项目5 汽车基本结构及工作原理

1,主要内容任务5.1汽车发动机动力从何而来任务5.2汽车如何灵活行驶任务5.3汽车其他组成与功能,2,任务5.1汽车发动机动力从何而来,汽车总体组成（视频链接）,3,5.1.1四冲程汽油机基本结构及工作原理,1.四冲程汽油机基本结构,4,四冲程汽油机基本结构,5,四冲程汽油机基本结构（动画）,6,2.四冲程汽油机基本工作原理（动画）,进气,0180,开,关,压缩,180360,关,关,作功,360540,关,关,排气,540720,关,开,排气门,进气门,活塞行向,曲轴转角,行程名称,四冲程汽油机基本工作原理,8,四冲程汽油机基本工作原理（视频链接）,9,工作过程分析,（1）四冲程发动机活塞在上、下止点间往复移动四个行程（相当曲轴旋转了两周），完成进气、压缩、做功、排气一个工作循环的发动机称四冲程发动机。,10,（2）冲程与活塞行程,冲程:指发动机的类型活塞行程:指活塞运行的上、下两个止点之间的距离S。,11,气缸工作容积：一个活塞在一个行程中所扫过的容积。发动机总排量：一台发动机所有气缸工作容积之和。,12,压缩比（）：,气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶部以上的气缸容积。燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶部以上的容积。,13,3.多缸发动机结构与工作特点,（1）共用一个机体，一根曲轴；（2）曲轴的曲柄分布应该使各缸作功行程均匀分布在7200曲轴转角内。,14,多缸发动机工作原理（视频链接）,15,4缸机工作循环（工作顺序1-3-4-2）,16,5.1.2四冲程柴油机结构及工作特点,1.结构特点没有火花塞设喷油器,17,（1）进气行程进入气缸的是纯空气；（2）着火方式属于压燃式。,2.工作原理,18,四冲程柴油机工作原理（视频链接）,19,5.1.3发动机组成与结构原理,在一个机体上安装一个机构（曲柄连杆机构）和六大系统（换气、燃料、润滑、冷却、点火、起动）。柴油机则为五大系统，没有点火系统。,20,21,1机体组件,（1）作用：发动机的骨架，支承着发动机的所有零部件。（2）组成：主要由气缸体、气缸、气缸盖、气缸垫、曲轴箱和油底壳等组成,22,23,2曲柄连杆机构,（1）作用将活塞顶的燃气压力转变为曲轴的转矩，输出机械能。（2）主要组成主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦、曲轴、飞轮等组成,24,25,3换气系统,（1）作用按照发动机要求，定时开闭进、排气门，吸入干净空气，排除废气。（2）主要组成主要由空气滤清器、进排气管系、配气机构（气门组件、凸轮轴、驱动机构）、排气消音器等组成,26,凸轮轴,排气管系,消声器,气门组件,空气滤清器,进气管系,27,配气机构组成,28,（3）配气机构工作原理,动画,29,配气定时,30,4燃料供给系统,（1）汽油机燃料供给系统,作用：根据汽油机的不同工况要求，供给不同浓度的油气混合气。工况：工作状况的简称，通常用发动机的转速和负荷来表示。发动机的负荷是指发动机的外部载荷，发动机输出的动力随外部载荷而变化。,31,汽油机燃料供给系统组成,主要由汽油箱、输油泵、滤清器、压力调节器、各种传感器、电控喷油器、电控单元等组成,32,汽油机电控燃油喷射系统,33,电控单元ECU,34,电控汽油喷射系统的工作原理,35,（2）柴油机燃料供给系统,作用：根据柴油机的不同工况要求，定时、定量产生高压油。传统的柴油喷射系统采用机械方式进行控制，精度差，喷油量、喷油压力和喷油时间难于准确控制，导致柴油机排气冒黑烟，动力、经济性能下降。目前已经普遍采用电控共轨喷射。,36,电控柴油机共轨喷射系统组成,燃油供给系统（油箱、电动输油泵、燃油粗、细滤清器、高压油泵、共轨管、电控喷油器等）电子控制系统（各种传感器、执行器和电控单元ECU）,37,38,工作原理,工作原理：输油泵将柴油从油箱泵出，经柴油滤清器过滤，进入高压油泵提高压力到150MPa以上，进入共轨管。ECU根据加速踏板位置、空气流量传感器、轨压传感器、发动机转速、冷却液温度、进气温度等传感器输入的信号，进行比较、分析、计算，然后向电控喷油器喷发出喷油脉冲指令，实现对喷油量的精确控制。多余的柴油从回油管流回柴油滤清器或油箱。,39,5点火系统,（1）作用按汽油机要求，准时、可靠点燃气缸内可燃混合气。（2）主要组成现代汽车多用微机控制点火系，主要由电源、点火开关、点火线圈组件、传感器、电控单元ECU、火花塞等组成。,40,41,火花塞,42,火花塞（视频）,43,蓄电池,44,发电机,45,点火线圈,46,（3）工作原理,ECU根据节气门位置、发动机转速、冷却液温度、进气温度、和爆燃等传感器输入的信号，与存储在ROM中的参考数据进行比较、分析、计算、判断，然后发出点火指令，通过火花塞，点燃可燃混合气。,47,6润滑系统,（1）作用减轻机件磨损、减小摩擦损失、降低功率消耗。冷却、清洁、密封、防机件氧化锈蚀。（2）润滑方式压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑,48,（3）主要组成,一般由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、机油压力表、机油道等组成,49,50,（4）工作原理,51,润滑系工作原理（动画）,52,7冷却系统,（1）作用保证发动机在适宜的温度范围内工作。（2）冷却方式有水冷和风冷两种。现代汽车几乎都采用强制水冷。,53,发动机冷系统1-百叶窗2-散热器3-散热器盖4-风扇5-水泵6-节温器7-水温表8-水套9-分水管10-放水开关,54,（3）主要组成,主要由冷却水泵、风扇、节温器、散热器、冷却水道等组成。,55,（4）工作原理,冷却水小循环,动画,56,冷却系工作原理,冷却水大循环,动画,57,（5）冷却液,冷却液种类有水及加有防冻剂的防冻液。水冷却液使用注意不宜添加河水、井水等含矿物质的水，应添加雨水、雪水或离子交换水。在严寒冬季易结冰，需放水过夜，否则会使造成结冰时体积膨胀，胀裂机体、气缸盖的严重事故。,58,现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力。例如桑塔纳系列轿车采用以乙二醇为基料的冷却液（乙二醇的质量占45.6%、水的质量占54.4%），使其冰点在25以下，沸点在106以上。专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定的毒性，使用时应注意。发现冷却液泄漏应及时检查添加。,59,8起动系统,（1）作用按发动机要求，提供一定的转矩，使发动机达到规定的转速，顺利完成起动过程。低温起动时，还应进行预热起动。（2）主要组成主要由蓄电池、起动开关、起动电动机等组成。,60,61,起动电动机,62,（3）工作原理,当起动开关置于起动档“Start”时,首先接通起动控制电路，蓄电池电流流入起动机，并使其转动。同时，电磁开关还将驱动齿轮向外推出与发动机飞轮相啮合，带动发动机转动。当发动机完成着火后，驾驶员及时将起动开关转到点火档“IG”，切断起动机控制电路，驱动齿轮退回，起动机停止运转。,63,（4）低温启动与预热,发动机预热方法常见的有电热塞、热敏电阻预热器和电火焰预热器。也可以采用喷起动液方法帮助起动。,64,任务5.2汽车如何灵活行驶,65,5.2.1汽车传动系,66,1.汽车离合器,（1）离合器作用分离和结合发动机的动力，保证汽车平稳起步，使换档时工作平顺和防止传动系过载。（2）离合器的基本结构及工作原理,67,摩擦离合器的基本结构原理,a）离合器结合b）离合器分离1-飞轮2-从动盘3-离合器踏板4-操纵结构5-压紧弹簧6-花键轴7-分离套筒8-轴承,68,离合器工作原理（动画）,69,2.汽车变速器,（1）变速器功用改变传动比，以适应汽车在各种行驶条件下所需的牵引力和合适的行驶速度；实现倒车；利用空档切断离合器与传动轴之间的动力传递，以便汽车换档和发动机起动及怠速运转。,70,（2）变速器类型,按操纵方式分手动变速器和自动变速器。手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档，换档机构简单，工作可靠，但操作复杂。自动变速器（AutomaticTransmission简称AT）能根据汽车的运行状况自动换档，无离合器，通过加速踏板控制车速，操作简单，但结构复杂。,71,（3）手动变速器结构原理,a）减速传动b）增速传动,72,桑塔纳2000GSi轿车用的变速器,73,变速器原理（动画）,74,75,（4）自动变速器结构原理,76,77,自动变速器工作原理,工作时，电控单元（ECU）根据驾驶员脚踩加速踏板角度的大小（发动机的节气门开度）、汽车车速等各种运转参数，按照的设定的控制程序发出换档等控制信号，通过各种电磁阀（换档电磁阀、油压电磁阀等）来完成换档等控制任务。,78,79,3.汽车万向传动装置,（1）功用在轴线相交且相对位置经常发生变化的两轴间传递动力，主要应用于连接变速器与驱动桥或离合器与驱动桥、变速器与分动器、转向驱动桥、断开式驱动桥及连接转向操纵机构等。,80,（2）万向传动装置组成,1-变速器2-万向传动装置3-车架4-后悬架5-驱动桥,81,4.驱动桥,82,差速器,差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在转弯行驶时允许左、右半轴以不同转速旋转（差速）。,83,差速原理（动画）,84,5.2.2汽车行驶系,1.车轮,1-轮胎2-螺栓3-气门嘴4-饰罩5-辐板6、8-平衡块7-轮辋,85,2.车桥,86,3车架,87,4车轮定位,（1）主销后倾角,88,（2）主销内倾角（3）前轮外倾角,89,（4）前轮前束,90,（5）后轮外倾其定义与前轮外倾相似。采用独立后悬架的大多数车辆常有一个较小的正后轮外倾角。（6）后轮前束其定义与前轮前束相似。,91,5汽车悬架,（1）悬架作用把路面作用于车轮上的各种反力所造成的转矩传递到车架(或车身)上，减少汽车振动。,92,（2）悬架的基本组成,1-弹性元件2-减振器3-下摆臂4-横向稳定杆5-纵向推力杆6-转向节7-上摆臂,93,悬架原理（动画）,94,5.2.3汽车转向系,1.汽车转向原理,ctgctg+B/L,95,2.汽车转向系类型,汽车转向系分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，传力件都是机械的。动力转向系以发动机或电动机的动力作为主要转向能源，转向轻松省力。,96,3.机械转向系组成,包括转向盘、转向轴、转向管柱等。它们的作用是将驾驶员的操纵力传给转向器。,（1）转向操纵机构,97,98,（2）转向器,转向器是转向系中的减速增矩装置，并改变转向力矩的传动方向。目前应用广泛的机械转向器有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器等几种。,99,（3）转向传动机构,转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮按要求的角度关系偏转，以保证汽车转向时各车轮与地面的相对滑动尽量小。,100,转向原理（动画）,101,4.电子控制动力转向系,理想的转向系应使汽车在静止或低速行驶时，转向所需操纵力小，轻便省力；而在中高速行驶时，转向操纵力稍大，增加驾驶员的“路感”，提高操纵稳定性，保证高速行车的安全。传统的机械式转向系不能达到这个要求，而电子控制动力转向系可以满足。,102,5.汽车四轮转向,汽车四轮转向是对后轮也进行转向操纵的系统。前后转向轮的转向控制有同相和逆相两种情况，逆相式的转弯半径比两轮转向的转弯半径小，提高了汽车转向的机动性，适于汽车低速行驶；同相式在转向时车身与行驶方向的偏转角小，提高了操纵稳定性，适于汽车的高速行驶。,103,5.2.4汽车制动系,使行驶中的汽车减速甚至停车，或使已经停下来的汽车保持不动。,1.汽车制动系功用,104,2.汽车制动系分类,105,106,107,3.汽车制动系基本组成与工作原理,（1）汽车制动系基本组成(以液压蹄式制动系为例),108,1-制动踏板2-推杆3-主缸活塞4-制动主缸5-油管6-制动轮缸7-轮缸活塞8-制动鼓9-摩擦片10-制动蹄11-制动底板12-支承销13-制动蹄回位弹簧,109,蹄式制动器（动画）,110,（3）盘式制动器结构原理,111,盘式制动器（动画）,112,（4）汽车制动间隙与制动距离,制动器在不工作时，摩擦片与制动鼓之间的间隙称制动间隙。制动距离是指驾驶员踩下制动踏板至车辆完全停住时汽车所行驶的距离。,113,4.汽车制动防抱死系统（ABS）,（1）ABS功用,防止汽车制动时车轮抱死的装置，并把车轮的滑移率保持在最佳范围内。,114,曲线行驶时车轮抱死的汽车运动情况,115,（2）ABS基本组成与工作原理,116,5.驱动防滑系统（ASR）,（1）ASR的作用,防止汽车在起步、加速和低附着系数路面行驶时驱动轮的滑转，以提高汽车的牵引性和操纵稳定性。,117,（2）ASR的基本工作原理,发动机输出转矩调整方式;驱动轮制动控制方式。驱动轮制动控制的方法只限于低速行驶时使用。ASR可以与ABS共用车轮转速传感器等部件。ASR电子控制装置既可是独立的，也可与ABS共用。,118,任务5.3汽车其他组成与功能,5.3.1汽车车身结构,119,车身组成,主要由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、附件（各种座椅、内外饰、仪表电器、刮水器、洗涤器、风窗除霜装置、空调等）和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成。货车及专用车辆还有货箱及专用设备。,120,刮水器（动画）,121,三点式安全带,122,安全气囊,123,安全气囊的作用过程,124,5.3.2汽车空调系统,1作用实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。2汽车空调系统基本组成及工作原理主要由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。,125,1-冷凝器2-压缩机3-制冷剂管路4-蒸发器箱5-进风罩6-空调控制装置7-加热器8储液干燥器,126,1.制冷系统,127,空调原理（动画）,128,空调压缩机,129,2.其他系统,130,5.3.3汽车仪表及照明,1汽车仪表系统,131,132,133,广州本田雅格轿车仪表板1-转速表2-故障指示灯3-转向信号灯4-巡航控制指示灯5-车速表6-SRS指示灯7-远光指示灯8-ABS制动指示灯9-驻车制动与制动系统指示灯10-燃油表11-冷却液温度表12-座椅安全带提示灯13-车门和制动灯监视器14-低燃油指示灯15-行程选择/复位按钮16-里程表17-亮度调节18-低机油压力指示灯19-充电系统指示灯,134,（3）仪表板常见符号,135,2汽车照明系统,136,汽车照明系统,137,3汽车信号装置,（1）信号装置的作用通过灯光和音响等手段，向行人和车辆发出警告，以保障行车安全。（2）信号装置的组成常见的有喇叭音