《汽车为什么会跑》读书笔记

前言

在刚出发时,我悲观的想象到,车子说不准抛锚在一个深山里,或者是没有信号的某段青藏高速上,说不准还下着暴雨。 另一方面,尽管时不时开家里的车,可我轮胎都没换过,更别说汽车构造了。 我讨厌这样不了解自己在做事情的一些内在情况的感觉的。

话说回来,该本书我不会一字一句的看,而是看我感兴趣的问题并在下面做些笔记,最后结合我在开的车子的结构做一个分析。

书本笔记

以下是书本的目录,由于我看的pdf是图片,我将目录ocr了出来并用python脚本整理了下顺序,所以文字和原书比起来会有些错漏。

前言回答您一个问题

导言

第一章整车/2

1汽车有多少个零部件? 12

第2页有全车的剖面,介绍了一些主要部分。并标明了介绍的页码。

一般约1万个,F1赛车约有两万个。零件多了,可靠性也会降低。

汽车主要由车身、发动机、底盘构成。 底盘则由变速器、传动系统、转向系统、悬架系统、制动系统、 车桥、车轮等部分组成。

2汽车有哪些主要部件? 14

第二章发动机/6

汽车核心部分,“心脏”。

发动机构造.png

3汽车动力从哪里来? 1/6

4气缸数为何不能太多? 17

不能无限增加。零件增加,降低发动机了稳定性、提供了制造成本。

5 V型发动机更先进? 18

相对直列型发动机优点是尺寸小(减少的尺寸能为汽车设计、空间等提供各种好处),尤其现在比较注重空气动力学,发动机低一点越好。 缺点是两个气缸盖。

现在不少车型是V型发动机。比如,v6、v8、v12,数字代表缸数。

6 W型发动机为何应用少? 19

7水平对置发动机更有个性? /10

8发动机动力为何源源不断? /11

9发动机动力源于爆炸? /12

密闭空间燃烧产生爆炸。

10气缸原理来自于大炮? /12

11火花塞像是雷电? /13

12进气门为何比排气门大? /14

进气多燃烧得好。有些干脆设计多气门(3进2排)。

13气门数为何不能太多? /15

14凸轮轴起什么作用? /16

控制进气门和排气门的开关。(因为是凸轮,所以转到不同位置会带动不同动作。)

15为什么需要正时? /16

16 OHV、OHC、SOHC、DOHC是什么?

OHV:顶置气门侧置凸轮轴。 OHC:顶置凸轮轴。 SOHC:单顶置凸轮轴。 DOHC:双顶置凸轮轴。

17可变气门有什么好处? /18

18节气门起什么作用? /20

19进气歧管长度也可变? /20

20排气歧管为何奇形怪状? /21

21直线运动怎样变成旋转运动? 1/22

22活塞最辛苦? 123

23为何说曲轴是中心轴? 124

发动机产生的动力由活塞和连杆带动曲轴,再传递到传动系统,使车轮旋转。 曲轴的旋转也会带动分电器、发电机、凸轮轴带轮等。

24飞轮为何能储存动能? /25

25发动机如何冷却? /26

分水冷和风冷。一般都是水冷。

26机油是怎样润滑的? 127

曲轴的一部分动力会用在机油泵上,然后,机油留遍发动机给机械元件做润滑, 也会带走磨损的元件的金属末。所以机油最终会流经机油过滤器。 不过,汽车到了一定历程后,还是需要更换机油。

机油还有个作用是,可以一定程度的冷却发动机。

27发动机共有多少个部件? /28

28为何大排量发动机动力更强? /29

排量一般用L表示,是指气缸的活塞由底到顶扫过的气体体积。

29燃油缸内直喷优势何在? /31

将油(传统式将油气混合)喷入缸中,再通过均匀燃烧、分层燃烧是燃烧更充分、更准确。 据网上资料,近年不少车子使用该技术。

30柴油机为何不用火花塞? /32

柴油机是压缩燃烧。

31柴油机和汽油机有什么区别? /32

1、燃料。2、喷油方式。3、点火方式。4、油的压缩比(柴油高)。5、燃油消耗(柴油低)。

32涡轮增压如何增压? /33

简单来说,就是用废气排出时的动能来增强进气的效率。 后劲足,低速时表现一般。

33机械增压是什么原理? /34

34双增压器是什么? /35

35转子发动机是什么原理? /36

36混合动力是怎么回事? /37

有强混合动力和轻混合动力之分。

37氢动力汽车如何工作? /38

38插电式混合动力是什么? /38

39可变排量是怎么回事? /39

第三章变速器140

目前有手动自动、手自一体、双离合、无级变速等,原理差不多。

40汽车没有变速器会怎样? 140

变速器原理可类比变速山地车的原理。本质上是调节轮矩实现。 变速器原理.png

41变速器为何能变速? /41

42变速器有哪些种类? /41

变速器种类.png

43手动变速器如何变速? 142

44自动变速器中有两台电风扇? 144

45自动变速器构造有哪些? 145

46为何能自动变速? 147

47无级变速器如何实现无级? 148

利用调节主动混轮的凹槽间距来达到(金属带)带动被动滑轮的转矩变化。

48双离合变速器是如何动作的? 150

双离合使得能省略档位闲置时间段,使动力传递更连续。具体是双离合互为准备。 想象下图动力轴和传动轴之间的双离合的切换。 双离合原理.png

第四章传动系统/52

49动力如何传递? 152

传统是扯动曲轴,让活塞在气缸来回运动而启动。现在是发电机发动。

50离合器有什么作用? /54

离合器工作.png

51万向节起什么作用? /55

位于传动轴末端。在传动轴和驱动桥、或传动轴间连接。 在前置后驱车中,要想将动力传递到后驱动桥上,由于行驶过程中,若果行驶在不平的路上, 则要在前动力轴和后驱动桥之间加上一个装置--万向节。

52前置前驱的特点是什么? 156

前轮驱动(front engine front wheel drive)。 特点,头重脚轻。六成以上重量在前面。

优点:

  • 由于不用传动轴传递动力到后轮,成本低了。动力损耗小。所以适合小型车。
  • 没有万向节,车内后排的空间多点。
  • 前轮”拉着“车走,直行的稳定性高。

缺点:

  • 由于头重脚轻,车尾在急速刹车时容易扬起。

53前置后驱的特点是什么? 157

前置后驱(Front engine rear wheel drive)。在轴荷上可达到50:50比例,行驶稳定性好些。

前置后驱:

  • 启动和加速性能更好。
  • 前轮负担轻,在紧急制动不至于车头下沉、后轮悬空。
  • 由于前轮控制转向,后轮驱动,所以在转弯的时候(因为转向惯性),容易出现转向过度。

前置后驱由于以上一些特性,是目前高性能车的选择。

54后置后驱的特点是什么? /58

后置后驱(Rear engine rear drive)。起步和加速的性能是所有类型里最好,所以跑车一般用后置后驱。

后置后驱:

  • 头重脚轻,容易造成转向过度。后轴负荷高,当超过后轮抓地力达到极限,会有甩尾现象。

55中置后驱的特点是什么? /59

中置后驱(middle engine rear drive)。 因为车的重量分布接近理想平衡,所以有最佳运动性能。高级跑车的主流方式。

中置后驱: 优点:

  • 转向灵敏,急制动不会尾部微翘。

缺点:

  • (因为中置)一般两座。
  • 离发动机近,噪音大。
  • 直线稳定性较差,所以(为弥补这个缺点)都是后轮比前轮尺寸大。

56四轮驱动有什么优势? /60

四轮驱动(Four wheel drive)。

优点:

  • 比两轮车通过性强,例如,驱动轮陷泥坑里时。
  • 安全性、稳定性。不容易出现打滑现象。在冰雪环境里更稳定。

缺点:

  • 零件多了,成本稍微多点。
  • 重量相对重了,车辆燃油增多。

57什么是分时四驱? /61

分时四驱.png

58什么是适时四驱? /62

就是由系统控制的分时四驱。 分时四驱和适时四驱都为了弥合四驱和两驱的优缺点。 适时四驱响应速度一般比分时四驱稍慢,因为适时四驱是检测到打滑了才开启。

59全时四驱有什么优势? /63

稳定性好。

为了解决转向干涉,全时四轮会设置一个中央差速器,使得转向时前轮快些后轮慢些。

网上找的资料:

转向干涉,概括说就是汽车在转向的过程中,会同时影响汽车悬架杆系的位置关系,位置关系变了,结果就是车轮相对车身有上下的位移,这就是转向过程中的运动干涉.

我的理解是,在刚转向,汽车未转向稳定前,前后轮的时速理论上是不一样(可自行想象下)。所以加入四轮速度一样会产生四轮干涉。

60差速器因何而生? /64

差速器.png

61差速器如何差速? /65

62托森差速器的原理是什么? /66

63为何要将差速器锁死? /68

64限滑差速器如何限滑? /69

65分动器起什么作用? 170

四驱车特有,为前后轮分配驱动力。

第五章悬架系统/72

悬架就是汽车的腿,车轮则是车的脚。

66悬架起什么作用? /72

悬架是指车轮与车身连接的部分。 形式上看,起挂车轮和支撑车身的作用。 功能上看,支撑和减震作用。

67独立悬架和非独立悬架怎样分? /73

简单来说,左右轮有硬轴连接则是非独立悬架,与车身相连则是独立悬架。

独立悬架可以调教出更好的舒适度和操控性。

68什么是麦弗逊式悬架? 174

69双叉臂式悬架什么样? /75

70纵臂扭转梁是什么形式? 176

71稳定杆有什么作用? 177

72多连杆悬架最先进? 1/78

73空气悬架的好处是什么? /80

空气悬架是指采用空气避震器的悬架。区别于传统避震器(采用油液)。

空气避震器由于可以调节避震器中空气量,这就是我们在一些车上可以看到车身升降的原因。所以: 优点:

  • 颠簸路段可以变软,高速变硬。可通过电脑或电子系统调节空气量,更适应不同路况。
  • 在车辆不同载重下自动调节保持车身高度。

74有了弹簧为何还要减振器? /82

弹簧在复原时,会出现震摆现象。就是说,弹簧受力并复原到平很状态前会出现多次上下跳动, 车呈现不稳定状态,这无论对驾驶或者乘坐都是不利的。液力减震器有抑制这种现象的作用。

75电磁减振器有什么优势? /83

新型减震器。原理简单来说, 在减震器中会存在特殊液体,能够通过线圈和系统调节减震器中磁场大小,从而影响液体中分子排列, 达到不同的阻尼系数的,从而达到调节减震能力的作用。

第六章转向系统/84

76随速助力转向有什么好处? /84

传统转动系统,在低速时轻盈,在高速时轻飘。 随速助力转向能够感知车速,并调节力量,使得低速时转向轻盈舒适,高速时稳定。

77转向为何需要助力? /84

是指借助外力减轻操作方向盘的费力程度。 根据主力来源不同分为液力转向和电动转向。

78什么是齿轮齿条式转向? /85

转向机构分两种,

  • 齿轮齿条式(一般的轿车用这种)
  • 循环球式

79什么是循环球式转向? /85

80主动转向系统有什么优势? /86

能够根据车速调节齿轮和齿条比例的装置。 比如,在30公里/小时车速,方向盘转动10度角,车轮转动1度角。而在车速为120公里/小时时,方向盘转动为20度,车轮才转动1度。

这样增强了车辆稳定性。

81可变齿比转向有什么优势? /87

82四轮转向如何动作? /88

四轮转向的工作原理如下图。可使车辆驾驶或乘坐体验更好。比如宝马七系就是采用4轮转向。 四轮转向.png

第七章制动系统/90

制动系统.png

83盘式制动性能更好? /90

按制动形式分为:

  • 盘式制动

    构造简单,轻便,散热快。

  • 鼓式制动

    成本低,制动片磨损少。目前仍会在经济型轿车后轮采用。

    一般轿车的手刹都是采用鼓式制动对后轮制动。所以漂移时,为了让后轮滑动一般要拉手刹。

btw,了解了下漂移,这个回答从物理原理到什么条件车可以漂移到实战视频比较全面。 自动挡的车能漂移吗? - 无往的回答 - 知乎

84为什么称鼓式制动? /90

85制动盘为何要通风? /91

由于制动系统是通过摩擦力将动能转化为热能。 所以通风(或者说扇热效率高)有利于转化。

86陶瓷制动盘有什么优点? /92

  • 重量轻
  • 摩擦系数高
  • 比铁制的耐用

缺点:

  • 成本高

87紧急制动辅助系统有什么作用? /93

发现驾驶人迅速制动,可提供更大的力量去制动。能更有效应对道路上的紧急事件。

第八章电气系统/94

88CAN- BUS总线是什么? /94

CAN总线,可靠性高,最早用于一些飞机、坦克的电子系统通讯上。 现在广泛使用在电子自动化、电子医疗设备、工业设备等上面。汽车会用在各传感器的数据传递上。

下面是网上找到的一些介绍资料。第2篇有从网络通信,通信工程的视角介绍can总线。

[1]can总线|百度百科

[2]一口气从零读懂CAN总线|知乎

89电子稳定程序ESP如何介入? /95

90随动转向前照灯有什么好处? /96

91LED车灯为何寿命长? /97

92空调为何能制冷? /98

93主动头枕如何动作? /99

94电动座椅如何调整和加热? /99

95安全气囊什么时候才会启爆? /100

看安全气囊的碰撞传感器的设置。

96折叠顶篷如何开关? /101

第九章车身构造/102

97汽车如何分“厢”? /102

98车身规格如何标注? /103

车身规格.png

汽车通过性能标示图.png

99什么是非承载式车身? /104

非承载式车身就是有车架的车身结构。发动机、悬架、传动都固定到车架上。特点是,平稳性、安全性强。

梯形车架.png

100什么是承载式车身? /105

承载式车身就没车架,悬架直接连在车身上,整个车身一体,没有说固定到车架这一说法。

101车身为何要采用不同的材料? /106

不是说金属强度越高对于驾驶人和乘客就越安全。比如车头和车尾某些地方强度弱些可以在发生撞击时吸收撞击(不然发生撞击可能车子弹的远远的)。 当然驾驶室部分是要强度高的。

102车门防撞钢梁起什么作用? /107

103什么是溃缩吸能车身? /108

104什么是冲力转移设计? /109

车身的金属结构设计,能巧妙的分散撞击。

105自动防滚杆如何动作? /110

106汽车行驶时为何会产生升力? /111

107两厢车为何都要装后刮水器? /112

两厢车后窗更容易染上灰尘。

108空气对汽车必不可少? /112

第十章设计与制造/102

109为何先从草图开始? /114

110效果图是什么样? /115

111为什么要做1:5油泥模型? /116

112 1:1油泥模型怎样做? /116

113样车都做哪些试验? /118

114汽车是如何制造的? /120

车身冲压、车身焊装、车身涂装、整车总装。

后记/122

车子分析

下面我对车子的组成进行了分析。 (漏了底盘图片,进藏前在香格里拉一家房东介绍的4S店做了检修,当时把车挂起来看了下底盘,可是我没拍照)

车头整体图.jpg

车头各部分: 车头各部分.jpg

前轮悬架: 前轮悬架.jpg

车子参数:

日产劲客_配置表_太平洋汽车网.png

劲客整体来说在这个价位中规中矩。 驾驶体验舒适度还行,在高原上的油门后劲不足。 前置前驱,承载式车身,麦弗逊式独立悬架,车体没做什么加固。 那就决定了车子不是走运动型和越野型路线的。 实际驾驶上,油门平均,减震调节一般。

各部分硬件分析完,通过这些分析,加上实际行车的经验,可以帮助我们在行车时, 知道车子各部分发挥的作用,更熟知车子能适应哪些路况,在什么时候是有不足的。

驾驶准备

开车前购买国内旅游保险,把单号告诉亲人。(不贵,几十块钱)

检查车灯制动,车上备用胎、灭火筒等工具。

进藏前,最好找一家店检车,师傅会检查下底盘,悬架,各部分是否夯实完好。 胎压2.5就好,我一开始觉得车开起来车胎不够气,可师傅检查后说还需要放点气。 原来上了高原由于气压低,车胎会涨容易爆胎,所以胎压不要太高。

刮玻璃的水用玻璃水更好些,一方面,路上很多飞虫会撞在车窗上,用普通自来水是清不干净的。另一方面,在零度下,玻璃水有更低的结冰点,不容易结冰。

我自己的开车规则是:

  • 第一原则,保证安全。
  • 如果有乘客的话,考虑舒适度。
  • 考虑对车的伤害程度。

从安全角度展开,

  • 尽量不要晚上开车。川藏、青藏公路晚上都是没灯的,也没什么反光设施,护栏设置存在不少不合理不少没有的情况。 晚上经常走神,我在若尔盖那晚开车就是用经验和本能开车,回想起来挺不好的,时不时眼皮一垂车头扭到一边,然后一个激灵醒过来又把车头矫正。
  • 冰雪天开车注意路面会结冰(雪在地上融成水又结成冰)。
  • 视野差的双向单车道的山道注意转向按喇叭。
  • 落石路段注意躲避地上石头,还有车速不宜太快,看清楚有没落石在掉。
    我看到的,比拳头稍大的一颗石在高空掉下来就可以在车顶砸一个大坑。
  • 下大暴雨就别走了,因为有泥石流。

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