汽车基础理论知识
一、汽车发动机
基本工作原理是在密封缸内燃烧燃油，使气体膨胀时的热能促进活塞工作，并将其转化为机械能，为汽车的驾驶提供动力。
㈠发动机分类。
按燃料分：汽油、柴油、天然气等发动机。
按冷却方式分为水冷式和风冷式发动机。
根据进气方式：自然吸气-空气通过活塞进入气缸。增压-在发动机上安装增压器，气体进入气缸前提前压缩。
按点火方式划分：压燃发动机-利用气缸内空气压缩产生的高温自燃燃油，如柴油发动机。点燃发动机-利用火花塞发出的电火花点燃汽油发动机、燃气发动机等混合物。
根据实现循环的行程数：四个冲程发动机-活塞移动四个行程或曲轴圈气缸完成工作循环。二冲程发动机-活塞移动两行或曲轴旋转气缸完成工作循环。
按气缸数量分：单缸发动机、多缸发动机。
按凸轮轴位置数量划分：SOHC与DOHC发动机。
SOHC----单顶置凸轮轴发动机，适用于2气门发动机；
DOHC----双顶置凸轮轴发动机，适用于多气门发动机。
㈡发动机的参数：包括发动机气缸数、气缸的排列形式、气门、压缩比、排气量、最高输出功率、最大扭矩等。
1、发动机缸数 汽车都用多缸发动机。排量1Ｌ以下用3缸；1.3L-2.3L多采用4缸；2.5L以上采用6缸；4Ｌ为8缸，5.5Ｌ以上用12缸。在同等缸径下，缸数越多排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多缸径越小，转速可以提高，从而提升功率。
2、气缸的排列 有直列立式、直列卧式、V型。应用较少的还有对置式、H型、X型、星型等。
直列排法(L) 发动机的气缸成一字排开，缸体、缸盖和曲轴结构简单、维修方便、制造成本低、低速扭矩特性好。缺点是功率较低。一般5缸以下采用直列排法，少数6缸发动机也有直列排法，直列6缸的动平衡较好，振动相对较小。L4：表示直列4缸发动机。
V字形排列（V） 6到12缸采用V形排列。优点是占用空间小，可降低震动和噪音。V8结构复杂，成本高，使用较少。V12高级轿车采用。V8：表示Ｖ型排列８缸发动机。
3、气门数国产发动机多采用每缸2气门，一个进气门一个排气门。国外轿车发动机采用每缸4气门，2个进气门2个排气门。有的采用5气门结构，3个进气门2个排气门，提高了进、排气效率，使燃烧更加彻底。5气门结构复杂加工困难。国产新捷达王发动机采用了五气门。
可变进气门控制技术VETC：通过改变进气门开度来改变进气量，提高发动机扭矩，丰田擅长此技术。
4、气缸的压缩比气缸的最大容积与最小容积（或气缸总容积与燃烧室容积）之比，用ε表示。汽油机在运转时，吸进的是汽油与空气混合气，压缩比越大，压缩终了的混合气的压力和温度就越高，混合气中的汽油分子气化得更完全，燃烧更迅速更充分，输出的功率大。低压缩比（10以下）的发动机燃烧时间相对延长，增加了能量消耗降低了动力输出。压缩比越大发动机工作时抖振增大，压缩比过大会出现“爆燃”和“表面点火”现象。爆燃会引起发动机过热，功率下降，油耗增加，甚至损毁发动机。表面点火会增加发动机的负荷，使其寿命降低。
压缩比与燃油 压缩比越大，要求使用的汽油标号越高。压缩比低于7.5用90号汽油；压缩比7.5～8.0用90或93号汽油；压缩比8.0～10用93或95号汽油；压缩比在10以上用97号汽油。如果使用低于建议标号的汽油，可能会产生“敲缸”、发动机振动加剧、不匀速等问题，损害发动机性能，缩短使用寿命。也不是汽油标号越高越好，因为气缸的压缩比、点火提前角等参数在出厂时设置好了，并对抗爆性较差的汽油设置了微调节程序，而对高标号汽油则没有设置程序。盲目使用高标号汽油不仅是浪费，还可能会因其高抗爆性的优势无法发挥而产生加速无力的现象。最好按说明书或油箱盖上标明的选择油号，同时考虑燃油质量的因素。
5、排气量气缸内活塞从最低点到最高点的容积称单缸排量，单位用升(L)表示。发动机所有气缸排量总和为该发动机排气量。排气量越大，输出功率就越高，加速性越好。
轿车按排气量分级：微型车排量≤l升；普通轿车＞l升≤1.6升；中级轿车＞l.6升≤2.5升；高级轿车＞2.5升≤4升；特级轿车＞4升。
6、最大功率功率的单位是马力(PS)或千瓦(kw)。输出功率用每分钟转速(r／min)表示，如100PS／5000r／min表示发动机每分钟5000转时输出功率为100马力。马力决定车辆可克服阻力的速度。功率表现在高转速，它决定了车子能跑多快。发动机的转速增加，功率也相应提高，但达到一定的转速后，功率反而呈下降趋势。
7、最大扭矩扭力是指曲轴回转所做的功，它决定车行驶时可克服阻力的限度，包括加速性。扭矩的表示方法是N．m／r／min。引擎驱动车辆时，最大扭矩一般在发动机的中、低转速的范围。随着转速的提高，扭矩反而会下降。
发动机参数不仅要看功率同时要看扭力参数，以发动机处于最大功率、最大扭矩时的转速值稍低为好。若一台车的最大马力、扭力发生在引擎低转速，该车适合于低速行驶；若发生于高转速该车适合于高速加速性。两部车的扭矩不同，同样300马力，跑车的速度可到250公里／小时，货车可能只有150公里／小时，但它能拖动30-40吨重的货箱。
㈢四冲程汽油发动机工作原理 由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个行程组成。
1、进气行程 曲轴带动活塞由上止点向下上止点移动，进气门开启，排气门关闭。气缸内的容积增大，气体压力下降，形成一定的真空度，燃料经化油器与空气混合后被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排尽的废气。
2、压缩行程 曲轴在飞轮的惯性力作用下旋转，通过连杆推动活塞向上移动，进、排气门关闭，气缸内容积逐渐减小，气缸内的混合气被压缩温度逐渐升高。
3、燃烧膨胀行程 火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。这个行程实现热能转化为机械能，又称为作功行程。
4、排气行程 活塞从下止点移动到上止点，排气门打开，废气随着活塞的上行排出气缸。由于燃烧室占有一定容积，不能将废气排尽，残余的废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。
排气行程结束时，活塞回到上止点，完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环，周而复始，发动机不断地运转起来。
㈣涡轮增压器（T）Turbo即涡轮增压，简称T，一般在车尾标有1.8T、2.8T等字样。
发动机靠燃料在汽缸内燃烧产生功率，输入汽缸的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制。如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率，只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，提高燃烧作功能力。
涡轮增压有单涡轮和双涡轮增压，是指废气涡轮增压，实际上是一种空气压缩机，它利用发动机排出废气的惯性冲力来推动涡轮室的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道进来的空气进入汽缸，提高发动机的功率，降低发动机的燃油消耗。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸。空气的压力和密度增大可燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。
涡轮增压器可提高发动机输出功率10％以上。缺点是“滞后响应”，由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓（1.7秒以上），使发动机延迟增加或减少输出功率。对要突然加速或超车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
㈤柴油发动机 与汽油发动机一样，每个工作循环经历进气、压缩、作功、排气四个行程。燃料在临近压缩终了时才喷入气缸，在气缸内与空气混合。柴油粘度比汽油大，不易蒸发，自燃温度较汽油低，柴油发动机无需点火。柴油发动机主要分SDI与TDI两种：
1、自然吸气直喷式柴油发动机（SDI）。用压缩使气缸内空气温度超过柴油的自燃点，再喷入柴油与空气混合气而燃烧。自然吸气的升功率不是很高，转速比汽油发动机低。
2、涡轮增压直喷式柴油发动机（TDI）在柴油机上加装了涡轮增压器，使进气压力增加，压缩比达到10以上，燃烧更加充分，可在低转速下输出较大的扭矩。
二、离合器。
位于发动机与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。在行驶中驾驶员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或逐渐接合，切断或传递向变速器输入的动力。主要作用：
㈠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而前冲，不但会损伤机件，而且驱动力不能克服汽车前冲的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。
起步时，利用离合器将发动机与变速箱分离，挂上前进档后，再使离合器逐渐接合，由于离合器的主动、从动部分之间存在滑磨现象，使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，汽车的驱动力也逐渐增大，汽车平稳地起步。
㈡便于换档。汽车行驶中为适应不断变化的条件，要换用不同的变速箱档位。没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，变速箱中啮合的传力齿轮因载荷没有卸除，啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮因圆周速度不等而难于啮合，强行啮合会产生很大的齿端冲击损坏机件。
换档时，利用离合器使发动机与变速箱暂时分离，原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面的压力大大减小容易分开。另一对待啮合的齿轮由于主动轮与发动机分开后转动惯性很小，合适的换档动作能避免或减轻齿轮间的冲击，顺利进入啮合实现换档。
㈢防止传动系过载。汽车紧急制动时车轮突然降速，与发动机相连的传动系由于旋转惯性，仍保持原有转速，会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性力矩，使传动系的零件容易损坏。离合器是靠磨擦力来传递转矩的，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，起到防止传动系过载的作用。
三、变速器
由传动机构和变速操纵机构组成。传动机构是改变转矩方向和转速，操纵机构是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，达到变速变矩。机械式变速箱应用齿轮传动的原理，变速箱内有几组传动比不同的齿轮，通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮工作，即换档。低速时让传动比大的齿轮工作，高速时让传动比小的齿轮副工作。
㈠变速器的功用：
1、改变汽车行驶速度和输出扭矩的大小，使汽车行驶速度和驱动扭矩适合不同的行驶条件。
2、实现倒车。发动机轴只能向一个方向转动，利用变速箱中设置的倒档，改变输出轴转动方向来实现倒车
3、实现空档。可以在发动机工作且离合器接合的状态下，变速箱不输出动力。
㈡变速器种类：分手动M、自动A变速器。 A4：四速自动变速器。
自动挡变速器
P档：停车，在车子停放或完全静止时采用。
N档：空档，车辆暂停时使用，如等候红灯放行。
D档：行车档。
L档：低速档，用于爬斜坡或易打滑路面。
Z档：中速档，在雪地或市区等情况下使用。
OD档：超速档，用于高速行驶情况。
R档：倒车，必须将车完全静止才能入挡。严禁在运动中由前进挡换入倒车挡，以防损坏齿轮。
四、分动器
是一个固定在车架上的齿轮传动系统，将变速器输出的动力分配到各驱动桥，其输入轴与变速器的输出轴用万向传动装置连接，输出轴有几根，分别经万向传动装置与各驱动桥相连。分动器比变速箱的负荷大，分动器中的常啮齿轮均为斜齿轮，采用圆锥滚子轴承支承。例如，前轮驱动的汽车两前轮都陷入沟中，汽车就无法继续前进，如果这辆车的四个轮子都能产生驱动力的话，另外两个没陷入沟中的车轮工作则能使汽车继续行驶。
五、汽车行驶系 包括车桥、车轮、车架和悬架四部分。
㈠车桥(车轴) 通过悬架和车架(或承载式车身)相连，两端安装车轮。作用是传递车架与车轮之间各方向作用力。
整体式车桥：两端通过悬架系统支撑车身，通常与非独立悬架配用。
断开式车桥：象两把雨伞插在车身两侧，各自通过悬架系统支撑车身，与独立悬架配用。
车桥分转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种。其中转向桥和支持桥为从动桥。前置后驱动的汽车，前桥为转向桥，后桥为驱动桥。前置前驱动汽车前桥为转向驱动桥，后桥为支持桥。
1、转向桥由两个转向节（万向节）和一根横梁组成。转向节通过主销与横梁连接，可左右摇晃，车轮装在转向节上，中间用轴承分隔开，行驶时车轮转，转向节不转只作左右晃动。主销是车轮转动的轴心。
万向节汽车上的万向节与传动轴组合成万向节传动装置。万向节允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。有十字轴式刚性万向节、准等速万向节（双联轴式和三销轴式）、等速万向节（球叉式和球笼式），扰性万向节。
前置后驱的车辆，万向节传动装置安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间。前置前驱的车辆，万向节装在负责驱动和转向的前桥半轴与车轮之间。
单个万向节不能使输出轴与输入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动产生很大的噪音。因此，后轮驱动汽车都采用双万向节，传动轴两端各有一个万向节，使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与输入轴的瞬时角速度相等。
后驱动汽车应用最广的万向节由万向节叉、十字轴等构成。十字轴装配在万向节叉上做连接，其轴头上装有滚针轴承，当轴头接入万向节叉时，十字轴与万向节叉之间可以相对旋转，能作多角度变化。万向节叉用花键连接可轴向移动，以满足夹角和距离同时变化。
等速万向节。前轮驱动汽车的驱动桥半轴与轮轴之间采用，每个半轴用两个等速万向节，靠近变速驱动桥的是半轴内侧万向节，靠近车轴的是半轴外侧万向节。在各种等速万向节中，常见是球笼式万向节，它用六个钢球传力，主动轴与从动轴在任何交角下钢球都位于两园的交点上，从而保证主、从动轴等角速度传动。
2、转向驱动桥：桥壳中装有差速器，驱动左右两根半轴，两个轮子与两根半轴直接相连。汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮。驱动桥的主要部件是减速器和差速器。减速器的作用就是减速增矩，靠齿轮之间的啮合完成。
3、差速器。是汽车驱动轿的主件。由行星齿轮、行星轮架（差速器壳）、半轴齿轮组成。发动机的动力经传动轴进入差速器驱动行星轮架，再由行星轮带动左右半轴分别驱动左右车轮。差速器的左半轴转速+右半轴转速=2倍行星轮架转速。汽车直行时，左右车轮与行星轮架三者的转速相等。汽车转弯时，外侧车轮有滑拖、内侧车轮有滑转的现象，两个驱动轮产生两个方向相反的附加力，由于“最小能耗原理”，导致两边车轮的转速不同，并通过半轴反映到半轴齿轮上，迫使行星齿轮产生自转，外侧半轴转速加快，内侧半轴转速减慢，使两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。
汽车拐弯时车轮的轨线是圆弧，圆弧的中心点在内侧，在相同时间里外侧轮子走的弧线比内侧轮子长。为了平衡这个差异，就要内侧轮子慢一点外边轮子快一点来弥补距离的差异。如后轮轴做成一个整体，就无法调整两侧轮子的转速差。法国人路易斯·雷诺设计出了差速器。
“最小能耗原理” 地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。如把一粒豆子放进碗内，豆子会停在碗底不会停在碗壁，碗底是能量最低位置（位能），它自动选择静止（动能最小）而不会运动。同理，车轮在转弯时也会趋向能耗最低的状态，自动按照转弯半径调整左右轮的转速。
㈡车轮轮胎是汽车的重要部件，合适的内压是轮胎的生命。汽车行驶时轮胎被反复的往地面按压，轮胎橡胶材料受弯曲拉伸变形，如气压不正常，反复交叉变形就不能保持在设计允许的范围内，轮胎寿命缩短，耗油量增加，甚至有可能爆胎翻车。轮胎气压每月约减少0.7公斤/平方厘米。温度每升/降10℃轮胎气压随之升/降0.07-0.14公斤/平方厘米。一般轿车的油箱盖和司机座旁标有该车轮胎标准气压值。
轮胎选用。轮胎种类不同，其极限速度、负荷率不同。宽胎纵向稳定性、抗侧风能力强，转弯时轮胎变形度小，可以缩短制动距离。宽胎抓地力强，加速性能有所提升。有的人认为宽胎会加大路噪，有的认为轮胎的路噪主要与轮胎花纹有关，相同花纹不同宽度的轮胎路噪不会变化。宽胎比窄胎价格高，油耗有所增加。选购时要选择耐热性强、平衡性好的，轮胎圆度不够或易变形，行车时上下颠簸。
㈢汽车悬架系统。悬架是车架与车桥之间传力连接装置的总称。由弹性元件、减震器和导向机构三部分组成。
1、前悬架系统。采用独立悬架系统，即左右两个车轮独立地通过悬挂装置与车体相连，可以各自独立地上下跳动。悬架系统由连杆机构和弹簧、减震器组成三角形或其它形状的连接方式固定车轮与车身的位置，在弹簧的作用下使车轮可以相对车身上下运动。有双横臂式和滑柱摆臂式。
双横臂式悬架由上短下长两根横臂连接车轮与车身，两根横臂类似字母Y或C，这样设计既增加强度，提高定位精度，也为减震器和弹簧留出了安装位置。下横臂与车轮中心大致处于同一水平线上，在车轮跳动导致下横臂摆动时，不致产生太大的摆动角，保证了车轮的倾角不产生太大变化。
滑柱摆臂式悬架由下横臂和减震器弹簧组连接车轮与车身，结构简单重量轻，占用空间小，上下行程长。由于减震器弹簧组充当了主销的角色，它同时承受了地面作用于车轮上的横向力，在上下运动时阻力较大，磨损增加。当急转弯时，由于车身侧倾，左右两车轮也向外侧倾斜，出现不足转向，弹簧越软这种倾向越大。
2、后悬架系统。种类比前悬架多，驱动方式不同决定有无后车轴。多使用连杆式和摆臂式。
连杆式：主要在FR驱动方式并且后车轴左右一体化(与中间的差速器刚性连接)的情况下使用。左右两侧各有一对连杆，分上拉杆和下拉杆，作为传递横向力(汽车驱动力)的机构。通常再与一根横向推力杆组成五连杆式，横向推力杆一端连接车身一端连接车轴，目的是防止车轴(或车身)横向窜动。当车轴因颠簸而上下运动时，横向推力杆以与车身连接的接点为轴做圆弧运动，如果摆动角度过大会使车轴与车身之间产生明显的横向相对运动。横向推力杆设计得比较长以减小摆动角。连杆式悬架与车轴形成一体，左右车轮不能独立运动，颠簸路面对车身产生的冲击较大，平顺性差。
摆臂式：由车轴中间的差速器固定，左右半轴在差速器与车轮之间设万向节，并以其为中心摆动，车轮与车架之间用Y型下摆臂连接。“Y”的单独一端与车轮刚性连接，另两端与车架连接形成转动轴，根据转动轴是否与车轴平行，摆臂式悬架又分为全拖动和半拖动式摆臂，平行的是全拖动式，不平行的叫半拖动式。
3、自动调平悬架（SLS）越野车上装有SLS，后螺旋弹簧为空气弹簧，负载或空载时都能使车辆自动调平。高度传感器持续测量后悬架的高度，如果增加载荷使车辆的高度降低，电子控制系统控制气泵增加对空气弹簧的空气供应量，保持车辆的平衡。如果车重减轻悬架升高，系统控制排放空气弹簧中的空气，将车辆降至平衡状态。
当汽车在崎岖地面行驶时，电子控
