汽车总体构造及行驶原理

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1、 汽车大观园之构造&原理成 都 大 学 车 辆 工 程 系 牛牛 2 牛牛 7一 辆 传 统 的 汽 车 大 约 由 20000多 个 零 件 装 配 而 成 ，其 中 约 有 1500个 零 件 是 要 同 步 运 转 的 。 世界第一商品 10发动机电气系统 车身部分底盘部分 发 动 机 底 盘 车 身 供电设备用电设备发动机的电子控制系统电 气 系 统 船 用 发 动 机 及 飞 机 发 动 机 火核形成 火花点火 4 8 12 1620 24 28 32 400(TDC)柴油机火焰特点：多点大面积着火粗 暴“有焰”燃烧产 生 碳 烟高 速 摄 影 机 捕 捉 发 动 机 内 燃 烧 汽

2、油机燃烧柴油机燃烧 21 曲 柄 连 杆 机 构 配 气 机 构 燃 料 供 给 系 点 火 系 润 滑 系 冷 却 系 起 动 系工 作 原 理 ： 汽 车 的 动 力 源 ， 在 五 大 系 统 的 配 合 下 ， 通 过 两 大 机构 的 运 行 ， 将 燃 料 的 化 学 能 转 化 为 机 械 运 动 的 动 能 ， 将 往 复 直线 运 动 转 化 为 旋 转 运 动 。发 动 机 构 造 （ 1+2+5） 两 大 机 构五 大 系 统机 体 组 飞 轮u作 用 ： 将 活塞 的 直 线 运 动转 化 为 曲 轴 的旋 转 运 动 ， 将化 学 能 转 化 为动 能 ， 同 时 输

3、出 动 力 .u组 成 ： 由 气缸 体 和 曲 轴 箱组 、 活 塞 连 杆组 、 曲 轴 飞 轮组 组 成 连 杆曲 轴油 底 壳缸 体活 塞曲 柄 连 杆 机 构 25观 看 ： 四 冲 程 与 二 冲 程 视 频 26 作 用 ： 根 据 发 动 机 每 一 气 缸 内 进 行 的 工作 循 环 顺 序 ， 定 时 的 开 启 和 关 闭 各 气 缸的 进 、 排 气 门 ， 以 保 证 新 鲜 可 燃 混 和 气（ 汽 油 机 ） 或 空 气 （ 柴 油 机 ） 得 以 及 时进 入 气 缸 ， 并 把 燃 烧 后 生 成 的 废 气 及 时排 出 气 缸 .配 气 机 构组 成 ：

4、 气 门 组 、 气 门 传 动 组 、 气 门 驱 动 组 油 箱 、 汽 油 泵 、 滤 清 器 、 喷 油 器 （ 化 油 器 ） 等 机 油 泵 、 滤 清 器 、 油 道 等 水 箱 、 水 泵 、 风 扇 、 水 管 、 机 体 水 道 高 压 线 圈 、 高 压 线 、 分 电 器 、 火 花 塞 等 起 动 电 机 、 操 纵 机 构 等供 给 系润 滑 系冷 却 系 点 火 系起 动 系发 动 机 结 构 -5大 系 统 燃 料 供 给 系 统作 用 ：a、 汽 油 机 ： 根 据 发 动 机 的 要 求 ， 配 制 出 一 定 数 量 和 浓 度 的 混 合气 ， 供 入

5、气 缸 ， 并 将 燃 烧 后 的 废 气 从 气 缸 内 排 出 到 大 气 中 去 ；组 成 ： 油 箱 、 油 泵 、燃 油 滤 清 器 、 化 油器 、 喷 油 器 等b、 柴 油 机 ： 把 柴 油 和 空气 分 别 供 入 气 缸 ， 在 燃 烧室 内 形 成 混 合 气 并 燃 烧 ，最 后 将 燃 烧 后 的 废 气 排 出 。 29 气油 润 滑 系 统主 要 功 用 减 少 零 件 表 面 的 摩 擦 和磨 损 清 洁 摩 擦 表 面 的 磨 屑 等 吸 收 摩 擦 面 的 热 量 减 缓 零 件 间 冲 击主 要 部 件 ：机 油 滤 清 器 、 机 油 泵 31 冷 却

6、 系 统作 用 ：将 受 热 零 件 吸 收 的 部 分 热 量 及时 散 发 出 去 ， 保 证 发 动 机 在 最适 宜 的 温 度 状 态 下 工 作 。 组 成水 冷 发 动 机 的 冷 却 系 通 常 由 冷 却 水 套 、 水 泵 、 风 扇 、 水 箱 、 节温 器 等 组 成 。 起 动 系 统 作 用 ： 使 发 动 机 由 静 止 状 态 过 渡 到 工 作 状 态 。组 成 1.直 流 电 动 机 ： 将 电 能 转 变 为 机 械 能 。 2.操 纵 机 构 ： 直 接 操 纵 式 和 电 磁 操 纵 式 。 3.离 合 机 构 ： 分 为 滚 柱 式 、 摩 擦 片

7、式 和 弹 簧 式 。 点 火 系 统 作 用 ：在 汽 油 机 中 ， 将 气 缸 内 的 可 燃 混 合 气 用 火 花 塞 的电 火 花 在 正 确 的 时 刻 进 行 点 燃 。 组 成 ： 蓄 电 池 、发 电 机 、 分 电器 、 点 火 线 圈和 火 花 塞 、 点火 模 块 、 电 控单 元 等 。 发 动 机 工 作 常 用 术 语 活 塞 行 程上 、 下 止 点 发 动 机 排 量气 缸 总 容 积气 缸 工 作 容 积燃 烧 室 容 积 压 缩 比工 作 循 环 36 工 作 方 式 ： 2冲 程 ； 4冲 程活 塞 运 动 形 式 往 复 活 塞 式 ； 旋 转 活

8、塞 式汽 缸 排 列 ： 直 列 ； V型 ； 水 平 对 置 ； W型供 给 方 式 ： 化 油 器 ； 电 控 燃 油 喷 射燃 油 种 类 ： 汽 油 ； 柴 油 ； 天 然 气 ； 混 合 燃 料气 门 结 构 单 气 门 ； 多 气 门进 气 方 式 ： 自 然 进 气 ； 增 压 进 气点 火 方 式 ： 火 花 点 火 ； 压 燃冷 却 方 式 ： 风 冷 式 ； 水 冷 式发 动 机 分 类 37 水 平 对 置发 动 机 W型 发 动 机 ： 辉 腾 6.0和 奥 迪 的 A8L 6.0都 采 用 了W12发 动 机 ， 布 加 迪 威 龙 采 用 了 8.0L W16发 动

9、 机 。转 子 式 发 动 机 721515 直 列 式 V型 水 平 对 置旋转活塞式发动机 飞机星形发动机 二 冲 程 四 冲 程飞 机 发 动 机 J 1、 进 气 行 程J 2、 压 缩 行 程J 3、 作 功 行 程J 4、 排 气 行 程四 冲 程 汽 油 机 的 工 作 原 理 排气门关闭进气门开启活塞进气终了时：温度320380 K， 压力0.080.09MPa大气压力线P Vr a示功图上止点下止点示功图：气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系。进 气 行 程 进气门关闭排气门关闭活塞P Vr a示功图大气压力线c上止点下止点压 缩 行 程压缩终了时：温度600750K

10、， 压力0.81.5 MPa 进气门关闭排气门关闭活塞P Vr a示功图大气压力线c Z b上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K， 压力36.5MPa作功终了：温度12001500 K， 压力0.350.5 MPa 做 功 行 程 进气门关闭排气门打开活塞P Vr示功图大气压力线c Z b上止点下止点排气终了时： 温度9001100 K ，压力0.1050.12 MPa 排 气 行 程 汽 车 底 盘 传 动 系 统转 向 系 统 制 动 系 统 行 驶 系 统 45 底 盘 作 用 ： 汽 车 的 骨 架 ， 用 来 支 承 、 安 装 汽 车 发 动 机及 其 各 部 件 、 总

11、 成 ， 同 时 将 发 动 机 的 动 力 传 递 到 驱 动 轮 ，保 证 汽 车 按 照 驾 驶 员 的 意 志 正 常 行 驶 。底 盘 组 成 传 动 系 ： 具 有 减 速 、 变 速 、 倒 车 、 中 断 动 力 、 轮间 差 速 和 轴 间 差 速 等 功 能 ， 与 发 动 机 配 合 工 作 ， 能保 证 汽 车 在 各 种 工 况 条 件 下 的 正 常 行 驶 。 主 要 由离 合 器 、 变 速 器 、 万 向 节 、 传 动 轴 和 驱 动 桥 等 组 成 。 行 驶 系 ： 由 车 架 、 车 桥 、 悬 架 和 车 轮 等 部 分 组 成 。 转 向 系 ：

12、改 变 或 恢 复 其 行 驶 方 向 的 专 设 机 构 制 动 系 ： 进 行 一 定 程 度 的 强 制 制 动 客 车 底 盘 货 车 底 盘越 野 车 底 盘 47 离 合 器变 速 器传 动 轴汽 车 发 动 机 所 发 出 的 动 力 靠 传 动 系 传 递 到 驱 动 车 轮 。传 动 系 具 有 减 速 、 变 速 、 倒 车 、 中 断 动 力 、 轮 间 差 速 和 轴 间 差速 等 功 能 ， 与 发 动 机 配 合 工 作 ， 能 保 证 汽 车 在 各 种 工 况 条 件 下的 正 常 行 驶 ， 并 具 有 良 好 的 动 力 性 和 经 济 性 。 万 向 传

13、动 装 置底 盘 传 动 系 差 速 器主 减 速 器半 轴 48作 用将 汽 车 各 总 成 、 部 件 连 接 成 一 个 整 体 ， 支 承 整 车 ， 并 接 受 传动 系 的 动 力 ,将 动 力 系 统 的 旋 转 运 动 变 成 汽 车 的 直 线 运 动 ， 实现 汽 车 的 平 顺 行 驶行 驶 系 由 汽 车 的 车 架 、 车 桥 、 车 轮 和 悬 架 等 组 成悬 架 前 /后 车 桥 车 轮底 盘 行 驶 系 49 49 底 盘 行 驶 系 车 架作 用 ：将 汽 车 各 总 成 、 部 件 连 接 成一 个 整 体 ；承 受 来 自 车 外 和 车 内 的 各 种

14、载 荷 。 后 副 车 架承 载 后 悬架 装 置前 副 车 架 承 载 引 擎 、 变 速 箱 及 前 悬 架 装 置 50 50 底 盘 行 驶 系 悬 架作 用 ：是 汽 车 的 车 架 与 车桥 或 车 轮 之 间 的 一 切传 力 连 接 装 置 的 总 称 ，其 作 用 是 传 递 作 用 在车 轮 和 车 架 之 间 的 力和 力 扭 ， 并 且 缓 冲 由不 平 路 面 传 给 车 架 或车 身 的 冲 击 力 ， 并 衰减 由 此 引 起 的 震 动 ，以 保 证 汽 车 能 平 顺 地行 驶 。 分 为 独 立 悬 架 和 非独 立 悬 架 。 51 底 盘 行 驶 系 车

15、 轮 52 h例 如 ： 215/65 R16 98 Hh215 - 轮 胎 宽 度 （ mm）h65 - 高 宽 比 （ %）hR - 子 午 胎h16 - 轮 辋 直 径 （ 英 寸 ）h98 - 轮 胎 最 大 负 荷 代 码hH - 最 高 车 速 代 码 52 底 盘 行 驶 系 车 轮 型 号 子 午 胎 斜 交 胎子 午 胎 是 指 胎 体 帘 布 层 中 从 一 个 胎 圈到 另 一 个 胎 圈 的 帘 线 与 胎 面 中 心 线 大体 呈 90 角 排 列 的 充 气 轮 胎 。 子 午 胎的 结 构 特 征 主 要 表 现 在 带 束 层 是 主 要受 力 部 件 。 子

16、午 胎 比 斜 交 胎 耐 磨 ， 节油 ， 并 具 有 良 好 的 缓 冲 性 能 和 高 速 性能 等 特 点 。 53 汽 车 上 用 来 改 变 或 恢复 其 行 驶 方 向 的 专 设机 构 ； 汽 车 行 驶 方 向 的 改 变是 由 驾 驶 员 通 过 操 纵转 向 系 来 改 变 转 向 轮（ 一 般 是 前 轮 ） 的 偏转 角 度 实 现 的 。 转 向 系 统 的 基 本 组 成 转 向 盘 转 向 轴 转 向 管 柱 等底 盘 转 向 系 54 底 盘 制 动 系作 用 ： 使 行 驶 的 车 辆 减 速 或 在 最 短 的 距 离 内 停 车 ， 还 可 使 车 辆

17、停放 在 坡 道 上 。 一 般 汽 车 应 包 括 两 套 独 立 的 制 动 系 ： 行 车 制 动 系 和 驻 车 制 动 系 。 55 鼓 式 制 动 器 盘 式 制 动 器 底 盘 制 动 系 u车 身 安 装 在 底 盘 上 ， 用 来 覆 盖 、 包 装 和 保 护 汽 车 零 部 件 ， 提 供装 载 货 物 的 空 间 ， 以 及 对 驾 驶 员 和 乘 员 提 供 舒 适 的 乘 坐 环 境 。u要 求 车 身 既 要 为 驾 驶 员 提 供 方 便 的 操 作 条 件 ， 又 要 为 乘 客 提 供舒 适 的 环 境 ； 既 要 保 护 全 体 乘 员 的 安 全 ， 又

18、 要 保 证 货 物 完 好 无 损 。车身总成 57 汽 车 车 身 : 58 承 载 式 车 身 非 承 载 式 车 身 59车 身 结 构 安 全 性 发 动 机 盖 弹 起 缓 冲 皮 卡 也 疯 狂 车 身 设 计 61座 椅 、 头 枕 、 玻 璃 升 降 器 、 遮 阳 板 、 通 风 、 暖 气 、 冷 气 、空 气 调 节 装 置 等 等种 类 繁 多 ,可 根 据 自 己 需 要 选 配 。 车 身 附 件 观 看 雷 克 萨 斯 视 频 62现 代 电 气 系 ： 随 着 电 子 技 术 在 汽 车 上 的 广 泛 采 用 ， 电 气 系 的作 用 和 涉 及 范 围 也

19、 越 来 越 广 ， 如 发 动 机 管 理 系 统 、 制 动 系 、自 动 变 速 箱 等 u电 气 系 统 ： 电气 设 备 由 电 源和 用 电 设 备 两大 部 分 组 成 。u电 源 包 括 蓄 电池 和 发 电 机 ；u用 电 设 备 包 括发 动 机 的 起 动系 、 汽 油 机 的点 火 系 和 其 他电 气 系 统 电 气 系 统 63 牛 汽车为什么能跑起来？汽油在汽缸内燃烧气压增大，推动活塞运动活塞通过连杆推动曲轴旋转曲轴旋转带动齿轮转动 齿轮转动推动传动轴转动传动轴带动驱动轴转动车轮转动 汽 车 行 驶 必 须 具 备 的 两 个 基 本 行 驶 条 件 ： 驱 动

20、条 件 和 附 着 条 件 。1. 驱 动 条 件 汽 车 必 须 有 足 够 的 驱 动 力 以 克 服 各 种 阻 力。2. 附 着 条 件 驱 动 力 的 最 大 值 一 方 面 取 决 于 发 动 机 可 能 发出 的 最 大 转 矩 和 变 速 器 换 入 低 挡 位 时 的 传 动 比 ； 另一 方 面 又 受 轮 胎 与 地 面 的 附 着 作 用 限 制 。 驱 动 力 汽 车 的 驱 动 力 由 发 动 机 产 生 。 发 动 机 发 出 的 转 矩 经 由传 动 系 统 传 到 车 轮 上 的 转 矩 为 Mt， 力 图 使 车 轮 旋 转 。 由 此 ，在 驱 动 轮 与

21、 地 面 接 触 处 向 地 面 施 加 一 个 力 Fo。rMF t0 与 此 同 时 ， 地 面 对 车 轮 施 加 一 个 与 Fo大 小 相 等 、 方向 相 反 的 反 作 用 力 Ft， Ft就 是 驱 动 力 。 阻 力 汽 车 的 行 驶 阻 力 F， 包 括 滚 动 阻 力 F f、 空 气 阻 力 Fw、 上 坡 阻 力 Fi和 加 速 阻 力 Fj ， 即 iWf FFFF + Fj 汽 车 行 驶 的 过 程 是 驱 动 力 能 否 克 服 各 种 阻 力的 交 替 变 化 过 程 。（ 1） 当 时 ， 汽 车 匀 速 行 驶 ； FFt（ 2） 当 时 ， 汽 车

22、加 速 行 驶 ， 同 时空 气 阻 力 亦 随 车 速 的 增 大 而 急 剧 增 大 ， 在 某 个 较 高 车 速 处 达到 新 的 平 衡 后 匀 速 行 驶 ； FFt（ 3） 当 时 ， 汽 车 减 速 行 驶 直 至 停驶 ， 这 时 ， 如 果 要 维 持 较 高 的 车 速 ， 就 需 要 加 大 发 动 机 的 输出 功 率 或 将 变 速 器 换 入 较 低 的 档 位 以 维 持 较 大 的 驱 动 力 。 FF t 2. 附 着 条 件 驱 动 力 的 最 大 值 一 方 面 取 决 于 发 动 机 可 能 发 出 的 最 大转 矩 和 变 速 器 换 入 低 挡 位

23、 时 的 传 动 比 ； 另 一 方 面 又 受 轮 胎 与地 面 的 附 着 作 用 限 制 。 由 附 着 作 用 决 定 的 阻 碍 车 轮 滑 动 的 力 的 最 大 值 称 为 附着 力 ， 用 表 示 。 附 着 力 与 车 轮 承 受 垂 直 于 地 面 的 法 向力 G成 正 比 ， 即F GFG 附 着 重 力 ， 即 汽 车 总 重 力 分 配 到 驱 动 轮 上 的 那 部 分 力 ； 附 着 系 数 ， 随 轮 胎 和 路 面 性 质 不 同 而 异 ， 一 般 由 试 验定 。 由 此 可 知 ， 附 着 力 是 汽 车 所 能 发 挥 驱 动 力 的 极 限 ， 其表 达 式 为 ： FFt