1、汽 車 基 本 結 構 與 原 理講師：清華大學車輛工程 張新榮教授2013年05月課程目標普及汽車人的汽車基本結構與原理知識 課程大綱 概述 發(fā)動機 傳動系 行駛系 轉向系和制動系 汽車車身、儀表、照明及附屬裝置 概述一、汽車的組成及分類 汽車是由上萬個零件組成的機動交通工具，基本結構主要由發(fā)動機、底盤、車身和電器與電子設備四大部分組成。 通常按汽車的用途分為轎車、客車、載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、自卸汽車、農用汽車、專用汽車和改裝車等二、汽車的結構設計特點與發(fā)展趨勢1、零件標準化、部件通用化、產品系列化2、考慮使用條件的復雜多變3、重視汽車使用中的安全、可靠、經濟與環(huán)保4、注意外觀造型5

2、、在保證可靠性的前提下盡量減小汽車的自身質量6、汽車的結構設計要符合有關標準和法規(guī)7、綜合考慮人機工程、交通工程、制造工程和管理工程三、汽車的產品型號：企業(yè)名稱代號一般為汽車廠的漢語拼音縮寫。車輛類別代號見下表。主參數代號用兩位阿拉伯數字表示。載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、自卸汽車、專用汽車和半掛車的主參數代號以車輛的總質量（t）表示；客車的主參數代號用車輛長度（m)表示；轎車的主參數代號用發(fā)動機排量（L）表示。產品序號指企業(yè)發(fā)展該產品的順序號。企業(yè)自定代號用漢語拼音字母或阿拉伯數字表示，位數由企業(yè)自定。車輛類別代號車輛種類車輛類別代號車輛種類車輛類別代號車輛種類1載貨汽車4牽引汽車7轎車2越

3、野汽車5專用汽車83自卸汽車6客車9半掛車及專用半掛車第一篇 發(fā)動機第一章 發(fā)動機基本知識 汽車的動力源是發(fā)動機，發(fā)動機是把某一種形式的能量轉變成機械能的機器。現代汽車所使用的發(fā)動機多為內燃機，內燃機是把燃料燃燒的化學能轉變成熱能，然后又把熱能轉變成機械能的機器，并且這種能量轉換過程是在發(fā)動機氣缸內部進行的。內燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內燃機分成不同的類型。(1)按照所用燃料分類 內燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機(圖1-1-1)。使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動

4、容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。 圖1-1-1(2) 按照行程分類 內燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數可分為四行程內燃機和二行程內燃機(圖1-1-2 )。把曲軸轉兩圈(720)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內燃機稱為四行程內燃機；而把曲軸轉一圈(360)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內燃機稱為二行程內燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內燃機。 圖1-1-2(3) 按照冷卻方式分類 內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機和風冷發(fā)動機(圖1-1-3)。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷

5、卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發(fā)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應用于現代車用發(fā)動機。 圖1-1-3(4) 按照氣缸數目分類 內燃機按照氣缸數目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機(圖1-1-4)。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機；有兩個以上氣缸的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機。現代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。 圖1-1-4(5) 按照氣缸排列方式分類 內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-1-5)。單列式發(fā)動機的各

6、個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180(一般為90)稱為V型發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180稱為對置式發(fā)動機。 圖1-1-5(6) 按照進氣系統是否采用增壓方式分類 內燃機按照進氣系統是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強制進氣(增壓式)發(fā)動機(圖1-1-6)。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的。 圖1-1-6第二章 發(fā)動機基本構造 發(fā)動機是一種由許多機構和系統組成的復雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還是

7、多缸發(fā)動機。要完成能量轉換，實現工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構和系統。 (1) 曲柄連桿機構(圖1-2-1) 曲柄連桿機構是發(fā)動機實現工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。 圖1-2-1(2) 配氣機構（圖1-2-2） 配氣機構的功用是根據發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實

8、現換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。 圖1-2-2 圖1-2-3(3) 燃料供給系統（圖1-2-3） 汽油機燃料供給系的功用是根據發(fā)動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。(4)進排氣系統（圖1-2-3） 進排氣系統的功用是將可燃混合器或新鮮空氣均勻地分配到各個氣缸中，并匯集各個氣缸燃燒后地廢氣，從排氣消聲器排出。(5) 潤滑系統（圖1-2-4） 潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定

9、量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。 圖1-2-4 圖1-2-5(6) 冷卻系統（圖1-2-5） 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成。(7) 點火系統（圖1-2-7） 在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。 圖1-2-7 圖1-2-8(8) 起動系統（圖1-2-8） 要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到