《汽车概论》第二版全套电子整本书电子教案教学教程整套课件.ppt

课件简介第1章 汽车基础目录1.1 汽车概念1.2 汽车基本组成1.3 汽车参数1.4 汽车类型1.5 汽车发展史1.6 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。1.2.3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、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、纵向通过角、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。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和代表字母或数字代表字母或数字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：1234567890和和ABCDEFGHJKLMNPRSTUVWXYZ(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 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（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。大约公元前人力车、畜力车，以及近代的风力车等。大约公元前4000年，人们开始思考不依赖于人力或兽力而能独立运动的运年，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。输工具。1768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。1769/70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。1801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。1816年转向控制机构被发明。1845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。1860年法国的发明家莱诺伊尔成功研制出了燃气发动机1862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。1876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。1882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。1885年迈巴赫发明了浮子式化油器。1886年德国工程师卡尔本茨为世界上第一辆汽车注册了专利。同在1886年戴姆勒成功发明了世界上第一辆四轮汽车。1889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。1892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。1894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。1895年邓禄普首次将充气轮胎应用于汽车上。1900年法国开始生产戴姆勒的第一辆专利汽车1901年戴姆勒汽车公司成功生产出第一辆梅赛德斯汽车。1902年德国企业主罗伯特博世发明了高压电磁点火系统。1903年美国工程师亨利福特建立了福特汽车公司。1913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。1924年柴油机首次被装在卡车上使用。1925年电池点火装置在博世公司研制成功。1927年柴油喷射泵被博世公司采用生产。1934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。1948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。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。1967年电子控制汽油喷射转置（D-Jetronic）首次大批量应用于汽车上。1970年汽车前排座位开始使用安全带。1978年防抱死系统（ABS）开始在汽车上批量安装。1983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。1984年安全气囊和安全带张紧器被用于批量生产的汽车中。1985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。1985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。1990年汽车尾气催化净化器被应用于柴油机轿车上。1993年可变进气管技术和可变凸轮轴调节技术被应用。1994年电子导航系统开始应用于轿车。1995年车身电子稳定系统（ESP）被应用于汽车。1996年具有可变几何废气涡轮增压器（VTG）被应用。1997年总线控制喷射系统在轿车用柴油发动机上被应用。2000年汽油机直喷技术在德国汽车批量生产中被使用。2001年电子液压刹车系统（EHB）在批量汽车生产中被应用。2002年PAX-轮胎系统在汽车的批量生产中应用。2003年混合动力装置开始应用于汽车的批量生产中。2004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。2005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间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。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的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，用力的最大值，用FF表示。附着力等于驱动轮所承受的垂表示。附着力等于驱动轮所承受的垂直于地面的法向力直于地面的法向力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，所以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汽车行驶的驱动-附着条件为附着条件为 Ft F Ft F第2章 汽车工业目录2.1 现代汽车工业的特点 2.2 汽车设计 2.3 汽车制造工艺 2.4 汽车生产的实施过程2.5 汽车试验2.1现代现代汽车工业的特点汽车工业的特点2.1.1流水作业流水作业一种生产组织形式，是汽车工业首创发展起一种生产组织形式，是汽车工业首创发展起来为大批量生产服务的。来为大批量生产服务的。好处好处:（1）工位按生产的工序顺序排列，生产对象沿排列好）工位按生产的工序顺序排列，生产对象沿排列好的工位向前移动。的工位向前移动。（2）各工位之间没有积存的工件，工件只位于生产线）各工位之间没有积存的工件，工件只位于生产线的输送装置上。的输送装置上。（3）每条生产线有一定的生产节奏，整条生产线上各每条生产线有一定的生产节奏，整条生产线上各个工位的生产节奏是一致的，保证生产的均衡性。个工位的生产节奏是一致的，保证生产的均衡性。（4）容易采用机械化的输送装置。）容易采用机械化的输送装置。2.1.2生产自动化生产自动化生产自动化不但提高了生产速度，降低生产成本，生产自动化不但提高了生产速度，降低生产成本，同时保证产品质量稳定。同时保证产品质量稳定。计算机辅助制造技术（计算机辅助制造技术（CAM-ComputerAidedManufacturing）开始应用于汽车制造过程中。）开始应用于汽车制造过程中。计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（CIMS-ComputerIntegratedManufacturingSystem）利用计算机硬件、软件、网）利用计算机硬件、软件、网络、数据库等现代化技术，将企业的经营、管理、计划、络、数据库等现代化技术，将企业的经营、管理、计划、产品设计、加工制造、销售服务等环节和人力、物力、产品设计、加工制造、销售服务等环节和人力、物力、设备等资源集成起来，实现全面优化，提高企业的生存设备等资源集成起来，实现全面优化，提高企业的生存能力。能力。2.1.3专业化生产专业化生产随随着着现现代代汽汽车车工工业业的的发发展展，汽汽车车厂厂减减少少自自制制零零件件的的数数量量已已成成为为大大趋趋势势。随随着着汽汽车车工工业业分分工工协协作作的的程程度度越越来来越越高高，发发展展大大批批量量、专专业业化化的的汽汽车车零零部部件件生生产产是是现现今今汽汽车车工工业业的的一一大大特特点点，也也是是我我国国汽汽车车工工业业的的发发展展方向之一。方向之一。2.2汽车设计汽车设计2.2.1汽车设计要求汽车设计要求1.功能性功能性功能性要求是为满足汽车用途而提出的性能要求功能性要求是为满足汽车用途而提出的性能要求（动力性、经济性、机动性、安全性和舒适性）。（动力性、经济性、机动性、安全性和舒适性）。2.使用经济性使用经济性汽车的使用经济性不但包括燃料、润滑油、轮胎、汽车的使用经济性不但包括燃料、润滑油、轮胎、易损件等的消耗，还包括维修、保养等方面的费用。易损件等的消耗，还包括维修、保养等方面的费用。3.工艺性工艺性汽车产品设计中一定要考虑到产品制造、维修的汽车产品设计中一定要考虑到产品制造、维修的可行性和经济性，其中重要的是零件的机械加工工艺可行性和经济性，其中重要的是零件的机械加工工艺性和装配工艺性。由于汽车的产量大，品种形式多，性和装配工艺性。由于汽车的产量大，品种形式多，设计时一定要考虑到零件设计的标准化、零部件的通设计时一定要考虑到零件设计的标准化、零部件的通用化和产品的系列化。用化和产品的系列化。4.可回收性可回收性汽车设计中要考虑到使用材料的可回收性。一些对汽车设计中要考虑到使用材料的可回收性。一些对环境有重大污染及不能回收的材料被禁止使用，相反环境有重大污染及不能回收的材料被禁止使用，相反一些新兴环保可回收材料被研究和采用一些新兴环保可回收材料被研究和采用。5.艺术性艺术性在汽车性能大致相同的情况下，汽车的外型、色在汽车性能大致相同的情况下，汽车的外型、色彩、装潢等因素直接影响到汽车的销售量。汽车的设彩、装潢等因素直接影响到汽车的销售量。汽车的设计在考虑上述因素的同时也要兼顾其艺术性。计在考虑上述因素的同时也要兼顾其艺术性。2.2.2汽车设计方法汽车设计方法1.汽车设计方法的发展汽车设计方法的发展三个发展阶段：三个发展阶段：经验设计阶段经验设计阶段科学试验和技术分析为基础的设计阶段科学试验和技术分析为基础的设计阶段计算机辅助的半自动、自动设计阶段。计算机辅助的半自动、自动设计阶段。经验设计：产品设计中以工作积累的经验数据为依据，经验设计：产品设计中以工作积累的经验数据为依据，通过运用经验计算公式来进行设计。通过运用经验计算公式来进行设计。二战后，开始进入以科学实验和技术分析为基础的设计二战后，开始进入以科学实验和技术分析为基础的设计阶段。阶段。电子计算机的出现使汽车设计方法有了新的飞跃，开始电子计算机的出现使汽车设计方法有了新的飞跃，开始了计算机辅助设计（了计算机辅助设计（CAD）和自动设计（）和自动设计（AD）阶段。）阶段。2.汽车的现代设计方法汽车的现代设计方法（1）有限元分析）有限元分析有限元分析就是把所需根系的结构直接离散化，使用最有限元分析就是把所需根系的结构直接离散化，使用最小位能原理或虚功位移原理等力学基本原理，列出计算公式，小位能原理或虚功位移原理等力学基本原理，列出计算公式，用电子计算机求解用电子计算机求解。（2）优化设计）优化设计优化设计法方法就是首先要根据设计要求确定设计变量、优化设计法方法就是首先要根据设计要求确定设计变量、优化准则、优化目标函数和约束条件。优化准则、优化目标函数和约束条件。(3)系统工程方法系统工程方法可以预先研究系统结构及其相关性，可以通过建模可以预先研究系统结构及其相关性，可以通过建模和仿真进行模拟研究，提高了设计开发过程的质量和效和仿真进行模拟研究，提高了设计开发过程的质量和效率。率。(4)模糊设计模糊设计不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实际经验确定参数、控制、算法。际经验确定参数、控制、算法。（5）模态分析技术）模态分析技术是汽车现代中一个重要租车部分，是分析结构系统是汽车现代中一个重要租车部分，是分析结构系统振动特性的强有力的力学工具。振动特性的强有力的力学工具。（6）逆向工程技术）逆向工程技术相对于传统正向工程而言，将实物转变为相对于传统正向工程而言，将实物转变为CAD模型模型相关的数字化技术、几何模型重建和产品制造技术的总相关的数字化技术、几何模型重建和产品制造技术的总称。称。以先进产品、设备的实物、样件或影像等为研究对以先进产品、设备的实物、样件或影像等为研究对象，应用现代设计方法学、生产工程学等进行系统分析象，应用现代设计方法学、生产工程学等进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品技术。先进的产品技术。（7）人机工程）人机工程又称人体工程学，是从人的生理和心理出发，研又称人体工程学，是从人的生理和心理出发，研究人、机、环境的相互作用的规律，以优化人究人、机、环境的相互作用的规律，以优化人机机环境系统的一门学科。环境系统的一门学科。（8）计算机辅助设计（）计算机辅助设计（CAD）应用应用CAD技术可以进行结构和性能的计算、分析并技术可以进行结构和性能的计算、分析并绘制出零部件的设计图样，同时还可进行方案初选、最绘制出零部件的设计图样，同时还可进行方案初选、最优决策等操作。优决策等操作。将将CAD技术与技术与CAM（计算机辅助制造）、（计算机辅助制造）、CAPP（计算机辅助生产过程规划）结合，可构成（计算机辅助生产过程规划）结合，可构成CIMS（计算机集成制造系统）。（计算机集成制造系统）。2.3汽车制造工艺汽车制造工艺2.3.1固结成型模式固结成型模式通过松散物质（如熔化物、粉末、颗粒等）的粘结通过松散物质（如熔化物、粉末、颗粒等）的粘结加工制造固体工件的方式。加工制造固体工件的方式。1.金属工件固结成型金属工件固结成型包括使用液态物质的固结成型（铸造成型）或是对包括使用液态物质的固结成型（铸造成型）或是对固体状态物质挤压成型。固体状态物质挤压成型。2.塑料工件的挤压成型塑料工件的挤压成型原始材料包括热塑性塑料和热固塑料两种原始材料包括热塑性塑料和热固塑料两种。2.3.2机械加工成型模式机械加工成型模式通过固体零件的塑性变形来实现的，该过程通过固体零件的塑性变形来实现的，该过程中工件中工件没有材料增减的变化，只是材料的形状发生了变化。没有材料增减的变化，只是材料的形状发生了变化。加工时采用冷加工或热加工的方式主要取决于材料加工时采用冷加工或热加工的方式主要取决于材料的性质。的性质。方式主要包括方式主要包括5种：种：压力加工成型，如锻造；压力加工成型，如锻造；拉压成型，如拉深加工；拉压成型，如拉深加工；拉伸成型，如拉伸加工；拉伸成型，如拉伸加工；弯曲成型，如弯曲加工；弯曲成型，如弯曲加工；剪切成型，如扭转加工。剪切成型，如扭转加工。2.3.3切割成型模式切割成型模式1.剪切加工剪切加工有两种方式；一是通过楔形刀具的挤压在工件内部形有两种方式；一是通过楔形刀具的挤压在工件内部形成拉应力用以克服材料强度从而将工件分离。成拉应力用以克服材料强度从而将工件分离。二是通过刀具的剪切力来克服材料的剪切阻力达到剪二是通过刀具的剪切力来克服材料的剪切阻力达到剪切目的切目的。2.切削加工切削加工根据形成方式和刀具的不同分为车削、铰孔、钻孔、根据形成方式和刀具的不同分为车削、铰孔、钻孔、螺纹加工、磨削等。螺纹加工、磨削等。ab2.3.4联接成型加工模式联接成型加工模式指将指将2个或多个零件组装或组合在一起，零件要有固个或多个零件组装或组合在一起，零件要有固定的几何外形或由不规则材料组合而成一体。定的几何外形或由不规则材料组合而成一体。1.力配合联接力配合联接通过两个工件之间的摩擦力将工件结合在一起，如通过两个工件之间的摩擦力将工件结合在一起，如夹紧联接、挤压联接、锥体联接、螺纹联接等。夹紧联接、挤压联接、锥体联接、螺纹联接等。2.形状配合联接形状配合联接通过联接工件间几何固定形状的相互咬合来实现联通过联接工件间几何固定形状的相互咬合来实现联接，如止动垫片联接、卡环联接、销联接、楔联接、锥接，如止动垫片联接、卡环联接、销联接、楔联接、锥状体联接、铆接、翻边等。状体联接、铆接、翻边等。3.材料配合联接材料配合联接材料配合联接指通过被联接工件间的分子力的相互材料配合联接指通过被联接工件间的分子力的相互作用来实现联接，如焊接、胶接等联接方式。作用来实现联接，如焊接、胶接等联接方式。2.3.5涂镀加工模式涂镀加工模式四种加工方式：四种加工方式：镀层物质为气态或蒸汽状态，如气相喷镀；镀层物质为气态或蒸汽状态，如气相喷镀；镀层物质为流体、粥状或胶状，如喷镀；镀层物质为流体、粥状或胶状，如喷镀；镀层物质处于电离状态，如电镀；镀层物质处于电离状态，如电镀；镀层物质为颗粒状或粉末状，如粒子喷镀。镀层物质为颗粒状或粉末状，如粒子喷镀。2.3.6材料性能改变加工模式材料性能改变加工模式指在加工过程中材料性能发生了改变，如工件的淬指在加工过程中材料性能发生了改变，如工件的淬火、退火及氮化处理等。火、退火及氮化处理等。2.4汽车生产的实施过程汽车生产的实施过程2.4.1规划阶段规划阶段新车开发之前，在规划阶段要结合市场调研的结果，新车开发之前，在规划阶段要结合市场调研的结果，分析市场的需求，即汽车用户的需求，同时结合社会环分析市场的需求，即汽车用户的需求，同时结合社会环境保护的发展规划和汽车相关新技术的发展状况来决定境保护的发展规划和汽车相关新技术的发展状况来决定新车开发的定位，同时也就相应决定了新车开发的布置新车开发的定位，同时也就相应决定了新车开发的布置及配置方案。及配置方案。此外，新车设计、生产、销售的费用及生产设备等此外，新车设计、生产、销售的费用及生产设备等也是汽车规划的重要内容。也是汽车规划的重要内容。2.4.2设计阶段设计阶段作为新车的设计和生产，其所采用的车型、具有作为新车的设计和生产，其所采用的车型、具有的性能和体现的风格都应具有新的表现，具有使人眼的性能和体现的风格都应具有新的表现，具有使人眼前一亮的震撼，这样才能使新车达到预期的设想。前一亮的震撼，这样才能使新车达到预期的设想。2.4.3试验阶段试验阶段对新车的试验包括动力性、经济性、安全性、操纵对新车的试验包括动力性、经济性、安全性、操纵稳定性等性能试验及使用条件试验等。稳定性等性能试验及使用条件试验等。2.4.4生产阶段生产阶段生产过程包括动力总成的制造、车体制造和整车装生产过程包括动力总成的制造、车体制造和整车装配三部分。配三部分。1.汽车动力总成的制造汽车动力总成的制造包括动力总成的零件制造、发动机加工装配和变速包括动力总成的零件制造、发动机加工装配和变速器加工。器加工。2.汽车车体制造汽车车体制造主要完成白车身制造、车身喷涂和内饰装配。除内主要完成白车身制造、车身喷涂和内饰装配。除内饰装配外，在白车身制造和车身喷涂过程中均为全机械饰装配外，在白车身制造和车身喷涂过程中均为全机械化无人操作。化无人操作。3.汽车整车装配汽车整车装配将汽车总成和车体组装在一起，同时安装汽车电子将汽车总成和车体组装在一起，同时安装汽车电子和电器设备，完成新车的整车装配。和电器设备，完成新车的整车装配。2.5汽车试验 汽车动力性试验包括汽车最高车速试验、加速试验汽车动力性试验包括汽车最高车速试验、加速试验和爬坡试验。和爬坡试验。燃油经济性试验可以为道路试验或汽车测功器试验。燃油经济性试验可以为道路试验或汽车测功器试验。汽车通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进汽车通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进行。试验内容包括对汽车几何参数和挂钩牵引性能的测行。试验内容包括对汽车几何参数和挂钩牵引性能的测定。定。汽车安全性试验主要指碰撞安全性试验，包括正面汽车安全性试验主要指碰撞安全性试验，包括正面碰撞和侧面碰撞试验。碰撞和侧面碰撞试验。汽车制动性试验主要通过路上试验来评定。一般要测汽车制动性试验主要通过路上试验来评定。一般要测定冷制动及高温下汽车的制动距离、制动减速度、制动时间定冷制动及高温下汽车的制动距离、制动减速度、制动时间等参数。等参数。汽车操纵稳定性试验，包括转弯制动试验、蛇形行驶试汽车操纵稳定性试验，包括转弯制动试验、蛇形行驶试验、侧向风敏感性试验、抗侧翻试验、汽车稳态回转试验等。验、侧向风敏感性试验、抗侧翻试验、汽车稳态回转试验等。汽车平顺性试验主要用以测定汽车在随机不平路面的行汽车平顺性试验主要用以测定汽车在随机不平路面的行驶振动及汽车在较大凸起物或凹坑冲击下的振动对乘员及货驶振动及汽车在较大凸起物或凹坑冲击下的振动对乘员及货物的影响。物的影响。第3章 汽车构造目录3.1发动机构造3.2 底盘构造3.3 汽车电气3.4 汽车车身3.1发动机构造发动机构造发动机分为汽油机和柴油机。发动机分为汽油机和柴油机。汽油机由两大机构五大系统组成。汽油机由两大机构五大系统组成。两大机构：两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。曲柄连杆机构、配气机构。五大系统：五大系统：起动系、点火系、燃料供给系、冷却系和润滑系；起动系、点火系、燃料供给系、冷却系和润滑系；柴油机由于其着火方式为压然，因此柴油机不需要点柴油机由于其着火方式为压然，因此柴油机不需要点火系，所以柴油机由两大机构和四大系统组成。火系，所以柴油机由两大机构和四大系统组成。3.1.1发动机的工作原理发动机的工作原理1.常用术语常用术语（1）上止点：活塞向上运动到最高位置，即活塞离曲轴）上止点：活塞向上运动到最高位置，即活塞离曲轴回转中心最远处。回转中心最远处。（2）下止点：活塞向下运动到最底位置，即活塞离曲轴）下止点：活塞向下运动到最底位置，即活塞离曲轴回转中心最近处。回转中心最近处。（3）活塞行程：上、下两止点间的距离。）活塞行程：上、下两止点间的距离。（4）燃烧室容积：活塞运行到上止点时，活塞上方的容）燃烧室容积：活塞运行到上止点时，活塞上方的容积。积。（5）汽缸工作容积：上止点到下止点所让出的空间容积，）汽缸工作容积：上止点到下止点所让出的空间容积，即上、下两止点间的容积。即上、下两止点间的容积。（6）发动机排量：发动机所有汽缸工作容积之和。对于）发动机排量：发动机所有汽缸工作容积之和。对于单缸发动机，汽缸工作容积在数值上即为发动机的排量。单缸发动机，汽缸工作容积在数值上即为发动机的排量。（7）汽缸总容积：活塞运行到下止点时，活塞上方的容）汽缸总容积：活塞运行到下止点时，活塞上方的容积。即汽缸工作容积与燃烧室容积之和。积。即汽缸工作容积与燃烧室容积之和。（8）压缩比：汽缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩）压缩比：汽缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。比。（9）曲柄半径：曲轴连杆轴颈与曲轴主轴颈之间的距）曲柄半径：曲轴连杆轴颈与曲轴主轴颈之间的距离称为离称为R，S=2R，曲轴每转一周，活塞移动两个行程。，曲轴每转一周，活塞移动两个行程。（10）发动机的工作循环：在汽缸内进行的每一次将）发动机的工作循环：在汽缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程。燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程。（11）二冲程发动机：两个行程完成一个工作循环的）二冲程发动机：两个行程完成一个工作循环的发动机，重量轻，制造成本低。发动机，重量轻，制造成本低。（12）四冲程发动机：四个行程完成一个工作循环的）四冲程发动机：四个行程完成一个工作循环的发动机，汽车上广泛使用。发动机，汽车上广泛使用。2.四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理（1）进气行程）进气行程进气行程是活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，进气行程是活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，进气门打开，排气门关闭，由于活塞下移，活塞此时，进气门打开，排气门关闭，由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度。在真空吸力的作用下，上腔容积增大，形成一定真空度。在真空吸力的作用下，空气与汽油的