汽车构造

第一章 总 论

第一节 现代汽车类型

一、现代汽车类型

根据 GB / T 3730. 1—2001《汽车和挂车类型的术语和定义》规定，汽车分为乘用车和商用车两大类。

乘用车主要用于载运乘客及其随身行李和 /或临时物品，包括驾驶员座位在内最多不超过 9个座位。它也可以牵引一辆挂车。

商用车用于运送人员和货物，并且可以牵引挂车。

乘用车分为轿车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车。轿车又分为：普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车(车身后部有一仓门)。

商用车分为客车、半挂牵引车、货车。

客车分为：小型客车、城市客车、长途客车、旅游客车、铰接客车、无轨电车、越野客车、专用客车。

货车分为：普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车、专用货车。

GB / T 3730. 1-2001《汽车和挂车类型的术语及定义》是新标准，但有时仍习惯用88标准对汽车进行分类：

表1 – 1 轿车的分类

类型 发动机排量/L 微型 普通型 1.0～1.6 中级 1.6～2.5 中高级 2.5～4.0 高级 <1.0 >4.0

表1 – 2 客车的分类

类型 长度/m 微型 轻型 3.5～7 中型 7～10 大型 10～12 特大型

<3.5 >12 (链接式) 10～12 (双层) - 1 -

表1 – 3 载货汽车的分类

类型 总质量/t 微型 轻型 1.8～6 中型 6～14 重型 <1.8 >14

另外，引入国外汽车概念,把娱乐、休闲的两厢汽车称为 RV汽车。它大致可分为三大类：

1、多功能乘用车 (MPV)

MPV是指介于轿车与小型客车之间的一类车型,既适用于商务活动,也具有休闲娱乐功能；既可公用,又可家用。

2、运动型多用途汽车 (SUV)

SUV不仅具有 MPV的多功能性，而且还有越野性能和 RV的休闲功能。 3、两厢的微型车

两厢微型车具有精致、趣味、实用和燃油经济性好的优点。 二、国外车辆分类方法

世界各国乘用车 (轿车)的分类标准不尽相同，如美国福特汽车公司和德国大众汽车公司按发动机排量和轴距、整备质量和总长将轿车分为 6类。奔驰汽车大致分为 A、S、E、C、CLK、SLK、SL、M、G、V共 10个级别，它们对应的车型分别是：A级-单厢车，S级-高级轿车，E级-中级轿车，C级-紧凑型轿车，CLK级-双门跑车, SLK和SL级-敞篷跑车, M级-多功能运动型车 ( SUV)， G级-越野车，V级-轻型客车。奔驰汽车的型号都以级别名 (英文字母)开头,后缀发动机排量标示,如 S600,即表明此车是高级轿车 ( S级 ) ,发动机排量为 6. 00 L;E280 ,则表明此车是中级轿车,发动机排量为 2. 80 L。 三、车辆识别代号 VIN

车辆识别代号 VIN，它由一组 3部分 17位字母和阿拉伯数字组成，又称 17位识别代号编码。一辆汽车只有一个代号，故称为“汽车身份证”。其代号用标准的形式，固定在易于看到且能防止磨损或替换的部位。

根据 GB / T 16736—1997规定，我国车辆识别代号与国际车辆识别代号 ( VIN)接轨，也是由 3部分17位字码组成。第一部分是世界制造厂识别代号

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WMI，第二部分是车辆说明部分 VDS；第三部分是车辆指示部分 VIS。

VIN的排列及表示意义规定如下：

WMI VDS VIS

□ □ □ □□□□□□ □□□□○○○○ 1 2 3 456789 1011121314151617

其中：□代表字母或数字，○代表数字。 第1位 生产地理地区代码, 第2位 生产国家代码

第3位 生产厂被批准备案的车型类别代码 第4位 厂定最大总质量分级代码

第5位 (按驱动车轮和转向盘位置的)车型种类代码 第6位 装配类型代码 第7位 车身类型代码 第8位 发动机类型代码 第9位 工厂检验代码

第10位 车辆年度型 (年款)代码 第11位 装配工厂代码 第12～17位 出厂顺序号代码

例如：日本丰田雷克萨斯 ( LEXUS) LS400轿车识别代码 VIN为 代码：J T 8 U F 1 1 E 6 R 0 1 2 6 3 4 7

根据 VIN编号规则，本例中的日本丰田雷克萨斯 ( LEXUS) LS400轿车的 17位号码的含义为：日本丰田汽车公司制造的雷克萨斯乘用车,装配 1UZ - FE4. 0LV8发动机，车型为 LS400 UCF10，4门轿车,出厂检验号为 6，1994年出厂，生产序号为 126347。 四、国产汽车编号规则

为了在生产、使用和维修中便于识别不同的车型,用简单的编号来表示各种不同汽车的厂牌、用途及基本性能特征，1988年我国颁布了 GB / T 9417—1988《汽车产品型号编制规则》。该标准规定国产汽车型号由企业名称代号、车辆种类代号、主参数代号、产品序号和企业自定代号组成。其形

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式如下：企业名称代号由两个或三个汉语拼音字母组成,是识别企业名称的代号。例如 CA代表第一汽车集团公司, EQ代表东风汽车集团公司。

车辆类别代号由一位阿拉伯数字表示车辆的种类，具体内容见表1-4。 产品序号由一位阿拉伯数字表示该种汽车的产品顺序号。

专用汽车分类号由一个汉语拼音字母表示专用汽车类型,如 X表示箱式汽车，G表示罐式汽车，Z表示专用自卸汽车，T表示特种结构汽车，J表示起重举升汽车，C表示仓棚式汽车。

企业自定代号是同一种汽车结构略有变化而需要区别时 (例如汽油、柴油发动机，长、短轴距,单、双排座驾驶室，平、凸头驾驶室，左、右置方向盘等)，可用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示,位数也由企业自定。基本型汽车无此代号。其变型车 (如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等)为了与其基本型区别，常用 A、B、C等自定代号表示。供用户选装的零部件 (如暖风装置、收音机、地毯、绞盘等)不属结构特征变化,不给予企业自定代号。

例如 CA1092汽车表示第一汽车集团公司生产的总质量为 9t，末位数字 2表示在原车型 CA1091的基础上改进的新型。

表 1- 4 汽车型号中部 4 位阿拉伯数字的含义

首位数字(1～9) 表示车辆类别 中间两位数字 表示各类汽车的主要特征参数 末位数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 载货汽车 越野汽车 自卸汽车 牵引车 专用汽车 客车 轿车 （预留） 半挂车或 专用半挂车 ② 专用汽车指专用货车和特种作业车。 ③ 汽车长度大于 10 m时 ,计算单位为 m。 表示汽车的总质量(单位为 t) 企业自定序号 数字× 0. 1m表示车辆的总长度 数字× 0. 1L表示发动机工作容积 表示汽车的总质量 注：① 汽车总质量大于 100t时允许用 3位数字。 - 4 -

第二节 汽车总体构造与主要技术性能

一、汽车的总体构造

汽车由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。 二、汽车的主要技术参数

质量参数：

1、整车整备质量—装备有车身、全部电气设备和车辆正常行驶所需要的辅助设备,加足冷却液、燃料、润滑油料,带齐备用车轮及随车工具、标准备件及灭火器的完整车辆的质量。

2、最大总质量—汽车满载时的总质量。

3、最大装载质量—最大总质量与整车整备质量之差。 汽车主要尺寸参数：

汽车主要尺寸参数

1、车长—垂直于车辆纵向对称平面 (下称 Y平面)并分别抵靠在车辆前后最外端突出部位两垂直面之间的距离。

2、车宽—平行于 Y平面并分别抵靠在车辆两侧固定突出部位 (不包括后视镜、侧面标志灯、示位灯、转向指示灯、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触变形部分)的两平面之间的距离。

3、车高—车辆支撑平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平面之间的距离。

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4、轴距—车辆同侧车轮前轴中心至后轴中心之间的距离;三轴汽车则为同侧车轮前轴中心至后轴与中轴中点间的距离。

5、轮距—同车轴的两端为单车轮时,车轮在车辆支承平面上留下的轨迹中心线之间的距离。同车轴的两侧为双车轮时,轮距为车轮两中心平面之间的距离。

6、前悬—通过两前轮中心的垂直平面与抵靠在车辆最前端并垂直于车辆纵向对称平面的垂面之间的距离。

7、后悬—通过车辆后轮轴线的垂直平面与抵靠在车辆最后端并垂直于车辆纵向对称平面的垂面之间的距离。

8、最小离地间隙—汽车满载时,车辆支撑平面与车辆中间区域最低点之间的距离。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。

9、接近角—汽车满载时,前端下部最低点向前轮外缘所引出的切线与地面的夹角。

10、离去角—汽车后端下部最低点向后轮外缘引出的切线与地面的夹角。接近角 (离去角)越大,越不易发生汽车前 (后)端触及地面,通过性能越好。

11、最小转向直径—转向盘转到极限位置,汽车以最低稳定车速转向行驶时,前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径。最小转向直径越小,汽车机动性越好。 三、汽车主要技术性能

汽车主要技术性能是指汽车在使用中所表现的性能,这些主要性能有汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、环保性、行驶的平顺性以及通过性等。

1、 汽车动力性

汽车的动力性是汽车性能中最基本、最重要的性能之一。

汽车的动力性由三个方面的指标来评价：（1）汽车的最高车速（2）汽车的加速时间（3）汽车的最大爬坡度。

2、汽车燃油经济性

通常用100km行程的燃油消耗量(L /100 km)来评价,其数值愈大，汽车的燃油经济性愈差。

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3、汽车制动性

汽车的制动性是指汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定和在下长坡时能维持一定车速的能力。它主要有三方面的评价指标：

（1）制动效能

指在良好的路面上，汽车以一定的初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的平均减速度。它是制动性能最基本的评价指标。

（2）制动效能的恒定性

主要是指在高速或下长坡的连续制动中，制动器温度显著升高时制动效能保持的程度。这种性能又称为抗热衰退性。

（3）制动时汽车的方向稳定性

指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑或丧失转向能力而按驾驶员给定方向行驶的性能。

4、 汽车操纵稳定性

操纵性是指汽车快速准确地响应驾驶员发出的转向指令的能力。稳定性是指汽车受到外界干扰时,能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。

5、汽车行驶平顺性

平顺性是指汽车在一般使用速度范围内行驶时,能保证乘坐者不致因车身振动而引起不舒适和疲乏感觉,以及保持所运货物完整无损的性能。

6、汽车通过性

评价汽车通过性的参数有最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径、最小转向直径等。

7、汽车安全性

广义的汽车安全性包括主动安全性和被动安全性两个方面。主动安全性是指可防止或减少汽车事故发生的能力;被动安全性是指降低汽车事故的伤害程度的能力。狭义的汽车安全性主要指对交通事故的防范。

8、 汽车环境保护性

汽车的环境保护性主要是指汽车对排放有害物质和噪声的控制水平。 四、汽车行驶的基本原理

要使汽车行驶,必须具备驱动和附着两个基本条件。

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(一) 驱动条件

汽车要运动并以一定的速度行驶，必须沿汽车行驶方向施加一驱动力，用以克服汽车行驶中所受到的各种阻力。

发动机工作时，输出的转矩经传动系各部件传至驱动轮,此时作用于驱动轮上的转矩，对地面产生一个切向作用力，与此同时，地面对车轮产生一个与切向作用力数值相等、方向相反的反作用力 F t ，这个反作用力F t就是驱动力。

汽车的行驶受到的阻力包括滚动阻力（F f）、空气阻力（F w）、上坡阻力（F i）和加速阻力（F j），总阻力∑F= F f + F w+ F i+ F j 。

在汽车行驶的过程中，当驱动力 F t =总阻力∑F时，汽车匀速行驶；当驱动力F t >总阻力∑ F时，汽车加速行驶；当 驱动力F t <总阻力∑F时，汽车减速乃至停驶。

(二) 附着条件

驱动力F t的最大值一方面取决于发动机可能发出的最大转矩和变速器换入最低挡时的传动比,另一方面又受轮胎与地面的附着作用的限制。

车轮与路面之间的相互摩擦以及轮胎花纹与路面凸起部的相互作用综合在一起称为附着作用。由附着作用所决定的阻碍车轮滑动的力的最大值称为附着力，用 Fφ表示。附着力是汽车所能发挥驱动力的极限,其表达式为:

F t≤Fφ

此式称为汽车行驶的附着条件，即驱动力小于或等于附着力。

由此汽车行驶须满足两个条件：

必要条件：F t≥ F f + F w+ F i+ F j ，充分条件：F t≤Fφ。

第二章 发动机基本知识

GB / T 725—1991规定,内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，如柴油

机、汽油机、煤气机、沼气机、双 (多种)燃料发动机。

汽车的动力来源于内燃机 (俗称发动机) ,发动机是将燃料的化学能转变为机械能的机器。

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汽油机按燃料供给与控制方式分为化油器汽油供给式与电子控制汽油喷射式；柴油机分为机械高压油泵－喷油器式与电子控制喷射式。

发动机每实现一次热功转换，都必须经过进气、压缩、作功及排气四个连续的过程，每进行一次这样的工作过程称为一个工作循环。

凡是曲轴旋转两周、活塞往复四个行程完成一个工作循环的，称为四冲程发动机；曲轴旋转一周、活塞往复两个行程完成一个工作循环的,称为二冲程发动机。

第一节 发动机常用术语

1、上、下止点 活塞工作时,顶部离曲轴回转中心最远的位置称为上止点；顶部离曲轴回转中心最近的位置称为下止点。

2、活塞行程 上、下止点间的距离(S)称为活塞行程。曲轴每转一周,活塞移动两个行程。

3、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(Vh ,单位: L)。多缸发动机各缸工作容积的总和称为发动机工作容积 (俗称发动机排量)。

4、燃烧室容积 活塞在上止点时,活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室容积(Vε)。

5、气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积(Va)。 6、压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。它表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大,则压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高。

汽油机的压缩比一般为 8～10,柴油机的压缩比一般为 16～22。

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发动机常用术语示意图

1—气缸 ; 2—活塞 ; 3—连杆 ; 4—曲轴

第二节 发动机总体构造与型号编制规则

一、发动机总体构造

汽油机通常由两大机构五大系组成,柴油机通常由两大机构四大系组成 (无点火系)。

1、发动机的两大机构

曲柄连杆机构:主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。其功用是将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能,再通过连杆将活塞往复运动的机械能转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

配气机构:主要由进气门、排气门、摇臂、推杆、凸轮轴和凸轮轴正时齿轮等组成。其功用是使可燃混合气或新鲜气体适时充入气缸并及时从气缸排出废气。

2、发动机的五大系统

燃料供给系：主要由燃油箱、油泵、燃油滤清器、空气滤清器、油泵、喷油泵、喷油器进排气歧管、排气消声器等组成。功用是根据发动机工作的

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要求,定时、定量、定压提供最佳浓度的可燃混合气。

润滑系：主要由机油泵、集滤器、限压阀、润滑油道、机油滤清器、油底壳等组成。其功用是减小摩擦力,减缓机件磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。

冷却系:主要由散热器、风扇、水泵、水套等组成。其功用是将机件多余的热量散发到大气中,以保持发动机正常的工作温度。

点火系:由火花塞、点火线圈、电子点火控制器、电子控制单元、高低压电路等组成。其功用是根据发动机工作的要求,定时点燃可燃混合气。

起动系:主要由起动机及其附属装置组成。其功用是使静止的发动机起动并转入自行运转。 二、内燃机型号编制规则

GB / T 725—1991规定,内燃机型号由阿拉伯数字 (以下简称数字)、汉语拼音字母(以下简称字母)和 GB1883中规定关于气缸布置所规定的象形字符号组成。内燃机型号依次包括下列四部分

首部:产品系列符号、换代标志符号和地方、企业代号,由制造厂根据需要自选相应字母表示,但需主管部门或由主管标准化机构核准。

中部:由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成。 后部:结构特征和用途特征符号,用字母表示。

尾部:区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时,由制造厂选用适当符号表示。内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下图所示。

型号编制示例: 汽油机

(1) 492Q表示四缸、直列、四冲程、缸径 92mm、水冷、汽车用。 (2) EQ6100Q - 1表示第二汽车制造厂生产、直列、四冲程、六缸、缸径 100mm、水冷、汽车用、第一种变型产品。

柴油机

(1) 6120Q表示 6缸、直列、四冲程、缸径 120mm、水冷、车用。 (2) 12 V135ZG表示 12缸、V形排列、四冲程、缸径 135 mm、水冷、增压、工程机械用。

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内燃机型号编制规则

第三章 曲柄连杆机构

曲柄连杆机构的功用是将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩,以向工作机构输出机械能。曲柄连杆机构的主要零件可以分成三组:机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。

在发动机作功时,气缸内最高温度可达 2 500K以上,最高压力可达 6～ 9 MPa,现代汽车发动机最高转速可达 3 000～8 000 r /min,即活塞每秒钟要完成 100～200个行程,可见其线速度是很大的。此外,与可燃混合气和燃烧气体接触的机件 (如气缸、气缸盖、活塞组等)还将受到化学腐蚀。因此,曲柄连杆机构的工作条件的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。其所受的力主要有气体作用力、运动质量惯性力与离心力、摩擦力等。 一、机体组

发动机机体组通常由气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、油底壳等组成。

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1、机体 水冷发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体,称为机体,也可称为气缸体 。

机体上半部有一个或若干个活塞在其中运动的圆柱形空腔,称为气缸。下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。

机体按结构型式分为三种：发动机的曲轴轴线与机体下表面在同一平面上的,称为一般式机体。将机体下表面移至曲轴轴线以下,称为龙门式机体。主轴承承孔不分开的隧道式机体。

2、气缸与气缸套

气缸套用机械性能好的合金铸铁或合金钢制造。按气缸套有否与冷却液接触分为干式气缸套和湿式气缸套。干式气缸套不直接与冷却液接触,壁厚一般为 1～3 mm。湿式气缸套直接与冷却液接触,壁厚一般为5～9mm。

对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外形尺寸和结构特点,对发动机气缸体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置情况。

发动机气缸的排列,一般采用单列式、V形式、对置式几种形式。 3、气缸盖与汽油机燃烧室

气缸盖的主要功用是封闭气缸顶部,并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖内部有冷却水套、进排气门座孔、气门管孔、火花塞安装孔 (汽油机)、喷油器安装孔 (柴油机)及润滑油道等。气缸盖端面上的冷却水孔与机体顶面的冷却水孔相通,以利用循环水来冷却进排气道、进排气门座等高温的机件。

在多缸发动机中,只覆盖一个气缸的气缸盖,称为单体气缸盖;覆盖两个以上气缸的称为块状气缸盖;能覆盖全部气缸的气缸盖则称为整体气缸盖,整体气缸盖多用于发动机缸径小于 105mm的汽油发动机上。缸径较大的汽油机或柴油机常采用单体气缸盖或块状气缸盖。

汽油机常用燃烧室有楔形燃烧室、盆形燃烧室、半球形燃烧室。 4、气缸盖衬垫

气缸盖衬垫安装在气缸盖和气缸体之间,其功用是防止发动机机油、冷却液和高温高压气体泄漏。气缸盖衬垫是易损件,通常是一次性使用。

目前发动机上采用的气缸盖衬垫有多层薄金属衬垫、金属-复合材料衬垫

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和金属-石棉衬垫三种

5、油底壳

油底壳的主要功用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小,为了保证行车中气流对机油的冷却,一般采用薄钢板冲压而成。为了保证在汽车爬坡发动机纵向倾斜时机油泵能正常吸到机油,油底壳后部一般做得比较深。油底壳内部还设有稳油挡板,防止汽车振动时油面波动过大。油底壳底部装有磁性的放油塞,能吸集机油中的金属屑,以减少发动机运动零件的磨损。

6、发动机的支承

发动机通过气缸体和飞轮壳或变速器壳支承在车架上,其方法一般有三点支承和四点支承两种。发动机的支承是弹性的,其目的是为了消除汽车行驶中车架的扭曲变形对发动机的影响,及减少传给底盘和乘员的振动和噪音。为了防止汽车因制动、加速及弹性元件变形而造成的发动机纵向位移,而设有纵拉杆,通过橡胶垫块使发动机与车架纵向连接。目前有些轿车发动机支承机座采用了电控减振系统。 二、活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。 1、活塞

活塞的功用是承受气缸中燃气压力,并将此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。此外,活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同构成燃烧室。活塞的基本构造可分为顶部 、头部 和裙部三部分。

2、活塞环

活塞环包括气环和油环两种。气环的功用是保证活塞与气缸壁间的密封,防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱,同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁,再由冷却液带走。油环的功用是刮除气缸壁上多余的润滑油,并在气缸壁上铺涂一层均匀的润滑油膜,这样既可以防止润滑油窜入气缸燃烧,又可以减少活塞、活塞环与气缸壁的磨损和摩擦阻力。此外,油环也起到气缸的辅助密封作用。

3、活塞销

功用是连接活塞和连杆小头,将活塞承受的气体作用力传给连杆。

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4、连杆

连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴,并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 三、曲轴飞轮组

曲轴飞轮组的功用是把活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动,为汽车行驶和其它需要动力的机构输出扭矩。同时,还储存能量,用以克服非作功行程的阻力,使发动机运转平稳。

曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、皮带盘和扭转减振器等组成。 1、曲轴

曲轴是发动机的主要机件之一。它的功用是承受作功行程从活塞经连杆传来的作用力,并将作用力转变为扭矩后输出。同时,又要通过连杆推动活塞完成进气、压缩、排气行程,并驱动配气机构和其它辅助装置 (如发电机、风扇、水泵、转向油泵、空调压缩机等)。

汽车发动机曲轴通常是整体式，它在每个连杆轴颈两侧都加工出主轴颈者,称为全支承曲轴。如果主轴颈数目比连杆轴颈数少,则称为非全支承曲轴。

2、飞轮

飞轮是一个转动惯量很大的圆盘 ，其功用是将作功行程中的一部分功能储存起来,用以在其它行程中克服阻力,带动曲柄连杆机构越过上、下止点,保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀,并使发动机有可能克服短时间的超载荷。

飞轮外缘上压有一个齿环,可与起动机的驱动齿轮啮合,供起动发动机用。飞轮上通常刻有第一缸点火正时记号,以便校准点火时刻。

3、曲轴扭转减振器

为了吸收曲轴扭转的能量和减弱曲轴的扭转振动,汽车发动机上应用最广泛的是摩擦式扭振减振器。它分为橡胶式和硅油式两种形式,其原理是使曲轴扭转振动的能量消耗于减振器的内摩擦,以达到消减扭转振动,避免共振。

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第四章 配气机构

配气机构的功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求,定时地开启和关闭进、排气门,使可燃混合气 (汽油机)或空气 (柴油机)进入气缸,废气排出气缸。

配气机构由气门组和气门驱动组组成。

气门组由气门 气门导、管、气门弹簧和弹簧座、气门锁片等组成； 气门驱动组由正时齿轮、挺柱和推杆、摇臂轴、摇臂、调整螺钉、锁紧螺母、凸轮轴等组成。

配气机构按传动方式分,可分为正时齿轮式 、正时齿链式和正时带式三种。按凸轮轴位置分,可分为凸轮轴下置式和凸轮轴顶置式两种。按单缸气门数量分,可分为单缸 2气门、3气门、4气门、5气门。按驱动方式分,可分为摇臂驱动式和直接驱动式两种。

气门间隙是为保证气门关闭严密,在气门杆尾端与气门驱动组零件 (摇臂、挺杆或凸轮 )之间留有适当的间隙,称为气门间隙。

用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间,称为配气相位。 由于发动机转速很高,一个冲程的时间极短,如四冲程发动机转速 6 000r / min时,一个冲程时间只有 0. 005s,再加上用凸轮驱动气门开启需要一个过程,气门全开的时间就更短了,这样短的时间难以做到进气充分,排气干净。为了改善换气过程,提高发动机性能,实际上发动机的气门开启和关闭并不在活塞的上下止点,而是适当地提前和滞后,以延长进、排气的时间。也就是说,气门开启过程中曲轴转角都大于 180°。由于进、排气门的早开晚关,这就出现有一段时间进、排气门重叠开启的现象,气门重叠的曲轴转角α+δ称为气门重叠角。有了恰当的气门重叠角,可利用气流压差和惯性,达到清除残余废气、增加进气量的目的。 一、配气机构主要机件

1、气门

气门分为进气门和排气门。气门由头部和杆部组成,头部用来封闭气 缸的进、排气通道,杆部则主要为气门运动导向。

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2、气门弹簧

气门弹簧的功用是使气门迅速回位，保证密封并防止气门在开启关闭过程中因传动件的惯性而产生彼此脱离现象。

为了防止气门弹簧共振,从而破坏配气正时，常采用双气门弹簧、变螺距气门弹簧、锥形气门弹簧或者气门弹簧振动阻尼器。

3、气门导管

气门导管的主要功用是保证气门能沿自身轴线上下运动,使气门与气门座圈密封配合，并将气门杆的部分热量传给气缸盖。气门导管压入气缸盖导管孔中。

4、气门座圈

气门座圈与气门配合完成密封工作，气门座圈一般用耐热钢、球墨铸铁 或合金钢制成，压入或共同铸入缸盖中，铝合金缸盖通常采用镶入式气门座圈。

5、凸轮轴

凸轮轴是用来控制各缸进、排气门的配气相位,同时控制气门开度的变化规律的零件。它是配气机构的关键零件。

6、挺柱

挺柱的功用是把凸轮轴运动产生的推力传给气门挺杆或直接传给气门。发动机工作时，由于气门间隙的存在，配气机构中将产生冲击，发出声 响。为了解决这个问题，许多高速发动机都采用液压挺柱来消除气门间隙。液压挺柱能自动补偿杆件的热胀冷缩，保持气门驱动机构无间隙,减小冲击噪声。

7、摇臂

摇臂的功用是将推杆或直接由凸轮传来的推力改变方向，作用在气门杆端部以推动气门。

二、发动机配气机构的可变技术

可变技术是指随着使用工况及要求的变化，或者为了解决矛盾及避免内燃机不正常工作现象的出现，使相关系统的结构或参数作相应的变化,从而使内燃机在各种工况下,综合性能指标能大幅度地提高，而且避免不正常燃烧及

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超负荷现象的产生。

可变技术涉及范围较广，如可变压缩比、可变进气系统、可变配气定时、可变喷油系统、可变增压系统等 。在解决较大转速范围内动力性和经济性的矛盾方面，可变技术显示出独特的优势。近代电子技术的发展,促成了可变技术的迅速推广,使可变技术在车用内燃机上的应用和影响日渐突出。

可变技术的应用使内燃机的各项性能在整个使用工况变化范围内得到优化。活塞式内燃机经过百余年的研究与发展,在技术上已达到相当高的水平,那么,可变技术就是使其性能进一步取得重大突破的途径之一。

第五章 冷却系

冷却系的功用是使运转中的发动机得到适度冷却,使其在最适宜的温度范围内工作。发动机的冷却必须适度,若冷却不足,发动机功率将下降,润滑油受热而失效,各机件也可能因高温致使机械强度下降;对于汽油机来说,还可能造成早燃、爆燃和表面点火等不正常燃烧。若冷却过度,热量散失过多,发动机动力性、燃油经济性下降,机油粘度增大,运动件间的摩擦阻力加大,磨损加剧。

一、冷却系的组成及工作情况

发动机冷却系主要由以下装置和零件组成：

(1)强制循环水供给装置：由水泵、散热器、水套和分水管等组成。 (2)冷却强度调节装置:由可调速电动风扇、节温器、百叶窗等组成。 (3)水温指示装置:由水温表、水温传感器和水温警告灯组成。 冷却系的工作原理：水泵将冷却液从机外吸入并加压,使之经分水管流入发动机缸体水套，在此,冷却液从气缸壁吸收热量,水温升高,继而流到气缸盖的水套,继续吸收热量,受热升温后的冷却液沿出水管流到散热器汽车在行驶时,外部气流由前向后高速从散热器中通过,散热器后部有风扇的强力抽吸,因而受热后的冷却液在自上到下流经散热器的过程中,其热量不断散发到大

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气中去,从而得到了冷却。冷却液流到散热器的底部后又在水泵的作用下,再次流向气缸体、气缸盖水套。如此不断地往复循环,使发动机在高温条件下工作的零件得到适宜的冷却。 二、冷却系主要机件

1、水泵

水泵的功用是对冷却液加压,加速冷却液的循环流动,保证冷却可靠。 车用发动机上多采用离心式水泵。

2、风扇

风扇的功用是提高通过散热器芯的空气流速,增加散热效果,加速冷却液的冷却。

风扇安装在散热器后面,并与水泵同轴。车用发动机的风扇有两种形式,即轴流式和离心式。轴流式风扇所产生风的流向与风扇轴平行,离心式风扇所产生风的流向为径向自动风扇离合器有硅油式、机械式和电磁式。

3、散热器

散热器的构造主要由上储水室、下储水室和连接上下水室及对冷却液起散热作用的散热器芯组成。

散热器芯的结构形式有多种,常见的有管片式散热器和管带式散热器。 汽车发动机都采用闭式水冷系。为防止冷却液的损失,在冷却系设置了补偿水桶,对散热器内的冷却液起到自动补偿的作用。

4、节温器

节温器的功用：它是控制冷却液流动路径的阀门,能根据发动机冷却液温度的高低,打开或关闭冷却液通向散热器的通道,使冷却液在散热器和水套之间进行大循环或小循环,调节冷却强度,保证发动机在最适宜的温度下工作。

目前,汽车发动机装用的节温器基本是蜡式节温器。 5、冷却强度调节装置

冷却强度调节装置是根据发动机的不同工况和不同使用条件,改变冷却系的散热能力,即改变冷却强度,从而保证发动机经常在最有利温度状态下工作。改变冷却强度通常有两种调节方式,一种是改变通过散热器的空气流量；另一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。改变冷却液的循环流量和循环

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范围由节温器来完成；而改变通过散热器的空气流量通常利用百叶窗和各种自动风扇来实现。

6、冷却液

大多数汽车上使用的冷却液是将一定比例的防冻液添加到冷却水 (软水或纯净水)中而制成的。冷却水不能含有盐类矿物质,否则在水套散热器内易产生水垢,影响冷却效果。

目前,汽车广泛使用的冷却液是用乙二醇或丙二醇等化学物质与水按一定比例混合而成的混合液,还要加入防腐剂、清洁剂、阻垢剂和着色剂等添加剂。轿车和轻型汽车用发动机冷却液的规格有:乙二醇型浓缩液,丙二醇型浓缩液,乙二醇型稀释液,丙二醇型稀释液。

选用发动机冷却液应注意的问题：

(1)发动机冷却液的冰点要低于环境最低气温 10℃左右。 (2)按发动机的负荷性质选择汽车制造厂要求的发动机冷却液。 (3)对浓缩液进行稀释时,应使用去离子水或蒸馏水。 (4)经常检查发动机冷却液的液面高度和冷却系的密封性。

(5)按制造厂规定的发动机冷却液更换周期更换,但应经常注意发动机冷却液的颜色、气味等是否有变化。

(6)不同厂家、不同牌号的发动机冷却液不能混用。

(7)发动机冷却液的性能既防冻又防沸。任何时候 (即使在夏季或炎热地区)发动机冷却液也不要加入纯水降低其浓度。

第六章 润滑系

润滑系的功用是对运动的零件进行润滑、清洗、冷却、密封、防锈和为液力部件提供液压。

由于发动机各运动零件的工作条件不同,对润滑的强度要求也就不同,因而要采取不同的润滑方式。

1、压力润滑：利用机油泵,将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等处的载荷和相对运动速度

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较大,需要以一定压力将机油送到摩擦面的间隙中方能形成油膜以保证润滑。

2、飞溅润滑：利用压力润滑回油时,运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁、相对滑动速度较小的活塞销,以及配气机构的凸轮、挺柱等得到润滑。

3、注油润滑：在发动机辅助系统中,有些零件需要采用定期加注润滑脂的方式进行润滑。如发电机轴承、水泵轴承、起动机轴承等。

4、自润滑：近年来在有些发动机上采用含耐磨材料的轴承来替代加注润滑脂的轴承。因这种轴承在使用中无需加注润滑脂,故称其为自润滑轴承。 一、压力润滑系部件组成

润滑系一般由机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器以及各种控制阀、传感器和机油压力表、温度表等组成。现代汽车发动机润滑系的组成及油路布置方案大致相似,只是由于润滑系工作条件和具体结构的不同而稍有差别。

二、润滑系的主要部件

润滑系的主要部件有机油泵、机油集滤器和机油滤清器、机油冷却器以及机油压力表和传感器等。 1、机油泵

机油泵结构形式有多种,常用的有齿轮式和转子式。 2、机油滤清器

机油集滤器安装在油底壳润滑油的入口,用来滤除润滑油中粗大的杂质。机油集滤器有浮式和固定式两种。

机油滤清器是用来滤除润滑油中的金属屑、机械杂质和润滑油的氧化物。 机油滤清器若串联安装在机油泵与主油道之间,所有机油经过滤清器过滤,称该滤清器为全流式滤清器；若滤清器与主油道并联安装,只有一部分机油经过滤清器过滤,称该滤清器为分流式滤清器。

3、机油散热器及冷却器

发动机在运转时,由于机油粘度随温度的升高而变小,降低了润滑能力。因此,有些机型装用了机油散热器或机油冷却器。其作用是降低机油温度,保

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持一定的润滑油粘性。

4、曲轴箱通风装置

发动机工作时,一部分可燃混合气和废气会经活塞环泄漏到曲轴箱内,其中的汽油蒸气凝结后,将使润滑油变稀；同时,废气的高温和废气中的酸性物质及水蒸气将侵蚀零件,并使润滑油性能变坏；另外,由于混合气和废气进入曲轴箱,使曲轴箱内的压力增大,温度升高,易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。为此,一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置,以便及时将进入曲轴箱的混合气和废气抽出,使新鲜气体进入曲轴箱,形成不断的对流。

曲轴箱通风方式一般有自然通风和强制通风两种。

汽油机一般都采用曲轴箱强制通风方式。这种方式可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用,有利于提高发动机的经济性,同时也可降低对环境的污染。曲轴箱强制通风装置广泛采用PCV阀 (单向阀)方式。

第七章 电子控制汽油喷射系统

第一节 车用汽油性能与选用

一、车用汽油使用性能

1、蒸发性

汽油由液态转化为气态的性质，称为汽油的蒸发性。

汽油的蒸发性好，容易汽化，与空气混合就均匀，可燃混合气的燃烧速度就快，且燃烧也完全，所以发动机容易起动，加速及时，各工况间转换灵敏柔和，机械磨损减少，汽油消耗降低。反之，汽油的蒸发性不好，则难以在低温条件下形成足够浓度的混合气，使发动机低温起动困难。

汽油的蒸发性的评价指标是馏程和饱和蒸气压。 2、热值

燃料的热值是指 1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000 kJ / kg。

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3、抗爆性

抗爆性是指汽油在汽油机内燃烧时不产生爆燃的性能,它是汽油的一项主要性能指标。汽油抗爆性的评价指标通常用辛烷值表示。辛烷值越高,抗爆性越好。

辛烷值与汽油机压缩比的匹配:

提高汽油机的压缩比，混合气被压缩的程度增大，可以提高发动机的功率，节省燃料，降低油耗。对于压缩比越大的汽油机就应该选用抗爆性越好的汽油，才不致产生爆震燃烧。也就是说，不同压缩比的发动机，必须使用抗爆性与其相匹配的汽油，才能提高发动机的功率而不会产生爆震现象。

按照压缩比理想选用的车用无铅汽油标号

压缩比 7.5~8.0 8.0~8.5 8.5~9.0 9.0~9.5 9.5~10.0 90号 93号 95号 97号 98号 √ √ √ √ √ √ √ √ √ 4、氧化安定性

汽油的氧化安定性是指热稳定性,即防止生成高温沉积物的能力。 二、车用汽油标准

1 .我国车用无铅汽油 (清洁汽油)标准

2001年 7月 1日前,按照 GB 17930—1999《车用无铅汽油》标准,我国车用无铅汽油按研究法辛烷值 ( RON)划分为 90号、93号和 95号三个牌号,其对应的抗爆指数不小于 85、88和 90。为了与国际接轨,随后又增加了 97号汽油。

2.我国车用乙醇汽油标准

乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液体烃中加入一定量变性燃料乙醇后作点燃式内燃机的燃料。我国的车用乙醇汽油标准是国家质量技术监督局于 2004年 4月 30日发布的GB 18351—2004《车用乙醇汽油》,车用乙醇汽

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油按研究法辛烷值划分为 90号、93号、95号和 97号,与无铅汽油的主要差别是乙醇含量要求是 10. 0%±2. 0% (体积分数) ,水分含量不大于 0. 20% (质量分数)。

三、车用汽油选用方法

(1)使用汽车厂家规定的汽油牌号。

(2)根据发动机压缩比来选择汽油牌号,压缩比越大,汽油的牌号越高。 (3)注意汽油质量是影响汽车技术性能和汽车排放的重要因素。 (4)区分季节选择汽油的蒸气压,冬季应选择蒸气压较大的汽油,夏季应选择蒸气压较小的汽油。

(5)在储存和使用中应注意防火、防爆,避免中毒。

第二节 发动机对可燃混合气的要求

一、可燃混合气形成过程

现代汽油机大多数为进气道间歇式多点喷射系统 ( MPI)。在排气行程末和进气行程初,在发动机电子控制单元 ( ECU)的控制下,喷油器喷射出来的雾状汽油在进气道中与空气进行初步混合后,经进气门进入气缸,在气缸内雾状汽油又不停地进行着吸热、蒸发、汽化与空气进一步混合,直至压缩行程接近终了,才形成良好的可燃混合气。 二、可燃混合气浓度表示方法

可燃混合气的浓度常用空燃比 ( A/ F)和过量空气系数 (α)来表示。空燃比是指混合气中所含空气质量 ( kg)与燃料质量 ( kg)的比值,理论上, 1kg汽油完全燃烧需要空气 14. 7kg,即空燃比为 14. 7。这种空燃比的混合气称为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于 14. 7,则称为浓混合气。若空燃比大于 14. 7 ,则称为稀混合气。对于不同燃料,其理论空燃比数值是不同的。

过量空气系数是指在燃烧 1kg燃料的过程中,实际供给的空气质量与理论上 1 kg燃料完全燃烧时所需的空气质量之比,也即实际空燃比与理论空燃比之比。若α= 1 ,则可燃混合气即为理论混合气;若α< 1,为浓混合气;α> 1,则为稀混合气。可燃混合气的浓度对发动机的动力性和经济性有很大影响。

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稀混合气 (α> 1 ) :可以保证所有的汽油分子获得足够的空气而实现完全燃烧,因而经济性最好,故称为经济混合气。常用经济混合气α值多在 1. 05～1. 15范围内。若混合气过稀 (α> 1. 15 ) ,因空气量过多,燃烧速度减慢,热量损失加大,将导致发动机过热、动力性和经济性变差。

浓混合气 (α< 1 ) :由于汽油分子相对较多,混合气燃烧速度快、压力大、热损失小,发动机输出功率大,因此称其为功率混合气,其α值多在 0. 85～0. 95范围内。功率混合气中空气相对较少,不能完全燃烧,因此经济性较差。若混合气过浓 (α< 0. 88 ) ,则燃烧很不完全,产生大量的 CO,并在高温高压的作用下析出游离的碳,导致发动机排气冒黑烟、放炮、燃烧室积炭、动力性和经济性变差、排放污染加剧等。 三、发动机工况对可燃混合气浓度的要求

发动机工况是发动机在某一时刻运行状况的简称,以该时刻发动机输出的有效功率和发动机转速表示。但通常用负荷和发动机转速来表示发动机工况。负荷是指发动机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值,用百分数表示。车用汽油机各种工况对混合气浓度的要求如下:

(1)怠速和小负荷工况。怠速是指发动机对外无功率输出的工况,作功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力,维持发动机以最低稳定转速运转 (电控汽油机怠速转速一般为 700～900 r / min)。在怠速工况下,进入气缸内的混合气很少,气缸内残余废气对混合气稀释严重,使燃烧速度减慢甚至熄火。又因转速低,空气流速小,汽油雾化、汽化不良,与空气混合不均匀,使混合气燃烧不良甚至熄火。因此,要求供给少量的浓混合气 (α= 0. 6～0. 8)。 发动机负荷在 25 %以下称为小负荷。由于小负荷时,节气门略开,混合气的数量和品质有所提高,废气对混合气的稀释作用也有所减弱,因而混合气浓度可以略为减小(α= 0. 7～0. 9)。

(2)发动机负荷在 25%～85%之间称为中等负荷。由于节气门开度较大,进入气缸的混合气数量增多,燃烧条件较好。此外,由于发动机大部分的时间处在中等负荷下工作,为提高发动机的经济性,应供给较稀的可燃混合气 (α= 0. 9～1. 1)。

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(3)发动机负荷在 85%以上和达到 100 %的分别称为大负荷和全负荷。此时,节气门开大到接近全开或全开,供给浓的可燃混合气 (α= 0. 85～0. 95)。

第三节 电子控制汽油喷射系统

电子控制汽油喷射系统简称为 EFI，它利用各种传感器检测发动机的运行状态,这些检测参数输入 ECU,经 ECU分析、判断、计算后控制喷油量,使发动机在不同工况下均能获得最佳空燃比的混合气, 从而提高发动机的动力性、经济性,减少排气污染。

电控汽油喷射系统由燃油供给系统、进气系统、电子控制系统三个子系统组成。

1、燃油供给系统的功用是向发动机提供各种工况下所需要的燃油量。它由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和油管等组成 。

2、电控汽油喷射系统由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管总管、进气歧管和怠速控制阀组成 ，其功用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量，以控制发动机输出功率。

3、电子控制系统由各种传感器、ECU和执行器三部分组成。其功用是根据发动机运转状况和车辆运行情况确定汽油最佳喷射量。

电子控制汽油喷射系统可分为：单点喷射系统和多点喷射系统、连续喷射系统和间歇喷射系统等多种。

第八章 柴油机燃油供给系

一、柴油的主要性能与选用

(一) 性能

柴油是由石油在 260～350℃的温度范围内提炼出来的碳氢化合物。柴油的发火性、蒸发性、粘度和凝点对柴油机正常工作有很大影响。

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1、柴油的发火性

柴油的发火性是指其自燃能力。柴油的发火性可用“十六烷值”来表示,十六烷值高的柴油,自燃温度低,发火性好,蒸发性差,凝点高。汽车柴油机所用柴油的十六烷值应不低于 40～50 ,但过高的十六烷值对一般柴油机来说也不适宜,当十六烷值高于 65时,柴油中部分十六烷燃烧时容易析出黑色固体的碳粒子,使燃烧不完全,排气管冒黑烟,增加柴油的消耗。

2、柴油的蒸发性

柴油蒸发性的好坏对可燃混合气的形成有一定的影响,即影响着火落后期内的柴油蒸发量及燃烧完全的程度。

3、柴油的粘度

柴油的粘度表示其稀稠程度和流动难易程度。若柴油粘度过高,柴油滤清沉淀困难,流动阻力大,喷进燃烧室内的油粒直径较大,影响雾化和混合气的均匀性,燃料难以充分燃烧,而使排气冒黑烟,油耗增加。若柴油粘度过低,会增加喷油泵和喷油器内精密配合件的磨损。柴油的粘度与温度有很大关系,温度越低,粘度越高。

4、柴油的凝点与牌号

柴油的凝点 (凝固点)是指柴油冷却到开始失去流动性的温度。好的柴油应具有较低的凝点,凝点过高,对柴油机燃料供给系工作有不利的影响,特别是在低温下可能造成中断供油,使柴油机无法工作。根据车用柴油标准 GB /19147—2003的规定,车用柴油按凝点分为 7个牌号:

10号车用柴油—适用于有预热设备的柴油机；

5号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 8℃以上的地区使用;

0号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 4℃以上的地区使用;

- 10号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 - 5℃以上的地区使用;

- 20号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 - 14℃以上的地区使用;

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- 35号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 - 29℃以上的地区使用;

- 50号车用柴油—适用于风险率为 10%的、最低气温在 - 44℃以上的地区使用。

(二) 车用柴油使用时的注意事项

使用柴油时,须防止错用汽油或混入汽油,以免引起柴油机起动困难。在严寒条件下,若用普通柴油不能起动时,可用起动燃料帮助发动。 二、柴油机燃料供给系的功用与组成

1、功用

柴油机燃料供给系的功用是根据柴油机不同工作情况的要求,将一定量的燃油压力适当提高,并按规定时间以一定的规律喷入气缸,使之与空气混合形成良好的可燃混合气,在高压高温下自行燃烧、作功,而后将废气排出。

2、组成

柴油机燃料供给系由四部分组成。

(1)燃油供给装置:由柴油箱、输油泵、低压油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器及回油管等组成。

(2)空气供给装置:由空气滤清器、进气管、进气道组成。对于增压柴油机,还装有增压装置。

(3)混合气形成装置:即燃烧室。

(4)废气排出装置:由排气道、排气管及消声器组成。 3、燃油供给油路

柴油机燃料供给系油路分低压油路、高压油路和回油油路三部分。 三、喷油器

喷油器的功用是将柴油雾化成较细的颗粒,并将它们喷射到燃烧室中与空气形成良好的可燃混合气。

目前,汽车柴油机基本都采用闭式喷油器。这种喷油器按结构形式可分为孔式喷油器和轴针式喷油器两大类。

孔式喷油器的特点是雾化质量好,缺点是喷孔直径小,易堵塞。 轴针式喷油器的特点是喷孔不易积炭,而且还能自行清除。

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四、喷油泵

喷油泵的功用与分类：

喷油泵俗称高压油泵,一般与调速器和供油提前器连在一起,其作用是升高柴油压力,并按照柴油机不同工况要求,定时、定量、定压地将高压柴油输送至喷油器。

喷油泵的结构形式按工作原理的不同大体可分为三类。 (1)柱塞式喷油泵； (2)喷油泵 -喷油器； (3)转子分配式喷油泵。

目前,我国车用的柴油机喷油泵主要是国产Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号和仿制国外的 A, B, P, Z型系列直列柱塞泵。另外还有部分引进车型和进口车装用国外产的 PE - A柱塞泵、PE -P柱塞泵、转子分配泵和 VE型分配泵。 五、调速器

调速器的功用是根据柴油机负荷和转速变化相应自动调节喷油泵的供油量,以使柴油机能稳定运行。

调速器按其功能和转速传感器不同进行分类。

按功能分为：两极式调速器、全程式调速器、单速调速器、综合调速器。 按转速传感器分为：气动式调速器、机械离心式调速器、复合式调速器。 另外,国外还有液压调速器和电子调速器,它们的调节稳定性和精度都很高,但制造成本高,目前国内还未使用。 六、输油泵

输油泵的作用是保证柴油在低压油路内循环,并供给足够数量及一定压力的燃油给喷油泵。其输油量应为全负荷最大喷油量的 3～4倍。输油泵的形式有活塞式、膜片式、齿轮式和叶片式几种。 七、柴油机的电子控制系统

柴油机电控喷射系统可分为位置控制系统和时间控制系统两大类。 电控柴油喷射的基本原理：

电控柴油喷射系统由传感器、控制单元 ( ECU)和执行机构三部分组成。传感器采集转速、温度、压力、流量和加速踏板位置等信号,并将实时检测的

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参数输入计算机;ECU是电控系统的“指挥中心”,对来自传感器的信息同储存的参数值进行比较、运算,确定最佳运行参数;执行机构按照最佳参数对喷油压力、喷油量、喷油时间、喷油规律等进行控制,驱动喷油系统,使柴油机工作状态达到最佳。

第九章 进排气系统及排气净化装置

一、进气系统

1、空气滤清器

空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘,让洁净的空气进入气缸。另外,空气滤清器也有消减进气噪声的作用。

空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。广泛用于汽车发动机上的空气滤清器有油浴式、纸滤芯式和泡沫塑料式等多种结构形式。

2、进气歧管

进气道燃油喷射式发动机或柴油机的进气歧管必须将空气 -燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸,为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。为了减小气体流动阻力,提高进气能力,进气歧管的内壁应该光滑。

轿车发动机进气歧管通常用工程塑料或铝合金制造。 二、排气系统

1、单排气系统及双排气系统

直列型发动机在排气行程中,气缸中的废气经排气门进入排气歧管,再由排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器,最后由排气尾管排到大气中。这种排气系统称作单排气系统。

有些 V型发动机采用两个双排气系统,即每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管,这种布置形式称作双排气系统。双排气系统降低了排气系统内的压力,使发动机排气更为顺畅,气缸中残余的废

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气较少,因而可以充入更多的空气 -燃油混合气或洁净的空气,发动机的功率和转矩都相应地有所提高。

2、排气歧管

一般排气歧管由铸铁或球墨铸铁制造,近来采用不锈钢排气歧管的汽车愈来愈多,其原因是不锈钢排气歧管质量轻,耐久性好,同时内壁光滑,排气阻力小。

排气歧管的形状十分重要。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应该将排气歧管做得尽可能长,而且各缸支管应该相互独立、长度相等。

3、消声器

排气消声器的功用是消减排气噪声。消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动,使排气能量耗散殆尽。

消声器有四种基本结构形式：扩张式、吸收式、共振式和干涉式；实际应用的消声器多为这些基本形式的组合。 三、废气涡轮增压技术

增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸,以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。由于进气量增加,可相应地增加循环供油量,从而可以提高发动机功率。同时,增压还可以改善燃油经济性。实践证明,在小型汽车发动机上采用涡轮增压或机械增压,当汽车以正常的经济车速行驶时,不仅可以获得相当好的燃油经济性,而且还由于发动机功率提高,可以得到驾驶员所期望的良好的加速性。

增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。各种增压类型所用的增压器分别称为涡轮增压器、机械增压器和气波增压器。 四、排气净化装置

为了满足排放标准的要求，安装催化转换器、废气再循环系统、汽油蒸发控制系统等排气净化装置，对发动机的排气进行净化。

1、发动机排气的主要有害物质

汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx )和微粒。

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CO是燃油的不完全燃烧产物，是一种无色无臭无味的气体。当人吸入 CO后,血液吸收和运送氧的能力大大降低，从而导致头晕、头痛等中毒症状。当人吸入体积分数为 0. 3%的CO气体时,可致人于死亡。

NOx主要是指 NO和 NO2 ,产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中 NOx的体积分数达( 10～20 )× 10 ,可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当 NOx的体积分数超过500×10时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。

HC包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸气。HC和 NOx在阳光照射下形成光化学烟雾,其中主要的生成物是臭氧(O3) ,它具有强氧化性,可使橡胶开裂，植物受害，大气能见度降低，并刺激人眼和咽喉。

微粒主要是指柴油机排气中的碳烟,而汽油机的排气微粒微不足道。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道有害。

2、废气再循环系统

废气再循环是指把发动机排出的少量废气回送到进气管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的 CO2 ,而 CO2不能燃烧却能吸收大量的热,使气缸中混合气的燃烧温度降低,从而减少了 NO x的生成量。废气再循环是净化排气中 NOx的主要方法。

3、三效催化反应器

催化转化器的作用是将废气中的 HC、CO和 NOx转变为无害的H O、CO22 和N2。

4、二次空气喷射系统

二次空气喷射系统有各种各样的结构,但其功用却基本相同,即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器,使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为CO2和H2O。 五、汽油蒸气排放控制系统

燃油箱中的汽油随时都在蒸发汽化,若不加以控制或回收,发动机停机时,汽油蒸气将逸入大气,造成对环境的污染。汽油蒸气排放控制系统的功用便是将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内,在发动机工作时再将其送入燃烧室燃烧。

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第十章电子控制点火系

一、触点式电子点火系统

触点式电子点火系统主要由分电器 (包括断电器、配电器和点火提前机构 )、晶体管点火器、点火线圈、高压线、火花塞等组成。

与传统点火系相比,断电触点只是控制晶体三极管的基极电流通断,电流很小,因而,断电时产生的火花较小,触点使用寿命长,故障率低。此外,点火能量强,容易点燃混合气,点火可靠。 二、无触点式电子点火系统

这种点火系统取消了断电器触点,利用各种信号发生器代替断电器触点,产生点火信号提供给点火器,控制点火器的功率三极管通断。由于取消了触点,因而故障率低,点火准时,点火能量强。

根据信号发生器的形式不同,有磁电式、霍尔式、光电式和电磁振荡式几种电子点火系统。 三、电子控制点火系统

1、电子控制点火系统的特点

(1)电子控制点火系统的控制精度高,可使发动机在各种工况下都能采用最佳点火提前角,发动机的动力性能、燃油经济性能及排放净化性能均可进一步提高。

(2)当采用爆燃传感器信号反馈闭环控制时,能够使发动机总是工作在爆燃的边缘而又不发生爆燃,发动机的热效率高,动力性能、经济性能好。

(3)对于无分电器点火方式,减小了点火能量损失 (配电器分火头与旁电极之间跳火会损失部分点火能量)；由于增加了点火线圈数量,每个线圈通电时间延长,保证发动机在高速时有足够的次级电压和点火能量。

(4)具有故障自诊断功能,当点火监测信号 3次以上没有反馈信号时, ECU强制切断燃油喷射,并显示点火系统有故障。

2、电子控制点火系统的类型

电子控制点火系统根据高压配电方式可以分为有分电器式和无分电器式。

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无分电器式按点火方式又可分为单缸点火方式和双缸同时点火方式。 根据是否有反馈控制可以分为开环控制方式和闭环控制方式。 有分电器点火系统存在以下缺陷:高压电经分火头、旁电极、高压线时,点火能量损失大,对高速、多缸的点火能量得不到保证 (受闭合角限制) ,点火正时误差大 (由于机械传动误差) ,无线电干扰严重等。为了消除分电器的上述缺陷,进一步提高点火系统的性能,现代乘用车均采用了无分电器点火系统。

3、电子控制点火系统的基本组成

电子控制点火系统主要由各种传感器、ECU、点火器、点火线圈、火花塞等组成。

第十一章 两用及双燃料发动机供给系

双燃料汽车是指有两套燃料供给系统,一套供给天然气或液化石油气,另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料,两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料,在缸内混合燃烧的汽车,如燃油/压缩天然气双燃料汽车,燃油/液化石油气双燃料汽车等。

双燃料发动机气体燃料供气方式主要有两种:缸内直接喷射和缸外供气。缸外供气存在两种形式:进气管混合器供气和进气歧管喷射。

由于汽车电控技术的高速发展,供气控制也由机械调节向电子控制调节方向发展，根据控制方式的不同又可分为机械控制式混合器双燃料发动机和电子控制式混合器双燃料发动机。

一、压缩天然气 / 燃油两用燃料发动机供给系统

电控燃油喷射汽车改装压缩天然气 (CNG)/汽油两用燃料的专用装置系统的 CNG气路和油路在进气歧管之前是两个并行的燃料供给系统。在实际运行中,由油气燃料转换开关控制,同一时刻,只允许其中一种燃料通过混合器进入发动机气缸燃烧作功。

二、液化石油气/燃油两用燃料发动机燃料供给系统

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液化石油气（LPG）与天然气的物理、化学性能不同,其储气瓶、减压阀、充气阀等元件结构有所差异,不过作为两用燃料闭环供给系统的工作原理与压缩天然气/汽油闭环控制系统基本是一致的。

第十二章 电动汽车

混合动力汽车 (Hybrid ElectricVehicle, HEV)采用了发动机和电动机

一、混合动力汽车

共同组成的混合动力系统来驱动车辆行驶,除了采取现代最新技术使发动机 (功率要比同级别汽车的发动机小)经常处于高效率运转外,还充分发挥电动机的低速大转矩的特点,使发动机避开在起动、低速、加速和汽车爬坡时燃料消耗量增大和废气排放增多的不利工况,实现了车辆的燃料消耗量大量降低和低排放的要求。

混合动力汽车是将原动机 (一般为柴油机、汽油机)、电动机、能量储存装置 (蓄电池)按某种方式组合在一起,有串联式、并联式和混联式 3种布置形式。

二、燃料电池电动汽车

内燃机能量转换方式是将燃料的热能转换成机械能,在能量转换过程中要遵守卡诺循环的规律,热效率比较低,为 12 %～15%。燃料电池的能量转换方式是将燃料的化学能直接转换为电能。燃料电池能使用多种燃料,燃料经过转化成氢后,以氢作为燃料电池的燃料。燃料电池能量转换不受卡诺循环规律的限制,热效率比内燃机高,可达 34%～40%。燃料电池在运行过程中不需要复杂的机械传动装置,不需要润滑剂,没有振动与噪声。其优点是热效率高、零污染或低污染、在宽广的范围内保持高效率、过载能力强、配置灵活、机动性大,但目前存在的缺点是辅助设备复杂,电动汽车运行成本高。

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第十三章 传动系

一、功用与组成

汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。如图所示，发动机发出的动力依次经过离合器、变速器、万向传动装置 (由万向节和传动轴组成 )、主减速器、差速器、半轴,最后传到驱动车轮。

汽车传动系基本组成

1—离合器 ; 2—变速器 ; 3—万向节 ; 4—驱动桥 ; 5—差速器 ; 6—半轴 ; 7—主减速器 ; 8—传动轴

传动系的首要任务是与发动机协同工作,以保证汽车能在不同的使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。为此，任何形式的传动系统都要有以下功能。

1、变速和变矩 2、实现汽车倒车 3、必要时中断传动

4、差速 驱动桥内装置具有差速功能的部件—差速器,使左右两驱动轮可以以不同的角速度旋转。

5、万向传动 二、布置形式

汽车传动系的布置形式主要与发动机的位置及汽车的驱动形式有关。常

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见的有以下形式。

1、发动机前置后轮驱动 (简称前置后驱, FR) 2、发动机后置后轮驱动 (简称后置后驱, RR) 3、发动机前置前轮驱动 (简称前置前驱, FF) 4、全轮驱动( NWD) 三、汽车传动系的类型

按汽车传动系中传动元件的特征,可分为机械式、液力式和电力式传动系统等。

1、机械式传动系统

机械式传动系统又可分为有级变速式机械传动系统和无级变速式机械传动系统。

2、液力式传动系统

液力式传动系统又可分为液力传动和液压传动。 3、电力式传动系统 四、离合器

1、离合器的功用

离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或接合前后两者之间的动力联系。其功用为:

(1)使汽车平稳起步。

(2)中断给传动系的动力,配合换挡。 (3)防止传动系过载。 2、离合器的种类

汽车离合器有液力变矩器或液力耦合器、电磁离合器和摩擦式离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。

液力变矩器或液力耦合器靠油液传递转矩,一般应用于自动变速器中。 目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿式摩擦离合器一般为多盘式的,浸在油中以便于散热。 五、变速器与分动器

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1、变速器

变速器功用是：(1)改变传动系传动比,满足不同行驶条件对驱动力的需要,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足可能的行驶速度要求。(2)设置倒挡,实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要。(3)中断动力传递,在发动机起动、怠速运转、汽车换挡或需要停车进行动力输出时,中断向驱动轮传递的动力。

2、变速器分类

按传动比的变化方式划分,变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。 按操纵方式划分,变速器可以分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。

3、同步器

同步器有常压式、惯性式和自行增力式等。目前广泛采用惯性式同步器。惯性式同步器是依靠摩擦作用实现同步的,在其上面设有专设机构保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触,从而避免了齿间冲击。 惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。

4、变速器操纵机构

汽车变速器操纵有两种型式,一种是直接操纵式,其变速杆直接装在变速器盖上,并将变速杆布置在驾驶室底板上,能直接地进行操作。另一种是间接操纵式,可实现驾驶员与变速器安装位置较远的操纵。

操纵机构一般由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴以及锁止装置等组成,多装于变速器上盖或侧盖内。

5、分动器

在多轴驱动的汽车上,为了将输出的动力分配给各驱动桥而设有分动器。分动器一般都设有高低挡,以进一步扩大在困难地区行驶时的传动比及排挡数目。分动器的四轮或两轮驱动取决于同步器接合套的位置。

越野汽车在良好道路行驶时,为减小功率消耗及传动系机件和轮胎磨损,一搬要切断通前桥的动力。在越野行驶时,若需低速挡动力,则为了防止后桥和中桥超载,应使低速挡动力由所有驱动桥分担。为此,对分动器操纵机构有如下要求:未先接上前桥不得挂上抵速挡,未先退出低速挡不得摘下前桥。

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6、自动变速器

自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比。按传动比变化形式可分为有级式、无级式和综合式三种。

自动变速器使用的基本常识：

操纵手柄只改变自动变速器的阀板总成中手动阀的位置,而自动变速器本身的挡位则是由换挡执行机构的动作决定的。它除了取决于手动阀的位置外,还取决于汽车的车速、节气门开度等因素。要正确操作自动变速器,首先应当了解自动变速器操纵手柄各个挡位的含义。

（1）停车挡 (P位) 停车挡通常位于操纵手柄的最前方。当操纵手柄位于该位置时,自动变速器中的停车锁止机构将变速器输出轴锁止,使驱动轮不能转动,防止汽车移动；同时换挡执行机构使自动变速器处于空挡状态。

（2）空挡 (N位) 空挡通常位于操纵手柄的中间位置,在倒车挡和前进挡之间。当操纵手柄位于空挡位置时,换挡执行机构的动作和停车挡相同,也是使自动变速器处于空挡状态;此时,发动机的动力虽经输入轴传入自动变速器,但只能使各齿轮空转,输出轴无动力输出。

（3）前进挡 (D位)

前进挡位于空挡之后。大部分轿车自动变速器在操纵手柄位于前进挡位置时可以实现4个不同传动比的挡位,即 1挡、2挡、3挡和超速挡,其中 1挡传动比最大; 2挡次之；3挡为直接挡，传动比为 1；超速挡的传动比小于 1。在汽车行驶过程中,如果操纵手柄位于前进挡位置,则自动变速器的液压或电子控制系统能根据车速、节气门开度等因素的变化，按照设定的换挡规律,自动变换挡位。

（4）前进低挡 (S位和 L位)

前进低挡通常有 2个位置, S位和 L位。当操纵手柄位于这两个位置时,自动变速器的控制系统将限制前进挡的变化范围。当操纵手柄位于 S位时,自动变速器只能在 1挡、2挡、3挡之间自动变换挡位；当操纵手柄位于 L位时,自动变速器固定在 1挡或只能在 l挡、2挡之间自动变换挡位。有些车则将 S位标为 2位、L位标为 1位,其含义是相同的。有的标“2” ( 1～2挡)和“L” ( 1挡)。

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另外,自动变速器的应用使汽车的操纵更为简便。不过许多人将其与无级变速器概念混淆。其实,现在使用的自动变速器绝大多数还是根据车速和发动机负荷情况自动变换挡位的有级变速器,它只能在一定范围内实现扭矩传递的变化,所以不能称之为“无级变速”。

在使用自动变速器时,应该了解以下几个问题。 起动和起步：

装有电控自动变速器的汽车在起动发动机时,必须将选挡操纵手柄置于 P挡位或 N挡位,并拉紧手制动或踩下制动踏板。车辆起步时应先踩下制动踏板,挂挡后,松开手制动,然后平稳地抬起制动踏板,待汽车缓慢起步后再缓慢踩下加速踏板。车辆起步时还应做到:在发动机起动后、汽车起步前,不要踩加速踏板;在挂挡时,不要松开制动踏板；起步后,加速踏板不要踩得过猛,应缓慢地踩下;在冬季发动机起动后最好不要立即起步,等发动机的转速降下来后再起步。

停车：

若停车时间很短,可在 D挡位下踩住制动踏板停车,这样松开制动踏板可立即起步,但要注意在停车过程中制动踏板不能有松动,否则,汽车将出现蠕动,可能碰上前面的汽车；若停车时间稍长,可在 D挡位下踩住制动踏板的同时,拉紧手制动；若停车时间较长,最好将选挡操纵手柄置于 N挡位,并拉紧手制动后松开制动踏板以免造成自动变速器油的温度过高,也可避免制动时间过长而使制动灯消耗过多的蓄电池电能。

不要让发动机在 N挡位下长时间怠速运转,这样会使自动变速器油因循环不畅而导致油温升高。因为在发动机怠速驱动下的油泵,其泵油量小,使液力变矩器的自动变速器油得不到及时的循环流动而导致温度升高。因此,如果停车时间较长,而又不想让发动机熄火,最好在这期间踩几次加速踏板,使液力变矩器内过热的油能循环流动,通过冷却器使油温下降。

在停车时,选挡操纵手柄在 D, S, L或 R挡位的任一情况下,不可踩加速踏板,因为此时液力变矩器的涡轮不转,而泵轮带动自动变速器油高速旋转,会使油温很快升高,导致自动变速器油过早变质。汽车在停放的位置停下后,应踩住制动踏板,将选挡操纵手柄置于P挡位,并拉紧手制动,然后关闭点火开

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关,使发动机熄火。

行车：

坡道行驶:如果是一般的小坡道,可在 D挡位下,用加速踏板和制动踏板来控制汽车的上、下坡速度；如遇较长的陡坡,应将选挡操纵手柄从 D挡位移至 S挡位或 1挡位(视坡度而定) ,这样可以避免在 D挡位上坡时,因高挡的动力不足而造成自动变速器“循环跳挡” (不断地减挡加挡) ,加剧自动变速器换挡执行元件的磨损；下坡时,在 S挡位和 L挡位下则可以利用发动机的制动作用 (下坡时,车速应不超过 30km/h,这时发动机制动效果最好)。

超车:当需要超车时,迅速踩下加速踏板,这时,自动变速器会自动降低一个挡位,可获得强烈的加速效果,放松加速踏板,自动变速器又自动升入高挡。应注意的是待加速达到要求后,应立即松开加速踏板,以避免发动机的转速过高,并对高挡换挡执行元件造成过大的冲击。

雪地或泥泞路面行驶:在雪地或泥泞路面行驶时,应将选挡操纵手柄从 D挡位移至 S挡位或 1挡位;对于有保持开关的自动变速器,还可以将保持开关接通,然后以手动换入适当的挡位行驶。

倒车:需倒车时,应在汽车完全停稳后再将选挡操纵手柄移至 R挡位;如果是平坦的路面倒车,松开制动踏板和手制动后,以发动机的怠速缓慢倒车即可,无需踩加速踏板;如果倒车中要越过台阶或其它障碍物时,应缓慢踩下加速踏板,并在越过障碍物后及时制动。

滑行:自动变速器车辆,不可使用 N挡位滑行,这不仅容易使自动变速器油温过高而影响使用,而且还会造成高速旋转的齿轮 (由行驶的汽车带动 )得不到充分的润滑而烧蚀。

另外,在汽车行驶中,若非紧急超车等情况,尽量不要将加速踏板迅速踩到底,因为,这样做自动变速器会进行“强制低挡”控制,即自动变速器立即强制换入低挡,这样容易使发动机转速过高,造成自动变速器中摩擦片磨损加剧和自动变速器油温过高,因此,这种“强制低挡”操作若非急需,尽量少用。

换挡：

在用选挡操纵手柄选挡时,不要踩下加速踏板,挂上挡位后也不要立即猛踩加速踏板,否则,会使自动变速器中的离合器、制动器受损；要挂 R挡位或 P

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挡位时,一定要在汽车停稳以后进行,否则,会损坏自动变速器中的换挡执行元件或停车锁止机构；在车速很高的情况下,从 D挡位换入 S挡位或 L挡位会引起发动机强烈的制动作用,使低挡换挡执行元件受到较剧烈的摩擦而损坏,因此,从高挡位换回低挡位时,应在车速下降以后再换。另外,在换入低挡位后,不要猛踩加速踏板,否则容易使发动机的转速过高,并造成自动变速器中的摩擦片磨损加剧和自动变速器油温过高。电控自动变速器是靠节气门 的开度和车速来完成升挡或减挡的,不是只要“ D挡起步一直加大节气门开度就可以升入高速挡”,正确的换挡操作是在车速一定,想升高挡时应“收油门提前升挡,踩油门提前降挡”。如车速升到 40 km /h,节气门开度为 50 %时,快松加速踏板,就能升高一个挡位,加速到 85 km /h,再松加速踏板又能升高一个挡位；降挡时,按车速,稍踩加速踏板,即回低挡,再次踩加速踏板又降低一个挡位 (但要注意加速踏板不能踩到底,否则将强制换入低挡,这样做会损坏自动变速器)。

六、电子控制机械式无级自动变速器

目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术,在主要汽车制造商生产的城市用车中的平均装车率已经达到 70 %。但是液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明显的缺点:传动比不连续,只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低,影响了整车的动力性能与燃料经济性。

无级变速技术 (简称CVT)采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。由于 CVT可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配,提高整车的燃油经济性和动力性,改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性,所以它是理想的汽车传动装置。

对于装备 CVT变速器的车型,在换挡模式中有许多分类。比如手 /自一体化功能 (其中有 5挡域控制, 7挡域控制) ,或 S挡 (运动模式)功能，都是为了满足不同驾驶者的驾驶习惯。对于正确地使用 CVT还应注意以下几点:

(1)行驶时,不要将变速杆拉到“ N”挡。

(2)从前进挡变后退挡,从后退挡变前进挡时,要完全停住车,在踩住制动踏板的同时操作变速杆,否则有可能使变速箱损坏。

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(3)下坡时,应使用“ S”挡或手动模式的低挡,利用发动机制动作用,避免长时间制动使制动蹄片产生热衰退性,使制动性能变差。

(4)由于 CVT的结构和工作原理,所有的控制都是靠内部油压来完成的,所以应按照生产厂家指定的期限检查 CVT的油质、油量,并定期进行更换符合厂家规定的油品。

(5)为了最大限度地提高其燃油经济性,行驶中最好使用 CVT变速箱的自动模式。这样可以使发动机和变速器全程保持最佳匹配的状态,最大限度利用发动机的扭矩和功率输出,达到经济的车速,从而提高燃油的经济性。

(6)由于 CVT的结构,假如对其相关的零部件或电路进行检修或断电之后,都要对内部进行一种特殊的设定程序才能使 CVT发挥正常的状态。所以,对于 CVT变速箱的维修,应去专业的修理单位进行维修。 七、万向传动装置

在汽车传动系及其它系统中,为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递,必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成,有时还要有中间支承。

1、万向节

万向节是实现变角度动力传递的机件,用于需要改变传动轴线方向的场合。按万向节在扭转方向上是否有明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节 (常用的为十字轴式)、准等速万向节 (如双联式万向节)和等速万向节 (如球笼式万向节)三种。

2、传动轴和中间支承

在有一定距离的两部件之间采用万向传动装置传递动力时,一般需要在万向节之间安装传动轴。若两部件之间的距离会发生变化,而万向节又没有伸缩功能时,则还要将传动轴做成两段,用滑动花键相连接。

传动轴动平衡：

传动轴在高速旋转时,任何质量的偏移都会导致剧烈振动。生产厂家在把传动轴与万向节组装后,都进行动平衡。经过动平衡的传动轴两端一般都点焊有平衡片,拆卸后重装时要注意保持二者的相对角位置不变。

在传动距离较长时,往往将传动轴分段,即在传动轴前增加带中间支承的

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前传动轴。

传动轴中间支承：

传动轴中间支承是一个通过支承座和缓冲垫安装在车身 (或车架)上的 轴承,用来支承传动轴的一端。橡胶缓冲垫可以补偿车身(或车架)变形和发动机振动对传动轴位置的影响。 八、驱动桥

驱动桥由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其主要功用是将万向传动装置传来的发动机动力经过降速,将增大的转矩分配到驱动车轮;改变动力传递方向;使左右两边驱动车轮实现差速运动。驱动桥一般可分为非断开式和断开式两种。

非断开式驱动桥：

非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥,它由驱动桥壳、主减速器、差速器和半轴组成。驱动桥壳由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的半轴套管组成,通过悬架与车身或车架相连。

断开式驱动桥：

为了与独立悬架相适应,驱动桥壳需要分为用铰链连接的几段,更多的是只保留主减速器壳 (或带有部分半轴套管 )部分,主减速器壳固定在车架或车身上,这种驱动桥称为断开式驱动桥, 为了适应驱动轮独立上下跳动的需要,差速器与车轮之间的半轴也要分段,各段之间用万向节连接。

具有转向功能的驱动桥,又称之为转向驱动桥。前轮驱动汽车的前桥都是转向驱动桥。

1、主减速器

主减速器是在传动系中起降低转速、增大转矩作用的主要部件, 当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的,采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。

2、差速器

汽车差速器是一个差速传动机构,用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递,避免轮胎与地面打滑。

当汽车转弯行驶时,外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长,汽车在不平整

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路面上直线行驶时,两侧车轮走过的曲线长短也不相等;即使路面非常平直,但由于轮胎制造尺寸误差,磨损程度不同,承受的载荷不同或充气压力不等,各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等;若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上,两轮角速度相等,则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损,增加汽车的动力消耗,而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮,则两侧车轮只能以同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态,就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮,而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮,使它们可以不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。

差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类。

抗滑差速器的共同特点是在一侧驱动轮打滑时,能使大部分甚至全部转矩传给不打滑的驱动轮,充分利用另一侧不打滑驱动轮的附着力而产生足够的牵引力,使汽车继续行驶。

3、半轴与桥壳

半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。半轴一般是实心的。在断开式驱动桥处,往往采用万向传动装置给驱动轮传递动力;在转向驱动桥内,半轴一般需要分为内半轴和外半轴两段,中间用等角速万向节相连接。

驱动桥壳一般由主减速器壳和半轴套管组成。其内部用来安装主减速器、差速器和半轴等;其外部通过悬架与车架相连,两端安装制动底板并连接车轮,以承受悬架和车轮传来的各种作用力和力矩。

驱动桥壳可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类。

第十四章 行驶系

汽车行驶系的功用是接受由发动机经传动系传来的转矩,并通过驱动轮与

路面间的附着作用,产生路面对驱动轮的牵引力,以保证汽车正常行驶;支持全

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车,传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其形成的力矩;缓和由于路面不平而对车身造成的冲击,并衰减其振动,保证汽车行驶的平顺性;与转向系协调工作,实现汽车行驶方向的正确控制,保证汽车操纵的稳定性。

汽车行驶系一般由车架或承载式车身、车桥、车轮和悬架等组成。 一、车架

汽车车架按其结构形式的不同,基本上可分为边梁式车架、中梁式车架和综合式车架三种。

边梁式车架示意图

1—保险杠 ; 2—挂钩 ; 3—前横梁 ; 4—发动机前悬置横梁 ; 5—发动机后悬支架及横梁 ; 6—纵梁 ; 7—驾驶室后悬置横梁 ; 8—第四横梁 ; 9—后钢板弹簧前支架横梁 ; 10—后钢板弹簧后支架横梁 ; 11—角撑横梁组件 ; 12—后横梁 ; 13—拖钩 ; 14—蓄电池托架

轿车 ( X形高断面横梁 )车架

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中梁式车架

综合式车架

二、车桥

车桥通过悬架和车架 (或车身 )相连,两端安装车轮。车桥的功用是传递车架 (或车身)与车轮之间的各向作用力及其力矩。

车桥有整体式和断开式两种。采用非独立悬架时，则为整体式车桥，而断开式车桥则与独立悬架配用。

根据车桥的工作性质，可将其分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中，转向桥和支持桥都是从动桥。支持桥除不能转向外,其它功能和结构与转向桥相同。

1、转向桥 转向桥通常是汽车的前桥,它是利用车桥中转向节的摆动使车轮偏转一定角度,以实现汽车的转向。

整体式转向桥：载重货车大多采用与非独立悬架匹配的整体式转向桥,它主要由前梁和转向节组成(见图)。

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汽车转向桥

1—钢板弹簧座 ; 2—前梁 ; 3—转向节臂 ; 4—转向横拉杆 ; 5—推力轴承 ;6—车轮转角限位螺钉 ; 7—前梁拳形部分 ; 8—主销 ; 9—转向节

断开式转向桥：断开式转向桥与独立悬架相配置,可有效地减少非簧载质量,降低汽车质心高度,从而提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。

断开式转向桥主要由车轮、减振器、上支承座总成、缓冲弹簧、转向节、大球头销总成、横向稳定杆总成、左右梯形臂和主转向臂、中臂、左右横拉杆和悬臂总成等组成。

断开式转向桥

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1—车轮 ; 2—减振器 ; 3—上支承座总成 ; 4—缓冲弹簧 ; 5—转向节 ; 6—大球头销总成 ; 7—横向稳定杆总成 ; 8—右梯形臂 ; 9—小球头销总成 ; 10—右横拉杆 ; 11—主转向臂 ; 12—左横拉杆 ; 13—左梯形臂 ; 14—悬臂总成 ; 15—中臂 ; 16—纵拉杆 ; 17—纵拉杆球头 ; 18—转向限位螺钉座 ; 19—转向限位杆 ; 20—转向限位螺钉

三、车轮定位参数

转向桥在保证汽车转向功能的同时，其转向轮还具有自动回正作用，以保持汽车直线行驶的稳定性。这种自动回正作用是由转向轮的定位参数来保证的，也就是转向轮、主销和前梁之间的安装应具有一定的相对位置。这些转向轮的定位参数是主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束。

传统的车轮定位主要指转向轮定位,即“前轮定位”，但越来越多的现代汽车同时对后轮也有定位要求，即“四轮定位”。后轮定位参数有后轮外倾角和后轮前束。

1、主销后倾角

在汽车的纵向平面内，主销轴线上部与地面垂直线之间有一向后倾斜的角度，该角度称为主销后倾角。主销后倾角能形成回正的稳定力矩。

现在一般采用的主销后倾角不超过 2°～3°。现代高速汽车由于普遍采用扁平低压轮胎，其胎压降低、弹性增加，从而使稳定力矩增大。因此主销后倾角可以减小，甚至为负值。

2、主销内倾角

在汽车的横向平面内，主销轴线上部与地面垂直线之间有一向内倾斜的角度，该角度称为主销内倾角。主销内倾角也有使车轮自动回正的作用，还可减小转向时驾驶员加在转向盘上的力，使转向操纵轻便。

3、前轮外倾角

前车轮安装在车桥上时,其旋转平面与汽车纵向垂面之间的夹角称为前轮外倾角。前轮外倾角也具有定位作用，与主销内倾相配合还能使汽车转向轻便。

4、前轮前束

前轮在安装时,同一车桥上两端车轮的旋转平面并不平行,而是前端略向内收,这种现象就称为前轮前束。设两轮后边缘距离为 A,前边缘距离为 B,其差值A - B即为前束值。

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车轮有了前束，从而减轻或消除由于前轮外倾而带来的不良后果。 5、后轮的外倾角和前束

与前轮外倾角和前轮前束一样,其后轮外倾角和前束也对轮胎磨损及汽车的操纵性能有影响。

各种汽车的后轮外倾角因悬架型式的不同而各异,并且在汽车行驶过程中,随悬架的上下移动而变化。

后轮前束根据车桥的功能和悬架型式的不同,其前束值也不同。 四、转向驱动桥

在许多轿车和全轮驱动的越野汽车上,其前桥既是转向桥,同时又起驱动桥的作用,故称为转向驱动桥。

转向驱动桥分为整体转向驱动桥和断开式转向驱动桥。 五、车轮与轮胎

1、车轮

车轮是介于轮胎和车桥之间承受负荷的旋转组件,一般由轮辋和轮辐组成。轮辋与轮辐可以是整体的,也可以是可拆式的。

车轮按轮辐的构造,可分为辐板式和辐条式两种。

按轮辋的结构可分为深槽轮辋、平底轮辋和对开式轮辋三种型式。 2、轮胎

汽车轮胎按用途可分为轿车轮胎和载货汽车轮胎两种；按胎体结构可分为充气轮胎和实心轮胎。充气轮胎按组成结构不同,可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。充气轮胎按胎内的工作压力大小,可分为高压胎、低压胎和超低压胎三种。

充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同,又可以分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。目前,子午线胎在汽车上得到了广泛应用。

充气轮胎按胎面花纹的不同,还可以分为普通花纹胎、混合花纹胎和越野花纹胎。

轮胎规格的标记方法有米制和英制两种,目前大多数国家包括我国在内均采用英制表示法。充气轮胎的尺寸标注见图。

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