● 課程名稱：《汽車設計基礎知識》
《汽車設計》第3版吉林工業大學王望予主編機械工業出版社
《汽車工程手冊－基礎篇人民交通出版社
● 適用專業：技術類、管理類各專業
● 考試題型：選擇題、填空題、名詞解釋、簡答題、綜合分析題（含計算）。
考試複習大綱內容：
第一章汽車發動機效能
1.1發動機概論
1.1.1 汽車發動機歷史
1.1.2發動機的分類及工作原理
1.1.2.1發動機的分類
（一）熱力發動機定義及分類
熱力發動機：將熱能轉變為機械能的發功機，包括內燃機和外燃機。
（二）車用內燃機分類
1）按實際的迴圈方式分類
①四衝程內燃機，由活塞移動四個行程或曲軸兩轉完成乙個迴圈；
②二沖程內燃機，由活塞移動二個行程或曲軸一轉完成乙個迴圈。
2）按使用的燃料種類分類
①液體燃料內燃機，其中有汽油機、柴油機和醇類燃料發動機等；
②多種液體燃料內燃機，可使用輕質到重質的液體燃料與其他代用燃料；
③氣體燃料內燃機，其中有壓縮天然氣（cng）發動機、液化石油氣（lpg）發動機等；
④液-氣混合燃料內燃機，基本燃料是氣體，少量的液體作為點燃用。
3）按冷卻方式分類
①水冷式內燃機；
②風冷式內燃機。
4）按氣缸數目分類
①單缸內燃機；
②多缸內燃機。多缸內燃機還可根據氣缸排列形式進一步分類為直列、對置、v型等發動機。
5）按進氣方式分類
①非增壓式內燃機，也稱自然吸氣式內燃機，它依靠活塞使工作氣體吸入氣缸；
②增壓式內燃機，為增加發動機的功率，使進入氣缸的工作氣體先經過壓氣機壓縮增壓後，再供入氣缸。
6）按點火方式分類
①外部點火式內燃機，利用點火花點燃工作混合氣，汽油機屬於此類；
②壓燃點火式內燃機，利用壓縮終了的高溫使燃油自燃，柴油機屬於此類。
7）按迴圈的加熱方式分類
①等容加熱迴圈內燃機，如汽油機；
②等壓加熱迴圈內燃機，如高增壓的低速大型柴油機；
③混合加熱迴圈內燃機，如高速柴油機。
8）按負荷的調節方式分類
①量調節式內燃機，依靠控制每迴圈工質氣體數量的多少調節負荷，
②質調節式內燃機，依靠控制工質混合氣的濃度來調節負荷。
1.1.2.2內燃機的特點
內燃機具有熱效率高、體積小、質景輕、便於移動、功率範圍廣、適應件好，起動效能好等優點。但內燃機也有振動、雜訊大，排放有害成分汙染大氣等不足。
1.1.2.3往復式發動機的構造
發動機的構造比較複雜，它出許多機構和系統組成。不同型別和用途的內燃機其構造各不相同，但其功用是一致的。往復式內燃機通常有下列部分構成：
機體與氣缸蓋、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、點火系、冷卻系、潤滑系和起動裝置，對於電控發動機還裝有電控系統。
1.1.2.3往復式發動機的工作原理
1）四衝程內燃機的工作原理
①進氣行程
進氣門開啟，排氣門關閉，活塞上止點移動到下止點，曲軸的曲柄由0°轉到
180°，新鮮空氣(或可燃混合氣)被吸入氣缸。
②壓縮行程
進、排氣門全部關閉，曲軸推動活寒由下止點向上止點移動乙個行程，曲柄由
180°轉到360°，氣缸內的氣體被壓縮。
③膨脹行程
進、排氣門全部關閉，燃氣膨脹，活塞由上止點移動到下止點，通過連桿使曲軸旋轉對外作功，曲柄由360°轉到540°。
④排氣行程
排氣門開啟，活塞由下止點移動到上止點，曲柄由540°轉到720°，燃燒後的廢氣從排氣門處排出氣缸。
2）二沖程內燃飢的工作原理
二沖程發動機的壓縮過程、燃燒過程和膨脹過程與四衝程發動機相對應的工作過程完全相同、不同之處在於換氣過程，用排氣和掃氣過程進行換氣。
膨脹行程後期，排氣口開啟，氣缸內的廢氣經排氣口開始排出。活塞繼續下行，掃氣口開啟，壓縮空氣（或混合氣）開始從掃氣口進入氣缸，將廢氣由氣缸內趕出(掃氣)，活塞上行，新氣從進氣口進入曲軸箱內，排氣口關閉，氣體交換過程結束，壓縮過程開始，活塞執行到上止點附近時．開始燃燒過程。
1.1.3對汽車發動機的效能要求
對汽車發動機的效能要求主要有：排氣汙染小、燃油經濟性好、高動力輸出、結構緊湊、質量輕、振動雜訊低、可靠耐久、成本低等。
1.1.4未來汽車動力
1）新型動力裝置
①燃氣輪機
②電動車
2）新能源燃料及代用燃料
①醇②壓縮天然氣（cng）和液化石油氣（lpg）
③氫1.2迴圈與熱效率
1.2.1效率、功率和平均有效壓力的定義
1.2.1.1熱效率
1）發動機消耗的熱量
提供給發動機的單位質量燃料完全燃燒所放出的熱量，被稱為燃料的低熱值。
2）熱效率的定義
轉變為功的熱量與發動機所消耗的熱量的比值。
3）示功圖
圖1-2-1是氣缸內壓力隨氣缸內容積的變化關係，對於四衝程發動機，由進氣（ra線）、壓縮（ac線）、燃燒（cz線）、膨脹（zb線）和排氣（br線）四個過程組成，曲軸每轉兩轉，活塞往復運動四個衝程，發動機由此完成乙個工作迴圈，做功一次。
4）理論熱效率
理論迴圈的熱效率簡稱理論熱效率，定義為工質所作的迴圈功與迴圈加熱量的比值，它可用於評定迴圈的經濟性。
5）指示熱效率
發動機實際迴圈指示功與其所消耗的燃料的熱量的比值
6）有效熱效率
發動機實際迴圈的指示功不能完全對外輸出，實際發動機曲軸上所輸出的有效功，它是迴圈指示功與發動機機械損失功之差。
機械損失功包括：
①發動機內部運動零件的摩擦損失；
②發動機驅動附屬機構的損失；
③進行進、排氣過程所消耗的幫浦氣損失。
1.2.2理論空氣迴圈
1.2.2.1空氣迴圈定義
理論迴圈是發動機實際工作的一種抽象與簡化，目的是為了進行一些簡單的定量分析處理。
發動機可有三種理論空氣迴圈，即定容加熱迴圈、定壓加熱迴圈和混合加熱迴圈。
1.2.2.2定容迴圈
定容迴圈是在容積不變的條件下對工質加熱的迴圈．汽油機的混合燃燒迅速，氣缸內壓力、溫度增加很快，可認為其燃燒放熱基本上是在氣缸容積一定的條件下進行的、可以簡化為定容加熱迴圈。
如圖1-2-2所示，在這個迴圈中，工質由始點a，經絕熱壓縮點c，然後定容加入熱量q1到z，再絕熱膨脹到b，最後定容排出熱量q2，由b點回到a點。
圖 1-2-2 定容加熱迴圈
1.2.2.3定壓迴圈
在壓力不變的條件下對工質加熱的迴圈稱為定壓加熱迴圈，如圖1-2-3所示。在高增壓和低速的大型柴油機中，由於受燃燒最高壓力的限制，大部分燃燒將在上止點以後燃燒，燃燒時氣缸壓力變化不大，可以簡化為定壓加熱迴圈。
圖1-2-3 定壓加熱迴圈
1.2.2.4混合加熱迴圈的熱效率
圖1-2-4表示定容加熱和定壓加熱的混合加熱迴圈，由圖可以看出定容加熱迴圈、定壓加熱迴圈是混合加熱迴圈的兩種特殊情況。
圖1-2-4 混合加熱迴圈
1.2.4實際迴圈
1.2.4.1 實際迴圈中的損失
冷卻傳熱損失、時間損失、不完全燃燒和後燃引起的損失、換氣損失、漏洩損失。
1.2.4.2機械損失
活塞、活塞環與氣缸壁間的摩擦損失，連桿、曲軸與軸承間的摩擦損失，驅動配氣機構的損失，驅動各種附屬機構的損失，幫浦氣損失，帶動機械增壓器的損失。
1.2.4.3發動機的熱平衡
熱量的分配大致可分為四大項：
①轉化為發動機有效功的熱量；
②傳遞給冷卻介質（冷卻水、冷卻空氣和潤滑油等）帶走的熱量；
③隨排出廢氣帶走的熱量；
④餘項熱量損失，如輻射熱損失、不完全燃燒和其他沒有計及的熱損失等。
1.3燃油消耗率
1.3.1燃油消耗率定義
發動機每作1kwh的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率。對於汽車車輛的燃油經濟性的衡量指標，是指一定行駛里程的汽車燃油消耗量或一定燃油消耗量能使汽車行駛的里程。
1.3.2對燃油消耗的影響因素
1）設計因素， 包括壓縮比、迴圈的各種損失以及機械損失等；
2）運轉因素，包括點火正時（柴油機中為噴射正時），混合氣成分、空燃比、廢氣再迴圈率、發動機的轉速與負荷率等。
1.4輸出功率與轉矩
發動機運轉時，由曲軸輸出的轉矩稱有效轉矩te，發動機轉速為n(r/min)時，轉矩與輸出的有效功率有如下關係：
式中：pe——有效功率，kw；
n——發動機轉速，r/min；
te——有效轉矩，nm。
1.5發動機增壓
1.5.1發動機增壓的目的
增壓就是設法將空氣經過增壓器提高進入發動機氣缸的充量密度ρ，以提高充填效率和平均壓力，從而達到高功率與燃油經濟性的目的。
1.5.2發動機增壓方式
1）機械增壓；
2）廢氣渦輪增壓；
3）複合式增壓系統。
第二章汽車動力性與燃油經濟性
動力性評價指標：
1）汽車的最高車速
2）汽車的加速時間
3）汽車的最大爬坡度
2.1 汽車的驅動力與行駛阻力
2.1.1 驅動力
汽車驅動力：發動機輸出的轉矩，經傳動系傳至車輪，產生驅動力矩t。該力矩使輪胎支撐面上產生沿地面向後的作用力，同時地面給驅動輪一反作用力，這反作用力推動汽車前進，稱為汽車的驅動力。
發動機淨功率：發動機製造廠提供的發動機特性圖常是在試驗台上拆下制動用空壓機、動力轉向用油幫浦、懸掛用壓縮機等條件下測得的功率，稱為發動機淨功率。
使用外特性曲線：帶上全部附件裝置測得的發動機外特性曲線稱使用外特性曲線。
傳動系機械效率：傳至驅動輪上的功率與發動機功率的比值。
傳動系功率損失：主要由機械損失和液力損失組成。
輪胎半徑的四種表示方法：自由半徑、靜力半徑、動力半徑、滾動半徑。
對汽車做動力學分析時，輪胎半徑應採用動力半徑；
對汽車做運動學分析時，輪胎半徑應採用滾動半徑。
傳動系傳動比：汽車行駛速度與變速器擋位及發動機轉速的關係：
2.1.2 行駛阻力
行駛阻力：汽車行駛必須克服滾動阻力ff、空氣阻力fw、上坡阻力fi、加速阻力fj
滾動阻力：滾動阻力係數與路面種類、行駛速度、輪胎構造、材料、氣壓等有關。
空氣阻力：空氣阻力由壓力阻力和摩擦阻力組成；壓力阻力又分為形狀阻力、干擾阻力、內迴圈阻力和誘導阻力四部分。
空氣阻力影響因素：
空氣阻力與空氣阻力係數cd和迎風面積a成正比，降低cda值，特別是降低cd值，是降低空氣阻力的主要手段。
上坡阻力：汽車上坡行駛時，汽車重力沿坡道的分力稱為上坡阻力。
加速阻力：汽車加速行駛時，需要克服其質量加速運動時產生的慣性力，稱為加速阻力fj。
2.1.3 行駛特性圖
行駛特性圖：指驅動力-速度、行駛阻力-速度、各擋發動機轉速-速度、滾動阻力及上坡阻力與速度關係的總稱。
汽車基礎知識
汽車電氣系統基礎知識 1 汽車電氣系統的特點是什麼？答 1 單線制 2 負極打鐵 3 兩個電源 4 用電裝置併聯 5 低壓直流供電。2 汽車電氣系統主要由什麼組成？答 主要由電源 用電裝置和中間裝置組成。3 汽車電源系統主要由什麼組成？答 主要由蓄電池 交流發電機 電壓調節器組成。4 汽車點火開關的...
汽車基礎知識
1 汽車的總體構造 汽車通常由發動機 底盤 車身 電氣裝置四個部分組成。發動機的作用是使供入其中的燃料燃燒而發出動力。大多數汽車都採用往復活塞式內燃機，它一般是由機體 曲柄連桿機構 配氣機構 供給系 冷卻系 潤滑系 點火系 汽油發動機採用 起動系等部分組成。底盤接受發動機的動力，使汽車產生運動，並保...
汽車基礎知識試題
一 填空題 1 汽車一般由發動機 底盤 電氣裝置 車身四部分組成。2車輛保養使用的四油三水指的發動機油 剎車油 轉向助力油 變速箱油 玻璃水 防凍液電瓶液 3.自動變速檔位分為p 駐車檔 r 倒車檔 n 空擋 d 行車檔 4.轎車輪胎一般分為子午線輪胎 普通斜交輪胎 5 新一代天籟採用的是無極變速 ...