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1、2018/12/7,1,汽车的总体构造及典型零件,燕山大学车辆学院 王连东 教授 裴永生 副教授 2013年7月1日,目录,一、汽车的总体构造简介 二、发动机构造 1. 发动机的结构组成 2.发动机装配视频 3.发动机典型铸件介绍 三、汽车底盘构造 1.汽车底盘组成 2.变速器结构介绍（包含典型铸件） 3.驱动桥结构介绍（包含典型铸件） 4.某重型卡车驱动桥装配动画及运动仿真 四、汽车零部件的内高压成形,2,2018/12/7,3,一、汽车的总体构造,发动机：是汽车的动力装置，使燃料燃烧而发出动力。 底盘：输出发动机的动力，使汽车按驾驶员的操作正常行驶。 车身：驾驶员工作的场所，也是装载乘客和
2、货物的部件。 电气设备：由汽车电子控制系统和汽车电器系统两部分组成。,2018/12/7,6,二、发动机的总体构造,2018/12/7,7,桑塔纳发动机结构示意图,2018/12/7,8,某发动机总成装配与运动仿真动画,2018/12/7,9,2.1 曲柄连杆机构概述,（一）功用 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 （二）组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组,2018/12/7,10,（1）机体组,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油底壳,2018/12/7,11,（2）活塞连杆组,气环,油环,活塞销,
3、活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,2018/12/7,12,（3）曲轴飞轮组,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,飞轮螺栓,曲轴,2018/12/7,13,桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组,2018/12/7,14,2.2 发动机典型铸件简介,汽车所用材料主要是钢铁、有色金属，其中铸件约占汽车总重的20%。发动机作为汽车的重要组成部分，其多个零件是由铸造工艺制成。 发动机铸件包括： 汽缸体、汽缸盖、气缸罩、油底壳 活塞、活塞环、曲轴 发动机支架,2018/12/7,15,（1）气缸体,水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱。,工作特点： 高温高压、高速运动摩擦
4、 结构特点： 要求具有足够强度和刚度、高精度内表面,一汽奥迪100汽车发动机气缸体,气缸体,曲轴箱,铸造工艺,常用材料：铸钢（ZG15Gr2Mo1）、蠕墨铸铁、高密度球墨铸铁、HT200或HT250、合金灰铸铁、Al-Si合金（美国牌号B390铝合金）,2018/12/7,16,2018/12/7,17,(2)气缸盖,功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：接触温度很高的燃气，承受的热负荷很大。,铸造工艺,材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金（Y4B5S、4AC4B合金、铝硅合金 ZL101A）。,2018/12/7,18,2018/12/7,19,(3)气缸罩,常用材料：A
5、E44、铝合金YL112、LM27（近似ZL106） 铸造方法：压力铸造、金属型铸造,2018/12/7,20,(4)油底壳,功用：封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。 油底壳多由薄钢板冲压而成，形状较为复杂的一般采用铸铁或铝合金浇铸成型。,2018/12/7,21,（5）活塞,功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 材料： 铝合金、灰铸铁。,常用材料：ZL108、ZL109，柴油机活塞多用铜镍镁铝合金 铸造工艺：金属型重力铸造、挤压铸造、半固态流变挤压铸造、低压铸造、金属型底冒口补缩铸造。 中型活塞
6、：内冷油道铸造工艺、镶钢片工艺、镶耐磨铸铁圈工艺,2018/12/7,22,（6）曲轴,功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。,常用材料：球墨铸铁（QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT900-2） 铸造工艺：湿型砂造型工艺、铁型覆砂工艺、消失模工艺,制造方法：锻造（大型、中型）、铸造（中型、小型）,2018/12/7,23,2.3 配气机构概述,一、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
7、排出。,二、组成：,气门组 传动组 驱动组,2018/12/7,24,2018/12/7,25,2.4 供给系统概述,功用： 储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况，供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。 组成： 汽油供给装置 空气供给装置 混合气形成装置 废气排出装置,2018/12/7,26,桑塔纳轿车汽油供给系示意图,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,化油器,空气滤清器,2018/12/7,27,2.5 点火系统概述,功用： 保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合其。 组成： 蓄电池 分电器 点火线圈 火花塞,2018/12/7,28,2.6 冷却系统概述,功用： 将受热
8、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。 组成： 水泵 散热器 风扇 分水管,2018/12/7,29,2.7 润滑系统概述,功用： 将润滑油输送到传动件的摩擦表面，在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦。从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损。 组成： 机油泵 机油集滤器 限压阀 机油滤清器,2018/12/7,30,2.8启动系统概述,功用： 通过启动机将蓄电池的电能转换成机械能，启动发动机运转。 组成： 蓄电池 点火开关 启动继电器 启动机,2018/12/7,31,3.底盘总成 3.1底盘总成简介,底盘是汽车的集体，主要由传动系统、行驶系统、转向系统和制
9、动系统四大部分组成。,2018/12/7,32,（1）传动系统,传动系的作用将发动机发出的动力按照需要传给驱动车轮。 动力传递路线：离合器 变速器 万向传动装置 主减速器 差速器 半轴 车轮,2018/12/7,33,（2）行驶系统,行驶系统由车架、车桥、悬架和车轮组成。行驶系统的作用把来自于传动系的扭矩转化为地面对车辆的牵引力；承受外界力和力矩，保证汽车正常行驶。,2018/12/7,34,（3）转向系统,转向系统由转向操纵机构、转向器以及转向传动机构组成。转向系统的作用改变或恢复汽车行驶方向。,2018/12/7,35,（4）制动系统,制动系统由制动器和制动驱动机构组成。行驶系统的作用是保
10、证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车，保证车辆可靠停放。,2018/12/7,36,3.2 手动变速器简介,手动变速（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。 组成： 变速传动机构 操纵机构,2018/12/7,37,变速器结构图,变速箱壳体 常用材料：铝合金、灰口铸铁HT200 铸造工艺：压力铸造、消失模铸造、湿砂型造型工艺,变速箱壳体,2018/12/7,38,2018/12/7,39,3.3 汽车驱动桥简介,驱动桥一般由主由主减速器、差速器、半轴、桥壳组成。它的作用
11、将发动机传出的驱动力传给驱动车轮，实现降速增扭的作用，同时改变动力传递的方向。,2018/12/7,40,（1）主减速器,主减速器的作用是降低传动轴传来的转速并增大输出扭矩，同时改变旋转方向。 主减速器的结构类型按减速齿轮副的级数可分为单级和双级主减速器。,单级：结构简单，体积小，重量轻，传动效率高，可有效降低车身和重心。 双级：可获得较大传动比，保证驱动桥足够离地间距，并缩短传动轴的长度。,2018/12/7,41,某汽车主减速器结构图,主减速器壳,2018/12/7,42,多采用球墨铸铁QT400-10，QT450-10,2018/12/7,43,斯太尔卡车主减速器动画,2018/12/7
12、,44,（2）差速器,差速器由行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮等组成。差速器的功用是当汽车转弯或在不平路面行驶时，左右驱动轮以不同的角速度滚动，保证两侧车轮在地面纯滚动。,差速器壳,2018/12/7,45,差速器多为铸件，铸造大多采用球墨铸铁QT450-10、QT600-10、QT500-7 混合基体球铁,2018/12/7,46,斯太尔卡车差速器动画,2018/12/7,47,（3）斯太尔驱动桥总成,汽车桥壳,2018/12/7,48,制造方法：冲压焊接、钢管扩张成形、胀压成形、铸造 铸造工艺：普通铸造、挤压铸造。 常用材料：球墨铸铁QT450-10、QT600-10,2018/12/7,49,斯太尔后桥总成装配动画,2018/12/7,50,斯太尔后桥运动仿真动画,2018/12/7,51,谢谢！,
