汽车总体结构课件

第第2章章 汽车总体结构汽车总体结构第2章 汽车总体结构12.1 汽汽车发动机基本机基本结构构 现代汽车发动机结构形式很多，即使同一类型的发动机，其结构形式也不完全相同。但若按功能将其零部件分成若干机构和系统，各种类型发动机都有大致相同的总体构造。以汽油机为例，它们都是由两个机构和五个系统组成的，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统和点火系统。2.1 汽车发动机基本结构 现代汽车发动机22.1.1 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 1.缸体曲缸体曲轴箱箱组 承受发动机负荷，安装机件，主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸盖衬垫和曲轴箱等组成。图图2-1 2-1 汽缸体的结构汽缸体的结构 图图2-2 2-2 水冷式汽缸体和汽缸盖的结构水冷式汽缸体和汽缸盖的结构2.1.1 曲柄连杆机构 1.缸体曲轴箱组 图2-3 图图2-3 2-3 汽缸盖衬垫汽缸盖衬垫 图图2-4 2-4 下曲轴箱（油底壳）下曲轴箱（油底壳）1通水孔；2螺栓孔；3推杆孔 1衬垫；2油底壳；3放油螺塞密封垫圈；4放油门备带磁铁总成；5稳油挡板 图2-3 汽缸盖衬垫 4 2.活塞连杆组活塞连杆组 在汽缸内承受和传递燃烧气体压力，与汽缸盖顶部凹槽及缸套内壁构成密封的燃烧室。活塞组由活塞、活塞环、活塞销、活塞销卡环及连杆等组成。1）活塞 活塞位于汽缸内部，其作用是在曲轴连杆配合下完成发动机的工作循环，并将作功冲程的燃气压力通过活塞销及连杆传给曲轴。活塞由顶部、头部和裙部组成，其结构如图2-5所示。2）活塞环 活塞环有气环和油环之分。气环根据其断面的形状可分为矩形环、梯形环、扭曲环、锥形环和桶形环等，如图2-6所示。图图2-5 2-5 平顶活塞平顶活塞1顶部；2头部；3裙部；4加强筋；5活塞销座 图图2-6 2-6 气环的断面形状气环的断面形状 2.活塞连杆组 图2-5 平顶活塞图25图图2-7 2-7 活塞销活塞销 1、4卡环；2活塞销；3连杆 图图2-8 2-8 连杆连杆1衬套；2小头；3杆身；4大头；5轴瓦；6连杆盖；7连杆轴瓦凸键；8止口；9连杆螺栓 3）活塞销 活塞销的作用是连接活塞与连杆，如图2-7所示。4）连杆 连杆的功用是连接活塞与曲轴，将活塞承受的燃气压力传给曲轴，并与曲轴配合将活塞的直线运动变为曲轴的旋转运动。连杆是一个组合件，其结构如图2-8所示。图2-7 活塞销 图2-8 连杆 3）活塞销63.曲轴飞轮组曲轴飞轮组 曲轴飞轮组曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、正时齿轮及皮带轮等组成。图图2-9 2-9 桑塔纳桑塔纳20002000曲轴飞轮组曲轴飞轮组1紧固螺栓；2V形带轮；3曲轴正时齿轮；4曲轴；5半圆形止推环；6主轴承；7滚针轴承；8飞轮齿圈；9定位销；10飞轮紧固螺栓；11飞轮；12连杆轴承 3.曲轴飞轮组 图2-9 桑塔纳2000曲轴飞轮组72.1.2 配气机构配气机构 配气机构是发动机进行工作循环的主体之一，它的功能是按照发动机工作循环的顺序要求，准时开闭进、排气门，配合曲柄连杆机构实现发动机的工作循环。配气机构的形式按气门安装位置的不同可分为顶置式和侧置式。顶置式又分为气门顶置式和气门与凸轮轴顶置式两种，分别如图2-11就图2-12所示。目前，绝大多数汽车采用气门顶置式配气机构。图图2-11 2-11 气门顶置式配气机构气门顶置式配气机构 图图2-12 2-12 气门与凸轮轴顶置式配气机构气门与凸轮轴顶置式配气机构 2.1.2 配气机构 配气机构是发动机进行工作循环的8 1.配气机构的组成及功用配气机构的组成及功用 配气机构主要由正时齿轮、凸轮轴、气门、气门座、气门弹簧及气门导管等组成，如图2-13所示。凸轮轴是配气机构的驱动零件，其主要功用是按照发动机的工作循环和作功顺序准时地打开和关闭各缸的进、排气门。图图2-13 2-13 配气机构的组成配气机构的组成1气门弹簧座；2凸轮轴传送带轮；3凸轮轴；4、8气门；5曲轴；6曲轴正时齿轮；7张紧轮；9气门座；10气门弹簧；11气门卡环；12气门锁片 1.配气机构的组成及功用图2-13 配9 2.配气相位配气相位 发动机工作时，用曲轴转角来表示每只气门的开闭时刻和延续时间称为配气相位。用环形图表示配气相位称为配气相位图，如图2-15所示。图图2-15 2-15 配气相位图配气相位图 2.配气相位 图2-15 配气相位图 102.1.3 燃料供燃料供给系系 1.汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统 汽油机燃料供给系有化油器式及电子控制汽油喷射式两种类型，下面主要介绍电子控制汽油喷射系统。电子控制汽油喷射系统简称为EFI，它利用各种传感器检测发动机的运行状态，并将检测参数输入电控单元ECU，经ECU分析、判断、计算后控制喷油量，使发动机在不同工况下均能获得最佳空燃比的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性，减少排气污染。2.1.3 燃料供给系11图图2-16 2-16 典型电子控制汽油喷射系典型电子控制汽油喷射系统统 1燃油泵；2燃油滤清器；3活性碳罐；4活性碳罐电磁阀；5点火控制器；6凸轮轴转速传感器；7电控喷油器；8燃油压力调节器；9节气门；10进气管；11氧传感器；12冷却液温度传感器；13爆燃传感器；14曲轴位置传感器；15进气温度传感器；16电控单元 汽油机燃油供给系统主要由电动燃油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和油管等组成，如图2-16所示。1）汽油机燃油供给系的工作过程图2-16 典型电子控制汽油喷射系统 汽油机燃油供给系统12图图2-17 2-17 滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵1转子；2出油口；3滚柱；4进油口；5卸压阀；6出油阀4651326741325图图2-18 2-18 燃油压力调节器燃油压力调节器1弹簧；2阀座；3膜片；4回油口；5燃油分配管接口；6球阀；7进气管接口 2）汽油机燃料供给系主要部件及功用 （1）电动燃油泵。如图2-17所示为滚柱式电动燃油泵，它主要由燃油泵电动机、滚柱、出油阀及卸压阀等组成。（2）燃油压力调节器。图2-17 滚柱式电动燃油泵4651326741325图213 2.柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系 柴油机燃料供给系主要由油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵（高压油泵）、喷油器、油管、空气滤清器及消音器等组成。图图2-19 2-19 柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系1油箱；2低压油管；3柴油滤清器；4调速器；5喷油泵；6输油泵；7喷油提前角调节器；8高压油管；9燃烧室；10喷油器；11排气管；12排气门；13回油管；14空气滤清器；15进气管 2.柴油机燃料供给系图2-19 14图图2-20 2-20 孔式喷油器孔式喷油器 1回油管螺栓；2调压弹簧垫圈；3调压弹簧；4阀体；5进油管接头；6顶杆；7针阀体；8喷油器针阀 图图2-22 2-22 喷油泵分泵喷油泵分泵1高压油管接头；2出油阀弹簧；3出油阀座；4出油阀；5柱塞套；6柱塞；7柱塞弹簧；8油量控制机构；9滚轮体；10凸轮轴 图2-20 孔式喷油器 图2-22 喷油泵分泵152.1.4 润滑系滑系 1.润滑系的功用及润滑形式润滑系的功用及润滑形式 润滑系的功用是将润滑油输送到具有相对运动的零件表面之间，以减少它们之间的摩擦，从而减少机件的磨损。目前，汽车发动机采用综合润滑方式，其中包括压力润滑、飞溅润滑和固定润滑。1）压力润滑 压力润滑是指机油在机油泵作用下，将一定量的机油加压后经一定线路送到需润滑机件的方式。2）飞溅润滑 飞溅润滑是指利用发动机工作时运转零件撞击机油飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。3）固定润滑 固定润滑是指润滑油（脂）固定在润滑点不流动的润滑方式。2.1.4 润滑系 1.润滑系的功用及润滑形式162.润滑系组成及主要部件的功用润滑系组成及主要部件的功用润滑系主要由润滑油、油底壳、机油泵、集滤器、机油滤清器及润滑油道等组成。较大功率的发动机（特别是大型柴油机）还有机油散热器。润滑系的主要部件及工作如下：1）机油泵与限压阀机油泵的作用是将一定量的机油从油底壳吸入泵腔，加压后送到零件的摩擦表面。限压阀的作用是限制润滑系内机油压力不超过最高允许的压力。若机油压力过高会造成漏油、滤清器滤芯易损坏和机油消耗量增大的不良影响。2）机油滤清器机油滤清器的作用是滤除机油中的杂质，确保润滑油路畅通和减小润滑机件的不正常磨损。机油滤清器有过滤式和离心式两类。在过滤式中根据机油的通过程度又分集滤器、粗滤器和细滤器。集滤器的作用是滤除机油中较大的机械杂质，减小机油泵的磨损，同时保证机油泵能吸入一定数量的机油以保证润滑的需要。集滤器安装在油底壳中的油平面以下，通过油管与机油泵进油口连接。集滤器由罩、金属滤网、浮筒及吸油管等组成。2.润滑系组成及主要部件的功用17图图2-23 2-23 东风东风EQ6100-1EQ6100-1型发动机润滑系型发动机润滑系1接机油散热器；2转子式细滤清器；3细滤清器进油限压阀；4集滤器；5磁性放油螺塞；6机油限压阀；7机油泵；8油管；9机油粗滤清器；10机油粗滤清器旁通阀；11连杆小头油道；12润滑正时齿轮喷嘴；13分隔油道；14主油道；15机油泵传动轴；16至摇臂轴油道；17摇臂轴 3.润滑系油路润滑系油路如图2-23所示为东风EQ6100-1型发动机的润滑油路。图2-23 东风EQ6100-1型发动机润滑系3.润滑系油182.1.5 冷却系冷却系 1.水冷却系的组成及主要部件的功用水冷却系的组成及主要部件的功用 水冷却系主要包括水泵1、散热器3、风扇4、储水箱5、节温器、百叶窗以及散布在汽缸体、汽缸盖内的储水空腔（水套）等，如图2-24所示。1）水泵和风扇 2）散热器 3）节温器 4）百叶窗2.1.5 冷却系19图图2-24 2-24 发动机冷却系发动机冷却系1水泵；2冷却水；3散热器；4风扇；5水箱；6水管 图2-24 发动机冷却系202.水冷却系的冷却原理水冷却系的冷却原理 如图2-25所示为发动机水冷却系的冷却原理示意图。图图2-25 2-25 发动机水冷却系的冷却原理发动机水冷却系的冷却原理1百叶窗；2散热器；3散热器盖；4风扇；5水泵；6节温器；7水温表；8水套；9分水管；10放水开关 2.水冷却系的冷却原理 图2-25 发动机水冷却系的冷却原212.1.6 起动系起动系 发动机起动系主要由起动机、起动开关及蓄电池等组成，如图2-26所示。图图2-26 2-26 发动机起动系发动机起动系1发动机飞轮；2起动开关；3蓄电池；4起动机 2.1.6 起动系 发动机起动系主要由起动机、起动开关及蓄22 1.起动机的组成起动机的组成 起动机的组成如图2-27所示。机壳内壁安装着4个相对排列的磁极，为能产生强磁场，磁场线圈均采用扁而粗的裸铜线绕成。2.起动机的工作原理起动机的工作原理 如图2-28所示为电磁啮合式起动机的工作原理图。图2-27 起动机的组成l复位弹簧；2保持线圈；3吸引线圈；4电磁开关壳体；5触点；6接线柱；7接触盘；8后端盖；9电刷弹簧；10换向器；11碳刷；12磁极；13磁极铁芯；14电枢；15磁极绕组；16移动衬套；17缓冲弹簧；18单向离合器；19电枢轴花键；20驱动齿轮；2l罩盖；22制动盘；23传动套筒；24拨叉图2-28 电磁啮合式起动机的工作原理1驱动小齿轮；2回位弹簧；3传动叉；4活动铁芯；5保持线圈；6吸拉线圈；7、12、16触点；8起动按扭；9起动总开关；10熔丝；11黄铜套；13电流表；14蓄电池；15起动机；17接触盘；18挡铁 1.起动机的组成图2-27 起动机的组232.1.7 点火系点火系 1.传统点火系传统点火系 传统点火系的组成如图2-29所示。图图2-29 2-29 传统点火系传统点火系1电容器；2断电器；3点火线圈；4附加电阻；5点火开关；6蓄电池；7火花塞；8配电器；9点火提前调节装置 2.1.7 点火系 1.传统点火系 图2-29 传统点火242.无触点电子点火系无触点电子点火系3.微机控制点火系微机控制点火系图图2-31 2-31 无触点晶体管点火系无触点晶体管点火系1分火头；2旁电极；3中心电极；4次级绕组；5初级绕组；6点火开关；7磁铁；8齿轮转子；9感应线圈；10火花塞；11晶体管 图图2-32 微机控制点火系原理框图微机控制点火系原理框图 2.无触点电子点火系3.微机控制点火系图2-31 252.2 汽车底盘基本结构汽车底盘基本结构 汽车底盘包括传动系、行驶系、转向系和制动系传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合，其作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。2.2 汽车底盘基本结构 汽车底盘包括传动系、行驶系、转向262.2.1 汽车传动系汽车传动系 1.离合器离合器 1）离合器的功用：（1）短时间地切断发动机与传动系的联系（2）保证汽车平稳起步。（3）防止传动系过载。2）离合器的结构和功用图图2-33 2-33 膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器1离合器盖及压盘总成；2从动盘；3飞轮；4离合器壳；5分离轴承(a)离合器接合 (b)离合器分离 图图2-35 2-35 螺旋弹簧离合器的工作原理图螺旋弹簧离合器的工作原理图1飞轮；2从动盘总成；3压盘；4变速器第一轴；5离轴承及分离套筒；6分离杠杆；7螺旋弹簧；8离合器壳 2.2.1 汽车传动系 1.离合器图2-33 膜片弹簧离27 2.变速器变速器 安装在离合器后，从离合器输入动力，将动力输出到万向传动装置。功用如下：（1）根据道路和交通状况，改变汽车的驱动力和行驶速度。（2）切断发动机与驱动轮之间的动力传递。（3）实现倒车。汽车上配置的变速器有手动变速器手动变速器和自动变速器两种自动变速器两种。2.变速器汽车上配置的变速器有手动变速器和28图图2-36 2-36 自动变速器结构示意图自动变速器结构示意图1发动机曲轴；2蜗轮；3泵轮；4导轮；5导轮支承；6前离合器；7后离合器；8前制动器；9中心支承；10后制动器；11单向离合器；12齿圈；13第一级太阳轮；14输出轴；15第一级行星齿轮；16第二级行星齿轮：17第二级太阳轮；18第一级太阳齿轮轴；19蜗轮轴；20发动机飞轮 图2-36 自动变速器结构示意图29 3.万向传动装置万向传动装置 在变速器与驱动桥之间高效率的传递动力，允许二者相对位置的变化。1）万向节 2）传动轴(a)十字轴万向节 (b)双十字轴万向节图图2-37 2-37 十字轴式不等速万向节十字轴式不等速万向节 3.万向传动装置(a)十字轴万向节 30图图2-38 2-38 球笼式等速万向节球笼式等速万向节1主动轴；2钢带箍；3外罩；4保持架（球笼）；5垫圈；6钢球；7星形套（内滚道）；8球形壳（外滚道）；9卡环图2-38 球笼式等速万向节31 4.驱动桥驱动桥 驱动桥的主要作用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传递到驱动轮，实现降速、增大转矩；同时，通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；还可以通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外侧车轮以不同转速转向。驱动桥由主减速器、差速器、半轴等传动总成以及桥壳、主减速器壳等组成，如图2-39所示为驱动桥的结构图。4.驱动桥 32图图2-39 2-39 驱动桥的结构驱动桥的结构1主减速器从动齿轮；2主减速器壳体；3半轴套管；4、7半轴；5主减速器主动齿轮；6差速器 图2-39 驱动桥的结构332.2.2 汽车行驶系汽车行驶系 1.车架车架 车架是汽车的骨架，是汽车的装配基础，汽车的各种总成和零部件都直接或间接地装配在车架上。图图2-40 2-40 梯子形车架梯子形车架 图图2-41 X2-41 X形车架形车架2.2.2 汽车行驶系 1.车架 图2-40 梯34 2.悬架悬架 汽车车架与车桥之间的弹性连接装置。有效地缓和冲击，吸收振动，大大提高汽车行驶的平顺性和乘坐的舒适性。(a)吊耳式前板簧悬架(b)主、副板簧式后悬架(c)滑板式前悬架 图图2-42 2-42 钢板弹簧式非独立悬架钢板弹簧式非独立悬架 2.悬架(a)吊耳式前板簧悬架(b)主、副板簧式后悬35图图2-43 2-43 滑柱摆臂式独立悬架滑柱摆臂式独立悬架 图图2-44 2-44 减振器减振器 图2-43 滑柱摆臂式独立悬架 图2-44 减振器 363.车桥车桥 驱动桥、转向桥、转向驱动桥和支承桥四类。图图2-45 2-45 转向桥转向桥 图图2-46 2-46 带独立悬架的转向驱动桥带独立悬架的转向驱动桥 3.车桥图2-45 转向桥 图2-46 带独立悬架的转向37 4.车轮和轮胎车轮和轮胎 车轮是支承汽车质量的主要部件。车轮由轮毂、轮辋、轮辐和轮胎四部分组成。图图2-47 2-47 转向桥的轮毂与转向节的装配转向桥的轮毂与转向节的装配 图图2-48 2-48 整体式深槽轮辋整体式深槽轮辋 4.车轮和轮胎图2-47 转向桥的轮毂与转向节的装38轮胎有内胎式和无内胎式两类。图图2-49 2-49 轮胎内部结构轮胎内部结构 图图2-50 2-50 斜交胎与子午线胎的帘布层斜交胎与子午线胎的帘布层 轮胎有内胎式和无内胎式两类。图2-49 轮胎内部结构 392.2.3 汽车转向系汽车转向系 图图2-51 2-51 汽车转向系汽车转向系1方向盘；2转向柱；3万向节；4转向传动轴；5转向器；6转向摇臂；7直（轴）拉杆；8转向节臂；9、13转向节；10、12梯形臂；11横拉杆；14前梁；15主销 汽车转向系的功用是根据驾驶员的操作改变汽车的行驶方向。如图2-51所示为常用于中、轻型汽车上的转向系统示意图。2.2.3 汽车转向系 图2-51 汽车转向系汽车转向系402.转向轮定位参数转向轮定位参数主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角及前轮前束AB等参数。图图2-53 2-53 转向轮定位参数转向轮定位参数2.转向轮定位参数图2-53 转向轮定位参数412.2.4 汽车制动系汽车制动系 制动系的作用是通过轮胎与路面之间的摩擦给行驶中的汽车施加阻力，使汽车减速甚至停车，或使下坡汽车保持一定的速度，或使静止的汽车驻留原地不动。如图2-54所示为制动系在汽车上的布置图。图图2-54 2-54 制动系的组成与位置制动系的组成与位置1前轮制动器；2制动总泵；3制动踏板；4后轮制动器；5手制动杆；6制动油管 2.2.4 汽车制动系 制动系的作用是通过轮胎与路面421.制动总泵制动总泵 制动总泵是一个较大的液压油缸。其内部装有皮碗、活塞等部件，并充满制动液（液压油）。2.制动器制动器 制动器有鼓式和盘式两种。图图2-56 2-56 盘式制动器盘式制动器 1制动盘；2制动钳；3制动摩擦块；4制动分泵图图2-55 2-55 鼓式制动器的组成鼓式制动器的组成1制动踏板；2推杆；3主缸活塞；4制动主缸；5油管；6制动轮缸；7轮缸活塞；8制动鼓；9摩擦片；10制动蹄；11制动蹄回位弹簧 1.制动总泵 图2-56 盘式制动器 432.3 汽车车身及附件汽车车身及附件 2.3.1 车身壳体结构车身壳体结构1.轿车车身轿车车身 绝大多数轿车车身都采用承载式结构。2.客车车身客车车身 主要包括骨架和蒙皮两主要部分。3.货车车身货车车身 包括驾驶室和货箱两部分，货箱可分为传统的货箱、封闭式货箱、自卸式货箱、专用车货箱以及特种车货箱等多种。2.3 汽车车身及附件 2.3.1 车身壳体结构442.3.2 开启件开启件 1.汽车车门汽车车门包括车门骨架及盖板、车门护面、车门窗和玻璃等，此外，车门还包括外饰条、内外把手、门锁、内饰条、升降器把手、门铰链、玻璃升降器及密封条等。2.汽车车窗汽车车窗前、后车窗通常采用视野宽阔而又美观的曲面玻璃，侧窗一般可以上下移动或前后移动。2.3.3 汽车空调系统汽车空调系统 对车室内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节，使乘员感到舒适；预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪，保证乘员身体健康和行车安全。2.3.2 开启件 451.制冷系统制冷系统对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却或除湿，使车室内空气变得凉爽舒适。图图2-60 2-60 制冷系统的组成制冷系统的组成1冷凝器；2高压管道；3压缩机；4消声器；5低压管道；6蒸发器；7膨胀阀；8管路中的干燥器；9视液镜；10液体管路；11储液干燥器；12风扇；13风扇离合器；14电磁离合器；15鼓风电机；A外界空气；B室内冷气；C高压管路；D低压管路 图2-60 制冷系统的组成462.供暖系统供暖系统利用暖风系统实现对车室内空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿的目的。3.通风系统通风系统 自然通风和强制通风。4.空气净化系统空气净化系统 空气过滤式和静电除尘式。5.控制系统控制系统图图2-62 2-62 静电除尘式空气净化装静电除尘式空气净化装置置1粗滤器；2除尘电极；3充电电极；4活性炭过滤器；5负离子发生器；6鼓风机；7净化空气；8污浊空气 2.供暖系统图2-62 静电除尘式空气净化装置47谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！48