1汽车系列课堂之一---汽车的总体构造

汽车系列课堂之一——汽车的总体构造汽车于十九世纪末首先出现在西欧。汽车是许多国家的科技工作者、发明家的智慧的综合产物，并经历了一个不断演变和发展的过程。它是公路运输的主要运载工具。汽车作为一种陆上交通工具，具有方便、机动、灵活、速度快、适应性强等特点。此外，其品种多、数量大，为工农业生产和国防建设以及人们日常生活所不可缺少。一、汽车的种类（一）按用途分1、载客车：专门用作人员乘坐的汽车，按其座位多少又可分为轿车和客车、旅游车等种类。（1）轿车：除司机外乘坐2－8人的小型客车。轿车按发动机的工作容积（排量---升）大小可分为：微型（1L以下）、经济型（1－1.6L）、中级（1.6－2.5L）和中高级（2.5L以上）轿车。（2）客车：除司机外乘坐9人以上的载客车为客车。客车有单层、双层型式，并可按总质量、总长度分为不同类型（如表1）,另外，还可按使用目的分为旅行客车、城市客车、长途客车、游览客车和旅游车等。其中旅游车是专门用于旅游的客车，是60年代后发展起来的现代化交通工具。有的长途旅游车为住宿式，具有住宿和生活条件。表1客车类型类型小型中型大型铰接式双层总质量（t）44－1111－161815总长（m）66－99－12149－122、货车：主要供运载货物用的汽车称为货车，又称载货汽车。（1）普通货车：按其载重量分为轻型（小于3.5t）、中型（大于4-8t）和重型（大于8t）货车。（2）特种车：为普通货车的变型，具有特殊货箱，并考虑到货物装载和运输上的专门需求。如有保温箱货车、罐式货车等。（3）自卸车：货箱能自动举升并倾卸散装货物、固体货物，如煤、砂石、矿料等。（4）牵引车：专门用来牵引挂车、半挂车和长货挂车的主体，一般车上不搭乘旅客，没有装载货物的车厢（少数具有短货箱）的汽车称为牵引车。又称载货列车，一般可分为全挂牵引车和半挂牵引车，半挂车的载荷由自身和牵引车共同承受，全挂车的载荷全部由自身承受。3、特种用途的汽车包括建筑工程用汽车、市政公共事业用汽车、农用汽车、竞赛汽车等。（二）按汽车对道路的适应性分：普通公路汽车和越野车。（三）按汽车动力装置型式分：活塞式内燃机汽车、电动汽车、燃气轮机汽车。二、汽车的基本构造汽车的类型虽然很多，各类汽车的总体构造有所不同，但它们的基本组成是一致的，都由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。图1为典型轿车的构造透视图。图1典型轿车的构造透视图（一）发动机：汽车的动力装置，是汽车的心脏。其作用是使燃料燃烧后产生动力，然后通过底盘的传动系驱动汽车行驶。汽车发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系和起动系，即“二大机构、五大系统组成。在汽车发展史上，使用的发动机都是用燃料燃烧的热能转变为机械能的热力发动机。热力发动机又可分为内燃机和外燃机。燃料燃烧的气体将所含的热能通过其它介质转变为机械能的称为外燃机，如蒸汽机；燃料燃烧的气体直接将所含的热能转变为机械能的称为内燃机，如汽油机和柴油机。由于外燃机热效率低、结构笨重、维修不便，在现代汽车上没有采用，而内燃机热效率高、结构紧凑、维修方便，故在汽车领域中占有统治地位。目前在汽车上占优势的是往复活塞式内燃机，其中主要是汽油机和柴油机。常见的汽油机是利用化油器使汽油与空气混合后吸入发动机气缸内，用电火花强制点燃混合气体使其燃烧后产生热能而作功；柴油机则利用喷油泵使柴油产生高压后由喷油器直接喷入发动机气缸内并与气缸内压缩空气混合形成混合气，柴油自燃后产生热能而作功。（二）底盘：汽车的基础，可以称底盘是汽车的骨骼。其作用是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证正常行驶；同时支撑、安装汽车其它各部件、总成。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等四大系统组成。1、传动系汽车传动系的基本作用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。汽车上目前最常见的传动系的组成及布置形式如图2所示。发动机纵向安置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。图中有标号的部分为传动系。发动机发出的扭矩依次经过离合器1、变速器2、万向节3和传动轴8组成的万向传动装置以及安装在驱动桥4上的主减速器7、差速器5和半轴6传给驱动车轮。驱动轮得到扭矩便给地面向后的作用力，并因此使地面对驱动轮产生一个反作用力，这个反作用力就是汽车的牵引力。图2普通汽车传动系一般组成及布置示意图由于汽车的类型不同，发动机的安装位置不同，都会使传动系的布置型式不同。2、行驶系汽车行驶系的结构型式因车型和行驶条件的不同而有所差异。绝大多数汽车行驶在比较坚实的道路上，其行驶系中直接与路面接触的部分是车轮，因而称为轮式行驶系。除广泛应用的轮式结构外，还有履带式、车轮－履带式、跨步式等。轮式行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等组成，如图3所示。图3行驶系的组成及部分受力情况行驶系的主要作用是：将汽车构成一个整体，支撑汽车的总质量；将传动系传来的扭矩转化为汽车行驶的驱动力；承受并传递路面作用车轮上的各种反力及力矩；减少振动，缓和冲击，保证汽车平顺行驶；与转向系配合，正确控制汽车的行驶方向。3、转向系转向系的作用是通过驾驶员转动方向盘，根据需要改变汽车行驶方向，并减轻驾驶员的疲劳程度。转向系由转向器和转向传动机构两大部分组成，图4为转向系示意图。转向器由方向盘、转向轴、转向传动轴、转向万向节等组成。转向传动机构由转向垂臂、纵拉杆、转向节臂、横拉杆、左右梯形臂等组成。图4汽车转向系示意图4、制动系制动系的作用是根据需要使汽车减速或在最短的距离内停车，以确保行车安全；并保证汽车停放，不致自动滑溜。汽车的制动系一般至少装有两套各自独立的系统：行车制动装置（脚制动装置）和驻车制动装置（手制动装置）。重型汽车和经常行驶在山区的汽车，还应增装紧急制动和安全制动或辅助制动装置。此外，较完善的制动系还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。制动系中每套制动装置都由产生制动作用的制动器和制动传动机构组成。制动器通常采用摩擦式。图5制动系工作原理图（三）车身：车身安装在底盘车架上，车身用以安置驾驶员、乘客和货物。除轿车、客车一般是一整体的车身外，货车车身是由驾驶室和货箱两部分组成。现代轿车多用承载式车身，这种车身结构没有刚性车架，只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位，发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架装置传给车轮。承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用。承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小、高度低、装配容易等优点。如图6所示：图6轿车承载式车身汽车车身是一件精制的综合艺术品，其结构主要包括车身壳体、车门、车窗、车前钣金件、车身内外装饰件、车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等，载货汽车还包括货箱和其他设备。（四）电器设备：汽车的电源和电气装置，它由电源和用电设备两大部分组成。用电设备包括发动机的起动系以及汽车的照明、信号、仪表装置等，在强制点火式发动机中还包括发动机的点火系。三、未来汽车的发展从轿车的造型来看，汽车发展到鱼型已基本上解决了空气阻力问题，楔型车继承了这一成果，并有效地克服了鱼型车的升力问题，使汽车的行驶稳定性有了显著的提高。因此，楔型车成为目前较为理想的车身造型。未来小客车的造型必然是在楔型车的基础上加以改进，造型将更平滑、流畅。美国通用汽车公司研制的AERO2000型外力小客车已具备了这样的特点，如图7所示。该车单从汽车本身的轮廓和线形，已经让人可以感受到未来汽车的气息。图7未来汽车旅行车、大客车和载货汽车的造型也趋于流线型，大型流线型的箱式货车将成为未来公路运输的主要车辆；将有一车多用的组合式汽车和具有既可以和普通公共汽车一样在陆上行驶，又可以开进特殊的飞机上作空中旅行陆空两用优点的空中公共汽车；还将有履带式气垫车（可以在泥泞道路和沼泽地自由行走），仿照动物行走特征、有四条腿的无轮步行式汽车等等。电子计算机被广泛应用在汽车上将是未来汽车的标志，有电脑系统把驾驶员的意志和外界行驶条件结合起来转化成电信号经微处理器分析、计算后向车辆的各个部分发出指令，使汽车行驶更为安全可靠。总之，未来汽车的发展变化将主要表现在：轻量化、控制电脑化、设计计算机化、动力多样化、制造柔性化、生产世界化。