绪论

任务引入

什么是汽车？什么是机械？“汽车机械基础”是一门什么性质的课程？

任务分析

汽车是一个机械系统、是一个复杂的机电产品，汽车是人类重要的交通工具。机械也常称为机器，汽车机械是机械工业的重要组成部分。

学习目标

1.掌握汽车的主要组成。

2.掌握机器的组成及特征。

3.掌握机器、机构、机械、零件、构件、部件的概念。

4.掌握零件、构件与部件的区别与联系。

5.了解本课程的学习内容和学习目标。

相关知识

一、机械的概念

1.机器

（1）机器的组成

本课程的研究对象是汽车机械。汽车属于机械范畴，汽车工业是机械工业的一个重要分支。机械也常称为机器，是人类在长期生产实践中为满足自身生活需要而创造出来的。

机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。凡将其他形式能量变换为机械能的机器称为原动机，如内燃机（将热能变换为机械能）、电动机（将电能变换为机械能）都属于原动机。凡利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器称为工作机，如发电机（将机械能变换为电能）、起重机（传递物料）、录音机（变换和传递信息）等都属于工作机。

图0-1所示为汽车总体构造，通常汽车由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。

① 发动机。发动机是汽车的动力装置，它的作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮，使汽车行驶，如图0-2所示。

发动机主要有汽油机和柴油机两种。汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、启动系统组成。柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系统。

a.曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动部件。

b.配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

c.燃料供给系统主要有汽油机燃料供给系统和柴油机燃料供给系统两种。汽油机燃料供给系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气，从气缸内排到大气中去。柴油机燃料供给系统的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

d.冷却系统的功用是带走发动机内的热量，让发动机在适宜的温度下工作。

e.润滑系统的功用是润滑发动机内有相对运动的零件，减少摩擦磨损。

f.点火系统通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

g.启动系统使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞做往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。

② 底盘。底盘的作用是支撑、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成，如图0-3所示。

a.传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。

离合器是传动系中直接与发动机相连接的总成；变速器用来改变发动机传到驱动车轮上的扭矩和转速；万向传动装置能传递在工作过程中相对位置不断改变的两根轴的运动；主减速器能增大由传动轴或变速器传来的扭矩；差速器将动力合理地分配给左、右驱动车轮，使汽车顺利转弯。

b.行驶系由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。行驶系的基本功用是支撑全车质量，并保证汽车正常的行驶。

车架的作用是承受载荷，包括汽车自身零部件的质量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等；车桥的作用是传递车架与车轮之间各方向的作用力；悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称，它包括弹性元件、减振器和传力装置三部分，这三部分分别起缓冲、减振和力的传递作用；车轮的作用是与地面接触，使汽车得到所需的牵引力。

c.转向系由转向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成。转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，能够在汽车转向行驶时，保证各转向车轮之间有协调的转角关系。

d.制动系一般由制动主缸、制动轮缸、比例分配阀、车轮制动器等组成。制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。

③ 车身。车身不仅是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。车身既有封闭作用，也有保证行车安全和减轻事故后果的作用。轿车车身多数是承载式车身，其基本结构如图0-4所示。

④ 电气设备。汽车电气设备是汽车的重要组成部分，它控制着发动机、车灯，甚至汽车全身，是汽车的中枢神经系统，如图0-5所示。

汽车是一个机械系统，通过以上四部分实现汽车安全行驶功能，使人类以车代步。

图0-6所示为单缸内燃机的构成，它由活塞1、进气门推杆2、凸轮轴3、大齿轮4、小齿轮5、曲轴6、连杆7和排气门推杆8等组成。内燃机工作时，气缸内的燃气推动活塞1在气缸内做往复移动，经连杆7转变为曲轴6的连续转动。凸轮轴3上的大齿轮4与曲轴6上的小齿轮5啮合，将曲轴6的连续转动转变为凸轮轴3的连续转动。凸轮轴3上的凸轮和进气门推杆2、排气门推杆8用来有规律地启闭进、排气门，把燃气的热能转换为曲轴转动的机械能。

就功能而言，一般机器包含四个基本组成部分。

① 动力部分。它是驱动整台机器完成预定功能的动力源，其作用是把其他形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部件。如汽车的发动机，给汽车行驶提供动力。广泛使用的动力源有电力、热力、液力、压缩气体等。

② 执行部分。它是机器中直接完成工作任务的组成部分，其运动形式依据用途的要求，可能是直线运动，也可能是回转运动或间歇运动等。如汽车的行驶系（车轮），内燃机的活塞等。

③ 传动部分。它是机器中介于动力部分和执行部分之间，用来完成运动形式、运动和动力参数转换的组成部分。利用它可以减速、增速、改变扭矩以及改变运动形式等，从而满足执行部分的各种要求。如汽车的传动系，内燃机的连杆、齿轮等。

常用的传动形式有机械传动、液压传动、气压传动、电力传动等。其中，机械传动应用最广。

④ 控制部分。它是使上述三个基本职能部分彼此协调运作，并准确、安全、可靠地完成整机功能的组成部分。如汽车的转向系、制动系，内燃机的凸轮机构等。

以上四部分中，传动部分和执行部分是机器的主体。

（2）机器的特征

由上述分析可知，任何机器都由许多实体组合而成。机器不仅能传递运动和动力，还能变换或传递能量、物料和信息。例如，图0-6所示的单缸内燃机，除传递运动外，还能把热能转换成机械能。可见，机器具有以下三个共同特征。

① 各类机器都是人为的实体组合。

② 机器的各部分之间具有确定的相对运动。

③ 机器能完成有用的机械功或实现能量转换。

2.机构

具有机器前两个特征的多构件组合体，称为机构。机构能实现一定规律的运动。如图0-6所示，由活塞、连杆、曲轴和气缸体组成的曲柄滑块机构，可把活塞的往复直线运动转变成曲轴的连续转动；由曲轴齿轮和凸轮轴齿轮及气缸体组成的齿轮机构，可以改变转速的大小和方向；由凸轮、进排气门推杆和气缸体组成的凸轮机构，可以将凸轮轴的连续转动转换为进、排气门推杆的往复直线移动。

组成机构的具有确定相对运动的实体，称为构件。图0-6所示的活塞、连杆、曲轴等都是构件。构件在机构中具有独立运动的特性，是机构中不可分割的相对运动单元体，即运动单元。构件可以是一个单独的零件，如内燃机中的曲轴；也可以由多个零件刚性连接而成，如内燃机中的连杆。

从制造加工的角度看，机器由若干零件组装而成。零件是机器的最小制造单元，是机器的基本组成要素。对于机器中的零件，按其功能和结构特点可分为通用零件和专用零件。各种机器中普遍使用的零件，称为通用零件，如螺栓、齿轮、轴等；仅在某些特定机器中才用到的零件，称为专用零件，如内燃机中的活塞、曲轴等。

对于一组协同工作的零件组成的独立制造或装配的组合体称为部件。部件是机器的装配单元。部件中的各零件之间不一定具有刚性连接。部件也分为专用部件和通用部件，如滚动轴承、电动机、减速器、联轴器、制动器属于通用部件，而汽车转向器则属于专用部件。

显然，零件、构件和部件的区别就在于：零件是制造单元、构件是运动单元、部件是装配单元。

综上所述，机构与机器的区别在于：机构只是一个构件系统，只用于传递运动和动力；而机器除构件系统之外，还包括电气、液压等其他装置。除传递运动和动力外，还具有变换或传递能量、物料和信息的功能。

但是，在研究构件的运动和受力情况时，机器与机构之间并无区别，因此，习惯上用“机械”作为机器和机构的总称。

二、本课程的学习内容和学习目标

1.本课程的学习内容

“汽车机械基础”是高职高专汽车类各专业必修的一门专业技术基础课，内容包括汽车工程材料、汽车构件力学分析、汽车常用机构、汽车机械传动装置、汽车常用机械零部件、汽车液压传动、汽车制造技术——金属成形热加工、汽车制造技术——金属成形冷加工等知识。

2.本课程的学习目标

“汽车机械基础”在汽车类各专业课程的学习中占有重要的地位，通过本课程的学习，学生应具备必需的机械基础知识和技能，课程目标包括以下几点。

① 掌握汽车常用材料的类型、性能和热处理方法及铁碳合金知识。

② 掌握汽车构件的静力学分析及强度分析与计算方法。

③ 掌握汽车常用机构的工作原理、结构特点和特性知识及其在汽车中的应用。

④ 掌握汽车机械传动装置的类型、特点和在汽车中的应用。

⑤ 掌握汽车常用机械零部件的类型、特点和在汽车中的应用。

⑥ 掌握液压传动相关知识及其在汽车中的应用。

⑦ 掌握金属成形热加工方法及其在汽车中的应用。

⑧ 掌握金属成形冷加工方法及其在汽车中的应用。

任务实施

1.汽车由_____、_____、_____和______四部分组成。

2.习惯上用“机械”作为____和____的总称。

3.“汽车机械基础”是一门________课。