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汽车的构造相当复杂,由多个系统和组件协同工作。汽车由多个关键系统组成,包括发动机(提供动力)、底盘(支撑和连接各部件)、车身(外部结构和保护)、电气设备(电力和信号传输)、传动系统(传递动力)、行驶系统(支撑和缓冲)、冷却系统(冷却发动机)以及润滑系统(润滑发动机内部)。这些系统协同工作,确保汽车正常行驶、乘客安全及整体性能。本集主要分享一些关于汽车零部件及系统的动态原理图,看完也许你会认为汽车没那么难也没那么简单。离合器是汽车传动系统的关键部件,位于发动机和变速箱之间,负责保证汽车平稳起步、便于换挡及防止传动过载。它主要由离合器盘、壳、压盘和弹簧等构成,通过摩擦原理工作。离合器分为操纵式和自动式,人工或自动实现接合与分离。当踩下离合器踏板,离合器分离,便于换挡;松开踏板,离合器接合,传递动力。
变速箱通过内部的多组传动比不同的齿轮副来实现变速功能。在汽车行驶过程中,驾驶员通过操纵机构选择不同的齿轮副进行工作。在低速行驶时,选择传动比大的齿轮副工作,以提供更大的转矩和较慢的转速;而在高速行驶时,则选择传动比小的齿轮副工作,以提供较小的转矩和较快的转速。
万向节主要由输入轴(主动轴)、输出轴(从动轴)、十字轴以及滚针轴承等部件组成。其中,输入轴与输出轴通过十字轴相连,滚针轴承则用于减少摩擦和磨损。
独立悬架是汽车悬挂系统的一种,其特点是每一侧的车轮均单独通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面。这种悬挂系统由弹性元件(如钢板弹簧、螺旋弹簧等)、减振器、导向机构(包括横向稳定杆、导向杆等)等组成。
独立悬架广泛应用于现代轿车中,特别是前置前驱动轿车和某些轻型客车。许多知名车型如别克凯越、福特福克斯、高尔夫、现代名图等都采用了独立悬架系统。
非独立悬架系统的结构特点是车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身的下面。这种设计使得两侧车轮在弹跳时会相互牵连,即一个车轮的颠簸会影响到另一个车轮。非独立悬架更多的用于货车和大客车上。在现代轿车中,只有成本控制比较严格的车型才会使用。例如,丰田卡罗拉、日产轩逸等车型的后悬挂就采用了非独立悬架。
汽车减震器的主要作用是减少车辆行驶过程中的振动和颠簸,提高行驶的平稳性和舒适性。它不仅用于悬挂系统,还广泛应用于驾驶室、车座、方向盘等位置,以及车辆保险杠上。汽车减震器的工作原理是利用油液的阻尼作用来吸收和消耗车辆的振动能量,从而减少车身的震动。当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时,减震器内的活塞上下移动,减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力,使汽车震动能量转化为油液热能,再由减震器吸收散发到大气中。
前置前驱(Front-engine Front-wheel drive layout,简称FF)是一种汽车驱动方式,具体指的是引擎前置在车头,并由前轮驱动整辆汽车。
前置后驱(Front-engine Rear-wheel drive layout,简称FR)是一种汽车驱动方式,具体指的是引擎前置在车头,由后轮驱动整辆汽车。
前置四驱(Front-engine, Four-wheel drive layout,简写F4)是指汽车发动机位于车辆前端,并且是四轮驱动的一种汽车驱动方式。
齿轮式液压泵是液压传动系统中的动力元件,由原动机驱动,从原动机的输出功率中取出机械能,并把它转换成流体的压力能,为系统提供压力油液。
当驾驶员转动转向盘时,转向轴带动转向螺杆旋转。转向螺杆与转向螺母之间装有可循环滚动的钢球,这些钢球在螺旋管状通道内滚动,形成“球流”。钢球在管状通道内绕行两周后,流出转向螺母而进入导管一端,再沿导管的另一端流回螺旋管状通道。因此,两列钢球只是在各自的密闭流道内循环,而不至脱出。钢球流动的同时,推动螺母螺杆轴线前、后移动。然后,通过螺母上的齿条带动齿扇及轴转动,进而带动转向摇臂摆动。最后,通过其他转向传动装置的传动,实现车轮的偏转。
当齿轮旋转时,其齿部会与齿条的齿部相啮合,由于齿的形状和排列方式,齿轮的旋转运动会转化为齿条的直线运动。反之,如果齿条受到外力作用而移动,也会通过齿的啮合带动齿轮旋转。这种传动方式具有高精度、高效率和稳定的传动比。
驻车制动系统的主要作用是在停车时给汽车提供阻力,确保车辆不会溜车,特别是在坡路停车时能稳定车辆,避免车辆下滑引发事故。
差速器是一种能够使左、右(或前、后)驱动轮以不同转速转动的机构。它的主要功能是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,保证两侧驱动车轮作纯滚动运动,从而避免轮胎与地面打滑,提高车辆的行驶稳定性和安全性。
差速锁是一种具有自动锁止功能的差速器,其设计和应用主要是为了提高汽车在恶劣路面上的通过能力。差速锁的工作原理主要基于机械锁止机构。当两侧车轮的转速差达到设定值时,差速锁会迅速锁止差速器,使两侧车轮拥有相同的动力。具体来说,差速锁通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来锁止差速器,或者通过滑块和凸轮的摩擦力矩来实现锁止。这样,当一侧车轮打滑时,差速锁能够迅速将动力传递到另一侧车轮,从而提高车辆的通过能力。鼓刹是一种形状类似铃鼓的铸铁件,其内部装有刹车蹄片和相关连杆、弹簧等部件。当刹车时,刹车蹄片会在油压的作用下接触刹车鼓的内缘,通过摩擦力来抑制轮胎的转动,从而实现刹车。当驾驶员或骑行者需要刹车时,刹车系统会产生压力,推动卡钳内的刹车块向碟盘靠近并夹紧。由于碟盘与车轮同步旋转,因此刹车块与碟盘之间的摩擦会产生阻力,从而降低车轮的转速,实现刹车的目的。
在汽车发动机领域,爆震是指不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。具体来说,当混合气(空气与燃油充分的混合)在进气行程进入燃烧室后,活塞在压缩行程时便将其压缩,火花塞将高压混合气点燃后,其燃烧所产生的压力则转换成引擎运转的动力。然而,在某些情况下,如点火角过于提前、引擎过度积碳、引擎温度过高、空燃比不正确或燃油辛烷值过低等,会导致混合气在燃烧室内产生自发反应,形成一个或多个火焰核心,并在正常火焰传播到以前先行发火自燃,发出极强的火光,燃烧温度常在4000℃以上,火焰传播速度达200~1000米/秒以上,比正常燃烧的火焰传播速度高几十倍。这种高速传播的爆震燃烧会使气缸内产生压力冲击波,并在气缸壁面上反射和反复冲击,造成强制振动并产生高频噪声,即敲缸现象。爆震不仅会降低发动机功率,增加燃料消耗率,还会使发动机过热,冷却水和机油温度增高,对发动机造成损害。
缸内直喷(GDI)发动机的做功过程主要涉及四个冲程:进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
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