汽车节能技术与原理缩小版[推荐]

第一篇：汽车节能技术与原理缩小版[推荐]

一、名词解释

1现润滑的方法。、化学反应润滑法：

利用高温，使润滑剂在摩擦表面之间分解，并形成一种固体润滑膜实

23、燃料电池：

4、冷起动：当气温或发动机温度低于是一种利用燃料和氧化剂产生电能的系统。5℃时起动发动机。

汽车滑行。、加速滑行：

指在平路行驶时，用暂时多消耗燃油来提高车速，利用加速时储存的动能让5进行冲压加工。、激光“拼焊”方式：

将不同厚度和不同性能的钢板剪裁后拼焊成新的钢板，然后再对其6气状态下充满工作容积的气体质量的比值。、充气效率：指在发动机进气行程时，实际进入气缸内的新鲜气体的质量与在进气系统进

7相同需要、达到相同目的的前提下，使能源的消耗量下降。、节能：指在保证能够生产出相同数量和质量的产品，或获得相同的经济效益，或者满足

8燃油消耗率、燃油消耗率：g/kw 发动机每发出·h)，用ge表示。1kw的有效功率，在1h内所消耗的燃油的质量（g），称为9良好的路面上等速行驶、等速百公里耗油量：100kM是常用的一种评价指标，它指汽车在一定载荷下，以最高档在水平的燃油消耗量。

10况的变化而变化的关系。、发动机特性： 指在一定条件下，发动机的性能指标与特性参数随着调整情况及运行工

1112、热机循环：如果热力循环在外界加入热量后，又对外做正功，就是热机循环。

能输出的最大功率之比。、发动机负荷：指在一定的转速下，发动机实际输出的有效功率与在该转速下发动机所

13料中，当两表面发生相对运动时，润滑剂逐渐地重新、自润滑方法：将摩擦副表面经过特殊处理，使大量的固体润滑剂“侵蚀”到其表层材“流出来”。1415、热起动：发动机温度在40℃以上时的起动。为主要燃料的发动机。、CNG柴油双燃料发动机：

是以压燃少量喷入缸内的柴油作为“引燃燃料”，天然气作16焰时，开始发出闪火时的温度。、闪点：指柴油在一定实验条件下加热时，当油料蒸气与周围空气形成的混合气接近火

17燃比可达、稀燃：25:1,稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论空燃比的情况下的燃烧，空甚至更高。

18次、分组喷射：。

将多缸发动机的喷油气分为二到三组，各组在一个工作循环中同时喷射一

二、简答题

1答：、天然气汽车有哪些优势、存在什么问题、提高其输出功率的措施有？1）优势： A.可替代十分短缺的汽、柴油，充分利用天然气资源B.减少对大气的污染

C.差燃料经济性好B、汽车动力性下降）D.使用压缩天然气比汽油安全C、整车成本高D、供气体系建设有难度E.使用性能好2）问题E、储气瓶占用空间较大，：A、天然气携带性携带不方便3）提高其输出功率的措施：A、提高充气系数B、适当提高发动机压缩比C、使用专用天然气汽车发动机润滑油2答：、发动机常用的节能装置有哪些？1）火花塞二次空气导入环2）发动机磁化节油器

3）喷水节油器4）节油点火装置：晶体管点火装置、高频高能电子点火器、突出型长电极火花塞、细电极型火花塞、索勒分火头、高效两用点火线圈、雪崩二极管、等离子点火节油器。3答：、燃用稀混合气的技术途径有哪些？1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气混合均匀及各缸混合气分配均匀

2）采用结构紧凑的燃烧室3）加快燃烧速度4）提高点火能量，延长点火的持续时间5）采用分层燃烧技术、增压发动机的结构上需做哪些调整？4答；1）增大供油量，调整供油系 2）改变配气相位

5）改进进、排气系统 5）冷却增压空气 3）减小压缩比，增大过量空气系数答：、简述子午线轮胎有哪些优点？1）使用寿命长；2)滚动阻力小，节省燃料；

3)承载能力大；4)附着性能好；5）减振性能好；6）胎温低，散热快；胎面不易穿刺，不易爆胎。6答：当驾驶员踩下加速踏板时，加速踏板位置传感器将加速踏板位移量信号转换为电压信、简述电子节气门的工作过程。

号传给ECU，ECU通过对当前所处工况进行计算和逻辑处理后，发出控制信号，再经过功率放大，控制节气门驱动电动机，使电动机按照ECU给定的角度驱动节气门运转到所需要的开度；同时节气门体上的节气门位置传感器将测得的当前节气门位置信号转化为模拟电压信号传给ECU，通过反馈实现对节气门的闭环控制。

7答：减小汽车行驶阻力最主要的就是减小汽车行驶中的滚动阻力和空气阻力。、根据所学试述如何通过减小汽车行驶阻力来提高汽车的燃油经济性？

1胎出现驻波现象，载货车车速控制在）减小汽车的滚动阻力措施有：修好路，养好路，选好路；合理控制汽车行驶速度防止轮100km/h以下，轿车控制在140km/h以下；保持轮胎气压在标准值范围；选用子午线胎。

2系数，设计先进的流线型，保证车体表面的质量；改善车身的空气动力性能：主要是不断）减小汽车空气阻力的措施有：减小汽车的迎风面积；保持车辆中速行驶；降低空气阻力改进汽车的流线型，广泛使用各种局部减阻装置。

8答：、电动汽车有何发展优势，现今普及电动汽车又面临着哪些问题？1）电动汽车的发展优势：

A.户而言影响不是很大电动汽车结构简单，日常维修工作极少，使用方便电动汽车充电时间并不长，对一般用B.电动汽车可实现零排放C.电动汽车可将车辆的行车动能“再生”地转化为电能并储存于蓄电池中 D.2高一次充电后的行驶里程）电动汽车普及面临的问题：电动汽车运行噪声较普通汽车小

C、延长蓄电池的使用寿命A、普及电动汽车的关键在于改善其性能和降低成本D、发展包括充电设施在内的基础设施B、提E9、降低电动汽车的价格

答：、使用润滑油时应注意哪些主要使用方法？（1）同一个级别的国内外润滑油使用效果要一致。（2）级别低的润滑油不能用于高性能发动机，以防润滑不足，造成磨损加剧；级别高的润滑油可以用于稍低性能的发动机，但不可降档太多。（3）在保证润滑的条件下，优选粘度低的润滑油，可以减少机件的摩擦损失，提高功率，降低燃料消耗。若润滑油粘度太高，不可自行进行稀释。（4）保持正常油位，常检查，勤加油。正常油位应位于油尺的满刻度标志和1/2刻度标志之间，不可过多或过少。（5）不同牌号的润滑油不可混用，同一牌号但不同生产厂家的润滑油也尽量不要混用。（6）注意识别伪劣润滑油。（7）定期更换润滑油，一般情况下内燃机油质量等级越高换油期越长。

10答：、简述火花塞二次空气导入环的作用。（1）可以降低排气行程后残余气体的量和温度，特别是能扫除火花塞周围的残留废气，使混合气易于点燃。（2）能产生空气涡流，使汽油雾化得更加完善、加快了火焰传播速度、延长了火花塞和气门的使用寿命。（3）能增加充气效率，使发动机的功率得到充分发挥，提高启动、加速等的能力。（4）有利于火花塞的冷却，避免产生炽热现象，减少爆燃的可能性。（5）减少排气中的CO、HC等有害物质。11答：、简述串联式混合动力汽车的性能特点。(1)控制系统比较简单，特别是发电机运行的控制只需根据蓄电池充放电状态决定发电

或停止。(2)发动机总是在最佳工况下驱动发电机，因此效率高，有一定节能效果，能减少污染。(3)动力传递过程中，由于存在能量转换中的损失，降低了能量利用率，其综合效率低于燃油汽车。(4)要求每一动力装置的各自功率都等于或接近汽车的最大驱动功率，特别是驱动电动机必须满足汽车行驶的要求，因此增加了车辆成本及机构布置难度。12答：、简述超速离合器的特点。（1）操作简便：装用超越离合器后，完成一次滑行，驾驶员只须松、踏加速踏板两个 动作，大大减轻了驾驶员的疲劳。（2）节省燃料：应用超越离合器后，一脚踩加速踏板即可上档加速，免去了空踩加速踏板。由于操作简便可把车速控制在经济车速范围内，也可频繁滑行节油。（3）保证安全：使驾驶员减少动作，比较轻松地处理各种复杂情况，从而有利于安全行车。（4）减少机件磨损：可减少滑动摩擦 与冲击磨损。13答：、时间控制式柴油机高压共轨喷油系统的特点。(1)喷油压力与发动机转速无确定关系，只取决于共轨腔中按要求调整的压力，彻底解

决了传统喷油泵高、低速时喷油压力差别过大，性能难以兼顾的固有矛盾。(2)根本解决了传统喷油泵脉动供油时，输出的峰值转矩过大，凸轮轴瞬间转速变化太快，不能稳定控制小喷油量的矛盾。(3)由于共轨腔压力可任意调节，再加上可灵活控制电磁阀升程，于是能实现喷油压力和喷油率的柔性控制。14答：、正确控制行车温度，应注意哪些问题？(1)燃烧室积炭教多而未能清除前，发动机温度可保持在其正常温度的下限（80℃），以防爆燃。(2)寒冷季节，在停车前的0.5-1.0km，可使发动机冷却液温度控制在90度以上，这样汽车在停车前一段时间内，不致使冷却液温度下降太多，可缩短停车后起动升温的时间。(3)当发动机处于大负荷（满载或爬坡）时，可使冷却液温度稍低一些（80度左右）；处于小负荷（空车或下坡）时，可使发动机冷却液温度高一些（90度）。(4)在较坏路面行驶时，车速低，发动机负荷大，温度升高快。如果预先知道前方是较差路段，应提早1-2km将发动机冷却液温度降至80度左右。(5)由于汽车在滑行终了时，因温度低而使加速的油耗增加，所以在汽车滑行前应将发动机冷却液温度控制得偏高（90度以上）一些。15答：、简述普及电动汽车所面临的主要问题。（1）降低电动汽车的价格。（2）提高一次充电后的行驶里程。（3）延长蓄电池的使用寿命。（4）发展包括充电设施在内的基础设施。

16答：存在的问题：、论述汽油机使用增压技术的困难，应如何克服？（1）汽油机增压后爆燃倾向增加。

（2）由于汽油机混合气的过量空气系数小，燃烧温度高，因此增压之后汽油机和涡轮增压器的热效率大。（3）车用汽油机工况变化频繁，转速和功率变化范围宽广，致使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难。解决的办法：（1）在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压，成功地摆脱了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难。电控技术的应用，可以极其方便地对汽油机增压系统进行爆燃控制、放气控制和排放控制等。（2）应用点火提前角自适应控制，来克服由于增压而增加的爆燃倾向。利用装在发动机上的爆燃传感器检测爆燃信息，并将其传输给电控单元(ECU)，电控单元则发出指令，推迟点火时刻以消除爆燃。待爆燃消除后，自适应地逐步加大点火提前角，使发动机在比较理想的状况下工作。（3）对增压后的空气进行中间冷却。因为空气增压后温度升高，密度减小，如果温度过高，不仅会减少进气量，消弱增压效果，还可能引起发动机爆燃。实践证明，对增压空气实行中冷，对提高功率，降低油耗，降低热效率和减轻爆燃都十分有利。因此，不但在汽油机增压系统中设置中间冷却器，而且在高增压柴油机增压系统中也设有中间冷却器。

17则和依据是什么？、汽车行使时，为何要提倡中速行使？中速和经济车速有什么区别？考虑经济车速的原 答：（1）当车速低时，克服阻力所需的功率较小，但是发动机的负荷小而耗油率升高；反

之，当车速高时，克服阻力所需的功率增大，发动机由于负荷增大而耗油率降低。但是，车速越高，行驶阻力越大，需克服这些阻力所需功率也增大，对汽车燃料的消耗的影响，大大超过了发动机由于负荷增大耗油率降低的影响，结果使汽车燃料经济性变差。只有在中等速度行驶时，可以兼顾发动机的耗油率和车速对油耗的影响，每100km燃料消耗量最低。（2）通常说的中等车速其实际车速略高于经济车速，应为经济车速的车速过低，影响生产效率。（3）原则和依据是：首先应使发动机在燃油消耗率最小时的转速范围内运转，并考虑安全行车及减小空气阻力；其次应提高发动机的功率利用率；再次是重视汽车运行中的经济性，包括加速、减速、等速、怠速及常用车速。总之，考虑的应是燃油消耗量少、运输经济效益高、服务质量好、行驶安全等综合要求。

18答：、试论述乙醇燃料汽车发展所面临的主要问题并提出解决措施。主要问题：（1）热值比汽油低的多；（2）低温起动性能差；（3）容易造成油路堵塞；（4）容易与汽油分层（5）容易产生气阻；（6）具有腐蚀性能。此外，乙醇汽油的蒸发排放比纯汽油高；乙醛排放高；着火界限宽，火灾隐患大；虽然乙醇辛烷值虽高，但灵敏度也大，使得发动机负荷增加时，抗爆性下降。可采取的措施：（1）适当提高压缩比，以提高热效率。（2）醇有稀释和制冷作用，因此可适当增大点火提前角。（3）当混合燃料中醇含量较多时，为使混合气不过稀，保证必要的动力性，有必要加大供油量。另外还应当优化进气管的设计，是各缸燃油的分配尽可能均匀。（4）选择适当的火花塞和火花间隙，避免早燃。（5）可采用加热进气道、起动加浓等方法改善起动性能。（6）使用大比例乙醇汽油燃料时，应加大首道活塞环及其他薄弱零件的强度。（7）发动机工况变化时，可采用对进入缸内的燃料和空气进行开环控制，以缩短它的动态响应时间。（8）为减少零件磨损，可使金属表面保持一层聚烯烃膜，以减少电解腐蚀；或采用更高硬度和更少铁素体更少的金属材料；也可在润滑油中加入特种添加剂。19答：、汽车冷起动时存在哪些问题？1）发动机起动困难2）冷却系与蓄电池易结冰

3）燃油消耗量增加4）行车条件恶劣 20答：掺水乳化油是油包水型，利用的是水珠的微爆效应，乳化油在喷油器中首先被一次雾、简述掺水乳化节油的原理？

化，在气缸内的高温下，油中的水珠迅速汽化，使油膜发生了爆炸性破裂，并分散和形成非常微小的微粒，即发生了二次雾化作用，使得混合气混合更充分，燃烧更完全，经济性提高。采用结构紧凑的燃烧室答：、燃用稀混合气的技术途径有哪些？1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气混合均匀及各缸混合气分配均匀

3）加快燃烧速度4）提高点火能量，延长点火的持续时间 5）采2）用分层燃烧技术改进进、排气系统答；、增压发动机的结构上需做哪些调整？1）增大供油量，5）冷却增压空气调整供油系 2）改变配气相位 3）减小压缩比，增大过量空气系数 4）23答：汽车磁粉式离合器是以磁粉作为中间介质，利用电磁原理，使主动件和从动件通过磁、简述磁粉式电磁离合器的原理？

粉实现接合和分离。

24答：、时间控制式柴油机高压共轨喷油系统的特点。（1）喷油压力与发动机转速无确定关系，只取决于共轨腔中按要求调整的压力，彻底 解决了传统喷油泵高、低速时喷油压力差别过大，性能难以兼顾的固有矛盾。（2）根本解决了传统喷油泵脉动供油时，输出的峰值转矩过大，凸轮轴瞬间转速变化太快，不能稳定控制小喷油量的矛盾。（3）由于共轨腔压力可任意调节，再加上可灵活控制电磁阀升程，于是能实现喷油压力和喷油率的柔性控制。

25答：、为柴油机选配涡轮增压器时，一般应满足哪些要求？（1）柴油机应能达到预定的功率和经济指标，涡轮增压器应能供给柴油机所需的增压 压力和空气流量。（2）涡轮增压器应能在柴油机的各种工况下稳定地工作，压气机不应出现川振或涡轮机不出现堵塞现象。（3）涡轮增压器在柴油机的各种工况下都能高效率地运行。（4）涡轮增压器在柴油机的各种工况下都能可靠地工作。26答：、减少发动机的机械摩擦损失的技术途径有哪些？（1）降低活塞、活塞环、连杆等往复运动机件的摩擦和质量。（2）降低滑动部件的滑动速度及高面压比，如减少曲轴轴径尺寸，缩短轴承宽度等。提高曲轴、连杆等旋转零件的刚度，防止运动中产生变形。（3）减少润滑油的搅拌阻力。（4）润滑油的改良----低粘度化。

（5）合理选择摩擦零件的材料，优化材料配对，提高摩擦表面加工精度。27答：、行车温度包括哪些？试分析它们对行车油耗有何影响？1）行车温度包括：冷却液温度、机油温度、发动机室内空气温度、变速器和驱动桥主

减速器油温； 2）对油耗的影响：A、冷却液温度：影响气缸及机体各部分表面温度，冷却液温度提高可使混合气温度提高，雾化好，提高经济性；过高，发动机易发生早燃和爆燃，油耗增大；过低，则热损失大，燃烧速度低，动力性下降。B、机油温度：过高，过低会影响机油粘度从而影响润滑性能，导致油耗升高，动力性下降。C、发动机室温度：正常的发动机室温度有利于汽油雾化和进气均匀分配，提高发动机经济性动力性。D、变速器和驱动桥主减速器油温：变速器和驱动桥主减速器油温正常可保证变速器和主减速器的正常润滑，提高车辆的机械效率，减小机械损失，保证经济性和动力性。

28、写出汽车节油效果的评价指标（表达式）？ 答：1)节油率：ξ=

QS0-QS×100%

QS0

QS0:油耗定额（kg/h）QS:实际油耗（kg/h）2)安装节油器后的节油率：ξ=

ge0-ge×100%

ge0

ge0：装节油器前的油耗（g/kW·h）ge：装节油器后的油耗（g/kW·h）

第二篇：汽车节能技术调查研究解读

引言

大家知道，汽车工业的飞速发展是人类文明的一大骄傲。与此同时，汽车对能源的消耗和废气的排放也日渐成为人类发展的一大障碍。汽车工业对可持续发展应做出的贡献就是减少油的消耗量、降低排放。采用先进科学的节能措施减少汽车废气对大气的污染、改善人类生态环境、节省石油资源。随着国家节能政策的逐步实施，国家对汽车燃油经济性标准的要求越来越严格，同时随着燃油价格的持续上涨，消费者对汽车产品的燃油经济性也越来越关注。除了汽车保有量增加这个原因外，造成我国汽车燃油消耗量巨大的另一个原因是我国的汽车技术整体比欧美、日本等发达国家落后10～20年。欧洲的柴油机技术和美国、日本的混合动力汽车的研制成功以及可替用燃料的不断研制，把汽车能耗进一步降低，而我国老旧车比例高达25%,汽车每百公里平均耗油比发达国家高20%以上。我国现在行驶的乘用车很多是从国外引进的上世纪80年代的车型。即使是最近几年生产的汽车节油技术的采用也非常有限。随着当前我国国民经济和汽车工的快速发展以及由此带来的能源消耗和环境问题的日益突出，交通节能减排工作的重要性不断增加，而汽车节能减排则又是其中的重要组成部分重要性不言而喻。考虑到当前我国的汽车节能技术发展的实际状况除了要积极推进以混合动力、燃料电池、柴油、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术的不断发展外，另一个推进汽车节能减排工作的措施就是大力研究开发适合我国现阶段汽车行业技术现状以及适合大量在用汽车的高性能汽车节能产品[1] 能源和节能的概念

《中华人民共和国节约能源法》中规定了能源和节能的概念。能源，是指煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能和其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。节能，是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理的利用能源。节能是国家发展经济的一项长远战略方针[2] 汽车能量消耗的主要因素

汽车依靠发动机发出的动力，通过传动装置推动汽车前进，而发动机是依靠燃料,在气缸内燃烧，放出热量，使燃气的温度和压力增加，体积膨胀，推动活塞做功而获得动力。在此过程中，燃料燃烧后只有一小部分能量转化为有用功，其余大部分以不同形式分别损失在发动机本身和汽车传动装置中。汽车能量转换时的损失情况，可分为以下三点： 3.1 热量转变为机械功时的损失

燃料发出热能的损失，主要是排气、散热、漏气等造成的。发动机工作时气缸内热量的利用程度，用指示功率表示，它是指气体膨胀推动活塞在单位时间内所做的功。指示功率=（推动活塞做功的有效热量）/（燃料总热量），上式说明，推动活塞所做功的有效热量越多，发动机的指示功率越高，则热量损失越少。一般四行程汽油机的指示功率为0.25-0.35，热量损失达65%-75%；柴油机的指示功率为0.4左右，热量损失达60% 3.2 指示功率转变为有效功率时的机械损失

发动机工作时活塞所承受的力，经过连杆使曲轴旋转，经飞轮输出动力。由于部分指示功率要消耗在发动机本身的摩擦损失上，所以从飞轮上实际输出的有效功率要小于指示功

率。为表明发动机指示功率的利用程度，可用机械效率表示。机械效率=（有效功率）/（指示功率）汽油发动机的机械效率约为0.7-0.9，说明发动机的功由活塞经曲轴到飞轮时，摩擦损失达10%-30%。表3-1为柴油机和汽油机热量分配表。

3.3 有效功率转变为汽车传动功率时的损失

发动机发出的有效功率，经过传动装置传到驱动轮时，由于一部分有效功率损失在传动装置中，所以驱动功率又小于有效功率。为表明有效功率的利用程度，可用传动效率来表示。传动效率=（驱动轮功率）（有效功率）/不同车辆的传动效率大约为80%-95%，即有5%-20%的有效功率消耗于传动装置中。直接档因为是动力直接从中间轴传递，在变速器内部不经过齿轮传递，所以光从传动效率应来说，直接档比其它档位稍高。发动机及附件能耗占60%，克服空气阻力 3 的能量占21%，能量转化为机械能传到轮胎，用于克服轮胎滚动阻力做功的能量占13%。汽车节能的关键是降低热能损失和降低摩擦。目前重点开发，推广的汽车节能技术

4.1 混合动力技术

混合动力汽车技术具有非常突出的节能效果，技术相对成熟，而且在国际上已经实现产业化和商业化。此外，混合动力技术对所有以内燃机为动力的汽车，具有普遍的适用性，具有几乎可以实现在任何节能技术的基础上，进一步大幅度提高节能效果的可能性。因此，国家应重点支持混合动力技术的开发、产业化和推广应用。根据技术的难易程度，建议首先在城市公交客车上自主研发开发和推广应用混合动力技术，然后，利用自主研发和引进技术相结合的方式，在轿车上应用混合动力技术。建议实现混合动力汽车的产量占汽车总产量的5%以上。为此，国家需要在以下一个方面，予以支持：混合动力汽车用电池技术与专用电机的开发和产业化；发动机电控技术与电机控制技术的开发和产业化；整车性能优化控制技术与制动能量回收技术的开发和产业化；在起步阶段，给予混合动力汽车适度的政策激励[4] 4.2 高效汽油机，柴油机技术

内燃机的技术进步是汽车节能的关键。在内燃机节能技术方面，国家应重点支持以下几个方面：汽油机缸内直喷技术及稀薄、分层燃烧技术；柴油机高压喷射技术（如：高压共轨燃油喷射技术等）；柴油机多次喷射技术；可变气门正时技术；废气涡轮增压技术；可变气缸技术。

4.3 高效载重汽车及其发动机技术

我国目前载重汽车品种短缺，技术相对落后。发展高效的载重汽车，是在现代物流高度发展的形势下，提高运输效率，降低车用能源消耗的重要措施。因此，国家应重点支持载重车用大功率高效率柴油机的开发和产业化工作，以及系列化载重汽车的开发和产业化。4.4 轿车，轻型车的柴油化技术

柴油化是实现节能的重要途径，随着汽车进入家庭的步伐加快，轿车和轻型车等燃油消耗非常可观。建议国家应重点支持，轿车和轻型汽车柴油化的工作，应关注以下两个方面：轻型高速柴油机技术的研究开发；车用柴油品质的提高和质量保证；整 车轻量化技术，整车轻量化是汽车节能的重要措施，应积极开展新型高强度、轻质材料（如：镁合金、非金属材料等）的研究和应用工作[5] 注重发动机结构

发动机的油耗对汽车的油耗有决定性的影响，而发动机的油耗取决于发动机的结构。发动机的压缩比高、有完善的供油系统及合理的燃烧室形状、采用电子点火系统等都能降低发动机的比油耗[6]。下面就以上几方面对比油耗的影响逐一分析： 5.1冷却系对热效率的影响

发动机中通过缸壁传给冷却水的热量,在各过程中的比例大致为膨胀过程70%-80%,排气过程15%-20%,压缩过程5%-10%。可见冷却损失大部分发生在膨胀过程中，此过程的温度和压力下降，造成发动机的功率损失。发动机的工作温度，对发动机的热效率有很大影响。发动机启动时，由于水温较低，燃油雾化不良，发动机不能正常工作，加之低温时机油的黏度较大，摩擦损失功率增加，这些都会使油耗增加。发动机启动后，有的驾驶员怕熄火，求升温快，往往加大油门，这不仅严重浪费燃油，而且增加了发动机的磨损。为了节省燃油和保护发动机，应待发动机水温升到40°C以上才能起步行驶。温度20°C时，汽油的蒸发率为50%，而在30°C时蒸发率为75%。发动机温度过低，燃料蒸发性差，混合气雾化不良，油滴增多，各缸进气不均匀，混合气偏稀，不易燃烧或火焰传播速度减慢，燃烧不充分，因而油耗增加。

发动机温度过高，空气热膨胀过大，降低了发动机的充气系数，破坏了空燃比，使混合气偏浓，燃料燃烧不完全，也导致燃料消耗增大。

发动机工作温度过高或者过低不但使燃料消耗增加，也会导致发动机磨损增加，使用寿命受到影响。如果温度太高，会造成发动机的早期磨损。

经理论计算和长期实践证明，发动机正常工作的温度是：水箱出口处水温在75-85°C范围内（水温表的温度保持在80-90°C之间），发动机舱内温度保持在30-40°C。供给发动机的燃料所放出的热量，在发动机中经过一系列复杂的过程，只有20%-35%转变为有用功，而其余的热量将随废气、冷却介质等不同途径排出发动机。向发动机供给的燃料所放出的热量恒等于转变为有效功和各散失的热量之和，称为发动机的热平衡。发动机热平衡各部分组成的值是随发动机转速和负荷等情况的改变而变化，所以掌握好行车温度，减少不必要的热量损失，对汽车节油有着很重要的影响。发动机的工作温度对油耗的影响非常大，为了使发动机有合适工作温度，现在通常采用风扇离合器，适时调整发动机的工作温度[7] 5.2发动机换气过程对油耗的影响

换气过程可以用充气效率和换气损失来评价。改善换气过程的目的，是使充气过程中充气效率提高和换气损失减少。目前，汽车用发动机的最高转速为，汽油机7000r/min，柴油机5000r/min。发动机高速运转时，换气过程的持续时间大大缩短，工质流速明显提高，换气损失也会增加，影响混合气形成和燃烧，使发动机性能恶化。所以，换气过程对发动机的性能影响很大，改善换气过程主要通过以下几方面：

首先是进、排气门，时面值是评价气门流通能力的参数，其定义为气门的瞬时开启截面积在气门开启期间内的积分。传统的发动机通常采用一进一排的两气门结构。增大气门直径可以扩大气门流通路截面积，提高充气效率.在两气门结构中，进气阀盘直径可达活塞直径的45%-50%，气门与活塞面积之比为0.2-0.25，进气门比排气门一般大15%-20%；但由于受到结构限制，进一步增大比列已经很困难。为了进一步增大进气门流通截流面积，普遍采用多气门技术。多气门中应用最多的是四气门，即两个进气门和两个排气门。此外，三气门和五气门也可见到。一般情况下，四气门较容易布置驱动机构，此种结构的进气门流通截面积可以提高30%-50%，充气效率的提高使发动机的功率得到明显提高，经济性也有所改善。多气门（四气门或五气门）技术还具有易实现可变技术、单个气门运动件质量减小、有利于发动机高速化等优点。对于低速工况而言，由于气体流速相对较低而减弱了缸内工质的运动，可能会带来不利的影响，但可以在发动机低速工况下通过关闭某一进气道来实现加速气流运

动，获得需要的气流形式与涡流强度，这便是进气系统的可变技术。

其次是配气机构，配气机构的基本功能是在运动惯性力许可的前提下，尽可能的提高气门的流通能力，即提高气门的时面值。由于运动惯性力与配气机构的运动质量以及运动加速度有关，改进配气机构主要是减小配气机构的运动质量、摩擦阻力以及优化凸轮型线等，以更有利于配气机构的高速化。

进、排气道的改进也是减小进、排气系统阻力的重要措施之一。进气道不仅要保证高的流通性能，而且还要满足发动机组织工质运动的要求。例如，直喷式柴油机中，常通过进气道产生一定强度的进气涡流，以提高可燃混合气的形成，改进燃烧。这就要求对进气道进行特别的设计。排气道的改进不仅可以减小排气系统的阻力，对增压机还可以提高废气可利用程度。

此外，进、排气系统中的空气滤清器、排气消音器、以及催化转化器等，在保证主要功能的同时，要尽量降低气体流动阻力，减少对换气过程产生不良影响。

合理确定配气定时，对于实现一个完善的换气过程，进而提高发动机性能是十分重要的。由于不同的发动机工况对应着不同的最理想配气定时，最理想的情况是实现配气定时随发动机工况变化而实时调节。“柔性配气定时”，即在各种工况下通过电控实现最优的配气定时，是今后发展的方向之一。

配气定时通过进、排气门开闭时刻和开闭时间的长短来控制，通常是延迟进气门关闭、提前打开排气门，反映到发动机曲轴转角上即进气迟闭角和排气提前角。为了获得最佳的发动机性能，在发动机高转速和大负荷下希望进气迟闭角和排气提前角加大，有较大的气门升程和较大的气门叠开角；而在低转速和小负荷下，则希望进气迟闭角和排气提前角较小，有较小的气门叠开角。轿车上普遍采用这种可变气门正时技术。

汽油机工作时进入气缸的是可燃混合气体，绝热指数与混合气的浓度有关。较浓的可燃混合气的绝热指数较低，因而发动机的热效率也低。反之，当可燃混合气变稀时，绝热指数的数值增加，发动机热效率也将提高，这便是采用稀薄燃烧的理论依据。适当调稀可燃混合气，能明显降低燃油的消耗[8] 5.3 发动机负荷率影响

发动机负荷率通常是指发动机阻力矩大小。发动机克服阻力矩必须消耗燃油，增加负荷就意味着增加发动机每个工作循环的供油量。汽油机是通过节气门位置来控制，柴油机是通过喷油泵齿条位置来控制（非电控发动机），因此我们把汽油机节气门不全开或柴油机喷油泵齿条位置小于标定功率位置时，称为部分负荷。反映到整车上，当加速踏板踩到底时，发动机为全负荷，加速踏板部分踩下时为部分负荷。发动机的比油耗随发动机负荷的变化而变化，在负荷率约为80%-90%时比油耗最低，低负荷和全负荷时比油耗都增加。

在发动机负荷低时，由于功率利用率低，燃油消耗率增加。若希望汽车的动力性好，则要求发动机的功率、扭矩大。但是在一般行驶时，由于路况较好，车速也受到一定限制。这就可能使大功率的发动机经常处于小负荷工况下运转，造成燃油消耗增加。据统计，在平路上以常用速度行驶时，往往只利用同转速下发动机最大功率的50%-60%，只占发动机最大功率的20%左右。汽车空载低速行驶时，发动机功率利用更低。因此，在满足车辆动力性要求的前提下，不宜装用功率过大的发动机。在合适的道路条件下，利用拖挂和半拖挂汽车运输，可提高发动机的负荷率，使燃油消耗率下降[9] 以上分析侧重于乘用车，特点是整车总质量变化不大。载货汽车主要是侧重于整车的载货能力，整车匹配不能完全按照以上分析进行。若按照上面原则，传动系统传动比取得太小的话，虽然整车的油耗有可能降低，但是整车的超载能力会降低，驾驶过程中会出现加速缓慢，爬坡无力等问题。载货汽车的传动系取值要综合车辆使用的情况具体分析 完善车辆结构

整车燃料经济性的高低，除了受发动机本身影响外，整车匹配和整车状态的调整也对经济性有很大的影响。结合我们的试验数据，下面就整车的匹配、轮胎的选用、风阻的降低和整车质量几个方面来分析车辆结构对汽车燃料经济性的影响。整车传动系统匹配的目的是，在满足传动系统的扭矩匹配、空间布置、重量要求和符合行业标准及法规要求的同时，使整车的动力性和燃料经济性达到最佳状态[10]。6.1 变速箱

变速箱是改变汽车速度的。发动机的转速相同时，不同档位，车速不同，档位越高时车速越高。对于同一档位，车速越高，相应的发动机转速就越高，整车油耗就高。不同档位，油耗是不一样的。使用低速档时，发动机的后备功率大、牵引力大，功率利用率低，油耗要高于高速档的油耗。不同的汽车，油耗不同，但用高速档比低速档油耗低，这个结论是不变的。

多档变速箱是降油耗的方式之一。变速箱档位数增加，其速比级差减小，可选择合适的变速箱速比，使发动机的负荷率在80%-90%最大功率范围内，提高了发动机的动力性，此时发动机的比油耗也最低，又减少整车的燃料经济性。发动机过低负荷和全负荷时比油耗都将会增加。6.2 后桥

在动力系统其它参数不变的条件下，若要选定最佳主减速器传动比，通常做出燃油经济性—加速时间曲线（此曲线通常呈C形，称之为C曲线）。由于后桥速比增大时，整车的动力性提高，油耗增加；相反，整车动力性下降，油耗降低。6.3 轮胎

由于发动机输出功率的30%-40%消耗在轮胎的滚动阻力上，而轮胎变形阻力占其滚动阻力总值的90%以上（轮胎空气阻力、轮胎与路面滑动阻力占10%左右）。轮胎工作气压直接关系到汽车行驶的安全性和经济性。对于同一车辆，轮胎气压降低，则其轮胎半径减小，同时滚动阻力系数增大，整车的油耗就升高；气压升高，轮胎的滚动阻力系数减小，整车的油耗就降低，由于与地面的接触面积减小，对路面的压力增大。可见，根据轮胎负荷，适时地调整轮胎气压，是减小滚动阻力、降低油耗的有效措施。

在垂直载荷作用下，轮胎被压缩的程度或径向变形量称为轮胎的下沉量。当气压一定时，作用在轮胎上的负荷，直接影响到轮胎的变形程度，轮胎工作气压应与负荷能力相适应。单轮负荷比双轮负荷高5%。在实际应用中，不能简单地按照轮胎标准或者使用说明书规定的气压充气，而应当在适当范围内合理的选择。若要提高车辆的负荷能力，可适当提高轮胎的工作气压（该气压不能超过规定的最大负荷）。相反，若车辆负荷小，可以适当减小轮胎气压，但要注意行驶速度。在负荷一定时，轮胎工作气压过高，下沉量小，地面接触面积缩小，单位面积所受的力增加，从而加速了胎面中部的磨损，缩短了轮胎的使用寿命，但是在此情况下，滚动阻力小，有利于降低燃油消耗；轮胎工作气压过低，下沉量增大，胎面边缘负荷增大，胎肩早期磨损，增加了滚动阻力，这对节油、节胎都不利。因此，应选择最佳的轮胎工作气压，一般取 9 轮胎压缩系数为10%时的气压。轮胎的最大负荷，是指在一定速度等级下，轮胎所能承受的最大负荷。当使用速度与负荷能力相适应，并符合相应的气压标准时，就能发挥轮胎的综合性能。在实际使用中，若保持最高车速在速度等级以内，则可相应增加轮胎的负荷，这时应适当提高轮胎工作气压。若高于规定的速度等级，应相应减小负荷。特定条件下需要超载时，应当减速行驶。若轮胎使用因素（负荷、车速、道路、运输距离等）中某一因素发生变化，则要求相应的改变轮胎工作气压。轮胎摩擦、扭曲变形产生的热量，这些热量都来自发动机的输出功，产生的热量越高，消耗的燃油就越多。所以应通过调整轮胎气压和轮胎花纹，降低轮胎的工作温度，达到节油的目的。为了减小轮

胎的滚动阻力，降低整车的油耗，一些车型上使用了宽体单胎代替双胎结构。这样，既可以降低滚动阻力，又能降低整车重量，从而降低整车油耗。养成良好的驾驶状况和驾驶习惯

驾驶员的驾驶习惯和驾驶技术的熟练程度也是降低汽车油耗的重要原因，同一辆车，在相同的使用条件下，不同的驾驶员操作时，整车油耗相差很大。在汽车运行的整个过程中，驾驶员操作技术对汽车的节油的影响是贯穿始终的，驾驶员从启动、起步、换档、转向、加速、减速、制动、停车的各环节都起到了很重要的作用。为了点滴节油，在汽车行驶的过程中，改变油门开度，一定要轻踩缓抬，随时控制好油门，在行车过程中，驾驶员操作要按照如下进行：熟练操作程序，做到“八个不”，即起步不耸、换档不响、转弯不歪、刹车不栽、车速不超、会车不抢、空转不轰、停站不偏；熟悉经济速度，做到安全节油行驶；使用合理的安全滑行方法；熟悉道路状况，正确配合道路外形，灵活的、小心地选择行驶道路；正确掌握使用制动器前的车速，防止紧急刹车；不能使汽车在低速长期行驶；掌握好车上各种仪表的显示，特别是水温表，温度指示不能过高或过低，润滑油压力要保持正常；加强业务学习，熟悉所驾驶的汽车性能和结构；加强基本功，做到“十二练”：即起步练平稳、换档练配合、平路练省燃油速度、上坡练换档、下坡练刹车、转弯练方向、倒车练正确选择、夜间行驶练灯光、会车练安全礼让、抛锚时练排除故障、方向练稳准、雨雪行车练防滑。

驾驶员只要做到以上几点，在保证行车安全的前提下，整车的燃油消耗将会大幅度的降低。结论

随着全球对环境保护重视程度的提高，汽车的环保问题日渐突出；同时伴剧了我国在这方面的压力。众多汽车厂家也纷纷展出了自己最新研究开发的节能汽车。目前，在汽车节能技术上重点开发混合动力技术、高效汽油机柴油机技术、高效载重汽车及发动机技术、轿车及轻型车柴油化技术，并且，在汽车节能采取途径上注重发动机结构、完善车辆结构、车辆自重、合理选材、提高传动效率及良好的驾驶习惯。在伴随汽车节能技术的逐步发展，节能技术应用逐步分为先进柴油机、混合动力汽车、燃料电池汽车三大节能环保技术，还有在氢燃料与电驱动混合动力技术、均质压燃发动机技术、非活塞式内燃机技术、先进高效的传动系技术等，均是汽车节能技术的研究成果。在汽车节能环保方面可谓是百家争鸣，百花齐放，实现良好的可持续健康发展之路，为我们的生活创建一个更加良好的环境。

参考文献：

[1]边耀璋．节能与新能源汽车产业发展规划[J]．电力系统自动化．20012．36（15）：28-29 [2]温博得．汽车节能发展新趋势[J]．汽车零部件．2013，（5）：29-31．

[3]伊韶峰．汽车节能调度方法研究与仿真[J]．计算机仿真．2012，29（3）：42-

43[4]陈山．小议汽车节能与环保技术[J]．城市建设理论研究，2013，（11）：10-14．

[5]谭忠富．电动汽车节能与减排潜力计算类型[J]．现代电力，2013，30（2）：32-35． [6]张滨友．汽车燃料和润滑剂[M]．北京：北京理工大学出版社，2012 ．

[7]久陵．材料轻量化汽车节能的关键核心技术[J]．汽车与配件． 2013，（2）：11-13．

[8]苏历阳，陈茜．未来中国纯电动汽车的节能减排效益分析[J]．气候变化研究进展，2013，9（4）：23-24 ． [9]王程忠．汽车节能技术展望[J]．硅谷，2013，（8）：69-70．

[10]陈清泉，孙逢春，祝嘉光．现代电动汽车技术[M]．北京：北京理工大学出版社，2002．

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

第三篇：浅谈汽车构造与行驶原理

浅谈汽车构造与行驶原理

学院

xx 14xxxx 摘要

一、汽车的组成及分类

汽车是由上万个零件组成的机动交通工具，基本结构主要由发动机、底盘车身和电器与电子设备四大部分组成。通常按汽车的用途分为轿车、客车、载货汽车、越野汽车、牵引汽车、自卸汽车、农用汽车、专用汽车和改装车等

二、汽车的结构设计特点与发展趋势

1、零件标准化、部件通用化、产品系列化

2、考虑使用条件的复杂多变

3、重视汽车使用中的安全、可靠、经济与环保

4、注意外观造型

5、在保证可靠性的前提下尽量减小汽车的自身质量

6、汽车的结构设计要符合有关标准和法规

7、综合考虑人机工程、交通工程、制造工程和管理工程 三丶汽车行驶的基本原理

一 发动机基本知识

汽车的动力源是发动机，发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机器。现代汽车所使用的发动机多为内燃机，内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器，并且这种能量转换过程是在发动机气缸内部进行的。内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型。发动机基本构造

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。

(1)曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。

(2)配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

(3)燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。(4)进排气系统

进排气系统的功用是将可燃混合器或新鲜空气均匀地分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后地废气，从排气消声器排出。(5)润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。(6)冷却系统

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。(7)点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。(8)起动系统

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。二 汽车传动系概述

传动系的基本功用与组成

汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。

传动系的组成及其在汽车上的布置形式，取决于发动机的形式和性能、汽车总体结构形式、汽车行驶系及传动系本身的结构形式等许多因素。目前广泛应用于普通双轴货车上并与内燃机配用的机械式传动系的组成及布置形式.发动机纵向布置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。三 离合器

离合器的功用及摩擦离合器的工作原理

一、离合器的功用 离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的部件。四 变速器与分动器

现代汽车广泛使用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，所以在传动系中设有变速器。它的功用：

1、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；

2、在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；

3、利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。万向传动装置

在汽车传动系及其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还要有中间支承。万向节按其在扭转方向上是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可以分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。驱动桥

驱动桥功用：

1、降速增扭；

2、通过主减速器改变转矩的传递方向；

3、通过差速器实现两侧车轮差速作用，保证内、外车轮以不同转速转向。驱动桥的类型有断开式和非断开式驱动桥两种

（1）非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥，它由驱动桥壳1，主减速器，差速器和半轴7组成。

（2）断开式驱动桥为了与独立悬架相配合，将主减速器壳固定在车架上，驱动桥壳分段并通过铰链连接，或除主减速器壳外不再有驱动桥壳的其它部分。为了适应驱动轮独立上下跳动的需要，差速器与车轮之间的半轴各段之间用万向节连接。车桥

车桥通过悬架和车架相连，它的两端安装车轮，其功用是传递车架与车轮之间各方向的作用力及其力矩。

根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种；根据车桥上车轮的作用，车桥又可以分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥。车轮与轮胎

车轮与轮胎是汽车行驶系中的重要部件，其功用是：

1、承载整辆汽车，就是架在四只车轮的轮胎之上的，不同尺寸与类型以及轮胎的气压决定了汽车承载能力的大小。

2、减震缓冲来自路面的各种震动与冲击，让车内的乘客感觉舒服与安静，不少人对轮胎的最初评价便来源于此。

3、抓地力的大小。抓地喜欢开车的人还能够明显地感觉到轮胎的抓地力，不同对于汽车行驶与制动的影响，轮胎的花纹、轮胎橡胶的配方都可能影响到抓地力的大小。

4、操控提高车辆的操控性能，使得汽车能够得心应手地行驶，不仅令驾驶更加安全与轻松，而且往往有利于节约燃料、延长汽车使用寿命。

5、稳定可靠是所有车主对于轮胎的要求，而耐磨正是稳定可靠的保证。悬架

悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。

现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但一般都由弹性元件、减振器和导向机构组成。

汽车悬架可分为两大类：非独立悬架和独立悬架。非独立悬架其两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上。独立悬架其两侧车轮安装于断开式车桥上，两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮。

五 汽车行驶的基本原理

我们知道汽车要运动，就必须有克服各种阻力的驱动力，也就是说，汽车在行驶中所需要的功率和能量是取决于它的行驶阻力。

因此，我们首先要了解的就是阻力。有些人大概会问了，我们只要给汽车装个大功率的发动机就好了，还用得着管它什么阻力么？如果是这样就会面临几个问题：

1、究竟多大功率的发动机才可以呢？没有一个对比参照物，我们如何确定我们需要多大功率呢；

2、汽车的设计是先设计了汽车的总成，比如底盘，车体等等的部分之后，才设计和选用发动机的，如果不知道这部汽车将面对的阻力，那么我们根本没办法设计出实用的汽车；

3、就算有了非常大功率的发动机（足够可否任何在地面行驶时的阻力），并且已经装上了合适的车体，在使用中也会因为行驶性、油耗，排放，保养，维修等问题而使你无法正常使用它。由此可见，我们要了解汽车的动力性，首先就是要知道我们所遇阻力有哪些。一般，汽车的行驶阻力可以分为稳定行驶阻力和动态行驶阻力。稳定行驶阻力包括了车轮阻力、空气阻力以及坡度阻力。车轮阻力

我们所说的车轮阻力其实是由轮胎的滚动阻力、路面阻力还有轮胎侧偏引起的阻力所构成。

 当汽车在行驶时会使得轮胎变形，而不是一直保持静止时的圆形，而由于轮胎本身的橡胶和内部的空气都具有弹性，因此在轮胎滚动是会使得轮胎反复经历压缩和伸展的过程，由此产生了阻尼功，即变形阻力。而轮胎在路面行驶时，胎面与地面之间存在着纵向和横向的相对局部滑动，还有车轮轴承内部也会有相对运动，因此又会有摩擦阻力产生。由于我们是被空气所包围的，只要是运动的物体就会受到空气阻力的影响。这三种阻力：变形阻力、摩擦阻力还有轮胎空气阻力的总和便是轮胎的滚动阻力了。而路面阻力就是轮胎在各种路面上的滚动阻力，由于各种路面不同，而产生的阻力也不同，在这里就不详细研究了。还有便是轮胎侧偏引起的阻力，这是由于车轮的运动方向与受到的侧向力产生了夹角而产生的。空气阻力

汽车在行驶时，需要挤开周围的空气，汽车前面受气流压力并且形成真空，产生压力差，此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成了空气阻力。我们在汽车指标中经常见得的风阻就是计算空气阻力时的空气阻力系数。这个系数是越小越好。坡度阻力

即汽车上坡时，其总重量沿路面方向的分力形成的阻力。在动态行驶阻力方面，主要就是惯性力了，它包括平移质量引起的惯性力，也包括旋转质量引起的惯性力矩。

动力性能与燃油经济性

汽车的动力性能是指车辆在各种路面行驶时所能达到的平均行驶速度的性能。其主要的评价指标有：

1、最高车速Vmax（km/h）：汽车以最大额定载荷，发动机全负荷，在纵向坡度不大于0.15%的平坦、干燥、清洁的良好路面上，环境风速不大于3m/s、标准大气压、和正常气温条件下获得的车速。

2、最大爬坡度imax（%）。

3、比功率（kW/t）：汽车发动机功率（kW）与车辆总质量（t）之比。现代汽车，无论是轿车还是货车，比功率都在不断地增加。例如，1999年GB7258规定我国机动车的比功率应不小于4.8kW/t，而现在我国20吨总质量的汽车列车的比功率都达到6kW/t以上，国外同类型的列车甚至达到9kW/t以上。

此外，还有用加速时间（t）和加速距离（m）来表示的。制动性

汽车的制动性是指车辆行驶时能在尽可能短的距离内将车辆停下来，并具有一定的方向稳定性以及在各种道路上（尤其是下长坡）减速或维持一定车速的能力。汽车制动性的评价指标是：

1、制动效能

车辆的制动距离和制动减速度都与制动器产生的制动力以及地面与轮胎间产生的地面制动力的大小有关。地面制动力的最大值受轮胎与地面间的附着系数（极限附着力）的限制。当地面制动力等于或大于极限附着力时，车轮就会被抱死。

2、制动稳定性 车辆的制动稳定性是指车辆在制动过程中不发生跑偏、侧滑或失去转向能力的性能。

当两轴汽车前轴左右车轮的制动力矩不相等，或制动时悬架的杆系与转向系拉杆运动不协调等都会引起跑偏现象；

当两轴汽车的前轴先被制动抱死后，车辆将会失去转向能力； 当两轴汽车的后轴先被制动抱死后，后轴将会产生侧滑，严重时汽车还会调头。轮胎与地面间的附着系数有纵向附着系数和侧向附着系数。它们都是随车轮的滑移率而变化的。

为了避免汽车的后轴车轮被抱死，常常在制动过程中采用某种装置，随着制动强度的增加，以不同的方式不断地减小后轮制动器的制动力矩增加的速率，这种装置就称为制动力调节装置。

3、制动效能的恒定性

汽车在繁重工作条件下制动时，制动器的温度高达300ºC以上，有时甚至达到600ºC～700ºC。温度很高时，制动摩擦力矩会显著下降。这种现象就称为“热衰退”。若经几次冷制动后，制动效能又得以恢复，就称为“热恢复”。汽车的制动效能恒定性，应符合热制动试验的相应要求。操纵稳定性

汽车操纵稳定性可以归结为：①汽车在行驶过程中，驾驶员不打转向盘时维持直线行驶的能力；②在打转向盘后，沿预定的路线行驶的能力；以及③在上述两种情况下，受到外界干扰时，抵御外界干扰并继续维持预定路线行驶的能力。有时，前两者称为操纵性，后者称为稳定性。通过性

汽车的通过性（越野性）是指能以足够高的平均行驶车速通过各种坏路或无路地带（Off-road）以及某些（不是各种．．．．）障碍的能力。舒适性（行驶平顺性）

1、汽车行驶平顺性主要研究车辆在行驶过程中产生的振动和冲击对乘员舒适性程度的影响和保持所运输货物完好程度的影响。

2、人体对舒适性的主观感觉：疲劳—工效降低界限（ISO2631《人承受全身振动的评价指南》）。对货物完好性的评价并没有一个统一的标准，只能进行主观的直觉的判断。

3、双轴汽车或多轴汽车除了垂直振动外，还有纵向角振动和侧向角振动。所有振动参数中，影响最大的是振动角速度和振动角加速度。

4、车辆是一个非常复杂的振动系统。人—座椅—悬架（包括弹性车轮）更是主要的研究内容。解决问题主要靠实验。

5、行驶平顺性控制主要是悬架参数的控制。如前所述，有主动悬架、半主动悬架和高度控制等。这里所述的悬架，包括座椅的悬架系统,如可变座椅阻尼的“智能气囊”——气阻尼控制PDC（pneumatic damping control）系统等。安全性

汽车的安全性分主动安全性和被动安全性。

1、主动安全性及其控制 汽车主动安全性就是车辆具有对事故的预防能力，它包括： ——使用可靠性； ——操纵稳定性；

——环境安全性：如减小车辆噪声、振动、各种气候条件对驾驶员和乘员的心理压力；

——感觉安全性：如尽可能大的视野，灯光、声响、视觉报警系统等使驾驶员能及时地做出正确判断；

——操作安全性：如人机工程等。

2、被动安全性及其控制

汽车的被动安全性是指在发生交通事故时车辆具有良好的防碰撞能力，并保证驾、乘人员免受伤害或尽量减轻伤害程度的能力，以及同时保护第三者（行人、非机动车和机动车驾驶员）安全的能力。这些措施有：“坚固”的车身（合理的变形、事故后车门依然可以开启）、安全带、安全气囊、车内软化（软化内饰、安全玻璃、吸能转向盘和转向柱等）、前下、后下、侧面防碰撞装置、火灾预防措施等。

参考文献

1、《汽车发动机原理》 徐兆坤 主编 北京 清华大学出版社 2010

2、《现代汽车发动机原理》赵丹平主编 北京 北京大学出版社 2010

3、《现代汽车电子技术》高义军

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5、《汽车构造》 陈家瑞

6、《汽车基本构造与新技术》

7、《新型汽车发动机集中控制系统的硏究与开发》陈渝光 主编 西安交通大学 2004

第四篇：汽车构造与原理作业

汽车构造与原理作业

1．汽车按用途分成哪些类型？

2．汽车有哪几部分组成，各部分的功用如何？

3.汽车发动机有哪些机构和系统组成，它们各有什么功用？

4.四冲程汽油机和柴油机在总体结构上有哪些异同？

5.曲柄连杆机构的功用是什么？包含哪些零件？

6.飞轮的主要功用是什么？

7.什么是配气定时？

8.汽油供给系统的功用是什么？

9.电控燃油喷射式发动机有何优点？

10.柴油机为什么要设置调速器？

11.使用催化转化器是如何进行排气净化的？

12.什么是水冷却系统的大循环和小循环？

13.发动机润滑系统的润滑方式有哪些？

14.试述传统点火系统的组成和各部分的作用？

15.汽车起动机中单向离合器的作用?

16.汽车传动系的组成和基本功用是什么？

17.汽车传动系有哪些类型？

18.汽车离合器的功用是什么？摩擦离合器的类型有哪些？

19.汽车变速器的功用和类型有哪些？

20.防止自动脱档的结构有哪些？

21.为什么要采用同步器，同步器的类型有哪些？

22.汽车自动变速器有什么特点？有那几部分组成？

23.汽车万向传动装置的功用是什么，主要用在什么地方？

24.万向节的种类有哪些？有什么不同的特点？

25.汽车行驶系有哪些组成？功用是什么？

26.汽车车架有哪些类型？

27.汽车车桥按运动方式和作用分，有哪些类型？

28.转向轮定位参数有哪些？各有什么作用？

29.汽车驱动桥有哪几部分组成，主减速器和差速器的作用是什么？

30.汽车悬架总成一般有哪几部分组成？各部分的作用是什么？

31.汽车悬架的类型有哪几种？其区别是什么？

32.汽车转向系的功用是什么？分为哪几类？各有哪几部分组成？

33.汽车制动系中行车制动和驻车制动的区别是什么？

34.鼓式制动器和盘式制动器各有几种形式？各具有哪些特点？

35.ABS制动防抱死系统有何作用？

第五篇：节能技术

地源热泵中央空调：地源热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22℃，温度比环境空气温度高，热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高；土壤或水体温度夏季为18-32℃，温度比环境空气温度低，制冷系统冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率大大提高，可以节约30--40%的供热制冷空调的运行费用，1KW的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上冷量。

与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省约二分之一的能量；由于地源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。能量回馈技术：

1、回馈节能基本原理

将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈装置变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设

备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。

2、回馈节能解决方案

能量回馈装置的作用就是能有效的将电动机的再生电能高效回送给交流电网，供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达15%～45%。此外，由于无电阻发热元件，机房温度下降，可以节省机房空调的耗电量，在许多场合，节约空调耗电量往往带来更优的节电效果。在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。

在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。

有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。

功率因数补偿技术：功率因数是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高低，对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。

所谓功率因数，是指任意二端网络（与外界有二个接点的电路）两端电压U与其中电流I之间的相位差的余弦。在二端网络中消耗的功率是指平均功率，也称为有功功率，它等于电压×电流×电压电流间相位差的余弦。

由此可以看出，电路中消耗的功率P，不仅取决于电压V与电流I的大小，还与功率因数有关。而功率因数的大小，取决于电路中负载的性质。对于电阻性负载，其电压与电流的位相差为0，因此，电路的功率因数最大（）；而纯电感电路，电压与电流的位相差为π/2，并且是电压超前电流；在纯电容电路中，电压与电流的位相差则为－（π/2），即电流超前电压。在后两种电路中，功率因数都为0。对于一般性负载的电路，功率因数就介于0与1之间。

一般来说，在二端网络中，提高用电器的功率因数有两方面的意义，一是可以减小输电线路上的功率损失；二是可以充分发挥电力设备（如发电机、变压器等）的潜力。因为用电器总是在一定电压U和一定有功功率P的条件下工作，由公式P=UIcosΦ

可知，功率因数过低，就要用较大的电流来保障用电器正常工作，与此同时输电线路上输电电流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。另外，在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降，都与用电器中的电流成正比，增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损失。因此，提高用电器的功率因数，可以减小输电电流，进而减小了输电线路上的功率损失。

提高功率因数，可以充分发挥电力设备的潜力，这也不难理解。因为任何电力设备，工作时总是在一定的额定电压和额定电流限度内。工作电压超过额定值，会威胁设备的绝缘性能；工作电流超过额定值，会使设备内部温度升得过高，从而降低了设备的使用寿命。对于电力设备，电压与电流额定值的乘积，称为这台设备的额定视在功率S额即也称它为设备的容量，对于发电机来说，这个容量就是发电机可能输出的最大功率，它标志着发电机的发电潜力，至于发电机实际输出多大功率，就跟用电器的功率因数有关，用电器消耗的功率为

功率因数高，表示有功功率占额定视在功率的比例大，发电机输出的电能被充分地利用了。例如，发电机的容量若为15000千伏安，当电力系统的功率因数由0．6提高到0．8时，就可以

使发电机实际发电能力提高3000千瓦，这不正是发挥了发电机的潜力吗？设备的利用也更合理。从这个角度来讲，功率因数可以表示为有功功率与机在功率的比值，即

如何提高功率因数，是电力工业中需要认真考虑的一个重要而又实际的问题。在平常遇到的电感性负载的电路中，例如日光灯电路，一般采用并联合适的电容器来提高整个电路的功率因数。闭环控制技术：闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。闭环控制，从输出量变化取出控制信号作为比较量反馈给输入端控制输入量，一般这个取出量和输入量相位相反，所以叫负反馈控制，自动控制通常是闭环控制。比如家用空调温度的控制

在控制论中，闭环通常指输出端通过“旁链”方式回馈到输入，所谓闭环控制。输出端回馈到输入端并参与对输出端再控制，这才是闭环控制的目的，这种目的是通过反馈来实现的。正反馈和负反馈是闭环控制常见的两种基本形式。其中负反馈和正反馈从达于目的的角度讲具有相同的意义。从反馈实现的具体方式来看，正反馈和负反馈属于代数或者算术意义上的“加减”反馈方式，即输出量回馈到输入端后，与输入量进行加减的统一性整合后，作为新的控制输出，去进一步控制输出量。实际上，输出量对输入量的回馈远不止这些方式。这表现为：运算上，不止于加减运算，还包括更广域的数学运算；回馈方式上，输出量对输入

量的回馈，也不一定采取与输入量进行综合运算形成统一的控制输出，输出量可以通过控制链直接施控于输入量等等。相控调功技术：相控技术采用闭环反馈系统进行优化控制，通过实时测量电动机的电压与电流波形，由于电动机为一感性负载，其电流与电压波形通常存在相位差，该相位差的大小与其负载的大小有关。相控器将实际相位差与依据电动机特性的理想相位差进行比较，并依此来控制SCR可控硅整流桥触发角以给电动机提供优化的电流和电压，以便及时调整输入电机的功率，实现“所供即所需”。电能质量质量技术：

（1）电压质量。给出实际电压与理想电压间的偏差以反映分配的电力是是否合格。电压质量通常包括：电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压瞬变现象、电压波动与闪变、电压暂降、暂升与终端、电压谐波、电压陷波、欠电压、过电压等。

（2）电流质量。电流质量与电压质量密切相关，为了提高电能的传输效率，除了要求用户汲取的电流是单一频率正弦波形外，还应尽量保持该电流波形与供电电压同相位。电流质量包括：电流谐波、间谐波或次谐波、电流相位超前与之后、噪声等。

（3）供电质量。包括技术含义和非技术含义两部分，技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量，包括供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等。

（4）用电质量。包含电流质量和非技术含义等，如用户是否按时、如数缴纳电费等。

治理方法：

一、瞬变现象 在电力系统运行分析里。它表示电力系统运行中一种并不希望而又事实上出现的瞬时事件。由于RLC电路的存在，大多数人的概念里瞬变现象自然是指阻尼振荡现象。关于此，IEEE里有一个含义更宽，描述也更简单的定义：变化量的部分变化，且从一种稳态过渡到另一种稳态过程中，该变化逐渐消失的现象。但这样描述在电能质量领域里会存在潜在的许多分歧。下面对瞬变的两种普遍类型做一下介绍：

1、冲击性瞬变现象是在稳态条件下，电压、电流的非工频、单极性的突然变化现象。通常用上升和衰减时间来表现冲击性瞬变的特性，也可以通过其频谱特性成分表示。

2、振荡瞬变现象是一种电压、电流的非工频、有正负极性的突然变化现象。对于迅速改变瞬时值极性的电压和电流振荡问题，常用其频谱成分（主频率）、持续时间和幅值大小来描述其特性。

二、短时电压变动

这一类型包括电压暂降（也称为骤降或凹陷）和短时间电压中断等现象。若按照持续时间长短来划分，进一步还可将其分成瞬时、暂时和短时三种类型。顺便指出：如此细分的目的是用于电能质量监测中队电压干扰分类统计。

1、电压中断，当供电电压降低到0.1p.u以下，且持续时间不超过1min时，我们就认为出现的电压中断现象。出现原因可能是系统故障、用电设备故障或控制失灵等。

2、电压暂降是指工频条件下电压方均根值减小到0.1~0.9p.u之间、持续时间为0.5~50周波的短时电压变动现象。电能质量领域使用暂降（sag）来描述短时电压降低已经很多年了，IEC把这一现象成为骤降（dips）在国内外行业内这两个词可以相互替换，是同意词。

3、电压暂升的涵义是指在工频条件下，电压均方根值上升到1.1~1.8p.u之间、持续时间为半个到50个周波的电压变动现象。与暂降的起因一样，暂升现象也是同系统故障相联系的。我们可以用幅值大小和持续时间来表征这一现象。由于分类的方法不同，在许多资料中也使用“瞬态过电压”作为“电压暂升”的同义词。电压暂升现象远没有电压暂降现象那样常见。

三、长时电压变动

长时间电压变动是指，在工频条件下电压均方根值偏离额定值，并且持续时间超过1分钟的电压变动现象。分两种情况，即过电压和欠电压。通常，过电压和欠电压并非由于系统故障造成，而是由于负荷变动或系统开关操作引起的。

1、过电压过电压是指在工频条件下交流电压方均根值升高，超过额定值10%，并且持续时间大于1分钟的电压上升现象。过电压的出现通常是负荷投切的结果。

2、欠电压是指在工频条件下交流电压方均根值降低，低至额定值的90%且持续时间超过1分钟的电压变动现象。与过电压的出现原因正好相反。某一负荷的投入或某一电容器的切除都可能引起系统欠电压。

3、持续中断是指系统电压迅速降到0且持续时间大于1min。这种长时间电压中断往往是持久的。当系统事故发生后，往往需要人工应急处理以恢复正常供电，通常需数分钟或数小时。持续电压中断是特有的电力系统现象。但如果是电气设备检修或线路更改导致停电，或由于工程设计不当或电力供应不足引起的持续中断，则不属于电能质量问题。

四、电压不平衡

电压不平衡，时常被定义为与三相电压或电流的平均值的最大偏差，并且用该偏差与平均值的百分比表示。电压不平衡也可以用对称分量发来定义即用负序或零序分量的百分比加以衡量。电压不平衡的起因主要是负荷不平衡（如单相运行）所致，或者是三相电容器组的某一相熔断器熔断造成的。大于5%的电压不平衡属于电压严重不平衡，它的起因很可能是由于单相负荷过重引起的。

五、波形畸变

波形畸变是指电压或电流波形偏离稳态工频正弦波形的现象，可以用偏移频谱描述其特征。波形畸变有五种重要类型，即直流偏置、谐波、间谐波陷波和噪声。

1、直流偏置，在交流系统中出现直流电压或电流称为直流偏置。这可能是由于地磁干扰或半波整流引起的。例如为延长灯管的寿命在照明系统中采用的半波整流器电流，会是交流变压器偏磁以至于发生磁饱和，引起铁芯发热缩短寿命直流分量还会引起接地极和其它电气设备连接的电解腐蚀。

2、谐波，把含有供电系统设计运行频率整数倍频率的电压或电流定义为谐波。可以把畸变波分解成工频和各次谐波分量的综合。电力系统中的非线性负荷是造成波形畸变的源头。

3、间谐波，与谐波定义方法类似，只是将整数倍于工频的条件换成非整数倍。

4、陷波是电力电子器件在正常工作情况下，交流输入电流从一相切换到另一相时产生的周期性电压扰动。由于陷波的连续出现，可以用受影响电压的波形频谱来表征该量。但由于陷波的相关频率相当高，很难用谐波分析中习惯采用的测量手段来反映它的特征量，通常把它作为特殊问题处理。例如，一种评价指标规定，出现的陷波以其下陷深度和宽度来衡量。

5、噪声是指带有低于200kHz宽带频谱，混叠在电力系统的相线、中性线或信号线中的有害干扰信号。电力电子装置、控制器、电弧设备、整流负荷以及供电电源投切等都可能产生噪声。由于接地线配置不当，未能把噪声产地至远离电力系统，常常会加重对系统的噪声干扰和影响。噪声可以对点射设备的正常工作造成危害。采用滤波器、隔离变和电力线调节器等措施能减缓噪声的影响