目录 第一章总论……… 第一节汽车的概念 第二节汽车发明简史 4 第三节世界汽车工业略史 ………9 第四节中国汽车工业略史 ……12 第五节汽车的类型与组成 …13 第二章汽车发动机 ……………27 第一节概述…………… ………27 第二节发动机工作原理和总体构造 ………29 第三节曲柄连杆机构· 40 第四节配气机构和进排气系统 第五节汽油发动机燃料供给系 56 第六节柴油发动机燃料供给系 62 第七节发动机润滑系 69 第八节发动机冷却系 73 第三章汽车底盘…… 77 第一节汽车传动系 77 第二节汽车行驶系 91 第三节汽车转向系 ………………………… 99 第四节汽车制动系 103 第四章汽车电气设备 ……………… 109 第一节汽车蓄电池 110 第二节交流发电机及调节器 113 1
第三节发动机起动系… 116 第四节汽油机点火系 …120 第五节汽车灯系…… 125 第六节车用仪表及报警装置 127 第五章汽车车身 …128 第一节概述 …………128 第二节载货汽车的车身 129 第三节 客车的车身 ……………………132 第四节 轿车的车身…… 135 第六章汽车的基本性能 138 第一节 汽车的动力性 138 第二节 汽车的燃料经济性 139 第三节 汽车的安全性 …144 第四节 汽车的舒适性 **151 第五节 汽车的机动性 152 第七章汽车运行材料 154 第一节 第二节 汽车润滑材料158 第三节 汽车用工作液 166 第四节汽车轮胎… ………………………………171 第八章汽车电子控制与电动汽车………177 第一节汽车采用电子技术的现状……177 第二节汽油发动机控制系统 180 第三节电子控制汽车制动防抱死装置………185 第四节主动与半主动悬架系统……189 第五节电控机械式自动变速器191 第六节电动汽车简介195 参考文献…… 203 2
第一章总论 第一节汽车的概念 一、汽车的概念 汽车是人类社会文明合平逻辑的产物,是人类科学技术 的结晶 车是一切现代陆地车辆的基础。车的发明可追溯到远 古。动力机械的发明使之跃升为现代化的工具,并发展成为 一一个庞大的家族。汽车是这个家族中的一支 图1-1所示各种车辆的概念及其相互差异的主要特 征。 B2-+b8-2--B B-22 b- 图1-1各种车辆的念 1
A—非机动车辆 B机动车辆 B1—团定轨道或带固定架线车辆(铁路和有轨电 车、无轨电车) B2-1a—越野车辆 B-2-1-b摩托车 B2-1-—公路运输车 B22—工程机械 图1-1的整个圆圈表示车的概念,轮-轴结构是人类科 技史上最重要发明之一。车的概念的基本点是以车轴和车轮 为基本结构用作运输工具的机娥 图1-1中之A为非机动车辆。上半圆为机动车辆,是在 的基础上,以原动机替代人力或畜力而诞生的新的交通工 具。因此,带有原动机在陆地上行驶的车辆,就构成现代机 动车辆的概念B 机动车辆很快分为两支:一支是有固定轨道或固定架线 的车辆,现代铁路系、电气化铁路或城市无轨电车属此类 (B1);另一支是无固定轨道车辆(B2)。 无固定轨道车辆再分为两支。…“支是以利用机动车高速 运动为主要功能的交通工具B2-1,即现代的汽车家族。另 一支是以某种特定功能为主的可自己行走的工程车辆B22 例如:以田间作业、拖曳农业机具为主要功能的拖拉机;以 特定工程作业为主,如挖掘、发电、推土、铲运等作业,可 自己行走的工程机械等。这类车辆既不以载人或载货为主要 目的,通常也不要高的行驶速度,因而一般不在公路上高速 行驶。 作为现代交通工具的车辆中,可细分为三个分支。B2 1-a分支是专门用于松软地面(路面松软,未经人工修整或
铺设,或者草草修整)的车辆,统称越野车辆。B2-1-b分 支是指各种摩托车,2轮或3轮摩托。B2-1c是指在经过人 工修整、并铺设路面上行驶的车辆,即现代公路运输车。在 世界各国现代的关于汽车的定义,大体上是指这个范围,即 B21所界定的概念。 人类有时提出多种要求,因而出现了跨越各种界限的新 产品。对汽车附加深度要求,产生了水陆两栖车。对汽车附 加飞行的要求,诞生了飞行汽车。履带车辆实际上是自带轨 道的车辆,是B1类与B2类的综合。所有这些特殊结构都 复杂而昂贵,只使用于特殊场合。 二、汽车的功能与价值 汽车具有什么功能取决于人们的需要。人们需要什么, 就可以设计和制造符合这种需要的汽车,而汽车的价值则取 决于人们怎样利用汽车的功能 汽车的功能分为基本功能和扩展功能两种。 汽车的基本功能是作为陆地交通工具,即客运和货运的 交通工具。 汽车功能的扩展有两种含义,一种是指技术意义上的功 能扩展,一种是指社会意义上的功能扩展。 在汽车既能承重运载,又能高速运动的基础上,按照人 们的需要对汽车进行改装或附加若干装备,汽车就有了各种 各样的功能。例如:装上装甲成为装甲汽车,装上雷达成为 雷达车,改装为通讯车、救护车、消防车……。这就是汽车 功能在技术上的广泛扩展方式,各种各样功能的汽车已成为 现代社会不可缺少的工具。 汽车,尤其是其中的轿车,因其精良的制作,豪华的装 饰,优秀的性能,昂贵的价值,而具有令人颗目的社会意义
f的扩展功能及相应的社会价值。汽车的高速性扩大了人们 的社会活动能力,即人的活动半径和效率大大提高。当一辆 车由一个人支配或私有时,则给人提供了充分实现自由意志 的条件,这是任何公共交通T具所不具有的功能;现代轿车 往往被社会看作个人权力、地位和财富的象征,有时甚至体 现个人气质、风度,具有心理享受的功能和价值。最后,现 代汽车还具有体育竞技的功能和作为现代工艺品的收藏价 值 第二节汽车发明简史 现代汽车的发明是人类科学技术史中的一个篇章,是合 乎逻辑的创新历程。它经历了幻想、探索、诞生和完善四个 阶段。 关于自动行驶车辆的幻想 幻想是人类的特有本能,也是人类文明发展的原动力。 远古的幻想表现为神话,所有古文明中都能找到与自动 行驶的车辆有关的神话。例如,太阳神的车、风神的车 风火轮”等。 科学的幻想是古代科学家的思索。唐朝僧人一行(俗名 张瑞,公元677~921年)提出过“激铜轮自转之法,加以 火蒸汽运,名曰汽车”的设想。令人惊叹的是短短17个字 勾勒了一台后世蒸汽机汽车的精要,即以火为热源,烧水得 汽为工质的“汽在”。 15世纪的意大利文艺复兴同样带来科学技术的巨大飞 跃。达芬奇一幅以弹簧储能系统为动力,有动力传递杋构的 车辆设计图,已不再是一幅艺术画作,而是最早的汽车设计
草图。这是当时钟表'业、机械学的必然反映。这幅图画未 付诸制作,因而仍属设想,但已不是幻想,而是跨人杋械设 计的第一步。 二、第一自动行的风帆车 16世纪,荷兰人西蒙(斯蒂芬迈出了技术史上伟大的 步,他第一次实践了人类关自动行驶华辆的幻想 他为-艘双桅帆船装L∫车轴和车轮,在风力的驱动 下,创造了令人难忘的功绩:28位乘客乘坐其中,该车以 34km/h的速度行驶。这辆车切切实实具备现代汽车两个基 本要素,娜一是车,∵有原动机(风帆)。因此,他确实是 第…辆原型汽车(图1-2)。 图12西蒙附风帆车 尽管风力来源不稳定,两蒙的风力汽车不能继续发展成 为现代汽车,风能利用至今仍旧是一个研究课题,不排除将
来全部或部分利用风力驱动汽车的可能性,因此,西蒙的风 力车具有开创性意义。 三、蒸汽机汽车史(1769-1929) 1765年是蒸汽机诞生之年。随着蒸汽机不断的完善化, 它迅速被应用于一切可能的场合,将它应用于车辆驱动是十 分自然的事。 1769年法国炮兵工程师NJ·库诺首先制成第一辆蒸汽 机汽车。这是一辆三轮式车辆,蒸汽机锅炉在前方,准备用 于牵引大炮。由于车辆很笨重,操纵困难,在其最初的行驶 中不幸撞墙而毁坏,引起“全巴黎大笑”。但他并未退缩, 两年之后再造两台蒸汽汽车,他成功了。这是两辆载重4~ 5t、速度达到9.5km/h的车辆成功地行驶了,至今其中一 辆车仍珍藏于巴黎国家艺术与机械制品陈列馆(图1-3) 图1-3库诺的蒸汽机汽车 各种蒸汽机汽车立即发展起来,西方各国纷纷开发和制 造了自己的蒸汽机汽车,并开辟了商业营运业务。1831年 英国利物浦—伦敦间的蒸汽机公共汽车,乘客达22人。 车速达32km/he 最大的蒸汽机汽车生产国是美国。其中美国洛克姆比尔 公司属大型厂家,在1899-1902年的3年间,生产出4000 辆蒸汽机汽车,当时美国全国有800多辆
迫使蒸汽机退出汽车动力的是它与内燃机竞争的失败。 汽车因其总体积和质量的限制,需要体积小而功率大的动 力。内燃机很快超过了蒸汽机。1929年,美国最后一辆蒸 汽机汽车出厂。蒸汽机在其它动力领域仍旧得到极大的发 展,直到本世纪中叶。 四、电动汽车史 电磁现象的发现,电动机和发电机的发明,最后是蓄电 池的诞生创造了电动汽车问世的全部条件。能量存储密度较 大的铅酸蓄电池诞生于1860年。1873年英国人汉·达比德 逊完成了第一台电动汽车。 1895年巴黎举行的第一次汽车拉力赛上,参赛汽车22 辆中,至少有1辆是电动汽车。电动汽车的性能十分优越。 但致命弱点是价格昂贵,不仅造价贵,次充电价甚至相当 于新车价格。因此,蓄电池技术及其反复充电技术一直是电 动汽车发展的主要难题 电动汽车的无可比拟的优越性使之直保持一定的生命 力,并广泛用于某些特定场合。如地下室、库房、坑道作业 切不适宜内燃机的地方。 石油能源危机和内燃机排放毒化生态环境问题的尖锐 化,再次把人们的注意力投向电动汽车。因此,有人预言 21世纪可能是电动汽车的时代。现在世界各国都下很大投 资开发电动汽车。 五、内燃机汽车史 1862年法国Bb罗杰斯提出一种四冲程的内燃机循环 的理论。1876年德国青年工程师NA鄂图以曲柄连杆机构 实现了罗杰斯的设想,制成第一台往复活塞式内燃机。这台有
4p(2.94kW)的汽油机具有2.5的压缩比,转速250/min, 有效效率达到12%~14%是空前的高效率,以后欧洲各地 迅速出现改进的内燃机,并且被装上了汽车 实际上无法确定究竟是谁第一个装出带有内燃机的汽 车。现在世界上公认德国人卡尔本茨是现代汽车的发明者 是指他申请领到1886年1月29德国皇家专利局的专利证 书——·辆带煤气发动机的三轮汽车(专利第37435号 (图1-4)。同年,另·位德国工程师戈特利布·戴姆勒发明 ∫四轮汽年(图1-5)。实际上,1884年法国人也申领过以 内燃机为动力车辆的专利。其它未申领过专利的尝试也不在 少数。总而占之,19世纪80年代是现代内燃机汽车诞生的 年代 l893年德国工程师R狄塞尔改变思路,发明不用外源 点火的压燃式内燃机循环,1897年制成实用的柴油机。早 期的柴油机较笨重,在汽车上尚无力与轻巧的汽油机竞争 内燃机汽车诞生之初并非完善,真正辉煌的时代从 1895年6月11日开始,这一天在法國巴黎举行世界首届汽 钅拉力赛。据记录,参赛汽车22辆,其中1辆是电动汽车, 6辆是蒸汽机汽车,其余为内燃机汽车。竞赛路段是巴黎到