《汽车概论》课件第1章 汽车基础.ppt

1、第1章 汽车基础目录v1.1 汽车概念v1.2 汽车基本组成v1.3 汽车参数v1.4 汽车类型v1.5 汽车发展史v1.6 汽车行驶基本原理1.1 汽车概念 在中国，汽车是指一种快速而机动的陆路运输工具。在中国，汽车是指一种快速而机动的陆路运输工具。一般是指不用轨道和架线，自带动力装置驱动的轮式车一般是指不用轨道和架线，自带动力装置驱动的轮式车辆，包括载运客、货车，牵引客、货挂车的牵引车以及辆，包括载运客、货车，牵引客、货挂车的牵引车以及特殊用车。此定义排除了摩托车、装甲车、坦克等车辆。特殊用车。此定义排除了摩托车、装甲车、坦克等车辆。而某些进行特种作业的轮式机械，如轮式推土机、铲运而某些进

2、行特种作业的轮式机械，如轮式推土机、铲运机、叉式起重机及农用轮式拖拉机等，在少数国家作为机、叉式起重机及农用轮式拖拉机等，在少数国家作为专用汽车，而在我国分别划入工程机械和农用机械范畴。专用汽车，而在我国分别划入工程机械和农用机械范畴。1.2 汽车基本构成汽车基本构成1.2.1 发动机发动机 汽车上广泛使用的是往复活塞式内燃机。汽车上广泛使用的是往复活塞式内燃机。由两大机构和五大系统组成由两大机构和五大系统组成 两大机构：曲柄连杆机构、配气机构，两大机构：曲柄连杆机构、配气机构，五大系统：燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、五大系统：燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系。起动系。注：柴油

3、机缺少点火系。注：柴油机缺少点火系。1.2.2 底盘底盘 包括传动系、行驶系、转向系和制动系。包括传动系、行驶系、转向系和制动系。传动系作用是接受发动机的动力并传给驱动轮，传动系作用是接受发动机的动力并传给驱动轮，行驶系的作用是将发动机各总成及部件连成整体，行驶系的作用是将发动机各总成及部件连成整体，对全车起支撑作用，以保证汽车正常行驶，对全车起支撑作用，以保证汽车正常行驶，转向系的作用是控制汽车的行驶方向，使汽车按驾转向系的作用是控制汽车的行驶方向，使汽车按驾驶员选定的方向行驶。驶员选定的方向行驶。制动系的作用是使汽车减速或停车，及可靠的驻车。制动系的作用是使汽车减速或停车，及可靠的驻车。1

4、.2.3 车身车身 车身一般包括驾驶室和各种形式的车厢。车身一般包括驾驶室和各种形式的车厢。1.2.4 电气设备电气设备 电气设备是保证汽车动力性、经济性、安全性和可靠电气设备是保证汽车动力性、经济性、安全性和可靠性的重要组成部分。性的重要组成部分。发动机、底盘、车身和电气设备是汽车正常工作必不发动机、底盘、车身和电气设备是汽车正常工作必不可少的组成部分。专用汽车和特殊汽车除此之外还有其专可少的组成部分。专用汽车和特殊汽车除此之外还有其专用和特殊的装备。用和特殊的装备。1.3 汽车参数汽车参数 1.3.1 尺寸参数尺寸参数 1.外廓尺寸外廓尺寸 汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。汽车的长、宽

5、、高称为汽车的外廓尺寸。2.轴距轴距 汽车在直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点汽车在直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆纵向对称平面的两条垂线之间的距离。到车辆纵向对称平面的两条垂线之间的距离。3.轮距轮距 轮距指同一车轴左、右轮胎中心间的距离。如后轴为双轮距指同一车轴左、右轮胎中心间的距离。如后轴为双胎，则为同一轴的一端两轮胎中心到另一端两轮胎中心间的胎，则为同一轴的一端两轮胎中心到另一端两轮胎中心间的距离。轮距包括前、后轮距。距离。轮距包括前、后轮距。4.前后悬前后悬 汽车前悬是指汽车直线行驶位置时，其前端刚性固定件汽车前悬是指汽车直线行驶位置时，其前端刚性固定件的

6、最前点至两前轮轴线的垂面间的距离。的最前点至两前轮轴线的垂面间的距离。汽车后悬是指汽车后端刚性固定件的最后点至后轮轴线汽车后悬是指汽车后端刚性固定件的最后点至后轮轴线的垂面之间的距离。的垂面之间的距离。1.3.2 汽车质量参数汽车质量参数 1.整备质量整备质量 汽车的整备质量就是汽车经整备后在完备状态下的汽车的整备质量就是汽车经整备后在完备状态下的自身质量。自身质量。2.总质量总质量 汽车的总质量是指汽车装备齐全，并按规定装满客汽车的总质量是指汽车装备齐全，并按规定装满客（包括驾驶员）、货物时的重量。（包括驾驶员）、货物时的重量。3.装载质量装载质量 汽车的载运质量是指汽车在良好的硬路面上行驶

7、时汽车的载运质量是指汽车在良好的硬路面上行驶时的最大限额（客车用座位数表示，货车用吨位数表示）。的最大限额（客车用座位数表示，货车用吨位数表示）。4.轴载质量轴载质量 汽车的轴载质量是汽车总质量分配给各轴的质量，汽车的轴载质量是汽车总质量分配给各轴的质量，它与转向灵活、驱动性能、轮胎承重等有关。它与转向灵活、驱动性能、轮胎承重等有关。1.3.3 汽车性能参数汽车性能参数 1.动力性参数动力性参数 最高车速是指在水平良好路面（混凝土或沥青）上最高车速是指在水平良好路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。汽车能达到的最高行驶车速。汽车加速时间指汽车加速到一定车速所用的时间。汽车加速时间指汽

8、车加速到一定车速所用的时间。汽车的上坡能力是用满载（或某一载重质量）时汽汽车的上坡能力是用满载（或某一载重质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示。车在良好路面上的最大爬坡度表示。2.经济性参数经济性参数 汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作量的能汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作量的能力，称为燃料经济性，单位力，称为燃料经济性，单位L/100km。3.制动性参数制动性参数 汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性通过制动效能和制

9、动稳定性来评价。性。汽车的制动性通过制动效能和制动稳定性来评价。4.通过性参数通过性参数 汽车的通过性是指汽车能以足够高的平均车速通汽车的通过性是指汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路、无路地带（如松软地面、凹凸地面等）过各种坏路、无路地带（如松软地面、凹凸地面等）及陡坡、台阶、灌木丛、壕沟等各种障碍的能力。及陡坡、台阶、灌木丛、壕沟等各种障碍的能力。汽车的通过性主要通过最小离地间隙、纵向通过汽车的通过性主要通过最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯半径等进行评价。角、接近角、离去角、最小转弯半径等进行评价。1.3.4 汽车的身份参数汽车的身份参数 1.发动机编号发动机编号 目前车

10、用发动机主要是内燃机。目前车用发动机主要是内燃机。（1）内燃机产品名称均按所采用的燃料命名）内燃机产品名称均按所采用的燃料命名 （2）内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。）内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。（3）内燃机型号由下列四部分组成）内燃机型号由下列四部分组成：第一部分：产品特征代号第一部分：产品特征代号 第二部分：由缸数符号、汽缸布置形式符号、冲程型第二部分：由缸数符号、汽缸布置形式符号、冲程型式符合和缸径或缸径式符合和缸径或缸径/行程（宜可用发动机排量或功率表示）行程（宜可用发动机排量或功率表示）符号组成符号组成 第三部分：结构特征符号和用途特征符号。第三部分：结构特征

11、符号和用途特征符号。第四部分：区分符号。第四部分：区分符号。2.2.车辆识别代号车辆识别代号 VINVIN (1)(1)车辆识别代号的基本组成车辆识别代号的基本组成 制造商代号（制造商代号（WMI）、车辆说明部分（）、车辆说明部分（VDS）、车）、车辆指示部分（辆指示部分（VIS）三部分组成，共）三部分组成，共17位。位。年产量年产量500辆的车辆识别代号辆的车辆识别代号 和代表字母或数字和代表字母或数字WMIVDSVIS地理区域国别制造厂车辆特征代码检验位生产顺序号装配厂车型年款代码(2)(2)车辆识别代号的说明车辆识别代号的说明 WMI 世界制造厂识别代号是车辆的第一部分世界制造厂识别代号

12、是车辆的第一部分 VDS 车辆特征说明部分为车辆识别代号的第二部车辆特征说明部分为车辆识别代号的第二部分，由六位字码组成。分，由六位字码组成。VIS 车辆出厂特征指示部分是车辆的第三部分，车辆出厂特征指示部分是车辆的第三部分，由八位字码组成。由八位字码组成。车辆识别代号中的字码仅能采用以下数字车辆识别代号中的字码仅能采用以下数字和大写的罗马字母：和大写的罗马字母：1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 和和 A B C D E F G H J K L M N P R S T U V W X Y Z (注意：字母注意：字母I、O、Q不能使用不能使用)1.4 汽车类型1.4.1 按车型分类按车型分

13、类 1.乘用车乘用车 乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和及其随身行李和/或临时物品的汽车。或临时物品的汽车。2.商用车商用车 商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员及其商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员及其随身行李和货物的汽车，并且可以牵引挂车随身行李和货物的汽车，并且可以牵引挂车.1.4.2 按动力源分类按动力源分类 1.内燃机汽车内燃机汽车 指用内燃机作为动力装置的汽车。内燃机汽车是当指用内燃机作为动力装置的汽车。内燃机汽车是当前应用最为广泛的车辆。前应用最为广泛的车辆。2.电动汽车电动汽车 指由电动机驱动且自身装

14、备供电电源（不包括供电指由电动机驱动且自身装备供电电源（不包括供电线架）的车辆线架）的车辆。包括蓄电池电动汽车和燃料电池电动汽。包括蓄电池电动汽车和燃料电池电动汽车车。3.混合动力汽车混合动力汽车 混合动力汽车是指具有两种及以上车载动力源并协混合动力汽车是指具有两种及以上车载动力源并协调工作的车辆调工作的车辆。4.太阳能汽车太阳能汽车 太阳能汽车是以取自太阳能的能量为车载动力源的太阳能汽车是以取自太阳能的能量为车载动力源的车辆，是真正意义上的无公害无能源消耗的绿色汽车。车辆，是真正意义上的无公害无能源消耗的绿色汽车。1.4.3 其他分类其他分类 1.GB/T 15089-2001 1.GB/T

15、 15089-2001 对汽车的分类对汽车的分类 GB/T 15089-2001 GB/T 15089-2001机动车辆及挂车分类机动车辆及挂车分类将汽车分为将汽车分为三类：三类：M M类、类、N N类和类和O O类。类。（1）M类类 定义：至少有四个车轮，且用于载客的车辆。定义：至少有四个车轮，且用于载客的车辆。（2）N类类 定义：至少有四个车轮，并用于载货的机动车辆。定义：至少有四个车轮，并用于载货的机动车辆。（3）O类类 O类车辆指挂车（包括半挂车）。类车辆指挂车（包括半挂车）。2.2.按发动机布置及驱动形式分类按发动机布置及驱动形式分类 (1)(1)发动机前置后轮驱动发动机前置后轮驱动

16、（FRFR）(2)(2)发动机前置前轮驱动（发动机前置前轮驱动（FFFF）(3)(3)发动机后置后轮驱动（发动机后置后轮驱动（RRRR）(4)(4)发动机中置后轮驱动（发动机中置后轮驱动（MRMR）(5)(5)全轮驱动（全轮驱动（nWDnWD）3.3.按行驶道路条件分类按行驶道路条件分类 (1)(1)公路用车公路用车 (2)(2)非公路用车非公路用车1.5 汽车发展史汽车发展史 人类关于车的梦想有几千年的历史。人们先是发明了人人类关于车的梦想有几千年的历史。人们先是发明了人力车、畜力车，以及近代的风力车等。大约公元前力车、畜力车，以及近代的风力车等。大约公元前4000年，年，人们开始思考不依赖

17、于人力或兽力而能独立运动的运输工具。人们开始思考不依赖于人力或兽力而能独立运动的运输工具。v1768年，英国的詹姆斯瓦特研制成蒸汽机，为实用汽车的出现奠定了基础。v1769/70法国的尼古拉斯古诺建造了世界上第一辆完全依靠自身动力行驶的三轮蒸汽机汽车。这是汽车发展史上的第一个里程碑。车辆的最高时速达到4km/h，而且承重达到7吨的。v1801年英国的发明家理查德特雷威蒂克制造出行驶性能良好的能运载乘客的蒸汽机汽车。v1816年转向控制机构被发明。v1845年来自爱丁堡的罗伯特汤姆生在伦敦为世界上最早使用的充气轮胎注册了专利。这款充气轮胎是用于马车上的。v1860年法国的发明家莱诺伊尔成功研制出

18、了燃气发动机v1862年德国的尼古拉斯奥托提出了四冲程发动机的工作原理，并制造了世界上第一台四冲程发动机。v1876年尼古拉斯奥托研制成功运转可靠的往复式四冲程内燃机。v1882年德国发明家和工程师戴姆勒和德国设计师迈巴赫研究轻型高速汽油机。v1885年迈巴赫发明了浮子式化油器。v1886年德国工程师卡尔本茨为世界上第一辆汽车注册了专利。v同在1886年戴姆勒成功发明了世界上第一辆四轮汽车。v1889年英国人邓禄普首次将充气轮胎推向市场，大大提高了汽车的减震能力。v1892年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机，即柴油机，并获得了专利。v1894年法国人米西林兄弟发明了装有内胎的可充气的汽车轮胎

19、。v1895年邓禄普首次将充气轮胎应用于汽车上。v1900年法国开始生产戴姆勒的第一辆专利汽车v1901年戴姆勒汽车公司成功生产出第一辆梅赛德斯汽车。v1902年德国企业主罗伯特博世发明了高压电磁点火系统。v1903年美国工程师亨利福特建立了福特汽车公司。v1913年福特将流水线加工方式引入他的汽车厂，从而极大的提高了生产量。v1924年柴油机首次被装在卡车上使用。v1925年电池点火装置在博世公司研制成功。v1927年柴油喷射泵被博世公司采用生产。v1934年大众汽车公司的发展始于费迪南德保时捷设计了大众品牌的甲壳虫型汽车。v1948年米其林轮胎公司研制成功了世界上第一条全钢丝子午线轮胎。v

20、1954年德国工程师菲力汪克尔设计出了旋转式活塞发动机，即转子发动机。v1967年电子控制汽油喷射转置（D-Jetronic）首次大批量应用于汽车上。v1970年汽车前排座位开始使用安全带。v1978年防抱死系统（ABS）开始在汽车上批量安装。v1983年电子化油器和气缸爆震调整装置及增压调节装置开始被应用。v1984年安全气囊和安全带张紧器被用于批量生产的汽车中。v1985年带有氧传感器的尾气催化净化器和无铅燃料在德国被应用。v1985年带有氧传感器的尾气催化净化器和无铅燃料在德国被应用。v1990年汽车尾气催化净化器被应用于柴油机轿车上。v1993年可变进气管技术和可变凸轮轴调节技术被应用

21、。v1994年电子导航系统开始应用于轿车。v1995年车身电子稳定系统（ESP）被应用于汽车。v1996年具有可变几何废气涡轮增压器（VTG）被应用。v1997年总线控制喷射系统在轿车用柴油发动机上被应用。v2000年汽油机直喷技术在德国汽车批量生产中被使用。v2001年电子液压刹车系统（EHB）在批量汽车生产中被应用。v2002年PAX-轮胎系统在汽车的批量生产中应用。v2003年混合动力装置开始应用于汽车的批量生产中。v2004年具有高稳定性和较高稳定性的不锈钢车身实现了批量生产。v2005年保持行车方向的驾驶员辅助系统开始应用于汽车的大规模生产中。1.6 汽车行驶基本原理汽车行驶基本原理

22、1.6.1 驱动条件驱动条件 汽车在水平路面上等速行驶时，会受到来自地面的汽车在水平路面上等速行驶时，会受到来自地面的滚动阻力滚动阻力FfFf和来自空气的空气阻力和来自空气的空气阻力FwFw；而当汽车加速行；而当汽车加速行驶时需要克服加速阻力驶时需要克服加速阻力FjFj；当汽车在坡道上上坡行驶时，；当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力还必须克服重力沿坡道的分力-坡度阻力坡度阻力FiFi。所以，汽车在行驶过程中须克服的总阻力为：所以，汽车在行驶过程中须克服的总阻力为：F=Ff+Fw+Fj+FiF=Ff+Fw+Fj+Fi(1)(1)滚动阻力滚动阻力 滚动阻力是由于车轮滚动时轮胎与路

23、面发生变形而滚动阻力是由于车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的，滚动阻力的大小与汽车的总重力、轮胎的结构产生的，滚动阻力的大小与汽车的总重力、轮胎的结构与气压、行驶路面的性质等相关。与气压、行驶路面的性质等相关。(2)(2)空气阻力空气阻力(3)(3)坡度阻力坡度阻力 汽车在上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车在上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力，即汽车的坡度阻力，即Fi=Gsin 式中，式中，G为作用于汽车上的重力，为作用于汽车上的重力，为道路的坡角度。为道路的坡角度。(4)(4)加速阻力加速阻力 汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动的惯性力，汽车加速行驶时，需要克

24、服其质量加速运动的惯性力，就是加速阻力就是加速阻力FjFj。当。当Fj=0Fj=0时，汽车匀速行驶；当时，汽车匀速行驶；当Fj0Fj0时，时，汽车加速行驶，当随着速度的增加，空气阻力随着增加，汽车加速行驶，当随着速度的增加，空气阻力随着增加，在某个较高的车速时达到平衡，然后匀速行驶；当在某个较高的车速时达到平衡，然后匀速行驶；当Fj0Fj0时，时，汽车将减速行驶或停止。汽车将减速行驶或停止。(5)(5)驱动力与行驶阻力的关系驱动力与行驶阻力的关系 汽车的驱动力来自发动机。汽车行驶过程中必须具有汽车的驱动力来自发动机。汽车行驶过程中必须具有足够的驱动力足够的驱动力Ft，以克服各种行驶阻力。即，以

25、克服各种行驶阻力。即 Ft=F=Ff+Fw+Fi+Fj 当汽车在平直路面上匀速行驶时，只需克服滚动阻力当汽车在平直路面上匀速行驶时，只需克服滚动阻力和空气阻力，即和空气阻力，即 Ft=Ff+Fw1.6.2 1.6.2 附着条件附着条件 汽车能否充分发挥其驱动力，还取决于轮胎与地面汽车能否充分发挥其驱动力，还取决于轮胎与地面间的附着力。间的附着力。附着力是指车轮因附着作用所产生的阻碍车轮滑动附着力是指车轮因附着作用所产生的阻碍车轮滑动的力的最大值，用的力的最大值，用FF表示。附着力等于驱动轮所承受的表示。附着力等于驱动轮所承受的垂直于地面的法向力垂直于地面的法向力G G（附着重力）与附着系数（附着重力）与附着系数的乘积，的乘积，即即 F=GF=G 附着系数附着系数与轮胎的类型及路面的性质有关。与轮胎的类型及路面的性质有关。由于汽车所能够获得的驱动力受附着力的限制，所由于汽车所能够获得的驱动力受附着力的限制，所以汽车行驶的驱动以汽车行驶的驱动-附着条件为附着条件为 Ft F Ft F