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1、汽车发动机构造与维修,绪 论,0-1 汽车总论,0-1-1 汽车工业在国民经济中的作用和地位 汽车是重要的、可以实现门对门的交通运输工具，是科学技术、社会物质生活发展水平的标志。世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业做为国民经济的支柱产业。汽车的研制、生产、销售、营运，与国民经济许多部门息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。,汽车工业是资金密集型、技术密集型、人才密集型、综合性强、经济效益高的产业。汽车产量的增长，带动了对其上游的钢材、电子、机械、石化、纺织、塑料橡胶、玻璃等相关配套产业产品需求量的增加；相关配套产业的发展，又促进了汽车的国产化率、降低采购成本，为汽车产
2、业的发展提供了有力支撑。,据中国汽车工业协会统计，2007年1-11月，乘用车销售566.21万辆，同比增长22.82%。其中，基本型乘用车（轿车）销售424.07万辆，同比增长24.32%；多功能乘用车（MPV）销售20.37万辆，同比增长21.11%；运动型多用途乘用车（SUV）销售31.89万辆，同比增长55.56%；交叉型乘用车销售89.88万辆，同比增长8.85%。,伴随着汽车保有量的“井喷式”增长，围绕着汽车从销售至报废的整个使用寿命期中，涵盖消费者买车后所需要的售后维修服务、配件和养护用品、汽车保险、汽车融资、汽车资讯、汽车文化、汽车广告、智能交通、汽车娱乐、汽车俱乐部等内容的汽
3、车后市场，已经成为国内外企业追逐的 “黄金产业”。按照国际上通行的计算方法，汽车后市场所产生的利润，与前市场相比，即商家在汽车整个消费过程中所产生的利润与汽车销售所产生的利润比例约为7:3。亦即在整个汽车产业链上，汽车后市场所产生的利润至少要超过前市场1倍以上。,0-1-2 汽车技术的发展史,一、汽车的远祖 在原始社会，人们从利用圆木运物，逐渐演变为带轴的轮子，这便是最早的车轮雏形。在中国古代的传说中，有黄帝造车之说，故黄帝又号称轩辕氏。轩是古代一种有围棚的车，辕是车的基本构件。所以说车辆是中华民族的祖先发明的。,据史料记载，公元前2000多年夏初大禹时代的管车大夫奚仲，发明了世界第一辆车；至
4、商代，发展为外形精致、结构华美辐条两轮车；西周时期（公元前771年）马车盛行；春秋战国，马车成了国家强盛的标志，是战争的重要装备。陕西临潼秦始皇帝陵出土的战车式样，记实了2000年前车辆的发明、制造史诗。,宋代进士燕肃，制造了中国古代文明的指南车和记里鼓车。,十六世纪的欧洲已经进入了文艺复兴的前夜，马车制造商风起云涌。中世纪，大量地双轴四轮、安置转向盘、活动车门和封闭式车身结构、车身车轴之间弹簧连接、乘坐极为舒适的马车，已风靡欧洲。,二、汽车技术的发展史,回顾汽车100多年的历史，汽车工业从无到有，迅猛发展，汽车技术日新月异，从外形的演译到技术性能的升华，经历了以下几个重要的阶段。,19世纪末
5、20世纪初，欧美一些主要资本主义国家相继完成了工业革命，随着生产力大幅度增长，用于交通运输的工具也得以快速发展。从奔驰和戴姆勒于1886年制造的第一辆汽车开始，各国都争相发展汽车，使汽车工业有了长足的发展。法国制成第一辆汽车的时间是1890年；美国是1893年；英国是1896年；日本是1907年；俄罗斯是1910年。19世纪末至第一次世界大战的2030年间，是汽车的发明家时期，也是发达国家汽车工业的初步形成期。,19世纪末，法国帕纳尔-勒瓦索公司将发动机装在车的前部，通过离合器、变速装置和齿轮传动装置把驱动力传到后轮，这种方案被应用在威廉.迈巴赫设计的装有戴姆勒发动机的汽车上，成为全世界汽车制
6、造的样板，这种方案后来被称为“帕纳尔系统”或常规方案。目前仍是大型汽车、高级轿车的主要传动方式。,1908年，第一辆在生产线上装配的四轮福特T型汽车在美国诞生。汽车的流水线生产不仅仅为汽车制造业，乃至整个工业界带来了巨大的变革。福特T型车改变了以往的马车造型，加上功能配置的改进、创新，成为当时最佳的个人交通工具，上市第一年就卖出1.9万辆，至1920年T型车从装配线退役时，总共生产了1500万辆！,1934年3月24日，由雪铁龙首创、集前轮驱动、无底盘车身、扭杆单轮减振、液压制动等技术为一身名为7A的汽车问世。经60多年的道路驰骋，完全证明了它是在行车安全方面优于常规构造的一种独特结构方式。,
7、1959年，一种长3.05米，宽1.4米，重仅 630公斤，25千瓦的横置发动机，称之为汽车侏儒的“迷你”（ MINI）微型轿车问世。曾经在一段时间里，“迷你”（ MINI）车成了一种不分等级的、受人崇拜、被社会名流宠爱的汽车。在40多年后能源枯竭的今天，微型轿车更显英雄本色。,多用途厢式车（MPV）是法国雷诺汽车公司在20世纪80年代创造的、车内每个座椅均可独立调节，组合成乘车或小型会议室形式。受MPV设计概念的启发，现代汽车上又出现了运动型多用途车（SUV）、休闲车（RV）等多样性的家庭汽车。,1960年1979年，消费者抛弃以往强调越大越美的汽车造型，传统而保守的造型蔚然成风，以甲壳虫为
8、代表的小型汽车大为流行。大众甲壳虫，打破了福特T型车的产量纪录。目前，大众汽车公司又推出新甲壳虫，引起了人们的极大兴趣。其优点是结实耐用，不讲究豪华，且价格大众化。,汽车的诞生、发展，风风雨雨走过了100多年，从卡尔本茨的第一辆以18km/h速度起跑的三轮汽车，到现在的速度由零加速到100km/h只需约3S的集高、新、尖，机、电、液为一体的现代汽车，它改变、影响了并且将更进一步改变和影响着整个世界！,三、中国汽车工业的发展史,在中国，真正意义上的汽车工业是从1949年开始起步的。1953年7月第一汽车制造厂在长春奠基，仅用三年建成，并于1956年10月开始大批生产解放CA10牌4t载货车，结束
9、了中国不能制造汽车的历史。1958年第一汽车制造厂生产了我国第一辆东风牌轿车，接着又开始小批量生产红旗CA770高级轿车。,50年代后期至60年代，在第一汽车制造厂逐步扩大生产的同时，全国各地一批汽车修配企业相继改建成汽车制造厂；城建和交通等部门也设立了一批公共交通车辆厂，使我国汽车的产品、产量进一步发展。这批工厂及其主要产品是：南京汽车制造厂生产的2.5t跃进牌NJ130轻型货车，济南汽车制造厂生产的8t黄河牌JN150重型货车，北京汽车制造厂生产的BJ212轻型越野车，北京第二汽车制造厂生产的2t北京牌BJ130轻型货车，上海汽车制造厂生产的SH760中级轿车，上海客车厂生产的SK640中
10、型客车和SK660铰接式客车以及北京市客车总厂生产的BK640和BK651客车等。,1968年第二汽车制造厂在湖北省十堰市破土动工，于1975年建成投产，前期以生产2.5t的EQ240越野汽车为主，1978年7月主导产品东风EQ140载货车正式批量生产，促进了我国汽车工业的发展，并带动了一大批地方企业。1980年我国汽车年产量已超过22万辆。,80年代，在“改革、开放”的政策方针指引下，我国汽车工业开始加速，1982年5月在北京成立了中国汽车工业公司。在中汽公司的统一领导下，汽车行业以各大型骨干厂为主，联合一批相关的中、小企业，组建了解放、东风、南京、重型、上海、京津冀等六个汽车工业联营公司和
11、一个汽车零部件工业联营公司，促进了企业之间的合作和专业化分工，有利于技术引进和技术改造。,“六五”计划期间，我国汽车工业加快了主导产品更新换代和新产品开发，产品质量提高，品种增多，汽车产量翻了一番1985年产量超过44万辆。,1985年的“七五”计划将汽车制造业列为中国的支柱产业，1987年国务院又制订了以发展轿车工业来振兴我国汽车工业的发展战略。在这两项政策方针指引下，我国汽车工业坚持走联合、高起点、专业化、大批量的道路，进入了高速发展时期。中汽公司及其下属机构经过调整改组，充实了解放、东风、重型三大汽车企业集团，并在国家计划中单列户头。以天津、上海、沈阳等城市为中心的汽车生产企业也组成了一
12、些地方性企业集团。,“七五”计划期间，一汽完成更新改造，形成年产8万辆载质量为5t的新解放CA141（CA1091）汽车的生产能力，二汽东风载货车的年产量也提升到10万辆。各汽车企业定型投产的基本车型有30多种，改装车、专用汽车新产品200多种。,改革开放以来，全球主要的跨国汽车公司通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、大众、宝马、丰田、日产、本田、现代等都在中国投资设立了合资企业；吉利、长城等民营汽车企业近年来脱颖而出，这些都会进一步加剧国内汽车行业的竞争。随着外国资本和民营资本大规模进入，我国汽车行业已开始形成国有、外资、民营三大资本并存的多元化资本结构。这一结构将对我国汽车产业的发展产生重要影响。
13、加入世界贸易组织后的这几年，是我国汽车产业发展最快、变化最大、实现跨越式发展的新时期。我国汽车产量世界排名由2002年的第五位上升到2006年的第三位，快速跨入世界汽车制造大国行列。,我国虽然已成为世界汽车制造大国，但我国的汽车产业还处于发展初期，自主创新能力还相当薄弱，还得应对能源、交通、环保等外部发展环境的严峻挑战。,目前我国汽车产业发展具有5个显著特点：,一是国内市场国际化，中国汽车行业已成为跨国公司进入数量最多的行业，跨国集团的国际竞争开始向中国转移。,二是国内汽车市场需求将持续旺盛，市场潜力巨大。,三是汽车产业的多元化资本结构在推动汽车产业发展的同时，其发展过程中的矛盾和冲突也日益突
14、出。,四是由于我国经济发展不平衡，存在着城镇和农村两个汽车市场，带来了市场需求的多样化和复杂性。,五是能源、交通和环境对我国汽车产业发展的制约。我国石油资源相对短缺，对外依存度大，加上我国汽车产业发展起步较晚，汽车用油的资源和高成本以及环境要求将对我国汽车产业的快速发展产生重大影响。,“十一五”期间，中国汽车工业协会将围绕汽车产业可持续发展这个重大课题，推动节能、环保、安全、资源节约技术的传播和应用，促进汽车产业与社会经济协调发展。,当前我国汽车发展与能源、环境、交通、安全等方面的矛盾日益突出。我国汽车产品在能源消耗和在大气污染排放中的分担率上都占有很大比例，目前汽车每年消耗掉国产85%左右的
15、汽油和23%左右的柴油。随着汽车保有量的不断增多，城市交通拥堵现象越来越严重。我国汽车的保有量只有世界总量的1.9%，而交通事故死亡率却占世界的15%左右。,四、各国汽车的特点,德国汽车，沉静、深藏不露，很少“哗众取宠”，其内在表现只有那些感受过的人才能领略。,意大利汽车，外形超前，马力强劲，追求速度，艺术色彩浓，是玩车族理想的车型。,日本汽车，小巧玲珑，轻便省油，用料精打细算，重视经济性。,美国汽车，豪放、狂野、不拘小节，注重车厢宽敞、豪华、外观大方、气派。,英国汽车，注重绅士风度，强调贵族血统及手工制作工艺，豪华气派，具有典型的传统风格。,中国汽车，朴素、粗线条，注重实用性，外观、舒适性及
16、可靠性等方面有待改进。,五、汽车的未来,未来的汽车将是高、尖、新技术的集成，仍是国家科技实力、时代进步的体现。未来的汽车技术，主要体现在以下几个方面：,1由电控系统根据发动机负荷控制气门开闭时刻、开度大小、开启持续时间的电控气门，省去了配气机构。此外，电控节气门、电动水泵，使发动机的机械结构得以最大程度的简化。,2随着技术进步、用于发动机电子控制的传感器、执行元件及处理器日趋微型化。,3为减小体积，减轻质量，提高可靠性，减少装配工时，今后的趋势是将分散的控制部件组合成一个或为数不多的控制包（模块）。包与包之间采用网络传输技术，达到减轻重量，简化结构，降低成本，提高可靠性等多赢的收益。,4随着发
17、动机电子控制化程度的提高，所需传感器的种类、数量不断增加。为此，未来的智能化集成传感器，应是精度更高、性能更可靠、成本更低，结构更紧凑、安装更方便，具有强劲的抵抗外部电磁干扰能力，在特别严酷的条件下使用仍能保持足够的精度。,5应用于汽车上电控元件日益增多，汽车原有的电能供应出现了明显不足。因此，欧美的汽车制造商，将汽车供电系统的电压标准由12V提高到42V。即减小电缆、电动机、线圈等尺寸及质量。又使更多的电控机构，如电控气门、电动水泵、飞轮内装式起动机-发电机一体式结构、电控转向、电控制动器等得以推广应用。,6汽车电控技术广泛应用，将使各系统控制走向集中控制，形成整车控制系统。这一集中控制系统
18、除中心电脑外，还包括几十个微处理器，数千个传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交互与控制系统。采用光导纤维作为传输介质或直接利用蓝牙信息对接技术，使得电缆传输的信息传送与电磁干扰的矛盾迎刃而解。汽车的各相关成本也随之降低。,7汽车电子控制程度的普及提高，众多电子控制系统将融入机械结构或机械液体结构件之中。有一种新叫法，今后的汽车将用“按键操纵”，驾驶车辆时，只需操作按键，即可通过电控元件完成各种传统驾驶操作。如电控转向、电控制动、电控油门、电控变速、电控悬架等。总之，汽车中的很多总成都将引入电子控制技术。这将成为汽车电控技术发展的一个领域。,8液氢燃料电池汽车、锂离子燃料电池汽车的道路试
19、验，标志着内燃机式汽车即将走到尽头， “轻（氢）车”上路的时代已经为期不远了！,0-1-3汽车类型及汽车产品型号编制规则,汽车是由动力装置驱动，具有4个（或以上）车轮的非轨道、无架线的车辆，主要用于载送人员和（或）货物，或者牵引载送人员和（或）货物的车辆。此外，汽车还有其他特殊用途。,一、汽车的分类,我国汽车的分类，按照国家标准GB/T3730.1-2001和GB/T15089-2001执行，其中GB/T15089-2001为型式认证分类，是用于认证各技术、法规、适用范围的依据；GB/T3730.1-2001是通用性分类，适用于一般概念、统计、牌照、保险、政府政策等管理。,（一）按国家标准GB
20、3730.1-2001，将汽车分为乘用、商用车，如图0-1所示。,1乘用车：在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随行行李和临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可以牵挂一辆挂车。,1乘用车：在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随行行李和临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可以牵挂一辆挂车。,2商务车：在设计和技术特性上用于载运人员及货物的汽车，并且可以牵引挂车。乘用车不包括在内。,（二）按国家标准GB/T150892001，将汽车分为：M、N、G、O、L等五大类。,1M类： 至少四车轮，用于载客机动车。按座位和总质量分为M1、M2、M3类。,M1类
21、。 包括驾驶员座位在内，座位数不超过9个的载客车辆。 M2类。 包括驾驶员座位在内，座位数超过9个，且最大设计总质量不超过5000kg的载客车辆。M2类又分A级、B级、级、级、级。 M3类。 包括驾驶员座位在内，座位数超过9个，且最大设计总质量超过5000kg的载客车辆。M2类又分A级、B级、级、级、级。,2N类： N类车辆是至少四车轮且用于载货的机动车辆。根据其最大设计总质量又分为：N1类、N2类、N3类三类,N1类。 最大设计总质量不超过3500kg的载货车辆； N2类。 最大设计总质量超过3500kg，但不超过12000kg的载货车辆； N3类。 最大设计总质量超过12000kg的载货车
22、辆。,3G类：即越野车，含于M或N中，如N1G。,4O类：挂车（包括半挂车），按最大设计总质量分为O1类、O2类、O3类、O4类。,5L类：两或三轮机动车。 L类车辆分为L1类、L2类、L3类、L4类、L5类,注意：GB/T 3730.1-2001汽车和挂车类型的术语和定义 汽车型号已代替GB/T3730.1-1988汽车和挂车类型的术语和定义 汽车型号，但目前GB/T3730.1-1988汽车和挂车类型的术语和定义 汽车型号的划分方法仍在沿用。,（三）根据GB/T3730.1-1988汽车和挂车类型的术语和定义 汽车型号的规定，汽车按用途可分为载货汽车、越野汽车、自卸汽车、牵引汽车、专用汽车
23、、客车、轿车和挂车（含半挂汽车）等8类。,1载货汽车：微型货车（总质量Ga1.8t）、轻型货车（1.8T14t）,2越野汽车：轻型越野汽车（总质量Ga5t）、中型越野汽车（5tGa13t）、重型越野汽车（13t24t）。,3自卸汽车：轻型自卸汽车（总质量Ga6t）、中型自卸汽车（6t14t）、矿用自卸汽车。,4牵引汽车：半挂牵引汽车、全挂牵引汽车。,5专用汽车：箱式汽车、罐式汽车、起重举升汽车、仓栅式汽车、特种结构汽车、专用自卸汽车。,6客车：微型客车（车身长L3.5m）轻型客车（3.5m10m）、特大型客车。,7轿车：微型轿车（发动机排量V1L）、普通级轿车（1L4L）,8半挂车：轻型半挂车
24、（总质量Ga7.1t）、中型半挂车（7.1t34t）。,（四）我国汽车新旧分类标准的关系 如表0-1所示。,表0-1 我国汽车分类新旧标准对照表,二、国产汽车产品型号编制规则,（一）汽车产品型号的构成,汽车产品型号由企业名称代号、车辆类别代号、主参数代号、产品序号组成，如图0-2所示。必要时附加企业自定代号。对于专用汽车及专用半挂车还应增加专用汽车分类代号。,（二）型号组成部分的含义,a企业名称代号：位于产品型号第一部分，用代表企业名称的汉语拼音字母表示。如CA“一汽”、EQ“二汽”等。,b车辆类别代号：位于产品型号第二部分，用一位阿拉伯数字表示，如表0-2所示。,表0-2 车辆类别代号,注：
25、上表也适用于所列车辆的底盘。,c主参数代号：位于产品型号第三部分，用两位阿拉伯数字表示。,（1）载货汽车、越野汽车、自卸汽车、牵引汽车、专用汽车与半挂车的主参数代号为车辆的总质量（t0），牵引汽车的总质量包括牵引座上的最大质量.当总质量在100t以上时，允许用三位数字表示。,（2）客车及半挂车的主参数代号为车辆长度（m）。当车辆长度小于10m时，应精确到小数点后一位，并以长度（m）值的十倍数值表示。,（3）轿车的主参数代号为发动机排量（L）应精确到小数点后一位，并以其值的十倍数值表示。,（4）专用汽车及专用半挂车的主参数代号，当适用定型汽车底盘或定型半挂车底盘改装时，若其主参数与定型底盘原车的
26、主参数之差不大于原车的10，则应沿用原车的主参数代号。,（5）主参数的数字修约按数字修约规则的规定。,（6）主参数不足规定位数时，在参数前以“0”占位。,d产品序号：位于产品型号第四部分，用阿拉伯数字表示，数字由0、1、2依次使用。 当车辆主参数有变化，且大于原定型设计主参数的10时，应改变主参数代号，小于10时，主参数代号不变，但应改变其产品序号。,e专用汽车分类代号：位于产品型号第五部分，用反映车辆结构和用途特征的汉语拼音表示，结构特征代号按表0-3规定：,表0-3 专用汽车分类代号,f企业自定代号：位于产品型号的最后部分，同一种汽车结构略有变化而需要区别时（例如汽油、柴油发动机，长、短轴
27、距，单、双排座驾驶室，平、凸头驾驶室，左、右置方向盘等），可用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，位数也由企业自定。供用户选装的零部件（如暖风装置、收音机、地毯、绞盘等）不属结构特征变化，应不给予企业自定代号。,0-1-4 汽车的总体构造及布置形式,一、汽车的总体构造,汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。如图0-3、0-4所示。,（一）发动机,发动机是汽车的动力装置，其功用是将燃料燃烧所产生的热能转换为机械能，为汽车的行驶产生动力。,目前大多数汽车使用往复活塞式内燃机，主要以汽油或柴油作为燃料。,汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成。,汽
28、油发动机的总体结构示意图,柴油发动机则由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、起动系组成。,1曲柄连杆机构,曲柄连杆机构的主要功用是将可燃混合气燃烧时产生的热能转变为机械能，并对外输出动力。曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成，如图0-5所示。,2配气机构,配气机构的作用是按发动机的配气定时要求，准时打开和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气及时充入气缸，并使燃烧后的废气及时排出。配气机构主要由气门、推杆、挺杆、凸轮轴、摇臂及正时齿轮（或带轮）等组成，如图0-6所示。,3燃料供给系,燃料供给系的功用是按发动机工况要求，准确计量空气燃油混合比，将其送入进气道或气缸，并将
29、燃烧废气排入大气。根据燃料的不同，燃料供给系的结构也大不相同。,（1）汽油机燃料供给系。汽油机燃料供给系分为化油器式和电控燃油喷射式两种。,化油器式汽油机燃料供给系，主要由化油器、燃料供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气供给和废气排出装置等组成，如图0-7所示。,电控式汽油机燃料供给系，包括空气供给系统、燃油供给系统和电控系统三部分，如图0-8所示。,（2）柴油机燃料供给系。柴油机燃料系的作用是根据不同工况要求，将相应的燃油定时、定量并以一定的压力和一定的喷雾质量喷入燃烧室。并将燃烧后的废气排出气缸。柴油机燃料供给系也有普通燃料供给系和电子控制燃料供给系。,普通柴油机供给系。
30、柴油机供给系由燃料供给、空气供给、混合气形成（燃烧室）、废气排出四部分组成，图0-9（a）为柴油机供油系的结构示意图。,电控共轨式燃油系统，主要由高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器电控单元、传感器、执行器等组成，如图0-9（b）所示。,4冷却系。冷却系的功用是使发动机保持在最适宜的温度范围内工作。主要由水套、水泵、风扇、散热器和冷却强度调节装置、温度传感器等组成，如图0-10所示。,5润滑系。其功用是润滑发动机各部件以减少发动机内部摩擦，润滑系的基本组成如图0-11所示。主要包括油底壳、机油泵、机油滤清器、集滤器限压阀及旁通阀、机油压力表、温度表、机油尺和机油散热器等主要部件。,6点火系。点火
31、系的功用是使汽油机在规定的时间里准确的产生效强的火花而点燃混合气。点火系主要由蓄电池、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器点火提前装置等组成如图0-12所示。断电器、配电器及点火提前装置做成一体，称为分电器。,7起动系。起动系的作用是起动发动机。现代汽车均采用电动机起动，主要由起动机（直流电动机）、电磁开关、蓄电池、点火开关等组成，如图0-13所示。,（二）底盘,底盘的功能是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按驾驶员的操纵正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。,1传动系。传动系的功用是将发动机的动力传给驱动车纶。传动系包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等部件。,2
32、行驶系。其功用是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（转向车轮和驱动车轮）、最架（前悬架和后悬架）等部件。,3转向系。转向系的功用是保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置、转向助力装置等组成。,4制动系。制动系的功用是使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等组成。,（三）车身,车身是驾驶员工作和运送乘客、装载货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全
33、的环境或保证货物完好无损。典型的货车车身包括车前钣部件、驾驶室、车厢等部件。,（四）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等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。,二、汽车的总体布置形式,按发动机和各个总成相对位置的不同，现代汽车的布置型式通常有如下几种：,（一）货车的总体布置,大多数载货车发动机均布置在汽车前部。按发动机与驾驶室的相对位置区分，货车的布置一般有三种形式，如图0-18所示。,驾驶室布置在发动机之后，如图0-18a所示。其优点是驾驶员工作条件较好，发动机维修方便。缺点
34、是在同样汽车总体积下，货箱尺寸较小，在运输轻质货物时，往往不能充分发挥汽车的承载能力，且视野性能较差。,驾驶室部分布置在发动机上方，如图0-18b所示。其优点是增大了货箱尺寸。缺点是驾驶员工作条件较差，发动机维修不方便。,整个驾驶室在发动机上方，如图0-18c所示。其优点是汽车的轴距和总长较短，汽车自重较轻，机动性及视野好。缺点是驾驶室温度高、发动机维修不方便，汽车总高度较大。,（二）客车的总体布置,客车大多采用双轴底盘，后轮驱动。根据发动机布置，般有三种形式，如图0-19所示。,发动机布置于车身内部的前方，如图0-19a所示。是发动机前置后驱动的传统布置方案。其优点是车厢面积利用率高，缺点是
35、发动机前置使前轮胎过载，驾驶员工作条件差。,发动机置于车身内部的后方，如图0-19b所示。它具有第一种布置形式的优点，同时轴负荷分配合理，车身较低。缺点是发动机冷却条件差，发动机和传动系的操作机构复杂。,发动机布置于车身中部底板下面（MR布置方式），如图0-19c所示。其优点是面积利用率高，轴负荷分配合理。缺点是发动机维修困难，冷却条件差；车身底板高，发动机噪声、热量能进入车厢，故较少采用。,（三）轿车的总体布置,1发动机前置、后轮驱动布置（FR）方式，如图0-20a所示。是最传统的布置方式。其优点是增加了车身的有效载客面积，前、后轴荷分配合理，舒适性较好。,2发动机前置、前轮驱动布置（FF）
36、方式，如图0-20b所示。发动机前置、前轮驱动。优点是传动系统布置紧凑，车身下面没有万向传动装置，汽车重心下降，稳定性提高，侧滑可能性小。缺点是汽车上坡时，前桥负荷减小，打滑的可能性增加；汽车下坡时，前桥负荷加大，稳定性下降，前桥结构较复杂。,3发动机后置，后轮驱动（RR）方式，如图0-20c所示。优点是传动系统布置紧凑，汽车重心较低，能较好地隔绝发动机噪声。缺点是发动机冷却效果降低，还需要一套远距离操纵机构，前后桥负荷合理分配较困难。,（四）全轮驱动（nWD）,全轮驱动（nWD）方式，如图0-21所示。越野汽车特有的布置形式，通常将发动机前置，在变速器之后的分动器将动力分别输送给全部驱动轮。
37、,0-1-5 汽车行驶的基本原理,一、汽车行驶的阻力,如图0-22所示，欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力Ft以克服各种阻力。在汽车等速行驶时，所受阻力包括滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj和上坡阻力Fi。,（一）滚动阻力,汽车行驶时的滚动阻力，常以Ff表示。主要是由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生阻碍车轮滚动的阻力。弹性车轮沿硬路面滚动，路面变形很小，轮胎变形是主要的；车轮沿软路面（如松软土路、沙地、雪地等）滚动，轮胎变形较小，路面变形较大。,此外，轮胎与路面以及车轮轴承内都存在着摩擦。车轮滚动时产生的这些变形与摩擦都要消耗发动机一定的动力，其数值与汽车的总重力、轮胎的结构和气压以
38、及路面性质有关。汽车滚动阻力可按下式计算：,Ff=Gf 0-1式,式中：Ff滚动阻力，N；,G汽车总重力，N；,f滚动阻力系数，其物理意义是单位汽车重量受到的滚动阻力。,（二）空气阻力,空气阻力，以Fw表示。汽车行驶时，需要挤开其周围的空气，汽车前面受气流压力、汽车后面形成真空，产生压力差；空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，都是形成空气阻力的主要原因。实验表明，汽车的空气阻力，与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别是与汽车、空气的相对速度有关，可用下式表示。,0-2式,式中：CD空气阻力系数，与车身外形有关，可从相关参考资料中查得；,A汽
39、车的迎风面积，m2；,载货汽车A=BH，轿车A=0.78BH。B为轮距，H轴距；,Va汽车与空气的相对速度，m/s。,（三）坡道阻力,汽车上坡时，其总重力沿路面方向的分力形成的阻力称为上坡阻力，以Fi表示，其数值取决于汽车的总重力和路面的纵向坡度。上坡阻力只是在汽车上坡时才存在，但汽车克服坡度所做的功并未白白地耗掉，而是以位能的形式被贮存。当汽车下坡时，所贮存的位能又转变为汽车的功能，促使汽车行驶。,（四）加速阻力,汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，即是汽车行驶时的加速阻力，其大小按下式表示。,0-3式,式中： 汽车总质量，kg；,汽车行驶加速度，；,汽车旋转质量转换系数，主要
40、与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。,二、驱动力,为了克服上述阻力，汽车必须有足够的驱动力。发动机经由传动系在驱动轮上施加一个驱动转矩Tt，力图使驱动轮旋转。在Tt作用下，在驱动轮与路面接触之处，车轮对路面施加一个圆周力F0，其方向与汽车行驶方向相反，圆周力F0的大小等于驱动力矩Tt与车轮滚动半径r之比，如图0-23所示。,由于车轮与路面的附着作用，在车轮向路面施加力F0的同时，路面也对车轮施加一个数值相等、方向相反的反作用力Ft， Ft即为汽车行驶的驱动力。即：,式中：Ft汽车行驶的驱动力，N；,Fo车轮旋转施加在对地面上的切向力，N；,Tt发动机经传动系统传给驱动轮上的
41、转矩，Nm；,Ts发动机飞轮对外输出的转矩，Nm；,ig变速器传动比；,io主减速器传动比；,t传动系统的机械效率，%；,r车轮滚动半径，m。,三、汽车行驶的基本原理,（一）汽车行驶的驱动条件,发动机通过传动系统产生的驱动力Ft是汽车行驶的唯一动力，而汽车行驶过程中又必然受到各种行驶阻力。假若驱动力Ft小于各种阻力之和Ff，则静止的汽车无法起步，正行驶的汽车将减速行驶直至停车；若驱动力Ft等于各种阻力之和Ff，原静止的汽车仍静止，处于行驶中的汽车将等速行驶；若驱动力Ft大于各种阻力之和Ff，原静止的汽车可顺利起步，正在行驶中的汽车将加速行驶。所以，要使汽车正常行驶，必须使驱动力大于或等于汽车行
42、驶中所遇到的各项阻力之和，即:,0-5式,此为汽车的驱动条件，也是汽车行驶的必要条件，但不是汽车行驶的充分条件。,（二）汽车行驶的充分条件路面附着力F,由图0-10可知，促使汽车行驶时的外力是地面对车轮的驱动力。而地面对车轮的驱动力取决于驱动的转矩和地面对轮胎反作用力。只有当汽车具有足够大的转矩，同时地面又能提供较高的附着力时，才能使汽车顺利起步或加速行驶。一般情况下，发动机经传动系施加在驱动轮上的转矩Tt均能提供对地面有足够大的切向力，因此关键在于如何使车轮获得足够大的地面附着力。,实际上，汽车行驶时，地面对车轮的附着力包括纵向附着力和横向附着力。前者直接影响汽车的驱动性能，后者则对汽车行驶
43、的稳定性起决定性作用。纵向附着力即地面驱动力由下式确定，即:,0-6式,式中：Fo纵向附着力，即汽车行驶的驱动力；,Fz车轮的法向反力；与汽车的总体布置、车身形状、行驶状况及坡度大小有关；,路面附着系数；与轮胎结构及路面性质和状况有关。,显然，,即：汽车行驶的充分条件附着条件是：,F0FFz 0-7式,0-8式,即驱动力应大于或等于行驶阻力之和，但驱动力不可能大于地面附着力,即：,0-2 汽车维修预备知识,0-2-1 汽车故障的形成及原因,一、汽车故障的形成,1汽车故障的概念,汽车在使用过程中，其技术性能逐渐变坏，失去正常工作能力，出现工作不正常，甚至不能工作的现象，称为汽车故障。例如发动机功
44、率下降，排气管冒浓烟，起动困难，个别气缸不工作，离合器打滑或分离不彻底，变速器挂档困难、跳档和乱档，制动器制动不灵或制动跑偏等。,2汽车故障的形成,汽车由很多零件、组合件、部件及总成按照一定的技术条件组合而成，它们之间有严格的相互关系。如果相互关系破坏，以及零件工作性能出现缺陷，就会形成汽车故障。,（1）零件的配合关系破坏。主要指零件之间的配合间隙或过盈关系破坏，例如气缸壁与活塞配合间隙过大，气门与气门座之间密封不严，会降低压缩压力使发动机功率下降；曲轴轴颈与轴瓦间隙过大，会产生异响；转向器啮合传动副间隙过大，会造成转向不灵。,（2）零件之间相互位置关系破坏。主要指结构复杂的零件或基础件，如气
45、缸体、变速器及后桥壳体发生变形，轴承承孔偏磨，造成零件之间的同轴度、平行度、垂直度等遭到破坏，而使汽车不能正常工作。,（3）零件及各机构间的相互性能关系破坏。如配气相位、点火或供油时间不正确，供油量不均匀，制动器左右制动力不相等，都影响汽车的性能。,（4）零件工作性能出现缺陷。主要指零件几何形状、表面质量、材料性质等的变化。如气缸体、缸盖破裂，燃烧室积炭，气门弹簧、离合器弹簧弹力下降，电气设备绝缘被击穿，油封橡胶材料老化等。都会使汽车形成故障。,（二）汽车故障形成的原因,汽车故障是因零件间的相互关系破坏和零件工作性能缺陷而形成。其原因有：,1汽车的运行条件差,汽车在运行过程中，由于超速、超载，
46、操作不当、道路凹凸不平以及气候恶劣等使用条件的影响，会加剧零件或总成的损伤，是产生故障的重要原因。,2制造、维修不当使零件的加工装配质量差,零件在制造和修理加工时，没有严格执行工艺规范，零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度没有达到设计的技术要求，勉强凑合使用，就破坏了零件表面应有的几何形状和机械性能，使装配零件的相互关系和位置发生变化，造成汽车的技术性能差，容易使零件产生早期损伤。零件在装配过程中，不按工艺规范操作，或缺乏必要的检测手段，使零件选配不当，相互位置关系及配合间隙调整不当，零件未清洗干净，润滑不良，拧紧扭矩不符合要求等，使装配质量差，使用中容易早期损坏而产生故障。在汽车使用过程中没
47、有及时按要求进行维护，也会加剧零件的损坏，使技术性能更加恶化。,3零件的自然损坏,在汽车使用过程中，零件会产生磨损、疲劳和变形等自然损坏现象，而形成故障。这类损坏形成的故障，虽然不可避免，但可掌握其规律，通过严格执行维修制度和正确使用汽车，减轻磨损。,二、零件损坏的形式及原因,（一）零件磨损,相互摩擦的零件表面产生尺寸、形状和表面质量变化的现象叫磨损。按磨损的机理，可分为粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等类型。,1粘着磨损,摩擦表面局部接触区域单位压力过大、温度过高，油膜和自然污染膜被破坏，使纯净金属直接接触而发生粘着。在继续相对运动时，粘着的金属被撕裂，使金属材料从一个表面转移到另一个
48、表面，引起表面严重损坏。例如曲轴烧瓦，活塞拉缸等。,发动机零件发生粘着磨损的原因主要是： （1）零件表面加工质量差，未经磨合过早增大负荷。 （2）零件配合间隙过小，润滑油膜不易形成。 （3）润滑系缺乏足够的润滑油。 （4）发动机负荷过大，长期超速、超载而过热。,2磨粒磨损,在摩擦表面间存在硬质颗粒，使相对运动零件表面产生擦伤、沟纹等损伤称为磨粒磨损。,磨粒主要是从空气、燃油和机油中带入的砂粒、尘土，其次是燃烧室中脱落的积炭及磨损中脱落的金属屑粒。,减轻磨粒磨损的措拖，主要是防止磨粒的侵入，提高零件的硬度和增强耐磨性能。,3疲劳磨损,在纯滚动或同时带有滑动的滚动条件下，发生在材料表层的疲劳破坏，
49、产生剥落麻点的现象称为疲劳磨损。,其原因是由于零件受接触应力的反复作用，首先在表层内产生微观疲劳裂纹，然后向四周扩展形成网状裂纹，润滑油在工作压力下向裂纹内挤压。在反复交变载荷作用下，表层金属便产生脱落，形成麻点凹坑。,疲劳磨损是齿轮、凸轮、滚动轴承座圈和滚动体等零件的主要磨损形式。,4腐蚀磨损,摩擦表面与周围介质发生化学作用而引起腐蚀形成化学反应膜，又在摩擦中磨损脱落的现象称为腐蚀磨损。,腐蚀磨损可分为氧化磨损，微动磨损、特殊介质腐蚀磨损和穴蚀等4种形式。,（1）氧化磨损。是普遍存在的磨损速率最小的磨损形式。是金属表面氧化膜不断形成，在摩擦时又不断被磨掉的过程。如曲轴、凸轮轴等轴颈表面普遍存在氧化磨损。,（2）微动磨损。两接触表面间没有宏观的相对运动，而只是在交变载荷作用下具有很小振幅的微动，在接触面间产生的磨损现象。,微动磨损产生的原因是，由于氧扩散到金属贴合面使表层氧化，而后