汽車機(jī)械基礎(chǔ) 胡瓊 何向東單元一

課件制作郭碧寶汽車機(jī)械基礎(chǔ)全國交通運(yùn)輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會中國汽車維修行業(yè)協(xié)會胡瓊何向東張水珍黃沃光全國交通運(yùn)輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃教材教育部中等職業(yè)教育汽車專業(yè)技能課教材組織編寫主

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主

編汽車機(jī)械概要汽車機(jī)械識圖汽車常用材料汽車常用結(jié)構(gòu)汽車常用連接單元一單元二單元三單元四單元五單元六單元七單元八汽車支承零部件汽車機(jī)械傳動汽車液壓傳動單元九汽車氣壓傳動單元一汽車機(jī)械概要學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)１.知道汽車機(jī)械的總體構(gòu)造；２.理解機(jī)器、機(jī)械、零件、部件、構(gòu)件和機(jī)構(gòu)等基概念;３.描述機(jī)器的組成；４.分析機(jī)械的摩擦、磨損、潤滑和密封。

１.時間要求:建議4

學(xué)時２.質(zhì)量要求:在滿足廠家的生產(chǎn)規(guī)范及質(zhì)量要求前提下能夠

熟練快速地診斷與排除故障３.安全要求:嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程進(jìn)行項(xiàng)目作業(yè)４.文明要求:自覺按照文明生產(chǎn)規(guī)則進(jìn)行項(xiàng)目作業(yè)５.環(huán)保要求:努力按照環(huán)境保護(hù)要求進(jìn)行項(xiàng)目作業(yè)項(xiàng)目要求一機(jī)械的認(rèn)識(一)汽車機(jī)械的總體構(gòu)造汽車一般由發(fā)動機(jī)、底盤、車身和電氣設(shè)備四大部分組成。汽車是一個以機(jī)械系統(tǒng)為主的機(jī)器,通過這四大部分實(shí)現(xiàn)汽車安全行駛功能。

（二）機(jī)器的組成、特征和組成部件

１.機(jī)器的組成機(jī)器是由各種金屬和非金屬部件組裝成的裝置。消耗能源，可以運(yùn)轉(zhuǎn)、做功。它是用來代替人的勞動、進(jìn)行能量變換、信息處理以及產(chǎn)生有用功。右圖所示為單缸內(nèi)燃機(jī)剖視圖其中活塞、連桿、曲軸和缸體組成主體部分缸內(nèi)燃燒的氣體膨脹，推動活塞做直線往復(fù)運(yùn)動。通過連桿使曲軸轉(zhuǎn)動并將動力輸出活塞兩邊設(shè)有進(jìn)、排氣門推桿其下端的凸輪轉(zhuǎn)動使氣門按時開關(guān)分別用來控制進(jìn)氣與排氣。２.機(jī)器的特征

機(jī)器的種類繁多其結(jié)構(gòu)、功用各異。但從機(jī)器的組成分析具有下列三個特征:(１)都是人為的實(shí)物組合由多種構(gòu)件組成；(２)各構(gòu)件之間有確定的相對運(yùn)動；(３)能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或完成有用的機(jī)械功。３.機(jī)器的組成部件

１)零件機(jī)械零件，又稱機(jī)械元件。從制造角度看，機(jī)器是由若干個零件組成的。零件是機(jī)器組成中不可再拆的最小單元，是機(jī)器的制造單元，如下圖螺釘和螺母零件等。(１)零件的分類。機(jī)器中的零件可分為專用零件和通用零件。①專用零件。專用零件只適用于一定類型的特殊機(jī)械，具有專門的功用和性能，如汽車上使用的曲軸和凸輪軸等零件。②通用零件。通用零件是在各類機(jī)械中經(jīng)常使用的零件，具有普遍的適用性，如汽車上使用的各類連接螺栓和螺母等零件。(２)零件的受力和變形。主要的受力和變形有如下幾種。①拉伸或壓縮。例如：緊固螺栓的受力。②剪切。例如：鉚釘、鍵銷和螺栓等都產(chǎn)生剪切變形③扭轉(zhuǎn)。例如：傳動軸、電動機(jī)和發(fā)動機(jī)的主軸等都

是受扭桿件。④彎曲。例如汽車鋼板彈簧、車橋、載貨汽車底盤縱梁等的變形都屬于彎曲變形。(３)機(jī)械零件失效。機(jī)械零件失效的形式多種多樣按零件的工作條件及失效的宏觀表現(xiàn)與規(guī)律可分為斷裂失效、表面損傷失效、變形失效等形式。①零件徹底破壞不能再使用如軸斷裂。②嚴(yán)重?fù)p傷繼續(xù)使用不安全如有裂紋產(chǎn)生表面磨損。③雖然還能安全工作但已達(dá)不到預(yù)定的作用，如有嚴(yán)重變形。只要發(fā)生上面情況中的任何一種都可以認(rèn)為機(jī)械零件已經(jīng)失效。２)部件部件是指一套協(xié)同工作且完成共同任務(wù)的零件組合。３)構(gòu)件從運(yùn)動角度看可以認(rèn)為機(jī)器是由若干構(gòu)件組成的，各構(gòu)件之間具有確定的相對動，所以構(gòu)件是機(jī)器中作為一個整體運(yùn)動的最小單元，如汽車輪胎等構(gòu)件一般由若干個零件剛性連接而成也可能是單一的零件。構(gòu)件可分為固定構(gòu)件和運(yùn)動構(gòu)件。固定構(gòu)件一般用于支撐運(yùn)動構(gòu)件通常是機(jī)器的機(jī)座。運(yùn)動構(gòu)件是相對于機(jī)架運(yùn)動的構(gòu)件分為主動件和從動件。(１)構(gòu)件轉(zhuǎn)動的角速度。角速度是表示構(gòu)件轉(zhuǎn)動快慢和轉(zhuǎn)動方向的物理量。角速度是指單位時間內(nèi)動點(diǎn)轉(zhuǎn)過的弧度用ω表示，計(jì)算公式為ω＝φ/ｔ式中:ω——角速度其方向與角位移增量方向一致ｒａｄ/ｓ(弧度/秒)；

φ——動點(diǎn)在ｔ時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。工程上常用轉(zhuǎn)速ｎ來表示物體轉(zhuǎn)動的快慢角速度ω與轉(zhuǎn)速ｎ之間的關(guān)系為

ω＝２πｎ/６０式中:ｎ——構(gòu)件的轉(zhuǎn)速ｒ/ｍｉｎ。(２)轉(zhuǎn)動慣量。度量物體轉(zhuǎn)動慣性大小的物理量稱為轉(zhuǎn)動慣量。轉(zhuǎn)動慣量是恒為正值的標(biāo)量轉(zhuǎn)動慣量通常用Ｉ表示，其單位是ｋｇ/ｍ2計(jì)算公式為Ｉ＝∑Δｍｒ2４)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是指由多構(gòu)件組成且各構(gòu)件之間有確定的相對運(yùn)動用來傳遞運(yùn)動和力的構(gòu)件系統(tǒng)。如右圖發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。(三)機(jī)械和機(jī)械傳動１)機(jī)械定義習(xí)慣上將機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為機(jī)械。２)機(jī)械傳動類型機(jī)械傳動裝置是用來傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械裝置。按傳遞力方式的不同機(jī)械傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動。３)機(jī)械效率機(jī)器的輸出功率Pout與輸入功率Pin的比值稱為該機(jī)器的機(jī)械效率，用η

表示,即:η＝Pin

/Pout

×１００

(四)機(jī)器的組成

機(jī)器通常由四大部分組成。１)原動機(jī)部分原動機(jī)部分是機(jī)器工作的動力來源，可將其他形式的能量轉(zhuǎn)為機(jī)械能，如發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等。２)執(zhí)行部分執(zhí)行部分是直接完成機(jī)器預(yù)定工作任務(wù)的部分，如車輪等。３)傳動部分傳動部分是將動力部分的運(yùn)動和動力傳遞給執(zhí)行部分，如離合器、變速器、傳動軸、差速器等。４)操作或控制部分操作或控制部分是監(jiān)控機(jī)器的運(yùn)行位置和狀態(tài)控制機(jī)器正常運(yùn)行和工作，如轉(zhuǎn)向盤、換擋桿、制動踏板和節(jié)氣門踏板等。二機(jī)械摩擦、磨損潤滑和密封

(一)機(jī)械摩擦１.摩擦的定義摩擦是指兩相互接觸的物體有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢時，在接觸處產(chǎn)生阻力的現(xiàn)象。２.摩擦的兩面性摩擦對汽車有利有弊。摩擦?xí)砟芰繐p耗，使相對運(yùn)動表面發(fā)熱，機(jī)械效率降低，還會引起振動和噪聲等。汽缸與活塞環(huán)之間的摩擦，使零件產(chǎn)生磨損，使得發(fā)動機(jī)工作效率降低，而在螺紋連接、摩擦傳動、制動和各種車輛的驅(qū)動能力等方面還必須依賴摩擦，汽車離合器的工作原理也得益于摩擦，使之能夠傳遞動力。

３.摩擦的類型根據(jù)摩擦副的運(yùn)動形式分為滑動摩擦和滾動摩擦。１)滑動摩擦滑動摩擦是指兩個相互接觸的物體發(fā)生相互運(yùn)動或存在相對運(yùn)動趨勢時它們的接觸面間會產(chǎn)生阻礙彼此滑動的現(xiàn)象。

３.摩擦的類型

２)滾動摩擦滾動摩擦是指一物體沿另一物體表面做相對滾動或有相對滾動趨勢時產(chǎn)生的對物體滾動的阻礙現(xiàn)象。根據(jù)摩擦副的摩擦狀態(tài)可分為干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦和混合摩擦四種狀態(tài)。摩擦的四種狀態(tài)(二)機(jī)械磨損

摩擦將導(dǎo)致機(jī)件表面材料的逐漸喪失或轉(zhuǎn)移，形成磨損，磨損會降低機(jī)器工作可靠性影響機(jī)器的精度，最終導(dǎo)致機(jī)器報廢。１.磨損的類型根據(jù)磨損機(jī)理，磨損主要分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損等類型。１)粘著磨損粘著磨損一般發(fā)生在重載狀態(tài)，表面沒有潤滑的干磨損狀態(tài)，當(dāng)摩擦發(fā)熱的溫度超過金屬的熔點(diǎn)時兩運(yùn)動表面產(chǎn)生熔化、粘著材料之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，表面形成膠粘劃傷現(xiàn)象。２)磨料磨損磨料磨損是指摩擦表面之間滲入硬顆?；蛴驳奈⑼贵w，并在較軟的材料表面上犁刨出很多溝紋的微切削過程。３)疲勞磨損疲勞磨損是指當(dāng)機(jī)械零件周期性工作達(dá)到一定期限之后，接觸表面會產(chǎn)生疲勞裂紋，由于充足的潤滑油滲入到裂紋中，接觸表面短時間形成封閉裂紋，使裂紋內(nèi)的油液壓力急劇升高，超過材料的極限強(qiáng)度之后，金屬表面材料出現(xiàn)脫落，形成麻坑的過程。４)腐蝕磨損腐蝕磨損是指機(jī)械零件在摩擦過程中金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的磨損。

２.機(jī)械零件磨損過程正常的磨損過程大致分為三個階段，即磨合階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段，如下圖所示。３.發(fā)動機(jī)零部件主要磨損形式發(fā)動機(jī)的零部件在工作過程中由于摩擦?xí)a(chǎn)生磨損，其主要的磨損形式為:(１)粘著磨損。粘著磨損是指摩擦產(chǎn)生的熱量使接觸表面熔和、焊接到一起。(２)研磨。研磨是指接觸面之間有固體顆粒(磨粒)存在相對運(yùn)動，碾壓形成。(３)腐蝕。腐蝕是指零部件表面同環(huán)境物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，然后脫落。(４)疲勞。疲勞是指受周期性作用力，接觸表面疲勞，出現(xiàn)裂紋或脫落。(５)氣蝕。氣蝕是指氣泡的迅速形成和破裂造成壓力的急劇變化，沖擊金屬表面造成損傷。４.汽車磨合期注意事項(xiàng)為了讓汽車順利通過磨合期，在平時應(yīng)做好檢查維護(hù)并注意以下幾方面的問題，來提高磨合質(zhì)量。(１)起步先預(yù)熱。正確的做法是:發(fā)動機(jī)起動后，只要能維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速就可以起步行車，在冷卻液溫度未升高前適當(dāng)控制一下車速，等冷卻液溫度正常后就可以正常行駛了。在磨合期內(nèi)，避免猛踩加速踏板和猛踩制動踏板。(２)不要高速行駛。一般來說，磨合期的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)嚴(yán)格控制在２０００~４０００ｒ/ｍｉｎ。(３)避免負(fù)荷過重。盡量選擇比較好的行車路面行駛，避免過大振動、沖撞或緊急制動，減少車身和動力系統(tǒng)的負(fù)荷。(４)忌跑長途。新車跑長途會使發(fā)動機(jī)連續(xù)工作的時間較長，造成機(jī)件磨損加劇，應(yīng)中途適當(dāng)停車休息。

４.汽車磨合期注意事項(xiàng)

(5)忌緊急制動。在最初行駛的３００ｋｍ以內(nèi)不要使用緊急制動。(6)及時換擋。換擋要及時恰當(dāng)，避免高擋位低轉(zhuǎn)速和低擋位高轉(zhuǎn)速行駛。(7)盡量添加質(zhì)量比較好的汽油。不要添加抗磨損的油精，以免磨合里程數(shù)已夠而磨合不足。(8)初駛維護(hù)。達(dá)到一定里程數(shù)后(在磨合期內(nèi)或結(jié)束后)要及時到服務(wù)站進(jìn)行車輛的檢查、維護(hù)，更換機(jī)油和機(jī)油濾清器等，并全面檢查底盤系統(tǒng)。(三)機(jī)械潤滑１潤滑的作用潤滑的主要作用：潤滑材料被添加到相對運(yùn)動機(jī)件的摩擦面上，使其脫離直接接觸，達(dá)到降低摩擦和減少磨損的目的，隨時將摩擦熱排出機(jī)件外，潤滑材料在流動過程中，將摩擦面污物清洗排除，保護(hù)摩擦表面不受侵蝕；密封、減振和卸荷等。２潤滑的類型根據(jù)潤滑是否連續(xù)，將潤滑分為間歇潤滑和連續(xù)潤滑。１)間歇潤滑間歇潤滑是指靠手工或油泵定時加油、加脂的潤滑方式。２)連續(xù)潤滑連續(xù)潤滑是指連續(xù)供油，供油比較可靠，有的還可以調(diào)節(jié)潤滑方式。３發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)維護(hù)養(yǎng)成良好的駕駛習(xí)慣，定期檢查機(jī)油液面高度，液面過高不僅會增加發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的阻力，造成不必要的功率損失，還會造成機(jī)油泄漏，液面過低，會因潤滑不良而損壞發(fā)動機(jī)，因此發(fā)動機(jī)油面過低應(yīng)檢查發(fā)動機(jī)有無泄漏。起動發(fā)動機(jī)前打開點(diǎn)火開關(guān)，機(jī)油平面指示燈和機(jī)油壓力指示燈亮，起動發(fā)動機(jī)后應(yīng)熄滅，如有異常現(xiàn)象必須停車檢查。

(四)機(jī)械密封１密封的類型按密封的零件表面之間有無相對運(yùn)動，密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封有密封墊、密封膠、直接接觸三種密封方式；動密封按密封件與其做相對運(yùn)動的零部件是否接觸，可分為接觸式密封和非接觸式密封。１)靜密封靜密封通常是指兩個靜止面之間的密封。如管道