第1章 汽车维修基础
1.1 汽车基本结构原理
1.1.1 汽车基本组成
汽车通常由发动机、底盘(包括变速器)、车身、电气设备四个部分组成。现代轿车总体结构如图1-1所示。
图1-1 轿车基本组成结构
1—发动机;2—冷却水壶;3—空气滤清器总成;4—仪表台;5—后视镜;6—冷凝器;7—散热器;8—起动机;9—变速器;10—蓄电池;11—制动器;12—减振器;13—消声器;14—方向盘;15—燃油箱总成;16—车轮;17—手制动;18—油管路
(1)发动机
发动机是由机体组件、曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统(汽油发动机采用)、启动系统等部分组成(图1-2~图1-4)。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。
图1-2 奔驰发动机(M274)
图1-3 发动机系统
图1-4 发动机内部结构
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发动机是汽车的心脏,它是汽车的动力之源。发动机的核心部件是活塞和汽缸,它们可谓是汽车心脏中的心脏。活塞在汽缸中的运动相当于人体心脏的“跳动”,只不过活塞是以往复式“跳动”。往复式是指活塞在汽缸中运动路线是直线的而且是“往复”的,也就是来回反复运动的。活塞在汽缸中往复运动时不断产生动力,从而推动汽车前进。
一个汽缸的活塞在汽缸中完成“ 进气”“压缩”“燃烧”“排气”四个工作循环,活塞在汽缸内上下各两次,曲轴则旋转2周。图1-4所示为发动机内部解剖示意图。
(2)底盘
底盘基本组成见表1-1。
表1-1 底盘基本组成
(3)电气设备
电气设备包括供电和总线系统、发动机电气系统(发动机启动系统和点火系统、发动机、发动机管理系统等,图1-5)、汽车照明和信号装置、中央车身电气系统及其他辅助电子控制系统等。
图1-5 发动机电气系统
1—蓄电池;2—起动机(启动系统);3—发电机(充电系统) ;4—点火线圈(点火系统);5—点火开关;6—组合仪表;7—传感器
现在,车辆使用的电子系统越来越多。其原因在于可靠性高,具有附加工作流程且更快,并能减小组件尺寸。在车辆中安装电子系统的最终目的在于使车辆更安全、更可靠、更舒适。
(4)车身
车身是驾驶员工作的场所,也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件,以及为乘客提供舒适安全的环境。典型的货车车身包括汽车外壳、驾驶室、车厢等钣金部件和座椅及其他附件。
车身结构有两种类型:车架式车身和单壳式车身,见表1-2。
表1-2 车身基本结构
1.1.2 发动机类型(表1-3)
表1-3 发动机类型
1.1.3 发动机基本工作原理
(1)汽油发动机
汽油发动机通过循环燃烧汽油空气混合气产生热能。燃烧在一个封闭的圆柱形空间内进行。这个称为燃烧室的空间可通过活塞的移动改变容积,热能在燃烧室内产生高压,从而向边界面(燃烧室壁、燃烧室顶和活塞)施加作用力。该作用力促使活塞运动。
活塞通过连杆将作用力和运动传递到曲轴上,在此过程中将活塞的直线运动转化为转动,活塞持续进行往复运动。活塞的回复点又称为止点。因此活塞到达上止点(TDC)时燃烧室容积最小,到达下止点(BDC)时燃烧室容积最大。
在传统汽油发动机中,汽油和空气的混合气在燃烧室外部混合后进入燃烧室内。而在现代直喷汽油发动机中,直接在燃烧室内形成汽油空气混合气。
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汽油发动机和柴油发动机的特点都是进行循环燃烧。燃烧的整个过程包括,将新鲜空气和燃油输送至燃烧室内直至燃烧后排出废气。
这一不断重复的过程分为不同冲程。每个冲程都完成一项独立功能。现在的车用发动机通常有四个冲程。为了完成进气和排气行程在燃烧室顶装有气门,这些气门根据需要打开或关闭。不同气门的功能不同。进气门负责吸入新鲜空气或汽油空气混合气。排气门负责排出废气。
每进行一个冲程,曲轴旋转 180°,活塞由一个止点移动到另一个止点。因此四冲程发动机完成一个循环时曲轴旋转 720°,即曲轴转动2圈。发动机基本结构原理示意图见图1-6。
图1-6 发动机基本结构原理示意图
1—进气门;2—火花塞;3—排气门;4—排气通道;5—活塞;6—连杆;7—曲轴;8—油底壳;9—曲轴箱;10—水套;11—燃烧室;12—进气通道;13—汽缸盖
(2)柴油发动机
与汽油发动机的基本原理相比,柴油发动机仅在某些方面有所不同。柴油发动机也在燃烧室内进行循环燃烧并通过一个活塞传输由此产生的作用力。
但柴油发动机在燃烧室内形成混合气,即分别将热空气和燃油输送至燃烧室内。
柴油发动机和汽油发动机的四冲程过程基本相同。但柴油发动机吸入的不是燃油空气混合气而仅仅是空气。在压缩行程结束且活塞即将到达上止点时不会点火,而是通过燃烧室内的高压喷入柴油。柴油根据燃烧室内的温度和压力情况自行点燃。
柴油发动机的燃烧过程慢于汽油发动机。在汽油发动机中,燃烧室内的压力急剧增大,因为活塞向下移动的速度没有燃烧速度快。