1、會計學1汽車基本構造汽車基本構造 配 套 教 材 信 息教材名稱：汽車工程概論教材主編：凌永成教材定價：38RMB出版社：清華大學出版社出版時間/版次：2010年2月第1版國際標準書號（ISBN ）：978-7-302-21778-7 教材所屬系列：普通高等院校汽車工程類規劃教材第4章 汽車基本構造4.1 汽車總體構造1. 發動機 發動機是汽車的動力裝置，它的作用是使供入其中的燃料燃燒而發出動力。一般汽車都采用往復活塞式內燃機。車用發動機一般由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（汽油發動機用）和起動系等幾部分組成。圖4-1 發動機（解剖照片）2.傳動裝置 傳動裝置

2、（圖4-2）是將發動機輸出的動力傳給驅動車輪的裝置，包括離合器、變速器、傳動軸、驅動橋、主減速器、差速器等部件。3. 行駛和控制裝置 行駛和控制裝置（圖4-3）是將汽車各總成及部件連接成一個整體、起到支承全車并保證汽車正常行駛的裝置，包括制動器、轉向器、懸架、車輪等部件。圖4-2 傳動裝置圖4-3 行駛和控制裝置4. 車身 車身是形成駕駛員和乘客乘坐空間的裝置，也是存放行李等物品的工具。因此，要求車身既要為駕駛員提供方便的操作條件，又要為乘客提供舒適的環境；既要保護全體乘員的安全，又要保證貨物完好無損。 也就是說，車身既是保安部件又是承載部件。在現代汽車中，車身又是技術與藝術的有機結合的藝術品

3、。轎車車身由本體、內外裝飾和車身附件等組成。圖4-4 車身5. 電氣設備電氣設備是汽車的重要組成部分，由電源、發動機點火系（汽油機）和起動系、照明和信號裝置、空調、儀表和報警系統以及輔助電器等組成。 對于高級轎車，更多地采用了現代新技術，尤其是電子技術，如微處理機（汽車電腦）、中央計算機系統及各種人工智能裝置等，從而顯著地提高了汽車的性能。圖4-5 電氣設備圖4-6 典型轎車的總體構造4.2發動機構造4.2.1發動機工作原理與分類1.發動機的分類 發動機是將自然界某種能量直接轉換為機械能并拖動某些機械進行工作的機器。將熱能轉化為機械能的發動機，稱為熱力發動機（熱機），其中的熱能是由燃料燃燒產生

4、的。 內燃機是熱力發動機的一種，其特點是液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機器內部燃燒而產生熱能，然后再轉變成機械能。 根據車用內燃機將熱能轉化為機械能的主要構件形式的不同，可分為活塞式內燃機和燃氣輪機兩大類。 前者又可按活塞運動方式不同分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種。往復活塞式內燃機在汽車上應用最廣泛。汽車發動機（指汽車用活塞式內燃機）可以根據不同的特征分類：（1）按著火方式分類 可分為壓燃式與點燃式發動機。（2）按使用燃料種類分類 可分為汽油機、柴油機、氣體燃料發動機、煤氣機、液化石油氣發動機及多種燃料發動機等。 （3）按冷卻方式分類 可分為水冷式、風冷式發動機。圖4-7 水冷式發動機 圖

5、4-8 風冷式發動機 （4）按進氣狀態分類 可分為非增壓（或自然吸氣）和增壓發動機。 圖4-9 非增壓（自然吸氣）發動機圖4-10 增壓發動機（5）按沖程數分類 活塞往復四個單程（或曲軸旋轉兩轉）完成一個工作循環的稱為四沖程發動機；活塞往復兩個單程（或曲軸旋轉一轉）完成一個工作循環的稱為二沖程發動機。（6）按汽缸數及布置方式分類 按汽缸數可分為單缸發動機和多缸發動機；按汽缸中心線的布置可分為立式、斜置式與臥式發動機；多缸發動機根據汽缸間的排列方式可分為直列式、對置式和形等發動機。 圖4-11 對置式發動機圖4-12 形發動機 2.內燃機產品名稱和型號編制規則3.四沖程發動機工作原理圖4-14

6、四沖程汽油機工作原理圖 a）進氣沖程； b）壓縮沖程； c）作功沖程； d）排氣沖程4.2.2 發動機的總體構造1.機體組 發動機的機體組包括汽缸蓋、汽缸蓋罩蓋、汽缸體及油底殼等。汽缸蓋和汽缸體的內壁共同組成燃燒室的一部分，是承受高溫、高壓的機件。1）汽缸體 水冷發動機的汽缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為汽缸體-曲軸箱，也可稱為汽缸體。汽缸體一般用灰鑄鐵鑄成，汽缸體上部的圓柱形空腔稱為汽缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。在汽缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。圖4-15 汽缸體 汽缸體應具有足夠的強度和剛度，根據汽缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把汽缸體分為以下

7、三種形式。 a）一般式 b）龍門式 c）隧道式 圖4-16 汽缸體結構形式a）干缸套 b）濕缸套圖4-17 汽缸套2）曲軸箱 汽缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與汽缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。圖4-18 油底殼3）汽缸蓋圖4-19 汽缸蓋 汽缸蓋安裝在汽缸體的上面，從上部密封汽缸并構成燃燒室。水冷發動機的汽缸蓋內部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。 a）半球形燃燒室 b） 楔形燃燒室 c） 盆形燃燒室 圖4-20 汽油機燃燒室的結構形式圖4-21 汽缸墊 2.曲柄連桿機構 曲柄連桿機構（圖

8、4-22）是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。圖4-22 曲柄連桿機構3.配氣機構 配氣機構的功用是根據發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汽缸，并使廢氣從汽缸內排出，實現換氣過程。圖4-23 頂置氣門式配氣機構圖4-24 氣門組4.燃料供給系 汽油機燃料供給系（圖4-25）的功用是根據發動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入汽缸，并將燃燒后的廢氣從汽缸內排到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入汽缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。圖4-2

9、5 汽油機燃料供給系5.點火系 在汽油機中，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（圖4-26），點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。圖4-26 點火系6.冷卻系 冷卻系（圖4-27）的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。圖4-27 冷卻系7.潤滑系 潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，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4-28

10、潤滑系 8.起動系 發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，需用外力轉動曲軸，在外力作用下曲軸從開始轉動到發動機開始自動怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。 汽車發動機常用的起動方式有人力起動和電動機起動兩種。圖4-30 起動機圖4-29 電動機起動原理圖 4.3 汽車底盤構造4.3.1 汽車傳動系1.傳動系的功用與組成 汽車傳動系的基本功用是將發動機發出的動力傳給驅動車輪，使汽車行駛。圖4-31 機械式傳動系的組成及布置1-離合器；2-變速器；3-萬向節；4-驅動橋；5-差速器；6-半軸；7-主減速器；8-傳動軸傳動系應具有如下功能：1）減速和變速2）實現汽車倒駛3）中斷傳動4）差速作用2.離合器

11、離合器是汽車傳動系中直接與發動機相連接的部件。離合器的功用就是由駕駛員控制，根據需要隨時切斷和接通發動機傳給傳動系的動力，從而保證了汽車的平穩起步、換擋平順，同時還可以防止傳動系過載（過載時離合器自動打滑）。 圖4-32 離合器3.變速器1）變速器的功用變速器的主要功用是：在較大的范圍內改變汽車的行駛速度和汽車驅動輪上轉矩的數值；在發動機旋轉方向不變的前提下，利用倒擋實現汽車倒向行駛；在發動機不熄火的情況下，利用空擋中斷動力傳遞，可以使駕駛員松開離合器踏板，離開駕駛位置，且便于汽車起動、怠速、換擋和動力輸出。 汽車上廣泛使用的活塞式發動機，其輸出的扭矩和轉速變化范圍很小，而汽車在行駛中所遇到的

12、復雜的道路條件和使用條件要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化。為此，在汽車的傳動系中設置了變速器。2）變速器的分類有級式變速器。 有級式變速器應用最為廣泛，傳動方式采用齒輪傳動（包括普通齒輪傳動和行星齒輪傳動）。它具有若干個數值一定的傳動比，傳動比的變化呈階梯式或跳躍式。目前，轎車和輕、中型載貨汽車裝用的有級式變速器多為36個前進擋和一個倒擋。圖4-33 有級式變速器 無級式變速器。無級式變速器有電力式和液力式兩種，傳動部件分別為直流串激電動機和液力變矩器。它的傳動比在一定數值范圍內可以連續多級變化。 近年來，金屬帶式無級變速器CVT (Continuously Variable Tr

13、ansmission)在中高檔轎車中的應用日漸增多。 圖4-34 奧迪multitronic CVT剖視圖 綜合式變速器。綜合變速器是由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的電控液力機械式變速器，其傳動比可以在最大值和最小值之間的幾個間斷的范圍內作無級變化。圖4-35 電控液力機械式變速器4.萬向傳動裝置 在汽車上，萬向傳動裝置主要用于變速器與驅動橋之間、變速器與分動器之間實現變角度的動力傳遞，在轉向驅動橋和某些汽車的轉向操縱機構中也有應用。1-萬向節；2-前傳動軸；3-中間支承；4-傳動軸圖4-36 萬向傳動裝置在汽車上的應用 萬向傳動裝置一般由萬向節和傳動軸組成，必要時還可加裝中間支承。圖4-

14、37 萬向傳動裝置1-變速器；2-中間支承；3-后驅動橋；4-后傳動軸；5-球軸承；6-前傳動軸5.驅動橋 驅動橋的功用是將萬向傳動裝置傳來的發動機動力經減速增矩改變傳動方向后，分配給左、右驅動輪，并且允許左、右驅動輪以不同轉速旋轉。 驅動橋通常由主減速器、差速器、半軸和驅動橋殼組成。主減速器可減速增矩，并可改變發動機轉矩的傳遞方向，以適應汽車的行駛方向。 差速器可保證左、右驅動輪以不同的轉速旋轉。半軸把轉矩從差速器傳到驅動輪。橋殼支承汽車的部分質量，承受驅動輪上的各種力及力矩，并起到保護主減速器、差速器和半軸的作用。圖4-38 驅動橋示意圖1-輪轂；2-半軸；3-驅動橋殼；4-主減速器；5-

15、差速器 按驅動輪與橋殼的連接關系，驅動橋分非斷開式驅動橋和斷開式驅動橋兩種。圖4-39 非斷開式驅動橋1-后橋殼；2-差速器殼；3-差速器行星齒輪；4-差速器半軸齒輪；5-半軸； 6-主減速器從動齒輪齒圈；7-主減速器主動小齒輪圖4-40 斷開式驅動橋4）主減速器 主減速器的功用是將輸入的轉矩增大并相應降低轉速，并可根據需要改變轉矩的方向。 主減速器由主動錐齒輪、從動錐齒輪、圓錐滾子軸承及其他附件組成。圖4-41 主減速器圖4-42 主減速器的組成1-差速器軸承蓋；2-軸承調整螺母；3、13、17-圓錐滾子軸承；4-主減速器殼；5-差速器殼；6-支承螺栓；7-從動錐齒輪；8-進油道；9、14-

16、調整墊片；10-防塵罩；11-叉形凸輪；12-油封；15-軸承座；16-回油道；18-主動錐齒輪；19-圓柱滾子軸承；20-行星齒輪墊片；21-行星齒輪；22-半軸齒輪推力墊片；23-半軸齒輪；24-行星齒輪軸（十字軸）；25-螺栓圖4-43 東風EQ1090E型汽車單級主減速器及差速器 5）差速器 汽車直線行駛時，行星齒輪自身不轉動，只隨行星齒輪軸、差速器保持架、大錐齒輪繞半軸軸線公轉，兩個半軸齒輪就由行星齒輪帶動以同樣的轉速旋轉。 當汽車轉彎時，行星齒輪不僅如前述同樣地繞半軸軸線公轉，而且還通過繞行星齒輪軸本身的自轉，使兩根半軸有不同的轉速。對于普通差速器（圖4-44），由于行星齒輪的作用

17、，兩根半軸傳遞著相同的轉矩。如果某一側半軸的阻力消失（如一側車輪陷于淤泥中），另一側半軸也無法傳遞轉矩，車輛便無法開動。圖4-44 普通差速器 4.3.2 汽車行駛系1.汽車行駛系概述 汽車行駛系由車架、懸架、車軸和車輪組成。車架對汽車并不一定是必需的，只有在非承載式車身結構中需用車架聯接并支承車身、發動機和傳動系、懸架等零件，承受和傳遞底盤零件傳來的外力，還提供撞車時所需的強度和吸收沖擊能量的能力。2.車橋 車橋（也稱車軸）通過懸架與車架（或承載式車身）相連接，兩端安裝汽車車輪。車架所受的垂直載荷通過車橋傳到車輪；車輪上的滾動阻力、驅動力、制動力和側向力及其彎矩、轉矩又通過車橋傳遞給懸架和車

18、架，故車橋的作用是傳遞車架與車輪之間的各向作用力及其所產生的彎矩和轉矩。1）轉向橋 轉向橋利用轉向節使車輪偏轉一定的角度以實現汽車的轉向，同時還承受和傳遞車輪與車架之間的垂直載荷、縱向力和側向力以及這些力所形成的力矩。轉向橋通常位于汽車的前部，因此也常稱為前橋。 圖4-45 北京BJ1040型汽車轉向橋（前橋）1-鋼板彈簧座；2-前軸；3-轉向節臂；4-轉向橫拉桿；5-推力軸承；6-車輪轉角限位螺釘；7-前軸拳形件；8-主銷；9-轉向節2）轉向輪定位 為了保持汽車直線行駛的穩定性、轉向的輕便性和減輕輪胎的磨損，轉向輪、轉向節和前軸三者之間與車架必須保持一定的相對位置，這種具有一定相對位置的安裝

19、稱為轉向輪定位，也稱前輪定位。 正確的前輪定位應做到：可使汽車直線行駛穩定而不擺動；轉向時轉向盤上的作用力不大；轉向后轉向盤具有自動回正作用；輪胎與地面間不打滑以減少油耗；延長輪胎使用壽命。前輪定位包括：主銷后傾、主銷內傾、前輪外傾及前輪前束。3.車輪與輪胎1）車輪 汽車的車輪由輪轂、輪輞以及這兩部分的聯接件組成。車輪要求堅固、輕便和平衡。現代汽車所使用的車輪主要可分為三種：壓制鋼盤車輪、鋼絲輻條車輪和輕合金鑄造車輪（圖4-46），其中壓制鋼盤車輪因易于大量生產，成本較低，剛度適中，輕便、堅固而應用最廣泛；后兩種車輪成本較高，多為跑車和賽車采用。 a）壓制鋼盤車輪； b）鋼絲輻條車輪； c）輕

20、合金鑄造車輪 圖4-46 三種型式的車輪2）輪胎 汽車輪胎安裝在輪輞上，直接與路面接觸。輪胎的種類繁多，可按其用途、結構、材料、胎面花紋以及充氣壓力等區分。按照輪胎氣壓的大小分為高壓輪胎（充氣壓力0.50.7MPa、低壓輪胎（充氣壓力0.20.5MPa）和超低壓輪胎（充氣壓力0.2MPa的）。 普通車輛的輪胎多為低壓輪胎，載貨車隨載重量的增加，輪胎壓力提高。超低壓輪胎主要用于壞路或無路條件下行駛。 有的機動性要求很高的越野車裝有自動充、放氣系統，可根據路面條件調節輪胎氣壓。4.懸架 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間一切傳力聯接裝置的總稱。現代汽車盡管有不同結構型式的懸架，但一般都

21、是由彈性元件、減振器和導向裝置三部分組成，它們分別起緩沖、減振和導向作用，同時又都起傳力作用。 懸架有兩大類，即非獨立懸架和獨立懸架（圖4-47）。 a）非獨立懸架 b）獨立懸架圖4-47 非獨立懸架和獨立懸架圖4-48 幾種典型的獨立懸架示意圖4.3.3 汽車轉向系圖4-49 機械轉向系的結構 汽車在行駛中，經常需要改變行駛方向。汽車上用來改變汽車行駛方向的機構稱為汽車轉向系。汽車行駛方向的改變是由駕駛員通過操縱轉向系來改變轉向輪（一般是前輪）的偏轉角度實現的。4.3.4 汽車制動系 一般汽車應包括兩套獨立的制動系：行車制動系(腳制動系)和駐車制動系(手制動系)。行車制動系的功用是使正在行駛

22、中的汽車減速或在最短距離內停車；駐車制動系的功用是使已停在各種路面上的汽車駐留原地不動。圖4-50 典型的汽車制動系統 4.4 車身與附屬設備4.4.1 車身的功用與組成 汽車車身是運送乘客、貨物和駕駛員工作的場所，車身應具備使乘客和貨物免受塵土、雨雪、振動、噪音、廢氣侵襲，使駕駛員工作便利的條件。車身上的一些結構措施和設備還應有助于行車安全和減輕交通事故造成的人身傷害。 車身的造型應能保證有效地引導周圍的氣流，以減少空氣阻力和燃料消耗，且有助于提高汽車行駛穩定性和改善發動機冷卻條件，保證車身內部通風良好。 汽車車身主要包括：車身殼體、車門、車窗、前后鈑制件、車身附件、車身內外裝飾件、座椅、通

23、風、暖風、冷風、空調裝置等。貨車和專用汽車上還包括貨箱和其它專用設備。4.4.2車身的類型1.按結構型式分（1）骨架式車身（2）半骨架式車身 （3）無骨架式車身 2.按受力情況分（1）非承載式車身（2）半承載式車身 （3）承載式車身 轎車車身無明顯骨架，一般采用承載式或非承載式。圖4-51 轎車車身4.4.3 汽車儀表 汽車儀表是駕駛員通過視覺了解汽車工作狀態的必備部件，其種類很多，但大致分為讀取數值的儀表（如車速表）和判斷車況是否正常的儀表（或裝置）兩大類。 這些儀表安裝在駕駛員最容易看得見的駕駛員座椅對面的儀表板上（圖4-52）。圖4-52 桑塔納3000轎車儀表板4.4.4安全防護裝置1

24、.安全帶 椅安全帶通過高強度的織帶約束乘員的運動，減輕或避免乘員與其它物體碰撞損傷。同時，當汽車失去平衡、傾覆或翻滾時，安全帶將人體約束在座椅上，使其避免在車內翻滾而造成二次或多次碰撞。圖4-53 汽車安全帶2.安全氣囊 現在，越來越多的汽車都裝備有安全氣囊。其目的是輔助保護乘員，基本前提是乘員要佩戴安全帶。 在駕駛員安全氣囊的基礎上，又增加了副駕駛側安全氣囊和側向安全氣簾，使得汽車的被動安全性能大為提高。圖4-54 大眾輝騰轎車的安全氣囊和側向安全氣簾4.4.5汽車空調汽車空調一般由通風裝置、暖風裝置、冷氣裝置以及空氣凈化裝置等組成。圖4-55 制冷系統工作原理示意圖GAME OVER2.傳

25、動裝置 傳動裝置（圖4-2）是將發動機輸出的動力傳給驅動車輪的裝置，包括離合器、變速器、傳動軸、驅動橋、主減速器、差速器等部件。3. 行駛和控制裝置 行駛和控制裝置（圖4-3）是將汽車各總成及部件連接成一個整體、起到支承全車并保證汽車正常行駛的裝置，包括制動器、轉向器、懸架、車輪等部件。圖4-2 傳動裝置5. 電氣設備電氣設備是汽車的重要組成部分，由電源、發動機點火系（汽油機）和起動系、照明和信號裝置、空調、儀表和報警系統以及輔助電器等組成。 對于高級轎車，更多地采用了現代新技術，尤其是電子技術，如微處理機（汽車電腦）、中央計算機系統及各種人工智能裝置等，從而顯著地提高了汽車的性能。圖4-5 電氣設備 汽缸體應具有足夠的強度和剛度，根據汽缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把汽缸體分為以下三種形式。 a）一般式 b）龍門式 c）隧道式 圖