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让人类走得更快:汽车
1.2.1.2 2.汽车的基本构造

2.汽车的基本构造

汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。

(1)汽车发动机

发动机是汽车的动力装置,由机体、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料系和点火系(柴油机没有点火系统)等组成。按燃料类分类,发动机有汽油发动机和柴油发动机两种。按工作方式分,有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。

四冲程发动机的工作过程:四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四冲程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。

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①冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。

②润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。

③燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。

④化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,能及时适量供入气缸。

⑤汽油机:利用化油器使汽油与空气混合后吸入发动机气缸内,用电火花强制点燃混合气体使其燃烧后产生热能而做功。优点:转速高(轿车5000~6000转/分,货车4000转/分)、重量轻、噪声低、易起动、制造维修费用低。缺点:油消耗量大、排气净化指标差。

⑥柴油机:利用喷油泵使柴油产生高压后由喷油器直接喷入发动机气缸内并与气缸内压缩空气混合形成混合气,柴油自燃后产生热能而做功。优点:油耗低(比汽油机低30%)、压缩比高、油价低、污染小。缺点:转速低(2500~3000转/分)、重量大、制造维修费用高。

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发动机——汽车的心脏

发动机被人称为是汽车的心脏,它主要为汽车的行走提供动力,简单讲,发动机就是一个能量转换机构,即将汽油或柴油的热能,通过在密封汽缸内燃烧使气体膨胀,推动活塞做功,从而转变为机械能,这是发动机最基本的工作原理。发动机虽然伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在其性能上、控制上都有了很大的提高,但其基本原理仍然未变,不断地将最新科技与发动机融为一体,使发动机性能达到近乎完善的程度,世界各著名汽车厂商也把发动机的性能作为竞争焦点来看待。

1876年德国人奥托在大气压力式发动机基础上发明了往复活塞式四冲程汽油机,并投入使用。由于经过了进气、压缩、做功和排气四个冲程,发动机的热效率也从大气压力式发动机的11%提高到14%,而发动机的重量降低了70%。1892年德国工程师狄塞尔发明的压燃式发动机(即柴油机),实现了内燃机历史上第二次重大突破。由于它采用的是高压缩比和膨胀比,热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。1926 年,瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论,即利用发动机排出的废气的能量来驱动压气机,给发动机增压。1967年德国博世公司推出由电子计算机控制的汽油喷射系统,开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史也从此开始。经过30年的发展,以电子计算机为核心的发动机管理系统逐渐成为汽车,特别是轿车发动机的标准配置。电控技术应用以后,发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度降低,动力性能也得到改善,成为内燃机发展史上第四次重大突破。

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汽车发动机

(2)底盘

汽车的底盘由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。

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汽车底盘

①传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。

②离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换挡等操作。

③变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒挡轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速和输出扭矩。

④行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车重量并保证汽车的行驶。

⑤钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。

⑥转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。

⑦前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶、转向轻便,减少在行驶中汽车轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置, 这就叫“前轮定位”。它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。

⑧制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。

⑨手制动器的作用:手制动器即我们俗称的手刹,是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的一种装置。

⑩液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。

img10气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动器和气管等机件组成。

(3)车身

车身安装在底盘车架上,主要用于安置驾驶员、旅客或货物。它包括车身壳体、车门、车窗、车前钣金件、车身内外装饰件、车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等,载货汽车还包括货箱和其他设备。汽车车身壳体结构型式又可分为:骨架式、半骨架式和无骨架式三种。

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车身壳体

(4)电气设备

汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。

①蓄电池:其作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,这时蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极柱上刻有“-”号,呈淡灰色。

②起动机:其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转来起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10~15秒,连续使用不得超过3次。如果连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟等情况,极易损坏机件。