1、汽车知识讲座中级篇,中级篇-目录,3.汽车车身,2.汽车底盘,1.发动机,4.电气设备,5.汽车安全,中级篇-发动机,1.发动机的概述 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。,2.发动机的分类 按活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。 按照进气系统分类：内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。若进气是在接近大气状
2、态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。 按照气缸排列方式分类：内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。三列式把气缸排成三列，成为W型发动机。 按照气缸数目分类：内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发
3、动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。,中级篇-发动机,按照冷却方式分类：内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。 按照行程分类：内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四
4、个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。 按照所用燃料分类：内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。,中级篇-发动机,发动机的组成 汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成
5、。1、曲柄连杆机构 组成：由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。 功能：曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。,中级篇-发动机,2、配气机构 组成：由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。 功能：配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。,中级篇-发动机,3、燃料供给系统 组成：化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器等组成。电控燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。 功能：汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一
6、定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。,中级篇-发动机,4、点火系统 组成：传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。普通式和传统式点火系统类似，只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全部是全电子点火系统，完全取消了机械装置，由电子系统控制点火时刻，包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。 功能：在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花
7、的全部设备称为点火系。,中级篇-发动机,5、冷却系统 组成：水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。 功能：冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,中级篇-发动机,6、润滑系统 组成：由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。 功能：润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。,中级篇-发动机,7、起动系统 组成：由起动机及其附属装置组成。 功能：要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使
8、活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。,中级篇-发动机,发动机的原理 往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。 一. 四冲程汽油机工作原理 汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞
9、作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环。,中级篇-发动机,发动机的指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有：动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。 1. 动力性指标 动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。 (1) 有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩， (2) 有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率, (3) 发动机转速 发动机曲轴每分钟的
10、回转数称为发动机转速，,中级篇-发动机,2. 经济性指标 发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kWh的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率. 3. 环境指标 环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前，排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。 排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量；对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NO
11、x)和颗粒(PM)含量。 噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。由于汽车是城市中的主要噪声源之一，而发动机又是汽车的主要噪声源，因此控制发动机的噪声就显得十分重要。如我国的噪声标准(GB/T 186972002)中规定，轿车的噪声不得大于79dB(A)。,中级篇-发动机,4. 可靠性指标和耐久性指标 可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。 5. 发动机速度特性 汽车发动机的工况能在很广泛的范
12、围内变化。当发动机的工况(即功率和转速)发生变化时，其性能(包括动力性、经济性、排放性和噪声等)也随之改变。发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性。,中级篇-发动机,中级篇-目录,3.汽车车身,2.汽车底盘,1.发动机,4.电气设备,5.汽车安全,概述 底盘：底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。,中级篇-汽车底盘,传动系 传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。 传动系的功用:汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到
13、驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。半轴：半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种。,中级篇-汽车底盘,行驶系 行驶系由汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成。 行驶系的功用： 1.接受传动系的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶； 2.承受汽车的总重量和地面的反力； 3.缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车行驶中的振动，保持行驶的平顺性； 4.与
14、转向系配合，保证汽车操纵稳定性。,中级篇-汽车底盘,转向系 汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。转向系统的基本组成 转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。 转向系统的类型 按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。,中级篇-汽车底盘,制动系 汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。,中级篇-汽车底
15、盘,中级篇-目录,3.汽车车身,2.汽车底盘,1.发动机,4.电气设备,4.汽车安全,汽车车身结构从形式上说， 主要分为非承载式和承载式两种。 非承载式车身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上，用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。 承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了
16、其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。,中级篇-汽车车身,汽车车身的主要构成部件 1.发动机盖 发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。2.车顶盖 车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉
17、感和最小的空气阻力。3.行李箱盖 行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内板，内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后档风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。,中级篇-汽车车身,4.翼子板 翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考
18、虑，后翼子板略显拱形弧线向外凸出。5.前围板 前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。 为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢，前围板上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。,中级篇-汽车车身,材料 钢板、碳纤维、铝、强化塑料等，不同用途的汽车外壳、不同部位的材料不同。一般是钢板，奥迪高档车是铝，赛车是碳纤维，悍马H2的引擎
19、盖是强化塑料的。,中级篇-汽车车身,中级篇-目录,3.汽车车身,2.汽车底盘,1.发动机,4.电气设备,5.汽车安全,电气设备：电气设备由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机；用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。 1.蓄电池：蓄电池的作用是供给起动机用电，在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足，蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。 2.起动机： 其作用是将电能转变成机械能，带动曲轴旋转，起动发动机。起动机使用时，应注意每次起动时间不得超过5秒，每次使用间隔不小于10-15秒，连续使用
20、不得超过3次。若连续起动时间过长，将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟，极易损坏机件。,中级篇-电气设备,中级篇-目录,3.汽车车身,2.汽车底盘,1.发动机,4.电气设备,5.汽车安全,汽车安全 汽车安全对于车辆来说分为主动安全和被动安全两大方面。 一、主动安全主动安全说起来其实非常简单，就是尽量自如的操纵控制汽车。无论是直线上的制动与加速还是左右打方向都应该尽量平稳，不至于偏离既定的行进路线，而且不影响司机的视野与舒适性。这样的汽车，当然就有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车安全。现代科技的发展，使得一些设备能够帮助汽车日常的制动或者驱动系统，以提高其主动安全性：
21、防锁死制动系统（ABS）：ABS是Anti-lock Braking System缩写。目前大多数轿车都装有ABS。在遇到紧急刹车时，经常需要汽车立刻停下来，但大力刹车容易发生车轮锁死的状况如前轮锁死引起汽车失去转弯能力，后轮锁死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为解决刹车时车轮锁死的问题，从而提高刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。,中级篇-汽车安全,电子制动力分配系统(EBD)：EBD能够在汽车制动时自动调节前、后轴的制动力分配比例，并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时，四只轮胎与地面的摩擦力不一样，容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机分别对四只轮胎附着
22、的不同地面进行感应与计算，根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并不断调整，保证车辆的平稳、安全。 牵引力控制系统（TCS）：TCS又称循迹控制系统。汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。TCS依靠电子传感器探测车轮驱动情况，不断调节动力的输出，从而使车轮不再打滑，提高加速性与爬坡能力。 电子稳定装置（ESP）：电子稳定装置（ElectronicStablityProgram）是一种牵引力控制系统，不但控制驱动轮，而且可以控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过度的情况，此时后轮会失控而甩尾，
23、ESP便会通过对外侧的前轮的适度制动来稳定车辆。转向不足时，为了校正循迹方向，ESP则会对内后轮制动，从而校正行驶方向。,中级篇-汽车安全,二、被动安全 被动安全是指当车辆发生碰撞时对乘客及行人的保护能力。 1、被动安全之“软防护派” 被动安全是指汽车在发生事故以后对车内乘员的保护，如今这一保护的概念以及延伸到车内外所有的人甚至物体。由于国际汽车界对于被动安全已经有着非常详细的测试细节的规定，所以在某种程度上，被动安全是可以量化的。但在这方面不同的公司有不同的强调侧面。 以日本的丰田等汽车公司以安全碰撞实验为依据，强调的是安全设计的重要，也就是被不少汽车爱好者称为的“软防护派”。有研究表明，在
24、道路交通事故中，绝大部分的碰撞能量被车身所吸收。在这一思路的指导下，发生碰撞事故时车内乘员的保护主要通过车体结构的溃缩实现，通过预先设定的褶皱永久变形，能够吸收外力冲击的大部分。 考虑到汽车的轻量化设计潮流，“软防护派”确实显得很经济，但基于标准化的碰撞实验结果其实并不能够涵盖一切突发的车辆事故，所以在极端的事故中这些车辆的安全性还是有待进一步研究。,中级篇-汽车安全,2.被动安全之“硬防护派” 从人们的直观印象来说，车身钢板越厚越硬、车室结构越坚固，在发生事故时变形量也就会越小，安全性自然更高。的确，同样尺寸的车在互相的碰撞中，“体重”往往具有优势。在不少消费者心目中，以德国车为代表的欧洲车
25、是“硬防护派”的代表。欧洲车的造车理念与注重成本控制的日、韩系车不同，大量采用整块钢板一体冲压成型的部件，并安装了侧门双防撞板，其强度与焊接门不可同日而语，因此不少极端条件下的事故中，“硬防护派”车可能表现出实验室里无法测试出的牢固度，这其中当然有偶然的成分，也有那些百年老厂的经验与智慧的因素在其中。 3.被动安全之“设备派” 现代汽车工业的最新进展之一，就是大量的新电子设备被有效地运用到了汽车安全系统中。以智能安全气囊为例，在普通气囊的基础上增加了传感器，可以探测出座椅上的乘员是儿童还是成年人，他们系好的安全带以及所处的位置是怎样的高度?通过采集这些数据，由电子计算机软件分析和处理控制安全气
26、囊的膨胀，使其发挥最佳作用，避免安全气囊出现无必要的膨胀，从而极大地提高其安全作用。传统上气囊只能对车内乘员起保护作用，最新的汽车将更加注重人、车与环境的融合，因此对行人的安全保护也将成为汽车设计者考虑的因素之一。,中级篇-汽车安全,此外如安全玻璃：将钢化玻璃与夹层玻璃相结合。钢化玻璃破碎时分裂成许多无锐边的小块，不易伤人。夹层玻璃共有3层，中间层韧性强并有粘合作用，被撞击破坏时内层和外层仍粘附在中间层上，不易伤人。 预紧式安全带：当汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。 乘员头颈保护系统（WHIPS）：WHIPS一般设置于前排座椅。当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，其整个靠背都会随乘坐者一起后倾，乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量，座椅的椅背和头枕会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止头部向后甩所带来的伤害。 儿童安全座椅：根据儿童情况而设计，可以有效地减少婴幼儿受到的伤害，这一点通过多年的实践已经得到证实。,中级篇-汽车安全,汽车仪表盘,离合、制动踏板、油门,自动挡变速器,手动挡变速器,完,
