汽車總體構(gòu)造及典型零件課件

2022/11/231汽車的總體構(gòu)造及典型零件燕山大學(xué)車輛學(xué)院王連東教授

裴永生副教授2013年7月1日目錄

一、汽車的總體構(gòu)造簡介

二、發(fā)動機構(gòu)造1.發(fā)動機的結(jié)構(gòu)組成2.發(fā)動機裝配視頻3.發(fā)動機典型鑄件介紹三、汽車底盤構(gòu)造1.汽車底盤組成2.變速器結(jié)構(gòu)介紹（包含典型鑄件）3.驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)介紹（包含典型鑄件）4.某重型卡車驅(qū)動橋裝配動畫及運動仿真四、汽車零部件的內(nèi)高壓成形22022/11/233一、汽車的總體構(gòu)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(shè)備：由汽車電子控制系統(tǒng)和汽車電器系統(tǒng)兩部分組成。2022/11/236二、發(fā)動機的總體構(gòu)造兩大機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)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)2022/11/237桑塔納發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖2022/11/238某發(fā)動機總成裝配與運動仿真動畫2022/11/2310（1）機體組曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油底殼2022/11/2312（3）曲軸飛輪組起動爪正時齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸2022/11/2314§2.2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，其中鑄件約占汽車總重的20%。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。發(fā)動機鑄件包括：汽缸體、汽缸蓋、氣缸罩、油底殼活塞、活塞環(huán)、曲軸發(fā)動機支架2022/11/2315（1）氣缸體水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱。工作特點：高溫高壓、高速運動摩擦結(jié)構(gòu)特點：要求具有足夠強度和剛度、高精度內(nèi)表面一汽奧迪100汽車發(fā)動機氣缸體氣缸體曲軸箱

鑄造工藝常用材料：鑄鋼（ZG15Gr2Mo1）、蠕墨鑄鐵、高密度球墨鑄鐵、HT200或HT250、合金灰鑄鐵、Al-Si合金（美國牌號B390鋁合金）2022/11/2316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(jié)晶凝固，材料利用率高達（85~95）%。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(nèi)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。2022/11/2317(2)氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)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。

鑄造工藝材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金（Y4B5S、4AC4B合金、鋁硅合金ZL101A）。2022/11/2318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(fù)雜結(jié)構(gòu)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(fù)多次使用，生產(chǎn)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(fù)雜造型過程實現(xiàn)零件生產(chǎn)的鑄造。廣泛應(yīng)用于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的鑄造，通常情況，鑄件越復(fù)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(chǎn)，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：砂芯采用鋯砂，膨脹率小且恒定，有利于獲得尺寸精度高的鑄件。2022/11/2320(4)油底殼功用：封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質(zhì)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(fù)雜的一般采用鑄鐵或鋁合金澆鑄成型。

2022/11/2321（5）活塞功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。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(nèi)冷油道鑄造工藝、鑲鋼片工藝、鑲耐磨鑄鐵圈工藝2022/11/2323§2.3配氣機構(gòu)概述一、功用：

按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(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：

氣門組傳動組驅(qū)動組2022/11/23242022/11/2326桑塔納轎車汽油供給系示意圖油箱油管汽油泵汽油濾清器化油器空氣濾清器2022/11/2327§2.5點火系統(tǒng)概述功用：保證按規(guī)定時刻及時點燃氣缸中被壓縮的混合其。組成：蓄電池分電器點火線圈火花塞2022/11/2328§2.6冷卻系統(tǒng)概述功用：將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。組成：水泵散熱器風扇分水管2022/11/2330§2.8啟動系統(tǒng)概述功用：通過啟動機將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成機械能，啟動發(fā)動機運轉(zhuǎn)。組成：蓄電池點火開關(guān)啟動繼電器啟動機2022/11/23313.底盤總成

§3.1底盤總成簡介

底盤是汽車的集體，主要由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)四大部分組成。2022/11/2332（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驅(qū)動車輪。動力傳遞路線：離合器變速器萬向傳動裝置主減速器差速器半軸車輪2022/11/2333（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)的作用把來自于傳動系的扭矩轉(zhuǎn)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。2022/11/2334（3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)組成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用改變或恢復(fù)汽車行駛方向。2022/11/2335（4）制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)由制動器和制動驅(qū)動機構(gòu)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，保證車輛可靠停放。2022/11/2336§3.2手動變速器簡介手動變速（ManualTransmission，簡稱MT）又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。組成：變速傳動機構(gòu)操縱機構(gòu)2022/11/2337變速器結(jié)構(gòu)圖

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

變速箱殼體2022/11/2338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(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用于輕型車和轎車的生產(chǎn)。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(yīng)性和局限性；優(yōu)點消失模能生產(chǎn)殼體鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)腔有很多臍子、筋板及局部小的結(jié)構(gòu)空腔，尺寸精度要求較高的變速箱殼體。2022/11/2339§3.3汽車驅(qū)動橋簡介

驅(qū)動橋一般由主由主減速器、差速器、半軸、橋殼組成。它的作用將發(fā)動機傳出的驅(qū)動力傳給驅(qū)動車輪，實現(xiàn)降速增扭的作用，同時改變動力傳遞的方向。2022/11/2340（1）主減速器主減速器的作用是降低傳動軸傳來的轉(zhuǎn)速并增大輸出扭矩，同時改變旋轉(zhuǎn)方向。主減速器的結(jié)構(gòu)類型按減速齒輪副的級數(shù)可分為單級和雙級主減速器。單級：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，傳動效率高，可有效降低車身和重心。雙級：可獲得較大傳動比，保證驅(qū)動橋足夠離地間距，并縮短傳動軸的長度。2022/11/2341某汽車主減速器結(jié)構(gòu)圖主減速器殼2022/11/2342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(diào)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(chǎn)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。2022/11/2343斯太爾卡車主減速器動畫2022/11/2344（2）差速器差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪等組成。差速器的功用是當汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面行駛時，左右驅(qū)動輪以不同的角速度滾動，保證兩側(cè)車輪在地面純滾動。差速器殼2022/11/2345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(diào)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(chǎn)成本低。水平分型無箱射壓造型工藝型砂為普通粘土砂，分型面選擇在最大圓盤的下端面處投資小，產(chǎn)品質(zhì)量較好，成品率高。V法鑄造又稱真空密封干砂造型法，采用塑料薄膜覆膜，干砂真空造型，在負壓下澆注。鑄件輪廓清晰，尺寸精度高，成本低，勞動環(huán)境好，鑄件表面質(zhì)量方面較傳統(tǒng)砂型鑄造有相當?shù)膬?yōu)勢。消失模鑄造利用加粗的直澆道代替冒口補縮，并提高鑄型緊實度，生產(chǎn)勞動條件好、生產(chǎn)成本低。2022/11/2346斯太爾卡車差速器動畫2022/11/2347（3）斯太爾驅(qū)動橋總成

汽車橋殼2022/11/2348制造方法：沖壓焊接、鋼管擴張成形、脹壓成形、鑄造鑄造工藝：普通鑄造、擠壓鑄造。常用材料：球墨鑄鐵QT450-10、QT600-10成型方式

特點普通鑄造采用橋殼水平中間為澆注位置，選取橋殼軸孔中心平面為分型面，有利于造型及合箱澆注，工藝簡單，力學(xué)性