汽車的基本結(jié)構(gòu)

1、汽車的基本結(jié)構(gòu)第1頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造汽車通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備四個(gè)部分組成，總體構(gòu)造如圖所示：第2頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的“心臟”，為汽車行使提供動(dòng)力的裝置。它的作用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，通過燃料燃燒產(chǎn)生動(dòng)力，然后通過底盤的傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)車輪使汽車行駛。主要有內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)兩種動(dòng)力形式。根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同，內(nèi)燃機(jī)分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式。 現(xiàn)代汽車廣泛采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。它是通過可燃?xì)怏w在汽缸內(nèi)燃燒膨脹產(chǎn)生壓力，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)來對(duì)外輸出功率

2、的。主要包括兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)，它們是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）、起動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火方式為壓燃式，所以無點(diǎn)火系。第3頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)燃料不同，內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣（NG）發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣（LPG）發(fā)動(dòng)機(jī)等。主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種。由于石油是不可再生能源，未來的汽車會(huì)越來越多地采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如采用蓄電池或燃料電池作為汽車動(dòng)力（即純電動(dòng)汽車），以及采用電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)混合方式提供汽車動(dòng)力（混合動(dòng)力汽車）。1、 曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要由缸體、活塞環(huán)、連桿、曲軸和

3、飛輪等組成。缸體上部為汽缸、下部為曲軸箱?；钊挥谄變?nèi)?；钊h(huán)用來填充汽缸與活塞之間的間隙，防止汽缸內(nèi)的氣體泄漏到曲軸箱內(nèi)。曲軸安裝于曲軸箱內(nèi)。飛輪固定于曲軸后端，伸出到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體之外，負(fù)責(zé)對(duì)外輸出動(dòng)力。連桿用來連接活塞與曲軸，負(fù)責(zé)傳遞兩者之間的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞與連桿的數(shù)目與缸數(shù)相同，但曲軸只有一根。第4頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、配氣機(jī)構(gòu)主要由凸輪軸、氣門及氣門傳動(dòng)件組成。每一個(gè)汽缸都有一個(gè)進(jìn)氣門和排氣門，分別位于進(jìn)、排氣道口，負(fù)責(zé)封閉和開放進(jìn)、排氣道。凸輪軸通過正時(shí)齒輪或者齒型皮帶由曲軸驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，通過氣門傳動(dòng)組件定時(shí)將氣門打開，將

4、新鮮液體充入汽缸或者將燃燒后的廢氣排除汽缸。3、汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)主要由空氣濾清器、化油器（或者燃油噴射裝置）、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器、汽油泵和汽油箱組成。主要功用是將汽油霧化、蒸發(fā)后，與空氣混合成不同濃度的可燃混合氣充入汽缸，供燃燒使用。同時(shí)，將燃燒后的廢氣排出汽缸。進(jìn)入汽缸內(nèi)的混合氣量由駕駛員通過加速踏板控制，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同負(fù)荷的需要。6.1汽車構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)第5頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四4、點(diǎn)火系統(tǒng)為汽油機(jī)獨(dú)有，由蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、分電器總成、點(diǎn)火線圈、高壓線和火花塞組成?；鸹ㄈ挥谄兹紵?。該系統(tǒng)的主要作用是使火花塞按時(shí)產(chǎn)生電火花，將汽缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃

5、而做功。柴油機(jī)的燃燒方式為自燃(壓燃)，不設(shè)點(diǎn)火系。5、冷卻系與潤(rùn)滑系負(fù)責(zé)保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)較長(zhǎng)的使用壽命。冷卻系主要由水泵、散熱器、風(fēng)扇、水套和節(jié)溫器等組成，負(fù)責(zé)使發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)合適的工作溫度。潤(rùn)滑系由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、主油道和油底殼組成，在發(fā)動(dòng)機(jī)上起潤(rùn)滑、冷卻、清潔和密封等作用。 6、起動(dòng)系統(tǒng)主要由蓄電池、起動(dòng)控制與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和起動(dòng)機(jī)（馬達(dá)）等組成，用來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使其投入運(yùn)轉(zhuǎn)。6.1汽車構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)第6頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造底盤底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)

6、，保證正常行駛。底盤由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系組成。1、傳動(dòng)系由離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋組成，用來將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪，并使之適合與汽車行駛的需要。 2、行駛系是汽車的基礎(chǔ)，由車架、車橋、車輪與輪胎以及位于車橋和車架之間的懸掛裝置組成。車架是汽車的裝配基體，將整個(gè)汽車裝成一體。車橋與車輪負(fù)責(zé)汽車的行駛，懸掛裝置將車橋安裝于車架，起到傳力、導(dǎo)向和緩沖減震的作用。第7頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造底盤3、轉(zhuǎn)向系用來改變或者恢復(fù)汽車的行駛方向。它是通過使前輪相對(duì)與汽車縱向平面偏轉(zhuǎn)一定的角度來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器

7、和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)組成。4、制動(dòng)系的作用是使行進(jìn)中的汽車迅速減速直至停車。行車制動(dòng)裝置由設(shè)在每個(gè)車輪上的制動(dòng)器和制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)組成，由駕駛員通過制動(dòng)踏板來操縱。駐車制動(dòng)裝置的制動(dòng)器大多數(shù)是與后橋制動(dòng)器合一的，由手操縱桿來操縱。 第8頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造車身車身容納駕駛員、乘客和貨物，并構(gòu)成汽車的外殼，還包括車門、窗、車鎖、內(nèi)外飾件、附件、座椅及車前各鈑金件等。車身應(yīng)為駕駛員提供方便的操作條件，為乘客提供舒適安全的環(huán)境或保證貨物完好無損。典型的三廂轎車車身由發(fā)動(dòng)機(jī)艙、行李艙及乘員艙組成。根據(jù)有無車架，可將車身分為承載式車身、半承載式車身和非承載式車身。一

8、般的轎車都是承載式車身。 第9頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造車身非承載式車身的特點(diǎn)是車身與車架通過彈簧或橡膠墊作柔性連接。在此種情況下，安裝在車架上的車身對(duì)車架的加固作用不大，汽車車身僅隨本身的重力，它所裝載的人和貨物的重力及其在汽車行駛時(shí)所引起的慣性力和空氣阻力。而車架則承受發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤各部件的重力，這些部件工作時(shí)通過其支架傳遞的力以及汽車行駛時(shí)由路面通過車輪和懸架傳來的力(最后一項(xiàng)對(duì)車架或車身影響最大)。第10頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造車身半承載式車身的特點(diǎn)是車身與車架用螺釘連接、鉚接或焊接等方法剛性地連接

9、。在此種情況下，汽車車身除了承受上述各項(xiàng)載荷外，還在一定程度上有助于加固車架，分擔(dān)車架的部分載荷。 承載式車身的特點(diǎn)是汽車沒有車架，車身就作為發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤各總成的安裝基礎(chǔ)。在此種情況下，上述各種載荷全部由汽車車身承受。 第11頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.1汽車構(gòu)造電氣設(shè)備電氣設(shè)備 電器設(shè)備由電源和用電設(shè)備組成。電源包括發(fā)電機(jī)和蓄電池。用電設(shè)備主要有點(diǎn)火系、起動(dòng)系、照明、儀表信號(hào)系統(tǒng)、空調(diào)以及其他用電設(shè)備等。此外，在現(xiàn)代汽車上愈來愈多地裝用各種電子設(shè)備：微處理機(jī)、執(zhí)行器、各種傳感器和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各種人工智能裝置等，顯著地提高了汽車的性能。隨著科技的發(fā)展，汽車電

10、器在汽車制造中所占的比重成分越來越大。第12頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.2汽車的總布置形式汽車的布局指如何安排一輛汽車的各個(gè)組成部分在整車中所處的相對(duì)位置。汽車的布局元素包括發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、座艙、行李艙、排氣系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、郵箱、備胎等。其中發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和座艙是決定布局的三要素。汽車傳動(dòng)系的布置方式，根據(jù)汽車的不同使用要求，有下面如圖所示的幾種一個(gè)良好的汽車布局方案應(yīng)該在使各部分工作良好的基礎(chǔ)上滿足應(yīng)有的使用功能，如載人、運(yùn)貨、越野等功能第13頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.2汽車的總布置形式 第14頁，共63頁，2022年，5

11、月20日，9點(diǎn)30分，星期四FR布局方式1）發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)（FR方式） 發(fā)動(dòng)機(jī)縱置于車頭，縱向與變速器相連，經(jīng)過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)后輪。早期的汽車這是一般布置形式?，F(xiàn)在則主要應(yīng)用于中、高級(jí)轎車。它的優(yōu)點(diǎn)是軸荷分部均勻，即整車的前后重量比較平衡，因此操控穩(wěn)定性比較好。據(jù)物理原理的計(jì)算，后輪作驅(qū)動(dòng)輪時(shí)，輪胎的附著利用率要優(yōu)于前輪驅(qū)動(dòng)，這是中、大型轎車（馬力、扭力較大）都采用后輪驅(qū)動(dòng)的主要原因。其缺點(diǎn)是：傳動(dòng)部件多、傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量大，貫穿座艙的傳動(dòng)軸占據(jù)了座艙的地臺(tái)空間，影響了腳部空間和乘坐舒適性。 凡是采用FR的房車，其后座中間座椅的地臺(tái)都是隆起來的，大大影響了腳部空間和乘坐舒適性，這可以說是FR的最

12、大缺點(diǎn)。第15頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四FF布局方式2）發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)（FF方式） 將引擎橫置在車頭，經(jīng)過變速箱直接驅(qū)動(dòng)前輪，就可以免去傳動(dòng)軸，從而解決了FR布局的車廂地臺(tái)問題。這種方案稱為FF布局。FF是目前絕大部分微、小、中型轎車采用的布局方式。主要特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、整車質(zhì)量小、地板低、高速時(shí)操縱穩(wěn)定性好。第16頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四FF布局方式2）發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)（FF方式） 除了車廂地臺(tái)降低外，F(xiàn)F在操控性方面也具有優(yōu)勢(shì)：由于重心偏前且由前輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，F(xiàn)F的汽車在操控性方面具有明顯的轉(zhuǎn)向不足特性，這在汽車操控性評(píng)

13、價(jià)中屬于一種安全的穩(wěn)態(tài)傾向，是民用車的理想特性。抗側(cè)滑的能力也比FR強(qiáng)。但之前也提到FF的驅(qū)動(dòng)輪附著利用率較小，上坡時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的附著力會(huì)減?。磺拜喌尿?qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，引擎和傳動(dòng)系統(tǒng)（變速箱、離合器等）集中在引擎艙內(nèi)，布局擁擠，局限了采用大型引擎的可能性。這是大型轎車不采用FF的主要原因。針對(duì)這個(gè)問題，近年來出現(xiàn)了縱置引擎的FF布局（以前FF的引擎都是橫置的），從而可以采用較大型的引擎。例如配3.5升V6引擎的本田L(fēng)egend和2.8升V6的奧迪A6，都屬于為數(shù)不多的中大型FF轎車。第17頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四MR布局方式3）發(fā)動(dòng)機(jī)中置、后輪驅(qū)動(dòng)（MR方式）

14、 即引擎放置在前、后軸之間的布局方式。最大的優(yōu)點(diǎn)顯然是軸荷均勻，具有很中性的操控特性。缺點(diǎn)是引擎占去了坐艙的空間，降低了空間利用率和實(shí)用性。因此采用MR的大都是追求操控表現(xiàn)的跑車。 方程式賽車和多數(shù)跑車常用的布置形式。特點(diǎn)：有利于獲得最佳車軸載荷分配，可提高汽車的性能。 一般的MR布局，引擎是置于座椅之后、后軸之前的，這樣的布局在情理之中；近年出現(xiàn)了一種被稱作“前中置引擎”的布局方式，即引擎置于前軸之后、乘員之前，驅(qū)動(dòng)后輪。從形式上這種布局應(yīng)屬于FR類型，但能達(dá)到與MR一樣的理想軸荷分配，從而提高操控性。寶馬3系列、本田S2000都屬于這種類型。第18頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)

15、30分，星期四RR布局方式4）發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)（RR方式） 多數(shù)大、中型客車常用的布置形式。特點(diǎn)：車內(nèi)噪聲低，空間利用率高。 早期廣泛應(yīng)用在微型車上，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊，既沒有沉重的傳動(dòng)軸，又沒有復(fù)雜的前輪轉(zhuǎn)向兼驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。它的缺點(diǎn)是后軸荷較大，在操控性方面會(huì)產(chǎn)生與FF相反的轉(zhuǎn)向過度傾向，即高速過彎的穩(wěn)定性差，容易側(cè)滑?，F(xiàn)在仍采用RR布局的轎車已經(jīng)很少。保時(shí)捷911是其一，而它極易甩尾的操控特性也是出了名的。第19頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四4WD布局方式5）全輪驅(qū)動(dòng)（4WD方式或4WD方式） 越野車采用的布置方式。特點(diǎn)：充分發(fā)揮汽車的牽引力。無論是前置、中置還是后置

16、引擎，都可以采用四輪驅(qū)動(dòng)。由于四個(gè)車輪均有動(dòng)力，附著利用率最高，但重量大、占空間是它的顯著缺點(diǎn)。此外動(dòng)力流失率比單軸驅(qū)動(dòng)大。四輪驅(qū)動(dòng)過去只用于越野車，近年來隨著限滑差速器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，四驅(qū)系統(tǒng)已經(jīng)能夠精確的調(diào)配扭矩在各車輪之間分配，所以出于提高操控性的考慮，采用四輪驅(qū)動(dòng)的高性能跑車也越來越多 第20頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.3汽車行駛基本原理 我們知道汽車要運(yùn)動(dòng)，就必須有克服各種阻力的驅(qū)動(dòng)力，也就是說，汽車在行駛中所需要的功率和能量是取決于它的行駛阻力。 要使汽車行駛，必須具備兩個(gè)基本行駛條件：驅(qū)動(dòng)條件和附著條件。第21頁，共63頁，2022年，5月20日

17、，9點(diǎn)30分，星期四汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車行駛時(shí)，作用在汽車上的外力可分為驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力兩類。其驅(qū)動(dòng)力產(chǎn) 生如圖所示。（1）汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪的扭矩為Mt，使車輪旋轉(zhuǎn)。在Mt的作用下，驅(qū)動(dòng)輪對(duì)地面產(chǎn)生一個(gè)切向作用力F0，同時(shí)，地而對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的作用力Ft，這就是汽車的驅(qū)動(dòng)力。第22頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生示意圖第23頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四（2）汽車的行駛阻力1）滾動(dòng)阻力2）空氣阻力3）坡度阻力 4）加速阻力第24頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期

18、四1）滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力是由于車輪滾動(dòng)時(shí)，輪胎和地面發(fā)生變形造成阻礙運(yùn)動(dòng)的力。車輪沿堅(jiān)硬的（混凝土路）路面滾動(dòng)時(shí)，輪胎變形是滾動(dòng)阻力向主要部分；車輪沿（松軟的土路、沙地、雪地等）軟路面滾動(dòng)時(shí)，路面變形較大，所產(chǎn)生的阻力就成為滾動(dòng)阻力的主要部分。其數(shù)值與汽車總重力、輪胎結(jié)構(gòu)、氣壓和路面性質(zhì)有關(guān)。2）空氣阻力汽車在稠密的空氣中行駛時(shí)，前部承受氣流壓力而后部形成一定程度的真空，形成渦流，產(chǎn)生壓力差；另外，空氣會(huì)與行駛的車身產(chǎn)生摩擦阻力，這樣就形成空氣阻力。它與汽車的形狀、汽車的正面投影面積有關(guān)，汽車與空氣的相對(duì)速度的平方成正比。第25頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四3）坡度阻力

19、 、汽車沿坡道上行駛時(shí)，其總重力沿坡道方向的分力稱為坡度阻力。4）加速阻力 汽車加速行駛時(shí)，需要克服其加速運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車質(zhì)量（平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量）的慣性力，稱為加速阻力。 當(dāng)然也有書上第四種阻力不包括在里面，說汽車的行駛阻力僅包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力和上坡阻力。汽車行駛的過程是驅(qū)動(dòng)力能否克服各阻力的交替變化過程。第26頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四驅(qū)動(dòng)力、各阻力的交替變化過程（1）當(dāng)驅(qū)動(dòng)力等于各阻力之和時(shí)，汽車勻速行駛（2）驅(qū)動(dòng)力大于各阻力之和時(shí)，汽車加速行駛，同時(shí)空氣阻力亦隨車速的增大急劇增大（與車速成平方關(guān)系），在某個(gè)較高車速處達(dá)到新的平衡后勻速行駛（3）驅(qū)動(dòng)力小于各阻

20、力之和時(shí)，汽車減速行駛直至停駛，這時(shí)，如果要維持較高的車速，就需要加大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率或?qū)⒆兯倨鲹Q入較低的檔位以維持較大的驅(qū)動(dòng)力。第27頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四汽車的附著條件汽車的最大驅(qū)動(dòng)力一方面取決于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩和變速器換入最低檔位時(shí)的傳動(dòng)比；另一方面還與車輪與路面的附著力有關(guān)。當(dāng)汽車在平整干硬路面上行駛時(shí)，車輪的附著作用是由于輪胎與路面存在著摩擦力而產(chǎn)生的。這個(gè)摩擦力阻礙車輪的滑動(dòng)，使車輪能夠正常地向前滾動(dòng)并不承受路面的反作用力驅(qū)動(dòng)力。如果驅(qū)動(dòng)力大于摩擦力，車輪與路面之間就會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。第28頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星

21、期四汽車的附著條件在松軟的地面上，除了輪胎與地面的摩擦之外，還加上嵌入輪胎花紋凹部的軟地面凸起部所起的抗滑作用。由附著作用決定的阻礙車輪滑動(dòng)的力的最大值稱為附著力。因此：得出附著條件：汽車與地面之間的摩擦力大于或等于汽車的驅(qū)動(dòng)力。即車輪在路面上不打滑。汽車行駛的驅(qū)動(dòng)和附著條件是附著力大于或等于驅(qū)動(dòng)力；驅(qū)動(dòng)力大于或等于行駛總阻力 第29頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.4汽車特征參數(shù)汽車的主要特征參數(shù)：1、質(zhì)量參數(shù)：整備質(zhì)量、載質(zhì)量、總質(zhì)量2、尺寸參數(shù)：汽車的主要尺寸參數(shù)有車長(zhǎng)、車寬、車高、軸距、輪距、前懸、后懸、接近角、離去角和離地距離等。第30頁，共63頁，2022

22、年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四1、質(zhì)量參數(shù)（1）整備質(zhì)量汽車完全裝備好（但不包括貨物、駕駛員及乘客）的質(zhì)量。除了包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身外，還包括燃料、潤(rùn)滑油、冷卻水、隨車工具和備用輪胎等的質(zhì)量。（2）載質(zhì)量貨車在硬質(zhì)、良好的路面上行駛時(shí)允許的最大額定裝載質(zhì)量、客車和轎車的載質(zhì)量一般以乘坐人數(shù)表示，其額定載客人數(shù)即為車上的額定座位數(shù)。（3）總質(zhì)量汽車在滿載時(shí)的總質(zhì)量，即汽車裝備質(zhì)量與所載質(zhì)量之和第31頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（1）車長(zhǎng)車長(zhǎng)是指汽車長(zhǎng)度方向兩極斷點(diǎn)的距離。車長(zhǎng)是對(duì)汽車的用途、功能、使用方便性等影響最大的參數(shù)，因此一般以車長(zhǎng)來劃分車身等

23、級(jí)。車身長(zhǎng)意味著縱向可利用空間大，但太長(zhǎng)的車身會(huì)給調(diào)頭、停車造成不便。一般中小型乘用車長(zhǎng)4m左右，接近5m長(zhǎng)的可算作大型車了。按我國(guó)有關(guān)規(guī)定，公路車輛的極限總長(zhǎng)是：貨車、越野車、客車小于等于12m，鉸接式客車小于等于18m，汽車帶掛車小于等于20m第32頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（2）車寬車寬是指汽車寬度方向兩極端點(diǎn)間的距離。車寬主要影響乘坐空間和靈活性。對(duì)于乘用車，如果要求橫向布置的三個(gè)座位都有寬闊的乘坐感（主要是足夠的肩寬），那么車寬一般都要達(dá)到1.8m。近年來，由于對(duì)安全性的要求，車門壁的厚度有所增加，因此車寬也普遍增加。日本對(duì)車寬的限制比較嚴(yán)，

24、大部分在1.8m以下，歐洲車則傾向增大車寬。但是車身太寬會(huì)降低在市區(qū)行走、停泊的方便性，因此隨于轎車來說車寬2m是一個(gè)公認(rèn)的上限。接近或超過2m 的車都會(huì)很難駕駛。按我國(guó)有關(guān)規(guī)定，公路車的極限總寬小于等于2.5m第33頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（3）車高車高是指汽車最高點(diǎn)至地面間的距離。車高直接影響重心（操控性）和空間。大部分轎車高度在1.5m以下，與人體的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全車重心的考慮，以確保高速拐彎時(shí)不會(huì)翻車。MPv、面包車等為了營(yíng)造寬闊的乘坐（頭部空間）和載貨空間，車身一般比較高（1.6m以上），但隨之使整車重心升高，過彎時(shí)

25、車身側(cè)傾角度大，這是高車身的一個(gè)重大缺陷。此外在日本、中圄香港等國(guó)家和地區(qū)，大部分的室內(nèi)停車場(chǎng)都有高度限制，一般為1.6m，這也是確定車高的重要考慮因素。按中國(guó)的有關(guān)規(guī)定，公路車輛的極限總高4m。第34頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（4）軸距軸距是指汽車前軸中心至后軸中心的距離。在車長(zhǎng)被確定后，軸距是影響乘坐空間 最重要的因素，因?yàn)榻^大多數(shù)的兩廂和三廂轎車，乘員的座位都是布置在前后軸之間的。長(zhǎng)軸距使乘員的縱向空間增大，直接得益的是對(duì)乘坐舒適性影響很大的腳部空間。在行駛性能方面，長(zhǎng)軸距能提高直路巡航的穩(wěn)定性，但轉(zhuǎn)向靈活性下降，回旋半徑增大。第35頁，共63頁

26、，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（5）輪距輪距是指同一車軸左右輪胎胎面中心線間的距離。輪距直接影響汽車的前后寬度比例。與其他尺寸相比，輪距更受機(jī)械布局（尤其是懸掛系統(tǒng)類型）的影響，是造型設(shè)計(jì)師需要在早期確定的參數(shù)。一般轎車的前輪距比后輪略大（相差約1050mm），即車身前半部比后半部略寬，這與氣流動(dòng)力學(xué)有關(guān)。但一些特殊布局的汽車，如法拉利的512TR，由于后軸安放了大型的水平對(duì)置12缸發(fā)動(dòng)機(jī)，使其后輪距遠(yuǎn)大于前輪距，這就需要以特別的造型設(shè)計(jì)來配合。在操控性方面，輪距越大，轉(zhuǎn)向極限和穩(wěn)定性也會(huì)越高，很多高性能跑車車身翼子板都向外拋，就是為了盡量擴(kuò)大輪距。第36頁，共63頁

27、，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（6）前懸與后懸前懸是指汽車最前端至前輪軸中心的距離。后懸是指汽車最后端至后輪軸中心的距離。，車長(zhǎng)前懸后懸軸距。所以車長(zhǎng)一定，軸距越長(zhǎng)，前、后懸便越短。最短的懸長(zhǎng)可以短至只有車輪半徑的12。但除了一些小型車要竭力增加軸距來擴(kuò)大乘坐空間外，一般轎車的懸長(zhǎng)都不能太短，一來軸距太長(zhǎng)會(huì)影響靈活性.第37頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（6）前懸與后懸二來要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的布局。例如，F(xiàn)F轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)一般會(huì)安置在前軸的前方，因此前懸必須有一定的長(zhǎng)度；但前懸也不應(yīng)過長(zhǎng)，以確保爬坡通過性，越野車為了保證爬坡、越

28、臺(tái)的能力，前懸都很短。一些高性能跑車的前、后懸取值主要是出于對(duì)前后重量平衡和動(dòng)態(tài)重心轉(zhuǎn)移的考慮。近年為了滿足嚴(yán)格的正面撞擊測(cè)試法規(guī)，有加長(zhǎng)前懸的趨勢(shì)，目的是容納車架的撞擊緩沖結(jié)構(gòu)。后懸則可以比前懸稍長(zhǎng)一些。第38頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（7）接近角與離去角接近角是指汽車前端突出點(diǎn)向前輪引切線與地面的夾角（如圖中A角）。離去角是指汽車后端突出點(diǎn)向后輪引切線與地面的夾角（如圖中B角）。接近角和離去角越大，表示汽車的通過性越好。第39頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2、尺寸參數(shù)（8）離地距離離地距是指車體最低點(diǎn)與地面的距離。后驅(qū)車的

29、離地最低點(diǎn)一般在后軸中央，前驅(qū)車一般在前軸，也有些轎車的離地距最低點(diǎn)在前防撞桿下緣。離地距必須確保汽車在行走崎嶇道路、上下坡時(shí)的通過性，即保證不刮底。但離地距高也意味著重心高，影響操控性，一般轎車的最低離地距為130200mm，符合正常道路狀況的使用要求。越野車離地距普遍大于200mm。賽車由于安裝了擾流車身部件，并且要降低重心，離地距可以低至50mm甚至更低，當(dāng)然前提是賽車跑道路面平坦，在普通街道上肯定是不可行的。第40頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四6.5汽車的基本性能汽車性能是指汽車滿足使用要求的程度，也是衡量汽車好壞的重要指標(biāo)。通常用來評(píng)定汽車性能的指標(biāo)有：動(dòng)力

30、性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操控穩(wěn)定性、平順性和通過性等。汽車安全性也是一個(gè)非常重要的性能，但國(guó)內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。由于汽車的種類繁多，需要滿足的使用要求各不相同，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)往往有針對(duì)性地滿足一兩項(xiàng)主要性能而把其他性能放在次要位置。例如，家用經(jīng)濟(jì)型轎車需要強(qiáng)調(diào)燃油經(jīng)濟(jì)性而把動(dòng)力性放在較次要位置；跑車則強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性而把燃油經(jīng)濟(jì)性放在次要位置等。因此，評(píng)價(jià)一輛汽車的優(yōu)劣，要綜合考慮各方面的因素。第41頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四1 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車的動(dòng)力性是汽車各種性能中最基

31、本、最重要的性能。汽車的動(dòng)力性主要由三方面的指標(biāo)來評(píng)價(jià)： 汽車的最高車速； 汽車的加速能力；汽車的爬坡能力。第42頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四1 汽車的動(dòng)力性最高車速是指在水平良好的（混凝土或?yàn)r青）路面上汽車能達(dá)到的最高行駛車速。汽車加速能力用原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間來評(píng)價(jià)。原地起步加速時(shí)間指汽車由I擋或擋起步，并以最大的加速度逐步換至最高擋后到某一預(yù)定距離或車速所需的時(shí)間。一般用0400 s時(shí)間或0100 kmh所需的時(shí)間采表示。超車加速時(shí)間指用最高擋或次高擋從某一較低車速全力加速至某一高速所需時(shí)間。般用30 kmh或40 krnh全力加速行駛至某一高速所需

32、時(shí)間。汽車的爬坡能力指汽車滿載行駛在良好的水泥或?yàn)r青路面上，I檔所能爬上的最大坡度。貨車由于在各種道路上行駛，所以必須有足夠的爬坡度，一般在30（167）左右，越野汽車要在壞路或無路條件下行駛，它的最大爬坡度可達(dá)60（31）左右。第43頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四第44頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性指在保證動(dòng)力性的條件下，以盡量少的燃料消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的能力。汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量使汽車行駛的里程的評(píng)價(jià)。常用評(píng)價(jià)指標(biāo)是等速行駛百公里燃油消耗量，即汽車在一定載荷

33、（我國(guó)轎車為半載，貨車為滿載）下，以最高擋在水平良好路面上等速行駛100 km的燃油消耗量，單位L100 km。第45頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性由于等速行駛工況未能全面反映汽車的實(shí)際運(yùn)行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速、怠速、停車等工況。因此，各國(guó)制定了一些典型的循環(huán)行駛試驗(yàn)工況來模擬實(shí)際汽車運(yùn)行工況，我國(guó)有貨車六工況法和客車四工況法，并將測(cè)得的耗油量折算成百公里燃油耗量來評(píng)價(jià)其燃袖經(jīng)濟(jì)性。第46頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四2 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）規(guī)定，要測(cè)量車速為90kmh和120k

34、mh的等速百公里燃油消耗量和按ECE R15循環(huán)工況的百公里燃油消耗量，并各取13相加作為混合百公里燃油消耗量來評(píng)定汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。美國(guó)環(huán)保局（EPA）規(guī)定，要測(cè)量城市循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃油經(jīng)濟(jì)性，并按下式計(jì)算綜合燃油經(jīng)濟(jì)性（單位：milegal）：第47頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四3 汽車的制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性指汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車速的能力，是汽車的主要性能之一。汽車制動(dòng)性有三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：制動(dòng)效能；制動(dòng)效能的恒定性；制劫的方向穩(wěn)定性。制動(dòng)效能是指迅速減速直至停車的能力。其最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)是在良好的路面上，

35、汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。第48頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四3 汽車的制動(dòng)性制動(dòng)效能的恒定性是指抗熱衰退性，即在高速制動(dòng)或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能的穩(wěn)定程庋。汽車連續(xù)地較長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器由于吸收汽車的動(dòng)能并轉(zhuǎn)化為熱能而本身的溫度升高，摩擦系致下降，制動(dòng)力矩下降，制動(dòng)減速度減小，制動(dòng)距離增大，這就是制動(dòng)的熱衰退。 制動(dòng)的方向穩(wěn)定性是指汽車在制動(dòng)時(shí)按指定軌跡行駛的能力，即不發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力。制動(dòng)跑偏是指制動(dòng)時(shí)汽車自動(dòng)向左或向右偏駛而脫離原來的行駛方向。第49頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四3 汽車的

36、制動(dòng)性制動(dòng)側(cè)滑是指制動(dòng)時(shí)汽車一軸或二軸發(fā)生橫向滑劫。失去轉(zhuǎn)向能力是指如前輪抱死滑拖，汽車將失去轉(zhuǎn)向能力世界各國(guó)對(duì)汽車的制動(dòng)性能的要求有所不同。中國(guó)對(duì)轎車的制動(dòng)性能要求是，在干燥的水泥路面上，汽車滿載以80kmh的初速制動(dòng)，制動(dòng)距離507m，而制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性要求是不允許偏出3.7m通道。美國(guó)的要求是，汽車以965kmh的初速制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離65.8m，制動(dòng)的穩(wěn)定性要求是車輪不抱死偏出量小于3.66m。第50頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四4 汽車的平順性汽車行駛時(shí)，由路面不平以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和車輪等旋轉(zhuǎn)部件激發(fā)汽車的振動(dòng)。通常，路面不平是汽車振動(dòng)的基本輸入，因此，平順性

37、（ride）主要是指路面不平引起的汽車振動(dòng)，其頻率范圍約為0.525Hz。汽車的平順性要求汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊環(huán)境對(duì)乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)，因此，平順性主要根據(jù)乘員主觀感覺的舒適性來評(píng)價(jià)，對(duì)于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能。由于平順性主要是根據(jù)乘坐的舒適度來評(píng)價(jià)的，所以它又稱為乘坐舒適性。第51頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四4 汽車的平順性汽車是由包括車輪、懸架彈簧及彈性減震坐墊等，具有固有振動(dòng)特性彈性元件組成。這些彈性元件可緩和不平路面對(duì)汽車的沖擊，使乘員舒適和減少貨物損傷。但路面不平激起的震動(dòng)達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使乘員感到不適和疲勞或使運(yùn)載的貨

38、物損壞，車輪載荷的波動(dòng)還影響地面與車輪間的附著性能，影響到汽車的操縱穩(wěn)定性。第52頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四4 汽車的平順性的評(píng)價(jià)1、汽車形式平順性的物理評(píng)價(jià)1）暴露極限當(dāng)人體承受的震動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限以下，人有保持健康和安全。這個(gè)極限值通常作為能夠人體能承受震動(dòng)量趵上限。2）疲勞降低工作效率界限當(dāng)駕駛員承受的震動(dòng)在此界限以下，能保證正常駕駛，不致太疲芳和使工作效率降低。3）舒適降低界限在此界限之下時(shí)，乘員能在車上進(jìn)行吃、讀、寫等動(dòng)作。2、汽車平順性的感覺評(píng)價(jià)感覺評(píng)價(jià)是根據(jù)乘員的主觀感覺，對(duì)各類汽車的平順性做比較評(píng)價(jià)。它是平順性的最終評(píng)價(jià)。 第53頁，共63頁，20

39、22年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四5 汽車的通過性汽車的通過性（又稱為越野性）是指汽車能以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶（如松軟地面、凹凸不平地面等）及各種障礙（如陡坡、側(cè)坡、壕溝、臺(tái)階、灌木叢、水障等）的能力。汽車的通過性主要取決于地面的物理性質(zhì)及汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)。同時(shí)，它還與汽車的其他性能，如動(dòng)力性、平順性、機(jī)動(dòng)性、穩(wěn)定性、視野性等密切相關(guān)。第54頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四5 汽車的通過性由于汽車與越野地面間的間隙不足而被地面托住、無法通過的情況，稱為間隙失效。當(dāng)汽車中間底部的零部件碰到地面而被頂住時(shí)，稱為頂起失效。當(dāng)汽車前端或尾部觸及 地

40、面而不能通過時(shí)，則分別稱為觸頭失效或托起失效。與間隙失效有關(guān)的汽車整車幾何參數(shù)，稱為汽車的通過性幾何參數(shù)。例如，最小離地間隙、縱向通過半徑、橫向通過半徑、接近角、離去角、最小轉(zhuǎn)彎直徑和通道寬度幾部分等。1、最小離地間隙c為汽車滿載、靜止時(shí)，汽車最低點(diǎn)與地面的距離。它反映了汽車無碰撞地通過地面凸起的能力。2、接近角為汽車滿栽、靜止時(shí)，前端突出點(diǎn)向前輪所引切線與地面間的夾角。接近角l越大，越不易發(fā)生觸頭失效。第55頁，共63頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)30分，星期四5 汽車的通過性3、離去角為汽車滿載、靜止時(shí)，后端突出點(diǎn)向后輪所引切線與地面間的夾角。離去角越大，越不易發(fā)生托尾失效。4、縱向通過角汽車在通過起伏不平的路面、拱橋或渡船時(shí)，有時(shí)地面的凸起物會(huì)使汽車的底部托住，使汽車不能通過。這就表明汽車的縱向通過性能不好。汽車的縱向通過性能用縱向通過角來表示。它是從汽車底部的突出部位向汽車前輪和后輪所作的兩個(gè)切面之間在汽車后方形成的夾角。這個(gè)夾角越大，汽車被地面凸起物托住