-第3章走馬觀車——汽車基本構(gòu)造課件

1、 沈陽大學(xué) 凌永成汽車文化第3章 走馬觀車汽車基本構(gòu)造3.1 汽車的總體構(gòu)造 作為路面高速行走機(jī)械，汽車的構(gòu)造是非常精密和復(fù)雜的。汽車通常由發(fā)動機(jī)、傳動裝置、行駛和控制裝置、車身和電氣設(shè)備等部分組成（圖3-1）。圖3-1 典型轎車的總體構(gòu)造3.1.1發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)（圖3-2）是汽車的動力裝置，它的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力。一般汽車都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它由機(jī)體、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點(diǎn)火系（汽油發(fā)動機(jī)用）和起動系等幾部分組成。圖3-2 發(fā)動機(jī)（解剖照片）3.1.2傳動裝置 傳動裝置（圖3-3）是將發(fā)動機(jī)輸出的動力傳給驅(qū)動車輪的裝置，它包括離合器、變速

2、器、傳動軸、驅(qū)動橋、主減速器、差速器等部件。圖3-3 傳動裝置 3.1.3行駛和控制裝置 行駛和控制裝置是將汽車各總成及部件連接成一個整體、起到支承全車并保證汽車正常行駛的裝置，包括制動器、轉(zhuǎn)向器、懸架（圖3-4）、車輪等部件。圖3-4 懸架3.1.4車身 車身（圖3-5）是形成駕駛員和乘客乘坐空間的裝置，也是存放行李等物品的工具。車身既是保安部件又是承載部件。轎車車身由本體、內(nèi)外裝飾和車身附件等組成。圖3-5 車身3.1.5電氣設(shè)備 電氣設(shè)備（圖3-6）是汽車的重要組成部分，它由電源、發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系（汽油機(jī)）和起動系、照明和信號裝置、空調(diào)、儀表和報(bào)警系統(tǒng)以及輔助電器等組成。圖3-6 電氣設(shè)備

3、對于高級轎車，更多地采用了現(xiàn)代新技術(shù)，尤其是電子技術(shù)，如微處理機(jī)（汽車電腦，圖3-7）、中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各種人工智能裝置等，從而顯著地提高了汽車的性能。圖3-7 汽車電腦3.2 發(fā)動機(jī)的構(gòu)造3.2.1發(fā)動機(jī)工作原理1.發(fā)動機(jī)的分類2四沖程發(fā)動機(jī)工作原理圖3-8 四沖程汽油機(jī)工作原理圖 a）進(jìn)氣； b）壓縮； c）膨脹； d）排氣 3.2.2發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動機(jī)是一部復(fù)雜的機(jī)器，不同類型或即使同類型發(fā)動機(jī)，其具體結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)造都是相似的。 通常，汽油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)組成，柴油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)四大系統(tǒng)組成（無點(diǎn)火系）。 下面以一汽奧迪100型轎車發(fā)動機(jī)（圖3-9)為例，介紹四行程

4、汽油機(jī)的一般構(gòu)造。圖3-9 一汽奧迪100型轎車發(fā)動機(jī)1.機(jī)體組2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)3.配氣機(jī)構(gòu)4.燃料供給系 5.點(diǎn)火系6.冷卻系7.潤滑系8.起動系 發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造3.2.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成圖3-10 活塞連桿及曲軸飛輪組的組成3.活塞連桿組圖3-11 活塞連桿組1）活塞2）連桿4.曲軸飛輪組圖3-12 上海桑塔納轎車的曲軸飛輪組1）曲軸2）飛輪3.2.4配氣機(jī)構(gòu)1.充氣效率2.配氣機(jī)構(gòu)的布置型式1）氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)圖3-13 氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)2）氣門側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu)3.配氣相位1）進(jìn)氣門的配氣相位a.進(jìn)氣提前角b.排氣遲后角2）排氣門的配氣相位a.

5、排氣提前角b.排氣遲后角3）氣門疊開圖3-14 配氣相位圖3.2.5燃油供給系1.化油器式燃油供給系圖3-15 化油器式汽油機(jī)的燃料供給系統(tǒng) 2.化油器的作用圖3-16 化油器系統(tǒng)圖 3.電控汽油噴射式燃油供給系 圖3-17 LE-Jetronic汽油噴射系統(tǒng)3.2.6汽油發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系1.點(diǎn)火系的作用與分類 在汽油發(fā)動機(jī)中，氣缸內(nèi)由燃料和空氣組成的可燃混合氣，在壓縮行程終了時要用電火花點(diǎn)燃，使可燃混合氣燃燒產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力，推動活塞向下運(yùn)動而作功。 為了在氣缸中產(chǎn)生電火花，汽油發(fā)動機(jī)（簡稱汽油機(jī)）裝設(shè)了一套能夠按規(guī)定的時刻在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的設(shè)備，該套設(shè)備稱為發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系。1）蓄電池點(diǎn)火系

6、2）磁電機(jī)點(diǎn)火系3）晶體管點(diǎn)火系（也稱半導(dǎo)體點(diǎn)火系或電子點(diǎn)火系）2.蓄電池點(diǎn)火系的組成與工作原理1）組成圖3-18 蓄電池點(diǎn)火系的組成1-點(diǎn)火線圈；2-導(dǎo)線；3-火花塞；4-分電器；5-發(fā)電機(jī)；6-起動機(jī)；7-蓄電池2）工作原理圖3-19 蓄電池點(diǎn)火系的工作原理1-點(diǎn)火開關(guān)；2-點(diǎn)火線圈；3-斷電器；4-配電器；5-火花塞；6-蓄電池；7-電流表 3.2.7冷卻系1.冷卻系的作用 發(fā)動機(jī)工作時，氣缸內(nèi)燃燒氣體的溫度可高達(dá)19272527（汽油機(jī)），如果不對發(fā)動機(jī)采取必要的冷卻措施，將不能保證其正常工作。 發(fā)動機(jī)冷卻系的任務(wù)就是使發(fā)動機(jī)得到適度的冷卻，從而保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。2.冷卻系

7、的分類1）水冷系 2）風(fēng)冷系 3.水冷系的組成及水路循環(huán)圖3-20 強(qiáng)制循環(huán)式水冷系示意圖1-散熱器蓋；2-膨脹箱；3-風(fēng)扇；4-溫控開關(guān)；5-散熱器；6-節(jié)溫器；7-水溫表；8-溫度傳感器；9-暖氣水箱；10-暖氣閥門；11-水套；12-水泵；13-放水開關(guān)3.2.8潤滑系1.潤滑系的功用 發(fā)動機(jī)的潤滑是由潤滑系來實(shí)現(xiàn)的。潤滑系的基本任務(wù)是將清潔的、壓力和溫度適宜的潤滑油不斷地供給各運(yùn)動零件的摩擦表面，以減少零件的摩擦和磨損；流動的潤滑油還能清除摩擦表面的磨屑、塵砂、積炭等雜質(zhì)。 此外，潤滑油還能吸收摩擦面的熱量，填充零件間隙與空隙，減少氣體泄漏，幫助活塞環(huán)加強(qiáng)密封；減緩零件間沖擊振動；降低

8、工作噪聲及防止零件表面生銹。2.潤滑方式1）壓力潤滑2）飛濺潤滑3.潤滑系的組成1）油底殼 2）機(jī)油泵 3）限壓閥及旁通閥 4）機(jī)油濾清器 5）機(jī)油壓力表、溫度表和機(jī)油標(biāo)尺 4潤滑油路圖3-21 東風(fēng)EQ6100-1型發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖 3.2.9起動系1.發(fā)動機(jī)的起動2起動機(jī)圖3-22 起動機(jī)電磁操縱機(jī)構(gòu)電路圖3.3 汽車傳動系3.3.1傳動系的功用與組成圖3-23 機(jī)械式傳動系的組成及布置1-離合器；2-變速器；3-萬向節(jié)；4-驅(qū)動橋；5-差速器；6-半軸；7-主減速器；8-傳動軸傳動系應(yīng)具有如下功能：1.減速與變速2.實(shí)現(xiàn)汽車倒駛3.中斷傳動4.差速作用3.3.2離合器1.離合器的功用2

9、.離合器的組成圖3-24 螺旋彈簧式離合器 1-離合器從動盤；2-壓盤；3-分離桿； 4-離合器蓋；5-分離軸承6-離合器壓緊彈簧 圖3-25 膜片彈簧式離合器1-離合器從動盤；2-壓盤；3-離合器蓋； 4-膜片；5-分離軸承；6-軸承套筒；7-分離叉 3.3.3變速器1.變速器的功用變速器的主要功用是：1 )在較大的范圍內(nèi)改變汽車的行駛速度和汽車驅(qū)動輪上轉(zhuǎn)矩的數(shù)值；2 )在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，利用倒擋實(shí)現(xiàn)汽車倒向行駛；3) 在發(fā)動機(jī)不熄火的情況下，利用空擋中斷動力傳遞，可以使駕駛員松開離合器踏板離開駕駛位置，且便于汽車起動、怠速、換擋和動力輸出。2.變速器的分類1)有級式變速器2)無

10、級式變速器 3)綜合式變速器 3.典型變速器結(jié)構(gòu)圖3-26 五檔齒輪變速器3.3.4萬向傳動裝置1.功用圖3-27 萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用萬向傳動裝置用來實(shí)現(xiàn)變角度的動力傳遞（圖3-27）。2.組成 萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還要加裝中間支承。3.萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用1)用于變速器與驅(qū)動橋之間 2)用于變速器與分動器之間 3)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上 4)用于某些汽車的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中 4.萬向節(jié) 萬向節(jié)是萬向傳動裝置中實(shí)現(xiàn)變角度傳動的主要部件。它可以分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、三銷軸式等）和等速萬向節(jié)（球籠式、

11、球叉式等）。圖3-28 球籠式等速萬向節(jié)1-主動軸；2、5-鋼帶箍；3-外罩；4-保持架（球籠）；6-鋼球；7-星形套（內(nèi)滾道）；8-球形殼（外滾道）；9-卡環(huán)3.3.5驅(qū)動橋1.功用 驅(qū)動橋的功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)動力經(jīng)減速增矩改變傳動方向后，分配給左、右驅(qū)動輪，并且允許左、右驅(qū)動輪以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2.組成 驅(qū)動橋通常由主減速器4（圖3-29）、差速器5、半軸2和驅(qū)動橋殼3組成。主減速器可減速增矩，并可改變發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，以適應(yīng)汽車的行駛方向。 差速器可保證左、右驅(qū)動輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。半軸把轉(zhuǎn)矩從差速器傳到驅(qū)動輪。橋殼支承汽車的部分質(zhì)量，承受驅(qū)動輪上的各種力及力矩、并起到保

12、護(hù)主減速器、差速器和半軸的作用。圖3-29 驅(qū)動橋示意圖1-輪轂；2-半軸；3-驅(qū)動橋殼；4-主減速器；5-差速器3.分類1)非斷開式驅(qū)動橋 2)斷開式驅(qū)動橋 圖3-30 斷開式驅(qū)動橋1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減震器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸4.主減速器圖3-31 單級主減速器及差速器 主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，并可根據(jù)需要改變轉(zhuǎn)矩的方向。主減速器的種類繁多，有單級式和雙級式；有單速式和雙速式；還有貫通式和輪邊式等。 5.差速器圖3-32 差速器的工作原理圖 a）汽車直行；b）汽車轉(zhuǎn)彎3.4 汽車行駛系3.4.1概述 汽車的行駛系由車架、懸掛、車軸和

13、車輪組成。車架對汽車并不一定是必需的，只有在非承載式車身結(jié)構(gòu)中需用車架聯(lián)接并支承車身、發(fā)動機(jī)和傳動系、懸掛等零件，承受和傳遞底盤零件傳來的外力，還提供撞車時所需的強(qiáng)度和吸收沖擊能量的能力。 對于承載式車身結(jié)構(gòu)來說，它沒有車架，車身承擔(dān)整車結(jié)構(gòu)的主要強(qiáng)度，車身的底板部分起著車架的作用。承載式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是整車重量輕、剛度大、高度降低、室內(nèi)空間大，但具有制造變型車?yán)щy、換型代價(jià)大、撞壞難以處理、振動噪聲易傳到室內(nèi)等缺點(diǎn)，因此它僅適用于小型轎車。3.4.2車橋 1.轉(zhuǎn)向橋圖3-33 北京BJ1040型汽車轉(zhuǎn)向橋（前橋） 2.轉(zhuǎn)向輪定位1）主銷后傾 主銷裝在前軸上后，在縱向平面內(nèi)，其上端略向后傾斜，這種

14、現(xiàn)象稱為主銷后傾。在縱向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角叫主銷后傾角，如圖3-34所示。圖3-34 主銷后傾示意圖2）主銷內(nèi)傾 主銷安裝到前軸上后，在橫向平面內(nèi)，其上端略向內(nèi)傾斜，這種現(xiàn)象稱為主銷內(nèi)傾。在橫向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角叫主銷內(nèi)傾角，如圖3-35所示。圖3-35 主銷內(nèi)傾示意圖3）前輪外傾 前輪安裝在車輪上，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜，這種現(xiàn)象稱為前輪外傾。前輪旋轉(zhuǎn)平面與縱向垂直平面之間的夾角稱為前輪外傾角，如圖3-35a所示。圖3-35 主銷內(nèi)傾示意圖4）前輪前束 汽車兩個前輪安裝后，在通過車輪軸線而與地面平行的平面內(nèi)，兩車輪前端略向內(nèi)束，這種現(xiàn)象稱為前輪前束。左右

15、兩車輪間后方距離A與前方距離B之差（A-B）稱為前輪前束值，如圖3-36所示。圖3-36 前輪前束（俯視圖）3.4.3車輪與輪胎1.車輪圖3-37 三種型式的車輪 a）壓制鋼盤車輪；b）鋼絲輻條車輪；c）輕合金鑄造車輪2.輪胎圖3-38 輪胎示例圖a）普通輪胎；b）無內(nèi)胎輪胎；c）斜交線輪胎；d）子午線輪胎；e）帶束斜交輪胎 輪胎承受著汽車的重力，因此必須有承受載荷的能力。由于輪胎有一定的彈性，與汽車懸掛共同來緩和汽車行駛時所受的沖擊力，以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。 輪胎又要傳遞地面的驅(qū)動力、制動力，因此必須與地面有良好的附著性能，這通常靠各種花紋來增強(qiáng)。 圖3-39 輪胎花紋示

16、例圖 a） 、b）普通花紋；c）混合花紋；d）、e）越野花紋3.4.4懸架 懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間一切傳力聯(lián)接裝置的總稱?，F(xiàn)代汽車盡管有不同結(jié)構(gòu)型式的懸掛，但一般都是由彈性元件、減振器和導(dǎo)向裝置三部分組成，它們分別起緩沖、減振和導(dǎo)向作用，同時又都起傳力作用。 懸掛只要具備上述各種功能，在結(jié)構(gòu)上并不是非設(shè)置上述三套單獨(dú)的裝置不可。例如，常見的鋼板彈簧除起彈性元件的緩沖作用外，多片重疊時又可借片間摩擦起減振作用，同時也可擔(dān)負(fù)起傳遞各種力和力矩的作用，故可不裝減振器和其它導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 懸掛有兩大類，即非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛（圖3-40）。圖3-40 非獨(dú)立懸掛和獨(dú)立懸掛 圖3-4

17、1 雙向作用筒式減振器示意圖1-活塞桿；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸張閥；5-貯油缸筒；6-壓縮閥；7-補(bǔ)償閥；8-流通閥；9-導(dǎo)向座；10-防塵罩；11-油封3.5 汽車轉(zhuǎn)向系3.5.1轉(zhuǎn)向系的功用 汽車在行駛中，經(jīng)常需要改變行駛方向。汽車上用來改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系。汽車行駛方向的改變是由駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系來改變轉(zhuǎn)向輪（一般是前輪）的偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)的。 轉(zhuǎn)向系不僅可以改變汽車的行駛方向，使其按駕駛員規(guī)定的方向行駛，而且還可以克服由于路面?zhèn)认蚋蓴_力使車輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向，恢復(fù)汽車原來的行駛方向。3.5.2轉(zhuǎn)向系的類型1.機(jī)械轉(zhuǎn)向系圖3-42 機(jī)械轉(zhuǎn)向系示意圖1-左轉(zhuǎn)向節(jié)；2-轉(zhuǎn)

18、向直拉桿；3-前軸；4-蝸桿；5-轉(zhuǎn)向軸；6-右轉(zhuǎn)向節(jié)；7-轉(zhuǎn)向盤；8-右梯形臂；9-轉(zhuǎn)向橫拉桿；10-扇形齒輪；11-轉(zhuǎn)向搖臂；12-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；13-左梯形臂2.動力轉(zhuǎn)向系圖3-43 動力轉(zhuǎn)向系示意圖 1-轉(zhuǎn)向盤；2-轉(zhuǎn)向軸；3-梯形臂；4-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；5-轉(zhuǎn)向控制閥；6-轉(zhuǎn)向直拉桿；7-轉(zhuǎn)向搖臂；8-機(jī)械轉(zhuǎn)向器；9-轉(zhuǎn)向油記；10-轉(zhuǎn)向油泵；11-轉(zhuǎn)向動力缸；12-轉(zhuǎn)向橫拉桿；13-梯形臂3.6 汽車制動系3.6.1制動系的功用 目前，汽車的行駛速度不斷提高，道路情況越來越復(fù)雜，為了在技術(shù)上保證汽車的安全行駛，提高汽車的平均行駛車速，以提高運(yùn)輸生產(chǎn)率，在各種汽車上都設(shè)有專用的制動機(jī)構(gòu)，使行駛

19、中的汽車減低速度甚至停車或者使已經(jīng)停下來的汽車保持不動。3.6.2制動系的類型 一般汽車應(yīng)包括兩套獨(dú)立的制動系：行車制動系和駐車制動系。行車制動系是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動系。它的功用是使正在行駛中的汽車減速或在最短距離內(nèi)停車。駐車制動系是由駕駛員用手操縱的，故由稱手制動系或駐車制動系。它的功用是使已停在各種路面上的汽車駐留原地不動。3.6.3制動系的工作原理圖3-44 制動系工作原理示意圖1-制動踏板；2-推桿；3-主缸活塞；4-制動主缸；5-油管；6-制動輪缸；7-輪缸；8-制動轂；9-摩擦片；10-制動蹄；11-制動底版；12-支承銷；13-制動蹄回位彈簧3.6.4對制動系的要

20、求1）應(yīng)具有足夠的制動力，工作可靠。2）操縱輕便。一般要求施于踏板上的力不大于200300N；緊急制動時，不超過700N。施于手制動桿上的力不大于250350N。3）前后橋上的制動力分配應(yīng)合理，左右車輪上的制動力應(yīng)相等。4）制動應(yīng)平穩(wěn)。制動時，制動力應(yīng)逐漸迅速增加；解除制動時，制動作用應(yīng)迅速消失。5）避免自行制動。在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時，不應(yīng)引起自行制動。6）散熱性好。摩擦片的抗熱衰退能力要好，磨損后的間隙應(yīng)能調(diào)整，并且能防水、防油、防塵。7）對掛車的制動系，要求掛車的制動作用略早于主車，掛車自行脫掛時能自動進(jìn)行應(yīng)急制動。3.6.5制動系的組成圖3-45 液壓式雙管路制動系的布置示例圖3-46

21、 典型轎車的制動系統(tǒng)1-配壓閥；2-報(bào)警燈；3-動力單元；4-總泵（主液壓缸）；5-報(bào)警閥；6-流量閥3.7 車身與附屬設(shè)備3.7.1車身的功用與組成 汽車車身是運(yùn)送乘客、貨物和駕駛員工作的場所，車身應(yīng)具備使乘客和貨物免受塵土、雨雪、振動、噪音、廢氣侵襲、使駕駛員工作便利的條件。車身上的一些結(jié)構(gòu)措施和設(shè)備還應(yīng)有助于行車安全和減輕事故。 車身的造型應(yīng)能保證有效地引導(dǎo)周圍的氣流，以減少空氣阻力和燃料消耗，且有助于提高汽車行駛穩(wěn)定性和改善發(fā)動機(jī)冷卻條件，保證車身內(nèi)部通風(fēng)良好。 汽車車身主要包括：車身殼體、車門、車窗、前后鈑制件、車身附件、車身內(nèi)外裝飾件、座椅、通風(fēng)、暖氣、冷卻、空調(diào)裝置等。貨車和專用汽車上還包括貨箱和其它專用設(shè)備。3.7.2車身的類型1.按結(jié)構(gòu)型式分1）骨架式2）半骨架式3）無骨架式 2.按受力情況分1）非承載式2）半承載式 3）承載式 3.7.3轎車的車身圖3-47 轎車車身的類型a）四門轎車；b）雙門轎車（兩排座位）；c）雙門轎車（單排座位）； d）旅行車；e）四門硬頂轎車；f）雙門硬頂轎車；g）高級