大众的车子烧机油是一个通病,polo也是有的,现在解决烧机油的办法一般就是大修了,不过确实贵,也比较麻烦,我车子也烧机油就没去大修,现在都是用机油续着的,用的是魔力红机油,四类PAO的基础油,机油品质很好,就算有烧机油也不会有什么积碳,不会影响发动机动力,车子虽然现在还是有烧机油的情况,不过动力方面没什么问题,比大修划算。
汽车的基本构造
汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。
汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两 种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。
四冲程发动机的工作过程: 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:
传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。 它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。�制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。�
手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。
液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。
气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动 器和气管等机件组成。
电气设备:
汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。
蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极 柱上刻有“-”号,呈淡灰色。
起动机: 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。
1.整车装备质量(kg):汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
2.最大总质量�kg :汽车满载时的总质量。
3.最大装载质量�kg :汽车在道路上行驶时的最大装载质量。
4.最大轴载质量(kg):汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。
5.车长�mm :汽车长度方向两极端点间的距离。
6.车宽�mm :汽车宽度方向两极端点间的距离。
7.车高�mm :汽车最高点至地面间的距离。
8.轴距�mm :汽车前轴中心至后轴中心的距离。
9.轮距�mm :同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离。
10.前悬�mm :汽车最前端至前轴中心的距离。
11.后悬�mm :汽车最后端至后轴中心的距离。
12.最小离地间隙�mm :汽车满载时,最低点至地面的距离。
汽车的基本构造
内容摘要: 汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。
关键词:作功,密封,发动机,冷却系,润滑系,燃料系,点火系,压缩比离合器,变速器,化油器
发动机是汽车的心脏,想了解汽车,有必要先对发动机进行一个大概的认识。
首先来看看最常见的一个发动机参数———发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积,又称为单缸排量,它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说,排量越大,发动机输出功率越大。
了解了排量,我们再来看发动机的其他常见参数。很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样,想弄明白究竟是什么意思。这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
一般说来,排量1升以下的发动机常用3缸,例如08升的奥拓和福莱尔轿车。排量1升至25升一般为4缸发动机,常见的经济型轿车以及中档轿车发动机基本都是4缸。3升左右的发动机一般为6缸,比如排量30升的君威和新雅阁轿车。
排量4升左右的发动机一般为8缸,比如排量47升的北京吉普的JEEP4700。排量55升以上的发动机一般用12缸发动机,例如排量6升的宝马760Li就采用V12发动机。在同等缸径下,通常缸数越多排量越大,功率也就越高;而在发动机排量相同的情况下,缸数越多,缸径越小,发动机转速就可以提高,从而获得较大的提升功率。
以上是有关发动机缸数的知识,下面我们接着了解“汽缸排列形式”这个重要参数。一般5缸以下发动机的汽缸多采用直列方式排列,常见的多数中低档轿车都是L4发动机,即直列4缸。另外,也有少数6缸发动机采用直列方式排列。
直列发动机的汽缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点则是功率较低。一般1升以下的汽油机多采用直列3缸,1至25升的汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施,例如北京吉普的JEEP4000就采用直列6缸发动机。
另据专业人士介绍,直列6缸发动机的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车所采用。6到12缸的发动机一般采用V形排列,其中V10发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便。一般认为V形发动机是比较高级的发动机,因而成为轿车级别的标志之一。
V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用,比如上面提到的宝马760Li。而大众公司近来还新开发出了W型发动机,有W8和W12两种,即汽缸分四列错开角度布置,形体紧凑,大众的顶级轿车辉腾就有一款采用了排量60升的W12发动机。
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。
一 气缸体
水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。
气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。
(1) 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差
(2) 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。
(3) 隧道式气缸体 这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。
为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。
现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种。
(1) 直列式
发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的。单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动机多采用单列式。例如捷达轿车、富康轿车、红旗轿车所使用的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜一个角度。
(2) V型
气缸排成两列,左右两列气缸中心线的夹角γ<180°,称为V型发动机,V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体长度和高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机的宽度,且形状较复杂,加工困难,一般用于8缸以上的发动机,6缸发动机也有采用这种形式的气缸体。
(3) 对置式
气缸排成两列,左右两列气缸在同一水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角 γ=180°,称为对置式。它的特点是高度小,总体布置方便,有利于风冷。这种气缸应用较少。
气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸,整体式气缸强度和刚度都好,能承受较大的载荷,这种气缸对材料要求高,成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套),然后再装到气缸体内。这样,气缸套采用耐磨的优质材料制成,气缸体可用价格较低的一般材料制造,从而降低了制造成本。同时,气缸套可以从气缸体中取出,因而便于修理和更换,并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
干式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁不直接与冷却水接触,而和气缸体的壁面直接接触,壁厚较薄,一般为1~3mm。它具有整体式气缸体的优点,强度和刚度都较好,但加工比较复杂,内、外表面都需要进行精加工,拆装不方便,散热不良。
湿式气缸套的特点是气缸套装入气缸体后,其外壁直接与冷却水接触,气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触,壁厚一般为5~9mm。它散热良好,冷却均匀,加工容易,通常只需要精加工内表面,而与水接触的外表面不需要加工,拆装方便,但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好,而且容易产生漏水现象。应该采取一些防漏措施。
气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳图(图2-6)。油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。
三 气缸盖
气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴。
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。
气缸盖是燃烧室的组成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。这里只介绍汽油机的燃烧室,而柴油机的燃烧室放在柴油供给系里介绍。
汽油机燃烧室常见的三种形式。
(1) 半球形燃烧室
半球形燃烧室结构紧凑,火花塞布置在燃烧室中央,火焰行程短,故燃烧速率高,散热少,热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列,进气口直径较大,故充气效率较高,虽然使配气机构变得较复杂,但有利于排气净化,在轿车发动机上被广泛地应用。
(2) 楔形燃烧室
楔形燃烧室结构简单、紧凑,散热面积小,热损失也小,能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动,有利于提高混合气的混合质量,进气阻力小,提高了充气效率。气门排成一列,使配气机构简单,但火花塞置于楔形燃烧室高处,火焰传播距离长些,切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。
(3) 盆形燃烧室
盆形燃烧室,气缸盖工艺性好,制造成本低,但因气门直径易受限制,进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。
四 气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间,其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封,防止漏气,漏水和漏油。
气缸垫的材料要有一定的弹性,能补偿结合面的不平度,以确保密封,同时要有好的耐热性和耐压性,在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮——棉结构的气缸垫,由于铜皮——棉气缸垫翻边处有三层铜皮,压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。
安装气缸垫时,首先要检查气缸垫的质量和完好程度,所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐。其次要严格按照说明书上的要求上好气缸盖螺栓。拧紧气缸盖螺栓时,必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2~3次进行,最后一次拧紧到规定的力矩。
四冲程发动机的工作过程: 四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:
传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器与钢板弹簧并联使用。
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有一定的相对位置,这就叫“前轮定位”。它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指两前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。
手制动器的作用:手制动器是一种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。
液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。
气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动 器和气管等机件组成。
电气设备:
汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。
蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极 柱上刻有“-”号,呈淡灰色。 起动机: 其作用是将电能转变成机械能,带动曲轴旋转,起动发动机。起动机使用时,应注意每次起动时间不得超过5秒,每次使用间隔不小于10-15秒,连续使用不得超过3次。若连续起动时间过长,将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟,极易损坏机件。
谈汽车发动机的密封维护
在对汽车发动机维修时,“三漏”(漏水、漏油和漏气)现象最令维修人员头痛。“三漏”看似平常,不值一提,然而它直接影响着汽车的正常使用以及汽车发动机的外观洁净程度。能否严格控制发动机重要部位的“三漏”,是维修人员必须考虑的一个重要问题。
1 发动机密封件的类型及其选用
发动机密封件材质的优劣及其正确选用,直接影响着发动机密封性能的好坏。
11 软木板密封垫
软木板密封垫是由颗粒状软木以适当粘合剂压制而成。常用于油底壳、水套侧盖、出水口、节温器壳、水泵及气门室盖等处。使用中,由于软木板易折断、安装不便等,现代汽车已不再首选此类密封垫,但仍可作为替代品使用。
12 衬垫石棉板密封垫
衬垫石棉板是以石棉纤维与粘合材料混合制成的板状材料,具有耐热、耐压、耐油、不变形等特点。常用于化油器、汽油泵、机油滤清器、正时齿轮壳等处。
13 耐油橡胶垫
耐油橡胶垫是以丁腈橡胶和天然橡胶为主,加入石棉丝添加材料制作而成。它常是以成型垫而供汽车发动机密封使用,主要用于油底壳、气门室盖、正时齿轮壳及空气滤清器等处。
14 专用密封垫
a曲轴前后油封通常是专用的标准件。大多采用骨架式橡胶油封。安装时应注意其方向性,若无标注指示的,应将油封内径较小的唇口处面向发动机内安装。
b气缸衬垫通常采用钢片或铜片包石棉的方法制成。目前,汽车发动机气缸垫采用复合式垫片的较多,即在石棉层中间又另加一层金属内层,以提高其刚度,同时,靠气缸孔边缘采用4层-5层钢片压花而成,从而提高了缸垫的耐“冲毁”性。气缸衬垫的安装要注意其方向性,有装配标注符号“TOP”的,应朝向上方;无装配标注的,一般铸铁缸体的气缸垫光滑面应朝向缸体,而铝合金缸体的气缸垫光滑面应朝向气缸盖。
c进、排气歧管衬垫采用的是钢皮或铜皮包石棉的方法制成。安装时,应注意将卷边面(即非光滑面)朝向缸体。
d曲轴最后一道主轴承盖侧边的密封,通常采用软术或竹片加以密封。但在无该件时,也可用润滑油浸过的石棉绳代替,但填加时应用专用铳子将石棉绳砸实,以防漏油。
e火花塞及排气管接口垫,拆装一次后应更换新垫;不应为防止漏气而采取加双密封垫的方法,经验证明,双垫的密封性反而更差。
15 密封胶
密封胶是现代汽车发动机维修中出现的新型密封材料,它的出现和发展,为提高密封技术,解决发动机的“三漏”提供了良好的条件。密封胶的种类繁多,它可应用于汽车的不同部位。汽车发动机通常使用的是非粘结型(俗称液体垫圈)密封胶。它是以高分子化合物为基体的粘稠状液态物质,涂布后在零件接合面上形成均匀、稳定、连续的粘附薄层或可剥性薄膜,并能充分填充到接合表面的凹陷与缝隙中去。密封胶可在发动机气门室盖、油底壳、气门挺杆室盖等处单独使用或与它们的衬垫联合使用,也可单独使用于曲轴最后一道轴承盖下方以及油孔螺塞、油堵等处。
2008年全国初中应用物理知识竞赛模拟试题(一)(含答案)
一、选择题
1、某同学正在收听收音机广播,这时,一辆卡车从身边公路上驶过,收音机里传来“咔”、“咔”的干扰声,根据这个现象可以判断出这辆卡车可能是( )
A、柴油机车 B、汽油机车
C、两种都有可能性 D、无法判断是何种车辆
2、风是空气流动形成的,它与地表面附近不同区域的大气压强不相等有关,大气压强低的地方叫做低压区,大气压强高的地方叫做高压区,那么风的方向是( )
A、在地面附近风从低压区向高压区流动,在高空从高压区向低压区流动。
B、在地面附近风从高压区向低压区流动,在高空从低压区向高压区流动。
C、在地面和高空风都从高压区向低压区流动。
D、在地面和高空风都从低压区向高压区流动
3、如图,F1赛车尾部有后翘的合金板,它的作用
是( )
A、为了让赛车更坚固
B、减小空气对车的阻力
C、增大车对地面的压力而增大摩擦
D、使赛车更加美观
4、一游船在江心主流与岸边之间上行,从船尾掉入水中一大块正方形泡沫,在江水流向没有转弯之前,此泡沫在水中的漂流状态是( )
A、漂向下游并将逐渐向江心靠近
B、漂向下游并逐渐向岸边靠近
C、既不会向岸边靠近,也不会向江心靠近,沿原航道顺流而下
D、以上三种情况都有可能
5、物理课本第一册(人民教育出版册)第56页有一段话:“北方冬天菜窖里放几桶水,可以利用水凝固时放的热时窖内的温度不致太低,菜不致冻坏。”水结冰而菜不被冻坏(菜结冰)的主要原因是( )
A、菜有外皮起保温作用。
B、菜呼吸时能放出热量。
C、菜内水分中含有无机盐、维生素及各种营养物质,所以凝固点比水低
D、以上都不对。
6、身高180厘米的王伟同学站在挂在墙上的镜子前面,正好看到自己的全身像,经测量镜子与墙壁间成30度角,那么镜子的最小高度为( )
A、 20 cm B、 45cm C、 30 cm D、 90cm
7、汽车前窗的玻璃是向后倾斜的,这主要是为了( )
A、减小空气阻力
B、防止车内的景物所成的像与窗外实物相混淆
C、为了增强采光使车内更加明亮
D、有利于驾驶员的观察视野操作更方便。
三、简答题
1、举重运动员的身材多数较矮而且粗壮。试用物理知识说明他(她)们在举重比赛时占有什么优势?
2、在东北林区重要交通要道设有“春秋草木干,野外不吸烟”的防火警示牌,请利用物理知识解释一下为什么“春秋草木干”?
3、在北方农村人们习惯住火炕,火炕的表面用较厚的黄泥抹平,而不用水泥,你知道这是为什么吗?
4、爱美之心,人皆有之,不少女同志常年使用护肤品,以保护皮肤湿润有弹性,使用护肤品时很有学问,化妆品一般分为油脂、粉脂和中性。春秋一般使用油脂(油性),而夏天一般使用粉脂的。你利用物理知识加以解释。
四、计算题
1、小明同学利用活塞式抽水机吸水时,忽然想到用活塞抽水机吸水时所用压力与大气压和水的深度有关。他灵机一动,想测算一下地下水的深度,他找来刻度尺测出相关数据,(如图)并把一个空水桶用绳系在压柄末端,并使压柄处于水平位置,逐渐向桶内加水,当压柄开始匀速下落时取下,用杆称出桶与水总质量为785kg如果当时大气压为1标准大气压。活塞与筒壁摩擦不计g=10N/kg,试计算地下水距地面的深度为多少米?
2、某居民小区是建在同一水平地面上的五幢相同的七层居民楼,每幢楼每层10户居民,每层楼间的平均高度为28米,按要求每户安装三个自来水龙头,厂家提供“科龙”牌和“兰花”牌两种阀门(或水嘴)供选用,具体参数见产品性能简介。在安装时水龙头要高出地面1米,经测量自来水塔高出小区地面712米,为了节约资金,应分别购买两种品牌阀门各多少个?(科龙牌每只20元,兰花牌每只10元)g=98N/kg
3、在日常生活中,我们测物体质量时,一般不考虑空气浮力,因此存在一定误差。一个人用体重秤测得自己体重为80kg,如果人的密度和水差不多,空气密度为129kg/m,那么这个人的真实质量为多少?
4、位于中朝边境的临江市,是老革命家陈云战斗过的地方,解放战争时期,四保临江战役就发生在这里。在通往临江的公路中,要翻越海拔1148米的五花岭,公路最高点海拔1100米,公路从山底到最高点的高度差约800米,一辆满载货物的卡车总质量为23吨,汽油机效率为25%,汽车爬坡的机械效率为80%,问卡车到达山顶需多少千克汽油?(汽油热值为46×107J/Kg)
全国初中应用物理知识竞赛应征试题(一)答案
一. 填空
1 连通器 五 280 双
2 内能 光能 声能
二. 选择题
1 B 因为汽油机靠火花塞点火使汽油机汽缸内汽油蒸汽燃烧做功,在点火的同时产生电磁波对收音机产生影响。而柴油机靠喷嘴点火不会产生电磁波。
2 A 因为地球表面的地形地貌不同,即使它们得到太阳能相同,其温度也会存在很大差异,同时地表各处的水蒸气的含量也会不一样,导致它们的大气压强也不相同,这会使地表和高空每时每刻在发生热交换,气压高的地区空气在垂直方向做上升运动,气压低的地区空气在垂直方向做下降运动,其示意图如下:
高空热交换的空气
低压区 地面风 高压区
3 C
4 A 江心的水流速快 ,压强比岸边小。
5 C
C
B
三简答题
1由于他(她)们身材较矮,举起相同质量的杠铃时对杠铃做功较少,因此,身材较矮的举重运动员占有一定优势。
2因为春秋季节风较大,草木中的水分蒸发较快,所以草木比较干燥。
3因为黄泥的比热容比水泥大,贮存的热能比较多,所以火炕表面用黄泥抹平,而不用水泥。
4春秋季节风比较大,人体内水分蒸发比较快,而用油脂化妆品可以防止水分从汗毛孔蒸发,保护皮肤湿润、有弹性。夏季使用粉脂化妆品有利于汗液从毛孔蒸发防止产生热痱子。
四 计算题:
1. 桶与水重 G=mg=785㎏×10N/㎏=785N
活塞面积S=314R2
设压柄末端为A,则压柄长为OA, 设OC垂直于连杆,空气对活塞向下的压力为F,水对活塞向上的压力为f,根据杠杆平衡条件得: G×OA=(F-f)×OC (1)
又因为F=PS f=(P-ρ水gH)S
所以F-f=ρ水gHS (2) (2)代入(1)得:
H=5m 所以水深H水=H-h=4m
2 根据产品性能简介知道科龙牌水龙头能承受的最大压强为
P1=16Mpa=16×106Pa
兰花牌水龙头能承受的最大压强为P2=06Mpa=6×105Pa
根据压强公式P=ρ液gh得h=P/ρ液g
兰花牌水龙头能承受水的最大高度为:
h=6×105Pa/10×103㎏/㎡×98N/㎏=612m
科龙牌水龙头能承受水的最大高度为:
H=16×106Pa/10×103㎏/㎡×98N/㎏=1632m
因此距地面10 m以上可用兰花牌,10 m以下要用科龙牌,即一层到四层(包括四层)。
需要用科龙牌阀门的数量为:5×10×4×3=600(个)
需要用兰花牌水龙头的数量为:5×10×3×3=450(个)
3 设人的真实质量为m,在空气中质量为m0,根据在空气中受力情况可知
mg-F浮=m0g
mg-ρ空气gV排=m0g
V排=m/ρ人 得:m=80103㎏
4 设所用汽油质量为m油 ,汽车质量为m车,公路高为h,根据题意得:25%×80% m油g=m车gh。
解得:m油=20㎏
2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
注意事项:
题 号 一 二 三 四 五 六 总分
分 数
复核人
1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3.本试卷共有六个大题,满分100分。
4.答卷时间:2008年4月20日(星期日)上午9:30~11:10。
得分 评卷人
一、(共16分)小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。
1.请简述此恒温箱的工作过程。
2.为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端,而不能接在C、D端?
3.如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种:
A.0~100Ω B.0~200Ω C.0~1000Ω D.0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?
4.小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案。
得分 评卷人
二、(16分)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答:
型号 CC5020 额定压力 5MPa
电源 220V~/50Hz 额定流量 20L/min
额定功率 22kW 防护等级 IP25
1.从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出并说明如何更正。
2.清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A。若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水 m3;平均耗电 kW•h。
3.清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?
4.该清洗机正常工作时的效率是多少?
得分 评卷人
三、(共15分)家庭水暖又叫“土暖气”,是我国北方广大农村及一些城市使用的一种取暖设备, 图3是一种家庭水暖的安装示意图,其中下水管的D 端比A 端略高,其坡度为1:100。请看图思考并回答以下问题:
1.这种水暖设备并没有应用水泵,但是当点燃锅炉后,水便可以在管中按箭头所示方向自行流动。请具体分析管中的水流动的原因是什么。
2.为什么要安装放气阀?
3.使用该套设备时,对水箱中的水位高低有什么要求?
得分 评卷人
四、(16分)有一种WSJ-60型号电水壶,图4是电水壶的电路图,L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯,R1、R2、R3为指示灯的保护电阻,其大小为100kΩ左右;R为加热器,其电阻小于100Ω;S1、S2为压键开关;ST温控器是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,当温度升高到一定值后,会自动断开,从而实现了自动温度开关控制。
当水壶放在底座上时,就分别压下压键开关S1、S2,并接通电路,如果插头插入插座后,就接通了电源,电源指示灯就亮,反之就断开。
该壶有手动和自动两种工作状态。
当钮子开关拨到手动挡时,加热电阻连入,开始加热,水沸腾以后再将钮子开关拨回。
当钮子开关拨到自动挡时,此时通过ST温控器将加热电阻连入,并开始加热;当水沸腾后,ST温控器的触点断开,进入保温状态,保温指示灯亮;当水的温度低于某温度后,ST温控器又重新接通,再次进入加热状态。
若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,根据以上叙述与观察,请回答以下问题。
1.在下列空格中填写“亮”或“不亮”
(1)手动状态通电工作时,电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。
(2)自动状态通电工作时,水沸腾前:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。水沸腾后:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。
2.现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min,请计算该电水壶的热效率。水的比热容c=42×103J/(kg•℃)。
3.通过分析电水壶的电路,说明为什么处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯是不亮的
4.试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ,当它处于保温状态时,试计算电水壶保温时的功率有多大由此可以说明什么问题
得分 评卷人
五、(18分)医院里的护士使用如图5所示的装置给患者输液。小雨发现照这样做法,护士为患者多次更换药瓶比较麻烦,于是就设计了图6所示的三瓶串接的方案。请分析回答:
1 图5中药液为何会匀速滴下?
2 图6中哪个药瓶中的药液先流完?为什么?
3 根据病房的现有条件,如果要估测出输液过程中的一滴药液的质量,需要收集哪些数据,请写出表达式,并简要说明估测中作了哪些近似处理。
得分 评卷人
六、(12分)晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“08”、“16”、“18”或“20”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为18L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为135kg/m3,汽油的热值为46×107J/kg、密度为071×103kg/m3。请计算:
1这台发动机在最大功率时的热机效率。
2发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。
2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
参考答案及评分标准
一、(16分)参考答案
1.恒温箱温控系统是由交流电加热电路和直流控制电路组成,适当调节变阻器R2的阻值,利用热敏电阻R1的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内。工作过程如下:
当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时,热敏电阻R1的阻值下降,直流控制电路中电流增大,电磁继电器吸合衔铁,切断交流加热电路,恒温箱开始降温。…(1分)
当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时,热敏电阻R1的阻值增大,直流控制电路中电流减小,电磁继电器释放衔铁,交流加热电路接通,恒温箱又开始升温。…(1分)
如此反复接通和断开交流加热电路,使恒温箱的温度保持在预设温度范围内。…(1分)
2.恒温箱的加热器应接在A、B端。
这样温度高于预设最高温度时,电磁继电器的衔铁吸合,停止加热;而温度低于预设温度时,电磁继电器的衔铁断开,进行加热。这样才能实现温度控制。…(2分)
如果加热器在C、D两端,当温度高于预设温度时,R1的阻值减小,电磁继电器的衔铁吸合,加热器继续工作,温度将更高,这样就无法实现恒温控制。…(2分)
3.电磁继电器吸合时的电流为30mA,则控制电路的总电阻为
R总=R1+R2=200Ω …(1分)
控制90℃时,由曲线图可知,R1=50Ω,可变电阻值应为
R2=200Ω-50Ω=150Ω…(1分)
控制150℃时,由曲线图可知,R1=30Ω,可变电阻值应为
R2=200Ω-30Ω=170Ω…(1分)
所以,要选一个能提供150Ω~170Ω阻值的可变电阻器,选择B即可满足上述阻值要求,又能便于调节,故选用B即可。…(1分)
4.小明设计的这个电路,从理论上讲控制的只是一个固定的温度值,这样使用时,就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时,电磁继电器频繁通断的现象,这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的。…(2分)为了解决这个问题,可以设想制造一种继电器,当已经达到了预设的温度时,继电器达到吸合电流值(如此题中的30mA),这种继电器可以延长一段时间或限时到规定时间才吸合,从而断开被控制电路。…(2分)当低于预设的温度时,通过继电器的电流小于吸合电流值,这种继电器同样可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁。从而实现继电器和加热电路有一个较长的稳定工作状态,达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的。…(1分)(说明:只要提出的设计合理,即可得分)
二、(16分)参考答案
1.铭牌中的“额定压力”与单位“Mpa”不一致,应改为“额定压强”,单位不变。…(2分)
2.10,02,037(每空1分共3分)…(3分)
3.设恒力F作用在水上,使水移动了距离L,则F对水做的功
W=FL,…(2分)
而F=pS,所以
W=FL=pSL=pV…(3分)
清洗机正常工作10min,清洗机喷出的水的体积为
V=20L/min×10min=02m3 …(1分)
清洗机对水做功
W= pV =5MPa×02m3=10×106J …(1分)
4.清洗机消耗的电能
W电=Pt=22kW×10min=132×106J …(2分)
该清洗机正常工作时的效率
η=W/W电×100%=758% …(2分)
三、(16分)参考答案
1.在管中A点附近取一截面,截面右侧水管ABC段中的水温高,密度ρA右小;…(2分)
水经暖气片放热后,温度降低,所以水管CDA段中的水温较低,密度ρA左较大…(2分)
根据液体压强公式p=ρgh,A截面左侧CDA段中的水产生的压强大于右侧ABC段水的压强,因此水管中的水会按逆时针方向流动。…(2分)
同时安装水管时又有一定的坡度,即D端高、A端低,为水的逆时针流动创造了有利的条件…(2分)
(说明:只说明“上暖气”中水的流动是对流,而没有详细解释的给2分)
2.当水管中有空气时,气泡会沿管道向上移动,并汇集在最高处,包括管道中向上凸起的部分、暖气片的顶部等处。…(3分)
如果汇集的气体过多,会形成气柱,分断了水管中的水,阻碍水的流动,从而影响用热水供暖的效果。…(2分)
3.水箱中的水位一定要高于整个循环水路的最高点,才能在整个循环水路中灌满水…(1分)
否则循环水路中就会有空气,水就不能正常流动,从而影响用热水供暖的效果。…(2分)
四、(16分)参考答案
1.(1)亮,亮,不亮;…(2分)(说明:全对为2分,答错一个扣一分,直到扣完2分为止)
(2)亮,亮,不亮;亮,不亮,亮。…(4分)
(说明:全对为4分,答错一个扣一分,直到扣完4分为止)
2. Q有=cρV(t1-t0)=315×105J …(1分)
Q总 =600W×10×60s=36×105J …(1分)
η= Q有/Q总=875% …(1分)
3.当电水壶处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯与ST双金属片温控器并联,…(1分)
且ST双金属片温控器处于联通短路状态,…(1分)
所以保温指示灯被短路不亮。…(1分)
4.由P=U2/R得电水壶正常工作时其加热电阻的阻值
R =U2/ P=807Ω …(1分)
保温状态时,通过电热器的电流
I=U/(R1+RL1+R2)<U/R2=22×10-3A …(1分)
就以这个电流计算,保温状态时电热器的发热功率为
P=I2R=39×10-4W …(1分)
即可以近似认为不发热。所以保温状态下的水温逐渐降低。…(1分)
五、(18分)参考答案
1.如答图1为例说明输液过程:
开始时瓶中气体的压强大约是1个大气压,药瓶吊在高处,从瓶中液面到插在病人血管中的针头处有相当大的高度差,这段液柱产生的压强使针头处药液的压强较大,大于血管中的压强,药液自动流入血管。…(2分)
药液流出使瓶中的(一定质量的)气体体积变大,压强降低,瓶中气体压强小于大气压,大气压强将空气从进气管压入瓶中,使瓶中空气的压强基本上保持在一个大气压(一个大气压相当于103m高水柱产生的压强,而在输液情况下液面升降幅度不足02m,可见压强相当稳定),使药液均匀地流下。…(2分)
2.甲瓶的药液先流完。…(1分)
因为甲、乙、丙三瓶采用串联的方式,其工作情况是这样的:
药液从丙瓶中流下,丙瓶中空气体积增大、压强下降,乙瓶中空气将乙瓶中药液压入丙瓶补充,使丙瓶液面保持不变。…(1分)
药液从乙瓶中流至丙瓶后,乙瓶中空气体积增大、压强下降,甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充,使乙瓶液面保持不变。…(1分)
药液从甲瓶中流至乙瓶后,甲瓶中空气体积增大、压强下降,大气压将外界空气压入甲瓶,甲瓶中液面下降。…(1分)
液体如此流动,直到甲瓶的药液全部流完,这时甲瓶中空气与外界直接连通,连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。…(1分)
以后的过程是药液从丙瓶流入血管,乙管中药液流入丙瓶补充,空气流入乙瓶,直至乙瓶中药液流完,乙瓶与大气直接连通。然后才是空气直接进入丙瓶,直到丙瓶中药液逐渐流完。…(1分)
(说明:大致按分析的几步计分即可)
3.收集数据和计算步骤如下:
①从药瓶上的刻度读出瓶中药液的体积V1…(1分)
②当某一滴药液刚好落下时数“0”开始记时,当数到第“n”个液滴滴下时停止记时,记下所用时间t0 …(1分)
③算出一个液滴下落的时间间隔为:T=n …(1分)
④记下完成一瓶滴注的时间t …(1分)
⑤算出一瓶药液的总滴数N= nt /t0 …(1分)
⑥算出每滴药液的体积为:V0= V/N = V t0/(nt) …(1分)
⑦则每滴药液的质量为m= ρ水V0=ρ水V t0/(nt) …(1分)
上述估算中两处作了近似处理:
①把药液的密度看作水的密度。②忽略了输液结束时瓶中残留的药液。…(1分)
(说明:大致按分析的几步计分即可)
六、(18分)参考答案
1.这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功
W有=74×103W×60s=444×106J …(2分)
在1min内转动5200r,吸入汽油和空气的混合气2600次…(2分)
1min内发动机消耗汽油的质量为:
m= ρV =135kg/m3×18× ×10-3 m3×2600× =047 kg … (4分)
1min内汽油完全燃烧放出的热量
W总=047kg×46×107J/ kg=216×107J …(2分)
这台发动机在最大功率时的热机效率
η=W有/W总=21% …(2分)
2.汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:
t=s/v=100km/175km/h =343min …(2分)
汽车每行使100km的耗油质量为
m’= 047 kg/min×343min=161kg …(2分)
汽车每行使100km的耗油体积为
V’= m’/ρ=161kg/071kg/L=227L …(2分)
http://wwwpjjycn/Soft/jingsai/wljs/Indexhtml
汽车基础知识第一章 总论
第一节 汽车的类型汽车的分类方法很多,但最重要的方法是按照汽车的用途来分类。 根据我国国家标准的有关规定,汽车分为以下几种类型: 1 货车 又称为载货汽车、载重汽车、卡车。主要用来运送各种货物或牵引全挂车。货车按载重量(18吨、6吨、14吨)可分为微型、轻型、中型、重型四种。 2 越野汽车 主要用于非公路上载运人员和货物或牵引设备,一般为全轴驱动。按驱动型式可分为4×4、6×6、8×8几种。 3 自卸汽车 指货箱能自动倾翻的载货汽车。自卸汽车有向后倾卸的和左右后三个方向均可倾卸的两种。 4 牵引汽车 专门或主要用来牵引的车辆。可分为全挂牵引车和半挂牵引车。 5 专用汽车 为了承担专门的运输任务或作业,装有专用设备,具备专用功能的车辆。 6 客车 指乘坐9人以上,具有长方形车厢,主要用于载运人员及其行李物品的车辆。 根据车辆的长度(35米,7米,10米,12米),可将客车分为微型、轻型、中型、大型、特大型五种。7 轿车 乘坐2至8人的小型载客车辆。根据发动机排量大小(1升、16升、25升、4升),可分为微型、普遍级、中级、中高级和高级轿车五种。 第二节 汽车的总体构造
汽车一般由四部分组成:
1 发动机
发动机是汽车的动力装置。其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。
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、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成
柴油发动机的点火方式为压燃式,所以无点火系。
2 底盘
底盘作用是支承、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。
3 车身
车身安装在底盘的车架上,用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。
轿车、客车的车身一般是整体结构,货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。
4 电气设备
电气设备由电源和用电设备两大部分组成。
电源包括蓄电池和发电机。用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。 第三节 汽车的主要特征参数和技术特性
汽车的主要特征和技术特性随所装用的发动机类型和特性的不同,通常有以下的结构参数和性能参数。
1 整车装备质量(kg):汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
2 最大总质量(kg):汽车满载时的总质量。
3 最大装载质量(kg):汽车在道路上行驶时的最大装载质量。
4 最大轴载质量(kg):汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。
5 车长(mm):汽车长度方向两极端点间的距离。
6 车宽(mm):汽车宽度方向两极端点间的距离。
7 车高(mm):汽车最高点至地面间的距离。
8 轴距(mm):汽车前轴中心至后轴中心的距离。
9 轮距(mm):同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。
10 前悬(mm):汽车最前端至前轴中心的距离。
11 后悬(mm):汽车最后端至后轴中心的距离。
12 最小离地间隙(mm):汽车满载时,最低点至地面的距离。
13 接近角(°):汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。
14 离去角(°):汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。
15 转弯半径(mm):汽车转向时,汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。
16 最高车速(km/h):汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。
17 最大爬坡度(%):汽车满载时的最大爬坡能力。
18 平均燃料消耗量(L/100km):汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。
19 车轮数和驱动轮数(n×m):车轮数以轮毂数为计量依据,n代表汽车的车轮总数,m代表驱动轮数。第一章 传动系统
第一节 传动系统概述
传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。
对于前置后驱的汽车来说,发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后车轮,所以后轮又称为驱动轮。驱动轮得到转矩便给地面一个向后的作用力,并因此而使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力,这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前轮与传动系一般没有动力上的直接联系,因此称为从动轮。
传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置,以及汽车用途的不同而变化的。例如,越野车多采用四轮驱动,则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆,它的传动系中就没有传动轴等装置。第二节 传动系的布置型式
机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为:
1 前置前驱—FR:即发动机前置、后轮驱动
这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。
2 后置后驱—RR:即发动机后置、后轮驱动
在大型客车上多采用这种布置型式,少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置,使前轴不易过载,并能更充分地利用车箱面积,还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李,也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差,行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出,在大型客车上应用越来越多。
3 前置前驱—FF:发动机前置、前轮驱动
这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移,使前驱动轮的附着质量减小,驱动轮易打滑;下坡制动时则由于汽车质量前移,前轮负荷过重,高速时易发生翻车现象。现在大多数轿车采取这种布置型式。
4 越野汽车的传动系
越野汽车一般为全轮驱动,发动机前置,在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。目前,轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式,中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式;重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。 第三节 离合器离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内,用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上,离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中,驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板,使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合,以切断或传递发动机向变速器输入的动力。 离合器接合状态离合器切断状态 离合器的功用主要有: 1 保证汽车平稳起步 起步前汽车处于静止状态,如果发动机与变速箱是刚性连接的,一旦挂上档,汽车将由于突然接上动力突然前冲,不但会造成机件的损伤,而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力,使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。 2 便于换档 汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱档位,以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击,容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档,则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除,啮合面间的压力大大减小,就容易分开。而待啮合的另一对齿轮,由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小,采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等,从而避免或减轻齿轮间的冲击。 3 防止传动系过载 汽车紧急制动时,车轮突然急剧降速,而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性,仍保持原有转速,这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩,使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠磨擦力来传递转矩的,所以当传动系内载荷超过磨擦力所能传递的转矩时,离合器的主、从动部分就会自动打滑,因而起到了防止传动系过载的作用。 第四节 变速箱
变速箱是汽车传动系中最主要的部件之一。
它的功用是:
1 在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。
由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时,行驶阻力很小,则当满载上坡时,行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。
2 实现倒车行驶
汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要能倒退行驶,因此,往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
3 实现空档
当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向;操纵机构的主要作用是控制传动机构,实现变速器传动比的变换,即实现换档,以达到变速变矩。
机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说,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 第五节 分动器
越野车需要经常在坏路和无路情况下行驶,尤其是军用汽车的行驶条件更为恶劣,这就要求增加汽车驱动轮的数目,因此,越野车都采用多轴驱动。例如,如果一辆前轮驱动的汽车两前轮都陷入沟中(这种情况在坏路上经常会遇到),那汽车就无法将发动机的动力通过车轮与地面的磨擦产生驱动力而继续前进。而假如这辆车的四个轮子都能产生驱动力的话,那么,还有两个没陷入沟中的车轮能正常工作,使汽车继续行驶。
分动器的功用就是将变速器输出的动力分配到各驱动桥,并且进一步增大扭矩。分动器也是一个齿轮传动系统,它单独固定在车架上,其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接,分动器的输出轴有若干根,分别经万向传动装置与各驱动桥相连。
大多数分动器由于要起到降速增矩的作用而比变速箱的负荷大,所以分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮,轴承也采用圆锥滚子轴承支承。 第六节 万向传动器
万向传动装置一般由万向节、传动轴和中间支承组成。其功用是在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴之间可靠地传递动力。
在现代汽车的总体布置中,发动机、离合器和变速箱连成一体固装在车架上,而驱动桥则通过弹性悬架与车架连接。由此可见,变速器输出轴轴线与驱动桥的输入轴轴线不在同一平面上。当汽车行驶时,车轮的跳动会造成驱动桥与变速器的相对位置(距离、夹角)不断变化,故变速器的输出轴与驱动桥的输入轴不可能刚性连接,必须安装有万向传动装置。此外,由于越野汽车的前轮既是转向轮又是驱动轮。作为转向轮,要求在转向时可以在规定范围内偏转一定角度;作为驱动轮,则要求半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从主减速器传到车轮。因此,半轴不能制成整体而必须分段,中间用等角速万向节相连。
万向节按其刚度的大小可分为刚性万向节和挠性万向节,前者的动力是靠零件的铰链式联接传递的;而后者的动力则是靠弹性零件传递的,如橡胶盘、橡胶块等,由于弹性元件的变形量有限,因而挠性万向节一般用于两轴间夹角不大以及有微量轴向位移的轴间传动。刚性万向节分为不等速万向节(如常见的十字轴式)、准等速万向节(双联式、三销轴式)和等速万向节(球叉式、球笼式等 第七节 主减速器
主减速器是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说,主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。
汽车正常行驶时,发动机的转速通常在2000至3000r/min左右,如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来,那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大,而齿轮副的传动比越大,两齿轮的半径比也越大,换句话说,也就是变速箱的尺寸会越大。另外,转速下降,而扭矩必然增加,也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以,在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器,可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小,也可变速箱的尺寸质量减小,操纵省力。
现代汽车的主减速器,广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时,齿面间的压力和滑动较大,齿面油膜易被破坏,必须采用双曲面齿轮油润滑,绝不允许用普通齿轮油代替,否则将使齿面迅速擦伤和磨损,大大降低使用寿命。第八节 差速器
驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接,则两轮只能以相同的角速度旋转。这样,当汽车转向行驶时,由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大,将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖,而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶,也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等(轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等)而引起车轮的滑动。
车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗,还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动,在结构上必须保证各车辆能以不同的角速度转动。通常从动车轮用轴承支承在心轴上,使之能以任何角速度旋转,而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接,在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称为轮间差速器。
多轴驱动的越野汽车,为使各驱动桥能以不同角速度旋转,以消除各桥上驱动轮的滑动,有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。
现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器和防滑差速器两大类。
齿轮式差速器当左右驱动轮存在转速差时,差速器分配给慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。这种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时,却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时,虽然另一驱动轮在良好路面上,汽车却往往不能前进(俗称打滑)。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转,在良好路面上的车轮却静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小,路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩,因此差速器分配给此轮的转矩也较小,尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大,但因平均分配转矩的特点,使这一驱动轮也只能分到与滑转驱动轮等量的转矩,以致驱动力不足以克服行驶阻力,汽车不能前进,而动力则消耗在滑转驱动轮上。此时加大油门不仅不能使汽车前进,反而浪费燃油,加速机件磨损,尤其使轮胎磨损加剧。有效的解决办法是:挖掉滑转驱动轮下的稀泥或在此轮下垫干土、碎石、树枝、干草等。
为提高汽车在坏路上的通过能力,某些越野汽车及高级轿车上装置防滑差速器。防滑差速器的特点是,当一侧驱动轮在坏路上滑转时,能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动轮,以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力,使汽车顺利起步或继续行驶。 第九节 半轴
半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴,其内端一般通过花键与半轴齿轮连接,外端与轮毂连接。
现代汽车常用的半轴,根据其支承型式不同,有全浮式和半浮式两种。
全浮式半轴只传递转矩,不承受任何反力和弯矩,因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装,只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴,而车轮与桥壳照样能支持汽车,从而给汽车维护带来方便。
半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它的支承结构简单、成本低,因而被广泛用于反力弯矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦,且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。 第十节 桥壳
驱动桥壳是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件,主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等。同时,它又是行驶系的主要组成件之一,故还具有如下功用:
1 和从动桥一起承受汽车质量
2 使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定
3 汽车行驶时,承受驱动轮传来的各种反力、作用力和力矩,并通过悬架传给车架
驱动桥壳可分为整体式和分段式两类。
整体式桥壳是桥壳与主减速器壳分开制造,二者用螺栓连接在一起。它的结构优点是在检查主减速器和差速器的技术状况或拆装时,不用把整个驱动桥从车上拆下来,因而维修比较方便,普遍用于各类汽车。
分段式桥壳是桥壳与主减速器壳铸成一体,且一般分为两段由螺栓连成一体。这种桥壳易于铸造,但维护主减速器和差速器时必须把整个桥拆下来,否则无法拆检主减速器和差速器。现已很少使用,北京2020采用这种桥壳。 第二章 行驶系
第一节 概述
从发动机发出的功率辗转经过飞轮、离合器、变速箱、传动轴、差速器、半轴, 传到了车轮,车终于能动了。本教程也进入了一个有点复杂的内容--行驶系。让我们由简到繁,慢慢道来。
先想象一个只有两根横梁的梯子,让我们把横梁换成两根车轴,再安上四个轱辘,于是,一个最简单的能被称为“车”的东西产生了,这就是行驶系。那两根横梁就是车桥(装着驱动轮的车桥就是驱动桥),两根纵梁就是车架(或就叫纵梁也成)。车桥的两端装着轮子,而车架上则安放着几乎所有其他东西——发动机、 变速箱、转向机构(方向盘和转向机)、人、行李以及把这一切包裹起来的活动房子--车身。车桥和轮子在颠簸的路面上欢快地跳跃着,我们当然不希望车身也如此活跃,因此车桥和车架之间要用一种弹性结构连接在一起,这就是悬架系统,它包括能让车身不停颤动的弹簧和让这种颤动能尽快停下来的阻尼装置——减震器。
好啦,我们已经知道行驶系的四大主要部分了:车轮、车桥、车架和悬架。下面就让我们分别探讨一下它们各自功能和结构 第二节 车桥
前面讲过,车桥通过悬架和车架(或车身)相连,两端连接车轮。车桥可以是整体式的,有如一个巨大的杠铃,两端通过悬架系统支撑着车身,因此整体式车桥通常与非独立悬架配合;车桥也可以是断开式的,象两把雨伞插在车身两侧,再各自通过悬架系统支撑车身,所以断开式车桥与独立悬架配用。
根据驱动方式的不同,车桥也分成转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中转向桥和支持桥都属于从动桥。大多数汽车采用前置后驱动(FR),因此前桥作为转向桥,后桥作为驱动桥;而前置前驱动(FF)汽车则前桥成为转向驱动桥,后桥充当支持桥。
转向桥的结构基本相同,由两个转向节和一根横梁组成。如果把横梁比做身体,转向节就是他左右摇晃的脑袋,脖子就是我们常说的主销,车轮就装在转向节上,仿佛脑袋上带了个草帽。不过,行驶的时候草帽转,脑袋却不转,中间用轴承分隔开,脑袋只管左右晃动。脖子——主销是车轮转动的轴心,这个轴的轴线并非垂直于地面,车轮本身也不是垂直的,我们将在车轮定位一节具体论述。
转向驱动桥与转向桥的区别就是一切都是空心的,横梁变成了桥壳,转向节变成了转向节壳体,因为里面多了根驱动轴。这根驱动轴因被位于桥壳中间的差速器一分为二,而变成了两根半轴。两个草帽也不是简单地套在脑袋上,还要与里面的两根半轴直接相连。半轴在“脖子”的位置也多了一个关节——万向节,因此半轴也变成了两部分,内半轴和外半轴。 第三节 车轮及车轮定位(一)上一节讲到转向轮的转向轴心——主销并非垂直于地面,而是朝两个方向产生倾角,即主销内倾角和主销后倾角。车轮本身也有一个外倾角和前束。先说主销后倾角。站在车身左侧,观察车的左前轮,我们会发现主销是向后倾 倒的。这样做的主要目的是为了让主销的延长线与地面的交点在车轮触地点的前面。 这种设计是为了使车轮在滚动的过程中保持稳定,不致左右摇摆。我们不作过多的理论解释,只举一个例子:也许有的读者小时候玩过推铁环的游戏,我们用一个头部带圈的长铁杆从后面推一个大铁环使其滚动,由于铁环很容易翻倒而使得这个游戏具有一定的挑战性。但如果我们换一种推法,让铁杆与铁环的接触点在铁环与地面接触点的前面,我们会发现这样做使得这个游戏的挑战性大大降低了,铁环不再那么容易晃动甚至翻倒了。这就是主销后倾角的妙用。 下面再看看主销内倾角。站在车的后部,观察车的右前轮,我们发现主销向左倾倒,也即向内侧倾倒。 这样做的目的是为了在转弯的时候让车轮产生倾斜。还是举一个生活中的例子: 我们在骑自行车拐弯的时候,会自然地将车子向所转的方向倾斜,让车轮与地面有一个夹角,学过物理的人知道,这样做是为了产生足够的向心力。汽车也是一样,右侧车轮在右转弯的时候在主销内倾角和后倾角的共同作用下会向右侧倾倒,而左侧车轮虽也有主销内倾角,却不会向左侧倾倒,因为还有主销后倾角,把它又拉了回来,甚至也能向右微微倾斜。不仅如此,两侧车轮的转动还使右侧车身降低,左侧车身抬高,整个车身也向右倾斜,于是产生了足够的向心力。
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