汽车行驶的基本原理
汽车基本常识
汽车基本常识一、汽车的定义和分类汽车是一种由发动机驱动的交通工具，可以用来运输人和货物。
根据用途和结构的不同，汽车可以分为乘用车、商用车、货车和客车等多种类型。
乘用车是指主要用于载人的汽车，通常有4个座位，包括轿车、跑车、SUV等。
商用车是指以运输货物为主要目的的汽车，通常有较大的载货空间，包括货车、皮卡等。
货车是指专门用于运输货物的汽车，通常没有后排座椅，只有货物舱。
客车是指主要用于运输乘客的汽车，通常有较多的座位，包括大巴、中巴等。
二、汽车的构造和组成部分汽车主要由车身、底盘、发动机、变速器、悬挂系统、制动系统、电气系统等组成。
车身是汽车的外壳，由钢铁和其他材料构成，具有保护乘客和货物的功能。
底盘是汽车的基本骨架，支撑和连接各个部件。
发动机是汽车的动力来源，它将燃油转化为能量，驱动车辆行驶。
根据燃料的不同，发动机可以分为汽油发动机、柴油发动机、电动发动机等。
变速器是用于调节发动机输出转矩和变速比的装置，它使车辆能够在不同速度下行驶。
悬挂系统是汽车的支撑系统，它由弹簧、减震器和悬挂臂等组成，可以减少车辆在行驶过程中的颠簸和震动。
制动系统是用于控制汽车速度和停车的装置，它由刹车片、刹车盘和刹车油等组成。
电气系统是汽车的电力供应和控制系统，它包括电瓶、发电机、线路和开关等。
三、汽车的驾驶和行驶原理汽车的驾驶原理是通过操纵方向盘、油门、刹车和离合器等控制汽车的转向、加速和减速。
驾驶员通过方向盘控制车辆的转向，通过油门控制车辆的加速，通过刹车和离合器控制车辆的减速和停车。
汽车的行驶原理是由发动机产生动力，通过变速器将动力传递给车轮，使车辆行驶。
发动机将燃油燃烧产生的能量传递给变速器，变速器通过不同的齿轮组合将动力传递给车轮，车轮通过与地面的摩擦力推动车辆前进。
四、汽车的维护和保养汽车的维护和保养是保证汽车正常运行和延长使用寿命的重要措施。
维护和保养包括定期更换机油、检查和更换滤清器、检查和更换刹车片、定期检查轮胎和悬挂系统、检查和更换电瓶、定期清洗和保养发动机等。
汽车构造与原理(最详细)
4、发动机性能指标
1、动力性能指标
（1）有效转矩：
发动机曲轴输出的平均转矩，以Te表示，单位 N.m。
（2）平均有效压力： 指单位气缸工作容积所输出的有效功，以Pme表示
，单位kPa 。 （3）有效功率 发动机曲轴输出的功率成为有效功率，用Pe表示
（单位kW）
有效功率可由有效转矩和平均有效压力计算表示：
（2）汽车的加速时间
（3）汽车的爬坡性能
2、汽车的经济性能
（1）汽车的燃油消耗量
3、汽车的制动性能
（1）制动的效能
（4）制动距离
（2）制动效能的恒定性
（3）制动时方向的稳定性
4、通过性能 （1）最小转弯半径
（2）汽车最小离地间隙
（4）接近角、离去角、纵向通过角
5、汽车其他使用性能 （1）环保性能 （2）货物拆卸方便性 （3）操作简易性
宝马5系的前置后驱
奥迪A6的前置前驱
保时捷911的后置后驱
法拉利F360的中置后驱
奥迪quattro四轮驱动
同样，按车身分类可以分为一箱式、二箱式、三 箱式三类。按轿车顶盖可否开启分为闭式和开式
按货车设计最大总质量可分为小于3500Kg、大于 3500Kg小于12000Kg和大于12000Kg三类。
-
6 PSA标致雪铁 335.69 296.14 39.54 -
-
龙（法）
7 日产（日） 322.34 251.25 57.01 13.49 0.58
8 克莱斯勒
254.46 71.03 183.43 -
-
（美）
9 雷诺（法） 249.25 208.58 40.66 -
-
10 现代（韩） 246.27 223.13 0.10
第2讲 汽车行驶原理和性能参数
2．汽车质量参数 整车整备质量：是指汽车装满燃油、润滑油和冷却液，并装备完好、不载 人、不装货时汽车的质量。 载质量：是指汽车额定的载货质量或额定的载人数量。 总质量：总质量＝整车整备质量＋载质量。 轴荷：指汽车静止时前、后轴所承受的载荷。 质量系数：指汽车的载货质量与汽车自重之比。 3．汽车基本性能参数 （1）动力性 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由于汽车受到纵向外力决 定的、所能达到的平均行驶速度。 汽车评价指标主要有：汽车的最高车速、汽车的加速时间、汽车的最大爬 坡度。
| 3 | 汽车行驶原理和性能参数
一、汽车行驶原理
1．汽车动力的产生 发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联
系。汽车发动机的动力发展阶段分别经历了蒸汽机时代——煤气发动机时 代——奥托循环时代——汽油机（化油器）时代——电控时代……
目前，汽车发动机燃料主要还是以汽油、柴油为主。它们来之于石油， 石油是埋藏在地下的天然矿物，未经炼制前叫原油，炼制后的产品称为石 油产品（如图1-21所示）。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演 化形成的混合物，与煤一样属于化石燃料。石油是由碳氢化合物为主混合 而成的，具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体。
图1-22发动机的能量转化
| 3 | 汽车行驶原理和性能参数
一、2．汽汽车车行行驶驶原原理理
（1）动力传递 发动机输出的动力要经过一系列
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，主要 由离合器、变速器、传动轴、主 减速器、差速器以及半轴等部分 组成。发动机输出的动力，先经 过离合器，由变速器变扭和变速 后，经传动轴把动力传递到主减 速器上，最后通过差速器和半轴 把动力传递到驱动轮上（如图123所示）。
第2章 汽车行驶理论
作用在汽车前轮（从动轮）的切向反作用力X1 为
X1Z1fMj1/rk
（2—3）
而作用在汽车后轮（驱动轮）的切向反作用力X2 为
X2
Me
Mj2 rk
Z2
f
（2—4）
9
Pjycos
Pgysin
Cg
Gasin Gacos
hs
Y1
B Y1
Z1
Z1
图2-2汽车在横坡道上曲线行驶的受力图
10
（2）汽车在曲线上行驶
汽车的行驶需要克服各种行驶阻力，因而必须具备足够的动力—牵引力， 汽车行驶时牵引力来自内燃发动机。燃料在发动机内燃烧，将热能转变为 机械能，因此牵引力取决于发动机的性能。
1．（1）表征汽车发动机特性的基本指标
①有效功率
有效功率指汽车在单位时间内所具有的做功的能力，单位为千瓦（KW）。 不同的汽车，发动机性能不同，所发出的有效功率也不同。如在发动机转 速为3000时，不同汽车发动机所发出的最大功率分别为：解放CA—141， Nmax=99KW/3000r（135马力）；黄河JN—150，Nmax=117.6kw/1800r；红旗 小轿车CA-772，Nmax=161.8KW/4000r。
③保证公路上的行车畅通。为保证公路上行车不受阻碍或受尽量小阻碍，公路 线形设计需要保证平面上有足够的视距，纵断面上应正确设计竖曲线，横断面 上应有足够的通行宽度。此外，还应尽可能地减少平面交叉以及采取增加交通 安全和防止公害等措施。
④尽量满足行车舒适。线形设计时，需要正确地组合平面线形和纵面线形，以 增进驾驶者和乘客在视觉上和心理上的舒适感，采用符合视觉舒顺要求的曲线 半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。
B 2
汽车行驶理论
Pt Pf Pi Pw Pj
式中：Pf前之“+”表示上坡，“-”表示下坡； Pj前之“+”表示加速， “-”表示减速，与恒为正值。
第二章 汽车行驶原理
土木工程学院
schlool of civil engineering
2)汽车行驶的两个条件 汽车行驶的必要条件是：
Pt Pf Pi Pw Pj
Ｋ
→离合器→变速器i →传动轴（M ）→主传动 →P
K n t
N 1000 60 N e 9549 e 2 ne ne
iK=ne／n1 ， i0=n1／nK
M K M e i K i0 M
Pt
M k M e ik i0 M rk rk
所以有牵引力
又 V 2rk
动力性能： 指汽车所具有的牵引力，决定汽车加速、爬坡和最大速度的性能。
通过性（又称越野性）：指汽车在各种道路和无路地带行驶的能力。
制动性：指汽车强制停车和减低车速的能力。 行驶稳定性：指汽车遵循驾驶者指定方向行驶的能力。 行驶平顺性：指汽车在不平道路上行驶时，汽车免受冲击和震动的能力。 操纵稳定性：指汽车是否按驾驶员的意图控制汽车的性能。
2.2.3 汽车行驶中的受力分析
汽车在道路路面上行驶时，汽车牵引力将克服行驶阻力，并 受到弯道超高、加减速、制动、路面凹凸不平等因素的影响。 汽车行驶中的受力情况与汽车的运动状态有密切的关系,汽 车的运动状态可分为直线行驶和曲线行驶。 （1） 汽车直线行驶
第二章 汽车行驶原理
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schlool of civil engineering
Pt Gd
即：汽车的牵引力必须大于等于汽车的行驶阻力。
汽车行驶的充分条件是：
汽车发动机运动过程及工作原理
汽车发动机运动过程及工作原理汽车发动机是现代交通工具的核心部件，它的工作原理直接关系到汽车的性能和经济性。
发动机是将燃料、空气和点火系统结合起来，将化学能转化为机械能，驱动汽车行驶的重要设备。
那么，汽车发动机的运动过程及工作原理是怎样的呢？1. 发动机的运动过程每个汽车发动机在运转过程中都会经历四个基本的运动过程：（1）吸气过程：活塞从上往下运动，气门打开，将空气和燃料混合物吸入汽缸内。
（2）压缩过程：活塞从下往上运动，气门关闭，将空气和燃料混合物压缩。
（3）燃烧过程：燃油在火花塞的点火下燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
（4）排气过程：气门打开，废气排出汽缸。
2. 发动机的工作原理发动机的工作原理是将燃料、空气和点火系统结合起来，将化学能转化为机械能，从而驱动汽车行驶。
（1）燃料系统：燃料系统是将汽车油箱里的燃料通过燃油泵送到发动机内，然后与空气混合燃烧。
燃料系统主要包括燃油泵、喷油器、燃料滤清器等。
（2）进气系统：进气系统将空气送入发动机，与燃料混合燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
进气系统主要包括空气滤清器、节气门、进气歧管等。
（3）点火系统：点火系统是将点火信号送到火花塞，点燃混合气体，引起燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
点火系统主要包括火花塞、点火线圈、点火控制模块等。
（4）排气系统：排气系统将燃烧后的废气排出汽缸。
排气系统主要包括排气歧管、催化转化器、消声器等。
总之，汽车发动机的运动过程和工作原理是非常复杂的，需要多方面的知识来理解和掌握。
对于车主来说，了解发动机的基本原理，可以更好地维护和保养自己的爱车，同时也可以更好地理解汽车的性能和经济性。
汽车行驶理论
②．行驶车速：受车速影响较大。
V<50 时， f 变化较小。 V>100 时， f 增加较快。 V=150-200时，f 急剧增大。 ③. 轮胎性质：胎压，轮胎材料，结构。
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力
I
—惯性力系数(或旋转质量换算系数)。
惯性力系数主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以 及传动系的传动比有关.
1 1 2ik2
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力 滚动阻力 坡度阻力 空气阻力 惯性阻力
1 RW KAv 2 2
K——空气阻力系数，它与汽车的流线型有关，可参 考表2—3选用或查阅有关资料 将车速v（m/s）化为V（Km/h）并化简，得并化简，得 KAV 2 RW 21.15
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力 4）惯性阻力
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
5.动力性能(dynamic force)分析 （1）当汽车作等速行驶： D=f+i=ψ ψ 称为道路阻力系数 （2）动力特性图 D-----V 关系图
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
5.动力性能(dynamic force)分析 （3）提高汽车的运行效率，从三方面入手： 1）提高汽车牵引力； 2）提高路面与轮胎间的附着力； 3）减小行驶阻力。
汽车离合刹车油门原理
汽车离合刹车油门原理
汽车离合、刹车和油门是汽车行驶中的三个基本控制器。
每个控制器都有自己的原理和作用。
离合器是连接发动机和变速器的装置，其主要作用是使发动机的输出能够逐渐地传递到车轮上，实现汽车的平稳起步和换挡操作。
离合器的原理是利用摩擦片的粘附特性来调节发动机和变速器之间的传动力矩。
当离合器踏板踩下时，离合器的压盘会与摩擦片分离，使发动机的动力不再传递到变速器上，从而实现离合操作。
而当离合器抬起时，压盘会压紧摩擦片，使发动机的动力能够传递到车轮上，实现行驶。
刹车系统是用于控制车辆减速和停止的装置。
刹车系统的原理是利用液压原理将踏板施加的力通过主缸传递到刹车器上，使刹车器夹紧刹车盘或者张开刹车鼓，产生摩擦力来减速车辆。
当驾驶员踩下刹车踏板时，主缸内的刹车油会受到压力而流动，压力传递至刹车器，使其夹紧刹车盘或张开刹车鼓，从而制动车辆。
油门是用于调节发动机输出功率的装置。
油门的原理是通过踩下或者松开油门踏板，改变油门阀的开度，调节发动机供油量，从而控制发动机的转速。
当踩下油门踏板时，油门阀打开，燃油和空气混合物进入发动机燃烧室，燃烧产生的能量转化为动力输出；而当松开油门踏板时，油门阀关闭，发动机的供油量减少，转速逐渐降低。
这三个控制器在汽车行驶中起到重要的作用，协同工作使汽车能够准确、平稳地行驶和停止。
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二、启发性质疑
讲解汽车行驶的阻力及附着力时，注意和学生互动起来，让学生参与讨论为什么这样并分析其优缺点。
三、课程练习
由全班同学参与，对汽车行驶的阻力、附着力和汽车行驶的充分必要条件
作一总结回顾。以巩固该部分知识。
四、结束
根据讲课的思路，由老师引导对本次课的内容进行一次分析，特别应讲清本次课的重点和难点。布置课后作业。
空气阻力是行驶时，其表面与空气相摩擦，同时车身前部受到迎面气体压力及车身后部因空气涡流而产生真空度所引起的阻力，用Fw表示，其大小与汽车的迎风面积、汽车与空气的相对速度、汽车外廓形状和表面摩擦系数有关。
上坡阻力是指汽车上坡时，由于汽车重力和坡度所引构造与维修课程教案
课题
汽车行驶的基本原理
课时
周次
授课日期
地点
授课方式
及手段
讲授、演示、多媒体
教
学
目
标
知识点：
汽车行驶的阻力及附着力
汽车行驶的充分必要条件
能力点：
汽车行驶的阻力及附着力
汽车行驶的充分必要条件
教
学
重
难
点
重点：汽车行驶的阻力及附着力。
难点：汽车行驶的阻力及附着力。
教
学
过
程
结
构
设
计
一、引入汽车行驶的阻力及附着力
F0=Mt/r
式中Mt----驱动车轮上的扭矩
r-----驱动车轮的滚动半径
根据作用力与反作用力的关系，路面对轮胎边缘施加一个反作用力Ft，其大小与F0相等，方向相反。即牵引力。
2、行驶阻力
汽车在行驶中会遇到各种阻力，主要有滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力等。
滚动阻力主要是由于车轮滚动时轮胎与地面的变形以及车轮轴承内的摩擦所引起的阻力，用Ff表示，其大小与轮胎结构、轮胎气压、路面性质及汽车总重有关。
主
要
教
学
内
容
1、牵引力的产生
汽车在行驶时必须由外界对汽车施加一个推动力Ft，这个力称为汽车牵引力（驱动力）如下图所示
当汽车行驶时，发动机的输出扭矩通过传动系传给驱动车轮，使驱动车轮得到一个扭矩Mt，由于汽车轮胎与地面接触，在扭矩的作用下，接触面上轮胎边缘对地面产生一个圆周力F0，它的方向与汽车行驶的方向相反，其大小由下式表示：
汽车牵引力的大小，不仅取决于发动机输出扭矩和传动装置的结构，同时还取决于轮胎与地面的附着性能。如果车辆在泥泞路面上或冰雪路面上打滑，为使车轮在路面上不打滑，附着力必须大于或等于汽车牵引力
4、汽车行驶的驱动-附着条件
加速阻力是指汽车在起步和加速时由于惯性作用所引起的阻力，用Fj表示，其大小与汽车的加速度和汽车的惯性有关。
汽车起步后行驶阻力∑F为：
当汽车在平坦路面上行驶时∑F=Ff+Fw
当汽车在坡路上行驶时∑F=Ff+Fw+Fi
通常车速小于30Km/h时空气阻力忽略不计
3、汽车行驶的基本条件
汽车的行驶情况取决于牵引力与总阻力的关系；当牵引力等于行驶阻力时，汽车匀速行驶或静止状态；当牵引力大于行驶阻力时，汽车加速行驶；反之，汽车则减速行驶或无法起步。