汽车(Automobile),是一种自带动力装置的陆地交通工具,主要用于载人或货物。汽车由内燃机、电动机或混合动力系统提供动力,并利用各种控制系统和部件进行驾驶、加速、减速、转弯等操作。汽车的发展可以追溯到19世纪末,当时德国发明家卡尔·本茨(Karl Benz)和戈特利布·戴姆勒(Gottlieb Daimler)独立发明了第一辆内燃机汽车。从那时起,汽车行业经历了巨大的发展和创新,涌现出各种不同类型的汽车,如轿车、卡车、SUV、跑车等。如今,汽车已成为现代社会中最重要和普遍的交通工具之一,对人类的出行、经济发展和生活方式产生了深远的影响。同时,随着环保意识的提高,新能源汽车(如电动汽车、混合动力汽车等)也在逐渐取代传统内燃机汽车,为实现可持续交通和减轻环境负担发挥了重要作用。接下来将会开启一个系列,为大家介绍汽车的基础知识。本文主要向大家介绍汽车的结构与系统。
汽车的分类汽车的涵盖范围很广,也多种多样,可以根据不同的标准进行分类,如根据动力来源、车身形式、用途、驱动方式等等。
根据动力来源: a. 内燃机汽车:使用汽油、柴油等化石燃料作为能源,如常见的汽油车和柴油车。 b. 电动汽车(EV):使用电池储存的电能作为动力来源,如纯电动汽车。 c. 混合动力汽车(HEV):使用内燃机和电动机共同驱动,如丰田普锐斯。 d. 插电式混合动力汽车(PHEV):既可以使用内燃机驱动,也可以充电后使用电池驱动。 e. 燃料电池汽车(FCEV):使用氢气为燃料,通过燃料电池产生动力,如丰田Mirai。根据车身形式: a. 轿车:包括轿跑、掀背车、敞篷车等。 b. 跑车:高性能、低座高、通常为两厢两座设计的车型。 c. 运动型多功能汽车(SUV):较高的底盘、宽敞的内部空间和较强的越野能力。 d. 多功能汽车(MPV):具有较高的车顶和宽敞的内部空间,侧重于乘客舒适性和实用性。 e. 轻型商务车:如皮卡、厢式货车等,主要用于运输货物。根据用途: a. 家用汽车:以载人为主要功能,适合家庭使用,如轿车、SUV等。 b. 商用汽车:主要用于运输货物、乘客或提供特定服务,如货车、客车、出租车、救护车等。根据驱动方式: a. 前驱(FWD):动力传输至前轮。 b. 后驱(RWD):动力传输至后轮。 c. 四驱(AWD/4WD):动力传输至四个车轮。类别
分类依据
示例
动力来源
内燃机汽车
丰田卡罗拉(汽油车)、哈弗H6 Coupe柴油版(柴油车)
电动汽车(EV)
特斯拉Model 3(纯电动汽车)
混合动力汽车(HEV)
丰田普锐斯(普通混合动力汽车)
插电式混合动力汽车(PHEV)
奥迪A3 Sportback e-tron(插电式混合动力汽车)
燃料电池汽车(FCEV)
丰田Mirai(燃料电池汽车)
车身形式
轿车
奔驰C级(轿跑)、大众高尔夫(掀背车)、雪佛兰科尔维特(敞篷车)
跑车
保时捷911、法拉利488
运动型多功能汽车(SUV)
奔驰GLE(豪华SUV)、本田CR-V(家用SUV)
多功能汽车(MPV)
本田奥德赛、大众途安
轻型商务车
福特F-150(皮卡)、梅赛德斯-奔驰Sprinter(厢式货车)
用途
家用汽车
奥迪A4、雪佛兰Equinox(SUV)
商用汽车
依维柯Daily(货车)、丰田海狮(客车)、纽约出租车(出租车)、梅赛德斯-奔驰Sprinter(救护车)
驱动方式
前驱(FWD)
高尔夫、马自达3
后驱(RWD)
宝马3系、雪佛兰Camaro
四驱(AWD/4WD)
奥迪Quattro系列、路虎揽胜
汽车的结构汽车是复杂的综合体,大致可分为几个结构:发动机、底盘、车身、车内电器。
发动机:发动机是汽车的动力来源,负责将燃料的化学能转化为机械能。根据动力来源,发动机可以分为内燃机(如汽油发动机、柴油发动机等)和电动机(用于电动汽车)。底盘:底盘连接汽车的车身和各种悬挂部件,包括发动机、变速器、驱动轴、悬挂系统和制动系统等。底盘在承受汽车重量的同时,也需要保持行驶稳定性和舒适性。车身:车身包括车架、车门、车窗、车顶等,是汽车的外壳。车身的设计和材质直接影响汽车的整体质量、空气动力学性能、安全性以及美观性。车内电器:包括发电机、蓄电池、照明系统、仪表盘等。电器系统需要确保汽车各项功能得以正常运行。汽车的系统在汽车结构之下,有许多系统组成,这些系统相互关联,互相配合,共同实现汽车的各种功能。许多大的系统下可分为小的系统或部件。汽车系统可以分为:
动力系统:动力系统是汽车的核心,包括发动机、电池(新能源汽车)、发电机、起动机等。它负责将燃料或电能转化为动力,驱动汽车运行。传动系统:传动系统将发动机产生的动力传递到驱动轮,包括离合器、变速器、驱动轴、差速器等。它确保汽车在不同速度和路况下平稳运行。悬挂系统:悬挂系统连接车轮和车身,包括弹簧、减震器、稳定杆等。它缓解道路冲击,保持车轮与地面的良好接触,提高行驶稳定性和舒适性。制动系统:制动系统负责控制汽车的减速和停止,包括刹车盘、刹车鼓、刹车片、刹车总泵等。它通过液压制动、真空助力等方式,保证驾驶员在需要时能够有效地减速或停车。电气系统:电气系统为汽车的各种电器设备提供电力,包括发电机、蓄电池、照明系统、仪表盘等。它确保汽车各项功能得以正常运行。电子控制系统:电子控制系统利用传感器、控制器和执行器,对汽车各项功能进行智能化管理和控制。包括电子控制单元(ECU)、安全系统、高级驾驶辅助系统(ADAS)、车载信息娱乐系统等。它提高了汽车的性能、安全性和舒适性。车身系统:车身系统包括车架、车门、车窗、车顶、座椅、安全带等,保护乘员安全,同时提供舒适的驾驶环境。环保与能源管理系统:包括排放控制系统、能源管理系统等,主要关注汽车对环境的影响。通过降低排放污染物、提高燃料效率和续航里程等方式,实现汽车的环保目标。一级系统
二级系统
三级系统或部件
底盘系统
悬挂系统
弹簧、减震器、稳定杆
刹车系统
刹车盘、刹车卡钳、刹车总泵、刹车助力器、刹车管路、刹车片
转向系统
转向机、转向器、转向轴、转向节、转向轴承、转向助力泵
轮胎及轮毂
轮胎、轮毂、轮胎气压监测系统
车轴
前轴、后轴、半轴、轴承
动力系统
发动机
汽缸、曲轴、活塞、气门、凸轮轴、发动机控制模块(ECU)
变速器
齿轮、离合器、齿轮油泵、油封、齿轮油、换挡拨杆
传动系统
传动轴、差速器、驱动轴、万向节
电子与信息系统
发动机控制模块
发动机控制模块(ECU)
仪表盘
速度计、转速计、油量计、水温计、里程表、警告灯
车载信息系统
导航系统、音响系统、车载通信系统、倒车影像、行车记录仪
舒适与便利系统
空调系统
压缩机、冷凝器、蒸发器、风扇、空调管路、空调控制器
座椅
驾驶员座椅、副驾驶座椅、后排座椅、座椅加热/通风/按摩系统
车窗及车门控制系统
车窗电机、车门锁、车窗玻璃、车门把手、车门密封条
安全系统
主动安全
防抱死制动系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)、牵引力控制系统(TCS)
被动安全
安全气囊、安全带、头枕、防火设备
汽车照明系统
外部照明
前大灯、尾灯、转向灯、刹车灯、日间行车灯、雾灯
内部照明
仪表盘照明、车内顶灯、阅读灯、脚部照明、行李箱照明
排放与燃油系统
排放控制系统
催化转化器、氧传感器、排放控制阀、炭罐、蒸发排放控制系统
燃油系统
燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油喷射器、燃油压力调节器、燃油管路
如图为汽车电器系统及其子系统
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