汽车基本结构及工作原理
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按冲程数分类
内 燃 机
二冲程内燃机
四冲程内燃机
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按着火方式分类
内 燃 机
点燃式
压燃式
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按燃料种类分
内燃机
气体燃料 发动机 液体燃料 发动机 多种燃料 发动机
液化 石油 气
天 燃 气
沼 气
柴 油 机
汽 油 机
醇 类
柴油
甲醇
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按进气状态分类
内 燃 机
非增压
增压
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按冷却方式分类
内 燃 机
(1)作用 ●保证发动机在适宜的温度范围内工 作。 (2)冷却方式 ●有水冷和风冷两种。现代汽车几乎 都采用强制水冷。
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(5)冷却液
冷却液种类 有水及加有防冻剂的防冻液。 水冷却液使用注意 不宜添加河水、井水等含矿物质的水,应添 加雨水、雪水或离子交换水。 在严寒冬季易结冰,需放水过夜,否则会使 造成结冰时体积膨胀,胀裂机体、气缸盖的 严重事故。
主要内容
5.2 汽车底盘的基本结构及工作原理 5.3 汽车车身的基本结构及工作原理
1
汽车总体组成
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5.1 汽车发动机基本结构 及工作原理
5.1.1 四冲程汽油机基本结构及工作原理
1.四冲程汽油机基本结构
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2.四冲程汽油机基本工作原理
行程 名称 进气 压缩 作功 曲轴 转角 0º ~180º 180º ~360º 360º ~540º 540º ~720º 活塞 行向 ↓ ↑ ↓ ↑ 进气 门 排气 门 关 关 关
开
关 关
排气
关
开
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工作过程分析
(1)四冲程发动机 活塞在上、下止点间 往复移动四个行程(相当 曲轴旋转了两周),完成 进气、压缩、做功、排气 一个工作循环的发动机称 四冲程发动机。
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(2)冲程与活塞行程
★冲程:指发动机的类型 ★活塞行程:指活塞运行的 上、下两个止点之间的距 离S 。
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★气缸工作容积: 一个活塞在一个 行程中所扫过的 容积。 ★发动机总排量: 一台发动机所有 气缸工作容积之 和。
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汽油机各工况对混合气浓度的要求
发动机工况 起动:(0℃) 起动:(20℃) 空燃比(A/F) 约2 约5
怠速
小负荷 中等负荷(经济车速) 大负荷
约11
12~13 15~18 12~13
加速
8
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汽油机燃料供给系统组成
主要由汽油箱、输油泵、滤清器、 压力调节器、各种传感器、电控喷油 器、电控单元等组成
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★压缩比(ε ):
Va Vc
★气缸总容积(Va): 活塞在下止点时,活塞 顶部以上的气缸容积。 ★燃烧室容积(Vc): 活塞在上止点时,活塞 顶部以上的容积。
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4缸机工作循环(工作顺序1-3-4-2)
曲轴转角 / (0) 0~180 180~360 360~540 第一缸 做功 排气 进气 第二缸 排气 进气 压缩 第三缸 压缩 做功 排气 第四缸 进气 压缩 做功
转向传动机构的功用是将转向器输出的 力和运动传给转向桥两侧的转向节,使 两侧转向轮按要求的角度关系偏转,以 保证汽车转向时各车轮与地面的相对滑 动尽量小。
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4.电子控制动力转向系
理想的转向系应使汽车在静止或低速行驶时, 转向所需操纵力小,轻便省力;而在中高速行 驶时,转向操纵力稍大,增加驾驶员的“路 感”,提高操纵稳定性,保证高速行车的安全。 传统的机械式转向系不能达到这个要求,而电 子控制动力转向系可以满足。
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(2)主销内倾角 (3)前轮外倾角
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(4)前轮前束
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(5)后轮外倾 ●其定义与前轮外倾相似。采用独立后 悬架的大多数车辆常有一个较小的正后 轮外倾角。 (6)后轮前束 ●其定义与前轮前束相似。
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(2)悬架的基本组成
1-弹性元件 2-减振器 3-下摆臂 4-横向稳定杆 5-纵向推力杆 6-转向节 7-上摆臂
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(7)对置气缸式内燃机:两个或两列气缸分 别排列在同一曲轴的两边呈1800夹角的内 燃机。
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(8)斜置式内燃机:气缸中心线与水 平面呈一定角度(不是直角)的内燃机。
按用途分类:有汽车用、机车用、 船用…
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5.1.4 发动机组成与结构原理
在一个机体上安装一个机构(曲柄连 杆机构)和六大系统(换气、燃料、 润滑、冷却、点火、起动)。柴油机 则为五大系统,没有点火系统。
水冷
风冷
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按气缸数及布置分类
(1)单缸内燃机:只有一个气缸的内燃机。 ( 2 )多缸内燃机:具有两个或两个以上气 缸的内燃机。 ( 3 )立式内燃机:气缸布置于曲轴上方且 气缸中心线垂直于水平面的内燃机。 ( 4 )卧式内燃机:气缸中心线平行于水平 面的内燃机。
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(5)直列式内燃机:具 有两个或两个以上直立 气缸,并呈一列布置的 内燃机。 (6)V形内燃机:具有两 个或两列气缸,其中心 线夹角呈V形,并共用一 根曲轴输出功率的内燃 机。
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(2)柴油机燃料供给系统
●作用:根据柴油机的不同工况要求,定
时、定量产生高压油。
●传统的柴油喷射系统采用机械方式进行
控制,精度差,喷油量、喷油压力和喷油 时间难于准确控制,导致柴油机排气冒黑 烟,动力、经济性能下降。目前已经普遍 采用电控共轨喷射。
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电控柴油机共轨喷射系统组成 ●燃油供给系统(油箱、电动输油 泵、燃油粗、细滤清器、高压油泵、 共轨管、电控喷油器等) ●电子控制系统(各种传感器、执 行器和电控单元ECU)
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2. 汽车变速器
(1)变速器功用 改变传动比,以适应汽车在各种行驶条件 下所需的牵引力和合适的行驶速度; 实现倒车; 利用空档切断离合器与传动轴之间的动力 传递,以便汽车换档和发动机起动及怠速运 转。
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(2)变速器类型
按操纵方式分手动变速器和自动变速器。 手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆进行 换档,换档机构简单,工作可靠,但操作复 杂。 自动变速器(Automatic Transmission简 称AT)能根据汽车的运行状况自动换档,无 离合器,通过加速踏板控制车速,操作简单, 但结构复杂。
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现代轿车普遍采用防冻液,以提高冷却液的 防冻和防沸的能力。例如桑塔纳系列轿车采 用以乙二醇为基料的冷却液(乙二醇的质量 占45.6%、水的质量占54.4%),使其冰点在 –25℃以下,沸点在106℃以上。 专用冷却液一般呈深绿色或深红色,有一定 的毒性,使用时应注意。发现冷却液泄漏应 及时检查添加。
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3.换气系统
(1)作用 按照发动机要求,定时开闭进、排气门, 吸入干净空气,排除废气。 (2)主要组成 主要由空气滤清器、进排气管系、配气机 构(气门组件、凸轮轴、驱动机构)、排 气消音器等组成
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凸轮轴 气门组件 空气滤清器 排气管系
消声器 进气管系
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4.燃料供给系统
(1)汽油机燃料供给系统
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工作原理
工作原理:输油泵将柴油从油箱泵出,经柴油 滤清器过滤,进入高压油泵提高压力到150MPa 以上,进入共轨管。ECU根据加速踏板位置、空 气流量传感器、轨压传感器、发动机转速、冷却 液温度、进气温度等传感器输入的信号,进行比 较、分析、计算,然后向电控喷油器喷发出喷油 脉冲指令,实现对喷油量的精确控制。多余的柴 油从回油管流回柴油滤清器或油箱。
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5.2.3 汽车转向系
1. 汽车转向原理
ctgα=ctgβ+B/L
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2.汽车转向系类型
●汽车转向系分为机械转向系和动力转 向系两大类。 ●机械转向系以驾驶员的体力作为转向 能源,传力件都是机械的。 ●动力转向系以发动机或电动机的动力 作为主要转向能源,转向轻松省力。
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3.机械转向系组成
540~720
压缩
做功
进气
排气
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5.1.2 四冲程柴油机结构及工作特点
1. 结构特点 没有火花塞 设喷油器
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2.工作原理
(1)进气行程 进入气缸的是 纯空气; (2)着火方式 属于压燃式。
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5.1.3 发动机分类
按热能转变为机械能的方式分 内 燃 机
活塞式内燃机 燃气轮机
往复活塞式
旋转活塞式
(1)转向操纵机构
包括转向盘、转向轴、转向管柱等。它 们的作用是将驾驶员的操纵力传给转向 器。
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(2) 转向器
转向器是转向系中的减速增矩装置,并 改变转向力矩的传动方向。 目前应用广泛的机械转向器有齿轮齿条 式转向器、循环球式转向器和蜗杆曲柄 指销式转向器等几种。
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(3)转向传动机构
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(3)手动变速器结构原理
a)减速传动
b)增速传动
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自动变速器工作原理
工作时,电控单元(ECU)根据驾驶员脚 踩加速踏板角度的大小(发动机的节气门开 度)、汽车车速等各种运转参数,按照的设 定的控制程序发出换档等控制信号,通过各 种电磁阀(换档电磁阀、油压电磁阀等)来 完成换档等控制任务。
作用:根据汽油机的不同工况要求,供 给不同浓度的油气混合气。 工况:工作状况的简称,通常用发动机的 转速和负荷来表示。发动机的负荷是指发 动机的外部载荷,发动机输出的动力随外 部载荷而变化。
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混合气的浓度:通常用空燃比来表 示,空燃比是每工作循环充入气缸的 空 气 与 燃 油 的 质 量 比 ( α=A/F ) 。 汽油机不同工况对空燃比的要求如下 表所示。
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5.点火系统
(1)作用 ●按汽油机要求,准时、可靠点燃气缸内 可燃混合气。 (2)主要组成 ●现代汽车多用微机控制点火系,主要由 电源、点火开关、点火线圈组件、传感器、 电控单元ECU、火花塞等组成。