汽车概论第二章PPT课件

1、第一节 现代汽车与人类社会 汽车的使用范围：日常生活：运输货物、运送乘客、代步工具、工程车辆、特殊作业车辆等等体育竞技：拉力赛、越野赛等等军事活动：输送火力、输送士兵、装甲车辆等等 人们对汽车的追求：良好的性能优美的外观豪华的内饰精湛的艺术造型第1页/共71页汽车给人类带来的危害 交通拥堵越来越严重 停车难问题越来越突出 频繁的交通事故 汽车废气对环境的污染越来越严重 汽车噪声对环境的污染 与汽车相关的违法犯罪案例的出现第2页/共71页与汽车相关的职业 与汽车生产有关的直接从业人员 汽车运输业的从业人员 各种职业驾驶人员 汽车销售人员 汽车维修人员 汽车相关服务人员：加油站、洗车行 公共车辆的

2、司售人员 公路和市内交通的管理人员 负责交通事故处理和赔偿的公检法和保险人员 从事汽车科研和教学的科研工作者和教育工作者 职业赛车运动员和教练员第3页/共71页汽车在现代社会中的作用-生产 生产活动中汽车的作用-生产资料 原料的输送 设备的运输 配套件的输送 产品从工厂到用户的传递 为了满足不同运送条件的需求货车分为： 中、重型货车 专用货车：厢式货车、集装箱运输车第4页/共71页用于生产的汽车第5页/共71页用于人员运输的汽车第6页/共71页用于公共交通的汽车第7页/共71页用于军事方面的车辆第8页/共71页用于娱乐的多功能车第9页/共71页第二节 汽车的分类与性能要求 汽车的分类 按用途分

3、类：轿车、客车、旅游车、货车 按动力装置分类：内燃机汽车、电动汽车 按道路特征分类：公路用车、非公路用车 按行驶机构分类：轮式汽车、履带式汽车第10页/共71页轿车 轿车：用于载运少量人员（少于9人）及其随身行李的汽车 按发动机排量（L）可分为： 微型轿车：1.0 普及型轿车： 1.0 1.6 中级轿车： 1.6 2.5 中高级轿车： 2.5 4.0 高级轿车：4.0第11页/共71页微型轿车北斗星长安奥拓：0.8L第12页/共71页普及型轿车飞渡1.5L第13页/共71页中级轿车本田雅阁第14页/共71页中高级轿车第15页/共71页高级轿车4.3L迈巴赫5.9L第16页/共71页客车 客车：

4、供公共服务用的载送较多成员的汽车 按照车辆总长度分类： 微型客车：3.5m 轻型客车： 3.57.0 中型客车： 7.010.0 大型客车： 1012 特大型客车：铰接式客车和双层客车第17页/共71页微型客车第18页/共71页轻型客车江铃福特全顺第19页/共71页中型客车京华客车第20页/共71页大型客车第21页/共71页特大型客车第22页/共71页旅游车 旅游车：专门为旅游观光而设计的车，一般有普通车改装而成，具有如下特点：可调式座椅、空调、视听设备；有的还有厨房、卫生间、浴室等；外形美观、内饰考究、车厢宽阔、振动噪声小等特点第23页/共71页旅游车图示 陆风SUV：灵活多变的空间组合。可

5、以四六分离的后排座椅，充分体现多用途性的灵魂。全车尺寸不但可以舒适地满载5人，更提供了宽畅的储物空间。1352mm宽，913mm高的超大行李厢提供1300L的行李空间 第24页/共71页旅游车图第25页/共71页货车 按结构分类：普通货车、自卸车、特种货车、载货列车等 按载重量分类：轻型货车（3.5t以下）、中型货车（48t）和重型货车（8t以上） 按驾驶室形状分类：长头、短头、平头第26页/共71页内燃机汽车 根据内燃机的种类和燃料不同分类： 往复活塞式内燃机汽车 转子机汽车 汽油机汽车 柴油机汽车 氢气发动机汽车 甲醇发动机汽车 天然气发动机汽车第27页/共71页电动汽车和其他形式的汽车

6、电动车：以蓄电池和电动机为动力装置，经机械式传动系驱动车轮的汽车 优点：节能、无污染、噪声小 形式：纯电动车、混合动力车 太阳能汽车：以太阳能为动力源的汽车，装有太阳能吸收装置和光电转换装置，目前处于试验阶段 燃气轮机汽车：用于军工和重型车辆，具有高的比功率、良好的扭矩特性和多燃料第28页/共71页公路用车和非公路用车 公路用车：主要行使于城市道路和等级公路上 非公路用车：一类是由于其总质量、单轴轴载量或外廓尺寸超出公路、桥涵和交通法规的限制而只能在矿山、工地、机场、工厂内部或各种专用道路上行驶的汽车如大吨位矿用自卸车、大型挖掘机；另一类是既能在非公路地区行使游客在公路上行驶的越野汽车第29页

7、/共71页按行驶机构特征分类 轮式汽车 履带汽车 雪橇式汽车 螺旋推进式汽车 气垫车 水陆两栖车 车轮-履带式汽车 步行机构汽车第30页/共71页二、汽车的性能要求 不同的汽车有不同的性能要求 轿车：经济实用，乘坐舒适，安全快捷 货车：多拉快跑，省油经济 越野车：跨越障碍的能力 客车：宽敞明亮，乘坐舒适，安全稳定 性能要求：动力性、经济性、机动性、安全性、舒适性第31页/共71页1、汽车的动力性 评价指标： 最高车速：在水平的良好路面上汽车所能达到的最高行驶速度 发动机的最大功率越高汽车的最高车速就越大 例如：奔驰380SEC型最高车速209km/h 一般地，货车最高车速较轿车要低，重型货车最

8、高车速更低，一般在90110km/h第32页/共71页动力性评价指标 汽车的加速时间：汽车在水平良好路面上有原地起步的加速时间和超车加速时间，表征了汽车的加速能力 原地起步加速时间：指汽车从第1档起步，以最大的加速度逐步换置高档后，达到某一定距离（400m）或一定车速（80km/h）所需要的时间 超车加速时间：用最高档或次高档由某一车速（30km/h）开始全力加速至某一高速所需要的时间第33页/共71页动力性评价指标 最多爬坡度：汽车满载实在良好路面上以I档行驶时可爬越的最大坡度 货车要求有足够的爬坡能力，一般为30% 越野车要求更高：60%u另一种动力性评价方法：汽车比功率u汽车比功率：单位

9、汽车质量所能分配到的最大功率，其中汽车质量对轿车来说是指空载质量，对货车来说指满载质量u轿车比功率：5095kw/t，货车：1522kw/t第34页/共71页2、汽车的经济性 汽车经济性：燃油经济性，指单位燃料消耗量所完成的运输工作量 评价指标： 百公里油耗（L/100km）：在规定条件下行驶单位里程所消耗的燃料量 MPG：每加仑燃油所行驶的英里数 货车：运送单位质量的货物至单位里程所消耗的燃料量（L/100tkm）第35页/共71页根据不同的行驶条件的评价指标1.等速油耗：简单的单工况道路循环油耗，欧洲国家以90km/h和120km/h的等速油耗作为汽车经济性的评价指标；我国采用燃油经济特性

10、，即在各种车速下等速行驶100km的油耗，对应的最低油耗车速称为经济车速2.道路循环油耗：为了使循环油耗接近各种典型行驶条件下汽车的实际油耗，试验方法中规定了具有不同车速-时间规范的循环工况谱，如市区循环、城郊循环、洲际循环等路况。首先在美国开始使用3.汽车测功器循环油耗：是近年来发展起来的试验方法，与道路试验法相比，对实验条件更加严格，并易于实现更符合实际的复杂工况谱，还可以同时进行经济性与排气污染的测定第36页/共71页汽车的机动性 机动性：快速运动的能力 民用车：在额定载重下以足够高的平均速度通过各种坏路、坎坷不平地段、无路地带（松土、沙漠、雪地、沼泽）和克服各种障碍的能力；表示为通过性

11、和越野性 军车：战术机动性、战略机动性、后勤机动性战术机动性：机动灵活，快速反应战略机动性：被运送的能力（空运、空投）后勤机动性：车辆在一定环境条件下可靠和持久工作的能力，涉及到对环境和后勤供应的依赖性，对多燃料的适应性第37页/共71页汽车通过性 在越野行驶时，由于汽车与不规则地面的间隙不足，可能出现汽车被托住而无法通过的现象，称为间隙失效。间隙失效主要有“顶起失效”、“触头失效”或“托尾失效”三种形式 顶起失效是车辆中间底部的零件碰到地面，而被顶住的间隙失效。触头失效(或托尾失效)是汽车前端(或车尾)触及地面的间隙失效 汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。它们主要

12、包括：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。 汽车的最小转弯直径、车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数第38页/共71页汽车通过性几何参数第39页/共71页常见汽车通过性几何参数第40页/共71页最小离地间隙 最小离地间隙C：是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。它表征汽车无碰撞地越过石块、树桩等障碍物的能力 汽车的前桥、飞轮壳、变速器壳、消声器和主传动器外壳等通常有较小的离地间隙 汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲碰。后桥内装有直径较大的主传动齿轮，一般离地间隙最小。在设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙。第41页/共71页接近角、离去

13、角和最小转弯半径 接近角和离去角，是指自车身前、后突出点向前、后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。它表征了汽车接近或离开障碍物(如小丘、沟洼地等)时，不发生碰撞的能力 接近角和离地角越大，则汽车的通过性越好 车辆在转向过程中，转向盘向左或向右转到极限位置时，车辆外转向轮印迹中心在其支承面上的轨迹圆直径中的较大者，称为车辆的最小转弯直径。它表征车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯曲地带或绕过障碍物的能力 第42页/共71页最小转弯半径和转弯通道圆第43页/共71页转弯通道圆 转向盘转至极限位置时，上图中两圆为车辆转弯通道圆：车辆所有点在车辆支承平面上的投影均位于圆外的最大内圆和包含车辆所有点

14、在车辆支承平面上的投影均位于圆内的最小外圆。 车辆有左和右转弯通道圆。转弯通道圆的最大内圆直径越大，最小外圆直径越小，车辆所需的通道宽度越窄，通过性越好。第44页/共71页越野汽车通过性指标 最小离地间隙接近车轮半径 接近角和离去角不小于45 车身下应平坦 多轴全驱动 大直径轮胎 较小的纵向和横向通过半径 较小的转弯半径 车体结构具有与地面积和形状相适应的能力第45页/共71页汽车安全性 据有关报导，自从有机动车道路交通事故死亡记录以来，全世界已有3200余万人死于道路交通事故。2000年，因道路交通事故受重伤而住院的人数每年达500万人，受伤总人数达3000万人。自汽车问世100多年以来，全

15、世界因交通事故丧生的已有2500多万人，致残的达45亿人第46页/共71页汽车安全性 世界卫生组织(WHO)公路死亡小组负责人海德尔指出，在1998年，全球有117万人死于道路交通事故，其中发达国家14万人，发展中国家超过100万人。欧盟每年死于交通事故的人数超过4万，伤者几百万。欧盟每年为交通事故支付的直接和间接、精神和肉体、社会和经济各方面的费用达1600亿欧元，占欧盟国民生产总值（GDP）2%。2001年全国共受理道路交通事故案件755万起，事故共造成106万人死亡，直接经济损失309亿元。第47页/共71页安全性影响因素（1） 影响道路交通安全的主要因素包括人、汽车、道路和交通环境条件

16、 人的因素影响，是指交通直接参与者的性格、体力上的弱点、经验不足或状态不良等。 道路因素的影响，是指线路走向、路面状况、交通信号的布置和清晰度，以及交通规则、交通管理措施等。第48页/共71页安全性影响因素（2） 汽车本身因素的影响，包括汽车结构、行驶安全性和技术状况等。 环境条件因素的影响，包括对人的精神影响(疲劳、反应能力)，对道路因素的影响(雨、雪、风、雾)以及对汽车的物理影响(道路附着条件、转向特性等)。 如果把环境条件纳入道路影响因素范围内，可认为道路交通安全主要与“驾驶员-汽车-道路”系统有关。而汽车是该系统中潜在危机性最大的环节。第49页/共71页汽车的安全性 汽车安全性一般分为

17、主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。其中生态安全性是指发动机排气污染、汽车行驶噪声和电磁波对环境的影响 汽车主动安全性，是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性以及驾驶员工作条件(操作元件人机特性、座椅舒适性、噪声、温度和通风、操纵轻便性等)。此外，汽车动力性(特别是超车的时间和距离)也是很重要的影响因素。第50页/共71页汽车安全性 汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员伤害和货物损失的能力。又可分为汽车内部被动安全性(减轻车内乘员受伤和货物受损)以及外部被动安全性(减轻对事故所涉及的其它人员和车辆

18、的损害)。 事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的性能。这是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故发生。第51页/共71页汽车的制动性能 汽车的制动性能包括：制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性 制动效能：指汽车在行驶中能强制性地减速道停车，或者下长坡时维持一定车速的能力，评价指标：制动距离、制动减速度和制动力 制动效能的恒定性：在高速或下长坡时的连续制动中，制动器温度显著升高时制动效能的保持程度（抗热衰退性），也包括制动器浸水后制动效能的保持程度（抗水衰退性）第52页/共71页汽车的制动性能 制动时汽车的方向稳定性：汽车在制动中不发生跑偏、侧滑或丧失转向能力而能按驾驶员给定方向

19、行驶的能力 制动距离、制动减速度：是由车辆的制动力即地面制动力决定的 附着力：附着系数与作用在车轮上的垂直载荷的乘积 滑移率：制动时，在车轮抱死不转动之前，存在着一个由滚动逐渐变到完全滑动的过程，一般用滑移率表示滑动所占的份额，完全滑动时滑移率为100%第53页/共71页与制动系统相关联的曲线附着系数与滑移率关系曲线制动过程中制动器制动力Fu、地面制动力Fxb和附着力F三者之间的关系第54页/共71页汽车的制动性能 我国机动车安全运行技术条件中条规定，在附着系数大于0.7的良好平坦路面上行驶，轿车要求在空载32km/h车速制动，其制动距离不大于6.5m；货车要求在空载20km/h车速时制动，其

20、制动距离不大于3.8m第55页/共71页抗热衰退性 抗热衰退性：一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量，如要求以一定车速连续制动15次，每次制动减速度为3m/s2，最后获得的制动效能应不低于冷试验制动效能的60% 与蹄式制动器相比，盘式制动器制动效能的恒定性好，因此，被广泛用于要求高制动性的高速轿车和重型矿用车上第56页/共71页制动跑偏和侧滑 跑偏：汽车左右车轮制动力矩不均匀会造成车辆制动时自动偏驶的危险现象 侧滑：是指汽车制动时某一车轴或两根车轴的车轮发生横向滑动的现象，最危险的事后轴侧滑，会引起汽车出现剧烈的回转运动，严重时造成车辆掉头 ABS：(Antilock Brake Syst

21、em)防抱死制动系统，保证汽车车轮的滑动率在1520时，轮胎与路面间有最大的附着系数 第57页/共71页ABS 在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。这些都极易造成严重的交通事故。因此，汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态 第58页/共71页ABS组成和工作原理 通常，ABS是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路

22、等组成的 第59页/共71页2、汽车的操纵稳定性 汽车的操纵性：指汽车按照驾驶员的操作，维持或改变原行驶方向的能力 汽车的稳定性：指汽车行驶过程中，受地面、大气等外界因素干扰后，能自行尽快恢复原行驶状态和方向，而不产生失控、侵犯、侧滑等现象的能力 评价指标：汽车的稳定转向特性 稳定转向的三种状态：不足转向、过多转向、中性转向第60页/共71页稳定转向特性 令汽车以一定车速、一个转向盘转角作稳态圆周运动，然后令汽车加速，若其行驶的圆周半径不变，则汽车再次动态分析参考点具有中性转向的稳态响应。若加速后圆周半径加大，则汽车在此动态分析参考点具有不足转向的稳态响应；若加速后，圆周半径变小，则汽车具有过

23、多转向的稳态响应 实践和理论分析表明，为了获得良好的操纵稳定性，汽车应具有适当的不足转向量第61页/共71页撞车安全性 汽车安全法规 可吸收能量的保险杠、车身前结构 设置安全带、安全垫 钢化玻璃、叠层玻璃 吸收能量的“塌陷”式转向装置 车门可靠 安全气囊第62页/共71页汽车座椅安全带 汽车座椅安全带是乘员保护约束系统的重要设施。它在减轻碰撞过程中乘员伤害程度起着重要的作用。1964年以后，在美国、日本等国家就开始强制在轿车、轻型客车的驾驶座位装备二点式安全带。我国强制使用安全带条例于1993年开始实施。由于安全带的保护效果比较明显，后来就逐渐扩大了安全带的使用范围；安全带型式也从二点式发展到

24、三点式带紧急锁止卷收器安全带。安全带使用率的大幅度提高，使得事故汽车乘员伤亡率下降。统计数据表明，佩戴安全带使碰撞事故中乘员伤亡率减少1530。第63页/共71页安全气囊 气囊是汽车被动安全技术中高技术产品之一。它的防护效果已被人们普遍认识，近几年得到了迅速发展。20世纪80年代后期，一些汽车开始装用气囊，20世纪90年代后，气囊装用量急剧上升 气囊设计的基本思想是，在汽车发生碰撞后，乘员与车内构件碰撞前，迅速地在二者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员扑到气垫上，以缓和冲击并吸收碰撞能量，以达到减轻乘员伤害程度的目的第64页/共71页安全带和安全气囊的使用 气囊一般对乘员保护的效果不如安全带，

25、但它与安全带配合使用可大大降低事故中乘员的伤害指数，尤其是可大大减轻驾驶员面部的伤害。据交通事故调查统计，气囊可使事故死亡率约18，它与安全带配合使用可使事故死亡率下降47左右，而单独使用安全带可使驾驶员事故死亡率下降42左右。可见，安全带对乘员保护的效果要好于气囊单独使用。但是安全带的佩戴率一直不能令人满意，欧洲由于受保险公司的制约安全带佩戴率可达98，美国安全带佩戴率为67左右，而日本的安全带佩戴率约为20。气囊作为辅助约束系统，在较高车速碰撞时气囊才起作用。气囊的作用主要是保护乘员头部和面部。由于侧面碰撞事故所占比例仅次于正面碰撞事故，20世纪90年代后期对侧面碰撞进行保护的侧面气囊也得到推广第65页/共71页吸转向装置 各国对防止转向柱对驾驶员的伤