汽車基礎知識教學課件

汽車基礎知識

第一章總論

第一節(jié)汽車的類型

汽車的分類方法很多，但最重要的方法是按照汽車的用途來分類。

根據(jù)我國國家標準的有關(guān)規(guī)定，汽車分為以下幾種類型：

1.貨車

又稱為載貨汽車、載重汽車、卡車。主要用來運送各種貨物或牽引

全掛車。貨車按載重量（1.8噸、6噸、14噸）可分為微型、輕型、

中型、重型四種。

2.越野汽車

主要用于非公路上載運人員和貨物或牽引設備，一般為全軸驅(qū)動。

按驅(qū)動型式可分為4X4、6X6、8X8幾種。

3.自卸汽車

指貨箱能自動傾翻的載貨汽車。自卸汽車有向后傾卸的和左右后三

個方向均可傾卸的兩種。

4.牽引汽車

專門或主要用來牽引的車輛。可分為全掛牽引車和半掛牽引車。

5.專用汽車

為了承擔專門的運輸任務或作業(yè)，裝有專用設備，具備專用功能的

車輛。

6.客車

指乘坐9人以上，具有長方形車廂，主要用于載運人員及其行李物

品的車輛。根據(jù)車輛的長度（3.5米，7米，10米，12米），可

將客車分為微型、輕型、中型、大型、特大型五種。

7.轎車

乘坐2至8人的小型載客車輛。根據(jù)發(fā)動機排量大小（1升、1.6升、2.5升、4

升），可分為微型、普遍級、中級、中高級和高級轎車五種。

第二節(jié)汽車的總體構(gòu)造

汽車一般由四部分組成：

1.發(fā)動機

發(fā)動機是汽車的動力裝置。其作用是使燃料燃燒產(chǎn)生動力，然后通過底盤的傳動

系驅(qū)動車輪使汽車行駛。

發(fā)動機主要有汽油機和柴油機兩種。

汽油發(fā)動機由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系、

起動系組成

柴油發(fā)動機的點火方式為壓燃式，所以無點火系。

2.底盤

底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并

接受發(fā)動機的動力，使汽車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。

底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。

3.車身

車身安裝在底盤的車架上，用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物。

轎車、客車的車身一般是整體結(jié)構(gòu)，貨車車身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成。

4.電氣設備

電氣設備由電源和用電設備兩大部分組成。

電源包括蓄電池和發(fā)電機。用電設備包括發(fā)動機的起動系、汽油機的點火系和其

它用電裝置。

第三節(jié)汽車的主要特征參數(shù)和技術(shù)特性

汽車的主要特征和技術(shù)特性隨所裝用的發(fā)動機類型和特性的不同，通常有以

下的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)。

1.整車裝備質(zhì)量(kg)：汽車完全裝備好的質(zhì)量，包括潤滑油、燃料、隨

車工具、備胎等所有裝置的質(zhì)量。

2.最大總質(zhì)量(kg)：汽車滿載時的總質(zhì)量。

3.最大裝載質(zhì)量(kg)：汽車在道路上行駛時的最大裝載質(zhì)量。

4.最大軸載質(zhì)量(kg)：汽車單軸所承載的最大總質(zhì)量。與道路通過性有

關(guān)。

5.車長(mm)：汽車長度方向兩極端點間的距離。

6.車寬(mm)：汽車寬度方向兩極端點間的距離。

7.車高(mm)：汽車最高點至地面間的距離。

8.軸距(mm)：汽車前軸中心至后軸中心的距離。

9.輪距(mm)：同一車轎左右輪胎胎面中心線間的距離。

10.前懸(mm)：汽車最前端至前軸中心的距離。

11.后懸(mm)：汽車最后端至后軸中心的距離。

12.最小離地間隙(mm)：汽車滿載時，最低點至地面的距離。

13.接近角(°)：汽車前端突出點向前輪引的切線與地面的夾角。

14.離去角(°)：汽車后端突出點向后輪引的切線與地面的夾角。

15.轉(zhuǎn)彎半徑(mm)：汽車轉(zhuǎn)向時，汽車外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的中心平面在車輛支承平

面上的軌跡圓半徑。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時的轉(zhuǎn)彎半徑為最小轉(zhuǎn)彎半徑。

16.最高車速(km/h)：汽車在平直道路上行駛時能達到的最大速度。

17.最大爬坡度(％)：汽車滿載時的最大爬坡能力。

18.平均燃料消耗量(L/100km)：汽車在道路上行駛時每百公里平均燃料消耗

量。

19.車輪數(shù)和驅(qū)動輪數(shù)(nXm)：車輪數(shù)以輪轂數(shù)為計量依據(jù)，n代表汽車的

車輪總數(shù)，m代表驅(qū)動輪數(shù)。

第一章傳動系統(tǒng)

第一節(jié)傳動系統(tǒng)概述

傳動系的基本功用是將發(fā)動機發(fā)出的動力傳給汽車的驅(qū)動車輪，產(chǎn)生驅(qū)動

力，使汽車能在一定速度上行駛。

對于前置后驅(qū)的汽車來說，發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩依次經(jīng)過離合器、變速箱、萬

向節(jié)、傳動軸、主減速器、差速器、半軸傳給后車輪，所以后輪又稱為驅(qū)動輪。

驅(qū)動輪得到轉(zhuǎn)矩便給地面一個向后的作用力，并因此而使地面對驅(qū)動輪產(chǎn)生一個

向前的反作用力，這個反作用力就是汽車的驅(qū)動力。汽車的前輪與傳動系一般沒

有動力上的直接聯(lián)系，因此稱為從動輪。

傳動系的組成和布置形式是隨發(fā)動機的類型、安裝位置，以及汽車用途的不

同而變化的。例如，越野車多采用四輪驅(qū)動，則在它的傳動系中就增加了分動器

等總成。而對于前置前驅(qū)的車輛，它的傳動系中就沒有傳動軸等裝置。

第二節(jié)傳動系的布置型式

機械式傳動系常見布置型式主要與發(fā)動機的位置及汽車的驅(qū)動型式有關(guān)?？?/p>

分為：

1.前置前驅(qū)一FR：即發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動

這是一種傳統(tǒng)的布置型式。國內(nèi)外的大多數(shù)貨車、部分轎車和部分客車都采用這

種型式。

2.后置后驅(qū)一RR：即發(fā)動機后置、后輪驅(qū)動

在大型客車上多采用這種布置型式，少量微型、輕型轎車也采用這種型式。發(fā)動

機后置，使前軸不易過載，并能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地

板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利于減輕發(fā)動機的高

溫和噪聲對駕駛員的影響。缺點是發(fā)動機散熱條件差，行駛中的某些故障不易被

駕駛員察覺。遠距離操縱也使操縱機構(gòu)變得復雜、維修調(diào)整不便。但由于優(yōu)點較

為突出，在大型客車上應用越來越多。

3.前置前驅(qū)一FF：發(fā)動機前置、前輪驅(qū)動

這種型式操縱機構(gòu)簡單、發(fā)動機散熱條件好。但上坡時汽車質(zhì)量后移，使前驅(qū)動

輪的附著質(zhì)量減小，驅(qū)動輪易打滑；下坡制動時則由于汽車質(zhì)量前移，前輪負荷

過重，高速時易發(fā)生翻車現(xiàn)象。現(xiàn)在大多數(shù)轎車采取這種布置型式。

4.越野汽車的傳動系

越野汽車一般為全輪驅(qū)動，發(fā)動機前置，在變速箱后裝有分動器將動力傳遞到全

部車輪上。目前，輕型越野汽車普遍采用4X4驅(qū)動型式，中型越野汽車采用4

X4或6X6驅(qū)動型式；重型越野汽車一般采用6義6或8X8驅(qū)動型式。

第三節(jié)離合器

離合器位于發(fā)動機和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的

后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可

根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切

斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力。

離合器接合狀態(tài)離合器切斷狀態(tài)

離合器的功用主要有:

1.保證汽車平穩(wěn)起步

起步前汽車處于靜止狀態(tài)，如果發(fā)動機與變速箱

是剛性連接的，?旦掛上檔，汽車將由于突然接上動

力突然前沖，不但會造成機件的損傷，而且驅(qū)動力也

不足以克服汽車前沖產(chǎn)生的巨大慣性力，使發(fā)動機轉(zhuǎn)

速急劇下降而熄火。如果在起步時利用離合器暫時將

發(fā)動機和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離

合器的主動部分與從動部分之間存在著滑磨的現(xiàn)象，

可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅(qū)

動力也逐漸增大，從而讓汽車平穩(wěn)地起步。

2.便于換檔

汽車行駛過程中，經(jīng)常換用不同的變速箱檔位，

以適應不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發(fā)動

機與變速箱暫時分離，那么變速箱中嚙合的傳力齒輪

會因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于

分開。另一對待嚙合齒輪會因二者圓周速度不等而難

于嚙合。即使強行進入嚙合也會產(chǎn)生很大的齒端沖

擊，容易損壞機件。利用離合器使發(fā)動機和變速箱暫

時分離后進行換檔，則原來嚙合的一對齒輪因載荷卸

除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙

合的另一對齒輪，由于主動齒輪與發(fā)動機分開后轉(zhuǎn)動

慣量很小，采用合適的換檔動作就能使待嚙合的齒輪

圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的

沖擊。

3.防止傳動系過載

汽車緊急制動時，車輪突然急劇降速，而與發(fā)動機相連的傳動系由于旋轉(zhuǎn)的

慣性，仍保持原有轉(zhuǎn)速,這往往會在傳動系統(tǒng)中產(chǎn)生遠大于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的慣性矩,

使傳動系的零件容易損壞。由于離合器是靠磨擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，所以當傳動系

內(nèi)載荷超過磨擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時，離合器的主、從動部分就會自動打滑，因

而起到了防止傳動系過載的作用。

第四節(jié)變速箱

變速箱是汽車傳動系中最主要的部件之一。

它的功用是：

1.在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動輪上扭矩的大小。

由于汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅(qū)動扭矩能在很大范圍內(nèi)變

化。例如在高速路上車速應能達到100km/h,而在市區(qū)內(nèi)，車速常在5Okm/h左

右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r，行駛阻力很小，則當滿載上坡時，行駛阻力便

很大。而汽車發(fā)動機的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實

際路況需要。

2.實現(xiàn)倒車行駛

汽車發(fā)動機曲軸一般都是只能向一個方向轉(zhuǎn)動的，而汽車有時需要能倒退行

駛，因此，往往利用變速箱中設置的倒檔來實現(xiàn)汽車倒車行駛。

3.實現(xiàn)空檔

當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動機不

熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。

變速箱由變速傳動機構(gòu)和變速操縱機構(gòu)兩部分組成。變速傳動機構(gòu)的主要作

用是改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機構(gòu)的主要作用是控制傳動機構(gòu)，實現(xiàn)

變速器傳動比的變換，即實現(xiàn)換檔，以達到變速變矩。

機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組

傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱

內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓

傳動比小的齒輪副工作

第五節(jié)分動器

越野車需要經(jīng)常在壞路和無路情況下行駛，尤其是軍用汽車的行駛條件更為

惡劣，這就要求增加汽車驅(qū)動輪的數(shù)目，因此，越野車都采用多軸驅(qū)動。例如，

如果一輛前輪驅(qū)動的汽車兩前輪都陷入溝中（這種情況在壞路上經(jīng)常會遇到），

那汽車就無法將發(fā)動機的動力通過車輪與地面的磨擦產(chǎn)生驅(qū)動力而繼續(xù)前進。而

假如這輛車的四個輪子都能產(chǎn)生驅(qū)動力的話，那么，還有兩個沒陷入溝中的車輪

能正常工作，使汽車繼續(xù)行駛。

分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋，并且進一步增大扭

矩。分動器也是一個齒輪傳動系統(tǒng)，它單獨固定在車架上，其輸入軸與變速器的

輸出軸用萬向傳動裝置連接，分動器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬向傳動裝置與

各驅(qū)動橋相連。

大多數(shù)分動器由于要起到降速增矩的作用而比變速箱的負荷大，所以分動器

中的常嚙齒輪均為斜齒輪，軸承也采用圓錐滾子軸承支承。

第六節(jié)萬向傳動器

萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)、傳動軸和中間支承組成。其功用是在軸線相交

且相對位置經(jīng)常變化的兩轉(zhuǎn)軸之間可靠地傳遞動力。

在現(xiàn)代汽車的總體布置中，發(fā)動機、離合器和變速箱連成一體固裝在車架上,

而驅(qū)動橋則通過彈性懸架與車架連接。由此可見，變速器輸出軸軸線與驅(qū)動橋的

輸入軸軸線不在同一平面上。當汽車行駛時，車輪的跳動會造成驅(qū)動橋與變速器

的相對位置（距離、夾角）不斷變化，故變速器的輸出軸與驅(qū)動橋的輸入軸不可

能剛性連接，必須安裝有萬向傳動裝置。此外，由于越野汽車的前輪既是轉(zhuǎn)向輪

又是驅(qū)動輪。作為轉(zhuǎn)向輪，要求在轉(zhuǎn)向時可以在規(guī)定范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)一定角度；作為

驅(qū)動輪，則要求半軸在車輪偏轉(zhuǎn)過程中不間斷地把動力從主減速器傳到車輪。因

此，半軸不能制成整體而必須分段，中間用等角速萬向節(jié)相連。

萬向節(jié)按其剛度的大小可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)，前者的動力是靠零

件的錢鏈式聯(lián)接傳遞的；而后者的動力則是靠彈性零件傳遞的，如橡膠盤、橡膠

塊等，由于彈性元件的變形量有限，因而撓性萬向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大以

及有微量軸向位移的軸間傳動。剛性萬向節(jié)分為不等速萬向節(jié)（如常見的十字軸

式）、準等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、三銷軸式）和等速萬向節(jié)（球叉式、球籠式等

第七節(jié)主減速器

主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機縱置的

汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。

汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這

么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而

齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸

會越大。另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級

傳動機構(gòu)的傳動負荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設置一個主

減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞

的扭矩減小，也可變速箱的尺寸質(zhì)量減小，操縱省力。

現(xiàn)代汽車的主減速器，廣泛采用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作

時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須采用雙曲面齒輪油潤滑,

絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。

第八節(jié)差速器

驅(qū)動橋兩側(cè)的驅(qū)動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角速度旋

轉(zhuǎn)。這樣，當汽車轉(zhuǎn)向行駛時，由于外側(cè)車輪要比內(nèi)側(cè)車輪移過的距離大，將使

外側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑拖，而內(nèi)側(cè)車輪在滾動的同時產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。即使是汽

車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎制造誤

差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。

車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉(zhuǎn)向困難、

制動性能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動，在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輛能以不同

的角速度轉(zhuǎn)動。通常從動車輪用軸承支承在心軸上，使之能以任何角速度旋轉(zhuǎn)，

而驅(qū)動車輪分別與兩根半軸剛性連接，在兩根半軸之間裝有差速器。這種差速器

又稱為輪間差速器。

多軸驅(qū)動的越野汽車，為使各驅(qū)動橋能以不同角速度旋轉(zhuǎn)，以消除各橋上驅(qū)

動輪的滑動，有的在兩驅(qū)動橋之間裝有軸間差速器。

現(xiàn)代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩

大類。

齒輪式差速器當左右驅(qū)動輪存在轉(zhuǎn)速差時，差速器分配給慢轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩

大于快轉(zhuǎn)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩。這種差速器轉(zhuǎn)矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常

行駛。但當汽車在壞路上行駛時，卻嚴重影響通過能力。例如當汽車的一個驅(qū)動

輪陷入泥濘路面時，雖然另一驅(qū)動輪在良好路面上，汽車卻往往不能前進（俗稱

打滑）。此時在泥濘路面上的驅(qū)動輪原地滑轉(zhuǎn)，在良好路面上的車輪卻靜止不動。

這是因為在泥濘路面上的車輪與路面之間的附著力較小，路面只能通過此輪對半

軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的轉(zhuǎn)矩也較小，盡管另一驅(qū)動

輪與良好路面間的附著力較大，但因平均分配轉(zhuǎn)矩的特點，使這一驅(qū)動輪也只能

分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動輪等量的轉(zhuǎn)矩，以致驅(qū)動力不足以克服行駛阻力，汽車不能前進,

而動力則消耗在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動輪上。此時加大油門不僅不能使汽車前進，反而浪費燃

油，加速機件磨損，尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是：挖掉滑轉(zhuǎn)驅(qū)動輪

下的稀泥或在此輪下墊干土、碎石、樹枝、干草等。

為提高汽車在壞路上的通過能力，某些越野汽車及高級轎車上裝置防滑差速

器。防滑差速器的特點是，當一側(cè)驅(qū)動輪在壞路上滑轉(zhuǎn)時，能使大部分甚至全部

轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動輪，以充分利用這一驅(qū)動輪的附著力來產(chǎn)生足夠的

驅(qū)動力，使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。

第九節(jié)半軸

半軸是差速器與驅(qū)動輪之間傳遞扭矩的實心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸

齒輪連接，外端與輪轂連接。

現(xiàn)代汽車常用的半軸，根據(jù)其支承型式不同，有全浮式和半浮式兩種。

全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應用于各類汽車

±0全浮式半軸易于拆裝，只需擰下半軸突緣上的螺栓即可抽出半軸，而車輪與

橋殼照樣能支持汽車，從而給汽車維護帶來方便。

半浮式半軸既傳遞扭矩又承受全部反力和彎矩。它的支承結(jié)構(gòu)簡單、成本低,

因而被廣泛用于反力彎矩較小的各類轎車上。但這種半軸支承拆取麻煩，且汽車

行駛中若半軸折斷則易造成車輪飛脫的危險。

第十節(jié)橋殼

驅(qū)動橋殼是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎件，主要作用

是支承并保護主減速器、差速器和半軸等。同時，它又是行駛系的主要組成件之

一，故還具有如下功用：

1.和從動橋一起承受汽車質(zhì)量

2.使左、右驅(qū)動車輪的軸向相對位置固定

3.汽車行駛時，承受驅(qū)動輪傳來的各種反力、作用力和力矩，并通過懸架

傳給車架

驅(qū)動橋殼可分為整體式和分段式兩類。

整體式橋殼是橋殼與主減速器殼分開制造，二者用螺栓連接在一起。它的結(jié)

構(gòu)優(yōu)點是在檢查主減速器和差速器的技術(shù)狀況或拆裝時.，不用把整個驅(qū)動橋從車

上拆下來，因而維修比較方便，普遍用于各類汽車。

分段式橋殼是橋殼與主減速器殼鑄成一體，且一般分為兩段由螺栓連成一

體。這種橋殼易于鑄造，但維護主減速器和差速器時必須把整個橋拆下來，否則

無法拆檢主減速器和差速器?，F(xiàn)已很少使用，北京2020采用這種橋殼。

第二章行駛系

第一節(jié)概述

從發(fā)動機發(fā)出的功率輾轉(zhuǎn)經(jīng)過飛輪、離合器、變速箱、傳動軸、差速器、半

軸，傳到了車輪，車終于能動了。本教程也進入了一個有點復雜的內(nèi)容-行駛

率［卜班們由簡珀I蟹悔■悔■道來

八°先想象一個只有海根橫梁的正子，讓我們把橫梁換成兩根車軸，再安上四個

軸轆，于是，一個最簡單的能被稱為“車”的東西產(chǎn)生了，這就是行駛系。那兩

根橫梁就是車橋（裝著驅(qū)動輪的車橋就是驅(qū)動橋），兩根縱梁就是車架（或就叫

縱梁也成）。車橋的兩端裝著輪子，而車架上則安放著兒乎所有其他東西——發(fā)

動機、變速箱、轉(zhuǎn)向機構(gòu)（方向盤和轉(zhuǎn)向機）、人、行李以及把這一切包裹起

來的活動房子-車身。車橋和輪子在顛簸的路面上歡快地跳躍著，我們當然不希

望車身也如此活躍，因此車橋和車架之間要用一種彈性結(jié)構(gòu)連接在一起，這就是

懸架系統(tǒng)，它包括能讓車身不停顫動的彈簧和讓這種顫動能盡快停下來的阻尼裝

置——減震器。

好啦，我們已經(jīng)知道行駛系的四大主要部分了：車輪、車橋、車架和懸架。

下面就讓我們分別探討一下它們各自功能和結(jié)構(gòu)

第二節(jié)車橋

前面講過，車橋通過懸架和車架（或車身）相連，兩端連接車輪。車橋可以

是整體式的，有如一個巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式

車橋通常與非獨立懸架配合;車橋也可以是斷開式的，象兩把雨傘插在車身兩側(cè),

再各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開式車橋與獨立懸架配用。

根據(jù)驅(qū)動方式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四

種。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動（FR）,

因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動橋；而前置前驅(qū)動（FF）汽車則前橋成為

轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋充當支持橋。

轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)基本相同，由兩個轉(zhuǎn)向節(jié)和一根橫梁組成。如果把橫梁比做身

體，轉(zhuǎn)向節(jié)就是他左右搖晃的腦袋，脖子就是我們常說的主銷，車輪就裝在轉(zhuǎn)向

節(jié)上，仿佛腦袋上帶了個草帽。不過，行駛的時候草帽轉(zhuǎn)，腦袋卻不轉(zhuǎn)，中間用

軸承分隔開，腦袋只管左右晃動。脖子——主銷是車輪轉(zhuǎn)動的軸心，這個軸的軸

線并非垂直于地面，車輪本身也不是垂直的，我們將在車輪定位一節(jié)具體論述。

轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋與轉(zhuǎn)向橋的區(qū)別就是一切都是空心的，橫梁變成了橋殼，轉(zhuǎn)向節(jié)

變成了轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，因為里面多了根驅(qū)動軸。這根驅(qū)動軸因被位于橋殼中間的差

速器一分為二，而變成了兩根半軸。兩個草帽也不是簡單地套在腦袋上，還要與

里面的兩根半軸直接相連。半軸在“脖子”的位置也多了一個關(guān)節(jié)——萬向節(jié)，

因此半軸也變成了兩部分，內(nèi)半軸和外半軸。

第三節(jié)車輪及車輪定位（一）

上一節(jié)講到轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向軸心——主銷并非垂直于地面，而是朝兩個方向產(chǎn)生傾

角，即主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角。車輪本身也有一個外傾角和前束。先說主銷后

傾角。站在車身左側(cè)，觀察車的左前輪，我們會發(fā)現(xiàn)主銷是向后傾倒的。這樣

做的主要目的是為了讓主銷的延長線與地面的交點在車輪觸地點的前面。

主銷后假角

這種設計是為了使車輪在滾動的過程中保持穩(wěn)定，不致左右搖擺。我們不作

過多的理論解釋，只舉一個例子：也許有的讀者小時候玩過推鐵環(huán)的游戲，我們

用一個頭部帶圈的長鐵桿從后面推一個大鐵環(huán)使其滾動，由于鐵環(huán)很容易翻倒而

使得這個游戲具有一定的挑戰(zhàn)性。但如果我們換一種推法，讓鐵桿與鐵環(huán)的接觸

點在鐵環(huán)與地面接觸點的前面，我們會發(fā)現(xiàn)這樣做使得這個游戲的挑戰(zhàn)性大大降

低了，鐵環(huán)不再那么容易晃動甚至翻倒了。這就是主銷后傾角的妙用。

下面再看看主銷內(nèi)傾角。站在車的后部，觀察車的右前輪，我們發(fā)現(xiàn)主銷向

左傾倒，也即向內(nèi)側(cè)傾倒。

p

這樣做的目的是為了在轉(zhuǎn)彎的時候讓車輪產(chǎn)生傾斜?。還是舉一個生活中的例

子：我們在騎自行車拐彎的時候，會自然地將車子向所轉(zhuǎn)的方向傾斜，讓車輪

與地面有一個夾角，學過物理的人知道，這樣做是為了產(chǎn)生足夠的向心力。汽車

也是一樣，右側(cè)車輪在右轉(zhuǎn)彎的時候在主銷內(nèi)傾角和后傾角的共同作用下會向右

側(cè)傾倒，而左側(cè)車輪雖也有主銷內(nèi)傾角，卻不會向左側(cè)傾倒，因為還有主銷后傾

角，把它又拉了回來，甚至也能向右微微傾斜。不僅如此，兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)動還使

右側(cè)車身降低，左側(cè)車身抬高，整個車身也向右傾斜，于是產(chǎn)生了足夠的向心力。

第四節(jié)車輪與車輪定位（二）

除了上述的主銷后傾和內(nèi)傾兩個角度以保證汽車穩(wěn)定直線行駛外，車輪中心平面

也不是垂直于地面的，而是向外傾斜一個角度，稱為車輪外傾角。因為假如空車

時車輪正好垂直于地面，則滿載時，車橋因受壓產(chǎn)生變形，中間下沉，兩端上翹,

車輪便隨之變?yōu)閮?nèi)傾，這樣將加速輪胎的磨損。另外，內(nèi)傾的車輪從兩端向內(nèi)擠

壓輪轂上的軸承，加重了它的負荷，降低了使用壽命。因此在安裝車輪時要預先

使車輪有一定的外傾，這也使其與拱行路面相適應。

輪船的外修角

負外傾再

垂戢彳鋤臺中心

車輪有了外傾以后，在滾動時就會導致兩側(cè)車輪向外滾開。由于轉(zhuǎn)向橫拉桿

和車橋的約束使車輪不可能向外滾開，于是車輪在無法按照自己的預想軌跡滾動

的情況下，勢必產(chǎn)生橫向滑動，從而加重了輪胎的磨損。為了消除這種不良影響,

在安裝車輪時，使汽車兩前輪并不平行，俯視車輪，會發(fā)現(xiàn)兩前輪就象人的內(nèi)八

字腳一樣。這稱為車輪前束。

車輪前束的作用

輪胎角度朝向內(nèi)側(cè)，

在外傾角和前束的共同作用下車輪基本上可以沿直線滾動而沒有什么橫向

影響了。以上就是車輪定位的四個要素：主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角

和車輪前束。

第五節(jié)懸架系統(tǒng)

前懸架系統(tǒng)

前懸架目前基本上都采用獨立懸架系統(tǒng)，即左右兩個車輪各自獨立地通過懸

掛裝置與車體相連，也就意味著可以各自獨立地上下跳動。懸架系統(tǒng)由連桿機構(gòu)

和彈簧、減震器組成三角形、四邊形或其它形狀的連接方式以固定車輪與車身的

相對位置，在彈簧的作用下使車輪可以相對車身上下運動。最常見的有雙橫臂式

和麥佛遜（又稱滑柱擺臂式）。

雙橫臂式懸架由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身，兩根橫臂都非真正的桿

狀，而是大體上類似英文字母Y或C,這樣的設計既是為了增加強度，提高定

位精度，也為減震器和彈簧的安裝留出了空間和安裝位置。同時，下橫臂的長度

較長，且與車輪中心大致處于同一水平線上，這樣做的目的是為了在車輪跳動導

致下橫臂擺動時，不致產(chǎn)生太大的擺動角，也就保證了車輪的傾角不會產(chǎn)生太大

變化。這種結(jié)構(gòu)比較復雜，但經(jīng)久耐用，同時減震器的負荷小，壽命長。

滑柱擺臂式懸架結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只有下橫臂和減震器-彈簧組兩個機構(gòu)

連接車輪與車身，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，占用空間小，上下行程長等。

缺點是由于減震器——彈簧組充當了主銷的角色，使它同時也承受了地面作用于

車輪上的橫向力，因此在上下運動時阻力較大，磨損也就增加了。且當急轉(zhuǎn)彎時,

由于車身側(cè)傾，左右兩車輪也隨之向外側(cè)傾斜，出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，彈簧越軟這種傾

向越大。

后懸架系統(tǒng)

后懸架系統(tǒng)的種類比前懸架要多，原因之一是驅(qū)動方式的不同決定著后車軸

的有無，也與車身重量有關(guān)。主要有連桿式和擺臂式兩種。

連桿式主要是在FR驅(qū)動方式，并且后車軸左右一體化（與中間的差速器剛性

連接）的情況下使用的，過去多采用鋼板彈簧支撐車身，現(xiàn)在從提高行車平順性

考慮，多使用連桿式和后而要說的擺臂式，并且使用平順性好的螺旋彈簧。連桿

在左右兩側(cè)各有一對，分為上拉桿和下拉桿，作為傳遞橫向力（汽車驅(qū)動力）的機

構(gòu)，通常再與一根橫向推力桿一起組成五連桿式構(gòu)成。橫向推力桿一端連接車身，

一端連接車軸，其目的是為了防止車軸（或車身）橫向竄動。當車軸因顛簸而上下

運動時，橫向推力桿會以與車身連接的接點為軸做畫圓弧的運動，如果擺動角度

過大會使車軸與車身之間產(chǎn)生明顯的橫向相對運動，與下擺臂的原理類似，橫向

推力桿也要設計得比較長，以減小擺動角。

連桿式懸架與車軸形成一體，彈簧下方質(zhì)量大，且左右車輪不能獨立運動，

所以顛簸路面對車身產(chǎn)生的沖擊能量比較大，平順性差。因此采用了擺臂方式，

這種方式是僅車軸中間的差速器固定，左右半軸在差速器與車輪之間設萬向節(jié)，

并以其為中心擺動，車輪與車架之間用Y型下擺臂連接。“Y”的單獨一端與車

輪剛性連接，另外兩個端點與車架連接并形成轉(zhuǎn)動軸。根據(jù)這個轉(zhuǎn)動軸是否與車

軸平行，擺臂式懸架又分為全拖動式擺臂和半拖動式擺臂，平行的是全拖動式，

不平行的叫半拖動式。

第六節(jié)彈簧和減振器（一）

彈簧

螺旋彈簧：是現(xiàn)代汽車上用得最多的彈簧。它的吸收沖擊能力強，乘坐舒適

性好；缺點是長度較大，占用空間多，安裝位置的接觸面也較大，使得懸架系統(tǒng)

的布置難以做到很緊湊。由于螺旋彈簧本身不能承受橫向力，所以在獨立懸架中

不得不采用四連桿螺旋彈簧等復雜的組合機構(gòu)。

出于乘坐舒適性的考慮，我們希望對于頻率高且振幅小的地面沖擊，彈簧能

表現(xiàn)得柔軟一點，而當沖擊力大時，又能表現(xiàn)出較大的剛性，減小沖擊行程，因

此需要彈簧同時具有兩種甚至兩種以上的剛度。可采用鋼絲直徑不等的彈簧或螺

距不等的彈簧，它們的剛度隨負載的增加而增加。

鋼板彈簧：多用于廂式車及卡車，由若干片長度不同的細長彈簧片組合而成。

它比螺旋彈簧結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可緊湊地裝配于車身底部，工作時各片間產(chǎn)生

摩擦，因此本身具有衰減效果。但如果產(chǎn)生嚴重的干摩擦，就會影響吸收沖擊的

能力。重視乘坐舒適性的現(xiàn)代轎車很少使用。

扭桿彈簧：是利用具有扭曲剛性的彈簧鋼制成的長桿。一端固定于車身，一

端與懸架上臂相連，車輪上下運動時，扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，起到彈簧的作用。

氣體彈簧：利用氣體的可壓縮性代替金屬彈簧。它最大的優(yōu)點就是具有可變

的剛度，隨氣體的不斷壓縮漸漸增加剛度，且這種增加是一個連續(xù)的漸變過程，

而不象金屬彈簧是分級變化的。它的另一個優(yōu)點是具有可調(diào)整性，即彈簧的剛度

和車身的高度是可以主動調(diào)節(jié)的。

?

剛度小

通過主副氣室的配合使用，使彈簧可以處在兩種剛度的工作狀態(tài)下：主副氣

室同時使用，氣體容量變大，剛度變小，反之（只使用主氣室）則剛度變大。氣體

彈簧剛度由計算機控制，在汽車高速、低速、制動、加速以及轉(zhuǎn)彎等狀態(tài)下，根

據(jù)所需剛度進行調(diào)節(jié)。氣體彈簧也有弱點，靠壓力變化控制車高必須裝備氣泵，

還有各種控制附件，如空氣干燥器，如保養(yǎng)不善會使系統(tǒng)內(nèi)部生銹發(fā)生故障。另

外如果不同時采用金屬彈簧，一旦發(fā)生漏氣，汽車將無法行駛。

第七節(jié)彈簧和減振器（二）

彈簧雖然可以減輕道路對車身的沖擊，但如果不讓它的振動盡快停下來，我們乘

坐的將是一輛跳個不停的汽車。因此，要在彈簧運動的過程中加上一定的阻力（學

名叫做阻尼），使彈簧的振動迅速衰減。減振器就是這個阻尼設備。

減振器的結(jié)構(gòu)是帶有活塞的活塞桿插入筒內(nèi)，在筒中充滿油?；钊嫌泄?jié)流

孔，使得被活塞分隔出來的兩部分空間中的油可以互相補充。阻尼就是在具有粘

性的油通過節(jié)流孔時產(chǎn)生的，節(jié)流孔越小，阻尼力越大，油的黏度越大，阻尼力

越大。如果節(jié)流孔大小不變，當減振器工作速度快時，阻尼過大會影響對沖擊的

吸收。因此，在節(jié)流孔的出口處設置一個圓盤狀的板簧閥門，當壓力變大時，閥

門被頂開，節(jié)流孔開度變大，阻尼變小。由于活塞是雙向運動的，所以在活塞的

兩側(cè)都裝有板簧閥門，分別叫做壓縮閥和伸張閥。

減振提的工作原理

減振器按其結(jié)構(gòu)可分為雙筒式和單筒式。雙筒式是指減振器有內(nèi)外兩個筒，

活塞在內(nèi)筒中運動，由于活塞桿的進入與抽出，內(nèi)筒中油的體積隨之增大與收縮,

因此要通過與外筒進行交換來維持內(nèi)筒中油的平衡。所以雙筒減振器中要有四個

閥，即除了上面提到的活塞上的兩個節(jié)流閥外，還有裝在內(nèi)外筒之間的完成交換

作用的流通閥和補償閥。

與雙筒式相比，單筒式減振器結(jié)構(gòu)簡單，減少了一套閥門系統(tǒng)。它在缸筒的

下部裝有一個浮動活塞，（所謂浮動即指沒有活塞桿控制其運動），在浮動活塞的

下面形成一個密閉的氣室，充有高壓氮氣。上面提到的由于活塞桿進出油液而造

成的液面高度變化就通過浮動活塞的浮動來自動適應之。除了上面所述兩種減振

器外，還有阻力可調(diào)式減振器。它可通過外部操作來改變節(jié)流孔的大小。最近的

汽車將電子控制式減振器作為標準裝備，通過傳感器檢測行駛狀態(tài)，由計算機

計算出最佳阻尼力，使減振器上的阻尼力調(diào)整機構(gòu)自動工作。

第八節(jié)輪胎

我們這里討論的基本上是以目前最常用的無內(nèi)胎輪胎，即通常所謂的真空胎為

對象。

輪胎的結(jié)構(gòu)分為三部分：胎體、簾布、外胎面。

胎體較柔軟，外胎面剛性較大，中間的簾線起到加強胎體強度和定型的作用，

多加以金屬絲提高輪胎的彈力性能。

轎車輪胎大致分為子午線輪胎和斜線輪胎。斜線輪胎的簾線按斜線交叉排

列，故而得名。胎體構(gòu)成了輪胎的基本骨架，從外胎面到胎側(cè)的柔軟度是一致的。

雖然斜線輪胎的噪音小，外胎面柔軟，低速行駛時乘坐舒適性好，且價格便宜，

但其綜合性能不如子午線輪胎，汽車廠家都是以子午線輪胎為前提研制新車的，

隨著子午線輪胎的不斷改進，斜線輪胎將基本上被淘汰。

子午線輪胎的簾布層相當于輪胎的基本骨架，其排列方向與輪胎子午斷面一

致，由于行駛時輪胎要承受較大的切向作用力，為保證簾線的穩(wěn)固，在其外部又

有若干層由高強度、不易拉伸的材料制成的帶束層（又稱箍緊層），其簾線方向與

子午斷面呈較大的交角（70-75度），材料多選用玻璃纖維、聚酰胺纖維或鋼絲等

高強度材料，既起到固定簾線的作用，同時利用束帶來提高胎面的剛性。輪胎側(cè)

面的剛性小于胎面的剛性，所以在轉(zhuǎn)彎時輪胎側(cè)面因受地面橫向力作用發(fā)生變

形，從而保證了外胎面的觸地面積基本保持不變。

干導線及斜線輪胎的結(jié)構(gòu)

子午線輪胎與普通斜線胎相比，彈性大，耐磨性好，滾動阻力小，附著性能

好，緩沖性能好，承載能力大，不易刺穿；缺點是胎側(cè)易裂口，由于側(cè)向變形大,

導致汽車側(cè)向穩(wěn)定性稍差，制造技術(shù)要求高，成本高。

輪胎承受搐向力忖的變形

下面我們舉兩例來說明斜線輪胎與子午線輪胎的規(guī)格及其標識。斜線輪胎:

5.60-134PR5.60:輪胎寬（5.6英寸）13：適合輪輛直徑（13英寸）4PR:輪胎強度

（相當于四層簾布）子午線輪胎：195/60R1485H195：輪胎寬（195mm）60:扁

平率（輪胎子午斷面高寬比）（60%）R：輪胎結(jié)構(gòu)（Radial）14：適合的輪輛直徑（14

英寸）85：允許載荷代碼H：極限速度符號（H=210km/h）

第三章轉(zhuǎn)向系

第一節(jié)轉(zhuǎn)向系概述

汽車行駛時要經(jīng)常改變行駛方向，這就需要有一套能夠按照司機意志使汽車

轉(zhuǎn)向的機構(gòu)，它將司機轉(zhuǎn)動方向盤的動作轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕啠ㄍǔＪ乔拜啠┑钠D(zhuǎn)動作。

按轉(zhuǎn)向力能源的不同，可將轉(zhuǎn)向系分為機械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系。

機械轉(zhuǎn)向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)（方

向盤）、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)

運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C構(gòu)的直線運動（嚴格講是近似直線運動）的機構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核

心部件。

動力轉(zhuǎn)向系除具有以上三大部件外，其最主要的動力來源是轉(zhuǎn)向助力裝置。

由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開泵、油管、閥、活

塞和儲油罐，它們分別相當于電路系統(tǒng)中的電池、導線、開關(guān)、電機和地線的作

用。

第二節(jié)轉(zhuǎn)向盤

轉(zhuǎn)向盤即通常所說的方向盤。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部有金屬制成的骨架，是用鋼、鋁合金或

鎂合金等材料制成。由圓環(huán)狀的盤圈、插入轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向盤轂，以及連接盤圈和

盤轂的輻條構(gòu)成。采用焊接或鑄造等工藝制造，轉(zhuǎn)向軸是由細齒花鍵和螺母連接

的。骨架的外側(cè)一般包有柔軟的合成橡膠或樹脂，也有采用皮革包裹以及硬木制

作的轉(zhuǎn)向盤。轉(zhuǎn)向盤外皮要求有某種程度的柔軟度，手感良好，能防止手心出汗

打滑的材質(zhì)，還需要有耐熱、耐候性。

轉(zhuǎn)向盤的功能：轉(zhuǎn)向盤位于司機的正前方，是碰撞時最可能傷害到司機的部

件，因此需要轉(zhuǎn)向盤具有很高的安全性，在司機撞在轉(zhuǎn)向盤上時，骨架能夠產(chǎn)生

變形，吸收沖擊能，減輕對司機的傷害。轉(zhuǎn)向盤的慣性力矩也是很重要的，慣性

力矩小，我們就會感到“輪輕”，操做感良好，但同時也容易受到轉(zhuǎn)向盤的反彈

（即“打手”）的影響，為了設定適當?shù)膽T性力矩，就要調(diào)整骨架的材料或形狀等。

現(xiàn)在的轉(zhuǎn)向盤與以前的看似沒有太大變化，但實際上已經(jīng)有了改進。由于轉(zhuǎn)

向助力裝置的普及，轉(zhuǎn)向盤外徑變小了，而手握處卻變粗了，采用柔軟材料?，使

操作感得到了改善。

現(xiàn)在有越來越多的汽車在轉(zhuǎn)向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大

提高了。轉(zhuǎn)向盤的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤上有喇叭開關(guān)，必須時刻與車身電器線路相連,

而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤與組合開關(guān)之間顯然不能用導線直接相連，因此就必須采用集電

環(huán)裝置。集電環(huán)好比環(huán)形的地鐵軌道，喇叭開關(guān)的觸點就象奔跑在軌道上的電車,

時刻保持接通的狀態(tài)。由于是機械接觸，長時間使用觸點會因磨損影響導電性，

導致緊急時刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。因此，最近裝備氣囊的汽車開始裝用電

纜盤，代替集電環(huán)。

轉(zhuǎn)向盤的端子與組合開關(guān)的端子用電纜線連接，電纜盤將電線卷入盤內(nèi)，類

似于吸塵器的電線卷取機構(gòu)，在轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，電線靠卷筒自由伸縮。這種

裝置大大提高了電器裝置的可靠性。

第三節(jié)轉(zhuǎn)向柱

為牢固支承轉(zhuǎn)向盤而設有轉(zhuǎn)向柱。傳遞轉(zhuǎn)向盤操作的轉(zhuǎn)向軸從中穿過，由軸承和

襯套支承。轉(zhuǎn)向柱本體安裝在車身上。轉(zhuǎn)向機構(gòu)應備有吸收汽車碰撞時產(chǎn)生的沖

擊能的裝置。許多國家都規(guī)定轎車義務安裝吸能式轉(zhuǎn)向柱。吸能裝置的方式很多,

大都通過轉(zhuǎn)向柱的支架變形來達到緩沖吸能的作用。

轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器齒輪箱之間采用連軸節(jié)相連（即兩個萬向節(jié)），之所以用連軸

節(jié)，除了可以改變轉(zhuǎn)向軸的方向，還有就是使得轉(zhuǎn)向軸可以作縱向的伸縮運動，

以配合轉(zhuǎn)向柱的緩沖運動。

可傾斜式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：正是由于有了連軸節(jié)，轉(zhuǎn)向軸可以有不同的傾斜角度，

使轉(zhuǎn)向盤的位置可以上下傾斜，適應各種身高和體形的司機。通過操作位于轉(zhuǎn)向

柱下側(cè)的手柄，使轉(zhuǎn)向柱處于放松狀態(tài)，將轉(zhuǎn)向盤調(diào)至自己喜好的位置，再反向

轉(zhuǎn)動手柄，使轉(zhuǎn)向柱固定在新的位置上。

現(xiàn)在的一些高級轎車上已經(jīng)采用電動式轉(zhuǎn)向盤傾斜調(diào)整機構(gòu)。轉(zhuǎn)向軸內(nèi)裝有

專用電機，使轉(zhuǎn)向軸改變傾斜角度。最新型的調(diào)整機構(gòu)是全自動式由計算機控制

的。司機在下車前將點火鑰匙拔出，轉(zhuǎn)向盤便自動升起，以便司機順利下車。但

計算機會記住原來的轉(zhuǎn)向盤位置，當點火鑰匙再次插入時，轉(zhuǎn)向盤會自動恢復原

位。

可伸縮式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：該機構(gòu)可象望遠鏡那樣伸縮調(diào)整轉(zhuǎn)向盤的前后位置。轉(zhuǎn)

向軸也象望遠鏡一樣有雙重結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒與外筒用花鍵嚙合，使它們無法相對轉(zhuǎn)動,

而只能沿鍵槽方向做伸縮運動。

與傾斜調(diào)整機構(gòu)相同，可操作手柄解除或固定伸縮動作，一部分車也采用電

動式計算機控制的全自動伸縮式轉(zhuǎn)向機構(gòu)。

第四節(jié)轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向器（也常稱為轉(zhuǎn)向機）是完成由旋轉(zhuǎn)運動到直線運動（或近似直線運動）的一組

齒輪機構(gòu)，同時也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動裝置。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)

向器，目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球-齒條齒扇式、循

環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形

形式，而蝸桿滾輪式則更少見。我們只介紹目前最常用，最有代表性的兩種形：

齒輪齒條式和循環(huán)球式。

齒輪齒條式：齒輪齒條方式的最大特點是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本

低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤，所以具有對路面狀態(tài)反應

靈敏的優(yōu)點，但同時也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。齒輪與齒條直接嚙合，將齒

輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為齒條的直線運動，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動車輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪

并非單純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的

嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤的微小轉(zhuǎn)動能夠傳遞到車輪，提高操作的靈敏性，也就是我

們通常所說的減小方向盤的曠量。不過齒輪嚙合過緊也并非好事，它使得轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)

向盤時的操作力過大，人會感到吃力。

循環(huán)球式：這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進行減速，使

轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因

而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變

為旋轉(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車

輪的方向。

瓷環(huán)球式轉(zhuǎn)向齒輪機構(gòu)

這是一種古典的機構(gòu)，現(xiàn)代轎車已不再使用，但又被最新方式的助力轉(zhuǎn)向裝

置所應用。它的原理相當于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對移動，而

在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個首尾相連的封閉的螺

旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動，循環(huán)球式故而得名。

第五節(jié)動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)

動力轉(zhuǎn)向機是利用外部動力協(xié)助司機輕便操作轉(zhuǎn)向盤的裝置。隨著最近汽車

發(fā)動機馬力的增大和扁平輪胎的普遍使用，使車重和轉(zhuǎn)向阻力都加大了，因此動

力轉(zhuǎn)向機構(gòu)越來越普及。值得注意的是，轉(zhuǎn)向助力不應是不變的，因為在高速行

駛時，輪胎的橫向阻力小，轉(zhuǎn)向盤變得輕飄，很難捕捉路面的感覺，也容易造成

轉(zhuǎn)向過于靈敏而使汽車不易控制。所以在高速時要適當減低動力，但這種變化必

須平順過度。

（-）液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置

液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，利于改善轉(zhuǎn)向操作感覺，但液體流

量的增加會加重泵的負荷，需要保持怠速旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。

（二）電動式動力轉(zhuǎn)向裝置

電動式動力轉(zhuǎn)向裝置是最新形式的轉(zhuǎn)向裝置，由于它節(jié)能，故受到人們的重

視。它是利用蓄電池轉(zhuǎn)動電機產(chǎn)生推力。由于不直接使用發(fā)動機的動力，所以大

大降低了發(fā)動機的功率損失（液壓式最大損失5-10馬力），且不需要液壓管路，便

于安裝。尤其有利于中置發(fā)動機后輪驅(qū)動的汽車。但目前電動式動力轉(zhuǎn)向裝置所

得動力還比不上液壓式，所以只限用于前輪軸輕的中置發(fā)動機后驅(qū)動的汽車上。

（三）電動液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置

即由電機驅(qū)動轉(zhuǎn)向助力泵并由計算機控制的方式，它集液壓式和電動式的優(yōu)

點于一體。因為是計算機控制，所以轉(zhuǎn)向助力泵不必經(jīng)常工作，節(jié)省了發(fā)動機的

功率。這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝布置，但液壓產(chǎn)生的動力不能太大，所以適

用排量小的汽車。

發(fā)動機的分類

發(fā)動機按照它不同的特點有很多種分類方法。

1.按燃料分

可分為柴油機、汽油機和天然氣機等

2.按實現(xiàn)循環(huán)的行程數(shù)分

a）四沖程發(fā)動機：活塞移動四個行程或曲軸轉(zhuǎn)兩圈氣缸內(nèi)完成一個工作循環(huán)

b）二沖程發(fā)動機：活塞移動兩個行程或曲軸轉(zhuǎn)一圈氣缸內(nèi)完成一個工作循環(huán)

3.按冷卻方式分

a）水冷式發(fā)動機：以水為冷卻介質(zhì)

b）風冷式發(fā)動機：以空氣作為冷卻介質(zhì)（適合缺水地區(qū)使用，如沙漠國家）

4.按點火方式分

a）壓燃式發(fā)動機：利用氣缸內(nèi)空氣被壓縮后產(chǎn)生的高溫，使燃油自燃。如柴油

機。

b）點燃式發(fā)動機：利用火花塞發(fā)出的電火花強制點燃燃料，使燃料強行著火燃

燒。如汽油機、煤氣機。

5.按可燃混合氣形成的方法分

a）外部形成混合氣的發(fā)動機：燃料和空氣在外先混合然后進入氣缸。如使用化

油器的汽油機。

b）內(nèi)部形成混合氣的內(nèi)燃機：燃料在臨近壓縮終了時才噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與

空氣混合。如柴油機。

6.按進氣方式分

a）自然吸氣式發(fā)動機：空氣靠活塞的抽吸作用進入氣缸內(nèi)。

b）增壓式發(fā)動機：為增大功率，在發(fā)動機上裝有增壓器，使進入氣缸的氣體預

先經(jīng)過壓氣機壓縮后再進入氣缸。

7.按氣缸數(shù)目分

a）單缸發(fā)動機

b）多缸發(fā)動機：按氣缸的排列型式又可分為

i.直列立式發(fā)動機：所有氣缸中心線在同一垂直平面內(nèi)。

ii.直列臥式發(fā)動機：所有氣缸中心線在同一水平平面內(nèi)。

iii.V型發(fā)動機：氣缸中心線分別在兩個平面內(nèi)，且兩平面相交呈V型。

iv.對置式發(fā)動機：V型夾角為180°時又稱為對置式。

V.其它：還有H型，X型、星型等，但在車輛上應用很少.

比較汽油機與柴油機

發(fā)動機按所使用的燃料進行分類，可以分為汽油機和柴油機。

汽油與柴油相比較，汽油的沸點低、容易氣化，而柴油的自燃溫度低。

柴油機采用壓縮空氣的辦法提高空氣溫度，使空氣溫度超過柴油的自燃測

試，這時再噴入柴油、柴油噴霧和空氣混合的同時自己點火燃燒。德國人狄塞爾

想出了這個辦法并取得了專利權(quán)，所以柴油機又叫狄塞爾發(fā)動機。

與汽油機相比，柴油機的優(yōu)點是柴油價格便宜，經(jīng)濟性好，并且它沒有點火

系統(tǒng)，所以故障較少。

但柴油機由于工作壓力大，要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強度和剛度，所

以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴嘴制造精度要求高，所以成

本較高；另外，柴油機工作粗暴，振動噪聲大；柴油不易蒸發(fā)，冬季冷車時起動

困難。

所以，現(xiàn)在的轎車中主要裝備汽油機。

發(fā)動機的基本名詞術(shù)語

1.活塞止點與行程：

a）活塞在氣缸內(nèi)作往復運動的兩個極端位置稱為止點。活塞離曲

軸放置中心最遠位置稱為上止點，離曲軸放置中心的位置稱為下止

點。

b）上下止點之間的距離稱為活塞的行程。曲軸轉(zhuǎn)動半圈，相當于

活塞移動一個行程。

2.排量

a）活塞在氣缸內(nèi)作往復運動，氣缸內(nèi)的容積不斷變化。當活塞位

于上止點位置時，活塞頂部與氣缸蓋內(nèi)表面所形成的空間稱為燃燒

室。這個空間容積稱為燃燒室容積。

b）活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為氣缸排量，

如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排

量。

c）當活塞在下止點位置時，活塞頂上部的全部氣缸容積稱為氣缸

總?cè)莘e。

3.壓縮比

a）氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值稱為壓縮比。壓縮比表示了活塞從下止點移

動到上止點時，氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。

b）壓縮比越大，氣體在氣缸內(nèi)受壓縮的程度越大，壓縮終點氣體的壓力和溫度

越高，功率越大，但壓縮比太高容易出現(xiàn)爆震。

c）壓縮比是發(fā)動機的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于燃料性質(zhì)不同，不同類型的發(fā)動

機對壓縮比有不同的要求。柴油機要求較大的壓縮比，一般在12-29之間，而汽

油機的壓縮比較小，在6-11之間。選用高標號的汽油可以部分地提高壓縮比。

四沖程汽油機的工作原理

四沖程汽油機的工作過程是一個復雜的過程，它由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣

四個行程組成。

一.進氣行程

此時，活塞被曲軸帶動由上止點向下上止點移動，同時，進氣門開

啟，排氣門關(guān)閉。當活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容

積增大，氣缸內(nèi)的氣體壓力下降，形成一定的真空度。由于進氣門

開啟，氣缸與進氣管相通，混合氣被吸入氣缸。當活塞移動到下止

點時，氣缸內(nèi)充滿了新鮮混合氣以及上一個工作循環(huán)未排出的廢

氣。

壓縮行程

活塞由下止點移動到上止點，進排氣門關(guān)閉。曲軸在飛輪等慣性力

的作用下帶動旋轉(zhuǎn)，通過連桿推動活塞向上移動，氣缸內(nèi)氣體容積

逐漸減小，氣體被壓縮，氣缸內(nèi)的混合氣壓力與溫度隨著升高。

三.燃燒膨脹行程

此時，進排氣門同時關(guān)閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，氣缸內(nèi)

的溫度、壓力急劇上升，高溫、高壓氣體推動活塞向下移動，通過

連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動機工作的四個行程中，只有這個在行程

才實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為機械能，所以，這個行程又稱為作功行程。

四.排氣行程

此時，排氣門打開，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的

上行，被排出氣缸。由于排氣系統(tǒng)有阻力，且燃燒室也占有一定的

容積，所以在排氣終了地，不可能將廢氣排凈，這部分留下來的廢

氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣不僅影響充氣，對燃燒也有不良影響。

排氣行程結(jié)束時，活塞又回到了上止點。也就完成了一個工作循環(huán)。隨后，

曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，開始下一個循環(huán)。如此周而復始，發(fā)

動機就不斷地運轉(zhuǎn)起來。

空燃比

空燃比A/F（A：air-空氣，F(xiàn)：fuel-燃料）表示空氣和燃料的混合比?？杖急仁?/p>

發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的一個重要參數(shù)，它對尾氣排放、發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性都有很

大的影響。

理論空燃比：即將燃料完全燃燒所需要的最少空氣量和燃料量之比。燃料的

組成成分對理論空燃比的影響不大，汽油的理論空燃比大體約為14.8,也就是說,

燃燒1g汽油需要14.8g的空氣。一般常說的汽油機混合氣過濃過稀，其標準就

是理論空燃比?？杖急刃∮诶碚摽杖急葧r，混合氣中的汽油含量高，稱作過濃；

空燃比大于理論空燃比時，混合氣中的空氣含量高，稱為過稀。

混合氣略微過濃時，即空燃比為13.5-14時汽油的燃燒最好，火焰溫度也最

高。因為燃料多一些可使空氣中的氧氣全部燃燒。

?

而從經(jīng)濟性的角度來講，混合氣稀一些時，\城

即空燃比為16時油耗最小。因為這時空氣較多，盛裝

燃料可以充分燃燒。為瞅少

從發(fā)動機功率上講，混合氣較濃時，火焰溫￡\\

度高，燃燒速度快，當空燃比界于12-13之間時，卡為

發(fā)動機功率最大。/'Ki誕?

多氣門發(fā)動機〃V

1886年1月29日，德國人卡爾?本茨將自/,獸物/

己研制的四沖單缸燃油發(fā)動機裝上了一輛三輪的121314151617181920

車子并獲得專利權(quán)，世界從這一天開始才真正有濃,空燃比稀

了汽車?？梢哉f，是發(fā)動機創(chuàng)造了汽車。發(fā)動機

的基本構(gòu)造（如圖）是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機件組成，每

一個氣缸至少有兩個氣門，一個進氣門（藍色）和一個排氣門（橙色）。

氣門裝置是發(fā)動機配氣機構(gòu)的一個組成部分，在發(fā)動機工作起非常重要的作

用。燃油發(fā)動機的工作運轉(zhuǎn)由進氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使

發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復始，順序定時地循環(huán)工作。

其中的兩個工作過程，進氣和排氣過程，需要依靠發(fā)動機的配氣機構(gòu)準確地

按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣（汽油發(fā)動機）或新鮮空氣（柴油發(fā)動機），

以及排出燃燒后的廢氣。另外的兩個工作過程，壓縮和作功過程，則必須隔絕氣

缸燃燒室與外界進排氣通道，不讓氣體外泄以保證發(fā)動機正常地工作。負責上述

工作的機件就是配氣機構(gòu)中的氣門。它好比人的呼吸器官，吸進呼出，缺它不可。

隨著技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)越來越高，現(xiàn)代轎車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速

一般可達每分鐘5500轉(zhuǎn)以上，完成四個工作過程只需0