汽车是由许多精密部件组成的机器,这些部件都具有各自特定的作用。那么,你了解汽车主要是由哪些系统组成的吗?它们各自有什么作用?又是如何连接并组装成一辆汽车的呢?今天我们将深入探讨这个主题。
汽车通常分为四大总成,但今天我们将以更细节的方式进行分解和讲解。从结构上看,汽车主要包括车身主体、框架、发动机、变速箱、传动轴、悬架、车轮及轮胎、控制部件、电器线路,以及发动机辅助部件等。
如果按照功能划分,它们可以被划分为四大系统:蓝色部分是发动机,红色部分是变速箱和传动系统,绿色部分是悬架系统,而黄色部分则是控制系统。
车身和框架:这是汽车的主体结构,为所有其他部件提供安装基础。驾驶员、乘客及行李都位于车身的不同区域内。车身与其他辅助部件组装后,形成汽车车体。
发动机:发动机是汽车的“心脏”,负责将燃油燃烧产生的热能转换为机械能,驱动汽车前进。发动机一般位于汽车前部,也有部分车型的发动机位于汽车尾部,这种称之为后置发动机,而少数汽车将发动机放置在后轴的前方,称之为中置发动机。大部分的发动机都是内燃机,燃料是柴油和汽油。
变速器和传动系统:这个系统的主要作用是控制和调整发动机提供的动力,并将其传输到车轮,以驱动汽车运行。
悬架系统:悬架系统的主要作用是确保车轮与地面保持接触,并减少路面震动对乘客的影响。
控制系统:包括方向控制、速度控制和刹车控制等,主要负责对汽车的运行进行控制,确保汽车的安全稳定运行。
曲柄连杆机构:这个部分包括活塞连杆和曲柄飞轮,负责将发动机的能量转换成动力,并改变其运动方向。
配气机构:这个部分负责根据发动机气缸的工作顺序和工作循环的要求,定时开启和关闭各个气缸的进气门和排气门。
进气系统:这个系统负责将纯净空气引入发动机内部,由空气滤清器、空气流量计、节气门及进气气管组成。
排气系统:负责排除废气、净化废气以及消除噪音,主要由排气管、消音器和净化器组成。
供油系统:也称为燃料供应系统,负责持续向发动机输送燃油,包括油箱、油管、燃油滤清器及喷油器。
点火系统:负责点燃压缩在气缸中的燃油气体。
冷却系统:负责降低发动机的温度,使其保持在有效的工作温度范围内。
润滑系统:负责在发动机内部各个部件的接触面上形成一层油膜,以减少摩擦和磨损。
发动机的最后一个组成部分是启动系统,其主要任务就是在发动机启动之前,借助外部电动机的力量,推动发动机开始工作。在目前的技术中,这个系统主要由蓄电池和电动机组成。
讲完发动机之后,让我们接着看看汽车动力传输系统中的核心部件——变速器
变速器分为手动变速器和自动变速器,主要功能是改变发动机输出的动力转速比和运动方向,可以简单理解为,它负责改变汽车的行驶速度和控制汽车倒车。发动机的动力通过飞轮传递给变速器,然后变速器将动力传递给差速器,差速器将动力传递给半轴,最后半轴将动力传递给驱动轮。如动画所示,动画展示的是发动机横向前置式的组合,而下图展示的是目前最流行的前置后驱式组合,其中发动机是纵向放置的。
中间的部分是一个带有万向节的传动轴,动力通过这个传动轴传递到后桥的差速器,然后差速器将动力传递到半轴,最后半轴驱动驱动轮转动。另外,现在有很多四驱车型,它们通过变速器外部的分动器来分配动力,将动力传递到前桥的差速器,最后前桥差速器将动力传递到前桥的驱动轮。
接下来我们来看悬挂系统。汽车悬挂系统由弹性元件、减震器和力传递装置组成,它们共同作用,起到缓冲、减震和合力传递的效果,简单地说,它们吸收各种颠簸和冲击,使汽车驾驶平稳、安全且舒适。动画中的悬挂系统是目前常见的麦弗逊式悬挂。
然后是后桥部分,这里是带有液压感应的半独立悬挂系统。汽车的悬挂系统连接在汽车轮胎上,四个轮胎承受着整车的重量。轮胎由轮辋和轮胎组成,轮辋就是我们常说的钢圈。
再来看汽车的控制系统,包括转向系统、制动系统、发动机制动以及变速器控制系统。
转向系统负责改变汽车的行驶方向,常见的有液压助力转向和电动助力转向。而制动系统负责刹车和停车,也就是我们常说的脚刹和手刹。常见的刹车制动方式有鼓式制动和盘式制动,它们都通过液压助力来实现。
我们再来看看变速器控制系统。在手动汽车起步时,通常会使用一档,此时速度较慢但动力强劲。当汽车速度达到一定程度后,需要切换到二档提速,接着是三档、四档。不同的档位对应着汽车行驶的不同速度,这些速度的调整是通过变速箱中的传动齿轮和档位控制器来实现的。
最后我们来看看电气系统
电气系统包括空调、照明灯光、音响、电子控制单元、驾驶辅助系统、仪表和电信号传输系统等等。根据电力消耗方式的不同,它们可分为三类:一类是电力消耗类,如前后车灯、启动电机、车载电脑等,标记为蓝色;第二类是电力传输类,主要包括电线和电气系统的各种部件,标记为绿色;第三类是电子电器元件类,包括继电器、保险丝以及各种按钮、开关等,标记为黄色。而它们消耗的电能主要来源于汽车蓄电池和发电机。