第3章走马观车——汽车基本构造课件.ppt

沈阳大学 凌永成,汽车文化,沈阳大学 凌永成汽车文化,第3章 走马观车汽车基本构造,3.1 汽车的总体构造,作为路面高速行走机械，汽车的构造是非常精密和复杂的。汽车通常由发动机、传动装置、行驶和控制装置、车身和电气设备等部分组成（图3-1）。,第3章 走马观车汽车基本构造3.1 汽车的总体构造,图3-1 典型轿车的总体构造,图3-1 典型轿车的总体构造,3.1.1发动机,发动机（图3-2）是汽车的动力装置，它的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。一般汽车都采用往复活塞式内燃机。它由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油发动机用）和起动系等几部分组成。,图3-2 发动机（解剖照片）,3.1.1发动机 发动机（图3-2）是汽车的动力,3.1.2传动装置,传动装置（图3-3）是将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置，它包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥、主减速器、差速器等部件。,图3-3 传动装置,3.1.2传动装置 传动装置（图3-3）是将发动机,3.1.3行驶和控制装置,行驶和控制装置是将汽车各总成及部件连接成一个整体、起到支承全车并保证汽车正常行驶的装置，包括制动器、转向器、悬架（图3-4）、车轮等部件。,图3-4 悬架,3.1.3行驶和控制装置 行驶和控制装置是将汽车各总,3.1.4车身,车身（图3-5）是形成驾驶员和乘客乘坐空间的装置，也是存放行李等物品的工具。车身既是保安部件又是承载部件。轿车车身由本体、内外装饰和车身附件等组成。,图3-5 车身,3.1.4车身 车身（图3-5）是形成驾驶员和乘,3.1.5电气设备,电气设备（图3-6）是汽车的重要组成部分，它由电源、发动机点火系（汽油机）和起动系、照明和信号装置、空调、仪表和报警系统以及辅助电器等组成。,图3-6 电气设备,3.1.5电气设备 电气设备（图3-6）是汽车,对于高级轿车，更多地采用了现代新技术，尤其是电子技术，如微处理机（汽车电脑，图3-7）、中央计算机系统及各种人工智能装置等，从而显著地提高了汽车的性能。,图3-7 汽车电脑,对于高级轿车，更多地采用了现代新技术，尤其,3.2 发动机的构造,3.2.1发动机工作原理,1.发动机的分类,2四冲程发动机工作原理,图3-8 四冲程汽油机工作原理图,a）进气；b）压缩；c）膨胀；d）排气,3.2 发动机的构造3.2.1发动机工作原理1.发动机,3.2.2发动机的总体构造,发动机是一部复杂的机器，不同类型或即使同类型发动机，其具体结构也各不相同，但其基本构造都是相似的。,通常，汽油机由两大机构五大系统组成，柴油机由两大机构四大系统组成（无点火系）。,下面以一汽奥迪100型轿车发动机（图3-9)为例，介绍四行程汽油机的一般构造。,3.2.2发动机的总体构造 发动机是一部复杂的,图3-9 一汽奥迪100型轿车发动机,图3-9 一汽奥迪100型轿车发动机,1.机体组2.曲柄连杆机构3.配气机构4.燃料供给系 5.点火系6.冷却系7.润滑系8.起动系,发动机的总体构造,1.机体组 发动机的总体构造,3.2.3曲柄连杆机构,1.曲柄连杆机构的功用2.曲柄连杆机构的组成,图3-10 活塞连杆及曲轴飞轮组的组成,3.2.3曲柄连杆机构1.曲柄连杆机构的功用图3-10,3.活塞连杆组,图3-11 活塞连杆组,1）活塞,2）连杆,3.活塞连杆组图3-11 活塞连杆组1）活塞2）连杆,4.曲轴飞轮组,图3-12 上海桑塔纳轿车的曲轴飞轮组,1）曲轴,2）飞轮,4.曲轴飞轮组图3-12 上海桑塔纳轿车的曲轴飞轮组1）,3.2.4配气机构,1.充气效率,2.配气机构的布置型式,1）气门顶置式配气机构,图3-13 气门顶置式配气机构,2）气门侧置式配气机构,3.2.4配气机构1.充气效率2.配气机构的布置型式1）气门,3.配气相位,1）进气门的配气相位a.进气提前角b.排气迟后角,2）排气门的配气相位a.排气提前角b.排气迟后角,3）气门叠开,图3-14 配气相位图,3.配气相位1）进气门的配气相位2）排气门的配气相位3）气门,3.2.5燃油供给系,1.化油器式燃油供给系,图3-15 化油器式汽油机的燃料供给系统,3.2.5燃油供给系1.化油器式燃油供给系图3-15 化,2.化油器的作用,图3-16 化油器系统图,2.化油器的作用图3-16 化油器系统图,3.电控汽油喷射式燃油供给系,图3-17 LE-Jetronic汽油喷射系统,3.电控汽油喷射式燃油供给系 图3-17 LE-Jetro,3.2.6汽油发动机点火系,1.点火系的作用与分类,在汽油发动机中，气缸内由燃料和空气组成的可燃混合气，在压缩行程终了时要用电火花点燃，使可燃混合气燃烧产生强大的压力，推动活塞向下运动而作功。,为了在气缸中产生电火花，汽油发动机（简称汽油机）装设了一套能够按规定的时刻在火花塞电极间产生电火花的设备，该套设备称为发动机点火系。,1）蓄电池点火系2）磁电机点火系3）晶体管点火系（也称半导体点火系或电子点火系）,3.2.6汽油发动机点火系1.点火系的作用与分类,2.蓄电池点火系的组成与工作原理,1）组成,图3-18 蓄电池点火系的组成1-点火线圈；2-导线；3-火花塞；4-分电器；5-发电机；6-起动机；7-蓄电池,2.蓄电池点火系的组成与工作原理1）组成图3-18 蓄电,2）工作原理,图3-19 蓄电池点火系的工作原理1-点火开关；2-点火线圈；3-断电器；4-配电器；5-火花塞；6-蓄电池；7-电流表,2）工作原理图3-19 蓄电池点火系的工作原理,3.2.7冷却系,1.冷却系的作用,发动机工作时，气缸内燃烧气体的温度可高达19272527（汽油机），如果不对发动机采取必要的冷却措施，将不能保证其正常工作。,发动机冷却系的任务就是使发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作。,2.冷却系的分类,1）水冷系 2）风冷系,3.2.7冷却系1.冷却系的作用 发动机工作时,3.水冷系的组成及水路循环,图3-20 强制循环式水冷系示意图1-散热器盖；2-膨胀箱；3-风扇；4-温控开关；5-散热器；6-节温器；7-水温表；8-温度传感器；9-暖气水箱；10-暖气阀门；11-水套；12-水泵；13-放水开关,3.水冷系的组成及水路循环图3-20 强制循环式水冷系,3.2.8润滑系,1.润滑系的功用,发动机的润滑是由润滑系来实现的。润滑系的基本任务是将清洁的、压力和温度适宜的润滑油不断地供给各运动零件的摩擦表面，以减少零件的摩擦和磨损；流动的润滑油还能清除摩擦表面的磨屑、尘砂、积炭等杂质。,此外，润滑油还能吸收摩擦面的热量，填充零件间隙与空隙，减少气体泄漏，帮助活塞环加强密封；减缓零件间冲击振动；降低工作噪声及防止零件表面生锈。,2.润滑方式,1）压力润滑2）飞溅润滑,3.2.8润滑系1.润滑系的功用 发动机的润滑是,3.润滑系的组成,1）油底壳 2）机油泵 3）限压阀及旁通阀 4）机油滤清器 5）机油压力表、温度表和机油标尺 4润滑油路,3.润滑系的组成1）油底壳,图3-21 东风EQ6100-1型发动机润滑系示意图,图3-21 东风EQ6100-1型发动机润滑系示意图,3.2.9起动系,1.发动机的起动,2起动机,图3-22 起动机电磁操纵机构电路图,3.2.9起动系1.发动机的起动2起动机图3-22 起,3.3 汽车传动系,3.3.1传动系的功用与组成,图3-23 机械式传动系的组成及布置1-离合器；2-变速器；3-万向节；4-驱动桥；5-差速器；6-半轴；7-主减速器；8-传动轴,3.3 汽车传动系3.3.1传动系的功用与组成图3-23,传动系应具有如下功能：,1.减速与变速2.实现汽车倒驶3.中断传动4.差速作用,3.3.2离合器,1.离合器的功用2.离合器的组成,图3-24 螺旋弹簧式离合器 1-离合器从动盘；2-压盘；3-分离杆；4-离合器盖；5-分离轴承6-离合器压紧弹簧,传动系应具有如下功能：1.减速与变速3.3.2离合器1.离合,图3-25 膜片弹簧式离合器1-离合器从动盘；2-压盘；3-离合器盖；4-膜片；5-分离轴承；6-轴承套筒；7-分离叉,图3-25 膜片弹簧式离合器,3.3.3变速器,1.变速器的功用,变速器的主要功用是：1)在较大的范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值；2)在发动机旋转方向不变的前提下，利用倒挡实现汽车倒向行驶；3)在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，可以使驾驶员松开离合器踏板离开驾驶位置，且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输出。,2.变速器的分类,1)有级式变速器2)无级式变速器 3)综合式变速器,3.3.3变速器1.变速器的功用变速器的主要功用是：2.变速,3.典型变速器结构,图3-26 五档齿轮变速器,3.典型变速器结构图3-26 五档齿轮变速器,3.3.4万向传动装置,1.功用,图3-27 万向传动装置在汽车上的应用,万向传动装置用来实现变角度的动力传递（图3-27）。,3.3.4万向传动装置1.功用图3-27 万向传动装置在汽,2.组成,万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要加装中间支承。,3.万向传动装置在汽车上的应用,1)用于变速器与驱动桥之间 2)用于变速器与分动器之间 3)用于转向驱动桥上 4)用于某些汽车的转向操纵机构中,4.万向节,万向节是万向传动装置中实现变角度传动的主要部件。它可以分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（十字轴式）、准等速万向节（双联式、三销轴式等）和等速万向节（球笼式、球叉式等）。,2.组成 万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，,图3-28 球笼式等速万向节1-主动轴；2、5-钢带箍；3-外罩；4-保持架（球笼）；6-钢球；7-星形套（内滚道）；8-球形壳（外滚道）；9-卡环,图3-28 球笼式等速万向节,3.3.5驱动桥,1.功用,驱动桥的功用是将万向传动装置传来的发动机动力经减速增矩改变传动方向后，分配给左、右驱动轮，并且允许左、右驱动轮以不同转速旋转。,2.组成,驱动桥通常由主减速器4（图3-29）、差速器5、半轴2和驱动桥壳3组成。主减速器可减速增矩，并可改变发动机转矩的传递方向，以适应汽车的行驶方向。,差速器可保证左、右驱动轮以不同的转速旋转。半轴把转矩从差速器传到驱动轮。桥壳支承汽车的部分质量，承受驱动轮上的各种力及力矩、并起到保护主减速器、差速器和半轴的作用。,3.3.5驱动桥1.功用 驱动桥的功用是将万向,图3-29 驱动桥示意图1-轮毂；2-半轴；3-驱动桥壳；4-主减速器；5-差速器,图3-29 驱动桥示意图,3.分类,1)非断开式驱动桥 2)断开式驱动桥,图3-30 断开式驱动桥1-主减速器；2-半轴；3-弹性元件；4-减震器；5-车轮；6-摆臂；7-摆臂轴,3.分类1)非断开式驱动桥 图3-30 断开式驱动桥,4.主减速器,图3-31 单级主减速器及差速器,主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，并可根据需要改变转矩的方向。主减速器的种类繁多，有单级式和双级式；有单速式和双速式；还有贯通式和轮边式等。,4.主减速器图3-31 单级主减速器及差速器,5.差速器,图3-32 差速器的工作原理图 a）汽车直行；b）汽车转弯,5.差速器图3-32 差速器的工作原理图,3.4 汽车行驶系,3.4.1概述,汽车的行驶系由车架、悬挂、车轴和车轮组成。车架对汽车并不一定是必需的，只有在非承载式车身结构中需用车架联接并支承车身、发动机和传动系、悬挂等零件，承受和传递底盘零件传来的外力，还提供撞车时所需的强度和吸收冲击能量的能力。,对于承载式车身结构来说，它没有车架，车身承担整车结构的主要强度，车身的底板部分起着车架的作用。承载式结构的优点是整车重量轻、刚度大、高度降低、室内空间大，但具有制造变型车困难、换型代价大、撞坏难以处理、振动噪声易传到室内等缺点，因此它仅适用于小型轿车。,3.4 汽车行驶系3.4.1概述 汽车的行驶系由,3.4.2车桥,1.转向桥,图3-33 北京BJ1040型汽车转向桥（前桥）,3.4.2车桥 1.转向桥图3-33 北京BJ1040型,2.转向轮定位,1）主销后倾,主销装在前轴上后，在纵向平面内，其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后倾。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销后倾角，如图3-34所示。,图3-34 主销后倾示意图,2.转向轮定位1）主销后倾 主销装在前轴上后，在,2）主销内倾,主销安装到前轴上后，在横向平面内，其上端略向内倾斜，这种现象称为主销内倾。在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角叫主销内倾角，如图3-35所示。,图3-35 主销内倾示意图,2）主销内倾 主销安装到前轴上后，在横向平面内，,3）前轮外倾,前轮安装在车轮上，其旋转平面上方略向外倾斜，这种现象称为前轮外倾。前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角称为前轮外倾角，如图3-35a所示。,图3-35 主销内倾示意图,3）前轮外倾 前轮安装在车轮上，其旋转平面上方略,4）前轮前束,汽车两个前轮安装后，在通过车轮轴线而与地面平行的平面内，两车轮前端略向内束，这种现象称为前轮前束。左右两车轮间后方距离A与前方距离B之差（A-B）称为前轮前束值，如图3-36所示。,图3-36 前轮前束（俯视图）,4）前轮前束 汽车两个前轮安装后，在通过车轮轴,3.4.3车轮与轮胎,1.车轮,图3-37 三种型式的车轮 a）压制钢盘车轮；b）钢丝辐条车轮；c）轻合金铸造车轮,3.4.3车轮与轮胎1.车轮图3-37 三种型式的车轮,2.轮胎,图3-38 轮胎示例图a）普通轮胎；b）无内胎轮胎；c）斜交线轮胎；d）子午线轮胎；e）带束斜交轮胎,轮胎承受着汽车的重力，因此必须有承受载荷的能力。由于轮胎有一定的弹性，与汽车悬挂共同来缓和汽车行驶时所受的冲击力，以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。,轮胎又要传递地面的驱动力、制动力，因此必须与地面有良好的附着性能，这通常靠各种花纹来增强。,2.轮胎图3-38 轮胎示例图 轮胎承受着汽,图3-39 轮胎花纹示例图 a）、b）普通花纹；c）混合花纹；d）、e）越野花纹,图3-39 轮胎花纹示例图,3.4.4悬架,悬挂是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间一切传力联接装置的总称。现代汽车尽管有不同结构型式的悬挂，但一般都是由弹性元件、减振器和导向装置三部分组成，它们分别起缓冲、减振和导向作用，同时又都起传力作用。,悬挂只要具备上述各种功能，在结构上并不是非设置上述三套单独的装置不可。例如，常见的钢板弹簧除起弹性元件的缓冲作用外，多片重叠时又可借片间摩擦起减振作用，同时也可担负起传递各种力和力矩的作用，故可不装减振器和其它导向机构。,悬挂有两大类，即非独立悬挂和独立悬挂（图3-40）。,3.4.4悬架 悬挂是车架（或承载式车身）与车桥,图3-40 非独立悬挂和独立悬挂,图3-40 非独立悬挂和独立悬挂,图3-41 双向作用筒式减振器示意图,1-活塞杆；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸张阀；5-贮油缸筒；6-压缩阀；7-补偿阀；8-流通阀；9-导向座；10-防尘罩；11-油封,图3-41 双向作用筒式减振器示意图1-活塞杆；,3.5 汽车转向系,3.5.1转向系的功用,汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮（一般是前轮）的偏转角度实现的。,转向系不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶，而且还可以克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。,3.5 汽车转向系3.5.1转向系的功用 汽车,3.5.2转向系的类型,1.机械转向系,图3-42 机械转向系示意图1-左转向节；2-转向直拉杆；3-前轴；4-蜗杆；5-转向轴；6-右转向节；7-转向盘；8-右梯形臂；9-转向横拉杆；10-扇形齿轮；11-转向摇臂；12-转向节臂；13-左梯形臂,3.5.2转向系的类型1.机械转向系图3-42 机械转向系,2.动力转向系,图3-43 动力转向系示意图 1-转向盘；2-转向轴；3-梯形臂；4-转向节臂；5-转向控制阀；6-转向直拉杆；7-转向摇臂；8-机械转向器；9-转向油记；10-转向油泵；11-转向动力缸；12-转向横拉杆；13-梯形臂,2.动力转向系图3-43 动力转向系示意图,3.6 汽车制动系,3.6.1制动系的功用,目前，汽车的行驶速度不断提高，道路情况越来越复杂，为了在技术上保证汽车的安全行驶，提高汽车的平均行驶车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有专用的制动机构，使行驶中的汽车减低速度甚至停车或者使已经停下来的汽车保持不动。,3.6.2制动系的类型,一般汽车应包括两套独立的制动系：行车制动系和驻车制动系。行车制动系是由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动系。它的功用是使正在行驶中的汽车减速或在最短距离内停车。驻车制动系是由驾驶员用手操纵的，故由称手制动系或驻车制动系。它的功用是使已停在各种路面上的汽车驻留原地不动。,3.6 汽车制动系3.6.1制动系的功用 目前，汽,3.6.3制动系的工作原理,图3-44 制动系工作原理示意图1-制动踏板；2-推杆；3-主缸活塞；4-制动主缸；5-油管；6-制动轮缸；7-轮缸；8-制动毂；9-摩擦片；10-制动蹄；11-制动底版；12-支承销；13-制动蹄回位弹簧,3.6.3制动系的工作原理图3-44 制动系工作原理示,3.6.4对制动系的要求,1）应具有足够的制动力，工作可靠。2）操纵轻便。一般要求施于踏板上的力不大于200300N；紧急制动时，不超过700N。施于手制动杆上的力不大于250350N。3）前后桥上的制动力分配应合理，左右车轮上的制动力应相等。4）制动应平稳。制动时，制动力应逐渐迅速增加；解除制动时，制动作用应迅速消失。5）避免自行制动。在车轮跳动或汽车转向时，不应引起自行制动。6）散热性好。摩擦片的抗热衰退能力要好，磨损后的间隙应能调整，并且能防水、防油、防尘。7）对挂车的制动系，要求挂车的制动作用略早于主车，挂车自行脱挂时能自动进行应急制动。,3.6.4对制动系的要求1）应具有足够的制动力，工作可靠。,3.6.5制动系的组成,图3-45 液压式双管路制动系的布置示例,3.6.5制动系的组成图3-45 液压式双管路制动系的,图3-46 典型轿车的制动系统1-配压阀；2-报警灯；3-动力单元；4-总泵（主液压缸）；5-报警阀；6-流量阀,图3-46 典型轿车的制动系统,3.7 车身与附属设备,3.7.1车身的功用与组成,汽车车身是运送乘客、货物和驾驶员工作的场所，车身应具备使乘客和货物免受尘土、雨雪、振动、噪音、废气侵袭、使驾驶员工作便利的条件。车身上的一些结构措施和设备还应有助于行车安全和减轻事故。,车身的造型应能保证有效地引导周围的气流，以减少空气阻力和燃料消耗，且有助于提高汽车行驶稳定性和改善发动机冷却条件，保证车身内部通风良好。,汽车车身主要包括：车身壳体、车门、车窗、前后钣制件、车身附件、车身内外装饰件、座椅、通风、暖气、冷却、空调装置等。货车和专用汽车上还包括货箱和其它专用设备。,3.7 车身与附属设备3.7.1车身的功用与组成,3.7.2车身的类型,1.按结构型式分,1）骨架式2）半骨架式3）无骨架式,2.按受力情况分,1）非承载式2）半承载式 3）承载式,3.7.2车身的类型1.按结构型式分1）骨架式2.按受力情况,3.7.3轿车的车身,图3-47 轿车车身的类型a）四门轿车；b）双门轿车（两排座位）；c）双门轿车（单排座位）；d）旅行车；e）四门硬顶轿车；f）双门硬顶轿车；g）高级轿车（两排座位）；h）高级轿车（三排座位）；i）四门敞蓬车；j）双门敞篷车；k）跑车；l）运动车,3.7.3轿车的车身图3-47 轿车车身的类型,图3-48 典型的承载式轿车车身壳体1-顶盖；2-后窗框上横梁；3-后围上盖板；4-侧门框总成；5-后围板；6-地板总成；7-前纵梁；8-散热器固定框；9-上前挡泥饭；10-前围上盖镶；11-加强撑；12-前风窗框上横梁,图3-48 典型的承载式轿车车身壳体,3.7.4汽车仪表及附件,图3-49 桑塔纳轿车仪表板1、15-出风口；2-灯光开关；3-阻风门与制动信号灯；4-车速里程表；5-电子钟；6-报警灯；7-水温表；8-带有燃油表的发动机转速表；9-暖风及通风控制杆；10-收音机；11-空格；12-雾灯开关；13-后风窗加热开关；14-紧急灯开关；16-喇叭放音口；17-杂物箱；18-点烟器；19-风窗刮水器及风窗洗涤器拨杆；20-喇叭按钮；21-转向器锁与点火开关；22-阻风口拉手；23-转向信号及变光灯拨杆开关；24-熔断器保护壳；25-小杂物盒；26-发动机盖锁钩脱开手柄,3.7.4汽车仪表及附件图3-49 桑塔纳轿车仪表板,3.7.5安全防护装置,1.安全带2.安全气囊3.其它安全防护装置,图3-50 安全气囊的保护作用,3.7.5安全防护装置1.安全带图3-50 安全气囊,3.7.6暖风空调装置,1.暖风装置,图3-51 典型的通风取暖联合装置1-除霜喷嘴；2-冷空气进口；3-鼓风机；4-电动机；5-冷热变换阀门；6-冷空气出口；7-热空气出口；8-散热器；9-回水管；10-放水开关；11-进水管；12-内循环空气进口,3.7.6暖风空调装置1.暖风装置图3-51 典型的通风取,2.空调装置,汽车空调一般由通风装置、暖风装置、冷气装置以及空气净化装置等组成。图3-52为制冷系统工作原理示意图。,图3-52 制冷系统工作原理示意图1-感温包；2-蒸发器；3-膨胀阀；4-储液干燥器；5-冷凝器；6-压缩机；7-冷却风扇；8-鼓风机,2.空调装置 汽车空调一般由通风装置、暖风装,