《汽车构造》重点知识点梳理（已完结）

本人已经大三了，这门课是在大二下学的，当时没怎么重视，期末考得也是相当烂。《汽车构造》是汽车专业的基础课，其重要性不言而喻。现在我想以此篇文章对其进行回顾复习，完善自己对汽车的整体认识，同时也是备战将来的专业面试考核，也希望能够帮助到看到这篇文章的你

当然，这里我们仅对重点知识点进行梳理总结，如想做详细学习可以多看看课本和老师上课的PPT。后续也会配上讲解视频，帮助大家更好地复习备考

第一章 总论

一、现代汽车的类型

1.汽车的分类

2.国产汽车编号规则

（1）首部：企业代号，2~3个汉语拼音字母

（2）中部：车辆类别、特征参数、产品序号，4个数字

① 车辆类别：1-货车 2-越野车 3-自卸车 6-客车 7-轿车

② 特征：质量、总长、工作容积

③ 产品序号：企业自定义

（3）尾部：汉语拼音或数字，专用车分类代号或企业自定义代号

例：

EQ1090 二汽，货车，总质量9吨

CA7220 一汽，轿车，发动机排量2.2升

二、汽车总体构造

视频讲解

https://www.zhihu.com/video/2044870867625280614

第二章 汽车发动机工作原理及总体构造

一、汽车发动机的类型

1.汽车发动机的类型

汽车发动机本质：热能动力装置（热机）

汽车发动机原理：借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能

其中，活塞式内燃机具有结构紧凑、体积小、质量轻、易启动的优点

二、往复活塞式内燃机的基本结构

1.气缸：往复活塞式内燃机的工作腔，其内表面为圆柱形

2.曲柄连杆机构：在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端连接，连杆的另一端与曲轴相连；构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连体称作机体

3.汽缸盖：密封气缸的顶端

4.进、排气门：安装在气缸盖上，通过其开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气；进、排气门的开闭由凸轮轴控制

5.工作循环：活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地作功

6.上、下止点：在上止点和下止点处，活塞的运动速度为零

7.活塞行程 S：上、下止点间的距离 S 称为活塞行程

8.曲柄半径 R：S = 2R

9.气缸工作容积 Vs：上、下止点间所包容的气缸容积

10.内燃机排量 VL：内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量

内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量VL​=iVs​

11.燃烧室容积 Vc：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积

12.气缸总容积 Va：气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积

Va​=Vs​+Vc​（Vs — 气缸工作容积；Vc — 燃烧室容积）

13.压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度越高

14.工况: 内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速

15.负荷率: 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷

三、往复活塞式内燃机工作原理

1.经过进气、压缩、作功、排气四个行程，完成一个工作循环，活塞在上、下止点间往复运动四次，各缸进、排气门各开启1次，相应曲轴旋转两周（720°）

2.四冲程柴油机的工作原理（相比四冲程汽油机）

1）相同点：
包括进气、压缩、作功和排气等四个过程；在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动方式

2）异同点：

a.混合气形成方法
① 在柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净的空气
② 在压缩行程结束时，通过喷油器将柴油喷入燃烧室。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化，迅速与空气混合形成可燃混合气

b.着火方式
气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧

四、发动机总体构造

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机，要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统

五、发动机性能指标

（1）动力性指标

1）有效转矩：发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作 Te，单位为 N·m

2）发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数，记作 n，单位：r/min
3）有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功，记作 Pe，单位：kW

（2）经济性指标

1）有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数，记作

2）有效燃油消耗率：发动机每输出1kW的有效功所消耗的燃油量，记作be，单位为g/（kW·h）

式中：
B - 发动机在单位时间内的耗油量，g/h；
Pe - 发动机的有效功率，kW。

6.内燃机的速度特性

汽车发动机的工况在很广泛的范围内变化。当发动机的工况（即功率和转速）发生变化时，其性能（包括动力性、经济性、排放性和噪声等）也随之改变。发动机功率、转矩和燃油消耗率随曲轴转速变化的规律称为发动机特性

第三章 机体组及曲柄连杆机构

一、概述

1.曲柄连杆机构的功用和要求
功用：将燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴上的转矩，输出机械能

要求：足够的强度和刚度，耐磨损，耐腐蚀，质量轻，结构紧凑

2. 机体组

组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖和油底壳

功用：

1）曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体

2）气缸盖用来封闭气缸顶部，与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室

3）气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统组成部分

（1）机体：机体是气缸体与曲轴箱的连铸体

（2）气缸盖：加工有进、排气门座孔，气门导管孔；加工有火花塞安装孔（汽油机）或喷油器安装孔（柴油机）

（3）气缸衬垫：保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液不渗漏

（4）油底壳：油底壳的主要功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱

二、曲柄连杆机构

功用：将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动

组成：由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成

1.活塞组

（1）功用：承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转；活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室

（2）构造：顶部、头部、裙部

（3）活塞的偏置：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（左侧）偏移 1mm～2mm，以减轻活塞换向时对气缸壁的敲击

2.活塞环：包括气环和油环

（1）气环：密封，防止气缸内可燃混合气和高温燃气进入曲轴箱；导热，将活塞顶部热量传给气缸壁，避免活塞过热；辅助油环控制气缸壁上的润滑油

（2）油环：刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，在气缸壁上涂布一层均匀的油膜；辅助密封

3.连杆组：将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动

4.曲轴：把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置

发火顺序：

5.飞轮：减小曲轴对外输出的转矩的周期性变化，改善曲轴转速的稳定性

通过较大的转动惯量，在做功过程中吸收能量，在排气、进气和压缩三个行程中释放能量，实现发动机转速变化的稳定

第四章 配气机构

一、概述

1. 配气机构的功用及要求
   

（1）要求：进气充分，排气彻底
（2）功用：按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出
（3）组成：配气机构主要由气门组和气门传动组组成

（4）评价指标：充量系数，是指发动机每一工作循环进入气缸的实际充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值

2.双气门

一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径

二、配气定时

1.配气定时的定义
配气定时是指以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间
由于进排气时间很短，约为 0.01s，若气门只在进、排气行程内开启和关闭，会造成发动机充气、排气不充分。因此实际工作中，气门通常需要提前开启和延迟关闭

2.配气定时的主要角度
（1）进气提前角 α：从进气门开启到上止点曲轴所转过的角度，一般为 10°～30°
（2）进气迟后角 β：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，一般为 40°～80°
（3）排气提前角 γ：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度，一般为 40°～80°
（4）排气迟后角 δ：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，一般为 10°～30°

3.配气定时图
配气定时图是指相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角环形图

4.气门重叠
气门重叠是指进气门在上止点前开启，排气门在上止点后关闭，在一段时间内进、排气门同时开启的现象
重叠角度适当，可以利用新鲜气流和废气流的惯性，使短时间内气流方向不易改变，有利于换气。若重叠角度过大，在小负荷运转时容易造成废气倒流，使进气量减少

5.气门提前开和延迟关的作用
（1）进气门提前开：使进气行程开始时气门接近全开，减小进气阻力
（2）进气门延迟关：利用进气惯性多进气
（3）排气门提前开：先自由排气，减少排气行程中活塞上行阻力
（4）排气门延迟关：利用排气惯性，使废气排得更干净

6.理想配气系统的要求

（1）低速时，采用较小的气门重叠角以及较小的气门升程，防止缸内新鲜充量向进气系统倒流，以便增加转矩，提高燃油经济性

（2）高速时，应具有较大的气门升程和进气门迟闭角，以最大限度地减小流动阻力，充分利用过后充气，提高充量系数，满足动力性要求

（3）配合以上变化，对进气门从开启到关闭的进气持续角也应进行调整，以实现最佳的进气定时

三、气门组

1.气门组的组成
气门组主要由气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、弹簧座和锁片等组成

2.气门
一般发动机每个气缸有两个气门，即一个进气门和一个排气门。进气门头部直径一般比排气门大 15%～30%，目的是增大进气门通过断面面积，减小进气阻力，增加进气量
凡是进气门和排气门数量相同时，进气门头部直径通常都比排气门大。每缸两个气门的发动机又称为两气门发动机。现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门，其中以四气门发动机较为常见

四、气门传动组

1.功用
气门传动组的功用是定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙

2. 凸轮轴
凸轮轴的功用是使气门按一定的工作次序和配气定时及时开闭，并保证气门有足够的开程

3.挺柱
挺柱的功用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或气缸盖
挺柱可分为机械挺柱和液力挺柱两大类，每一类中又有平面挺柱和滚子挺柱等多种结构形式

4.推杆
推杆的功用是将挺柱传来的运动和作用力传给摇臂

5.摇臂和摆臂

摇臂和摆臂的功用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力改变方向，传给气门，使气门开启

第五章 燃油供给系统

一、汽油供给系统

1. 汽油的使用性能
   （1）蒸发性：汽油容易蒸发的程度。
   （2）热值：单位质量燃料完全燃烧后所放出的热量称为燃料的热值。
   汽油热值约为 44000kJ/kg
   （3）抗爆性：汽油在气缸内燃烧时，避免产生爆燃的能力，也可以理解为抗自燃能力。
   爆燃是一种异常燃烧现象，会造成发动机过热、排气冒烟、油耗增大和功率下降。
   评价汽油抗爆性的指标为辛烷值。辛烷值越高，汽油的抗爆性越好。改善抗爆性的方式主要有添加抗爆剂和采用先进炼制工艺等。
2. 可燃混合气成分的评价指标
   我国常用过量空气系数来评价可燃混合气成分
   理论混合气：Φa=1
   浓混合气：Φa​<1
   稀混合气：Φa>1
3. 可燃混合气成分对发动机性能的影响
   （1）当Φa​=1.11 时，经济性最好，称为经济混合气。经济混合气的范围一般为：Φa=1.05～1.15
   若 Φa>1.05～1.15，混合气过稀，会使燃烧速度降低，热量散失增大，单位容积释放热量减少，导致功率下降；严重时燃烧会延迟到进气过程，产生进气管回火
   （2）当 Φa=0.88时，动力性最好，称为功率混合气。功率混合气的范围一般为：Φa=0.85～0.95
   若 Φa<0.85～0.95，混合气过浓，会导致燃烧不完全，游离碳粒产生积碳，废气中的 CO 可能被高温点燃，同时燃烧速度降低，功率下降，油耗增大
   

4.发动机各工况对可燃混合气成分的要求
车用汽油机的工作特点是工况变化范围大，并且主要工作于中等负荷
（1）稳定工况对混合气成分的要求
① 怠速和小负荷工况：混合气数量少，汽油雾化不良，燃烧不完全，进气容易被废气稀释，因此需要较浓混合气
Φa=0.6(0.7)～0.8(0.9)
② 中等负荷工况：废气稀释影响可以忽略，应主要考虑燃油经济性，因此采用稀混合气
Φa=0.95～1.1
③ 大负荷和全负荷工况：为了克服较大阻力，满足动力性要求，应采用浓混合气
Φa=0.85～0.95
（2）过渡工况对混合气成分的要求
① 冷启动：发动机转速低，空气流速低，汽油雾化不良，因此需要极浓混合气
Φa=0.4～0.6
② 暖机：发动机温度逐渐升高，过量空气系数应随温度升高而增大，直到达到怠速所需值
③ 加速：节气门突然开大时，燃料流量增加较慢，混合气瞬时变稀，因此需要额外供油
④ 急减速：节气门迅速关闭，进气管真空度激增，壁面油膜蒸发，混合气变浓，HC 排放增加，因此应减缓节气门关闭速度并限制开度

5.汽油供给装置

汽油供给装置的功用是储存、滤清和输送汽油

汽油供给装置主要由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵和油管组成

（1）汽油箱

功用：储存汽油。

要求：保证车辆有一定续驶里程，一般为 300～600km

（2）汽油滤清器

功用：清除汽油中的杂质和水分，减少汽油泵、化油器等部件发生故障的可能性

（3）汽油泵

功用：将汽油从汽油箱吸出，经油管和汽油滤清器泵入化油器或汽油喷射系统

二、柴油机供给系统

1. 柴油的使用性能
   柴油是石油蒸馏过程中，温度在 200℃～350℃ 之间的馏分
   （1）发火性：柴油自行着火的能力。
   柴油发火性的评价指标为十六烷值。十六烷值越大，柴油的发火性越好。国标规定柴油十六烷值一般不低于45
   （2）蒸发性：柴油蒸发汽化的能力。
   柴油蒸发性的评价方法为相对蒸发量的馏出温度。该温度越低，越有利于混合气的形成
   （3）粘度：表示燃油流动性的指标
   粘度过大，柴油雾化效果差；粘度过小，容易造成漏油增加
2. 可燃混合气的形成特点

（1）柴油的蒸发性和流动性较差，混合气只能在气缸内部形成

（2）柴油机混合气形成时间极短，混合不均匀

第六章 进排气系统

一、概述

1.进气系统
（1）功用：尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或纯空气
（2）组成：主要由空气滤清器和进气歧管组成

2.排气系统

功用：尽可能多地把燃烧后的废气排出气缸

二、进气系统

1.进气系统的组成
进气系统一般包括空气滤清器、进气支管和进气总管。有时为了增强进气效果，尽可能向气缸多供气，有的进气系统还装有谐振进气管或增压装置

2.进气系统的要求
（1）各气缸新鲜充量的分配应尽可能均匀
（2）在大负荷时，供给的新鲜充量应尽可能多

3.空气滤清器
功用：滤除空气中的灰尘等杂质，使进入气缸的空气保持清洁

4.节气门

节气门主要用于汽油机等量调节式发动机。它通常设置在进气总管上，能够根据驾驶人对加速踏板的操作，调节或控制进入气缸的新鲜气体量，以适应汽车不同的行驶条件

三、排气系统

1.排气系统的功用、要求和组成
（1）功用：排出发动机气缸中的废气。
（2）要求：各气缸的排气阻力应尽可能小而且均匀。
（3）组成：一般包括排气歧管、废气净化装置、消声器和排气总管。

2.汽油机排放特点
（1）主要排放物：NOx、CO、HC。
（2）过量空气系数的变化范围较窄，一般为 0.8～1.1。

3.柴油机排放特点
（1）柴油机边混合边燃烧，混合气极不均匀，容易出现局部高温缺氧，因此容易生成炭烟
（2）柴油机过量空气系数远大于 1，所以 CO、HC 排放较少，但 NOx 排放较多

4.消声器

功用：消除排气噪声。其消声作用主要是通过降低排气压力和衰减排气压力波动，消耗排气能量来实现

四、增压系统

1.增压系统的功用
（1）提高空气密度，增加进气量，提高发动机升功率
（2）改善燃油经济性
（3）有效降低有害排放物的比排放

2.增压系统的原理

增压系统的基本原理是将空气压缩后再送入气缸，使进入气缸的空气量增加，从而改善发动机的动力性和经济性

五、EGR 系统

1.EGR 系统的功用
EGR 系统的功用是减少 NOx 的排放

2.EGR 系统的原理
EGR 系统利用 CO₂ 不能燃烧但能吸热的特性，降低气缸内的燃烧温度，从而减少 NOx 的生成

3.EGR 系统的方法

将发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。这样可以降低燃烧温度，减少 NOx 排放

第七章 冷却系统

一、概述

1.冷却系统的功用
（1）使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，防止发动机过热或过冷
（2）保证发动机冷启动后能够迅速升温，尽快达到正常工作温度

2.冷却系统的类型
（1）水冷系统：以冷却液作为冷却介质
（2）风冷系统：以空气作为冷却介质

3.冷却液

冷却液一般是水和防冻液的混合物。常见冷却液可由 50% 水和 50% 乙二醇组成，其冰点约为 -35℃

二、水冷系统

1.水冷系统的组成
水冷系统主要由散热器、冷却风扇、节温器和水泵等组成

2.散热器
散热器的功用是将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低

3.冷却风扇
冷却风扇的功用是当风扇旋转时，吸入空气并使空气通过散热器，从而增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度

4.节温器
节温器是控制冷却液流动路径的阀门。
冷起动时，冷却液温度较低，节温器将冷却液流向散热器的通道关闭，使冷却液不经过散热器，而是经水泵直接返回发动机，进行小循环，这样可以使发动机尽快升温
当冷却液温度达到规定值后，节温器内的石蜡开始熔化成液体，体积随之增大，并推动阀门开启。此时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环，从而加强散热

5.水泵

水泵的功用是对冷却液加压，保证冷却液在冷却系统中循环流动

第八章 润滑系统

一、概述

1. 润滑系统的功用

（1）润滑作用：在相对运动零件表面之间形成一层油膜，减少摩擦和磨损

（2）冷却作用：发动机工作时，由于零件摩擦和混合气燃烧，部分零件会产生较高温度

（3）清洗作用：利用机油循环流动冲洗零件工作表面，带走零件磨损产生的金属屑和其他杂质，防止形成磨料而加剧磨损

（4）密封作用：利用机油的粘性，使其附着在运动零件表面形成油封，提高零件的密封效果，如气缸壁与活塞环之间的密封

（5）防锈作用：机油能够吸附在金属零件表面，防止水、空气和酸性气体与零件表面接触，从而减少氧化和腐蚀

（6）液压作用：润滑油还可以作为液压油使用，例如在液压挺柱中起液压作用

（7）减振缓冲作用：机油在运动零件表面形成油膜，可以吸收冲击并减小振动，起到减振缓冲作用

二、润滑方式

1. 压力润滑
   压力润滑是利用机油泵将润滑油提高到一定压力，再通过油道强制输送到摩擦表面进行润滑的方式
   这种方式适合用于载荷较大、工作条件较严的摩擦部位
2. 飞溅润滑
   飞溅润滑是利用某些运动零件溅起或挤出的润滑油滴、油雾，飞落到摩擦表面进行润滑的方式
   这种方式主要用于承受载荷较轻、相对滑动速度较小，或者压力润滑油不容易到达的部位，例如气缸壁、活塞销、凸轮表面、挺柱和活塞环等
3. 润滑脂润滑
   润滑脂润滑主要用于润滑油难以到达的分散部位，如风扇、水泵、发电机、启动机等辅助装置的轴承，一般采用定期加注润滑脂的方法进行润滑

三、润滑系统的组成及油路

1.润滑系统的组成
润滑系统一般由机油泵、油底壳、循环油路、限压阀、机油滤清器、机油散热器和润滑剂等组成

2.润滑系统各部件功用
（1）油底壳、机油泵、油管、油道和限压阀等：用于储存机油，建立足够的油压，使机油在发动机内循环流动，并限制油路中的最高压力
（2）滤清装置：如集滤器、机油滤清器等，用来清除机油中的杂质，保证润滑油清洁和润滑可靠

（3）冷却装置：如机油散热器、机油冷却器等，用来冷却机油，保持油温正常。有些发动机没有专门的机油冷却装置，主要依靠空气流过油底壳来冷却润滑油
（4）仪表装置：如油温表、油压表等，用来检测润滑系统的工作情况

3.机油泵

（1）功用：保证机油在润滑系统内循环流动，并在发动机任何转速下，都能以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的机油

（2）原理：通过压力容积的改变实现吸油和压油

四、发动机润滑剂

1. 润滑剂类型
   发动机润滑剂主要包括机油和润滑脂
2. 机油的功用

（1）润滑：机油在运动零件的所有摩擦表面之间形成连续油膜，以减小零件之间的摩擦

（2）冷却：机油在循环过程中流过零件工作表面，可以降低零件温度

（3）清洗：机油可以带走摩擦表面产生的金属碎末，并冲洗掉沉积在气缸、活塞、活塞环及其他零件上的积炭

（4）密封：附着在气缸壁、活塞及活塞环上的油膜，可以起到密封防漏作用

（5）防锈：机油可以防止零件发生锈蚀

第九章 点火系统

一、概述

点火系统的功用

点火系统的功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机作功。

二、传统点火系统

传统点火系统的组成
传统点火系统主要由点火电源、点火开关、点火线圈、分电器、电容器、火花塞、高压导线和低压电路等组成

1.分电器
分电器主要由断电器、配电器、电容器和点火提前调节装置等组成

2.断电器
断电器的功用是周期地接通和切断点火线圈初级绕组的电路，使初级电流和点火线圈铁心中的磁通发生变化，从而在点火线圈的次级绕组中产生高压电

3.配电器
配电器的功用是将点火线圈中产生的高压电，按照发动机的工作次序，轮流分配到各气缸的火花塞

4.点火线圈
点火线圈的功用是将电源的低压电转变为高压电，是点火系统中产生高压电的基本元件

5.火花塞

火花塞的功用是将点火线圈或磁电机产生的脉冲高压电引入燃烧室，并在中心电极和侧电极之间产生电火花

一般火花塞工作时所需高压电可达 10000V 左右

三、点火时刻

（1）恰好在活塞到达上止点时点火

若恰好在活塞到达上止点时点火，混合气开始燃烧时活塞已经下行，气缸容积增大，燃烧压力下降，因此发动机功率下降

（2）在最佳点火提前角点火

在最佳点火提前角点火时，燃烧室内的气体压力一般在活塞到达压缩行程上止点后 10°～12° 曲轴转角时达到最大值，此时发动机输出功率较好

（3）点火过早

若点火过早，活塞还在向上运动，气缸内压力已经升高，气体压力方向与活塞运动方向相反，会阻碍活塞上行，示功图上出现套环，发动机功率下降

四、最佳点火提前角的影响因素

点火提前角，是指火花塞点火时刻，距离活塞到达上止点的曲轴转角

1.发动机转速

当节气门开度不变、混合气燃烧速度基本不变时，发动机转速升高，曲轴角速度增大，燃烧过程对应的曲轴转角增大，因此应适当增大点火提前角

2.混合气燃烧速度

当发动机转速不变时，负荷增大，节气门开度增大，混合气吸入量增加，燃烧压力和温度升高，混合气燃烧速度加快，因此应适当减小点火提前角

3.混合气成分

混合气成分会影响燃烧速度，从而影响最佳点火提前角。一般来说，燃料辛烷值较高时，抗爆性较好，点火提前角可以适当增大

五、点火提前的调节方法

1.点火提前角为零

当点火提前角为零时，表示点火时刻正好在活塞到达上止点时。实际发动机工作时，为了使燃烧压力在合适时刻达到最大值，通常需要设置一定的点火提前角

2.改变凸轮与轴的相对位置

通过改变凸轮与轴之间的相对位置，可以改变断电器触点断开的时刻，从而调节点火提前角

3.改变触点与凸轮的相对位置

通过改变触点与凸轮之间的相对位置，也可以改变点火时刻，实现点火提前角的调节

第十章 起动系统

一、概述

1.发动机起动过程

发动机的曲轴在外力作用下开始转动，直到发动机能够自动怠速运转的全过程，称为发动机的起动过程

2.起动系统的功用

起动系统的功用是在正常使用条件下，通过起动机将蓄电池储存的电能转变为机械能，带动发动机以足够高的转速运转，从而顺利起动发动机

当发动机进入自行运转状态后，起动系统应立即与曲轴分离并停止工作，防止发动机高速运转时带动起动机高速旋转，产生较大的离心力而造成损坏

二、起动方式

发动机常见的起动方式主要有以下几种：

（1）人力起动

（2）辅助汽油机起动

（3）压缩空气起动

（4）电力起动机起动

其中，现代汽车上应用最广泛的是电力起动机起动

三、起动系的组成

起动系主要由起动电源、起动机和起动机控制电路组成。

四、改善发动机低温冷起动的主要措施

低温条件下，发动机机油黏度增大，蓄电池性能下降，燃油蒸发性变差，发动机起动会变得困难。因此，需要采取一定措施改善低温冷起动性能

1.进气预热装置

进气预热装置可以提高进入气缸空气的温度，改善燃油蒸发和混合气形成条件

（1）火焰预热装置

（2）电预热装置

2.起动液喷射装置

起动液喷射装置可以向进气系统喷入易燃起动液，帮助发动机在低温下更容易着火起动

3.起动减压装置

起动减压装置可以在起动时适当降低气缸压缩压力，减小起动阻力，使起动机更容易带动发动机旋转

4.冷却液预热装置

冷却液预热装置可以提前加热发动机冷却液，使发动机温度升高，改善低温起动条件

常见方式有：

（1）冷却液加热系统

（2）热水预热法

（3）电预热法

5.预热蓄电池

预热蓄电池可以改善低温下蓄电池的放电能力，提高起动电流输出能力

6.使用减速起动机

减速起动机通过减速增扭，提高起动机输出转矩，有利于发动机低温起动

五、起动机

1.起动机的作用

起动机的作用是将蓄电池的电能转变为机械能，驱动发动机曲轴旋转，使发动机达到能够自行着火运转的转速

2.传动机构

传动机构的功能是在起动发动机时，将驱动齿轮与电枢轴联成一体，使起动机能够带动发动机起动

当发动机起动后，传动机构应及时分离，防止发动机反拖起动机高速旋转而造成损坏

第十一章 传动系统概述

一、传动系的组成和功用

1.传动系的组成
传动系通常由离合器、变速器、传动轴、万向节、主减速器、差速器和半轴等组成

2.传动系的功用

（1）传动系的基本功用是把发动机输出的转矩传递给驱动车轮

（2）传动系的主要任务是与发动机配合工作，使汽车在不同使用条件下能够正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性

二、传动系各部件的具体作用

1.中断动力传递
传动系可以中断发动机到驱动车轮之间的动力传递，主要由离合器和变速器完成

2.改变传动比
变速器可以改变曲轴转速与传动轴转速之间的传动比，使汽车在不同负荷条件下获得合适的动力、加速性能和燃油经济性

3.实现倒车
变速器还可以改变传动轴的旋转方向，使车辆能够倒车行驶

4.减速增扭
主减速器可以降低驱动车轮的转速，同时相应增大驱动车轮的转矩，使汽车获得更大的驱动力

5.实现差速
差速器可以将变速器输出的动力分配给两个驱动车轮，并使车辆转弯时外侧驱动车轮比内侧驱动车轮转得更快，保证汽车平稳转弯

6.适应传动角度变化

由于发动机和变速器基本固定安装，而驱动桥和车轮会随路面变化产生相对运动，传动轴工作时的角度会发生变化。万向节的作用就是适应这种角度变化，避免传动轴损坏

三、传动比

传动系统的总传动比等于变速器传动比与主减速器传动比的乘积，即：

i=ig×i0​

式中：

i：传动系统总传动比

ig ​：变速器传动比

i0：主减速器传动比

四、车辆布置形式及优缺点分析

详见《汽车设计》

第十二章 变速器

一、概述

1.设置变速器的原因
现代汽车使用的内燃机只能在有限的有效转速范围内工作，例如 1500～7000 r/min，并且输出转矩相对较小
如果发动机转速低于下限，或者汽车行驶阻力过大，发动机就容易熄火，车辆也会停止行驶。因此，需要通过变速器改变传动比，使发动机在合适的转速范围内工作，并满足汽车不同行驶条件下的动力需求

2.变速器的功用

（1）变速变矩：改变传动比，扩大驱动车轮转矩和转速的变化范围

（2）中断动力传递：使发动机能够起动、怠速运转，并便于变速器换挡

（3）实现倒车：在发动机曲轴旋转方向不变的情况下，使汽车能够倒向行驶

（4）其他动力输出：可为某些辅助装置提供动力输出

二、变速器的基本原理

1.变速变矩原理
普通齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动，实现转速和转矩的改变

由传动比可知：
（1）当 i>1时，为降速增扭传动，其挡位称为降速挡
（2）当 i<1时，为增速降扭传动，其挡位称为超速挡
（3）当 i=1时，为等速等扭传动，其挡位称为直接挡
习惯上把变速器传动比值较小的挡位称为高挡，传动比值较大的挡位称为低挡
变速器挡位的变换称为换挡，由低挡向高挡变换称为加挡或升挡；由高挡向低挡变换称为减挡或降挡
变速器就是通过挡位变换来改变传动比，从而实现多级变速

2.变向原理
由齿轮传动原理可知，一对相啮合的外齿轮旋向相反，每经过一对齿轮传动，轴的转向就改变一次
因此，两轴式变速器通常在输入轴与输出轴之间加装倒挡轴和倒挡齿轮，也称为惰轮
三轴式变速器通常在中间轴与输出轴之间加装倒挡轴和倒挡齿轮，从而改变输出轴转向，使汽车能够倒向行驶

3.换挡原理

变速器换挡通常采用接合套、滑移齿轮或同步器等装置，使齿轮或齿圈实现啮合或脱开，从而完成不同挡位之间的切换

这里需要注意，三轴式变速器的输入轴上第一对齿轮为常啮合齿轮

三、变速器的组成

变速器主要包括变速传动机构和换挡操纵机构两部分

1.变速传动机构

变速传动机构是变速器的主体，主要由一系列相互啮合的齿轮副、支承轴以及壳体等组成

其功用是改变转速、转矩和旋转方向

2.换挡操纵机构

变速器操纵机构的功用是保证驾驶员能够根据使用条件，准确、可靠地使变速器挂入所需要的挡位工作，并且可以随时退入空挡

要求：

（1）防止自动换挡和自动脱挡。因此，在操纵机构中应设置自锁装置

（2）防止同时挂入两个挡位。因此，在操纵机构中应设置互锁装置

（3）防止误挂倒挡。因此，在操纵机构中应设置倒挡锁装置

3.同步器

（1）同步器的作用

同步器的作用是使接合套与待接合齿圈之间迅速同步，并阻止在同步前接合

（2）同步器的优点

1）缩短换挡时间

2）防止齿轮冲击

3）使换挡更加平顺可靠

4.变速器分类

按工作轴数量分类，不含倒挡轴，变速器可分为：

（1）三轴式变速器

（2）两轴式变速器

后续章节

后面几章的内容（离合器、转向系统、制动系统等）其实和《汽车设计》里的内容是重复的，大家可以前往我写的这篇文章进行学习，有不懂的地方可以看看文章里附的讲解视频。另外，《汽车设计》中对应变速器的内容为外教授课内容，因此与中文教材上讲述的内容不相同，复习时主要看本篇文章相关内容

这里有一个点需要进行补充，就是转向系统里面的转向梯形，这个《汽车设计》中并没有涉及到