荆州职业技术学院汽车发动机构造与维修课程教案.docx

0.1 汽车简介0.1.1 汽车总体组成汽车（motor vehicle）：是由动力驱动，一般具有四个或四个以上车轮的非轨道承载车辆，主要用于载运人、货物及一些特殊用途。汽车组成：发动机、底盘和车身三大部分（图0-1）。发动机:汽车的动力，现代汽车发动机主要采用的是往复活塞式内燃机，负责将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能。它一般由机体组件、曲柄连杆机构、换气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统组成。底盘:负责将发动机的动力进行传递和分配，并按驾驶员要求进行行驶（加速、减速、转向、制动等）。它一般由传动系、行驶系、转向系、制动系等组成。车身:是驾驶员操作和容纳乘客及货物的场所。一般由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、附件（各种座椅、内外饰、仪表电器、刮水器、洗涤器、风窗除霜装置、空调等）和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成，货车及专用车辆还有货箱及专用设备。0.1.2 汽车对人类的影响汽车特点：高速、机动、舒适、使用方便等优点。汽车对人类的影响：方便人们的生活；提高了劳动生产率；促进了国民经济发展（图0-2）：2003年世界500强前10名中，汽车公司就占了30%。日本经济高速发展的15年间，汽车工业产值增长了57倍，从而带动国民经济增长了36倍。每年汽车行业约消耗世界钢铁总产量的24、橡胶的18、石油的46。汽车产业是一个1：10的产业。促进劳动就业：在美国，每6个就业岗位就一个与汽车有关。有专家预测，到2030年，我国汽车相关产业从业人数将达一亿人以上。推动科学技术的发展：汽车是集声、光、机、电、热、电子、化工、美工于一身的高科技产品，也是世界上唯一的一种零件以万计、产量以千万计、保有量以亿计、售价以万元计的商品。安全问题：全世界每年有40多万人死于车祸，1200万人受伤，造成巨大的经济损失。排放问题：全世界6亿多辆汽车，每年向大气排放有害气体7亿多吨。0.1.3 汽车发展简介图0-3 汽车之父Banz（本茨）1.汽车的诞生1886年，德国人Banz(奔茨) (图0-3)设计制造出世界上第一辆装用汽油内燃机的三轮汽车,功率为1.103kW,最高时速18km/h，并于1886年1月26日获得世界上第一项汽车发明专利，该日子被人们定为汽车诞生日。同年,德国人Daimler（戴姆勒）设计制造出第一辆装用汽油内燃机的四轮汽车(图0-4)。奔茨和戴姆勒也因此被誉为汽车之父。图0-4 Daimler(戴姆勒)2.世界汽车工业的发展世界主要汽车公司（工厂）创建时间(表0-1)。 表0-1 世界主要汽车公司创建时间公司国家创建时间公司国家创建时间奔驰德国1886戴姆勒-奔驰德国1926戴姆勒德国1886沃尔沃瑞典1927标致法国1889法拉利意大利1929雷诺法国1899保时捷德国1931菲亚特意大利1899日产日本1933奥迪德国1899大众德国1937福特美国1903丰田日本1937劳斯莱斯英国1904起亚韩国1944通用美国1908本田日本1946宝马德国1916一汽中国1953雪铁龙法国1919现代韩国1967马自达日本1920二汽中国1967克莱斯勒美国1925大宇韩国1972世界汽车工业发展总体经历了创建、发展、全盛、稳定、兼并改组和再发展等过程，可分为以下三个阶段。（1）汽车快速发展阶段（19世纪末至20世纪30年代）20余家汽车公司相继成立。汽车生产组织形式也由家庭作坊式过渡到大规模、标准化和流水线生产， 1913年，福特公司首次采用流水线生产T型汽车，到1920年,实现了每分钟生产1辆汽车的速度,生产量达1546万辆，创下当时汽车单产世界记录。通用公司则采用合作兼并等方法，先后兼并了凯迪莱克、别克、雪佛兰、庞蒂克等30多个汽车公司，进行集团化生产，分工协作，到1927年成为世界上最大的汽车公司。1984年公司从业人员达81.3万人。汽车技术也有很大进步，高速汽油机、柴油机、艾克曼式的转向机构、等速万向节、弧锥齿轮和双曲面齿轮传动、带同步器的变速器、四轮制动、液压减震器、充气轮胎和发电机-蓄电池-起动马达系统都是这个时期发明的。（2）汽车发展的全盛时期（20世纪30年代至70年代初）二战结束，欧洲各国大力发展汽车，西欧汽车产量由战前的80万辆猛增到750多万辆，增长了近10倍。德国大众的甲壳虫牌汽车风靡全球，从19361973年共生产2150万辆，创下了单产世界记录。其高尔夫牌轿车，款式新颖齐全，外壳镀锌板，12年不锈，深受欢迎，已经生产2000多万辆，欧洲几乎每个家庭都有1辆。日本也迅速崛起，在引进、消化基础上，创造出新车型，产量从1963年的100多万辆迅速增加到1970年的400余万辆。19801993年期间年产量超过美国，跃居世界第一。这个时期的汽车技术主要是向高速、方便、舒适方面发展，50年代轿车功率已经达到280kW，最高车速达200km/h，流线型车身、前轮独立悬架、液力自动变速器、动力转向、动力制动、全轮驱动、低压轮胎、子午线轮胎都相继出现。（3）汽车企业兼并改组，汽车产量相对稳定时期（20世纪70年代以后）世界汽车年产量稳定在4000-5000万辆左右。由于发达国家汽车保有量趋于饱和，汽车生产过剩，市场竞争激烈，各大公司通过参股、控股、转让、兼并，加速了汽车工业国际化和高度垄断。1998年5月7日，德国最大的汽车工业集团戴姆勒·奔驰公司与美国第三大汽车公司克莱斯勒公司合并。韩国在激烈竞争中崛起，汽车工业从60年代起步，沿着KD装配零部件国产化自主开发的发展道路，成功地实现技术跨越，至1997年，汽车总产量、出口量均居全球排名第5位。这个时期汽车技术的主要发展方向是提高汽车的安全性和降低排气污染。各种保障安全、减少排气污染的新技术、新车型应运而生，如各种防抱死制动系统、电子控制喷油、电子控制点火、三元催化转化系统、电动汽车等。3.汽车生产现状及发展趋势 目前世界汽车保有量6.6亿辆，其中轿车占近70。世界平均每千人汽车拥有量为100辆，美国千人汽车拥有量达780辆，居首位，我国为16辆。表0-2 2003年世界汽车产量排名名次国家年产量/万辆名次国家年产量/万辆1美国12086韩国3182日本10297西班牙3033德国5518加拿大2544中国4449英国1845法国32510巴西1832003年世界汽车年产量达5500万辆，产量前10名的国家见表0-2。我国已经跃居世界第4位。2003年世界主要汽车生产国汽车年产量所占比例见图0-5。图0-5 2003年主要汽车生产国汽车产量比例2003年世界汽车制造商汽车产量排名见表0-3。表0-3 2003年世界汽车制造商汽车产量排名名次汽车制造商年产量/万辆占全球市场/%1美国通用86015.62日本丰田67812.33福特-沃尔沃67212.24雷诺-日产5369.75德国大众5009.16戴姆勒-克莱斯勒4327.67标致-雪铁龙3296.08本田2975.49现代1983.610菲亚特1903.5由上述数据分析可见，世界汽车产业已初步形成了“64”的格局：通用、丰田、福特-沃尔沃、雷诺-日产、大众、戴姆勒-克莱斯勒六大集团公司+标致-雪铁龙、本田、现代、菲亚特四个独立厂商。六大集团公司2003年汽车产量占全球的66.5%，垄断了全球汽车市场。市场竞争依然激烈，重点在亚洲。世界大汽车集团，均已进入我国。从汽车技术发展看，围绕轿车的安全、环保、节能和防盗等重要问题，汽车电子控制、智能化日益深化和扩大，在80年代初，电子设备只占汽车成本的2，而目前已经达到1520。电控技术：电控燃油喷射（EFI）、无分电器电子点火（DLI）、防抱死制动系统（ABS）、电子驱动力调节系统（ETS）、电子差速锁（EDS）、驱动防滑装置（ASR）、电控自动变速器（AT）、安全气囊（SRS）、电子巡航系统（CCS）、智能悬架、速度感应式转向系统（SSS）、三元催化转化系统、故障自诊断系统和各种报警装置几乎都成为现代汽车常见装置，卫星导航系统（GPS）、车载蓝牙技术和多路传输系统（CAN）、可变配气正时和气门升程电子控制装置（VTEC）等新技术也被一些汽车采用；汽车新结构：可变压缩比(SVC)、可变几何形状增压器和双级式涡轮增压器、自动手动变速器、陶瓷制动盘等；新材料：工程塑料、玻璃钢及新型高强度钢材、铝镁合金复合材料等；新工艺：精密锻造、粉末冶金、无屑加工、一次成型等；新机型：电动汽车、复合动力汽车（HEV）、可变压缩比发动机(VCR)、火花点火直喷(SIDI)汽油发动机、新一代共轨柴油发动机：汽车的设计制造新技术：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助试验（CAT）、计算机辅助造型（CAS）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助集成制造系统（CIMS）和计算机虚拟现实系统（VR）等。未来世界汽车的技术发展将主要集中在：汽车设计技术和控制手段电子化、汽车驱动形式多样化、汽车生产制造柔性化、汽车材料轻量化、汽车生产组织全球化。开发更安全、舒适、无污染和节能型、智能化汽车。4.中国汽车工业发展与现状 中国历年汽车产量增长见图0-6。我国汽车发展总体经历如下3个阶段：(1)汽车工业创建成长阶段（1953年1981年）第一汽车厂于1953年7月在长春破土动工，1956年7月生产出第一辆解放牌载重汽车, 1958年5月生产出第一辆“红旗”牌轿车。第二汽车厂于1967年4月动工兴建，1975年7月投产，主要生产东风牌载货汽车。大跃进和文化大革命，先后形成了二次“汽车热”，全国各省市自治区都办起了汽车厂，全国汽车企业达2000余家，除部分基础较好的汽车厂（南汽、上汽、北汽、济汽、川汽、陕汽等）外，大多数是产品重复、“小而全”、质量差。产品类型主要是中型货车，出现“缺重少轻，轿车基本空白”的局面。至1981年，我国汽车年产量才达17.6万辆。(2)汽车工业改革开放阶段（1982年1993年）1982年，中国汽车工业公司再次成立。1985年，中央在“七.五”规划中，把汽车工业列为国家支柱产业。1987，我国政府确定了重点发展轿车工业的战略决策。1984年，我国汽车行业第一个合资企业-北京吉普汽车有限公司成立（与美国克莱斯勒公司合资）。其后长安机器厂与日本铃木、南京汽车公司与依维柯、上海汽车集团与德国大众汽车公司、广州汽车厂与标致、天津汽车公司与日本大发、一汽与大众、二汽与雪铁龙等纷纷进行合作和合资。先后引进先进技术100多项，其中整车项目10多项，取得了显著成效，至1993年底，我国汽车年产量达129.7万辆，跃居世界第12位。(3)汽车工业快速增长期（1994年2003年）1994年，国务院颁布汽车工业产业政策，提出“增强企业开发能力，提高产品质量和技术装备水平，促进产业组织的合理化，实现规模经济，到2010年成为国民经济的支柱产业”的奋斗目标。这个时期，我国改革开放进一步深入，各主要汽车集团公司都与国外大汽车公司联姻（表0-4）。国内汽车企业进一步改组兼并，初步形成了“3+6”格局，表0-4 国内主要汽车合资企业企 业合资方（合资时间）合资项目（车型）一汽大众汽车有限公司一汽、德国大众（1991.2）捷达、奥迪、宝来、高尔夫一汽海南汽车有限公司一汽、日本马自达（1998）马自达、普利马、福美来天津一汽丰田汽车有限公司天汽、一汽、日本丰田（2003.9）皇冠、花冠、陆地巡洋舰霸道、夏利、威驰、雅酷神龙汽车有限公司东风、法国雪铁龙（1992.5）富康、毕加索、爱丽舍、赛纳风神汽车有限公司东风、台湾裕隆（2002.3）风神新蓝鸟、日产阳光东风悦达起亚汽车有限公司东风、悦达、起亚、现代（2001.11）普莱特、千里马上海大众汽车公司上汽、德国大众（1985.3）桑塔纳、帕萨特、波罗、高尔上海通用汽车有限公司上汽、通用（1997.3）别克、君威、赛欧、凯越上海通用五菱汽车有限公司上汽、通用、柳州五菱（2002.6）五菱之光、五铃都市清风广州本田汽车有限公司广汽、本田（1998.7）本田雅阁、奥德赛、飞度北京吉普汽车有限公司北汽、克莱斯勒（1984.11）切诺基、帕杰罗、欧蓝德吉普之星、顺途、新城市猎人、挑战者、狂潮北京现代汽车有限公司北汽、韩国现代（2002.10）索娜塔、北京现代伊兰特长安铃木汽车有限公司长安、日本铃木（1993.5）奥拓、羚羊长安福特汽车有限公司长安、福特（2001.4）嘉年华、蒙迪欧东南(福建)汽车工业有限公司福建、裕隆集团（1995.11）得利卡、富利卡、菱帅南京依维柯汽车有限公司南京、菲亚特（1996.3）派力奥、西耶那江铃江铃、福特（1995）全顺、陆风华晨宝马汽车公司华晨、德国宝马（2001.10）宝马3系、5系轿车沈阳金杯通用金杯、通用雪佛兰即一汽、东风、上海三大汽车集团，加上广州本田、重庆长安、安徽奇瑞、沈阳华晨、南京菲亚特、浙江吉利六个独立骨干轿车企业。其中一汽、东风和上汽三大汽车集团的汽车产量就占全国产量的52%，初步形成了汽车产业的组织结构优化调整。汽车产量快速增长：从1950年到1992年化了40多年的时间，汽车年产量从0到100万辆；从100万辆到200万辆花了8年时间，从200万辆到300万辆只花了2年时间；从300万辆到400万辆只花了1年时间，2003年达到了444.37万辆，实现了跨越式发展。存在问题：全国的产量只相当美国通用公司的一半多。汽车的品牌基本都来自国外，自主开发能力较弱，急待改进。