汽车原理之汽车车身的结构与原理
 
汽车车身结构主要包括:车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它装备。
    汽车车身应对驾驶员提供便利的工作条件,对乘员提供舒适的乘坐条件,保护他们免受汽车行驶时的振动、噪声,废气的侵袭以及外界恶劣气候的影响,并保证完好无损地运载货物且装卸方便。汽车车身上的一些结构措施和设备还有助于安全行车和减轻事故的后果。
    车身应保证汽车具有合理的外部形状,在汽车行驶时能有效地引导周围的气流,以减少空气阻力和燃料消耗。此外,车身还应有助于提高汽车行驶稳定性和改善发动机的冷却条件,并保证车身内部良好的通风。
    车身壳体是一切车身部件的安装基础,通常是指纵、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架,而轿车车身和货车驾
驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。
    车门通过铰链安装在车身壳体上,其结构较复杂,是保证车身的使用性能的重要部件。钣等。这些钣制制件形成了容纳发动机、车轮等部件的空间。
    车身外部装饰件主要是指装饰条、车轮装饰罩、标志、浮雕式文字等等。散热器面罩、保险杠、灯具以及后视镜等附件亦有明显的装饰性。
    车内部装饰件包括仪表板、顶篷、侧壁、座椅等表面覆饰物,以及窗帘和地毯。在轿车上广泛采用天然纤维或合成纤维的纺织品、人造革或多层复合材料、连皮泡沫塑料等表面覆饰材料;在客车上则大量采用纤维板、纸板、工程塑料板、铝板、花纹橡胶板以及复合装饰板等覆饰材料。
    车身附件有:门锁、门铰链、玻璃升降器、各种密封件、风窗刮水器、风窗洗涤器、遮阳板、后视镜、拉手、点烟器、烟灰盒等。在现代汽车上常常装有无线电收放音机和杆式天线,在有的汽车车身上还装有无线电话机、电视机或加热食品的微小炉和小型电冰箱等附属设备。
    车身内部的通风、暖气、冷气以及空气调节装置是维持车内正常环境、保证驾驶员和乘客安全舒适的重要装置。座椅也是车身内部重要装置之一。座椅由骨架、座垫、靠背和调节机构等组成。座垫和靠背应具有一定的弹性。调节机构可使座位前后或上下移动以及调节座垫和靠背的倾斜角度。某些座椅还有弹性悬架和减振器,可对其弹性悬架加以调节以便在驾驶员们不同的体重作用下仍能保证座垫离地板的高度适当。在某些货车驾驶室和客车车厢中还设置适应夜间长途行车需要的卧铺。汽车遮阳板
    为保证行车安全,在现代汽车上广泛采用对乘员施加约束的安全带、头枕、气囊以及汽车碰撞时防止乘员受伤的各种缓冲和包垫装置。按照运载货物的不同种类,货车车箱可以是普通栏板式结构、平台式结构、倾卸式结构、闭式车箱、气、液罐以及运输散粒货物(谷物、粉状物等)所采用的气力吹卸专用容罐或者是适于公路、铁路、水路、航空联运和国际联运的各种标准规格的集装箱。
目前,应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机,其中汽油机用于轿车和轻型客、货车上,而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客
、货车发动机也有用柴油机的。以风冷或二冲程活塞式内燃机为动力的汽车为数不多。特别是从20世纪80年代起,在世界范围内,就不再有以二冲程活塞式内燃机为动力的轿车了。
汽油机与柴油机、四冲程与二冲程内燃机的比较以上叙述了各类往复活塞式内燃机的简单工作原理,从中可以看出汽油机与柴油机、四冲程与二冲程内燃机的若干异同之处。
四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是:
)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程,每个行程各占180°曲轴转角,即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。
四个活塞行程中,只有一个作功行程,其余三个是耗功行程。显然,在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程时大得多,即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴旋转的不均匀性,可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进行工作。
两者不同之处是: 1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延续到进气和压缩行程终了,时间较长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形成,从压缩行程接近终了时开始,并占小
部分作功行程,时间很短。 汽油机的可燃混合气用电火花点燃,柴油机则是自燃。所以又称汽油机为点燃式内燃机,称柴油机为压燃式内燃机。
二冲程内燃机与四冲程内燃机相比具有下列一些特点。
曲轴每转一周完成一个工作循环,作功一次。当曲轴转速相同时,二冲程内燃机单位时间的作功次数是四冲程内燃机的两倍。由于曲轴每转一周作功一次,因此曲轴旋转的角速度比较均匀。
2)二冲程内燃机的换气过程时间短,仅为四冲程内燃机的1/3左右。另外,进、排气过程几乎同时进行,利用新气扫除废气,新气可能流失,废气也不易清除干净。因此,二冲程内燃机的换气质量较差。
3)曲轴箱换气式二冲程内燃机因为没有进、排气门,而使结构大为简化。
为了叙述上的方便和适应习惯上的称谓, 本软件用文如不特别说明,则将水冷四冲程往复活塞式内燃机简称为发动机。
汽油机由以下两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成;柴油机由以上两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成,柴油机是压燃的,不需要点火系。
一、动力性指标
动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标,一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。
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 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。
2.有效功率发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率,记作 pe 单位为 KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定,也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度,然后用公式计算出发动机的有效功率。