汽车构造基础知识培训课件(ppt 73页).ppt

汽车构造基础知识,工艺技术部,引言,自1886年德国人卡尔本茨制造出第一辆汽车以来，世界汽车保有量2007年已达到9.2亿辆，年产量7300万辆。据统计，我国2012年的汽车年产量达1800万辆之多，我国因此成为世界第一汽车生产大国。汽车：由动力装置（一般为内燃机）驱动，具有四个或四个以上的车轮的非轨道、无架线的车辆。,汽车构造基础知识,一、汽车分类二、汽车发动机布置形式和组成三、汽车电器的基本构造介绍四、汽车车身的基本组成五、汽车底盘基本组成六、汽车的四轮定位参数,一、汽车分类,按用途分类载货汽车车型识别代码为：1越野汽车车型识别代码为：2自卸汽车车型识别代码为：3牵引车和汽车列车车型识别代码为：4专用汽车车型识别代码为：5客车车型识别代码为：6轿车车型识别代码为：7备用分类号车型备用代码半挂车及专用半挂车车型识别代码为：9,中国汽车产品编号规则,用汉语拼音字母表示用阿拉伯数字表示用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示,按发动机布置和驱动方式分类,前置前轮驱动（FF）前置后轮驱动（FR）后置前轮驱动（RF）中置后轮驱动（MR）,二、汽车发动机布置形式和组成,发动机前置前驱,奥迪A6的前置前驱,前置引擎前轮驱动（FF）,将发动机横置在车头，经过变速箱直接驱动前轮，就可以免去传动轴，从而解决了FR布局的车厢地板台阶问题。这种方案称为FF布局，FF是目前绝大部分微、小、中型轿车采用的布局方式。除了车厢地板台阶降低外，FF在操控性方面也具有优势：由于重心偏前且由前轮产生驱动力，FF的汽车在操控性方面具有明显的转向不足特性，这在汽车操控性评价中属于一种安全的稳态倾向，是民用车的理想特性。抗侧滑的能力也比FR强。但之前也提到FF的驱动轮附着利用率较小，上坡时驱动轮的附着力会减小；前轮的驱动兼转向结构比较复杂，引擎和传动系统（变速箱、离合器等）集中在引擎舱内，布局拥挤，局限了采用大型引擎的可能性。,发动机前置后轮驱动（FR）,宝马5系的前置后驱,发动机前置后轮驱动（FR）,最早期的汽车绝大部分采用FR布局，现在则主要应用在中、高级轿车。它的优点是轴荷分配均匀，即整车的前后重量比较平衡，因此操控稳定性比较好。据物理原理的计算，后轮作驱动轮时，轮胎的附着利用率要优于前轮驱动，这是中、大型轿车（马力、扭力较大）都采用后轮驱动的主要原因。FR的缺点是传动部件多、传动系统质量大，贯穿坐舱的传动轴占据了坐舱的地板空间。为了容纳传动轴，凡是采用FR的房车，其后座中间座椅的地板台阶都是隆起来的，大大影响了脚部空间和乘坐舒适性。,发动机后置后驱,保时捷911的后置后驱,发动机中置后驱,法拉利F360的中置后驱,发动机主体,发动机进气系统,发动机燃油供给系统,发动机润滑系统,发动机冷却系统,发动机排气系统,发动机组成,发动机缸体：汽缸盖、汽缸体、油底壳等曲轴连杆机构：活塞、活塞环、活塞销、连杆、曲轴、轴瓦、飞轮等配气机构：进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴以及凸轮轴正时齿轮等供给系统：燃油箱、燃油泵、汽油滤清器、空气滤清器进气管、三元催化器、排气消声器、输油管路等作用：燃料在发动机燃烧室燃烧将化学能转化为热能，通过曲柄连杆机构将热能转化为发动机转动的机械能，最后将燃烧后的废气排出汽缸。如此反复，从而实现了发动机的连续运转。,发动机组成,点火系统构成：点火控制模块、点火线圈、分缸线、火花塞、爆震传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器蓄电池、发电机等作用：按发动机工作循环，在规定的时刻供给火花塞足够的高压电，令其产生火花点燃混合气，使发动机作功点火供给模式：传感器电脑点火线圈/分缸线火花塞冷却系：水泵、散热器、风扇、分水管、气缸体放水阀、水套等功能：防冻、提高沸点、除垢清洁、防锈润滑系：油泵、限压阀、润滑油道、机油滤清器等作用：润滑、冷却、防锈蚀、密封、清洁启动系统：启动机及其附属设备,发动机的基本术语,1.工作循环：活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。2.上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；3.下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。4.活塞行程：上、下止点间的距离S称为活塞行程。5.气缸工作容积：上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。6.内燃机排量：内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。,发动机的基本术语,7.燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。8.气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。9.压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比e，压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高10.工况：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。11.负荷率：内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。,四冲程汽油机的工作原理,四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的，如图所示为单缸四冲程汽油机工作原理示意图。,四冲程汽油机工作原理,进气行程在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力降到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。在进气终了时，气缸内的气体压力约为0.0750.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。,四冲程汽油机工作原理,压缩行程为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。此时混合气压力会增加到0.6-1.2MPa，温度可达600-700K。,四冲程汽油机工作原理,作功行程在这个过程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，此时燃气的压力和温度迅速增加。其所能达到的最大压力可达3-5MPa,相应的温度则高达2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞由上止点向下止点运动，通过连杆使曲柄旋转并输出机械能，除了维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。在活塞的运动过程中，气缸内容积增加，气体压力和温度都迅速下降，在此行程终了时，压力降至0.3-0.5MPa，温度则为1300-1600K。,四冲程汽油机工作原理,排气行程当膨胀行程（作功行程）接近终了时，排球门开启，考废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，强制降废气强制排到大气中，这就是排气行程。在此行程中，气缸内压力稍微高于大气压力，约为0.105-0.115MPa。当活塞到达上止点附近时，排气行程结束，此时的废气温度约为900-1200K。,内燃机的点火顺序,点火顺序:是指气缸燃烧的先后次序，与设计结构、着火间隔的均匀性、曲轴的制造、曲轴负荷的最优化等有关。四缸机点火顺序:1-3-4-2;1-2-4-3六缸机点火顺序:1-5-3-6-2-4；1-2-4-6-5-3,三、汽车电器,汽车电子随着汽车技术的发展，采用电子技术的手段解决汽车技术中关键问题的方法应用得越来越广泛。采用电子控制的燃油喷射系统和电子点火系统，电子控制的防抱死；自动变速箱；自动安全气囊等技术都是基于电子技术的汽车新产品。现在的汽车已经是一个复杂的机械电子一体化的综合系统。,汽车电器控制系统,汽车电子控制发动机的电子控制：发动机ECU制动系统的电子控制：ABS+EBD安全气囊：SRS电子助力转向系统电子点火及控制系统,汽车电器-照明装置及信号装置,(一)装在车身外部的照明装置(二)装在车身内部的照明装置(三)转向信号灯及转向信号闪光器,汽车电器-汽车仪表,一、车速里程表及速度报警装置二、发动机转速表三、燃油表及燃油低油面报警装置四、水温表及水温报警灯五、机油压力表及机油低压报警装置,四、汽车车身,早期的轿车车身沿用了马车车身结构，整个车身以木材料为主。1912年由爱德华巴特首次制成了金属的车身，1925年文森卓.兰西亚发明了承载式车身，车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖件组成，这种金属结构的车身一直沿用至今，得到不断的完善和发展。分为非承载式车身和承载式车身两种。,非承载式车身：非承载式车身的汽车有一刚性车架，又称底盘大梁架。发动机、传动系的一部分，车身等总成部件用悬架装置固定在车架上，车架通过前后悬架装置与车轮联接。这种非承载式车身比较笨重，质量大，高度高，一般用在货车、客车和越野吉普车上，也有少部分的高级轿车使用，因为它具有较好的平稳性和安全性。,承载式车身：承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，发动机、前后悬架、传动系的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。经过几十年的发展和完善，承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，具有质量小，高度低，装配容易等优点，因此大部分的轿车采用了这种车身结构，例如我国生产的一汽奥迪、中华骏捷、上海桑塔纳、吉利自由舰、远景等国产轿车均是承载式车身。,汽车车身,为了减小汽车的整车质量和节约材料，大多数中级、普通级、微型轿车和部分客车车身常采用承载式结构。货车驾驶室只占汽车长度的小部分，因此，不可能采用承载结构。,汽车车身,车身应对驾驶员提供便利的工作条件，对乘员提供舒适的乘坐条件，保护他们免受汽车行驶时的振动、噪声，废气的侵袭以及外界恶劣气候的影响。汽车车身上的一些结构措施和设备还有助于安全行车和减轻事故的后果。具有合理的外部形状，在汽车行驶时能有效地引导周围的气流，以减少空气阻力和燃料消耗。此外，车身还应有助于提高汽车行驶稳定性和改善发动机的冷却条件，并保证车身内部良好的通风。,汽车车身,车身：车身结构件和车身覆盖件的焊接总成。可以划分为地板、顶盖、前围板、后围板、门立柱、仪表板等分总成。车身覆盖件：覆盖车身内部的表面板件车身结构件：支撑车身覆盖件的全部车身结构零件的总称。车身附件：包括车灯、装饰条、雨刮器、后视镜、密封条、门锁、玻璃升降器、安全带、头枕、气囊、遮阳板、拉手、风窗玻璃、保险杠、铰链、内饰、坐椅等,五、汽车底盘,底盘汽车整车除去发动机、电器设备、车身以外的所有系统和装置的总称。,汽车底盘主要包括:汽车传动系、汽车行驶系、汽车转向系、汽车制动系,汽车底盘-汽车传动系,组成：离合器；变速器、（分动箱）、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴、（轮边减速器）。传动系功用：1、增扭减速（不计传动损失）2、变扭变速（具有合适的间变化）需设多个传动比3、改变驱动轮旋转方向（倒车）4、改变旋转平面（纵置发动机）5、传递和脱开动力6、使驱动轮差速7、功率输出,汽车底盘-汽车行驶系,组成：车架、车桥、车轮、悬架行驶系功用：1、承重。2、变驱动力矩为驱动力，变车轮旋转为车辆移动。3、传递各项力和力矩。4、缓和冲击、衰减振动。5、与转向系配合实现行驶方向控制。,汽车整体悬架和独立悬架,汽车整体悬架和独立悬架,汽车悬架,悬架：悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。汽车悬架包括弹性元件，减振器和传力装置等三部分。这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。我们常见轿车的前悬挂一般为麦弗逊式悬挂麦弗(Macphersan)式悬挂。麦弗逊式是当今最为流行的独立悬挂之一，一般用于轿车的前轮。其次是四连杆前悬挂系统多用于豪华轿车，它通过运动学原理巧妙地将牵引力、制动力和转向力分离，同时赋予车辆精确的转向控制。四连杆式悬挂系统在奥迪A4、A6以及中华轿车上都可以看到。后悬架系统的种类要比前悬架要多，原因是驱动方式的不同决定着后车轴的有无，并与车身重量有关。主要有连杆式和摆臂式两种。,汽车底盘-汽车转向系,机械转向系：由转向器和转向传动机构组成。转向器：由方向盘、方向盘转向轴、转向啮合付（转向器）组成。转向传动机构：由转向臂（转向垂臂）、直拉杆、直拉杆臂、左右梯形臂、横拉杆、转向球头等组成动力转向系：由机械转向系加转向加力装置构成。汽车转向系功用：改变和纠正（保证直行）车辆的行驶方向。动力转向系：转向加力装置构成。,1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器,动力转向系,汽车底盘制动系统,组成：制动器、制动力传递机构、制动助力装置等功用：1、强制车辆减速和停车（行车制动）2、驻车防滑车（驻车制动）3、防下坡超速（稳定车速）,汽车底盘制动系统,制动器工作原理：以一定速度行驶的汽车具有一定的动能，要使它减速或者停车，路面必须强制地对汽车车轮产生一个阻止汽车行驶的力制动力。实质上，制动就是将汽车的动能强制地转化成其他形式的能量，通常是转化为热能，扩散到大气中。,轿车典型制动系统的组成,51,四通道ABS,汽车底盘制动系,四轮定位的作用是使汽车保持稳定的直线行驶能力和转向轻便，并减少汽车在行驶中轮胎和转向机构零件的磨损。当驾驶员感到转向沉重、发抖、跑偏、不正、无自动回正、轮胎单边磨损、波状磨损、块状磨损、偏磨以及驾驶感到发飘、颠颤、摆头；这时候就需要考虑进行四轮定位了。,六、轿车的四轮定位,轿车的四轮定位,车轮外倾角1.零外倾角：无论正外倾角拟或负外倾角，由于车轮内、外侧转动半径不一样，而车轮转速相同，势必造成车轮内外磨损不均匀。零外倾不存在内外磨损不均匀的现象。如图所示。,轿车的四轮定位,车轮外倾角正外倾角：如图所示。1）减低作用于转向节上的负载2）防止车轮滑脱：路面反作用力F可以分解为垂直于轴径轴线的力F1，及平行于轴径轴线的力F2。F2迫使车轮向内，有助于防止车轮从轴径滑脱。,轿车的四轮定位,3.负外倾角的作用：现代汽车由于悬架和车桥比过去坚固，加上路面平坦，所以，采用正外倾角的轿车越来越少。而采用零或负外倾角的车越来越多。转弯时外轮倾角呈减小趋势，抵消了由于车身向外倾斜而导致车轮正外倾角的趋势，从而了避免悬架超负载及外侧轮胎变形。,轿车的四轮定位,如果车轮是正外倾角，使轮胎与地面接触处的内外滚动半径不同，外侧小于内侧，这不仅加剧了轮胎磨损，也会使转向性能降低。采用零或负外倾角，可使内外侧滚动半径相近，使轮胎内外侧磨损均匀，换提高了车身的横向稳定性。如图3所示。图3,轿车的四轮定位,前束A=B零前束AB正前束AB负前束前束的作用：消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。因为车轮外倾角的作用使车轮滚动时产生“滚锥”效应，产生侧滑，会造成轮胎磨损。所以前束作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。如图4所示。,轿车的四轮定位,悬架结构的刚度与摆动角的关系：车辆行驶中来自各个方向的作用力施加于悬架上，使车轮倾向于后束。为防止此现象，某些车辆外倾角为零时，也需要较小的正前束。前束值的影响：当前束太大时，轮胎外侧会形成磨损形态，胎纹磨损形式为羽毛状。当用手从内侧向外侧抚摸时，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。负前束太大时，轮胎内侧磨损会有负外倾角太大所形成的磨损形态，胎纹磨损形式为羽毛状，当用手从外侧向内侧抚摸时，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。,轿车的四轮定位,轿车的四轮定位,主销内倾角：转向轴中心线与垂直轴线的交角。O到M之距离：转向偏位O在M之內側转向偏位为正O在M之外側转向偏位为负减小转向力提高直线行驶的稳定性,3、主销后倾角：后倾角的作用和影响:1)后倾角使汽车转向时使车身抬高，在车身重量的作下迫使转向车轮恢复到直线行驶位置，从而提高车辆行驶的稳定性。,轿车的四轮定位,汽车常识,汽车外形尺寸：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。.长度长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数。车身长意味着纵向可利用空间大，这是显而易见的；但太长的车身会给调头、停车造成不便。4米长与5米长的汽车在驾驶感觉上会有很大的差异，一般中小型乘用车长3.65米左右，5米以上的可算作大型车了。,汽车常识,.宽度宽度主要影响乘坐空间和灵活性。对于乘用轿车，如果要求横向布置的三个坐位都有宽阔的乘坐感（主要是足够的肩宽），那么车宽一般都要达到1.8M。近年由于对安全性的要求，车门壁的厚度有所增加，因此车宽也普遍增加。但是车身太宽会降低在市区行走、停泊的方便性，因此对于轿车来说车宽2M是一个公认的上限。接近2米或超过2米的车都会很难驾驶。道路用车（大货车、大客车）的车宽一般也不能超过2.5米。,汽车常识,.高度车身高度直接影响重心（操控性）和空间。大部分轿车高度在1.5米以下，与人体的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心的考虑，以确保高速拐弯时不会翻车。SUV、MPV、面包车等为了营造宽阔的乘坐（头部空间）和载货空间，车身一般比较高（1.6米以上），但随之使整车重心升高，过弯时车身侧倾角度大；这是高车身车种的一个重大特性缺陷。小型车为了在有限的占地面积内扩大车厢空间，近年有向上发展的趋势，车身都比传统的小型车高出很多，重心升高导致的主动安全性下降是必然的。当然，也不能无限制的向上加高，因为，大部分的室内停车场都有高度限制，通常在限制在1.8米以下。,汽车常识,.轴距在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间最重要的因素，因为占绝大多数的2厢和3厢轿车，乘员的坐位都是布置在前后轴之间的。长轴距使乘员的纵向空间增大，直接得益的是对乘坐舒适性影响很大的脚部空间。在行驶性能方面，长轴距能提高直路巡航的稳定性，但转向灵活性下降，回旋半径增大。因此在稳定性和灵活性之间必须作出取舍，取得适当的平衡。,汽车常识,5.前、后悬车长=前悬+后悬+轴