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1、汽车构造原理与驾驶规范操作,廖 青 2011年,课 程 介 绍,汽车作为一种基本工具，在人们日常生活及工作中的使用越来越普及，但是人们对汽车原理知识的相对欠缺，往往使人们在使用汽车过程中对出现的一些问题不知所措，如：汽车出现了什么问题、是什么原因造成的、应如何解决，为什么要规范驾驶操作汽车等。本课程是为增强学生对汽车基本原理知识的认识和了解，提高学生汽车技术知识而开设的素质教育课。通过对本课的学习和实践，学生应能够对汽车主要机构的工作原理、各主要部件的基本构造、汽车常见故障及汽车驾驶知识有一个基本的认识和了解，为学生们进一步学习汽车技术打下良好的基础。 本课程采用基础理论与实践紧密结合的教学方
2、法，所以在课程安排上，学习完成一定内容的理论基础知识，就安排相应内容的实践，使我们能把课堂教学与技术实践有机地结合起来，以达到学以致用的目的。 祝同学们学习进步，顺利完成本课程学习。,1 总 论,1.1 汽车简介 1.1.1 汽车的概念 汽车是由动力（内燃机）驱动的、一般具有四个或四个以上车轮的非轨道承载工具。主要用于承载人员、货物及一些特殊用途。 汽车通常由发动机、底盘、车身三大部分（也有说+汽车电器四大部分）组成。 1.1.2 汽车对人们的影响 汽车具有高速、机动、舒适、使用方便等优点，它极大 地方便了人们的生活，提高了劳动生产效率。 汽车产业能有效地拉动国家经济的发展，促进城市现代 化建
3、设、促进劳动就业。 汽车产业的发展，能有效地推动科学技术的进步与发 展。,1.1.3 汽车发展 1 、汽车的诞生 1886年德国人Karl Friedrich Banz 制造出了世界上第一辆装有内燃机的三轮汽车 ，并于1886年1月26日获得世界上第一项汽车发明专利，该日被人们定为汽车诞生日。,2、汽车工业的发展 可分为以下三个阶段： 汽车快速发展阶段：19世纪末20世纪30年代,福 特 T 型 车,梅赛德斯-奔驰,汽车发展全盛时期：20世纪40年代70年代初,高 尔 夫 概 念 车,汽车产业兼并改组、产量相对稳定时期：20世纪70年代后。,3、汽车生产现状及发展趋势 从生产现状看，世界汽车产
4、业形成了6+4（3）格局，见(表1-1)(表1-2)（表1-3），展现出以规模化、垄断化为标志的格局。 表1-1 2003年世界汽车制造商产量,表1-2 2005年世界汽车制造商产（销）量,人民网-环球时报 世界数据报告ICXO。COM ( 日期：2006-07-12 15:20),根据数据统计，在这共10家企业中，前3家就占了全球汽车产量的近一半，前6大跨国公司合计产销量已经超过全球总量的75%，再加上4家独立车厂，10家公司的汽车年产销量占世界市场总量的比例高达92%。,表1-3 2006年世界汽车制造商产量,物资采购网 ( 日期：2007-08-14 16:32),表1-4 2008年世
5、界汽车制造商产量,上海证券报 ( 日期：2009年02月26日 ),1.1.4 我国汽车工业发展 1、创建阶段（1953-1981） 1956年建成“一汽”生产出中国造第一辆汽车，后于1975年建成 “二汽”，形成了第二次汽车热，其间还先后建立了南汽、上汽、北汽、济汽、川汽、陕汽等几个国家主要汽车企业。至1981年，我国汽车产量只有17、6万辆，缺重少轻，轿车几乎为空白。 2、汽车工业改革开放阶段（1982-1993） 1982年中汽公司再次成立，85年中央把汽车列为国家支柱产业，87年确定了重点发展轿车工业的战略决策，84年第一个合资企业北京（克莱斯勒）吉普汽车有限公司成立，后又有多家合资公
6、司成立，先后引进技术100多项，至1992年我国汽车产量突破100万，1993年达到129.7万辆。 3、汽车工业快速增长期（1994年至今） 形成了3+6格局，即一汽、东风、上汽三大集团+广本、长安、奇瑞、华晨、南京菲亚特和吉利等六个骨干轿车企业，初步形成了汽车产业组织结构的优化调整。下面是我国近年汽车生产发展状况,产量/万辆,年 度,我国近年汽车生产发展,目前我国汽车产量已经跃居世界第一位，2006年中国汽车产量为719万辆，赶超德国，成为世界第三大汽车生产国；2008年产量为934.51万辆（超过美国的870.524万辆占居第二），轿车503.73万辆； 2009年产量为1379.10万
7、辆（一举超过日本585.65万辆跃居第一），比上年增长46.2%，轿车747.31万辆；比上年增长54.1% ，年度增幅之高，为世界各国所罕见。 2010年我国产销汽车分别达到1826.47万辆和1806.19万辆，（打破了美国2000创下的销售1740万辆最高纪录），产量比上年增长32.44%，其中轿车949.43万辆；比上年增长27.05%。 但应该看到，我国汽车工业与先进国家相比还相差甚远，全国产量只相当于国外一两个大公司的产量，最不相称的是我国汽车品牌或高端核心技术几乎都来自国外。,表1-5 2006年世界汽车主要生产国汽车产量,中国新闻图片网 2007.5.15.19:44,表1-
8、6 近4年世界汽车主要生产国汽车产量,中国汽车市场格局是，国际资本以40%的资本占据着我国50%的份额，攫取70%的利润。德国一家研究所报告显示，大众集团每辆汽车平均盈利683欧元，利润率仅为4.9%，在德国车厂中排名最后，但该集团在华销售汽车的利润是1000欧元，比集团平均利润高46.4%，利润率为7.2%。现在企业把盈利的主要途径放在了产品升级方面，其外资企业主要是依靠品牌溢价、知识产权、资本市场、售后服务等方面来盈利。 在核心技术和关键零部件领域，外资控股和垄断趋势明显，产业控制力进一步增强。据统计，外商独资及合资公司在发动机控制系统、安全气囊、ABS系统、三元催化器、电动天窗、空调系统
9、、汽车座椅总成、电动玻璃升降器、照明系统、自动变速箱、高压燃料泵等系统和部件方面，控制了70%以上的市场份额，部分产品几乎全部为外资所垄断。我国汽车电子产品与国际先进水平相比要落后10到15年,1.2 汽车分类及代号 1.2.1 汽车分类 汽车种类繁多，分类方法也各不相同，根据我国新标准GB/T3730.1-2001规定，我国汽车分为乘用车和商用车两大类。 1、乘用车： 主要包括轿车、吉普车、旅行车、专用途、多用途等非商务用乘用车。 2、商用车： 主要用于商务用途，也包括上述种类汽车及各种客车、货车等。,1.2.2 汽车代号 现在各国汽车公司生产的汽车大都使用了VIN（车辆识别码）它是由一组字
10、母和阿拉伯数字组成，共17位，又称17位识别代号编码： ,WMI,VDS,VIS,区域,国别,制造厂,车辆特征代码,检验位,年份,装配厂,顺序号,1.3 汽车主要技术参数 1.3.1 主要尺寸参数,包括：轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬等。 1.3.2 质量参数 主要有：装载质量、总质量、整备质量、整备质量利用系数、轴载荷分配等。 1.3.3 主要性能指标 含：动力性能（最高车速、加速性能、爬坡性能）、经济性能（燃料消耗率）、通过性能、制动性能、稳定性能、操纵性能和有害气体排放指标等。,1.4汽车行驶基本原理,1.4.1汽车驱动力与行驶阻力 1.驱动力：FQ=TQ/r 2.汽车行驶阻力
11、：FZ=F滚+F空+F坡+F加 3.汽车行驶方程：FQ=FZ 3.汽车驱动条件：FQ F滚+F空+F坡 4.汽车附着力：FF=Ft 5.汽车行驶附着条件:FQFF 1.4.2汽车通过性 1.最小转弯半径与偏出距 2.最小离地间隙、 3.接近角与离去角、 4.纵向通过角与横向通过角 5.内轮差,作业,课后思考,1、说明汽车主要是由哪几部分组成，以及各部分的作用。 2、说明汽车主要有哪些技术参数指标。,2 发动机基本结构 及工作原理,发动机主要是把化学能转化为机械能的机器。 现代汽车发动机是将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械，所以又叫做内燃机。 .,基本概念,发动机是汽车最主
12、要的总成之一，是汽车动力的 来源。被称为汽车的“心脏”。,2.1 四冲程发动机基本结构及各系统功用 2.1.1 汽车发动机基本构造,2.1.2 汽车发动机总体组成 现代汽车发动机种类繁多，结构复杂，一台发动机通常由上万个零件组成，但从整体上看，汽油机都是在一个机体组件上安装一个“机构”和六大“系统”。（柴油机为五大系统，没有点火系统）：见表1-1,表1-1 发动机结构及功用,2.1.3发动机的形式与分类,V 型发动机,直列式发动机,水平对置式发动机,内燃机的类型,奥迪V8-4.0发动机,奥迪W12-6.0发动机,燃料供给系统,润滑系统,2.1.4 四冲程发动机工作原理及工作过程 术语 冲程：发
13、动机的类型 行程：活塞在汽缸内上下止点运行的距离,1、进气行程,排气门关闭,进气门开启,温度370440 K， 压力7590 kPa,示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。,大气压力线,示功图,上止点,下止点,r,V,P,2、,压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,压缩比： =Va/Vc,活塞,温度600800K， 压力6001500 kPa,V,r,大气压力线,c,a,下止点,上止点,示功图,P,瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa,3、,作功行程,进气门关闭,Z,上止点,下止点,瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa,作功终了：温度15001700
14、 K， 压力300500 kPa,活塞,进气门关闭,瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa,作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa,活塞,V,a,大气压力线,P,r,c,b,示功图,排气门关闭,作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa,活塞,进气门关闭,4、,进气门关闭,排气门打开,活塞,温度9001200 K 压力105125 kPa,残余废气,排气行程,上止点,下止点,r,大气压力线,示功图,P,V,单缸式发动机,2.1.5 二冲程发动机简介 顾名思意，二冲程发动机就是活塞上下运动两个行程，做功一次。二冲汽油机的进排气过程完全不同
15、于四冲汽油机，二冲程发动机进气要经过两次压缩，在二冲发动机上，混合气先流进曲轴箱然后才流进汽缸，而四冲发动机的混合气是直接流进汽缸；二冲柴油机的进排气过程又有别于汽油机。其工作原理如图示：,二行程柴油机工作原理,转子式发动机,二冲程发动机,2.2 发动机性能指标 2.2.1 动力性能指标 1、有效转矩 发动机曲轴输出的平均转矩，用Te表示，单位为NM。 2、有效功率 发动机曲轴的输出功率，用P e表示，单位为kW。 P e= Te（2n/60）10-3= Ten/9550 3、升功率 便于比较不同发动机的性能：Pc（kW/L） Pc= P e/（Vs i） Vs气缸工作容积，i气缸数 2.2.
16、2 经济性能指标 1、燃油消耗率 每小时单位有效功率消 耗的燃油量（g/kW h）。 2、有效热效率 燃料热值转变为有效功 的比例（e=We /Q1）。 2.2.3 运转及使用性能指标 主要包括起动性能、最高、最低转 速、排放、噪声、可靠性、耐久性 等性能指标。 2.2.4 发动机运转特性 见右图,发动机特性曲线,思考,1.理论上，它的功率应等于四冲程 发动机的二倍。 2.由于作功频率较大，二冲程发 动机的运转比较均匀平稳。 3.构造简单，质量较小。 4.易受磨损和经常需要修理的运 动部件数量较少。 但二冲程汽油机混和气易随废气 排出，废气不易排尽，造成经济 性差，HC排放增加，又由于热负 荷大，
