第二节 汽车结构和组成
一、概述
1．组成部分
汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。汽车组成部分如图1-6所示。
图1-6 汽车组成部分
2．主要部件
汽车包括发动机各系统部件、底盘系统部件（如变速器、悬架系统、制动系统等）、电气设备（如空调系统、灯光照明系统等）、车身（如车架、车门、车厢等）。现代轿车主要部件如图1-7所示。
图1-7 现代轿车主要部件
二、发动机
发动机由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统(汽油发动机采用)、启动系统等部分组成。现代轿车发动机主要部件如图1-8所示。
图1-8 现代轿车发动机主要部件
发动机是汽车的心脏，它是汽车的动力之源。发动机的核心部件是活塞和气缸。按照气缸和活塞数量的多少及排列形式，一般把发动机分为直列3 缸、4 缸、5缸、6 缸，或V型6 缸、8 缸、10 缸、12缸，或水平对置4 缸、6 缸等形式。
汽车常识
现在马路上的汽车以汽油车和柴油车为主，家庭轿车主要还是以汽油发动机为主。
① 普通汽油发动机必须将汽油与空气混合后再送入气缸中，燃油直喷汽油机和柴油机则是将燃油直接喷入已充满压缩空气的气缸中。
② 汽油发动机必须用火花塞点燃混合气（图1-9），而柴油发动机则是利用超高压使混合气因温度升高而自动点燃。
图1-9 火花塞点燃混合气
③ 汽油发动机的压缩比比柴油发动机的压缩比稍低。
④ 由于混合气在燃烧时压力较大，因此柴油发动机的燃烧效率稍高，油耗较低，但压力大也会造成柴油机的声音也较大。
三、 底盘
底盘包括行驶系统、转向系统、传动系统、制动系统等部件。
1．行驶系统
行驶系统承受并传递路面对车轮的各种反力及力矩；减振缓冲，保证汽车平顺行驶；将汽车各总成及部件连成一个整体并对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶。行驶系统包括车架、前轴、驱动桥的壳体、车轮(转向车轮和驱动车轮)、悬架(前悬架和后悬架)等部件。
2．转向系统
汽车转向系统保证汽车能按照驾驶员选择的方向行驶，由带转向盘的转向器及转向传动装置组成（图1-10）。
图1-10 转向系统
转向盘下面的转向柱末端是个斜齿轮，这个齿轮与一个齿条相啮合，而齿条则通过转向拉杆与前轮相连。当转动转向盘时，转向齿轮便会带动转向齿条左右运动，进而由转向拉杆推拉前轮进行左右摆动，这样就可以控制汽车向左转、向右转。
（1）电子液压随速可变助力转向系统
汽车常识
随速可变助力转向是指转向助力的大小可随着车速的变化而改变。在平时停车入库等低速行驶时，如转向盘转向轻盈确实很方便，但是如果在高速行驶时，转向盘转向过于轻盈反而是一种危害，因为不利于车辆高速行驶的稳定性。而随速可变助力转向可以做到这点，当车辆低速行驶时，它可以提供大的助力，保证转向盘转动轻盈和灵活；当车速较高时，它提供的助力就会较小，以增强行车的安全性和稳定性（图1-11）。
图1-11 电子液压随速可变助力转向系统
（2）电动助力转向系统 主要由传感器、控制单元和助力电机构成，没有了液压助力系统的液压泵、液压管路、转向柱阀体等结构，结构非常简单。
汽车常识
电动助力转向主要工作原理是，在转向盘转动时，位于转向柱位置的转矩传感器将转动信号传到控制器，控制器通过运算修正给电机提供适当的电压，驱动电机转动。而电机输出的转矩经减速机构放大后推动转向柱或转向拉杆，从而提供转向助力。电动助力转向系统可以根据速度改变助力的大小，能够让转向盘在低速时更轻盈，而在高速时更稳定（图1-12）。
图1-12 电动助力转向系统
（3）主动转向系统 也称可变转向比转向系统，可变转向比可以简单理解为转向盘转动的角度与对应的车轮转动角度的比值。前面提到的随速可变助力转向系统中，能够改变的仅仅是助力力度，也就是只能改变转向盘转动时的助力而已，但是转向比是不可改变的，而可变转向比的转向系统不仅能够改变转向的助力力度，在不同情况下，转向盘转角对应的车轮转动角度也是可以变化的。
汽车常识
图1-13所示的主动转向系统中，在转向盘和转向轮之间安装一个电子控制的机械机构，那么车轮整体转向的角度不再仅仅是驾驶员输入转向盘的角度，而是在此基础上叠加上蜗轮蜗杆调节机构附加的角度。利用电机对蜗轮蜗杆调节机构的控制，可以改变传动系统的传动比。
图1-13 可变转向比转向系统
3．传动系统
传动系统将发动机的动力传给驱动车轮。发动机运转产生的动力，经飞轮传至离合器。飞轮的摩擦面在车辆行进时与离合器的离合器片相接触而将动力传至变速箱。当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器片便离开飞轮，使动力传送断开，进行换挡。反之，松开离合器踏板，离合器片与飞轮相接触，动力便恢复传送。力由离合器轴传至副轴，再传到主轴或倒车轴，主轴接传动轴，传动轴将力传到差速器，经调整后带动后车轴，最后车轮便转动，使车辆前进，如图1-14所示。
图1-14 传动系统
汽车常识
发动机输出的动力，是要经过一系列的动力传递装置才到达驱动轮的。发动机到驱动轮之间的动力传递机构，称为汽车的传动系统，主要由离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器等组成（图1-15）。
图1-15 汽车的传动系统
4．制动系统
制动系统使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停驻。每辆汽车的制动装备都包括若干个相互独立的制动系统，每个制动系统都由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成。
四、电气设备
电气设备包括供电和总线系统、发动机电气系统、汽车照明和信号装置、中央车身电气系统及其他辅助电子控制系统等。
发动机电气系统包括启动系统和点火系统、发电机、发动机管理系统等，该系统保证了发动机启动和正常运转的工作用电。
五、车身
1．作用和组成
车身是驾驶员工作的场所，也是载乘和载货的场所。车身应为驾驶员提供方便的操作条件，以及为乘客提供舒适安全的环境。典型的货车车身包括汽车外壳、驾驶室、车厢等钣金部件和座椅及其他附件。
2．形式
（1）非承载式车身 也称车架式车身，这种类型的车身结构由分开的车身和车架（装有发动机、变速器和悬架）组成。
（2）承载式车身 也称单壳式车身，这种类型的车身结构由集成为一个整体的车身和车架组成，整个车身成为一个箱体，并保持其强度。
汽车常识
承载式车身的汽车在平直路上行驶很平稳，固有频率低、噪声小、重量轻，广泛应用于轿车上（图1-16）。当然，底盘的强度不及有大梁结构的非承载式车身，在车的四个车轮受力不均匀时，车身会发生变形。
图1-16 承载式车身
在汽车碰撞中，重要的是保护车内人员的安全，所以在碰撞中驾乘舱的变形越小越好。汽车在设计时考虑到这一点，在汽车碰撞时，让一部分机构先溃缩，吸收一部分的撞击能量，从而减少传递到驾乘舱的撞击力。
汽车常识
碰撞吸能结构可以在撞击中牺牲掉座舱之外的车体结构，把来自车前方和车后方的外部撞击力，在传递到驾乘舱之前，利用车身部分结构的溃缩变形，尽可能地减少一部分，使传递到驾乘舱的撞击力达到最小化，从而起到保护驾乘人员生命安全的作用。
前部车身结构被分成若干个区，每个区在变形过程中承担不同的任务。外侧变形区域负责承受最大的撞击力，越接近驾乘舱的区域所采用的材料越不易变形，以确保在发生严重撞击时让驾乘舱尽量少受损伤。这种分区结构可将撞击力迅速而有效地吸收掉（图1-17）。
图1-17 车身