汽车构造(上篇).

汽车构造总论第一篇汽车发动机第二篇汽车传动系第三篇汽车行驶系第四篇汽车转向系与制动系第五篇汽车车身及附属设备底盘Chassiss车身Body发动机Engine编制：罗虹1999.8总论一、国内外汽车工业概况二、汽车类型三、国产汽车产品型号编制规则四、汽车总体构造五、汽车行驶基本原理复习思考题二、汽车类型1.按用途分为轿车——按发动机排量分为微型、普通级、中级、中高级、高级轿车运输汽车客车——按总长度分为微型、轻型、中型、大型、特大型客车货车——按总质量分为微型、轻型、中型、重型货车竞赛汽车特种用途汽车娱乐汽车特种作业汽车消防车、救护车、工程车、……2.按动力装置分为活塞式内燃机汽车电动汽车复合动力汽车燃气轮机汽车3.按行驶道路条件分为公路用车非公路用车（越野汽车）4.按行驶机构特征分为轮式汽车驱动型式符号：n×m（车轮总数×驱动轮数）其它型式的车辆（履带式、雪撬式、气垫式、步行机构式车辆）三、国产汽车产品型号编制规则（GB９４１７-８８）企业自订代号用途特征代号结构特征代号产品序号主参数代号车辆类别企业代号专用汽车专用汽车结构特征代号X——厢式汽车G——罐式汽车Z——专用自卸汽车T——特种结构汽车J——起重举升汽车C——仓栅式汽车汽汽车车型型号号中中数数字字代代号号的的含含义义车辆类别及代号主参数代号载货汽车1越野汽车2自卸汽车3牵引汽车4专用汽车和特种作业车5汽车总质量(t)数值(100t时，用3位数字)客车6汽车总长度(0.1m)数值（10m时，单位用m）轿车7发动机工作容积(0.1L)数值8半挂车及专用半挂车9汽车总质量（t）数值例：CA1091EQ2080SC6350TJ7100DM5700XYCFJX1030DS“三大总成”发动机(Engine)、底盘(chassis)、车身(body)。（电气设备）五、汽车行驶的基本原理汽车在前进方向上受到的外力滚动阻力(RollingResistance)——产生原因：车轮及路面的变形；车轮与路面间的磨擦。阻力ΣF空气阻力(AerodynamicResistance)——产生原因：空气与汽车的相互运动。上坡阻力(GradeResistance)——产生原因：汽车重力的分力。驱动力(牵引力)Ft(TractiveEffort)——路面作用于驱动轮上的圆周力。四、汽车的总体构造（图0-4）ΣFFtVMtFtΣF时，汽车加速运动；Ft＝ΣF时，汽车匀速运动；FtΣF时，汽车减速运动。限制驱动力的因素1.驱动轮(DrivingWheel)上的转矩Mt发动机经由传动系在驱动轮上施加一个驱动力矩Mt驱动轮对路面作用一个力Fo，路面对车轮的反作用力即为驱动力Ft：Ft（=Fo）=Mt/rrrr—轮胎滚动半径2.附着力Fφ附着作用轮胎与路面的摩擦作用；路面凸起部对轮胎的抗滑作用。附着力Fφ附着力是由于附着作用，轮胎与路面间可能提供的最大作用力。附着力取决于附着系数φ、车轮的正压力G，即Fφ＝G•φ附着系数φ反映了路面、轮胎的一个重要特性。驱动力与附着力的关系Ft≤Fφ＝G•φ复习思考题一、国产汽车型号怎样编制？二、汽车有哪几大总成？三、汽车行驶时受到哪些力的作用？四、哪些因素影响、限制汽车的驱动力？五、附着力与驱动力有何不同？它们有什么关系？第一篇汽车发动机第一章汽车发动机的工作原理和总体构造第二章曲柄连杆机构第三章配气机构第四章汽油机供给系第五章柴油机供给系第六章发动机排气的净化第七章发动机冷却系第八章发动机润滑系第九章发动机点火系第十章发动机起动系2个机构5个系统第一章汽车发动机的工作原理和总体构造第一节发动机分类第二节四冲程发动机工作原理第三节二冲程发动机工作原理第四节发动机的总体构造第五节发动机主要性能指标与特性第六节内燃机产品名称和型号编制规则第一节发动机分类热力发动机内燃机(Internal-combustionEngine)：活塞式内燃机、燃气轮机外燃机：蒸汽机活塞式内燃机分类按活塞运动方式分为按工作循环分为按所用燃料分为按冷却方式分为往复活塞式发动机旋转活塞式发动机四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机风冷式发动机水冷式发动机按点火方式分为按气缸数量分为按气缸排列方式分为按混合气形成方式分为按是否对进气增压分为强制点火式(点燃式)发动机压燃式发动机单缸发动机多缸发动机L型(直列式/单列式)发动机V型(双列式)发动机P型(平卧式/对置式)发动机化油器式发动机直接喷射式发动机非增压(自然吸气)式发动机增压式发动机第二节四冲程(Four-Stroke)发动机工作原理一、汽油机(GasolineEngine)1.基本参数及术语（图）（图1-2）活塞行程S气缸工作容积（气缸排量）Vh发动机工作容积（发动机排量）VL燃烧室容积Vc气缸总容积VaVa=Vh+Vc压缩比εε=Va/VcVhSVaVc2.汽油机的工作循环(图)工作循环活塞运动进气门状态排气门状态缸内压力(MP)缸内温度(K)进气行程向下开关0.075－0.09（终了）370－400(终了)压缩行程向上关关0.6－1.2(终了）600－700(终了)作功行程向下关关3－5(最高)0.3－0.5(终了)2200－2800(最高)1300－1600(终了)排气行程向上关开0.105－0.115(终了)900－1200(终了)3.压缩比(CompressionRatio)ε定义：ε=Va/Vcε越大，（压缩终了时的压力越大、温度越高，燃烧速度越快，因此，）发动机功率(Power)越大，油耗率(SpecificFuelConsumption)越低。ε过大，易产生爆燃(Deflagrate)，易产生表面点火。爆燃（爆震）：离点燃中心较远处的可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。表面点火：由燃烧室内炽热面或炽热点点燃混合气而产生的一种不正常燃烧。化油器式发动机的压缩比ε一般为6～9;柴油发动机的压缩比ε一般为16～22。二、柴油机(DieselEngine)1.柴油的主要特点粘度大；不易蒸发；自燃温度低。2.柴油机工作循环与汽油机相同3.柴油机与汽油机主要不同点（图1-4）混合气形成：柴油机不用化油器，燃油直接喷射入气缸内。点火方式：压燃，无点火系统。4.柴油机的特点压缩比高柴油机16～22,汽油机为6～9；最高转速较低柴油机2500～3000rpm,汽油机4000～7000rpm；热效率较高柴油机为30～42%；汽油机为20～38%油耗较低比汽油机低约30%质量较大制造、维修费用高喷油泵、喷油器的制造难度大振动、噪声较大工作粗暴排气污染小过量空气系数大，燃烧比较完全，CO、HC、NOx的排放量较少。三、发动机运转平稳问题曲轴每转两周，1个气缸作功1次——曲轴转速是不均匀的，发动机运转是不平稳的。飞轮转动惯量越大，越平稳缸数越多，越平稳第三节二冲程(Two-Stroke)发动机工作原理一、二冲程汽油机(Two-StrokeGasolineEngine)工作原理1.工作循环（图）（图1-5）第一行程（活塞向上）：压缩；进气（进入曲轴箱）；第二行程（活塞向下）：燃烧作功；换气（缸内进气、排气）。2.结构无进、排气阀（进气孔、排气孔、扫气孔均由活塞开、闭）；活塞顶部为一特殊形状，以利换气。3.特点功率大理论上为四冲程发动机的2倍，实际为1.5～1.6倍；运转平稳每两次行程就有一次作功；结构简单，质量小无配气机构使用、维修方便燃油经济性差换气时有部分新鲜可燃混合气随废气被排出排气污染大二、二冲程柴油机工作原理（图1-7）与二冲程汽油机的主要不同之处进入缸内的是空气而不是可燃混合气，因此可方便地增大进气量（如用扫气泵）。进气充分、燃油经济性好；进气不经过曲轴箱；无火花塞，有喷油系统。结构较复杂。第四节发动机的总体构造2个机构：曲柄连杆机构配气机构5个系统：供给系点火系冷却系润滑系起动系第五节发动机主要性能指标与特性一、主要性能指标有效转矩(EffectiveTorque)Te发动机通过飞轮对外输出的转矩。有效功率(EffectivePower)Pe发动机通过飞轮对外输出的功率。燃油消耗率(SpecificFuelConsumption)ge发出1Kw有效功率，1h内所消耗的燃油量。(g/kw·h)二、主要特性转速特性主要性能指标随发动机转速变化的规律。发动机外特性节气门全开时的转速特性（图1-18）发动机部分特性节气门部分开启时的转速特性罗虹:罗虹:罗虹:罗虹:PeTegen发动机外特性曲线三、发动机工况（工作状况）发动机工况用负荷表示负荷发动机发出的功率与同一转速下可能发出的最大功率之比，用百分数表示。同一转速下，节气门开度越大，负荷越大。但二者不成比例。注意：负荷与功率的概念不可混淆；负荷与载荷的概念不可混淆。工况a负荷=0/45=0工况b负荷=20/45=44.4%工况c负荷=32/45=71.1%工况d负荷=45/45=100%Pendcba4532200(kw)节气门全开节气门部分开启Ⅰ节气门部分开启Ⅱ（图1-19）第一章复习思考题一、四冲程依次是哪四个行程？二、活塞行程、工作容积（排量）、燃烧室容积、气缸总容积、压缩比、分别指什么？三、压缩比的大小对发动机的性能有什么影响？四、什么是爆燃？五、汽油机和柴油机有哪些主要不同之处？六、二冲程发动机的工作循环是怎么的？与四冲程发动机比较，它有什么特点？七、什么叫发动机的速度特性、外特性、部分特性？八、四冲程汽油机有哪“２个机构、５个系统”？九、什么叫发动机负荷？第二章曲柄连杆机构第一节概述第二节机体组第三节活塞连杆组第四节曲轴飞轮组第一节概述一、功用把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。(力→转矩；直线运动→转动)二、组成（图2-1）（图）机体组（图2-7）、活塞连杆组（图2-19）、曲轴飞轮组（图2-47）三、工作条件高温，高压，高速，化学腐蚀四、受力分析取该机构为研究对象、受到的力主要有：气体作用力Fp（图2-1）作功行程：Fp→侧压力Fp2、周向力S、径向力R压缩行程:Fp→侧压力Fp2’、周向力S、径向力R前半程，加速运动；后半程，减速运动。往复惯性力与离心力（图2-2）由于惯性力方向与加速度方向相反，所以：上半程，往复惯性力方向向上；下半程，往复惯性力方向向下。离心力在垂直方向上的分力与往复惯性力方向一致。影响往复惯性力的因素：活塞、活塞销连杆小头的质量；曲轴转速。影响离心力的因素：曲柄半径；旋转质量；曲轴转速。摩擦力第二节机体组（图）一、气缸体(EngineBlock)缸体实际上常包括气缸体和曲轴箱(Crankcase)两个部分。三种结枸型式（图2-3）一般式：刚性及强度差、工艺性好龙门式：刚性及强度较好、工艺较差隧道式：刚性及强度好，曲轴主轴承用滚动轴承。主要结构（图2-7）各种孔：气缸孔、主轴孔、凸轮轴孔、润滑油道、附件孔等。冷却系统的结构：水冷发动机缸体有冷却水道、水套；风冷发动机缸体有散热片气缸排列型式（图2-6）（图2-8）不同的排列型式（L型、V型、P型），使缸体的结构形状各异。材料及毛坯成形工艺材料：合金铸铁、铝合金；成形工艺：铸造缸套（图2-10）采用气缸套可节省优质耐磨材料，并且方便维修。干缸套：缸套不与冷却水直接接触（图）湿缸套：缸套与冷却水直接接触二、气缸盖(CylinderHead)、气缸衬垫(CylinderHeadGasket)功用与缸体一起形成燃烧室主要结构（图2-11）（图2-12）（图2-13）燃烧室、冷却水套、润滑油道、火花塞孔、气门座。类型单体缸盖：变形小、密封好、易更换；发动机总尺寸大。块状缸盖：整体缸盖：材料合金铸铁、铝合金燃烧室形状（图2-13）楔形燃烧室;盆形燃烧室;半球形燃烧室.气缸衬垫（图2-14）密封气缸上部三、油底壳（机油盘）(OilPan)（图2-15）功用贮存润滑油；封闭曲轴箱．材料与加工工艺钢板；冲压结构后部深：使机油泵能吸到油；挡油板：防止油的波动过大；放油塞：换油时排放润滑油。四、发动机支承（图2-16）支承形式三点支承、四点支承．支承材料橡胶等弹性材料支承的作用减