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1、汽车大观园之构造原理,汽车大观园,汽车大观园之构造&原理,成都大学 车辆工程系,牛,牛,2,钊文天下,牛,牛,7,一辆传统的汽车大约由20000多个零件装配而成，其中约有1500个零件是要同步运转的。,世界第一商品,10,发动机,电气系统,车身部分,底盘部分,发动机,底盘,车身,供电设备,用电设备,发动机的电子控制系统,电气系统,船用发动机及飞机发动机,柴油机火焰特点： 多点大面积着火粗暴 “有焰”燃烧产生碳烟,高速摄影机捕捉发动机内燃烧,汽油机燃烧,柴油机燃烧,21,工作原理：汽车的动力源，在五大系统的配合下，通过两大机构的运行，将燃料的化学能转化为机械运动的动能，将往复直线运动转化为旋转运
2、动。,发动机构造（1+2+5）,发动机运行视频,飞轮,作用：将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动，将化学能转化为动能，同时输出动力. 组成：由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成,连杆,曲轴,油底壳,缸体,活塞,曲柄连杆机构,25,观看：四冲程与二冲程视频,26,作用：根据发动机每一气缸内进行的工作循环顺序，定时的开启和关闭各气缸的进、排气门，以保证新鲜可燃混和气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，并把燃烧后生成的废气及时排出气缸.,配气机构,组成：气门组、气门传动组、气门驱动组,油箱、汽油泵、滤清器、喷油器（化油器）等 机油泵、滤清器、油道等 水箱、水泵、风扇、水管、机体水道
3、 高压线圈、高压线、分电器、火花塞等 起动电机、操纵机构等,供给系,润滑系,冷却系,点火系,起动系,发动机结构-5大系统,燃料供给系统,作用： a、汽油机：根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；,组成：油箱、油泵、燃油滤清器、化油器、喷油器等,b、柴油机：把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。,29,气,油,润滑系统,主要功用 减少零件表面的摩擦和磨损 清洁摩擦表面的磨屑等 吸收摩擦面的热量 减缓零件间冲击 主要部件： 机油滤清器、机油泵,31,冷却系统,作用： 将受热零件吸收的部分热量及时散发
4、出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,冷却系统组成,水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。,起动系统,作用：使发动机由静止状态过渡到工作状态。,组成 1.直流电动机：将电能转变为机械能。 2.操纵机构：直接操纵式和电磁操纵式。 3.离合机构：分为滚柱式、摩擦片式和弹簧式。,点火系统,作用： 在汽油机中，将气缸内的可燃混合气用火花塞的电火花在正确的时刻进行点燃。,组成：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞、点火模块、电控单元等。,发动机工作常用术语,活塞行程,上、下止点,发动机排量 气缸总容积,气缸工作容积 燃烧室容积,压缩比,工作循环,36,发动机分类,3
5、7,水平对置发动机,W型发动机：辉腾6.0和奥迪的A8L 6.0都采用了W12发动机，布加迪威龙采用了8.0L W16发动机。,转子式发动机,直列式,V型,水平对置,旋转活塞式发动机,飞机星形发动机,二冲程,四冲程,飞机发动机,1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程,四冲程汽油机的工作原理,排气门关闭,进气门开启,活塞,进气终了时： 温度320380 K， 压力0.080.09MPa,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,示功图：气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系。,进气行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,
6、下止点,压缩行程,压缩终了时： 温度600750K， 压力0.81.5 MPa,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,瞬时最高： 温度22002800 K， 压力36.5MPa,作功终了： 温度12001500 K， 压力0.350.5 MPa,做功行程,进气门关闭,排气门打开,活塞,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,排气终了时： 温度9001100 K ， 压力0.1050.12 MPa,排气行程,汽车底盘,传动系统,转向系统,制动系统,行驶系统,45,底盘作用：汽车的骨架，用来支承、安装汽车发动机及其各部件、
7、总成，同时将发动机的动力传递到驱动轮，保证汽车按照驾驶员的意志正常行驶。,底盘组成 传动系：具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶。 主要由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。 行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。 转向系：改变或恢复其行驶方向的专设机构 制动系：进行一定程度的强制制动,客车底盘,货车底盘,越野车底盘,47,离合器,变速器,传动轴,汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。 传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的
8、正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。,万向传动装置,底盘传动系,差速器,主减速器,半轴,48,作用 将汽车各总成、部件连接成一个整体，支承整车，并接受传动系的动力,将动力系统的旋转运动变成汽车的直线运动，实现汽车的平顺行驶 行驶系由汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成,悬架,前/后车桥,车轮,底盘行驶系,49,49,底盘行驶系车架,作用： 将汽车各总成、部件连接成一个整体； 承受来自车外和车内的各种载荷。,后副车架承载后悬架装置,前副车架承载引擎、变速箱及前悬架装置,50,50,底盘行驶系悬架,作用： 是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和
9、力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。,分为独立悬架和非独立悬架。,51,底盘行驶系车轮,52,例如：215/65 R16 98 H 215 - 轮胎宽度（mm） 65 - 高宽比（%） R - 子午胎 16 - 轮辋直径（英寸） 98 - 轮胎最大负荷代码 H - 最高车速代码,52,底盘行驶系车轮型号,子午胎,斜交胎,子午胎是指胎体帘布层中从一个胎圈到另一个胎圈的帘线与胎面中心线大体呈90角排列的充气轮胎。子午胎的结构特征主要表现在带束层是主要受力部件。子午胎比斜交胎耐磨，节油，并具有良好的缓冲性能和高速性能等特点。,53,汽车上用来
10、改变或恢复其行驶方向的专设机构； 汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮（一般是前轮）的偏转角度实现的。 转向系统的基本组成 转向盘 转向轴 转向管柱等,底盘转向系,54,底盘制动系,作用：使行驶的车辆减速或在最短的距离内停车，还可使车辆停放在坡道上。一般汽车应包括两套独立的制动系：行车制动系和驻车制动系。,55,鼓式制动器,盘式制动器,底盘制动系,车身安装在底盘上，用来覆盖、包装和保护汽车零部件，提供装载货物的空间，以及对驾驶员和乘员提供舒适的乘坐环境。 要求车身既要为驾驶员提供方便的操作条件，又要为乘客提供舒适的环境；既要保护全体乘员的安全，又要保证货物完好无损。,车 身
11、总 成,57,汽车车身:,58,承载式车身,非承载式车身,59,车身结构安全性,发动机盖弹起缓冲,皮卡也疯狂车身设计,61,座椅、头枕、玻璃升降器、遮阳板、通风、暖气、冷气、空气调节装置等等 种类繁多,可根据自己需要选配。,车身附件,观看雷克萨斯视频,62,现代电气系：随着电子技术在汽车上的广泛采用，电气系的作用和涉及范围也越来越广，如发动机管理系统、制动系、自动变速箱等,电气系统：电气设备由电源和用电设备两大部分组成。 电源包括蓄电池和发电机； 用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其他电气系统,电气系统,63,63,钊文天下,牛,汽车行驶原理,汽车为什么能跑起来？,汽油在汽缸内燃烧,
12、气压增大，推动活塞运动,活塞通过连杆推动曲轴旋转,曲轴旋转带动齿轮转动,齿轮转动推动传动轴转动,传动轴带动驱动轴转动,车轮转动,汽车行驶必须具备的两个基本行驶条件： 驱动条件和附着条件。,1. 驱动条件,汽车必须有足够的驱动力以克服各种阻力。,2. 附着条件,驱动力的最大值一方面取决于发动机可能发出的最大转矩和变速器换入低挡位时的传动比；另一方面又受轮胎与地面的附着作用限制。,驱动力,汽车的驱动力由发动机产生。发动机发出的转矩经由传动系统传到车轮上的转矩为Mt，力图使车轮旋转。由此，在驱动轮与地面接触处向地面施加一个力Fo。,与此同时，地面对车轮施加一个与Fo大小相等、方向相反的反作用力Ft，
13、Ft就是驱动力。,阻力,汽车的行驶阻力F，包括滚动阻力Ff、空气阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj ，即,+ Fj,汽车行驶的过程是驱动力能否克服各种阻力的交替变化过程。,（1）当 时，汽车匀速行驶；,（2）当 时，汽车加速行驶，同时空气阻力亦随车速的增大而急剧增大，在某个较高车速处达到新的平衡后匀速行驶；,（3）当 时，汽车减速行驶直至停驶，这时，如果要维持较高的车速，就需要加大发动机的输出功率或将变速器换入较低的档位以维持较大的驱动力。,2. 附着条件,驱动力的最大值一方面取决于发动机可能发出的最大转矩和变速器换入低挡位时的传动比；另一方面又受轮胎与地面的附着作用限制。,由附着作用决定的阻碍车轮滑动的力的最大值称为附着力，用 表示。附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G成正比，即,G 附着重力，即汽车总重力分配到驱动轮上的那部分力；, 附着系数，随轮胎和路面性质不同而异，一般由试验定。,由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的极限，其表达式为：,