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1、汽车总体构造的组成部分,四大部分 发动机动力装置 底盘基体 传动系统、转向系统、行驶系统、制动系统 车身 电器与电子设备,质量参数,1.汽车的装载质量：行驶时额定最大载重 2.汽车的整备质量：完全装备好的质量 汽车在加满燃料、润滑油、工作液（如制动液及发动机冷却液）并装备（随车工具及备胎等）齐全后但未载人、载货时的总质量 3.汽车的总质量整备质量+装载质量,性能参数,1. 动力性能： 最高车速（在水平良好路面上能达到的最高行驶车速） 加速时间（原地起步加速时间和超车加速时间） 最大爬坡度（满载时在良好路面上的最大爬坡度） 2. 经济性能：一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使
2、汽车行驶的里程数 3. 制动性能： 制动效能（在良好路面上，以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度） 制动效能的稳定性（汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能的保持程度即抗热衰退性） 制动时方向的稳定性(制动时不跑偏、侧滑和失去转向能力) 4. 通过性能：最小转弯半径、最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角 5. 平顺性和操纵稳定性,汽车行驶基本原理,驱动条件 1. 汽车行驶的驱动力和行驶阻力 汽车的驱动力Ft Ft =Tt / r Tt 作用于驱动轮上的转矩（Nm） r 车轮半径（m） 汽车的行驶阻力F F=FfFwFiFj Ff 滚动阻力 Fw 空气阻力 Fi 上坡行驶时的
3、坡度阻力 Fj 加速行驶时的加速阻力 汽车行驶方程： Ft=FfFwFiFj,附着条件,汽车行驶的附着条件 1. 附着力F：地面对轮胎的切向反作用力的极限值称为附着力，它与驱动轮法向反作用力Fz（重力分配到驱动轮上的部分 ）成正比 FFz 附着系数 2. 汽车行驶的附着条件：地面切向反作用力不能大于附着力： Ft F Fz 3. 汽车行驶驱动附着条件： 必须同时满足驱动条件和附着条件 FfFwFi Ft F 发动机型号和车辆的型号识别,基本名词定义,上止点TDC（top dead center） 活塞离曲轴旋转中心最远的位置 下止点BDC（botton dead center） 活塞离曲轴旋转
4、中心最近的位置 活塞行程S (mm) 上下止点间距离 曲柄半径R=S/2 (mm) 曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离 气缸工作容积Vs=D2S10-6/4 (L) D气缸直径(mm) S活塞行程(mm) 活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所扫过的容积,燃烧室容积（余隙容积） Vc 活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积 气缸最大容积 Va= 活塞位于下止点时，活塞顶部上方的容积 排量 VL=D2Si10-6/4 （L） i气缸数 气缸工作容积和气缸数的乘积 压缩比 = Va/ Vc 表示气缸内气体被压缩的程度。 气缸最大容积与燃烧室容积之比，影响发动机的循环热效率 。 越大，压缩终了时气缸内的气体
5、压力和温度就越高。内燃机的循环热效率t越高。 计算发动机排量等,Vc + Vs,示功图,示功图：一个工作循环里，气缸内气体的压力随气缸工作容积变化关系的图形,进气冲程：从进气门开始开启到关闭为止。 活塞由上止点下行，缸内形成真空度，可燃混合气进入（空气流经化油器喉管，在此形成真空度，使浮子室汽油由喷嘴喷出，与空气混合） 汽油机的进气终点压力比柴油机的低 因为汽油机中装有节气门，所以进气门阻力较大。 进气门在下止点之后关闭 当活塞到达下止点时，空气仍具较大流动惯性，可以充分利用气体流动动量，使更多混合气进入气缸，。 进气终点温度较高主要因为其高温机件（如燃烧室壁和活塞顶部等）对进气的加热。,汽油
6、机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。 柴油机压缩比选择的依据 柴油机压缩比应在保证良好的冷起动性能前提下尽可能低，因为过高的压缩比会导致发动机工作粗暴，且发动机的循环热效率随着压缩比的增加已接近峰值，继续增加不明显，并没有对燃油经济性带来多大改善。 排气门关闭前，进气门已开启，进、排气门同处开启状态，称为气门叠开期，对应曲轴转角称为气门重叠角。 二冲程发动机工作原理 气孔气孔横流换气方式 气孔窗孔直流换气方案,发动机的总体结构,八大系统 机体组：气缸体、气缸盖、曲轴箱和油底壳等 曲柄连杆机构是主要运动件 由活塞、连杆、曲轴及飞
7、轮等组成 配气机构功用是定时开、关进排气门 由气门组、传动组和驱动组所组成 供给系功用是将燃油与空气及时供给气缸，并将燃烧后废气及时排出 由燃油供给系及进、排气系统组成 点火系功用是保证按规定时刻及时点燃缸中被压缩的混合气,由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞组成 冷却系功用是将受热机件的热量散到大气中，保证发动机的正常工作温度 润滑系功用是将润滑油供给作相对运动的零件，减少它们之间的摩擦和磨损，并起冷却和清洗作用 起动系内燃机无法自行起动，须借助外力使之运转，以达到自行运转状态 能从简图中标示每个零部件名称 指示指标 发动机的指示指标：气缸内气体对活塞做功后所获性能参数 有效指标 发动
8、机的有效指标是从发动机输出轴上所获得的性能指标，指示指标与有效指标之差为机械损失 计算发动机有效功率，燃油消耗率等,发动机的特性,发动机的主要性能指标随工况而变化的关系称发动机特性 。 速度特性 负荷特性 速度特性： 发动机油门固定不动， 发动机功率、转矩和 燃油消耗率随曲轴转速的变化关系。 油门放在最大供油位置（即节气门开度最大）时的速度特性称之为发动机的外特性反映了发动机的最大动力性能 。,Te,Pe,be,Te,Pe,be,图2-1 汽油发动机外特性,发动机负荷：发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小。 负荷特性：发动机转速不变的情况下，其性能参数随负荷的变化关系。,发动机定转速
9、下负荷=发动机发出的功率/相同转速下可能发出的最大功率X 100%,图2-2 汽油负荷特性图,曲柄连杆机构的主要零件 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组 曲柄连杆机构的运动分析 曲柄连杆机构的受力分析 作用在曲柄连杆机构上的三个主要力 气体力（主要为燃气压力），往复惯性力和离心惯性力 机体的结构形式 平分式 龙门式 隧道式 气缸套：干式 湿式,气缸盖螺栓的拧紧次序,必须由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次要用扭力扳手按工厂规定的数值拧紧。 目的：一则保证密封性，二则避免损坏气缸垫，三则保证压缩比的一致性。 铝合金制成的气缸盖到最后必须在发动机冷态下拧紧，这样，发动机热起来时会增加密封性
10、，因为铝合金气缸盖的热膨胀比钢螺栓的大； 铸铁气缸盖则一般在发动机热车时最后拧紧，否则装配时拧紧的螺栓在发动机工作初始后不久会松弛。,丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装卸顺序,活塞连杆组,1、连杆 2、连杆衬套 3、连杆轴瓦 4、连杆盖 5、螺栓 6、定位销 7、活塞销 8、档圈 9、活塞 10、油环 11、气环 12、气环 13、气环 写出相关零部件名称,裙部（导向部）油环槽底面至活塞底端的外圆柱表面 主要作用：（1）活塞往复直线运动导向 （2）承受侧压力 发动机工作时活塞裙部的变形包括： 1）机械变形：燃气压力P作用在活塞顶上，导致销座弯曲变形；裙部受Fn挤压变形 2）热变形：销座
11、附近金属堆积，受热后热膨胀量大,（a）弯曲变形,（b）挤压变形,（c）销座热变形,（d）裙部综合变形,结论：机械变形和热变形均使得裙部断面变成长轴沿活塞销方向的椭圆,结构特点： 1）裙部横断面呈反椭圆形（活塞裙部加工成短轴沿活塞销方向） 2）沿高度方向呈上小下大的圆锥形 （同一截面从上到下温度 ） 3）裙部次推力面侧开“T”形槽或“ ”形槽， 横向隔热直槽（油环槽内，兼做泄油槽）和纵向膨胀补偿斜槽（避免拉伤气缸壁）使其侧面具有一定弹性 4）销座附近裙部凹陷0.51.0mm （减少此处金属堆积，以减少热变形） 5）双金属活塞（销座内侧镶铸热膨胀系数极低的恒范钢片，牵制此处热变形） 6）在活塞裙部
12、不受侧压力的两边各挖去一部分（称之为半拖裙式裙部）。这不仅可以减轻活塞质量，减少活塞的往复惯性力，有利于活塞裙部导向，防止胀缸，而且可以缩短连杆长度，防止曲柄臂与活塞裙部的碰撞，使发动机结构更紧凑。,冷态敲缸现象： 活塞装配时应留有间隙。冷态装配间隙若无或过小，则由于活塞工作时的机械变形和热变形使裙部直径增大，容易拉伤气缸壁（又称拉缸），轻则造成漏气、窜机油，重则活塞卡死。 由于冷态装配间隙的存在。活塞工作时侧压力方向的交替变化，时而是活塞的次推力面侧贴紧气缸壁，时而是主推力面侧贴紧气缸壁，形成金属敲缸声，加剧裙部磨损。显然，发动机冷车时敲缸现象严重。 减轻冷态敲缸现象的主要结构措施： 1)活
13、塞销偏置：偏向主推力面侧12mm，可使活塞越过上止点之前就完成推力面侧的换向，避免峰值压力时刻过渡，因而可以减轻敲缸现象，但增加了裙部尖角处的磨损，常见于汽油机。 2)减少冷态装配间隙：通过改进结构措施，制成反椭圆裙部断面，牵制裙部工作时的热变形，从而在保证活塞工作时不拉缸的前提下减小活塞的装配间隙，减轻发动机冷车敲缸现象。,（五）气环的密封机理 第一密封面（气环装入气缸时产生的初始弹力F1） 第二密封面（燃气压力F2） 气环的切口端呈迷宫式布置（减少漏气）。 1、第一密封面很重要，若失效，则第二密封面建立不起来，因此气环装入气缸时产生的初始弹力F1很重要。 2、第一道气环的初始弹力F1要求最
14、小，随后的几道气环的初始弹力F1大小要求依次递增。,气环的密封机理,（2）气环的断面形状： 1）矩形环：工艺最简单，导热性好，但存在“泵油”现象 矩形环的“泵油”作用原理解释： 活塞下行时，分两种情况：在进气行程中，由于环与缸壁的摩擦阻力以及环本身的惯性，环将靠紧环槽的上侧平面，缸壁上的机油就被刮入下边隙与背隙内；在膨胀作功行程中，燃气压力的作用大于摩擦阻力和惯性的影响，环被压紧在环槽的下侧平面，下边隙与背隙内的机油上窜。 活塞上行时，在摩擦阻力、惯性、缸内气体压力的作用下，环将靠紧在环槽的下侧平面，下边隙与背隙内的机油上窜。,由于矩形环的“泵油”作用，气缸壁上的机油将源源不断地上窜入活塞顶上
15、的燃烧室内烧掉，使排气管冒蓝烟。,活塞环安装注意,安装顺序，应先安装油环，再安装气环，由下至上安装； 所有活塞环的顶面上有“TOP”标记，装配时应将该表面朝上； 活塞环装入活塞时，活塞环及环槽均涂抹干净的润滑油； 安装组合油环时按照先衬片，后下钢片，最后上钢片的顺序；避免在活塞推入气缸时，可能造成的衬环开口重叠，请将上下钢片开口与衬环接头错开90120 为避免可燃混合气从活塞环的开口间隙中漏气，装配活塞环时，应将活塞环的开口方向互相错开120不要把活塞环的开口位置放在活塞销处，应错开30 第一道气环有的镀了鉻，不能错装 注意锥形环、扭曲环的方向,第4道（底）环开口,第2道环开口,第1道（顶）环
16、开口,第3道环开口,5、活塞销连接方式： 活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接配合，一般采用“全浮式”，在发动机运转过程中，活塞销不仅可以在连杆小头衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢转动，以使活塞销表面的磨损较均匀，但必须在活塞销座两端用卡簧定位，防止其轴向窜动。 斜切口定位方式： 1）止口定位：2）套筒定位： 3）锯齿定位： V型发动机连杆分类： （1）并列连杆：（2）主副连杆：（3）叉形连杆：,5、曲轴的基本组成：写出相关零部件名称 1）曲轴前端3（自由端）； 2）若干个由曲柄销2、左、右曲柄5（包括平衡块4）、左、右主轴颈1组成的曲拐； 3）曲轴后端 6（功率输出端）。 6、曲轴的基本分类： 分为整体式曲轴和组合式曲轴 7、曲轴的结构特点： 1）曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列
