【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 210所示。 rMF t0 ?第二章 汽車的基本知識(shí) 圖 210 汽車驅(qū)動(dòng)力 第二章 汽車的基本知識(shí) 汽車行駛的過(guò)程就是驅(qū)動(dòng)力克服各種行駛阻力的變化過(guò)程。當(dāng) Ft＝ F時(shí)，汽車勻速行駛；當(dāng) Ft＞ F時(shí)，汽車加速行駛；當(dāng) Ft＜ F時(shí)，汽車減速行駛乃至停駛。 2．附著條件 驅(qū)動(dòng)力的最大值一方面取決于發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩和變速器換入最低擋時(shí)的傳動(dòng)比，另一方面又受輪胎與地面的附著作用限制。 ???第二章 汽車的基本知識(shí) 當(dāng)汽車在平整干硬路面上，車輪的附著作用是由于輪胎與路面間存在著摩擦力。這個(gè)摩擦力阻礙車輪的滑動(dòng)，使車輪能夠正常地向前滾動(dòng)并承受路面的反作用力 —— 驅(qū)動(dòng)力。如果驅(qū)動(dòng)力大于摩擦力，車輪與路面之間就會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。在松軟的地面上，除了輪胎與地面間的摩擦之外，還加上嵌入輪胎花紋凹部的軟地面凸起部所起的抗滑作用。由附著作用所決定阻礙車輪滑動(dòng)的力的最大值稱為附著力，用 Fφ表示。附著力與車輪承受垂直于地面的法向力 G(稱為附著重力 )成正比： Fφ＝ Gφ 第二章 汽車的基本知識(shí) 由此可知，附著力是汽車所能發(fā)揮驅(qū)動(dòng)力的極限，其表達(dá)式為 Ft≤Fφ 此式稱為汽車行駛的附著條件。 在冰雪或泥濘的路面上，由于附著力很小，汽車的驅(qū)動(dòng)力受到附著力的限制而不能克服較大的阻力，導(dǎo)致汽車減速甚至不能前進(jìn)，即使加大節(jié)氣門開(kāi)度或換入低擋，車輪只會(huì)滑轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)力不會(huì)增大。 第二章 汽車的基本知識(shí) 為了增加車輪在冰雪路面上的附著力，可采用特殊花紋的輪胎、鑲釘輪胎或者在普通輪胎上繞裝防滑鏈，以提高對(duì)冰雪路面的附著作用。非全輪驅(qū)動(dòng)汽車的附著重力僅為分配到驅(qū)動(dòng)輪上的那一部分汽車總重力，而全輪驅(qū)動(dòng)汽車的附著重力則為全車的總重力，因而其附著力較前者顯著增大。 第二章 汽車的基本知識(shí) 第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與原理 一、發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車動(dòng)力的核心總成，其外觀與剖視圖如圖211所示。燃料在氣缸內(nèi)燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能，最終轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能并輸出。目前大部分汽車使用的是往復(fù)活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 圖 211 發(fā)動(dòng)機(jī)外觀與剖視圖 第二章 汽車的基本知識(shí) 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是電子技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)由最原始的機(jī)械總成演變成了機(jī)電一體化總成，目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)不但包括多種電子控制系統(tǒng)，如電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)等，而且還通過(guò) CAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其他控制系統(tǒng) (巡航控制系統(tǒng)、 ABS防抱死控制和車身懸掛控制系統(tǒng)等 )相連，實(shí)現(xiàn)了全車智能化。 第二章 汽車的基本知識(shí) 1．發(fā)動(dòng)機(jī)分類 內(nèi)燃機(jī)的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機(jī)分成不同的類型。 1) 按照所用燃料分類 內(nèi)燃機(jī)按照所使用燃料的不同可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)各有特點(diǎn)：汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，啟動(dòng)容易，制造成本低；柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。 第二章 汽車的基本知識(shí) 2) 按照行程分類 內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈 (720176。 )，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī)；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈 (360176。 )，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃機(jī)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 3) 按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 4) 按照氣缸數(shù)目分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸數(shù)不同可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 5) 按照氣缸排列方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角小于 180186。(一般為 90186。)，稱為 V型發(fā)動(dòng)機(jī)；若兩列之間的夾角等于 180186。，則稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 6) 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣 (非增壓 )式發(fā)動(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣 (增壓式 )發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。 第二章 汽車的基本知識(shí) 2．發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 1) 四行程汽油機(jī)工作原理 汽油通過(guò)化油器霧化后與空氣混合成一定空燃比的混合氣，在進(jìn)氣行程被吸入氣缸，經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而變成熱能，燃燒后的氣體所產(chǎn)生的高溫高壓，作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)而變?yōu)樾D(zhuǎn)的機(jī)械能，對(duì)外輸出動(dòng)力。 汽油機(jī)的工作過(guò)程可分為：進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程、排氣行程，如圖 212所示。 第二章 汽車的基本知識(shí) 圖 212 四行程汽油機(jī)工作原理 第二章 汽車的基本知識(shí) ① 進(jìn)氣行程。在進(jìn)氣行程開(kāi)始時(shí)，活塞于上止點(diǎn)，進(jìn)氣門開(kāi)啟，排氣門關(guān)閉。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，活塞上方容積增大，壓力降低，可燃混合氣在壓力差作用下進(jìn)入氣缸。 ② 壓縮行程。壓縮行程開(kāi)始，進(jìn)、排氣門關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)?；钊戏饺莘e縮小，壓縮混合氣，使其壓力和溫度升高到易燃的程度。 第二章 汽車的基本知識(shí) ③ 作功行程。作功行程時(shí)，進(jìn)、排氣門仍然關(guān)閉，當(dāng)壓縮接近終了時(shí)，火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃混合氣，燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。 ④ 排氣行程。排氣行程開(kāi)始，進(jìn)氣門仍關(guān)閉，排氣門開(kāi)啟，使活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，把燃燒后的廢氣排出氣缸。 發(fā)動(dòng)機(jī)完成進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣一個(gè)循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周。 第二章 汽車的基本知識(shí) 2) 四行程柴油機(jī)工作原理 柴油機(jī)與汽油機(jī)不同，燃料采用柴油，為壓燃式結(jié)構(gòu)，無(wú)化油器和火花塞，柴油機(jī)吸入氣缸的為純凈空氣，柴油由噴油泵通過(guò)噴油器直接噴入氣缸，與壓縮后的高溫空氣混合并進(jìn)行自燃。 第二章 汽車的基本知識(shí) 3．發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu) 1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿曲軸轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)曲軸飛輪對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪通過(guò)慣性釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 第二章 汽車的基本知識(shí) 2) 配氣機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組組成。 3) 燃料供給系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，進(jìn)入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出。一般由油箱、油泵、燃油濾清器、油管等組成。 第二章 汽車的基本知識(shí) 4) 潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑系統(tǒng)是向運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系統(tǒng)通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。 5) 冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。 第二章 汽車的基本知識(shí) 6) 點(diǎn)火系統(tǒng) 在汽油機(jī)燃燒室中，裝有火花塞，按點(diǎn)火順序在火花塞電極間產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣。點(diǎn)火系統(tǒng)通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等組成。 7) 啟動(dòng)系統(tǒng) 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。啟動(dòng)系統(tǒng)一般由啟動(dòng)機(jī)、控制開(kāi)關(guān)等組成。 第二章 汽車的基本知識(shí) 二、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 1．機(jī)體組 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組包括氣缸體、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊、油底殼等零件，如圖 213所示。 第二章 汽車的基本知識(shí) 圖 213 機(jī)體組 第二章 汽車的基本知識(shí) 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配基體，它支撐著發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)件，安裝著各種附件，承受著發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)、外作用力，必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且對(duì)于冷卻液、潤(rùn)滑油和混合氣有良好的耐腐蝕性。 第二章 汽車的基本知識(shí) 1) 氣缸體 氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)骨架，它不僅要承受著高溫高壓氣體的作用力，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的所有零件幾乎都安裝在氣缸體上，因此氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，在正常使用情況下缸體一般不易損壞。 第二章 汽車的基本知識(shí) 水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體 — 曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支撐曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤(rùn)滑油道等。 為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對(duì)氣缸和氣缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對(duì)氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。 第二章 汽車的基本知識(shí) 2) 氣缸套 氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸，整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對(duì)材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨(dú)的圓筒形零件即氣缸套，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。目前幾乎所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了鑲?cè)胧礁滋状鏆飧左w充當(dāng)氣缸的工作表面，同時(shí)，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長(zhǎng)氣缸體的壽命。 第二章 汽車的基本知識(shí) 3) 氣缸蓋 氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比。氣缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，用于安裝進(jìn)、排氣門，還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。在正常情況下，氣缸蓋不屬于易損件，但是會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)使用異常導(dǎo)致失油、失水而引起高溫變形、產(chǎn)生裂紋等，氣缸蓋損壞時(shí)，一般應(yīng)更換新的氣缸蓋。 第二章 汽車的基本知識(shí) 4) 氣缸墊 氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，主要是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。 5) 油底殼 油底殼在氣缸體下部用來(lái)貯存潤(rùn)滑油，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤(rùn)滑油中的金屬碎屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤? 第二章 汽車的基本知識(shí) 2．活塞連桿組 活塞連桿組包括活塞、活塞銷、活塞環(huán)、連桿和連桿軸瓦等，如圖 214所示。 第二章 汽車的基本知識(shí) 圖 214 活塞連桿組 第二章 汽車的基本知識(shí) (1) 活塞。主要是承受燃燒氣體的作用力，并將此力通過(guò)活塞銷傳遞給連桿以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同構(gòu)成燃燒室?；钊粌H要具有足夠的強(qiáng)度，而且重量要輕，導(dǎo)熱性要好，且耐磨、耐腐蝕。 (2) 活塞銷。連接活塞和連桿，把活塞所承受的力傳給連桿，因此活塞銷要有足夠的剛度和較輕的重量?；钊N的安裝采用“全浮式”，即在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，活塞銷在連桿小頭銅襯套內(nèi)和活塞的銷座孔內(nèi)均能緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可使磨損均勻，延長(zhǎng)使用壽命。 第二章 汽車的基本知識(shí) (3) 活塞環(huán)。分為氣環(huán)和油環(huán)兩種，氣環(huán)能保證活塞與氣缸壁之間的密封，防止氣缸中的高溫高壓燃?xì)獯罅扛Z入曲軸箱，同時(shí)還將活塞頂部的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水帶走。油環(huán)能刮掉氣缸壁上多余的機(jī)油，并重新在氣缸壁上涂一層均勻的油膜，這樣既可防止機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。一般轎車發(fā)動(dòng)機(jī)有兩道氣環(huán)和一道油環(huán)。 第二章 汽車的基本知識(shí) (4) 連桿。接受活塞通過(guò)活塞銷傳來(lái)的力，并將力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)