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1、前言:技术参数的确定2第一课：汽车的总体构5第二课：发动机的分类7第三课：发动机的基本名词术语8第四课：四冲程汽油机的工作原理9第五课：【空燃比】空气和燃料的混合比10第六课：涡轮增压器11第七课：汽油机与柴油机的对比13第八课：汽车传动系14第九课：汽车行驶系19第十课：汽车转向系24第十二课：汽车安全防护装置30第十三课：汽车仪表及报警装置34第十四课：汽车照明装置及信号装置35第十五课：汽车防盗装置37汽车设计前言:技术参数的确定、外形尺寸参数汽车设计中由设计师去弥定的外形尺寸包括：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。各参数的含义见下图:、各级汽车的尺寸标准弥定汽车尺寸所要考虑的
2、因素主要是机械布局和使用要求，其中机械布 局视乎厂家各自的设计方案有所差异；使用要求则主要由汽车所针对的目标市场级别而定。下表为 我根据经验总结的各主要级别（主要乘用车）的常见尺寸范围：单位：米长度宽度高度轴距典型代表欧洲、亚洲轿车：小型两厢轿车3.6-41.5-1.71.3-1.52.2-2.5夏利小型三厢轿车4.1-4.41.6-1.71.3-1.52.3-2.6丰田 COROLLA中型轿车4.3-4.71.7-1.81.3-1.52.6-2.8捷达中大型轿车4.6-4.91.7-1.91.3-1.62.7-2.9日产CEFIRO大型轿车4.8-5.21.8-21.4-1.62.8-3.2
3、奔驰 S-CLASS其他车种：中型越野车4.5-4.91.7-21.7-2.02.5-2.8三菱PAJERO中型MPV4.4-4.81.7-1.91.5-1.92.7-3丰田PREVIA中型皮卡（pick up）4.7-51.6-1.81.4-1.62.7-2.9丰田HILUX特殊规格：日本轻自动车（K-CAR）3.71.5不限不限奥拓美国标准大型房车5.2-5.51.8-2.11.3-1.52.8-3.3林肯 TOWNCAR美国标准多用途车（SUV）5-5.51.8-2.21.8-2.22.8-3.2别克GL8一级方程式赛车4.2-4.41.80.9-12.8-3.1其中我们看到美国车的尺寸
4、比欧、日的标准大很多，这主要是因为美国地大车少，油价低廉， 对于汽车空间的要求远大于对省油性能的要求。日本则正好相反，为了改善道路拥挤情况，日本政 府对汽车的税收等级是以外形尺寸（主要是占地面积长*宽）来划分的，车身越大使用费用越高。 因此日本汽车造型设计所追求的是“空间利用率”，即在有限的车身尺寸下争取最大的内厢空间。可以说日本车造得紧凑的目的是为了符合法规；欧洲人也热衷于小型车，但他们造小车的主要目的 是省油和使用方便；而美国人的生活环境决定了他们用不着把汽车造得太紧凑。三、如何弥定具 体尺寸确定汽车尺寸首先要服从机械布局，然后要满足各项应有的功能，如必须具备载客、载货 的空间等。下面详谈
5、各尺寸的具体确定方法：1. 长度长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数。因此一般以长度来划分车 身等级。车身长意味着纵向可利用空间大，这是显而易见的；但太长的车身会给调头、停车造成不 便。4米长与5米长的汽车在驾驶感觉上会有很大的差异，一般中小型乘用车长4米左右，接近5 米长的可算作大型车了。2. 宽度宽度主要影响乘坐空间和灵活性。对于乘用轿车，如果要求横向布置的三个坐位都有宽 阔的乘坐感（主要是足够的肩宽），那么车宽一般都要达到1.8M。近年由于对安全性的要求，车 门壁的厚度有所增加，因此车宽也普遍增加。日本车对宽度的限制比较严，大部分在1.8M以下， 欧洲车则倾向增大车宽。但
6、是车身太宽会降低在市区行走、停泊的方便性，因此对于轿车来说车宽 2M是一个公认的上限。接近2米或超过2米的车都会很难驾驶。道路用车（大货车、大客车）的 车宽一般也不能超过2.5米。对于车外倒后镜不能折叠的车辆，规格表上的宽度一般把外伸倒后镜 也包括在内，因而有些欧洲轿车规格表上的宽度接近甚至超过2米（例如FIAT MULTIPLA宽度为 2010mm），各位明察即可。3. 高度车身高度直接影响重心（操控性）和空间。大部分轿车高度在1.5米以下，与人体的自 然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心的考虑，以确保高速拐弯时不会翻车。MPV、面 包车等为了营造宽阔的乘坐（头部空间）和载货空间，车
7、身一般比较高（1.6米以上），但随之使 整车重心升高，过弯时车身侧倾角度大；这是高车身车种的一个重大特性缺陷。此外在日本，香港 等一些地区，大部分的室内停车场都有高度限制，一般为1.6米，这也是确定车高的重要考虑因 素。小型车为了在有限的占地面积内扩大车厢空间，近年有向上发展的趋势，如丰田的YARIS （高 1500mm）和标致206（1430mm），以及一批超过1.7M的日本K-CAR级RV （如铃木WAGON R），车身都比传统的小型车高出很多，重心升高导致的主动安全性下降是必然的。4. 轴距在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间最重要的因素，因为占绝大多数的2厢和3厢轿 车，乘员的坐位都是布
8、置在前后轴之间的。长轴距使乘员的纵向空间增大，直接得益的是对乘坐舒 适性影响很大的脚部空间。在行驶性能方面，长轴距能提高直路巡航的稳定性，但转向灵活性下 降，回旋半径增大。因此在稳定性和灵活性之间必须作出取舍，取得适当的平衡。5. 前、后悬从图一可见：车长=前悬+后悬+轴距。所以轴距越长，前后悬便越短。最短的悬 殊长可以短至只有车轮，即为车轮半径1/2。但除了一些小型车要竭力增加轴矩来扩大乘坐空间 外，一般轿车的悬长都不能太短，一来轴矩太长会影响灵活性，二来要考虑机械零件的布局。例如 前横置引擎前轮驱动的轿车，引擎一般会安置在前轴的前方，因此前悬必须有一定的长度（例 一）；但前悬也不应过长，以
9、确保爬坡通过性，越野车为了保证爬坡、越台的能力，前悬都很短（例二）；一些高性能跑车的前后悬取值主要是出于对前后重量平衡和动态重心转移的考虑（例三）。近年为了满足严格的正面撞击测试法规，有加长前悬的趋势，目的是容纳车架的撞击缓冲结构。后悬则可以比前悬稍长一些。回此主题相关图片如 下：例一前置引擎的轮驱动 的轿车,因为要腾出空间 安放引擎，前轴要向后 移，形成很长的前悬。国产富康、豆利、桑塔纳都 雇于这种类型-旦此主题相关图片如下：例二图中的虹日角分别称为接近角和 离去角，是衡星汽车通过性的重要指 标。由圈诃见角度越大，车身能安全通 过的坡度越大。其中接近角尤为重要， 因此越野车的前悬郡很短。包此
10、主题相关图片如下:例三悬长对汽车的动态表现也 会有影响，例如增大的悬可以增 加转向过多，以抵消车架本身的转向不足倾向。所以设计高性能 构车不仅是要好看那么简单-6. 轮距轮距直接影响汽车的前后宽度比例。与其它尺寸相比，轮距更受机械布局（尤其是悬挂系统类型）的影响，是造型设计师需要在很早期就确定的参数。一般轿车的前轮距比后轮略大（相 差约10-50MM），即车身前半部比后半部略宽，这与气流动力学有关（将在以后详述）。但一些 特殊机械布局的汽车，如法拉利的512TR，由于后轴安放了大型的水平对向12缸引擎，使其后轮 距远大于前轮距，这就需要以特别的造型设计来配合。在操控性方面，轮距越大，转向极限和
11、稳定 性也会提高，很多高性能跑车车身叶子板都向外抛，就是为了尽量扩大轮距。7, 离地距离地距即车体最低点与地面的距离。后驱车的离地最低点一般在后轴中央，前驱车一 般在前轴，也有些轿车的离地距最低点在前防撞杆下缘（气流动力学部件）。离地距必须确保汽车 在行走崎岖道路、上下坡时的通过性，即保证不”刮底”。但离地距高也意味着重心高，影响操控 性，一般轿车的最低离地距为130mm-200mm，附合正常道路状况的使用要求。越野车离地距普 遍大于200mm。赛车由于安装了扰流车身部件，并且要降低重心，离地距可以低至50mm，当然 前提是赛车跑道路面平坦，在普通街道上肯定是不可行的。最后必须补充一下，汽车的
12、长、宽、高、轴距是影响乘坐空间的四要素，但这只是基础，要在 尺寸大的车身上设计出空间充裕的座舱，还必须精心设计车厢轮廓。这就是所谓的“利用率”问 题，而它又与全车的整体布局息息相关，这将在后面的章节中综合介绍。第一课：汽车的总体构汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞 式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火 系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。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正常行 驶。底盘由下列部分组成：传动系将发动机的动力传给驱动车
13、纶。传动系包括离合器、变速器、传动 轴、驱动桥等部件。行驶系将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车 正常行驶。行驶系包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮(转向车轮和驱动车轮)、最架(前 悬架和后悬架)等部件。转向系一一保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向 传动装置组成。制动装备一一使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。每辆 汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装 置、传动装置和制动器组成。车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方 便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全
14、的环境或保证货物完好无损。典型的货车车身包 括车前钣制作、驾驶室、车厢等部件。电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此 外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工 智能装置等，显著地提高了汽车的性能。为满足不同使用要求，汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。按发动机和各 个总成相对位置的不同，现代汽车的布置型式通常有如下几种：发动机前置后轮驱动(FR)是传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿 车和部分客车都采用这种型式。发动机前置前轮驱动(FF)是在轿车上逐渐盛行的布置型式，具有结构紧凑、减 小轿车的质量、降低地板高度、改善高
15、速时的操纵稳定性等优点。发动机后置后轮驱动(RR)是目前大、中型客车盛行的布置型式，具有降低室 内噪声、有利于车身内部布置等优点。少数微型或普及型轿车也采用这种型式。发动机中置后轮驱动(MR)是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所采用的布 置型式。由于这些车型都采用功率和尺寸很大的发动机，将发动机布置在驾驶员座椅之后 和后桥之前有利于获得最佳轴荷分配和提高汽车的性能。此外，某些大、中型客车也采用这种布置型式，把配备的卧式发动机装在地板下 面。全轮驱动(nWD)是越野汽车特有的型式，通常发动机前置，在变速器后装有 分动器以便将协力分别输送到全部车轮上。第二课：发动机的分类发动机按照它不同的特点有很多种分类方法：1. 按燃料分可分为柴油机、汽油机和天然气机等。2. 按实现循环的行程数分a）：四冲程发动机：活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环。b）：二冲程发动机：活塞移动两个行程或曲轴转一圈气缸内完成一个工作循环。3. 按冷却方式分a）：水冷式发动
