汽车构造(第二版)471页完整版教学课件汇总全书电子教案.ppt
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1、单元一 绪论汽 车 构 造汽车发展简史汽车的分类及车辆识别代号汽车总体构造和行驶原理第一节第二节第三节2023/3/8 1.了解汽车工业的发展简史;2.掌握汽车定义及汽车的分类方法;3.了解车辆识别代号的意义;4.掌握汽车总体构造及汽车的总体布置形式;5.掌握汽车行驶的基本原理。知识目标第一节 汽车发展简史人们一般都把1886年作为汽车元年,本茨和戴姆勒则被公认为以内燃机为动力的现代汽车发明者,并被尊称为汽车工业的鼻祖和“世界汽车之父”。1 目前大气污染的特点及发展2023/3/82 世界汽车工业的发展汽车工业发展初期。汽车工业快速发展于美国。以欧洲为重心的汽车工业发展时期。日本汽车工业发展。
2、韩国汽车工业的发展。2023/3/83 我国汽车工业的发展自中华人民共和国成立后,汽车工业迅速建立并发展。经过半个世纪的努力,我国汽车工业从无到有,形成了一个产品种类比较齐全、基本满足国内需求的工业体系。2023/3/8我国汽车工业的发展历程大致划分为以下4 个阶段。初创阶段(1953 1965 年)2023/3/8成长阶段(19661978年)。截至1978年,全国汽车产量达到15万辆。由于受国家综合经济实力及实行计划经济管理体制等诸多因素的影响,车型工业没有得到应有的发展。2023/3/8改革开放阶段(19791993年)国实行改革开放政策后,开始由计划经济向社会主义市场经济过渡,在中央和
3、地方共同努力下,形成了载货汽车比较完整的产品系列和生产布局,产量和品种大体满足国内市场需求。2023/3/8快速、全面发展阶段(19942008年)2001年我国汽车产量达到246.7万辆,2005年达到500万辆,2007年达到889.24万辆(世界排名第三),2008年达到934.5万辆(世界排名第二)。2023/3/8步入汽车大国行列阶段(2009年至今)。2009年我国汽车产销分别完成1379.10万辆和1364.48万辆,以300多万辆的优势,首次超越美国(美国新车销量为1043万辆),成为世界汽车产销第一大国,我国已成为全球主要的汽车消费市场。2023/3/8汽车的分类及车辆识别代
4、号第二节1 汽车分类 汽车是指由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于载运人员或货物、牵引载运人员或货物的车辆以及特殊用途的车辆。2023/3/8乘用车和商用车的详细分类,如图所示。车辆识别代号(VIN)2 车辆识别代号(VIN),也称17位编码,是国际上通行的标识机动车辆的代码,是车辆制造厂为该车辆指定的一组字码,一车一码,具有在世界范围内对一辆车的唯一识别性。1 VIN所在位置2 VIN的组成道路车辆车辆识别代号(VIN)(GB 167352004)规定,车辆识别代号(VIN)由世界制造厂识别代号(WMI)、车辆说明部分(VDS)、车辆指示部分(VIS)三部分组成,共
5、17位字码,如图所示。2023/3/83 汽车VIN举例说明上海大众汽车有限公司生产的车型VIN说明,见表。2023/3/8汽车总体构造和行驶原理第三节汽车的总体构造1汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备4部分组成。汽车总体构造,如图所示。2023/3/8发动机。发动机是汽车的动力源,其功用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。底盘。底盘的功用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动并保证正常行驶。电气设备。电气设备包括电源组(蓄电池、发电机和调节器)、发动机起动系统和点火系统(汽油机)、声光系统、仪表装置、刮水与洗涤系统以及空调系统等。车身
6、。车身是驾驶人工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。2023/3/8汽车的总体布置形式2发动机前置后轮驱动(FR)发动机前置前轮驱动(FF)发动机后置后轮驱动(RR)发动机中置后轮驱动(MR)2023/3/8汽车行驶原理31 汽车行驶阻力要想使汽车行驶,必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。汽车行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力。2 汽车的驱动力3 驱动力与行驶阻力的关系 当驱动力逐渐增大到足以克服汽车所受到的阻力时,汽车便开始起步行驶。汽车起步后,其行驶情况取决于驱动力和行驶阻力之间的关系。单元二 发动机的工作原理与总体构造汽 车 构 造发动机基本工作原理发动机总体构造和主
7、要性能指标第一节第二节2023/3/81.掌握发动机的定义和发动机的基本术语含义;2.掌握四冲程汽油机和四冲程柴油机的工作原理;3.掌握工作循环的特点;4.掌握多缸四冲程发动机的工作原理;5.掌握发动机总成的构造特点。知识目标第一节 发动机基本工作原理发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。汽车发动机一般是将液体燃料或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧产生热能,热能再转变为机械能,因此又叫内燃机。1 发动机概念2023/3/82 单缸发动机结构及常用术语单缸四冲程汽油机的基本结构,如图所示。汽缸体内的圆柱形腔体称为汽缸,内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在汽缸内做往
8、复直线运动,通过连杆推动曲轴做旋转运动。2023/3/82023/3/8发动机基本术语,如图所示。2023/3/8上止点。上止点是指活塞离曲轴回转中心最远处,即活塞的最高位置。下止点。下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处,即活塞的最低位置。活塞行程(S)。上止点与下止点之间的距离称为活塞行程。2023/3/8曲柄半径(R)。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离(即曲轴的回转半径)称为曲柄半径。活塞行程为曲柄半径的两倍,即S=2R。汽缸工作容积。活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积称为汽缸工作容积或汽缸排量。2023/3/8燃烧室容积。活塞在上止点时,活塞顶与汽缸盖之间的容积称为燃烧室容
9、积。汽缸总容积。活塞在下止点时,活塞顶上方的容积称为汽缸总容积。显然,汽缸总容积是汽缸工作容积与燃烧室容积之和。2023/3/8发动机排量(VL,L)。多缸发动机各汽缸工作容积的总和称为发动机排量。压缩比()。汽缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。工作循环。在汽缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转变成机械能的一系列连续过程(进气、压缩、做功、排气)称为发动机的一个工作循环。2023/3/83 发动机的基本工作原理1 四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机每一个工作循环包括4个活塞行程,即进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程,如图所示。2023/3/82023/3/82 四冲程柴油机的工作原理四冲程
10、柴油机工作原理,如图所示。与四冲程汽油机一样,四冲程柴油机每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气4个活塞行程组成。2023/3/82023/3/83 工作循环的特点由上述单缸四冲程汽油机和单缸四冲程柴油机的工作原理可知,四冲程发动机工作循环具有以下特点。2023/3/8每完成一个工作循环曲轴旋转2圈(720),每一行程曲轴旋转半圈(180)。进气行程中进气门开启,排气门关闭;排气行程中排气门开启,进气门关闭;其余两个行程进气门和排气门均关闭。2023/3/8在4个活塞行程中,只有做功行程产生动力,其余3个活塞行程则是为做功行程做准备的辅助行程,都要消耗动力。虽然做功行程是主要的,但其他3个行
11、程也是必不可少的。2023/3/8发动机起动时(第一个工作循环),必须借助外力带动曲轴旋转以完成进气、压缩行程,在混合气着火做功行程开始后,依靠曲轴和飞轮储存的能量,使发动机转入正常运转状态。2023/3/84 多缸四冲程发动机的工作原理单缸四冲程发动机每个工作循环所经历的4个活塞行程中,只有做功行程为有效行程,其他3个行程为消耗机械功的辅助行程。这样,发动机曲轴在做功行程中转速快,在其他行程中转速慢。发动机总体构造和主要性能指标第二节1 发动机的总体构造 汽油发动机通常由两大机构、五大系统组成,而柴油机由两大机构、四大系统组成。两大机构是指曲柄连杆机构和配气机构,五大系统是指燃料供给系统、冷
12、却系统、润滑系统、点火系统(柴油机无此系统)和起动系统。2023/3/82023/3/82023/3/8曲柄连杆机构。曲柄连杆机构是发动机借以产生动力,并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。曲柄连杆机构主要由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。2023/3/8配气机构。配气机构的功用是根据发动机的工作需要,适时地打开进气门或排气门,使可燃混合气及时地充入汽缸,或使废气及时地从汽缸内排出;而在发动机不需要进气或排气时,则利用气门将进气通道或排气通道关闭,以保持汽缸密封。2023/3/8燃料供给系统。汽油机燃料供给系统的功用是向汽缸内供给已配好的可燃混合气(缸内喷射
13、式发动机为空气),并控制进入汽缸内的可燃混合气的数量,以调节发动机的输出功率,最后将燃烧后的废气排出汽缸。2023/3/8点火系统。汽油机点火系统的功用是按一定时刻向汽缸内提供电火花,及时点燃汽缸中被压缩的可燃混合气。点火系统通常由电源(蓄电池和发电机)、点火开关、点火线圈、火花塞等组成。2023/3/8冷却系统。冷却系统的功用是利用冷却介质冷却高温零件,并通过散热器将热量散发到大气中去,以保证发动机正常工作。水冷式冷却系统通常由水泵、散热器、风扇、节温器、水套等组成。2023/3/8润滑系统。润滑系统的功用是将清洁的润滑油分送至各个摩擦表面,以减小摩擦和磨损,并清洗、冷却摩擦表面,从而延长发
14、动机的使用寿命。润滑系统一般由机油泵、机油滤清器、集滤器、限压阀、润滑油道、油底壳等组成。2023/3/8起动系统。起动系统的功用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速,使静止的发动机起动并进入自行运转状态。起动系统包括起动机及其附属装置。发动机的主要性能指标与特性21 发动机的主要性能指标 发动机的主要性能指标有动力性指标(有效转矩和有效功率)和经济性指标(燃油消耗率)2 发动机特性发动机转速特性。发动机工作状况。发动机工作状况(简称发动机工况)一般是用它的功率与曲轴转速来表征,有时也可用负荷与曲轴转速来表征。单元三 曲柄连杆机构汽 车 构 造曲柄连杆机构的功用和组成曲柄连杆机构主要部件的
15、构造第一节第二节2023/3/81.掌握曲柄连杆机构的组成和作用;2.熟悉机体组各组成件的功用及结构特点;3.熟悉活塞连杆组各组成件的功用及结构特点;4.了解燃烧室类型及结构特点;5.熟悉曲轴飞轮组各组成件的功用及结构特点;6.掌握多缸发动机曲拐布置形式与发火顺序。知识目标第一节 曲柄连杆机构的功用和组成曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的主要机构,其功用是把燃气作用在活塞顶面上的压力转变为曲轴的转矩,向外输出动力。曲柄连杆机构主要部件的构造第二节1 机体组 发动机的机体组主要由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、汽缸盖罩、汽缸垫、油底壳等组成。机体组是发动机的骨架,是发动机各机构和系统的装
16、配基体。2023/3/82023/3/81 汽缸体水冷发动机的汽缸体和曲轴箱常制成一体,而且多缸发动机的各个汽缸也合铸成一个整体(图32),称为汽缸体曲轴箱,简称汽缸体。2023/3/82023/3/8(1)汽缸的排列方式直列式(图33)2023/3/8V形式(图34)2023/3/8对置式(图35)2023/3/8(2)汽缸体的冷却汽车发动机多采用水冷的方式(图32),利用水套中的冷却液流过高温零件的周围而带走多余的热量。2023/3/8(3)汽缸套干式汽缸套。汽缸套的外表面不直接与冷却液接触的称为干式汽缸套。湿式汽缸套。湿式汽缸套的外表面则与冷却液接触。2023/3/82 汽缸盖汽缸盖用来
17、封闭汽缸的上部,并与活塞顶、汽缸壁共同构成燃烧室。汽缸盖内有与汽缸体相通的冷却水套、燃烧室、火花塞座孔(汽油机)或喷油器座孔(柴油机)、进气道和排气道等。上置凸轮轴式发动机的汽缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座2023/3/8盆形燃烧室。倾斜盆形燃烧室。楔形燃烧室。半球形燃烧室。多球形燃烧室。屋脊形燃烧室。2023/3/83 汽缸垫汽缸体与汽缸盖间装有汽缸垫(图310),用来保证汽缸体与汽缸盖接合面间的密封,防止气体、冷却液和润滑油等的泄漏。汽缸垫有金属石棉汽缸垫和纯金属汽缸垫等结构形式。2023/3/82023/3/84 汽缸盖罩汽缸盖罩(图38)位于汽缸盖上部,起封闭及防尘作用,一般由薄钢板
18、冲压而成,其上设有注油口。2023/3/8活塞连杆组21 活塞 活塞的主要功用是承受汽缸中的燃烧压力,并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。此外,活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。活塞顶部是燃烧室的组成部分,其形状与选用的燃烧室的形式有关。汽油机活塞顶有平顶、凹顶和凸顶等形式,如图314所示。2023/3/8活塞头部是指活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分,其作用是承受气体压力、防止漏气、将热量通过活塞环传给汽缸壁。活塞头部切有若干环槽,用以安装活塞环。活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙部,其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动,并承受侧压力。考虑轻量化和防止热膨胀,有些活塞裙部开了细长的一字形、T
19、形或U形槽。热膨胀的时候这些槽会变窄。2 活塞环活塞环包括气环和油环两种,如图315所示。气环又称为压缩环,其作用是保证活塞与汽缸壁间的密封,防止汽缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱,同时它还将活塞头部的热量传导给汽缸壁。一般发动机上每个活塞装有23道气环。油环的作用是刮除汽缸壁上多余的机油,并在汽缸壁布油。通常发动机的每个活塞装有1道油环,也有个别发动机活塞在裙部上还装有1道油环。3 活塞销活塞销的功用是连接活塞和连杆小头,将活塞所承受的气体压力传给连杆。活塞销常见的结构形式,如图316所示。全浮式活塞销能在连杆小头衬套孔和活塞销座孔内做自由转动,可以保证活塞销沿圆周磨损均匀,因此应用较普遍
20、。为防止活塞销轴向窜动而损坏汽缸壁,在活塞销座两端装有弹性卡环来限位。半浮式活塞销是用螺栓将活塞销夹紧在连杆小头孔内,这时活塞销只在活塞销孔内转动,在连杆小头孔内不转动。因而连杆小头孔内不装衬套,活塞销座孔孔内也不装挡圈。4 连杆连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴,推动曲轴转动,将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。曲轴飞轮组3 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、正时齿轮或正时链轮、传动带轮及曲轴扭转减振器等组成,图319所示为发动机的曲轴飞轮组结构图。2023/3/81 曲轴 曲轴的主要功用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩,然后通过飞轮输出。另外,还用来驱动发动机的配气机构以及其他辅助装置(
21、如发电机、风扇、水泵、转向油泵等)。2023/3/82 扭转减振器 在曲轴的前端加装扭转减振器(图324),作用是吸收曲轴扭转振动的能量,衰减扭转振动,避免发生共振。2023/3/83 飞轮 飞轮是一个转动惯量很大的圆盘,其主要功用是储存做功行程的一部分能量,以克服各辅助冲程的阻力,使曲轴均匀旋转,使发动机具有克服短时超载的能力。单元四 配气机构汽 车 构 造配气机构的功用和组成配气机构主要部件的构造第一节第二节配气相位及可变的配气相位第三节2023/3/81.掌握配气机构的功用、组成和工作原理;2.掌握气门组的各部件的功用和结构特点;3.掌握气门传动组的各部件的功用和结构特点;4.掌握配气相
22、位意义;5.了解可变配气相位的功用和工作原理。知识目标第一节 配气机构的功用和组成 配气机构的功用是按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环或发火次序的要求,定时开启和关闭各汽缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入汽缸,废气得以及时从汽缸中排出。配气机构如图41所示,配气机构由气门组和气门传动组组成。气门组包括气门、气门座、气门导管和气门弹簧等部件。配气机构主要部件的构造第二节1 气门组 气门及其相关零件称为气门组,气门组的作用是实现汽缸的密封。配置一根气门弹簧的标准型气门组,如图42所示。2023/3/82023/3/81 气门(1)气门结构气门的功用是与气门座相
23、配合,对汽缸进行密封。气门由头部和杆部两部分组成(图43),头部用来封闭汽缸的进、排气道,杆部用来为气门的运动起导向作用。2023/3/8气门头部。气门头部的形状有平顶、喇叭形顶和球面顶,如图44所示。2023/3/8气门杆。气门杆为圆柱形,在气门导管中不断地上下往复运动。气门杆尾部结构取决于气门弹簧座的固定方式,常见的结构形式如图46所示。2023/3/8(2)气门数在短时间内能够将尽量多的气体吸入和排出,在很大程度上影响着发动机的整体性能。2023/3/82气门式(图47)。每个汽缸采用一个进气门和一个排气门,一般进气门比排气门大些。桑塔纳2000GSi车型AJR发动机即采用此种形式。20
24、23/3/83气门式(图48)。每个汽缸有2个进气门和1个排气门,排气门大对排出高温气体有利,能提高发动机排气性能。2023/3/84气门式(图49)。每个汽缸有2个进气门和2个排气门,两套凸轮轴装置分别控制一组进、排气门的开闭。凯越(1.6L)车型发动机、卡罗拉(1.6L)车型发动机即采用4气门结构形式。2023/3/82023/3/85气门式。每个汽缸有3个进气门和2个排气门,并以梅花形分布,如图410所示。捷达王车型EA113型发动机即采用5气门结构形式。2023/3/82 气门座汽缸盖上的进、排气道与气门锥面相接合的部位称为气门座(图411),气门座的锥角和气门锥角相同,一般也是30或
25、45。气门座不仅有密封作用,还起到了冷却气门的作用。2023/3/82023/3/83 气门导管气门导管(图412)的功用是为气门的运动导向,保证气门做直线往复运动,使气门与气门座能正确贴合。气门杆与气门导管之间一般留有0.050.12mm的间隙,使气门杆能在导管中自由运动。2023/3/82023/3/84 气门弹簧气门弹簧的功用保证气门及时落座并与气门座或气门座圈紧密贴合,同时也可防止气门在发动机振动时因跳动而破坏密封。2023/3/8气门传动组2 气门传动组的作用是使气门按发动机配气相位规定的时刻及时开、闭,并保证规定的开启时间和开启高度。由于配气机构的布置形式多样,气门传动组的差别也很
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