红兴隆北雁现代化农机

红兴隆农垦农业机械化、北大荒雁窝岛集团农业机械化，向全国农机行业的各位领导同仁致敬。

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迪尔发动机系列讲座总论收藏

总论

内容提要

1.课程简介

2.汽车总体组成

3.汽车对人类的影响及发展简介

4.汽车分类及代号

5.汽车主要技术参数

6.汽车行驶的基本原理

课程简介

1. 学习内容与目的：汽车内燃机基本构造、工作原理、性能指标、为正确使用、维修、经营、管理汽车服务。

2. 学习总体要求：掌握汽车的总体组成、分类及基本工作原理；掌握汽车各系统的作用、组成、结构与工作原理；理解汽车的主要性能指标及其影响因素；学会汽车主要部件的拆装；知道本学科的发展动态。培养四种能力（分析能力、动手能力、自学能力、创新能力）。

3. 教学方法:构造+原理；课堂多媒体+现场授课；理论+实践教学；合作学习；网络学习(网页)。

4. 学习评价：应知+应会+创新

应知：期终考试（30分）+期终考试（15分）+平时作业（10分，取小组平均分）；

应会：拆装+平时表现+拆装考试（35分，取小组平均分）；

创新：10分。

5. 教材：

（1）蔡兴旺等《汽车构造与原理》机械工业出版社 2004.8

（2）陈家瑞《汽车构造》机械工业出版社 2003.1

（3）冯健璋《汽车发动机原理与汽车理论》机械工业出版社 2003.1

（4）清华大学汽车工程系《汽车构造》人民邮电出版社 2000.3

（5）期刊：《汽车维修与保养》、《汽车技术》、《汽车工程》、《内燃机》、《内燃机学报》、《小型内燃机》、《内燃机工程》…

（5）网站：中国汽车新网、中国汽车动态信息网、中国汽车维修网…

0.1 汽车简介

0.1.1 汽车总体组成

汽车（ motor vehicle ）：是由动力驱动，一般具有四个或四个以上车轮的非轨道承载车辆，主要用于载运人、货物及一些特殊用途。

汽车组成：发动机、底盘和车身三大部分（图0-1）。

图0-1 汽车总体组成

1-发动机 2-底盘 3-车身

发动机:汽车的动力，现代汽车发动机主要采用的是往复活塞式内燃机，负责将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能。它一般由机体组件、曲柄连杆机构、换气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统组成。

底盘:负责将发动机的动力进行传递和分配，并按驾驶员要求进行行驶（加速、减速、转向、制动等）。它一般由传动系、行驶系、转向系、制动系等组成。

车身:是驾驶员操作和容纳乘客及货物的场所。一般由车身本体、开启件（各种门、窗、行李箱和车顶盖等）、附件（各种座椅、内外饰、仪表电器、刮水器、洗涤器、风窗除霜装置、空调等）和安全保护装置（保险杠、安全带、安全气囊等）组成，货车及专用车辆还有货箱及专用设备。

0.1.2 汽车对人类的影响

汽车特点：高速、机动、舒适、使用方便等优点。

汽车对人类的影响：

方便人们的生活；

提高了劳动生产率；

促进了国民经济发展（图0-2）：2003年世界500强前10名中，汽车公司就占了30%。

日本经济高速发展的15年间，汽车工业产值增长了57倍，从而带动国民经济增长了36倍。

每年汽车行业约消耗世界钢铁总产量的24％、橡胶的18％、石油的46％。汽车产业是一个1：10的产业。

促进劳动就业：在美国，每6个就业岗位就一个与汽车有关。有专家预测，到2030年，我国汽车相关产业从业人数将达一亿人以上。

推动科学技术的发展：汽车是集声、光、机、电、热、电子、化工、美工于一身的高科技产品，也是世界上****的一种零件以万计、产量以千万计、保有量以亿计、售价以万元计的商品。

安全问题：全世界每年有40多万人死于车祸，1200万人受伤，造成巨大的经济损失。

排放问题：全世界6亿多辆汽车，每年向大气排放有害气体7亿多吨。

0.1.3 汽车发展简介

图0-3 汽车之父Banz（本茨）

1.汽车的诞生

1886年，德国人Banz(奔茨) (图0-3)设计制造出世界上第一辆装用汽油内燃机的三轮汽车,功率为1.103kW,**高时速18km/h，并于1886年1月26日获得世界上第一项汽车发明专利，该日子被人们定为汽车诞生日。

同年,德国人Daimler（戴姆勒）设计制造出第一辆装用汽油内燃机的四轮汽车(图0-4)。奔茨和戴姆勒也因此被誉为汽车之父。

图0-4 Daimler(戴姆勒)

2.世界汽车工业的发展

世界主要汽车公司（工厂）创建时间(表0-1)。

表0-1 世界主要汽车公司创建时间

公司	国家	创建时间	公司	国家	创建时间
奔驰	德国	1886	戴姆勒-奔驰	德国	1926
戴姆勒	德国	1886	沃尔沃	瑞典	1927
标致	法国	1889	法拉利	意大利	1929
雷诺	法国	1899	保时捷	德国	1931
菲亚特	意大利	1899	日产	日本	1933
奥迪	德国	1899	大众	德国	1937
福特	美国	1903	丰田	日本	1937
劳斯莱斯	英国	1904	起亚	韩国	1944
通用	美国	1908	本田	日本	1946
宝马	德国	1916	一汽	中国	1953
雪铁龙	法国	1919	现代	韩国	1967
马自达	日本	1920	二汽	中国	1967
克莱斯勒	美国	1925	大宇	韩国	1972

世界汽车工业发展总体经历了创建、发展、全盛、稳定、兼并改组和再发展等过程，可分为以下三个阶段。

（1）汽车快速发展阶段（19世纪末至20世纪30年代）

20余家汽车公司相继成立。

汽车生产组织形式也由家庭作坊式过渡到大规模、标准化和流水线生产， 1913年，福特公司首次采用流水线生产T型汽车，到1920年,实现了每分钟生产1辆汽车的速度,生产量达1546万辆，创下当时汽车单产世界记录。通用公司则采用合作兼并等方法，先后兼并了凯迪莱克、别克、雪佛兰、庞蒂克等30多个汽车公司，进行集团化生产，分工协作，到1927年成为世界上**大的汽车公司。1984年公司从业人员达81.3万人。

汽车技术也有很大进步，高速汽油机、柴油机、艾克曼式的转向机构、等速万向节、弧锥齿轮和双曲面齿轮传动、带同步器的变速器、四轮制动、液压减震器、充气轮胎和发电机-蓄电池-起动马达系统都是这个时期发明的。

（2）汽车发展的全盛时期（20世纪30年代至70年代初）

二战结束，欧洲各国大力发展汽车，西欧汽车产量由战前的80万辆猛增到750多万辆，增长了近10倍。德国大众的甲壳虫牌汽车风靡全球，从1936～1973年共生产2150万辆，创下了单产世界记录。其高尔夫牌轿车，款式新颖齐全，外壳镀锌板，12年不锈，深受欢迎，已经生产2000多万辆，欧洲几乎每个家庭都有1辆。

日本也迅速崛起，在引进、消化基础上，创造出新车型，产量从1963年的100多万辆迅速增加到1970年的400余万辆。1980～1993年期间年产量超过美国，跃居世界第一。

这个时期的汽车技术主要是向高速、方便、舒适方面发展，50年代轿车功率已经达到280kW，**高车速达200km/h，流线型车身、前轮独立悬架、液力自动变速器、动力转向、动力制动、全轮驱动、低压轮胎、子午线轮胎都相继出现。

（3）汽车企业兼并改组，汽车产量相对稳定时期（20世纪70年代以后）

世界汽车年产量稳定在4000-5000万辆左右。由于发达国家汽车保有量趋于饱和，汽车生产过剩，市场竞争激烈，各大公司通过参股、控股、转让、兼并，加速了汽车工业国际化和高度垄断。

1998年5月7日，德国**大的汽车工业集团戴姆勒·奔驰公司与美国第三大汽车公司克莱斯勒公司合并。

韩国在激烈竞争中崛起，汽车工业从60年代起步，沿着KD装配→零部件国产化→自主开发的发展道路，成功地实现技术跨越，至1997年，汽车总产量、出口量均居全球排名第5位。

这个时期汽车技术的主要发展方向是提高汽车的安全性和降低排气污染。各种保障安全、减少排气污染的新技术、新车型应运而生，如各种防抱死制动系统、电子控制喷油、电子控制点火、三元催化转化系统、电动汽车等。

3.汽车生产现状及发展趋势

目前世界汽车保有量6.6亿辆，其中轿车占近70％。世界平均每千人汽车拥有量为100辆，美国千人汽车拥有量达780辆，居首位，我国为16辆。

表0-2 2003年世界汽车产量排名

名次	国家	年产量 /万辆	名次	国家	年产量 /万辆
1	美国	1208	6	韩国	318
2	日本	1029	7	西班牙	303
3	德国	551	8	加拿大	254
4	中国	444	9	英国	184
5	法国	325	10	巴西	183

2003年世界汽车年产量达5500万辆，产量前10名的国家见表0-2。我国已经跃居世界第4位。

2003年世界主要汽车生产国汽车年产量所占比例见图0-5。

图0-5 2003年主要汽车生产国汽车产量比例

2003年世界汽车制造商汽车产量排名见表0-3。

表0-3 2003年世界 汽车制造商 汽车产量排名

名次	汽车制造商	年产量/万辆	占全球市场/%
1	美国通用	860	15.6
2	日本丰田	678	12.3
3	福特-沃尔沃	672	12.2
4	雷诺-日产	536	9.7
5	德国大众	500	9.1
6	戴姆勒-克莱斯勒	432	7.6
7	标致-雪铁龙	329	6.0
8	本田	297	5.4
9	现代	198	3.6
10	菲亚特	190	3.5

由上述数据分析可见，世界汽车产业已初步形成了“6＋4”的格局：通用、

丰田、福特-沃尔沃、雷诺-日产、大众、戴姆勒-克莱斯勒六大集团公司+标致-雪铁龙、本田、现代、菲亚特四个独立厂商。六大集团公司2003年汽车产量占全球的66.5%，垄断了全球汽车市场。市场竞争依然激烈，重点在亚洲。世界大汽车集团，均已进入我国。

从汽车技术发展看，围绕轿车的安全、环保、节能和防盗等重要问题，汽车电子控制、智能化日益深化和扩大，在80年代初，电子设备只占汽车成本的2％，而目前已经达到15～20％。

电控技术：电控燃油喷射（EFI）、无分电器电子点火（DLI）、防抱死制动系统（ABS）、电子驱动力调节系统（ETS）、电子差速锁（EDS）、驱动防滑装置（ASR）、电控自动变速器（AT）、安全气囊（SRS）、电子巡航系统（CCS）、智能悬架、速度感应式转向系统（SSS）、三元催化转化系统、故障自诊断系统和各种报警装置几乎都成为现代汽车常见装置，卫星导航系统（GPS）、车载蓝牙技术和多路传输系统（CAN）、可变配气正时和气门升程电子控制装置（VTEC）等新技术也被一些汽车采用；

汽车新结构：可变压缩比(SVC)、可变几何形状增压器和双级式涡轮增压器、自动／手动变速器、陶瓷制动盘等]；

新材料：工程塑料、玻璃钢及新型高强度钢材、铝镁合金复合材料等；

新工艺：精密锻造、粉末冶金、无屑加工、一次成型等；

新机型：电动汽车、复合动力汽车（HEV）、可变压缩比发动机(VCR)、火花点火直喷(SIDI)汽油发动机、新一代共轨柴油发动机：

汽车的设计制造新技术：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助试验（CAT）、计算机辅助造型（CAS）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助集成制造系统（CIMS）和计算机虚拟现实系统（VR）等。

图0-6 中国历年汽车产量

未来世界汽车的技术发展将主要集中在：汽车设计技术和控制手段电子化、汽车驱动形式多样化、汽车生产制造柔性化、汽车材料轻量化、汽车生产组织全球化。开发更安全、舒适、无污染和节能型、智能化汽车。

4.中国汽车工业发展与现状

中国历年汽车产量增长见图0-6。

我国汽车发展总体经历如下3个阶段：

(1)汽车工业创建成长阶段（1953年～1981年）

第一汽车厂于1953年7月在长春破土动工，1956年7月生产出第一辆解放牌载重汽车, 1958年5月生产出第一辆“红旗”牌轿车。

第二汽车厂于1967年4月动工兴建，1975年7月投产，主要生产东风牌载货汽车。

大跃进和文化大革命，先后形成了二次“汽车热”，全国各省市自治区都办起了汽车厂，全国汽车企业达2000余家，除部分基础较好的汽车厂（南汽、上汽、北汽、济汽、川汽、陕汽等）外，大多数是产品重复、“小而全”、质量差。产品类型主要是中型货车，出现“缺重少轻，轿车基本空白”的局面。至1981年，我国汽车年产量才达17.6万辆。

(2)汽车工业改革开放阶段（1982年～1993年）

1982年，中国汽车工业公司再次成立。

1985年，中央在“七.五”规划中，把汽车工业列为国家支柱产业。

1987，我国政府确定了重点发展轿车工业的战略决策。

1984年，我国汽车行业第**个合资企业-北京吉普汽车有限公司成立（与美国克莱斯勒公司合资）。其后长安机器厂与日本铃木、南京汽车公司与依维柯、上海汽车集团与德国大众汽车公司、广州汽车厂与标致、天津汽车公司与日本大发、一汽与大众、二汽与雪铁龙等纷纷进行合作和合资。先后引进先进技术100多项，其中整车项目10多项，取得了显著成效，至1993年底，我国汽车年产量达129.7万辆，跃居世界第12位。

(3)汽车工业快速增长期（1994年～2003年）

1994年，国务院颁布《汽车工业产业政策》，提出“增强企业开发能力，提高产品质量和技术装备水平，促进产业组织的合理化，实现规模经济，到2010年成为国民经济的支柱产业”的奋斗目标。

这个时期，我国改革开放进一步深入，各主要汽车集团公司都与国外大汽车公司联姻（表0-4）。国内汽车企业进一步改组兼并，初步形成了“3+6”格局，

表0-4 国内主要汽车合资企业

企业	合资方（合资时间）	合资项目（车型）
一汽大众汽车有限公司	一汽、德国大众（1991.2）	捷达、奥迪、宝来、高尔夫
一汽海南汽车有限公司	一汽、日本马自达（1998）	马自达、普利马、福美来
天津一汽丰田汽车有限公司	天汽、一汽、日本丰田（2003.9）	皇冠、花冠、陆地巡洋舰霸道、夏利、威驰、雅酷
神龙汽车有限公司	东风、法国雪铁龙（1992.5）	富康、毕加索、爱丽舍、赛纳
风神汽车有限公司	东风、台湾裕隆（2002.3）	风神新蓝鸟、日产阳光
东风悦达起亚汽车有限公司	东风、悦达、起亚、现代（2001.11）	普莱特、千里马
上海大众汽车公司	上汽、德国大众（1985.3）	桑塔纳、帕萨特、波罗、高尔
上海通用汽车有限公司	上汽、通用（1997.3）	别克、君威、赛欧、凯越
上海通用五菱汽车有限公司	上汽、通用、柳州五菱（2002.6）	五菱之光、五铃都市清风
广州本田汽车有限公司	广汽、本田（1998.7）	本田雅阁、奥德赛、飞度
北京吉普汽车有限公司	北汽、克莱斯勒（1984.11）	切诺基、帕杰罗、欧蓝德吉普之星、顺途、新城市猎人、挑战者、狂潮
北京现代汽车有限公司	北汽、韩国现代（2002.10）	索娜塔、北京现代伊兰特
长安铃木汽车有限公司	长安、日本铃木（1993.5）	奥拓、羚羊
长安福特汽车有限公司	长安、福特（2001.4）	嘉年华、蒙迪欧
东南(福建)汽车工业有限公司	福建、裕隆集团（1995.11）	得利卡、富利卡、菱帅
南京依维柯汽车有限公司	南京、菲亚特（1996.3）	派力奥、西耶那
江铃	江铃、福特（1995）	全顺、陆风
华晨宝马汽车公司	华晨、德国宝马（2001.10）	宝马3系、5系轿车
沈阳金杯通用	金杯、通用	雪佛兰

即一汽、东风、上海三大汽车集团，加上广州本田、重庆长安、安徽奇瑞、沈阳华晨、南京菲亚特、浙江吉利六个独立骨干轿车企业。其中一汽、东风和上汽三大汽车集团的汽车产量就占全国产量的52%，初步形成了汽车产业的组织结构优化调整。

汽车产量 快速增长：从1950年到1992年化了40多年的时间，汽车年产量从0到100万辆；从100万辆到200万辆花了8年时间，从200万辆到300万辆只花了2年时间；从300万辆到400万辆只花了1年时间，2003年达到了444.37万辆，实现了跨越式发展。

存在问题：全国的产量只相当美国通用公司的一半多。汽车的品牌基本都来自国外，自主开发能力较弱，急待改进。

0.2 汽车分类及代号

0.2.1 汽车分类（GB/T3730.1-2001）

按用途分：乘用车和商用车两大类。

乘用车：主要用于载运乘客及其随身行李物品，包括驾驶员座位在内**多不超过9个座位；

商用车：主要用于商业用途，运送人员和货物。

每大类又分若干小类（表0-5）。

表0-5 汽车分类（ 按用途 ）

分类	说明	图例
车身	车顶	座位	车门	车窗
乘用车	轿车	普通乘用车	封闭	硬顶	≥4	2 4
活顶乘用车	可开启	硬顶软顶	≥4	2 4	≥4
高级乘用车	封闭	硬顶	≥4	4 6	≥6
小型乘用车	封闭	硬顶	≥2	2	≥2
敞篷车	可开启	软顶硬顶	≥2	2 4	≥2
仓背乘用车	封闭	硬顶	≥4	2 4	≥2	车身后部有一仓门
旅行车	封闭	硬顶	≥4	2 4	≥4
多用途乘用车	座位数超过7个，多用途
短头乘用车	短头①
越野乘用车	可在非道路上行驶②
专用乘用车	专门用途（救护车、旅居车、防弹车、殡仪车）
商用车	客车	小型客车	载客，≯16座（除驾驶员座）
城市客车	城市用公共汽车
长途客车	长途客车
旅游客车	旅游用车
铰接客车	由两节刚性车厢铰接组成的客车
无轨电车	经架线由电力驱动的客车
越野客车	可在非道路上行驶的客车
专用客车	专门用途的客车
半挂牵引车	牵引半挂车的商用车
货车	普通货车	敞开或封闭的载货车
多用途货车	驾驶座后可载3人以上的货车
全挂牵引车	牵引杆式挂车的货车
越野货车	可在非道路上行驶
专用作业车	特殊工作的货车（消防车、救险车，垃圾车、应急车、街道清扫车、扫雪车、清洁车等）
专用货车	运输特殊物品的货车（罐式车、乘用车运输车、集装箱运输车等）

注：①短头乘用车：指一半以上的发动机长度位于车辆前风窗玻璃**前点以后，并且方向盘的中心位于车辆总长的前四分之一部分内。

②越野车：在其设计上所有车轮同时驱动（包括一个驱动轴可以脱开的车辆），或其几何特性（接近角、离去角、纵向通过角，**小离地间隙）、技术特性（驱动轴数、差速锁止机构或其他型式机构）和它的性能（爬坡度）允许在非道路上行驶的一种乘用车。

按发动机位置及驱动型式分：前置发动机前驱动FF、前置发动机后驱动FR、中置发动机后驱动MR、后置发动机后驱动RR和四轮驱动4WD五种(图0-8)。

四轮驱动是指汽车所有车轮都是驱动轮，一般多用于越野车。

汽车驱动情况常用4×2、4×4等表示，前一位数表示汽车总车轮数，后一位数表示汽车驱动轮数。

1-发动机 2-驱动轮 FF-前置发动机前驱动 FR-前置发动机后驱动 MR-中置发动机后驱动 RR-后置发动机后驱动 4WD-四轮驱动

图0-8 汽车发动机位置及驱动型式

轿车按车身分类:有一厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成一个空间形态）、二厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态）、三厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成三个空间形态）。若轿车顶盖不可开启，称该车身为闭式；若客舱顶为敞顶或按需要可开闭，称该车身为开式（图0-9）。

a）一厢式 b）二厢式 c）三厢式 d）开式

图0-9 轿车车身分类

四轮货车按设计**大总质量分：N ₁（≯3500kg）、N ₂（3500kg～12000kg）和N ₃（＞12000kg）三类。

按汽车动力装置类型分：内燃机汽车（燃料在气缸内燃烧，将所产生的热能转化为机械能的机器。如汽油车、柴油车、气体燃料汽车等）；

电动汽车（以蓄电池为能源，以电动机为驱动的汽车。详见12.1）；

燃气轮机汽车（用航空发动机或火箭发动机及特殊燃料，用喷气反作用力驱动的发动机。主要用于赛车）。

0.2.2 汽车代号

VIN（车辆识别代号编码Vehicle Identifcation Number）：一辆汽车就有一个代号，称“汽车身份证”，由17位识别代号编码，。

从VIN中可以识别出该车的生产国家、制造厂家、汽车类型、品牌名称、车型系列、车身型式、发动机型号、车型年款、安全防护装置型号、检测数字、装配工厂名称和出厂顺序号码等等。它是汽车修理时的数据检索、配件采购和经营管理所必需掌握的，以免产生误购、错装等严重后果。

我国汽车代号（GB/T16736-1997）：与国际车辆识别代号（VIN）接轨，由3部分17位字码组成（图0-10）。对年产量≥500辆的制造厂，车辆识别代号的第一部分为世界制造厂识别代号（WMI）；第二部分为车辆说明部分（VDS）；第三部分为车辆指示部分（VIS）。

图0-10 我国车辆识别代号编码

第一部分WMI

第二部分VDS

第三部分VIS

例：

代码

位数

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

位数	意义	位数	意义
1	生产国别代码 L －中国	7	车身型号代码 4门金属硬顶车
2	制造厂家代码北京吉普汽车公司	8	发动机型号代码 2.5L四缸化油器汽油机
3	汽车类型代码 BJ2021系列	9	工厂检验代码
4	总质量代码 1361～1814kg	10	车型年款代码 V － 1997
5	车型种类代码 4×4驱动、左置转向盘	11	总装工厂代码 BJC 总装厂
6	装配类型代码中高档型	12～17	出厂顺序号代码

车辆识别代号编码的位置也有规定，如我国规定9人座以下的乘用车和**大总质量≤3.5t的货车，车辆识别代号应位于仪表上靠近风窗立柱的位置，以便于观察检查。

0.3 汽车主要技术参数

0.3.1 汽车主要尺寸参数

图0-11 汽车主要尺寸参数

S-总长 B-总宽 H-总高 L-轴距 B ₁-前轮距 L _F-前悬 L _R-后悬

汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬等（图0-11）。

1.轴距L

轴距指车轴之间的距离。对双轴汽车，轴距就是前、后轴之间的距离；对三轴汽车，轴距是指前轴与中轴之间的距离和前轴与后轴之间的距离的平均值。

汽车轴距短，汽车总长就短，质量就小，**小转弯半径和纵向通过半径也小，机动灵活，一般普通轿车及轻型货车轴距较短。但轴距过短会导致车厢长度不足或后悬过长，汽车行驶时纵向振动过大，汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏，以及万向节传动的夹角过大等。所以一般货车、中高级轿车轴距较长。

2.前、后轮轮距B ₁、B ₂

汽车轮距对总宽、总质量、横向稳定性和机动性都有较大影响。轮距愈大，则悬架的角度愈大，汽车的横向稳定性愈好。但轮距过大，会使汽车的总宽和总质量过大。

3.汽车的外廓尺寸

指总长S、总宽B和总高H。我国对公路车辆的限制尺寸是：总高不大于4m，总宽（不包括后视镜）不大于2.5m，左、右后视镜等突出部分的侧向尺寸总共不大于250mm；总长对于载货汽车及越野汽车不大于12m，牵引汽车带半挂车不大于16m，汽车拖带挂车不大于20m，挂车不大于8m，大客车不大于12m，铰接式大客车不大于18m。

4.汽车的前悬和后悬L _F、L _R

汽车前悬：汽车前端至前轮中心之悬置部分。前悬处要布置发动机、弹簧前支架、车身前部、保险杠和转向器等，要有足够的纵向布置空间。前悬也不宜过长，以免使汽车的接近角过小而影响通过性。

汽车后悬：汽车后端至汽车后轮中心之悬置部分。后悬长度主要与货厢长度、轴距及轴荷分配有关。后悬也不宜过长，以免使汽车的离去角过小而引起上、下坡时刮地，同时转弯也不灵活。

0.3.2 汽车的质量参数

汽车的质量参数主要含汽车的装载质量、总质量、整备质量利用系数和轴荷分配等。

1.汽车的装载质量

乘用车：以座位数计算，包括驾驶员座位在内**多不超过9个座位；

商用车中的 客车：以载客量计；

商用车中的 载货汽车：以其在良好的硬路面上行驶时所装载货物质量的**大限额(t)计。超载将导致车辆早期损坏，制动距离变长，甚至造成交通事故。

2.汽车的整备质量

指汽车在加满燃料、润滑油、工作液（如制动液）及发动机冷却液并装备（随车工具及备胎等）齐全后（未载人）载货时的总质量。整备质量越小的汽车，燃油消耗越少，经济性越好。

3.汽车的总质量

指已整备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的汽车质量。

4.汽车的整备质量利用系数

指载货汽车的装载量与其整备质量之比。它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。此系数愈大表明该车型的材料利用率及设计与工艺水平愈高。

5.汽车的轴荷分配

指汽车空载和满载时的整车质量分配到各个车轴上的百分比。它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要性能以及轮胎的寿命，都有很大的影响。

0.3.3 汽车主要性能指标

汽车主要性能指标含汽车的动力性能（**高车速、加速时间、爬坡性能）、经济性能（汽车的燃料消耗量）、制动性能（汽车的制动距离）、通过性能（**小转弯半径、汽车的**小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角）、操纵稳定性和汽车有害气体排放等。

1.汽车的**高车速

指在水平良好路面（混凝土或沥青）上和规定载质量条件下汽车所能达到的**高车速（km/h），它是汽车的一个重要动力指标。目前普通轿车**高车速一般为150～200km/h。

2.汽车的加速时间

指汽车加速到一定车速所需要的时间。常用原地起步加速时间与超车加速时间表示。它也是汽车动力性能的重要指标。轿车常用0~100 km/h的换档加速时间来评价，如普通轿车为10~15s。

3.汽车的爬坡性能

指汽车满载在良好路面等速行驶的**大爬坡度。一般要求在30％（即16.7 ⁰）左右。越野车要求更高，一般在60％（即31 ⁰）左右。

4.汽车的燃料消耗量

通常以百公里油耗衡量，即汽车在良好的水平硬路面以一定载荷（轿车半载、货车满载）及**高档等速行驶时的百公里燃料消耗量，单位为L/100km。它是汽车的燃料经济性常用的评价指标。

图0-12 汽车**小转弯半径

5.**小转弯半径

当转向盘转到极限位置、汽车以**低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆半径R（图0-12）。它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地面的能力。**小转弯半径越小，汽车的机动性越好。轿车的**小转弯半径一般约为轴距的2~2.5倍。

6.汽车的制动距离

指在良好的试验跑道上在规定的车速下紧急制动（紧急制动时踏板力对货车要求不大于700N，轿车要求不大500N）时，由踩制动踏板起到完全停车时的距离。我国通常以30km/h和50km/h车速下的**小制动距离来评价汽车的制动效能。如普通轿车以30km/h车速下的**小制动距离为5.5～6.5m，中型载货车为6.5～8.0m.。

7.汽车的**小离地间隙

指汽车满载、静止时，平直地面与汽车上的中间区域**低点之间的距离 h（图0-13）。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。

8.接近角 γ₁

指汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地面间夹角（图0-13）。 γ₁越大，越不易发生汽车前端触及地面，通过性越好。

9.离去角 γ₂

指汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角（图0-13）。 γ ₂越大，越不易发生汽车后端触及地面，通过性越好。

图0-13 汽车通过性指标

h-**小离地间隙 b-两侧轮胎内缘间距 γ₁-接近角 γ₂-离去角 β-纵向通过角

10.纵向通过角β

汽车满载、静止时，垂直于汽车纵向中心平面，分别与前、后车轮轮胎相切，相交并与车轮底盘刚性部件（除车轮）接触的两个平面形成的**小锐角（图0-13）。它决定了车辆所能通过的**陡坡道。β越大，汽车通过性越好。

11.汽车有害气体排放

主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO _x）、二氧化硫（SO ₂）、醛类和微粒（含碳烟）等。

图0-14 汽车驱动力

0.4 汽车行驶的基本原理

0.4.1 汽车行驶的驱动力与行驶阻力

1.汽车的驱动力 F_t （图0-14）

地面对驱动轮产生反作用力 F_t推动汽车前进， F_t称为汽车的驱动力。

F_t=T_t/r

式中 T_t——作用于驱动轮上的转矩（N·m）；

r——车轮半径（m）。

2.汽车的行驶阻力 F

图0-15 汽车行驶阻力

汽车行驶时需要克服各种阻力.

F=F_f+F_w+F_i+F_j

(1)滚动阻力 F_f

由车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的。

F_f=W_t •f

式中 F_f——滚动阻力（N）；

W_t——车轮载荷（N）；

f——滚动阻力系数。

滚动阻力系数与轮胎结构、轮胎气压、车速和路面性质等有关。

(2)空气阻力 F_w

汽车行驶时受到空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。它由空气阻力由压力阻力与摩擦阻力两部分组成。

压力阻力是空气作用在汽车外表面上的法向压力的合力在行驶方向的分力。

摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的摩擦作用的阻力。

影响空气阻力的因素主要有汽车形状、迎风面积和车速。在汽车行驶的速度范围内，空气阻力与车速的平方成正比，当车速很高时，空气阻力是行驶阻力的主要部分。

(3)坡度阻力 F_i

当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力称为汽车坡度阻力。

F_i=Gsin α

式中 G——汽车重力， G＝mg（N）；

α——坡度角。

道路的坡度是以坡高 h与底长 s之比来表示，即

i=h/s=tg α

我国公路标准规定，高速公路平原微丘区**大坡度为3％，山岭重丘区为 5％；一般四级路面山岭重丘区**大坡度为9％。当坡度不大时，cosα≈1,sinα≈tagα= i,则

F_i≈ Gi

(4)加速阻力

汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速运动时的惯性力，这就是加速阻力。汽车的质量越大，加速阻力越大。

3.汽车行驶方程及驱动条件

汽车行驶的动力方程

F_t=F_f+F_w+F_i+F_j

当汽车驱动力等于滚动阻力、空气阻力和坡度阻力之和时，汽车匀速行驶；当驱动力大于后三者时，汽车才能起步或加速行驶；当驱动力小于后三者时，则汽车无法起步或减速行驶。

汽车的行驶的驱动条件

F_t ≥F_f+F_w+F_i

0.4.2 汽车行驶的附着条件

1.汽车行驶的附着条件

附着力F _φ：地面对轮胎的切向反作用力的极限值。它与驱动轮法向反作用力 F_z成正比：

F _φ ＝F_z φ

式中 φ——附着系数。

汽车行驶的附着条件：地面切向反作用力不能大于附着力。

F_t ≤F _φ ＝F_z φ

驱动――附着条件

汽车行驶必须同时满足驱动条件和附着条件，即为：

F_f+F_w+F_i ≤F _t ≤F _φ

2.汽车附着力影响因素分析

(1)附着系数 φ

主要取决于路面的种类和状况、轮胎结构、气压等使用条件有关。

硬路面的附着系数较高。但当路面有尘土覆盖或潮湿后，附着系数显著下降。

轮胎的结构及材料对附着系数的影响也很显著。细而浅花纹的轮胎在硬路面上有较好的附着力，而在松软地面上花纹宽而深的轮胎则可获得较大的附着系数。

低气压、宽断面和子午线轮胎，与地面接触面积大，附着系数比一般轮胎高。

当车速提高时，附着系数下降。

在严寒冬季冰雪路面行驶的车辆易打滑，为了增加附着力，可采用特殊花纹的轮胎或在轮胎上绕防滑链。也可以在路面撒砂等应急措施。

(2)驱动轮的法向反作用力 F_z

该作用力与汽车的总体布置、行驶状况及道路的坡度有关。

对于两轮驱动的汽车，只有作用在驱动轮上的反作用力才能产生附着力。而该反作用力与汽车整体重力在两车轮上的分配比例有关。全轮驱动汽车的所有车轮都是驱动轮，附着力**大。

后轮驱动的汽车在加速或上坡时，驱动轮的法向反作用力增加。前轮驱动的汽车相反。

总论小结

1.汽车是由动力驱动，一般具有四个或四个以上车轮的非轨道承载车辆，主要用于载运人、货物及一些特殊用途。它对人类的生活、生产和国民经济发展都产生了重大而深远的影响。

2.汽车由发动机、底盘和车身三大部分组成。发动机是汽车的动力；底盘将发动机的动力进行传递和分配，并按驾驶员要求进行行驶；车身是驾驶员操作和容纳乘客及货物的场所。

3.汽车诞生于1886年，德国人奔茨发明了世界上第一辆三轮汽车，戴姆勒发明了世界上第一辆四轮汽车。目前世界汽车保有量已达6.6亿辆，年产量达5500多万辆，世界汽车产业已初步形成了“6＋4”的格局。我国2003年汽车产量已达到了444.37万辆，居世界第四。国内汽车产业已初步形成了“3＋6”的格局。

4.我国汽车分为乘用车和商用车两大类，每大类又分若干小类。每一辆汽车都有一个识别代号VIN，由3部分17位字码组成。它是汽车维修、配件采购和经营管理的重要依据。

5.汽车主要参数包括尺寸参数（轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬）、质量参数（装载质量、总质量、整备质量利用系数、轴荷分配）、性能参数（**高车速、加速时间、爬坡性能、汽车的燃料消耗量、汽车的制动距离、**小转弯半径、汽车的**小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角、汽车有害气体排放）等。

6.汽车行驶的驱动条件为 F_t ≥ F_f+F_w+F_i。驱动力 F_t ＝ T_t/r，行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。

7. 汽车行驶的驱动――附着条件为 F_f+F_w+F_i ≤ F _t ≤ F _φ，驱动力的发挥受限于附着力 F _φ。附着力是地面对轮胎的切向反作用力的极限值, F _φ ＝F_z φ，附着系数 φ与路面种类、状况，轮胎结构、气压等有关；驱动轮的地面法向反作用力 F_z与汽车的总体布置、行驶状况及道路的坡度有关。

【复习思考题】

1.名词解释：汽车、乘用车、商用车、前置发动机前驱动、前置发动机后驱动、中置发动机后驱动、后置发动机后驱动、四轮驱动、一厢式轿车、二厢式轿车、三厢式轿车、闭式车身、开式车身、汽车轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、装载质量、总质量、整备质量利用系数、轴荷分配、**高车速、加速时间、爬坡度、汽车的百公里燃料消耗量、汽车的制动距离、**小转弯半径、汽车的**小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角、汽车驱动力、附着力。

2.说出三轮汽车和四轮汽车的发明人和发明时间。

3.汽车主要由哪三大部分组成？各自的作用是什么？

4.你认为汽车对人类产生了哪些影响？

5.从世界汽车发展历史，我们可以得到哪些经验教训？

6.谈谈你对中国汽车产业发展的看法？

7.我国汽车按用途是如何分类的？

8.汽车按驱动形式可分为哪几类？

9.轿车按车身可以分为哪几类？

10.汽车识别代号VIN有何作用？我国是如何规定的？

11.汽车的接近角、离去角和纵向通过角是如何影响汽车的通过性能？

12. 写出汽车行驶的动力方程，并分析影响汽车驱动力及行驶阻力的因素。

13. 试述汽车行驶的驱动――附着条件，并分析影响汽车附着力的因