汽车构造-总论 大学本科

汽车构造主讲教师:邬万江一、现代汽车的类型汽车是由动力装置驱动的，具有四个或四个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车的主要用途是运输—载送人员和（或）货物。它的分类形式有很多种：（一）按用途分类：普通运输汽车、专用汽车、特殊用途汽车1.运输汽车1)载货汽车微型货车Ga≤1.8t，轻型货车1.8t＜Ga≤6t，中型货车6t＜Ga≤14t，重型货车Ga＞14t。（注：Ga－厂定最大总质量）2)客车微型客车L≤3.5m，轻型客车3.5m＜L≤7m，中型客车7m＜L≤10m，大型客车10m＜L≤12m，特大型客车L12m，包括车长超过12m的铰接式客车和双层客车。（注：L－车长）3)轿车微型轿车V≤1L，普通级轿车1L＜V≤1.6L，中级轿车1.6L＜V≤2.5L，中高级轿车2.5L＜V≤4L，高级轿车V＞4L。（注：V--发动机排量L--升）4)牵引车半挂牵引汽车（后部设有牵引座，用于牵引和支撑半挂车前端），全挂牵引汽车（本身带有车厢，其外形与货车相似，但其车辆长度和轴距较短，而且尾部设有拖钩）。2.特种用途汽车1)娱乐汽车：包括旅游汽车、海滩游玩车等。2)竞赛用车。3.专用汽车：1）运输型：自卸、罐车、挂车等；2）作业型：消防、环卫、市政等。根据其使用燃料的不同，通常分为汽油车和柴油车。汽油和柴油在近期内仍将是活塞式内燃机的主要燃料，而各种代用燃料的研究工作也在大力开展。活塞式内燃机还可按其活塞的运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式内燃机两种类型。（二）按动力装置形式分类1.活塞式内燃机汽车2.电动汽车动力装置是电动机。电动汽车的优点是无废气排出、不产生污染、噪音小、能量转换效率高、易实现操纵自动化。电动机的供能装置通常是化学蓄电池。传统式的铅蓄电池在重量、充电时间间隔、寿命、放电能力等方面还不完全令人满意，从而限制了电动汽车的大量普及。目前，碱性蓄电池（镍－铬电池、镍－铁电池）的研究取得了较大的进展。这种电池性能好、重量轻，但其制造工艺较复杂，价格较高。此外，电动机的供能装置也可以是太阳能电池，或其它形式的能源。3.燃气轮机汽车与活塞式内燃机相比，燃气轮机功率大、质量小，转矩特性好，所使用的燃油无严格限制，但其耗油量大，噪音高，制造成本也较高。4.喷气式汽车（三）按行驶道路条件分类1.公路用车指主要行驶于公路和城市道路的汽车。公路用车的长度、宽度、高度、单轴负荷等均受交通法规的限制。2.非公路用车一类是本身的外廓尺寸、单轴负荷等参数超出了法规限制而不适合于公路行驶，只能在矿山、机场、工地内的无路地区或专用道路上行驶的汽车。另一类是越野汽车，可分为：轻型越野汽车Ga≤5t，中型越野汽车5t≤Ga≤13t，重型越野汽车13t＜Ga≤24t，超重型越野汽车Ga＞24t。（四）按行驶机构的特征分类1.轮式汽车通常可分为非全轮驱动和全轮驱动两种类型。汽车的驱动型式一般用“n×m”表示，其中n为车轮总数，m为驱动轮数。2.其它型式的汽车包括履带式汽车、雪橇式汽车、气垫式汽车、步行机构式汽车等。二、汽车产品型号汽车的产品型号由企业名称代号、车辆类别代号、主参数代号、产品序号等组成，必要时可附加企业自定代号。企业名称代号一般为汽车制造厂的汉语拼音缩写，如：BJ（北京）、SH（上海）、EQ（二汽）、CA（中国一汽ChinaAutomobile）等，车辆类别代号和主参数代号等见下表。产品序号指企业发展该产品的顺序号。企业自定代号用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示，位数由企业自定，常用在表示同一种汽车但结构略有变化而需要区别时。专用汽车分类代号用三个汉语拼音表示，第一个字母反映车辆结构特征，后两个字母表示用途特征。结构特征代号用X表示厢式汽车，G表示罐式汽车，Z表示专用汽车，T表示特种结构汽车，J表示起重举升汽车，C表示仓栅式汽车。用途特征代号用专用汽车具体用途的两个汉字的第一个汉语拼音字母表示。车辆类别代号和主参数代号：三、汽车总体构造汽车是由上万个零部件组成的结构复杂的机动交通工具，根据其动力装置、运送对象和使用条件的不同，汽车的总体构造有较大差异，但基本结构都由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。发动机是汽车的动力装置。当前汽车发动机广泛采用的是往复活塞式内燃机，它一般是由曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统(汽油发动机采用)和起动系统。柴油内燃机则由除点火系统以外的两大机构和四大系统组成。1、发动机2、底盘底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四大部分组成。作为汽车的基体，发动机、车身、电气设备及各种附属设备都直接或间接地安装在底盘上。2)行驶系传动系用来将发动机的动力传输给各驱动轮。传动系包括离合器、变速器、驱动桥、传动轴等部件。1)传动系汽车的行驶系由汽车的行驶机构和承载机构组成，它包括车轮、车轴和桥壳、悬架、车架等部件。汽车行驶系的功用是支撑整车质量，传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩，并缓和冲击、吸收振动，以保证汽车在各种条件下正常行驶。3)转向系转向系是通过对左、右转向车轮不同转向角之间的合理匹配来保证汽车沿着设想的轨迹运动的机构，它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。采用动力转向时，还应有转向动力系统。为了避免汽车撞车时驾驶员受到转向盘的伤害，在转向盘中间安装安全气囊，还可在转向系中设置防伤装置。为了缓和来自地面的冲击，衰减转向车轮的摆动和转向机构的振动，有的车型在转向系中还装有转向减振器。多数两轴及三轴汽车仅采用前轮转向。为了提高操作稳定性和机动性，越野汽车和某些现代轿车采用全四轮转向。4)制动系使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车可靠地停驻，汽车的制动系包括行车、驻车、应急和辅助制动等制动装置。3、车身车身用来安置驾驶员、乘客和货物等。轿车和客车车身一般是整体壳体，有承载式车身和非承载式车身之分。具有承载式车身的轿车和客车，不需再安装车架，它本身就起着承受汽车载荷的作用，并能传递和承受路面作用于车轮的各种力和力矩。因此，承载式车身也起着承载机构的作用。非承载式车身则只起车身作用，不能承受汽车载荷，因此它必须支撑在车架上。中级和中级以下轿车多采用承载式车身，非承载式车身常用于中、高级轿车和一部分客车。货车车身由驾驶室和货厢（或封闭室货厢）两部分组成。车身应具有隔音、隔振和保温等功能，制造工艺性和密封性要好，应能为乘员提供安全而舒适的乘坐环境。其外形应能保证汽车在高速行驶时空气阻力小，且造型美观，并能反映当代车身造型的发展趋势。车身内有内饰、座椅、仪表板等，外部装有各种灯具、后视镜及其它附件，车门上装有门把和门锁等。汽车电气设备由电器设备和电子设备两部分组成。汽车电器设备由电源（蓄电池、发电机）、汽油机点火设备、发动机起动电动机、照明与信号设备、仪表、空调、刮水器、收录机、门窗玻璃电动升降设备等组成。汽车电子设备由电控燃油喷射及电控点火、进气、排气、怠速、增压等装置，变速器的电控自动换档装置，制动器的制动防抱死装置（ABS），车门锁的遥控及自动防盗报警装置等4、电气设备四、汽车的主要技术参数整车整备质量：汽车完全装备好的质量（kg，以下各质量参数相同），应是：完整的发动机、底盘、车身、全部电气设备和车辆正常行驶所需要的辅助设备的质量（即加足燃、润料，冷却液的质量；随车工具、备用车工具及备品等的质量之和）。最大总质量：汽车满载时的质量。最大装载质量：最大总质量和整车整备质量之差。最大轴载质量：汽车单轴所承载的最大总质量。车长：垂直于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外端突出部位的车辆两条垂线间的距离（mm，以下各尺寸参数同）。车高：车辆支撑平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平面之间的距离。车宽：平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突出部位（除后视镜、侧面标志灯、方位灯、转向指示灯等）的两平面之间的距离。轴距：汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心到车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。轮距：在支撑平面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离（轴两端为双轮时，为左右两条双轨迹的中间的距离）。前悬：在直线行驶位置时，汽车前端刚性固定件的最前点到通过两前轮轴线的两条垂面间的距离。后悬：汽车后端刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面间的距离。最小离地间隙：满载时，车辆支撑平面与车辆最低点之间的距离。接近角：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角（°）。离去角：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角（°）。转弯直径：外转向轮（转向盘转达到极限位置）的中心平面在车辆支撑面上的轨迹圆直径（mm）。最高车速：汽车在平坦公路上行驶时能达到的最高速度（km/h）。最大爬坡度：汽车满载时的最大爬坡能力（°或%）。平均燃料消耗量：汽车在公路上行驶时平均的燃料消耗量（L/100km）。五、汽车行驶基本原理要想使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。若以汽车本身为参考系，则这些阻力包括滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力。1、行驶阻力1)滚动阻力车轮滚动时，轮胎与地面的接触区域会产生轮胎与支撑路面的变形，由此而引起的地面对轮胎的阻力，就是滚动阻力Ff。滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮负荷的乘积。2)上坡阻力当汽车上坡时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车上坡阻力Fi。3)加速阻力汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动的惯性力，也就是加速阻力Fj。4)空气阻力汽车直线行驶时受到的空气作用在行驶方向上的分力称为空气阻力FW。空气阻力与汽车的形状、汽车正面投影面积有关，特别是和汽车和空气的相对速度的平方成正比。当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加。Ft2、驱动力发动机经由传动系在驱动轮上施加一个驱动力矩Mt，力图使驱动轮旋转。在Mt作用下，在驱动轮和路面接触处对路面施加一个圆周力Fo，其方向与汽车行驶方向相反，大小为Fo=Mt/r。Mt—驱动力矩，N·mR—驱动力矩的滚动半径，m由于车轮与路面的附着作用，在车轮向路面施加力Fo的同时，路面会对车轮施加一个大小相等、方向相反的反作用力Ft，Ft就是汽车行驶的驱动力。3、行驶时总阻力与驱动力的关系4、附着条件在汽车技术中，把车轮与路面间的相互摩擦以及轮胎花纹与路面凸起部的相互作用综合在一起，称为附着作用。它产生的路面反力能阻碍车轮打滑，这一反力的最大值就称为附着力，一般用Fφ表示：Fφ=G·φ式中：G—附着重力，即汽车总重力分配到驱动轮上的部分，N;φ—附着系数。汽车行驶必须满足附着条件，即Ft≤Fφ=G·φ小结：发展；类型；规则；构造；参数；行驶。思考题：1、发展；2、规则。