汽车概论讲义

null《现代汽车概论》《现代汽车概论》参考参考资料 1. 刘大维.汽车工程概论.北京：机械工业出版社， 2004 2. 李育锡.现代汽车概论.北京：高等教育出版社， 2008 3.凌永成. 现代汽车与汽车文化.北京：清华大学出版 社， 2005 4. 金国栋，唐新蓬.汽车概论.北京：机械工业出版 社，2004前 言 前 言 一、开设本课程的意义 我国“十五”发展纲要指出：建立健全畅通、安全、便捷的现代综合运输体系。公路运输是现代综合运输体系的基础，汽车是公路运输的现代工具。同时，伴随着我国加入WTO，汽车工业突飞猛进，即将成为我国的支柱产业，也使越来越多的人接触汽车及相关技术。 在我国，汽车已开始向家庭普及，作为代步工具。因此，作为高等学校的学生有必要对汽车和汽车工业有一个概貌性的了解。 二、课程涉及的主要内容二、课程涉及的主要内容 汽车发展史 本课程体现知识性与趣味性，介绍了汽车的产生、演化到未来的汽车和汽车工业的发展历程； 汽车的基本知识 汽车的分类、性能、总体组成、行驶原理 汽车构造 介绍汽车的发动机、底盘、车身结构及汽车电器、汽车相关法规与。 汽车文化 汽车外形、色彩、标志及汽车公司、汽车竞赛运动及汽车名人、趣闻典故、汽车展览会、汽车俱乐部、汽车模型、汽车媒体等。 null 汽车的、试验 汽车，这样一个完美的、艺术化的家伙是如何产生出来的呢？让我们来揭开这个谜底。 现代汽车工业 汽车工业新特点；汽车制造工艺与材料；汽车生产的组织与实施；汽车销售与贸易；汽车安全；汽车环保与节能；汽车的维护和修理等。 汽车新技术、未来的汽车 汽车电子化、节能化、环保化、安全化、智能化。 汽车选购与驾驶初步 汽车价格、汽车选型；新车的选购；汽车上牌；汽车驾驶技术与考试；交通法规等。 目 录目 录第一章 绪论 第二章 汽车发展史 第三章 汽车基础知识 第四章 汽车构造 第五章 汽车电子控制新技术 第六章 新能源汽车 第七章 汽车车身及造型 第八章 汽车设计与试验 第九章 汽车文化 第十章 汽车驾驶初步第一章 绪论第一章 绪论 【基本要求】总体把握汽车行业的基本情况、汽车 的定义、汽车产业的地位及发展演变。 【基本内容】 汽车产量；汽车的组成；汽车工业格局等。null 汽车诞生于德国，成长于法国，成熟于美国， 兴旺于欧洲，挑战于日本。欧洲是汽车工业的摇 篮。 汽车工业经历的变革：汽车诞生 流水 线作业 产品多样化 精益生产方式。 汽车趋向电子化、集成化、全球化。 null 汽车由上万个零部件组成，如钢铁、有色金属、塑料、玻璃、纺织品、木材等制成；应用冶炼、铸造、机械加工、焊接、装配等工艺，涉及冶金、机械、化工、电子、电力、石油、轻工、金融、商业、交通运输、旅游、服务、体育竞技等行业。可以说，没有哪个行业与汽车完全无关。 null 汽车的定义 automobile or vehicle 汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个以上）车轮的非轨道无架线车辆。 null 汽车的地位和作用 优化交通结构； 创造巨大产值； 波及范围广和效果大。 提供较多就业机会；技术密集型产业； 强大的出口产业； 获得巨额税收的产业； 推进社会显著进步和社会文明的产业。 总之，一定意义上，经济上发达的国家其汽车工 业一定发达，同时，汽车工业发达的国家，经济上 也会发达起来。 第二章 汽车发展史第二章 汽车发展史【基本要求】 掌握汽车产生演化过程以及世界汽车工业的形成过程； 掌握汽车史上的三次重大变革；掌握我国汽车工业及其发展 前景；会分析世界汽车工业发展趋势。 【基本内容】 §2.1 汽车的产生和演化 §2.2 世界汽车工业的形成和发展 §2.3 汽车史上的三次重大变革 §2.4 我国汽车工业及其发展前景 §2.5 世界汽车工业发展趋势null §2.1 汽车的产生和演化 现代汽车的方面经历了幻想、探索、诞生、完善四个阶段。 一、幻想期 1. 运输方式的飞跃（撬 轮子发明 牛马车出现） 秦始皇－－铜马车，三国时的“木牛流马”等。如下图。 2. 车的设想 二、探索期 风帆车 1600年，荷兰人西蒙. 斯蒂芬，发明双桅杆 风帆车。null 具备两个要素：车辆和原动机（风帆）null2. 蒸汽汽车 1712年，英国人托马斯.纽科门发明蒸汽机。 1769年 法国人古诺发明第一辆蒸汽汽车。1774年 英国发明家瓦特研制出具有真正意义的动力机械 ——蒸汽机。三、诞生和完善期 1. 汽车的诞生三、诞生和完善期 1. 汽车的诞生1801年法国化学家勒本提出以煤气为燃料的内燃机 工作循环原理； 1838年英国人巴尼特研制勒原始的两冲程煤气机； 1860年，法国技师列诺尔制成第一辆实用的常压煤 气发动机，并申请专利，开始批量生产，使内燃 机商品化。 1862年法国人罗彻斯发表四冲程发动机循环理论，并取得专利；null 1866年德国工程师奥托制造勒往复活塞四冲程内燃 机，并为现代四冲程工作循环（奥托循环）内燃 机奠定勒理论基础。从而使人们放弃列诺尔煤气 机而转向奥托内燃机。 1883年德国人戴姆勒研制出高速汽油机；null1885年： 卡尔.奔驰 （德国） 单缸四冲程内燃机，三轮汽车 奔驰（Benz,Carl Friedrich），德国工程师，出生于一个火车司机家庭，年青时受过技术方面的教育。1878年开始研究新型内燃机，1879年首次研制成功火花塞点火内燃机。1882年开始尝试把发动机安装在三轮车上，1885年他的三轮车试制成功，并于1886年1月29日获得专利，被公认为汽车的诞生日；1887年开始把汽车作为商品出售；1894年生产出著名的“维洛”小客车，后置发动机、双人座、并且首先采用了橡胶充气轮胎。null1892年：鲁道夫.狄赛尔 （德国） 柴油机发明专利，四冲程柴油机 鲁道夫.狄塞尔（Rudolf Diesel，1858-1913)，德国著名热机工程师,柴油机的发明者。1892年,狄塞尔取得了用压缩空气点燃煤粉提供动力的机械装置的专利.一年后,奥古斯堡的MAN公司依据他的原理制造了第一台发动机.狄塞尔卒于1913年,其他人继承了他的工作.1924年,在柏林汽车展上展出了MAN公司制造的第一台狄塞尔卡车发动机(柴油机).与此同时在曼海姆,一台带预燃烧室的狄塞尔发动机被装载了奔驰车上。null1903年： 亨利.福特 （美国） 福特汽车公司，1908年推出T型车 亨利·福特（HenryFord，1863年7月30日—1947年4月8日），美国汽车工程师与企业家，福特汽车公司的建立者。他也是世界上第一位使用流水线大批量生产汽车的人。这种新的生产方式使汽车成为一种大众产品，它不但革命了工业生产方式，而且对现代社会和文化起了巨大的影响，因此有一些社会理论学家将这一段经济和社会历史称为“福特主义”。 借助流水线，亨利·福特“单一品种、超大规模”的战略得以实施。T型车在二十年内生产了1500万辆，汽车从五六千美元的“富人专利”变成了几百美元的大众消费品。 1913年： 亨利.福特 （美国） 流水线生产，汽车走入千家万户 2. 汽车的发展完善 2. 汽车的发展完善 20世纪初，销量最大的还是蒸汽汽车，电动汽车 也比内燃汽车发展充分。在欧洲的城市公共交通中， 电车占着优势。 德国人发明勒汽车，但在汽车发展初期，贡献最 多的是法国人。 1889年法国人标致研制成功齿轮变速器；1891年 法国人首次采用前置发动机后驱动，开发出摩擦式离 合器；1895年开发出充气式橡胶轮胎；1898年雷诺 车采用变速箱、万向节传动轴和齿轮主减速器。null1893年德国人发明化油器；1896年英国人首次采用石棉制动片和转向盘。 1） 发动机的完善 2）传动系统的完善 3）制动系统的完善 4）行驶系统的完善 5）对道路建设的促进3. 汽车的大量生产3. 汽车的大量生产 美国人奥兹（olds）于1897年创立奥兹汽车公司，1901年生产和销售425辆奥兹莫比尔（oldsmobile）牌轿车，1905年达6500辆，开始了汽车大量生产的新纪元。1908年被并入通用汽车公司。 1913年福特发明勒科学设计的汽车流水生产线。福特T型轿车从1908年到1927年共生产1500万辆，一直到20世纪60年代才被德国大众公司的甲壳虫所打破。null 4.注重美观和舒适 4.注重美观和舒适 5.注重节能环保和安全 6. 电子技术与计算机技术的应用 §2.2 世界汽车工业的形成和发展§2.2 世界汽车工业的形成和发展 汽车工业的形成 1.19世纪末20世纪初欧洲、美国相继出现一批汽车制造公司 1891年 法国标志汽车公司（标志创立）； 1898年 法国雷诺汽车公司（雷诺三兄弟）； 1899年 意大利菲亚特汽车公司； 1897年 德国欧宝汽车公司； 1906年 英国劳斯-莱斯汽车公司； 1919年 法国雪铁龙汽车公司。null2. 最早形成汽车工业——美洲 福特T型车 ，第一条汽车 装配流水线，1.5h/ 辆，1926 年停产时累计生产1500万辆， 单价仅为290美元。 此时，通用、克莱斯勒汽 车公司相继成立。 null二、汽车工业的发展 1.美国汽车工业高度发达。 2.欧洲汽车工业兴起和大发展。大众汽车公司的 “甲壳虫” volks wagen 风靡全球。 3.日本汽车工业腾飞。 4.汽车工业发展重心由发达国家向发展中国家转 移。如中国。三、汽车公司和商标三、汽车公司和商标美国著名汽车公司 （1）通用汽车 创建人：杜兰特 1908.9 新泽西州，后转往底特律； 命名：General Motors Corporation (GM) 拥有品牌：雪佛兰、别克、旁蒂克、奥兹莫比尔、凯迪拉克、土星、欧宝、莲花等。 凯迪拉克（人名）null 雪佛兰 1911.1杜兰特和瑞士赛车手、工程师雪佛兰创 建，1918年并入通用汽车。 别克 1903.5别克创建，1908年杜兰特以别克公司为核心成立通用汽车公司 奥兹莫比尔 1897.8奥兹创建 （2）福特汽车 1896.6福特发明第一辆汽车； 1903.6.16创建福特汽车公司，底特律。旗下品牌：福特、林肯、捷豹、美洲虎、沃尔沃轿车部等。null福特 林肯 1919.8创建以美国第16任总统命名； 1922年被福特收购。 （3）克莱斯勒汽车公司 1907年创建，1925年克莱斯勒买下该公司并改名。 旗下品牌：克莱斯勒、Jeep、切诺基。1998.11与德国戴姆勒-奔驰合并。2. 德国著名汽车公司2. 德国著名汽车公司（1）戴姆勒-奔驰汽车公司 1883.10本茨创建； 1890年戴姆勒创建发动机公司；1926.6两公司合并，本部在斯图加特。 （2）大众汽车公司 1937.5 波尔舍创建； 品牌：大众、奥迪、西亚特、斯柯达等。null（3）宝马汽车公司 1913年成立，从事飞机发动机制造；1918年改名 BMW宝马公司，1928年转产汽车。以豪华车和跑车 著称。 （4）波尔舍汽车公司 1930年波尔舍创建，译名保时捷。总部：斯图加 特。超级赛车和跑车著名。3. 日本著名汽车公司 3. 日本著名汽车公司 （1）丰田汽车 1933年丰田市自动织布机制所汽车部； 1937.8 独立为丰田汽车； 创始人：丰田喜一郎，英译为TOYOTA; 品牌：丰田、凌志、皇冠等。null（2）日产汽车 1933.12 创建，总部：东京 （3）本田汽车 1948.9 创建，1962年开始生产汽车。 nullnullnullnull§2.3 汽车史上的三次重大变革 §2.3 汽车史上的三次重大变革 汽车诞生于德国，成长与法国，成熟于美国，兴旺于欧洲，挑战于日本。　 流水线大批量生产: 福特Ｔ型车 汽车产品多样化:　大众甲克虫 精益的生产方式:物美价廉的经济型轿车§2.4 我国汽车工业及其发展前景§2.4 我国汽车工业及其发展前景 在旧中国，几 乎没、有自己生产 的汽车，更谈不上 汽车工业。仅有些 从国外进口的汽车。 一. 旧中国的汽 车制造业null 1902年,袁世凯从香港买了这辆车献给慈禧太后,这也是中国第一辆进口的汽车。它是德国杜尔依汽车公司制造的。这辆汽车就一直存放在颐和园中。null1901年 匈牙利人将2辆美国造汽车运到上海； 1902年 慈禧拥有了1辆汽车； 孙中山首先提出建立中国的汽车工业； 张学良是第一个组织生产国产汽车的人。1931 年5月第一辆“民生牌”75型汽车试制成功，开 辟了中国人制造汽车的先河。null新中国汽车工业的崛起 20世纪50年代，中国开始建立自己的汽车工 业。回顾50年的历史，中国汽车工业经历了从无到 有、从小到大，创建、成长和全面发展、高速发展 四个历史阶段，取得了举世瞩目的成就。 null创建阶段（1949～1965年） 基本特征： 建立了一汽、实现汽车工业零突破； 继而建立南汽、上汽、济汽、北汽。 1956年7月13日国产第一辆解放牌载货汽车驶下总装配 生产线，从此结束了中国自己不能制造汽车的历史。 1966 年以前，汽车工业共投资11亿元，形成一大（一汽）四小 （南汽、上汽、北汽和济汽）5个汽车制造厂，年生产能力 近6万辆、9个车型品种。1965年底，全国民用汽车保有量近 29万辆。null1956年解放CA10型 老解放1960年上海SH760A型 老上海null1965年红旗CA770型 1965年北京BJ212型越野车 null成长阶段（1966～1980年） 基本特征： 兴建二汽、川汽、陕汽和陕齿三个主要生产军 用越野车的三线汽车厂；开发矿用自卸车和重型汽 车。 1966～1980年生产各类汽车累计163.9万辆； 1980年全国民用汽车保有量169万辆，其中：载货 汽车148万辆。1975年东风140型卡车 null3.改革开放阶段（1982～1993年） 在改革开放方针指引下，汽车工业进入全面发 展阶段，主要体现在：汽车老产品（解放、跃进、 黄河车型）升级换代；调整商用车产品结构，改变 “缺重少轻”的生产格局；建设轿车工业，引进技 术和资金，生产国产轿车形成生产规模；行业管理 体制和企业经营机制改革，汽车、摩托车车型品 种、质量和生产能力大幅增长。 null 1985年，中央在“七五”中，把汽车工业 列为国家支柱产业，1987年，我国政府确定了重点 发展轿车工业的重大决策。 1984年我国汽车行业第一个合资项目——北京 吉普汽车有限公司成立。 1985年上海大众桑塔纳 null 其后，长安机器厂与日本铃木、南汽与意大利 依维柯汽车、上汽与德国大众汽车公司、广汽与法国 标致、天汽与日本大发、一汽与德国大众、二汽与法 国雪铁龙纷纷合资合作。 先后引进技术100多项，整车项目10多项，至 1993年底，我国汽车年产量达129.7万辆，跃居世界 第12位。 null4. 高速发展阶段（1994－至今） nullnull 经国务院批准，国家发展改革委于2004年6 月1日正式颁布实施《汽车产业发展政策》。与 1994年《汽车工业产业政策》相比，新颁布的《汽 车产业发展政策》具有七个方面的特点： 一、取消了与世贸组织规则和我国加入世贸组织所做承诺不一致的内容，如取消了外汇平衡、国产化比例和出口实绩等要求。 二、大幅度减少行政审批，该放的放开，该管的管住，依靠法规和技术标准，引导产业健康发展。null三、提出了品牌战略，鼓励开发具有自主知识产权 的产品，为汽车工业自主发展明确政策导向。 四、引导现有汽车生产企业兼并、重组，促进国内汽车企业集团做大做强。 五、要求汽车生产企业重视建立品牌销售和服务体系，消除消费者的后顾之忧。 六、是引导和鼓励发展节能环保型汽车和新型燃料汽车。 七、对创造更好的消费环境提出了指导性意见。null §2.5 世界汽车工业发展趋势 null1. 世界汽车年产量持续增长 　　1998年　　5199.1万辆／年 　　1999年　　5574.3万辆／年 2000年　　5754万辆／年 2004年 6461.6万辆／年 2. 世界汽车工业全球化趋势步伐加快 　 形成“６+３”格局：世界六大汽车集团和三大 汽车生产商（6+3）在中国境内演绎了汽车制造的 战略布局是：通用集团（含通用汽车、铃木、五十 铃、菲亚特、富士重工和大宇），参股合资进入上 海通用、金杯通用、上汽通用五菱、长安铃木、昌null 河铃木、江铃、庆铃、北轻汽、南京依维柯、江苏 南亚、贵州云雀、桂林大宇（客车）和烟台大（零 部件）；福特集团（含福特汽车、马自达和沃尔沃 轿车），参股合资进入江铃和长安福特;戴一克集团 （含戴—克、三菱和现代），参股合资进入北京吉 普、亚星·奔驰、北方奔驰、湖南长丰、东南汽车、 北京现代和东风悦达起亚；丰田公司（含丰田、大 发和日野），参股合资进入一汽丰田、天津丰田、 四川丰田、沈飞日野和 金杯客车（技术合作）；大 众集团，参股合资进入上海大众和一汽一大众； null雷诺—日产集团（含雷诺—日产、日产和三星），参股合资进入三江雷诺、郑州日产、杭州东风日产柴、风神和东风汽车；本田公司，参股合资进入广州本田、东风本田（发动机）；宝马公司，参股合资进入沈阳华晨（宝马）；标致—雪铁龙集团，参股合资进入神龙 。 3. 世界汽车工业进行新的革命 　　安全、环保、节能为目标，开发电动汽车、智能汽车等。第三章 汽车基础知识第三章 汽车基础知识【基本要求】掌握汽车的定义、分类；理解汽车产品型号表示；掌握汽车的基本构造；掌握汽车行驶原理。 【基本内容】 一、汽车的定义 二、汽车的分类 三、汽车产品型号表示 四、VIN车辆识别代码 五、汽车的基本构造 六、汽车行驶基本原理 null一、汽车的定义 MOTOR VEHICLE 汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个以上）车轮的非轨道无架线车辆。 二、汽车的分类轿车——供个人使用的载送少量乘员的汽车 1、按发动机工作容积分级轿车——供个人使用的载送少量乘员的汽车 1、按发动机工作容积分级2、按发动机布置形式分类2、按发动机布置形式分类客车——公共服务用的载送较多乘员的汽车 1.按照车辆总长度分级客车——公共服务用的载送较多乘员的汽车 1.按照车辆总长度分级类型 车辆长度（m） 微型 ＜3.5 轻型 3.5~7 中型 7~10 大型 10~12 超大型 ＞12（铰接式） 10~12（双层） 2.按照车身形式分类2.按照车身形式分类货车——载送货物的运输汽车 1.按照汽车的总质量分级货车——载送货物的运输汽车 1.按照汽车的总质量分级类型 总质量（t） 微型 ＜ 1.8 轻型 1.8~6.0 中型 ＞6.0~ ≤14 重型 ＞ 142.按照驾驶室总成结构类型分类2.按照驾驶室总成结构类型分类3.按照货箱形式分类3.按照货箱形式分类专用汽车——基本车型改装，装上专用设备，完成专门运输任务或作业任务的汽车专用汽车——基本车型改装，装上专用设备，完成专门运输任务或作业任务的汽车null三、汽车产品型号表示 GB/T 9471——1988规定国产汽车型号应能表明其厂牌，类型和主要特征参数等。型号由拼音字母和阿拉伯数字组成，分为首部，中部和尾部3部分。首部——拼音字母组成，识别企业代号 CA——一汽 EQ——二汽 BJ——北京汽车 中部——由4位阿拉伯数字组成汽车型号中部4位阿拉伯数字含义null尾部——拼音字母加上阿拉伯数字 表示变型车与基本型的区别ZK6860H郑州宇通8.6米中型客车JLY6101SA中大金陵10米双层客车ZK6180A75郑州宇通18米铰链式客车CA4075 解放长头牵引车 CA7460L2 红旗旗舰加长型 null四、VIN车辆识别代码 什么是VIN? VIN（Vehicle Identification Number），中文名叫车辆识别代码。 身边车辆的铭牌上多了一个由17位字母、数字组成的编码，这就是车辆的VIN，又称17位车辆识别代码。 车辆识别代码经过排列组合，可以使车型生产在30年之内不会发生重号现象，这很像我们的身份证不会产生重号一样，它具有对车辆的唯一识别性，因此又有人将其称为“汽车身份证”。 车辆识别代码中含有车辆的制造厂家、生产年代、车型、车身型式、发动机以及其它装备的信息. VIN重要的用途。例如：服务商用车辆识别代码识别生产厂家配置的发动机，变速和刹车系统，以便为车辆提供更合适的服务。执法机构用车辆识别代码识别或恢复被偷车辆和车辆配件。同样，车辆生产者需要安全召回车辆时也会用到车辆识别代码。null VIN在哪？ 除挂车和摩托车外，VIN标牌应固定在门铰链柱、门锁柱或与门锁柱接合的门边之一的柱子上，接近于驾驶员座位的地方；如果没有这样的地方可利用，则固定在仪表板的左侧。如果那里也不能利用，则固定在车门内侧靠近驾驶员座位的地方。 VIN标牌的位置应当是除了外面的车门外，不移动车辆的任何零件就可以容易读出的地。 我国轿车的VIN码大多可以在仪表板左侧、风挡玻璃下面找到。null悬挂支点处别克GL8散热器支架处nullVIN: 1G1BL52P7TR115520 1～3位：地理区域代码，国家代码，制造厂代码 4～8位：车辆特征信息(车系,动力系统,车身型式,约束系统配置)　　 第9位：校验位 第10位：车型年款 第11位：装配厂代号 12～17位：生产顺序号WMI:世界制造厂识别代号；VDS:车辆说明部分X:校验位；VIS:车辆指示部分；nullVIN: 1G1BL52P7TR115520 Year/Make/Model: 1996 CHEVROLET CAPRICE CLASSIC/IMPALA SS Body Style: Sedan 4 DR Engine Type: 5.7L V8 MPI OHV 12V Manufactured In: UNITED STATES null五、汽车总体构造1 发动机 2 底盘 3 车身 4 电气设备null发动机：使输进汽缸的燃料燃烧而发出动力 基本组成：机体 一体 曲柄连杆机构、配气机构 两机构 燃油供给系统、冷却系统、润滑系统 五系统 点火系统、 起动系统、null底盘：接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵征程行驶。 基本组成：行驶系统、转向系统、制动系统、传动系统null车身：驾驶员的工作场所，也是装载乘客和货物的地方电器设备：电源组、发动机起动系统、点火系统、汽车照明和信号装置、仪表、导航系统，电视，音响，电话等电子设备、微处理机、中央计算机及各种人工智能操控装置。null汽车布置形式Front Engine , Rear Wheel Drive null六、汽车行驶基本原理汽车行驶所受阻力 ： 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 上坡阻力Fi ΣF= Ff +Fw+FiF0= Mt/r滚动阻力主要由车轮滚动时轮胎与路面变形而产生汽车行驶时与其周围空气的相互作用产生汽车重力沿坡道的分力null驱动力与附着力 ： 附着力F  F=G   =附着系数行驶时总阻力与驱动力的关系null第四章 汽车构造第四章 汽车构造null【基本要求】掌握发动机的总体构造与运行原理；掌握汽车底盘的基本组成及各部件功能、结构等。 【基本内容】 §4.1 发动机的工作原理和整体构造 §4. 2 汽车底盘构造 null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型 发动机是汽车的动力源。迄今为止除为数不多的电动汽车外，汽车发动机都是热能动力装置，或简称热机。在热机中借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 热机有内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工质的热机为内燃机，反之则为外燃机。 发动机概述：null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型活塞式内燃机的分类null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型按活塞运动方式的不同 根据所用燃料种类 null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型按冷却方式的不同 按工作循环期间活塞往复运动的行程数null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型按照气缸数目分类 按照气缸排列方式不同 null汽车发动机的工作原理及总体构造——汽车发动机的类型按进气状态不同 目前，应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机，其中汽油机用于轿车和轻型客、货车上，而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客、货车发动机也有用柴油机的。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语基本结构：null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语基本术语：1）工作循环 ——活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地作功。2）上、下止点 ——活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语3）活塞行程 ——上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其 S＝2R 。 4）气缸工作容积 ——上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语5）内燃机排量 ——内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。 6）燃烧室容积 ——活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语7）气缸总容积 ——气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语8）压缩比 ——气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 e 。 压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理四冲程汽油机工作原理 四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功和排气等四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理四冲程参数变化表null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理四冲程汽油机与四冲程柴油机内燃机的比较 共同点： 1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程，每个行程各占180°曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。  2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三个是耗功行程。在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程时大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进行工作。  不同之处： 1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终了时开始，并占小部分作功行程，时间很短。  2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是自燃。所以又称汽油机为点燃式内燃机，称柴油机为压燃式内燃机。null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理进气行程 活塞自上止点（远离曲轴回转中心）向下止点（接近曲轴回转中心）运动。进气门打开，活塞通过向下运行产生一个真空，吸入空气和燃油的混合气。进气行程在下止点结束。null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理压缩行程 活塞自下止点向上止点运动。进气门、排气门关闭，活塞通过向上运动使汽缸容积不断减小，可燃混合气被压缩，其压力和温度同时升高。null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理做功行程 汽缸内的可燃混合气被点燃，压力急剧升高，并放出大量热。活塞在气体压力的作用下，自上止点向下止点运动，并通过连杆推动曲轴旋转做功。此时，进、排气门仍旧关闭。点火null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理排气行程 活塞自下止点向上止点运动。排气门打开，活塞通过向上运动使汽缸容积不断减小，燃烧后的残余废气被排出汽缸。 在一个完整的循环当中曲轴旋转几圈？气门工作几次？null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理 据国家发改委4月13号晚上发出，从2010年4月14日零时起，国内汽柴油价格均将上调，汽柴油涨幅均为320元/吨。调整后国内汽油最高零售价为8220元/吨，柴油最高零售价为7480元/吨。较此前油价，汽油涨幅为4.05%（约为0.24元/L），柴油涨幅为4.47%（约为0.27元/L）。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理发动机爆燃示意图 正常燃烧：火焰从火花塞端一直传播到远离火花塞的末端。 爆燃：火焰传播过程中，末端混合气自行发火燃烧，这时汽缸内的压力急剧增高，并发生强烈的振荡，在汽缸内产生清脆的金属敲击声。null汽车发动机的工作原理及总体构造——往复活塞式内燃机的工作原理爆 燃 的 危 害持续爆燃，使发动机过热 发动机对外输出的有效功率下降 发动机磨损加剧，甚至损坏发动机零件汽 油 的 抗 爆 性汽油的抗爆性用辛烷值评定 辛烷值越高，抗爆性越好 在规定条件下在标准的试验机上测定（马达法、研究法）null 外观为透明液体，主要是由C4~C10各族烃类组成，按研究法辛烷值分为90#、93#、97#三个牌号。 汽油的标号即实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。标号越高，抗爆性能就越强。标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。异辛烷的抗爆性好，其辛烷值定为100；正庚烷的抗爆性差，在汽油机上容易发生爆震，其辛烷值定为0，两者按体积进行混合得到对应牌号的标准汽油。 标准汽油成分示意图null 汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。压缩比在8.5－9.5之间的中档轿车一般应使用93号汽油；压缩比大于9.5的轿车应使用97号汽油。null油品知识含铅汽油 为提高辛烷值，改善抗爆性能，人们采取了很多办法，如改变汽油组分，加添加剂等。1921年人们发现了一种添加剂，叫四乙基铅。 无铅汽油 无铅汽油的含义是指含铅量在0.013g/L以下的汽油，用其他方法提高车用汽油的辛烷值。 清洁汽油 清洁汽油是一种新配方汽油，它既能够为汽车提供有效的动力，又能减少有害气体的排放。 null柴油的标号 柴油是柴油汽车、拖拉机等柴油发动机的燃料。同车用汽油一样，柴油也有不同的标号，不同的是汽油标号由辛烷值确定，而划分柴油标号的依据则是柴油的凝固点。目前国内应用的轻柴油按凝固点分为6个标号：5＃柴油、0＃柴油、－10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。 null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造 汽油机由以下两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 null机体组功用： 发动机支架 主要部件装配基体 1）机体组 null机体 1．机体的工作条件及要求 在发动机工作时，机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，同时还因为气缸壁面与高温燃气直接接触而承受很大的热负荷。 机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。机体也是最重的零件，应该力求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。 2．机体材料      机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。 与铸铁机体相比，铝合金机体的优点 （1）膨胀系数相同——降低噪声和机油消耗量 （2）导热性好——可提高压缩比，功率 （3）质量轻——载荷分配合理 （4）散热性好——发动机轻量化 缺点 成本高 null 3．机体构造     机体为铸造而成的复杂箱型零件，零件上设有加强肋，曲轴支承座，润滑需要的油道，以及散热用冷却水套。机体的构造与汽缸排列形式，汽缸结构形式和曲轴箱结构形式有关。 气缸的三种排列形式 气缸的三种排列形式 null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造2）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。null曲柄连杆机构的功用和组成 活 塞 曲 轴汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null活塞组连杆组曲轴飞轮组汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null活塞组1）活塞功用：承受燃烧气体压力，组成燃烧室 。 工作条件：高温，高压，高速 材料选择：铝合金 结构：顶部；头部；裙部 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null活塞用材料性能比较铝合金活塞质量轻，往复惯性力小，工作温度低，温度分布均匀。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null活塞的冷却 自由喷射冷却法。 从连杆小头上的喷油孔或从安装在机体上的喷油嘴向活塞顶内壁喷射机油。 振荡冷却法。 从连杆小头上的喷油孔将机油喷入活塞内壁的环形油槽中，由于活塞的运动使机油在槽中产生振荡而冷却活塞。 强制冷却法。 在活塞头部铸出冷却油道或铸入冷却油管，使机油在其中强制流动以冷却活塞。强制冷却法广为增压发动机所采用。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null2)活塞环 气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。 油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null曲轴飞轮组  曲柄销曲柄臂主轴颈单元曲拐：一个曲柄销，左右两个曲柄臂，和左右两个主轴颈 曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null四行程直列六缸发动机的发火顺序和曲拐布置：四行程直列六缸发动机发火间隔角为720°/6=120°，六个曲拐分别布置在三个平面内，发火顺序是1-5-3-6-2-4，其工作循环表见表2-3。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null 对于四冲程发动机来说，曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。 飞轮的作用 飞轮是转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。 飞轮是摩擦式离合器的主动件； 在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈； 在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null平衡机构 现代轿车特别重视乘坐的舒适性和噪声水平，为此必须将引起汽车振动和噪声的发动机不平衡力及不平衡力矩减小到最低限度。在曲轴的曲柄臂上设置的平衡重只能平衡旋转惯性力及其力矩，而往复惯性力及其力矩的平衡则需采用专门的平衡机构。 一阶往复惯性力与曲轴转角的余弦成正比，二阶往复惯性力与二倍曲轴转角的余弦成正比。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null3）配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null气门式配气机构气门组气门传动组 凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。 气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null 用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 ，称为配气相位。上止点下止点汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null进气门早开：进气开始时，能减小进气阻力，使进气顺畅。 进气门晚关：利用气流惯性，增加进气量。 排气门早开：利用缸内压力，使废气高速排出。 排气门晚关：利用气流惯性，增加排气量。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造气门叠开气门叠开气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。排气过程进气过程气门叠开的后果？汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null可变配气定时机构 采用可变配气定时机构可以改善发动机的性能。发动机转速不同，要求不同的配气定时。 发动机低速运转：气流惯性小，若此时配气定时保持不变，则部分进气将被活塞推出气缸，使进气量减少，气缸内残余废气将会增多。 发动机高速运转：气流惯性大，若此时增大进气迟后角和气门重叠角，则会增加进气量和减少残余废气量，使发动机的换气过程臻于完善。 四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后角和气门重叠角随发动机转速的升高而加大。 气门升程也能随发动机转速的升高而加大，则将更有利于获得良好的发动机高速性能。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 耐磨，抗冲击韧性，刚度。 材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null 进、排气门开启和关闭的时刻、持续时间以及开闭的速度等分别由凸轮轴上的进、排气凸轮控制。 低转速发动机——圆弧凸轮 高转速发动机——函数凸轮 AB 段和 DE 段为缓冲段，BCD 段为工作段。气门开始开启和关闭落座时均在凸轮升程变化缓慢的缓冲段内，其运动速度较小，从而可以防止强烈的冲击。回转中心汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null凸轮轴逆时针方向旋转，工作顺序为1-3-4-2的四缸发动机其作功间隔角为720°／4＝180°曲轴转角，相当于90°凸轮轴转角，即各同名凸轮间的夹角为90°。对于工作顺序为1-5-3-6-2-4的六缸发动机，其同名凸轮间的夹角为60°。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造凸轮轴传动机构 凸轮轴传动机构 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造4）冷却系统 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 null5）燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null燃油系统的功用和组成功用：根据发动机工况的需要，供给一定数量、清洁、雾化良好的汽油；储存相当数量的汽油，保证续驶里程。 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null可燃混合气的行程过程汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null发动机运转工况对可燃混合气成分的要求可燃混合气成分的表示法可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度过量空气系数：燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数 空燃比：可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比 汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null 实验证明，当燃用过量空气系数为1.05~1.15的可燃混合气时，燃烧完全，燃油消耗率最低，称之为经济混合气，当燃用过量空气系数为0.85~0.95时，混合气燃烧速度最快，热损失最小，这时候发动机功率最大，称之为功率混合气。 按照化学反应方程式的当量关系，可求出1kg汽油完全燃烧所需空气质量即化学计量空气质量约为14.8kg。显然，σ=14.8的可燃混合气为理论混合气；σ＜14.8的为浓混合气；σ＞14.8的为稀混合气。空燃比σ=14.8称为理论空燃比或化学计量空燃比。 过量空气系数与空燃比数值对应关系浓混合气稀混合气汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null发动机运转工况对可燃混合气成分的要求汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null 缸内喷射是通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内。这种喷射系统需要较高的喷射压力，约3～5MPa。因而喷油器的结构和布置都比较复杂，目前极少应用。 缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.20～0.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内。 按喷射位置的不同分类汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null间歇喷射式的3种类型 电控单元发出同一指令控制各缸喷油器同时喷油。 各缸喷油器分成两组，每一组共用一根导线与电控单元连接。 电控单元发出指令控制喷油器按各缸工作顺序喷油。汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null电控汽油喷射系统的基本组成 获得各种工况下的最佳空燃比的混合气汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null博世D型汽油喷射系统控制系统工作表汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造6）润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。null汽车发动机的工作原理及总体构造——发动机的总体构造7）点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧