汽车机械构造讲解Word文档格式.docx
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转向器与转向器形式51
动力转向机构52
第五部分：
汽车车身及附属设备53
汽车车身概说53
车身壳体结构的分类55
车门、车窗及其附件和密封57
安全防护装置基本功能和原理59
安全防护装置
（一）车内防护60
安全防护装置
（二）车外防护63
汽车仪表及报警装置65
汽车照明装置及信号装置67
汽车防盗装置70
总论
一、汽车工业概况
汽车是重要的运输工具，是科学技术发展水平的标志。
汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经济效益高的产业。
世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业做为国民经济的支柱产业。
汽车的研制、生产、销售、营运，与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要推动作用。
汽车也是社会物质生活发展水平的标志。
汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。
在许多发达国家中，汽车的数据很多并已普及到千家万户，促使人的社会生活方式发生显著的变化。
但是，汽车数量过多也造成噪声、污染、道路壅塞、事故较多、停车场短缺等社会问题。
所以，汽车工业还必须以性能优异的产品来适应环境保护、交通管理等方面的法规和政策的严格限制。
自第一辆汽车1886年问世至今一百余年期间，汽车工业从无到有，迅猛发展，产量大幅度增加，技术日新月异。
目前全世界汽车的保有量已超过5亿辆。
主要汽车生产国家是：
日本、美国、德国、法国、原苏联、意大利、加拿大、英国等国。
全世界汽车年产量近5000万辆，其中日、美两国的产量约占50%，欧洲各国总计占30%。
自本世纪初至70年代的数十年期间，美国汽车工业一直遥遥领先。
日本则是后起之秀，从1950年产量仅3万辆迅速跃至1970年的529万辆，继而在1980年达到1104万辆，开始超过美国而居世界第一位。
日、美、欧洲等资本主义国家发展汽车工业的特点是资本集中垄断，利用高科技优势，采取大批量生产方式。
例如美国的通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司垄断了美国90%以上的汽车生产，西方八大汽车集团的轿车产量，占世界轿车产量将近70%。
资本主义世界的经济衰退、能源危机、政局动荡、石油价格波动、市场竞争激烈等许多因素对汽车工业影响很大。
近十余年来，许多发达国家的汽车保有量和需求量已渐趋饱和，汽车工业在50、60年代迅速发展的势头已减缓，企业间竞争激化，贸易保护主义迅速蔓延。
美国的汽车产量连年上、下波动，西欧汽车产量停滞不前，企业不景气和严重亏损导致股权转让以及兼并改组。
世界各大汽车公司为了在激烈的竞争中求生存，采取将产品输出变为资本输出的对策，寻求多样化的国际合作方式，实现跨国经营。
多边合作、联合生产、合资入股、渗透兼并等方式使跨国公司日益扩大，汽车的生产经营渐趋国际化。
与此同时，一些新兴工业国家和发展中国家的汽车工业正在崛起。
其中不少国家都用优惠政策吸引外资，采取引先进技术和装备、进口全拆散零件（CKD）装车，逐步提高国产零件的装车比率，进而使主要部件自给，然后扩大零部件及整车出口的模式发展自己的汽车工业。
西班牙、巴西、韩国等国就是采取这种模式使汽车工业迅速发展的典型例子，其汽车年产量已达100万辆左右的规模。
在这些国家中，由于经济发展和国民收入逐年增长，对汽车的需求量不断增加，促使汽车工业迅速发展。
另一些发展中国家也有采取合资经营或进口半拆散零件（SKD）装车等方式发展自己的汽车工业。
可是，发展中国家要振兴汽车工业，都不同程度地面临工业基础薄弱、技术落后、资金匮乏、原料短缺、人才不足、销路不畅等种种困难。
二、汽车类型
汽车是由动力装置驱动，具有4个或4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，或者牵引载送人员和（或）货物的车辆。
此外，汽车还有其他特殊用。
汽车可按照下列不同的分类方法分成各种类型。
（一）按用途分类
汽车有运输汽车和特种用途汽车两大类
1、运输汽车
（1）轿车：
乘坐2～9个乘员（包括驾驶员），主要供私人使用。
轿车可按发动机工作容积（发动机排量）分级：
微型轿车——发动机工作容积1L以下。
普通级轿车——发动机工作容积为1.0～1.6L。
中级轿车——发动机工作容积1.6～2.5L。
上述三种级别的轿车的主要特点是尺寸较小，结构紧凑，前排座椅是较舒适的乘坐位置，而后排座椅通常供辅助用。
因此，这些轿车最宜作为车主自己驾驶的家庭用车。
中高级轿车——发动机工作容积为2.5～4L，如德国奔驰300系列轿车。
）
高级轿车——发动机工作容积为4L以上，如美国通用汽车公司的卡迪拉克（CADILLAC）高级轿车，美国福特汽车公司的林肯（LINCOLN）高级轿车，英国罗尔斯•罗依斯（ROLLSROYCE）高级轿车和德国奔驰500系列、560系列高级轿车。
上述两种级别的轿车的主要特点是尺寸大、装备齐全考穷、性能优良，较舒适的座位设置在后排。
因此，这些轿车适于聘任驾驶员的社会上层人士使用。
（2）客车：
乘坐9个以上乘员，主要供公共服务用。
按照服务方式不同，客车的构造亦不同，可分为城市公共客车、长途客车、团体客车、游览客车等类型。
城市色共客车由于乘客上下车频繁，其地板离地高度较低并设有2～3扇客门，车内设站立位置，故车内通道应有足够的高度与宽度。
长途客车由于乘坐时间长，车内全部布置座席，通常只有1扇客门，乘坐舒适性要求较高，还须设有若干个行李舱。
团体客车供机关、团体使用，行车时间和路线较灵活，不设行李舱。
游览客车有较舒适的座位，其车窗尺寸较大，以便开阔视野。
客车可按车辆长度分级：
微型客车——长度3.5m以下。
轻型客车——长度3.5～7m。
中型客车——长度7～10m。
大型客车——长度10～12m。
特大型客车——包括铰接式客车（车辆长度大于12m）和双层客车（长度10～12m）两种。
（3）货车：
用于运载各种货物，在其驾驶室内还可容纳2～6个乘员。
由于所运载的货物种类繁多，货车的装载量及车箱的结构也各有不同，主要分为普通货车和专用货车两大类型。
普通货车具有栏板式车箱，可运载各种货物。
专用货车通常由普通货车改装，其车箱是为专门运载某种类型的货物而设计的，如运载易污货物的闭式车箱、运载易腐食品的冷藏车箱、运载砂土矿石的自卸车箱、运载液体、气体或粒状固体的罐式车箱、运载大型货物的平台式车箱等等。
货车可按其总质量分级：
微型货车——总质量小于1.8t。
轻型货车——总质量为1.8～6t。
中型货车——总质量为6～14t。
重型货车——总质量大于14t。
（4）牵引汽车：
专门或主要用于牵引挂车的汽车，通常可分为半挂牵引汽车和全挂牵引汽车等类型。
半挂牵引汽车后部设有牵引座，用来牵引和支承半挂车前端。
全挂牵引汽车本身带有车箱，其外形虽与货车相似，但其车辆长度和轴距较短，而且尾部设有拖钩。
牵引汽车都装设有一部分挂车制动装置及挂车电气接线板等。
2、特种用途汽车
这种汽车根据特殊的使用要求设计或改装而成，主要是执行运输以外的任务。
具有装甲或武器的作战车辆不属此列，而被列为军事特种车辆。
（1）娱乐汽车：
专供假日娱乐消遣的汽车，运输已不是此种汽车的主要任务。
娱乐汽车的例子如旅游汽车、高尔夫球场专用汽车、海滩游玩汽车等。
（2）竞赛汽车：
是按照特定的竞赛规范而设计的汽车。
著名的竞赛规范有一级方程式竞赛、拉力赛等。
竞赛汽车的结构和设计原理虽然与其他汽车大致相同，但其用途却很特殊。
由于竞赛过程中汽车的各种零部件及其性能都需经受极其严峻的考验，往往在竞赛汽车上集中使用了大量尖端科技成就。
各厂商为了争夺锦标也不惜大量投资进行代价昂贵的研制工作。
因此，举办汽车竞赛对促进汽车科技发展具有重要作用，也是各厂商及其赞助者相互竞争和进行广告宣传的好时机。
（3）特种作业汽车：
是指在汽车上安装各种特殊设备进行下列特种作业的车辆：
如商业售货车、环卫环保作业车、市政建设工程作业车，农牧副渔作业车、石油地质作业车、医疗救护车、公安消防车、机场作业车……等类型。
（二）按动力装置型式分类
1、活赛式内燃机汽车
根据其使用的燃料不同，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，例如以丙烷和丁烷为主的液化石油气，还有甲醇和乙醇以及它们的衍生产品等等。
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等类型。
2、电动汽车
其动力装置是直流电动机。
电动汽车的优点是无废气排出、不产生污染、噪声小、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、充电间隔时间、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。
但是，在汽车公害、能源等社会问题还不完全令人满意，从而限制了电动汽车的大量普及。
但是，在汽车公害、能源等社会问题进一步突出的今天，又会促使电动汽车的研究和推广工作加快步伐。
目前，碱性蓄电池（镍-镉电池、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，但是其制造工艺较复杂，致使价格过高。
此外，电动机的供能装置也可以是太阳能电池，或者是其他形式的电源。
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、噪声较大，制造成本也较高。
（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
主要有两类：
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于公路行驶，只能在矿山、机场和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。
越野汽车
是一种能在复杂的无路地面上行驶的高通过性汽车。
越野汽车可以是轿车、客车，也可以是货车或其他用途的汽车。
常见的轮式越野汽车都配备越野轮胎并采用全轮驱动的结构形式。
越野汽车可按总质量分级：
轻型越野汽车——总质量小于5t。
中型越野汽车——总质量5～13t。
重型越野汽车——总质量大于13t。
（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型式。
汽车的驱动型式一般用符号“n×
m”表示，其中n为车轮总数（在1个轮毂上安装双轮辋和轮胎仍算1个车轮），m为驱动轮数。
2、其他型式的车辆
如履带式车辆、雪橇式车辆、气垫式车辆、步行机械式车辆……等等。
三、汽车产品型号识别代码（VIN）详解
VIN代码由十七位数字及字母组成。
每一位数字或字母都有不同的含义。
不同国家或汽车生产厂家，其VIN含义有细微的不同。
下面举几个例子具体说明：
美国福特汽车公司轿车VIN：
第一位：
生产国别代码，第二位：
生产或归口部门代码，第三位：
车型类别代码，第四位：
乘员安全保护装置代码，第五位：
车型系列代码，第六～七位：
车身类型代码，第八位：
发动机型号代码，第九位：
VIN检验数代码，第十位：
车型年款代码，第十一位：
总装工厂代码，第十二位：
出厂顺序号代码；
德国宝马汽车公司轿车VIN：
生产厂家代码，第三位：
车型及种类代码，第四～六位：
车型代码，第七位：
发动机型号代码，第八位：
乘员安全保护装置代码，第九位：
德国奔驰汽车公司轿车VIN：
生产国别代码，第二～三位：
生产厂家代码，第四位：
车身及底盘系列代码，第五位：
发动机类型代码，第六～七位：
车型代码，第八位：
日本丰田汽车公司凌志轿车VIN：
发动机型号代码，第五位：
车型代码，第六位：
车型与型号代码，第七位：
系列／级别代码，第八位：
车身类型代码，第九位：
出厂顺序号代码。
附：
车型年款代码对照表
A1980 B1981 C1982 D1983 E1984
F1985 G1986 H1987 J1988 K1989
L1990 M1991 N1992 P1993 R1994
S1995 T1996 V1997 W1998 X1999
Y2000
汽车铭牌上数字和字母的含义
例如"
北京212"
，第一个"
2"
表示越野汽车，"
1"
表示载重1吨，第二个"
表示第二代产品。
再如"
标致505、504"
，其中第一位数字"
5"
代表第五代产品，"
0"
是一个习惯数字，没有意义，第三位数字"
或"
4"
代表底盘型号。
还有一些数字代表发动机气缸容积。
如"
奔驰280"
代表装配2.8升发动机；
丰田汽车、日产车尾常见"
2.8、2.0、3.0"
字样，分别代表发动机气缸容积为2.8升、2.0升、3.0升。
还有的数字是用乘号连接起来的如"
2×
、"
4×
，乘号前连的数字代表驱动形式即两轮或四轮驱动。
乘号后边的数字代表发动机气缸即四气缸发动机。
字母标在车身上表示特殊含义。
"
SGL"
，代表超豪华级，"
EFI"
代表电子燃油喷射；
T"
表示柴油发动机；
TURL"
表示涡轮增压发动机。
还有一种数字和字母组合的方式，不同形式的组合代表的意义截然不同。
如日产公司公爵的\"
V6\"
表示6个气缸V型排列，而有些车上则表示的是24个气门或16个气门。
另外，"
4WD"
表示四轮驱动。
汽车上的数字、字母不仅代表了汽车的性能和级别，也是汽车制造技术发展的标志。
中国汽车产品型号编制规则
1988年国家颁布了国家标准GB9417-88《汽车产品型号编制规则》。
汽车型号应能表明汽车的厂牌、类型和主要特征参数等。
该项国家标准规定，国家汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。
汽车型号包括如下三部分：
首部——由2个或3个汉语拼音字母组成，是识别企业名称的代号。
例如CA代表第一汽车制造厂，EQ代表第二汽车制造厂等等。
中部——由4位阿拉伯数字组成。
左起首位数字表示车辆类别代号，中间两位数字表示汽车的主要特征参数，最末位是由企业自定的产品序号，如表0-3所示。
在1959年，当时第一机械工业部颁布的旧编号规则（汽130-59）中，这个数字只有3位，其首位与最末位的含义在致与新编号相同，中间1位数字表示汽车的级别。
两者相比，新编号不但较直观，也更确切。
因此，近年来各企业已开始逐渐将其旧编号改换成新编号。
例如解放CA141货车的新编号是CA1091（总质量9310kg），东风EQ240越野汽车的新编号是EQ2080（总质量7720kg）……等等。
尾部——分为两部分，前部由汉语拼音字母组成，表示专用汽车分类代号，例如X表示厢式汽车，G表示罐式汽车等；
后部是企业自定代号，可用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示。
基本型汽车的编号一般没有尾部，其变型车（例如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等）为了与基本型区别，常在尾部加A、B、C等企业自定代号。
四、汽车的总体构造
汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。
发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。
大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油发动机采用）、起动系等部分组成。
底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。
底盘由下列部分组成：
传动系——将发动机的动力传给驱动车纶。
传动系包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。
行驶系——将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶。
行驶系包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮（转向车轮和驱动车轮）、最架（前悬架和后悬架）等部件。
转向系——保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置组成。
制动装备——使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。
每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成。
车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。
车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。
典型的货车车身包括车前钣制作、驾驶室、车厢等部件。
电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。
此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：
微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。
为满足不同使用要求，汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。
按发动机和各个总成相对位置的不同，现代汽车的布置型式通常有如下几种：
发动机前置后轮驱动（FR）——是传统的布置型式。
大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。
发动机前置前轮驱动（FF）——是在轿车上逐渐盛行的布置型式，具有结构紧凑、减小轿车的质量、降低地板高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。
发动机后置后轮驱动（RR）——是目前大、中型客车盛行的布置型式，具有降低室内噪声、有利于车身内部布置等优点。
少数微型或普及型轿车也采用这种型式。
发动机中置后轮驱动（MR）——是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布置型式。
由于这些车型都采用功率和尺寸很大的发动机，将发动机布置在驾驶员座椅之后和后桥之前有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能。
此外，某些大、中型客车也采用这种布置型式，把配备的卧式发动机装在地板下面。
全轮驱动（nWD）——是越野汽车特有的型式，通常发动机前置，在变速器后装有分动器以便将协力分别输送到全部车轮上。
五、汽车行驶的基本原理
欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。
在汽车等速行驶时，其阻力由滚动阻力、空气阻力和上坡阻力组成。
滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生。
弹性车轮沿硬路面滚动，路面变形很小，轮胎变形是主要的；
车轮沿软路面（如松软土路、沙地、雪地等）滚动，轮胎变形较小，路面变形较大。
此外，轮胎与路面以及车轮轴承内都存在着摩擦。
车轮滚动时产生的这些变形与摩擦都要消耗发动机一定的动力，因而形成滚动阻力，以Ff表示，其数值与汽车的总重力、轮胎的结构和气压以及路面性质有关。
汽车行驶时，需要挤开其周围的空气，汽车前面受气流压力并且后面形成真空，产生压力差，此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成空气阻力，以Fw表示。
空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别是与汽车——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。
汽车上坡时，其总重力沿路面方向的分力形成的阻力称为上坡阻力，以Fi表示，其数值取决于汽车的总重力和路面的纵向坡度。
上坡阻力只是在汽车上坡时才存在，但汽车克服坡度所做的功并未白白地耗掉，而是以位能的形式被贮存。
当汽车下坡时，所贮存的位能又转变为汽车的功能，促使汽车行驶。
为了克服上述阻力，汽车必须有足够的驱动力。
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，在驱动轮与路面接触之处对路面施加一个圆周力Fo，其方向与汽车行驶方向相反，其数值为Mt与车轮滚动半径Rr之比：
Fo=Mt/Rr
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，路面对车轮施加一个数值相等、方向相反的反作用力Ft，Ft就是汽车行驶的驱动力。
当驱动力增大到足以克服汽车静止时所受的阻力时，汽车开始起步行驶。
汽车起步后，其行驶情况取决于驱动力与总阻力之间的关系。
总阻力等于上述各项阻力之和：
∑F=Ff＋Fw＋Fi当总阻力∑F等于驱动力Ft时，汽车将匀速行驶。
当总阻力∑F小于驱动力Ft时，汽车将加速行驶。
然而，随着车速增加，总阻力亦随空气阻力而急剧增加，所以汽车速度只能增大到驱动力与总阻力达到新的平衡为止。
此后，汽车便以较高的速度匀速行驶。
使汽车加速所做的功转变成动能，可随时被利用，如此时将发动机与传动系脱开或使发动机熄火，汽车将依靠惯性克服阻力而继续行驶（滑行）并逐渐消耗所贮存的动能。
当总阻力超过驱动力时，汽车将减速以至于停车。
这时如欲维持原车速就需要加大节气门或将变速器换入低档以便相应地增大驱动力。
但是，汽车并不是在任何情况下都能发出足够的驱动力。
比如汽车在很滑的（冰雪或泥泞）路面上行驶时，加大节气门可能只会使驱动车轮加速滑转，而驱动力却不能增大。
驱动力的最大值固然取决于发动机的最大转矩和传动系的传动比，但实际发出的驱动力还受到轮胎与路面之间的附着性能的限制。
当汽车在较平整的干硬路面上行驶时，附着性能的好坏决定于轮胎与路面的摩擦力的大小，由物理学可知，在一定正压力作用下，两物体之间的静摩擦力有一最大值，当推动力超过此值时，两物体便会相对滑动。
对汽车行驶而言，当驱动圆周力大于轮胎与路面间的最大静摩擦力时，即出现驱动车轮的滑转。
因此在较平整的干硬路面上汽车所能获得的最大驱动力不可能超过轮胎与路面的最大静摩擦力。
当汽车行驶在松软路面上时，除了上述车轮与路面的摩擦阻碍车轮打滑外，还有嵌入轮胎花纹凹处的路面凸起部所起的抗滑作用。
车轮打滑现象只有在克服了轮胎与路面的摩擦以及路面凸起部在轮胎施加的剪力作用下断裂时才会发生。
在汽车技术中，把车轮与路面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。
由附着作用所决定的阻碍车轮打滑的路面反力的最大值就称为附着力。
在积雪和泥泞路面上，因雪和泥的抗剪强度很低，被轮胎花纹切下的雪或泥又将花纹凹处填满，使得轮台表面和雪、泥之间的摩擦更小，因而附着系数的数值很小。
如果附着重力相同，积雪或泥泞路面的附着力比干硬路面要小得多，车轮也就更容易打滑。
所以在这种条件下，尽管行驶阻力有时并不大，但受到附着力限制的驱动力却不能进一步增大到足以克服行驶阻力，汽车不得不减速以至停车。
普通货车在冰雪路面上行驶时，往往在驱动轮上绕装防滑链，链条深嵌入冰雪中能使附着系数和附着力增加。
但是，普通货车因只能利用分配到驱动轮上的那部分汽车总重力作为附着重力，故附着力可能仍不够大。
全轮驱动的越野汽车则可利用汽车的全部重力作为附着重力，并可利用其轮胎上的特殊花纹获得较大的附着系数，因而能使附着力显著增加。
汽车发动机
发动机的分类
发动机按照它不同的特点有很多种分类方法。
1.按燃料分
可分为柴油机、汽油机和天然气机等
2.按实现循环的行程数分
a）四冲程发动机：
活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环
b）二冲程发动机：
活塞移动两个行程或曲轴转一圈气缸内完成一个工作循环
3.按冷却方式分
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