在压缩上止点前 10 15 CA 火花塞跳火 点燃可燃混合气 形成火焰中心 高温高压燃气推动活塞下行 对外作功 进排气门都关闭 作功行程中 燃气最大压力 p 3 0 6 5MPa 最高温度 T 2200 2800K 作功行程结束时 气缸压力 p 0 35 0 5MPa 气缸温度 T 1200 1500K 汽车结构知识培训 10 4 排气行程 从排气门开启到排气门关闭的时刻 排气提前角 在活塞到达下止点之前与下止点之间的曲轴转角 排气晚关角 在上止点与排气门关闭这一时期曲轴所转过的角度 在活塞到达下止点之前 30 80 CA 膨胀行程还没有结束的时刻就将排气门打开 原因 气门 有一定的开启时间 利用压差 使排气彻底 利用气流的惯性多排出一部分废气 减少残余废气 气门重叠角 在排气门关闭之前 进气门就已打开 进排气门同时开启时期所对应的曲轴转角 排气终了时 气缸压力 p 0 105 0 12MPa 气缸温度 T 900 1100K 2 3 2 四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机工作原理 1 进气行程 在柴油机进气行程中 被吸入气缸的只是纯净空气 由于柴油机进气系统阻力较小 残余废气的 温度较低 因此进气行程结束时气缸内气体的压力较高 约为 0 085 0 095Mpa 温度约为 310 340K 2 压缩行程 因为柴油机的压缩比大 所以压缩行程终了时气体压力可高达 3 5 Mpa 温度可高达 750 1000K 3 作功行程 在压缩行程结束时 喷油器将柴油喷入燃烧室 柴油雾化迅速与空气混合形成可燃混合气 由于 气缸内的温度远高于柴油的自燃点 柴油被压燃 高温高压燃气推动活塞下行 对外作功 在作功行程中 燃烧气体的最大压力可达 6 9 Mpa 最高温度可达 1800 2200K 做功结束时压力 约为 0 2 0 5 Mpa 温度约为 1000 1200K 4 排气行程 汽车结构知识培训 11 排气行程与汽油机类似 排气终了时气缸内残余废气压力约为 0 105 0 12Mpa 温度为 700 900K 2 4 发动机主要性能指标和特性 发动机主要性能指标和特性 发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准 发动机的主要性能指标有 动力性能指标 经济性能指标和排放性能指标 一 动力性能指标 动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标 包括有效扭矩 有效功率和曲轴转速 1 有效扭矩 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩 通常用 Te 表示 单位为 N m 有效扭矩 是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆 传给曲轴产生的扭矩 并克服了摩擦 驱动附件等损失之后从 曲轴对外输出的净扭矩 2 有效功率 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率 通常用 Pe 表示 单位为 kW 有效功率同 样是曲轴对外输出的净功率 它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积 发动机的有效功率可以在专用的试验 台上用测功器测定 测出有效扭矩和曲轴转速 然后用下面公式计算出有效功率 式中 Te 有效扭矩 单位为 N m n 曲轴转速 单位为 r min 3 转速 指发动机曲轴每分钟的转数 单位为 r min 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称 为额定功率和额定转速 按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行 300 1000 小时 二 经济性能指标 通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能 燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量 也就是发 动机每发出 1kW 有效功率在 1 小时内所消耗的燃油质量 以 g 为单位 燃油消耗率通常用 ge 表示 其单 位为 g kW h 计算公式如下 式中 GT 每小时的燃油消耗量 kg h Pe 有效功率 kW 汽车结构知识培训 12 很明显 有效燃油消耗率越小 表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少 其经济性越好 通 常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率 ge 是最小值 三 排放性能 排放性能指标包括排放烟度 有害气体 CO HC NOx 排放量 噪声等 四 发动机特性 发动机的主要性能指标有效扭矩 Te 有效功率 Pe 有效耗油率随其运转工况 负荷 转速 变化而变 化的关系称为发动机的特性 其性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性 而性能 指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性 用曲线来表示这些关系 称为发动机的特性曲线 发动 机特性是对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据 在发动机特性中 其速度特性最为常用 下面仅介 绍发动机的速度特性 速度特性 发动机的速度特性指发动机的性能指标 Te Pe ge 随发动机转速 n 变化的规律 用曲线表示 称 为速度特性曲线 速度特性可以在发动机试验台上测得 当节气门开度保持不变时 同时用测功器对发 动机曲轴施加一定数值的阻力矩 当发动机运转稳定时即阻力矩和发动机发出的有效扭矩相等时 可用 转速表测出此时的稳定转速 同时在测功器上测出该转速下的有效扭矩 Te 计算出有效功率 Pe 另外可 测出消耗一定量汽油所经历的时间 换算成每小时耗油量 GT 然后计算出有效燃油消耗率 ge 改变测功 器的阻力矩数值 重复上述过程 又可以得出一组 n Te Pe ge 这样重复若干次 可以得到一系列的 n Te Pe ge 然后根据这些数据 以转速 n 为横坐标 以性能指标 Te Pe ge 为纵坐标作出三条曲 线 即为相对应于该节气门开度的速度特性曲线 节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性 节气门 不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性 发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力 性能 2 5 发动机编号规则 发动机编号规则 为了便于内燃机的生产管理和使用 国家标准 GB725 82 内燃机产品名称和型号编制规则 中对 内燃机的名称和型号作了统一规定 1 内燃机的名称和型号 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名 例如汽油机 柴油机 煤气机等 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成 内燃机型号由以下四部分组成 首部 为产品系列符号和换代标志符号 由制造厂根据需要自选相应字母表示 但需主管部门核准 中部 由缸数符号 冲程符号 气缸排列形式符号和缸径符号等组成 后部 结构特征和用途特征 符号 以字母表示 尾部 区分符号 同一系列产品因改进等原因需要区分时 由制造厂选用适当符号表示 2 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义 汽车结构知识培训 13 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下 3 型号编制举例 1 汽油机 1E65F 表示单缸 二行程 缸径 65mm 风冷通用型 4100Q 表示四缸 四行程 缸径 100mm 水冷车用 4100Q 4 表示四缸 四行程 缸径 100mm 水冷车用 第四种变型产品 CA6102 表示六缸 四行程 缸径 102mm 水冷通用型 CA 表示系列符号 8V100 表示八缸 四行程 缸径 100mm V 型 水冷通用型 TJ376Q 表示三缸 四行程 缸径 76mm 水冷车用 TJ 表示系列符号 CA488 表示四缸 四行程 缸径 88mm 水冷通用型 CA 表示系列符号 2 柴油机 195 表示单缸 四行程 缸径 95mm 水冷通用型 165F 表示单缸 四行程 缸径 65mm 风冷通用型 495Q 表示四缸 四行程 缸径 95mm 水冷车用 6135Q 表示六缸 四行程 缸径 135mm 水冷车用 X4105 表示四缸 四行程 缸径 105mm 水冷通用型 X 表示系列代号 汽车结构知识培训 14 3 传动系结构知识 传动系结构知识 底盘的作用是支承 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 保证汽车正常行驶 底盘由传动系 行驶系 转向系和制动系四部分组成 3 1 传动系的功用和组成传动系的功用和组成 汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮 传动系具有减速 变速 倒车 中断动力 轮 间差速和轴间差速等功能 与发动机配合工作 能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶 并具有良好 的动力性和经济性 传动系一般由离合器 变速器 万向传动 驱动桥组成 典型的机械传动系如下图所示 1 离合器离合器 2 变速器变速器 3 万向传动万向传动 4 驱动桥驱动桥 机械传动系一般由离合器 变速器 万向传动装置 主减速器 差速器和半轴等组成 如上图所示 为发动机纵向安装在汽车前部 后桥驱动的 4 2 汽车布置示意图 发动机发出的动力经离合器 变速器 万向传动装置传到驱动桥 在驱动桥处 动力又经主减速器 差速器和半轴等到达驱动车轮 传动系如可按能量传递方式的不同 划分为机械传动 液力传动 液压传动 电传动等 在这不展 开详解 3 2 传动系的总体构造 传动系的总体构造 3 2 1 离合器装置 离合器装置 组成 组成 分离踏板 推杆 离合总泵 液压软管 离合分泵 分离叉 离合 器盖 作用 作用 使发动机与传动系逐渐接合 保证汽车平稳起 步 暂时切断发动机与传动系的联系 便于发动机 起动和变速器的换档 保证传动系换档时工作 平顺 限制所传递转矩 防止传动系过载 汽车结构知识培训 15 离合器主动部件和从动部件离合器主动部件和从动部件 离合器工作流程离合器工作流程 离合器分两个部件 一部分通过机械动作传送动 力 另一部分利用液压传送动力 A 机械操作 B 液压操作 组成 1 离合器踏板 2 推杆 3 总泵 4 液压软 管 5 分泵 6 分离叉 7 分离轴承 8 膜片弹簧 9 压盘 10 离合器盘 3 2 2 手动变速器 手动变速器 组成 组成 变速传动机构的结构 第一轴 通过轴承 前支撑在曲轴后端孔中 花键 部分装离合器从动盘 后部有常啮齿轮和 直接档齿轮 中间轴 有与第一轴齿轮常啮齿轮 一 倒档 齿轮与轴一体 二 三 四档齿轮用半圆键装 配 第二轴 用轴承 前支撑在第一轴后端 后支 撑在壳体 一 到档齿轮可轴向滑动 二 三 四档齿轮通过轴承与轴配合 并与中间轴齿轮 常啮 其上均有传力齿圈 前后各有一副花键 毂和接合套 实现换档 倒档轴 两个到档齿轮制成一体 其中一个与 中间轴齿轮常啮 变速器功用 变速器功用 改变传动比 扩大驱动轮转矩和转速的变化范 围 以适应经常变化的行驶条件 使发动机在 较好工况下工作 在发动机旋转方向不变的情况下 使汽车实现 倒向行驶 第一轴第一轴 中间轴中间轴 第二轴第二轴 倒档轴倒档轴 汽车结构知识培训 16 利用空挡 中断动力传递 以使发动机能够 起动 怠速运转和滑行等 3 2 3 自动变速器 自动变速器 功用 功用 自动传动桥包括一个变矩器 行星齿轮装置 和液压控制系统 其利用液压力根据车速 加速 器开启度和换档杆位置而自动变换齿轮 在自动 传动桥中不需要变换齿轮 它甚至没有配备离合 器 它还使用电脑根据传感器探测到的行驶条件调节 换档 此系统称为 ECT 电子控制变速器 组成 组成 1 液力变矩器 2 机油泵 3 行星齿轮机构 4 车 速传感器 5 中间轴齿轮转速传感器 输出 6 涡轮转度传感器 输入 7 传感器 8 发动机 和 ECT ECU 电子控制单元 9 电磁阀 10 液压控制单元 11 换档杆 行星齿轮组行星齿轮组 此装置变换自动变速装置中的齿轮 它利用 液压力使三种齿轮 小齿轮 太阳轮 环齿轮 之一保持不动以便创造以下需要的状态 减速 直接连接 和反向转动 组成组成 1 中间轴 2 行星齿轮架 3 前太阳齿轮 4 后太 阳齿轮 5 环齿轮 6 小齿轮 短 7 小齿轮 长 液压控制单元液压控制单元 此部件控制着操作行星齿轮装置的液压管路压力 1 初级调节阀 调节来自油泵的液压力以产生管路 压力 2 换档阀 换档齿轮 3 手动阀 根据换档杆的移动切换管路的压力路径 4 电磁阀 通过接收 ECU 的信号切换液压路径以 变换齿轮 5 机油泵 6 发动机和 ECT ECU 电子控制单元 7 换档杆 汽车结构知识培训 18 发动机和发动机和 ECT ECU 电子控制单元 电子控制单元 此计算机接收来自传感器的电信号 将其传送 给液压控制装置中的电磁阀 并控制齿轮的变换 传感器 检测车速和加速器开度并将电信号传 送至 ECU 组成 组成 1 空档起动开关 2 节气门位置传感器 3 车速传感器 4 输入轴转速传感器 5 发动机 6 自动传动桥 7 电磁阀 8 换档杆 汽车结构知识培训 19 4 汽车行驶系结构知识 汽车行驶系结构知识 4 1 汽车行驶系的功用 汽车行驶系的功用 支承汽车的总质量 接受由发动机经传动系传来的转矩 并通过驱动轮与地面间的附着作用 产生驱动力 以保证 整车正常行驶 传递并支承路面作用于车轮上的各种反力及其所形成的力矩 3 2 4 万向传动装置万向传动装置 功用功用 FR 发动机前置后轮驱动 车辆中 传动 轴将来自变速器的动力传送到差速器 万向接头 是用在轴联接的部位旨在顺利地传送动力 即使 传动轴的角度由于差速器垂直运动而改变 传动轴上有 2 至 3 个接头 柔性联轴节可 以用在接头处 在接头处可以使用柔性联轴节 组成 组成 A 3 接头类型 B 2 接头类型 1 万向节 2 中间轴承 3 套叉 4 柔性联轴节 3 2 5 驱动桥与主减速器 驱动桥与主减速器 功用 功用 驱动桥功用是将万向传动装置输入的动力经 降速增矩 改变动力传递方向后 分配到左右驱 动轮 使汽车行驶 并允许左右驱动轮以不同的 转速旋转 组成 组成 驱动桥由主减速器 差速器 半轴和桥壳等 组成 主减速器 降速 增矩 变向 差速器 使两侧驱动轮不等速旋转 半轴 将扭矩从差速器传至驱动桥 桥壳 安装基础 承重 且承力 汽车结构知识培训 20 尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动 保证汽车平顺行驶 4 2 汽车行驶系的结构形式 汽车行驶系的结构形式 1 汽车行驶系的形式为轮式行驶系 直接与路面接触的部分是车轮如下图所示 2 轮式汽车行驶系组成 由车架 车桥 车轮 悬架等组成 车轮支承着车桥 车桥又通过弹性悬架与车架相连接 车架是整个汽车的基体 它将汽车的各相关总成连接成 个整体 构成汽车的装配基础 4 3 车架 车架 1 车架的功用及类型 1 功用 汽车车架俗称 大梁 其上装有发动机 变速器 传动轴 前后桥 车身等总成和部件 车架的功用是支承 连接汽车的各总成 使各总成保持相对正确的位置 并承受汽车内外的各种 载荷 车架通过悬架装置坐落在车轮上 有的客车和轿车为了减小质量 取消了车架 制成丁能够承受 各种载荷的承载式车身 即无梁式车身 2 结构形式 边梁式 中梁式 或称脊骨式 和综合式 2 车架构造 1 边梁式车架的构造 由两根位于两边的纵梁和若干道横梁组成 用铆接和焊接的方法将纵横梁连接成坚固的刚性构架 纵梁通常用低合金钢板冲压而成 断面一般为槽型 z 星或箱型断面 横梁用来连接纵梁 保证车架的抗扭刚度和承载能力 而且还用来支撑汽车上的主要部件 X 形车架 边梁式车架的改进 对于短而宽的汽车车架 为了降低重心高度和提高车架的扭转刚度 通常制成前窄后宽而后部向上弯曲的车架结构 且两根横梁制成 X 形 故 X 形车架一般用于轿车车架 汽车结构知识培训 21 2 中梁式车架 脊骨式车架 结构 只有一根位于中央而贯穿汽车全长的纵粱 亦称为脊骨式车架 中梁的断面可做成管形 槽 形或箱形 中梁的前端做成伸出支架 用以固定发动机 而主减速器壳通常固定在中梁的尾端 形成断 开式后驱动桥 中梁上的悬伸托架用以支承汽车车身和安装其它机件 若中梁是管形的 传动轴可在管 内穿过 优点 有较好的抗扭转刚度和 较大的前轮转向角 在结构上容许车 乾有较大的跳动空间 便于装用独立 悬架 从而提高了汽车的越野性 与 同吨位的载货汽车相比 其车架轻 整车质量小 同时质心也较低 故行 驶稳定性好 车架的强度和刚度较大 脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用 缺点 制造工艺复杂 精度要求高 总成安装困难 维护修理也不方便 故目前应用较少 3 综合式车架 综合式车架是由边粱式和中梁式车架联合构成的 车架的前段或后段是边梁式结构 用以安装发动机或后驱动桥 而车架的另一段是中粱式结构的支架可以固定车身 传动轴从中梁的中间穿过 使之密封防尘 汽车结构知识培训 22 4 无车架式 部分轿车和大型客车取消了车架 而以车身兼 代车架的作用 即将所有部件固定在车身上 所有的 力也由车身来承受 这种车架称为无梁式车架 也可 称为承载式车身 如上海桑塔纳 一汽奥迪 100 捷达 高尔夫型轿车均为承载式车身 公共汽车及长途大客车 多数采用全金属承载式车身 其中大部分是有骨架式 而无骨架承载式车 身在一部分大客车上也有所采用 4 4 车桥 车桥 1 车桥功用和类型 1 车桥功用 汽车车桥 又称车轴 通过悬架与车架 或承载式车身 相连接 其两端安装车轮 其作用是 传递车架 或承载式车身 与车轮之间的各种作用力及其力矩 2 车桥类型 根据悬架的结构型式 车桥可分为断开式和整体式两种 断开式车桥为活动关节式结构 它与独立 悬架配合使用 整体式车桥的中部是刚性实心或空心梁 它多配用非独立悬架 按车轮的不同运动方式 车桥又可分为转向桥 驱动桥 转向驱动桥和支承桥四种类型 其中 转 向桥和支承桥均属于从动桥 一般汽车的前桥多为转向桥 而后桥或中 后两桥多为驱动桥 越野汽车 或大部分轿车的前桥既是转向桥也是驱动桥 故称为转向驱动桥 有些单桥驱动的三轴汽车 6 2 的 中桥 或后桥 是驱动桥 则后桥 或中桥 都是支承桥 转向桥转向桥 驱动桥驱动桥 汽车结构知识培训 23 转向驱动桥转向驱动桥 支承桥支承桥 4 5 车轮和轮胎 车轮和轮胎 1 车轮与轮胎的功用 支承整车的质量 缓和由路面传来的冲击力 产生驱动力和制动力 使车轮 保持直线行驶的方向 承担越障提高通过性的作用 2 车轮的组成和构造 1 辐板式车轮 车轮的轮辋与轮辐可以用铆钉连接 也可以 制成一体 轮辐的中心有一中心孔 用来将轮辐安装在 轮毂上 螺栓内端呈锥形 与轮辐孔的锥面相适 应 轮辐靠近中心孔部分略向外鼓起 使得轮辐 有些弹性而有助于螺栓的紧固防松 2 辐条式车轮的构造 这种车轮的轮幅是钢丝辐条或者是和轮毂铸 造成一体的铸造辐条 钢丝辐条价格昂贵 维修安装不便 仅用于 赛车和某些高级轿车上 铸造辐条式车轮主要应用于重型汽车上 轮辋是用螺栓和特殊的衬块固定在辐条上 有配合锥面 汽车结构知识培训 24 3 轮胎 轮胎作为汽车与道路之间力的支承和传递部分 它的性能对汽车行驶性能影响很大 轮胎的性能与其结构 材料 气压 花纹等因素有关 轮胎总成是安装在轮辋上的 直接与路面接触 它的作用是 承受汽车的重力 当汽车行驶中 路 面不平引起冲击和振动要求轮胎与悬架一齐起缓和冲击的作用 保证车轮和路面接触具有良好的附着性 传递驱动力和制动力 保持汽车行驶稳定性 轮胎的构造轮胎的构造 轮胎主要由胎冠 胎肩 胎侧 胎体和胎圈等部分组 成 如图所示 胎冠是指外胎两胎肩 夹的中间部位 包括胎面 缓冲层 或带束层 和帘布 层等 胎面是指胎冠最外层 与路面接触带 有花纹的外 胎胶层 它 作用是保护胎 体 防止其早期磨损和损伤 缓冲层是指斜交轮胎胎面和 胎体之间的胶布层 它的作 用是缓和并部分吸收路面对 轮胎的冲击 带束层是指在子午线轮胎和带束斜交轮胎的胎面基部下 沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体 的材料层 它的主要作用是增强轮胎的周向刚度和倾向刚度 并承受大部分胎面的应力 帘布层是指胎 体中由覆胶平行帘线组成的布层 它是胎体的骨架 支撑外胎各部分 胎侧是指胎肩到胎圈之间的胎体侧壁部位上的橡胶层 它的主要作用是保护胎体 承受侧向力 胎体是由一层或数层帘布与胎圈组成整体的充气轮胎的受力结构 斜交轮胎的胎体帘布线彼此交叉 排列 子午线的胎体帘线互相平行 胎圈是指轮胎安装在轮辋上的部分 由胎圈芯和胎圈包布等组成 它的作用是防止轮胎脱离轮辋 轮胎种类轮胎种类 轮胎按组成可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎 1 1 胎面 带 刚性缓冲层 胎面 带 刚性缓冲层 3 3 胎体 十字交叉板 胎体 十字交叉板 4 4 内胎 内胎 5 5 胎圈钢丝胎圈钢丝 A A 子午线胎 子午线胎 B B 斜交轮胎 斜交轮胎 汽车结构知识培训 25 按帘布材料可分为棉帘布轮胎 人造线轮胎 尼龙轮胎 钢丝轮胎 聚酯轮胎 玻璃纤维轮胎 无 帘布轮胎 按断面可分为窄基轮胎 宽基轮胎 普通断面轮胎 低断面轮胎和超低断面轮胎 按胎面花纹可分为普通花纹轮胎 越野花纹轮胎 混合花纹轮胎 按气压可分为高压轮胎 低压轮胎 超低压轮胎 按帘布层结构可分为斜交轮胎 带束斜交轮胎和子午线轮胎 汽车上常用的汽车轮胎是充气轮胎 它可以分为有内胎和无内胎两种 4 6 悬架结构 悬架结构 1 悬架的功用 连接车桥和车架 传递二者之间的各种作用力和力矩 抑制并减小由于路面不平而引起的振动 保持车身和车轮之间正确的运动关系 保证汽车的行 驶平顺性和操纵稳定性 缓冲 减振 导向及稳定 2 悬架的结构组成 悬架一般由弹性元件 导向装置和减振器等组成 弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷 缓冲并抑制不平路面所引起的冲击 减振器用以加快振动的衰减 使车身和车轮的振动得以控制 导向装置是用来传递纵向力 侧向力及其力矩 并保证车轮有正确的运动关系 横向稳定器是一种辅助弹性元 件 以防止车身在不平路面上行驶或转向时发生过大的横向倾斜 3 悬架的分类 悬架按导向装置的型式 汽车两侧车轮运动的相互关系 可分为两大类 非独立悬架和独立悬架 汽车结构知识培训 26 1 非独立悬架 车轮安装在一根整体式车桥两端 车桥通过弹性元件与车 架相连 当一侧车轮跳动时 要影响另一侧车轮 也叫相关 悬架 非独立悬架的特点 结构简单 成本低 车轮上下跳动时 定位参数变化小 在货车和一些大客车上普遍采用 部分轿 车后悬架也有采用 2 独立悬架 独立悬架是每一侧车轮单独通过悬架与车桥相连 每个车 轮能独立上下运动而无相互影响 车桥是断开式 独立悬架车轮接地性好 行驶平顺性和操纵稳定性都优于 非独立悬架 前轮定位角可以调节 在轿车上得到广泛应用 5 转向系结构知识 转向系结构知识 5 1 转向系概述 转向系概述 汽车通过传动系和行驶系 将发动机的动力转变为汽车行驶的驱动力 使汽车产生运动 汽车在 行驶中 经常需要改变行驶方向 汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系 5 2 转向系的功用及组成 转向系的功用及组成 汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 一般是前轮 的偏转角度实现的 转向系不仅可以改变汽车的行驶方向 使其按驾驶员规定的方向行驶 而且还可以克服由于路面 侧向干扰力使车轮自行产生的转向 恢复汽车原来的行驶方向 汽车转向系一般由转向操纵机构 转向器 转向传动机构三部分组成 但随着转向系的类型不同 其结构组成又有所差异 5 3 转向系的类型 转向系的类型 汽车转向系根据其转向能源的不同 可以分为机械转向系和动力转向系两大类型 汽车结构知识培训 27 5 4 转向器结构知识 转向器结构知识 循环式转向器组成循环式转向器组成 1 结构组成 具有两个传动副 一套是螺杆螺母传动副 另一 套是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副 转向螺母松套在螺杆上 两者配合构成圆形截面 的螺旋形通道 螺母侧面有两对通孔 与螺母外的钢球导管构成 汽车结构知识培训 28 两条管状的封闭循环通道 实现螺杆和螺母间的滚 动摩擦 2 工作过程 转动转向螺杆时 通过钢球见力传给螺母 螺母 沿轴线移动 在摩擦力作用下 所有钢球在螺母与螺杆之间形 成 球流 钢球在螺母内绕行两周后 流出螺母进入导管 再由导管流回螺母通道 两列钢球在各自的封闭通 道内循环 螺母外表面有等齿厚齿条 与其啮合的是变齿厚 的齿扇 转动螺杆 螺母随之轴向移动 通过齿条 齿扇 使转向摇臂转动 3 啮合间隙调整装置 利用调整螺钉实现 螺钉旋入 则啮合齿间隙减 小 反之增大 4 传动副的传动特点 正传动效率高 操纵轻便 使用寿命长 逆效率 也高 有 打手 现象 齿轮齿条式转向器组成齿轮齿条式转向器组成 1 结构 传动副为齿轮 齿条 转向齿轮连接转向轴的安全联轴节 齿条水平布置 齿条被弹簧和压块压在齿轮上 保证无间隙啮合 弹簧弹力可调 转向减振器用来减小转向轮的摆动 安全联轴节功用是 汽车受到较大冲击力时 安 全联轴节脱开 防止驾驶员被挤伤 汽车结构知识培训 29 蜗杆曲柄指销式转向器结构蜗杆曲柄指销式转向器结构 1 结构 蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以转向蜗杆为主 动件 装在摇臂轴嘟的指销为从动件 2 工作过程 转向蜗杆转动时 与之啮合的指销即绕转向播臂 轴轴线沿圆弧运动 并带动转向摇臂轴转动 3 工作特点 采用双指销不但可使播臂轴转角范围加大 而且 由于直线行驶及修正行驶方向时两指销均与转向蜗 杆啮合 因而使指销受力小 寿命长 指销装在滚 动轴承上可以大大提高转向器的传动效率 6 制动系统结构知识 制动系统结构知识 6 1 汽车制动系功用 汽车制动系功用 为了保证汽车安全行驶 提高汽车的平均行驶车速 以提高运输生产率 在各种汽车上都设有专 用制动机构 这样的一系列专门装置即称为制动系 汽车制动系功用 1 保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车 2 保证车辆可靠停放 6 2 一般制动系的基本结构和工作原理 一般制动系的基本结构和工作原理 制动系统的一般工作原理是 利用与车身 或车架 相连 的非旋转元件和与车轮 或传动轴 相连的旋转元件之间的相 互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势 可用右图所示的一种简单的液压制动系统示意图来说 明制动系统的工作原理 一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮 毂上 随车轮一同旋转 在固定不动的制动底板上 有两 个支承销 支承着两个弧形制动蹄的下端 制动蹄的外圆 面上装有摩擦片 制动底板上还装有液压制动轮缸 用油 管 5 与装在车架上的液压制动主缸相连通 主缸中的活塞 3 可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵 1 制动踏板制动踏板 2 推杆推杆 3 主缸活塞主缸活塞 4 制动主缸制动主缸 5 油管油管 6 制动轮缸制动轮缸 7 轮缸活塞轮缸活塞 8 制动鼓制动鼓 9 摩擦片摩擦片 10 制制 动蹄动蹄 11 制动底板制动底板 12 支承销支承销 13 制动蹄回位弹簧制动蹄回位弹簧 汽车结构知识培训 30 当驾驶员踏下制动踏板 使活塞压缩制动液时 轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓 使制动鼓减小转动速度 或保持不动 6 3 轿车典型制动系统的组成 轿车典型制动系统的组成 下图给出了一种轿车典型制动系统的组成示意图 可以看出 制动系统一般由制动操纵机构和制动 器两个主要部分组成 1 制动操纵机构 产生制动动作 控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件 如图中的 2 3 4 6 以及 制动轮缸和制动管路 2 制动器 产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力 制动力 的部件 汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转 元件工作表面的摩擦而产生制动力矩 称为摩擦制动器 它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式 6 4 制动器 制动器 制动器功用是在制动系中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的力 即直接产生制动作用 制动器一般分为 鼓式 旋转元件为制动鼓 和盘式 旋转元件为制动盘 1 鼓式制动器 与车轮一起旋转的制动鼓 制动蹄片从 内侧压紧制动鼓 产生的摩擦控制车轮的转 动 必须检查制动鼓和制动衬片 制动蹄片从内侧压转动的制动鼓 获得制 动力 当以制动鼓转动方向相同的方向压时 制动蹄片通过与鼓的摩擦切入旋转方向 结 果摩擦增加 这称为自增力作用 2 盘式制动器 1 前轮盘式制动器前轮盘式制动器 2 制动总泵制动总泵 3 真空助力器真空助力器 4 制动踏板机构制动踏板机构 5 后轮鼓式制动器后轮鼓式制动器 6 制动组制动组 合阀合阀 7 制动警示灯制动警示灯 1 1 制动分泵 轮缸 制动分泵 轮缸 2 2 制动蹄片 制动蹄片 3 3 制动衬片 制动衬片 4 4 制动鼓 制动鼓 5 5 活塞 活塞 6 6 活塞皮碗活塞皮碗 汽车结构知识培训 31 盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘 称为制动盘 其固定元件有着多种结构型 式 根据固定元件的结构型式不同 盘式制动器大体上可以分为两类 即钳盘式制动器和全盘式制动器 1 盘式制动器基本结构 制动盘与车轮固装在一起旋转 端面为摩 擦面 其固定部分的摩擦件总称为制动钳 制 动钳安装在转向节或桥壳上 并可用垫片调整 钳与盘的间隙 2 盘式制动器工作原理 制动时 油液压入轮缸内 活塞在液压作 用下压紧制动盘 产生摩擦力矩而制动 放松时 活塞和制动块依靠密封圈的弹力 和弹簧回拉 注意控制端跳 防止 拖带 7 车身电气车身电气 车身电气组件由装在车身上的电气零件构成 基本组成 1 导线与线束 2 开关和继电器 3 照明系统 4 组合仪表和计量表 5 刮水器和喷洗器 6 汽车空调 7 1 导线与线束 导线与线束 线束可区分为下列各组 以方便车辆各个电气组件之间的连接 7 1 1 导线 导线 汽车电系的导线有低压线和高压线两种 低压线中又有普通线 屏蔽线 起动电缆和蓄电池搭铁电缆 之分 高压线又有铜芯线和阻尼线之分 1 低压导线 A 工作前 工作前 B B 工作中 工作中 1 1 盘式制动器制动卡钳 盘式制动器制动卡钳 2 2 盘式制动器摩擦片 盘式制动器摩擦片 3 3 盘式制动器转盘式制动器转 子 子 4 4 活塞 活塞 5 5 油液油液 汽车结构知识培训 32 1 普通低压导线为铜质多丝软线 根据外皮绝缘包层的材料不同又分为 QVR 型 聚氯乙烯绝缘包层 和 QFR 型 聚氯乙烯一丁腈复合绝缘包层 两种 导线的截面主要根据用电设备的工作电流进行选择 但是对功率很小的电器 仅从工作电流的大小来 选择导线 其截面将太小 机械强度差 易于拆断 因此汽车电系中所用的导线截面至少不得小于 0 5mm2 随着汽车电器的增多 导线数量也不断增加 为了便于维修 低压导线常以不同的颜色加以区分 其 中截面积在 4mm2以上的采用单色 而 4mm2以下的均采用双色 搭铁线均用黑色导线 2 屏蔽线 屏蔽线也称同轴射频电缆 在外层绝缘层中带有金属纺织网管或很多股导线装在一层编织金属网内 再在网管外套装一层护套 称为屏蔽网 其作用是将导线与外界的磁场隔离 避免导线受外界磁场影响 而产生干扰 尤其在防止汽油发动机高压点火干扰方面非常有效 屏蔽线常用于低压微弱信号线路 如 天线连接线及各种传感器和电子控制单元之间的通讯 在爆震信号电路 曲轴位置信号电路 氧传感器 信号电路等处使用普遍 3 起动电缆它用来连接蓄电池与起动机开关的主接线柱 截面有 25 35 50 70mm2 等多种规格 允许电流达 500 1000A 为了保证起动机正常工作 并发出足够的功率 要求在线路上每 100A 的电流 电压降不得超过 0 1 0 15V 4 蓄电池的搭铁电缆它是由铜丝编织而成的扁形软铜线 国产汽车常用的搭铁线长度有 300 450 600 760mm 四种 2 高压导线 用来传送高电压 由于工作电压很高 一般在 15kV 以上 电流强度较小 因此高压导线的绝缘包层 很厚 耐压性能好 但线芯截面积很小 国产汽车用高压导线有铜芯线和阻尼线两种 其型号和结构见表 7 6 为了衰减火花塞产生的电磁波干扰 目前已广泛使用了高压阻尼点火线 高压阻尼点火线的制造方法 和结构亦有多种 常用的有金属阻丝式和塑料芯导线式 金属阻丝式又有金属阻丝线芯式和金属阻丝线绕电阻式两种 金属阻丝线芯式是由金属电阻丝绕在绝缘线束上 外包绝缘体制成阻尼线 金属丝线绕电阻式是由电 阻丝绕在耐高温的绝缘体上制成电阻 再与不同型式的绝缘套构成 塑料芯导线式是用塑料和橡胶制成 直径为 2mm 的电阻线芯 在其外面紧紧地编织着玻璃纤维 外面再包有高压 PVC 塑料或橡胶等绝缘体 电阻