第七章 汽车在特殊条件下的使用.pdf

第七章汽车在特殊条件下的使用学习目标 掌握汽车在走合期的使用特点和使用规定；掌握汽车在低温条件下使用时，对汽车使用的影响和应采取的措施；掌握汽车在高温条件下使用时，对汽车使用的影响和应采取的措施；握汽车在山区或高原条件下使用时，对汽车使用的影响和应采取的措 施；掌握汽车在无路和坏路条件下使用时，对汽车使用的影响和应采取的 措施。22020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.工汽车在走合期的使用7.2汽车在低温条件下的使用e73汽车在高温条件下的使用74汽车在高原山区条件下的使用e7 5汽车在无路和坏路条件下的使用2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.1汽车在走合期的使用 汽车的使用期限、行驶的可靠性、动力性和 经济性与汽车工作初期的使用情况有很大关系。新车在开始投入使用阶段，汽车各部机构中的零件正处于磨合状态，还不能全负荷运行，我 们把这个使用阶段称为汽车的走合期。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.1.1汽车走合期的磨损状况 在通常情况下，一对配合零件的一般磨损规律如图所示。从图可以看出，配合零件的磨损规律可分三个阶段；初期磨 损阶段A、正常工作阶段B和逐渐加剧磨损阶段C。52020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用汽车的走合期通常为1 000km3 000km,相当于4060个工作小时。第一阶段，在走合期的头2h3h内，因为零件加工表面较粗糙,加工后的形状和装配位置都存在一定偏差，配合间隙也较小，因此 零件磨损和机械损失很大，零件表面和润滑油的温度也很高。第二阶段，即走合5h8h时，零件开始形成了较为光滑的工作 表面，消耗在摩擦上的机械损失和产生的热量逐渐减少。第三阶段，零件工作表面的磨合过程逐渐结束，并形成了一层 防止配合表面金属直接接触的氧化膜，进入了氧化磨耗过程。62020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.1.2汽车在走合期的使用特点(1)零件表面摩擦剧烈，磨损速度快(2)润滑油变质快(3)行驶故障多2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.1.3汽车在走合期应采取的措施(1)限速并减载(2)在走合期内，驾驶员必须严格执行驾驶操作规程(3)在走合期内，认真做好车辆日常维护工作(4)走合期满后，应进行一次走合维护(5)进口汽车应按制造厂的走合规定进行。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 72汽车在低温条件下的使用汽车在低温条件下使用的主要问题是：发动机起 动困难和总成磨损严重。此外，还存在着机件损坏（气缸体和水箱可能被 冷却水冻坏，弹簧、橡胶和塑料制品损伤等）、腐蚀（气缸壁、排气管等）、总成热状态不良，以及燃料 润滑油消耗增大等问题。92020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.2.1汽车在低温条件下使用时的特点7.2.1.1发动机的低温起动困难 在使用过程中，发动机的低温起动性主 要受发动机润滑油粘度、汽油或柴油的蒸发性、柴油的低温流动性及蓄电池工作能力的影响。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用随着温度的下降，机 油的内摩擦力增加，发动机阻力矩增加，使发动机起动所需要 的功率增加。图7-5发动机润滑油随温度下降所需起动功率增加情况 P-起动系统输出功率112020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用随着温度的降低，汽油的粘度和相对 密度增大，对燃油 的汽化不利，大部 分燃料以液态进入 气缸，造成混合气 过稀，不易起动。增加发动机的起 动转速，汽油的汽 化量增加不显著。8 7 6 5 4 3 2T1ES/出鎏奖蒙20 60 100 140 180 220 260曲轴转速/(rminT)汽油的粘度发动机以不同转速起动时，燃料的汽化情茏 汽油的粘度、相对密度(比重)与温度的关系I-总燃料消耗量；勺咨错黄瞽线；2.相对密度曲线 3-进入气缸的燃料汽化量2020年6月7日星期日012第七章汽车在特殊条件下的使用*在低温条件下使用的 柴油机，要求柴油具 有很好的流动性和较 低的粘度。然而，夏 季牌号的柴油在温度 降低到8-20 时，粘度开始明显提 高（图7-8 o*由于柴油粘度的增大,引起柴油雾化不良，使燃烧过程变坏。柴油到ft.c图7-8柴油的粘度与温度的关系工32020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用蓄电池在起动过程中主要影响起动机的起动转矩和火花塞的跳火能量。在低温起动时，需要的起动 功率大，而蓄电池输出功率 反而下降（图79）,起动机 无力拖动发动机旋转或不能 达到最低起动转速。低温起动时，由于蓄电池端 电压低）火花塞的跳火能量 小，使发动机起动困难。工4+20+15+10+5 0 5 1015-20-25-30图79当发动机用起动机起动时，气温对蓄电池功率的影响1.必须的起动功率（蓄电池功率的百分数）；2.蓄电池供给的最大功率 久二日口日曲口2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用轴和轴瓦磨损严重的主要原因如下:1 低温起动时，润滑油粘度低，流动性差，机油泵不 能及时地将润滑油压入曲轴轴颈的工作表面，使润滑条件 恶化。（2）润滑油被窜入曲轴箱中的燃料稀释；燃料不完全燃 烧而形成的碳化物也会同废气一起窜入曲轴箱污染润滑油。（3）在低温条件下，由于轴瓦的合金、瓦背与轴颈的膨 胀系数不同，使配合间隙变小，而且很不均匀，加速了轴 颈与轴瓦的磨损。162020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 721.3零部件在低温时的物理机械性能变差 零件材料在低温下的物理机械性能将产生变化，例如，-30-40C或更低时，碳钢的冲击韧性急剧下降，硅、镒钢制造的零件、铸件也变脆。锡铅合金焊剂在-45或更低时，容易产生裂纹或呈粉末状从接头的地方脱落。汽车上的塑料制品在低温下变脆且易出现裂纹，并可能从基体上脱落。在特别寒冷的情况下，橡胶轮胎硬化、变脆，受冲击载荷的作用时易破裂。172020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用72L4其他问题 低温条件使燃料的黏度增大，又使发动机热状况不良。路面被冰雪覆盖，汽车行驶易侧滑，制动性能降低。驾驶室与车厢的温度过低会影响驾驶员的劳动条件和 乘客舒适性。低温条件下，制动液、减振液的粘度增大，影响汽车 行驶的安全性与平顺性。182020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.2.2改善汽车低温使用性能的主要措施 722.1车辆在低温条件下使用时应采取的措施(1)低温停放时，应采取防冻、保温措施；发动机 罩和散热器前加装保温套；(2)车辆在使用前应预热，发动机采取热态起动措施；(3)各总成和轮毂轴承换用冬季润滑油(脂)，制动系换用冬季制动液。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.2.2.1车辆在低温条件下使用时应采取的措施（4）调整发电机调节器，增大发电机充电电流。（5）使用起动液和防冻液时，应掌握其正确使用方法；6 在冰雪路面行驶时，应采取有效的防滑措施。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 722.2常用的冬季预热方法(1)进气预热 进气预热是指利用进气预热装置加热进气气流。按热源不同，所用装置可分为火焰进气预热和电热进气预热 装置。前者利用火焰来加热进气管内的气流，主要应用于柴油发动 机预热。后者采用装在进气系统中的电热塞对进气气流进行加热。212020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.2.2.2常用的冬季预热方法(2)发动机预热 1)热水预热。热水预热是应用最广泛的预热方式。预热时，将热水加热至9095,从散热器加水 口灌入冷却系，注满后把热水阀放开，使之边注边流,待流出的水温达到3040后，关闭放水阀。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.2.2.2常用的冬季预热方法（2）发动机预热 2）蒸汽预热。蒸汽预热是预热发动机的有效方法。预热时，蒸汽通过蒸汽管导入散热器的下水管，进 入发动机冷却系统，或直接引入冷却水套。蒸汽直接引入冷却水套时加热迅速，蒸汽浪费小，但须在缸体和缸盖上加装蒸汽阀。若在曲轴箱内加装蒸汽管或散热容器，可预热润滑 油，降低润滑油的黏度，更易于起动。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.2.2.2常用的冬季预热方法(2)发动机预热 3)电加热预热。把加热器插入冷却系或机油内，可 方便地对发动机进行加热。242020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 72.2.2常用的冬季预热方法(2)发动机预热4)红外线辐射加热器预热。利用煤气或液态煤气在陶瓷或金 属网内燃烧时产生的红外线作为热源，可对发动机或传动系进 行预热。预热时，加热器放在发动机或传动系总成的底部。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 722.3常用的冬季保温方法 汽车发动机罩采用保温套是保持发动机温度状况的重要措施。发动机油底壳除了采用双层油底壳保温外，还 可以在油底壳的内表面用一层玻璃纤维密封。蓄电池保温是把蓄电池放在具有夹层的保温箱内。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.3汽车在高温条件下的使用 7.3.1汽车在高温条件下的使用特点(1)发动机充气能力降低，发动机功率下降进口温度提高时，充气系数虽然增加，但发动机的绝 对充填效率却下降，因此发动机功率下降。气温越高，发动机罩内温度越高，空气密度越小，充 气能力越低。272020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(2)燃烧不正常(爆震、早燃)环境温度高，进入气缸的混合气温度也高，发动机 整个工作循环的温度上升。环境温度不仅仅是影响进气温度，还影响到发动机 温度和散热器的效率。例如，环境气温上升，空冷发动 机气缸盖、燃烧室壁温升高，在爆震敏感的运转条件下,更易引起爆震现象。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用（3）机油变质发动机的燃烧室、活塞和活塞环区域，以及油底壳 是引起机油变质的主要区域。在高温条件下，发动机过 热使上述区域的温度提高，加剧了机油的热分解、氧化 和聚合过程。发动机燃烧不正常所形成的不完全燃烧产 物窜入曲轴箱，既提高了油底壳温度，又污染了机油。因此，发动机温度越高，机油变质越快。在我国西北高原，夏季炎热而干燥，空气中的灰尘 很多。而湿热带的南方地区，空气中的水蒸气浓度大。这些灰尘和水蒸气通过进气系统或由箱箱通风口等处进 入发动抗污染抗油。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(4)零件磨损加剧 高温条件下使用 的汽车，发动机在起 动过程中的磨损减少,但是长时间行驶，特 别是超载爬坡或高速 行驶，机油 温L度鬲,粘度下降，油性变差,加速了零件磨损。%O20O 340EEilr2 4 6 8 10气虹磨损里/5图7-14爆燃对发动机磨损的影响2正甯出烧纣；魅忖2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用（5）供油系产生气阻由于供油系受热后，部分汽油蒸发成气体状态存在于油管及 汽油泵中，增加了汽油的流动阻力。同时由于气体的可压缩性，使之存在于汽油泵出油管中的油蒸气随着汽油泵的脉动压力，不 断地被压缩和膨胀，破坏了汽油泵在吸油行程中所形成的真空度，造成发动机供油不足，甚至中断。影响气阻现象的因素是：汽油的品质（挥发性）；供油系在发 动机上的布置；汽油泵的使用性能以及大气的温度与压力等。就 使用因素而言，主要是大气温度与压力。气温越高，发动机的罩 内温度越高，越容易产生气阻现象。气压越低，汽油越容易挥发，使产生气阻的趋势增大。3工2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(6)排放变差 大气温度通过空气密度、空燃比和燃料蒸发等因素对发动机排气污染物产生复杂的影响。CO、HC、NOx的浓度随气温变化情况，受气温升高引 起的混合气变化所支配，即气温升高，混合气变浓，CO、HC浓度增大，而NOx浓度则成山形曲线变化，在某一空燃 比时达到最大值。322020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.3.2提高在高温条件下汽车使用性能的主要措施(1)提高发动机冷却系的冷却强度 在高温条件下使用时，可以在结构方面进行某些改进来增大冷却系的冷却强度，尽量使气流畅流、分布均匀、阻力小、没有热 风回流现象以及散热器正面避免无风区，风扇对散热器的覆盖面积 要大些。还可以采用通风良好的发动机罩、罩外吸气、冷却供油系 等办法减小吸入空气及燃料温度的变化。332020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(2)加强技术维护 加强冷却系的维护，清除水垢，保持冷却系良好的冷却效果。各总成和轮毂轴承换用夏季润滑油(脂)O 调整发电机调节器，减少充电电流，检查调整蓄电池电解液 密度，保持液面高度，和通气孔畅通。对于汽油发动机供油系采取隔热、降温措施，防止气阻。342020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(3)防止爆震 由于发动机爆震与发动机的进气温度有很大关系，从而可以改进进气方式，降低进 气温度，防止爆震。前吸式空气滤清器，使进气不受发动机 热辐射的影响，可减少了爆震倾向。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(4)防止轮胎爆破环境温度高，轮胎散热差，特别是高速公路行 驶的汽车，由于车速高，轮胎发热，容易爆胎。轮胎的最高工作速度有统一规定。子午线轮胎 胎侧注有速度符号。同一规格轮胎可能生产几种速 度的产品，使用中不应超速行驶。362020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(5)注意车身维护 高温易导致车身老化、褪色、失光、粉化、开裂和起泡等，并加强外表养护作业。高温、强烈的阳光、多尘和多雨均影响驾驶员的劳 动强度、行车安全和乘客舒适性。应加装空调设备，遮 阳板或加强驾驶室、车厢的通风和防漏雨。372020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.4汽车在高原山区条件下的使用 7.4.1汽车在高原山区行驶时发动机的使用特点 7411海拔高度对发动机动力性的影响对于一定型号的发动机在转速不变的情况下，平均指 示压力直接影响着发动机功率，即发动机功率随着海拔升 高而下降。在高原使用条件下，按海拔高度适当调整空燃比与点火提前角可使动力性能有所改善。382020年6月7日星期日2944 9 6 2 86 5 L 4 66 5 4 3(E.NV 要 E4 3 210001 2 3 4 5 海拔高度/km6I 000 2000 SOOO 4 000 5 000r/min图717汽车发动机功率,转矩与海拔高度的图7m8不同海拔高度的外特性392020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.4.12海拔高度对燃料经济性 的影响 随着海拔升高，混合器 浓度增大，使发动机油耗增大。同时，因发动机功率不足，汽 车经常用低档行驶，也是引起 油耗增大的原因之一。4。藻冷r愣娴用0 12 3 4海拔高度（x UPm 发动机每小时的空气耗量、燃料耗量与海拔高 度的关系1-燃料耗量；2-空气耗量；3-过量空气系数(卓)*罪逐藜箜卬r侧2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 741.2海拔高度对燃料经 济性的影响 海拔高度对排气污染物 的生成也有影响。海拔高 度影响发动机的空燃比，空燃比的变化又导致排气 成分浓度的改变，从而影 响有害物质的排放量。0 1000 2 000 3 000 4 000海拔高度/m图7-21海拔高度对发动机排气污染物浓度的影响4工2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用42 7.4.2在高原地区改善发动 机性能的主要措施(1)提高发动机的压缩比 提高压缩比不仅可以提高压缩终了的温度与压力，增大膨胀比，加快燃烧速率,改善燃烧过程，减少热损失,而且可采用较稀的混合气，从而提高了发动机的动力性 和经济性。9 8 7 6W端西旺SO 60 70 80 90 1OOQ辛烷值2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(2)合理选择配气相位 合理选择配气相位可以提高发动机的充气系数，改善发动机的动力性和经济性。配气相位的确定，应与发动机的实际转速范围相适应o 为了使凸轮轴的设计(凸轮线型和各凸轮间的夹角等)更为合理，应与发动机常用转速工况 相适应，以提高充气量，改善汽车在高原地区的 使用性能。432020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(3)采用增压设备柴油机由于无爆震的限制，使用增压器比较合适,柴油机装增压器后(一般是废气涡轮增)，增加了充 气量，压缩终点的压力和温度也相应提高，从而改善 了发动机的动力性和经济性。此外，在使用中，还应对柴油机的供油量喷油提 前角进行适当地调整。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(4)调整油电路，随着海拔升高，混合气变浓，燃烧不完全。为此，应按海拔高度调整循环供油量。对于柴油机而言，还需适当使喷油提前。452020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(5)采用含氧燃料所谓含氧燃料就是在汽油中掺入酒精、丙酮及 其它含氧化合物。掺入的这些含氧燃料的分子中都 含有氧，补偿了因气压低而产生的充气量不足的问 题。试验表明：采用含氧较高的燃料其相对效能随海拔高度的增加而提高。462020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.4.3汽车制动系在高原及山区条件下的使用特点及其改进措施(1)采用ABS制动防抱死系统 制动过程中，ABS系统可以防止车轮抱死，即可获得最大制 动效能，又可避免危险的制动侧滑，提高制动稳定性。(2)采用耐高温制动摩擦片 汽车连续制动或高速制动时，制动器会因温度上升而产生热衰退现象。采用耐高温制动摩擦片是改善制动器抗热衰退性 能的简单易行方法。472020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.4.3汽车制动系在高原及山区条件下的使用特点及其改进措施(3)采用辅助制动器 辅助制动器有电涡流、液体涡流和发动机排气制动器。前两种辅助制劫器由于体积较大，结构复杂，多用于山区或矿用 的重型汽车上，又称电力或液力下坡缓行器。排气制动也属于 缓行制动装置，多用在重型汽车上。(4)采用大范围可调制动比例阀 现有比例阀不能解决制动工况变化很大的山区情况，有必要试制一种从前轮制动减压到后轮制动减压的大范围可调比例&阀。482020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.4.3汽车制动系在高原及山区条件下的使用特点及其改进措施(5)制动鼓淋水降温：可以基本上防止摩擦片的烧蚀现象。(6)防止轮胎爆胎：保持轮胎压力不超过规定值，同时注意轮 胎工作温度。(7)选用合成型汽车制动液。止匕外，可采用供气量大的双缸空气压缩机满足气制动的供气压力 要求；缩短汽车维护周期。492020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用7.5汽车在无路和坏路条件下的使用 7.5.1汽车在坏路和无路条件下的使用特点汽车在坏路和无路条件下的使用特点是：驱动轮与路面 的附着力减小；车轮的滚动阻力增大。此外，还会有突出的 障碍物影响汽车通过。从而，使汽车的牵弓I-附着条件恶化。5。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用(1)土路 土路在坏路和临时性道路中占的比例最大。汽车在松软的土路上行驶时，支承路面修出现残余变形，车轮在路面上形成车辙，滚动阻力增大。汽车在泥泞而松软的土路上行驶时，往往由于附着系数低，引起驱动轮打滑，使汽车无法通过。2020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用（2）砂路 砂路的特点是表面松散，受压后变形大，轮胎花纹嵌入砂土后，因砂土的抗剪切能力差，抓着力小，附着系数降低，同时，车轮的滚动阻力增大。干砂路和流砂地容易使汽车打滑，特别是在流砂 地上，汽车车轮的滚动阻力系数可达035。3。或更关,而驱动轮由于附着系数小而空转，影响汽车的通过性 能。522020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用（3）雪路和冰路 雪路对汽车通过性的影响主要取决于雪的特性，即雪层的密度和硬度。雪层的密度越大，其承受的压力也越大。雪层的密度与气温和压实的程度有关，气温越低，雪层密度越小，雪层的硬度也与气温有关：气温低，雪层干而硬；气 温高，雪层软而松。532020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用（3）雪路和冰路 冰路上行驶的汽车，车轮与冰面的附着系数非常低，在冬季有冰的道路上，附着系数可降低到0.1以下，但是车轮的滚动 阻力与刚性路面的差别不大。为了保证行车安全，在冰路上行驶时的车速要低，行车间隔要大。特别是通过河流或湖泊的冰面时，还需要检查冰层厚 度和坚实情况（裂缝、气泡或雪的夹层等）。542020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.5.2汽车在坏路和无路条件下使用时应采取的主要措施 从使用方面改善汽车通过性的措施如下：(1)提高车轮与路面的附着力，或减少轮胎对地面的压力，防止车轮滑转；(2)采取汽车自救措施;(3)合理使用汽车轮胎。552020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用 7.5.2汽车在坏路和无路条件下使用时应采取的主要措施为了提高汽车在坏路和无路条件下的通过性，对汽车轮 胎应采取如下措施：(1)降低轮胎气压(2)选用合适的轮胎花纹，并注意定期维护562020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用思考与练习题 1.对新车、大修车以及装用大修发动机的汽车为什么要进行走 合？2.对汽车走合一般有哪些规定？3.低温条件对汽车使用有哪些影响？4.详述汽车发动机在低温条件下起动困难的原因。572020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用思考与练习题 5.详述低温条件时对汽车总成磨损的情况。6.汽车低温条件使用时一般应采取哪些措施？7.高温条件对汽车使用有哪些影响？8.汽车在高温条件下使用时一般应采取哪些措施?9.高原山区条件对汽车使用有哪些影响？582020年6月7日星期日第七章汽车在特殊条件下的使用思考与练习题 10.汽车在山区或高原条件下使用时一般应采取哪些措施？11.无路和坏路条件对汽车使用有哪些影响？12.汽车在无路和坏路条件下使用时一般应采取哪些措施？13.汽车在低温、高温、山区或高原、无路坏路条件下使用时,为什么燃料消耗增加？592020年6月7日星期日