汽车概述.ppt

2019/12/11,1,第三章普通货运汽车,主要内容：1汽车总体构造、基本行驶原理；2、汽车发动机；3、汽车底盘；4、汽车的主要使用性能和主要技术性能参数。,2019/12/11,2,1、汽车的基本概念,汽车是由动力装置驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车是用于物流领域完成道路运输任务的的主要物流技术装备。按其用途和使用条件可分为普通货运汽车和专用汽车两大类。普通货运汽车是具有栏板式车辆、用于运载各种普通货物的汽车；专用汽车是装置有专用设备，具备专用功能，用于承担专门运输任务的汽车。,2019/12/11,3,汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备四个部分组成。典型的货车总体构造如图0-1所示（2）。2.1发动机基本功用：使供入其中的燃料燃烧产生动力，是汽车行驶的动力源。2.2底盘基本功用：接受发动机的动力，使汽车正常行驶。底盘主要由行驶系、传动系、制动系和转向系四个子系统组成。,2汽车的总体构造,2019/12/11,4,2.3车身,是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。典型的货车车身由驾驶室和货箱组成。2.4电气设备由电源和用电设备组成。包括蓄电池、发电机、起动系、点火系以及汽车的照明、信号装置和仪表等。现代汽车上还大量采用了各种微机控制系统和人工智能装置，如故障自诊、防盗、巡航控制、制动防抱死、车身高度调节等系统。,2019/12/11,5,3汽车行驶的基本原理,欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力，用以克服行驶中遇到的各种阻力。3.1汽车的行驶阻力通常情况下，汽车的行驶阻力有：滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力。汽车所受到的总阻力：F=Ff+Fw+FiFj,汽车行驶基本原理图,2019/12/11,6,3、汽车行驶的基本原理,汽车正常情况下的状态：当FFt时，剩余驱动力为0，汽车将匀速行驶；当FFt时，汽车将减速直至停车。,问题：是否汽车驱动力足够大就一定能正常行驶？,2019/12/11,7,3、汽车行驶的基本原理,附着力：路面对驱动轮切向反力的极限值F=.,驱动轮对路面的垂直作用力或路面给驱动轮的法向反力,附着系数：取决于路面状况、轮胎气压和花纹等。一般由试验决定。,因此，汽车正常行驶应满足的条件：FFtF,2019/12/11,8,4、发动机总体构造和工作原理,主要内容：发动机的总体构造；四冲程内燃机的工作原理；发动机的主要性能指标。,2019/12/11,9,汽油发动机外观图,2019/12/11,10,东风柴油发动机外观图,2019/12/11,11,作用:维持发动机工作循环，实现能量转换的主要机构。组成：机体组；活塞连杆组；曲轴飞轮组。,机体组,4.1发动机的总体构造4.1.1曲柄连杆机构,2019/12/11,12,活塞连杆组、曲轴飞轮组,2019/12/11,13,4.1.2配气机构,作用：适时开关进排气门，使可燃混合气及时进入气缸，废气及时排出气缸。组成：进气门、排气门、进排气门驱动机构（凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂等）,2019/12/11,14,作用：将汽油和空气混合成可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。组成：汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等。,4.1.3燃料供给系,2019/12/11,15,功用：保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。组成：蓄电池、点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞等。,4.1.4点火系,2019/12/11,16,作用：把受热机件的热量散到大气中去，保证发动机在正常温度下工作。组成：水泵、散热器、水套、风扇等。,4.1.5冷却系,2019/12/11,17,作用：将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。组成：机油泵、集滤器、润滑油道、机油滤清器等。,4.1.6润滑系,2019/12/11,18,4.1.7起动系,作用：使静止的发动机起动，并转入自行运转状态组成：起动机及附属装置,2019/12/11,19,4.2四冲程汽油发动机工作原理,要求：掌握有关术语掌握基本工作原理,2019/12/11,20,1)上止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处，通常指活塞最高位置。2)下止点：活塞顶离曲轴回转中心最近处，通常指活塞的最低位置。3)活塞行程（）：上下两止点之间的距离。,4.2.1基本术语,2019/12/11,21,4)曲柄半径（）：与连杆下端相连的曲柄销中心到曲柄回转中心的距离。显然：25)气缸工作容积（Vh）活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。6)发动机工作容积（VL）发动机所有气缸工作容积之和。,4.2.1基本术语,2019/12/11,22,7)燃烧室容积（VC）活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，其容积叫燃烧室容积。8)气缸总容积（Va）活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积。9)压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比。,4.2.1基本术语,2019/12/11,23,单缸四冲程汽油机工作原理示意图,4.2.2工作原理,2019/12/11,24,进气门开启，排气门关闭；活塞由上止点向下止点移动；可燃混合气在真空吸力作用下进入气缸；活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。进气终了时气缸内气体压力约为7590kpa,气体温度约370440。,1)进气行程,2019/12/11,25,进、排气门均关闭；活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动；活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，混合气温度和压力不断增高；活塞到达上止点时，压缩行程结束。压缩终了，气缸内压力约为6001500kpa；温度约为600800（远高于汽油的点燃温度，263）,2)压缩行程,2019/12/11,26,压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体温度和压力迅速提高，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆驱动曲轴旋转对外输出作功，当活塞到达下止点时，作功行程结束。作功初期，气体压力和温度急剧上升，瞬时压力可达35Mpa，作功终了时，压力约为300500kpa，温度约为15001700。,3)作功行程,2019/12/11,27,排气门打开，进气门关闭；活塞在曲轴带动下由下止点向上止点运动；废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸；当活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。排气终了时，压力约为105125kpa，温度约9001200。排气行程结束后，进气门再次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复始，发动机自行运转。,4)排气行程,2019/12/11,28,4.3四冲程柴油发动机的工作原理,2019/12/11,29,工作原理,1)进气行程：进入气缸的是纯空气，进气终了时空气压力和温度有所不同；2)压缩行程：压缩的是纯空气，压缩终了压力和温度比汽油机高；3)作功行程：压缩行程末，高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内，与高温空气迅速混合形成可燃混合气，并自行着火燃烧，此后一段时间内，边喷油边燃烧，气缸内的压力和温度急剧上升，推动活塞下行作功。4)排气行程：与汽油机基本相同。,2019/12/11,30,两种不同发动机的工作原理比较,相同点：1）每个工作循环曲轴转两圈，每一行程曲轴转半圈，进气行程进气门开启，排气行程排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭；2）四个行程中只有作功行程产生动力，其它三个行程是辅助行程；3）发动机运转的第一个循环必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可以完成以后的行程，发动机便可自行运转。,2019/12/11,31,不同点：,1）可燃混合气形成方式不同汽油机在气缸外面形成，而柴油机是在气缸内部形成；2）着火方式不同汽油机由火花塞点燃可燃混合气，柴油机靠自燃。汽油机有点火系，而柴油机无点火系。,2019/12/11,32,4.4发动机的主要性能指标,为了使汽车能很好地完成运输任务，汽车发动机应具有良好的动力性能和经济性能。动力性能指标：有效扭矩Me、有效功率Ne等；经济性能指标:有燃料消耗率ge,百公里燃料消耗量等。,2019/12/11,33,1）有效扭矩Me,它是内燃机曲轴传给汽车传动系的力矩，单位为Nm。它是作功过程产生的气体作用力P，克服了各部分阻力之后，曲轴能够供给外界使用的扭矩，见右图。式中：转动曲轴的切向力（）；曲柄半径（m）,图曲柄连杆机构作用力图,连杆,活塞,曲柄,连杆轴颈,2019/12/11,34,2）有效功率Ne,它是内燃机曲轴输出的功率，单位为kw。有效功率可用下式计算,有效扭矩,发动机转速,2019/12/11,35,3）燃料消耗率,它是内燃机每发出1kw有效功率，在lh内消耗的燃料克数。燃料消耗率越低，说明燃油经济性能越好。单位是gkwh，燃料消耗率用下式计算：式中：b内燃机每小时耗油量（kg/h）。,2019/12/11,36,5、汽车底盘,主要内容：5.1汽车传动系5.2汽车行驶系5.3汽车制动系5.4汽车转向系,2019/12/11,37,5.1汽车传动系,基本内容:传动系基本组成与功能；各组成部件基本结构与工作原理,2019/12/11,38,5.1.1传动系的基本功用,功用：将发动机发出的动力按照需要传给驱动车轮。,图3-62普通机械式传动系的基本构成及动力传递关系示意图,2019/12/11,39,1)变速、变扭适合不同场合的行驶需要2)实现汽车倒驶在发动机旋转方向不变的情况下使驱动轮反向旋转。3)必要时中断动力传动起动、换档4)差速转弯时两侧车轮的滚动角速度不同差速器。,具体功能,2019/12/11,40,5.1.2传动系的基本组成,普通载货汽车的传动系主要由离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥组成。5.1.2.1离合器的作用（1)使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步；（2)暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机起动和换档；（3)限制所传递的扭矩，防止传动系过载。,2019/12/11,41,5.1.2.1磨擦片式离合器的基本构造,离合器在车上的位置：发动机与变速箱之间,2019/12/11,42,膜片弹簧式离合器组成,2019/12/11,43,摩擦片式离合器的组成,1）主动部分：飞轮、离合器盖、压盘。2）从动部分：从动盘3）压紧机构：压紧弹簧4）分离机构：分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉5）操纵机构：踏板、拉杆、拉杆调节叉,2019/12/11,44,5.1.2.2普通齿轮式变速器,基本功用（1)改变传动比，从而改变汽车的行驶速度和牵引力；（2)改变驱动轮的旋转方向，实现倒档行驶；（3)设置空档，以利于发动机起动、怠速、换档、滑行；,2019/12/11,45,变速器的工作原理,（1)变速、变扭利用若干对大小不同的齿轮副传动改变驱动轮所需的扭矩和转速。若主动齿轮小，从动齿轮大，降速；反之，则升速；在改变转速的同时改变了转矩。,2019/12/11,46,（2)变换档位,通过改变不同的齿轮啮合实现档位的变换。将3、4脱开，5、6啮合，则档位变化，传动比改变，输出轴的转速和扭矩均改变；当3、4和5、6齿轮均不啮合时，输出轴无动力输出，变速器处于空档。,2019/12/11,47,（3)变向原理,一对外齿轮啮合，主动齿轮与从动齿轮的转向相反；欲使主、从动齿轮转向一致，需加一隋轮；内外齿轮啮合时，主从动齿轮的转向相同；,2019/12/11,48,变速比的概念,i=n1/n2=Z2/Z1=2/1多级齿轮传动的传动比i=所有从动齿轮齿数的连乘积/所有主动齿轮齿数的连乘积=各级齿轮传动比的乘积汽车某一档位的传动比就是该档各级齿轮传动比的连乘积,2019/12/11,49,变速器的总体构造,变速传动机构,变速操纵机构,作用：改变速比和传动方向,由驾驶员直接操纵实现档位的可靠变换,2019/12/11,50,5.2汽车行驶系,5.2.1作用1、把来自传动系传来的扭矩转化为地面对车辆的牵引力2、承受汽车的各种作用力和扭矩3、减少振动缓和冲击，保证汽车正常平顺地行驶。4、实现汽车行驶方向的正确控制,2019/12/11,51,5.2.2汽车行驶系的组成,车轮、车架、车桥、悬架,2019/12/11,52,5.3汽车制动系,5.3.1制动系统的作用和类型；5.3.2制动器5.3.3制动传动装置,2019/12/11,53,5.3.1作用,1）行车过程中使汽车减速或停车。2）驻车时可靠地停在某一位置。5.3.2制动系的分类1）行车制动系：行车过程中使用；2）驻车制动系：停车过程中使用。3)应急制动系：用独立的管路控制车轮制动器作为备用制动系统；4)安全制动系：当制动压力不足时起作用，使汽车不能行驶；5)辅助制动系：下长坡时起到辅助制动的作用，以减轻车轮制动器的磨损和制动热衰退现象。,2019/12/11,54,5.3.3制动系的基本原理,2019/12/11,55,5.3.4对制动系的要求,1)具有良好的制动性能(1）制动距离(2）制动减速度(3）制动力2)制动时的方向稳定性好(1)不跑偏(2)不甩尾3)具有良好的制动效能恒定性(1)具有良好的防热衰退能力(2)具有良好的防水衰退能力,4)操纵轻便(1)踏板力要小；(2)手握力要小。5)制动平顺性好(1)制动力能够方便调节；(2)制动力上升平顺。6)对挂车制动系的要求(1)挂车制动应稍早于主车制动；(2)且当挂车与主车意外的脱开时，挂车应自动制动。,2019/12/11,56,5.3.5车轮制动器,1)鼓式车轮制动器P109图3-73图3-742)钳盘式制动器图3-75,2019/12/11,57,5.3.6气压制动传动装置,2019/12/11,58,5.4汽车转向系,2019/12/11,59,5.4.1汽车转向系的功用与组成,功用：改变汽车的行驶方向。组成：方向盘、转向轴、转向器、转向传动机构,2019/12/11,60,5.4.2转向系角传动比,1)转向系角传动比：转向盘转角与车轮偏转角之比；2)转向器角传动比：转向盘转角与转向摇臂摆角之比；3）转向传动机构角传动比：转向摇臂摆角与车轮偏转角之比；影响：转向系角传动比越大，省力，操纵不灵敏，转向盘转动圈数多,2019/12/11,61,6汽车的主要使用性能和技术参数,6.1汽车主要性能汽车的使用性能是指汽车在一定的使用条件下，以最高效率工作的能力。6.1.1动力性动力性是汽车主要的使用性能之一。只有汽车的动力性好，才有可能提高平均行车速度，汽车的平均行车速度越高，单位时间内完成的货运周转量（百吨公里、千人公里）越大，运输生产率就越高衡量汽车动力性能的指标：最高车速、加速能力、爬坡能力,2019/12/11,62,1)最高车速,汽车的最高车速为汽车在下述条件下能达到的最高车速最大额定裁荷发动机全负荷水平良好的路面无风，1大气压，气温在18-20度,2019/12/11,63,2)加速能力,汽车加速能力的评价指标为原地起步加速时间和超车加速时间。(1)原地起步加速时间是在良好平直的水泥或沥青路面上，汽车满载、用头档或二档起步，以全油门加速，在发动机最大功率转速时换档，全油门加速到最高档最高车速的80以上时所用的时间。(2)超车加速时间是指满载、用最高档，从稍高于该档最低稳定车速的某一低车速加速到另一车速所需的时间。,2019/12/11,64,3)爬坡能力,汽车的爬坡能力是指汽车满载、在良好的水泥或沥青路上，各档能爬过的最大坡度或最大坡道角。在各档最大爬坡度中，最重要的是头档最大爬坡度和直接档的最大爬坡度。(1)头档的最大爬坡度表示汽车的最大通过能力，直接档的最大爬坡度表示汽车不必换入低档的通过能力。(2)直接档的最大爬坡度大，表示在一般坡道上，不必换入低档就可通过，这有利于提高汽车的平均车速并可以减轻驾驶员的疲劳程度。,2019/12/11,65,6.1.2汽车的燃油经济性,汽车的燃油经济性是指汽车以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力，它是汽车的主要使用性能之一。货运企业的燃油经济性考核指标常用L/100tkm为单位，它表示每完成1百吨公里的货物周转量所用燃油的升数,2019/12/11,66,6.1.3汽车的行驶安全性,汽车的行驶安全性包括主动安全性和被动安全性。主动安全性：是指汽车本身防止或减少公路交通事故的能力。它主要与汽车的制动性、操纵稳定性、驾驶的舒适性、视野和灯光等因素有关，此外，动力性中的超车加速时间短，也对行车安全有利。被动安全性：是指汽车发生车祸后，汽车本身减轻人员受伤和货物受损的能力。,2019/12/11,67,6.1.4汽车的操纵稳定性,在驾驶员不感到过分紧张和疲劳的条件下，汽车按照驾驶员给定方向行驶的能力，以及对各种企图改变其行驶方向的外界干扰的抵抗能力，称为汽车的操纵稳定性。操纵稳定性不仅影响到汽车能否如意地进行驾驶，而且也是保证汽车高速行驶安全的一个主要性能。,2019/12/11,68,6.1.5汽车的舒适性,包括行驶平顺性、噪声、空气调节和居住性等内容。4.6汽车的通过性汽车以足够高的平均速度通过不良道路、无路地带和克服障碍的能力。,2019/12/11,69,6.2汽车的主要技术参数,6.2.1质量参数1）整车整备质量：汽车完全装备好的质量。包括：发动机、底盘、车身、全部电气设备和车辆正常行驶所需要地辅助设备的质量；加足燃、润料，冷却液的质量；随车工具、备用轮胎及备品等的质量之和。2）最大总质量：汽车满载时的总质量。包括整车整备质量、最大装载质量。3）最大装载质量：最大总质量和整车整备质量之差。4）最大轴载质量：汽车单轴所承载的最大总质量。,2019/12/11,70,6.2.2汽车的尺寸参数,2019/12/11,71,6.2.2汽车的尺寸