第1章汽車概論

汽車新技術2023/2/6第2頁主要授課內(nèi)容第一章：汽車概論第二章：汽車基本構造原理第三章：現(xiàn)代汽車新技術第四章：汽車清潔燃料2023/2/6第3頁課程要求通過本課程的學習，使學生：掌握汽車整體結(jié)構，了解各基本總成的作用、結(jié)構特點、工作原理等方面的知識；掌握國內(nèi)外汽車發(fā)展的新結(jié)構、新技術，以及典型、常見汽車新技術的結(jié)構、工作原理及對汽車性能的影響；了解評價汽車性能的一些基本指標；了解汽車燃料，特別是現(xiàn)在汽油添加劑的現(xiàn)狀及汽油添加劑對汽車內(nèi)部燃燒的影響等。教學日志2023/2/6第4頁參考書目王世榮，汽車概論，機械工業(yè)出版社史文庫，現(xiàn)代汽車新技術，國防工業(yè)出版社2011.2第二版郭瑞蓮，汽車電控系統(tǒng)原理與故障分析，北京工業(yè)大出版社2010.3馮淵，汽車電子控制技術,機械工業(yè)出版社,2005舒華,汽車電子控制技術,人民交通出版社,2002桌斌，車用汽油機燃料噴射與電子控制，機械工業(yè)出版社，2001錢耀義，汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2000皇甫鑒，現(xiàn)代汽車電子技術與裝置，北京理工大學出版社，19992023/2/6第5頁第一章汽車概論第一節(jié)汽車的產(chǎn)生和演化第二節(jié)現(xiàn)代汽車電控技術發(fā)展第三節(jié)汽車的總體布置2023/2/6第6頁第一節(jié)汽車的產(chǎn)生和演化汽車的定義：不同國家有不同的定義中國：由自身裝備的動力裝置驅(qū)動，一般具有四個或四個以上車輪，不依靠軌道或架線而在陸地行駛的車輛美國：由本身的動力驅(qū)動，裝有駕駛操縱裝置的在固定軌道以外的道路或自然地面上運輸客、貨或牽引其他車輛的車輛日本：自身裝有發(fā)動機和操縱裝置的不依靠軌道或架線能在路上行駛的車輛無軌電車外形類似汽車,沒有軌道,使用和汽車一樣的輪胎,是在道路上空安裝有輸電線路,車輛上部有受電弓接觸輸電線獲取電力驅(qū)動車輛。2023/2/6第7頁一、人類對汽車的探索以動力裝置為線索：蒸汽機電動機內(nèi)燃機以行走裝置為線索：步行式雪橇式車輪式以時間為線索：1480年，維西的彈簧車1670年，牛頓的噴氣式汽車1705年，紐可門的活塞往復式蒸汽機2023/2/6第8頁二、早期的汽車探索蒸汽汽車：世界上最初可以載人的自備動力的車輛是蒸汽汽車世界上第一輛汽車是法國人居紐1770年制造的蒸汽汽車，現(xiàn)珍藏于巴黎的國家技術及機械品博物館世界上最早投入運行的車輛是美國人古涅1825年制造的蒸汽汽車，在相距15km的格斯特夏和切羅滕哈姆間作有規(guī)律的運輸服務，單程時間45min1827年，漢考克在公共汽車的側(cè)面寫上行車路線及所經(jīng)過的地名2023/2/6第9頁早期的幾個具有代表性的車居紐蒸汽汽車水陸兩用汽車早期的公共汽車滑輪車和輻條車2023/2/6第10頁鍋爐汽缸居紐的蒸汽汽車時間：1769年制造人：法國人居紐用途：拉炮燃料：柴禾結(jié)構：鍋爐、兩個汽缸、前輪驅(qū)動時速：3.6km由于鍋爐、汽缸等機件的重量都加在前輪上，方向操縱困難，只行駛了1km就發(fā)生鍋爐爆炸，汽車失去控制，車仰人翻，撞壞了路邊房屋，車子也損壞嚴重2023/2/6第11頁水陸兩用車1805年，美國人艾文思首次制造了裝蒸汽發(fā)動機的水陸兩用汽車。這種水陸兩用汽車是費城港當局為了疏通費城港，委托艾文思負責制造的，原來打算是制造疏浚船，不料船制成以后，發(fā)現(xiàn)作業(yè)場地不在海岸邊，于是不得不考慮將這艘蒸汽船運送到有港口的地方。艾文思在船底裝上了四個車輪，用船上的蒸汽發(fā)動機驅(qū)動。這樣便把船運到了港。因此疏浚船成了水陸兩用車。它也成為現(xiàn)代水陸兩用汽車的鼻祖。2023/2/6第12頁早期英國街頭的公共汽車1801年，理查德·特雷威蒂克制造了英國最早的蒸汽汽車。兩年后，他又制成了形狀類似公共馬車的蒸汽汽車。這輛公共汽車能乘坐8個人，創(chuàng)造了在平路上時速為9.6km/h，坡道上時速為6.4km/h的世界紀錄。2023/2/6第13頁人類對車輛的探索1420年，有人制造出了一種滑輪車。人坐在車內(nèi)，借用人力使繩子不停地轉(zhuǎn)動滑輪。車雖然走了起來，但由于人力有限，這輛車的速度就不能充分地得以發(fā)揮，比步行還要慢。1649年，德國一個鐘表匠漢斯·郝丘，制造了一臺發(fā)條式的汽車。但是這臺發(fā)條車的速度不到1.6km/h，而且每前進230m，就必須把鋼制發(fā)條卷緊一次，這個工作的強度太大了，所以發(fā)條車也沒有能夠得到發(fā)展。2023/2/6第14頁蒸汽汽車早期的狀況蒸汽汽車在當時被稱為無馬馬車，顯然對馬車運輸業(yè)產(chǎn)生了威脅，因而引起了馬車業(yè)主們的反對蒸汽汽車笨重，操作不便，在車輛數(shù)增加的同時，交通事故和鍋爐爆炸的事故時有發(fā)生鍋爐燃燒所排出的煤灰、黑煙對沿街住戶和行人造成危害，也引起市民們的不滿2023/2/6第15頁早期的交通狀況1865年英國制定了著名的“紅旗法規(guī)”紅旗法規(guī)：規(guī)定蒸汽汽車必須有兩人以上參加駕駛，車前方約55m處必須有人高舉紅旗或紅燈開路，示意車馬、行人避讓，車速限制為郊外6.4km/h，市區(qū)3.2km/h1839年，古特夷提出的加硫橡膠1845年，湯姆遜發(fā)明了充氣輪胎19世紀末，燃料由煤轉(zhuǎn)為使用石油以上條件均導致車速不斷提高2023/2/6第16頁電動汽車最早的電動汽車：1873年英國戴維森制造的四輪卡車美國的愛迪生、福特等都對電動汽車的開發(fā)作出了很大貢獻快速發(fā)展時期：19世紀90年代，1898年哥倫比亞電氣公司生產(chǎn)了500輛電動汽車最高車速：法國的杰那茨駕駛的電動車創(chuàng)造了時速105km/h的最高車速2023/2/6第17頁內(nèi)燃機汽車登上歷史舞臺的必然蒸汽汽車的缺點：給水繁瑣啟動時間太長：起動一次21個步驟、45min安全性差公害明顯電動汽車的缺點：續(xù)駛里程太短：80km/次蓄電池體積和質(zhì)量太大故車內(nèi)空間太小蓄電池成本太高2023/2/6第18頁三、近代汽車的誕生與技術發(fā)展近代汽車的誕生：（發(fā)動機的發(fā)展）蒸汽機的缺陷促使人們尋求更好的動力裝置1838年，英國人巴尼特研制了兩沖程煤氣機1862年，法國人羅切斯提出四沖程發(fā)動機循環(huán)理論并取得專利1876年，德國人奧托運用循環(huán)理論試制了第一臺活塞與曲柄相組合，將煤氣和空氣混合氣經(jīng)壓縮沖程后再點燃的往復活塞式四沖程內(nèi)燃機（現(xiàn)代內(nèi)燃機的前身）為了紀念奧托人們稱這種循環(huán)為奧托循環(huán)2023/2/6第19頁近代汽車汽油機誕生的條件：石油的開發(fā)使用汽油氣化性好的特點奧托四沖程煤氣機原理梅巴克關于汽化器（化油器）的設想近代汽車：本茨一號汽車戴姆勒一號汽車2023/2/6第20頁奔馳一號汽車-----汽車誕生1885年德國人本茨研制的單杠兩沖程汽油機裝在一輛三輪車上，是近代車的原形特點：火花點火、水冷、后驅(qū)、前輪轉(zhuǎn)向現(xiàn)存于慕尼黑科學博物館2023/2/6第21頁卡爾.本茨的第一輛汽車德國曼海姆專利局批準卡爾·本茨為其在1885年研制成功的三輪汽車申請的專利，這一天被后人稱為現(xiàn)代汽車誕生日2023/2/6第22頁戴姆勒一號車1886年德國人戴姆勒研制的四輪汽車也有人把1886年作為汽車誕生年這輛車被世人公認為是世界上第一輛汽油發(fā)動機驅(qū)動的四輪汽車排量：0.46L轉(zhuǎn)速：650r/h車速：18km/h2023/2/6第23頁汽車技術的發(fā)展和完善20世紀初的車輛：蒸汽汽車：銷量最大、總體性能穩(wěn)定電動汽車：電池驅(qū)動、有線電車有軌電車1882年首先出現(xiàn)在德國1923年，英國造出了第一輛無軌電車內(nèi)燃機汽車：逐漸完善1901年，邁巴赫發(fā)明了蜂窩狀的冷卻水箱1917年，凱迪拉克公司研制了電起動器1929年，凱迪拉克公司研制了同步器2023/2/6第24頁汽車技術的發(fā)展（續(xù)）1914年，鼓式制動器誕生1921年，美國的杜森伯格公司研制了液力助力器2023/2/6第25頁汽車技術的發(fā)展（續(xù)）汽車輪胎的發(fā)展：實心木輪輻條式鐵質(zhì)輪胎外套實心橡膠輪充氣輪胎（法國的米舍蘭兄弟發(fā)明）可拆卸式車輪鋼絲輪胎公路的發(fā)展：碎石和土路瀝青路面1910年英國成立“公路署”負責修筑瀝青公路1914年開始出現(xiàn)水泥公路1924年意大利首先建造了高速公路1942年德國修建了現(xiàn)代標準的高速公路2023/2/6第26頁汽車的大量生產(chǎn)和銷售汽車大量生產(chǎn)的新紀元：1901年美國人奧德爾生產(chǎn)和銷售了425輛奧斯莫比爾牌轎車，1905年達6500輛汽車生產(chǎn)流水線的誕生：1913年，福特首先發(fā)明了科學設計的汽車流水生產(chǎn)線大大地提高了汽車的生產(chǎn)效率，并且很快被其他汽車廠商效仿福特T型車：從1908年到1927年生產(chǎn)了1500萬輛，創(chuàng)下了當時的世界紀錄2023/2/6第27頁福特T型車T型車的各種零件被首次設計成統(tǒng)一規(guī)格，實現(xiàn)了總成互換，流水生產(chǎn)線，效率大幅度提高，成本低，價格便宜，廣為流行2023/2/6第28頁汽車的大量生產(chǎn)和銷售甲殼蟲：20世紀60年代德國的甲殼蟲式轎車的問世使經(jīng)濟性家庭轎車達到一個新的銷售高潮為了實現(xiàn)批量銷售產(chǎn)生的汽車新技術：1927年以前汽車技術集中在經(jīng)濟性、可靠性和耐久性這類基本問題上，例如：前輪因轉(zhuǎn)向而沒有裝設制動裝置1905年開發(fā)的帶鑰匙的點火開關1911年發(fā)明了自動起動機等等2023/2/6第29頁汽車的美觀和舒適性發(fā)展時期車身的發(fā)展：從人們追求外形、色彩以及乘坐舒適性的角度出發(fā)，車體的整體性和剛度增強，發(fā)展過程如下：無馬馬車：汽車車身及馬車車身福特A型車：在坐席前設一塊擋風板箱型汽車：整體上是四方形，形式箱子流線型汽車：隨著車速的提高，空氣動力學應用到汽車車身的設計當中船型汽車：考慮到機械工程學和流體力學2023/2/6第30頁福特A型車1928年福特A型車取代了風靡一時的福特T型車2023/2/6第31頁環(huán)保性能發(fā)展期污染量：在美國車輛排放物占大氣污染物總量的55%污染物：CO、NOx、HC、PM顆粒等排放法規(guī)：最早立法的是美國加利福尼亞州改善排放措施：曲軸箱強制通風（PCV）、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）、排氣三元催化系統(tǒng)、分層燃燒系統(tǒng)、稀混合氣燃燒系統(tǒng)2023/2/6第32頁汽車的排放污染與控制廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)三元催化轉(zhuǎn)換器燃油蒸氣排放控制（EVAP）系統(tǒng)曲軸箱強制通風系統(tǒng)2023/2/6第33頁柴油機排放法規(guī)進程排放法規(guī)日趨嚴格：2023/2/6第34頁節(jié)能、安全性的發(fā)展期節(jié)能：從降低風阻的角度出發(fā)，出現(xiàn)了不同類型的車身結(jié)構（魚型、流線型）結(jié)構：日本、歐洲的小排量汽車逐步興起其它能源：甲醇、乙醇、液化石油氣等安全性措施：安全帶、防抱死系統(tǒng)、安全氣囊、可吸收能量的轉(zhuǎn)向柱、可吸能的前后保險杠、安全擋風玻璃、軟化儀表板安全方面的熱門課題：汽車碰撞試驗和設計中的人體工程學2023/2/6第35頁電子技術和計算機技術的應用電子裝置的應用：改善了排氣污染、節(jié)約能耗、提高舒適性常見電子裝置：電子燃油系統(tǒng)、自動變速箱、汽車電子管理系統(tǒng)、車載電子設備、汽車故障診斷系統(tǒng)等計算機的應用：汽車的設計采用CAD、CAM等，通過計算機的仿真與計算進行方案優(yōu)化，使各部分構件的設計更合理，材料利用率更高，汽車進一步輕量化，性能進一步提高2023/2/6第36頁節(jié)省能源保護環(huán)境安全性舒適性智能性一.汽車電子控制的必要性汽車數(shù)量的發(fā)展帶來以下要求：

采用電子控制技術可以根據(jù)汽車所處的實際工況相應進行實時控制。第二節(jié)現(xiàn)代汽車電控技術的發(fā)展2010年中國汽車產(chǎn)銷雙超1800萬輛蟬聯(lián)全球第一2001200220032004200520062007200820092010/年2023/2/6第37頁柴油機排放法規(guī)進程排放法規(guī)日趨嚴格：2023/2/6第38頁減少汽車修復時間節(jié)油減少空氣污染減少交通事故提高乘坐舒適性汽車電子技術應用的優(yōu)點：2023/2/6第39頁二.汽車電子控制技術的發(fā)展歷史第一階段：1974年以前特征：初級階段產(chǎn)品：汽車收音機、交流發(fā)電機、電子點火器等；第二階段：1974年～1982年特征：迅速發(fā)展階段（模擬集成電路、16位單片機）產(chǎn)品：EFI、EPS、ECT、ABS、SRS第三階段：1982年～1990年特征：汽車電子控制技術日趨成熟階段產(chǎn)品：動力總成集中控制系統(tǒng)、整車集中控制第四階段：1990年～今特征：汽車電子控制技術向智能化發(fā)展的高級階段產(chǎn)品：汽車通訊與導航、汽車總線2023/2/6第40頁發(fā)展趨勢新技術:傳感器技術微處理技術多通道傳輸技術數(shù)據(jù)傳輸載體方面的電子新技術應用汽車車載電子網(wǎng)絡2023/2/6第41頁燃燒技術后處理技術燃料技術

可變機構電子控制材料反應化學改變性質(zhì)添加劑模擬測量實驗催化化學改變性質(zhì)發(fā)動機研究開發(fā)的三個技術方面發(fā)動機的熱平衡問題泵汽損失15%10%機械損失20%冷卻損失25%排氣損失有用部分30%

消耗部分70%1.發(fā)動機的電子控制三.汽車發(fā)展中的新技術2023/2/6第42頁車用計算機對發(fā)動機的控制是比較全面的，包括對供油系統(tǒng)(噴油量、噴油定時、燃油停供、燃油泵等)、點火系(點火提前角、觸點閉合角、爆震等)，以及對進氣、怠速、排放等的控制。汽車電子控制系統(tǒng)的輸入信號由轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、流量、廢氣含氧量、爆震等多種傳感器提供。計算機對這些信息進行計算、分析、修正后，輸出一系列指令，通過執(zhí)行器實現(xiàn)對發(fā)動機可燃氣混合比、點火正時、怠速、爆震、增壓、廢氣凈化等的自動控制。1）汽油機供油及點火的控制技術

控制目標：空燃比、點火時間、怠速2023/2/6第44頁汽油噴射式燃油供給系統(tǒng)優(yōu)點

1)能根據(jù)發(fā)動機工況的變化供給最佳空燃比的混合氣；

2)供入各氣缸內(nèi)的混合氣，其空燃比相同，數(shù)量相等；

3)由于進氣管道中沒有狹窄的喉管，因此進氣阻力小；充氣性能好。

動力性經(jīng)濟性排放性2023/2/6第45頁2023/2/6第46頁2023/2/6第47頁1

提高次級電壓，改善發(fā)動機高速時的點火性能。3

大大減輕了點火系統(tǒng)對外界的電磁干擾。電子點火系統(tǒng)優(yōu)點

點燃較稀的混合氣，從而有利于改善發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排氣凈化性能。22023/2/6第48頁2）EGR控制

有效的降低NOx排放2023/2/6第49頁ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)工作過程2023/2/6第50頁3)電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)2023/2/6第51頁3)電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)——原理2023/2/6第52頁德國FEV電磁控制全可變氣門機構福特ECV無凸輪電控液壓可變配氣機構4)可變配氣相位機構無凸輪結(jié)構2023/2/6第53頁氣門機構由無氣門墊片型挺桿VVT-i系統(tǒng)組成鏈張緊器凸輪軸正時齒輪總成No.2凸輪軸凸輪軸凸輪軸正時鏈齒輪氣門挺桿VVT-i(智能可變氣門正時)VariableValveTiming

2023/2/6第54頁2023/2/6第55頁可變配氣相位控制系統(tǒng)VTEC中凸輪升程最大，次凸輪升程最小。主凸輪的形狀適合發(fā)動機低速時單氣門工作的配氣相位要求；中凸輪的形狀適合發(fā)動機高速時雙進氣門工作的配氣相位要求。2023/2/6第56頁豐田的VVT-i發(fā)動機

2023/2/6第57頁本田的i-VTEC發(fā)動機

5）缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機（DFI）2023/2/6第59頁實驗學院缸內(nèi)直噴式汽油機(GDI)經(jīng)電控系統(tǒng)，進氣沖程開始第一次噴油，形成稀薄均質(zhì)混合物，第二次噴油在壓縮上死點前形成混合氣分層供給，然后點火燃燒。優(yōu)點：改善冷起動HC和Co排放；降低PM排放；抑制爆震。6）進氣電子控制技術ACIS（諧振控制進氣系統(tǒng)）：改變進氣歧管的有效長度，提高從低速到高速的所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動力性。2023/2/6第61頁

當發(fā)動機中、低速運轉(zhuǎn)時，電腦發(fā)出指令，轉(zhuǎn)換閥控制機構關閉轉(zhuǎn)換閥，此時空氣沿著左圖箭頭所示的路徑，經(jīng)過細而長的進氣歧管進入氣缸，使進氣增多；當發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)換閥開啟，空氣沿右上角圖中箭頭所示的路徑，經(jīng)過粗而短的進氣歧管進入氣缸，使進氣增多。7）排氣噪聲有源控制參考信號傳感器發(fā)動機排氣系ECU次級源誤差傳感器原理：聲波的同幅反相對消優(yōu)點：簡化了排氣管內(nèi)部結(jié)構、提高了發(fā)動機的功率存在的主要問題：發(fā)動機排氣系的高溫、廢氣氣流對傳感器及執(zhí)行器的直接損害；1）自動變速器電控有級式變速2.底盤系統(tǒng)電子控制技術2）安全制動的電子控制（ABS）2023/2/6第65頁2023/2/6第66頁2023/2/6第67頁2023/2/6第68頁2023/2/6第69頁3）自動油壓懸掛系統(tǒng)

2023/2/6第70頁3.汽車空調(diào)的電子控制2023/2/6第71頁4.汽車安全氣囊的電子控制（SRS）SRS控制電路2023/2/6第72頁汽車智能運輸系統(tǒng)：由人、車輛、道路和信息組成汽車智能運輸系統(tǒng)的功能5.汽車的電子通信系統(tǒng)2023/2/6第73頁信息服務系統(tǒng)交通管理系統(tǒng)電子收費系統(tǒng)地下停車場車站公交優(yōu)先系統(tǒng)交通管制中心交通支援系統(tǒng)2023/2/6第74頁汽車GPS導航系統(tǒng)

2023/2/6第75頁

汽車導駛系統(tǒng)信息裝置的控制汽車導駛系統(tǒng)(又稱汽車導向行駛系統(tǒng))是指通過汽車內(nèi)的導駛信息裝置顯示地圖、汽車位置、運動軌跡、目的地方向和距離等，從而為引導汽車行駛提供大量信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)作用：可在城市或公路網(wǎng)范圍內(nèi)，定向選擇最佳行駛路線；能在屏幕上顯示地圖，表示汽車行駛中的位置，以及到達目的地的方向和距離；如與交通信息系統(tǒng)相結(jié)合，能提供交通動態(tài)情況；還可以提供天氣預報等信息。2023/2/6第76頁總線(BUS)是構成計算機各系統(tǒng)的骨架，是在各個功能部件之間設置的公共信息傳輸線。借助總線將計算機各功能部件之間連接起來，以實現(xiàn)傳送地址、數(shù)據(jù)和控制信息的操作。采用總線結(jié)構，可以大夫減少信息傳送線的數(shù)量，便于實現(xiàn)系統(tǒng)積木化，增加系統(tǒng)靈活性。因此，總線方式已為近代計算機所普遍采用。6.車內(nèi)CAN總線2023/2/6第77頁6.車內(nèi)CAN總線GDI--HPDI,LPDICVT(ContinuosuslyVariableTransmission2023/2/6第78頁1、代用燃料甲醇、乙醇、液化石油氣、壓縮天然氣2、電動汽車電池+電機=動力源純電動混合動力燃料電池7.清潔汽車技術

2023/2/6第79頁純電動基本結(jié)構2023/2/6第80頁純電動控制系統(tǒng)2023/2/6第81頁混和動力車基本結(jié)構2023/2/6第82頁燃料電池電動汽車反應機理：

陽極：

陰極：

電池總反應：

燃料電池：將儲存在燃料和氧化劑中的化學能轉(zhuǎn)化為電能；它平時將燃料（如氫氣、甲醇等）和氧化劑（如氧氣）分別作為電池兩極；2023/2/6第83頁2023/2/6第84頁第三節(jié)汽車的總體布置概況汽車動力裝置底盤車身及其附件電器設備傳動系統(tǒng)行駛系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)制動系統(tǒng)發(fā)動機啟動系統(tǒng)發(fā)動機點火系統(tǒng)汽車照明、信號系統(tǒng)汽車控制設備2023/2/6第85頁汽車的驅(qū)動型式汽車的驅(qū)動型式：即汽車動力傳動系的布置型式（發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的相互關系），對整車的性能、外形及內(nèi)部尺寸、重量、軸荷分配、制造成本及維修保養(yǎng)等方面均產(chǎn)生重要影響2023/2/6第86頁汽車的總體布置分類轎車的總體布置分類發(fā)動機前置前輪驅(qū)動發(fā)動機前置后輪驅(qū)動發(fā)動機后置后輪驅(qū)動貨車的總體布置分類平頭式、短頭式、長頭式客車的總體布置分類發(fā)動機前置后橋驅(qū)動發(fā)動機后置后橋驅(qū)動發(fā)動機中置后橋驅(qū)動2023/2/6第87頁發(fā)動機前置前輪驅(qū)動發(fā)動機前置前輪驅(qū)動：發(fā)動機前置、前輪驅(qū)動(Front—engineFront—drive，簡稱FF)這是轎車(含微型、經(jīng)濟型汽車)上比較盛行的驅(qū)動型式，但貨車和大客車基本上不采用該型式。前置前驅(qū)轎車的布局一般都是將發(fā)動機橫向布置，與設計緊湊的變速驅(qū)動橋相連。2023/2/6第88頁發(fā)動機前置前輪驅(qū)動2023/2/6第89頁發(fā)動機前置前輪驅(qū)動2023/2/6第90頁發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的優(yōu)點1.省略傳動軸裝置，減輕了車重，結(jié)構比較緊湊；2．有效地利用了發(fā)動機室的空間，駕駛室內(nèi)空間較為寬敞，并有利于降低地板高度，提高乘坐舒適性；3．發(fā)動機靠近驅(qū)動輪，動力傳遞效率高，燃油經(jīng)濟性好；4．發(fā)動機等總成前置，增加前軸的負荷，提高了轎車高速行駛時的操縱穩(wěn)定性和制動時的方向穩(wěn)定性；5．簡化了后懸架系統(tǒng)；6．在積雪或易滑路面上行駛時，靠前輪牽拉車身，有利于保證方向穩(wěn)定性。2023/2/6第91頁發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的缺點1、前橋負荷比后橋較重2、前橋既是轉(zhuǎn)向橋，又是驅(qū)動橋，結(jié)構及工藝復雜，制造成本高、維修保養(yǎng)困難3、前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短4、上坡行駛時因驅(qū)動輪上附著力減少，汽車爬坡能力降低5、一旦發(fā)生正面碰撞事故，發(fā)動機及其附件損傷較大，維修費用高2023/2/6第92頁采用前輪前驅(qū)的車型國產(chǎn)車：Audi100Santana2000JettaCA7220BulckPassat富康夏利返回2023/2/6第93頁2023/2/6第94頁發(fā)動機前置后輪驅(qū)動發(fā)動機前置后輪驅(qū)：發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動(Front—engineRear—drive，簡稱FR)這是一種最傳統(tǒng)的驅(qū)動型式。國內(nèi)外大多數(shù)貨車(含皮卡)、部分轎車(尤其是高級轎車)和部分客車都采用這種驅(qū)動型式前置前驅(qū)由于客廂較長，乘坐空間寬敞，行駛平穩(wěn)，故在中高級轎車上應用較廣但采用該型式的小型車很少2023/2/6第95頁發(fā)動機前置后輪驅(qū)動2023/2/6第96頁發(fā)動機前置后輪驅(qū)動2023/2/6第97頁發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的優(yōu)點1．在良好的路面上啟動、加速或爬坡時，驅(qū)動輪的負荷增大(即驅(qū)動輪的附著壓力增大)，其牽引性能比前置前驅(qū)型式優(yōu)越2．軸荷分配比較均勻，因而具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性，并有利于延長輪胎的使用壽命3．發(fā)動機、離合器和變速器等總成臨近駕駛室，簡化了操縱機構的布置4．轉(zhuǎn)向輪是從動輪，轉(zhuǎn)向機構結(jié)構簡單、便于維修2023/2/6第98頁發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的缺點①由于采用傳動軸裝置，不僅增加車重，同時降低動力傳動系的傳動效率，影響了燃油經(jīng)濟性②縱置發(fā)動機、變速器和傳動軸等總成的布置，使駕駛室空間減小，影響乘坐舒適性；同時，地板高度的降低也受到限制③在雪地或易滑路面上啟動加速時，后輪推動車身，易發(fā)生擺尾現(xiàn)象返回2023/2/6第99頁發(fā)動機后置后輪驅(qū)動發(fā)動機后置后輪驅(qū)：發(fā)動機后置、后輪驅(qū)動(Rear—engineRear—drive，簡稱RR)是目前大、中型客車流行的布置型式少數(shù)微型或普及型轎車也采用該型式貨車很少采用該型式2023/2/6第100頁發(fā)動機后置后輪驅(qū)動優(yōu)點1．重量集中于汽車的后部，發(fā)動機距驅(qū)動軸很近，因而驅(qū)動輪負荷大，啟動加速時牽引力大，且傳動效率高，燃油經(jīng)濟性好2．有利于車身內(nèi)部布置，車廂內(nèi)的面積利用率高3．易于將發(fā)動機與車廂隔開，減少車廂內(nèi)的振動和噪聲，乘坐舒適性良好4．可在地板下設置容積很大的行李倉2023/2/6第101頁發(fā)動機后置后輪驅(qū)動缺點①前輪附著力小，高速時轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，影響了操縱穩(wěn)定性②水箱布置困難，不利于發(fā)動機的散熱③發(fā)動機防塵困難④發(fā)動機和變速器等總成遠離駕駛員，遠程操縱機構的布置較復雜⑤故障不宜及時判別，維修保養(yǎng)困難

2023/2/6第102頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第103頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第104頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第105頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第106頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第107頁轎車基本構造及布置圖2023/2/6第108頁轎車基本構造及布置圖返回2023/2/6第109頁客車--前置后驅(qū)的優(yōu)點動力總成操縱機構結(jié)構簡單散熱器位于汽車前部，冷卻效果好冬季在散熱器罩前部蒙以保護棉被，能保護發(fā)動機的保溫條件發(fā)動機出現(xiàn)故障時司機容易發(fā)現(xiàn)2023/2/6第110頁客車--前置后驅(qū)的缺點發(fā)動機凸起在地板表面上部，車廂利用率差由于傳動軸從地板下面通過，致使地板平面離地面較高，乘客上下車不方便傳動軸長度長發(fā)動機的噪聲、氣味和熱量易于傳入車廂內(nèi)隔絕發(fā)動機震動困難，影響乘坐的舒適性返回2023/2/6第111頁客車—后置后驅(qū)的優(yōu)、缺點優(yōu)點：較好地隔絕發(fā)動機的噪聲、氣味、熱量檢修發(fā)動機方便軸荷分布合理、車廂面積利用率高，布置座椅受發(fā)動機影響較小作為長途客車時，下部可以作為行李艙作為城市公交時，可以降低地板高度缺點：發(fā)動機冷卻條件不好，必須采用冷卻效果強的散熱器；動力總成操縱機構復雜返回2023/2/6第112頁發(fā)動機中置后輪驅(qū)動—客車發(fā)動機中置后驅(qū)：即發(fā)動機中置、后輪驅(qū)動(Middle—engineRear—drive，簡稱MR)大多數(shù)運動型轎車和方程式賽車所采用的型式某些大、中型客車也采用該型式采用該型式的貨車很少2023/2/6第113頁發(fā)動機中置后輪驅(qū)動的優(yōu)點1．可獲得最佳的軸荷分配，操縱穩(wěn)定性和行駛平順性較好2．發(fā)動機臨近驅(qū)動橋，傳動軸短，從而減輕車重，具有較高的傳動效率3．重量集中，車身平擺方向的慣性力矩小，轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向盤操作靈敏，機動性好4．車廂內(nèi)部面積利用最好，座椅布置不會受發(fā)動機的限制車內(nèi)噪音小2023/2/6第114頁發(fā)動機中置后輪驅(qū)動的缺點1．發(fā)動機需要特殊設計，水平對置式的2．遠程操縱機構復雜，維修保養(yǎng)不便3．地板高度難于降低4．冷卻和防塵不易2023/2/6第115頁越野車--發(fā)動機全輪驅(qū)動全輪驅(qū)動全輪驅(qū)動(Full—wheel—drive，簡稱nWD)通常是將發(fā)動機前置，在變速器后裝有分動器以便將動力分別輸送到所有車輪上；為了有效地避免車輪滑動，除裝有輪間差速器外，還配有軸間差速器。該型式主要用于吉普車和越野車，但是最近也有很多轎車采用了全輪驅(qū)動型式。通常，二車橋汽車的全輪驅(qū)動型式稱為四輪驅(qū)動(4wD)，有三車橋的全輪驅(qū)動型式稱為六輪驅(qū)動(6WD)，以此類推2023/2/6第116頁越野車--發(fā)動機全輪驅(qū)動優(yōu)缺點優(yōu)點：①由于全輪汽車可以利用汽車的全部重量作為附著壓力，從而使附著力顯著增加，即擴展了牽引力極限②可以將發(fā)動機的動力分別傳至各個車輪，即減少了每一驅(qū)動輪的驅(qū)動力負擔，因而能夠保證在不超過輪胎摩擦極限(不發(fā)生車輪打滑)的情況下，將足夠的動力傳至路面，使汽車具有很強的越野能力③輪胎的磨損均一，有利于延長輪胎的使用壽命缺點：①傳動系統(tǒng)長，結(jié)構復雜，制造成本高，且維修保養(yǎng)困難；②噪音大，車輛重，且驅(qū)動力傳遞效率低、油耗大，即燃油經(jīng)濟性不好2023/2/6第117頁本節(jié)作業(yè)簡述汽車的總體構造：各大系統(tǒng)和總成。簡述汽車布置形式的類型，分別說明各自的優(yōu)缺點及適用范圍。2023/2/6第118頁第二章汽車基本構造與原理第一節(jié)內(nèi)燃機的構造與原理第二節(jié)汽車底盤構造與原理2023/2/6第119頁第一節(jié)內(nèi)燃機工作原理及構造一、內(nèi)燃機基本結(jié)構二、內(nèi)燃機基本術語三、四沖程內(nèi)燃機工作原理四、二沖程內(nèi)燃機工作原理五、發(fā)動機的總體構造六、發(fā)動機的性能指標作業(yè)2023/2/6第120頁一、內(nèi)燃機基本結(jié)構氣缸活塞連桿氣缸蓋氣門凸輪軸曲軸返回2023/2/6第121頁二、內(nèi)燃機的基本術語工作循環(huán)氣缸工作容積內(nèi)燃機排量燃燒室容積氣缸總?cè)莘e壓縮比返回2023/2/6第122頁氣缸工作容積定義：上、下止點間所包容的氣缸容積符號：VS公式：式中：D----氣缸直徑mmS----活塞行程mm返回2023/2/6第123頁內(nèi)燃機排量定義：內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和符號：VL公式：式中：i----氣缸數(shù)

VS---氣缸工作容積L返回2023/2/6第124頁燃燒室容積和氣缸總?cè)莘e燃燒室容積：活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間成為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積。符號：VC氣缸總?cè)莘e：氣缸工作容積與燃燒室容積之和稱為氣缸總?cè)莘e。符號：Va

公式：返回2023/2/6第125頁壓縮比定義：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比符號：ε公式：返回2023/2/6第126頁三、四沖程內(nèi)燃機工作原理進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程工作過程柴油機返回2023/2/6第127頁進氣行程活塞在曲軸的帶動下由上止點向下止點運動，這時排氣門關閉，進氣門打開，活塞在移動過程中，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度。可燃氣體被吸入氣缸。返回2023/2/6第128頁壓縮行程曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點向上止點運動，這時進、排氣門都關閉，氣缸內(nèi)成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當活塞到達上止點時壓縮行程結(jié)束。返回2023/2/6第129頁作功行程作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關閉?？扇蓟旌蠚馊紵蠓懦龃罅康臒崾箽飧變?nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，推動活塞從上止點運行到下止點。返回2023/2/6第130頁排氣行程排氣行程開始，排氣門打開，進氣門仍然關閉，曲軸通過連桿帶動活塞右下止點移到上止點，靠廢氣的殘余壓力和活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸。當活塞到達上止點時，排氣行程結(jié)束。返回2023/2/6第131頁汽油機工作過程演示返回2023/2/6第132頁四沖程柴油機工作原理四行程柴油機的工作循環(huán)同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程。進氣行程：被吸入氣缸的是純空氣壓縮行程：柴油機壓縮比較大作功行程：壓縮終了時噴油器將柴油噴入燃燒室，柴油自行燃燒。排氣行程：與汽油機相同返回2023/2/6第133頁四、二沖程內(nèi)燃機工作原理第一行程第二行程工作過程返回2023/2/6第134頁五、發(fā)動機的總體構造返回我們看一下發(fā)動機的裝配過程2023/2/6第135頁曲柄連桿機構曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)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返回2023/2/6第136頁配氣機構配氣機構是根據(jù)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(nèi)排出。配氣機構一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。返回2023/2/6第137頁供給系統(tǒng)返回2023/2/6第138頁冷卻系統(tǒng)冷卻系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。冷卻系由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成。返回2023/2/6第139頁潤滑系統(tǒng)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(xiàn)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。潤滑系由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。返回2023/2/6第140頁點火系統(tǒng)點火系功用是在壓縮行程終了時準確點火點火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。返回2023/2/6第141頁起動系統(tǒng)要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn)。返回2023/2/6第142頁發(fā)動機的裝配過程返回2023/2/6第143頁六、發(fā)動機的性能指標返回本節(jié)作業(yè)題2023/2/6第144頁有效轉(zhuǎn)矩定義：發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩符號：Te單位：N.m有效功：有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即為發(fā)動機對外輸出的有效功返回2023/2/6第145頁有效功率定義：發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率符號：Pe單位：KW大小：有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積公式：返回2023/2/6第146頁發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速表示符號：n單位：r/min標定轉(zhuǎn)速：發(fā)動機產(chǎn)品標牌上的有效功率及其相應的轉(zhuǎn)速分別稱為標定功率和標定轉(zhuǎn)速返回2023/2/6第147頁平均有效壓力平均有效壓力：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功率稱為平均有效壓力表示符號：Pme單位：MPa評價方法：平均有效壓力越大，發(fā)動機的作功能力越強返回20