汽车的内部构造及作用

汽车的内部构造及作用
汽车的内部构造及作用

汽车的内部构造及作用
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.
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)等组成.按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两 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.四行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.
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.
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.
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.
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,及时适量供入气缸.
汽车的底盘：
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.
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地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作.
变速器：由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩.
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质量并保证汽车的行驶.
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.
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.
前轮定位：为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中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.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.
手制动器的作用：手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置.
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.
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.
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.
蓄电池：蓄电池的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,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.
起动机： 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,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.若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件.
1．整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量.
2．最大总质量kg：汽车满载时的总质量.
3．最大装载质量kg：汽车在道路上行驶时的最大装载质量.
4．最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量.与道路通过性有关.
5．车长mm：汽车长度方向两极端点间的距离.
6．车宽mm：汽车宽度方向两极端点间的距离.
7．车高mm：汽车最高点至地面间的距离.
8．轴距mm：汽车前轴中心至后轴中心的距离.
9．轮距mm：同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离.
10．前悬mm：汽车最前端至前轴中心的距离.
11．后悬mm：汽车最后端至后轴中心的距离.
12．最小离地间隙mm：汽车满载时,最低点至地面的距离.
汽车的基本构造
内容摘要: 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.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)等组成.按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种；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.
关键词:作功,密封,发动机,冷却系,润滑系,燃料系,点火系,压缩比.离合器,变速器,化油器.
发动机是汽车的心脏,想了解汽车,有必要先对发动机进行一个大概的认识.
首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量.发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和,一般用升(L)表示.而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程.发动机排量是非常重要的发动机参数,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关.一般来说,排量越大,发动机输出功率越大.
了解了排量,我们再来看发动机的其他常见参数.很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想弄明白究竟是什么意思.这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数.汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等.
一般说来,排量1升以下的发动机常用3缸,例如0.8升的奥拓和福莱尔轿车.排量1升至2.5升一般为4缸发动机,常见的经济型轿车以及中档轿车发动机基本都是4缸.3升左右的发动机一般为6缸,比如排量3.0升的君威和新雅阁轿车.
排量4升左右的发动机一般为8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700.排量5.5升以上的发动机一般用12缸发动机,例如排量6升的宝马760Li就采用V12发动机.在同等缸径下,通常缸数越多排量越大,功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下,缸数越多,缸径越小,发动机转速就可以提高,从而获得较大的提升功率.
以上是有关发动机缸数的知识,下面我们接着了解“汽缸排列形式”这个重要参数.一般5缸以下发动机的汽缸多采用直列方式排列,常见的多数中低档轿车都是L4发动机,即直列4缸.另外,也有少数6缸发动机采用直列方式排列.
直列发动机的汽缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点则是功率较低.一般1升以下的汽油机多采用直列3缸,1至2.5升的汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施,例如北京吉普的JEEP4000就采用直列6缸发动机.
另据专业人士介绍,直列6缸发动机的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车所采用.6到12缸的发动机一般采用V形排列,其中V10发动机主要装在赛车上.V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便.一般认为V形发动机是比较高级的发动机,因而成为轿车级别的标志之一.
V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用,比如上面提到的宝马760Li.而大众公司近来还新开发出了W型发动机,有W8和W12两种,即汽缸分四列错开角度布置,形体紧凑,大众的顶级轿车辉腾就有一款采用了排量6.0升的W12发动机.
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷.因此,机体必须要有足够的强度和刚度.机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成.
一. 气缸体
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体.气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间.在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等.
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式.
(1) 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度.这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差
(2) 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心.它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难.
(3) 隧道式气缸体 这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入.其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便.
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却.冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷.水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用.
现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置.按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种.
(1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的.单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度和高度较大.一般六缸以下发动机多采用单列式.例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体.有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜一个角度.
(2) V型
气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角γ＜180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采用这种形式的气缸体.
(3) 对置式
气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角 γ＝180°,称为对置式.它的特点是高度小,总体布置方便,有利于风冷.这种气缸应用较少.
气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度和刚度都好,能承受较大的载荷,这种气缸对材料要求高,成本高.如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套),然后再装到气缸体内.这样,气缸套采用耐磨的优质材料制成,气缸体可用价格较低的一般材料制造,从而降低了制造成本.同时,气缸套可以从气缸体中取出,因而便于修理和更换,并可大大延长气缸体的使用寿命.气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种.
干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而和气缸体的壁面直接接触,壁厚较薄,一般为1～3mm.它具有整体式气缸体的优点,强度和刚度都较好,但加工比较复杂,内、外表面都需要进行精加工,拆装不方便,散热不良.
湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触,壁厚一般为5～9mm.它散热良好,冷却均匀,加工容易,通常只需要精加工内表面,而与水接触的外表面不需要加工,拆装方便,但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易产生漏水现象.应该采取一些防漏措施.
气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱.上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图（图2-6）.油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量.油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大.油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损.在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏.
三. 气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室.它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷.水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通.利用循环水来冷却燃烧室等高温部分.
缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和排气通道等.汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔.顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴.
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多.
气缸盖是燃烧室的组成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大.汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑.这里只介绍汽油机的燃烧室,而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍.
汽油机燃烧室常见的三种形式.
(1) 半球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,故燃烧速率高,散热少,热效率高.这种燃烧室结构上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故充气效率较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上被广泛地应用.
(2) 楔形燃烧室
楔形燃烧室结构简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动,有利于提高混合气的混合质量,进气阻力小,提高了充气效率.气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰传播距离长些,切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室.
(3) 盆形燃烧室
盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气效果要比半球形燃烧室差.捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室.
四. 气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油.
气缸垫的材料要有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以确保密封,同时要有好的耐热性和耐压性,在高温高压下不烧损、不变形.目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫,由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形.有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫.
安装气缸垫时,首先要检查气缸垫的质量和完好程度,所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐.其次要严格按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓.拧紧气缸盖螺栓时,必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2～3次进行,最后一次拧紧到规定的力矩.
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.四行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.
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.
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.
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.
化油器：是将汽油与空气以一定的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,及时适量供入气缸.
汽车的底盘：
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.
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地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作.
变速器：由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩.
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质量并保证汽车的行驶.
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.
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.
前轮定位：为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中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.?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.?
手制动器的作用：手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置.
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.
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.
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.
蓄电池：蓄电池的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,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. 起动机： 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,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.若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件.
谈汽车发动机的密封维护
在对汽车发动机维修时,“三漏”（漏水、漏油和漏气）现象最令维修人员头痛.“三漏”看似平常,不值一提,然而它直接影响着汽车的正常使用以及汽车发动机的外观洁净程度.能否严格控制发动机重要部位的“三漏”,是维修人员必须考虑的一个重要问题.
1 发动机密封件的类型及其选用
发动机密封件材质的优劣及其正确选用,直接影响着发动机密封性能的好坏.
1.1 软木板密封垫
软木板密封垫是由颗粒状软木以适当粘合剂压制而成.常用于油底壳、水套侧盖、出水口、节温器壳、水泵及气门室盖等处.使用中,由于软木板易折断、安装不便等,现代汽车已不再首选此类密封垫,但仍可作为替代品使用.
1.2 衬垫石棉板密封垫
衬垫石棉板是以石棉纤维与粘合材料混合制成的板状材料,具有耐热、耐压、耐油、不变形等特点.常用于化油器、汽油泵、机油滤清器、正时齿轮壳等处.
1.3 耐油橡胶垫
耐油橡胶垫是以丁腈橡胶和天然橡胶为主,加入石棉丝添加材料制作而成.它常是以成型垫而供汽车发动机密封使用,主要用于油底壳、气门室盖、正时齿轮壳及空气滤清器等处.
1.4 专用密封垫
a.曲轴前后油封通常是专用的标准件.大多采用骨架式橡胶油封.安装时应注意其方向性,若无标注指示的,应将油封内径较小的唇口处面向发动机内安装.
b.气缸衬垫通常采用钢片或铜片包石棉的方法制成.目前,汽车发动机气缸垫采用复合式垫片的较多,即在石棉层中间又另加一层金属内层,以提高其刚度,同时,靠气缸孔边缘采用4层-5层钢片压花而成,从而提高了缸垫的耐“冲毁”性.气缸衬垫的安装要注意其方向性,有装配标注符号“TOP”的,应朝向上方；无装配标注的,一般铸铁缸体的气缸垫光滑面应朝向缸体,而铝合金缸体的气缸垫光滑面应朝向气缸盖.
c.进、排气歧管衬垫采用的是钢皮或铜皮包石棉的方法制成.安装时,应注意将卷边面（即非光滑面）朝向缸体.
d.曲轴最后一道主轴承盖侧边的密封,通常采用软术或竹片加以密封.但在无该件时,也可用润滑油浸过的石棉绳代替,但填加时应用专用铳子将石棉绳砸实,以防漏油.
e.火花塞及排气管接口垫,拆装一次后应更换新垫；不应为防止漏气而采取加双密封垫的方法,经验证明,双垫的密封性反而更差.
1.5 密封胶
密封胶是现代汽车发动机维修中出现的新型密封材料,它的出现和发展,为提高密封技术,解决发动机的“三漏”提供了良好的条件.密封胶的种类繁多,它可应用于汽车的不同部位.汽车发动机通常使用的是非粘结型（俗称液体垫圈）密封胶.它是以高分子化合物为基体的粘稠状液态物质,涂布后在零件接合面上形成均匀、稳定、连续的粘附薄层或可剥性薄膜,并能充分填充到接合表面的凹陷与缝隙中去.密封胶可在发动机气门室盖、油底壳、气门挺杆室盖等处单独使用或与它们的衬垫联合使用,也可单独使用于曲轴最后一道轴承盖下方以及油孔螺塞、油堵等处.