汽车运用技术.docx

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汽车运用技术

目录

1绪论3

2汽车的总体构造3

2.1发动机3

2.1.1车用发动机的分类。

3

2.2底盘4

2.2.1传动系4

2.2.2行驶系6

2.2.3转向系6

2.2.4制动装置7

2.3车身7

2.3.1汽车车身结构从形式7

2.3.2汽车车身的主要构成部件8

2.4电气设备9

2.4.1电气系统分类10

3汽车的布置型式11

3.1发动机前置后轮驱动（FR）11

3.2发动机前置前轮驱动（FF）11

3.3发动机后置后轮驱动（RR）11

3.4发动机中置后轮驱动（MR）11

3.5全轮驱动（nWD）12

4汽车的功能特性12

5参考文献12

1绪论

汽车的发明极大地缩短了人与人之间的空间距离，方便了人类的生活。

随着时代的发展，汽车已成为当今社会的重要工具。

汽车带来的最大的实惠就是速度和效率。

日行千里”不再是千里马的“专利”，而送位客人，拉个电器，更是不在话下。

生于速度时代，必须仰仗汽车这样高速的交通工具。

汽车改变了消费模式。

人们的生活得到了便捷，生活质量不断地提高。

汽车同时使得制造业，服务业、运输业、旅游业洗等等产业，纷纷活跃起来，极大程度上解决了现代社会的就业问题，从而带动了社会经济的快速发展。

正因汽车对我们人类生活产生这么大的影响，所以我们有必要深入了解汽车的总体构造，布置型式和功能特性。

2汽车的总体构造

汽车通常是由发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成。

2.1发动机

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。

2.1.1车用发动机的分类。

发动机是将某一种形式的能量转变为机械能的机器。

车用发动机一般是采用内燃式的，它的分类有挺多种：

根据其将热能转变为机械能的主要构件的型式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类，不过由于目前在汽车中使用的绝大部分是往复活塞式内燃机，而其他包括三角活塞旋转式发动机（转子发动机），燃气涡轮发动机，电动发动机，太阳能发动机等目前的应用都不广，因此不详细介绍。

在活塞式内燃机中又根据使用的燃料不同分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机等。

其中汽油发动机和天然气发动机都是将燃料注入气缸内，同空气混合成可燃混合气，再用电火花点燃，然后做功，因此又可称为强制点火式或点燃式发动机。

而柴油发动机就有点不同了，由于柴油发动机使用的是轻柴油，一般是通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸，和在气缸内经压缩后的空气均匀混合，使之在高温下自然，因此又可称为压燃式发动机。

除了根据燃料不同分类外，还有根据每一工作循环所需活塞行程数来分，所谓工作循环，是指在发动机内每一次将热能转化为机械能，都必须经过空气吸入、压缩、输入燃料，使之着火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排出这样一个连续的过程。

凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复两个单程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机。

一般汽车是使用四冲程发动机的，二冲程发动机主要用在摩托车上。

其他分类方式还有根据气缸数多少来分类的，在附近装置上面又可分为增压发动机和非增压发动机。

2.2底盘

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。

底盘由以下几部分组成：

2.2.1传动系

传动系——将发动机的动力传递给驱动车轮。

它包括有离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。

汽车传动系按照结构和传动介质分，其型式有机械式、液力机械式、静液式（容积液压式）、电力式等。

它们的基本功能就是将发动机发出的动力传给驱动车轮。

它的首要任务就是与汽车发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性，为此，汽车传动系都具备以下的功能：

2.2.1.1减速和变速

我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时，汽车才能起步和正常行驶。

由实验得知，即使汽车在平直得沥青路面上以低速匀速行驶，也需要克服数值约相当于1.5％汽车总重力得滚动阻力。

以东风EQ1090E型汽车为例，该车满载总质量为9290kg（总重力为91135N），其最小滚动阻力约为1367N。

若要求满载汽车能在坡度为30％的道路上匀速上坡行驶，则所要克服的上坡阻力即达2734N。

东风EQ1090E型汽车的6100Q-1发动机所能产生的最大扭距为353Nm（1200-1400rpm）。

假设将这以扭距直接如数传给驱动轮，则驱动轮可能得到的牵引力仅为784N。

显然，在此情况下，汽车不仅不能爬坡，即使在平直的良好路面上也不可能匀速行驶。

另一方面，6100Q－1发动机在发出最大功率99.3kW时的曲轴转速为3000rpm。

假如将发动机与驱动轮直接连接，则对应这一曲轴转速的汽车速度将达510km/h。

这样高的车速既不实用，也不可能实现（因为相应的牵引力太小，汽车根本无法启动）。

为解决这些矛盾，必须使传动系具有减速增距作用（简称减速作用），亦即使驱动轮的转速降低为发动机转速的若干分之一，相应地驱动轮所得到的扭距则增大到发动机扭距的若干倍。

汽车的使用条件，诸如汽车的实际装载量、道路坡度、路面状况，以及道路宽度和曲率、交通情况所允许的车速等等，都在很大范围内不断变化。

这就要求汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围。

对活塞式内燃机来说，在其整个转速范围内，扭距的变化范围不大，而功率的及燃油消耗率的变化却很大，因而保证发动机功率较大而燃油消耗率较低的曲轴转速范围，即有利转速范围很窄。

为了使发动机能保持在有利转速范围内工作，而汽车牵引力和速度有能在足够大的范围内变化，应当使传动系传动比（所谓传动比就是驱动轮扭距与发动机扭距之比以及发动机转速与驱动轮转速之比）能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起变速作用。

2.2.1.2实现汽车倒驶

汽车在某些情况下，需要倒向行驶。

然而，内燃机是不能反向旋转的，故与内燃机共同工作的传动系必须保证在发动机选择方向不变的情况下，能够使驱动轮反向旋转。

一般结构措施是在变速器内加设倒档（具有中间齿轮的减速齿轮副）。

2.2.1.3必要时中断传动

内燃机只能在无负荷情况下起动，而且启动后的转速必须保持在最低稳定转速上，否则即可能熄火，所以在汽车起步之前，必须将发动机与驱动轮之间的传动路线切断，以便起动发动机。

发动机进入正常怠速运转后，再逐渐地恢复传动系的传动能力，即从零开始逐渐对发动机曲轴加载，同时加大节气门开度，以保证发动机不致熄灭，且汽车能平稳起步。

刚学驾驶车的朋友应该有比较深的认识吧，起动时忘踩离合或者离合放得太快就会“死火”。

此外，在变换传动系传动比档位（换档）以及对汽车进行制动之前，都有必要暂时中断动力传递。

为此，在发动机与变速器之间，可装设一个依靠摩擦来传动，且其主动和从动部分可在驾驶员操纵下彻底分离，随后再柔和接合的机构——离合器。

同时，再汽车长时间停驻时，以及在发动机不停止运转情况下，使汽车暂时停驻，传动系应能较长时间中断传动状态。

为此，变速器应设有空挡，即所有各档齿轮都能自动保持在脱离传动位置的档位。

2.2.1.4差速作用

当汽车转弯行驶时，左右车轮在同一时间内滚过的距离不同，如果两侧驱动轮仅用以根刚性轴驱动，则二者角速度必然相同，因而在汽车转弯时必然产生车轮相对于地面滑动的现象。

这将使转向困难，汽车的动力消耗增加，传动系内某些零件和轮胎加速磨损。

所以，我们需要在驱动桥内装置具有差速作用的部件——差速器，使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。

2.2.2行驶系

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（包括转向轮和驱动轮）、悬架等部件。

2.2.3转向系

转向系——保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由转向盘的转向器及转向传动装置组成。

2.2.4制动装置

制动装置——使汽车减速或停车，并保证驾驶员离开后汽车能可靠地停驻。

每辆汽车地制动装备都包括若干个相互独立地制动系统，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。

2.3车身

车身是驾驶员工作地场所，也是装载乘客和货物地场所。

车身应为驾驶员提供方便地操作条件，以及为乘客提供舒适安全地环境或保证货物完好无损。

2.3.1汽车车身结构从形式

汽车车身结构从形式上说，主要分为非承载式和承载式两种。

2.3.1.1非承载式

非承载式车身的汽车有刚性车架，又称底盘大梁架。

车身本体悬置于车架上，用弹性元件联接。

车架的振动通过弹性元件传到车身上，大部分振动被减弱或消除，发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力，在坏路行驶时对车身起到保护作用，因此车厢变形小，平稳性和安全性好，而且厢内噪音低。

但这种非承载式车身比较笨重，质量大，汽车质心高，高速行驶稳定性较差。

2.3.1.2承载式

承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头，侧围，车尾，底板等部位，车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。

这种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。

这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度，质量小，高度低，汽车质心低，装配简单，高速行驶稳定性较好。

但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，因此噪音和振动较大。

2.3.1.3半承载式

还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构，被称为半承载式车身。

它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接，加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用，例如发动机和悬架都安装在加固的车身底架上，车身与底架成为一体共同承受载荷。

这种形式实质上是一种无车架的承载式车身结构。

因此，通常人们只将汽车车身结构划分为非承载式车身和承载式车身。

2.3.2汽车车身的主要构成部件

2.3.2.1发动机盖

发动机盖（又称发动机罩）是最醒目的车身构件，是买车者经常要察看的部件之一。

对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。

发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。

发动机盖开启时一般是向后翻转，也有小部分是向前翻转。

向后翻转的发动机盖打开至预定角度，不应与前档风玻璃接触，应有一个约为10毫米的最小间距。

为防止在行驶由于振动自行开启，发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置，锁止装置开关设置在车厢仪表板下面，当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。

2.3.2.2车顶盖

车顶盖是车厢顶部的盖板。

对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的汽车车身部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。

从设计角度来讲，重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡，以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。

当然，为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度，一般在顶盖下增加一定数量的加强梁，顶盖内层敷设绝热衬垫材料，以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。

2.3.2.3行李箱盖

行李箱盖要求有良好的刚性，结构上基本与发动机盖相同，也有外板和内板，内板有加强筋。

一些被称为“二厢半”的轿车，其行李箱向上延伸，包括后档风玻璃在内，使开启面积增加，形成一个门，因此又称为背门，这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。

　　如果采用背门形式，背门内板侧要嵌装椽胶密封条，围绕一圈以防水防尘。

行李箱盖开启的支撑件一般用勾形铰链及四连杆铰链，铰链装有平衡弹簧，使启闭箱盖省力，并可自动固定在打开位置，便于提取物品。

2.3.2.4翼子板

翼子板是遮盖车轮的车身外板，因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。

按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间，因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。

后翼子板无车轮转动碰擦的问题，但出于空气动力学的考虑，后翼子板略显拱形弧线向外凸出。

现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体，一气呵成。

但也有轿车的翼子板是独立的，尤其是前翼子板，因为前翼子板碰撞机会比较多，独立装配容易整件更换。

有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料（例如塑料）做成。

塑性材料具有缓冲性，比较安全。

2.3.2.5前围板

前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装汽车车身在前围上盖板之下。

前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。

为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢，前围板上要有密封措施和隔热装置。

在发生意外事故时，它应具有足够的强度和刚度。

对比车身其它部件而言，前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热，它的优劣往往反映了车辆运行的质量。

2.4电气设备

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组成。

此外，在现代汽车上愈来愈多地装用了各种电子设备：

微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著提高了汽车的性能。

2.4.1电气系统分类

汽车中包括电源、点火、起动、信号照明、仪表和辅助电气装置等构成的电气系统。

2.4.1.1电源系统

汽车上用电所需的电能，由发电机和蓄电池两个电源供应。

发电机是由汽车发动机带动发电的，附有电压等调节装置，以保证电压等参数的稳定，传统的发电机为直流发电机，现在大都用硅整流交流发电机。

2.4.1.2点火系统

用以保证准时而可靠地点燃汽油机中的可燃混合气（见汽油机点火系统）。

2.4.1.3起动系统

由直流电动机、传动装置和控制机构3部分组成。

能使发动机在各种气候下可靠地用电力起动机起动。

2.4.1.4信号照明系统

为了保证汽车日夜行驶安全，汽车上装有各种信号和照明设备，用来照明道路、驾驶室和车厢内部以及仪表等。

信号装置能发出标示车辆宽度、转向、停车制动或倒车等的信号灯光或用音响信号警告行人和其他车辆。

有的汽车还装有高温和低压的警告灯、部件故障显示灯和部件工作指示灯以及在雾天行驶时所需要的雾灯。

2.4.1.5仪表

用以显示汽车各部分的工作情况。

汽车仪表有：

指示蓄电池充放电的电流表，指示燃油箱中储存油量的油量表，指示发动机转速和工作时间的发动机转速和小时表，指示发动机工作时润滑系统工作状况的油压表，指示发动机冷却水工作温度的水温表，指示制动系统气压的气压表、指示行驶速度和里程的车速里程表等。

2.4.1.6辅助电气装置

汽车的辅助电气装置包括空气调节器、雨刮、暖风防霜装置、配电用的各种开关、保险器和导线、收录机以及电动车门玻璃升降器等。

为适应汽车的使用环境，汽车电气设备的额定电压一般是12伏或24伏。

铅酸蓄电池每千克蓄能25～45瓦·时，充放电寿命400次以上。

汽车外部照明要求车前远光100米、近光40米以内均能辨明路面上的任何障碍物，并保证对面来车的驾驶员不感到眩目。

所有电气设备均应具有防潮、抗震动冲击和抗无线电干扰的能力，在低温-40℃和高温55℃（驾驶室内）和75℃（发动机罩下）的环境下能正常工作。

3汽车的布置型式

为满足不同的使用要求，汽车的的总体构造和布置型式都不尽相同。

一般安装发动机和各个总成相对位置的不同，以及驱动方式的不同，现代汽车的布置型式通常有这几种：

3.1发动机前置后轮驱动（FR）

这是比较传统的布置型式，一般多用在货车上，轿车及客车上就相对应用得少些。

3.2发动机前置前轮驱动（FF）

这是目前轿车主流得布置方式，它具有结构紧凑、减少重量、降低地板高度、改善高速时的操纵稳定性等优点。

3.3发动机后置后轮驱动（RR）

这是大多数客车所采用的布置方式，其具有降低室内噪音、利于车身内部布置等优点。

3.4发动机中置后轮驱动（MR）

多运用于运动型跑车和方程式赛车上。

由于这类型的汽车需要极大功率的发动机，因此其发动机的尺寸也比较大，将发动机安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。

著名的宝时捷跑车便是采用这种布置型式的。

3.5全轮驱动（nWD）

通常是越野车所采用的方式，此种方式一般发动机前置，在变速器后装用分动器以便将动力分别输送到全部车轮上。

不过现在的一些豪华轿车也都采用了这种方式，如奥迪A8等。

4汽车的功能特性

按照功能性划分为：

房车、旅行轿车、轿跑车、跑车、敞蓬车等车型。

按照车型布置划分为：

四门五座、五门掀背、双门双座、双门五座软顶等。

资料显示，A00级轿车的轴距应在2米－2.2米之间，发动机排量小于1升，例如奥拓就属于A00级轿车；A0级轿车的轴距为2.2米－2.3米，排量为1升－1.3升。

近年来，B级车市场逐渐成为国内汽车企业拼杀的主战场，如奥迪A4、帕萨特、中华、东方之子等众多车型均属于B级车阵营；C级高档轿车的轴距约在2.6米－2.8米之间，发动机排量为2.3升－3.0升，国内名气最大的C级车非奥迪A6莫属；D级豪华轿车大多外形气派，车内空间极为宽敞，发动机动力也非常强劲，其轴距一般均大于2.8米，排量基本都在3.0升以上，目前我们常见的D级车有奔驰S系列、宝马7系、奥迪A8和劳斯莱斯、宾利等几个品牌的车型。

当然，随着车型的增加以及价格、款式、配置选择越来越多样化，A级、B级、C级车的边缘交会也会越来越多。

5参考文献

黄海林、迟瑞娟．汽车运用技术【R】北京理工大学出版社，2011年