《汽车概述》PPT课件.ppt

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1、新能源与电动汽车,杨海波 教授北京科技大学机械学院TEL:1366 117 3839E-Mail:,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,2,第 二 章 汽车概论,2.1 汽车发展略史2.2 国外汽车工业 2.3 我国的汽车工业 2.4 汽车分类 2.5 汽车的总体构造2.6汽车的主要特征参数和技术特性,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,3,2.1 汽车发展略史,汽车是指能自带能源的机动轮式无轨车辆。汽车是法、英、德、美等国的创造发明者经过不断试验而制成的综合产物 从早期汽车发展到现代汽车，经历了200多年的时间。初期的汽车都是轿车，用以代替

2、载客的马车。早期汽车主要包括蒸汽汽车、蓄电池电力汽车和汽油机汽车三种。一般认为，1769年法国居诺制成的三轮蒸汽汽车是第一辆真正能够行驶的汽车，可载四人，每次蒸汽压力升高后可行驶20分钟，最高时速仅为到3.6公里/时的速度，比人步行的速度还慢。1784年，默多克制成的一辆蒸汽汽车曾在英国康华尔路上试行。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,4,在蒸汽机的发明中做过重要贡献的英国发明家瓦特从安全观点出发，反对采用高压蒸汽和蒸汽汽车，因此在1800年瓦特的蒸汽机专利失效前，高压蒸汽机和蒸汽汽车的发展受到影响。英国人特里维西克对高压蒸汽机的应用做出了很大贡献，并于1801年

3、制成他的第一辆蒸汽汽车并驾驶它驶上山坡。1803年，他的第二辆蒸汽汽车又行驶在伦敦的街道上。蒸汽汽车在汽油机汽车出现后仍有发展。1906年，美国制造了一辆蒸汽赛车，时速达到205.4公里。以后，蒸汽汽车虽逐渐衰落，但直至1926年还有工厂生产。,蒸汽汽车,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,5,蓄电池电力汽车于1881年在巴黎首次出现，早期的发展速度高于汽油机汽车。19世纪末至20世纪初，在美国的汽车保有量中，蓄电池汽车占38(蒸汽汽车占40，汽油机汽车占22)。1912年，蓄电池汽车达到发展的顶峰，当时在美国登记的有33842辆。蓄电池汽车起动、加速、减速都很简便，

4、振动小，噪声低，维修保养工作量小，很受欢迎，但蓄电池汽车速度低，一次充电后的行驶距离小，需要经常充电。在汽油机汽车逐渐完善后，蓄电池汽车很快即被取代，但短程的搬运车辆仍较多采用蓄电池电动机驱动系统。,蓄电池电力汽车,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,6,1876年，德国人奥拓(Auto)发明了世界上首台汽油机。1893年，德国人迪塞尔(Diesel)发明了世界上首台柴油机，并于1897年生产出了柴油机样机。,汽油机汽车,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,7,汽油机汽车,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,8,汽油

5、机汽车,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,9,奔驰（本茨）和戴姆勒是汽油机汽车的最主要和最成功的创建人。1885年初，奔驰的单气缸二冲程汽油机三轮汽车围绕他的工厂行驶四圈。1886年1月29日，奔驰取得世界上第一辆汽车的专利。1883年，戴姆勒制成当时真正高速的单气缸四冲程汽油机，设计转速达到700转/分；他的第二台汽油机装在木制双轮车上，在1885年11月试驶成功；1886年，戴姆勒制成第一辆四轮汽车；1889年，他对以前的车型作了较大的改进；至1890年，他的汽车的销售量达到350辆。1893年，奔驰也转而制造四轮汽车。19世纪末，世界上已有成百家作坊式的汽车工

6、厂。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,10,早期制造的汽车都将发动机置于汽车车尾。1891年，法国的庞阿尔和勒瓦索改进汽车的设计，将汽油机装在汽车前部，汽车遂形成自己的独特形式，而不再是装有发动机的马车，这种发动机安装方式一直沿用至今。至20世纪初，汽油机汽车设计已大体定型，即两轴四轮，前轮转向，后轮驱动和制动(1923年起普遍采用四轮制动)，并采用了充气轮胎和封闭式车身。前置的四冲程水冷式汽油机的动力通过离合器、变速器、传动轴而传到装有差动机构的后轴和后轮。这种结构型式使汽车重量恰当地分配于转向的前轮和驱动的后轮，用于驱动的后轮不转向，用于转向的前轮不驱动，结构

7、比较简单。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,11,在19世纪和20世纪初，汽车仅是一种奢侈品，生产批量小，销路不大。美国的汽车制造家福特于1908年制造T型轿车并投入市场，对汽车的发展起了很大的作用。他使汽车成为公众实用的交通工具，他改革以前生产的车型，减少一切不必要的装饰，简化机构，集中生产单一车型，促进了汽车的规模化生产，从而使汽车对社会产生了多方面的重要影响。汽车的发展史可归结为：汽车诞生于德国，成长于法国，成熟于美国，挑战于日本。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,12,2.2 国外汽车工业,汽车是重要的运输工具，是科学技术发展

8、水平的标志，也是社会物质生活发展水平的标志。汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经济效益高的产业。工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业做为国民经济的支柱产业。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。目前全世界汽车的保有量已超过5亿辆。主要汽车生产国家是：日本、美国、德国、法国、原苏联、意大利、加拿大、英国等国。全世界汽车年产量近5000万辆，其中日、美两国的产量约占50%，欧洲各国总计占30%。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,13,汽车在美国的普及程度很高，应用十分广泛，因此美国被称为“汽车轮子上的国家”。美国汽车城底特律市是通用、福特、克莱

9、斯勒三大汽车公司的总部所在地，美国汽车产年量的14源于底特律，全市440万人口的90靠汽车工业为生，这三大汽车公司垄断了美国90%以上的汽车生产。1994年，美国汽车总产量1227万辆，其中通用公司生产7740499万辆，销售803万辆；福特公司生产6725143万辆，销售652万辆；克莱斯勒公司生产2680557万辆。1999年，9个月内美国市场销售汽车就达到1670万辆，比1998年全年销售的汽车增长了91，打破了1986年的年销售1580万辆的记录，创历史最高。,日、美、欧洲等发展汽车工业的特点是：资本集中垄断，利用高科技优势采取大批量生产方式,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程

10、哲学 杨海波 教授,14,日本在不到20年的时间内创造出了一个汽车神话。,20世纪50年代，日本通过大量投资发展汽车工业；通过从英国引进技术，从美国引进工程师和管理人员，在不到10年的时间内，完成了从引进到独立开发设计的飞跃。20世纪60年代日本的汽车工业得到了更大的发展，到1965年，各种汽车的年产量达到187万辆。1980年，日本以年产1104万辆汽车而超过美国。日本丰田汽车公司是亚洲最大的汽车公司，总部设在有28万人口的丰田市，该市60%的居民是丰田公司职工及家属，其余人为这些人服务，因此丰田市称得上是100的汽车城。日本的铃木汽车公司以生产微型汽车、发动机、舷外发动机、电动摩托和多级别

11、摩托车而闻名于世。日本的马自达汽车公司在20世纪90年代连续3年是世界上最大的重型货车生产厂。1994年日本全国生产汽车共1055万辆，其中丰田公司生产4560124万辆，销售516万辆；日产公司生产2617293万辆；三菱公司生产1913053万辆，销售180万辆；马自达公司销售123万辆。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,15,战后的德国汽车厂只能从事汽车修理和用残留的零部件组装一些轿车。,1946年，德国建成战后国内的第一条汽车生产线，当年装配汽车近24 000辆。到1951年，德国共建成了26家汽车公司。20世纪50年代初期，德国的汽车出口量恢复到二战前的

12、水平。1954年，德国汽车工业超过了法国，两年后超过英国，产量首次突破100万辆大关。20世纪50年代中期，德国生产汽车的一半用于出口，成为世界上最大的汽车出口国。1998年，德国的国内汽车制造厂共生产了535万辆轿车和近38万辆商用汽车，其中超过60的轿车和64的商用汽车用于出口。到1999年3月，德国大众汽车公司在全球共有1亿辆汽车下线，品牌包括大众8100万辆、奥迪1200万辆、西亚特500万辆和斯柯达200万辆。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,16,资本主义世界,的经济衰退、能源危机、政局动荡、石油价格波动、市场竞争激烈等许多因素对汽车工业影响很大。近十

13、余年来，发达国家的汽车保有量和需求量已渐趋饱和。企业间竞争激化，贸易保护主义迅速蔓延。企业不景气和严重亏损导致股权转让以及兼并改组。世界各大汽车公司为了在激烈的竞争中求生存，采取将产品输出变为资本输出的对策，寻求多样化的国际合作方式，实现跨国经营。多边合作、联合生产、合资入股、渗透兼并等方式使跨国公司日益扩大，汽车的生产经营渐趋国际化。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,17,汽车的生产经营国际化,随着汽车生产的国际化，世界各大汽车公司实现对外国汽车公司的兼并。德国戴姆勒奔驰汽车公司兼并了美国的克莱斯勒汽车公司，宝马汽车公司兼并了洛尔、罗尔斯罗伊斯、本特利和朗伯尼等

14、汽车公司，大众汽车公司兼并劳斯莱斯。法国雷诺汽车公司兼并了日本的日产公司。美国的通用汽车公司接收了韩国的大宇汽车公司等。兼并的结果使得在世界范围内，一家汽车公司的汽车年产量很容易就突破1000万辆大关。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,18,新兴工业国家和发展中国家的汽车工业正在崛起,发展中国家要振兴汽车工业，都不同程度地面临工业基础薄弱、技术落后、资金匮乏、原料短缺、人才不足、销路不畅等种种困难。新兴工业国家用优惠政策吸引外资，采取引先进技术和装备、KD组装汽车（KD有CKD和SKD两类，CKD指用进口汽车零部件进行组装，SKD指用进口汽车部件总成进行组装），逐

15、步提高国产零件的装车比率，进而使主要部件自给，然后扩大零部件及整车出口的模式发展自己的汽车工业。西班牙、巴西、韩国等国就是采取这种模式使汽车工业迅速发展的。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,19,韩国19621991年，用了6个五年汁划的时间，实现了汽车工业的飞跃。,1961年以前，韩国的汽车工业还主要是改装、装配和维修。1962年到1966年第一个五年汁划，韩国以KD组装方式开始发展汽车工业，同时禁止进口汽车整车。1967年到1971年第二个五年汁划，制定汽车工业政策，推进汽车零部件国产化、系列化、专业化。1972年到1976年第三个五年计划，进一步制定了汽车工

16、业的长期发展计划，并成功开发了国产汽车，建设了大型汽车制造厂，生产的轿车首次用于出口。1977年到1981年第四个五年计划，汽车工业正式成为出口工业。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,20,韩国从1962年到1991年，用了6个五年汁划的时间，实现了汽车工业的飞跃。,1982年到1986年第五个五年计划，确立了汽车批量生产体制，开发前轮驱动汽车，生产的汽车出口到了美国。1987年到1991年第六个五年计划，废除对车型生产进行限制的条例，开放进口市场，开发轻型汽车，并限制汽车排放污染和降低噪声。韩国最大的现代汽车公司，生产的现代汽车在国内市场占有率为427。韩国的起

17、亚汽车公司在国内市场占有率为234，大宇汽车公司为194。韩国1981年时年产汽车仅15万辆，到1992年五大汽车公司共生产汽车1905万辆，1993年达到了200万辆。2000年年产汽车达到320万辆，其中，国内需求200万辆，出口120万辆。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,21,1994年，世界汽车工业产量,1994年世界汽车年产量在100万辆以上的国家共11个；除美国（1227万辆）、日本（1055万辆）外还有：德国436万辆，法国356万辆，加拿大232万辆，韩国231万辆，西班牙215万辆，英国169万辆，巴西158万辆，意大利154万辆，中国123万

18、辆。当年各汽车公司产销量为：德国大众生产3041062万辆，销售315万辆；意大利菲亚特生产2241424万辆，销售241万辆；法国雷诺生产2124184万辆，销售191万辆；法国标致销售199万辆。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,22,1996年，全世界平均每千人有78辆轿车,美国汽车保有量156亿辆，每15人有1辆汽车。德国每18人、阿根廷每6人和巴西每115人有1辆汽车。中国每人拥有14辆汽车。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,23,2.3 我国的汽车工业,中国的汽车工业是在1949年后才建立起来的。1953年7月第一汽车制造

19、厂开始在长春市兴建，1956年10月开工，大批生产装载4t的解放CA10货车，从而结束了中国不能制造汽车的历史。在1958年该厂又制造了我国第一辆轿车东风牌轿车，接着又开始小批量生产红旗CA770高级轿车。20世纪60年代前后，我国各地一批汽车修配企业相继改建成汽车制造厂，这批工厂及其产品主要有：南京汽车制造厂：2.5t的跃进NJ130轻型货车，济南汽车制造厂：8t的黄河JN150重型货车，北京汽车制造厂：BJ212轻型越野车，北京第二汽车制造厂：2t的BJ130轻型货车，上海汽车制造厂：SH760中级轿车等等。1968年在湖北省十堰市开始动工兴建我国规模最大的第二汽车制造厂，以后又建成生产重

20、型汽车的四川、陕西等较大的汽车制造厂。第二汽车制造厂于1975年生产第一个车型装载2.5t的EQ240越野汽车，1978年7月主导产品装载5t的东风EQ140货车正式批量投产。1980年我国汽车年产量已超过22万辆。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,24,汽车：2000年180万辆，2001年200万辆2003年，达到了430万辆左右。,1983年改革开放初期，我国年产汽车仅24万辆，仅能生产两种车型轿车，年产6000多辆。1993年，我国年产汽车突破100万辆，达到了128万辆。能生产9种车型轿车，年产达22万辆。1998年，年产轿车增加到507万辆，其中中高级

21、轿车6015辆，中级轿车336万辆，普及型轿车约4万辆。1999年，主导轿车国产化率达80以上，而斯太尔重型汽车、桑塔纳轿车的国产化率达到100。1993年我国有120多个汽车整车生产厂，600多个汽车改装厂。现在我国能生产轿车，客车，中型、重型、轻型货车，微型汽车等24个品种，,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,25,我国确定了一汽、二汽、上汽和天津、北京、广州为轿车的生产基地。,我国与德国大众汽车公司的合作揭开了合资发展我国轿车工业的新篇章。1978年7月开始谈判轿车合作生产，1983年4月11日第一辆组装的桑塔纳轿车在上海下线，1984年10月10日上海桑塔纳

22、汽车制造厂在安亭奠基，1985年3月上海大众汽车有限公司成立，1995年桑塔纳2000型轿车投产，国产化率为60，1995年11月第50万辆桑塔纳下线，并通过IS09001国际质量体系沦证。1998年4月，桑塔纳牌轿车累计生产厂100万辆。第一汽车制造厂与德国大众汽车公司合作，于1990年开始生产奥迪100型轿车，同年双方又签订了年产15万辆高尔夫(GOLF)和捷达(JETTA)轿车的协议书，并开始兴建生产基地。1991年2月6日，一汽大众公司成立，1992年7月2日第一辆捷达轿车下线。1999年9月6日，第一汽车制造厂第一辆奥迪A6型轿车下线。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学

23、 杨海波 教授,26,马自达6、宝马、奔驰、本田雅阁、佳美、欧蓝德、标致307,二汽与法国雪铁龙(CITROEN)公司合作生产轿车的协议书亦于1990年底签订并实手实施。中美合资的上海通用汽车有限公司成立于1997年6月，1999年1月3日，合资生产的第一辆别克牌轿车下线。2000年1月3日，第一辆别克牌变型车(GL8公务商务旅行车)在柔性生产线下线。天津引进日本大发公司技术生产夏利(CHARADE)微型轿车，北京与美国汽车公司(AMC)合资生产切诺基(CHEROKEE)吉普车，以及广州与法国标致汽车公司合资生产的标致505(PEUGEOT505)轿车 引进奥地利斯太尔(STEYR)和德国奔驰

24、(MERCEDESBENZ)重型汽车，美国和英国矿用自卸车，意大利依维柯(IVECO)和日本五十铃(ISUZU)轻型货车，以及铃木(SUZUKI)微型汽车。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,27,1.4 汽车分类,汽车可按下列不同的分类方法分成各种类型。(一)按用途分类，汽车普通运输汽车、专用汽车和特种用途汽车三大类。(二)按动力装置类型分类，4类。(三)按行驶道路分类，公路用车、非公路用车。(四)按行驶机构特征分类；4类。汽车驱动方式：M N。M总的车轴数。N驱动轴数。一般全驱动的车才标注在醒目的位置上。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波

25、教授,28,国产汽车产品型号规则,1988年国家颁布了国家标准GB9417-88汽车产品型号编制规则。汽车型号应能表明汽车的厂牌、类型和主要特征参数等。该项国家标准规定，国家汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。汽车型号包括如下三部分：首部由2个或3个汉语拼音字母组成，是识别企业名称的代号。例如CA代表第一汽车制造厂，EQ代表第二汽车制造厂等等。中部由4位阿拉伯数字组成。左起首位数字表示车辆类别代号，中间两位数字表示汽车的主要特征参数，最末位是由企业自定的产品序号。尾部分为两部分，前部由汉语拼音字母组成，表示专用汽车分类代号，例如X表示厢式汽车，G表示罐式汽车等；后部是企业自定代号，可用

26、汉语拼音字母或阿拉伯数字表示。基本型汽车的编号一般没有尾部，其变型车(例如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等)为了与基本型区别，常在尾部加A、B、C等企业自定代号。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,29,2.5 汽车的总体构造,汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。车身是驾驶员工作的场

27、所，也是装载乘客和货物的场所。典型的货车车身包括车前钣制作、驾驶室、车厢等部件。电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,30,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,31,为满足不同使用要求，汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。,按发动机和各个总成相对位置的不同，汽车的布置型式通常有如下几种：发动机前置后轮驱动(FR)是传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部

28、分客车都采用这种型式。发动机前置前轮驱动(FF)是在轿车上逐渐盛行的布置型式，具有结构紧凑、减小轿车的质量、降低地板高度、改善高速时的操纵稳定性等优点发动机后置后轮驱动(RR)是目前大、中型客车盛行的布置型式，具有降低室内噪声、有利于车身内部布置等优点。发动机中置后轮驱动(MR)是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布置型式。由于这些车型都采用功率和尺寸很大的发动机，将发动机布置在驾驶员座椅之后和后桥之前有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能。全轮驱动(nWD)是越野汽车特有的型式，通常发动机前置，在变速器后装有分动器以便将协力分别输送到全部车轮上。,7/19/2023,第一章 电动汽车的

29、工程哲学 杨海波 教授,32,汽车的底盘由4大系统组成,传动系将发动机的动力传给驱动车纶。传动系包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。行驶系将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶。行驶系包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮(转向车轮和驱动车轮)、最架(前悬架和后悬架)等部件。转向系保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置组成。制动系使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程

30、哲学 杨海波 教授,33,2.6 汽车的主要 特征参数和技术特性,通常有以下的结构参数和性能参数。1.整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。2.最大总质量(kg)：汽车满载时的总质量。3.最大装载质量(kg)：汽车在道路上行驶时的最大装载质量。4.最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。5.车长(mm)：汽车长度方向两极端点间的距离。6.车宽(mm)：汽车宽度方向两极端点间的距离。7.车高(mm)：汽车最高点至地面间的距离。8.轴距(mm)：汽车前轴中心至后轴中心的距离。9.轮距(mm)：同一车轿左右轮胎胎面中

31、心线间的距离。,7/19/2023,第一章 电动汽车的工程哲学 杨海波 教授,34,10.前悬(mm)：汽车最前端至前轴中心的距离。11.后悬(mm)：汽车最后端至后轴中心的距离。12.最小离地间隙(mm)：汽车满载时，最低点至地面的距离。13.接近角()：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角 14.离去角()：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角 15.转弯半径(mm)：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。16.最高车速(km/h)：在平直道路上行驶时能达到的最大速度。17.最大爬坡度(%)：汽车满载时的最大爬坡能力。18.平均燃料消耗量(L/100km)：汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。19.车轮数和驱动轮数(nm)：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车的车轮总数，m代表驱动轮数。,谢谢,