汽車機械基礎(chǔ) 第3版 課件 第1章 汽車機械系統(tǒng)簡介

主講教師：《汽車機械基礎(chǔ)》第1章汽車機械系統(tǒng)簡介目錄《汽車機械基礎(chǔ)》課程介紹01021.1燃油車的總體構(gòu)造0304第1章汽車機械系統(tǒng)簡介本章小結(jié)051.2純電動汽車的機械系統(tǒng)《汽車機械基礎(chǔ)》課程介紹1.課程的主要內(nèi)容、地位及作用01《汽車機械基礎(chǔ)》作為汽車制造與試驗技術(shù)專業(yè)的一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，涵蓋了工程力學(xué)、汽車常用結(jié)構(gòu)材料及運行材料、常用機構(gòu)及機械傳動、液壓及氣壓傳動基礎(chǔ)等知識，是學(xué)習(xí)《汽車發(fā)動機構(gòu)造與維修》、《汽車底盤構(gòu)造與維修》和《汽車維護與保養(yǎng)》等專業(yè)課程的基礎(chǔ)。02通過本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能夠熟悉汽車構(gòu)件的受力特點及受力分析方法，掌握汽車零部件使用的材料，汽車運行都需要哪些材料以及對各類運行材料的要求；掌握汽車運動和動力的主要傳動形式和傳動原理，從而更好的理解汽車的工作過程。2.本課程各模塊與其它專業(yè)課的聯(lián)系0401020301模塊1：汽車的機械系統(tǒng)簡介——對燃油車及新能源車的總體構(gòu)造有一個基本認(rèn)識，熟悉一些本課程中涉及的汽車常見零部件，以更好的理解本課程其它模塊的知識。模塊2：汽車工程力學(xué)知識——分析汽車零部件的受力情況，理解其變形特點，是汽車變形修復(fù)的基礎(chǔ)；也是專升本重點考查內(nèi)容。模塊3：汽車常用材料——掌握汽車零部件的常用材料及熱加工工藝，掌握汽車運行材料的基礎(chǔ)知識，會選用汽車運行材料，是汽車維護保養(yǎng)的基礎(chǔ)；模塊4：汽車常用機構(gòu)及機械傳動——掌握平面連桿機構(gòu)、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、螺旋傳動的工作原理及在汽車中的應(yīng)用；掌握汽車零部件的聯(lián)接方式，汽車常用軸及軸承的特點；熟悉聯(lián)軸器、離合器和制動器的工作原理及在汽車中的應(yīng)用?！嚢l(fā)動機、底盤構(gòu)造的基礎(chǔ)。模塊5：汽車液壓及氣壓傳動常識——掌握液壓傳動和氣壓傳動的特點及原理，熟悉其在汽車中的應(yīng)用。

第一章汽車機械系統(tǒng)簡介知識目標(biāo)熟悉燃油車的發(fā)動機和底盤的機械系統(tǒng)組成、作用；理解汽車動力的傳動路線。了解純電動汽車的傳動裝置、行駛裝置、轉(zhuǎn)向裝置及制動裝置的組成及作用；熟悉燃油車及純電動汽車的總體構(gòu)造；能力目標(biāo)能識別汽車主要總成：發(fā)動機總成、轉(zhuǎn)向器總成、變速器總成、前后橋、車架等；能正確描述燃油車各組成部分的作用；能正確描述純電動車的組成及各機械裝置的作用。1.1燃油車的總體構(gòu)造1.1燃油車的總體構(gòu)造汽車從誕生至今已經(jīng)有130多年了，其基本構(gòu)造經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從傳統(tǒng)到現(xiàn)代化的過程。早期的汽車結(jié)構(gòu)沿用了馬車的設(shè)計，車身由木材制成且沒有車架，承載能力差且安全性低。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)逐漸現(xiàn)代化一、典型轎車的組成燃油車一般由發(fā)動機、底盤、車身及電氣設(shè)備組成。圖1

典型轎車的四大組成二、典型轎車的總體結(jié)構(gòu)圖2所示為典型轎車的總體結(jié)構(gòu)，圖中2為發(fā)動機，其作用是通過燃燒燃油為汽車提供動力，是整車的動力來源，被稱為汽車的“心臟”。底盤接受來自發(fā)動機的動力，使汽車產(chǎn)生運動，并保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛，圖1-2中5、6、7、8、9、1、0、12、17、18都屬于底盤。車身是駕駛員工作的場所，也是裝載乘客和貨物的場所，圖1-2中1、13、14、15、16都屬于車身。汽車電氣設(shè)備的作用是保證駕駛輔助系統(tǒng)工作的可靠性和汽車基本功能的使用，同時為汽車娛樂和通訊設(shè)施供電，圖1-2中3、4、11都屬于電氣設(shè)備。圖2

典型轎車的主要總成和部件1-發(fā)動機罩2-發(fā)動機3-發(fā)電機4-前大燈5-前輪6-變速箱7-座椅8-傳動軸9-后輪10-制動器

11-后轉(zhuǎn)向燈

12-驅(qū)動橋

13-行李廂

14-車頂縱梁

15-車窗

16-車門

17-轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

18-前懸架圖3典型轎車的發(fā)動機在汽車中所處的位置圖3所示為典型轎車的發(fā)動機在汽車中所處的位置。目前，大多數(shù)燃油車的發(fā)動機都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，其主要由兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成：曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃油供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)。柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機的區(qū)別是沒有點火系統(tǒng)。這里我們主要介紹汽油發(fā)動機的基本構(gòu)造。發(fā)動機能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，也稱為引擎。三、發(fā)動機1、汽油發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)1-機油加注口2-氣門搖臂3-凸輪軸4-排氣門5-張緊輪6-正時帶7-機油濾清器8-曲軸帶輪圖4汽油發(fā)動機的總體結(jié)構(gòu)觀察汽油發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖，看看有你認(rèn)識的部件嗎？9-油底殼10-汽車發(fā)電機11-連桿12-活塞13-進氣門14-飛輪15-進氣歧管16-進氣歧管2、曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)一般由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成，如圖5所示。曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)。1-活塞2-活塞環(huán)3-活塞銷4-連桿5-連桿螺栓6-連桿蓋7-連桿軸瓦8-連桿螺母9-飛輪10-曲軸圖5曲柄連桿機構(gòu)的組成曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)。當(dāng)可燃混合氣在氣缸中燃燒時，活塞承受燃?xì)鈮毫υ谄變?nèi)作直線運動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，并通過曲軸向外輸出動力。觀察下面動態(tài)圖，試試說明曲柄連桿機構(gòu)的工作過程。3、配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入汽缸，并使廢氣從汽缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。曲軸通過正時帶輪和正時皮帶驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動，由凸輪的旋轉(zhuǎn)控制氣門定時開啟和關(guān)閉。1-凸輪軸正時皮帶2-凸輪軸正時帶輪3-張緊輪4-曲軸正時帶輪5-凸輪軸6-氣門7-氣門彈簧8-氣門彈簧座圖6配氣機構(gòu)的組成曲軸通過正時帶輪和正時皮帶驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動，由凸輪的旋轉(zhuǎn)控制氣門定時開啟和關(guān)閉。觀看下面動態(tài)圖，描述配氣機構(gòu)的工作過程。4、燃油供給系統(tǒng)

1-燃油箱2-燃油泵3-燃油濾清器4-燃油壓力調(diào)節(jié)器5-噴油器

6-進氣管7-節(jié)氣門8-進氣門9-排氣門10-活塞11-排氣管圖7燃油供給系統(tǒng)的組成觀察燃油供給系統(tǒng)的組成圖片，認(rèn)識各部分零部件。汽油機燃油供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入汽缸，并將燃燒后的廢氣從汽缸內(nèi)排出到大氣中；柴油機燃油供給系的功用是把柴油和空氣分別供入汽缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。5、點火系統(tǒng)1-電源2-點火開關(guān)3-點火線圈4-點火控制器5-點火信號發(fā)生器6-分電器7-火花塞觀察點火系統(tǒng)的組成圖片，認(rèn)識各部分零部件。圖8點火系統(tǒng)的組成點火系統(tǒng)的功用是按照發(fā)動機的工作順序定時產(chǎn)生足夠強度的電火花把混合氣點燃，從而產(chǎn)生動力驅(qū)動活塞運動。點火系統(tǒng)的功用6、潤滑系統(tǒng)發(fā)動機工作時，有些運動零件之間存在高速的相對運動，這種相對運動會導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生摩擦，加速磨損，為了減輕磨損，減小摩擦阻力，延長使用壽命，發(fā)動機上都必須有潤滑系統(tǒng)。討論：汽車為什么需要潤滑系統(tǒng)？圖9

潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1-機油泵2-油底殼3-機油濾清器4-安全閥5-潤滑油道觀察潤滑系統(tǒng)的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。潤滑系統(tǒng)的功用就是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損，同時還能對零件表面進行清洗和冷卻。7、冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的功用是將發(fā)動機受熱零部件吸收的多余熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。發(fā)動機采用兩種冷卻方式，即風(fēng)冷與水冷。1-風(fēng)扇2-散熱器3-冷卻水管4-膨脹水箱

5-發(fā)動機水套排氣管6-節(jié)溫器7-水泵8-氣缸體水套討論：汽車為什么需要冷卻系統(tǒng)？圖10

冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8、啟動系統(tǒng)曲軸在外力作用下從開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自行運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的啟動。思考：你覺得汽車啟動指的是什么？1-蓄電池2-點火開關(guān)3-起動機4-飛輪5-啟動繼電器啟動系統(tǒng)主要由蓄電池、點火開關(guān)、起動機等組成，在點火開關(guān)和啟動繼電器的控制下，蓄電池提供電能，起動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，帶動發(fā)動機的飛輪齒圈和曲軸轉(zhuǎn)動，從而使發(fā)動機進入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。觀察啟動系統(tǒng)的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。圖11

啟動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

四、汽車底盤觀察下面圖片——坦克500的底盤，討論汽車底盤的作用？底盤是用來支撐和安裝汽車發(fā)動機及其零部件的總成，形成汽車的整體造型，接受發(fā)動機的動力，使汽車能夠正常運動和行駛。底盤由四部分組成：傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系。1-轉(zhuǎn)向系2-制動系3-傳動系4-行駛系觀察汽車底盤的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。下面分別來介紹轉(zhuǎn)向系、制動系、傳動系和行駛系的組成及功用。1、傳動系1-發(fā)動機2-變速器3-傳動軸4-萬向節(jié)5-主減速器和差速器6-半軸觀察底盤傳動系的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。對發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的汽車，發(fā)動機的動力通過離合器傳給變速器2，再通過傳動軸3、萬向節(jié)4、主減速器和差速器5傳給驅(qū)動半軸6，驅(qū)動半軸將動力傳給驅(qū)動車輪，進而使車輪轉(zhuǎn)動。傳動系統(tǒng)具有減速、變速、倒車、中斷發(fā)動機的動力傳遞及左右車輪差速等功能。傳動系與發(fā)動機配合工作時，能保證汽車在各種工況下正常行駛。傳動系統(tǒng)主要由離合器、變速器、萬向節(jié)、傳動軸和驅(qū)動橋組成。2、行駛系（1）行駛系的組成行駛系主要由車架、車橋（也稱車軸）、懸架和車輪組成，圖示為載貨汽車的行駛系組成，現(xiàn)在的普通轎車一般已沒有車架，僅由懸架和車輪等部分組成。1-車架2-車橋3-懸架4-車輪觀察底盤行駛系的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。行駛系接受發(fā)動機經(jīng)傳動系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)矩，通過驅(qū)動車輪與路面間的附著作用，產(chǎn)生汽車牽引力，保證汽車正常行駛，此外行駛系還能緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車行駛的平順性。（2）行駛系的功用2、行駛系3、轉(zhuǎn)向系1-方向盤2-轉(zhuǎn)向軸3-轉(zhuǎn)向器4-轉(zhuǎn)向橫拉桿5-轉(zhuǎn)向泵6-轉(zhuǎn)向臂觀察底盤轉(zhuǎn)向系的組成圖片，認(rèn)識各組成部分。你能說出圖中各部分的名稱嗎？轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)作用是將駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力傳遞到轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向力一般通過轉(zhuǎn)向器后會改變傳遞方向。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳遞給車輪，使左右車輪按一定關(guān)系偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向系的功用轉(zhuǎn)向系的功用是改變或恢復(fù)汽車行駛方向。主要由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)組成。4、制動系汽車制動系的作用：使行駛中的汽車減速甚至停止。制動系統(tǒng)根據(jù)作用不同可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)。行車制動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)是每一輛汽車都必須具備的。使行駛中的汽車降低速度甚至停車的制動系統(tǒng)稱為行車制動系統(tǒng)；使已停駛的汽車駐留原地不動的制動系統(tǒng)稱為駐車制動系統(tǒng)。1-制動踏板2-真空助力器3-制動器4-手剎5-制動管路說說汽車制動系的作用？

五、汽車車身轎車車身結(jié)構(gòu)圖車身安裝在底盤車架上，供駕乘人員乘坐或裝載貨物。轎車和客車的車身一般為整體結(jié)構(gòu)，卡車的車身一般由駕駛室和貨箱兩部分組成。汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身外殼、車門、車窗、前面板、內(nèi)外飾件和車身附件、座椅、通風(fēng)、加熱、冷卻和空調(diào)裝置等。觀察車身結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合你對汽車的認(rèn)知，說說車身都包括哪些部件？

六、電氣設(shè)備根據(jù)你對汽車認(rèn)知，說說你知道的汽車電氣設(shè)備？電氣系統(tǒng)是汽車的重要組成部分之一，主要包括電子系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)。電氣設(shè)備由電源系、發(fā)動機啟動系和點火系、汽車照明和信號裝置等組成。此外，在現(xiàn)代汽車上愈來愈多地裝用各種電子設(shè)備：微處理機、中央計算機系統(tǒng)及各種人工智能裝置等，顯著地提高了汽車的性能。汽車中的電氣設(shè)備

六、電氣設(shè)備1.燃油車的基本組成：發(fā)動機、底盤、車身、電氣設(shè)備2.發(fā)動機的基本組成：二機構(gòu)、五系統(tǒng)二機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)主要零部件？活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿螺栓、連桿軸瓦、連桿螺母、曲軸、飛輪等；凸輪軸正時皮帶、凸輪軸正時帶輪、張緊輪、曲軸正時帶輪、凸輪軸、氣門、氣門彈簧、氣門彈簧座等。主要零部件？燃油車總體構(gòu)造總結(jié)五系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)點火系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)啟動系統(tǒng)主要零部件？主要零部件？燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器及噴油器等點火信號發(fā)生器、點火控制器、分電器、點火線圈和火花塞等主要零部件？主要零部件？主要零部件？油底殼、潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等蓄電池、點火開關(guān)、起動機燃油車總體構(gòu)造總結(jié)3.底盤的基本組成：傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系

傳動系統(tǒng)：離合器、變速器、萬向節(jié)、傳動軸和驅(qū)動橋

行駛系：車架、車橋（也稱車軸）、懸架和車輪

制動系統(tǒng)：傳動裝置、制動器、液壓或氣壓供能裝置等

轉(zhuǎn)向系：方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向臂燃油車總體構(gòu)造總結(jié)4.車身的基本組成：5.汽車電氣設(shè)備：蓄電池、發(fā)電機、電動機、照明、儀表和信號裝置、發(fā)動機點火系統(tǒng)部件等。此外，現(xiàn)代汽車上裝用各種電子設(shè)備如微處理機、中央計算機系統(tǒng)及各種人工智能裝置等。車身外殼、車門、車窗、前面板、內(nèi)外飾件和車身附件、座椅、通風(fēng)、加熱、冷卻和空調(diào)裝置等；燃油車總體構(gòu)造總結(jié)觀看下面幾幅圖片，說說你能想到什么？染！環(huán)境污汽車作為石油下游需求的重點行業(yè)之一，每年消耗的石油量較多，國家重視新能源汽車的發(fā)展，以求用新能源汽車逐步替代燃油車。近年來，我國新能源汽車的產(chǎn)銷量整體呈上漲態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，2024年1-11月，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成1134.5萬輛和1126.2萬輛，同比分別增長34.6%和35.6%?。因此，我們有必要了解新能源汽車的機械系統(tǒng)。1.2純電動汽車的機械系統(tǒng)新能源汽車是指使用新型能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油的汽車，主要包括電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。1-電動機2-底盤3-電氣設(shè)備4-車身純電動車的基本組成純電動汽車以電力作為動力源，用電機驅(qū)動車輪行駛。沿用傳統(tǒng)的汽車構(gòu)造結(jié)構(gòu)劃分，新能源電動汽車可分為電動機、底盤、車身和電氣設(shè)備四部分，或者劃分為電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)三部分。一、純電動汽車的組成純電動汽車底盤觀察純電動車底盤圖片，說說與燃油車底盤的區(qū)別？從外表沒有太大差別，新能源汽車和燃油車的底盤基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)保持一致，都是作為車輛的支撐骨架，確保行駛穩(wěn)定性。它們都承載著駕駛者、乘客以及車輛的其他重要部件，提供必要的支撐作用。新能源電動汽車的機械系統(tǒng)主要包括傳動裝置、行駛裝置、轉(zhuǎn)向裝置及制動裝置，工業(yè)用的電動汽車還設(shè)有為完成作業(yè)要求而設(shè)置的工作裝置。新能源汽車的底盤重心在于電池，這部分重量與傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機不同。電機取代了發(fā)動機，提供了電動驅(qū)動，減少了復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)。

二、傳動裝置純電動汽車的傳動裝置相較于傳統(tǒng)汽車更為簡化：1.純電動汽車省略了傳統(tǒng)汽車中的機械