第四章 现代汽车的结构与设计（课件）-《汽车文化》同步教学（人民交通出版社）

第四章 现代汽车的结构与设计 1 学习目标 汽车动力的类型 汽车发动机工作原理 汽车发动机底盘与总体构造认识 汽车电器系统 1 2 3 4 5 汽车车载网络 6 汽车外形与色彩变迁 7 学习目标 2024/1/3 通过本章的学习 ，学生应能 : 1. 简单叙述汽车动力的类型及四冲程工作原理。 2. 正确描述发动机、底盘各部分结构及其作用。 3. 简单叙述汽车外形与色彩的变迁、色彩颜色的属性及设计理念。 4. 简单叙述发动机电气装备、照明及车身电气系统。 5. 正确描述车载通讯的发展与应用。 2024/1/3 第1节 汽车动力类型 一、内燃机汽车动力类型 现代汽车普遍采用内燃机作为动力装置，内燃机按照所需燃料不同的分类方法，可以把内燃机分成3个不同的类型。 1、汽油发动机为动力 这类型的汽车采用汽油发动机作为动力装置，如图4-1a)所示。汽油发动机是以汽油作为燃料的发动机，汽油机的特点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 2、柴油发动机车辆 这类车使用柴油发动机，如图4-1b)所示。柴油发动机的动力性、燃油经济性较好，广泛应用于载货汽车、大客车和ＳＵＶ等车型上，由于柴油机的优势逐渐被人们所重视，在部分中高档轿车上也开始广泛采用柴油机。 3、其他内燃机车辆 除了汽油机和柴油机外，内燃机还包括CNG（天然气）发动机、LPG（液化石油气）发动机和酒精发动机等。因为形势日趋严峻的能源紧缺问题，尤其是石油的短缺，人类不得不寻找能替代汽油和柴油的燃料作为内燃机的新燃料，总之内燃机将朝着节约能源、提高效率、减小排放和污染等方向不断的发展。 2024/1/3 第1节 汽车动力类型 一、内燃机汽车动力类型 不同燃料的发动机为动力车辆示意图 2024/1/3 第1节 汽车动力类型 二、新能源汽车的动力类型 1. 纯电动汽车（EV） 纯电动汽车使用电池作为电源，运行电动机驱动汽车行驶，如图4-2所示，电池需要充电。它的优点主要是节约了燃油资源、零废气排放、低噪音等。 2024/1/3 第1节 汽车动力类型 二、新能源汽车的动力类型 2. 混合动力汽车 混合动力汽车，如图4-3所示，这类汽车使用两个或两个以上动力源，如汽油发动机和电动机的配合使用，汽油发动机可以发电为电动机存储电能，因此，这类车不需要外部电源充电。车辆在低速运行时，使用能够产生高动力的电动机运转方式；当车辆加速时，汽油发动机在较高转速下以更高效的方式运转。通过这样的方式转换，实现两种动力类型的最佳利用，可以提高效率、减少废气排放、节约能源。 2024/1/3 第1节 汽车动力类型 二、新能源汽车的动力类型 3. 燃料电池复合动力汽车（FCHV） FCHV这种车辆使用电动机驱动汽车，电能来自氢燃料与空气中的氧的化学反应，如图4-4所示。由于此化学反应仅生成水，因此被认为是低污染车辆的最终形式。预计燃料电池将成为下一代车辆的主要驱动动力。 2024/1/3 第2节 汽车发动机工作原理 一、发动机构造常用术语 发动机构造常用术语有上止点、下止点、活塞行程等等，如图4-5所示。 （1）上止点：活塞离曲轴回转中心最远处的位置。 （2）下止点：活塞离曲轴回转中心最近处的位置。 （3）活塞行程S：活塞行程也称为活塞行程，指上、下止点之间的距离。 （4）曲柄半径R：曲轴旋转中心线与曲柄销中心线的距离。活塞行程与曲柄半径之间的关系为：S=2R。 2024/1/3 第2节 汽车发动机工作原理 二、发动机的工作原理 一台四行程发动机的运转的工作循环为：进气行程、压缩行程、燃烧行程、排气行程。单缸四行程发动机工作过程,如图4－6所示。 1、进气行程。在这个过程中只有空气进入汽缸。如图4-6a）所示。为了增加进气量，柴油机常常采用涡轮增压器。进气终了时，汽缸内因残余废气及高温机件的影响，温度会上升，无增压时压力略低于大气压。 2、压缩行程。在这个过程中，活塞压缩吸入的空气，使之升温到燃烧前温度点。压缩比越高，压缩终了温度越高。如图4-6b）所示。 3、燃烧行程。燃油被喷射进入汽缸与高温的压缩空气混合后，并由点火器点火引发燃烧，高温气体推动活塞下行。如图4-6c）所示。 4、排气行程。在这个过程中，活塞推动燃烧过的气体排出汽缸。如图4-6d）所示。 2024/1/3 第3节 汽车发动机与底盘总体构造认识 一、发动机的总体结构认识 发动机的总体结构由两大机构和九大系统组成,如图4－7所示。 1、发动机的两大机构 发动机是由许多零件组成的。在空气－燃油混合气燃烧时，发动机把热能有效地转化为机械能。 发动机的总成示意图 2024/1/3 第3节 汽