1. 汽車是什麼東西
汽車基礎知識第一章 總論
第一節 汽車的類型汽車的分類方法很多，但最重要的方法是按照汽車的用途來分類。根據我國國家標準的有關規定，汽車分為以下幾種類型： 1. 貨車 又稱為載貨汽車、載重汽車、卡車。主要用來運送各種貨物或牽引全掛車。貨車按載重量（1.8噸、6噸、14噸）可分為微型、輕型、中型、重型四種。 2. 越野汽車 主要用於非公路上載運人員和貨物或牽引設備，一般為全軸驅動。按驅動型式可分為4×4、6×6、8×8幾種。 3. 自卸汽車 指貨箱能自動傾翻的載貨汽車。自卸汽車有向後傾卸的和左右後三個方向均可傾卸的兩種。 4. 牽引汽車 專門或主要用來牽引的車輛。可分為全掛牽引車和半掛牽引車。 5. 專用汽車 為了承擔專門的運輸任務或作業，裝有專用設備，具備專用功能的車輛。 6. 客車 指乘坐9人以上，具有長方形車廂，主要用於載運人員及其行李物品的車輛。 根據車輛的長度（3.5米，7米，10米，12米），可將客車分為微型、輕型、中型、大型、特大型五種。7. 轎車 乘坐2至8人的小型載客車輛。根據發動機排量大小（1升、1.6升、2.5升、4升），可分為微型、普遍級、中級、中高級和高級轎車五種。 第二節 汽車的總體構造
汽車一般由四部分組成：
1. 發動機
發動機是汽車的動力裝置。其作用是使燃料燃燒產生動力，然後通過底盤的傳動系驅動車輪使汽車行駛。
發動機主要有汽油機和柴油機兩種。
汽油發動機由曲柄連桿機構、配氣機構和燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系、起動系組成
柴油發動機的點火方式為壓燃式，所以無點火系。
2. 底盤
底盤作用是支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，並接受發動機的動力，使汽車產生運動，保證正常行駛。
底盤由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成。
3. 車身
車身安裝在底盤的車架上，用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物。
轎車、客車的車身一般是整體結構，貨車車身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成。
4. 電氣設備
電氣設備由電源和用電設備兩大部分組成。
電源包括蓄電池和發電機。用電設備包括發動機的起動系、汽油機的點火系和其它用電裝置。 第三節 汽車的主要特徵參數和技術特性
汽車的主要特徵和技術特性隨所裝用的發動機類型和特性的不同，通常有以下的結構參數和性能參數。
1. 整車裝備質量（kg）：汽車完全裝備好的質量，包括潤滑油、燃料、隨車工具、備胎等所有裝置的質量。
2. 最大總質量(kg)：汽車滿載時的總質量。
3. 最大裝載質量(kg)：汽車在道路上行駛時的最大裝載質量。
4. 最大軸載質量（kg）：汽車單軸所承載的最大總質量。與道路通過性有關。
5. 車長(mm)：汽車長度方向兩極端點間的距離。
6. 車寬(mm)：汽車寬度方向兩極端點間的距離。
7. 車高(mm)：汽車最高點至地面間的距離。
8. 軸距(mm)：汽車前軸中心至後軸中心的距離。
9. 輪距(mm)：同一車轎左右輪胎胎面中心線間的距離。
10. 前懸(mm)：汽車最前端至前軸中心的距離。
11. 後懸(mm)：汽車最後端至後軸中心的距離。
12. 最小離地間隙(mm)：汽車滿載時，最低點至地面的距離。
13. 接近角(°)：汽車前端突出點向前輪引的切線與地面的夾角。
14. 離去角(°)：汽車後端突出點向後輪引的切線與地面的夾角。
15. 轉彎半徑(mm)：汽車轉向時，汽車外側轉向輪的中心平面在車輛支承平面上的軌跡圓半徑。轉向盤轉到極限位置時的轉彎半徑為最小轉彎半徑。
16. 最高車速(km/h)：汽車在平直道路上行駛時能達到的最大速度。
17. 最大爬坡度(%)：汽車滿載時的最大爬坡能力。
18. 平均燃料消耗量(L/100km)：汽車在道路上行駛時每百公里平均燃料消耗量。
19. 車輪數和驅動輪數(n×m)：車輪數以輪轂數為計量依據，n代表汽車的車輪總數，m代表驅動輪數。第一章 傳動系統
第一節 傳動系統概述
傳動系的基本功用是將發動機發出的動力傳給汽車的驅動車輪，產生驅動力，使汽車能在一定速度上行駛。
對於前置後驅的汽車來說，發動機發出的轉矩依次經過離合器、變速箱、萬向節、傳動軸、主減速器、差速器、半軸傳給後車輪，所以後輪又稱為驅動輪。驅動輪得到轉矩便給地面一個向後的作用力，並因此而使地面對驅動輪產生一個向前的反作用力，這個反作用力就是汽車的驅動力。汽車的前輪與傳動系一般沒有動力上的直接聯系，因此稱為從動輪。
傳動系的組成和布置形式是隨發動機的類型、安裝位置，以及汽車用途的不同而變化的。例如，越野車多採用四輪驅動，則在它的傳動系中就增加了分動器等總成。而對於前置前驅的車輛，它的傳動系中就沒有傳動軸等裝置。第二節 傳動系的布置型式
機械式傳動系常見布置型式主要與發動機的位置及汽車的驅動型式有關。可分為：
1. 前置前驅—FR：即發動機前置、後輪驅動
這是一種傳統的布置型式。國內外的大多數貨車、部分轎車和部分客車都採用這種型式。
2. 後置後驅—RR：即發動機後置、後輪驅動
在大型客車上多採用這種布置型式，少量微型、輕型轎車也採用這種型式。發動機後置，使前軸不易過載，並能更充分地利用車箱面積，還可有效地降低車身地板的高度或充分利用汽車中部地板下的空間安置行李，也有利於減輕發動機的高溫和雜訊對駕駛員的影響。缺點是發動機散熱條件差，行駛中的某些故障不易被駕駛員察覺。遠距離操縱也使操縱機構變得復雜、維修調整不便。但由於優點較為突出，在大型客車上應用越來越多。
3. 前置前驅—FF：發動機前置、前輪驅動
這種型式操縱機構簡單、發動機散熱條件好。但上坡時汽車質量後移，使前驅動輪的附著質量減小，驅動輪易打滑；下坡制動時則由於汽車質量前移，前輪負荷過重，高速時易發生翻車現象。現在大多數轎車採取這種布置型式。
4. 越野汽車的傳動系
越野汽車一般為全輪驅動，發動機前置，在變速箱後裝有分動器將動力傳遞到全部車輪上。目前，輕型越野汽車普遍採用4×4驅動型式，中型越野汽車採用4×4或6×6驅動型式；重型越野汽車一般採用6×6或8×8驅動型式。 第三節 離合器離合器位於發動機和變速箱之間的飛輪殼內，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的後平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據需要踩下或松開離合器踏板，使發動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發動機向變速器輸入的動力。 離合器接合狀態離合器切斷狀態離合器的功用主要有： 1. 保證汽車平穩起步 起步前汽車處於靜止狀態，如果發動機與變速箱是剛性連接的，一旦掛上檔，汽車將由於突然接上動力突然前沖，不但會造成機件的損傷，而且驅動力也不足以克服汽車前沖產生的巨大慣性力，使發動機轉速急劇下降而熄火。如果在起步時利用離合器暫時將發動機和變速箱分離，然後離合器逐漸接合，由於離合器的主動部分與從動部分之間存在著滑磨的現象，可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅動力也逐漸增大，從而讓汽車平穩地起步。2. 便於換檔 汽車行駛過程中，經常換用不同的變速箱檔位，以適應不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發動機與變速箱暫時分離，那麼變速箱中嚙合的傳力齒輪會因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難於分開。另一對待嚙合齒輪會因二者圓周速度不等而難於嚙合。即使強行進入嚙合也會產生很大的齒端沖擊，容易損壞機件。利用離合器使發動機和變速箱暫時分離後進行換檔，則原來嚙合的一對齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙合的另一對齒輪，由於主動齒輪與發動機分開後轉動慣量很小，採用合適的換檔動作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。 3. 防止傳動系過載 汽車緊急制動時，車輪突然急劇降速，而與發動機相連的傳動系由於旋轉的慣性，仍保持原有轉速，這往往會在傳動系統中產生遠大於發動機轉矩的慣性矩，使傳動系的零件容易損壞。由於離合器是靠磨擦力來傳遞轉矩的，所以當傳動系內載荷超過磨擦力所能傳遞的轉矩時，離合器的主、從動部分就會自動打滑，因而起到了防止傳動系過載的作用。 第四節 變速箱
變速箱是汽車傳動系中最主要的部件之一。
它的功用是：
１. 在較大范圍內改變汽車行駛速度的大小和汽車驅動輪上扭矩的大小。
由於汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅動扭矩能在很大范圍內變化。例如在高速路上車速應能達到100km/h，而在市區內，車速常在50km/h左右。空車在平直的公路上行駛時，行駛阻力很小，則當滿載上坡時，行駛阻力便很大。而汽車發動機的特性是轉速變化范圍較小，而轉矩變化范圍更不能滿足實際路況需要。
2. 實現倒車行駛
汽車發動機曲軸一般都是只能向一個方向轉動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設置的倒檔來實現汽車倒車行駛。
3. 實現空檔
當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如可以保證駕駛員在發動機不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。
變速箱由變速傳動機構和變速操縱機構兩部分組成。變速傳動機構的主要作用是改變轉矩和轉速的數值和方向；操縱機構的主要作用是控制傳動機構，實現變速器傳動比的變換，即實現換檔，以達到變速變矩。
機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構使變速箱內不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作 第五節 分動器
越野車需要經常在壞路和無路情況下行駛，尤其是軍用汽車的行駛條件更為惡劣，這就要求增加汽車驅動輪的數目，因此，越野車都採用多軸驅動。例如，如果一輛前輪驅動的汽車兩前輪都陷入溝中（這種情況在壞路上經常會遇到），那汽車就無法將發動機的動力通過車輪與地面的磨擦產生驅動力而繼續前進。而假如這輛車的四個輪子都能產生驅動力的話，那麼，還有兩個沒陷入溝中的車輪能正常工作，使汽車繼續行駛。
分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅動橋，並且進一步增大扭矩。分動器也是一個齒輪傳動系統，它單獨固定在車架上，其輸入軸與變速器的輸出軸用萬向傳動裝置連接，分動器的輸出軸有若干根，分別經萬向傳動裝置與各驅動橋相連。
大多數分動器由於要起到降速增矩的作用而比變速箱的負荷大，所以分動器中的常嚙齒輪均為斜齒輪，軸承也採用圓錐滾子軸承支承。 第六節 萬向傳動器
萬向傳動裝置一般由萬向節、傳動軸和中間支承組成。其功用是在軸線相交且相對位置經常變化的兩轉軸之間可靠地傳遞動力。
在現代汽車的總體布置中，發動機、離合器和變速箱連成一體固裝在車架上，而驅動橋則通過彈性懸架與車架連接。由此可見，變速器輸出軸軸線與驅動橋的輸入軸軸線不在同一平面上。當汽車行駛時，車輪的跳動會造成驅動橋與變速器的相對位置（距離、夾角）不斷變化，故變速器的輸出軸與驅動橋的輸入軸不可能剛性連接，必須安裝有萬向傳動裝置。此外，由於越野汽車的前輪既是轉向輪又是驅動輪。作為轉向輪，要求在轉向時可以在規定范圍內偏轉一定角度；作為驅動輪，則要求半軸在車輪偏轉過程中不間斷地把動力從主減速器傳到車輪。因此，半軸不能製成整體而必須分段，中間用等角速萬向節相連。
萬向節按其剛度的大小可分為剛性萬向節和撓性萬向節，前者的動力是靠零件的鉸鏈式聯接傳遞的；而後者的動力則是靠彈性零件傳遞的，如橡膠盤、橡膠塊等，由於彈性元件的變形量有限，因而撓性萬向節一般用於兩軸間夾角不大以及有微量軸向位移的軸間傳動。剛性萬向節分為不等速萬向節（如常見的十字軸式）、准等速萬向節（雙聯式、三銷軸式）和等速萬向節（球叉式、球籠式等 第七節 主減速器
主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件。對發動機縱置的汽車來說，主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。
汽車正常行駛時，發動機的轉速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉速只靠變速箱來降低下來，那麼變速箱內齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。另外，轉速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱後一級傳動機構的傳動負荷。所以，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器，可使主減速器前面的傳動部件如變速箱、分動器、萬向傳動裝置等傳遞的扭矩減小，也可變速箱的尺寸質量減小，操縱省力。
現代汽車的主減速器，廣泛採用螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪工作時，齒面間的壓力和滑動較大，齒面油膜易被破壞，必須採用雙曲面齒輪油潤滑，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將使齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。第八節 差速器
驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角速度旋轉。這樣，當汽車轉向行駛時，由於外側車輪要比內側車輪移過的距離大，將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖，而內側車輪在滾動的同時產生滑轉。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎製造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。
車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉向困難、制動性能變差。為使車輪盡可能不發生滑動，在結構上必須保證各車輛能以不同的角速度轉動。通常從動車輪用軸承支承在心軸上，使之能以任何角速度旋轉，而驅動車輪分別與兩根半軸剛性連接，在兩根半軸之間裝有差速器。這種差速器又稱為輪間差速器。
多軸驅動的越野汽車，為使各驅動橋能以不同角速度旋轉，以消除各橋上驅動輪的滑動，有的在兩驅動橋之間裝有軸間差速器。
現代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。
齒輪式差速器當左右驅動輪存在轉速差時，差速器分配給慢轉驅動輪的轉矩大於快轉驅動輪的轉矩。這種差速器轉矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當汽車在壞路上行駛時，卻嚴重影響通過能力。例如當汽車的一個驅動輪陷入泥濘路面時，雖然另一驅動輪在良好路面上，汽車卻往往不能前進（俗稱打滑）。此時在泥濘路面上的驅動輪原地滑轉，在良好路面上的車輪卻靜止不動。這是因為在泥濘路面上的車輪與路面之間的附著力較小，路面只能通過此輪對半軸作用較小的反作用力矩，因此差速器分配給此輪的轉矩也較小，盡管另一驅動輪與良好路面間的附著力較大，但因平均分配轉矩的特點，使這一驅動輪也只能分到與滑轉驅動輪等量的轉矩，以致驅動力不足以克服行駛阻力，汽車不能前進，而動力則消耗在滑轉驅動輪上。此時加大油門不僅不能使汽車前進，反而浪費燃油，加速機件磨損，尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是：挖掉滑轉驅動輪下的稀泥或在此輪下墊干土、碎石、樹枝、乾草等。
為提高汽車在壞路上的通過能力，某些越野汽車及高級轎車上裝置防滑差速器。防滑差速器的特點是，當一側驅動輪在壞路上滑轉時，能使大部分甚至全部轉矩傳給在良好路面上的驅動輪，以充分利用這一驅動輪的附著力來產生足夠的驅動力，使汽車順利起步或繼續行駛。 第九節 半軸
半軸是差速器與驅動輪之間傳遞扭矩的實心軸，其內端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接。
現代汽車常用的半軸，根據其支承型式不同，有全浮式和半浮式兩種。
全浮式半軸只傳遞轉矩，不承受任何反力和彎矩，因而廣泛應用於各類汽車上。全浮式半軸易於拆裝，只需擰下半軸突緣上的螺栓即可抽出半軸，而車輪與橋殼照樣能支持汽車，從而給汽車維護帶來方便。
半浮式半軸既傳遞扭矩又承受全部反力和彎矩。它的支承結構簡單、成本低，因而被廣泛用於反力彎矩較小的各類轎車上。但這種半軸支承拆取麻煩，且汽車行駛中若半軸折斷則易造成車輪飛脫的危險。 第十節 橋殼
驅動橋殼是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎件，主要作用是支承並保護主減速器、差速器和半軸等。同時，它又是行駛系的主要組成件之一，故還具有如下功用：
1. 和從動橋一起承受汽車質量
2. 使左、右驅動車輪的軸向相對位置固定
3. 汽車行駛時，承受驅動輪傳來的各種反力、作用力和力矩，並通過懸架傳給車架
驅動橋殼可分為整體式和分段式兩類。
整體式橋殼是橋殼與主減速器殼分開製造，二者用螺栓連接在一起。它的結構優點是在檢查主減速器和差速器的技術狀況或拆裝時，不用把整個驅動橋從車上拆下來，因而維修比較方便，普遍用於各類汽車。
分段式橋殼是橋殼與主減速器殼鑄成一體，且一般分為兩段由螺栓連成一體。這種橋殼易於鑄造，但維護主減速器和差速器時必須把整個橋拆下來，否則無法拆檢主減速器和差速器。現已很少使用，北京2020採用這種橋殼。 第二章 行駛系
第一節 概述
從發動機發出的功率輾轉經過飛輪、離合器、變速箱、傳動軸、差速器、半軸， 傳到了車輪，車終於能動了。本教程也進入了一個有點復雜的內容--行駛系。讓我們由簡到繁，慢慢道來。
先想像一個只有兩根橫梁的梯子，讓我們把橫梁換成兩根車軸，再安上四個軲轆，於是，一個最簡單的能被稱為「車」的東西產生了，這就是行駛系。那兩根橫梁就是車橋（裝著驅動輪的車橋就是驅動橋），兩根縱梁就是車架（或就叫縱梁也成）。車橋的兩端裝著輪子，而車架上則安放著幾乎所有其他東西——發動機、 變速箱、轉向機構（方向盤和轉向機）、人、行李以及把這一切包裹起來的活動房子--車身。車橋和輪子在顛簸的路面上歡快地跳躍著，我們當然不希望車身也如此活躍，因此車橋和車架之間要用一種彈性結構連接在一起，這就是懸架系統，它包括能讓車身不停顫動的彈簧和讓這種顫動能盡快停下來的阻尼裝置——減震器。
好啦，我們已經知道行駛系的四大主要部分了：車輪、車橋、車架和懸架。下面就讓我們分別探討一下它們各自功能和結構 第二節 車橋
前面講過，車橋通過懸架和車架（或車身）相連，兩端連接車輪。車橋可以是整體式的，有如一個巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨立懸架配合；車橋也可以是斷開式的，象兩把雨傘插在車身兩側，再各自通過懸架系統支撐車身，所以斷開式車橋與獨立懸架配用。
根據驅動方式的不同，車橋也分成轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋和支持橋四種。其中轉向橋和支持橋都屬於從動橋。大多數汽車採用前置後驅動（FR），因此前橋作為轉向橋，後橋作為驅動橋；而前置前驅動（FF）汽車則前橋成為轉向驅動橋，後橋充當支持橋。
轉向橋的結構基本相同，由兩個轉向節和一根橫梁組成。如果把橫梁比做身體，轉向節就是他左右搖晃的腦袋，脖子就是我們常說的主銷，車輪就裝在轉向節上，彷彿腦袋上帶了個草帽。不過，行駛的時候草帽轉，腦袋卻不轉，中間用軸承分隔開，腦袋只管左右晃動。脖子——主銷是車輪轉動的軸心，這個軸的軸線並非垂直於地面，車輪本身也不是垂直的，我們將在車輪定位一節具體論述。
轉向驅動橋與轉向橋的區別就是一切都是空心的，橫梁變成了橋殼，轉向節變成了轉向節殼體，因為裡面多了根驅動軸。這根驅動軸因被位於橋殼中間的差速器一分為二，而變成了兩根半軸。兩個草帽也不是簡單地套在腦袋上，還要與裡面的兩根半軸直接相連。半軸在「脖子」的位置也多了一個關節——萬向節，因此半軸也變成了兩部分，內半軸和外半軸。 第三節 車輪及車輪定位（一）上一節講到轉向輪的轉向軸心——主銷並非垂直於地面，而是朝兩個方向產生傾角，即主銷內傾角和主銷後傾角。車輪本身也有一個外傾角和前束。先說主銷後傾角。站在車身左側，觀察車的左前輪，我們會發現主銷是向後傾 倒的。這樣做的主要目的是為了讓主銷的延長線與地面的交點在車輪觸地點的前面。 這種設計是為了使車輪在滾動的過程中保持穩定，不致左右搖擺。我們不作過多的理論解釋，只舉一個例子：也許有的讀者小時候玩過推鐵環的游戲，我們用一個頭部帶圈的長鐵桿從後面推一個大鐵環使其滾動，由於鐵環很容易翻倒而使得這個游戲具有一定的挑戰性。但如果我們換一種推法，讓鐵桿與鐵環的接觸點在鐵環與地面接觸點的前面，我們會發現這樣做使得這個游戲的挑戰性大大降低了，鐵環不再那麼容易晃動甚至翻倒了。這就是主銷後傾角的妙用。下面再看看主銷內傾角。站在車的後部，觀察車的右前輪，我們發現主銷向左傾倒，也即向內側傾倒。這樣做的目的是為了在轉彎的時候讓車輪產生傾斜。還是舉一個生活中的例子： 我們在騎自行車拐彎的時候，會自然地將車子向所轉的方向傾斜，讓車輪與地面有一個夾角，學過物理的人知道，這樣做是為了產生足夠的向心力。汽車也是一樣，右側車輪在右轉彎的時候在主銷內傾角和後傾角的共同作用下會向右側傾倒，而左側車輪雖也有主銷內傾角，卻不會向左側傾倒，因為還有主銷後傾角，把它又拉了回來，甚至也能向右微微傾斜。不僅如此，兩側車輪的轉動還使右側車身降低，左側車身抬高，整個車身也向右傾斜，於是產生了足夠的向心力。