汽车概述、汽车的定义和分类ppt课件

汽车构造 StructureofAutomobile 汽车构造 吉林大学陈家瑞主编机械工业出版社 2009 2第3版 轿车构造 邓楚南主编人民交通出版社 汽车工程手册 汽车工程手册编辑委员会人民交通出版社 推荐教材及参考书 课程的性质和学习目的 本课程是车辆工程专业的一门重要的专业必修课 是学好其他专业课的基础 该课程介绍汽车的整体构造 系统讲授汽车传动系 行驶系 转向系和制动系的基本结构组成 工作原理及工作分析 以及一些现代新技术 新结构在汽车上的应用等 通过本课程的学习 使学生对汽车结构有全面的了解 总论 在人类历史发展的过程中 衣 食 住 行始终是人类生存的四大需要 是人类发展 进步的最重要的基本条件 在人类生存的四大需要中 行或交通的变化 在人类社会发展过程中是最突出的 它对社会进步的影响也是最大的 总之 交通的变革与交通工具发展 促进了人类社会的进步与繁荣 车 车子 陆地上用轮子转动的交通工具 辞海 车的概念 中国是最早使用车辆的国家之一 相传早在4600多年前的黄帝时代 劳动人民就已发明了舟车 公元前21世纪 奚仲就任夏朝的 车正 商代我国已能制造相当精美的两轮车 成为世界上最早用车的国家 从舟车到马车 使人类的交通进入车辆时代 历史上称为 车轮文化 轮的发明为人类造福不浅 如今 在世界各地 每天都有数以亿计的车轮 昼夜不停地在各种道路上或轨道上滚动 担负陆上交通的重任 目前 陆地上用轮子转动的交通工具主要有铁路机车 汽车 摩托车和各种人力及畜力车辆 到目前为止 铁路机车主要有蒸汽机车 内燃机车和电力机车等 蒸汽机车是利用蒸汽机产生的动力 并通过机车传动装置驱动动轮 借助动轮相钢轨之间的粘着力 产生推动力即机车牵引力 从而使车辆前进 铁路运输一般都是用一台机车在车列前面牵引车辆前进 有时为了提高运输能力 也可用两台机车或多台机车联挂来牵引列车 内燃机车是利用柴油机产生的动力 并通过机车传动装置驱动动轮 借助动轮相钢轨之间的粘着力 产生推动力即机车牵引力 从而使车辆前进 铁路运输一般都是用一台机车在车列前面牵引车辆前进 有时为了提高运输能力 也可用两台机车或多台机车联挂来牵引列车 电力机车是利用牵引电动机或其它动力机械产生的动力 并通过机车传动装置驱动动轮 借助动轮相钢轨之间的粘着力 产生推动力即机车牵引力 从而使车辆前进 铁路运输一般都是用一台机车在车列前面牵引车辆前进 有时为了提高运输能力 也可用两台机车或多台机车联挂来牵引列车 什么是汽车 这是个看起来非常简单 却很难回答清楚的问题 但是 出于对汽车及交通运输管理的需要 每一个国家都必须给出一个明确的定义 有些国家甚至把汽车定义与争夺汽车发明权联系起来 汽车的概念 汽车 auto automobile Vehicle 英文原译为 自动车 在日本也称 自动车 其他文种也多是 自动车 只有中国例外 汽车是一种能自行驱动的无轨车辆 原称自动车 因多装有汽油机 所以简称汽车 沿用至今 有些进行特种作业的轮式机械以及农田作业用的轮式拖拉机等 在少数国家被列入专用汽车 而在我国则分别被列入工程机械和农用机械之中 汽车的概念 汽车是使用液体燃料 用内燃机驱动 具有3个或3个以上轮子 用于载运乘员或货物的车辆 这里特别强调了使用液体燃料的内燃机驱动 因为德国人卡尔 奔驰在1886年获得了用汽油机驱动的三轮汽车的专利 德国人对汽车的定义 汽车是由本身携带的动力驱动 不包括人力 畜力和风力 装有驾驶操纵装置的 在固定轨道以外的道路或自然地域上运输客 货或牵引其他车辆的车辆 此定义给出了汽车的用途 但没有指明动力装置的形式 也没有对车轮数目进行限制 按照这一定义 摩托车 拖拉机均属于汽车 美国工程师学会对汽车的定义 日本人对汽车的定义是 不依靠架线和轨道 带有动力装置 能够在道路上行驶的车辆叫汽车 这一定义没有指明汽车的用途 照此定义 在道路上玩耍的儿童玩具汽车也属于汽车 日本工业标准对汽车的定义 我国汽车的定义 汽车一般是指由自带的动力装置驱动 至少有四个车轮 用于载送人员和 或 货物 牵引载送人员和 或 货物 以及具有其它特殊用途的非轨道 无架线的车辆 现在人们通常所说的汽车一般专指由汽油 或柴油 内燃机驱动的汽车 此外 还有各种代用燃料和电动汽车 汽车虽然问世只有100多年的历史 但它现已成为人类生活中不可缺少的组成部分 尽管汽车的型式因用途不同而有很大差别 但是它们的基本原理和结构基本相同 一般汽车由发动机 底盘 车身和电气设备四个部分组成 第一节汽车的历史与发展 汽车作为重要的陆路交通工具 问世百余年来 取得了惊人的发展 目前 全世界有9亿多辆汽车在陆地上行驶 并且以每年几千万辆的速度增长 汽车已成为人类最常用的交通工具 全世界有一半以上的客货运输是由汽车来完成的 一 汽车的由来 在几千年前 人类就知道使用车辆来运输人员和重物 并且很早人们就开始设想用动力来代替人力和畜力 汽车的由来 1712年 英国发明家托马斯 纽科门 ThomasNeucomen 研制出世界上第一台蒸汽机 当时这种蒸汽机还很不完善 但毕竟可以代替人们一部分体力劳动 因此在欧洲流行了近60年 主要用在煤及其他矿石的开采上 蒸汽汽车的出现 1769年 法国军官古诺研制出世界上第一辆装用蒸汽机的三轮汽车 如图所示 这辆车采用木制的车轮和车架 速度仅有4千米 时左右 没有转向装置 只能直线行驶 该车开创了利用自带机器动力的轮式车辆的新纪元 蒸汽汽车的出现 1781年 英国人詹姆斯 瓦特 JamesWatt 对纽科门发明的蒸汽机进行了改进 使其热效率提高 可靠性增加 从而使得蒸汽机进入实用阶段 在各行各业中得到广泛应用 蒸汽汽车的出现 1801年 英国人特里维西克研制出形似大型马车的蒸汽机公共汽车 在英国康沃尔投入使用 至此 实用的蒸汽机汽车开始发展起来 1860年左右轻型蒸汽机汽车也开始出现 并逐步走向商品化 但蒸汽机汽车由于速度慢 体积大 污染严重 随着内燃机汽车的出现 便逐渐退出了历史舞台 蒸汽汽车 内燃机汽车的问世 1860年 法国发明家勒努瓦 Lenoir 成功地研制出了一台使用煤气作燃料的单缸二行程内燃机 并在其上安装了蓄电池点火系 这是世界上最早的内燃机 1866年 德国人奥托 Otto 提出了著名的内燃机工作循环理论 奥托循环 这是内燃机工作所遵循的基本原理之一 它为内燃机的发展奠定了理论基础 同年 制成了第一台往复式四行程内燃机 1876年 奥托 Otto 研制的这种往复式四行程内燃机获得了专利并投入批量生产 1879年 德国人卡尔 本茨 CarlBenz 研制成功一台小型内燃机 1886年 德国人卡尔 本茨 CarlBenz 设计制造出了世界上第一辆装用汽油内燃机的三轮汽车 这辆三轮汽车采用钢管焊接车架 辐条式车轮 发动机为单缸四行程 工作容积1687ml 转速200r min 功率1 103kW 最高时速18km h 内燃机汽车的问世 内燃机汽车的问世 1883年 德国人哥德里普 戴姆勒 GottliebDaimler 制造出了自己的第一台小型汽油机 同样1886年 德国人哥德里普 戴姆勒成功地发明了世界上第一辆四轮汽车 该车发动机为单缸四行程汽油机 水冷 转速750r min 时速l5km h 由于装用汽油内燃机的汽车轻便 快速 舒适 并且一次加油行驶的路程较长 因此 它一问世 便受到了人们的普遍欢迎 同时也标志着汽车的真正诞生 从1886年德国人卡尔 本茨制造的以汽油机为动力的三轮车开始 人类真正进入汽车时代 同时 戴姆勒展示了自己的第一辆4轮车 二 国内外汽车工业的发展 汽车工业发展概况 从德国人本茨和戴姆勒于l886年制造出第一辆内燃机汽车开始 法国于1890年 美国于1893年 英国于1896年 日本于1907年 俄罗斯于1910年 相继制造出了汽车 使世界汽车工业有了日新月异的变化 19世纪末到第一次世界大战爆发的20多年间 是发达国家汽车工业的初步形成时期 其中最具代表性的是德国和美国 上世纪20年代到90年代 虽然受到两次世界大战的影响 但世界汽车工业 无论是制造技术还是设计水平 都得到了突飞猛进的发展 除欧美各国外 发展最快的是亚洲的日本和韩国 汽车工业发展概况 德国从1886年开始 汽车工业迅速发展 在德国的汽车制造厂家中 最有名的是奔驰汽车公司和戴姆勒发动机公司 奔驰汽车公司从1894年开始成批生产 维洛 牌小汽车 戴姆勒发动机公司于1900年设计生产双座汽车 1926年 这两家公司合并 成立了戴姆勒 奔驰公司 直到今天 这家公司仍然是世界上最著名的汽车制造厂商 其产品奔驰轿车 在中高级轿车领域世界闻名 此外 德国的宝马 大众 奥迪 宝时捷等汽车公司也是世界上最著名的汽车制造厂商之一 汽车工业发展概况 美国的第一辆汽车是由杜瑞亚兄弟于1893年制造的 1896年 亨利 福特制造出了自己的第一辆汽车 1903年 福特汽车公司成立 1908年 著名的福特T型车问世 到1926年T型车停产时 年产达200万辆 福特汽车以其坚固耐用和价格低廉占据了美国70 80 的市场 成为当时世界上年产量最大的汽车制造商 1927年 通用汽车公司胜过福特而成为世界上产量最大的汽车制造厂家 美国的福特 通用和克莱斯勒是世界上最著名的三大汽车制造厂商 汽车工业发展概况 此外 欧洲法国的雷诺 标致 雪铁龙 意大利的菲亚特 法拉利 英国的劳斯莱斯 瑞典的富豪 绅宝都是世界上著名汽车制造厂商 在亚洲 汽车工业发展最快的是的日本和韩国 日本的汽车工业在1941年时已有年产5万辆车的能力 到1980年时达到1104万辆 一度超过美国而成为世界第一汽车生产大国 韩国的汽车工业起步于上世纪60年代 1980年产量为12万辆 1988年达108万辆 突破百万大关 1996年产量达到了350万辆 日本的丰田 本田 日产和韩国的现代均是世界上著名汽车制造厂商 2008年 日本生产汽车1156 4万辆 同比减少0 3 连续3年位居世界第一 中国生产汽车934 5万辆 同比增长5 2 超过美国位居世界第二 美国生产汽车868 1万辆位居世界第三 德国604 1万辆 同比减少2 5 位居第四 韩国汽车产量为382 7万辆 连续4年位居世界第五 汽车工业发展概况 2009年 中国汽车产销分别实现1379 10万辆和1364 48万辆 超过日 美 位居世界第一 日本汽车产量为793 45万辆 位居世界第二 美国生产汽车569 95万辆 位居世界第三 德国520 64万辆 位居世界第四 韩国汽车产量为351 3万辆 位居世界第五 巴西和印度分别以318 3万辆和262 8万辆 排名第6和第7 西班牙 217万辆 法国 193 5万辆 和墨西哥 156 1万辆 分别排名第8 第9和第10 汽车工业发展概况 1919 1945汽车史的黄金时代 汽车进入工业化大生产阶段 1946 1969经历了战后恢复期 汽车成为工业国家的主导产业 加速了汽车的平民化 1970 1989石油危机 废气污染 导致小型车的大发展 1990 至今安全 环保成为主题 汽车更多应用电子技术 信息技术 目前 全世界汽车保有量已超过9亿辆 预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆 主要增幅包括我国在内的发展中国家 汽车普及率最高的是美国 美国的汽车保有量为2 35亿辆 汽车普及率是78 7 平均1 3人拥有一辆 西欧 北欧 日本等发达国家 平均2 3人拥有一辆 全球汽车保有量及普及率 通用汽车公司世界最大的汽车制造商 世界著名汽车公司 名牌 2009年6月1日 通用汽车申请破产保护 2009年7月10日成立新通用汽车有限公司 结束破产保护 目前由美国联邦政府注资而持有其60 8 的股权 新公司标志保持不变 只保留 雪佛兰 凯迪拉克 别克 和 GMC 商用车分部 个核心汽车品牌 美国第二大汽车公司 福特汽车公司 福特汽车公司旗下拥有的汽车品牌有阿斯顿 马丁 AstonMartin 福特 Ford 美洲虎 Jaguar 路虎 LandRover 林肯 Lincoln 马自达 Mazda 水星 Mercury 2009年7月 由于主要竞争对手通用汽车公司破产重组 出售了8个品牌中的4个 市场份额下降 福特汽车公司成为全美最大汽车制造商 但和全球最大的丰田仍有较大差距 世界十大汽车公司之一 梅赛德斯 奔驰汽车公司 1998年 与美国的克莱斯勒公司合并成 戴姆勒 克莱斯勒 公司 2007年8月 美国私募基金泽普世 Cerberus 资本管理公司完成了对克莱斯勒汽车公司的收购 以74亿美元价格从戴姆勒 克莱斯勒集团购买了克莱斯勒80 1 的股权 世界著名的名牌轿车公司 宝马汽车公司 日本最大的汽车公司 仅次于通用汽车公司 丰田汽车公司 丰田汽车公司自2008始逐渐取代通用汽车公司而成为全世界排行第一位的汽车生产厂商 其旗下品牌主要包括凌志 丰田等系列高中低端车型等 德国最大也是欧洲最大的汽车公司 大众 奥迪汽车公司 奥迪是德国历史最悠久的汽车制造商之一 现为大众汽车公司的子公司 总部设在德国的英戈尔施塔特 年产轿车45万辆左右 德国大众集团目前是德国最大企业 2010年打败日本丰田 美国通用汽车公司成为世界最大汽车公司 大众汽车公司是一个在全世界许多国家都有生产厂的跨国汽车集团 名列世界十大汽车公司之首 公司总部曾迁往柏林 现在仍设在沃尔夫斯堡 目前有雇员35万人 法国第一大汽车公司世界十大汽车公司之一 标志 雪铁龙汽车公司 法国标致汽车公司历史悠久 堪称百年老号 其生产汽车的历史仅次于汽车鼻祖戴姆勒 奔驰 雪铁龙汽车公司是法国第三大汽车公司 它创立于1915年 创始人是安德列 雪铁龙 主要产品是小客车和轻型载货车 1976年雪铁龙公司加入标致集团 成为法国标致 雪铁龙集团成员之一 但它仍然有很大的独立性 其经营活动仍然由自己把握 根据 中国汽车工业发展史 的介绍 中国从1901年开始已有汽车进口 1901年冬 匈牙利人李恩时 Leinz 将2辆汽车带入上海 1902年1月20日 发临时牌照 次年发正式牌照 1907年以后 中国少数沿海城市陆续出现汽车客运和汽车货运 1917年 当时中国第一条汽车运输线路张 家口 库 伦 今蒙古乌兰巴托 公路通车 到1927年全国公路总长已达29170千米 民用汽车保有量由1912年的294辆增长到18677辆 中国早期汽车 1934年成立公路委员会 统一路政 开展省际联运 到全面抗战之前的这一时期 可以说是中国汽车运输业日趋繁荣的年代 每年平均进口汽车5500辆 全国公路总长延伸到117296千米 民用汽车保有量68917辆 出现了一批官办的和民营的出租汽车公司和公共汽车公司 中国早期汽车 中国要建立民族汽车工业 制造汽车的愿望早在孙中山先生的 建国方略 中已提出 1931年张学良先生首先将造车设想付诸实施 在辽宁造出民生牌汽车民生牌汽车第1辆民生牌汽车诞生于20世纪30年代 东北国土即将沦陷之际 曾在上海3次参展 2次游行 表达了民众对国产汽车的钟爱 并对日本侵略者的义愤填膺 中国早期汽车 第一辆民生牌汽车诞生于东北即将沦陷之际 九 一八 事变后 正在制造的民生牌汽车全部落入敌寇之手 后日军将民生工厂改为同和自动车工业株式会社 此后 我国各地又试制过几种汽车 其中山西汽车修理厂试制的山西牌汽车 对社会公众影响颇大 中国早期汽车 上世纪20年代 阎锡山在太原创办兵工厂 1932年12月仿美国飞德乐 Federal 牌汽车试制成装载量1 5吨的汽油载货汽车一辆 定名为山西牌 到1933年夏 试车行驶约1 8万千米 名部件尚属完好 山西制成汽车的消息不胫而走 不仅成为山西省特大新闻 在国内也盛传一时 然而 山西省虽有创办汽车厂之举措 后终因资金短缺 工业基础薄弱 时局动荡 阎锡山本人亦无兴趣而未果 中国早期汽车 1936年曾筹建中国汽车制造公司 并于1937一1939年间用进口的散件组装约2000多辆柴油汽车 抗日战争期间 资源委员会也曾筹办并由中央机器厂生产过汽车 在当时的中国 尽管存在资金和技术等方面的不足 但是 主要由于日本对华的侵略战争 使当时的中国从根本上丧失了建立汽车工业 生产汽车的条件 中国早期汽车 抗日战争胜利后 天津又曾尝试批量生产三轮汽车 也只是昙花一现 在新中国成立之前 中国人创建民族汽车工业的夙愿始终未能实现 中国民族汽车工业只有在新中国成立以后才变成了现实 中国早期汽车 中国汽车工业发展概况 我国的汽车工业1953年起步 1953年7月第一汽车制造厂动工兴建 1956年7月投产 三年后的1957年7月13日我国生产出第一辆解放牌中型载货汽车 此后 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 一汽刚刚投产 汽车品种和数量一时不能满足各方面的迫切需求 从1957年起 一些省市也开始制造汽车 到1963年全国共有汽车制造厂18家 改装车厂45家 当年生产各类汽车约2万辆 进入20世纪90年代后 奥迪 捷达 夏利 富康 雅阁 别克 帕萨特等轿车相继投产 红旗轿车恢复生产 闪烁新时代的光辉 1999年 我国汽车年产量为183万辆 其中轿车产量为56 5万辆 占年产量的31 2000年我国汽车产量为207万辆 越过了2000万辆大关 位居世界第8位 2005年我国汽车产量为600万辆 2006年我国汽车产量达到727 97万辆 其中基本型乘用车 轿车 386 95万辆 2007年中国汽车产量为889 24万辆 同比增长22 0 中国汽车工业发展概况 中国汽车工业发展概况 几十年来 特别是改革开放以来 我国汽车工业得到了快速的发展 根据统计 我国2000年的汽车产量为200余万辆 到2009年的汽车产量为1379 10万辆 同时汽车保有量也逐步增加 截至2009年底 全国民用汽车保有量已经达到7619 31万辆 其中小型客车保有量为4242 68万辆 民用轿车保有量3136万辆 2009年底 全国机动车保有量为1 8亿多辆 目前北京汽车保有量已达到400多万辆 2008年 中国生产汽车934 5万辆 同比增长5 2 超过美国位居世界第二 2009年 我国汽车产销量1379 10万辆 创历史新高 乘用车产销首次超过1000万辆 商用车总体呈良好表现 使我国成为世界第一汽车生产和消费国 但也应该看到 我国目前只能说是全球产销量第一 还没有成为全球汽车强国 我国汽车工业技术开发水平与世界汽车强国还有一些差距 2010年中国汽车产业仍将呈现较好的发展态势 预计全年汽车产销增速在10 左右 有望达到1500万辆 中国汽车工业发展概况 汽车工业与社会进步 当前 汽车已进入人类社会的各个领域 人类的现代生活都与汽车有紧密联系 汽车已成为人们日常工作 学习 生活 旅行中最方便 最经常使用的交通工具 成为发达国家每个家庭的生活必需品 成为现代社会的象征 世界上的最新技术与成果 往往首先在汽车或汽车工业中的到推广应用 以满足社会对汽车的安全 节能 环保以及其他性能越来越高的要求 汽车工业已成为许多国家的支柱性产业 汽车工业与社会进步 1 汽车在国民经济和人民生活中的作用日益明显当前 汽车已进入人类社会的各个领域 已成为人们日常工作 学习 生活 旅行中最方便 最经常使用的交通工具 成为发达国家每个家庭的生活必需品 成为现代社会的象征 即使对我们这样一个发展中国家来说 汽车工业也已成为国民经济的重要组成部分 汽车也已成为人民生活 学习 工作等活动不可缺少的交通工具 汽车工业与社会进步 2 汽车促进了先进技术的应用与转化汽车是机 机械 电 电器 电子 化 化工 美 美工造型 一体化且大批量生产的产品 也是世界上零件数以10的4次方计 产量以10的7次方计的唯一产品 是产值高 寿命长 需要量大的社会必需品 虽然世界上一些尖端技术往往首先应用在宇航 信息 核能等尖端产品上 但要把它们转化为价格低廉并为整个社会所共享的财富 非经过以大批量生产的汽车工业不可 因此 一些当代世界上的最新技术与成果 首先在汽车上或汽车工业中得到推广应用 例如 发动机 变速器的微机控制系统 制动器的电子防抱死装置 ABS 汽车的雷达防撞装置 交通路线优化选择的电子导航系统 多功能高精度智能化的电子仪表及显示系统 车门锁的遥控及报警装置 安全气囊等等 汽车工业与社会进步 3 汽车工业已成为各个国家的支柱性产汽车上用到的材料种类繁多 加工工艺也很复杂 汽车工业发展了 能带动基础工业的迅速起飞与现代科技的蓬勃发展 从这种意义上来讲 汽车工业已成为许多先进国家的支柱性产业 一些发展中国家往往也把汽车工业作为支柱产业 另外 汽车的制造与使用中需要大员的劳动力 带来大量的就业岗位 使社会更加安定 因此 许多国家对发展汽车工业都极为重视 汽车是作为一种交通工具而产生的 但发展到今天已经不能把它理解为单纯的 行 的手段 因为 汽车化 改变了当代世界的面貌 它已经成为当代物质文明与进步的象征及文明形态的一种代表 第二节汽车的组成及分类 一 汽车的组成及功用 汽车是由上万个零件组成的结构复杂的机动交通工具 尽管汽车的总体构造可以有很大差异 但它们的基本结构都由发动机 底盘 车身和电器与电子设备四大部分所组成 底盘 车身 电器设备 发动机 汽车总体构造的组成部分 发动机是汽车的动力装置 其功用是为汽车提供正常行驶所需要的动力 当前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 1 发动机 汽车底盘的功用是接受发动机的动力 使汽车产生运动 并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶 作为汽车的基体 发动机 车身 电气设备及各种附属设备都直接或间接地安装在底盘上 底盘由传动系 行驶系 转向系和制动系四大部分组成 2 底盘 1 传动系 传动系用来将发动机的动力传给各驱动车轮 其主要功能有减速和变速 实现汽车倒向行驶 必要时中断动力传递和保证汽车正常转向 根据动力传递方式的不同 传动系又分为机械式传动 液力机械式传动 液力传动和电传动等几种 2 行驶系 汽车行驶系由汽车的行路机构和承载机构组成 它包括车轮 车轴和桥壳 悬架 车架等部件 汽车行驶系的功用是支承整车质量 传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩 并缓和冲击吸收振动 以保证汽车在各种条件下正常行驶 3 转向系 转向系的功用是遵从驾驶员的操纵 保证汽车行驶方向 并和行驶系共同保证汽车机动灵活 稳定安全地行驶 转向系是通过对左 右转向车轮不同转角之间的合理匹配来保证汽车沿着设想的轨迹运动的机构 它由转向操纵机构 转向器和转向传动机构组成 转向操纵机构由转向盘 转向轴 转向管柱等组成 采用动力转向时 还应有转向动力系统 4 制动系 汽车制动系的功用是使行驶中的汽车减速甚至停车 使下坡行驶中的汽车的速度保持稳定 以及使已停驶的汽车驻留原地不动 随着高速公路的迅速发展和车流密度的日益增大 为保证行车安全 汽车制动系的工作可靠性显得越来越重要 汽车的制动系包括行车 驻车 应急和辅助等四种制动装置 汽车车身的功用是用来安置驾驶员 乘客和货物等 轿车和客车车身一般是整体壳体 有承载式车身和非承载式车身之分 货车车身由驾驶室和货箱 或封闭式货厢 两部分组成 3 车身 汽车电器与电子设备的功用是为各种用电设备提供电能 保证发动机可靠地起动 保证汽油发动机可靠地点火 为汽车夜间行车提供良好的照明 向车辆和行人提供各种表达驾驶员意向的信号 指示或显示汽车有关部位的运行情况 实现各种自动控制 适应汽车各种舒适性和安全性要求 4 电器与电子设备 电器与电子设备 2 汽车电器设备由电源 蓄电池 发电机 汽油机点火设备 发动机起动电动机 照明与信号设备 仪表 空调 刮水器 收录机 门窗玻璃电动升降设备等组成 汽车电子设备有电控燃油喷射及电控点火 进气 排放 怠速 增压等装置 变速器的电控自动换文件装置 制动器的电子防抱死装置 ABS 车门锁的遥控及自动防盗报警装置等 电器与电子设备 3 电子设备 发动机机体组曲柄连杆机构配气机构燃油供给系冷却系润滑系点火系 汽油机 起动系电源系 底盘制动系转向系传动系行驶系 5 汽车的总布置形式 概念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的车辆 类型1 按用途分 运输汽车 特种运输汽车 轿车客车货车 特种用途汽车娱乐汽车竞赛汽车 二 汽车类型 1 运输汽车 轿车客车货车 1 轿车 轿车是汽车产品中产量最大的一种 约占世界汽车总产量的70 以上 作为家用汽车 机关和企业公用汽车和城市出租汽车 其车型多为两门或四门双排座的 也有五门的旅行轿车 三排座的大型高级轿车和单排座运动型的所谓跑车 轿车按排量分类 轿车的分类 轿车 轿车按车身型式分类 轿车可分为普通轿车 硬顶轿车 轻便轿车 高级轿车 旅行轿车 活顶轿车 敞篷轿车和运动型轿车等 轿车 按发动机的位置及驱动型式 轿车可分为图 a 所示的前置发动机前轮驱动轿车图 b 所示的前置发动机后轮驱动轿图 c 所示的后置发动机后轮驱动轿车及四轮驱动轿车 2 客车 客车主要用于运载乘客 如城市公共汽车 长途客车 旅行客车 游览客车及专用客车等 2 客车按汽车总长分级 客车 按车身型式分类 客车可分为长头客车 短头客车 箱型客车 流线型客车 铰接式客车和双层客车 如图1 9 a 至 f 所示 客车 按汽车总长 客车分为微型客车 轻型客车 中型客车及大型客车 见表1 5 客车类型客车总长 m 微型客车 轻型客车 中型客车 0大型客车 特大型客车 包括铰接客车及双层客车 客车 按发动机在客车上位置的不同 可分为前置发动机 后轮驱动 客车 图 a 中置发动机 后轮驱动 客车 图 b 后置发动机 后轮驱动 客车 图 c 3 载货汽车 载货汽车用于运输货物 其产量在汽车产品中占第二位 约为世界总产量的20 货车汽车制造厂标定的汽车最大总质量分级 载货汽车 按驾驶室总成的结构型式 载货汽车可分为长头车 短头车和平头车 如图所示 载货汽车 按照货箱型式 可分为栏板式货车自卸式货车厢式货车罐式货车平台式货车蓬式货车牵引 半挂车式货车 载货汽车 按汽车制造厂标定的汽车最大总质量 载货汽车分为微型货车 轻型货车 中型货车和重型货车 载货汽车类型厂定汽车最大总质量 t 微型货车 8轻型货车 8 6中型货车 6 4重型货车 4 越野汽车 越野汽车是指主要用于非道路条件下载运人员或物资 牵引各种装备的汽车 为了提高汽车在坏路和无路地带的通过能力 越野汽车应采用全轮驱动结构并安装越野轮胎 越野汽车按厂定最大总质量可分为轻型越野汽车 中型越野汽车 重型越野汽车及超重型越野汽车 越野汽车类型厂定汽车最大总质量 t 轻型越野汽车 5中型越野汽车 重型越野汽车 超重型越野汽车 牵引汽车 牵引汽车是指用于牵引半挂车 全挂车 汽车列车的挂车组 火炮和各种装备的汽车 自卸汽车 自卸汽车用于运送散装货物且具有可倾卸的货箱 卸货时可利用液压举升机构将货箱向后或向侧面倾斜一定角度 使散装货物能依靠自重而自行卸下 自卸汽车可分为轻型 中型及重型 自卸汽车 续 自卸汽车按厂定汽车最大总质量可分为轻型自卸汽车 中型自卸汽车及重型自卸汽车 自卸汽车类型厂定汽车最大总质量 轻型自卸汽车 中型自卸汽车 重型自卸汽车 农用汽车 农用汽车专门用于农村地区从事运输和农耕作业的汽车 其结构特点应能适应农村的使用 专用 特种 汽车 专用 特种 汽车按特种用途而专门设计制造或装有专门设备 具有专用功能且用于承担专门运输任务或专项作业的汽车 如防弹高级迎宾车 检阅车 银行运款用装甲车 机场的飞机牵引车等 改装车 改装车是在普通汽车底盘上改装上特种用途的车身或加装上某种机构而成的汽车 如消防车 救护车 清扫车 垃圾装运车 冷藏车 工程救险车 混凝土搅拌车 液 气等 罐式汽车等 1 特种用途汽车公安消防车 环卫环保作业车 市政建设工程作业车等 2 特种运输汽车 旅游汽车 高尔夫球场专用车 海滩游玩汽车等 2 娱乐汽车 F1方程式赛 拉力赛等 3 竞赛汽车 活塞式内燃机汽车电动汽车复合汽车燃气轮机汽车喷气式汽车 2 按动力装置类型分 3 按行使道路条件分 公路用车非公路用车 轮式汽车非全轮驱动全轮驱动履带式汽车雪橇式汽车气垫式汽车步行机械式汽车 4 按行驶机构的特征分 汽车驱动型式一般用符号 n m 车轮总数 驱动轮数4 24 46 68 8 汽车驱动型式 汽车的分类 如按汽车的用途可分为轿车 客车 载货汽车 越野汽车 牵引汽车 自卸汽车 农用汽车 专用 特种 汽车和改装车等 汽车的类型较多 分类方法也很多 汽车还可按其他方面进行分类 照动力装置的类型可分为 内燃机汽车 电动汽车和其他动力装置汽车 按轴数汽车分为二轴汽车 三轴汽车和四轴汽车 轿车 轻型及以下的车辆均采用二轴型式 驱动型式常用4x2 4x4 6x4 6x6 8x8等代号表示 其中第一个数字为汽车的车轮总数 第二个数字为驱动车轮数 双胎车轮仍按一个车轮计 越野汽车要求具有高通过能力 故一般均为全轮驱动 在经济领域则把汽车分成乘用车和商用车两大类 我国将汽车按用途分为乘用车 商用车辆 然后按照车辆的结构进一步给出不同种类车辆的术语和定义 其中乘用车包括11种车型 商用车辆包括客车 半挂牵引车和货车 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 包括轿车 旅行车 多用途乘用车 短头乘用车 越野乘用车 专用乘用车 专门用 2 商用车 主要用于商业用途 运送人员和货物 包括客车 货车和半挂牵引车 按国标GB T3730 1 2001分类 另一种分类方法 另一种分类方法是参照欧洲EEC标准 国标GB T15089 94按乘客座位数及汽车总质量分类 把汽车分为M类 客车 M1 M2 M3 和N类 货车 N1 N2 N3 1988年我国颁布了国标GB9417 88 汽车产品型号编制规则 规定汽车的产品型号由企业名称代号 车辆类别代号 主参数代号 产品序号组成 必要时可附加企业自定代号 见下图 对于专用汽车及专用半挂车还应增加专用汽车分类代号 见下页图 三 汽车产品型号编制规则 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 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 国产汽车型号编制 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 中间型号4位数字的含义 专用汽车及专用半挂车编制规则 第三节汽车主要参数 汽车主要参数有尺寸参数 质量参数和性能参数 汽车的质量参数 包括汽车的装载量或装载质量 汽车的整备质量 汽车的总质量 汽车的整备质量利用系数 汽车的质量利用系数 汽车的轴荷分配等 汽车的主要性能参数 包括汽车的最高车速 汽车的加速时间 汽车的燃料消耗量 汽车的最小转弯半径 汽车的制动距离 汽车的最小离地间隙 汽车主要尺寸参数 汽车的主要尺寸参数 包括汽车的轴距 轮距 总长 总宽 总高 前悬 后悬 接近角 离去角 最小离地间隙等 各国对公路运输车辆的外廓尺寸 总长 总宽和总高 都有法规限制 以便使其适应该国的公路 桥梁 涵洞和铁路运输的有关标准 保证交通畅通和行车安全 汽车主要尺寸参数 1 轴距L汽车的轴距指车轴之间的距离 对双轴汽车来说 轴距就是前 后轴之间的距离 或是前 后车轮之间的距离 对三轴汽车来说 轴距是指前轴与轴中之间的距离和前轴与后轴之间的距离的平均值 如图所示 轴距对整车其他尺寸参数 质量参数和使用性能参数都有一定影响 轴距短些 汽车总长就短些 质量就小些 最小转弯半径和纵向通过半径就小些 但轴距过短也会带来一系列问题 例如车厢长度不足或后悬过长 汽车行驶对其纵向角振动过大 汽车加速 制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏 以及万向节传动的夹角过大等 汽车主要尺寸参数 轻型货车 鞍式牵引汽车和矿用自卸汽车等车型要求有小的转弯半径 故其轴距比一般货车的短 而经常运送大型构件 长尺寸或轻抛货物的货车和集装箱运输车 则轴距可取得长一些 汽车总质量愈大 轴距一般也愈长 为了满足不同用户的需要 常同时选定几种轴距 构成汽车的系列产品 如基本型 长轴距 短轴距等汽车变型 轿车的轴距与其类型 用途 总长有密切关系 微型及普通轿车要求制造成本低 使用经济性好 机动灵活 因此汽车应轻而短 轴距应取短些 中高级及高级轿车对乘坐舒适性 行驶平顺性和操纵稳定性要求较高 轴距应长些 汽车主要尺寸参数 2 前 后轮距B1 B2汽车轮距B对汽车的总宽 总质量 横向稳定性和机动性都有较大影响 轮距愈大 则悬架的角刚度愈大 汽车的横向稳定性愈好 车厢内横向空间也愈大 但轮距也不宜过大 否则会使汽车的总宽和总质量过大 轮距必须与汽车的总宽相适应 越野汽车的前 后轮距应相等 以减小滚动阻力 提高通过性 汽车主要尺寸参数 3 汽车的外廓尺寸汽车的外廓尺寸指总长 总宽和总高 各国对公路运输车辆的外廓尺寸都有法规限制 以以便其适应该国的公路 桥梁 涵洞和铁路运输的有关标准 保证交通畅通和行车安全 我国对公路车辆的限制尺寸是 总高不大于4m 总宽 不包括后视镜 不大于2 5m 左 右后视镜等突出部分的侧向尺寸总共不大于250mm 总长 载货汽车及越野汽车不大于12m 牵引汽车带半挂车不大于16m 汽车拖带挂车不大于20m 挂车不大于8m 大客车不大于l2m 铰接式大客车不大于18m 重型矿用汽车不是公路车辆 可不受上述外廓尺寸限制 但一般其总高约在4 5m左右 汽车主要尺寸参数 4 汽车的前悬和后悬LF LR汽车的前悬是指其前端至前轮中心之悬置部分 前悬处要布置发动机 水箱 风扇 弹簧前支架 车身前部或驾驶室的前支点 保险杠和转向器等 要有足够的纵向布置空间 前悬也不宜过长 以免使汽车的接近角 1过小而影响通过性 汽车的后悬是指汽车的后端至汽车后轮中心之悬置部分 后悬长度主要与货厢长度 轴距及轴荷分配有关 后悬也不宜过长 以免使汽车的离去角 2过小而引起上 下坡时刮地 同时转弯也不灵活 汽车的质量参数 汽车的质量参数 包括汽车的装载量或装载质量 汽车的整备质量 汽车的总质量 汽车的整备质量利用系数 汽车的质量利用系数 汽车的轴荷分配等 汽车的质量参数 1 汽车的装载量或装载质量轿车的装载量即其载客量 是指其最多乘坐人数 并以座位表示 微型和普通级轿车一般有2 4座 中级及以上的轿车多为5座 少数有7座 长途客车和旅游客车也是以座位数表示其载客量 而城市公共交通用大客车的载客量则还应加上额定的站立乘客数 载货汽车的装载量系指该车在良好的硬路面上行驶时所装载货物的质量的最大限额 通常以t表示其单位 它是由汽车制造厂根据设计确定的 当汽车在碎石路或其它非良好硬路面上行驶时 装载量应适当减少 越野汽车的装载量系指它在越野行驶或在土路上行驶的装载量 货量大 运距长的公路运输 采用大装载量的货车可降低运输成本 提高运输效率 而货量少 品种多 运距短的市内运输 则采用中 小装载量的货车运输比较经济 汽车的质量参数 汽车的质量参数 2 汽车的整备质量汽车的整备质量就是汽车经整备后在完备状态下的自身质量 即指汽车在加满燃料 润滑油 工作油液 如制动液等 及发动机冷却液并装备 随车工具及备胎等 齐全后但未载人 载货时的总质量 由于在设计方法 产品材料 制造工艺以及道路状况等方面的不断完善 汽车的整备质量有不断减少的趋势 因为这样不仅可以降低造价 而且也是降低汽车燃油消耗的重要途径 汽车的质量参数 3 汽车的总质量汽车的总质量是指己整备完好 装备齐全并按规定载满客 货时的汽车质量 除包括汽车的整备质量及装载质量外 载货汽车还应计入驾驶室装满人的质量 轿车和长途客车还应计入行李的质量 如有附加设备还应考虑附加设备 非常规随车装备 的质量 载客按每人65kg计 行李质量 轿车按每人5 10kg计 长途客车按每人10 15kg计 城市客车不计行李质量 4 汽车的整备质量利用系数载货汽车的整备质量利用系数是载货汽车的装载量与其整备质量之比 它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量 显然 此系数愈大愈表明该车型的材料利用率及设计与工艺水平高 汽车的质量参数 5 汽车的质量利用系数载货汽车的装载量与其干质量之比 称为载货汽车的干质量利用系数 简称质量利用系数 汽车的干质量是指未加燃料 润滑油 工作油液 发动机冷却液和附属设备时的汽车质量 这一系数能更准确地反映汽车的金属和材料在货物运输中的贡献或利用率 6 汽车的轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车空载和满载时的整车质量分配到各个车轴上的百分比 它是汽车的重要质量参数 对汽车的牵引性 通过性 制动性 操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命 都有很大的影响 汽车的质量参数 汽车的布置型式对轴荷分配影响较大 例如对载货汽车而言 长头车满载时的前轴负荷分配多在28 上下 而平头车多在33 35 对轿车而言 前置发动机前轮驱动的轿车满载时的前轴负荷最好在55 以上 以保证爬坡时有足够的附着力 前置发动机后轮驱动的轿车满载时的后轴负荷一般不大于52 后置发动机后轮驱动的轿车满载时后轴负荷最好不超过59 否则会导致汽车具有过多转向性而使操纵性变坏 汽车的质量参数 对于常在较差路面上行驶的载货汽车 为了保证其在泥泞路面上的通过能力 常将满载前轴负荷控制在26 27 以减小前轮滚动阻力并增大后驱动轮的附着力 对于常在潮湿路面上行驶的后轮驱动并装用单胎的4x2平头货车 空载时后轴负荷应不小于41 以免引起侧滑 为了提高越野汽车在松软路面和无路地区的通过性 其前轴负荷应适当碱小以减小前轮的滚动阻力 重型矿用自卸汽车的轴距短 质心高 制动或下坡时质量转移会使前轴负荷过大 故通常这种车的轴荷分配与一般汽车相比 前轴应适当减小 后轴应适当增大 汽车的主要性能参数 汽车的主要性能参数 包括汽车的最高车速 汽车的加速时间 汽车的燃料消耗量 汽车的最小转弯半径 汽车的制动距离 汽车的最小离地间隙等 汽车的主要性能参数 1 汽车的最高车速随着汽车性能特别是主 被动安全性的提高 公路路面的改善和高速公路的发展 汽车的最高车速Vamax普遍有所提高 它与汽车的类型 用途 道路条件 自身的安全条件和发动机功率的大小等有关 并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定 2 汽车的加速时间指汽车加速到一定车速的时间 为汽车加速性能的重要衡量方法和动力性能的重要指标 轿车常用 0 100km h 或 0 80km h 的换档加速时间来评价 中 高级轿车的0 100km换档加速时间约为8 15s 普通级轿车为12 25s 汽车的主要性能参数 3 汽车的燃料消耗量汽车在良好的水平硬路面上以直接档满载等速行驶时的百公里最低燃料消耗量Q L 100Km 称为汽车的 百公里最低燃料消耗量 是汽车的燃料经济性常用的评价指标 单位汽车总质量的百公里最低燃料消耗量 又称为汽车的 单位燃料消耗量 L 100km t 轿车的单位燃料消耗量为7 5 10 5L 100km t 4 汽车车的最小转弯半径最小转弯半径R而是指当转向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮接地中心的距离 它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上调头的能力 其值与汽车的轴距 轮距及转向车轮的最大转角等有关 汽车的主要性能参数 5 汽车的制动距离汽车的制动距离是指在良好的试验跑道上在规定的车速下紧急制动时由踩制动踏板起到完全停车时的距离 我国通常以30km h和50km h车速下的最小制动距离来评比不同车型的制动效能 紧急制动时踏板力货车要求不大于700N 轿车要求不大于500N 6 汽车的最小离地间隙最小离地间隙属于汽车的通过性参数 此外还有接近角 离去角及纵向通过半径等 这些参数的取值主要根据汽车的类型和道路条件来确定 其一般取值范围见表1 15所示 第四节汽车行驶原理 要想使汽车行驶 必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力 若以汽车本身为参照系 则这些阻力包括滚动阻力 空气阻力 坡度阻力和加速阻力 前三个力为真实阻力 后一个力为假想阻力 为了克服上述阻力 汽车必须有足够的驱动力 驱动力FtFt F0F0 Mt r 汽车行驶基本原理 F0 Ft V Mt F0 Mt r 汽车行驶所受阻力滚动阻力Ff空气阻力Fw上坡阻力Fi总阻力 F Ff Fw Fi Mt 为汽车车轮的转距r 为汽车车轮的半径 驱动力产生示意图 汽车行驶总阻力 F F Ff Fw Fi滚动阻力Ff由于车轮滚动时轮胎与地面发生变形而产生空气阻力Fw汽车前部承受气流压力而后部抽空产生压力差上坡阻力Fi汽车重力沿坡道方向的分力 汽车行驶总阻力 驱动力与总阻力的关系当Ft F汽车匀速行驶当Ft F汽车加速行驶当Ft F汽车减速乃至停驶 驱动力与总阻力的关系 汽车的附着条件汽车行驶的附着条件Ft F 附着力F G 附着力是汽车所能发挥驱动力的极限G 汽车附着重力 轮胎与路面的附着系数 汽车的附着条件 驱动力的产生原理 发动机经由传动系在驱动轮上施加一个驱动力矩Mt 力图使驱动轮旋转 在Mt的作用下 驱动轮在与路面接触处对路面施加一个圆周力Fo 其方向与汽车行驶方向相反 大小为Mt与车轮滚动半径r之比 Fo Mt r 由于车轮与路面的附着作用 在车轮向路面施加力Fo的同时 路面也会对车轮施加一个大小相等 方向相反的反作用力Ft Ft就是汽车行驶的驱动力 当驱动力逐渐增大到足以克服汽车所受到的真实阻力时 汽车便由静止开始起步行驶 驱动力的产生原理 1 汽车起步后 其行驶情况取决于驱动力与真实阻力之间的关系 当驱动力等于真实阻力时 即Ft Ff Fi w时 汽车将匀速行驶 当驱动力大于真实阻力时 即Ft Ff Fi w时 汽车将加速行驶 当驱动力小于真实阻力时 即Ft Ff Fi w时 汽车将减速行驶 这时候如欲维持原车速就需要加大油门或将变速器换人低档以便相应地增大驱动力 驱动力与总阻力的关系Ft Ff Fi w Fj 驱动力的产生原理 2 但是 汽车并不是在任何情况下都能产生足够的驱动力 驱动力的最大值固然取决于发动机的最大转矩和传动系的传动比 但实际发出的驱动力还受到轮胎与地面之间的附着情况的限制 比如汽车在很滑的冰面上行驶时 加大油门可能只会使驱动轮加速滑转 而驱动力却不能增大 当汽车在较平整的干硬路面上行驶时 附着性能的好坏决定于轮胎与路面间的摩擦力的大小 对汽车而言 当驱动力已等于轮胎与地面间的最大静摩擦力时 若想通过加大油门而增大驱动力 则将出现驱动车轮的滑转 因此 在较平整的于硬路面上 汽车所能获得的最大驱动力不可能超过轮胎与地面之间的最大静摩擦力 当汽车在松软路面上行驶时 还有嵌人轮胎花纹凹处的路面凸起部所起的抗滑作用 汽车行驶的阻力情况 汽车在水平道路上等速行驶时须克服来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw 汽车在坡道上行驶时 还必须克服重力沿坡道的分力 即坡度阻力Fi 汽车加速行驶时需要克服加速阻力Fj 上述阻力中 滚动阻力Ff和空气阻力Fw是在任何行驶条件下均存在的 坡度阻力Fi和加速阻力Fi仅在一定行驶条件下存在 在水平道路上等速行驶就没有坡度阻力和加速阻力 驱动力的产生原理 3 在汽车技术中 把车轮与路面的相互摩擦以及轮胎花纹与路面凸起部的相互作用综合在一起 称为附着作用 它