第二章 汽車的基本構造
第一節(jié) 汽車的總體結構
一、典型的汽車構造
汽車通常由發(fā)動機、底盤、車身、電氣設備四個部分組成。典型的汽車總體構造如圖2-1所示。
圖2-1 典型的汽車總體構造
1—前橋；2—前懸架；3—前輪；4—變速器；5—傳動軸；6—消聲器；7—后懸架（鋼板彈簧）；8—減振器；9—后輪；10—制動器；11—后橋；12—油箱；13—坐椅；14—方向盤；15—轉向器；16—發(fā)動機；17—散熱器；18—車身
發(fā)動機的作用是使供入其中的燃料燃燒而發(fā)出動力。大多數(shù)汽車都采用往復活塞式內燃機，它一般由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)（汽油發(fā)動機采用）、啟動系統(tǒng)等部分組成。
底盤可接受發(fā)動機的動力，使汽車產生運動，并保證汽車按照駕駛員的操縱正常行駛。底盤由下列部分組成。
①傳動系統(tǒng) 將發(fā)動機的動力傳給驅動車輪。傳動系統(tǒng)包括離合器、變速器、傳動軸、驅動橋等部件。
②行駛系統(tǒng) 將汽車各總成及部件連成一個整體并對全車起支承作用，以保證汽車正常行駛。行駛系統(tǒng)包括車架、前軸、驅動橋的殼體、車輪（轉向車輪和驅動車輪）、懸架（前懸架和后懸架）等部件。
③轉向系統(tǒng) 保證汽車能按照駕駛員選擇的方向行駛，由帶方向盤的轉向器及轉向傳動裝置組成。
④制動裝備 使汽車減速或停車，并保證駕駛員離去后汽車能可靠地停駐。每輛汽車的制動裝備都包括若干個相互獨立的制動系統(tǒng)，每個制動系統(tǒng)都由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器組成。
車身是駕駛員工作的場所，也是裝載乘客和貨物的場所。車身應為駕駛員提供方便的操作條件，以及為乘客提供舒適安全的環(huán)境或保證貨物完好無損。典型的貨車車身包括車前鈑制作、駕駛室、車廂等部件。
電氣設備由電源組、發(fā)動機啟動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)、汽車照明和信號裝置等組成。此外，在現(xiàn)代汽車上越來越多地裝用各種電子設備：微處理機、中央計算機系統(tǒng)及各種人工智能裝置等，顯著提高了汽車的性能。
為滿足不同使用要求，汽車的總體構造和布置形式可以是不同的。按發(fā)動機和各個總成相對位置的不同，現(xiàn)代汽車的布置形式通常有如下幾種。
①發(fā)動機前置后輪驅動（FR） 是傳統(tǒng)的布置形式，國內外的大多數(shù)貨車、部分轎車和部分客車都采用這種形式。
②發(fā)動機前置前輪驅動（FF） 是在轎車上逐漸盛行的布置形式，具有結構緊湊、減小轎車重量、降低地板高度、改善高速時的操縱穩(wěn)定性等優(yōu)點。
③發(fā)動機后置后輪驅動（RR） 是目前大、中型客車盛行的布置形式，具有降低室內噪聲、有利于車身內部布置等優(yōu)點。少數(shù)微型或普及型轎車也采用這種形式。
④發(fā)動機中置后輪驅動（MR） 是目前大多數(shù)運動型轎車和方程式賽車所采用的布置形式。由于這些車型都采用功率和尺寸很大的發(fā)動機，將發(fā)動機布置在駕駛員座椅之后和后橋之前有利于獲得最佳軸荷分配及提高汽車的性能（著名的保時捷跑車便是采用這種布置形式）。此外，某些大、中型客車也采用這種布置形式，把配備的臥式發(fā)動機裝在地板下面。
⑤全輪驅動（AWD） 是越野汽車特有的形式，通常發(fā)動機前置，在變速器后裝有分動器以便將動力分別輸送到全車。
二、汽車主要操縱機構
1.點火開關
點火開關（通常要使用鑰匙）可自由開啟或關閉點火線圈的主要電路，也適用于其他電控系統(tǒng)的電路。汽車點火開關有START、ON、ACC、LOCK四個擋位，如圖2-2所示。
圖2-2 汽車點火開關擋位
當處于LOCK位置時，鎖死汽車，一般的車鑰匙放到這個擋位就等于鎖死了方向盤，方向盤不能有太大的活動空間。
當處于ACC位置時，給全車通電，收音機、車燈等可以正常使用，但不可以使用空調。
當處于ON位置時，除了起動機外，其余的基礎設備都是開著的，可以為方向盤解鎖，可以使用空調，但空調無制冷效果，因為此時壓縮機未啟動，只有鼓風機運轉，吹出來的是自然風。正常行車時鑰匙處于ON狀態(tài)，這時全車所有電路都處于工作狀態(tài)。
當處于START位置時，發(fā)動汽車，啟動發(fā)動機，開動車輛，空調開始制冷。START擋是發(fā)動機啟動擋位，啟動后會自動恢復正常狀態(tài)，也就是ON擋。
這四個擋是遞進式的，目的是讓電器設備逐個進入工作狀態(tài)，這樣還可以緩解由于瞬間通電造成的蓄電池的負擔。
2.駐車制動器
駐車制動器（圖2-3），一般叫作手剎（個別也有用腳操作，如別克GL8），它的作用就是在停車時，給汽車一個阻力，使汽車不溜車。
圖2-3 汽車駐車制動器
駐車制動，也就是手剎或者自動擋中的停車擋，鎖住傳動軸或者后輪。駐車制動比行車制動的力小很多，僅僅是在坡路停車時不溜車即可。
使用駐車制動器，將手柄向上拉緊，駐車制動起作用，以防汽車自動滑移；放松駐車制動器，將手柄略向上拉，按下按鈕并將駐車制動桿向下推到底。
3.汽車離合器
離合器位于發(fā)動機與變速器之間，是發(fā)動機與變速器動力傳遞的“開關”，它是一種既能傳遞動力，又能切斷動力的傳動機械。它的使用主要是保證汽車能平穩(wěn)起步，變速換擋時減輕變速齒輪的沖擊載荷并防止傳動系統(tǒng)過載。
離合器踏板（圖2-4）是手動擋汽車離合器總成的操縱裝置，也是汽車駕駛的“五大操縱件”之一，使用頻次相當高，其操作正確與否，直接影響著汽車的起步、換擋和倒車。離合器踏板由左腳操縱，踩下時要踩到底，放開時要緩慢，以免產生起步沖擊。配置自動變速器的汽車沒有離合器踏板。
圖2-4 汽車離合器、制動器及加速踏板位置示意圖
4.行車制動器
在行車過程中，一般都采用行車制動器（腳剎）制動，便于在行進的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動。制動踏板（圖2-4）由右腳控制，在非緊急情況下，不要進行急制動，一般要用點制動。
5.加速踏板
加速踏板（圖2-4）用來控制發(fā)動機節(jié)氣門的開度，以改變發(fā)機的輸出轉速，由右腳控制，根據(jù)路況和環(huán)境變化確定節(jié)氣門的開度大小。
6.變速器
變速器（換擋）用于改變發(fā)動機曲軸的轉矩及轉速，以適應汽車在起步、加速、行駛和克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要。通常分為手動變速器和自動變速器兩種類型，其擋位如圖2-5所示。
圖2-5 變速器
手動變速器換擋的操作順序為，踩下離合器踏板同時松開加速踏板，將變速桿從原擋位經空擋撥入另一擋位，適當加油，緩慢抬起離合器踏板。掛倒擋時應在汽車停穩(wěn)以后，將變速桿按下掛入倒擋。
自動變速器變速桿的位置從前往后依次為駐車擋（P位）、倒擋（R位）、空擋（N位）、前進擋（D位），有的前進擋包括前進擋（D位）、前進低擋2擋（S位）、前進低擋1擋（L位）。超速擋可以通過超速擋開關關閉，以阻止自動變速器升入超速擋。將變速桿上的鎖止按鈕按下才能推入R位。
啟動發(fā)動機時必須將變速桿置于P位或N位，并拉緊駐車制動器或踩住制動踏板，此時將點火開關轉至啟動位置。起步時應先踩下制動踏板，掛擋后，松開駐車制動器，然后平穩(wěn)地抬起制動踏板，待車輛緩慢起步后，再緩慢踩下加速踏板。
在一般道路上向前行駛時，應將變速桿置于D位，并接通超速擋開關。在一般坡道上行駛時，可按一般道路行駛的方法，將變速桿置于D位，用加速踏板或制動踏板來控制上下坡車速。如果遇較長的陡坡，應將變速桿從D位移至S位或L位（視坡度而定）。
倒車時，應在汽車完全停穩(wěn)后將變速桿移至R位。
停放時將變速桿置于P位，并拉緊駐車制動器。
注意：如果要按“D位→S位→L位”順序變換變速桿時，必須在不高于相應的升擋車速時進行。
7.電動座椅
在中高檔轎車上，生產商都會提供可電動調節(jié)的座椅。
電動座椅由坐墊、靠背、靠枕、骨架、懸架和調節(jié)機構等組成，如圖2-6所示。其中調節(jié)機構由控制器、可逆性直流電動機和機械傳動部件組成，是電動座椅中最復雜和最關鍵的部分，可逆性直流電動機必須體積小，負荷能力要大；而機械傳動部件在運行時要求有良好的平穩(wěn)性，噪聲要低。控制器的操縱按鈕設置在駕駛者操縱方便的位置，一般在門內側的扶手上面或坐墊側面。
圖2-6 汽車電動座椅
8.汽車安全帶
汽車安全帶就是在汽車上用于防止乘客以及駕駛員在車身受到猛烈撞擊時被彈出的安全氣囊傷害的裝置。現(xiàn)代汽車的速度很快，一旦發(fā)生碰撞，車身停止運動，而乘客身體由于慣性會繼續(xù)向前運動，在車內與車身撞擊，嚴重時可能把風窗玻璃撞碎而向前飛出窗外。為防止撞車時發(fā)生類似的事故，公安部門要求小型客車的駕駛員和前排乘客必須使用安全帶，以便發(fā)生交通事故時，安全帶對人起到緩沖的作用，防止出現(xiàn)二次傷害。在高檔轎車上，除了前、后排座位都有安全帶外，還安裝有安全氣囊系統(tǒng)，一旦發(fā)生車禍，安全氣囊就會自動充氣彈出，使人不撞到車身上。
如圖2-7所示為三點式慣性輪安全帶。當緩慢拉動安全帶時安全帶可以活動；當汽車突然制動時，安全帶會鎖止；在汽車加速、下坡或轉彎時，自動限位裝置也會鎖止安全帶。
圖2-7 三點式慣性輪安全帶
（1）系上安全帶 緩慢拉出安全帶舌片，將其通過胸部，然后插入座椅側的鎖止機構，聽到嚙合聲后拉動檢查。注意安全帶不要扭曲。
（2）取下安全帶 按下鎖止機構上的橘黃色按鈕，取出安全帶，安全帶舌片會彈出。將舌片送回車門處使回位器卷起安全帶，擋板會將舌片保持在合適的位置。
9.方向盤、燈光開關及轉向信號燈
汽車轉向系統(tǒng)可按轉向的能源不同分為機械轉向系統(tǒng)和動力轉向系統(tǒng)兩類。機械轉向系統(tǒng)是依靠駕駛員操縱方向盤的轉向力來實現(xiàn)車輪轉向；
動力轉向系統(tǒng)則是在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機產生的液體壓力或電動機驅動力來實現(xiàn)車輪轉向。
機械轉向系統(tǒng)由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構組成，如圖2-8所示。從方向盤到轉向傳動軸的一系列部件和零件屬于汽車轉向操縱機構，它包括方向盤、轉向柱管、轉向軸等部件，其作用是將駕駛員轉動方向盤的操縱力傳給轉向器。
圖2-8 汽車機械轉向系統(tǒng)
燈光開關用來控制轉向信號燈、前照燈遠近光變換、車道信號變換以及停車燈，其安裝位置如圖2-9所示。
圖2-9 燈光開關的安裝位置
轉向信號燈一般有4個或6個，裝在汽車前后或側面，功率一般為20W，用于汽車轉彎時發(fā)出明暗交替的閃光信號，使前后車輛、行人知其行駛方向。
10.刮水器及洗滌器
刮水器的作用是刮除擋風玻璃上的雨水、雪或灰塵，確保駕駛員有良好的視線。
目前在汽車上廣泛采用的電動刮水器，普遍具有高速、低速及間歇3個工作擋位，而且除了變速之外，還有自動回位的功能。
電動刮水器是由電動機、傳動機構總成和刮水片三部分組成，如圖2-10所示。
圖2-10 電動刮水器的組成
電動機軸端的蝸桿驅動蝸輪，蝸輪帶動搖臂旋轉，搖臂使拉桿往復運動，從而帶動刮水片左右擺動。
刮水系統(tǒng)還備有自動洗滌裝置，朝上抬起刮水開關撥桿，刮水器及洗滌器開始工作。復原撥桿，洗滌器停止而刮水器繼續(xù)工作約4s。
11.空調功能與控制
汽車空調的功能是通過人為的方式創(chuàng)造一個對人體適宜的環(huán)境，提高汽車的舒適性，如圖2-11所示。汽車空調系統(tǒng)除了具有對車內的溫度、濕度、氣流速度進行調節(jié)和凈化空氣的功能外，還能除去擋風玻璃上的霧、霜、冰、雪，給駕駛員一個清晰的視野，確保行車安全。
圖2-11 汽車空調功能
汽車空調控制如圖2-12所示，打開空調（A/C）開關E，空調開始工作；左右拉動撥桿A和B，可以開閉各出風口，調節(jié)空氣分布；左右拉動撥桿C，可以進行溫度選擇，撥桿C向右，溫度提高，撥桿C向左則溫度降低；旋轉鼓風機轉速調節(jié)開關D，可以調節(jié)鼓風機轉速。
圖2-12 汽車空調控制
A～C—撥桿；D—鼓風機轉速調節(jié)開關；E—空調（A/C）開關
三、汽車構造的參數(shù)介紹
（1）整車裝備質量（kg） 汽車完全裝備好的質量，包括潤滑油、燃料、隨車工具、備胎等所有裝置的質量。
（2）最大總質量（kg） 汽車滿載時的總質量。
（3）最大裝載質量（kg） 汽車在道路上行駛時的最大裝載質量。
（4）最大軸載質量（kg） 汽車單軸所承載的最大總質量，與道路通過性有關。
（5）車長（mm） 汽車長度方向兩極端點間的距離。
（6）車寬（mm） 汽車寬度方向兩極端點間的距離。
（7）車高（mm） 汽車最高點至地面間的距離。
（8）軸距（mm） 汽車前軸中心至后軸中心的距離。
（9）輪距（mm） 同一車轎左右輪胎胎面中心線間的距離
（10）前懸（mm） 汽車最前端至前軸中心的距離。
（11）后懸（mm） 汽車最后端至后軸中心的距離。
（12）最小離地間隙（mm） 汽車滿載時，最低點至地面的距離。
（13）接近角（°） 汽車前端突出點向前輪引的切線與地面的夾角。
（14）離去角（°） 汽車后端突出點向后輪引的切線與地面的夾角。
（15）轉彎半徑（mm） 汽車轉向時，汽車外側轉向輪的中心平面在車輛支承平面上的軌跡圓半徑。方向盤轉到極限位置時的轉彎半徑為最小轉彎半徑。
（16）最高車速（km/h） 汽車在平直道路上行駛時能達到的最大速度。
（17）最大爬坡度（%） 汽車滿載時的最大爬坡能力。
（18）平均燃料消耗量（L/100km） 汽車在道路上行駛時每百千米平均燃料消耗量。
（19）車輪數(shù)和驅動輪數(shù)（n×m） 車輪數(shù)以輪轂數(shù)為計量依據(jù)，n代表汽車的車輪總數(shù)，m代表驅動輪數(shù)。