汽车结构详解(超全)

105~125 kPa
主编：沈锦
机械工业出版社
汽车底盘概述 汽车传动系统 汽车行驶系统 汽车转向系统 汽车制动系统
第1章 汽车底盘概述
汽车底盘的作用是支承、安装汽 车发动机及其各部件、总成，形成汽 车的整体造型，并接受发动机的动力， 使汽车产生运动并按驾驶员的操控而 正常行驶的部件。
汽车底盘由传动系、行驶系、转向 系和制动系四部分组成。
防弹高级迎宾车 检阅车 银行运款专用车
消防车 救护车 殡丧车 清扫车
洒水车 扫雪车 垃圾装运车
混凝土搅拌车
1）发动机 2）底盘 3）车身 4）电气设备
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 不同呢？
➢基本术语 ➢四冲程发动机工作原理和总体构造 ➢二冲程发动机工作原理和总体构造 o发动机的分类
第1章 汽车底盘概述
1．传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为
汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条 件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协 调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经 济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车 轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而 平稳地接合或彻底、迅速地分离。
现代汽车类型 汽车的总体构造 汽车的主要技术参数 汽车的行驶原理
1）轿车 2）客车 3）货车 4）牵引车和汽车列车 5）特种车 6）工矿自卸车 7）农用汽车 8）越野汽车
1、按排量分类
类型 发动机排量（L）
微型
≤1.0
普通型
＞1.0~ ≤1.6
中级
＞1.6~ ≤2.5
中高级
＞2.5~ ≤4.0
排气行程 900~1200
105~125 kPa
状态 行程
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
温度(K)
320~350
800~1000
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
800~1000
压力
800~900 kPa
3~5MPa
3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置， 主减速器及差速器，半轴等部分。
第1章 汽车底盘概述
2．行驶系 汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来
的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生 路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此 外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击 和振动，保证汽车行驶平顺性，并且能与汽车转 向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确 控制，以保证汽车操纵稳定性。
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
单缸四冲程汽油机的工作过程
温度370~440 K， 压力75~90 kPa
排气门关闭
进气门开启
上 止
P点
下 止 点
活 塞
大气压力线 r a
示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气 体压力的变化情况。
示功图 V
进气门关闭
活
温度600~800K，
塞
压力600~1500
❖ 上止点 ❖ 下止点 ❖ 活塞行程(S) ❖ 曲柄半径(R) ❖ 气缸工作容积(V h ) ❖ 发动机排量(VL) ❖ 燃烧室容积(Vc ) ❖ 气缸总容积(Va ) ❖ 工作循环
Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm
S——活塞行程mm
VL= V h × i
一、四冲程汽油机的工作原理
第5章 自动变速器
自动变速器是一种能实现自动变速、连续变矩的动力 传动装置。它从低档自动换到高档，无需驾驶员进行离合 器操作。具有操作方便；换档平稳、乘坐舒适；过载保护 性好等特点。但其结构较复杂，成本较高，修理较麻烦。
2．实现汽车倒驶。由于内燃机是不能反向旋转的，利用变 速器的倒档，实现汽车的倒向行驶；
3．必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递， 使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑 行的需要；
4．实现动力输出，驱动其他机构。如有需要，可将变速器 作为动力输出器，驱动其他机构。如自卸车的液压举升 装置等。
换气
排气门
气 燃烧
二冲程发动机与四 冲程发动机相比， 有何优点？
1. 理论上它的功率应等于四 冲程发动机的二倍。
2. 由于作功频率较大，二冲 程发动机的运转比较均匀 平稳。
3. 构造简单，质量较小。
4. 易受磨损和经常需要修理 的运动部件数量较少。
车用内燃机 车用内燃机 车用内燃机 车用内燃机 车用内燃机
排气门打开
P
上Z
止 点
下 止 点
c
大气压力线 r
b
活
V
塞
示功图
温度900~1200 K 压 力105~125 kPa
温度300~370K 压力800~900
kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
进气门
纯空气
温度800~1000K 压力105~400 kPa
终了：温度 800~1000K压力
105~400 kPa 喷油器
排气门
吸气行程
压缩行程 作功行程
排气行程
瞬时：温度 1800~2200K压力
喷油泵
5~10 MPa
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 相同之处呢？
1 每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴 转半周。
2 只有作功行程产生动力。
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 不同呢？
活塞 曲轴 飞轮
摇臂 凸轮轴
定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积 之比称为压缩比。用ε表示。
ε= Va/Vc
现代化油器式发动机压缩 比一般为6～9(轿车有的达9～ 11)。上海桑塔纳轿车汽油机 压缩比为8.2。
压缩比过大的不良后果
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名称
成因
现象
爆燃
表面 点火
由于气体压力和 温度过高，在燃 烧室内离点燃中 心较远处的末端 可燃混合气自燃 而造成的一种不 正常燃烧。
汽油机
柴油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
进入气缸的是纯空气
电火花点燃混合气
高温气体加热柴油燃烧
有点火系
无点火系
无喷油器
有喷油器
二冲程发动机 二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理
1、结构 压缩混合气 排气孔
点火燃烧
火花塞
进气孔
进气
扫气孔
排气
扫气泵
压缩
喷油器
排气
空
气
废
行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分。
第1章 汽车底盘概述
3．转向系 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行
驶方向的机构。在汽车转向行驶时，还要 保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾 驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直 线或转弯运动状态，或者使上述两种运动 状态互相转换。
转向系包括：转向操纵机构、转向器、 转向传动机构等部分。
第一章 汽车底盘概述
4．制动系 制动系是汽车装设的全部制动和减速系
统的总称，其功能是使行驶中的汽车减低 速度或停止行驶，或使已停驶的汽车保持 不动。
制动系包括：制动器、制动传动装置。 现代汽车制动系中还装设了制动防抱死装 置。
汽车底盘构造与检修
传动系概述 离合器 手动变速器 自动变速器 万向传动装置 驱动桥
第4章 手动变速器
2．按操纵方式不同分类 （1）手动操纵式变速器。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换
档。这种变速器的换档机构简单，工作可靠并且经济省 油，目前应用最广。 （2）自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进 行的。所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换 是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系 统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制 动装置来控制车速。此种方式因操作简便，目前运用较 多。 （3）半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式：一种 是几个常用档位可自动操纵，其余几个档位由驾驶员操 纵；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定档位， 在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和 执行机构进行自动换档。
高级
＞4.0
车型 夏利、奥拓 富康、捷达 桑塔纳、奥迪100 皇冠、奔驰300 CA770、卡迪拉克、林肯、奔驰500系 列
2、按发动机布置和驱动方式分 发动机布置和驱动型式
示意图
发动机前置、前驱
发动机前置、后驱
发动机后置、后驱
按汽车的长度分类：
类型
车辆长度（m）
微型 轻型 中型 大型 超大型
＜3.5 3.5~7 7~10 10~12 ＞12（铰接式） 10~12（双层）
kPa
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
上 止
P点
下 止 点
c
大气压力线 r a
示功图 V
进气门关闭
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa
排气门关闭
上 止
Z
P点
下 止 点
活
c
塞
大气压力线 r
b
a
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
示功图 V
进气门关闭 残余废气
按车身型式分类：
长（短）头客车 箱形客车 流线型客车 铰接式客车 双层客车
1、按驾驶室总成结构型式分类 长头车 短头车 平头车
2、按货箱型式分类
栏板式
罐式
自卸式
平台式
箱式
篷式
3、按汽车质量分类：
类型
总质量（t）
微型 轻型 中型 重型
＜ 1.8 1.8~6 ＞1.6~ ≤2.5 ＞ 14
EQ4166G型牵引车采用武之6×4驱动方式，装备东风康明 斯6BTA5.9型增压、中冷柴油发动机， φ380mm离合器， 先进的平衡悬挂系统，HFB52型整体式动力转向器，9吨 级中、后桥。
整车的前后重量比较平衡，操控稳定性较好。缺点是： 传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动轴 占据了舱内的地台空间。
第2章 传动系概述
2．发动机前置前轮驱动(FF) FF的优点是：降低了车厢地台，操控性有明显的转向不足特性，
另外其抗侧滑的能力也比FR强。缺点是：上坡时驱动轮附着力会减小； 前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加，寿命降 低。
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状态 行程
进气行程
温度(K) 370~440
压力 75~90 kPa
压缩行程 600~800
600~1500 kPa
作功行程
2200~2800(瞬时最高) 3~5MPa (瞬时最高) 1500~1700(作功终了) 300~500 kPa (作功终了)
复杂的前轮转向兼驱动结构。缺点是：后轴荷较大，在操 控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向。
第2章 传动系概述
5．四轮驱动(4WD) 4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，
通过性和动力性好。
第4章 手动变速器
1．实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转 矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同 时使发动机在有利的工况下工作；
水冷发动机 风冷发动机 四冲程发动机 二冲程发动机 汽油发动机 柴油发动机 单缸发动机 多缸发动机
单列式发动机 双列式发动机
化油器式发动机 直接喷射式发动机发动机
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
供给系
点火系
五大系统 冷却系
润滑系
起动系
进气门 排气门 推杆
挺柱
正时齿轮
■ 配气机构
■ 曲柄连杆 机构
连杆
第4章 手动变速器
1．按传动比变化方式分类 （1）有级变速器。目前使用最广的一种。它采用
齿轮传动，具有若干个定值传动比，传动比成 阶梯式变化。轿车和轻、中型货车变速器的传 动比通常有3-6个前进档和一个倒档，在重型货 车用的组合式变速器中，则有更多档位。 （2）无级变速器。其传动比在一定范围内可连续 地变化。常见的有电力式和液力式两种，多用 液力式。 （3）综合式变速器。它是由液力变矩器和齿轮式 有级变速器组成的液力机械式变速器，目前应 用较多。
a)发动机纵向布置
b)发动机横向布置
第2章 传动系概述
3．发动机中置后轮驱动(MR) MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。
缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和 实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。
第2章 传动系概述
4．发动机后置后轮驱动(RR) RR的优点是：结构紧凑，没有沉重的传动轴，也没有
四轮驱动/全轮驱动系统 汽车巡航控制系统
第2章 传动系概述
1．机械式传动系 主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
第2章 传动系概述
2．液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
第2章 传动系概述
1．发动机前置后轮驱动Biblioteka BaiduFR) FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，
由于燃烧室内炽 热表面与炽热处 (如排气门头，火 花塞电极，积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
火焰以极高的速 率向外传播，形 成压力波，以声 速向前推进。当 压力波撞击燃烧 室壁时就发出尖 锐的敲缸声。
伴有强烈的较沉 闷敲击声。
后果
还会引起发动机过热， 功率下降，燃油消耗量 增加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂，火 花塞绝缘体击穿等。