1、汽车和汽车文化,重庆大学机械工程学院,第二章 汽车形式、基本参数及性能要求,汽车形式汽车基本参数汽车性能要求 复习题,一、汽车形式,不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上的不同。 （一）汽车轴数汽车可以有二轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响汽车轴数的因素：A、汽车的总质量B、道路法规对轴载的限制C、轮胎的负荷能力。,瑞典斯堪尼亚（SCANIA)卡车,我国公路标准规定如下：对于四级公路及桥梁，单轴最大允许轴载质量为10T，双连轴最大允许轴载质量为18T（每轴9T） 总轴载质量小于19T的公路运输车辆广泛采用两轴形式 总轴载质量在1926T的公路运输用车采用三轴形式 总轴载质量更大
2、的汽车采用四轴和四轴以上的形式,汽车轴数与载荷标准,美国加利福尼亚州伯班克市杰奥尔伯格设计出了世界上最长的汽车，长度为30.5米，下面有26 个车轮，看起来简直像一辆小火车。内部装有许多豪华的设施，其中包括带跳板的游泳池、豪华的套房、特大的水垫床。轿车的尾部有一个小型的游泳池，游泳池的盖子上带有直升机的降落缓冲垫。可以让直升机在轿车顶部直接停靠。,（二）布置型式,汽车的驱动型式：即汽车动力传动系的布置型式（发动机、驱动桥和车身的相互关系），其对整车的性能、外形及内部尺寸、重量、轴荷分配、制造成本及维修保养等方面均产生重要影响,汽车的总体布置分类,轿车的总体布置分类 发动机前置后轮驱动 发动机前
3、置前轮驱动 发动机后置后轮驱动 发动机中置后轮驱动 发动机前置全轮驱动 客车的总体布置分类 发动机前置后桥驱动 发动机后置后桥驱动 发动机中置后桥驱动,A、发动机前置后轮驱动（FR）,这种布置形式的汽车客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳，在中高级及高级轿车上应用较多 如图 优点：前后轴轴荷分配合理，有利于提高轮胎的使用寿命；发动机冷却条件好；上坡行驶时，爬坡能力强；有足够大的行李厢空间等. 缺点：车身地板下有传动轴，使驾驶室空间减小，影响乘坐舒适性；由于采用传动轴装置，不仅增加车重，同时降低动力传动系的传动效率，影响了燃油经济性等。,A.发动机前置后轮驱动(FR),返回,B、发动机前置前轮驱动（
4、FF）,优点：前轮为驱动轮，越过障碍的能力高；动力总成结构紧凑；无传动轴，地板高度可以降低，有利于提高舒适性；发动机的散热能力好等 缺点：前桥既是转向桥，又是驱动桥，结构及工艺复杂，制造成本高、维修保养困难；前桥负荷较后轴重，并且又是转向轮，故前轮轮胎寿命短；发生碰撞事故，发动机及其附件损伤较大，维修费用高等。,这种布置形式目前在中级及其以下级别轿车得到广泛应用,B、发动机前置前轮驱动（FF）,B、发动机前置前轮驱动（FF）,返回,C、发动机后置后轮驱动（RR）,这种形式目前轿车几乎不采用，主要有以下缺点： 后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；前轮 附着力小，高速行驶时转向不稳定；行李厢空间
5、不够大；动力总成在后部，距驾驶员较远，操纵机构复杂等。,D.发动机中置后轮驱动（ MR ）,大多数运动型轿车和方程式赛车常采用此种型式 将功率和尺寸很大的发动机布置在驾驶室座椅与后轴之间，有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能,D.发动机中置后轮驱动（ MR ）,E.发动机前置全轮驱动(nWD),全轮驱动通常是将发动机前置，在变速器后装有分动器以便将动力分别输送到所有车轮上. 该型式主要用于吉普车和越野车，但是最近也有很多轿车采用了全轮驱动型式。,1-发动机 2-离合器 3-变速器 4-分动器5-变速器输出轴 6-分动器输出轴 7-差速器,7,6,5,4,3,2,1,E.发动机前置全轮驱动(n
6、WD),优点： 由于全轮汽车可以利用汽车的全部重量作为附着压力，从而使附着力显著增加，即扩展了牵引力极限 可以将发动机的动力分别传至各个车轮，即减少了每一驱动轮的驱动力负担，因而能够保证在不超过轮胎摩擦极限(不发生车轮打滑)的情况下，将足够的动力传至路面，使汽车具有很强的越野能力 轮胎的磨损均一，有利于延长轮胎的使用寿命,E.发动机前置全轮驱动(nWD),缺点： 传动系统长，结构复杂，制造成本高，且维修保养困难； 噪音大，车辆重，且驱动力传递效率低、油耗大，即燃油经济性不好,2.客车布置形式,根据发动机的位置不同，大客车布置形式有： A、发动机前置后桥驱动 B、发动机中置后桥驱动 C、发动机后
7、置后桥驱动,A、发动机前置后桥驱动-客车,优点：动力总成操纵机构结构简单；发动机散热能力好和出现故障时容易发现等 缺点：发动机凸起在地板表面上部，因而车厢面积利用不好，并且布置座椅时受到发动机的限制；发动机噪声、气味和热量易于传入车厢内；隔离发动机振动困难，影响乘坐舒适性；检修发动机不便等。,B、发动机后置后桥驱动-客车,优点：较好地隔离发动机的噪声、气味、热量；检修发动机方便；轴荷分配合理；车厢面积利用较好；能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱等。 缺点：发动机冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不易发现动力故障。,C、发动机中置后桥驱动-客车
8、,优点：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制 缺点：发动机布置在地板下部，给检修发动机带来困难；驾驶员不容易发现发动机故障，发动机的噪声、气味、热量和振动均能传人车厢；受发动机影响，地板平面距地面较高；在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏。,二、汽车的基本参数,汽车参数,尺寸参数,质量参数,性能参数,轴距L、轮距 、总长S、总宽B、前悬Lf、后悬Lr、接近角、离去角,装载质量、整备质量、总质量、整备质量利用系数、轴荷分配,动力性、经济性、制动性、通过性、操作稳定性、废气排放等,1、汽车的装载质量：指在路面上行驶时，汽车所允许的额定载质量。 2、汽车的整备
9、质量：指汽车在加满燃料、润滑油、工作液及发动机冷却液并装备（随车工具及备胎）齐全后但未载人、载货时的总质量 3、汽车的总质量：装备齐全，并按规定载客载货 4、汽车的整备质量利用系数：装载量/整备质量 5、汽车的轴荷分配,汽车质量参数,三、汽车的性能要求,不同的汽车有不同的性能要求： 轿车：经济实用，乘坐舒适，安全快捷 货车：多拉快跑，省油经济 越野车：跨越障碍的能力 客车：宽敞明亮，乘坐舒适，安全稳定 性能要求：动力性、经济性、机动性、安全性、舒适性等,1、汽车的动力性,评价指标： 最高车速：在水平的良好路面上汽车所能达到的最高行驶速度 发动机的最大功率越高汽车的最高车速就越大 例如：奔驰38
10、0SEC型最高车速209km/h 一般地，货车最高车速较轿车要低，重型货车最高车速更低，一般在90110km/h,动力性评价指标,汽车的加速时间：水平良好路面上，原地起步的加速时间和超车加速时间 原地起步加速时间：指汽车从第1档起步，以最大的加速度逐步换置高档后，达到某一定距离（400m）或一定车速（80km/h）所需要的时间 超车加速时间：用最高档或次高档由某一车速（30km/h）开始全力加速至某一高速所需要的时间,动力性评价指标,最大爬坡度：汽车满载实在良好路面上以I档行驶时可爬越的最大坡度 货车要求有足够的爬坡能力，一般为30% 越野车要求更高：60% 另一种动力性评价方法：汽车比功率
11、轿车比功率：5095kw/t 货车比功率：1522kw/t,2、汽车的经济性,汽车经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽可能少的燃油消耗量经济行驶的能力。 评价指标： 百公里油耗（L/100km）：在规定条件下行驶单位里程所消耗的燃料量，越大越差 美国MPG：每加仑燃油所行驶的英里数,常识：1gal=3.785L,影响汽车燃料经济性的因素,影响汽车经济性的因素有两个方面使用方面： 汽车的结构方面,使用方面,行驶车速 档位选择 挂车的应用 “解放”汽车拖挂4.5-5t挂车：生产率提高 30%-50%油耗降低 20%-30% 正确的保养和调整2.5t汽车，30km/h 可滑行250m,汽车结构方面
12、,缩减汽车总尺寸和减轻质量发动机（65%左右）传动系 汽车的外形与轮胎,提高汽油发动机的热效率和机械效率,扩大柴油发动机的应用范围,增压化,广泛采用电子计算机控制技术,选车误区：标称油耗与实际油耗,在油价不断上涨的今天，汽车的油耗高低已成为购车者考虑的重点。 汽车的产品宣传单上大都标有百公里油耗，许多人以宣传单上标示的油耗来判断哪一款车更省油。 孰不知，厂家标称的油耗是汽车在恒定的时速（一般为90km/h）、风速和平坦的路面条件下测出的，而我们平时驾驶时所遇到的路况则要复杂的多 如1.6升千里马标称油耗4.8升，实际油耗一般都在8升左右 别克君威2.5标称油耗是6.7升，实际油耗一般也在12升
13、左右 因此，判断一辆车油耗的高低，除了参考产品宣传单外，最好还是向开这款车的朋友打听一下，看看它的实际油耗究竟是多少。,汽车的机动性,机动性：快速运动的能力，有通过性和越野性 民用车：在额定载重下以足够高的平均速度通过各种坏路、坎坷不平地段、无路地带（松土、沙漠、雪地、沼泽）和克服各种障碍的能力； 在越野行驶时，由于汽车与不规则地面的间隙不足，可能出现汽车被托住而无法通过的现象，叫间隙失效 间隙失效主要有：“顶起失效”“触头失效”“托尾失效”,汽车通过性几何参数,常见汽车通过性几何参数,通过性,汽车安全性,据有关报导，自从有机动车道路交通事故死亡记录以来， 全世界因交通事故丧生的已有2500多
14、万人，致残的达45亿人,汽车安全性,欧洲交通事故伤亡数 每年大约有40000人死亡3500000人受伤 美国交通事故伤亡数 每年大约有 43400人死亡（5000行人） 2700000人受伤,汽车安全性,2007年中国交通统计 大约有5500万乘用车 大约70000人死于交通事故 大约350000人受伤,汽车安全性,全世界每年在交通事故中大约有： 1200000人死亡 15500000人受伤,汽车的安全性,汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性 汽车主动安全性，是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。 汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员伤害和货物损失的能
15、力 事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的性能。这是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故发生。,汽车碰撞性试验,汽车安全带,在事故发生的第一时刻毫不犹豫地把人“按”在座椅上。 然后，适度放松，待冲击力峰值过去，或人已能受到气囊的保护时，即适当放松安全带。 避免因拉力过大而使人肋骨受伤,汽车安全带,安全带,安全气囊,安全气囊为车身被动安全性的辅助配置 当汽车碰撞后，乘员与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开一个充满气体的气垫，使乘员因惯性而移动时“扑在气垫上”从而缓和乘员受到的冲击并吸收碰撞能量，减轻乘员的伤害程度。,安全带和安全气囊的使用,气囊一般对乘员保护的效果不如安全带，但它
16、与安全带配合使用可大大降低事故中乘员的伤害指数 据交通事故调查统计，气囊可使事故死亡率约18 单独使用安全带可使驾驶员事故死亡率下降42左右 它与安全带配合使用可使事故死亡率下降47左右 欧洲由于受保险公司的制约安全带佩戴率可达98，美国安全带佩戴率为67左右，而日本的安全带佩戴率约为20。 气囊的作用主要是保护乘员头部和面部。由于侧面碰撞事故所占比例仅次于正面碰撞事故，20世纪90年代后期对侧面碰撞进行保护的侧面气囊也得到推广,汽车的制动性能,汽车的制动性能包括：制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性 制动效能：指汽车在行驶中能强制性地减速到停车，或者下长坡时维持一定车速的能力，
17、评价指标：制动距离、制动减速度和制动力 制动效能的恒定性：即抗热衰退性和抗水衰退性 制动时汽车的方向稳定性：汽车在制动中不发生跑偏、侧滑或丧失转向能力而能按驾驶员给定方向行驶的能力,制动跑偏和侧滑,跑偏：汽车左右车轮制动力矩不均匀会造成车辆制动时自动偏驶的危险现象 侧滑：是指汽车制动时某一车轴或两根车轴的车轮发生横向滑动的现象，最危险的事后轴侧滑，会引起汽车出现剧烈的回转运动，严重时造成车辆掉头,汽车的制动性能,我国机动车安全运行技术条件中规定 在附着系数大于0.7的良好平坦路面上行驶， 轿车要求在空载32km/h车速制动，其制动距离不大于6.5m 货车要求在空载20km/h车速时制动，其制动
18、距离不大于3.8m,！附着系数：指轮胎在不同路面的附着能力大小，也就大概相当于摩擦系数,与制动系统相关联的曲线,附着系数与滑移率关系曲线,制动过程中制动器制动力Fu、地面制动力Fxb和附着力F三者之间的关系,制动防抱死系统(ABS),ABS：(Antilock Brake System)能有效控制车轮保持在转动状态，提高制动时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能 其工作原理为：紧急制动时，装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器，如发现某个车轮抱死，计算机立即控制压力调节器使该轮的制动分泵泄压，使车轮恢复转动，达到防止车轮抱死的目的。 ABS的工作过程实际上是“抱死松开抱死松开”的循环工作过
19、程,制动防抱死系统(ABS),将制动时的车轮滑转率控制在20%左右 以获得较大的纵向附着系数和横向附着系数,ABS使用常识,“四要” 1.要始终踩住制动踏板不放松，这样才能保证足够和持续的制动力，使ABS有效地发挥作用。 2.要保持足够的安全车距。一般情况下，最小车距不应低于50m，当车速超过50km/h时，最小车距与车速数值相同。 3.要事先熟悉ABS，使自己对ABS工作时的制动踏板抖动有准备和适应能力。 4.要事先阅读汽车驾驶员手册，从而进一步地理解安装ABS的汽车生产厂提供的各种操作说明。,ABS的使用原则可归纳为“四要、七不要”,ABS使用常识,“七不要” 1.不要认为有了ABS就可以
20、随心所欲地驾驶。ABS也不是绝对保险的，在车速过高和转弯过急的情况下，若车辆制动得过急过猛，则汽车仍然会产生侧滑。 2.不要采用“点刹”制动。 3.不要被ABS的抖动吓住。 4.不可忽视ABS指示灯的检查。正常情况下，按通点火开关后，此灯应亮；大约3秒后自动熄灭。这一过程，实质上是电子控制装置在按自检程序对车轮传感器、液压调节器的控制阀进行通电检查，若此灯一直不亮，说明ABS有故障。 5.ABS指示灯不熄灭时不必恐慌。 6.不可私自拆换ABS的电脑单元。 7.对于装配了ABS,但是希望改装的车辆，请勿拆装制动管路与ABS单元连接的螺母。,2、汽车的操纵稳定性,汽车的操纵操纵性：指驾驶员不感到过
21、分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰（侧向力、转弯向心力）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定的能力 “高速车辆的生命线” 评价指标：汽车的稳定转向特性 稳定转向的三种状态：不足转向、过多转向、中性转向,汽车的操纵稳定性,根据试验证明，汽车应具有适度的不足转向,舒适性,舒适性：行驶平顺性。汽车行驶时，路面不平及发动机、传动系和车轮等旋转部件激发汽车的振动，通常，路面不平是汽车振动的基本输入，平顺性就是路面不平引起的汽车振动，其频率范围约为0.525Hz 平顺性要求汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限内,舒适性,人体器官自幼就巳习惯于行走所引起的垂直振动的频率如果车身振动频率与步行速度频率接近，则乘坐者不会感到不舒适 取步距为0.75m。，中等步行速度为34km/h，则振动频率约为1.11.5Hz 如车身振动频率在此范围内，则可以认为是人体器官所习惯的 当振动频率低于1Hz时，会引起乘客晕车和恶心 当振动频率高千1.5Hz时，车身振动猛烈，也会使乘客,
