汽车机械基础 胡琼 何向东单元一

课件制作郭碧宝汽车机械基础全国交通运输职业教育教学指导委员会中国汽车维修行业协会胡琼何向东张水珍黄沃光全国交通运输职业教育教学指导委员会规划教材教育部中等职业教育汽车专业技能课教材组织编写主

编副

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编汽车机械概要汽车机械识图汽车常用材料汽车常用结构汽车常用连接单元一单元二单元三单元四单元五单元六单元七单元八汽车支承零部件汽车机械传动汽车液压传动单元九汽车气压传动单元一汽车机械概要学习目标学习目标１.知道汽车机械的总体构造；２.理解机器、机械、零件、部件、构件和机构等基概念;３.描述机器的组成；４.分析机械的摩擦、磨损、润滑和密封。

１.时间要求:建议4

学时２.质量要求:在满足厂家的生产规范及质量要求前提下能够

熟练快速地诊断与排除故障３.安全要求:严格按照安全操作规程进行项目作业４.文明要求:自觉按照文明生产规则进行项目作业５.环保要求:努力按照环境保护要求进行项目作业项目要求一机械的认识(一)汽车机械的总体构造汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。汽车是一个以机械系统为主的机器,通过这四大部分实现汽车安全行驶功能。

（二）机器的组成、特征和组成部件

１.机器的组成机器是由各种金属和非金属部件组装成的装置。消耗能源，可以运转、做功。它是用来代替人的劳动、进行能量变换、信息处理以及产生有用功。右图所示为单缸内燃机剖视图其中活塞、连杆、曲轴和缸体组成主体部分缸内燃烧的气体膨胀，推动活塞做直线往复运动。通过连杆使曲轴转动并将动力输出活塞两边设有进、排气门推杆其下端的凸轮转动使气门按时开关分别用来控制进气与排气。２.机器的特征

机器的种类繁多其结构、功用各异。但从机器的组成分析具有下列三个特征:(１)都是人为的实物组合由多种构件组成；(２)各构件之间有确定的相对运动；(３)能实现能量转换或完成有用的机械功。３.机器的组成部件

１)零件机械零件，又称机械元件。从制造角度看，机器是由若干个零件组成的。零件是机器组成中不可再拆的最小单元，是机器的制造单元，如下图螺钉和螺母零件等。(１)零件的分类。机器中的零件可分为专用零件和通用零件。①专用零件。专用零件只适用于一定类型的特殊机械，具有专门的功用和性能，如汽车上使用的曲轴和凸轮轴等零件。②通用零件。通用零件是在各类机械中经常使用的零件，具有普遍的适用性，如汽车上使用的各类连接螺栓和螺母等零件。(２)零件的受力和变形。主要的受力和变形有如下几种。①拉伸或压缩。例如：紧固螺栓的受力。②剪切。例如：铆钉、键销和螺栓等都产生剪切变形③扭转。例如：传动轴、电动机和发动机的主轴等都

是受扭杆件。④弯曲。例如汽车钢板弹簧、车桥、载货汽车底盘纵梁等的变形都属于弯曲变形。(３)机械零件失效。机械零件失效的形式多种多样按零件的工作条件及失效的宏观表现与规律可分为断裂失效、表面损伤失效、变形失效等形式。①零件彻底破坏不能再使用如轴断裂。②严重损伤继续使用不安全如有裂纹产生表面磨损。③虽然还能安全工作但已达不到预定的作用，如有严重变形。只要发生上面情况中的任何一种都可以认为机械零件已经失效。２)部件部件是指一套协同工作且完成共同任务的零件组合。３)构件从运动角度看可以认为机器是由若干构件组成的，各构件之间具有确定的相对动，所以构件是机器中作为一个整体运动的最小单元，如汽车轮胎等构件一般由若干个零件刚性连接而成也可能是单一的零件。构件可分为固定构件和运动构件。固定构件一般用于支撑运动构件通常是机器的机座。运动构件是相对于机架运动的构件分为主动件和从动件。(１)构件转动的角速度。角速度是表示构件转动快慢和转动方向的物理量。角速度是指单位时间内动点转过的弧度用ω表示，计算公式为ω＝φ/ｔ式中:ω——角速度其方向与角位移增量方向一致ｒａｄ/ｓ(弧度/秒)；

φ——动点在ｔ时间内转过的角度。工程上常用转速ｎ来表示物体转动的快慢角速度ω与转速ｎ之间的关系为

ω＝２πｎ/６０式中:ｎ——构件的转速ｒ/ｍｉｎ。(２)转动惯量。度量物体转动惯性大小的物理量称为转动惯量。转动惯量是恒为正值的标量转动惯量通常用Ｉ表示，其单位是ｋｇ/ｍ²计算公式为Ｉ＝∑Δｍｒ²４)机构机构是指由多构件组成且各构件之间有确定的相对运动用来传递运动和力的构件系统。如右图发动机的曲柄连杆机构。(三)机械和机械传动１)机械定义习惯上将机器和机构统称为机械。２)机械传动类型机械传动装置是用来传递运动和动力的机械装置。按传递力方式的不同机械传动可分为摩擦传动和啮合传动。３)机械效率机器的输出功率Pout与输入功率Pin的比值称为该机器的机械效率，用η

表示,即:η＝Pin

/Pout

×１００

(四)机器的组成

机器通常由四大部分组成。１)原动机部分原动机部分是机器工作的动力来源，可将其他形式的能量转为机械能，如发动机、电动机等。２)执行部分执行部分是直接完成机器预定工作任务的部分，如车轮等。３)传动部分传动部分是将动力部分的运动和动力传递给执行部分，如离合器、变速器、传动轴、差速器等。４)操作或控制部分操作或控制部分是监控机器的运行位置和状态控制机器正常运行和工作，如转向盘、换挡杆、制动踏板和节气门踏板等。二机械摩擦、磨损润滑和密封

(一)机械摩擦１.摩擦的定义摩擦是指两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象。２.摩擦的两面性摩擦对汽车有利有弊。摩擦会带来能量损耗，使相对运动表面发热，机械效率降低，还会引起振动和噪声等。汽缸与活塞环之间的摩擦，使零件产生磨损，使得发动机工作效率降低，而在螺纹连接、摩擦传动、制动和各种车辆的驱动能力等方面还必须依赖摩擦，汽车离合器的工作原理也得益于摩擦，使之能够传递动力。

３.摩擦的类型根据摩擦副的运动形式分为滑动摩擦和滚动摩擦。１)滑动摩擦滑动摩擦是指两个相互接触的物体发生相互运动或存在相对运动趋势时它们的接触面间会产生阻碍彼此滑动的现象。

３.摩擦的类型

２)滚动摩擦滚动摩擦是指一物体沿另一物体表面做相对滚动或有相对滚动趋势时产生的对物体滚动的阻碍现象。根据摩擦副的摩擦状态可分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦四种状态。摩擦的四种状态(二)机械磨损

摩擦将导致机件表面材料的逐渐丧失或转移，形成磨损，磨损会降低机器工作可靠性影响机器的精度，最终导致机器报废。１.磨损的类型根据磨损机理，磨损主要分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等类型。１)粘着磨损粘着磨损一般发生在重载状态，表面没有润滑的干磨损状态，当摩擦发热的温度超过金属的熔点时两运动表面产生熔化、粘着材料之间出现转移，表面形成胶粘划伤现象。２)磨料磨损磨料磨损是指摩擦表面之间渗入硬颗粒或硬的微凸体，并在较软的材料表面上犁刨出很多沟纹的微切削过程。３)疲劳磨损疲劳磨损是指当机械零件周期性工作达到一定期限之后，接触表面会产生疲劳裂纹，由于充足的润滑油渗入到裂纹中，接触表面短时间形成封闭裂纹，使裂纹内的油液压力急剧升高，超过材料的极限强度之后，金属表面材料出现脱落，形成麻坑的过程。４)腐蚀磨损腐蚀磨损是指机械零件在摩擦过程中金属与周围介质发生化学反应而引起的磨损。

２.机械零件磨损过程正常的磨损过程大致分为三个阶段，即磨合阶段、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段，如下图所示。３.发动机零部件主要磨损形式发动机的零部件在工作过程中由于摩擦会产生磨损，其主要的磨损形式为:(１)粘着磨损。粘着磨损是指摩擦产生的热量使接触表面熔和、焊接到一起。(２)研磨。研磨是指接触面之间有固体颗粒(磨粒)存在相对运动，碾压形成。(３)腐蚀。腐蚀是指零部件表面同环境物质发生反应，然后脱落。(４)疲劳。疲劳是指受周期性作用力，接触表面疲劳，出现裂纹或脱落。(５)气蚀。气蚀是指气泡的迅速形成和破裂造成压力的急剧变化，冲击金属表面造成损伤。４.汽车磨合期注意事项为了让汽车顺利通过磨合期，在平时应做好检查维护并注意以下几方面的问题，来提高磨合质量。(１)起步先预热。正确的做法是:发动机起动后，只要能维持稳定的转速就可以起步行车，在冷却液温度未升高前适当控制一下车速，等冷却液温度正常后就可以正常行驶了。在磨合期内，避免猛踩加速踏板和猛踩制动踏板。(２)不要高速行驶。一般来说，磨合期的发动机转速应严格控制在２０００~４０００ｒ/ｍｉｎ。(３)避免负荷过重。尽量选择比较好的行车路面行驶，避免过大振动、冲撞或紧急制动，减少车身和动力系统的负荷。(４)忌跑长途。新车跑长途会使发动机连续工作的时间较长，造成机件磨损加剧，应中途适当停车休息。

４.汽车磨合期注意事项

(5)忌紧急制动。在最初行驶的３００ｋｍ以内不要使用紧急制动。(6)及时换挡。换挡要及时恰当，避免高挡位低转速和低挡位高转速行驶。(7)尽量添加质量比较好的汽油。不要添加抗磨损的油精，以免磨合里程数已够而磨合不足。(8)初驶维护。达到一定里程数后(在磨合期内或结束后)要及时到服务站进行车辆的检查、维护，更换机油和机油滤清器等，并全面检查底盘系统。(三)机械润滑１润滑的作用润滑的主要作用：润滑材料被添加到相对运动机件的摩擦面上，使其脱离直接接触，达到降低摩擦和减少磨损的目的，随时将摩擦热排出机件外，润滑材料在流动过程中，将摩擦面污物清洗排除，保护摩擦表面不受侵蚀；密封、减振和卸荷等。２润滑的类型根据润滑是否连续，将润滑分为间歇润滑和连续润滑。１)间歇润滑间歇润滑是指靠手工或油泵定时加油、加脂的润滑方式。２)连续润滑连续润滑是指连续供油，供油比较可靠，有的还可以调节润滑方式。３发动机润滑系统维护养成良好的驾驶习惯，定期检查机油液面高度，液面过高不仅会增加发动机运转时的阻力，造成不必要的功率损失，还会造成机油泄漏，液面过低，会因润滑不良而损坏发动机，因此发动机油面过低应检查发动机有无泄漏。起动发动机前打开点火开关，机油平面指示灯和机油压力指示灯亮，起动发动机后应熄灭，如有异常现象必须停车检查。

(四)机械密封１密封的类型按密封的零件表面之间有无相对运动，密封可分为静密封和动密封两大类。静密封有密封垫、密封胶、直接接触三种密封方式；动密封按密封件与其做相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封。１)静密封静密封通常是指两个静止面之间的密封。如管道