汽车构造与驾驶基础知识

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,汽车构造与驾驶,2007-01-18,汽车构造与驾驶,讲义,汽车构造与驾驶,北京农学院食品系工程教研室贾昌喜,-,汽车与汽车文化,1,随着国民经济的持续健康地发展，汽车逐渐进入普通家庭，中国百姓对汽车的兴趣与日俱增。外语、计算机和汽车驾驶技术已经成为现代年轻人必须具备的三项基本技能，也成为现代人的标志。在这种情形下，我国许多高校，尤其是重点大学在同学们对,汽车与汽车文化,浓厚兴趣的召唤下先后开设了与汽车相关的选修课程。,课前几句话,汽车构造与驾驶,讲义,本课程在我校的开设，正是考虑到同学们之所想，并且是针对非汽车专业、非工科专业的在校大学生编制的教学大纲和课程内容，目的是让同学们对汽车与汽车文化有一个概貌性的了解，从而起到扩大知识面、开阔视野以及丰富校园文化生活的作用。,希望本课程能为同学们学习汽车基本知识，感受并传播和弘扬汽车文化提供一个良好的平台。,2,本课程讲授内容,第,1,章,-,汽车基本构造,1、汽车总体构造及发动机工作原理,2、汽车传动,装置,3、汽车行驶和控制装置,4,、车身与电气设备,第,2,章,-,汽车驾驶,1,、相关知识,2,、驾驶常识,3,、驾照考试科目内容和合格标准,(,细则,),第,3,章,-,汽车文化,世界著名汽车公司简介,现代汽车技术及其发展,汽车文化杂谈等,汽车构造与驾驶,讲义,3,绪 论,认识汽车及汽车工业,现代工业文明的杰出产物,汽车,，给人们的生活带来了极大的便捷和风采，就象人们所说的,汽车将人类带入了一个“绚丽多彩”的世界。,在汽车问世的这,100,多年里，汽车工业迅猛的发展推动了全球经济和科学技术的发展。现代汽车是涉及材料、机械制造、电子、计算机控制和环保等多学科交叉技术的一种高科技产品。,一个国家汽车工业的发展状况，足以标志这个国家科学技术和国民经济实力的水平。,汽车构造与驾驶,讲义,汽车不仅是一部精美的机器，它更是一件融合了人类智慧结晶和传统文化的工业艺术品。世界上每一个著名的品牌都有一个系统而完整的文化体系支撑，每个品牌都能反映出本公司所倡导的文化，体现出汽车公司的人文理念。,4,1),汽车运输量占据主导地位,汽车与火车、飞机、船舶相比,是数量最多、普及最广的，也是最灵活的交通工具之一，其运输地位居各种交通工具之首。没有哪种交通工具可与汽车所起的作用相媲美。据统计，在美、德、法、英等国家中，汽车在客运总量中所占的比重高达,90,；我国从,1952,年到,2002,年，汽车在客运总量中所占的比重，从,9.14,上升到,68.8,。,2),汽车产业可带动相关产业的发展,汽车工业所涉及的产业和技术范围之广、数量之多是其他工业所无法比拟的。它涉及原材料工业、设备制造业、配套产品业、公路建设业、能源工业、销售业、服务业和交通运输业等。电子技术、信息技术在汽车上获得越来越广泛的应用，汽车电子产品占整车价值的比重到,2005,年已从先前的,12,一,15,提高到,25,一,30,。,汽车构造与驾驶,讲义,下面让我们来认识一下汽车及汽车工业具有的特点：,5,3),汽车工业是创造高产值的产业,2003,年，世界汽车总产量为,5500,万辆，总出口量为,3600,万辆。近年来，美国汽车工业年产值达,4000,亿美元以上,(,尽管,08,年、,09,年遭受了经济危机的影响,),；德、法、英、意四国汽车工业年产值合计约为,4400,亿美元。,2009,年，我国汽车工业年产值约为,20000,亿元人民币。,纵观历史，,20,世纪,20,年代美国经济的兴起，,50,年代联邦德国、意大利、法国经济的起飞，,60,年代日本经济的繁荣，无不以汽车工业的高速增长为前提。汽车已经成为一些国家经济的支柱产业。汽车工业在我国国民经济中也已占据十分重要的地位。,汽车构造与驾驶,讲义,当然,汽车工业的迅猛发展,同时也引发了许多问题,比如,:,交通堵塞,停车问题，碰撞事故,空气污染,气候变暖等等。但是无论如何,问题的存在阻挡不了人们对汽车的青睐。,6,下面简单了解一下汽车总体构造及类型和型号,:,汽车构造与驾驶,讲义,7,汽车构造与驾驶,讲义,汽车,1,、汽车组成及各部分作用,发 动 机,传动装置,行驶与控制装置,车身和电气设备,发动机是动力装置，它的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。一般汽车都采用往复活塞式内燃机。它由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系,(,汽油发动机用,),和起动系等几部分组成。,传动装置是将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置，它包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥、主减速器、差速器等部件。,保证汽车正常行驶，包括制动器、转向器、车轮等部件。,将汽车各总成及部件连接成一个整体，既支承全车，又是保安部件。电气设备由电源、发动机点火系,(,汽油机,),和起动系、照明和信号装置、空调、仪表和报警系统以及辅助电器等组成。,8,2,、类型与型号,按用途,可分为,运输汽车,和,特种汽车,两类；,按动力装置,可分为,汽油机汽车,、,柴油机汽车,、,电动汽车,和,可燃气汽车,四,类。,按整车结构可分为：,（1）,轿车,按发动机工作容积(发动机排量)分为微型轿车(排量1,L,以下)、普通级轿车(排量1.0,1.6L)、,中级轿车(排量1.6-2.5,L)、,中高级轿车(排量2.5-4,L),和高级轿车(排量4,L,以上)。,（2),客车,按车辆长度分为微型客车(长度3.5,m,以下)、轻型客车(长度3.5-7,m)、,中型客车(长度7-,lOm)、,大型客车(长度10-12,m),和特大型客车(长度大于12,m,或双层客车长度10-12,m)。,1）类型,汽车构造与驾驶,讲义,9,（,3),货车,用于运载货物，在其驾驶室内还可容纳2-6个乘员,可分为普通货车和专用货车两大类型。货车按总质量不同分为微型货车(总质量小于1.8,t)、,轻型货车(总质量为1.8-6,t)、,中型货车(总质量6-14,t),和大型货车(重量大于14,t)。,汽车构造与驾驶,讲义,2）型号及构成,X X,汉语拼音字母：,企业代号,X,X X,+,X,+,+,车辆,类别代号,阿拉伯数字：,主参数代号,阿拉伯数字：,生产序号,10,汽车构造与驾驶,讲义,注：,1）企业代号,举例：,CA,-,一汽，,TJ,-,天津，,EQ,-,二汽，,NJ,-,南京，,SH,-,上海，,BJ,-,北京,2）类别代号,举例：,1,-,载货汽车，,2,-,越野汽车，,3,-,自卸汽车，,4,-,牵引汽车，,5,-专用汽车，,6,-客车，,7,-轿车,产品型号举例,：,CA,1,09,1,-,一汽生产的第二代,载货汽车，总质量9310,kg,EQ,2,08,0,-,二汽生产的,越野汽车，,总质量7720,kg,SH,3,60,0,-,上汽生产的自卸车，总质量59538,kg,TJ,6,48,1,-,天汽生产的客车，车长为4750,mm,SH,7,22,1,-,上汽生产的轿车，第二代，排量2.23,L,CA,7,56,0,-,一汽生产的红旗轿车，排量5.56,L,11,汽车构造与驾驶,讲义,所谓,发动机,就是将一种能量转变为另一种能量的机器,。其可分为：热力机、风力机、水力机、电力机和原子能发动机。 目前汽车上应用最多的是热力发动机。,热力发动机,是将燃料燃烧而得到的热能转变为机械能,，燃料在发动机外部燃烧的称为外燃机，如蒸汽机等；燃料在发动机内部燃烧的称为内燃机，如柴油机、汽油机和天然气机等。,目前汽车发动机主要采用,汽油机,和,柴油机,。,下面请看,一汽奥迪,100,型轿车发动机示意图。,第,1,章 汽车总体构造,第,1,节,发动机,12,汽车构造与驾驶,讲义,一汽奥迪,100,型轿车发动机,示意图,13,汽车构造与驾驶,讲义,内燃机使用往复活塞式，即活塞做往复运动，通过连杆带动曲轴做旋转运动，使热能转变为机械能，其类型有：,1）按行程数分,：有四行程发动机， 二行程发动机；,2）按所用燃料分,：有柴油机，汽油机，天然气机；,3）按点火方式分,：有点燃式，压燃式；,4）按冷却方式分,：有水冷式和风冷式。,下面以汽油机为例简述发动机的构造与原理。,曲柄连杆机构（及机体）； 配气机构； 燃料供给系统； 点火系统； 润滑系统； 冷却系,统,； 启动系统等。,如下页图所示为汽油机工作原理图。活塞在圆筒形汽缸内作上下往复运动，并通过连杆与曲轴相连。,1、汽油机组成,（,2,机构,+5,系统,=7,部分）,2、汽油机工作原理,14,汽油机工作原理,示意图,活塞顶部离曲轴中心最远处，即活塞最高位置，称为,上止（死）点,；活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置，称为,下止（死）点,。,上下止点之间的距离,S,称为,活塞行程,，曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离,R,称为,曲柄半径,，活塞行程,S,等于曲柄半径,R,的2倍;,汽车构造与驾驶,讲义,15,汽车构造与驾驶,讲义,活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为,汽缸工作容积,或,汽缸排量,。,多缸发动机各汽缸工作容积的总和称为,发动机排量,，用,L,表示。,压缩前汽缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为,压缩比,。,压缩比越大，表示气体在气缸中被压缩得越厉害，压缩终了时气体的温度和压力就越高。柴油机的压缩比一般为,1620,；汽油机的压缩比一般为,69,。,内燃机工作时要经历,进气、压缩、作功、排气,4,个过程。每完成,1,次这,4,个过程叫,1,个,工作循环,。,四,行程内燃机曲轴需旋转,2,周，活塞经过,4,个行程才能完成,1,个工作循环。,如下页图所示为单缸四行程汽油机的工作过程。,16,汽车构造与驾驶,讲义,17,汽车构造与驾驶,讲义,1）进气行程,曲轴旋转第,1,个半周，经连杆带动活塞从上止点向下止点运动，使汽缸内产生真空吸力。此时进气门打开，排气门关闭，混合气被吸入汽缸。,3）作功行程,在压缩行程临近终了，火花塞产生火花，点燃混合气，此时进、排气门都关闭，汽缸内的温度和压力急剧升高。高温高压气体推动活塞迅速向下运动，通过连杆带动曲轴旋转第,3,个半周。当活塞到达下止点时，作功行程结束,。,2）压缩行程,曲轴旋转第,2,个半周，带动活塞从下止点向上止点运动，此时进、排气门都关闭。汽缸内,混合气,受到压缩为作功做准备。,4）,排气行程,曲轴旋转第,4,个半周，带动活塞从下止点向上止点运动。此时排气门打开，进气门关闭，燃烧后的废气随活塞上行被排出气缸之外,。,排气行程结束之后，曲轴,依靠飞轮转动的惯性,仍继续旋转，上述各行程又重复进行。,18,汽车构造与驾驶,讲义,多缸内燃机具有两个以上的汽缸，各缸的作功行程以相同的间隔时间交替进行，可使曲轴较均匀地旋转，并可采用较小的飞轮。,在汽车、拖拉机上采用四缸内燃机居多，曲轴每转两圈，四个汽缸按工作顺序轮流作功一次，各缸依次完成一个工作循环。其工作顺序有,l-3-4-2,和,1,-2-4-3,两种，其中以1,-3-4-2,为最多。,？,为何单缸内燃机的飞轮一般比多缸内燃机相对较大？,19,汽车构造与驾驶,讲义,（1）曲柄连杆机构,3,、汽油机各组成部分简介,1）曲柄连杆机构（及机体）,曲柄连杆机构主要由活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等组成。其功用是将燃料燃烧时放出的热能转换为机械能。,活塞组,活塞组包括活塞、活塞环和活塞销。活塞环包括气环和油环两种。,气环,主要起密封和传热作用，而,油环,则主要起布油和刮油作用。,一般内燃机有34道气环、12道油环。安装时，各环的开口应互相错开，并应避开活塞销座孔的位置，以提高密封性。,20,活塞销,的作用是连接活塞和连杆小头，并将活塞承受的气体压力传给连杆。,连杆组,连杆组包括连杆、连杆螺栓和连杆轴承。连杆组的功用是连接活塞和曲轴，将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。,汽车构造与驾驶,讲义,21,曲轴飞轮组,汽车构造与驾驶,讲义,22,曲轴,的功用是把活塞的往复运动变为旋转运动，并把连杆传来的切向力转变为扭矩，以对外输出功率和驱动各辅助系统。,曲轴可分为,主轴颈,、曲柄销、,曲柄,、曲轴前端和后端五部分。曲轴前端装有,正时齿轮,、,风扇皮带轮,和起动爪等零件。后端固定飞轮。主轴颈装在曲轴箱的主轴承里，大多数主轴承采用滑动轴承（轴瓦）。,汽车构造与驾驶,讲义,飞轮,的功用,是贮藏和释放能量，帮助曲柄连杆机构越过上、下止点以完成辅助行程，,并,使曲轴旋转均匀，此外还能帮助克服短时间的超负荷。,23,汽车构造与驾驶,讲义,飞轮上刻有表示活塞在汽缸中特定位置的记号，所以曲轴和飞轮的连接必须严格定位，一般都采用定位销，也有采用将两个飞轮螺栓颈部滚花或加工成不对称的螺孔进行定位。飞轮的边缘上一般都镶有齿圈以便在启动时由启动机小齿轮带动旋转。,为何飞轮上要刻有记号？,答：为了保持飞轮（包括曲轴连杆活塞等）和离合器总成出厂时的,动平衡,状态。,24,汽车构造与驾驶,讲义,（2）机体,主要包括,机体,、,汽缸套,（汽缸以,汽缸套,的形式与机体分开，其目的是降低机体成本，而且缸套磨损后可以更换，不必将整个机体报废，工作时，活塞在其间做往复运动）、,汽缸盖,及,汽缸垫,等。,25,气缸盖,用以密封汽缸，构成燃烧室，缸盖上安装火花塞或喷油器、进、排气门以及布置进、排气道和冷却水通道。,汽缸盖结构形状非常复杂，温度分布很不均匀。为此，要求缸盖应具有足够的强度和刚度。,汽车构造与驾驶,讲义,26,答：发动机工作不平稳，因为个别汽缸不工作，功率下降；冷却水箱中出现气泡，并开锅；怠速时，排气管消声处出现不正常的“砰砰”声,。,汽缸垫,多采用金属一石棉缸垫，安装在缸盖与机体之间，其功用是保证汽缸盖与机体接触面的密封，防止漏水、漏气。,烧坏缸垫会出现哪些不良现象？,汽车构造与驾驶,讲义,27,汽车构造与驾驶,讲义,（1）配气机构的功用与组成,2）配气机构,配气机构,的,功用,是按照内燃机的工作循环，准时地供给新鲜气量(空气或可燃混合气)，及时并,尽可能彻底,地排除废气。换气系统主要由空气滤清器、进气管道、,配气机构,、排气管道、消音灭火器等组成。,28,汽车构造与驾驶,讲义,（2）配气机构的主要机构与装置,顶置式,配气机构,如左图：1-气门；2-气门导管；3-气门弹簧；4-摇臂；5-摇臂轴；6-固定螺钉；7-调节螺钉；8-推杆；9-随动柱；10-凸轮轴；11-正时齿轮,29,汽车构造与驾驶,讲义,侧置式,配气机构,如右图：1-气门；3-气门弹簧；6-固定螺钉；7-调节螺钉；9-随动柱；10-凸轮轴；,30,汽车构造与驾驶,讲义,（3）内燃机的换气过程,内燃机的每个实际循环结束必须用可燃混合气或新鲜空气重新充入汽缸取代燃料燃烧后的废气。,前一循环的排气过程和后一循环的进气过程互相衔接并有一定重叠,，它们进行的特点又较相似，所以合称为换气过程。,排气愈彻底，进气才能愈充分，愈有利于以后燃烧过程的进行,。,因此，换气过程的完善程度，将直接影响发动机的动力性和经济性。,31,配气相位,为使内燃机进气充足、排气彻底，进、排气门大都,提前开启,和,延迟关闭,。即进、排气门并非在活塞运动时的两个极限位置才开启和关闭。进、排气门的实际开闭时刻和延续时间所对应的曲轴转角称为,配气相位,。如右图所示。,汽车构造与驾驶,讲义,32,四行程内燃机排气门的实际开启时间是在作功行程活塞到达下止点前30,o,至60,o,，,称为,排气提前角,，,经过排气行程，当活塞到达上止点后10,o,30,o,排气门才关闭，这个角度称为,排气延迟角,。进气门的实际开启时间是在排气行程活塞到达上止点前0,20,o,，,称为,进气提前角,，,经过进气行程，当活塞到达下止点后20,o,60,o,，,进气门才关闭，这个角度称为,进气延迟角,。,汽车构造与驾驶,讲义,由此可知，进排气门在排气上止点附近有一同时开启的时间，用曲轴转角表示，即为,“进气提前角+排气延迟角”,。,在这段时间里，由于进、排气门开启的角度均不大，在汽缸压力和高速排气流的惯性作用下，不致使废气窜入进气道或新鲜气体随废气一同排出。,33,作功膨胀后期汽缸内气体压力在 294,kPa,以上。这时排气门提前开启，利用废气压力向缸外排气，直到汽缸内气体压力接近于大气压力，这个时期称为,自由排气阶段,。在汽缸压力达到大气压以后，缸内废气靠活塞强制排出，即,强制排气阶段,。这一阶段一直持续到活塞到达上止点，此后利用气体流动惯性继续排气直到排气门关闭为止，这个阶段为,惯性排气阶段,。排气门关闭时，汽缸内仍有残余废气，汽缸内气体压力略高于环境压力。,汽车构造与驾驶,讲义, 换气过程,34,需要注意的是：,进气门在排气行程活塞到达上止点前提前开启，这是和排气门,叠开的阶段,，此时汽缸压力高于大气压力。进气管内新鲜气体的吸入要待进气行程活塞下行到一定程度，汽缸压力低于进气管内压力之后才能进行。随着活塞的不断下行，汽缸内的真空度越来越大，进气管内气体的流动速度也在逐渐增加，进入汽缸的气体也越来越多。当活塞越过下止点而上行时，由于进气门延迟关闭，气体可在惯性作用下继续充入气缸直到进气门关闭为止。由于受进气系统阻力的影响，进气终了的汽缸压力总是低于环境压力。,汽车构造与驾驶,讲义,35,3）燃油供给系,汽车构造与驾驶,讲义,（1）,燃油供给系的功用及组成,汽油机燃油供给系的功用是将汽油与空气混合成可燃混合气，并按汽油机的工作需要向气缸中供给一定浓度和数量的混合气。,汽油机的燃油供给系由,燃油箱,、,滤油杯,、,输油管,、,化油器,及,空气滤清器,等零部件组成。,燃油箱装在较高的位置上，,汽油,在本身重力作用下从油箱流入滤油杯，在滤油杯中分离出水分和杂质，然后流入化油器。,空气,经滤清器后，在吸气时经过化油器的喉管与汽油初步混合，形成可燃混合气，再经进气管进人气缸，在气缸压缩行程终了时被电火花点燃，燃烧做功，燃烧后的废气经排气管排出气缸外。,见下图。,36,汽车构造与驾驶,讲义,汽油机燃油供给系组成,示意图,37,简单化油器通常由,浮子,、,浮子室,、,主量孔,、,主喷管,和,喉管,组成,(,见下页图,),。,（）化油器,简单化油器的组成,当汽油机工作时，活塞下行，使气缸中产生真空，空气经滤清器进入化油器。当空气流经喉管时，由于喉管通道较狭窄，空气流速突然加快，使主喷管上方的压力下降。由于浮子室与大气相通，这样浮子室内的压力高于主喷管处的压力。在这个压力差的作用下，汽油从浮子室内被吸出，从主喷管喷出，并立即被高速气流吹成雾状而汽化，与空气混合成混合气，经进气管进入气缸。,化油器的工作原理,汽车构造与驾驶,讲义,38,汽车构造与驾驶,讲义,简单汽化器,示意图,39,汽车构造与驾驶,讲义,A.,为保持浮子室内油面恒定，,浮子室必须直接或间接与大气相通。,当浮子室内油面上升到一定高度时，浮,子,将针阀顶起堵住进油口，汽油不再进入浮,子,室；当汽油机工作时，油面下降，浮子和针阀跟着下落，将进油口打开，汽油继续流入，直到油面上升到原来高度为止。,掌握化油器工作原理的要点,：,B.,主喷管喷出汽油的数量由浮子室油面高度和主量孔控制。,浮子室内要经常保持一定的油面高度。主量孔一般单独做成一件，以便能取下更换，其中小孔的尺寸和形状制造非常精确，应注意保护。,40,汽车构造与驾驶,讲义,C.,混合气的成分由节气门,(,油门,),控制。,节气门开度小，喉管处的压力差小，从主喷管中喷出的汽油少，因而形成较稀混合气；节气门开度增大，喉管处的空气流速加快，喉管处的压力差增大，从主喷管中喷出的汽油量增加，因而混合气较浓。,混合气的浓度用,空气与汽油的质量之比即,空燃比,用,R,来表示，有时也用过量空气系数,来表示，即,实际空燃比与空气和汽油完全燃烧的理论空燃比之比,。,汽油机对化油器的要求,41,汽油机各种不同的工作状态要求使用不同浓度的混合气。下表列出了汽油机各种不同的工作状态时对混合气浓度的要求。,汽油机各种工况对混合气浓度的要求,:,汽油机工况,空燃比,R(,空气与汽油的,质量之比,),启动工况,怠速工况,正常转速,满负荷工况,加速工况,8:1,11.5:1,15:1,12.5:1,9:1,下面分析一下简单化油器在各工况时提供混合气浓度的情况,:,汽车构造与驾驶,讲义,42,汽车构造与驾驶,讲义,由于,:,机器温度低，汽油不易蒸发；,启动时曲轴转速很低，空气流经化油器喉管的速度低，不能使汽油很好地雾化，大部分汽油呈油粒状态附在进气管壁上，少量蒸发出来的汽油蒸气随空气进入气缸，这种浓度很稀的混合气无法点燃；,简单化油器仅靠喉管处的真空度来吸油，启动时空气流速低，喉管处真空度很小，从主喷管中喷出的汽油也很少；,汽油机启动时,要求化油器,能,供给,较,多的汽油，使蒸发出来的汽油蒸气与空气混合成能达到着火浓度的混合气,，,保证汽油机启动,。,可见，简单化油器的性能与汽油机启动时的要求刚好相反。,(,A),启动工况,43,汽车构造与驾驶,讲义,汽油机在怠速工况时，节气门开度很小，流入气缸的混合气量也很少，汽油机在空负荷状态下以最低稳定转速运转。由于转速较低，空气在化油器喉管内流速不大，汽油雾化不好。同时，由于每次循环进入气缸中的新鲜混合气数量很少，而前一循环残留在燃烧室内的废气量基本不变，因而，混合气中废气比例很高，使混合气不易着火燃烧。为了在汽油雾化不良的情况下获得足够的汽油蒸气，保证汽油机稳定运转，要求在怠速时，应供给汽油机较浓的混合气，其值为,0.6-0.8。,简单化油器也不能满足汽油机怠速工况的要求。,因而，要使汽油机能正常工作，必须在化油器上增加怠速供油系统。,(,B),怠速工况,44,汽车构造与驾驶,讲义,当负荷逐渐增大时，汽油机转速升高，节气门的开度逐渐增大，有利于汽油雾化，混合气燃烧完全。,因此，只需稍稀混合气就能满足要求,。,简单化油器在负荷由小变大时，由于喉管处空气流速逐渐增加，其真空度也逐渐增大，使主喷管喷出的汽油增加，混合气变浓，这与汽油机的要求恰好相反,。,汽油机在小负荷工况下，每次工作循环进入气缸的新鲜混合气的数量也较少，而气缸中的废气量基本不变，使混合气被冲淡。,因此，仍需较浓混合气,。,(,C),负荷工况,(D),变负荷工况,通过以上分析，可以看出：简单化油器在汽油机启动、怠速工况时，所供给的混合气太稀，使汽油机无法启动和怠速运转；在负荷逐渐增大时供给的混合气太浓，经济性变差。,45,汽车构造与驾驶,讲义,在所有化油器上都,设置有一个启动加浓装,置即阻风门，以使化油,器在汽油机启动时能供,给更多的汽油(,如右图,)。,(3),实际化油器的附属装置,由于简单化油器无法满足汽油机各种工况下对混合气的要求，因而实际应用的化油器都是在简单化油器结构的基础上增设一些附属装置而成的。,启动装置,46,汽车构造与驾驶,讲义,阻风门安装在化油器的进气端。汽油机启动时，先适当关闭阻风门，这时由于阻风门前气体受阻而不能较多地流入化油器喉管，所以当汽油机运转时，阻风门后形成较大真空度，汽油便从主喷管较多地喷出，使混合气变浓。汽油机启动后，应逐渐打开阻风门，以免混合气过浓。,另外，有些化油器在化油器盖上装有一个启动,加浓按钮,。启动汽油机前，先按下启动加,浓按钮，使进油道打开，使浮子室内油面升高，有额外的汽油流入,浮子室，使供油量增加，以满足启动时加浓混合气的需要（如上图所示）。,47,汽车构造与驾驶,讲义,为了满足怠速时加浓混合气的需要，在化油器上还附有怠速加浓装置。一般是在化油器上开设,怠速喷孔12,和,怠速空气量孔2,，如右图所示。,怠速装置,48,汽车构造与驾驶,讲义,怠速喷孔开在节气门后方。汽油机怠速运转时，节气门几乎处于关闭状态，喉管处气流,速度缓慢，真空度很小，汽油无法从主喷管喷出。但此时节气门后面产生一定的真空度，汽油便从怠速喷孔中喷出。为了使汽油更好地雾化，还在化油器内设有怠速空气量孔，,空气从怠速空气量孔进入怠速喷孔，使从怠速喷孔中喷出的汽油预先和空气混合成为一种,泡沫状油液,，汽油更易气化，并与从节气门边缘狭缝中流过的高速空气混合，形成良好的混合气进入气缸。,49,汽车构造与驾驶,讲义,汽油机汽缸内的混合气是由火花塞产生的电火花点燃的。提供火花塞产生电火花的全部装置，称为,点火系,。其功用是：按照内燃机的工作顺序，定时地供给足够能量的高压电，使火花塞产生足够强的电火花，以点燃混合气。,要求点火系在,各种使用条件下,都能产生电火花所需的高电压,(1k,20k),称为,击穿电压,，同时还应具有足够的点火能量和合适的点火时刻,。,按照产生高压电方法的不同，常用的点火系可分为,蓄电池点火系,和,磁电机点火系,两种。,4),汽油机点火系,(,）,点火系的功用及组成,50,汽车构造与驾驶,讲义,下页图为普通触点式点火系，低压回路有蓄电池和发电机、点火开关、断电器以及点火线圈中,匝数较少的初级线圈,；高压回路包括点火线圈中,匝数较多的次级线圈,、配电器、高压线及火花塞。,汽油机工作时，由配气凸轮轴驱动断电器凸轮轴旋转而操纵断电器的触点开闭。,当触点闭合时，低压回路接通，点火线圈中的初级线圈通电后而产生磁场，并由铁芯的作用而加强。当断电器凸轮顶开触点时，初级电流及磁场迅速消失，因而便在次级线圈中感应出高的电压，使火花塞两电极间产生电火花。,(2,）普通触点式蓄电池点火系,51,汽车构造与驾驶,讲义,52,汽车构造与驾驶,讲义,磁电机点火系由磁电机和火花塞组成。,磁电机,磁电机既是一种发电装置，也是升压变压器，它的功能是根据汽油机的需要在规定时间内产生高压电，供给火花塞产生火花。小型汽油机大多采用飞轮磁电机，它主要由,磁极,、,点火线,圈,、,断电器,等组成,。,(3,）磁电机点火系,53,汽车构造与驾驶,讲义,磁电机工作原理如下图所示。,磁电机点火系的工作原理,54,汽车构造与驾驶,讲义,当飞轮转动时，镶嵌在飞轮上的四块永久磁铁随飞轮一起转动，形成一个旋转磁场，使通过点火线圈铁芯中的磁通量的大小和方向不断地发生变化，因此，在初、次级线圈中产生感生电动势。,当断电器触点处于闭合状态时，初级线圈中产生感生电流。由于电流的流动，它又感生出一个电枢磁场，这个磁场与永久磁铁所产生的磁场叠加在一起，通过次级线圈。,当初级线圈中的电流及其所产生的磁场达到最大值时，断电器触点打开，低压电路被切断，电枢磁场也随之消失，在初级线圈和次级线圈中均感应出电动势。次级线圈的感生电压在,1,万,v,以上，作用在火花塞两极上产生火花，将混合气点燃。,55,5),润滑系,润滑系的功用是向各摩擦表面提供干净的润滑油，,以减少摩擦损失和零件的磨损；,通过润滑油的循环，还可冷却和净化摩擦表面；,润滑油膜附着在零件表面，能防止氧化和腐蚀，,同时还能起到密封作用。,(1,）润滑系的功用与润滑方式,内燃机的润滑方式有两种：一是,压力润滑,，就是利用机油泵将机油加压后送到需要润滑的摩擦表面进行润滑,;,二是,飞溅润滑，就,是利用运动零件飞溅起来的润滑油滴或油雾，散落在摩擦表面或经汇集后从油孔流到摩擦表面进行润滑。,汽车构造与驾驶,讲义,56,润滑系所使用的介质是机油，其最主要的性能指标是,黏度,，通常用运动黏度来表示，按其在100时运动黏度的大小可分为多种牌号。汽油机润滑油有,6(,北方地区冬季,)、10(,南方全年或北方夏季,),和,l5 (,南方全年或北方夏季且磨损较大,),四个牌号，其代号分别为,HQ6、HQ10,和,HQ15。,柴油机机油有8,(,北方地区冬季,),、1,l (,南方全年或北方夏季,),、14 (,夏季且负荷大磨损严重,),三种牌号，其代号分别为,HC8、HE11,和,HC14。,牌号越高，黏度越大。,一般情况下，汽油机冬季用,HQ-6，,夏季用,HQ-10，,当汽油机严重磨损时，夏季用,HQ-15,号。柴油机夏季用,HC11,或,HC14，,冬季用,HC8,或,HC11，,当柴油机磨损严重、连续重负荷作业时，应选用黏度较大的润滑油。,汽车构造与驾驶,讲义,57,润滑系主要由,油底壳,、,集滤器,、,机油泵,、,机油滤清器,、,机油压力,表等组成。如下图所示。当内燃机工作时，润滑油路如下：油底壳,集滤器,机油泵,（加压）,滤清器 主油道 然后再分送至连杆轴承、凸轮轴各轴承等摩擦表面进行润滑。 经连杆身油道进入连杆小端内以润滑衬套和活塞销，然后这部分润滑油直接喷到缸壁上润滑缸套和活塞。,汽车构造与驾驶,讲义,(2,）润滑系的组成与工作原理,58,汽车构造与驾驶,讲义,59,内燃机工作时，气缸内气体温度可高达1800-2000,。,与高温气体接触的零件受热，温度会升得很高，致使强度下降，正常配合破坏并使机油变质，所以必须设置冷却系统，对受热零件进行冷却。冷却系的功用是及时带走高温零件吸收的热量，使柴油机在最适宜的温度下工作。,冷却的方式有风冷和水冷两种。,风冷,是用高速流动的空气直接冷却受热零件表面；,水冷,是用水吸收高温零件的热量，然后再散发到大气中。,汽车构造与驾驶,讲义,6),冷却系,(1,）冷却系的功用与组成,目前，大多数内燃机的冷却系采用的都是水冷，常用的水冷却方式有,蒸发式,和,循环式,两种。,60,蒸发式,的水冷绝大多数用在单缸柴油机上，其作用原理是利用水在蒸发时会带走大量的热量，从而使受热的零件得到冷却。,常用的,压力循环,式的水冷却系统中装有水泵，在水泵的作用下，强制冷却水在水套和散热器之间循环，它的特点是工作可靠、散热能力强，适用于大、中型柴油机。为了控制散热器散热速度，一般设有水温调节装置，使发动机在不同的使用条件下都能迅速达到并保持正常的工作温度。,汽车构造与驾驶,讲义,压力循环水冷却系统,主要由散热器(水箱)、风扇、水泵、水温调节装置等组成，如下图所示。,（2）冷却系的主要部件,61,汽车构造与驾驶,讲义,62,散热器的功用是将从水套吸热后的冷却水所携带的热量散发到大气中，从而降低冷却水的温度。它由,上水箱,、,散热器芯,和,下水箱,组成。散热器芯是由导热良好的钢料制成的许多小管。小管周围还镶有多层散热薄片，上下水箱靠这些小管相连通，形成散热器整体。上水箱有加水口，口上装有水箱盖。下水箱底部有放水开关，冬季柴油机工作结束后，要将水箱及水套中的水放净，防止机体冻裂。,风扇,与,水泵,一般安装在同一根轴上，由曲轴皮带轮驱动。风扇的作用是产生强大的气流吹到散热器芯上，以增强冷却水的散热作用。水泵的作用是使冷却水以一定的压力加速循环流动，一般采用离心式水泵。,在工作中应定期检查和调控风扇皮带的松紧度，以保持冷却水有,适宜的水温(85-95,)。,汽车构造与驾驶,讲义,63,内燃机启动时必须克服各运动部件的,摩擦阻力,、机件加速运动的,惯性力,和,压缩新鲜充量的阻力,，所以在起始阶段必须借助外力帮助曲轴旋转。曲轴在外力作用下开始转动过渡到能自动维持稳定运转的过程，称为,启动,。,柴油机启动时所需要的最低转速是100300,rmin，,汽油机为5070,rmin。,根据内燃机的用途、功率大小、结构型式和使用燃料的不同，采用的启动方法也不同。常用的启动方法有：,人力启动,和,电动机启动,。人力启动只适用于小功率内燃机，每次起动时间不应超过30,s；,应用最广泛的是电动机启动。,汽车构造与驾驶,讲义,7,）启动系,（1）发动机的启动方法,64,电动机启动被广泛应用在汽车、拖拉机上。目前，汽车、拖拉机的发动机普遍采用串激直流电动机(其磁场绕组与电枢绕组串联)作为启动机。其电磁式啮合驱动机构如下页图所示。,汽车构造与驾驶,讲义,（2）电启动机啮合驱动机构,65,启动时，接通启动开关，由于吸拉线圈和保持线圈通电后产生的电磁吸力吸动铁芯,左移,，带动传动叉将单向离合器的驱动齿轮与飞轮齿圈啮合。此时，电枢绕组和激磁绕组均已通电，但,因吸拉线圈串入在电路中，电流较小,，故电动机转速慢，使驱动齿轮与飞轮齿圈的啮合较柔和。,铁芯继续左移，使动触桥与定触点接触，此时,吸拉线圈被短路，,保持线圈仍通电流，其电磁吸力保持动触桥与定触点闭合，蓄电池直接接通电动机而开始工作。启动后，断开启动开关，切断电源，保持线圈磁力消失，铁芯在回位弹簧作用下复位，电动机停止工作。电动机每次连续工作不应超过5,1,5,s，,如果一次不能启动，最少应间隔半分钟后再启动，否则会使线圈发热以致烧坏。,汽车构造与驾驶,讲义,66,4,、汽车新型发动机技术简介,众所周知，汽车发动机是靠燃料在发动机气缸内燃烧从而对外输出功率。在发动机排量一定的情况下，若想提高发动机的输出功率，除了,更,多提供燃料燃烧，就是提供更多的空气。,增压技术就是一种,提高发动机进气能力,的方法。,涡轮增压,是利用发动机排出的废气推动涡轮叶片，进而带动同轴叶轮，向空气滤清器内压入更多的空气，使之增压进入汽缸，发动机内的空气压力和密度随之升高。,更好地满足燃料燃烧的需要，从而达到提高发动机功率的目的。,4.1,涡轮增压发动机,（,Turbo),汽车构造与驾驶,讲义,67,优点：,在不增加发动机排量的基础上，可大幅度提高输出功率和扭矩，其输出的最大功率大约可提高,30,；,由发动机废气驱动，不会浪费发动机的动力，燃油经济性好。,缺点：,发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响。这就是至今为止，增压技术在汽油机上得不到广泛应用的主要原因；,另外,涡轮工作有迟滞现象,，发动机转速超过,1500r/min,甚至,1750r/min,涡轮才会启动；,由于涡轮惯性，改变发动机功率和扭矩存在滞后，比如加速超车时，大力踩下油门踏板，车速提升会有延迟,。,汽车构造与驾驶,讲义,68,涡轮增压发动机,汽车构造与驾驶,讲义,69,机械增压的压缩机直接被发动机的曲轴带动，它的优点是响应性好。但是它本身需要消耗一部分能量，因此机械增压不能产生特别强大的动力，尤其是在高转速时，从而影响到发动机转速的提高。,传统的机械增压器在中低转速时，对发动机的动力输出有明显改善，但峰值功率出现较早，发动机最高转速较低。,这种发动机可以在任何时候，都能输出源源不断的扭力，大大减小换档频率。,所以，机械增压非常适合匹配在又大又重的豪华车上，而,讲求高速性能的跑车,就很不适合采用它了。,4.2,机,械增压发动机,（,Supercharger,）,汽车构造与驾驶,讲义,70,优点：,响应性好，完全没有采用废气涡轮增压技术涡轮的迟滞现象，可以在任何时候都能输出源源不断的扭力。,缺点：,在摩擦力的作用下，机械增压容易产生一种特有的噪音，追求舒适的豪华轿车要想采用它，就必须采用各种手段来减少这种噪音，,因仍以发动机为动力，消耗能量，燃油经济性差,。,代表车型：,北京奔驰,C200K,汽车构造与驾驶,讲义,71,机,械增压发动机,汽车构造与驾驶,讲义,72,4.3,汽油直喷技术,(FSI),FSI,是,Fuel Stratified Injection,的词头缩写，意指,燃油分层喷射,。燃油分层喷射技术是发动机,稀燃技术,的一种。什么叫,稀燃,？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达,1:25,以上。它的,特点是,在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的,涡流形态,进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围,。,优点：,在大幅提高了燃油的经济效率的同时也增加发动机的功率。,缺点：,对油料品质的要求十分苛刻。,代表车型：,奥迪,A4 2.0T,奥迪,A6 2.0T,汽车构造与驾驶,讲义,73,汽油直喷技术发动机,汽车构造与驾驶,讲义,74,全铝发动机与铸铁发动机,最大的不同就是重量较轻，,全铝合金,发动机比铸铁发动机可以,轻一半的重量,。重量减轻最直接的效果便是油耗量的降低。而发动机的重量也直接影响车辆的行驶性能，由于一般轿车多为前轮驱动，如前轮重量过重，车辆拐弯时会引起过多转向，并且制动距离也会加长。,优点：,可以减轻约一半的发动机重量，能有效降低燃油消耗和提高操控性能。,缺点：,铝,合金,材料价格比较昂贵。,代表车型：,骐达,SWIFT,雨燕,奥迪,A8,4.4,全铝发动机,汽车构造与驾驶,讲义,75,全铝发动机,汽车构造与驾驶,讲义,76,壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在,摆线形缸体内,相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。,每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行,，这明显区别于往复式发动机。,优点：,燃油经济效率高、发动机结构简单、振动小。,缺点：,耐用性不高，加工成本高。,代表车型：,马自达,RX-8,4.5,转子发动机,汽车构造与驾驶,讲义,77,转子发动机,汽车构造与驾驶,讲义,78,水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的,整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,，车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，利于发动机转速得以提升，减少噪音。,优点：,大大降低车辆在行驶中的振动，发动机转速得到很大提升，减少噪音。,缺点：,发动机各部份的设计和生产工艺均要求相当苛刻。,代表车型：,斯巴鲁翼豹,WRC,保时捷,911,4.6,水平对置发动机,汽车构造与驾驶,讲义,79,水平对置发动机,汽车构造与驾驶,讲义,80,共轨式,柴油,喷射系统：,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开,。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，,燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定,。,燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。,喷油量的大小取决于燃油的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性,。,4.7,共轨柴油喷射系统,汽车构造与驾驶,讲义,81,优点：,传统的由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式油泵的发动机，,燃油系统压力与发动机转速呈线性关系,，在发动机低转速时形成燃油压力不足，而共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力，,并且灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制，在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率,。,由于压力的形成与喷射过程分离，使发动机设计人员在研究,燃烧,和,喷油,过程时获得了更大的自由,。可根据发动机工况的要求调节喷射压力和喷射正时，使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧，所以即使是在很低的转速也能获得大扭矩。该喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了很大的进步，和很好的经济效率，并且低速扭矩可以获得很好的动力。,缺点：,发动机产生的噪音和震动大。,代表车型：,宝来,1.9TDI,奥迪,A6 2.5TDI,华泰现代特拉卡,2.9CRDi,汽车构造与驾驶,讲义,82,共轨柴油喷射系统发动机,汽车构造与驾驶,讲义,83,