汽車概論-第二章

1、第二章 現(xiàn)代汽車n第一節(jié) 現(xiàn)代汽車與人類n第二節(jié) 汽車的分類與性能要n第三節(jié) 汽車的基本構造第一節(jié) 現(xiàn)代汽車與人類社會n汽車的使用范圍：日常生活：運輸貨物、運送乘客、代步工具、工程車輛、特殊作業(yè)車輛等等體育競技：拉力賽、越野賽等等軍事活動：輸送火力、輸送士兵、裝甲車輛等等n人們對汽車的追求：良好的性能優(yōu)美的外觀豪華的內飾精湛的藝術造型汽車給人類帶來的危害交通擁堵越來越嚴重停車難問題越來越突出頻繁的交通事故汽車廢氣對環(huán)境的污染越來越嚴重汽車噪聲對環(huán)境的污染與汽車相關的違法犯罪案例的出現(xiàn)與汽車相關的職業(yè)n與汽車生產(chǎn)有關的直接從業(yè)人員n汽車運輸業(yè)的從業(yè)人員n各種職業(yè)駕駛人員n汽車銷售人員n汽車維修人

2、員n汽車相關服務人員：加油站、洗車行n公共車輛的司售人員n公路和市內交通的管理人員n負責交通事故處理和賠償?shù)墓珯z法和保險人員n從事汽車科研和教學的科研工作者和教育工作者n職業(yè)賽車運動員和教練員汽車在現(xiàn)代社會中的作用-生產(chǎn)n生產(chǎn)活動中汽車的作用-生產(chǎn)資料原料的輸送設備的運輸配套件的輸送產(chǎn)品從工廠到用戶的傳遞n為了滿足不同運送條件的需求貨車分為：中、重型貨車專用貨車：廂式貨車、集裝箱運輸車用于生產(chǎn)的汽車用于人員運輸?shù)钠囉糜诠步煌ǖ钠囉糜谲娛路矫娴能囕v用于娛樂的多功能車第二節(jié) 汽車的分類與性能要求n汽車的分類按用途分類：轎車、客車、旅游車、貨車按動力裝置分類：內燃機汽車、電動汽車按道路特征分類

3、：公路用車、非公路用車按行駛機構分類：輪式汽車、履帶式汽車轎車n轎車：用于載運少量人員（少于9人）及其隨身行李的汽車n按發(fā)動機排量（L）可分為：微型轎車：1.0普及型轎車： 1.0 1.6中級轎車： 1.6 2.5中高級轎車： 2.5 4.0高級轎車：4.0微型轎車北斗星長安奧拓：0.8L普及型轎車飛渡1.5L中級轎車本田雅閣中高級轎車高級轎車4.3L邁巴赫5.9L客車n客車：供公共服務用的載送較多成員的汽車n按照車輛總長度分類：微型客車：3.5m輕型客車： 3.57.0中型客車： 7.010.0大型客車： 1012特大型客車：鉸接式客車和雙層客車微型客車輕型客車江鈴福特全順中型客車京華客車大

4、型客車特大型客車旅游車n旅游車：專門為旅游觀光而設計的車，一般有普通車改裝而成，具有如下特點：可調式座椅、空調、視聽設備；有的還有廚房、衛(wèi)生間、浴室等；外形美觀、內飾考究、車廂寬闊、振動噪聲小等特點旅游車圖示n陸風SUV：靈活多變的空間組合。可以四六分離的后排座椅，充分體現(xiàn)多用途性的靈魂。全車尺寸不但可以舒適地滿載5人，更提供了寬暢的儲物空間。1352mm寬，913mm高的超大行李廂提供1300L的行李空間 旅游車圖貨車n按結構分類：普通貨車、自卸車、特種貨車、載貨列車等n按載重量分類：輕型貨車（3.5t以下）、中型貨車（48t）和重型貨車（8t以上）n按駕駛室形狀分類：長頭、短頭、平頭內燃機

5、汽車n根據(jù)內燃機的種類和燃料不同分類：往復活塞式內燃機汽車轉子機汽車汽油機汽車柴油機汽車氫氣發(fā)動機汽車甲醇發(fā)動機汽車天然氣發(fā)動機汽車電動汽車和其他形式的汽車n電動車：以蓄電池和電動機為動力裝置，經(jīng)機械式傳動系驅動車輪的汽車n優(yōu)點：節(jié)能、無污染、噪聲小n形式：純電動車、混合動力車n太陽能汽車：以太陽能為動力源的汽車，裝有太陽能吸收裝置和光電轉換裝置，目前處于試驗階段n燃氣輪機汽車：用于軍工和重型車輛，具有高的比功率、良好的扭矩特性和多燃料公路用車和非公路用車n公路用車：主要行使于城市道路和等級公路上n非公路用車：一類是由于其總質量、單軸軸載量或外廓尺寸超出公路、橋涵和交通法規(guī)的限制而只能在礦山、

6、工地、機場、工廠內部或各種專用道路上行駛的汽車如大噸位礦用自卸車、大型挖掘機；另一類是既能在非公路地區(qū)行使游客在公路上行駛的越野汽車按行駛機構特征分類n輪式汽車n履帶汽車n雪橇式汽車n螺旋推進式汽車n氣墊車n水陸兩棲車n車輪-履帶式汽車n步行機構汽車二、汽車的性能要求n不同的汽車有不同的性能要求n轎車：經(jīng)濟實用，乘坐舒適，安全快捷n貨車：多拉快跑，省油經(jīng)濟n越野車：跨越障礙的能力n客車：寬敞明亮，乘坐舒適，安全穩(wěn)定n性能要求：動力性、經(jīng)濟性、機動性、安全性、舒適性1、汽車的動力性n評價指標：最高車速：在水平的良好路面上汽車所能達到的最高行駛速度發(fā)動機的最大功率越高汽車的最高車速就越大例如：奔馳

7、380SEC型最高車速209km/h一般地，貨車最高車速較轎車要低，重型貨車最高車速更低，一般在90110km/h動力性評價指標汽車的加速時間：汽車在水平良好路面上有原地起步的加速時間和超車加速時間，表征了汽車的加速能力原地起步加速時間：指汽車從第1檔起步，以最大的加速度逐步換置高檔后，達到某一定距離（400m）或一定車速（80km/h）所需要的時間超車加速時間：用最高檔或次高檔由某一車速（30km/h）開始全力加速至某一高速所需要的時間動力性評價指標最多爬坡度：汽車滿載實在良好路面上以I檔行駛時可爬越的最大坡度貨車要求有足夠的爬坡能力，一般為30%越野車要求更高：60%u另一種動力性評價方法

8、：汽車比功率u汽車比功率：單位汽車質量所能分配到的最大功率，其中汽車質量對轎車來說是指空載質量，對貨車來說指滿載質量u轎車比功率：5095kw/t，貨車：1522kw/t2、汽車的經(jīng)濟性n汽車經(jīng)濟性：燃油經(jīng)濟性，指單位燃料消耗量所完成的運輸工作量n評價指標：百公里油耗（L/100km）：在規(guī)定條件下行駛單位里程所消耗的燃料量MPG：每加侖燃油所行駛的英里數(shù)貨車：運送單位質量的貨物至單位里程所消耗的燃料量（L/100tkm）根據(jù)不同的行駛條件的評價指標等速油耗：簡單的單工況道路循環(huán)油耗，歐洲國家以90km/h和120km/h的等速油耗作為汽車經(jīng)濟性的評價指標；我國采用燃油經(jīng)濟特性，即在各種車速下

9、等速行駛100km的油耗，對應的最低油耗車速稱為經(jīng)濟車速道路循環(huán)油耗：為了使循環(huán)油耗接近各種典型行駛條件下汽車的實際油耗，試驗方法中規(guī)定了具有不同車速-時間規(guī)范的循環(huán)工況譜，如市區(qū)循環(huán)、城郊循環(huán)、洲際循環(huán)等路況。首先在美國開始使用汽車測功器循環(huán)油耗：是近年來發(fā)展起來的試驗方法，與道路試驗法相比，對實驗條件更加嚴格，并易于實現(xiàn)更符合實際的復雜工況譜，還可以同時進行經(jīng)濟性與排氣污染的測定汽車的機動性n機動性：快速運動的能力n民用車：在額定載重下以足夠高的平均速度通過各種壞路、坎坷不平地段、無路地帶（松土、沙漠、雪地、沼澤）和克服各種障礙的能力；表示為通過性和越野性n軍車：戰(zhàn)術機動性、戰(zhàn)略機動性、后

10、勤機動性戰(zhàn)術機動性：機動靈活，快速反應戰(zhàn)略機動性：被運送的能力（空運、空投）后勤機動性：車輛在一定環(huán)境條件下可靠和持久工作的能力，涉及到對環(huán)境和后勤供應的依賴性，對多燃料的適應性汽車通過性n在越野行駛時，由于汽車與不規(guī)則地面的間隙不足，可能出現(xiàn)汽車被托住而無法通過的現(xiàn)象，稱為間隙失效。間隙失效主要有“頂起失效”、“觸頭失效”或“托尾失效”三種形式n頂起失效是車輛中間底部的零件碰到地面，而被頂住的間隙失效。觸頭失效(或托尾失效)是汽車前端(或車尾)觸及地面的間隙失效n汽車通過性的幾何參數(shù)是與防止間隙失效有關的汽車本身的幾何參數(shù)。它們主要包括：最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過角等。n汽車的最

11、小轉彎直徑、車輪半徑也是汽車通過性的重要輪廓參數(shù)汽車通過性幾何參數(shù)常見汽車通過性幾何參數(shù)最小離地間隙n最小離地間隙C：是汽車除車輪之外的最低點與路面之間的距離。它表征汽車無碰撞地越過石塊、樹樁等障礙物的能力n汽車的前橋、飛輪殼、變速器殼、消聲器和主傳動器外殼等通常有較小的離地間隙n汽車前橋的離地間隙一般比飛輪殼的還要小，以便利用前橋保護較弱的飛輪殼免受沖碰。后橋內裝有直徑較大的主傳動齒輪，一般離地間隙最小。在設計越野汽車時，應保證有較大的最小離地間隙。接近角、離去角和最小轉彎半徑n接近角和離去角，是指自車身前、后突出點向前、后車輪引切線時，切線與路面之間的夾角。它表征了汽車接近或離開障礙物(如

12、小丘、溝洼地等)時，不發(fā)生碰撞的能力n接近角和離地角越大，則汽車的通過性越好n車輛在轉向過程中，轉向盤向左或向右轉到極限位置時，車輛外轉向輪印跡中心在其支承面上的軌跡圓直徑中的較大者，稱為車輛的最小轉彎直徑。它表征車輛在最小面積內的回轉能力和通過狹窄彎曲地帶或繞過障礙物的能力 最小轉彎半徑和轉彎通道圓轉彎通道圓n轉向盤轉至極限位置時，上圖中兩圓為車輛轉彎通道圓：車輛所有點在車輛支承平面上的投影均位于圓外的最大內圓和包含車輛所有點在車輛支承平面上的投影均位于圓內的最小外圓。n車輛有左和右轉彎通道圓。轉彎通道圓的最大內圓直徑越大，最小外圓直徑越小，車輛所需的通道寬度越窄，通過性越好。越野汽車通過性

13、指標最小離地間隙接近車輪半徑接近角和離去角不小于45車身下應平坦多軸全驅動大直徑輪胎較小的縱向和橫向通過半徑較小的轉彎半徑車體結構具有與地面積和形狀相適應的能力汽車安全性n據(jù)有關報導，自從有機動車道路交通事故死亡記錄以來，全世界已有3200余萬人死于道路交通事故。2000年，因道路交通事故受重傷而住院的人數(shù)每年達500萬人，受傷總人數(shù)達3000萬人。自汽車問世100多年以來，全世界因交通事故喪生的已有2500多萬人，致殘的達45億人汽車安全性n世界衛(wèi)生組織(WHO)公路死亡小組負責人海德爾指出，在1998年，全球有117萬人死于道路交通事故，其中發(fā)達國家14萬人，發(fā)展中國家超過100萬人。歐盟

14、每年死于交通事故的人數(shù)超過4萬，傷者幾百萬。歐盟每年為交通事故支付的直接和間接、精神和肉體、社會和經(jīng)濟各方面的費用達1600億歐元，占歐盟國民生產(chǎn)總值（GDP）2%。2001年全國共受理道路交通事故案件755萬起，事故共造成106萬人死亡，直接經(jīng)濟損失309億元。安全性影響因素（1）n影響道路交通安全的主要因素包括人、汽車、道路和交通環(huán)境條件n人的因素影響，是指交通直接參與者的性格、體力上的弱點、經(jīng)驗不足或狀態(tài)不良等。n道路因素的影響，是指線路走向、路面狀況、交通信號的布置和清晰度，以及交通規(guī)則、交通管理措施等。安全性影響因素（2）n汽車本身因素的影響，包括汽車結構、行駛安全性和技術狀況等。n

15、環(huán)境條件因素的影響，包括對人的精神影響(疲勞、反應能力)，對道路因素的影響(雨、雪、風、霧)以及對汽車的物理影響(道路附著條件、轉向特性等)。n如果把環(huán)境條件納入道路影響因素范圍內，可認為道路交通安全主要與“駕駛員-汽車-道路”系統(tǒng)有關。而汽車是該系統(tǒng)中潛在危機性最大的環(huán)節(jié)。汽車的安全性n汽車安全性一般分為主動安全性、被動安全性、事故后安全性和生態(tài)安全性。其中生態(tài)安全性是指發(fā)動機排氣污染、汽車行駛噪聲和電磁波對環(huán)境的影響n汽車主動安全性，是指汽車本身防止或減少道路交通事故發(fā)生的性能。主要取決于汽車的總體尺寸、制動性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件(操作元件人機特性、座椅舒適性、噪

16、聲、溫度和通風、操縱輕便性等)。此外，汽車動力性(特別是超車的時間和距離)也是很重要的影響因素。汽車安全性n汽車被動安全性，是指交通事故發(fā)生后，汽車本身減輕人員傷害和貨物損失的能力。又可分為汽車內部被動安全性(減輕車內乘員受傷和貨物受損)以及外部被動安全性(減輕對事故所涉及的其它人員和車輛的損害)。n事故后安全性，是指汽車能減輕事故后果的性能。這是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故發(fā)生。汽車的制動性能n汽車的制動性能包括：制動效能、制動效能的恒定性、制動時汽車的方向穩(wěn)定性n制動效能：指汽車在行駛中能強制性地減速道停車，或者下長坡時維持一定車速的能力，評價指標：制動距離、制動減速度和制動力n

17、制動效能的恒定性：在高速或下長坡時的連續(xù)制動中，制動器溫度顯著升高時制動效能的保持程度（抗熱衰退性），也包括制動器浸水后制動效能的保持程度（抗水衰退性）汽車的制動性能n制動時汽車的方向穩(wěn)定性：汽車在制動中不發(fā)生跑偏、側滑或喪失轉向能力而能按駕駛員給定方向行駛的能力n制動距離、制動減速度：是由車輛的制動力即地面制動力決定的n附著力：附著系數(shù)與作用在車輪上的垂直載荷的乘積n滑移率：制動時，在車輪抱死不轉動之前，存在著一個由滾動逐漸變到完全滑動的過程，一般用滑移率表示滑動所占的份額，完全滑動時滑移率為100%與制動系統(tǒng)相關聯(lián)的曲線附著系數(shù)與滑移率關系曲線制動過程中制動器制動力Fu、地面制動力Fxb和

18、附著力F三者之間的關系汽車的制動性能n我國機動車安全運行技術條件中條規(guī)定，在附著系數(shù)大于0.7的良好平坦路面上行駛，轎車要求在空載32km/h車速制動，其制動距離不大于6.5m；貨車要求在空載20km/h車速時制動，其制動距離不大于3.8m抗熱衰退性n抗熱衰退性：一系列連續(xù)制動時制動效能的保持程度來衡量，如要求以一定車速連續(xù)制動15次，每次制動減速度為3m/s2，最后獲得的制動效能應不低于冷試驗制動效能的60%n與蹄式制動器相比，盤式制動器制動效能的恒定性好，因此，被廣泛用于要求高制動性的高速轎車和重型礦用車上制動跑偏和側滑n跑偏：汽車左右車輪制動力矩不均勻會造成車輛制動時自動偏駛的危險現(xiàn)象n

19、側滑：是指汽車制動時某一車軸或兩根車軸的車輪發(fā)生橫向滑動的現(xiàn)象，最危險的事后軸側滑，會引起汽車出現(xiàn)劇烈的回轉運動，嚴重時造成車輛掉頭nABS：(Antilock Brake System)防抱死制動系統(tǒng)，保證汽車車輪的滑動率在1520時，輪胎與路面間有最大的附著系數(shù) ABSn在汽車制動時，如果車輪抱死滑移，車輪與路面間的側向附著力將完全消失。如果只是前輪(轉向輪)制動到抱死滑移而后輪還在滾動，汽車將失去轉向能力。如果只是后輪制動到抱死滑移而前輪還在滾動，即使受到不大的側向干擾力，汽車也將產(chǎn)生側滑(甩尾)現(xiàn)象。這些都極易造成嚴重的交通事故。因此，汽車在制動時不希望車輪制動到抱死滑移，而是希望車輪

20、制動到邊滾邊滑的狀態(tài) ABS組成和工作原理n通常，ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎上加裝車輪速度傳感器、ABS電控單元、制動壓力調節(jié)裝置及制動控制電路等組成的 2、汽車的操縱穩(wěn)定性n汽車的操縱性：指汽車按照駕駛員的操作，維持或改變原行駛方向的能力n汽車的穩(wěn)定性：指汽車行駛過程中，受地面、大氣等外界因素干擾后，能自行盡快恢復原行駛狀態(tài)和方向，而不產(chǎn)生失控、侵犯、側滑等現(xiàn)象的能力n評價指標：汽車的穩(wěn)定轉向特性n穩(wěn)定轉向的三種狀態(tài)：不足轉向、過多轉向、中性轉向穩(wěn)定轉向特性n令汽車以一定車速、一個轉向盤轉角作穩(wěn)態(tài)圓周運動，然后令汽車加速，若其行駛的圓周半徑不變，則汽車再次動態(tài)分析參考點具有中性轉向的穩(wěn)態(tài)響

21、應。若加速后圓周半徑加大，則汽車在此動態(tài)分析參考點具有不足轉向的穩(wěn)態(tài)響應；若加速后，圓周半徑變小，則汽車具有過多轉向的穩(wěn)態(tài)響應n實踐和理論分析表明，為了獲得良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應具有適當?shù)牟蛔戕D向量撞車安全性n汽車安全法規(guī)n可吸收能量的保險杠、車身前結構n設置安全帶、安全墊n鋼化玻璃、疊層玻璃n吸收能量的“塌陷”式轉向裝置n車門可靠n安全氣囊汽車座椅安全帶n汽車座椅安全帶是乘員保護約束系統(tǒng)的重要設施。它在減輕碰撞過程中乘員傷害程度起著重要的作用。1964年以后，在美國、日本等國家就開始強制在轎車、輕型客車的駕駛座位裝備二點式安全帶。我國強制使用安全帶條例于1993年開始實施。由于安全帶的保護

22、效果比較明顯，后來就逐漸擴大了安全帶的使用范圍；安全帶型式也從二點式發(fā)展到三點式帶緊急鎖止卷收器安全帶。安全帶使用率的大幅度提高，使得事故汽車乘員傷亡率下降。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，佩戴安全帶使碰撞事故中乘員傷亡率減少1530。安全氣囊n氣囊是汽車被動安全技術中高技術產(chǎn)品之一。它的防護效果已被人們普遍認識，近幾年得到了迅速發(fā)展。20世紀80年代后期，一些汽車開始裝用氣囊，20世紀90年代后，氣囊裝用量急劇上升n氣囊設計的基本思想是，在汽車發(fā)生碰撞后，乘員與車內構件碰撞前，迅速地在二者之間打開一個充滿氣體的氣墊，使乘員撲到氣墊上，以緩和沖擊并吸收碰撞能量，以達到減輕乘員傷害程度的目的安全帶和安全氣囊的使用

23、n氣囊一般對乘員保護的效果不如安全帶，但它與安全帶配合使用可大大降低事故中乘員的傷害指數(shù)，尤其是可大大減輕駕駛員面部的傷害。據(jù)交通事故調查統(tǒng)計，氣囊可使事故死亡率約18，它與安全帶配合使用可使事故死亡率下降47左右，而單獨使用安全帶可使駕駛員事故死亡率下降42左右?？梢?，安全帶對乘員保護的效果要好于氣囊單獨使用。但是安全帶的佩戴率一直不能令人滿意，歐洲由于受保險公司的制約安全帶佩戴率可達98，美國安全帶佩戴率為67左右，而日本的安全帶佩戴率約為20。氣囊作為輔助約束系統(tǒng)，在較高車速碰撞時氣囊才起作用。氣囊的作用主要是保護乘員頭部和面部。由于側面碰撞事故所占比例僅次于正面碰撞事故，20世紀90年代后期對側面碰撞進行保護的側面氣囊也得到推廣吸轉向裝置n各國對防止轉向柱對駕駛員的傷害都有法