汽车设计 吉林大学 第四版 王望予(3)

第四节 发动机的选择

一、汽车用发动机的分类

二、发动机形式的选择

1、汽油机与柴油机的选用

汽油机的排放污染物以CO、HC、NOx为主。柴油机排放污染物中的CO、HC比汽油机低，NOx比汽油机高，柴油机排气中的微粒PM比汽油机高得多。总的评价是汽油机的排放指标不如柴油机。

在进行发动机选型时，一定要考虑国家或城市制定汽车排放法规 。

发动机噪声，是汽车的主要噪声源，对车内外行驶噪声有很大影响。汽车工业发达国家对汽车加速噪声和发动机噪声均以法规形式予以限制。采用电控燃油技术可使柴油机燃烧噪声显著降低。发动机振动也影响乘员乘坐舒适性。

为了降低油耗、节约能源和材料，要求尽可能减轻汽车的质量。而减少发动机的质量对减轻汽车整备质量有较大影响。

可用质量功率比这一指标评价发动机质量。汽油机为1～3.7kg／kW，要小于柴油机的质量功率比2～7kg／kW。

要求发动机的尺寸尽可能小，占用的空间尽可能少。在相同的条件下，通常柴油机比汽油机的尺寸要大些。

发动机的可靠性直接关系到使用维修费、市场销售占有率和影响到客户对发动机也包括对汽车的信誉。 选用工作可靠的发动机，就相当于提高了汽车的可靠性。—般情况下，柴油机的工作可靠性要好于汽油机。

耐久性通常用大修寿命或首次大修里程来评价。通常情况下，柴油机的耐久性要好于汽油机。

一般情况下，柴油机的燃油消耗率低于汽油机。

目前，对动力性要求比较高，又要求乘坐舒适性良好的乘用车、车辆总长较小的客车或总质量小些的货车，广泛应用的是汽油机；在日本与欧洲及国内生产的上述车型有些用柴油机。

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四冲程汽油机在上述车型中占有较大的比例。

总质量较大的货车以应用柴油机为主。国外，载质量在4t以上的货车全部用柴油机。 2、气缸排列形式与冷却方式的选用

发动机的气缸有直列、水平对置和V型三种排列形式。

发动机排量小的汽油机多采用直列式发动机并用在乘用车上。发动机排量大的乘用车以及总质量大的货车采用V型发动机的较多。水平对置式发动机用在少量车辆总长较长的客车上。

发动机有水冷与风冷两种冷却方式。

目前，大多数汽车发动机用水冷方式冷却。

第四节 发动机的选择

3、其他发动机的选型

①目前，车用燃气机的技术发展已经成熟。 天然气汽车已在使用。

②氢燃料汽车已经开发成功。

③近来电动汽车受到重视，并得到较快发展。在解决了关键技术，尤其是蓄电池技术以后，电动汽车应该是未来交通运输工具的最佳选择。

④混合动力汽车是指包含两种或两种以上动力源并能协调工作的车辆。可以分为蓄电池储能、液压储能和飞轮储能三种。

使用液压蓄能器的汽车混合动力系统已在某些客车上得到应用，燃油经济性可提高25%～30%。

第四节 发动机的选择

三、发动机主要性能指标的选择

1、发动机最大功率Pemax和相应转速np

1）根据所设计汽车应达到的最高车速υamax（km／h），估算发动机最大功率：

3）最大功率Pemax对应转速np的范围如下：

汽油机的np在3000～7000r／min，因乘用车最高车速高，np值多在4000r／min以上；总质量小些的货车的np值在4000～5000r／min之间，总质量居中货车的np值更低些。

柴油机的np值在1800～4000r／min之间。乘用车和总质量小些的货车用高速柴油机，np值常取在3200～4000r／min之间；总质量大些的货车的柴油机np值在1800～2600r／min之间。

第四节 发动机的选择

四、发动机的悬置

1）发动机悬置应满足下述性能要求： （1）要求悬置元件刚度大些为好； （2）要求悬置元件有良好的隔振性能；

（3）要求悬置元件有减振降噪功能，并要求悬置元件工作在低频大振幅时（如发动机怠速状态）提供大的阻尼特性，而在高频低幅振动激励下提供低的动刚度特性，以衰减高频噪声。

（4）悬置元件还应当满足耐机械疲劳、橡胶材料的热稳定性及抗腐蚀能力等方面的要求。 （5）此外，液室与外部之间应密封良好。

2）布置要求：发动机前悬置点，应布置在动力总成质心的附近，支座应尽可能宽些并布置在排气管之前。

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3）悬置的结构：

传统的橡胶悬置由金属板件和橡胶组成。

第五节 车身形式

一、乘用车车身形式

1）组成：发动机舱、客厢和行李箱 2）基本形式：

①折背式：有明显的发动机舱、客厢和行李箱，且车身顶盖与车身后部呈折线连接 。 ②直背式：后风窗与行李箱连接，接近平直。

③舱背式：顶盖比折背式长，同时后窗与后行李箱盖形成一个整体的后部车门。 主要区别：表现在车身顶盖与车身后部形状之间的关系上有差别。

第五节 车身形式

选择规律:

* 发动机排量越大的乘用车，采用折背式车身的比例越大。 * 发动机排量在1．0L以下的乘用车，以采用舱背式车身为主。 * 发动机排量在1.0～4.0L之间时，三种车身形式都有。 * 发动机排量大于4.0L时，基本上都用折背式车身。

第五节 车身形式

二、客车的车身形式 形式：

有单层和双层之分。

有平头式和短（长）头式之分。 1）单层长途客车的设计特点： ①常将地板高度设计得高些。 ②侧窗 略小。

③车门数少，而且可以窄些。 ④驾驶员一侧应备有安全门。 2）单层城市客车的设计特点： ①地板高度要尽可能设计得低些 。 ②侧窗较大。

③车门数需增多，并且要求加宽。

3）双层客车的设计特点： ①有两排平行的裙部和车窗 。

②下层占据的高度尺寸比上层要高。 ③上层侧窗尺寸不够大。 4）短头客车 ： ①座位数不多 。

②短头内部布置有发动机及其附件。

③车身高度较矮，门数较少，有时在后部设有车门。

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补充：

* 为了满足乘客行走和安装空调机构的要求，有些汽车将车顶抬高。 * 专用客车常根据使用条件和特殊要求进行设计。

第五节结束！

第六节 轮胎的选择

轮胎及车轮的作用：用来支撑汽车，承受汽车重力，在车桥（轴）与地面之间传力，驾驶人员经操纵转向轮可实现对汽车运动方向的控制。

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