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【汽車機(jī)械原理】汽車的機(jī)械原理是什么 汽車的基本結(jié)構(gòu)組成有哪些

摘要:汽車的基本結(jié)構(gòu)組成有哪些?汽車是借助于自身的動力裝置驅(qū)動,且具有4個(gè)或4個(gè)以上的車輪的非軌道無架線車輛。汽車一般由發(fā)動機(jī)、底盤、車身和電氣設(shè)備等四個(gè)基本部分組成。那么,你知道汽車的機(jī)械原理是什么嗎?接下來就和小編一起來了解一下汽車的相關(guān)知識吧。

汽車的基本結(jié)構(gòu)組成

1、發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)是汽車的動力裝置,由2大機(jī)構(gòu)5大系組成:曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、冷卻系、燃料供給系、潤滑系、點(diǎn)火系、起動系組成,但是柴油機(jī)比汽油機(jī)少一個(gè)點(diǎn)火系統(tǒng)。

2、底盤

底盤作用是支撐、安裝汽車發(fā)動機(jī)及其各部件的總成,形成汽車的整體造型,并接受發(fā)動機(jī)的動力,使汽車產(chǎn)生運(yùn)動,保證正常行駛。底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成。

3、車身

車身安裝在底盤的車架上,用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物。乘用車、客車的車身一般是整體結(jié)構(gòu),貨車車身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成。

汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括:車身殼體(白車身)、車門、車窗、車前鈑制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通風(fēng)、暖氣、冷氣、空氣調(diào)節(jié)裝置等等。在貨車和專用汽車上還包括車箱和其它裝備。

4、電氣設(shè)備

電氣設(shè)備由電源和用電設(shè)備兩大部分組成。電源包括蓄電池和發(fā)電機(jī);用電設(shè)備包括發(fā)動機(jī)的起動系、汽油機(jī)的點(diǎn)火系和其它用電裝置。

5、輪胎

輪胎是汽車的重要部件之一,它直接與路面接觸,和汽車懸架共同來緩和汽車行駛時(shí)所受到的沖擊,保證汽車有良好的乘座舒適性和行駛平順性;保證車輪和路面有良好的附著性,提高汽車的牽引性、制動性和通過性;承受著汽車的重量,輪胎在汽車上所起的重要作用越來越受到人們的重視。

汽車的機(jī)械原理

一、發(fā)動機(jī)

汽車發(fā)動機(jī)是為汽車提供動力的發(fā)動機(jī),是汽車的心臟。常見的汽油機(jī)和柴油機(jī)都屬于往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動的機(jī)械能并對外輸出動力。

汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高,質(zhì)量小,噪音小,起動容易,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。

四沖程汽油機(jī)的工作原理是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣,在吸氣沖程被吸入汽缸,混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能,高溫高壓的氣體作用于活塞頂部,推動活塞作往復(fù)直線運(yùn)動,通過連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對外輸出機(jī)械能。

四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。

二、底盤

1、汽車傳動系統(tǒng)

汽車發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間的動力傳遞裝置稱為汽車的傳動系。它應(yīng)保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速,以及保證牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能,使汽車具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性;還應(yīng)保證汽車能倒車,以及左、右驅(qū)動輪能適應(yīng)差速要求,并使動力傳遞能根據(jù)需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。

傳動系統(tǒng)包括:離合器、變速器、傳動軸、主減速器、差速器、半軸等部分。汽車發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間的動力傳遞裝置稱為汽車的傳動系。

(1)離合器

離合器位于發(fā)動機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi),用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上,離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。

在汽車行駛過程中,駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板,使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合,以切斷或傳遞發(fā)動機(jī)向變速器輸入的動力。

(2)變速器

變速器是用來改變來自發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu),它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比,又稱變速箱。

它分為手動、自動兩種,手動變速箱主要由齒輪和軸組成,通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩;而自動變速箱AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。

手動變速箱稱手動變速器(簡稱MT)又稱機(jī)械式變速器,即必須用手撥動變速桿(俗稱“擋把”)才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置,改變傳動比,從而達(dá)到變速的目的。

它結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,制造和維護(hù)成本低廉,且傳動效率高(理論上會更省油),另外,由于是純機(jī)械控制,換擋反應(yīng)快,且可以更直接的表現(xiàn)駕駛者的意愿,因此也更富駕駛樂趣,這些都是手動變速箱的優(yōu)點(diǎn)。不過相比自動變速箱,它操作繁瑣,而且在擋位切換時(shí)頓挫明顯的劣勢也是無法彌補(bǔ)的。

(3)傳動軸

傳動軸是由軸管、伸縮套和萬向節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化,并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動。

萬向節(jié)是汽車傳動軸上的關(guān)鍵部件。在前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動的車輛上,萬向節(jié)傳動軸安裝在變速器輸出軸與驅(qū)動橋主減速器輸入軸之間;而前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的車輛省略了傳動軸,萬向節(jié)安裝在既負(fù)責(zé)驅(qū)動又負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的前橋半軸與車輪之間。

(4)主減速器

主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。對發(fā)動機(jī)縱置的汽車來說,主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。

汽車正常行駛時(shí),發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右,如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來,那么變速箱內(nèi)齒輪的傳動比則需很大,也就是變速箱的尺寸會越大。另外,轉(zhuǎn)速下降而扭矩必然增加,也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機(jī)構(gòu)的傳動負(fù)荷。

所以,在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器,可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小,也可以使變速箱的尺寸、質(zhì)量減小,操縱省力。

(5)差速器

汽車差速器能夠使左、右(或前、后)驅(qū)動輪實(shí)現(xiàn)以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。主要由左右半軸齒輪、兩個(gè)行星齒輪及齒輪架組成。

功用是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí),使左右車輪以不同轉(zhuǎn)速滾動,即保證兩側(cè)驅(qū)動車輪作純滾動運(yùn)動。差速器是為了調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速差而裝置的。

(6)半軸

半軸是變速箱減速器與驅(qū)動輪之間傳遞扭矩的軸(以前實(shí)心居多,但由于空心軸轉(zhuǎn)動不平衡控制更容易,因此,很多轎車上都采用空心軸),其內(nèi)外端各有一個(gè)萬向節(jié)(U/JOINT)分別通過萬向節(jié)上的花鍵與減速器齒輪及輪轂軸承內(nèi)圈連接。

半軸用來在差速器與驅(qū)動輪之間傳遞動力。普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸,可根據(jù)外端支承形式不同分為全浮式、3/4浮式和半浮式3種。

2、汽車行駛系統(tǒng)

汽車行駛系由車身、車橋、車輪和懸架組成。車輪分別支承在各車橋(前橋、后橋)上,為了減少汽車在不平路面上行駛時(shí)受到的振動,車橋又通過彈性懸架與車身連接。

汽車懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器組成整個(gè)支持系統(tǒng),是汽車行駛系統(tǒng)的一部分。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有的功能是支持車身,改善乘坐的感覺,不同的懸掛設(shè)置會使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力,決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性。

汽車行駛系是將整個(gè)汽車連接成一整體,并支持全車質(zhì)量,接受傳動系傳來的轉(zhuǎn)矩、并通過驅(qū)動車輪與路面的附著作用,產(chǎn)生路面對汽車的牽引力。傳遞并承受路面作用于車輪上的各種反力及形成的力矩,緩和不平路面對車造成的沖擊以及減少車身振動。

3、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是,駕駛員通過一套專設(shè)的機(jī)構(gòu),使汽車轉(zhuǎn)向橋(一般是前橋)上的車輪(轉(zhuǎn)向輪)相對于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。

4、汽車制動系統(tǒng)

汽車制動系統(tǒng)是指,對汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力,從而對其進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動的一系列專門裝置。

汽車制動系統(tǒng)使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車;使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車;使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。

三、汽車車身

汽車車身的作用主要是保護(hù)駕駛員以及構(gòu)成良好的空氣力學(xué)環(huán)境。好的車身不僅能帶來更佳的性能,也能體現(xiàn)出車主的個(gè)性。汽車車身結(jié)構(gòu)從形式上說,主要分為非承載式和承載式兩種。

非承載式車身的汽車有剛性車架,又稱底盤大梁架。車身本體懸置于車架上,用彈性元件聯(lián)接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上,大部分振動被減弱或消除,發(fā)生碰撞時(shí)車架能吸收大部分沖擊力,在壞路行駛時(shí)對車身起到保護(hù)作用,因此車廂變形小,平穩(wěn)性和安全性好,而且?guī)麅?nèi)噪音低。

承載式車身的汽車沒有剛性車架,只是加強(qiáng)了車頭,側(cè)圍,車尾,底板等部位,車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結(jié)構(gòu)。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外,還要直接承受各種負(fù)荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度,質(zhì)量小,高度低,汽車質(zhì)心低,裝配簡單,高速行駛穩(wěn)定性較好。但由于道路負(fù)載會通過懸架裝置直接傳給車身本體,因此噪音和振動較大。

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