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汽车基础知识 汽车的概念 汽车是由自身的动力装置驱动 通常指具有4个 或4个以上 车轮的非轨道 无架线车辆 汽车的主要用途是运输 亦即载送人和货物或牵引载送人和货物的车辆 一汽车基础知识介绍 1 汽车类型可按以下几种方法分类 按用途分类 按动力装置类型分类 按行驶道路条件分类 以及按行驶机构的特征分类 按用途分类a运输汽车 可分为轿车 客车和货车 并按照汽车的主要特征参数分级 即轿车按照发动机工作容积 客车按照车辆总长度 货车按照汽车的总质量分级 b特种用途汽车 这种车辆根据特殊要求设计或改装而成 主要执行运输以外的任务 例如特种作业汽车 救护车 洒水车 消防车等 竞赛汽车 F1 娱乐汽车 房车 高尔夫球场车等 按动力装置类型分类a活塞式内燃机汽车 主要使用汽油车柴油 另外还有合成液体石油 液化石油气 LPG 压缩天然气 CNG 乙醇等 注 活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式等类型 b电动汽车 这是指以电动机为驱动机械并以蓄电池为能源的车辆 不包括依靠架线供电行驶的车辆 目前电动汽车主要有三种 纯电动汽车 混合动力汽车以及燃料电池汽车 c燃气轮机汽车 与活塞式内燃机相比 燃气轮机功率大 质量小 转矩特性好 但是油耗高 噪声大 所以从未批量生产过 1964年 有人驾驶一辆名为 青鸟号 的燃气轮机汽车以648 71km h的速度创造了当时的陆上车辆速度最高世界记录 d喷气式汽车 1997 10 英国人用喷气式汽车 以1227 73km h 超过声速 创造了陆上车辆行驶速度的最高世界记录 按行驶道路条件分类a公路用车 受交通法规限制b非公路用车 一类是有些参数超过公路用车法规的限制 只能在矿山 机场 工地等非公路地区使用 另一类是越野汽车 按行驶机构的特征分类a轮式汽车 可按驱动情况分为非全轮驱动和全轮驱动 常用代号 n m 表示 n是车轮总数 装在同一个轮毂上的双轮胎仍算1个车轮 m是驱动轮数 b其他类型 如履带式 雪橇式等等 2 国产汽车产品型号编制规则按照GB9417 88 国产汽车型号应能表明其厂牌 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 中部和尾部三部分 首部 由2个或3个拼音字母组成 是企业代号 如 EQ CA QCJ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 其含义如下 尾部 由拼音字母或加上数字组成 可以表示专用汽车的分类或变型车与基本型的区别 例如 CA1092 CA7226L等 3 汽车总体构造3 1汽车总体构造的组成部分汽车通常由发动机 底盘 车身以及电器部分组成 发动机 这是汽车的动力源 按燃料的种类分为汽油机 柴油机 随着代用燃料技术和环保技术的不断发展 新近发展了天然气汽车 电动汽车等等 底盘 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 它包括以下组成部分 a传动系将发动机的动力传给驱动车轮 包括离合器 变速器 传动轴 主减速器及差速器 半轴等 b行驶系起纽带和承载的作用 主要包括车架 车桥 车轮和悬架等等 c转向系使汽车按驾驶员选定的方向行驶 主要由带方向盘的转向器及转向传动装置组成 有的汽车还带有动力转向装置 d制动系使汽车减速或停车 并可保证驾驶员离去后汽车可靠地停驻 主要包括制动器 控制装置 供能装置以及传动装置 车身 车身是驾驶员工作及容纳乘客和货物的场所 轿车一般采用整体式车身 载货汽车的车身一般由车头 驾驶室和车厢组成 电器部分 用于汽车的起动和灯光照明等等 3 2汽车的总布置形式a前置后驱 FR 传统布置形式 大多数货车 部分轿车和部分客车采用 b前置前驱 FF 现代大多数轿车所采用的布置形式 具有结构紧凑 整车质量小 地板低 高速时操纵稳定性好等优点 c后置后驱 RR 目前大 中型客车盛行的布置形式 具有室内噪声小 空间利用率高等优点 少数轿车也采用这种布置形式 d中置后驱 MR 方程式赛车和大多数跑车采用 e全轮驱动 nWD 这是越野车特有的布置形式 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 二汽车发动机 1 发动机类型目前汽车采用的基本上是往复活塞式内燃机按完成一个循环所需要的行程数 可分为四冲程和二冲程发动机 按发火方式 可分为点燃式 如汽油机 和压燃式 如柴油机 按燃料种类 可分为液体燃料发动机 汽油机 柴油机 和气体燃料发动机 如天然气发动机 液化石油气发动机等 按汽缸数及其排列方式分类 有单缸机和多缸机之分 单缸机有立式与卧式 多缸机有V型与直列式等 按冷却方式分 有水冷和风冷两种 2 发动机工作原理简介a四冲程发动机工作原理进气行程 压缩行程 作功行程以及排气行程 概念 上止点 下止点 活塞行程 汽缸排量 压缩比b二冲程发动机工作原理 3 发动机组成曲柄连杆机构 配气机构燃油供给系 冷却系 润滑系 点火系 起动系 3 1曲柄连杆机构功用 是把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩 以向工作机械输出机械能 主要组件 机体组 汽缸体 汽缸盖 油底壳活塞连杆组 活塞 活塞环 活塞销 连杆等曲轴飞轮组 曲轴 飞轮等 3 2配气机构功用 按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环和点火次序的要求 定时开启和关闭进 排气门 使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入汽缸 废气得以及时排出主要组件 气门组 气门 气门导管 气门弹簧等气门传动组 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂 摇臂轴 凸轮轴正时齿轮等 3 3燃料供给系汽油机 油箱 汽油滤清器 汽油泵 化油器 空气滤清器 进排气管等柴油机 油箱 柴油滤清器 燃油泵 喷油泵 空气滤清器 进排气管等 3 4点火系 仅汽油机有 蓄电池 发电机 分电器 点火线圈 火花塞等 3 5冷却系水冷式 散热器 风扇 水泵 节温器 水套等风冷式 风扇 导流罩 散热片等 3 6起动系起动机及附属装置 3 7润滑系机油滤清器 机油泵 粗滤清器 油道等 三汽车底盘部分的作用以及基本构成和工作原理 汽车底盘作用 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 底盘由传动系 转向系 制动系和行驶系四部分组成 1 汽车传动系1 1传动系的作用将发动机的动力平稳可靠地传给驱动车轮 使汽车前进或后退 根据汽车行驶的道路坡度 路面等级 交通流量 车辆载荷大小以及行驶速度高低等要求 改变汽车行驶速度和驱动力 1 2传动系的组成离合器 变速箱 万向传动装置和具有减速器 差速器 半轴的驱动桥组成 越野汽车和重型汽车多采用多桥驱动 在变速器后加装分动器 从分动器至各驱动桥各装一套万向传动装置 1 2 1离合器作用 保证在发动机的曲轴与传动装置间能根据汽车行驶的需要传递或截断发动机动力输出 使汽车平稳起步 便于换档和防止传动系过载 构造与工作原理 常用的多为干摩擦片式 大部分车均采用此结构的离合器 主要由主动部分 从动部分 压紧机构和操纵机构四部分组成 其中 发动机飞轮是离合器的主动件 带摩擦片的从动盘的毂通过轴向花键同从动轴 即变速箱第一轴 相连 压紧弹簧将从动盘紧压在飞轮端面上 发动机转矩就靠飞轮同从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上 再由此经过从动轴和传动系中一系列机件传给驱动车轮 1 2 2变速器和分动器变速器的作用 根据不同的道路情况 变更驱动车轮的牵引力 并使汽车得到所需要的速度 在不改变曲轴旋转方向的情况下 使汽车能前进或后退 在离合器接合时 使发动机不传给驱动车轮 空档 还可通过取力器将动力传给其他机构 如绞盘和倾卸汽车用油压泵 构造 主要由变速器壳 盖 输入轴 第一轴 输出轴 第二轴 中间轴 倒挡轴以及齿轮 轴承 油封 操纵机构等机件组成 原理 利用改变直径不同的齿轮啮合 改变输出的转速和转矩 如大齿轮带小齿轮传动 输出转速升高 转矩下降 小齿轮带大齿轮传动 则输出转速降低 扭矩增大 1 2 3万向传动装置作用 保证在动力的输出轴和动力的输入轴之间轴线不重合 且轴线夹角经常发生变化的情况下传递动力 构造 万向节 传动轴 1 2 4车桥作用 承受和传递地面与车架之间的各向作用力及力矩 构造 驱动桥 转向桥 转向驱动桥和支持桥四种 其中驱动桥又含减速器 差速器 半轴 驱动桥壳等 转向桥由前轴 转向节和轮毂三个部分组成 2 汽车转向系2 1作用 根据汽车行驶的需要 按照驾驶员意图改变行驶方向 2 2构造 转向器及转向传动装置 其中 转向器的作用是将驾驶员施于转向盘上的力 通过它传给转向传动机构 同时还可以增大传动比 使转向操纵轻便 按采用的传动副的方式可分为蜗杆曲柄销式 循环球式和齿轮齿条式 转向传动装置包括转向垂臂 直拉杆 转向节臂 转向节 转向节主销 梯形臂和横拉杆等机件 主要把转向盘的指令传递给转向车轮 3 汽车制动系3 1作用 按照需要 使汽车减速或在最短的距离内停车 使汽车可靠地停放在坡道上 不自动滑溜 保证汽车能在安全的条件下发挥出高速行驶的性能 3 2构造 由产生制动作用的制动器和操纵制动器的传动机构组成 3 2 1汽车制动器一般汽车制动系包括两套独立的制动装置 一套是驾驶员用脚踏板操纵的行车制动 主要用于汽车行驶中控制车速和保证行车安全 其制动器安装在车轮上 即所谓的脚刹 另一套是驾驶员用手控制的驻车制动装置 主要用于驻车后防止汽车滑溜 其制动器安装在变速器后面或车轮上 即所谓的手刹 3 2 2操纵制动器的传动机构有机械式 液压式和气压式 其中机械式的仅在手制动上使用 其它型式分别为 液压制动系 由制动踏板 制动总泵 车轮制动器及输油管路等组成 气压制动系 由空压机 贮气筒 制动阀 制动器室 车轮制动器 输气管路 制动踏板等机件组成 4 汽车行驶系4 1组成 车架 车桥 车轮和悬架 4 2作用 4 2 1车架 是整个汽车的骨架 汽车的所有总成和部件以及车箱 驾驶室等都直接或间接地安在车架上面 车架具有较高的强度和适当的刚性 以承受由总成传来的全部作用力和力矩 4 2 2车轮和轮胎 车轮的作用是支持全车重量 并通过车胎同路面接触而实现汽车运动 同时 转向车轮还起引导汽车行驶方向的作用 车轮由轮毂和轮辋组成 根据轮毂和轮辋相连部分构造的不同 车轮可分为盘式和幅式两种 轮胎通过同地面的附着力而使车轮获得行驶驱动力 靠橡胶的弹性可吸收行驶时产生的振动 保护行驶机构 使汽车行驶平稳 轮胎由外胎 内胎和衬带组成 在胎上还有气门嘴及气门芯 1 车轮螺栓2 气门嘴3 车轮饰板4 轮辐板5 轮辋6 子午线轮胎7 平衡块及夹子 轮胎规格有两种 一是以断面宽B 轮辋直径d 即B d 表示的是低气压胎 如9 00 20 单位为英寸 二是以轮胎直径D乘断面宽B 即D B 表示的是高压胎 如34 7 单位为英寸 4 2 3悬架是车架同车桥或车轮之间的所有传力 连接装置的总称 其作用是在车架与车桥之间传递力和力矩 吸收车轮在不平道路行驶受到的冲击和振动 悬架分独立悬架和非独立悬架 一般轿车采用独立悬架 系列载货车采用非独立悬架 四 汽车车架和车身 1 车架1 1车架的结构型式车架是跨装在汽车前后轴上的桥梁式结构 其主要结构型式归纳起来不外乎框式 脊梁式和综合式三大类 其中框式又可分为边梁式和周边式两种 边梁式车架的结构便于安装车身 包括驾驶室 车箱乃至特种装备等 和布置其它总成 有利于改装变形和发展多品种的需要 所以被广泛采用在货车 大多数特种汽车 直接利用货车底盘改装的大客车以及早期生产的轿车上 周边式车架主要是适应轿车车身地板从边梁式派生出来的 目的主要在于尽量降低地板高度 这种车架前后两端纵梁收缩 中部纵梁加宽 前端宽度取决于前轮最大转向角 后端宽度取决于后轮距 中部宽度取决于车身门槛梁的内壁宽 其最大特点是前后狭窄端系通过所谓的缓冲壁或抗扭盒与中部纵梁焊接相连 脊梁式车架主要由一根位于对称平面内的较粗的管子和若干根悬伸托架所构成 其特点是具有较大的抗扭刚度 结构上允许车轮有较大的跳动 主要用于某些高越野性汽车上 但成本高 维修不便 故应用并不多 综合式车架系上述两种车架的综合 多采用于轿车上 其前 后端均近似边梁式结构 中部为一短脊梁管 前 后端便于安装发动机和后驱动轴 其制造工艺也较复杂 采用也不广泛 2 2车身的结构型式2 2 1非承载式车身这一类车身的汽车 都有单独的车架 如货车 特种汽车等 其车身是通过橡胶垫与车架在多点挠性相连的 大部分载荷主要由车架所承受 车身在很小程度上承受由于车架弯曲和扭转变形所引起的载荷 其结构特点是 a介于车身与汽车行驶系之间的车架 可以较好地吸收或缓和来自路面的冲击 降低噪声和减轻振动 从而提高乘坐舒适性 b底盘与车身可以分开装配 然后进行总装 既简化工艺 又便于组织专业化协作 c由于有车架作为整车的基础 这样就便于汽车上各总成和部件的安装 同时也易于更改车型和改装 d发生撞车事故时 车架还可以起到保护作用 其缺点是 a由于车身不参与承载 故必须保留有强度足够大的车架 导致整车自重增加 b使整车高度增大 c由于车架过长 过大 需要大型设备加工 设备昂贵 2 2 2半承载式车身为了减轻自重 可以让车身也参与承载 这样就形成了半承载式车身 这种结构的主要特点是 车身底部与底架组合为一整体 前者也能分担一部分弯曲和扭转载荷 由于这种型式的汽车仍保留有底架 因此对减轻大客车的自重仍受到一定的限制 2 2 3无车架式为了进一步减轻自重 使车身结构合理化 在轿车和大客车上广泛采用无车架的承载式车身结构 这种型式已成为车身结构的主流 其主要特点是 可使自重最轻而强度与刚度最大 如果设计合理 还可降低整车高度 且有利于车身系列化的要求 缺点是 由于取消了车架 来自传动系和悬架的振动和噪声将直接传人车内 而车箱本身又是易于形成空腔共鸣的共振箱 所以会恶化乘坐舒适性 为此需要采用大量的隔音防振材料 使成本和重量有所增加 此外 改型也较困难 2 2 4车身附件 车身附件的设置主要是用来满足汽车的基本功能 2 2 4 1内饰主要包括顶棚 地毯 A B C柱装饰板 地饰件 门板等 2 2 4 2外饰主要包括前栅 前后杠 装饰条等2 2 4 3功能件锁 摇窗机 支撑杆 灭火器 坐椅 安全带 方向盘 仪表台板 搁物板 杂物盒 换档机构 内外视镜 遮阳板 整车玻璃等 五 汽车电器重要部件简介 1 蓄电池蓄电池为可逆的直流电源 在汽车上使用最广泛的是起动用铅蓄电池 它与发动机并联 向用电设备供电 蓄电池的作用是 当发动机启动时 向启动机和点火系供电 在启动机不发电或电压较低的情况下向用电设供电 当用电设备同时接入较多 发电机超载时 协助发电机供电 当蓄电池存电不足 而发电机负载又较少时 它可将发电机的电能转变为化学能储存起来 因此它在汽车上占有重要位置 如何正确使用和维护保养蓄电池 对延长蓄电池的使用寿命极为重要 2 汽车发电机发电机是汽车电系的主要电源 它在正常工作时 对除起动机以外的所有的用电设备供电 并向蓄电池充电 以补充蓄电池在使用中所消耗的电能 汽车所用的发电机有直流发电机 交流发电机 直流发电机是利用机械换向器整流 交流发电机是利用硅二极管整流 故又称硅整流发电机 汽车用电器都是按照一定的直流电压设计的 汽油机常用12V 柴油机常用24V 在汽车上 发电机既是用电器的电源 又是蓄电池的充电装置 为了满足用电器和蓄电池的要求对发电机的供电电压和电流变化范围也有一定的限制 3 汽车起动机起动机是用来起动发动机的 它主要由电机部分 传动机构 或称啮合机构 和起动开关三部分组成 4 汽车点火系统在现代汽油发动机中 气缸内燃料和空气的混合气大多采用高压电火花点火 电火花点火具有火花形成迅速 点火时间准确 调节容易以及混合气点燃可靠等优点 为了在气缸中产生高压电火花 必须采用专门的点火装置 点火装置按电能的来源不同 可分为蓄电池点火和磁电机点火两大类 蓄电池点火系统 磁电机点火系统 点火线圈 分电器 火花塞 电容器 电子点火系统工程 5 汽车仪表汽车仪表的作用是帮助驾驶员随时掌握汽车主要部件的工作情况 及时发现和排除可能出现的故障和不安全因素 以保证良好的行使状态 汽车常用仪表有车速表 发动机转速表 水温表 燃油油量表及车速里程表 有的汽车还有和制动系贮气筒气压表等 除此之外 汽车仪表还提供某些信号报警功能 如手刹指示 机油压力报警 发动机故障报警等 6 汽车辅助电器设备随着汽车辅助工业的发展和现代化技术在汽车方面的应用 现代汽车装用的辅助电气设备很多 除了汽车用音响设备 通讯器材和汽车电视等服务性装置外 还有一些是与汽车本身使用性能有关的电气设备 如电动刮水器 电动洗窗器 电动玻璃升降器 暖风通风装置 电动座位移动机构 发动机冷却系电动风扇 电动燃料泵 冷气压缩机用电磁离合等等 双速电动式刮水器双速电动式刮水器一般是由一个直流并激 或复激 电动机和一套减速传动机构组成 风窗玻璃防冰霜设备冬季风窗玻璃上易结冰霜 用刮水器是无法清除的 有效的办法是将玻璃加热 在空调设备的汽车上 将热风吹向风窗玻璃 就可以避免结冰 在无空调设备的汽车上 风窗玻璃可利用电阻丝来加热 在风窗玻璃的内面贴有三根镍铬丝 通过加热 就可防止冰霜 这种装置耗电量为30 50W 效果很好 国外有些高级轿车上采用电子加热器 通过三级管的控制 使电阻丝通电加热 电热塞冬季由于进入柴油机内的空气温度较低 压缩混合空气达不到着火的温度 因此 起动比较困难 为了使柴油机冬季易起动 在柴油机燃烧室内装用了电热塞 用来提高汽缸内的空气温度 电磁离合器电磁离合器是一种常见的自动控制元件 它具有工作可靠 容易实现远距离控制等特点 在汽车上 它常被用做冷气压缩机驱动离合器和发动机冷却系风扇离合器 当汽车空调系统中制冷量过剩时 通过它将传动皮带轮与压缩机主轴脱开 当汽车发动机散热器冷却能力过剩时 可通过它使风扇滑转以减少发动机的动力消耗 在气温较低的季节里 仅风扇离合器一项就可降低汽车的油耗率2 左右 六 汽车照明系统及信号系统 包括 1 各种灯具 如前大灯 后组合灯 转向灯 室内灯等2 组合开关等开关类3 整车线束4 电喇叭 点烟器 倒车报警器等辅助电器设备 七汽车的基本性能1 汽车的动力性指标从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发 汽车的动力性主要可由三个方面的指标来评定 即 注 进行动力性评价指标试验时 各国规定的载质量是不一样的 我国为满载 德国为半载 美国环境保护局 EP