汽车原理与结构-总体构造与行驶原理.pptx

上次课内容回顾 一 汽车及汽车工业 二战以后以美国 德国 日本为代表的汽车大国引导汽车发展潮流 近十年期间及今后五年 是我国汽车工业飞速发展的重要阶段 入世以后 为民族汽车工业注入了活力 2010年中国一定要步入世界汽车强国的行列 二 汽车的危害 交通安全 能源消耗 环境保护 共25页第1页 三 我国汽车型号编制 1988年国家颁布的国家标准GB9417 88 汽车产品型号编制规则 规定 汽车型号表明汽车的厂牌 类型和主要特征参数等 车辆分类 八类 阿拉伯数字表示 1 9 主参数 总质量 1 2 3 4 5 9类 总长度 6 客车类 总排量 7 轿车类 编制规则TJ7100 CA7226L等 共25页第2页 第二章汽车总体构造与行驶原理 虽然现代商品化汽车类型繁多 结构复杂 涉及机械 冶金 制造 电子 橡胶等行业 目前世界各国生产的汽车仍是以活塞式内燃机为动力的常规构造形式 主要由发动机 底盘 车身 电气及辅助四大部分组成 汽车的行驶则必须满足驱动条件和附着条件 共25页第3页 2 1汽车总体构造概述 一 基本组成一般车辆可分解为发动机 底盘 车身 电气及辅助部分四大主要组成部分 发动机 汽车的动力源 最常用的是四冲程活塞式内燃机 底盘 车辆形式及其他功能实现的基体 车身 以车架为主体 可根据需要造成客车 货车 特种用途车等 电气控制和其他辅助部分构成汽车的不可缺少的内容 共25页第4页 总体构造 发动机 底盘 车身 电气 解放CA1091型货车 解放CA1091型货车模型 总体 1 汽车的总体构造 发动机 车身 前板制件 车厢 底盘 电气及其他 共25页第4页 构造实例 二 发动机 将燃油化学能变成热能 最终获得机械能 1 常见汽车发动机类型 内燃发动机活塞式内燃机 涡轮式燃气轮机 电动发动机蓄电池 燃料电池 复合式等 喷气式发动机目前未见商业化 喷气式样车曾在1997 10创下1222 73km h的陆上车辆最高时速 共25页第5页 四缸汽油发动机 2 往复活塞式发动机 常用往复活塞式发动机按其使用燃料不同 可分为汽油机和柴油机两类 分别适用于不同功能的车型 汽油发动机体积小 噪声低 功率相对较小 适合中小型城市用车 柴油发动机功率大 常用于大型车辆 随着制造技术的进步 柴油机的体积不断减小 由于它优越的性能 现代一些轿车也了采用柴油机动力 共25页第7页 3 四冲程活塞往复式内燃机 汽油机和柴油机的工作原理完全一致 四个行程 进气 压缩 作功 排气 通称为往复活塞式四冲程内燃发动机 两者的不同之处 气体混合方式的区别汽油机的燃料与空气是在燃烧室外常温常压混合 柴油机则利用高压泵将燃料 空气注入在燃烧室内高温高压混合 点火的区别汽油机用电火花点火 柴油机利用高温高压自燃 共25页第8页 4 二冲程内燃机简介 二冲程内燃机是发动机的早期的产品 中国市场在20世纪80年代末基本淘汰 二冲程内燃机具有制造简单 成本低 输出角速度均匀 结构轻等特点 曾广泛应用于微型车 摩托车等领域 由于耗能大 环保性差 与当今汽车发展的趋势相违背 本课程只介绍四冲程发动机 共25页第9页 三 底盘 底盘是汽车成为运载工具的基体 不同功能需求的车辆其底盘构造有很大区别 一般结构中 汽车底盘包括 传动系统离合器 变速器 主轴系统及驱动桥等 行驶系统车架 车桥及车轮 悬架等 转向及制动系统等另外 底盘中的车架还是汽车所有部件 总成 配置设备等的安装与支撑的基体 共25页第10页 底盘传动系统常见组成及布置示意图1离合器2变速器3万向节4驱动桥5差速器7半轴8传动轴 前轴 后轴 发动机 共25页第11页 汽车底盘结构简图 捷达轿车车壳造型图 前保险杠 后保险杠 车顶盖 车仓 车门 共25页第12页 壳体 车前板制件 车箱等 及附属装置 各种防护等 四 车身的组成 4 电气及辅助部分 各种控制电路点火 照明 信号 刮水 空调及智能化系统 汽车仪表速度 里程 油量 档位显示 冷却温度及各种控制操作开关等随着现代信息 电子技术的迅速发展 为达到高效 舒适 安全的目的和对车辆 交通管理的需求 汽车电气及辅助功能不断增强和拓宽 智能化控制体系将在不久的未来成熟和应用 车载系统 GPS地面接收系统 自动收费装置 营业识别装置 地面障碍躲避控制等 共25页第13页 五 现代汽车布局形式 为了满足不同的消费需求 汽车各总成的相对位置有所不同 按以发动机位置和驱动形式的差异 汽车布局形式可分为以下五种 1 发动机前置后轮驱动 FR 最常见的传统布局 用于绝大部分普通车辆 共25页第14页 发动机 主传动轴 驱动轮 发动机前置后轮驱动 2 发动机前置前轮驱动 FF 轿车中较为盛行的一种布局 特点是结构紧凑 质量小 重心低 高速行驶操作稳定 3 发动机后置后轮驱动 RR 多用于大 中型客车 具有室内噪声小 车箱利用余地大等优点 少数轿车也用此布局 共25页第15页 发动机前置前轮驱动 发动机后置后轮驱动 4 发动机中置后轮驱动 MR 多用于大功率跑车 赛车等 该类车辆一般发动机功率 尺寸都很大 置于驾驶员座椅之后和后轴之前有利于提高汽车性能 发动机中置后轮驱动 目前大多数用于拉力赛车 方程式赛车等特殊车辆 通常只设驾驶员 导航员两个座位 共25页第16页 5 发动机前置全轮驱动 4WD nWD 全轮驱动用于越野车和一些特殊用途车 全轮驱动车的发动机通常置于前部 在传动系统中配备分动器 可以将变速之后的动力按一定规律分解并送到各个车轮 除此之外的其他形式 如发动机后置全轮驱动等 实际应用较少 一般用于满足特殊的要求 发动机前置全轮驱动 共25页第17页 分动器 布置形式 a 前置后轮驱动b 前置前轮驱动c 后置后轮驱动d 中置后轮驱动e 前置全轮驱动现代汽车布置形式 共25页第18页 2 2汽车行驶基本原理 一 汽车行驶时存在的作用力及其计算1 驱动力Ft F Mt r其中F 轮与地面摩擦力 等于对车的驱动力Ft 驱动力 主动力 由发动机产生 Mt 发动机动力对驱动轴的扭矩r 车轮半径 摩擦力F 是一个被动力 其大小取决于车辆重力 正压力方向 轮胎 地面等因素 共25页第19页 2 车辆行驶的总阻力 F F Ff Fw Fi Fj式中Ff 滚动摩擦阻力Fi 上坡阻力Fw 空气阻力Fj 加速度阻力3 车轮与地面间摩擦力 附着力 F G F 附着力 地面阻碍车轮滚动的最大值 F max G 车轮对地面法向压力 车轮与地面接触抗滑系数汽车所处的各种状态 静止 匀速行驶 加减速行驶等 取决于驱动力 总阻力 附着力及其相互关系 共25页第20页 二 驱动条件 1 行驶基本条件汽车行驶的基本条件即具备足够的动力 发动机产生的驱动力Ft必须大于或等于车辆行驶中存在的总阻力 严格地说Ft只是内力 它是产生外力 驱动力 的前提 假设发动机内力能全部转化成驱动力 则 F Ft汽车作匀速运动 F Ft汽车作减速运动 直到静止 F Ft汽车作加速运动 直到速度极限具备以上条件时 车辆将可能处在运行状态 共25页第21页 2 影响驱动力Ft的因素 发动机功率 扭矩 转速等参数 发动机最大功率是评价车辆动力性能的重要参数 重型货车 大客车 越野车 比赛用车拥有较大的输出功率 一般可达到1500kw 传动系统 降速增矩 运动传递 动力传递 扭矩 kNm 9549 功率 kw 转速 r min 所谓减速增矩 车速与驱动轴驱动扭矩成反比 通常货车减速比较大 能获得较大的驱动扭矩 但相对车速要低 共25页第22页 三 附着条件 共25页第23页 1 内力转换具备驱动条件的车辆只拥有足够的内力 要驱动汽车还需将其转换成外力 由于地面与车轮之间的摩擦造成轮胎对地面的附着作用 形成阻碍车轮滚动的阻力 该阻力的反作用力即有效驱动力 2 附着力计算附着力是被动力 摩擦 与轮胎对地面的正压力 地面和轮胎之间摩擦系数 相对滑移状况有关 是其阻力的极限值 3 附着力 驱动力 总阻力之间的关系