汽车概述.ppt
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1、第三章普通货运汽车主要内容:主要内容:1 1 汽车总体构造、基本行驶原理;汽车总体构造、基本行驶原理;2 2、汽车发动机;、汽车发动机;3 3、汽车底盘;、汽车底盘;4 4、汽车的主要使用性能和主要技术性能参数。、汽车的主要使用性能和主要技术性能参数。4/2/202311、汽车的基本概念、汽车的基本概念汽车是由动力装置驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车是用于物流领域完成道路运输任务的的主要物流技术装备。按其用途和使用条件可分为普通货运汽车和专用汽车两大类。普通货运汽车是具有栏板式车辆、用于运载各种普通货物的汽车;专用汽车是装置有专用设备,具备专用功能,用于承担专门运输任务的
2、汽车。4/2/20232汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备四个部分组成。典型的货车总体构造如图0-1所示(2)。2.1 发动机基本功用:使供入其中的燃料燃烧产生动力,是汽车行驶的动力源。2.2 底盘基本功用:接受发动机的动力,使汽车正常行驶。底盘主要由行驶系、传动系、制动系和转向系四个子系统组成。2 汽车的总体构造4/2/202332.3 车身是驾驶员工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。典型的货车车身由驾驶室和货箱组成。2.4 电气设备由电源和用电设备组成。包括蓄电池、发电机、起动系、点火系以及汽车的照明、信号装置和仪表等。现代汽车上还大量采用了各种微机控制系统和人工智能装置,如故障自诊
3、、防盗、巡航控制、制动防抱死、车身高度调节等系统。4/2/202343 汽车行驶的基本原理欲使汽车行驶,必须对汽车施加一个驱动力,用以克服行驶中遇到的各种阻力。3.1 汽车的行驶阻力通常情况下,汽车的行驶阻力有:滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力。汽车所受到的总阻力:F=Ff +Fw+FiFj汽车行驶基本原理图4/2/202353、汽车行驶的基本原理汽车正常情况下的状态:当F Ft 时,剩余驱动力为0,汽车将匀速行驶;当F Ft时,汽车将减速直至停车。问题:是否汽车驱动力足够大就一定能正常行驶?4/2/202363、汽车行驶的基本原理附着力:路面对驱动轮切向反力的极限值 F=.驱驱动动轮轮
4、对对路路面面的的垂垂直直作作用用力力或或路路面面给给驱动轮的法向反力驱动轮的法向反力附附着着系系数数:取取决决于于路路面面状状况况、轮轮胎胎气气压压和和花花纹纹等等。一般由试验决定。一般由试验决定。因此,汽车正常行驶应满足的条件:因此,汽车正常行驶应满足的条件:FFt F4/2/202374、发动机总体构造和工作原理主要内容:主要内容:发动机的总体构造;发动机的总体构造;四冲程内燃机的工作原理;四冲程内燃机的工作原理;发动机的主要性能指标。发动机的主要性能指标。4/2/20238汽汽油油发发动动机机外外观观图图4/2/20239东风柴油发动机外观图4/2/202310作用作用:维持发动维持发动
5、机工作循环,机工作循环,实现能量转换实现能量转换的主要机构。的主要机构。组成组成:机体组;:机体组;活塞连杆组;活塞连杆组;曲轴飞轮组。曲轴飞轮组。机体组机体组4.1发动机的总体构造4.1.1 曲柄连杆机构4/2/202311活塞连杆组、曲轴飞轮组活塞连杆组、曲轴飞轮组4/2/2023124.1.2 配气机构作用作用:适时开关进:适时开关进排气门,使可燃混排气门,使可燃混合气及时进入气缸,合气及时进入气缸,废气及时排出气缸。废气及时排出气缸。组成组成:进气门、排:进气门、排气门、进排气门驱气门、进排气门驱动机构(凸轮轴正动机构(凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂挺杆、推杆
6、、摇臂等)等)4/2/202313作用:将汽油和空气混合成可燃混合气供入气缸,并将燃烧生成的废气排出发动机。组成:汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排 气消声器等。4.1.3 燃料供给系4/2/202314功用功用:保证按规:保证按规定时刻及时点燃气缸定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。中被压缩的混合气。组成组成:蓄电池、:蓄电池、点火线圈、点火点火线圈、点火 控制控制器、分电器、火花塞器、分电器、火花塞等。等。4.1.4 4.1.4 点火系点火系4/2/202315作用作用:把受热机:把受热机件的热量散到大气件的热量散到大气中去,保证发动机中去,保证发动机在正常
7、温度下工作。在正常温度下工作。组成组成:水泵、散:水泵、散热器、水套、风扇热器、水套、风扇等。等。4.1.5 4.1.5 冷却系冷却系4/2/202316作用作用:将润滑油供给:将润滑油供给作相对运动的零件以减作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力,少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。洗摩擦表面。组成组成:机油泵、集滤:机油泵、集滤器、润滑油道、机油滤器、润滑油道、机油滤清器等。清器等。4.1.6 4.1.6 润滑系润滑系4/2/2023174.1.7 起动系作用作用:使静止的发:使静止的发动机起动,并转入动机起动
8、,并转入自行运转状态自行运转状态组成组成:起动机及附:起动机及附属装置属装置4/2/2023184.2 四冲程汽油发动机工作原理要求:要求:掌握有关术语掌握有关术语掌握基本工作原理掌握基本工作原理4/2/2023191)1)上止点上止点:活塞顶离曲轴回:活塞顶离曲轴回转中心最远处,通常指活塞转中心最远处,通常指活塞最高位置。最高位置。2)2)下止点下止点:活塞顶离曲轴回:活塞顶离曲轴回转中心最近处,通常指活塞转中心最近处,通常指活塞的最低位置。的最低位置。3)3)活塞行程活塞行程():上下两():上下两止点之间的距离。止点之间的距离。4.2.1 4.2.1 基本术语基本术语4/2/202320
9、4)4)曲柄半径曲柄半径():():与连杆下端相连的曲柄销中心与连杆下端相连的曲柄销中心到曲柄回转中心的距离。显然:到曲柄回转中心的距离。显然:2 25)5)气缸工作容积气缸工作容积(V Vh h)活塞从上止点到下止点所扫过活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。的气缸容积。6)6)发动机工作容积发动机工作容积(V VL L)发动机所有气缸工作容积之和。发动机所有气缸工作容积之和。4.2.1 4.2.1 基本术语基本术语4/2/2023217)7)燃烧室容积燃烧室容积(V VC C)活塞在上止点时,活塞上方的活塞在上止点时,活塞上方的空间叫燃烧室,其容积叫燃烧空间叫燃烧室,其容积叫燃烧室容积。室
10、容积。8)8)气缸总容积气缸总容积(VaVa)活塞在下止点时,活塞上方的活塞在下止点时,活塞上方的容积称为气缸总容积。容积称为气缸总容积。9)9)压缩比压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比。气缸总容积与燃烧室容积的比。4.2.1 4.2.1 基本术语基本术语4/2/202322单单缸缸四四冲冲程程汽汽油油机机工工作作原原理理示示意意图图4.2.2 4.2.2 工作原理工作原理4/2/202323进气门开启,排气门关进气门开启,排气门关闭;活塞由上止点向下止闭;活塞由上止点向下止点移动;可燃混合气在真点移动;可燃混合气在真空吸力作用下进入气缸;空吸力作用下进入气缸;活塞运动到下止点时,进活塞运动到下
11、止点时,进气门关闭,停止进气,进气门关闭,停止进气,进气行程结束。气行程结束。进气终了时气缸内气体进气终了时气缸内气体压力约为压力约为757590kpa,90kpa,气体气体温度约温度约370370440440。1)进气行程4/2/202324进、排气门均关闭;活进、排气门均关闭;活塞由曲轴带动从下止点向上塞由曲轴带动从下止点向上止点移动;活塞上腔容积不止点移动;活塞上腔容积不断减小,混合气被压缩,混断减小,混合气被压缩,混合气温度和压力不断增高;合气温度和压力不断增高;活塞到达上止点时,压缩行活塞到达上止点时,压缩行程结束。程结束。压缩终了,气缸内压力压缩终了,气缸内压力约为约为600600
12、1500kpa1500kpa;温度约温度约为为600600800800(远高于汽油(远高于汽油的点燃温度,的点燃温度,263263)2)压缩行程4/2/202325压缩行程末,火花塞产生电火压缩行程末,火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气,并花,点燃气缸内的可燃混合气,并迅速着火燃烧,气体温度和压力迅迅速着火燃烧,气体温度和压力迅速提高,在气体压力的作用下,活速提高,在气体压力的作用下,活塞由上止点向下止点运动,并通过塞由上止点向下止点运动,并通过连杆驱动曲轴旋转对外输出作功,连杆驱动曲轴旋转对外输出作功,当活塞到达下止点时,作功行程结当活塞到达下止点时,作功行程结束。束。作功初期,气体压
13、力和温度急作功初期,气体压力和温度急剧上升,瞬时压力可达剧上升,瞬时压力可达3 35Mpa5Mpa,作功终了时,压力约为作功终了时,压力约为300300500kpa500kpa,温度约为温度约为1500150017001700。3)作功行程4/2/202326排气门打开,进气门关闭;活排气门打开,进气门关闭;活塞在曲轴带动下由下止点向上止点塞在曲轴带动下由下止点向上止点运动;废气在自身的剩余压力和活运动;废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下,自排气门排出气塞的驱赶作用下,自排气门排出气缸;当活塞运动到上止点时,排气缸;当活塞运动到上止点时,排气门关闭,排气行程结束。门关闭,排气行程结束。排气
14、终了时,压力约为排气终了时,压力约为105105125kpa125kpa,温度约温度约90090012001200。排气行程结束后,进气门再次排气行程结束后,进气门再次开启,又开始了下一个工作循环,开启,又开始了下一个工作循环,如此周而复始,发动机自行运转。如此周而复始,发动机自行运转。4)排气行程4/2/2023274 4.3 3四四冲冲程程柴柴油油发发动动机机的的工工作作原原理理4/2/202328工作原理1)进气行程:进入气缸的是纯空气,进气终了时空气压力和温度有所不同;2)压缩行程:压缩的是纯空气,压缩终了压力和温度比汽油机高;3)作功行程:压缩行程末,高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内
15、,与高温空气迅速混合形成可燃混合气,并自行着火燃烧,此后一段时间内,边喷油边燃烧,气缸内的压力和温度急剧上升,推动活塞下行作功。4)排气行程:与汽油机基本相同。4/2/202329两种不同发动机的工作原理比较两种不同发动机的工作原理比较相同点:相同点:1 1)每个工作循环曲轴转两圈,每一行程曲轴转半圈,进气行)每个工作循环曲轴转两圈,每一行程曲轴转半圈,进气行程进气门开启,排气行程排气门开启,其余两个行程进、排气门均程进气门开启,排气行程排气门开启,其余两个行程进、排气门均关闭;关闭;2 2)四个行程中只有作功行程产生动力,其它三个行程是辅助)四个行程中只有作功行程产生动力,其它三个行程是辅助
16、行程;行程;3 3)发动机运转的第一个循环必须有外力使曲轴旋转完成进气、)发动机运转的第一个循环必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程,着火后,完成作功行程,依靠曲轴和飞轮贮存的能量便压缩行程,着火后,完成作功行程,依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可以完成以后的行程,发动机便可自行运转。可以完成以后的行程,发动机便可自行运转。4/2/202330不同点:1 1)可燃混合气形成方式不同)可燃混合气形成方式不同汽油机在气缸外面形成,而柴油机是在气缸内部形成;汽油机在气缸外面形成,而柴油机是在气缸内部形成;2 2)着火方式不同)着火方式不同汽油机由火花塞点燃可燃混合气,柴油机靠自燃。汽油机由火花塞点燃可燃
17、混合气,柴油机靠自燃。汽油机有点火系,而柴油机无点火系。汽油机有点火系,而柴油机无点火系。4/2/2023314.4 发动机的主要性能指标为了使汽车能很好地完成运输任务,汽车发动机应具有良好的动力性能和经济性能。动力性能动力性能动力性能动力性能指标:有效扭矩Me、有效功率Ne等;经济性能经济性能经济性能经济性能指标:有燃料消耗率ge,百公里燃料消耗量等。4/2/2023321)有效扭矩Me它是它是内燃机曲轴传给汽车内燃机曲轴传给汽车传动系的力矩传动系的力矩,单位为,单位为NmNm。它是作功过程产生它是作功过程产生的气体作用力的气体作用力P P,克服了各克服了各部分阻力之后,曲轴能够部分阻力之后
18、,曲轴能够供给外界使用的扭矩,见供给外界使用的扭矩,见右图。右图。式中:式中:转动曲轴的切转动曲轴的切向力();向力();曲柄半径(曲柄半径(m m)图 曲柄连杆机构作用力图连杆活塞活塞曲柄曲柄连杆轴颈连杆轴颈4/2/2023332)有效功率Ne它它是是内内燃燃机机曲曲轴轴输输出出的的功功率率,单单位位为为kwkw。有有效效功功率率可用下式计算可用下式计算有效扭矩有效扭矩发动机转速发动机转速4/2/2023343)燃料消耗率 它是内燃机每发出1kw有效功率,在lh内消耗的燃料克数。燃料消耗率越低,说明燃油经济性能越好。单位是 gkwh,燃料消耗率用下式计算:式中:b内燃机每小时耗油量(kg/h
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