《汽車概論》第-五章

目錄/contents5.15.2汽車總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)構(gòu)造底盤構(gòu)造5.3汽車電氣設(shè)備5.4汽車本身5.5本章導(dǎo)讀汽車一般由發(fā)動機(jī)、底盤、車身和電氣設(shè)備四個基本部分組成。其中發(fā)動機(jī)是汽車的動力裝置；底盤是支承、安裝汽車發(fā)動機(jī)及各部件、總成的裝置，其接受發(fā)動機(jī)的動力，使汽車產(chǎn)生運動，并保證汽車正常行駛；車身是安裝在底盤的車架上，用來乘坐或裝載貨物的裝置；電氣設(shè)備由電源和用電設(shè)備兩大部分組成。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握汽車的總體構(gòu)造和組成。2．了解發(fā)動機(jī)的類型。3．認(rèn)識發(fā)動機(jī)兩大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和原理。4．掌握汽車底盤傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動系的功用。5．了解汽車內(nèi)各電器結(jié)構(gòu)、原理。第1章汽車的發(fā)明史汽車總體構(gòu)造5.1現(xiàn)代汽車總體結(jié)構(gòu)主要由發(fā)動機(jī)、底盤、車身和電氣設(shè)備四部分組成，典型轎車總體構(gòu)造如圖5-1所示。圖5-1典型轎車總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)是汽車的“心臟”，它的作用是使燃料在其內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生動力?，F(xiàn)代汽車廣泛使用的發(fā)動機(jī)為往復(fù)活塞式汽油（或柴油）內(nèi)燃機(jī)，其一般由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（僅用于汽油機(jī)）和啟動系組成。底盤是接收發(fā)動機(jī)的動力，使汽車運動并使汽車按駕駛員的操縱正常行駛的部件。它是汽車的基礎(chǔ)，發(fā)動機(jī)、車身、電氣設(shè)備和各種附件設(shè)備都直接或間接地安裝在底盤上。汽車底盤主要由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四大部分組成。車身是汽車裝載乘客和貨物的部件。它既具有結(jié)構(gòu)性功能，又具有裝飾性功能，其外形應(yīng)能保證汽車在高速行駛時受到較小的空氣阻力，且造型美觀，能反映當(dāng)代車身造型的發(fā)展趨勢。車身可以分為承載式、非承載式和半承載式三種。電氣設(shè)備是對汽車實施動力傳遞和行駛控制、提供安全顯示，并保證行駛舒適性的一系列裝置。其包括電源系統(tǒng)（蓄電池、發(fā)電機(jī)）、啟動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明和信號系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)和輔助電器系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)構(gòu)造5.2發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，它是把某種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器，其結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。迄今為止，除電動汽車外，汽車發(fā)動機(jī)都是熱能動力裝置，簡稱熱機(jī)。熱機(jī)的工作原理是借助工作物質(zhì)（簡稱工質(zhì)）的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。熱機(jī)有內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)兩種，直接以燃料燃燒所生成的燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機(jī)稱為內(nèi)燃機(jī)，反之則為外燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕和容易啟動等許多優(yōu)點。因此，現(xiàn)代汽車廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)。圖5-2發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)代汽車根據(jù)發(fā)動機(jī)相對于各總成的位置，分為以下幾種布置形式。（1）發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動（FR）。發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動是指發(fā)動機(jī)一般縱向布置于車頭，縱向與變速器相連，經(jīng)過傳動軸驅(qū)動后輪。早期汽車絕大多數(shù)都采用FR布局，現(xiàn)在這種布局主要應(yīng)用于中、高級轎車上。FR布局的優(yōu)點是軸荷分配均勻，即整車的前后重量比較平衡，操控穩(wěn)定性較好。后輪作驅(qū)動輪時，輪胎的附著利用率要優(yōu)于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的布局。缺點是傳動部件多、傳動系統(tǒng)質(zhì)量大，貫穿乘坐艙的傳動軸占據(jù)了艙內(nèi)的地臺空間，影響了腳部空間和乘坐舒適性。（2）發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動（FF）。發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動是指發(fā)動機(jī)一般橫向布置在車頭，經(jīng)過變速器直接驅(qū)動前輪，這樣可以免去傳動軸，從而解決了FR布局的座艙地臺空間較小的問題?，F(xiàn)代轎車大多采用這種形式。FF的優(yōu)點是降低了車廂地臺，操控性有明顯的轉(zhuǎn)向不足特性，另外其抗側(cè)滑的能力也比FR強(qiáng)。但FF布局的驅(qū)動輪附著利用率較低，上坡時驅(qū)動輪的附著力會減小；前輪的驅(qū)動兼轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)集中在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，布局擁擠，限制了采用大型發(fā)動機(jī)的可能。這也是大型轎車不采用FF布局的主要原因。但近年來出現(xiàn)了縱置發(fā)動機(jī)的FF布局，從而可以采用較大型的發(fā)動機(jī)。（3）發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動（RR）。發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動是指發(fā)動機(jī)放置在汽車后部，經(jīng)變速器直接驅(qū)動后輪。這種布局方式早期廣泛應(yīng)用在微型車上，如甲殼蟲汽車，因為其結(jié)構(gòu)緊湊，既沒有沉重的傳動軸，也沒有復(fù)雜的前輪轉(zhuǎn)向兼驅(qū)動結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在多應(yīng)用在大客車上，轎車上已很少用，但保時捷911跑車是其中之一，它的“甩尾”就是因RR出名的。這種布局方式的后軸荷較大，在操控性方面會產(chǎn)生與FF相反的轉(zhuǎn)向過度傾向。（4）發(fā)動機(jī)中置后輪驅(qū)動（MR）。發(fā)動機(jī)中置后輪驅(qū)動是指發(fā)動機(jī)放置在前、后軸之間，經(jīng)變速器直接驅(qū)動后輪。該布局最大的優(yōu)點是軸重均勻，具有很中性的操控特性。缺點是發(fā)動機(jī)占據(jù)了座艙的空間，降低了空間利用率和實用性。因此采用MR布局的汽車大多是追求操控性的方程式賽車和大多數(shù)跑車。（5）全輪驅(qū)動（nWD）。無論是發(fā)動機(jī)前置、中置還是后置，都可以采用四輪驅(qū)動。由于四個車輪均有驅(qū)動力，附著力利用率最高，但重量大、占空間。此外，其動力傳動損失比單軸驅(qū)動汽車的大。四輪驅(qū)動過去只用于越野車，近年來越來越多地應(yīng)用于高性能跑車。5.2.1汽車發(fā)動機(jī)的類型按活塞運動方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)可分為往復(fù)活塞式（見圖5-3）和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種（見圖5-4）。圖5-3往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)

圖5-4轉(zhuǎn)子活塞式發(fā)動機(jī)②根據(jù)所用燃料的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)主要分為汽油機(jī)、柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動機(jī)三類。汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別是汽油機(jī)由火花塞點火燃燒做功，柴油機(jī)是由噴油器將燃油噴入汽缸后自行燃燒。③按冷卻方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱為水冷式發(fā)動機(jī)，以空氣為冷卻介質(zhì)的稱為風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)。④活塞式內(nèi)燃機(jī)每完成一個工作循環(huán)，便會對外做功一次，不斷地完成工作循環(huán)，才使熱能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。按其在一個工作循環(huán)期間活塞往復(fù)運動的行程數(shù)不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)分為四沖程和二沖程。四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在一個工作循環(huán)中活塞往復(fù)四個行程，二沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的活塞往復(fù)兩個行程便完成一個工作循環(huán)。⑤按照汽缸數(shù)目不同，發(fā)動機(jī)可以分為單缸發(fā)動機(jī)和多缸發(fā)動機(jī)。僅有一個汽缸的發(fā)動機(jī)稱為單缸發(fā)動機(jī)；有兩個以上汽缸的發(fā)動機(jī)稱為多缸發(fā)動機(jī)，如雙缸、四缸、八缸、十二缸等?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機(jī)。⑥按照汽缸排列方式不同，內(nèi)燃機(jī)可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動機(jī)的各個汽缸排成一列，一般垂直分布的稱為直列式發(fā)動機(jī)（見圖5-5），但為了降低高度，有時也把汽缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機(jī)把汽缸排成兩列，兩列之間的夾角小于180°（一般為90°）稱為V形發(fā)動機(jī)（見圖5-6），若兩列之間的夾角為180°稱為對置式發(fā)動機(jī)（見圖5-7）。圖5-5直列式發(fā)動機(jī)

圖5-6V形發(fā)動機(jī)

圖5-7對置式發(fā)動機(jī)⑦按進(jìn)氣狀態(tài)不同，活塞式發(fā)動機(jī)可分為增壓和非增壓兩類。若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的，則為非增壓發(fā)動機(jī)或自然吸氣式發(fā)動機(jī)；若利用增壓器使進(jìn)氣壓力增高、進(jìn)氣密度增大，則該發(fā)動機(jī)為增壓發(fā)動機(jī)。增壓可以提高內(nèi)燃機(jī)功率。目前，應(yīng)用最廣泛、數(shù)量最多的汽車發(fā)動機(jī)為水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中汽油機(jī)用于轎車和輕型客、貨車上，而大客車和中、重型貨車發(fā)動機(jī)多為柴油機(jī)。從20世紀(jì)80年代起，在世界范圍內(nèi)，就不再有以二沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)為動力的轎車了。5.2.2發(fā)動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)現(xiàn)代車用的發(fā)動機(jī)主要是四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，它具有功率大、熱效率高、體積小、質(zhì)量輕、操作簡單、便于移動和啟動等優(yōu)點。汽車發(fā)動機(jī)基本結(jié)構(gòu)都是由多個相同的單缸機(jī)（見圖5-8）組成的?；钊谄字凶魍鶑?fù)運動，并通過連桿推動曲軸轉(zhuǎn)動。汽缸上方裝有汽缸蓋，汽缸蓋上開有進(jìn)、排氣道，并分別由進(jìn)氣門和排氣門控制其開閉。對于汽油機(jī)，汽缸蓋上除了裝有噴油器外，還安裝有火花塞。對于柴油機(jī)，不需要火花塞，噴油器直接安裝在汽缸頂部。圖5-8單缸發(fā)動機(jī)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的活塞在汽缸內(nèi)上下運動，活塞所處的最高位置稱為上止點，最低位置稱為下止點，上、下止點之間的距離稱為活塞行程。四個沖程分別為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。在進(jìn)氣沖程，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞從上止點往下運動到下止點，吸入可燃混合氣；在壓縮沖程，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，活塞從下止點運動到上止點，壓縮可燃混合氣；在活塞運動到接近上止點時，火花塞產(chǎn)生高壓電火花，點燃可燃混合氣，做功行程開始，混合氣燃燒產(chǎn)生的巨大推力將活塞從上止點推到下止點；在接近下止點處排氣門打開，排氣沖程開始，活塞在連桿的帶動下從下止點往上止點運動，排出廢氣。當(dāng)活塞向上運動到上止點附近時，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，排氣沖程結(jié)束，下一循環(huán)的進(jìn)氣沖程又開始，如此往復(fù)循環(huán)。四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)與汽油機(jī)相似，不同的是在進(jìn)氣沖程中，柴油機(jī)吸入的是新鮮空氣，而不是空氣與燃料的混合氣體。由于柴油不易蒸發(fā)，柴油是在壓縮沖程終了用高壓噴入燃燒室的。此外，柴油自燃溫度低，加上柴油機(jī)壓縮比高，因此無需使用火花塞點火。柴油發(fā)動機(jī)是靠壓燃（自燃）著火的。發(fā)動機(jī)是一部復(fù)雜的機(jī)器，不同類型或即使相同類型的發(fā)動機(jī)，其具體結(jié)構(gòu)也不盡相同，但其總體構(gòu)造基本相似。通常汽油機(jī)是在機(jī)體組上安裝兩個機(jī)構(gòu)（曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)）和五大系統(tǒng)（啟動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)）；柴油機(jī)為四大系統(tǒng)，沒有點火系統(tǒng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)1曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括活塞連桿組（見圖5-9）、曲軸飛輪組（見圖5-10）和機(jī)體組，其功用是將發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并向傳動裝置輸出動力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運動狀態(tài)有三種：活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)直線運動；曲軸與飛輪的旋轉(zhuǎn)運動；連桿大端的往復(fù)直線運動與旋轉(zhuǎn)運動的復(fù)合運動。圖5-9活塞連桿組圖5-10曲軸飛輪組1）機(jī)體組機(jī)體組是發(fā)動機(jī)的“骨架”，由氣缸體、氣缸蓋、氣缸墊、油底殼四部分組成，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基礎(chǔ)，氣缸蓋與活塞頂部共同組成燃燒室，氣缸墊放在缸蓋與氣缸體之間，起密封作用，油底殼用于儲存機(jī)油并與氣缸體形成一個整體。2）活塞連桿組活塞連桿組在氣缸內(nèi)承受和傳遞燃燒氣體壓力，與氣缸蓋、缸套內(nèi)壁構(gòu)成密封的燃燒室?；钊浩渲饕饔脼槌惺軞飧字械臍怏w壓力，并將此壓力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)?；钊墓ぷ鳝h(huán)境很惡劣，高溫高壓，并且承受較大的側(cè)向力和慣性力，因此，活塞材料一般為高強(qiáng)度鋁合金。活塞環(huán)：是具有彈性的開口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。氣環(huán)的作用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁；油環(huán)起布油和刮油的作用，活塞下行時刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，上行時在氣缸壁上涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力?；钊N：其作用是連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿。活塞銷的材料有中碳鋼和中碳合金鋼。連桿：其作用是連接活塞和曲軸，把活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，大頭一般采用分開式，以方便與曲軸相連。3）曲軸飛輪組曲軸飛輪組包括曲軸、飛輪及安裝在曲軸上的正時齒輪、軸瓦、皮帶輪等。飛輪是一個轉(zhuǎn)動慣性很大的帶齒輪圈的圓盤，起吸收能量和釋放能量的作用，它需要克服進(jìn)氣、壓縮沖程的阻力及其他阻力，使曲軸能勻速地旋轉(zhuǎn)。曲軸的作用是傳遞動力。配氣機(jī)構(gòu)2發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的作用是按照發(fā)動機(jī)的工作順序，適時開啟和關(guān)閉各汽缸的進(jìn)氣門、排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式（見圖5-11），其一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。圖5-11頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)工作時，通過齒形帶帶動進(jìn)排氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)氣缸的進(jìn)氣凸輪克服氣門彈簧力作用壓下進(jìn)氣門時，進(jìn)氣門打開，開始進(jìn)氣；當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的基圓段時，該進(jìn)氣門在氣門彈簧作用下回位，關(guān)閉進(jìn)氣門，進(jìn)氣停止。排氣門的開閉原理與進(jìn)氣門的類似。為使進(jìn)氣充分，排氣徹底，進(jìn)氣門應(yīng)在活塞到達(dá)上止點前打開，活塞到達(dá)下止點后關(guān)閉；而排氣門應(yīng)在活塞到達(dá)下止點前打開，活塞到達(dá)上止點后關(guān)閉。進(jìn)、排氣門實際開啟和關(guān)閉的時刻以曲軸轉(zhuǎn)角表示即為配氣定時，也稱配氣相位。配氣相位通常用環(huán)形圖表示，如圖5-12所示。配氣相位包括進(jìn)氣提前角、進(jìn)氣延遲角、排氣提前角、排氣延遲角等。發(fā)動機(jī)的配氣相位是無法改變的，但理想的配氣相位應(yīng)隨著發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及其他工況而改變。現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)已有可變氣門控制系統(tǒng)，它可以提高發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性。一般發(fā)動機(jī)采用每缸兩個氣門，即一個進(jìn)氣門和一個排氣門的結(jié)構(gòu)。但為了提高充氣效率，在很多新型發(fā)動機(jī)上多采用每缸四氣門的結(jié)構(gòu)，即兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門。圖5-12配氣相位圖燃料供給系統(tǒng)3汽油機(jī)的汽油在未進(jìn)入氣缸前，須要霧化和蒸發(fā)，按照一定的比例和空氣混合形成一定濃度的可燃混合氣?？扇蓟旌蠚膺M(jìn)入氣缸內(nèi)被壓縮，在接近壓縮終了時點火燃燒，從而膨脹做功。因此汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的需要，向發(fā)動機(jī)供給一定數(shù)量的、清潔的、霧化良好的汽油，以便與一定數(shù)量的空氣混合形成可燃混合氣。同時，燃料供給系統(tǒng)還要儲存相當(dāng)數(shù)量的汽油，以保證汽車有足夠遠(yuǎn)的續(xù)航里程。汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)可以分為化油器式燃料供給系統(tǒng)和電控噴射式燃料供給系統(tǒng)。但化油器式燃料供給系統(tǒng)的性能方面存在著諸多問題且很難得到改善，因而，已逐漸退出歷史舞臺?，F(xiàn)代汽車的發(fā)動機(jī)廣泛采用電控噴射式燃料供給系統(tǒng)。1）化油器式汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)如圖5-13所示為化油器式燃料供給系統(tǒng)，汽油自油箱流經(jīng)汽油濾清器，濾去所含雜質(zhì)后，被吸入汽油泵。汽油泵將汽油泵入化油器中?？諝饨?jīng)過空氣濾清器過濾掉所含灰塵后，流入化油器。汽油在化油器中實現(xiàn)霧化和蒸發(fā)，并與空氣混合形成可燃混合氣，通過進(jìn)氣管分配到各個氣缸?；旌蠚馊紵纬傻膹U氣經(jīng)排氣管和排氣消聲器被排到大氣中?；推魉┙o的混合氣隨著節(jié)氣門開度的增大而逐漸變稀，不能保證發(fā)動機(jī)在寬廣的負(fù)荷范圍內(nèi)得到所需濃度的混合氣。1—汽油表；2—空氣濾清器；3—化油器；4—進(jìn)氣管；5—排氣管；6—汽油泵；7—汽油濾清器；8—排氣消聲器；9—汽油箱；10—油管圖5-13化油器式燃油供給系統(tǒng)2）電控噴射式燃料供給系統(tǒng)電控噴射式燃料供給系統(tǒng)是在恒定的壓力下，利用噴油器將一定數(shù)量的汽油直接噴入氣缸或進(jìn)氣管道內(nèi)。與化油器相比，電控噴射式燃料供給系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的變化供給最佳的混合氣，具有較高的動力性、經(jīng)濟(jì)性和良好的排放性。此外，發(fā)動機(jī)的振動有所減輕，汽車的加速性也有顯著改善。該系統(tǒng)主要由燃油供給、空氣供給和電路控制等部分組成，如圖5-14所示。圖5-14電控燃油噴射系統(tǒng)燃油在電動燃油泵的壓力作用下經(jīng)過燃油濾清器，進(jìn)入燃油分配管。分配管中有一個調(diào)壓器，它使噴油壓力保持恒定，過量的壓力油通過這個調(diào)壓器無損失地返回油箱。調(diào)節(jié)后的壓力燃油，通過燃油分配管送到各噴油器，由電控單元通過判斷與計算來自各傳感器的信號來控制噴油器，將所需的燃油量噴射至進(jìn)氣門上方，當(dāng)進(jìn)氣門打開時，才將燃油與空氣同時送入氣缸中?？諝庥煽諝饬髁坑嫲磿r按量送入管道。冷卻系統(tǒng)4發(fā)動機(jī)工作時，氣缸內(nèi)燃燒氣體的溫度可高達(dá)1927～2527℃（汽油機(jī)），如果不對發(fā)動機(jī)采取必要的冷卻措施，將不能保證其正常工作。冷卻系統(tǒng)的功用是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(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。冷卻系按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風(fēng)冷和水冷。如果把發(fā)動機(jī)中高溫零件的熱量直接散入大氣而進(jìn)行冷卻的裝置稱為風(fēng)冷系；那么把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣，進(jìn)行冷卻的裝置則稱為水冷系。由于水冷系冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)噪聲小，目前汽車發(fā)動機(jī)上廣泛采用的是水冷系。如圖5-15所示為冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)工作時，動力經(jīng)曲軸帶輪帶動風(fēng)扇和水泵運轉(zhuǎn)。當(dāng)冷卻液溫度較低時，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉，副閥門打開，冷卻液流經(jīng)冷卻水泵、發(fā)動機(jī)水套、節(jié)溫器副閥門，最后又回到冷卻水泵，形成小循環(huán)；當(dāng)冷卻液溫度高到一定值時，節(jié)溫器主閥門打開，冷卻液流經(jīng)冷卻水泵、發(fā)動機(jī)水套、節(jié)溫器主閥門、散熱器，最后回到冷卻水泵，形成大循環(huán)。圖5-15水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代汽車的冷卻液普遍以乙二醇為基料，再根據(jù)相關(guān)要求增加各種添加劑，一般使其冰點在-25℃以下，沸點在106℃以上。潤滑系統(tǒng)5發(fā)動機(jī)工作時，各運動零件均以一定的力作用在另一個零件上，并且發(fā)生高速的相對運動，零件表面必然要產(chǎn)生摩擦，從而加速磨損。因此，為了減小摩擦阻力，減輕磨損，延長使用壽命，發(fā)動機(jī)上都必須有潤滑系統(tǒng)。其功用是向做相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻，從而達(dá)到提高發(fā)動機(jī)工作可靠性和耐久性的目的。潤滑油對發(fā)動機(jī)傳動件的潤滑方式主要有三種：壓力潤滑、飛濺潤滑、潤滑脂潤滑。壓力潤滑是以一定的壓力將潤滑油供入摩擦表面的潤滑方式，主要用于曲軸主軸承、連桿軸承和凸輪軸承等負(fù)荷較大的摩擦表面的潤滑。飛濺潤滑是利用發(fā)動機(jī)工作時運轉(zhuǎn)零件撞擊機(jī)油飛濺起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式，主要用于負(fù)荷較輕的汽缸壁面和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿和搖臂等零件的工作表面的潤滑。潤滑脂潤滑是通過定期加注潤滑脂來潤滑零件工作表面的潤滑方式，主要作用于水泵及發(fā)電機(jī)軸承等。潤滑系統(tǒng)通常由油底殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、潤滑油道等組成。其中，油底殼是用來存儲潤滑油的容器；機(jī)油集濾器用來濾除潤滑油中粗大的雜質(zhì)，防止其進(jìn)入機(jī)油泵；機(jī)油泵用來保證潤滑油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，并在發(fā)動機(jī)的任何轉(zhuǎn)速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數(shù)量的潤滑油；機(jī)油濾清器用來濾除潤滑油中的金屬磨屑、機(jī)械雜質(zhì)和潤滑油氧化物等。如圖5-16所示為汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)示意圖。1—旁通閥；2—機(jī)油泵；3—集濾器；4—油底殼；5—放油塞；6—溢流閥；7—機(jī)油濾清器；8—主油道；9—分油道；10—曲軸；11—中間軸；12—限壓閥；13—凸輪軸圖5-16汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)此系統(tǒng)中，曲軸的主軸頸、連桿軸頸、凸輪軸頸及中間軸軸頸均采用壓力潤滑，其余部分則采用飛濺潤滑或潤滑脂潤滑。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，潤滑油從油底殼經(jīng)過集濾器，被機(jī)油泵送入機(jī)油濾清器中。如果油壓太高，潤滑油則經(jīng)機(jī)油泵上的溢流閥返回到機(jī)油泵入口。全部潤滑油都需經(jīng)過濾清器過濾后進(jìn)入發(fā)動機(jī)主油道。當(dāng)濾清器堵塞時，潤滑油不經(jīng)過濾清器過濾，而由濾清器上的旁通閥直接進(jìn)入主油道然后流經(jīng)分油道，潤滑主軸承。然后，潤滑油經(jīng)曲軸上的斜油道，繼續(xù)潤滑連桿軸承、凸輪軸承等。點火系統(tǒng)6在汽油機(jī)中，氣缸蓋上裝有火花塞，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是由火花塞產(chǎn)生的電火花點燃的。能夠按時使火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)按電源不同可以分為蓄電池點火系統(tǒng)和磁電機(jī)點火系統(tǒng)。磁電機(jī)點火系統(tǒng)多用于小型二沖程汽油機(jī)，蓄電池點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，被廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)。蓄電池點火系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)形式又可以分為傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、普通電子點火系統(tǒng)和微機(jī)控制點火系統(tǒng)?，F(xiàn)代汽車采用的點火系統(tǒng)普遍為最后一種。傳統(tǒng)點火系統(tǒng)是利用機(jī)械裝置控制點火時刻的，其通常由電源、點火開關(guān)、點火線圈組件、配電器、火花塞等組成，如圖5-17所示。圖5-17傳統(tǒng)點火系統(tǒng)普通電子點火系統(tǒng)是利用電子點火器控制點火時刻，其組成與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)相似，只是以電子元件代替了斷電器，但仍保留部分機(jī)械裝置。微機(jī)控制點火系統(tǒng)是一種全電子點火系統(tǒng)，它完全取消了機(jī)械裝置，并由電控系統(tǒng)控制點火時刻。其組成元件主要包括電源、電子控制單元、點火線圈和火花塞等，有些電控系統(tǒng)還具有分電器。電源由蓄電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)組成，供給點火系統(tǒng)所需的電能?；鸹ㄈ脕韺⒏邏弘娨肴紵?，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣體。點火線圈相當(dāng)于一個自耦變壓器，當(dāng)初級繞組有電流通過時，通過互感和自感，次級繞組中便感應(yīng)出高壓，能將12V的低壓直流電轉(zhuǎn)換成15～20kV的高壓直流電。分電器用來在發(fā)動機(jī)工作時接通與切斷點火系統(tǒng)的一次電路，使點火線圈的二次繞組中產(chǎn)生高壓電，并按要求的點火時刻與點火順序，將點火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到相應(yīng)汽缸的火花塞上。啟動系統(tǒng)7為了使靜止的發(fā)動機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，啟動系統(tǒng)必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)曲軸，使活塞開始上下運動，使汽缸內(nèi)吸入可燃混合氣，并將其壓縮、點燃，體積迅速膨脹后產(chǎn)生強(qiáng)大的動力，推動活塞運動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動機(jī)自動地進(jìn)入工作循環(huán)。發(fā)動機(jī)常用的啟動方式有人力啟動、電力啟動機(jī)啟動。絕大多數(shù)汽車啟動常以電動機(jī)作為動力源，電力啟動方便、迅速，起動可靠，結(jié)構(gòu)簡單，啟動系統(tǒng)體積小。電動啟動系統(tǒng)主要由蓄電池、啟動機(jī)（包括直流電動機(jī)、控制裝置和傳動系統(tǒng)）、啟動繼電器等組成。目前，各類汽車采用的啟動機(jī)均為電磁嚙合式啟動機(jī)，如圖5-18所示。圖5-18電磁嚙合式起動機(jī)電磁嚙合式啟動機(jī)工作過程如下。①接通啟動開關(guān)，吸引線圈和保持線圈的電路接通。②在兩線圈電磁吸力的共同作用下，活動鐵心克服復(fù)位彈簧的彈力而被吸引，撥叉便將驅(qū)動齒輪推出，使其與飛輪嚙合。③當(dāng)齒輪嚙入后，接觸盤也將接線柱接通，蓄電池電流便流經(jīng)啟動機(jī)電樞繞組和磁場繞組使啟動機(jī)輸出正常轉(zhuǎn)矩來轉(zhuǎn)動曲軸。與此同時，吸引線圈被短路，活動鐵心靠保持線圈的磁力維持在吸合位置。④發(fā)動機(jī)啟動后，保持線圈中的電流經(jīng)起動開關(guān)與吸引線圈構(gòu)成回路。由于此時兩線圈產(chǎn)生的磁通方向相反而相互抵消，于是活動鐵心在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，使驅(qū)動齒輪退出，接觸盤回位，切斷了啟動機(jī)電路，啟動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。課堂討論汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)有什么相同點與不同點？底盤構(gòu)造5.3汽車底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。5.3.1汽車傳動系傳動系是位于發(fā)動機(jī)與驅(qū)動車輪之間的動力傳動裝置，其主要包括離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅(qū)動橋四部分。傳動系主要有以下幾方面作用。①擴(kuò)大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍。②改變汽車的行駛速度。③實現(xiàn)汽車的倒向行駛。④能夠在必要時中斷動力傳遞。⑤保證汽車的正常轉(zhuǎn)向。離合器1這里主要介紹膜片彈簧式離合器，它屬于干式摩擦式離合器，通過螺栓安裝在發(fā)動機(jī)曲軸飛輪的后端面上，發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩通過它傳遞到傳動系的變速器第一軸上。離合器的作用如下。①要保證汽車平穩(wěn)起步。在起步過程中，由于傳動系統(tǒng)聯(lián)系整個汽車，如沒有離合器，傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)處于剛性連接，那么變速器一旦掛擋，發(fā)動機(jī)動力將直接傳入傳動系統(tǒng)，汽車從靜止到突然接受動力向前沖時將產(chǎn)生很大的慣性力，對發(fā)動機(jī)造成很大的阻力矩，在這慣性阻力矩的作用下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速會在瞬間急速下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以下，造成發(fā)動機(jī)熄火而不能正常工作，因此汽車就不能正常起步。如果在傳動系中裝設(shè)離合器，使之與發(fā)動機(jī)直接結(jié)合，那么在發(fā)動機(jī)起動后、汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，使離合器處于分離狀態(tài)，使發(fā)動機(jī)與傳動系脫開，再將變速器掛上擋位，逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸結(jié)合，在此結(jié)合過程中，發(fā)動機(jī)所受阻力矩逐漸增加，發(fā)動機(jī)經(jīng)由傳動系統(tǒng)傳給驅(qū)動輪的驅(qū)動力便逐漸增加，當(dāng)增加到驅(qū)動力足以克服起步阻力時，汽車即從靜止開始運動并逐漸加速。②暫時切斷發(fā)動機(jī)與傳動系的聯(lián)系，保證傳動系統(tǒng)換擋時工作平順。汽車在行駛過程中，傳動系統(tǒng)經(jīng)常要換用不同的擋位以適應(yīng)不同的行駛條件。齒輪式變速器的換擋一般是通過撥動嚙合齒輪或其他傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)，使原來工作擋位的某一對齒輪副退出，再使另一對齒輪副進(jìn)入工作，若沒有離合器，換擋過程中發(fā)動機(jī)動力持續(xù)輸入，則待嚙合齒輪副在進(jìn)入工作的過程中沖擊過大，將影響傳動系使用壽命。因此在換擋前必須先通過踩下離合器踏板來中斷動力傳遞，以便于原來擋位的嚙合齒輪脫開，同時撥動待捏合齒輪副使其嚙合部位的速度慢慢趨于同步，這樣齒輪嚙合時的沖擊會大大降低。③限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。若沒有離合器，那么發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)是剛性連接，則發(fā)動機(jī)在緊急制動時會急速降低轉(zhuǎn)速，而其中零件由于慣性仍保持原有轉(zhuǎn)速，這會對傳動系造成超過其承載能力的載荷，而使其機(jī)件損壞。有了離合器，便可依靠離合器主動部分和從動部分之間可能產(chǎn)生的相對運動以消除這一危險，從而能防止傳動系過載，起到一定的保護(hù)作用。變速器2變速器，又稱變速箱，安裝在離合器之后，從離合器輸入的動力，將通過變速器輸出到萬向傳動裝置。變速器的主要作用是滿足汽車在不同條件下行駛所需要的牽引力，使汽車能夠倒車和切斷動力傳輸。變速器由殼體、變速傳動機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)三部分組成，如圖5-19所示。殼體殼體的作用是安裝、保護(hù)齒輪傳動機(jī)構(gòu)和容納潤滑油。變速傳動機(jī)構(gòu)的主要作用是傳遞、改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的大小和方向。操縱機(jī)構(gòu)的作用是實現(xiàn)變速器傳動比的變化，由操縱桿、變速叉軸、自鎖、互鎖、倒檔鎖等裝置組成。變速器按換擋操縱方式的不同，可以分為手動變速器、自動變速器和半自動變速器。手動變速器是靠駕駛員直接操縱變速桿換擋；自動變速器是借助發(fā)動機(jī)負(fù)荷和車速的信號系統(tǒng)來控制換擋系統(tǒng)的，駕駛員只需操縱加速踏板以控制車速；半自動變速器是常用的幾個擋位自動操縱，其余擋位則由駕駛員操縱。目前，汽車自動變速器應(yīng)用最廣泛的是液力自動變速器（AT），它幾乎成為自動變速器的代名詞。圖5-19變速器萬向傳動裝置3萬向傳動裝置的作用是將安裝位置不在同一高度的變速器和驅(qū)動橋中的主減速器連接起來，如圖5-20所示，并將變速器輸出軸輸出的動力傳給主減速器。萬向傳動裝置包括傳動軸和萬向節(jié)，當(dāng)傳動距離較遠(yuǎn)時，還要設(shè)置中間支承。汽車傳動軸一般由傳動軸管和伸縮花鍵等組成。傳動軸除可以傳遞動力外，有的還可以伸縮，以防止所連接的兩軸之間有距離變化時產(chǎn)生運動干涉。汽車上用的萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)又分為不等速萬向節(jié)、等速萬向節(jié)和準(zhǔn)速萬向節(jié)。汽車上最常用的萬向節(jié)是十字軸剛性萬向節(jié)（見圖5-21），它是不等速萬向節(jié)的一種，其允許相鄰兩軸的最大交角為15°～20°。它是由一個十字軸、兩個萬向節(jié)叉和四個滾針軸承等組成。中間支承由橡膠彈性元件、軸承等組成，它具有補(bǔ)償傳動軸安裝誤差的功能。圖5-20變速器與驅(qū)動橋之間的萬向傳動裝置圖5-21十字軸剛性萬向節(jié)驅(qū)動橋4驅(qū)動橋位于傳動系末端，其作用是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動車輪，實現(xiàn)降速、增大扭矩，并協(xié)助轉(zhuǎn)向的目的。驅(qū)動橋由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼等組成，如圖5-22所示。主減速器的作用是將傳動軸傳來的轉(zhuǎn)速降低、轉(zhuǎn)矩增大，并改變轉(zhuǎn)動方向。其一般由一對或幾對減速齒輪副組成。差速器（見圖5-23）的作用是將主減速器傳來的動力分給左右半軸，并根據(jù)汽車的行駛需要，使左右半軸差速轉(zhuǎn)動，保證兩側(cè)驅(qū)動輪正常滾動。圖5-22驅(qū)動橋圖5-23差速器半軸是傳動系中傳遞轉(zhuǎn)矩的一個重要零件，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪相連，外端鍛制成凸緣，用螺栓與輪轂相連。根據(jù)受力情況不同，半軸分為半浮式和全浮式兩種。驅(qū)動橋殼是主減速器、差速器、半軸、車輪及懸架等的安裝基礎(chǔ)，它的作用是支承并保護(hù)這些元件。驅(qū)動橋殼需要和前橋一起承受汽車的質(zhì)量，還要承受驅(qū)動車輪傳來的各種反力和力矩，因此，驅(qū)動橋殼應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時質(zhì)量要小，便于主減速器的拆裝和調(diào)整。5.3.2汽車行駛系汽車行駛系統(tǒng)的功用是保證汽車的正常行駛，并對全車起支撐作用，它是由車架、車橋、車輪和懸架等組成，如圖5-24所示。圖5-24汽車行駛系車架1車架的作用是支撐連接汽車的各零部件，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷。車架是整個汽車的基體，絕大多數(shù)部件和總成都是通過車架來固定其相對位置的。車橋2車橋通過懸架與車架（或承載式車身）相連，兩端安裝車輪。車橋的功用是傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間各方向的作用力及其力矩。車橋可以分為整體式和斷開式兩種。當(dāng)采用非獨立懸架時，車橋中部是剛性的實心或空心梁，這種車橋即為整體式；當(dāng)與獨立懸架配合使用時，車橋是活動關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，這種車橋即為斷開式。根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為支撐橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋四種類型。車輪和輪胎3車輪和輪胎（見圖5-25）是行駛系中重要部件，其作用是支撐汽車的重量、傳遞汽車與路面間的各種力和力矩、吸收不平路面引起的振動、確定汽車的行駛方向。車輪是位于輪胎與車軸之間用來承受負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)組件，它是由輪轂、輪輞和輪輻組成的。按照連接部分結(jié)構(gòu)的不同，車輪可以分為輻板式和輻條式。目前，汽車廣泛采用的多為輻板式車輪，輻條式車輪多用于賽車和高級轎車。輪胎按胎體結(jié)構(gòu)的不同可以分為充氣輪胎（見圖5-26）和實心輪胎，現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都采用充氣輪胎。充氣輪胎根據(jù)組成結(jié)構(gòu)不同又可以分為有內(nèi)胎的輪胎和無內(nèi)胎的輪胎。圖5-25車輪和輪胎的結(jié)構(gòu)圖5-26有內(nèi)胎的車輪和輪胎結(jié)構(gòu)目前轎車上普遍采用了無內(nèi)胎的子午線充氣輪胎。它沒有內(nèi)胎，空氣直接壓入外胎中，無內(nèi)胎的充氣輪胎在外觀和結(jié)構(gòu)上與有內(nèi)胎的充氣輪胎近似，不同的是無內(nèi)胎的充氣輪胎的外胎壁上附加了一層專門用來封氣的橡膠密封層，密封層內(nèi)側(cè)貼有一層自黏層，當(dāng)輪胎穿孔時，自黏層能將刺穿的孔黏合。懸架4懸架位于車橋（或車身）與車架（或車輪）之間。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩，緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊，削減由沖擊載荷引起的承載系統(tǒng)的振動。懸架可以分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類，如圖5-27所示。非獨立懸架的兩側(cè)車輪通過整體式車橋相連，車橋通過懸架與車架（或車身）相連。如果行駛過程中路面不平，一側(cè)車輪會被抬高，整體式車橋?qū)⑵仁沽硪粋?cè)車輪產(chǎn)生運動。獨立懸架的車橋是斷開的，每一側(cè)的車輪都單獨地通過懸架與車架（或車身）相連，每一側(cè)的車輪可以獨立跳動。（a）非獨立懸架

（b）獨立懸架圖5-27汽車懸架類型懸架系統(tǒng)由彈性元件、導(dǎo)向裝置和減振器等部分組成，轎車懸架系統(tǒng)還要加裝橫向穩(wěn)定器。彈性元件分為鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧等。轎車上大多采用螺旋彈簧為彈性元件，鋼板彈簧則被載貨汽車廣泛采用。彈性元件的作用是支撐垂直載荷，緩和不平路面引起的沖擊與振動。導(dǎo)向裝置的作用是傳遞力與力矩，并起導(dǎo)向作用，控制行駛中的汽車車輪的運動軌跡。減振器的作用是迅速減緩和消除汽車的振動，提高汽車的行駛平順性，減緩機(jī)件的損傷。5.3.3汽車轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系1汽車轉(zhuǎn)向系的作用是使汽車按照駕駛員的操縱改變行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系按能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類。機(jī)械式轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。動力轉(zhuǎn)向系兼用駕駛員體力和發(fā)動機(jī)（或電動機(jī)）的動力作為轉(zhuǎn)向能源。機(jī)械轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)組成，如圖5-28所示。圖5-28機(jī)械轉(zhuǎn)向系1）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向器之間的所有零部件總稱為轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，其主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸等組成。它們將駕駛員的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。2）轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器的作用是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復(fù)運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進(jìn)行放大。即在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中減速增距，并改變轉(zhuǎn)向力矩的傳動方向。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上。目前在汽車上廣泛采用的有齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（見圖5-29）、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器（見圖5-30）等。圖5-29齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器

圖5-30循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器3）轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向節(jié)之間的所有傳動桿件（不包括轉(zhuǎn)向節(jié)）總稱為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。其作用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給車輪（萬向節(jié)），并使左右車輪按一定的關(guān)系進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以保證汽車轉(zhuǎn)向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。當(dāng)汽車需要轉(zhuǎn)向時，駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，施加一個轉(zhuǎn)向力矩，該力矩通過轉(zhuǎn)向軸輸入機(jī)械轉(zhuǎn)向器，經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力和減速后的運動傳到轉(zhuǎn)向直拉桿，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變汽車的行駛方向。動力轉(zhuǎn)向系2動力轉(zhuǎn)向系是由機(jī)械轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向加力裝置組成的，轉(zhuǎn)向加力裝置又包括轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動力缸、轉(zhuǎn)向油泵和轉(zhuǎn)向油罐等，如圖5-31所示。根據(jù)助力能源形式的不同，動力轉(zhuǎn)向系可以分為液壓助力、氣壓助力和電動機(jī)助力三種類型。圖5-31動力轉(zhuǎn)向系1）轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向控制閥的作用是控制工作油液的流動方向。2）轉(zhuǎn)向動力缸轉(zhuǎn)向動力缸的作用是輸出轉(zhuǎn)向力，驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動。3）轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)向動力缸的作用是輸出轉(zhuǎn)向力，驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動。4）轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油罐的作用是儲存、濾清、冷卻動力轉(zhuǎn)向系的工作油液。5.3.4汽車制動系制動系統(tǒng)的基本組成1汽車在道路上行駛時，由于交通情況和道路條件的變化，常常需要使行駛中的汽車在很短的距離內(nèi)停車。因此，在汽車上必須裝有一套能使行駛中的汽車在很短的距離內(nèi)停車的裝置，這個裝置就是制動系。制動系的作用是強(qiáng)制行駛中的汽車減速或停車，并防止停放的汽車產(chǎn)生滑移。汽車制動系統(tǒng)由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四個部分組成，如圖5-32所示。1—前輪盤式制動器；2—制動主缸；3—真空助力器；4—制動踏板；5—后輪鼓式制動器；6—主動組合閥；7—制動警示燈圖5-32制動系統(tǒng)的基本組成供能裝置：包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件。其中產(chǎn)生制動能量的部分稱為制動能源，包括駕駛員的肌體?？刂蒲b置：包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的各個部件，包括制動踏板、制動閥等。傳動裝置：包括將制動能量傳輸?shù)街苿悠鞯母鱾€部件，包括制動主缸和制動輪缸等。制動器：是產(chǎn)生制動摩擦力矩的部件，目前，汽車上用的制動器主要有鼓式和盤式兩種。制動系的工作原理2目前轎車上普遍采用液壓制動系，由車輪制動器和液力傳動機(jī)構(gòu)組成。以鼓式制動器為例，制動鼓安裝在車輪上，作為旋轉(zhuǎn)元件，制動蹄安裝在制動底板上，作為非旋轉(zhuǎn)元件，如圖5-33所示。圖5-33鼓式制動器制動時，駕駛員踩下制動踏板，推桿推動主缸活塞，使制動主缸中的油液以一定的壓力流入制動輪缸中，通過輪缸活塞使兩個制動蹄的上端向外張開，從而使摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。這樣，旋轉(zhuǎn)的制動鼓與不旋轉(zhuǎn)的制動蹄之間產(chǎn)生摩擦力，即制動器的制動力，制動鼓產(chǎn)生一個摩擦力矩，方向與車輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，迫使車輪停止轉(zhuǎn)動。松開制動踏板時，制動蹄回位彈簧將制動蹄拉回原位，制動作用即行解除。制動器在不工作時，制動鼓內(nèi)圓面與摩擦片外圓面之間保留一定的間隙，通常被稱作制動間隙，它使制動鼓可以隨車輪自由旋轉(zhuǎn)。制動間隙過小，不易保證制動徹底解除，從而造成摩擦片磨損過度；如果制動間隙過大，又使制動踏板行程太長，同時也會推遲制動器開始起作用的時刻。隨著摩擦片與制動鼓間的摩擦磨損，制動器的制動間隙會變大，制動距離將會變長，因此駕駛員應(yīng)定期對制動間隙進(jìn)行檢查調(diào)整。制動系的分類3制動系統(tǒng)的分類通常如表5-1所列。分類方法類型特點按功用分行車制動系統(tǒng)使行駛中的汽車減速或停車駐車制動系統(tǒng)使已停止的汽車能夠駐留在原地不動應(yīng)急制動系統(tǒng)在行車制動系失效時保證汽車仍能減速或停車輔助制動系統(tǒng)在汽車下長坡或在山區(qū)行駛時能穩(wěn)定車速按制動能源分人力制動系統(tǒng)以駕駛員的肌體作為唯一制動能源動力制動系統(tǒng)完全依靠發(fā)動機(jī)動力轉(zhuǎn)化成的氣壓或液壓制動伺服制動系統(tǒng)兼用人力和發(fā)動機(jī)動力進(jìn)行制動按制動能量

傳輸方式分機(jī)械式制動系統(tǒng)以機(jī)械傳輸制動能量液壓式制動系統(tǒng)以液壓傳輸制動能量氣壓式制動系統(tǒng)以氣壓傳輸制動能量電磁式制動系統(tǒng)以電磁力傳輸制動能量組合式制動系統(tǒng)多種制動能量傳輸方式的綜合表5-1汽車制動系分類課堂作業(yè)本章學(xué)習(xí)了汽車底盤的相關(guān)知識，請同學(xué)們分組進(jìn)行討論分析，在一款車中底盤的選擇與哪些因素有關(guān)？汽車電氣設(shè)備5.4汽車電氣設(shè)備主要包括電源和用電設(shè)備，用電設(shè)備又包括啟動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、照明和信號系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)和輔助電器系統(tǒng)。啟動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)在前文已經(jīng)提到，在此不做過多贅述。5.4.1電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)主要包括蓄電池、發(fā)電機(jī)和調(diào)節(jié)器。蓄電池1蓄電池在發(fā)動機(jī)啟動時向起動機(jī)供電，同時輔助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。根據(jù)使用的電解液的不同，蓄電池可以分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，且內(nèi)阻小、起動性能好，能在短時間內(nèi)提供汽車發(fā)動機(jī)所需的大電流，因此，其在汽車上得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)電機(jī)2發(fā)電機(jī)為汽車主電源，它不但向全車用電設(shè)備供電，還給蓄電池充電。發(fā)電機(jī)與蓄電池并聯(lián)工作。目前，汽車應(yīng)用的發(fā)電機(jī)主要有硅整交流發(fā)電機(jī)、感應(yīng)子式交流發(fā)電機(jī)等，其中以硅整交流發(fā)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。調(diào)節(jié)器3調(diào)節(jié)器的主要作用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時，使發(fā)電機(jī)輸出電壓保持恒定。5.4.2汽車照明與信號裝置照明裝置1汽車上所采用的照明裝置包括車外照明裝置和車內(nèi)照明裝置兩部分。車外照明裝置包括前照燈、霧燈、尾燈、牌照燈等。車上使用的照明裝置的數(shù)量、結(jié)構(gòu)形式及安裝位置因車型而異。車內(nèi)照明裝置包括頂燈、儀表燈、車門燈、閱讀燈和工作燈。頂燈主要用于車內(nèi)照明。有的車輛頂燈還具有門燈作用，當(dāng)車門關(guān)閉不嚴(yán)時燈亮，提醒駕駛員注意。為了保證汽車的行駛安全和工作可靠，其上裝有各種照明裝置和信號裝置，用以照明道路、標(biāo)示車輛寬度和車輛所處的位置、照明車廂內(nèi)部儀表等。此外，在轉(zhuǎn)彎、制動、會車、停車、倒車等工況下，還應(yīng)發(fā)出光亮或聲音信號，以警示行人和其他車輛。信號裝置2汽車信號裝置的作用是通過聲、光信號向其他車輛的駕駛員和行人發(fā)送有關(guān)車輛運行狀況的信息，以引起有關(guān)人員的注意，確保車輛的行駛安全。1）轉(zhuǎn)向信號裝置轉(zhuǎn)向信號裝置由轉(zhuǎn)向信號燈、轉(zhuǎn)向信號閃光器和轉(zhuǎn)向信號燈開關(guān)等組成。轉(zhuǎn)向信號燈簡稱轉(zhuǎn)向燈，它分裝在車身前端和后端的左右兩側(cè)。駕駛員在轉(zhuǎn)向前，應(yīng)開啟左側(cè)或右側(cè)的轉(zhuǎn)向信號燈，以通知交警、行人和其他車輛的駕駛員。2）制動信號裝置制動信號裝置由制動信號燈和制動信號燈開關(guān)組成。制動信號燈是用以提示后車減速的紅色信號裝置。它的設(shè)置各有不同，有的是在汽車尾部的左右兩側(cè)分別單設(shè)；還有的是同尾燈設(shè)置一起，當(dāng)駕駛員踩制動踏板時尾燈亮度增強(qiáng)。如后車在行駛中發(fā)現(xiàn)前車制動信號燈閃亮?xí)r，應(yīng)及時減速，調(diào)整好車距，以防發(fā)生追尾事故。3）倒車信號裝置倒車信號裝置由倒車信號燈、倒車信號開關(guān)及倒車報警器等組成。倒車信號燈是設(shè)置在汽車尾部的白色小燈。當(dāng)汽車變速桿掛入倒擋時，倒車信號燈隨即被點亮，同時，倒車報警器的喇叭也發(fā)出斷續(xù)的聲響或語言報警，以警告后車的駕駛員和行人注意避讓。4）故障停車信號裝置在汽車運行過程中如果出現(xiàn)故障而停住，故障停車信號燈被點亮，以引起其他車輛和行人的注意。故障停車信號燈常與轉(zhuǎn)向信號燈共用一組燈泡，分別由轉(zhuǎn)向信號燈開關(guān)和故障停車燈開關(guān)控制。5）汽車?yán)绕嚴(yán)仁怯脕碓谶\行過程中警示行人和其他車輛注意交通安全的聲響信號裝置。5.4.3汽車儀表車速里程顯示系統(tǒng)11）車速里程表車速里程表由車速表和里程表兩部分組成，車速表用來指示汽車瞬時行駛速度，里程表可記錄汽車行駛總里程和短程里程。2）車速警報裝置為了保證行車安全，一些車型的車速表電路中裝有速度報警裝置。當(dāng)汽車行駛速度達(dá)到或超過某一限定車速時，車速表內(nèi)的速度開關(guān)接通蜂鳴器的電路，蜂鳴器會發(fā)出聲響提醒駕駛員，車速已超過限定值。3）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表是發(fā)動機(jī)工況信息的指示裝置，可直觀顯示發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，便于駕駛員選擇發(fā)動機(jī)的最佳速度范圍，把握好換擋時機(jī)，以及充分利用經(jīng)濟(jì)車速等。為了使駕駛員能夠掌握汽車及各系統(tǒng)的工作情況，在汽車駕駛室內(nèi)的儀表板上裝有各種指示儀表、指示燈及各種信號報警裝置。汽車上常用的儀表有車速里程表、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表、機(jī)油壓力表、冷卻液溫度表等，它們通常與各種信號燈一起安裝在儀表板上，稱為組合儀表，如圖5-34所示。圖5-34汽車組合儀表燃油量顯示系統(tǒng)21）燃油表燃油表用來指示汽車燃油箱內(nèi)的存油量。2）燃油過低油面報警裝置在燃油箱內(nèi)的燃油量少于某一規(guī)定值時，該裝置發(fā)出報警信號，以引起駕駛員的注意。機(jī)油壓力顯示系統(tǒng)31）機(jī)油壓力表機(jī)油壓力表用來指示發(fā)動機(jī)工作時潤滑系統(tǒng)主油道中機(jī)油壓力的大小。2）油壓報警裝置當(dāng)機(jī)油壓力低于正常值時，油壓報警裝置得報警燈點亮，向駕駛員發(fā)出報警信號。3）油壓指示系統(tǒng)有些車型的儀表板上沒有機(jī)油壓力表，而是采用油壓指示系統(tǒng)監(jiān)視潤滑系統(tǒng)的機(jī)油壓力。當(dāng)油壓過低或過高時，通過油壓報警燈和蜂鳴器報警。冷卻液溫度顯示系統(tǒng)41）冷卻液溫度表冷卻液溫度表俗稱水溫表，它是用來指示發(fā)動機(jī)冷卻水套中冷卻液的溫度。2）冷卻液溫度報警燈在冷卻液溫度超過一定值時，冷卻液溫度報警燈點亮，發(fā)出警報信號，以引起駕駛員的注意。冷卻液溫報警燈一般安裝在冷卻液溫度表內(nèi)。3）冷卻液不足報警器當(dāng)冷卻液面高度過低時，冷卻液不足報警器發(fā)出報警信號以引起駕駛員的注意。充放電顯示系統(tǒng)51）電流表電流表串聯(lián)在蓄電池的電路中，用來指示發(fā)電機(jī)向蓄電池充電時的電流大小，或蓄電池向主要用電設(shè)備供電時放電電流的大小。2）充電指示燈目前國內(nèi)外大部分汽車的電流表已被充電指示燈所取代。充電指示燈雖不如電流表可直接顯示充、放電電流的大小，但其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，而且可通過充電指示燈由亮到熄滅的信號變化判斷發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器的工作是否正常。汽車正常運行時若充電指示燈點亮，表明充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，駕駛員應(yīng)及時檢查并排除充電系統(tǒng)的故障。5.4.4輔助電氣系統(tǒng)現(xiàn)代汽車廣泛使用的輔助電器主要包括空調(diào)、雨刷器、風(fēng)窗清洗器、電動座椅、電動車窗、電動后視鏡、中央集控門鎖、防盜系統(tǒng)和音響系統(tǒng)。讀一讀現(xiàn)代汽車的儀表和電氣設(shè)備種類繁多，為了便于識別和使用，常在汽車駕駛室的儀表、操縱桿、按鈕、開關(guān)等處標(biāo)有各種醒目的形象化符號。下面簡單列舉了幾個常見的儀表指示燈供同學(xué)們參考，如表5-2所示。儀表指示燈名稱圖標(biāo)符號圖標(biāo)含義備注機(jī)油指示燈該指示燈顯示發(fā)動機(jī)內(nèi)機(jī)油的壓力狀況。接通點火開關(guān)，車輛自檢時，該指示燈亮，啟動后自動熄滅若該指示燈一直亮，說明該車發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力可能低于規(guī)定值，需維修燃油指示燈該指示燈顯示車輛儲油量的多少。接通點火開關(guān)時，該指示燈會短時亮，隨后自動熄滅車輛啟動后，若該指示燈亮，說明車內(nèi)油量不足，需及時添加冷卻液溫度指示燈該指示燈顯示發(fā)動機(jī)內(nèi)冷卻液溫度。接通點火開關(guān)，車輛自檢時，該指示燈會亮，隨后自動熄滅當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度過高時，該指示燈亮，需立即停車熄火，冷卻液溫度正常后才能繼續(xù)行駛發(fā)動機(jī)自診斷燈該指示燈顯示車輛發(fā)動機(jī)的工作狀況。接通點火開關(guān)，車輛自檢時，該指示燈亮，隨后自動熄滅若該指示燈常亮，說明車輛的發(fā)動機(jī)出現(xiàn)了機(jī)械故障，需維修駐車制動指示燈該指示燈顯示車輛駐車制動的狀態(tài)，平時為熄滅狀態(tài)。當(dāng)駐車制動桿被拉起后，該指示燈亮；當(dāng)駐車制動桿被放下后，該指示燈自動熄滅有的車型在行駛中未放下駐車制動桿會伴隨警告聲表5-2汽車儀表指示燈制動盤指示燈該指示燈顯示車輛制動盤的磨損狀態(tài)，一般為熄滅狀態(tài)若制動盤出現(xiàn)故障或磨損過度時，該指示燈亮，需維修充電系統(tǒng)指示燈該指示燈顯示蓄電池使用狀態(tài)。接通點火開關(guān)，車輛自檢時，該指示燈亮，車輛啟動后熄滅若車輛啟動后該指示燈一直亮，說明該車仍由蓄電池供電，需檢修或更換車門指示燈該指示燈顯示所有車門是否處于關(guān)緊狀態(tài)當(dāng)任意車門未關(guān)上或未關(guān)好，相應(yīng)車門指示燈亮，車門關(guān)好后，指示燈熄滅轉(zhuǎn)向指示燈該指示燈顯示車輛轉(zhuǎn)向燈的位置，平時為熄滅狀態(tài)當(dāng)駕駛員打開轉(zhuǎn)向燈時，相應(yīng)方向的指示燈亮，轉(zhuǎn)向燈熄滅后，該指示燈熄滅遠(yuǎn)光指示燈該指示燈顯示車輛遠(yuǎn)光燈的工作狀態(tài)，平時為熄滅狀態(tài)當(dāng)駕駛員打開遠(yuǎn)光燈時，該指示燈亮清洗液指示燈該指示燈顯示車輛所裝玻璃清洗液量的多少，平時為熄滅狀態(tài)當(dāng)該指示燈亮?xí)r，說明車輛所裝玻璃清洗液量已不足，需添加示寬指示燈該指示燈顯示車輛示寬燈的工作狀態(tài)，平時為熄滅狀態(tài)當(dāng)示寬燈打開時，該指示燈亮安全帶指示燈該指示燈顯示安全帶是否處于鎖止?fàn)顟B(tài)當(dāng)該指示燈亮?xí)r，說明安全帶沒有及時扣緊，有些車型會有提示音安全氣囊指示燈該指示燈顯示安全氣囊的工作狀態(tài)。接通點火開關(guān)時，該指示燈亮，5～6s后熄滅，說明系統(tǒng)正常該指示燈不亮或常亮，說明系統(tǒng)存在故障O/D擋指示燈該指示燈顯示O/D擋的工作狀態(tài)當(dāng)該指示燈亮?xí)r，說明O/D擋已鎖止，此時加速能力提升，但會增加油耗續(xù)表5-2課堂討論在汽車的改裝中，汽車電器改裝是最多的，和同學(xué)們討論下你身邊見過的汽車電器改裝有哪些？汽車車身5.5汽車車身是駕駛員的工作場所，也是容納乘客和裝載貨物的場所。其主要作用是保護(hù)駕駛員以及構(gòu)成良好的空氣力學(xué)環(huán)境，為乘客提供舒適安全的環(huán)境，以及保證貨物完好無損且裝卸方便。按車身受力形式的不同，汽車車身可以分為非承載式、承載式和半承