理论教育 汽车总体结构及发动机配置

汽车总体结构及发动机配置

时间:2023-08-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-28汽车的总体结构1.发动机发动机是为汽车行驶提供动力的装置。为满足不同使用要求,汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。车身安装在底盘的车架上,用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构,货车车身一般是由驾驶室和货厢两部分组成。

汽车总体结构及发动机配置

现代汽车是由多个装置和机构组成的。不同型号、不同类型及不同厂家生产的汽车其基本构造都是由发动机、底盘、电器设备和车身四大部分组成,如图3-28所示。

图3-28 汽车的总体结构

1.发动机

发动机是为汽车行驶提供动力的装置。现代汽车广泛采用往复活塞式内燃发动机,它是通过可燃混合体在气缸内燃烧膨胀产生压力,推动活塞运动并通过连杆使曲轴旋转来对外输出功率的。汽油发动机主要包括两大机构和五大系统,它们分别是:曲柄连杆机构、配气机构,燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统和启动系统,如图3-29所示。

图3-29 汽油发动机结构

小知识:马自达与汪克尔发动机

汪克尔于1902年出生在德国。1924年,汪克尔在德国海德堡建立了自己的公司,开始研制转子发动机,终于在1957年生产出第一辆装配了转子发动机的小跑车。1958年汪克尔对其进行了改进,制成新型高效旋转活塞发动机。该发动机无曲轴连杆和配气机构,可将三角活塞运动直接转换为旋转运动;它的零件数比往复活塞式汽油机少40%,质量轻、体积小、转速高、功率大;它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。当时很多业内人士认为这种发动机会取替传统的活塞式发动机。

一向对新技术情有独钟的马自达公司投巨资从汪克尔公司买下了这项技术,1967年,将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产。由于这是一项高新技术,懂得这项技术的人寥寥无几,发动机坏了无人会修,而且耗油大。能源危机爆发后,汽车界对这种发动机的市场前景产生了怀疑,唯有马自达公司仍然深信转子发动机的潜力,独自研究和生产转子发动机,并为此付出了惨重的代价。终于,他们逐步克服了转子发动机的缺陷,成功地由试验性生产过渡到商业性生产,并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场,令人刮目相看。但是,目前世界的主流趋势是“节能、环保”,转子式发动机虽然在结构和动力上有优势,但油耗高、排放差的缺点使其最终遭到市场的淘汰。

为满足不同使用要求,汽车的总体构造和布置型式可以是不同的。按发动机和各个总成相对位置的不同,现代汽车的布置型式通常有如下几种(图3-30):

图3-30 现代汽车的布置型式

(a)FR式;(b)FF式;(c)RR式;(d)MR式;(e)NWD式

①发动机前置后轮驱动(FR);

②发动机前置前轮驱动(FF);

③发动机后置后轮驱动(RR);

④发动机中置后轮驱动(MR);

⑤全轮驱动(NWD);

2.汽车底盘

底盘接受发动机的动力,使汽车产生运动,并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系组成,如图3-31所示。

图3-31 汽车底盘结构

小知识:方向盘的诞生与演变

最初的汽车与轮船一样,都是靠舵控制转向的。直到1894年,方向盘才首次出现,但直到1903年,才得到普遍认可,完全取代舵应用在汽车上。

早期的方向盘是装在垂直的转向柱上的,其缺陷是妨碍驾驶员的视线。1887年,德国戴姆勒公司修理工在对一辆菲顿牌汽车进行大修吊装时,吊钩滑脱,砸落在转向柱上,使垂直的转向柱弯曲了,修理工维修时意外地发现碰歪的角度使方向盘操纵更方便,也不妨碍驾驶员的视线了。由此戴姆勒公司立即着手改进方向盘与转向柱的设计,1890年戴姆勒的“派立生”汽车第一次装上了倾斜式的转向柱和方向盘。以后各国汽车公司纷纷效仿,使之日渐完善。

最初设计的方向盘是直接固定在不可升降的转向杆上的,在发生严重碰撞的情况下,转向杆很容易对驾驶员的生命造成致命威胁。1934年,首个可伸缩的转向杆被发明出来。1968年,美国将其立入法案,可调节方向盘从此成为汽车上的标配。

1994年德国宝马第一次把音响控制和一些辅助控制从中控区域挪到了方向盘上,于是诞生了多功能方向盘。此后,巡航控制、音响控制、电话控制、安全气囊以及换挡拨片等都出现在方向盘上,提高了驾驶的安全性。

3.汽车车身

车身是驾驶员工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件,为乘客提供舒适安全的环境或保证货物完好无损。(www.daowen.com)

车身安装在底盘的车架上,用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构,货车车身一般是由驾驶室和货厢两部分组成。

汽车车身结构主要包括:车身壳体(白车身)、车门、车窗、车身钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等。在货车和专用汽车上还包括车厢和其他装备。

(1)车身壳体(白车身)

车身壳体是一切车身部件的安装基础,通常是指纵、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架,而轿车车身和货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。图3-32为奥迪A6轿车白车身。

图3-32 奥迪轿车白车身

(2)车身钣制件

这些钣制件形成了容纳发动机、车轮等部件的空间,如图3-33所示。

图3-33 汽车车身钣制件

(3)车门

车门通过铰链安装在车身壳体上,其结构较复杂,是保证车身使用性能的重要部件。

(4)车身外部装饰件

车身外部装饰件主要是指装饰条、车轮装饰罩、标志、浮雕式文字等。散热器面罩、保险杠灯具以及后视镜等附件亦有明显的装饰性。

(5)车身内部装饰件

车身内部装饰件包括仪表板、顶篷、侧壁、座椅等表面覆饰物以及窗帘地毯。在轿车上广泛采用天然纤维或合成纤维的纺织品人造革或多层复合材料、连皮泡沫塑料等表面覆饰材料;在客车上则大量采用纤维板、纸板、工程塑料板铝板、花纹橡胶板以及复合装饰板等覆饰材料。

(6)车身附件

车身附件有门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、后视镜、拉手、点烟器、烟灰盒等。在现代汽车上常常装有无线电收、放音机和杆式天线,在有的汽车车身上还装有无线电话机、电视机、加热食品的微小炉和小型电冰箱等附属设备。

(7)座椅

座椅也是车身内部重要装置之一。座椅由骨架、坐垫、靠背和调节机构等组成。坐垫和靠背应具有一定的弹性,调节机构可使座位前后或上下移动以及调节坐垫和靠背的倾斜角度。某些座椅还有弹性悬架和减振器,可对其弹性悬架加以调节,以便在驾驶员们不同体重的作用下仍能保证坐垫离汽车地板的高度适当。在某些货车驾驶室和客车车厢中还设置适应夜间长途行车需要的卧铺。

(8)车身内部的通风、暖气、冷气以及空气调节装置

这些装置是维持车内正常环境,保证驾驶员和乘客安全舒适的重要装置。

(9)安全防护装置

为保证行车安全,在现代汽车上广泛采用对乘员施加约束的安全带、头枕、气囊以及当汽车碰撞时防止乘员受伤的各种缓冲和包垫装置。

4.电气设备

电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等部分组成。此外,在现代汽车上愈来愈多地装有各种电子设备,如微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等,显著地提高了汽车的性能。图3-34为桑塔纳2000型轿车全车电器布置略图。

图3-34 桑塔纳2000型轿车电气设备布置略图

1—双音喇叭;2—空调压缩机;3—交流发电机;4—雾灯;5—前照灯;6—转向指示灯;7—空调储液干燥器;8—中间继电器;9—电动风扇双速热敏开关;10—风扇电动机;13—进气电预热器;12—化油器怠速截止电磁阀;13—热敏开关;14—机油油压开关;15—起动机;16—火花塞;17—风窗清洗液电动泵;18—冷却液液面传感器;19—分电器;20—点火线圈;23—蓄电池;22—制动液液面传感器;23—倒车灯开关;24—空调、暖风鼓风机;25—车门接触开关;26—扬声器;27—点火控制器;28—风窗刮水器电动机;29—中央接线盒;30—前照灯变光开关;33—组合开关;32—空调及风量旋钮;33—雾灯开关;34—后窗电加热器开关;35—危急报警灯开关;36—收放机;37—顶灯;38—油箱油面传感器;39—后窗电加热器;40—组合后灯;43—牌照灯;42—电动天线;43—电动后视镜;44—中央集控门锁;45—电动摇窗机;46—顶灯;47—后盖集控锁;48—行李箱

小知识:汽车起动机的由来

在汽车未安装起动装置之前,汽车发动机都必须靠摇动手柄起动,既费力又危险,起动机是在一次偶然的事故中产生的。

1910年,利兰德的好友卡顿帮助一辆抛锚的凯迪拉克轿车女车主摇起动手柄,发动机产生回火,卡顿被手柄打伤额部,随后因并发症而死。由此利兰德邀请凯特林研究发动机的起动装置。1912年凯迪拉克轿车开始使用起动装置。

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