走馬觀車-汽車基本構(gòu)造課件

沈陽大學(xué)凌永成汽車文化1可編輯版第3章走馬觀車——汽車基本構(gòu)造3.1汽車的總體構(gòu)造作為路面高速行走機械，汽車的構(gòu)造是非常精密和復(fù)雜的。汽車通常由發(fā)動機、傳動裝置、行駛和控制裝置、車身和電氣設(shè)備等部分組成（圖3-1）。2可編輯版圖3-1典型轎車的總體構(gòu)造3可編輯版3.1.1發(fā)動機發(fā)動機（圖3-2）是汽車的動力裝置，它的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力。一般汽車都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。它由機體、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發(fā)動機用）和起動系等幾部分組成。圖3-2發(fā)動機（解剖照片）4可編輯版3.1.2傳動裝置傳動裝置（圖3-3）是將發(fā)動機輸出的動力傳給驅(qū)動車輪的裝置，它包括離合器、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋、主減速器、差速器等部件。圖3-3傳動裝置

5可編輯版3.1.3行駛和控制裝置行駛和控制裝置是將汽車各總成及部件連接成一個整體、起到支承全車并保證汽車正常行駛的裝置，包括制動器、轉(zhuǎn)向器、懸架（圖3-4）、車輪等部件。圖3-4懸架6可編輯版3.1.4車身車身（圖3-5）是形成駕駛員和乘客乘坐空間的裝置，也是存放行李等物品的工具。車身既是保安部件又是承載部件。轎車車身由本體、內(nèi)外裝飾和車身附件等組成。圖3-5車身7可編輯版3.1.5電氣設(shè)備電氣設(shè)備（圖3-6）是汽車的重要組成部分，它由電源、發(fā)動機點火系（汽油機）和起動系、照明和信號裝置、空調(diào)、儀表和報警系統(tǒng)以及輔助電器等組成。圖3-6電氣設(shè)備8可編輯版對于高級轎車，更多地采用了現(xiàn)代新技術(shù)，尤其是電子技術(shù)，如微處理機（汽車電腦，圖3-7）、中央計算機系統(tǒng)及各種人工智能裝置等，從而顯著地提高了汽車的性能。圖3-7汽車電腦9可編輯版3.2發(fā)動機的構(gòu)造3.2.1發(fā)動機工作原理1.發(fā)動機的分類2．四沖程發(fā)動機工作原理圖3-8四沖程汽油機工作原理圖

a）進氣；b）壓縮；c）膨脹；d）排氣10可編輯版3.2.2發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機是一部復(fù)雜的機器，不同類型或即使同類型發(fā)動機，其具體結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)造都是相似的。通常，汽油機由兩大機構(gòu)五大系統(tǒng)組成，柴油機由兩大機構(gòu)四大系統(tǒng)組成（無點火系）。下面以一汽奧迪100型轎車發(fā)動機（圖3-9)為例，介紹四行程汽油機的一般構(gòu)造。11可編輯版圖3-9一汽奧迪100型轎車發(fā)動機12可編輯版1.機體組2.曲柄連桿機構(gòu)3.配氣機構(gòu)4.燃料供給系5.點火系6.冷卻系7.潤滑系8.起動系發(fā)動機的總體構(gòu)造13可編輯版3.2.3曲柄連桿機構(gòu)1.曲柄連桿機構(gòu)的功用2.曲柄連桿機構(gòu)的組成圖3-10活塞連桿及曲軸飛輪組的組成14可編輯版3.活塞連桿組圖3-11活塞連桿組1）活塞2）連桿15可編輯版4.曲軸飛輪組圖3-12上海桑塔納轎車的曲軸飛輪組1）曲軸2）飛輪16可編輯版3.2.4配氣機構(gòu)1.充氣效率2.配氣機構(gòu)的布置型式1）氣門頂置式配氣機構(gòu)圖3-13氣門頂置式配氣機構(gòu)2）氣門側(cè)置式配氣機構(gòu)17可編輯版3.配氣相位1）進氣門的配氣相位a.進氣提前角b.排氣遲后角2）排氣門的配氣相位a.排氣提前角b.排氣遲后角3）氣門疊開圖3-14配氣相位圖18可編輯版3.2.5燃油供給系1.化油器式燃油供給系圖3-15化油器式汽油機的燃料供給系統(tǒng)19可編輯版2.化油器的作用圖3-16化油器系統(tǒng)圖20可編輯版3.電控汽油噴射式燃油供給系

圖3-17LE-Jetronic汽油噴射系統(tǒng)21可編輯版3.2.6汽油發(fā)動機點火系1.點火系的作用與分類

在汽油發(fā)動機中，氣缸內(nèi)由燃料和空氣組成的可燃混合氣，在壓縮行程終了時要用電火花點燃，使可燃混合氣燃燒產(chǎn)生強大的壓力，推動活塞向下運動而作功。

為了在氣缸中產(chǎn)生電火花，汽油發(fā)動機（簡稱汽油機）裝設(shè)了一套能夠按規(guī)定的時刻在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的設(shè)備，該套設(shè)備稱為發(fā)動機點火系。1）蓄電池點火系2）磁電機點火系3）晶體管點火系（也稱半導(dǎo)體點火系或電子點火系）22可編輯版2.蓄電池點火系的組成與工作原理1）組成圖3-18蓄電池點火系的組成1-點火線圈；2-導(dǎo)線；3-火花塞；4-分電器；5-發(fā)電機；6-起動機；7-蓄電池23可編輯版2）工作原理圖3-19蓄電池點火系的工作原理1-點火開關(guān)；2-點火線圈；3-斷電器；4-配電器；5-火花塞；6-蓄電池；7-電流表24可編輯版3.2.7冷卻系1.冷卻系的作用發(fā)動機工作時，氣缸內(nèi)燃燒氣體的溫度可高達1927～2527℃（汽油機），如果不對發(fā)動機采取必要的冷卻措施，將不能保證其正常工作。發(fā)動機冷卻系的任務(wù)就是使發(fā)動機得到適度的冷卻，從而保持在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。2.冷卻系的分類1）水冷系2）風(fēng)冷系25可編輯版3.水冷系的組成及水路循環(huán)圖3-20強制循環(huán)式水冷系示意圖1-散熱器蓋；2-膨脹箱；3-風(fēng)扇；4-溫控開關(guān)；5-散熱器；6-節(jié)溫器；7-水溫表；8-溫度傳感器；9-暖氣水箱；10-暖氣閥門；11-水套；12-水泵；13-放水開關(guān)26可編輯版3.2.8潤滑系1.潤滑系的功用發(fā)動機的潤滑是由潤滑系來實現(xiàn)的。潤滑系的基本任務(wù)是將清潔的、壓力和溫度適宜的潤滑油不斷地供給各運動零件的摩擦表面，以減少零件的摩擦和磨損；流動的潤滑油還能清除摩擦表面的磨屑、塵砂、積炭等雜質(zhì)。此外，潤滑油還能吸收摩擦面的熱量，填充零件間隙與空隙，減少氣體泄漏，幫助活塞環(huán)加強密封；減緩零件間沖擊振動；降低工作噪聲及防止零件表面生銹。2.潤滑方式1）壓力潤滑2）飛濺潤滑27可編輯版3.潤滑系的組成1）油底殼2）機油泵

3）限壓閥及旁通閥

4）機油濾清器5）機油壓力表、溫度表和機油標尺4．潤滑油路28可編輯版圖3-21東風(fēng)EQ6100-1型發(fā)動機潤滑系示意圖29可編輯版3.2.9起動系1.發(fā)動機的起動2．起動機圖3-22起動機電磁操縱機構(gòu)電路圖30可編輯版3.3汽車傳動系3.3.1傳動系的功用與組成圖3-23機械式傳動系的組成及布置1-離合器；2-變速器；3-萬向節(jié)；4-驅(qū)動橋；5-差速器；6-半軸；7-主減速器；8-傳動軸31可編輯版?zhèn)鲃酉祽?yīng)具有如下功能：1.減速與變速2.實現(xiàn)汽車倒駛3.中斷傳動4.差速作用3.3.2離合器1.離合器的功用2.離合器的組成圖3-24螺旋彈簧式離合器1-離合器從動盤；2-壓盤；3-分離桿；4-離合器蓋；5-分離軸承6-離合器壓緊彈簧

32可編輯版圖3-25膜片彈簧式離合器1-離合器從動盤；2-壓盤；3-離合器蓋；4-膜片；5-分離軸承；6-軸承套筒；7-分離叉33可編輯版3.3.3變速器1.變速器的功用變速器的主要功用是：1)在較大的范圍內(nèi)改變汽車的行駛速度和汽車驅(qū)動輪上轉(zhuǎn)矩的數(shù)值；2)在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，利用倒擋實現(xiàn)汽車倒向行駛；3)在發(fā)動機不熄火的情況下，利用空擋中斷動力傳遞，可以使駕駛員松開離合器踏板離開駕駛位置，且便于汽車起動、怠速、換擋和動力輸出。2.變速器的分類1)有級式變速器2)無級式變速器3)綜合式變速器34可編輯版3.典型變速器結(jié)構(gòu)圖3-26五檔齒輪變速器35可編輯版3.3.4萬向傳動裝置1.功用圖3-27萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用萬向傳動裝置用來實現(xiàn)變角度的動力傳遞（圖3-27）。36可編輯版2.組成萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還要加裝中間支承。3.萬向傳動裝置在汽車上的應(yīng)用1)用于變速器與驅(qū)動橋之間2)用于變速器與分動器之間3)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上4)用于某些汽車的轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中4.萬向節(jié)萬向節(jié)是萬向傳動裝置中實現(xiàn)變角度傳動的主要部件。它可以分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（十字軸式）、準等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、三銷軸式等）和等速萬向節(jié)（球籠式、球叉式等）。37可編輯版圖3-28球籠式等速萬向節(jié)1-主動軸；2、5-鋼帶箍；3-外罩；4-保持架（球籠）；6-鋼球；7-星形套（內(nèi)滾道）；8-球形殼（外滾道）；9-卡環(huán)38可編輯版3.3.5驅(qū)動橋1.功用驅(qū)動橋的功用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機動力經(jīng)減速增矩改變傳動方向后，分配給左、右驅(qū)動輪，并且允許左、右驅(qū)動輪以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2.組成驅(qū)動橋通常由主減速器4（圖3-29）、差速器5、半軸2和驅(qū)動橋殼3組成。主減速器可減速增矩，并可改變發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，以適應(yīng)汽車的行駛方向。差速器可保證左、右驅(qū)動輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。半軸把轉(zhuǎn)矩從差速器傳到驅(qū)動輪。橋殼支承汽車的部分質(zhì)量，承受驅(qū)動輪上的各種力及力矩、并起到保護主減速器、差速器和半軸的作用。39可編輯版圖3-29驅(qū)動橋示意圖1-輪轂；2-半軸；3-驅(qū)動橋殼；4-主減速器；5-差速器40可編輯版3.分類1)非斷開式驅(qū)動橋2)斷開式驅(qū)動橋圖3-30斷開式驅(qū)動橋1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減震器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸41可編輯版4.主減速器圖3-31單級主減速器及差速器主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，并可根據(jù)需要改變轉(zhuǎn)矩的方向。主減速器的種類繁多，有單級式和雙級式；有單速式和雙速式；還有貫通式和輪邊式等。

42可編輯版5.差速器圖3-32差速器的工作原理圖a）汽車直行；b）汽車轉(zhuǎn)彎43可編輯版3.4汽車行駛系3.4.1概述

汽車的行駛系由車架、懸掛、車軸和車輪組成。車架對汽車并不一定是必需的，只有在非承載式車身結(jié)構(gòu)中需用車架聯(lián)接并支承車身、發(fā)動機和傳動系、懸掛等零件，承受和傳遞底盤零件傳來的外力，還提供撞車時所需的強度和吸收沖擊能量的能力。對于承載式車身結(jié)構(gòu)來說，它沒有車架，車身承擔整車結(jié)構(gòu)的主要強度，車身的底板部分起著車架的作用。承載式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是整車重量輕、剛度大、高度降低、室內(nèi)空間大，但具有制造變型車困難、換型代價大、撞壞難以處理、振動噪聲易傳到室內(nèi)等缺點，因此它僅適用于小型轎車。44可編輯版3.4.2車橋

1.轉(zhuǎn)向橋圖3-33北京BJ1040型汽車轉(zhuǎn)向橋（前橋）

45可編輯版2.轉(zhuǎn)向輪定位1）主銷后傾主銷裝在前軸上后，在縱向平面內(nèi)，其上端略向后傾斜，這種現(xiàn)象稱為主銷后傾。在縱向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角γ叫主銷后傾角，如圖3-34所示。圖3-34主銷后傾示意圖46可編輯版2）主銷內(nèi)傾主銷安裝到前軸上后，在橫向平面內(nèi)，其上端略向內(nèi)傾斜，這種現(xiàn)象稱為主銷內(nèi)傾。在橫向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與垂線之間的夾角β叫主銷內(nèi)傾角，如圖3-35所示。圖3-35主銷內(nèi)傾示意圖47可編輯版3）前輪外傾前輪安裝在車輪上，其旋轉(zhuǎn)平面上方略向外傾斜，這種現(xiàn)象稱為前輪外傾。前輪旋轉(zhuǎn)平面與縱向垂直平面之間的夾角α稱為前輪外傾角，如圖3-35a所示。圖3-35主銷內(nèi)傾示意圖48可編輯版4）前輪前束汽車兩個前輪安裝后，在通過車輪軸線而與地面平行的平面內(nèi)，兩車輪前端略向內(nèi)束，這種現(xiàn)象稱為前輪前束。左右兩車輪間后方距離A與前方距離B之差（A-B）稱為前輪前束值，如圖3-36所示。圖3-36前輪前束（俯視圖）49可編輯版3.4.3車輪與輪胎1.車輪圖3-37三種型式的車輪a）壓制鋼盤車輪；b）鋼絲輻條車輪；c）輕合金鑄造車輪50可編輯版2.輪胎圖3-38輪胎示例圖a）普通輪胎；b）無內(nèi)胎輪胎；c）斜交線輪胎；d）子午線輪胎；e）帶束斜交輪胎輪胎承受著汽車的重力，因此必須有承受載荷的能力。由于輪胎有一定的彈性，與汽車懸掛共同來緩和汽車行駛時所受的沖擊力，以保證汽車有良好的乘坐舒適性和行駛平順性。輪胎又要傳遞地面的驅(qū)動力、制動力，因此必須與地面有良好的附著性能，這通?？扛鞣N花紋來增強。51可編輯版

圖3-39輪胎花紋示例圖a）、b）普通花紋；c）混合花紋；d）、e）越野花紋52可編輯版3.4.4懸架懸掛是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間一切傳力聯(lián)接裝置的總稱?，F(xiàn)代汽車盡管有不同結(jié)構(gòu)型式的懸掛，但一般都是由彈性元件、減振器和導(dǎo)向裝置三部分組成，它們分別起緩沖、減振和導(dǎo)向作用，同時又都起傳力作用。懸掛只要具備上述各種功能，在結(jié)構(gòu)上并不是非設(shè)置上述三套單獨的裝置不可。例如，常見的鋼板彈簧除起彈性元件的緩沖作用外，多片重疊時又可借片間摩擦起減振作用，同時也可擔負起傳遞各種力和力矩的作用，故可不裝減振器和其它導(dǎo)向機構(gòu)。懸掛有兩大類，即非獨立懸掛和獨立懸掛（圖3-40）。53可編輯版圖3-40非獨立懸掛和獨立懸掛54可編輯版

圖3-41雙向作用筒式減振器示意圖1-活塞桿；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸張閥；5-貯油缸筒；6-壓縮閥；7-補償閥；8-流通閥；9-導(dǎo)向座；10-防塵罩；11-油封55可編輯版3.5汽車轉(zhuǎn)向系3.5.1轉(zhuǎn)向系的功用汽車在行駛中，經(jīng)常需要改變行駛方向。汽車上用來改變汽車行駛方向的機構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系。汽車行駛方向的改變是由駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系來改變轉(zhuǎn)向輪（一般是前輪）的偏轉(zhuǎn)角度實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向系不僅可以改變汽車的行駛方向，使其按駕駛員規(guī)定的方向行駛，而且還可以克服由于路面?zhèn)认蚋蓴_力使車輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向，恢復(fù)汽車原來的行駛方向。56可編輯版3.5.2轉(zhuǎn)向系的類型1.機械轉(zhuǎn)向系圖3-42機械轉(zhuǎn)向系示意圖1-左轉(zhuǎn)向節(jié)；2-轉(zhuǎn)向直拉桿；3-前軸；4-蝸桿；5-轉(zhuǎn)向軸；6-右轉(zhuǎn)向節(jié)；7-轉(zhuǎn)向盤；8-右梯形臂；9-轉(zhuǎn)向橫拉桿；10-扇形齒輪；11-轉(zhuǎn)向搖臂；12-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；13-左梯形臂57可編輯版2.動力轉(zhuǎn)向系圖3-43動力轉(zhuǎn)向系示意圖1-轉(zhuǎn)向盤；2-轉(zhuǎn)向軸；3-梯形臂；4-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；5-轉(zhuǎn)向控制閥；6-轉(zhuǎn)向直拉桿；7-轉(zhuǎn)向搖臂；8-機械轉(zhuǎn)向器；9-轉(zhuǎn)向油記；10-轉(zhuǎn)向油泵；11-轉(zhuǎn)向動力缸；12-轉(zhuǎn)向橫拉桿；13-梯形臂58可編輯版3.6汽車制動系3.6.1制動系的功用目前，汽車的行駛速度不斷提高，道路情況越來越復(fù)雜，為了在技術(shù)上保證汽車的安全行駛，提高汽車的平均行駛車速，以提高運輸生產(chǎn)率，在各種汽車上都設(shè)有專用的制動機構(gòu)，使行駛中的汽車減低速度甚至停車或者使已經(jīng)停下來的汽車保持不動。3.6.2制動系的類型一般汽車應(yīng)包括兩套獨立的制動系：行車制動系和駐車制動系。行車制動系是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動系。它的功用是使正在行駛中的汽車減速或在最短距離內(nèi)停車。駐車制動系是由駕駛員用手操縱的，故由稱手制動系或駐車制動系。它的功用是使已停在各種路面上的汽車駐留原地不動。59可編輯版3.6.3制動系的工作原理圖3-44制動系工作原理示意圖1-制動踏板；2-推桿；3-主缸活塞；4-制動主缸；5-油管；6-制動輪缸；7-輪缸；8-制動轂；9-摩擦片；10-制動蹄；11-制動底版；12-支承銷；13-制動蹄回位彈簧60可編輯版3.6.4對制動系的要求1）應(yīng)具有足夠的制動力，工作可靠。2）操縱輕便。一般要求施于踏板上的力不大于200～300N；緊急制動時，不超過700N。施于手制動桿上的力不大于250～350N。3）前后橋上的制動力分配應(yīng)合理，左右車輪上的制動力應(yīng)相等。4）制動應(yīng)平穩(wěn)。制動時，制動力應(yīng)逐漸迅速增加；解除制動時，制動作用應(yīng)迅速消失。5）避免自行制動。在車輪跳動或汽車轉(zhuǎn)向時，不應(yīng)引起自行制動。6）散熱性好。摩擦片的抗熱衰退能力要好，磨損后的間隙應(yīng)能調(diào)整，并且能防水、防油、防塵。7）對掛車的制動系，要求掛車的制動作用略早于主車，掛車自行脫掛時能自動進行應(yīng)急制動。61可編輯版3.6.5制動系的組成圖3-45液壓式雙管路制動系的布置示例62可編輯版圖3-46典型轎車的制動系統(tǒng)1-配壓閥；2-報警燈；3-動力單元；4-總泵（主液壓缸）；5-報警閥；6-流量閥63可編輯版3.7車身與附屬設(shè)備3.7.1車身的功用與組成汽車車身是運送乘客、貨物和駕駛員工作的場所，車身應(yīng)具備使乘客和貨物免受塵土、雨雪、振動、噪音、廢氣侵襲、使駕駛員工作便利的條件。車身上的一些結(jié)構(gòu)措施和設(shè)備還應(yīng)有助于行車安全和減輕事故。車身的造型應(yīng)能保證有效地引導(dǎo)周圍的氣流，以減少空氣阻力和燃料消耗，且有助于提高汽車行駛穩(wěn)定性和改善發(fā)動機冷卻條件，保證車身內(nèi)部通風(fēng)良好。汽車車身主要包括：車身殼體、車門、車窗、前后鈑制件、車身附件、車身內(nèi)外裝飾件、座椅、通風(fēng)、暖氣、冷卻、空調(diào)裝置等。貨車和專用汽車上還包括貨箱和其它專用設(shè)備。64可編輯版3.7.2車身的類型1.按結(jié)構(gòu)型式分1）骨架式2）半骨架式3）無骨架式2.按受力情況分1）非承載式2）半承載式3）承載式65可編輯版3.7.3轎車的車身圖3-47轎車車身的類型a）四門轎車；b）雙門轎車（兩排座位）；