第二節 了解汽車的總體構造

汽車是由成千上萬個零部件裝配而成的。雖然各類汽車的結構千差萬別，但其總體構造一般是由發動機、底盤、車身和電氣設備四大部分構成。圖1-2所示為典型轎車的總體構造。

圖1-2 典型轎車總體構造

一、發動機

發動機是汽車的心臟，動力的源泉。其作用是將燃料燃燒的熱能轉化為機械能，然后再通過底盤的傳動系統傳至汽車驅動輪，從而驅動汽車行駛。目前，國內、外汽車發動機絕大多數采用往復活塞式四沖程內燃機，主要有汽油機、柴油機。圖1-3為汽油噴射發動機結構圖。

圖1-3 汽油噴射發動機結構圖

圖1-4 曲柄連桿機構的組成

1.發動機構造

汽車發動機是一部由多種機構和裝置組成的復雜機器。雖然發動機的結構形式很多，但也有其共同的特點，往復活塞式四沖程發動機一般由下列幾部分組成。

（1）曲柄連桿機構 它主要由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組組成，如圖1-4所示。曲柄連桿機構的作用是將可燃混合氣燃燒時產生的熱能轉變為動力，并將活塞的往復直線運動變為曲軸的旋轉運動，由飛輪對外輸出機械能。

（2）配氣機構 它主要由氣門組（包括氣門、氣門導管、氣門座和氣門彈簧等）和氣門傳動組（包括凸輪軸正時帶輪、凸輪軸、搖臂和搖臂軸等）組成，圖1-5為現代轎車高速發動機使用的凸輪軸上置式配氣機構。發動機工作時，通過曲軸驅動凸輪軸，迫使進排氣門適時地開啟和關閉。配氣機構的作用是按照發動機配氣定時的要求，使新鮮可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）及時充入氣缸，并使燃燒后的廢氣得以及時排出。

（3）燃料供給系統 根據所使用的燃料不同，發動機的燃料供給系統的組成也不同。電子燃油噴射汽油機燃料供給系統主要由燃油箱、電動汽油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、噴油器及油管等組成，如圖1-6所示。柴油機的燃料供給系統主要由柴油箱、輸油泵、低壓油管、柴油濾清器、噴油泵、高壓油管、噴油器和回油管等組成，如圖1-7所示。燃料供給系統的作用是給發動機提供燃燒所需的可燃混合氣。

圖1-5 凸輪軸上置式配氣機構

圖1-6 汽油機燃料供給系統

圖1-7 柴油機電控共軌燃料噴射系統

（4）潤滑系統 它主要由機油泵、機油集濾器、機油粗濾清器、機油細濾清器、機油散熱器，以及機油壓力表或機油壓力報警器等組成，轎車常用的潤滑系統如圖1-8所示。潤滑系統的作用是將潤滑油連續不斷地輸送到發動機運動件的摩擦表面，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕它們的磨損，清洗摩擦表面并部分地冷卻摩擦零件。

（5）冷卻系統 水冷式發動機冷卻系統主要由散熱器、風扇、水泵、節溫器、水套、水管、冷卻液溫度表及傳感器等組成，如圖1-9所示。冷卻系統的作用是使工作中的發動機得到適度冷卻，保持發動機在最適宜的溫度下工作。冷卻系統是利用水泵將冷卻液在水套和散熱器之間進行循環來完成對發動機冷卻的。

圖1-8 轎車發動機潤滑系

圖1-9 發動機強制循環式水冷系

（6）點火系統 它是汽油機的一個組成部分，其作用是根據發動機點火次序的要求，及時點燃氣缸中被壓縮的可燃混合氣。現代轎車普遍采用微機式點火控制系統，它一般由電源、傳感器、微電腦、點火器、分電器、點火線圈、火花塞等組成，如圖1-10所示。

（7）起動系統 它主要由起動機、起動操縱機構和離合機構組成，如圖1-11所示。起動系統的作用是起動靜止的發動機，從而使汽車起步、運行。

圖1-10 微機式點火控制系統

圖1-11 起動系統

2.發動機工作原理

汽車發動機主要是四沖程發動機。下面以四沖程汽油發動機為例說明發動機的工作原理。發動機工作時，先將燃料和空氣在氣缸外部混合，形成可燃混合氣，然后吸入氣缸，經壓縮后使之點火燃燒發出熱能，以氣體為工作介質并通過活塞和連桿使曲軸旋轉，從而使熱能轉變為機械能，最后再將燃燒后的廢氣排出氣缸。汽油機經歷的工作過程為：進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。

（1）進氣行程 在進氣行程中，進氣門打開，排氣門關閉，轉動的曲軸通過連桿帶動活塞從上止點向下止點運動，缸內容積增大，壓力降低而形成真空，產生吸力將可燃混合氣經進氣門吸入氣缸，如圖1-12所示。

圖1-12 進氣行程

（2）壓縮行程 在壓縮行程中，進、排氣門全部關閉，曲軸通過連桿推動活塞由下止點向上止點移動，對可燃混合氣進行壓縮，使其壓力、溫度升高到易燃的程度，活塞到達上止點時壓縮終了。在壓縮行程接近終了時，火花塞產生電火花點燃被壓縮的可燃混合氣，如圖1-13所示。

圖1-13 壓縮行程

（3）做功行程 在做功行程中，進、排氣門關閉。迅速燃燒的可燃混合氣產生高溫、高壓。在高壓氣體作用力的推動下，活塞從上止點向下止點運動，活塞的下移通過連桿使曲軸作旋轉運動，并產生轉矩而對外做功，如圖1-14所示。

（4）排氣行程 在排氣行程中，進氣門關閉，排氣門打開，曲軸帶動活塞由下止點向上止點運動，缸內容積由大變小，廢氣在缸內壓力和活塞的推動下，被排出氣缸進入大氣，活塞到上止點時，排氣行程結束，如圖1-15所示。

圖1-14 做功行程

圖1-15 排氣行程

提示：四沖程發動機經歷進氣、壓縮、做功和排氣一個工作循環，曲軸轉兩周，完成一次熱能轉換。此循環周而復始地進行，發動機則連續產生動力。

二、底盤

底盤是汽車的基礎，在其上安裝有發動機、車身及其各種附屬設備。底盤用于傳遞發動機發出的動力，使汽車產生運動，并保證汽車能按駕駛人的操作意圖正常行駛。汽車底盤主要由傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統組成。

1.傳動系統

普通汽車的傳動系統多采用機械傳動形式，它主要由離合器、變速器、萬向節、傳動軸、主減速器、差速器和半軸等組成，如圖1-16所示。

圖1-16 后輪驅動汽車傳動系統示意圖

傳動系統的作用是將發動機的動力按行車的要求平穩地傳遞給驅動車輪?，F代轎車的傳動系統多采用發動機前置前驅動布置。

2.行駛系統

汽車行駛系統主要由車架、車橋、車輪和懸架等部件組成，如圖1-17所示?，F代轎車大多采用承載式車身而無車架，因此轎車的行駛系統，其車身也兼有車架的功能。

圖1-17 汽車行駛系統示意圖

行駛系統的作用是將汽車各總成及部件連成一個整體，承受和傳遞作用在車輪和路面間的力和力矩以及支承汽車的總重，以保證汽車正常行駛。

3.轉向系統

汽車轉向系統一般由轉向盤、轉向器、轉向傳動機構等組成。重載汽車和現代轎車多采用動力轉向系統，它是在一般轉向系統的基礎上加設助力裝置而成的。典型的液壓動力轉向系統如圖1-18所示，它設置的轉向助力裝置主要由動力轉向液壓泵、儲液罐、助力液壓缸、轉向控制閥等組成。

汽車轉向系統的作用是使汽車在行駛過程中能夠按駕駛人的操縱要求而適時地改變其行駛方向，并在受到路面傳來的偶然沖擊、汽車意外地偏離行駛方向時，能與行駛系統配合共同保持汽車穩定地行駛。采用動力轉向的汽車，轉向時駕駛人操縱省力、輕便。

圖1-18 汽車轉向系統示意圖

4.制動系統

每輛汽車上至少裝備有兩套相互獨立的制動系統，即行車制動系統和駐車制動系統，行駛于山區的汽車，通常還配備有輔助制動系統。汽車上的任何制動系統都由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器等組成。典型的轎車制動系統如圖1-19所示。

制動系統的作用是使汽車在短距離內能強制減速直至停車或下坡時能維持一定車速，并能使汽車在坡道或平地停放而不滑動。最大強度的制動由行車制動系統承擔，停車后的制動由駐車制動系統來承擔，汽車下長坡的穩定車速制動由輔助制動系統和行車制動系統共同完成，在行車制動系統突然失效的情況下，制動由應急制動系統和駐車制動系統來共同承擔。許多轎車的行車制動系統采用雙管路對角線布置，使汽車行駛的安全性大大提高，如果該系統的任一管路失效時，汽車剩余的總制動力仍有正常值的50%，使一個前輪和一個不同側的后輪起制動作用，而且能通過轉向回轉力矩的作用，使車體保持原來的行駛方向，而不至于發生制動側滑和跑偏。

圖1-19 汽車制動系統示意圖

三、車身

汽車車身一般是指裝在汽車底盤上用來運送人員或貨物的剛性空間結構，是駕駛人工作、乘客乘坐或貨物裝載的場所。

車身的類型按車身殼體的承載方式分，轎車車身可分為非承載式車身、承載式車身、和半承載式車身，目前轎車的車身多為承載式車身。轎車承載式車身的形狀，主要由座椅位置和數量、車門數量、頂蓋變化、發動機和備胎的布置等因素決定。式樣繁多的轎車車身按外形可分為折背式車身、直背式車身、艙背式車身、短背式車身、變形車身等，見表1-5。

表1-5 各種車身形狀及特征

（續）

四、電氣設備

汽車電氣設備可分為車載電源和用電設備兩大部分，主要由電源、起動系統、點火系統、照明及信號裝置、電子控制裝置和輔助電器組成。汽車電氣設備的作用是保證汽油機點火、發動機起動、汽車照明和發出燈光信號，監視發動機及其他機構的技術狀態，保障空調和其他一些電子控制裝置的正常工作。

汽車電氣系統的特點是低壓、直流、并聯、單線（另一根線是用金屬車體導電）。

1.車載電源

車載電源主要由發電機、調節器、蓄電池和保護裝置組成。目前車載電源多采用硅整流發電機，它由發動機帶動，使機械能轉化為電能。車載電源普遍采用鉛酸蓄電池，充電時，蓄電池將電能轉化為化學能儲存起來；當需要放電時，又把化學能轉變為電能輸出。發電機與蓄電池并聯安裝（圖1-20），在發動機高速運轉時，發電機由發動機驅動向汽車用電設備提供電能，并向蓄電池充電以補充蓄電池放電時的消耗；當發動機在低速或停止運轉時，汽車用電裝置主要靠蓄電池供電，在起動發動機時也靠蓄電池對起動機和點火系統供電。

圖1-20 車載電源

a）蓄電池 b）發電機

目前，汽油車電氣系統普遍采用12V電壓，裝用大型柴油發動機的汽車起動系統采用24V電壓。

2.用電設備

1）起動系統設備。它主要有直流電動機、傳動機構和控制機構。

2）點火系統設備。它是指發動機點火裝置。

3）照明及信號裝置。它主要有前照燈（圖1-21）、側燈、霧燈及牌照燈、轉向信號燈、制動信號燈、車內照明燈、倒車指示燈和電喇叭等。

圖1-21 前照燈