汽车基础理论知识

汽车基础理论知识一、汽车发动机基本工作原理是将燃油在密封汽缸内燃烧，使气体膨胀时的热能推动活塞作功，转变为机械能为汽车的行驶提供动力。

㈠发动机的分类。

按燃料分：汽油、柴油、天然气等发动机。

按冷却方式分：水冷式、风冷式发动机。

按进气方式分：自然吸气式----空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。

增压式----在发动机上装有增压器，气体预先经过压缩后再进入气缸。

按点火方式分：压燃式发动机----利用气缸内空气被压缩后产生的高温使燃油自燃，如柴油机。

点燃式发动机----利用火花塞发出的电火花点燃混合气，如汽油机、煤气机。

按实现循环的行程数分：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。

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。

按气缸数目分：单缸发动机、多缸发动机。

按凸轮轴位置数量划分：SOHC及DOHC发动机。

SOHC----单顶置凸轮轴发动机，适用于2气门发动机；DOHC----双顶置凸轮轴发动机，适用于多气门发动机。

㈡发动机的参数：包括发动机气缸数、气缸的排列形式、气门、压缩比、排气量、最高输出功率、最大扭矩等。

1、发动机缸数汽车都用多缸发动机。

排量1Ｌ以下用3缸；1.3L-2.3L多采用4缸；2.5L以上采用6缸；4Ｌ为8缸，5.5Ｌ以上用12缸。

在同等缸径下，缸数越多排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多缸径越小，转速可以提高，从而提升功率。

2、气缸的排列有直列立式、直列卧式、V型。

应用较少的还有对置式、H型、X型、星型等。

直列排法(L)发动机的气缸成一字排开，缸体、缸盖和曲轴结构简单、维修方便、制造成本低、低速扭矩特性好。

缺点是功率较低。

一般5缸以下采用直列排法，少数6缸发动机也有直列排法，直列6缸的动平衡较好，振动相对较小。

L4：表示直列4缸发动机。

V字形排列（V）6到12缸采用V形排列。

优点是占用空间小，可降低震动和噪音。

V8结构复杂，成本高，使用较少。

V12高级轿车采用。

V8：表示Ｖ型排列８缸发动机。

3、气门数国产发动机多采用每缸2气门，一个进气门一个排气门。

国外轿车发动机采用每缸4气门，2个进气门2个排气门。

有的采用5气门结构，3个进气门2个排气门，提高了进、排气效率，使燃烧更加彻底。

5气门结构复杂加工困难。

国产新捷达王发动机采用了五气门。

可变进气门控制技术VETC：通过改变进气门开度来改变进气量，提高发动机扭矩，丰田擅长此技术。

4、气缸的压缩比气缸的最大容积及最小容积（或气缸总容积及燃烧室容积）之比，用ε表示。

汽油机在运转时，吸进的是汽油及空气混合气，压缩比越大，压缩终了的混合气的压力和温度就越高，混合气中的汽油分子气化得更完全，燃烧更迅速更充分，输出的功率大。

低压缩比（10以下）的发动机燃烧时间相对延长，增加了能量消耗降低了动力输出。

压缩比越大发动机工作时抖振增大，压缩比过大会出现“爆燃”和“表面点火”现象。

爆燃会引起发动机过热，功率下降，油耗增加，甚至损毁发动机。

表面点火会增加发动机的负荷，使其寿命降低。

压缩比及燃油压缩比越大，要求使用的汽油标号越高。

压缩比低于7.5用90号汽油；压缩比7.5～8.0用90或93号汽油；压缩比8.0～10用93或95号汽油；压缩比在10以上用97号汽油。

如果使用低于建议标号的汽油，可能会产生“敲缸”、发动机振动加剧、不匀速等问题，损害发动机性能，缩短使用寿命。

也不是汽油标号越高越好，因为气缸的压缩比、点火提前角等参数在出厂时设置好了，并对抗爆性较差的汽油设置了微调节程序，而对高标号汽油则没有设置程序。

盲目使用高标号汽油不仅是浪费，还可能会因其高抗爆性的优势无法发挥而产生加速无力的现象。

最好按说明书或油箱盖上标明的选择油号，同时考虑燃油质量的因素。

5、排气量气缸内活塞从最低点到最高点的容积称单缸排量，单位用升(L)表示。

发动机所有气缸排量总和为该发动机排气量。

排气量越大，输出功率就越高，加速性越好。

轿车按排气量分级：微型车排量≤l升；普通轿车＞l升≤1.6升；中级轿车＞l.6升≤2.5升；高级轿车＞2.5升≤4升；特级轿车＞4升。

6、最大功率功率的单位是马力(PS)或千瓦(kw)。

输出功率用每分钟转速(r／min)表示，如100PS／5000r／min表示发动机每分钟5000转时输出功率为100马力。

马力决定车辆可克服阻力的速度。

功率表现在高转速，它决定了车子能跑多快。

发动机的转速增加，功率也相应提高，但达到一定的转速后，功率反而呈下降趋势。

7、最大扭矩扭力是指曲轴回转所做的功，它决定车行驶时可克服阻力的限度，包括加速性。

扭矩的表示方法是N．m／r／min。

引擎驱动车辆时，最大扭矩一般在发动机的中、低转速的范围。

随着转速的提高，扭矩反而会下降。

发动机参数不仅要看功率同时要看扭力参数，以发动机处于最大功率、最大扭矩时的转速值稍低为好。

若一台车的最大马力、扭力发生在引擎低转速，该车适合于低速行驶；若发生于高转速该车适合于高速加速性。

两部车的扭矩不同，同样300马力，跑车的速度可到250公里／小时，货车可能只有150公里／小时，但它能拖动30-40吨重的货箱。

㈢四冲程汽油发动机工作原理由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个行程组成。

1、进气行程曲轴带动活塞由上止点向下上止点移动，进气门开启，排气门关闭。

气缸内的容积增大，气体压力下降，形成一定的真空度，燃料经化油器及空气混合后被吸入气缸。

当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排尽的废气。

2、压缩行程曲轴在飞轮的惯性力作用下旋转，通过连杆推动活塞向上移动，进、排气门关闭，气缸内容积逐渐减小，气缸内的混合气被压缩温度逐渐升高。

3、燃烧膨胀行程火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。

这个行程实现热能转化为机械能，又称为作功行程。

4、排气行程活塞从下止点移动到上止点，排气门打开，废气随着活塞的上行排出气缸。

由于燃烧室占有一定容积，不能将废气排尽，残余的废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。

排气行程结束时，活塞回到上止点，完成了一个工作循环。

随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环，周而复始，发动机不断地运转起来。

㈣涡轮增压器（T）Turbo即涡轮增压，简称T，一般在车尾标有1.8T、2.8T等字样。

发动机靠燃料在汽缸内燃烧产生功率，输入汽缸的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制。

如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率，只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，提高燃烧作功能力。

涡轮增压有单涡轮和双涡轮增压，是指废气涡轮增压，实际上是一种空气压缩机，它利用发动机排出废气的惯性冲力来推动涡轮室的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道进来的空气进入汽缸，提高发动机的功率，降低发动机的燃油消耗。

当发动机转速增快，废气排出速度及涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸。

空气的压力和密度增大可燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。

涡轮增压器可提高发动机输出功率10％以上。

缺点是“滞后响应”，由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓（1.7秒以上），使发动机延迟增加或减少输出功率。

对要突然加速或超车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。

㈤柴油发动机及汽油发动机一样，每个工作循环经历进气、压缩、作功、排气四个行程。

燃料在临近压缩终了时才喷入气缸，在气缸内及空气混合。

柴油粘度比汽油大，不易蒸发，自燃温度较汽油低，柴油发动机无需点火。

柴油发动机主要分SDI及TDI两种：1、自然吸气直喷式柴油发动机（SDI）。

用压缩使气缸内空气温度超过柴油的自燃点，再喷入柴油及空气混合气而燃烧。

自然吸气的升功率不是很高，转速比汽油发动机低。

2、涡轮增压直喷式柴油发动机（TDI）在柴油机上加装了涡轮增压器，使进气压力增加，压缩比达到10以上，燃烧更加充分，可在低转速下输出较大的扭矩。

二、离合器。

位于发动机及变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上。

离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。

在行驶中驾驶员根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机及变速箱暂时分离或逐渐接合，切断或传递向变速器输入的动力。

主要作用：㈠保证汽车平稳起步。

起步前汽车处于静止状态，如果发动机及变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力而前冲，不但会损伤机件，而且驱动力不能克服汽车前冲的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。

起步时，利用离合器将发动机及变速箱分离，挂上前进档后，再使离合器逐渐接合，由于离合器的主动、从动部分之间存在滑磨现象，使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，汽车的驱动力也逐渐增大，汽车平稳地起步。

㈡便于换档。

汽车行驶中为适应不断变化的条件，要换用不同的变速箱档位。

没有离合器将发动机及变速箱暂时分离，变速箱中啮合的传力齿轮因载荷没有卸除，啮合齿面间的压力很大而难于分开。

另一对待啮合齿轮因圆周速度不等而难于啮合，强行啮合会产生很大的齿端冲击损坏机件。

换档时，利用离合器使发动机及变速箱暂时分离，原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面的压力大大减小容易分开。

另一对待啮合的齿轮由于主动轮及发动机分开后转动惯性很小，合适的换档动作能避免或减轻齿轮间的冲击，顺利进入啮合实现换档。

㈢防止传动系过载。

汽车紧急制动时车轮突然降速，及发动机相连的传动系由于旋转惯性，仍保持原有转速，会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性力矩，使传动系的零件容易损坏。

离合器是靠磨擦力来传递转矩的，当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，起到防止传动系过载的作用。

三、变速器由传动机构和变速操纵机构组成。

传动机构是改变转矩方向和转速，操纵机构是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，达到变速变矩。

机械式变速箱应用齿轮传动的原理，变速箱内有几组传动比不同的齿轮，通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮工作，即换档。

低速时让传动比大的齿轮工作，高速时让传动比小的齿轮副工作。

㈠变速器的功用：1、改变汽车行驶速度和输出扭矩的大小，使汽车行驶速度和驱动扭矩适合不同的行驶条件。

2、实现倒车。

发动机轴只能向一个方向转动，利用变速箱中设置的倒档，改变输出轴转动的方向来实现倒车。

3、实现空档。

可以在发动机工作且离合器接合的状态下，变速箱不输出动力。

㈡变速器种类：分手动M、自动A变速器。

A4：四速自动变速器。

自动挡变速器P档：停车，在车子停放或完全静止时采用。

N档：空档，车辆暂停时使用，如等候红灯放行。

D档：行车档。

L档：低速档，用于爬斜坡或易打滑路面。

Z档：中速档，在雪地或市区等情况下使用。

OD档：超速档，用于高速行驶情况。