汽車的基本知識(shí)

汽車展覽汽車行駛的基本1、車輪阻力

我們所說的車輪阻力其實(shí)是由輪胎的滾動(dòng)阻力、路面阻力還有輪胎側(cè)偏引起的阻力所構(gòu)成。

當(dāng)汽車在行駛時(shí)會(huì)使得輪胎變形，而不是一直保持靜止時(shí)的圓形，而由于輪胎本身的橡膠和內(nèi)部的空氣都具有彈性，因此在輪胎滾動(dòng)是會(huì)使得輪胎反復(fù)經(jīng)歷壓縮和伸展的過程，由此產(chǎn)生了阻尼功，即變形阻力。經(jīng)過試驗(yàn)表明，當(dāng)汽車超過45m/s（162km/h）時(shí)輪胎變形阻力就會(huì)急劇增加，這不僅要求有更高的動(dòng)力，對(duì)輪胎本身也是極大的考驗(yàn)。而輪胎在路面行駛時(shí)，胎面與地面之間存在著縱向和橫向的相對(duì)局部滑動(dòng)，還有車輪軸承內(nèi)部也會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此又會(huì)有摩擦阻力產(chǎn)生。由于我們是被空氣所包圍的，只要是運(yùn)動(dòng)的物體就會(huì)受到空氣阻力的影響。這三種阻力：變形阻力、摩擦阻力還有輪胎空氣阻力的總和便是輪胎的滾動(dòng)阻力了。在40m/s（144km/h）以下的速度范圍內(nèi)，變形阻力占了輪胎的滾動(dòng)阻力的90％－95％，摩擦阻力占2％－10％，而輪胎空氣阻力所占的比率極小。2、空氣阻力

汽車在行駛時(shí)，需要擠開周圍的空氣，汽車前面受氣流壓力并且形成真空，產(chǎn)生壓力差，此外還存在著各層空氣之間以及空氣與汽車表面的摩擦，再加上冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)、室內(nèi)通風(fēng)以及汽車表面外凸零件引起的氣流干擾等，就形成了空氣阻力。它包括有壓差阻力（又稱形狀阻力），誘導(dǎo)阻力，表明阻力（又稱摩擦阻力），內(nèi)部阻力（又稱內(nèi)循環(huán)阻力）以及干擾阻力組成?？諝庾枇εc汽車的形狀、汽車的正面投影面積有關(guān)，特別時(shí)與汽車——空氣的相對(duì)速度的平方成正比。當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，空氣阻力的數(shù)值將顯著增加。我們?cè)谄囍笜?biāo)中經(jīng)常見得的風(fēng)阻就是計(jì)算空氣阻力時(shí)的空氣阻力系數(shù)。這個(gè)系數(shù)是越小越好。

3、坡度阻力

3、坡度阻力

即汽車上坡時(shí)，其總重量沿路面方向的分力形成的阻力。

在動(dòng)態(tài)行駛阻力方面，主要就是慣性力了，它包括平移質(zhì)量引起的慣性力，也包括旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引起的慣性力矩。

現(xiàn)在我們知道，汽車要能夠運(yùn)動(dòng)起來就必須克服以上所介紹的總阻力，當(dāng)阻力增加時(shí)，汽車的驅(qū)動(dòng)力也必須跟著增加，與阻力達(dá)到一定范圍內(nèi)的平衡，我們知道，驅(qū)動(dòng)力的最大值取決于發(fā)動(dòng)機(jī)最大的轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，但實(shí)際發(fā)出的驅(qū)動(dòng)力還受到輪胎與路面之間的附著性能（即包括各種條件的路面情況）的限制。汽車只有在這些綜合條件的限制中與各個(gè)因素達(dá)到平衡，才能夠順利的運(yùn)動(dòng)起來，成為我們所需要的工具。

汽車總體結(jié)構(gòu)

汽車通常是由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備四部分組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動(dòng)力。大多數(shù)汽車都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)（由于現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)除了有內(nèi)燃機(jī)外，還有了燃料電池式發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池式電動(dòng)機(jī)等，我們將在以后的新技術(shù)里面介紹），它一般是由機(jī)體、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤滑系、點(diǎn)火系（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用）、起動(dòng)系等部分組成。

底盤接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。底盤由以下幾部分組成：

汽車總體結(jié)構(gòu)

傳動(dòng)系——將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪。它包括有離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等部件。

行駛系——將汽車各總成及部件連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用，以保證汽車正常行駛。行駛系包括車架、前軸、驅(qū)動(dòng)橋的殼體、車輪（包括轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動(dòng)輪）、懸架等部件。

轉(zhuǎn)向系——保證汽車能按照駕駛員選擇的方向行駛，由轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置組成。

制動(dòng)裝置——使汽車減速或停車，并保證駕駛員離開后汽車能可靠地停駐。每輛汽車地制動(dòng)裝備都包括若干個(gè)相互獨(dú)立地制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)都由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)（FR）——這是比較傳統(tǒng)的布置型式，一般多用在貨車上，轎車及客車上就相對(duì)應(yīng)用得少些。

發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（FF）——這是目前轎車主流得布置方式，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、減少重量、降低地板高度、改善高速時(shí)的操縱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)（RR）——這是大多數(shù)客車所采用的布置方式，其具有降低室內(nèi)噪音、利于車身內(nèi)部布置等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)（MR）——多運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)型跑車和方程式賽車上。由于這類型的汽車需要極大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此其發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸也比較大，將發(fā)動(dòng)機(jī)安置在駕駛員座椅之后和后橋之前，有利于獲得最佳軸荷分配和提高汽車的性能。著名的寶時(shí)捷跑車便是采用這種布置型式的。

全輪驅(qū)動(dòng)（nWD）——通常是越野車所采用的方式，此種方式一般發(fā)動(dòng)機(jī)前置，在變速器后裝用分動(dòng)器以便將動(dòng)力分別輸送到全部車輪上。不過現(xiàn)在的一些豪華轎車也都采用了這種方式，如奧迪A8等。發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

在活塞式內(nèi)燃機(jī)中又根據(jù)使用的燃料不同分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。其中汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是將燃料注入氣缸內(nèi)，同空氣混合成可燃混合氣，再用電火花點(diǎn)燃，然后做功，因此又可稱為強(qiáng)制點(diǎn)火式或點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)就有點(diǎn)不同了，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)使用的是輕柴油，一般是通過噴油泵和噴油器將柴油直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，和在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后的空氣均勻混合，使之在高溫下自然，因此又可稱為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。

除了根據(jù)燃料不同分類外，還有根據(jù)每一工作循環(huán)所需活塞行程數(shù)來分，所謂工作循環(huán)，是指在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，都必須經(jīng)過空氣吸入、壓縮、輸入燃料，使之著火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排出這樣一個(gè)連續(xù)的過程。凡活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)；活塞往復(fù)兩個(gè)單程即完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。一般汽車是使用四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)主要用在摩托車上。

1、保證汽車平穩(wěn)起步

這是離合器的首要功能。在汽車起步前，自然要先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。而汽車起步時(shí)，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動(dòng)系（它聯(lián)系著整個(gè)汽車）與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，汽車將突然向前沖一下，但并不能起步。這是因?yàn)槠噺撵o止到前沖時(shí)，產(chǎn)生很大慣性力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大地阻力矩。在這慣性阻力矩作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（一般300-500RPM）以下，發(fā)動(dòng)機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然汽車也不能起步。

因此，我們就需要離合器的幫助了。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系脫開，再將變速器掛上檔，然后逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在接合過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。同時(shí)，由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加，到牽引力足以克服起步阻力時(shí)，汽車即從靜止開始運(yùn)動(dòng)并逐步加速。

3、防止傳動(dòng)系過載

當(dāng)汽車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有運(yùn)動(dòng)件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭距），對(duì)傳動(dòng)系造成超過其承載能力的載荷，而使機(jī)件損壞。有了離合器，便可以依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)。因此，我們需要離合器來限制傳動(dòng)系所承受的最大扭距，保證安全摩擦離合器

發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。

由于汽車在行駛過程中，需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分是經(jīng)常處于接合狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在從動(dòng)盤轂的環(huán)槽中的撥叉便推動(dòng)從動(dòng)盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。

對(duì)于離合器的具體結(jié)構(gòu)的要求首先是在保證傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，滿足兩個(gè)基本性能要求，即分離徹底和接合柔和；

其次，離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小。如果這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的話，當(dāng)換檔時(shí)，雖然由于分離了離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間聯(lián)系脫開，但離合器從動(dòng)部分較大的慣性力矩仍然輸入給變速器，其效果相當(dāng)于分離不徹底，就不能很好地起到減輕輪齒間沖擊地作用。

此外，還要求離合器散熱良好。因?yàn)樵谄囆旭傔^程中，駕駛員操縱離合器地次數(shù)是很多的，這就使離合器中由于摩擦面間頻繁地相當(dāng)滑磨而產(chǎn)生大量地?zé)?。離合器接合愈柔和，產(chǎn)生地?zé)崃坑螅@些熱量如不技術(shù)散出，對(duì)離合地工作將產(chǎn)生嚴(yán)重地影響。

以上就是摩擦離合器的總體構(gòu)造和工作原理了，而隨著所用摩擦面的數(shù)目（從動(dòng)盤的數(shù)目）、壓緊彈簧的形式及安裝位置，以及操縱機(jī)構(gòu)形式的不同，其總體構(gòu)造也有差異，因此摩擦離合器又可分為：

單盤離合器：只有一片從動(dòng)盤，其前后兩面都裝又摩擦片，因而具有兩個(gè)摩擦面。

雙盤離合器：即增加了一個(gè)從動(dòng)盤。

周布彈簧離合器：采用若干個(gè)螺旋彈簧作壓緊彈簧，并沿摩擦盤圓周分布。

中央彈簧離合器：僅具有一個(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)力的螺旋彈簧并安置在中央。

膜片彈簧離合器：是以膜片彈簧作為壓緊彈簧的。變速器概括

①改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利（功率較高而油耗較低）的工況下工作；

②在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，是汽車能倒退行駛；

③利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。

變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，需要時(shí)，還可以加裝動(dòng)力輸出器。在分類上有兩種方式：按傳動(dòng)比變化方式和按操縱方式的不同來分。

有級(jí)式變速器有級(jí)式變速器是目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。按所用輪系型式不同，有軸線固定式變速器（普通變速器）和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器（行星齒輪變速器）兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3－5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。所謂變速器檔數(shù)即指其前進(jìn)檔位數(shù)。

無級(jí)式變速器其的傳動(dòng)比在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可按無限多級(jí)變化，常見的有電力式和液力式（動(dòng)液式）兩種。電力式無級(jí)變速器的變速傳動(dòng)部件為直流串激電動(dòng)機(jī)，除在無軌電車上應(yīng)用外，在超重型自卸車傳動(dòng)系中也有廣泛采用的趨勢(shì)。動(dòng)液式無級(jí)變速器的傳動(dòng)部件為液力變矩器，

綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器，其傳動(dòng)比可在最大指與最小值之間的幾個(gè)