汽车基本结构及工作原理.ppt

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1、1,主要内容 5.1 汽车发动机的基本结构及工作原理 5.2 汽车底盘的基本结构及工作原理 5.3 汽车车身的基本结构及工作原理,第5章 汽车基本结构与工作原理,2,5.1 汽车发动机基本结构 及工作原理,5.1.1 四冲程汽油机基本结构及工作原理,1.四冲程汽油机基本结构,3,汽车发动机（多缸）,4,四冲程汽油机基本结构,5,2.四冲程汽油机基本工作原理,进气,0180,开,关,压缩,180360,关,关,作功,360540,关,关,排气,540720,关,开,排气 门,进气 门,活塞 行向,曲轴 转角,行程 名称,6,四冲程汽油机基本工作原理,7,工作过程分析,（1）四冲程发动机 活塞在上

2、、下止点间往复移动四个行程（相当曲轴旋转了两周），完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机称四冲程发动机。,8,（2）冲程与活塞行程,冲程:指发动机的类型 活塞行程:指活塞运行的上、下两个止点之间的距离S。,9,气缸工作容积：一个活塞在一个行程中所扫过的容积。 发动机总排量：一台发动机所有气缸工作容积之和。,10,压缩比（）：,气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶部以上的气缸容积。 燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶部以上的容积。,11,3.多缸发动机结构与工作特点,（1）共用一个机体，一根曲轴； （2）曲轴的曲柄分布应该使各缸作功行程均匀分布在7200曲轴转角内。,12,

3、多缸发动机工作原理,13,4缸机工作循环（工作顺序1-3-4-2）,14,5.1.2 四冲程柴油机结构及工作特点,1. 结构特点 没有火花塞 设喷油器,15,（1）进气行程进入气缸的是纯空气； （2）着火方式属于压燃式。,2.工作原理,16,四冲程柴油机工作原理,17,5.1.3 发动机分类,按热能转变为机械能的方式分,18,按冲程数分类,19,按着火方式分类,20,按燃料种类分,21,按进气状态分类,22,按冷却方式分类,23,按气缸数及布置分类,（1）单缸内燃机：只有一个气缸的内燃机。 （2）多缸内燃机：具有两个或两个以上气缸的内燃机。 （3）立式内燃机：气缸布置于曲轴上方且气缸中心线垂直

4、于水平面的内燃机。 （4）卧式内燃机：气缸中心线平行于水平面的内燃机。,24,（5）直列式内燃机：具有两个或两个以上直立气缸，并呈一列布置的内燃机。 （6）V形内燃机：具有两个或两列气缸，其中心线夹角呈V形，并共用一根曲轴输出功率的内燃机。,25,（7）对置气缸式内燃机：两个或两列气缸分别排列在同一曲轴的两边呈1800夹角的内燃机。,26,（8）斜置式内燃机：气缸中心线与水平面呈一定角度(不是直角)的内燃机。,按用途分类：有汽车用、机车用、船用,27,5.1.4 发动机组成与结构原理,在一个机体上安装一个机构（曲柄连杆机构）和六大系统（换气、燃料、润滑、冷却、点火、起动）。柴油机则为五大系统，

5、没有点火系统。,28,29,1机体组件,（1）作用： 发动机的骨架，支承着发动机的所有零部件。 （2）组成： 主要由气缸体、气缸、气缸盖、气缸垫、曲轴箱和油底壳等组成,30,31,2曲柄连杆机构,（1）作用 将活塞顶的燃气压力转变为曲轴的转矩，输出机械能。 （2）主要组成 主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦、曲轴、飞轮等组成,32,33,3换气系统,（1）作用 按照发动机要求，定时开闭进、排气门， 吸入干净空气，排除废气。 （2）主要组成 主要由空气滤清器、进排气管系、配气机构（气门组件、凸轮轴、驱动机构）、排气消音器等组成,34,凸轮轴,排气管系,消声器,气门组件,空气滤清器,进气管系

6、,35,配气机构 组成,36,（3）配气机构工作原理,37,配气定时,38,发动机VTEC系统,39,“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。可以提高发动机在各种转速下的性能，无论是低速下的燃油经济性和运转平顺性还是高速下的加速性。 i-VTEC发动机,在起动和加速时改变气门正时以获得大马力大扭矩输出；在巡航或低负载时则延迟进气门正时以降低油耗。通过气门正时技术

7、，起步时此发动机性能能够与2.0升发动机媲美而油耗只相当于以往1.6升本田发动机的水平；巡航时油耗甚至只相当于1.5升发动机的水平，这就使得此发动机成为世界最优秀的1.8升发动机设计 。,40,发动机废气涡轮增压器,41,TSI是Turbo-charging（涡轮增压）、Super-charging（机械增压）和Injection（燃油直喷）,Fuel Stratified Injection（分层燃烧）四个关键特色的首字母缩写。 也就是发动机装配了废气涡轮增压器+机械增压器。涡轮增压的特性是利用排放废气,装置本身基本不消耗发动机动力,利用尾气循环进入发动机进气，来增加进气效率提高功率和扭矩,

8、其缺点是通常要发动机涡轮介入有一定的响应时间延迟. 机械增压特性是发动机开始启动运转就介入,以增大空气进气量来增加动力，使起步加速有力,没有涡轮的工作延迟,瞬时响应。其缺点是发动机高转速时，输出功率增大的不明显. 最新的TSI发动机，进口1.4TSI发动机是两者的结合，即改善了起步加速,又具有充足的后劲,可谓是动力澎湃，提高了燃油效率，降低了油耗，约可以节省20-30%燃油，效率却提高了30-50%. TSI发动机的优点：动力损耗小，可以在小排量的情况下获得较大的动力。,42,4燃料供给系统,（1）汽油机燃料供给系统,作用：根据汽油机的不同工况要求，供给不同浓度的油气混合气。 工况：工作状况的

9、简称，通常用发动机的转速和负荷来表示。发动机的负荷是指发动机的外部载荷，发动机输出的动力随外部载荷而变化。,43,混合气的浓度：通常用空燃比来表示，空燃比是每工作循环充入气缸的空气与燃油的质量比（=A/F）。 汽油机不同工况对空燃比的要求如下表所示。,44,45,汽油机燃料供给系统组成,主要由汽油箱、输油泵、滤清器、压力调节器、各种传感器、电控喷油器、电控单元等组成,46,汽油机电控燃油喷射系统,47,电控喷油器,48,电控喷油器喷油,49,电控单元ECU,50,电控汽油喷射系统的工作原理,51,（2）柴油机燃料供给系统,作用：根据柴油机的不同工况要求，定时、定量产生高压油。 柴油机燃料供给系

10、统组成：主要由柴油箱、输油泵、滤清器、高压油泵、喷油器等组成。,52,53,工作原理,输油泵将柴油从油箱被吸出，经柴油滤清器过滤，干净的柴油进入喷油泵提高压力到6080MPa，再经喷油器喷入燃烧室。多余的柴油从回油管流回柴油滤清器或油箱。,54,喷油泵,55,喷油泵分泵,56,孔式喷油器,57,5点火系统,（1）作用 按汽油机要求，准时、可靠点燃气缸内可燃混合气。 （2）主要组成 现代汽车多用微机控制点火系，主要由电源、点火开关、点火线圈组件、传感器、电控单元ECU、火花塞等组成。,58,59,火花塞,60,蓄电池,61,发电机,62,点火线圈,63,（3）工作原理,ECU根据节气门位置、发动

11、机转速、冷却液温度、进气温度、和爆震等传感器输入的信号，与存储在ROM中的参考数据进行比较、分析、计算、判断，然后发出点火指令，通过火花塞，点燃可燃混合气。,64,6润滑系统,（1）作用 减轻机件磨损、减小摩擦损失、降低功率消耗。 冷却、清洁、密封、防机件氧化锈蚀。 （2）润滑方式 压力润滑、飞溅润滑、润滑脂润滑,65,（3）主要组成,一般由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、机油压力表、机油道等组成,66,67,（4）工作原理,68,7冷却系统,（1）作用 保证发动机在适宜的温度范围内工作。 （2）冷却方式 有水冷和风冷两种。现代汽车几乎都采用强制水冷。,69,EQ6100-

12、1发动机冷系统 1-百叶窗 2-散热器 3-散热器盖 4-风扇 5-水泵 6-节温器 7-水温表 8-水套 9-分水管 10-放水开关,70,（3）主要组成,主要由冷却水泵、风扇、节温器、散热器、冷却水道等组成。,71,冷却系工作原理,冷却水大循环,冷却水小循环,72,（5）冷却液,冷却液种类 有水及加有防冻剂的防冻液。 水冷却液使用注意 不宜添加河水、井水等含矿物质的水，应添加雨水、雪水或离子交换水。 在严寒冬季易结冰，需放水过夜，否则会使造成结冰时体积膨胀，胀裂机体、气缸盖的严重事故。,73,现代轿车普遍采用防冻液，以提高冷却液的防冻和防沸的能力。例如桑塔纳系列轿车采用以乙二醇为基料的冷却

13、液（乙二醇的质量占45.6%、水的质量占54.4%），使其冰点在25以下，沸点在106以上。 专用冷却液一般呈深绿色或深红色，有一定的毒性，使用时应注意。发现冷却液泄漏应及时检查添加。,74,8启动系统,（1）作用 按发动机要求，提供一定的转矩，使发动机达到规定的转速，顺利完成起动过程。低温起动时，还应进行预热起动。 （2）主要组成 主要由蓄电池、启动开关、启动电动机等组成。,75,76,起动电动机,77,（3）工作原理,当起动开关置于起动档“Start”时,首先接通起动控制电路，蓄电池电流流入起动机，并使其转动。同时，电磁开关还将驱动齿轮向外推出与发动机飞轮相啮合，带动发动机转动。 当发动机

14、完成着火后，驾驶员及时将启动开关转到点火档“IG”，切断启动机控制电路，驱动齿轮退回，启动机停止运转。,78,（4）低温启动与预热,发动机预热方法常见的有电热塞、热敏电阻预热器和电火焰预热器。 也可以采用喷启动液方法帮助启动。,79,公共邮箱： 密码：12345678,80,5.2 汽车底盘基本结构及工作原理,底盘的组成：传动系、转向系、行驶系和制动系,81,5.2.1 汽车传动系,功用：将发动机发出的动力传给驱动车轮，并实现减速增矩等功能。 组成：离合器、变速器、传动轴和驱动桥（含主减速器、差速器及半轴）,82,1. 汽车离合器,（1）离合器作用 分离和结合发动机的动力，保证汽车平稳起步，使

15、换档时工作平顺和防止传动系过载。 （2）离合器的基本结构及工作原理,83,摩擦离合器的基本结构原理,a）离合器结合 b）离合器分离 1-飞轮 2-从动盘 3-离合器踏板 4-操纵结构 5-压紧弹簧 6-花键轴 7-分离套筒 8-轴承,84,离合器何时分离？离合器何时接合？ 在汽车起步时，应踩下离合器踏板，切断发动机动力传递，挂上挡后，缓慢松开离合器踏板；汽车换档时，也应踩下离合器踏板，变速器不再传递转矩，容易退档和挂档。,85,2. 汽车变速器,（1）变速器功用 改变传动比，以适应汽车在各种行驶条件下所需的牵引力和合适的行驶速度； 实现倒车； 利用空档切断离合器与传动轴之间的动力传递，以便汽车

16、换档和发动机起动及怠速运转。,86,（2）变速器类型,按操纵方式分手动变速器和自动变速器。 手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档，换档机构简单，工作可靠，但操作复杂。 自动变速器（Automatic Transmission简称AT）能根据汽车的运行状况自动换档，无离合器，通过加速踏板控制车速，操作简单，但结构复杂。,87,（3）手动变速器结构原理,a）减速传动 b）增速传动,传动比：主动齿轮转速与从动齿轮转速之比值 高档：传动比小 低档：传动比大,88,桑塔纳2000GSi轿车用的变速器,89,变速器原理,90,91,（4）自动变速器结构原理,组成：液力变矩器、齿轮变速器 液压控制系统以

17、及电子控制系统,92,自动变速器工作原理,工作时，电控单元（ECU）根据驾驶员脚踩加速踏板角度的大小（发动机的节气门开度）、汽车车速等各种运转参数，按照的设定的控制程序发出换档等控制信号，通过各种电磁阀（换档电磁阀、油压电磁阀等）来完成换档等控制任务。,93,94,3. 汽车万向传动装置,（1）功用 在轴线相交且相对位置经常发生变化的两轴间传递动力，主要应用于连接变速器与驱动桥或离合器与驱动桥、变速器与分动器、转向驱动桥、断开式驱动桥及连接转向操纵机构等。,95,（2） 万向传动装置组成,1-变速器 2-万向传动装置 3-车架 4-后悬架 5-驱动桥,96,97,万向传动装置构造,98,5.

18、驱动桥,99,差速器,差速器的作用就是将主减速器传来的动力传给左、右两半轴，并在转弯行驶时允许左、右半轴以不同转速旋转（差速）。,100,差速原理,101,5.2.2 汽车行驶系,1. 车轮,1-轮胎 2-螺栓 3-气门嘴 4-饰罩 5-辐板 6、8-平衡块 7-轮辋,102,2. 车桥,103,3车架,104,4车轮定位,（1）主销后倾角,作用：产生回正的稳定 力矩 后倾角一般不超过 3度。,105,（2）主销内倾角 也具有车轮自动回正作用，还使转向轻便。一般不大于8度，奥迪100为15.2度。 （3）前轮外倾角 具有提高转向操纵的轻便性和车轮工作安全性的作用，一般为1度左右，有的接近垂直或

19、负值,106,（4）前轮前束,消除“滚锥效应” 一般前束值为0-12mm 上海桑塔纳为-31mm 主要和负前轮外倾角配合 可以通过改变转向横拉杆 的长度来调整。,107,（5）后轮外倾 其定义与前轮外倾相似。采用独立后悬架的大多数车辆常有一个较小的正后轮外倾角。 （6）后轮前束 其定义与前轮前束相似。 四轮定位仪,108,5汽车悬架,（1）悬架作用 把路面作用于车轮上的各种反力所造成的转矩传递到车架(或车身)上，减少汽车振动。,109,（2）悬架的基本组成,1-弹性元件 2-减振器 3-下摆臂 4-横向稳定杆 5-纵向推力杆 6-转向节 7-上摆臂,110,悬架原理,111,5.2.3 汽车转

20、向系,1. 汽车转向原理,汽车转向由地面提供转向力向心力，只有四个车轮的轴线交于一点，才能纯滚动而不滑动。 ctgctg+B/L,112,2.汽车转向系类型,汽车转向系分为机械转向系和动力转向系两大类。 机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，传力件都是机械的。 动力转向系以发动机或电动机的动力作为主要转向能源，转向轻松省力。,113,3.机械转向系组成,包括转向盘、转向轴、转向管柱等。它们的作用是将驾驶员的操纵力传给转向器。,(1)转向操纵机构,114,115,(2) 转向器,转向器是转向系中的减速增矩装置，并改变转向力矩的传动方向。 目前应用广泛的机械转向器有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器

21、和蜗杆曲柄指销式转向器等几种。,116,(3)转向传动机构,转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮按要求的角度关系偏转，以保证汽车转向时各车轮与地面的相对滑动尽量小。,117,转向原理,118,4.电子控制动力转向系,理想的转向系应使汽车在静止或低速行驶时，转向所需操纵力小，轻便省力；而在中高速行驶时，转向操纵力稍大，增加驾驶员的“路感”，提高操纵稳定性，保证高速行车的安全。传统的机械式转向系不能达到这个要求，而电子控制动力转向系可以满足。,119,5.汽车四轮转向,汽车四轮转向是对后轮也进行转向操纵的系统。 前后转向轮的转向控制有同相和逆相两种情况，逆

22、相式的转弯半径比两轮转向的转弯半径小，提高了汽车转向的机动性，适于汽车低速行驶；同相式在转向时车身与行驶方向的偏转角小，提高了操纵稳定性，适于汽车的高速行驶。,120,5.2.4 汽车制动系,使行驶中的汽车减速甚至停车，或使已经停下来的汽车保持不动。,1.汽车制动系功用,121,2.汽车制动系分类,122,123,124,3.汽车制动系基本组成与工作原理,（1）汽车制动系基本组成 (以液压蹄式制动系为例),125,1-制动踏板 2-推杆 3-主缸活塞 4-制动主缸 5-油管 6-制动轮缸 7-轮缸活塞 8-制动鼓 9-摩擦片 10-制动蹄 11-制动底板 12-支承销 13-制动蹄回位弹簧,1

23、26,蹄式制动器,127,（3）盘式制动器结构原理,128,盘式制动器,129,（4）汽车制动间隙与制动距离,制动器在不工作时，摩擦片与制动鼓之间的间隙称制动间隙。 制动距离是指驾驶员踩下制动踏板至车辆完全停住时汽车所行驶的距离。,130,5. 汽车制动防抱死系统（ABS）,（1）ABS功用,防止汽车制动时车轮抱死的装置，并把车轮的滑移率保持在最佳范围内。,131,曲线行驶时车轮抱死的汽车运动情况,132,（2）ABS基本组成与工作原理,133,5. 驱动防滑系统（ASR）,（1）ASR的作用,防止汽车在起步、加速和低附着系数路面行驶时驱动轮的滑转，以提高汽车的牵引性和操纵稳定性。,134,（

24、2）ASR的基本工作原理,发动机输出转矩调整方式; 驱动轮制动控制方式。 驱动轮制动控制的方法只限于低速行驶时使用。 ASR可以与ABS共用车轮转速传感器等部件。ASR电子控制装置既可是独立的，也可与ABS共用。,135,5.3 汽车车身基本结构及工作原理,5.3.1 汽车车身结构,136,车身组成,主要由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、附件（各种座椅、内外饰、仪表电器、刮水器、洗涤器、风窗除霜装置、空调等）和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成。货车及专用车辆还有货箱及专用设备。,137,刮水器,138,三点式安全带,139,安全气囊,140,安全气囊的作用过程,

25、141,GPS,142,5.3.2 汽车空调系统,1作用 实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。 2 汽车空调系统基本组成及工作原理 主要由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。,143,1-冷凝器 2-压缩机 3-制冷剂管路 4-蒸发器箱 5-进风罩 6-空调控制装置 7-加热器 8储液干燥器,144,1.制冷系统,145,空调原理,146,空调压缩机,147,2. 其他系统,148,5.3.3 汽车仪表及照明,1汽车仪表系统,149,150,151,广州本田雅格轿车仪表板 1-转速表 2-故障指示灯 3-转向信号灯 4-巡航控制指示灯 5-车速表 6-SRS

26、指示灯 7-远光指示灯 8-ABS制动指示灯 9-驻车制动与制动系统指示灯 10-燃油表 11-冷却液温度表 12-座椅安全带提示灯 13-车门和制动灯监视器 14-低燃油指示灯 15-行程选择/复位按钮 16-里程表 17-亮度调节 18-低机油压力指示灯 19-充电系统指示灯,152,（3）仪表板常见符号,153,2汽车照明系统,154,2汽车照明系统,155,3汽车信号装置,（1）信号装置的作用 通过灯光和音响等手段，向行人和车辆发出警告，以保障行车安全。 （2）信号装置的组成 常见的有喇叭音响信号装置（电喇叭、气喇叭等）、转向信号装置（转向灯、闪光器）、制动信号装置（制动灯、制动开关）

27、、倒车信号装置（倒车信号灯、蜂鸣器）和危险警告信号装置等。,156,（3）电喇叭结构与工作原理,1-下铁心 2-线圈 3-上铁心 4-膜片 5-共鸣板 6-衔铁 7-触点 8-调整螺钉 9-铁心 10-按钮 11-锁紧螺母,157,（4）转向信号装置 用于显示汽车的转弯方向,由转向灯、转向灯开关和闪光器等组成。 （5）制动信号装置 用于汽车制动时发出警示信号。它由制动信号灯、信号灯开关和制动灯断线报警开关等组成。 （6）倒车信号装置 用于倒车时发出警示信号。它由倒车信号灯和倒车蜂鸣器组成。,158,1汽车电路特点 （1）低电压 （2）单线制 （3）并联制 （4）负极搭铁,5.3.4 汽车总线路

28、,159,2汽车电路图,160,本章小结,1.四冲程发动机是指活塞在上、下止点间往复移动四个行程，完成进气、压缩、做功、排气一个工作循环的发动机。 2.发动机按冲程数分二、四冲程两种，按着火方式分点燃和压燃两种，按使用燃料种类分液体、气体和多种燃料等，按进气状态分非增压和增压两种，按冷却方式分水冷和风冷两种，按气缸数及布置分单缸、多缸、立式、卧式、直列、V形和斜置等多种。,161,3.发动机总体组成是在一个机体上安装一个机构（曲柄连杆机构）和六大系统（换气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统）。柴油机则为五大系统，没有点火系统。 4.汽车底盘一般由传动系、行驶系、转向系、制动系四大系统组成。,162,5.汽车车身主要由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、附件（各种座椅、内外饰、仪表电器、刮水器、洗涤器、风窗除霜装置、空调等）和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成。货车及专用车辆还有货箱及专用设备。,