汽车总体构造与典型零件

动力传递路线：离合器 变速器 万向传
动装置
主减速器 差速器
半轴
车轮
（2）行驶系统
行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成。行驶系统 的作用把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力； 承受外界力和力矩，保证汽车正常行驶。
（3）转向系统
转向系统由转向操纵机构、转向器以及转向传动机构 组成。转向系统的作用改变或恢复汽车行驶方向。
挤压铸造又称为液态模锻。使用液态金属在高机械 挤压铸造 压力下成型凝固的工艺方法，具有减少或消除缩松
和缩孔，减轻偏析，使铸件组织致太尔后桥运动仿真动画
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（6）曲轴 功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输 出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。
制造方法：锻造（大型、中型）、铸造（中型、小型） 常用材料：球墨铸铁（QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT900-2） 铸造工艺：湿型砂造型工艺、铁型覆砂工艺、消失模工艺
§3.3 汽车驱动桥简介
驱动桥一般由主由主减速器、差速器、半轴、桥壳组 成。它的作用将发动机传出的驱动力传给驱动车轮，实现 降速增扭的作用，同时改变动力传递的方向。
（1）主减速器
主减速器的作用是降低传动轴传来的转速并增大输出 扭矩，同时改变旋转方向。 主减速器的结构类型按减速齿 轮副的级数可分为单级和双级主减速器。
汽车桥壳
制造方法：冲压焊接、钢管扩张成形、胀压成形、铸造 铸造工艺：普通铸造、挤压铸造。 常用材料：球墨铸铁QT450-10、QT600-10
成型方式
特点
采用桥壳水平中间为浇注位置，选取桥壳轴孔中心 普通铸造 平面为分型面，有利于造型及合箱浇注，工艺简单，
力学性能良好，易出现缩孔和气孔。 在后桥壳铸件下部厚壁处放置2块冷铁，以增大厚壁 处的凝固速度，使此处由以前的后凝固转向与其相 改进铸造 连部位同时凝固，使同时凝固和顺序凝固相结合。 成功消除了铸件中的缩孔、气孔等缺陷。
工艺
又称真空密封干砂造型法，采用塑料薄膜覆膜，
V法铸造
干砂真空造型，在负压下浇注。铸件轮廓清晰， 尺寸精度高，成本低，劳动环境好，铸件表面质
量方面较传统砂型铸造有相当的优势。
利用加粗的直浇道代替冒口补缩 ，并提高铸型紧
消失模铸造 实度 ，生产劳动条件好、生产成本低。
斯太尔卡车差速器动画
（3）斯太尔驱动桥总成
铸造工艺
▪ 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（Y4B5S、4AC4B合金、铝硅合 金 ZL101A）。
成型方式 低压铸造 中压铸造
金属型重 力铸造
特点 同上 能够使用砂芯，能够铸造出复杂结构的缸体
模具一般是用耐热合金钢制作，反复多次使用，生产 效率很高。铸件尺寸精度好，表面光洁，强度要比砂 型的更高，更不容易损坏。
利用泡沫模样代替复杂造型过程实现零件生产的铸造。 消失模铸 广泛应用于具有复杂结构零件的铸造，通常情况，铸
造 件越复杂越能体现工艺的优越性。是一种无余量、精 确成形的工艺，容易实现清洁生产，但成本较高
在可控气氛、压力下充型的铸造工艺。与其他低压铸 Cosworth 造相似，不同之处在于：砂芯采用锆砂，膨胀率小且 法（冷芯 恒定，有利于获得尺寸精度高的铸件。 组芯造型）
（1）气缸体
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气 缸体——曲轴箱。
气缸体 曲轴箱
工作特点：
高温高压、高 速运动摩擦 结构特点：
要求具有足够 强度和刚度、 高精度内表面
一汽奥迪100汽车发动机气缸体
铸造工艺
▪ 常用材料：铸钢（ZG15Gr2Mo1）、蠕墨铸铁、高密度球墨铸铁、 HT200或HT250、合金灰铸铁、Al-Si合金（美国牌号B390铝合金）
单级：结构简单，体 积小，重量轻，传动 效率高，可有效降低 车身和重心。
双级：可获得较大传 动比，保证驱动桥足 够离地间距，并缩短 传动轴的长度。
某汽车主减速器结构图
主减速器壳
多采用球墨铸铁QT400-10，QT450-10
成型方式
特点
采用雨淋浇口并辅以三块冷铁调节凝固速度，运用均 有冒口铸 衡凝固理论实现无冒口铸造，铸件自补缩，出品率高，
§2.8启动系统概述
功用： 通过启动机将蓄电
池的电能转换成机械能， 启动发动机运转。
组成： 蓄电池 点火开关 启动继电器 启动机
3.底盘总成
§3.1底盘总成简介
底盘是汽车的集体，主要由传动系统、行驶系统、转向 系统和制动系统四大部分组成。
（1）传动系统
传动系的作用将发动机发出的动力按照需要传给 驱动车轮。
一、汽车的总体构造
发动机：是汽车的动力装置，使燃料燃烧而发出动力。 底盘：输出发动机的动力，使汽车按驾驶员的操作正常行驶。 车身：驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的部件。 电气设备：由汽车电子控制系统和汽车电器系统两部分组成。
二、发动机的总体构造
两大机构 五大系统
曲柄连杆机构
配气机构 供给系统 点火系统 冷却系统 润滑系统 起动系统
§2.3 配气机构概述
一、功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序
的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可 燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸， 废气得以及时从气缸排出。
二、组成：
▪气门组 ▪传动组 ▪驱动组
§2.4 供给系统概述
功用： 储存、输送、清洁燃料，
变速器结构图
变速箱壳体
常用材料：铝 合金、灰口铸 铁HT200 铸造工艺：压 力铸造、消失 模铸造、湿砂 型造型工艺
变速箱壳体
成型方式 材料
原理优缺点
湿 砂 型 造 型 HT200 工艺
成本低、生产率高，劳动条件得 到改善，易于实现机械化自动化； 但铸型水分多、强度低。易产生 呛火、夹砂、气孔、冲砂、粘砂、 涨箱等铸造缺陷。
压力铸造 铝合金
工序简单，节省材料，精度高， 压铸变速箱壳体已被广泛地应用 于轻型车和轿车的生产。
消失模工艺
HT200（如FT700、消失模铸造有它的工艺适应性和 FT800 等系列变 局限性；优点消失模能生产壳体 速箱体铸件） 铸件结构复杂，内腔有很多脐子、
筋板及局部小的结构空腔，尺寸 精度要求较高的变速箱壳体。
汽车的总体构造及典型零件
王连东教授 裴永生副教授
目录
一、汽车的总体构造简介 二、发动机构造 1. 发动机的结构组成 2.发动机装配视频 3.发动机典型铸件介绍 三、汽车底盘构造 1.汽车底盘组成 2.变速器结构介绍（包含典型铸件） 3.驱动桥结构介绍（包含典型铸件） 4.某重型卡车驱动桥装配动画及运动仿真 四、汽车零部件的内高压成形
（4）制动系统
制动系统由制动器和制动驱动机构组成。行驶系统的 作用是保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车，保证车 辆可靠停放。
§3.2 手动变速器简介
手动变速（ManualTransmission，简称MT）又称机械 式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才 能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达 到变速的目的。 组成： 变速传动机构 操纵机构
操作者熟练程度的影响。材料的使用范围广。
挤压铸造又称为液态锻造，是一种使用液态金属在 挤压铸造 高机械压力下成型凝固的工艺方法，具有减少或消
除缩松和缩孔，减轻偏析，使铸件组织致密等优点。
(2)气缸盖 功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：接触温度很高的燃气，承受的热负荷很大。
造 成产成本低。
无冒口铸 造
取消冒口，在型板芯头处用气眼针扎透，这样既有
溢流排气的作用，也可以起到一定的补缩作用。更易 实现浇注系统的短期补缩，冷却时铸件整体同时降温， 显著降低缩孔缺陷。
斯太尔卡车主减速器动画
（2）差速器
差速器由行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮等组成。差 速器的功用是当汽车转弯或在不平路面行驶时，左右驱 动轮以不同的角速度滚动，保证两侧车轮在地面纯滚动。
桑塔纳发动机结构示意图
某发动机总成装配与运动仿真动画
§2.1 曲柄连杆机构概述
（一）功用 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动
的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲 轴的旋转运动而对外输出动力。 （二）组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
（1）机体组 气缸盖 气缸体
气缸
气缸垫
§2.6 冷却系统概述
功用： 将受热零件吸收的部分 热量及时散发出去，保 证发动机在最适宜的温 度状态下工作。
组成： 水泵 散热器 风扇 分水管
§2.7 润滑系统概述
功用： 将润滑油输送到传动件的摩 擦表面，在摩擦表面之间形 成油膜，实现液体摩擦。从 而减小摩擦阻力、降低功率 消耗、减轻机件磨损。 组成： 机油泵 机油集滤器 限压阀 机油滤清器
（5）活塞
功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 材料： 铝合金、灰铸铁。
常用材料：ZL108、 ZL109，柴油机活塞多用 铜镍镁铝合金 铸造工艺：金属型重力 铸造、挤压铸造、半固 态流变挤压铸造、低压 铸造、金属型底冒口补 缩铸造。 中型活塞：内冷油道铸 造工艺、镶钢片工艺、 镶耐磨铸铁圈工艺
曲轴箱 油底壳
（2）活塞连杆组
气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
（3）曲轴飞轮组
皮带轮 扭转减振器
起动爪
曲轴
正时齿轮
飞轮
主轴瓦
飞轮螺栓
桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组
§2.2 发动机典型铸件简介
汽车所用材料主要是钢铁、有色金属，其中铸件约占汽 车总重的20%。发动机作为汽车的重要组成部分，其多 个零件是由铸造工艺制成。 发动机铸件包括： 汽缸体、汽缸盖、气缸罩、油底壳 活塞、活塞环、曲轴 发动机支架
差速器壳
差速器多为铸件，铸造大多采用球墨铸铁QT450-10、 QT600-10、QT500-7 混合基体球铁
成型方式
特点
采用雨淋浇口并辅以三块冷铁调节凝固速度，运
无冒口铸造 用均衡凝固理论实现无冒口铸造，铸件自补缩，
出品率高，成产成本低。
水平分型无 型砂为普通粘土砂，分型面选择在最大圆盘的下
箱射压造型 端面处 投资小，产品质量较好，成品率高。
(3)气缸罩
常用材料：AE44、铝合金YL112、LM27（近似ZL106） 铸造方法：压力铸造、金属型铸造
(4)油底壳
功用：封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并 收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分 热量，防止润滑油氧化。 油底壳多由薄钢板冲压而成，形状较为复杂的一般采用铸 铁或铝合金浇铸成型。
根据发动机工况，供给汽缸 一定浓度的可燃混合气，并 将燃烧后的废气排入大气。
组成： 汽油供给装置 空气供给装置 混合气形成装置 废气排出装置
桑塔纳轿车汽油供给系示意图
油管
油箱
空气滤清器
化油器
汽油滤清器 汽油泵
§2.5 点火系统概述
功用： 保证按规定时刻及时点
燃气缸中被压缩的混合其。
组成： 蓄电池 分电器 点火线圈 火花塞
成型方式
特点
砂型铸造
所用的造型材料廉价易得，铸型制造简便，试用范 围广
利用气体压力或电磁力将金属液压入铸型，并在一
定压力下结晶凝固，材料利用率高达（85~95）%。
低压铸造
没有冒口和浇道，浇口较小，可以大幅度降低材料 费和加工工时。容易形成方向性凝固，内部缺陷少。
容易实现自动化，可以多台作业、多工序作业，受