汽車總體構造及典型零件

1、2021-12-121汽車的總體構造及典型零件汽車的總體構造及典型零件燕山大學車輛學院燕山大學車輛學院王連東王連東 教授教授 裴永生裴永生 副教授副教授 2013年年7月月1日日 汽車 目錄目錄 一、汽車的總體構造簡介一、汽車的總體構造簡介 二、發(fā)動機構造二、發(fā)動機構造 1. 發(fā)動機的結構組成發(fā)動機的結構組成 2.發(fā)動機裝配視頻發(fā)動機裝配視頻 3.發(fā)動機典型鑄件介紹發(fā)動機典型鑄件介紹 三、汽車底盤構造三、汽車底盤構造 1.汽車底盤組成汽車底盤組成 2.變速器結構介紹（包含典型鑄件）變速器結構介紹（包含典型鑄件） 3.驅動橋結構介紹（包含典型鑄件）驅動橋結構介紹（包含典型鑄件） 4.某重型卡車驅

2、動橋裝配動畫及運動仿真某重型卡車驅動橋裝配動畫及運動仿真 四、汽車零部件的內高壓成形四、汽車零部件的內高壓成形22021-12-123一、汽車的總體構造發(fā)動機：是汽車的動力裝置，使燃料燃燒而發(fā)出動力。底盤：輸出發(fā)動機的動力，使汽車按駕駛員的操作正常行駛。車身：駕駛員工作的場所，也是裝載乘客和貨物的部件。電氣設備：由汽車電子控制系統(tǒng)和汽車電器系統(tǒng)兩部分組成。2021-12-126二、發(fā)動機的總體構造兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統(tǒng)供給系統(tǒng)點火系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)起動系統(tǒng)2021-12-127桑塔納發(fā)動機結構示意圖2021-12-128某發(fā)動機總成裝配與運動仿真動畫2021-12-1292.1

3、 曲柄連桿機構概述（一）功用 將燃料燃燒時產生的熱能轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而對外輸出動力。 （二）組成 1、機體組 2、活塞連桿組 3、曲軸飛輪組2021-12-1210（1）機體組曲軸箱曲軸箱氣缸體氣缸體氣缸墊氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋氣缸氣缸油底殼油底殼2021-12-1211（2）活塞連桿組氣環(huán)氣環(huán)油環(huán)油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋2021-12-1212（3）曲軸飛輪組起動爪起動爪正時齒輪正時齒輪主軸瓦主軸瓦皮帶輪皮帶輪扭轉減振器扭轉減振器飛輪飛輪飛輪螺栓飛輪螺栓曲軸曲軸2021-12-1213桑塔

4、納轎車發(fā)動機曲軸飛輪組桑塔納轎車發(fā)動機曲軸飛輪組2021-12-12142.2 發(fā)動機典型鑄件簡介汽車所用材料主要是鋼鐵、有色金屬，其中鑄件約占汽汽車所用材料主要是鋼鐵、有色金屬，其中鑄件約占汽車總重的車總重的20%。發(fā)動機作為汽車的重要組成部分，其多。發(fā)動機作為汽車的重要組成部分，其多個零件是由鑄造工藝制成。個零件是由鑄造工藝制成。發(fā)動機鑄件包括：發(fā)動機鑄件包括：汽缸體、汽缸蓋、氣缸罩、油底殼汽缸體、汽缸蓋、氣缸罩、油底殼活塞、活塞環(huán)、曲軸活塞、活塞環(huán)、曲軸發(fā)動機支架發(fā)動機支架2021-12-1215（1）氣缸體 水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄

5、成一體，稱為氣缸體缸體曲軸箱。曲軸箱。工作特點：工作特點：高溫高壓、高高溫高壓、高速運動摩擦速運動摩擦結構特點：結構特點：要求具有足夠要求具有足夠強度和剛度、強度和剛度、高精度內表面高精度內表面一汽奧迪一汽奧迪100汽車發(fā)動機氣缸體汽車發(fā)動機氣缸體氣缸體曲軸箱汽車 鑄造工藝鑄造工藝常用材料：鑄鋼（常用材料：鑄鋼（ZG15Gr2Mo1）、蠕墨鑄鐵、高密度球墨鑄鐵、）、蠕墨鑄鐵、高密度球墨鑄鐵、HT200或或HT250、合金灰鑄鐵、合金灰鑄鐵、Al-Si合金（美國牌號合金（美國牌號B390鋁合金）鋁合金）2021-12-1216成型方式特點砂型鑄造所用的造型材料廉價易得，鑄型制造簡便，試用范圍廣低

6、壓鑄造利用氣體壓力或電磁力將金屬液壓入鑄型，并在一定壓力下結晶凝固，材料利用率高達（8595）%。沒有冒口和澆道，澆口較小，可以大幅度降低材料費和加工工時。容易形成方向性凝固，內部缺陷少。容易實現(xiàn)自動化，可以多臺作業(yè)、多工序作業(yè)，受操作者熟練程度的影響。材料的使用范圍廣。擠壓鑄造擠壓鑄造又稱為液態(tài)鍛造，是一種使用液態(tài)金屬在高機械壓力下成型凝固的工藝方法，具有減少或消除縮松和縮孔，減輕偏析，使鑄件組織致密等優(yōu)點。2021-12-1217(2)氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構成燃燒室。 工作條件：接觸溫度很高的燃氣，承受的熱負荷很大。汽車 鑄造工藝鑄造工藝材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁

7、合金（Y4B5S、4AC4B合金、鋁硅合合金、鋁硅合金金 ZL101A）。2021-12-1218成型方式特點低壓鑄造同上中壓鑄造能夠使用砂芯，能夠鑄造出復雜結構的缸體金屬型重力鑄造模具一般是用耐熱合金鋼制作，反復多次使用，生產效率很高。鑄件尺寸精度好，表面光潔，強度要比砂型的更高，更不容易損壞。消失模鑄造利用泡沫模樣代替復雜造型過程實現(xiàn)零件生產的鑄造。廣泛應用于具有復雜結構零件的鑄造，通常情況，鑄件越復雜越能體現(xiàn)工藝的優(yōu)越性。是一種無余量、精確成形的工藝，容易實現(xiàn)清潔生產，但成本較高Cosworth法（冷芯組芯造型）在可控氣氛、壓力下充型的鑄造工藝。與其他低壓鑄造相似，不同之處在于：砂芯采用

8、鋯砂，膨脹率小且恒定，有利于獲得尺寸精度高的鑄件。2021-12-1219(3)氣缸罩常用材料：AE44、鋁合金YL112、LM27（近似ZL106）鑄造方法：壓力鑄造、金屬型鑄造2021-12-1220(4)油底殼功用：封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質進入，并收集和儲存由柴油機各摩擦表面流回的潤滑油，散去部分熱量，防止?jié)櫥脱趸?。油底殼多由薄鋼板沖壓而成，形狀較為復雜的一般采用鑄鐵或鋁合金澆鑄成型。 2021-12-1221（5）活塞功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅使曲軸旋轉。 材料： 鋁合金、灰鑄鐵。常用材料：ZL108、ZL109，柴油機活塞多用銅鎳鎂鋁合金鑄造工藝：金屬型重

9、力鑄造、擠壓鑄造、半固態(tài)流變擠壓鑄造、低壓鑄造、金屬型底冒口補縮鑄造。中型活塞：內冷油道鑄造工藝、鑲鋼片工藝、鑲耐磨鑄鐵圈工藝 2021-12-1222（6）曲軸功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵觥＿€用來驅動發(fā)動機的配氣機構及其他各種輔助裝置。 常用材料：球墨鑄鐵（QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT900-2）鑄造工藝：濕型砂造型工藝、鐵型覆砂工藝、消失模工藝 制造方法：鍛造（大型、中型）、鑄造（中型、小型）2021-12-12232.3 配氣機構概述一、功用：一、功用： 按照發(fā)動機每個氣缸內所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使

10、新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。 二、組成：二、組成： 氣門組氣門組傳動組傳動組驅動組驅動組2021-12-12242021-12-12252.4 供給系統(tǒng)概述功用：功用： 儲存、輸送、清潔燃料，儲存、輸送、清潔燃料，根據發(fā)動機工況，供給汽缸根據發(fā)動機工況，供給汽缸一定濃度的可燃混合氣，并一定濃度的可燃混合氣，并將燃燒后的廢氣排入大氣。將燃燒后的廢氣排入大氣。組成：組成：汽油供給裝置汽油供給裝置空氣供給裝置空氣供給裝置混合氣形成裝置混合氣形成裝置廢氣排出裝置廢氣排出裝置2021-12-1226桑塔納轎車汽油供給系示意圖桑塔納轎車汽油供給系示意圖

11、油箱油箱油管油管汽油泵汽油泵汽油濾清器汽油濾清器化油器化油器空氣濾清器空氣濾清器2021-12-12272.5 點火系統(tǒng)概述功用：功用： 保證按規(guī)定時刻及時點保證按規(guī)定時刻及時點燃氣缸中被壓縮的混合其。燃氣缸中被壓縮的混合其。組成：組成：蓄電池蓄電池分電器分電器點火線圈點火線圈火花塞火花塞2021-12-12282.6 冷卻系統(tǒng)概述功用：功用：將受熱零件吸收的部分將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。度狀態(tài)下工作。 組成：組成：水泵水泵散熱器散熱器風扇風扇分水管分水管2021-12-12292.7 潤滑系統(tǒng)概述功用：功

12、用： 將潤滑油輸送到傳動件將潤滑油輸送到傳動件的摩擦表面，在摩擦表的摩擦表面，在摩擦表面之間形成油膜，實現(xiàn)面之間形成油膜，實現(xiàn)液體摩擦。從而減小摩液體摩擦。從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損。減輕機件磨損。 組成：組成：機油泵機油泵機油集濾器機油集濾器限壓閥限壓閥機油濾清器機油濾清器2021-12-12302.8啟動系統(tǒng)概述功用：功用： 通過啟動機將蓄電通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能，池的電能轉換成機械能，啟動發(fā)動機運轉。啟動發(fā)動機運轉。 組成：組成：蓄電池蓄電池點火開關點火開關啟動繼電器啟動繼電器啟動機啟動機 2021-12-12313.底盤總成3.1底

13、盤總成簡介 底盤是汽車的集體，主要由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向底盤是汽車的集體，主要由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)四大部分組成。系統(tǒng)和制動系統(tǒng)四大部分組成。2021-12-1232（1）傳動系統(tǒng)傳動系的作用將發(fā)動機發(fā)出的動力按照需要傳給傳動系的作用將發(fā)動機發(fā)出的動力按照需要傳給驅動車輪。驅動車輪。動力傳遞路線：離合器動力傳遞路線：離合器 變速器變速器 萬向傳萬向傳動裝置動裝置 主減速器主減速器 差速器差速器 半軸半軸 車輪車輪2021-12-1233（2）行駛系統(tǒng)行駛系統(tǒng)由車架、車橋、懸架和車輪組成。行駛系統(tǒng)行駛系統(tǒng)由車架、車橋、懸架和車輪組成。行駛系統(tǒng)的作用的作用把來自于傳動系的扭矩

14、轉化為地面對車輛的牽引力；把來自于傳動系的扭矩轉化為地面對車輛的牽引力；承受外界力和力矩，保證汽車正常行駛。承受外界力和力矩，保證汽車正常行駛。2021-12-1234（3）轉向系統(tǒng)轉向系統(tǒng)由轉向操縱機構、轉向器以及轉向傳動機構轉向系統(tǒng)由轉向操縱機構、轉向器以及轉向傳動機構組成。轉向系統(tǒng)的作用組成。轉向系統(tǒng)的作用改變或恢復汽車行駛方向。改變或恢復汽車行駛方向。2021-12-1235（4）制動系統(tǒng)制動系統(tǒng)由制動器和制動驅動機構組成。行駛系統(tǒng)的制動系統(tǒng)由制動器和制動驅動機構組成。行駛系統(tǒng)的作用是保證汽車行駛中能按駕駛員要求減速停車，保證車作用是保證汽車行駛中能按駕駛員要求減速停車，保證車輛可靠停

15、放。輛可靠停放。2021-12-12363.2 手動變速器簡介 手動變速（手動變速（ManualTransmission，簡稱，簡稱MT）又稱機械）又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把擋把”）才）才能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。到變速的目的。組成：組成：變速傳動機構變速傳動機構操縱機構操縱機構2021-12-1237變速器結構圖 變速箱殼體變速箱殼體常用材料：鋁合金、灰口鑄鐵HT200 鑄造工藝：壓力鑄造、消失模鑄造、濕砂型造型工藝 汽車 變速箱殼體變速箱殼體202

16、1-12-1238成型方式 材料 原理優(yōu)缺點 濕砂型造型工藝 HT200 成本低、生產率高，勞動條件得到改善，易于實現(xiàn)機械化自動化；但鑄型水分多、強度低。易產生嗆火、夾砂、氣孔、沖砂、粘砂、漲箱等鑄造缺陷。 壓力鑄造 鋁合金 工序簡單，節(jié)省材料，精度高，壓鑄變速箱殼體已被廣泛地應用于輕型車和轎車的生產。 消失模工藝 HT200（如FT700、FT800 等系列變速箱體鑄件） 消失模鑄造有它的工藝適應性和局限性；優(yōu)點消失模能生產殼體鑄件結構復雜，內腔有很多臍子、筋板及局部小的結構空腔，尺寸精度要求較高的變速箱殼體。 2021-12-12393.3 汽車驅動橋簡介 驅動橋一般由主由主減速器、差速器

17、、半軸、橋殼組驅動橋一般由主由主減速器、差速器、半軸、橋殼組成。它的作用成。它的作用將發(fā)動機傳出的驅動力傳給驅動車輪，實現(xiàn)將發(fā)動機傳出的驅動力傳給驅動車輪，實現(xiàn)降速增扭的作用，同時改變動力傳遞的方向。降速增扭的作用，同時改變動力傳遞的方向。2021-12-1240 （1）主減速器 主減速器的作用主減速器的作用是降低傳動軸傳來的轉速并增大輸出是降低傳動軸傳來的轉速并增大輸出扭矩，同時改變旋轉方向扭矩，同時改變旋轉方向。 主減速器的結構類型按減速齒主減速器的結構類型按減速齒輪副的級數(shù)可分為單級和雙級主減速器。輪副的級數(shù)可分為單級和雙級主減速器。 單級：結構簡單，體積小，重量輕，傳動效率高，可有效降

18、低車身和重心。 雙級：可獲得較大傳動比，保證驅動橋足夠離地間距，并縮短傳動軸的長度。2021-12-1241 某汽車主減速器結構圖汽車主減速器殼主減速器殼2021-12-1242多采用球墨鑄鐵QT400-10，QT450-10成型方式特點有冒口鑄造采用雨淋澆口并輔以三塊冷鐵調節(jié)凝固速度，運用均衡凝固理論實現(xiàn)無冒口鑄造，鑄件自補縮，出品率高，成產成本低。無冒口鑄造 取消冒口，在型板芯頭處用氣眼針扎透，這樣既有溢流排氣的作用，也可以起到一定的補縮作用。更易實現(xiàn)澆注系統(tǒng)的短期補縮，冷卻時鑄件整體同時降溫，顯著降低縮孔缺陷。2021-12-1243斯太爾卡車主減速器動畫2021-12-1244 （2）差速器差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪等組成。差差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪等組成。差速器的功用是當汽車轉彎或在不平路面行駛時，左右驅速器的功用是當汽車轉彎或在不平路面行駛時，左右驅動輪以不同的角速度滾動，保證兩側車輪在地面純滾動。動輪以不同的角速度滾動，保證兩側車輪在地面純滾動。汽車差速器殼差速器殼2021-12-1245差速器多為鑄件，鑄造大多采用球墨鑄鐵QT450-10、QT600-10、QT500-7 混合基體球鐵成型方式特點無冒口鑄造采用雨淋澆口并輔以三塊冷鐵調節(jié)凝固速度，運用均衡凝固理論實現(xiàn)無冒口