2016秋季西安交通大学汽车构造选修课

一、请在在售汽车中选择自己喜欢的一款车型，列出其主要参数。品牌：smart级别：微型车变速箱：6挡双离合长*宽*高(mm)：2695*1663*1555车身结构：两厢轿车最高车速(km/h)：1550-100km/h加速(s)：10.4轴距(mm)前轮距(mm)后轮距(mm)：1873/1469/1451整备质量(kg)：955车门数(个):3座位数(个)：2排量(mL)：898进气形式:涡轮增压气缸排列形式：L气缸数(个)：3每缸气门数(个)：4压缩比：9.5配气机构：DOHC缸径(mm)：72.2行程(mm)：73.2最大马力(Ps)：90最大功率(kW)：66最大扭矩(N•m)：135燃料：汽油燃油标号：汽油97号(京95号)供油方式：多点电喷环保标准：国V二、请列举并详细说明汽油发动机和柴油发动机的不同之处（至少列出10点区别）。柴油发动机汽油发动机柴油机的燃料是柴油汽油机的燃料是汽油由于柴油的粘度大、蒸发性差、自燃温度低(约500K)，需要借助喷油泵和喷油器将柴油在接近压缩终了时，以高压、高速的方法喷入燃烧室。所以柴油机吸入气缸的是纯空气，可燃混合气直接在燃烧室中形成，并依靠压缩后的高温空气自行发火燃烧。汽油机吸入的是混合气柴油机转速低，燃油消耗率低，燃油经济性好。汽油机的经济开销更大，汽油机格更高。柴油机气缸工作压力大，所以柴油机的气汽油机的气环数少环数比汽油机多柴油机的熄火是停止供油汽油机的熄火是停止火花塞的电柴油机每个循环需要消耗的空气较多，所以柴油机大多有增压系统汽油机较少柴油机的油含碳量高，易产生浓烟汽油机的油含碳量少，较容易完全燃烧，污染小柴油机在预燃室加电热死预热汽油机要在进气支管进行适当加热柴油机会有“飞车“现象，所以需要加调速器汽油机不会柴油机没有火花塞，在相应位置安装喷油泵汽油机有火花塞三、请列举3种常见的轿车用自动变速系统，并概述其结构特点和原理。1.AT自动变速箱的结构及工作原理：现在自动变速箱一般都是液力变矩器式自动变速箱，也就是俗称的“AT”自动变速箱。它主要由两大部分构成：1、和发动机飞轮连接的液力变矩器。2、紧跟在液力变矩器后方的变速机构。液力变矩器一般是由泵轮、定叶轮、涡轮以及锁止离合器组成的。锁止离合器的作用是当车速超过一定速度时，采用锁止离合器将发动机与变速机构直接连接，这样可以减少燃油消耗。液力变矩器的作用是将发动机的动力输出传递到变速机构。它里面充满了传动油，当与动力输入轴相连接的泵轮转动时，它会通过传动油带动与输出轴相连的涡轮一起转动，从而将发动机动力传递出去。其原理就像一把插电的风扇能够带动一把不插电的风扇的叶片转动一样。AT自动变速箱每个档位都由一组离合片控制，从而实现变速功能。现在的AT自动变速箱采用电磁阀对离合片进行控制，使得系统更简单，可靠性更好。AT自动变速箱的传动齿轮和手动变速箱的传动齿轮并不相同。AT自动变速箱采用的是行星齿轮组实现扭矩的转换。变速箱控制电脑通过电信号控制电磁阀的动作，从而改变变速箱油在阀体油道的走向。当作用在多片式离合片上的油压达到致动压力时，多片式离合片接合从而促使相应的行星齿轮组输出动力。行星齿轮组包括行星架、齿圈以及太阳轮。当上面提到的三个部件中的一个被固定后，动力便会在其他两个部件之间传递。2.CVT自动变速箱的结构及工作原理：CVT无级变速箱的主要部件是两个滑轮和一条金属带，金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成，这两片轮盘中间的凹槽形成一个V形，其中一边的轮盘由液压控制机构控制，可以视不同的发动机转速，进行分开与拉近的动作，V形凹槽也随之变宽或变窄，将金属带升高或降低，从而改变金属带与滑轮接触的直径，相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节，即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时，另一个带轮凹槽就会逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。当汽车慢速行驶时，可以令主动滑轮的凹槽宽度大于被动滑轮凹槽，主动滑轮的金属带圆周半径小于被动滑轮的金属带圆周半径，即小圆带大圆，因此能传递较大的转矩；当汽车逐渐转为高速时，主动滑轮的一边轮盘向内靠拢，凹槽宽度变小迫使金属带升起，直至最高顶端，而被动滑轮的一边轮盘刚好相反，向外移动拉大凹槽宽度迫使金属带降下，即主动滑轮金属带的圆周半径大于被动滑轮金属带的圆周半径，变成大圆带小圆，因此能保证汽车高速行驶时的速度要求，3.DSG自动变速箱的结构及工作原理：手动挡汽车在换挡时，离合器在分离和接合之间存在动力传递暂时中断的现象。这对于一般的民用车影响不大，但对于争分夺秒的赛车来说，会极大地影响成绩。双离合变速箱能够消除换挡时动力传递的中断现象，缩短换挡时间，同时换挡更加平顺。两个离合器与变速箱装配在同一机构内，其中一个离合器（1）负责挂1、3、5和倒挡；另一个离合器（2）负责挂2、4、6挡。当驾驶员挂上1挡起步时，换挡拨叉同时挂上1挡和2挡，但离合器1结合，离合器2分离，动力通过1挡的齿轮输出动力，2挡齿轮空转。当驾驶员换到2挡时，换挡拨叉同时挂上2挡和3挡，离合器1分离的同时离合器2结合，动力通过2挡齿轮输出，3挡齿轮空转。其余各档位的切换方式均与此类似。这样就解决了换挡过程中动力传输中断的问题。四、请列出汽车的基本组成部分，并阐述各部分的功用。常用汽车的总体构造基本上由四部分组成：发动机、底盘、车身、电气设备。（1）发动机——发动机是汽车的动力装置。作用是将燃料燃烧的热量转变为机械能，为汽车提供动力。（2）底盘——底盘接受发动机动力，使汽车运动，并保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。①传动系：由离合器、变速箱、万向传动装置、驱动桥等组成。作用是将发动机动力传给驱动车轮。②行驶系：由车架、车桥、车轮、悬架等组成。作用是布置、安装、连接汽车各总成，起到支持全车保证汽车行驶。③转向系：由方向盘、转向器及转向传动装置组成。作用是保证汽车按照驾驶人所定方向行驶。④制动系：由制动器，自动传动装置，制动助力辅助装置等组成。作用是行驶中减速、停车。（3）车身——用以安置驾驶员、乘客或货物。客车为整体车身，货车分驾驶室和货箱。（4）电气设备——为汽车启动、行驶及汽车附属设施提供电源。主要由电源、启动系、点火系，以及汽车照明、信号、辅助电气设施等组成。五、请列举至少3种汽车尾气有害排放物后处理装置，并概述其降低尾气排放的原理。1.氧化催化剂（DOC）氧化催化技术是一种已用于柴油车排气后处理的技术，主要是通过催化剂的氧化反应除去微粒物中的可挥发有机物(SOF)，减少PM排放，同时可除去排气中的HC，CO污染物和醛类、多环芳烃等排放标准未限制污染物。氧化催化剂通常是用陶瓷蜂窝体或者金属蜂窝体为载体、其上负载氧化物涂层和活性金属成分而构成。常用的活性金属组分有贵金属Pt、Pd等。氧化催化剂对微粒物的净化性能受柴油品质，特别是硫含量的影响较大。2.微粒捕集器（DPT/DPF）微粒捕集器已经有20余年的历史，不论是陶瓷壁流式、陶瓷纤维、金属或泡沫陶瓷，均有很高的过滤效率。它们的滤孔开度均可小于40--80µm，实验证明，DPF对纳米质点数的过滤效率可高达95%--99.5%，是目前对付纳米微粒排放最有效的处理措施。但至今，没有得到（特别在轿车柴油机上）大量商业性应用。主要原因如下：（1）在发动机各种运行工况下均可实现可靠、安全、周期性地进行DPT/DPF再生系统还未研制成功；（2）要尽量降低发动机燃油消耗率的恶化，已经试验过很多的再生系统，如电加热、微波加热、红外线加热、补助喷油燃烧等等方法均因为耗能过大或结构复杂而难以推广；（3）要求发展低成本的再生技术。连续再生捕集器(continuousregenerationtrap，CRT)是近年来新开发的微粒后处理系统，在氧化催化器中应用了专门的催化剂，使排气中的NOx大部分氧化为NO2，NO2对滤清器中的积炭的氧化性很强，可在较低的温度下对积炭氧化。但它要求用含硫量很低的柴油。此外，NO2既是碳粒的氧化剂，又是的SO2氧化剂，含硫量多了，会产生硫酸盐，因此，CRT系统中催化剂的配方问题是很关键的问题。(SAEpaper2000—1-1876)试验表明装备CRT系统的柴油机与天然气发动机相比，PM排放比CNG发动机低，NOx排放略高，但THC、CO和Carbonyl排放接近于零，比天然气发动机低得多，因此装有CRT体统的超有机是更清洁的发动机。3.SCR催化转化系统SCR催化转化系统是欧洲经长期研究并趋于成熟的降低NOx排放的后处理装置。由于直喷式柴油机存在NOx—PM关系的trade-off曲线，因此有一派意见是，尽量使燃烧过程优化，使PM排放和燃油消耗率BSFC达最低，由此导致的NOx升高，用还原能力特强的Urea-SCR系统来解决，尿素(Urea)消耗成本用低油耗的节约来补偿，从而实现搞经济性、低排放的目的。六、阐述评价汽车动力性能和燃油经济性的评价方法和主要评价指标。汽车的动力性是用汽车在良好路面上直线行驶时所能达到的平均行驶速度来表示。汽车动力性主要用三个方面的指标来评定：最高车速；汽车的加速时间；汽车所能爬上的最大坡度。最高车速是指汽车在平坦良好的路面上行驶时所能达到的最高速度。数值越大动力性就越好。汽车的加速时间表示汽车的加速能力也形象的称为反映速度能力，它对汽车的平均行驶车速有很大的影响，特别是轿车，对加速时间更为重要。常用原地起步加速时间以及超车加速时间来表示。汽车的爬坡能力用满载时的汽车所能爬上的最大坡度。汽车的燃油经济性常用一定工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。在我国及欧洲，汽车燃油经济性指标的单位为L/100km，即汽车行驶100km所消耗的燃油升数，其数值越小，汽车燃料经济性就越好，汽车就越省油。而在美国，则用MPG或mi/gall表示，即每加仑燃油能行驶的公里数，它的意思是每加仑燃油能行驶的英里数，其数值愈大，汽车的经济性就愈好，汽车就愈省油。燃油经济性与很多因素有关，如行驶速度，当汽车在接近于低速的中等车速行驶时燃油消耗量最低，高速时随车速增加而迅速增加。另外，汽车的保养与调整也会影响到汽车的油耗量。汽车行驶时在短距离内停车且维持行驶方向稳定，以及汽车在长坡时维持一定车速的能力成为汽车的制动性。汽车的制动性能指标主要有制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性、汽车的制动过程。七、概述天然气作为车用燃料的主要优缺点，并阐述天然气作为车用燃料在车辆上的应用方式？优点：具有环保性，具有经济型，价格低、安全缺点：骑车携带的燃料量较少，由于天然气汽车是在原来的汽油车或柴油车的基础上改装的，使原来的汽车有效空间减少，本身的自重增加。资源有限，投资燃气站成本高。应用方式：天然气从储气瓶通过软管导入燃料，在发动机附近，天然气将进入压力调节器从而实现降压。将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中，燃料在四冲程发动机的混合器中与空气混合。传感器和计算机将对燃料和空气的混合气体进行调节，以便火花塞点燃天然气时，燃烧更有效。然后，天然气将进入多点顺序喷射喷轨，该喷轨会将气体引入气缸中，仍然使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火。八、作为一名普通消费者，在动力性接近的条件下你会选择纯电池电动汽车、混合动力汽车还是传统的汽、柴油汽车？请给出选择的理由。我还是会选择传统的汽油汽车。首先，纯电池电动汽车，需要频繁的充电，但是现在公共的充电设备较少，因此很不方便，并且电动车的电池较贵。等设施较完善后，可能会考虑。其次，虽然混合动力车和汽油车一样到加油站加油，但是因为油耗低，所以加油次数很少，不用改变使用习惯，燃油经济性能高。但是混合动力发动机成本要高于汽油发动机，所以同样车型，混动版要比汽油版贵一些。九、智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。作为一名大学生，请谈谈你期待智能车辆带给汽车产业和消费者哪些影响和变革。我非常期待智能汽车。智能汽车将带给汽车产业巨大的变革。未来智