汽车概述(1)

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动力性能指标:有效扭矩Me、有效功率Ne等; 经济性能指标:有燃料消耗率ge,百公里燃料消耗量等。
2020/11/23
汽车概述(1)
1) 有效扭矩Me
它是内燃机曲轴传给汽车 传动系的力矩,单位为 N·m。它是作功过程产生 的气体作用力P,克服了各 部分阻力之后,曲轴能够 供给外界使用的扭矩,见 右图。
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不同点:
1)可燃混合气形成方式不同 汽油机在气缸外面形成,而柴油机是在气缸内部形成; 2)着火方式不同 汽油机由火花塞点燃可燃混合气,柴油机靠自燃。 汽油机有点火系,而柴油机无点火系。
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4.4 发动机的主要性能指标
为了使汽车能很好地完成运输任务,汽车发动机应具 有良好的动力性能和经济性能。
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5.1.2.2 普通齿轮式变速器
基本功用 (1)改变传动比,从而改变汽车 的行驶速度和牵引力; (2)改变驱动轮的旋转方向,实 现倒档行驶; (3)设置空档,以利于发动机起 动、怠速、换档、滑行;
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变速器的工作原理
(1) 变速、变扭 利用若干对大小不 同的齿轮副传动改变驱 动轮所需的扭矩和转速。 若主动齿轮小,从 动齿轮大,降速;反之, 则升速;在改变转速的 同时改变了转矩。
式中:Gb—内燃机每小时耗油量(kg/h)。
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5、汽车底盘
主要内容: 5.1 汽车传动系 5.2 汽车行驶系 5.3 汽车制动系 5.4汽车转向系
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5.1 汽车传动系
基本内容: • 传动系基本组成与功能; • 各组成部件基本结构与工作原理
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2)压缩行程
进、排气门均关闭;活 塞由曲轴带动从下止点向上 止点移动;活塞上腔容积不 断减小,混合气被压缩,混 合气温度和压力不断增高; 活塞到达上止点时,压缩行 程结束。
压缩终了,气缸内压力 约为600~1500kpa;温度约 为600~800K(远高于汽油 的点燃温度,263K)
工 作 原 理 示 意 图
单 缸 四 冲 程 汽 油 机
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1)进气行程
进气门开启,排气门 关闭;活塞由上止点向下 止点移动;可燃混合气在 真空吸力作用下进入气缸; 活塞运动到下止点时,进 气门关闭,停止进气,进 气行程结束。
进气终了时气缸内气 体压力约为75~90kpa,气 体温度约370~440K。
附着力:路面对驱动轮切向反力的极限值
Fψ=Z.φ
驱动轮对路面的垂 直作用力或路面给 驱动轮的法向反力
附着系数:取决于路面状 况、轮胎气压和花纹等。 一般由试验决定。
因此,汽车正常行驶应满足的条件:
F≤Ft ≤ F
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4、发动机总体构造和工作原理
主要内容: • 发动机的总体构造; • 四冲程内燃机的工作原理; • 发动机的主要性能指标。
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汽 油 发 动 机 外 观 图
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东风柴油发动机外观图
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4.1发动机的总体构造 4.1.1 曲柄连杆机构
作用:维持发动 机工作循环, 实现能量转换 的主要机构。 组成:机体组; 活塞连杆组; 曲轴飞轮组。
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3 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,用以 克服行驶中遇到的各种阻力。
3.1 汽车的行驶阻力 通常情况下,汽车的行驶阻力有:滚动阻力、空气 阻力、上坡阻力和加速阻力。 汽车所受到的总阻力:∑F=Ff + Fw + Fi+Fj
汽车行驶 基本原理
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2 汽车的总体构造
汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备四个部分 组成。典型的货车总体构造如图0-1所示(P2)。
2.1 发动机
基本功用:使供入其中的燃料燃烧产生动力,是汽车 行驶的动力源。
2.2 底盘
基本功用:接受发动机的动力,使汽车正常行驶。底 盘主要由行驶系、传动系、制动系和转向系四个子系统组 成。
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1、汽车的基本概念
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。
汽车是用于物流领域完成道路运输任务的的主要物流 技术装备。按其用途和使用条件可分为普通货运汽车和 专用汽车两大类。普通货运汽车是具有栏板式车辆、用 于运载各种普通货物的汽车;专用汽车是装置有专用设 备,具备专用功能,用于承担专门运输任务的汽车。
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(2) 变换档位
通过改变不同的齿 轮啮合实现档位的变换。
将3、4脱开,5、6 啮合,则档位变化,传 动比改变,输出轴的转 速和扭矩均改变;当3、 4和5、6齿轮均不啮合 时,输出轴无动力输出, 变速器处于空档。
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机体组
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活塞连杆组、曲轴飞轮组
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4.1.2 配气机构
作用:适时开关进 排气门,使可燃混 合气及时进入气缸, 废气及时排出气缸。 组成:进气门、排 气门、进排气门驱 动机构(凸轮轴正 时齿轮、凸轮轴、 挺杆、推杆、摇臂 等)
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4.2.1 基本术语
7)燃烧室容积(VC) 活塞在上止点时,活塞上方的 空间叫燃烧室,其容积叫燃烧 室容积。 8)气缸总容积(Va) 活塞在下止点时,活塞上方的 容积称为气缸总容积。 9)压缩比 气缸总容积与燃烧室容积的比。
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4.2.2 工作原理
式中:T—转动曲轴的切 向力(N);
R—曲柄半径(m)
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活塞 连杆
连轴颈
图 曲柄连杆机构作用力图
曲柄
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2)有效功率Ne
它是内燃机曲轴输出的功率,单位为kw。有效功率 可用下式计算
有效扭矩
发动机转速
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3)燃料消耗率
它是内燃机每发出1kw有效功率,在lh内消耗的燃料 克数。燃料消耗率越低,说明燃油经济性能越好。单位 是 g/kw·h,燃料消耗率用下式计算:
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四 冲 工程 作柴 原油 理发 动 机 的
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4.3
工作原理
1)进气行程:进入气缸的是纯空气,进气终了时空气 压力和温度有所不同;
2)压缩行程:压缩的是纯空气,压缩终了压力和温度 比汽油机高;
3)作功行程:压缩行程末,高压柴油经喷油器呈雾状 喷入气缸内,与高温空气迅速混合形成可燃混合气,并自 行着火燃烧,此后一段时间内,边喷油边燃烧,气缸内的 压力和温度急剧上升,推动活塞下行作功。
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5.1.2 传动系的基本组成
普通载货汽车的传动系主要由离合器、变速器、万向 传动装置、驱动桥组成。
5.1.2.1 离合器的作用 (1)使发动机与传动系逐渐接合,保证汽车平稳起步; (2)暂时切断发动机与传动系的联系,便于发动机起 动和换档; (3)限制所传递的扭矩,防止传动系过载。
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5.1.2.1磨擦片式离合器的基本构造
离合器在车 上的位置: 发动机与变 速箱之间
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膜片弹簧式离合器组成
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摩擦片式离合器的组成
1)主动部分:飞轮、 离合器盖、压盘。
2)从动部分:从动盘 3)压紧机构:压紧弹 簧 4)分离机构:分离杠 杆、分离轴承、分离套筒、 分离叉 5)操纵机构:踏板、 拉杆、拉杆调节叉
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5.1.1 传动系的基本功用
功用:将发动机发出的动力按照需要传给驱动车轮。
图3-62 普通机械式传动系的基本构成及动力传递关系示意图
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具体 功能
1)变速、变扭 适合不同场合的行驶需要 2)实现汽车倒驶 在发动机旋转方向不变的情况下使驱动轮反 向旋转。 3) 必要时中断动力传动 起动、换档 4)差速 转弯时两侧车轮的滚动角速度不同--差速 器。
组成:蓄电池、 点火线圈、点火 控制 器、分电器、火花塞 等。
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4.1.5 冷却系
作用:把受热机 件的热量散到大气 中去,保证发动机 在正常温度下工作。
组成:水泵、散 热器、水套、风扇 等。
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4.1.6 润滑系
作用:将润滑油供给 作相对运动的零件以减 少它们之间的摩擦阻力, 减轻机件的磨损,并部 分地冷却摩擦零件,清 洗摩擦表面。
4)排气行程:与汽油机基本相同。
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两种不同发动机的工作原理比较
相同点: 1)每个工作循环曲轴转两圈,每一行程曲轴转半圈,进气行 程进气门开启,排气行程排气门开启,其余两个行程进、排气门均 关闭; 2)四个行程中只有作功行程产生动力,其它三个行程是辅助 行程; 3)发动机运转的第一个循环必须有外力使曲轴旋转完成进气、 压缩行程,着火后,完成作功行程,依靠曲轴和飞轮贮存的能量便 可以完成以后的行程,发动机便可自行运转。
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4.1.3 燃料供给系
作用:将汽油和空气混合成可燃混合气供入气缸, 并将燃烧生成的废气排出发动机。
组成:汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空 气滤清器、进气管、排气管、排 气消声器等。
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4.1.4 点火系
功用:保证按规 定时刻及时点燃气缸 中被压缩的混合气。
组成:机油泵、集滤 器、润滑油道、机油滤 清器等。
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4.1.7 起动系
作用:使静止的发 动机起动,并转入 自行运转状态 组成:起动机及附 属装置
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4.2 四冲程汽油发动机工作原理
要求: • 掌握有关术语 • 掌握基本工作原理
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3、汽车行驶的基本原理
汽车正常情况下的状态: 当∑F= Ft 时,剩余驱动力为0,汽车将匀速行驶; 当∑F< Ft时,汽车将加速行驶; 当∑F> Ft时,汽车将减速直至停车。
问题:是否汽车驱动力足够大 就一定能正常行驶?
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3、汽车行驶的基本原理
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3)作功行程
压缩行程末,火花塞产生电火 花,点燃气缸内的可燃混合气,并 迅速着火燃烧,气体温度和压力迅 速提高,在气体压力的作用下,活 塞由上止点向下止点运动,并通过 连杆驱动曲轴旋转对外输出作功, 当活塞到达下止点时,作功行程结 束。
作功初期,气体压力和温度急 剧上升,瞬时压力可达3~5Mpa, 作功终了时,压力约为300~ 500kpa,温度约为1500~1700K。
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2.3 车身
是驾驶员工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。 典型的货车车身由驾驶室和货箱组成。
2.4 电气设备 由电源和用电设备组成。包括蓄电池、发电机、起 动系、点火系以及汽车的照明、信号装置和仪表等。现 代汽车上还大量采用了各种微机控制系统和人工智能装 置,如故障自诊、防盗、巡航控制、制动防抱死、车身 高度调节等系统。
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4.2.1 基本术语
1)上止点:活塞顶离曲轴回 转中心最远处,通常指活塞 最高位置。 2)下止点:活塞顶离曲轴回 转中心最近处,通常指活塞 的最低位置。 3)活塞行程(S):上下两 止点之间的距离。
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4.2.1 基本术语
4)曲柄半径(R): 与连杆下端相连的曲柄销中心 到曲柄回转中心的距离。显然: S=2R 5)气缸工作容积(Vh) 活塞从上止点到下止点所扫过 的气缸容积。 6)发动机工作容积(VL) 发动机所有气缸工作容积之和。
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4)排气行程
排气门打开,进气门关闭;活 塞在曲轴带动下由下止点向上止点 运动;废气在自身的剩余压力和活 塞的驱赶作用下,自排气门排出气 缸;当活塞运动到上止点时,排气 门关闭,排气行程结束。
排气终了时,压力约为105~ 125kpa,温度约900~1200K。
排气行程结束后,进气门再次 开启,又开始了下一个工作循环, 如此周而复始,发动机自行运转。
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