李俊玲汽车工程专业英语

第一章 汽车基础今天的汽车平均一辆有15000多个装配在一起工作的、单个零件。这些零件可以分成四类：车体、发动机、底盘和电气系统（图1-1和图1-2）。11 车体汽车车体是一个金属板壳，它带有窗、门、发动机罩和行李箱盖。它为发动机、旅客和货物提供了一个护罩。车身设计要使旅客感到安全和舒适。车身外形为车辆提供了一个有吸引力、有色彩和现代特征。轿车有一个封闭的车身，最多四个门，允许旅客进入车厢。设计还考虑行旅和其他物品的储放。轿车也可以称之为saloon,传统的轿车 有固定的顶棚。除了有两个门之外，同一个车身有软的顶棚，这些车辆通常称之为敞蓬车（图1-3）。皮卡载运货物。为了更大的货物质量，皮卡往往有更强的车底盘零件和悬挂装置。轻型有蓬货车可能基于普通轿车设计或在设计的，它有最大的货物装载空间可供利用。运输货物的商用车车体是为特殊目的设计的，油罐车运输液体、翻斗车运土或堆积的粮食，平板车和有蓬货车用于一般货物运输。公共汽车和长途客车一般是四轮支撑车辆，但用多个车轮和轴。有时用铰链连接以增加容量。公共汽车和长途客车可以是单层或双层。公共汽车一般用于城市内和市郊间运输，长途客车更为豪华，用于远距离运输。12 发动机发动机是动力装置。内燃发动机最常用，它是通过燃烧发动机气缸内的液体燃料获得动力。有两种类型的发动机：汽油发动机（也叫火花点火发动机）和柴油发动机（也叫压缩点火发动机）。两种发动机都叫做热发动机，燃烧燃料产生热，热在气缸内产生气，增加了缸内的压力，并使连接到动力传动链上的轴转动。发动机气缸布置方法叫做发动机配置。直列发动机的气缸成一线排列，这样设计产生了简单的发动机缸体铸件。在车辆应用中，气缸数量从2个到6个。一般地，气缸是垂直的。当气缸数量增加时，缸体和曲轴的长度就成为问题。避免这个问题的一个方法 采用V型配置。这样设计使发动机缸体和曲轴更短，也更具有缸性。前置发动机可纵向安装，它既能驱动前轮又能驱动后轮。后置发动机车辆中的发动机装在后轮的后面，它的发动机能横装或纵装，一般只驱动后轮。13 汽车底盘底盘是车辆的主要工作零件装配成的几个系统组装件。底盘包括动力传动系统、操纵系统、悬挂系统和制动系统。1） 动力传动系统把动力传递到轮子上；2） 操纵系统控制车辆的运动方向；3） 悬挂系统和车轮吸收路面振动；4） 制动系统降低车辆速度。This car steers easily. 这部车子易于驾驶。131 动力传动系统动力传动链把转动力矩从发动机传递到驱动轮上。动力传动链包括一个供手动传输的离合器或自动传输的力矩转换器、传输装置、动力轴、后桥驱动和差动齿轮、驱动轴。作为替代可用一个驱动桥。驱动桥是一个把传输装置、后桥齿轮和差动齿轮组合在一个箱体中的装置。一台手动车辆用一个离合器使发动机与动力传动链离合。发动机力矩通过离合器传递到传动装置或驱动桥。传动链包含若干齿轮副，在把力矩传递给其他动力链之前增减力矩。选择的齿轮速比越低，传递的力矩越大。从静止起动的车辆需要大的力矩，而一旦运动，则只需要很小的力矩维持其速度。选择的速比越高，发动机速度越低。湖北汽车工业学院李俊玲老师回复：The lower the gear ratio selected, the higher the torque transmitted. A vehicle starting from rest needs a lot of torque, but once it is moving, it can maintain speed with only a relatively small amount of torque. A higher gear ratio can then be selected, and engine speed reduced. 选择的挡位越低，扭矩传递越大。汽车启动需要较大扭矩，但是一旦启动了，只需相对小的扭矩保持速度。那么，可以选择较高的挡位，降低发动机转速。本段里的gear ratio 在此指的是“齿轮比” ，也就是“挡位” ，不是transmission ratio 传动比（可查看70页）。gear ratio=1/transmission齿轮速比（挡位）越低，传动比越高，发动机转速高；相反，齿轮速比（挡位）越高，传动比越低，发动机转速低。发动机在前、后轮驱动的传统车辆用一个动力轴，叫做传动轴，它把力矩从传动装置传递到后桥上。后桥为增大作用于传动轴上的力矩提供了后齿轮减速。在前发动机后驱动轮车辆中，后桥使传动方向改变了90度。在后桥内，差动齿轮副把力矩分到轴上，并在转弯时允许每一个轮子有不同的速度。轴把力矩传递到驱动轮上。在后轮驱动车辆中，轴可以是固定的或含有允许悬挂装置移动的关节。对于前轮驱动车辆，驱动轴有允许悬挂和操纵系运动的万向关节。除齿轮选择是由液压或电控制外，自动传输或驱动桥执行了与人工操纵或驱动桥的类似功能。自动操纵用力矩转换器，它充作液力联轴节传递动力。132 转向系统车辆的运动方向由转向系统控制。基本的转向系统有3个主要部分：一个与转向轮连接的操纵箱、把转向箱连接到位于前轮的车轮部件上的连接和使车轮组件绕枢轴转动的前悬置件。当司机转动转向轮时，转向柱轴使转向齿轮转动，转向齿轮使与前轮连接的横拉杆移动，横拉杆带动前轮运动，使车辆向右或向左转动。133 悬挂系统完整的悬挂系统的目的是把车体与来自路面的颠簸和振动隔离 开，否则颠簸和振动会传递给旅客和货物。不论路面如何，它还必须使轮胎与道路保持接触。一个基本的悬挂系统由弹簧、轴、吸振器、臂、杆和球铰链。弹簧是悬挂装置上具有弹性的零件，基本类型有：钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧。现在的载客车辆一般用轻型螺旋弹簧，与载客车辆比较，轻型商务车用承重更大的弹簧，前端用螺旋弹簧，后端用钢板弹簧。重型商务车辆一般用钢板弹簧或空气弹簧。车轮强度必须能承载车辆，抵抗正常运行产生的力。同时，它们必须尽可能轻，以使不支承在弹簧上的重量最小。车轮轮毂用钢板冲压成型，也可用铸铝合金制造。由于铝合金的特点，多用铝合金轮毂，因为它们比类似的钢质轮毂更轻。铝是更好的热导体，因此与钢质轮毂比较，铝合金轮毂能更有效地扩散来自车刹和轮胎的热量。轮胎在车辆和道路之间提供了一层软垫，降低振动的传递。它还提供摩擦，这使车辆能够正常地运行。现在有多种材料用于制造轮胎，橡胶是主要材料。常见的两类轮胎结构有交叉状和子午线。现在大多数载客车辆轮胎用子午线，在四轮驱动和重载车辆上子午线正在取代交叉状轮胎。有内胎轮胎需要内胎把空气密封在轮胎内。无内胎轮胎是把整个车轮和轮胎组件制造成气密型，取消了内胎。这需要一个特殊的气密阀组件，它能紧紧地装配进轮缘或可用螺母和密封垫紧固。134 制动系统鼓式制动器有一个附在车轮毂上的鼓，通过制动蹄向鼓的内侧膨胀制动。用盘式式制动器，附在轮毂上的盘被夹在两个刹车片之间。在轻型车上，这两种制动系统都是用液压操纵的。刹车踏板操控主气缸动作，液压管把主缸连接到车轮上的制动缸上。现在大多数轻型车既可以在前轮上用盘式制动器，后轮上用鼓式制动器，也可以在所有四个轮子上都用盘式制动器。操控盘式制动器需要更大的力。制动增压器可以帮助司机在操纵制动器时增加作用于主缸上的力。空气制动系统用在重型车辆上，作用于大直径隔膜上的压缩空气向制动器组件提供了很大的力。空气压缩机把空气抽进储气罐，驾驶员控制阀使压缩空气通入不同的车轮组件以操控摩擦制动器。在铰链连接的车辆上，应当把力作用于尾车刹上的延时减到最小，这是用一个继电器阀和一个装在尾车上的独立储气罐实现的。如果尾车不与主？连接，这个布置方式也用于制动器。所有车辆都必须至少用有两套独立的制动系统，它们叫做？制动和紧急制动。现在也常称之为脚刹和停车刹。大多数轻型车用脚刹，通过液压系统作用于各车轮上，手动刹车是机械式的，仅仅作用于后轮上。手笔刹系统的常见用途是在停车时固定车辆。两个系统的设计是相互独立的，一旦其中一个失效，另一个还可以工作。1.4 电气系统电气系统为起动器、点火、照明和加热器提供电源。电位由充电电路维持。141 充电充电系统为车辆上的所有电气元件提供电能。充电系统主要包括：电池、交流发动机、电压调节器（往往集成到交流发动机），充电报警或指示灯和形成电路的导线。电池为起动提供电能，一旦发动机运转，交流发动机为车辆的电气元器件提供电能。它还为电池充电补充起动发动机使用的电能。电压调节器防止过充电。142 起动143 点火第二章 内燃机21 工作原理211 能源和动力能源用于产生动力。燃料以控制的速率燃烧，燃料中的化学能转换为热能。这个过程叫做燃烧。如果发动机燃烧发生在动力室内，这种发动机叫做内燃机。如果燃烧发生在气缸外，这样的发动机叫做外燃发动机。汽车使用的发动机是内燃热发动机。在燃烧室内释放的热能提高了室内燃烧气体的温度。气体温度的增加使气体的压力增加。在燃烧室内产生的压力作用于活塞的顶部，产生机械力，这个力转换成有用的机械动力。212 发动机术语通过连杆把活塞连接到曲轴，这使气体带动轴转动半圈。出力行程消耗气体，因此必须为排出燃烧过的气体和向气缸充入新鲜的油气混合物提供通路。对气体运动的控制是阀的？，进气阀允许新的混合气在适当的时间进入气缸，排气阀则在气体做功后排出气缸。发动机术语见图2-1。TDC（Top Dead Center）: 当活塞距离曲轴最远时曲柄和活塞的位置。BDC（Bottom Dead Center）:当活塞距离曲轴最近时曲柄和活塞的位置。Stroke: the distance between BDC and TDC; stroke is controlled by the crankshaft.Bore : 气缸的内径。Swept volume: (有效容积) TDC 和BDC之间的容积。发动机排量：所有气缸的有效容积，即2升（）排量的四缸发动机的单缸有效容积为。余隙容积：当活塞处于TDC位置时，活塞上的空间容积。压缩比两行程：曲轴每一转一个出力行程。四行程：曲轴每两转一个出力行程。213 四行程火花点火发动机循环火花点火发动机是一种外部提供点火的内燃发动机，它把燃料中的能量转换为动能。工作循环分为四个活塞行程。为了完成全循环，取曲轴的两转来说明。工作行程见图2-2：1 进气行程活塞向下运动增加了气缸的容积，新鲜的燃气混合气通过打开的进气阀进入气缸。2 压缩行程活塞上行减少了气缸的容积，压缩燃气混合气。就在活塞到达TDC之前，火花塞点燃了压缩的燃气混合气，开始了燃烧过程。更高的压缩比意味着燃料的更好的利用率。压缩范围是由敲缸极限限制的。3 出力行程火花塞的火花点燃压缩的燃气混合气后，作为混合气燃烧的结果，缸内气温上升。缸内的压力增大，迫使活塞向下。通过连杆，活塞把动力传递给曲轴。4 排气行程通过打开的排气阀，上行的活塞排出燃烧后的气体。第四个行程完成后，循环重复。214 发动机？发动机有数百个零件。主要零件有发动机缸体，发动机缸盖、活塞、连杆、曲轴和阀。加入其他零件以形成系统。这些系统是燃料系统、进气系统、点火系统、冷却系统、润滑系统和排气系统（图2-3）。这些系统中每一个都有确定的功能，将在其后讨论这些系统。22 发动机座和气缸盖发动机座是发动机的基础结。构。所有其他发动机零件或装在其内，或固定于其上。它承装气缸、水套和油道（图2-4）。发动机体还承装曲轴，它固定于发动机体的底部。凸轮轴也装在发动机体内，顶置凸轮发动机除外。在大多数汽车中，气缸体是由灰口铸铁或灰口铸铁和其他金属如镍或铬的合金（混合物）制造的。发动机缸体是铸件。某些发动机缸体，特别是较小的汽车上使用的发动机缸体是用铸铝制造的。这种金属比铁轻，但铁的耐磨性比铝好。因此大多数铝制发动机的气缸是用铁或钢衬的。这些套叫做气钢套。某些发动机缸体是全铝制的。222 缸套在发动机缸体中使用缸套是为了对活塞和活塞环提供硬的耐磨材料。缸体可以用一种易于铸造的铁制造，而缸套则用另一种能够更好地抵抗磨损和撕裂的材料制造。缸套主要有两种类型：干的和湿的。干的缸套可以铸造进或压入一个新的气缸体，或者用于？严重磨损或损坏的、不易重新镗孔的气缸。它是压入在气缸体的孔中的。它的壁厚约有2mm厚。它的外表面全长与缸体接触，它的顶部与缸体的平齐，几乎看不出。一旦落位，干式钢套永久成为气缸的一部分。用湿套时，它的外表面是气缸周围水套的一部分。之所以称为湿套是因为对它的外表面施以冷却剂。这有助于加速钢套和冷却剂之间的热传递。这种钢套的顶部是密封的以防止冷却剂泄漏。223 气缸盖气缸盖固定于缸体的顶部，恰象装在一幢房子的房顶。气缸盖下与活塞顶部形成燃烧室。对于轻型车的单列发动机，所有气缸有一个气缸盖；更大的单列发动机有两个或更多的气缸盖。就象发动机缸体，气缸盖可用铸铁或铝合金制造。用铝合金制造的气缸盖比铸铁气缸盖轻。铝导热远比铸铁快。在燃油发动机中，三种最普通的燃烧室是半球形、楔形和准半球形。气缸盖上装有阀、阀弹簧和摇臂轴上的摇臂，阀齿轮上的这部分通过推杆工作。有时凸轮轴直接装进气缸盖，并在没有摇杆的阀上工作。这叫做顶置凸轮轴布置。224 衬垫气缸盖用高强度钢螺栓固定到气缸体上。缸体与缸盖之间的结合必须是气密的，因此没有然燃气混合气泄漏。这是用气缸衬垫实现的。采用三文治衬垫，即两层铜片之间夹一层石棉，这两种材料都能发动机内的高温和高压。225 油底壳油底壳常用钢板冲压成型。油底壳和气缸体的较低的部分一起叫做曲轴箱，它们把曲轴封闭起来。润滑系统的油泵从油底壳抽取润滑油，将其送到发动机各工作部位。油排出并流入油底壳。这样，在发动机油底壳和工作零件之间有一个持久的油流循环。23 活塞、连杆和曲轴231 曲柄机构和气动力单气缸动力设备的曲柄机构是由活塞、连杆和曲轴组成的。这些零件受气动力作用，因此使它们产生惯性力（图2-7）。作用在活塞上的气体力可以分解为活塞作用于缸壁的侧向力和连杆力。连杆力转而产生作用于曲柄机构的？切向力。这个力与曲柄半径产生力矩和径向力。？作为气动力的函数,可以用曲柄角、连杠与气缸轴线的夹角和连杆比计算这些力。以傅里叶级数的形式表达所有这些关系，这是一种表述振动计算的有用的方法。232 活塞组件活塞是四冲程循环发动机的重要组成部分。大多数活塞是用铸铝制造的。通过连杆，活塞把燃烧燃料混合气产生的力传递到曲轴上。这个力使曲轴转动。薄的、圆的钢圈装进活塞槽内，用于密封燃烧室的底部。这些圈叫做活塞环。安装活塞环的槽称之为活塞环槽。活塞销装进活塞的圆孔内，它把活塞连接到连杆上。容纳活塞销的活塞上的厚的部分活塞销座。活塞、活塞环和活塞销一起叫做活塞组件。1 活塞为了承受燃烧室的热，活塞必须有足够强度。它还必须是轻的，因为它在气缸内上下移动时在高速运动。活塞是空心的，它的顶部是厚的，顶部必须承受热冲击力和膨胀力。活塞的底部是薄的，这里有较少的热。活塞顶部是盖，薄的部分是活塞裙。活塞环槽之间的截面叫做环带。活塞顶可以是平顶、凸顶、圆顶或凹顶。在柴油发动机中，在活塞顶部件部分地或完整地形成燃烧室，这取决于喷射方法。因此它们用不同形状的活塞。2 活塞环如图2-9所示，活塞环装进活塞顶部附近的环槽。用最简单的术语，活塞环是薄的、圆形的金属件，装进活塞顶部的环槽中。在现在的发动机中，每一个活塞有三个环。（在老式发动机中活塞有四个或五个环。）环的内表面与活塞的环槽配合。环的外表面压向气缸壁。活塞环在活塞与气缸壁之间提供了需要的密封。即只有活塞环接触气缸壁。顶部两个环是把气体保持在气缸内，叫压缩环。较低的环防止油从燃烧室溅上气缸孔，叫油环。在汽车发动机上常用镀铬铸铁压缩环。镀铬表面提供了非常平滑、耐磨的表面。在动力行程阶段，作用于压缩环上的燃烧压力非常高，这使它们扭曲。一些高压气体进入环的背面，这迫使环的表面完全与气缸壁接触。燃烧气体的压力还使环的底部紧贴环槽的底部。因此，燃烧产生的高压使环的表面和气缸壁产生更紧的密封。3 活塞销活塞销把活塞和连杆连接起来，这个销装进活塞销孔，穿过连杆的顶端的孔。杆的顶端比装在曲轴上的那一端小得多。小端装在活塞的底部。活塞销穿过活塞的一侧，通过连杆的小端，然后在穿过活塞的另一侧。它把杆牢牢地固定在活塞的中心。活塞销用高强度钢制造且为空心。许多活塞销表面镀铬以使其更好地耐磨。233 连杆连杆用高强度钢缎造。它把来自活塞的力和运动传递到曲轴上的曲柄销。连杆的小端连接到活塞销上。衬垫用软金属如铜制造，用于结合。连杆的小端与曲折轴轴颈配合，这一端叫大端。对于这一端轴承，用钢背铅或锡壳轴承。这些与主轴承所使用的相同。连杆大端的切口有时是斜的，因此它小到足以通过缸孔。连杆用合金钢锻造。234 曲轴曲轴（图2-10）与连杆连接，它把活塞的往复运动转变为驱动车辆的旋转运动。它一般用含少量镍的碳钢制造。主轴承轴颈装进气缸体，大端轴颈与连杆一致。在曲轴的后端与飞轮配合，在曲轴的前端，与正时齿轮、风扇、冷却水？和交流发动机的驱动轮配合。曲轴的摆幅即主轴颈和大端中心之间的距离，控制行程的长度，行程是摆幅的两倍。行程长度是活塞从TDC运动到BDC的距离，反之亦然。235 气缸数和点火顺序单缸发动机只在曲轴每两转提供一个动力脉冲。发动机只在这段时间的四分之一出力。采用一个以上的气缸时，可以获得更平滑的动力流。增加的动力脉冲平滑地分隔四行程的两转。四缸发动机常用于小汽车上（见图2-11）。为了更好地平衡，曲轴的布置是当1和4号活塞在TDC时，2号和3号活塞在BDC。动力脉冲之间的间隔是180度（半转）。这个顺序图显示了发生在每一个气缸上的动作。这个发动机的点火顺序是1-3-4-2，如果装另外一根凸轮轴，则点火顺序可以改变为1-2-4-3。4号活塞总是与1号活塞相伴动作。当4号气缸的进气阀全部打开时，1号气缸的进气阀则完全关闭。记住这个特征在检查阀的间隙时是有用的。236 飞轮飞轮用碳钢制造。它装在曲轴的后面，？使发动机在出力冲程之间保持转动，它还装有离合器，它的圆周上有起动器环轮齿，离合器把动力传递到传动装置上。在四个冲程中只有一个工作冲程，因此在发动机在非出力冲程阶段，需要飞轮驱动曲轴。237 扭转振动平衡器为了抑制发动机曲轴的正常扭转振动，需要谐振抑制器或振动阻尼器。一个气缸点火时，它使曲柄摆动增大。轴的其余部分的惯性使它稍稍滞后，在曲轴上产生扭转。连续的气缸点火引起的扭转振动建立起振动频率，这些频率随发动机速度和发动机气缸数变化。振动阻尼器减少了这些振动的影响。振动阻尼器主要由一个轮毂和惯性环组成 。惯性环通过一弹性插件连接到轮毂上。一个气缸点火时，惯性环相对于曲轴转动稍稍移动，因此对大范围内发动机速度抑制曲轴的扭转振动。为了对大范围的振动频率进行更有效地控制，一些阻尼器设计有两个尺寸不同的惯性环。在延长期，弹性体可能损坏或连接可能松动，阻尼器会变得无效，会产生振动的结果。损坏的阻尼器必须更换。在关于阻尼器设计（轮毂也是一个密封？），密封可能磨损轮毂内的槽，导致油泄漏。如果处在良好的条件，套筒型修理就能恢复。在某些情况下，轮毂可能需要加工才能容纳修理套筒。24 发动机和传动装置241 固有的发动机振动发动机内引起的振动是由往复运动的零件的循环加速和气缸气压的快速改变引起的，这会在每一个工作循环发生。惯性和气体压力的变化产生三种传递到气缸体的振动：1） 垂直和/或水平振动和摆动；2） 波动的力矩反应；3） 曲轴的扭转振动242 悬架的原因满足多项要求是悬架设计的目标，有些要求有相互矛盾的约束。这些装置的duties的清单如下：1）防止发动机和传动装置支点因刚性地固定到底盘或车体结构上产生的疲劳失效。2）为了减小发动机振动传递到车体结构上的振动幅度。3）为了防止车辆在粗糙的路面上行使时，把路面上车轮的振动过度地回弹传递到发动机上。4）减少因发动机振动直接传递到车体结构上产生的噪声放大。5）用弹性介质部分隔离发动机振动，减少人的不适和疲劳。243 摆动轴发动机和传动装置必须悬架，因此它绕理想的转动中心（叫做？轴）摆动时，允许其有最大的自由度。这个主轴对发动机和传动装置振动产生最小的抗力，因为它们的质量对这根轴均匀地分布。可以考虑发动机绕一根通过发动机和传动装置的重心的轴转动（图2-12），这正常地使摆轴产生相对于曲轴1020的倾斜。为了获得最大的自由度，悬架必须这样布置使它们在橡胶装置内产生最小的剪切抗力。244 悬架的六个自由度模型 如果可动的发动机的运动不受限制，它可以有六个振动模型。任何运动可以分解为平行于通过发动机的重心的轴的三个线性运动和三个旋转运动，这三个轴相互垂直。这些运动模型总结如下：线性运动旋转运动水平纵向转动水平侧向绕侧向轴转动铅垂方向绕铅垂轴转动25 阀系阀系由那些在适当的时间打开和关闭阀的那些零件组成。251 阀的动作为了协调四冲程循环，一组叫做气阀传动的零件打开和关闭气阀（分别使它们上下运动）。这些气阀运动必须在适当的时间发生。每一个气阀的打开由凸轮控制。1 顶置凸轮轴气阀传动凸轮是装在轴上的一个鸡蛋形金属零件，它与曲轴协调转动。这根金属轴叫做凸轮轴，发动机的每一个阀在轴上都有单独的凸轮（图2-13）。凸轮转动时，凸轮的高点推动连接阀杆的零件。这个动作迫使阀向下运动。这个动作能打开进气冲程的进气阀，或者打开排气冲程的排气阀。当凸轮继续转动时，高点离开气阀机构。当这个动作发生时，阀的弹簧推动气阀紧紧地关闭其开口。？现代汽车发动机中的阀位于发动机顶部的气缸盖内。这叫做顶置气阀配置。除此之外，凸轮轴位于气缸顶部时，叫做顶置凸轮设计。一些高性能发动机有两个分立的凸轮，进气和排气阀各一套。这些发动机叫做双顶置凸轮轴发动机。2 推杆气阀传动凸轮轴也可以置于发动机体内的发动机下部，为了把凸轮的运动向上传递到气阀上，需要额外的零件。在这种布置中，凸轮凸起推向叫做凸轮挺杆的圆形金属杆。当凸轮的凸起运动到凸轮挺杆下时，它推动凸轮挺杆向上（远离凸轮轴）。凸轮挺杆？一根推杆，它推向摇臂。摇臂绕一根轴转动。当摇臂的一端向上运动时，另一端向下运动，恰象一个翘翘板。摇臂的向下的一端推上阀杆打开气阀。因为一个推杆气阀传动有额外的零件，高速运动更困难。典型的推杆发动机是以低速运动，结果是它比同规格的顶置凸轮设计产生更小的动力。（记住，动力是做功的速率。）252 气门间隙当发动机工作在压缩和出力冲程时，气阀必须紧紧地关闭在它的阀座上以产生气密，因此防止气体从燃烧室泄漏。如果气阀不能完全关闭，发动机就不能产生全动力。阀盖还容易因热气通过燃烧，活塞冠？可能触碰打开的阀，这可能严重地损坏发动机。253 配气正时气阀打开和关闭的时间和气阀打开的时长用曲轴转动的角度表示。例如，进气阀恰在活塞到达上止点前正常地开始打开。它在活塞向下移动到BDC甚至过BDC时仍保持打开，这是进气阀打开持续时间。这个例子可以说明为：进气阀在17BTDC打开，进气阀在51ABDC关闭。在这种情况下，进气阀打开持续时间是曲轴转过248。这为压缩冲程留下了129持续时间，因为在活塞到达TDC时压缩结束。在这一点上，出力冲程开始。出力冲程在排气阀开始打开时结束，排气阀大约在活塞到达BDC前的51处 打开。在这种情况下出力冲程的延时也是129。由于排气阀在BDC前的51处打开，开始排气冲程。当活塞过BDC，向上运动并过TDC，排气冲程继续。由于排气阀在活塞到达上止点后的17处关闭，排气冲程延续时间为248（图2-15）。根据这个说明，在进气阀打开时，排气阀仍保持打开一小段时间，换句话说，排气冲程结束前和进气冲程开始后重叠一小段时间，这叫气门重叠。在TDC前打开进气阀和在BDC后关闭它增加了注入气缸的燃料混合气量。早一点打开进气阀有助于在进气冲程开始时克服燃料混合气的静止惯性，而进气阀在BDC后打开则利于运动的燃料混合气的动态惯性。这提高了容积效率。当活塞在出力冲程阶段向下运动过TDC位置后的90处，气缸内压力降低，由于连杆角和曲柄轴位置，对曲柄轴的杠杆作用力已经减小。这结束出力行程的有效长度，现在排气阀可能打开，开始排出燃烧过的气体。直到活塞向上运动过TDC位置时，排气阀一直打开。这有助于燃烧过的气体尽可能多地排出，因此提高了容积效率。254 凸轮设计和控制动力学凸轮的作用是尽可能远距离、尽可能快、尽可能平滑地打开和关闭气阀。关闭气阀的力是由气阀弹簧作用的，这也保持凸轮和气阀之间的接触。动力迫使？凸轮和气阀挺杆上。整个气阀传动组件可以看成一个弹簧/质量系统，在这个系统中，从储存传动组件的能量转变为自由能产生强迫振动。用顶置曲轴的气阀传动组件可以用具有足够精度的1质量系统代表（由运动质量、刚性气阀传动组件和相应的阻尼组成）。对于底部安装的凸轮轴和推杆，2个质量系统的使用正在增加。最大许可接触应力，往往指限制凸轮凸起处的半径和侧面？开放率，这个应力在600 750 Mpa ，它取决于配对的材料。255 凸轮轴驱动机构在四冲程循环中，每个凸轮必须转动一次？以打开气阀。记住，一个循环相当于曲轴的两转。因此，凸轮轴必须精确地以曲轴速度的一半转动。这是以21的齿轮比实现的。一个装到凸轮轴上的齿轮的齿数是装到曲轴上的齿轮齿数的两倍。这些齿轮的连接方式有三种（图2-16）。1 皮带传动可用齿型带。这些皮带用合成橡胶制造并用内置钢或玻璃纤维强化。皮带有齿或槽型空间与齿轮上的齿啮合并驱动。皮带典型地用在顶置凸轮气阀传动的发动机上。2 链传动在一些发动机上，采用金属链连接曲轴和凸轮齿轮。大多数推杆发动机和OHC发动机采用这种方式。3 齿轮传动凸轮轴和曲柄轴直接连接或啮合。这种类型的连接常用于老式6缸、直列发动机上。用链或皮带传动的凸轮轴与曲轴的转动方向相同。但直接由曲轴齿轮传动传动的凸轮轴以相反的方向转动。采用正时皮带因为它们的成本比链传动低得多，且运转更安静。典型的正时皮带是用氯丁橡胶（合成橡胶）制造，用玻璃纤维强化。256 电子气阀控制系统电子气阀控制系统替代机械凸轮，对分立的气阀正时，用执行器控制每一个气阀。电子阀控系统用每个气阀上的分立执行器控制进气阀和排气阀的打开和关闭时间和提起量。从机械凸轮驱动改变为独立控制执行器阀为发动机控制提供了巨大的灵活性？车辆利用EVC的优点包括：1） 增加发动机动力和燃料经济性。2） 允许集中和分布布置EVC系统以发挥它们全部潜能。3） 适应不同气缸数的发动机。由于改善了效率和消费者利益，汽车制造商渴望获得他们的第一个EVC系统，EVC系统把目标定为使温度达到125，而执行器的目标是适应6000转/分。可以在一个集中系统中用高速多？总线控制执行器（高达10Mbps），或在分布系统中用名义速度总线控制执行器。EVC系统布置必须是紧凑，特别是执行器必须足够小以装进发动机。采用42V的系统的车辆对于EVC是理想的，因为它要求高压控制气阀执行器，EVC的应用目标是V8和V12。EVC系统还具有高度灵活性，可用于多气缸发动机。26 汽油燃料系统261 汽油汽油是用原油蒸馏而得。汽油高度易燃，意味着它在空气中易燃。汽油容易蒸发，这个特性（叫做挥发性）是很重要的。然而，它不得太过容易蒸发，或者它会在燃料桶或燃料管内蒸发。在燃料管中，燃料蒸气可能阻塞液体汽油的流动。这叫蒸气阻塞。蒸气阻塞在燃油管路中是常见的,在这里,泵的进气侧易受高温影响.汽油的可燃性随汽油质量和与汽油混合的添加剂而变化。汽油在燃烧室内的燃烧是最重要的。点火前，增大燃烧室内燃料混合气的压力有助于增大发动机的动力。这是通过把燃料混合气压缩到一个小的体积来实现的。较高的压缩比不仅增大动力而且提供了更有效的动力。但当压缩比上升，敲缸趋势增加。汽油的辛烷值是它的防爆质量或阻止燃烧时爆燃的能力的度量。爆燃，有时也叫敲缸，可以定义为由于燃烧室内过高的温度和压力条件燃烧燃气混合气的最后部分的不可控爆炸。由于暴燃产生压力冲击波，因此可听见敲缸声，而不是燃料混合气平稳地燃烧和膨胀，如果足够严重这会导致动力损失、局部过高的温度和发动机损坏。有两种常用的确定摩托用汽油辛烷值的方法，即摩托方法和研究方法。两种方法都用同一类型的单缸发动机，单缸发动机用变化的缸盖和敲缸测量表表示敲缸强度。用实验样本作燃料，调整发动机压缩比和空气燃料混合以得到指定的敲缸强度。两个主要的标准参考燃料，正常的庚烷和异辛烷，分别任意地赋于0和100辛烷值，然后混合产生同样的敲缸强度作为实验样本。混合物中异辛烷的百分比就是实验样本的辛烷值。因此，如果匹配的参考混合物中庚烷占15%，异辛烷占85%，根据实验方法，实验样本标定85摩托或研究辛烷值。262 过量空气因数除非与空气混合，否则石油不会燃烧。在理想条件下，完全燃烧要求的空气与石油的混合比是15份空气对1份石油。这意味着1公斤石油要与15公斤空气混合。要实现完全燃烧需要的空/燃比叫做化学上正确的混合气。15比1适用于石油，其他燃料有不同的比例。为了说明提供给发动机气缸的实际的空气燃料混合气与完全燃烧在理论上要求的空燃比（14.7:1）偏差有多大，已经选择了过-空气因数。263 对工作条件的适应在某些工作条件中，燃料要求因基本的燃料注入量有很大不同，因此要求在混合气行程中进行适当干预。1 冷起动2 后起动阶段27 柴油发动机271 柴油发动机与汽油发动机的不同柴油发动机是因Rudolf Diesel 的开创性工作而得名。柴油用于大多数重型汽车，极好的燃料经济性使它成为轻型商务车、？和出租汽车采用的？发动机的具有吸引力的替代品。在我们分析它们如何不同之前，让我们先看看它们有哪些相同。两种发动机都采用液体燃料。汽油、煤油和柴油都产自原油。它们主要是挥发性不同。汽油的挥发性很强，即它在低温下蒸发。煤油需要更多的热才能使它蒸发，而柴油征发需要的热还要多。两种类型的发动机都是内燃机，即它们都是在气缸内燃烧燃料。大多数汽油发动机和许多柴油发动机是四冲程循环工作。再看柴油发动机和气油发动机之间的主要差别是什么？柴油发动机没有分电器、火花塞或火花塞线。燃油通过气缸内压缩空气产生的热点火。因此，柴油发动机又叫做压缩点火发动机。柴油发动机工作的基本原理之一是压缩空气的温度会上升。空气压缩越多，它的温度越高。这里还有，柴油发动机不同于汽油发动机。为了获得点燃柴油需要的温度，需要较高的压缩比。柴油车发动机的压缩比在18：1和22：1之间。现代汽油发动机的压缩比为9：1。更高的压缩比意味着柴油发动机必须制造的更强以抵抗高压。高的压缩比还使柴油发动机比汽油发动机具有更好的燃料经济。柴油发动机在发动机的速度控制上也不同于汽油发动机。柴油发动机没有限制气流进入发动机的节流板或类似的装置。发动机速度由进入气缸的燃料量控制。因此，柴油发动机是无节流发动机。节流装置关闭时，汽油发动机产生高真空，节流装置打开时，则形成低真空或非真空。柴油发动机因为没有节流装置，也没有进气管真空。另一个差别是柴油发动机的空气燃料比例范围。记住，汽油发动机用空气燃料比的范围在12.5:1和16：1到18：1。这是因为空气和燃料进入气缸时的控制方法不同。柴油发动机在最大功率时空气燃油比约为15：1，在怠速时大约为100：1。柴油发动机之所以这样因为只控制油流而不是气流。汽油和柴油发动机之间的最后？的差别在于燃油的喷射方法。燃油喷射系统是柴油发动机的最重要部分。柴油发动机喷射必须控制燃料喷射的量并在喷射时确定。燃油喷射的时间是重要的，就象汽油发动机的火花产生时间一样。在柴油发动机中，燃油直接喷射进入发动机气缸或预热室。柴油发动机在喷嘴处用高达27580kPa的油压。这允许燃油进入高燃压力？。它还有助于喷射时燃油的蒸发。272 柴油发动机燃料混合物形成和燃烧室当柴油发动机总是用内部混合形成时，在燃烧室内只能获得不均匀的混合物。在不均匀的混合物中，过量的空气因子喷射球的纯空气（无穷大）到喷射中心的（0）。柴油发动机燃烧室有两个主要类型：直接喷射和间接喷射。两个设计促进扰动，帮助压缩空气和喷射的燃油更好地混合。采用直接喷射的发动机用平面缸盖。燃烧室在活塞的顶部形成。有时活塞环提供挤压，迫使空气进入燃烧室的中心。这使得燃油喷射进入气缸时产生扰动。在间接喷射中，活塞相当平或有浅浅的凹腔。主要的燃烧室在活塞和活塞的顶部之间但一个更小的分隔室在盖内。燃油喷进这个更小的室内，它可有各种因不同的设计。273 直列式泵燃油喷射系统柴油发动机的燃油喷射系统必须做若干重要的事情，首先，它必须测量发动机要在驾驶员确定的速度和负荷条件下运行时要求的燃油量。然后，它必须在准确的时间向各油缸输送测定的油量，其后，它必须以确定的速度和溅射方式喷射燃油，以在燃烧室内获得最好成绩的燃烧效果。直列式泵燃油喷射系统向柴油发动机供应燃油。燃油从油桶流向输油泵，再通过燃油过滤器从那里流向燃油喷射泵。今天独立的直列式泵系统用在许多发动机上，它们的每一个气缸有一个泵。在这种泵的泵壳内有一个小的凸轮轴，这个凸轮轴由发动机以凸轮轴速度驱动。这个小凸轮轴用于提高每一个泵的压力，并在压力条件下把油输入管路。管路把燃油输向喷嘴，然后喷进气缸。输油管路必须有足够强度，而且对每个气缸具有同样的长度。通过溢流管滤油器能排泄过量的燃油，溢流管线和泄漏管把油导回油桶。33 传动现代汽车发动机是强力、重量轻和可靠的动力装置。但由于三个原因，它还不是很完善的。首先，现代发动机在低速时不能产生很大的力矩。第二，发动机在每分钟20003000转之间产生最大力矩。第三，与一辆车启动后保持运动比较，使它从静止到运动需要的力要大得多。因此，要求车辆的力矩范围比发动机的力矩范围更宽。基于这些原因，车辆需要一个能够更好地利用动力和力矩的装置。传动装置就是这样一个装置。有两种类型的传动装置，手动和自动。用简单的术语，传动装置放大了发动机力矩，通过齿轮把动力传递到驱动轴上。驾驶员变换齿轮增减发动机产生的力矩。用人工换档的汽车上，驾驶员手动换档。在自动换档的车辆上，齿轮自动变换。这些齿轮在换档中降低发动机速度，因此发动机速度增大。这个速度降低，力矩增大是必要的，因此发动机能以更高的速度运转。在这样的速度条件下，发动机能产生更大的力矩和更高的效率。换句话说，传动装置允许在低的车辆速度下有更高的发动机速度并放大力矩以推动车辆运动。331 手工换档人工换档有三种类型：滑动啮合、恒啮合和同步啮合传动。3311 滑动啮合传动1齿轮和轴尽管这种类型现在几乎不用，还是包括它因为齿轮布置图形成了大多数手工换档的基本结构。圆柱齿轮装在四根轴上：输入轴、中间轴（副轴）、主轴和倒档轴（见图3-4）。（1）输入轴 输入轴或离合轴通过将它连接到转动的离合器盘的中心来转动。在输入轴的传动端是一个齿轮。输入轴转动时，两个恒转动齿轮把发动机力矩传递到中间轴的 驱动齿轮。（2）中间轴 中间轴由一根实心金属轴和几个齿轮组成。这些中间轴齿轮或三联齿轮组是实心中间轴的一部分。因此，当中间轴转动时，所有这些齿轮一起转动。（3）主轴 如果变换杆位于空档位置，主轴上所有齿轮都不啮合。当你把操作杆移动到一个齿轮位置，主轴齿轮之一与相应的中间轴齿轮进入啮合。每一对啮合的齿轮把不同的力矩和速度传递到主轴上。因此，可以选择更高的速度和更小的力矩或者更低的速度和更大的力矩以适应驱动条件。（4）倒档中间轴 倒车需要在传动链上增加一个齿轮，倒车中间齿轮。当你换成倒车档时，倒车中间齿轮与中间轴和主轴上的齿轮啮合。这个增加的齿轮改变了转动的方向。主轴或输出轴向相反的方向转动，使汽车倒退。2换档机构这是装在司机的齿轮拨杆和齿轮之间的换档轴和和拨杆。这个机构必须包括：1） 把齿轮固定在一个位置，一般是一个弹簧载荷球；2） 阻止同时获得两个齿轮，换档轴之间的球或柱作为互锁。3 齿轮变换在滑动啮合传动箱中，如果要避免噪声，齿轮变换需要技巧。齿轮的撞击声是不当换档的结果，有人把这种现象叫做撞击型传动。如果要求快速且安静地换档，必须由司机完成双分离动作。这个操作要均衡啮合齿轮的圆周速度。3312 恒啮合传动图3-6 说明了力矩通过典型的恒啮合传动力矩。这种类型采用螺旋或双螺旋齿轮，它们总是处于啮合状态的。主轴齿轮装在轴承上，当需要齿轮时，通过牙嵌式离合器将主轴齿轮锁定在轴上。尽管机械效率较低，螺旋齿轮噪声更小。因为不当换档引起的任何损坏都出现在牙嵌式离合器的齿上而不是实际的齿轮轮齿上。3313 同步啮合传动就象这个名称一样，这种类型有一个同步装置，它平衡两个必须啮合在一起的机件的速度。对于恒啮合，布置是类似的，但有装在牙嵌式离合器和齿轮之间的摩擦锥。选择齿轮时，摩擦接触使中间轴改变速度，因此在齿轮的实际锁定发生时，两个牙嵌式离合器的零件以相同的速度移动。在老式设计中，摩擦装置的操作是由司机在双脚离合时完成的。同步啮合传动使换档更简单、更平稳、更快捷。332 自动人工档为了简化司机换档操作和提高经济性，最近利用半自动或全自动换档，尤其是在卡车上。与自动功率换档比较，尽管这些新的换档方式还有缺点，各种齿轮换档在牵引动力会产生中断，它们仍有很多优点。1） 用多达16个齿轮可以细分速比。2） 较高的传动效率。3） 较低的成本。4） 对手动换档和自动换档有相同的基本单元。1 操作原理装在换档机构上的是一个中心阀座，它把电信号转换为气动或液压信号，它们来驱动换档气缸。依靠这个系统，电控制信号可以直接来自司机操纵的换档杆，也可以直接采用电子控制。最简单的系统是遥控换档，在这种换档方式中，只是替换了机械连接。在这里，换档拨杆（采用“H”型的换档触杆或传统的开关）只是提供电信号，它通过电子控制装置直接或间接起动气动阀。行进和离合操作与人工换档相同。这个系统也可以与换档推荐设备组合。其优点是：1） 更容易换档。2） 安装简单（没有连接）。3） 保护发动机的过速。2 半自动系统驱动装置为了进一步解放司机，遥控换档可以与自动行驶装置结合。没有离合器踏板，司机简单地选择齿轮。第4章 制动系统和结构4.1 制动系统的基本特点当车辆加速从静止达到一定速度时需要能量。这种能量的一部分储存在车辆中，叫做动能。为了降低车辆速度，制动器把动能转变为热能。能量转变的速度控制着车辆速度降低的速率。制动系统由能量供应装置、控制装置、传动装置和制动器组成。当前使用的制动器有三种类型：行车制动、驻车制动和缓速制动系统。行车制动系统和驻车制动系统有独立的控制和传动装置。行车制动系统用脚操作，而驻车制动系统则用手操作。根据使用的能量的类型把制动系统分为：肌肉制动系统、能量助力制动系统、非肌肉能量制动系统、惯性制动系统和重力制动系统。这些制动系统之间的差别主要是在制动系统控制中能量运用的方式。在助力制动系统中受控的工作力的一部分用作操作力，例如，在非肌肉力制动系统中则不是这样。助力制动系统和非肌肉力制动系统中也使用不同的能量介质。能量主要由真空、压缩空气或液压力（有时是电动力）产生。在现代汽车中使用两种类型的制动器：鼓式制动器和盘式制动器。从1976年起，所有车辆的前轮都使用盘式制动器，大多数车辆的后轮用鼓形制动器。在鼓式和盘式两种制动器中，液压系统用于制动器中。液压系统把制动器连接到每一个轮子的制动零件上。采用两种类型的液压制动系统。手动制动系统是最简单的。这里，驾驶员的脚压在踏板上的力都作用于液压系统。另一个系统是动力制动系统，用帮助驾驶员的零件把力施加在液压系统上。还有一个防滑系统防止制动器锁住轮子，引起滑移。制动系统根据传动装置分为：单电路制动系统 （每小时25公里以上的行车制动系统不押允许使用）和多电路制动系统。1） 用机械力传动的制动系统，2） 用液压力传动的制动系统，3） 用气动力传动的制动系统4） 用电力传动的制动系统School: (in certain university) a department concerned with a particular subject: (fml) the school of law/He went to medical school for 3 years.AmE UNIVERSITY42 制动器的类型有两类主要的制动器：鼓式制动器和盘式制动器。421 鼓式制动器鼓式制动器有两个制动蹄，他们固定于制动底板上，通过液压气缸或机械连接内胀与鼓接触（图4-2）。Drum: A musical instrument consisting of a skin or skinlike surface stretched tight over one or both sides of a hollow circular frame,and struck by hand or with a stick Drumstick: a stick for beating a drumDrummer: a person who plays a drum Brake:An apparatus （机构）for slowing or lessening movement and bringing to a stop (as of a wheel or car)The goverment put the brakes on all our plans by giving us less money.Brake shoe: 闸瓦、刹车片Brake gear：闸（制动）装置Brake block： 闸瓦、刹车（制动）片Anchor：A piece of heavy metal, usu. a hook with 2 arms, at the end of a chain or rope, for lowering into t