汽车的结构和原理？

汽车的基本构造及原理：汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四个部分组成。1、发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。2、底盘接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。汽车底盘包括传动系统、驱动系统、转向系统和制动系统。变速器、驾驶模式、悬架等。3、车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的场所。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或保证货物完好无损。4、电气设备由电源组、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等组成。此外，在现代汽车上愈来愈多地装用各种电子设备：微处理机、中央计算机系统及各种人工智能装置等，显著地提高了汽车的性能。汽车的原理简单理解为：发动机工作(施力)产生能量，能量通过传动系统带动四个车轮运动，从而带动整车运动。

电动汽车结构原理是：电动汽车由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成，划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。首先，电动汽车的能量主要是通过柔性的电线，而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。其次，电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大。采用不同类型的电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状。不同类型的储能装置，也会影响电动汽车的重量、尺寸及形状。电动汽车的行驶性能主要取决于驱动系统的类型和性能，直接影响车辆的各项性能指标。

点火系统的功能点火系统的功能就是在最适当的时间，在汽缸内产生电火花，点燃汽缸内的空气燃油混合物。点火系统都有三个主要功能：1、必须能够生成具有足够能量的电火花，该电火花具有足够的热量，能够点燃燃烧室中的混合气；2、能够使该火花维护足够长的时间，以保证燃烧室中的燃料燃烧；3、必须给每个汽缸都提供点火火花，以保证燃烧过程能在压缩行程的适当时刻开始。分电器点火系统分电器具有下列功能：1、按正确顺序将次级线圈的高压分配到各缸的火花塞上。2、在适当时间断开点火线圈初级电流。3、根据发动机工况（负荷、转速等）控制点火正时。分电器点火系统基本结构见下图维修提示：分电器由凸轮轴驱动，因此转速只有发动机转速的1/2。分电器点火系统回路及解析（一）解析：如上图所示，发动机启动时，电流传递。初级电路：电瓶→点火开关→点火线圈正极接线端→点火线圈负极接线端→分电器的断电器触点→接地。分电器凸轮旋转，触点开启，初级回路的磁场强度减弱。次级电路：次级线圈绕组里感应产生高压，并从线圈的中心接线端输出→分电器盖→分火头→分电器盖火花塞导线接线端→火花塞导线→火花塞→接地。分电器点火系统回路及解析（二）解析：如上图所示，如果发动机已经熄火，但分电器断电器的触点如果正好处于闭合的情况下，点火线圈就会通电，这时加装整流电阻可以保护点火线圈，防止过热。电瓶→点火开关→镇流电阻→点火线圈初级线圈正极接线端→点火线圈负极接线端→分电器断电器触点→接地。电控点火系统1—点火开关；2—蓄电池；4—火花塞；3—带点火器的点火线圈；5—发动机ECU；6—凸轮轴位置传感器；7—曲轴位置传感器如上图，点火系统由电源（蓄电池）、传感器、ECU、点火器、点火线圈、火花塞等组成，点火系统在高电压下产生火花，在最佳的正时点燃在汽缸内的压缩混合气。根据所收到的由各个传感器发来的信号，发动机ECU（电子控制单元）实施控制，达到最佳的点火正时。大众捷达/桑塔纳点火系统（老款车型）1—点火导线；2—点火线圈（带有点火导线的标识：A—汽缸1，B—汽缸2，C—汽缸3，D—汽缸4）；3，9—螺栓（10N·m）；4，6，11—连接插头；5—火花塞；7—螺栓（20N·m）；8—爆震传感器；10—霍尔传感器（G40）；12—O形环。如上图，每个点火线圈有两个高压输出端，可直接驱动两个火花塞同时点火，点火线圈连接的两个火花塞装在同一曲柄方向的两个汽缸上。当其中的一个汽缸处于正常点火位置时，另一汽缸则处于排气行程的终了阶段，此时汽缸内压力较低，火花塞处的气体密度较小，仅需数千伏的电压就能击穿放电。因此，虽然两个火花塞同时点火，但大部分点火能量释放给主点火的汽缸，仅有很少的能量损失在第二个火花塞上，而这部分能量可从无配电损失中得到弥补。独立点火系统（点火线圈）独立点火系统：如上图所示，每个点火线圈直接安装在火花塞上，也就是说，一个汽缸有一个独立的点火线圈。现在使用独立点火系统的车辆非常多，大众车系基本都使用这种点火系统。

新能源汽车是采用非石油衍生物作为动力的汽车，而新能源汽车按照动力的不同，其工作原理也各不相同。以纯电动车为例，纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。新能源汽车的工作原理：1、新能源汽车是采用非石油衍生物作为动力的汽车，普通汽车的工作原理是由发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。而新能源汽车按照动力的不同，其工作原理也各不相同。2、混合动力汽车和氢发动机汽车的工作原理与普通汽车的工作原理相同。3、燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。4、纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。5、其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。6、从全球新能源汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。

电动汽车结构原理是：其由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成，划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分，电动汽车的能量主要是通过柔性的电线，而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大，采用不同类型的电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状，不同类型的储能装置，也会影响电动汽车的重量、尺寸及形状。

汽车车架结构原理：1、纵梁通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽型，也有的做成Z形或箱型。根据汽车形式的不同和结构布置的要求，纵梁可以在水平面内或纵平面内做成弯曲的，以及等断面或非等断面的；2、横梁不仅用来保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑汽车上的主要部件。通常载货车有5～6根横梁，有时会更多；3、边梁式车架的结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其他总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车，因此被广泛用在载货汽车和大多数特种汽车上。

汽车离合器结构原理是：1、离合器安装在发动机与变速器之间，是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。通常离合器与发动机曲轴的飞轮组安装在一起，是发动机与汽车传动系之间切断和传递动力的部件；2、汽车从起步到正常行驶的整个过程中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；3、暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换挡和减少换挡时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，从而起到一定的保护作用。

汽车传动轴结构及原理如下：1、汽车传动轴可详细分为盖子，盖板，盖垫，万向节叉，加油嘴，伸缩套，滑动花键槽，油封，油封盖，传统轴管等部分；2、汽车传动轴是通过轴管、伸缩套和万向节三个重要组成部件，相互配合而进行工作的；3、传动轴是万向传动装置的传动轴中能够传递动力的轴，对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴；4、它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接，万向节是汽车传动轴上的关键部件，既负责驱动又负责转向的前桥半轴与车轮之间。

点火线圈结构原理是由主线圈、次级线圈、磁芯、开关三极管及其它辅助原件组成，主线圈由电瓶充电，次级线圈放电火花塞点火，三极管负责开关。点火线圈的工作原理如下：1、当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；2、当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压；3、初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高；4、次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。

主减速器由一对或几对减速齿轮副构成。动力由主动齿轮输入经从动齿轮输出。主减速器（finalreductiondrive）在驱动桥内能够将转矩和转速改变的机构。基本功用是将来自变速器或者万向传动装置的转矩增大，同时降低转速并改变转矩的传递方向。减速器的工作原理如下：1、主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用；2、它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向；3、将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。

发动机是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。发动机的工作原理是进气-压缩-喷油-燃烧-膨胀做功-排气。以下是发动机的工作过程：1、进气冲程，进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa=（0.85～0.95）p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300～340K，比汽油机低；2、压缩冲程，由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为ε=16～22）。压缩终点的压力为3000～5000kPa，压缩终点的温度为750～1000K，大大超过柴油的自燃温度（约520K）；3、做功冲程，当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000～9000kPa，最高温度达1800～2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机；4、排气冲程，柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700～900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。

发动机是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。发动机的工作原理是进气-压缩-喷油-燃烧-膨胀做功-排气。以下是发动机的工作过程：1、进气冲程，进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa=（0.85～0.95）p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300～340K，比汽油机低；2、压缩冲程，由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为ε=16～22）。压缩终点的压力为3000～5000kPa，压缩终点的温度为750～1000K，大大超过柴油的自燃温度（约520K）；3、做功冲程，当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000～9000kPa，最高温度达1800～2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机；4、排气冲程，柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700～900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。

发动机是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。发动机的工作原理是进气-压缩-喷油-燃烧-膨胀做功-排气。以下是发动机的工作过程：1、进气冲程，进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa=（0.85～0.95）p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300～340K，比汽油机低；2、压缩冲程，由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高（一般为ε=16～22）。压缩终点的压力为3000～5000kPa，压缩终点的温度为750～1000K，大大超过柴油的自燃温度（约520K）；3、做功冲程，当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000～9000kPa，最高温度达1800～2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机；4、排气冲程，柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700～900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。

汽油发动机的结构由两大机构、五大系统组成。两大机构：即曲柄连杆机构和配气机构；五大系统：即燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系和起动系。活塞内燃发动机原理：主要是通过混合气体燃烧所爆发出的能量使活塞上下移动，从而带动曲轴等部件进行旋转运动上下移动转换为旋转运动。活塞上下移动可分为以下4个行程：1、进气行程，活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气；2、压缩行程，进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高；3、作功行程，压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭；4、排气行程，排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体（或称废气）在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。

汽车水冷系统由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附属装置组成。冷却系统工作原理是通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量，从而降低发动机的温度。液体流过发动机后，转而流向热交换器（或散热器），液体中的热量通过热交换器散发到空气中。汽车冷却系统的保养内容如下：1、冷却水的选用：应选用硬度低的河水，如井水，应进行煮沸软化后再用，最好使用防冻液；2、留心各部技术状态：如发现散热器漏水，应进行修理，若发现水泵、风扇旋转有摆动或发生异响时，应及时修复。如发现发动机过热，应及时检查是否缺水，若缺水应停机。待降温后添足冷却水。若节温器工作不正常引起发动机工作温度过高过低时，应及时修复或更换；3、风扇皮带紧度的检查与调整：风扇皮带紧度过小，不仅影响冷却风量并且使发动机工作负荷加大，而且因发生打滑而加速了皮带的磨损。如皮带紧度过大，会加速水泵轴承、发电机轴承的磨损。因此，在使用中应检查皮带紧度，必要时应给以调整。如不符合规定，可以通过改变发电机和调节臂的位置进行调整；4、定期清洗水垢：发动机使用一定时间后，水箱和散热器内会沉积水垢而影响散热，所以应定期进行清洗，清洗方法是在冷却系内加入足够的清洗液，浸泡一段时间后，启动发动机以低中速运转一定时间后，趁热放出清洗液，然后用清水冲净。

汽车点火系统工作原理如下：1、机械式点火系统工作过程是由曲轴带动分电器轴转动，分电器轴上的凸轮转动，使点火线圈初级触点接通与闭合而产生高压电；2、这个点火高压电通过分电器轴上的分火头，根据发动机工作要求按顺序送到各个气缸的火花塞上，火花塞发出电火花点燃燃烧室内的气体；3、分电器壳体可以手动转动来调节基本的点火提前角（即怠速运转时的点火提前角），同时还有真空提前装置，它根据进气管内真空度的变化提供不同的提前角；4、电子点火系统与机械式点火系统完全不同，它有一个点火用电子控制装置，内部有发动机在各种工况下所需的点火控制曲线图（MAP图）；5、通过一系列传感器如发动机转速传感器、进气管真空度传感器（发动机负荷传感器）、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等来判断发动机的工作状态；6、在MAP图上找出发动机在此工作状态下所需的点火提前角，按此要求进行点火；7、然后根据爆震传感器信号对上述点火要求进行修正，使发动机工作在最佳点火时刻。

机械式的手刹，通过钢丝或者类似机构联动后轮的刹车卡钳，拉起手刹后，卡钳压住刹车片，从而实现驻车的功能。驻车制动，一般叫做手刹，它的作用就是在停车时，给汽车一个阻力，使汽车不溜车。驻车制动，也就是手刹或者自动档中的停车档，锁住传动轴或者后轮。 手刹太紧的危害如下： 1、手刹调太紧的话，对车辆很不好，会容易磨损手刹线； 2、还会引起刹车系统发热，容易造车刹车失灵； 3、引起车辆耗油过大，刹车时抱死，轮胎快速磨损等。

变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速器的工作原理是变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。 变速器的正确操作方法是： 1、稍加油门。在换挡（加挡）前先转动油门把油门开大些，通过加一定量的油，使发动机备足适量的动力，以保障加挡过程中车速不致降低； 2、关闭油门。在稍许加油之后迅速把油门关掉，即用右手将油门转把向前下方一转到底； 3、迅速握紧离合器握把。几乎在关闭油门的同时，用左手4个手指（拇指仍握在转向把上不动）握紧离合器握把一握到底，尽快地把离合器脱开，为换挡做好准备； 4、踩下脚变速踏杆。左手握住离合器握把后，立即用左脚脚掌或脚后跟踩一下脚变速踏杆后踏杆，换到高速挡位。蹬的力量要恰到好处，动作要干净利落，切忌拖泥带水，更不可连续蹬踏； 5、均匀地放松离合器握把。左脚后跟踏下变速后踏杆后，左手立即松开离合器握把，及时平稳地接合已脱开的离合器，使发动机动力迅速传到后传动器上，为提高车辆行驶速度做好准备； 6、加大油门。当左手放开离合器握把之后，右手将油门转把及时地向下后方转动，使关闭着的油门打开，开度要适中，不可过大或过猛。

气门结构可分进气门和排气门。气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。 汽车气门损坏的症状如下： 1、会影响发动机的工作效率，汽车动力会降低； 2、会产生异响，发动机在运行过程中会出现怠速不稳或加速不畅的情况，超车性能也有所降低，严重时还会导致发动机启动困难，出现打不着火的现象，汽车还会出现漏气或积碳增多的现象； 3、气门坏了会导致气缸工作不稳定，气缸不稳定会导致发动机产生抖动，发动机工作无力，还会导致排气管道堵塞，严重时还会导致排气冒黑烟。

新能源汽车有非常多的分类，只要不是用常规的车用燃料作为动力来源的汽车，都可以称之为新能源汽车。而比较常见的新能源汽车，有纯电动汽车、增程式汽车、插电式混合动力汽车三种。每种新能源汽车的结构和原理都是不同的，由于篇幅的限制，下面以纯电动汽车为例进行讲解。纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。纯电动汽车最重要的部位；电动机、电池组、电控系统。电动机就相当于纯电动汽车的心脏，因为纯电动汽车是完全用电动机来取代发动机驱动的。电池组就相当于普通汽车的油箱。目前最常用的电池组，是镍氢电池和锂电池。锂电池包括锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池等。电控系统就相当于纯电动汽车的神经中枢。它负责将电动机，电池和其他辅助系统互为连接并且加以控制。