第1章 绪 论

1.1 汽车及汽车工业概述

汽车，这个有上万个零件组合的机电产品，凝结了人类智慧的结晶，和谐地将科学技术与艺术相统一，并绽放出绚丽的文化光芒。文化是人类在社会历史实际过程中所创造的精神财富和物质财富，是人类行为的精神内涵。人们在制造和使用汽车的实践过程中，形成的一套行为方式、习俗、法规、价值观念等构成了汽车文化。汽车文化以汽车产品为载体并与之结合，影响着人们的思想观点与行为。

汽车工业，在二次世界大战后，特别是进入80年代以来，无论在生产规模，生产数量，生产车型种类方面都有飞跃的发展。在工业发达国家中，轿车的产量和牌型增加很快。重型载货车、特种车的应用领域日广，发展就业很快。

汽车工业是加工设备工业的最大用户，大量生产汽车的特殊要求，对高度专用的加工设备的设计和发展具有深远的影响。

根据汽车动力装置、运送对象和使用条件的不同，汽车的总体构造可以有很大的差异，但他们的基本结构都是由发动机、底盘、车身和电器与电子设备四大部分所组成。随着电子计算机的飞速发展和广泛运用，汽车产品也和其他许多领域的产品一样越来越多地引进了微处理机、各种传感器和调节装置，使汽车产品由单一的机械产品向机（机械）—电（电器与电子）—仪（仪表）一体化的产品过度，并逐步向自动控制和智能化方向发展。

1.2 汽车发动机

1.2.1 发动机的概述

齿轮、有人把引擎成为发动机，其实，发动机是一整套动力输出设备，包括变速引擎和传动轴等等，可见引擎只是整个发动机的一个部分，但却是整个发动机的核心部分，因此把引擎称为发动机也不为过。随着科技的不断进步，人们不断地研制出不同类型不同用途的发动机，但是不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动力，所以，以电为能量来源的电动机，不属于发动机的范畴。

回顾发动机产生和发展的历史，它经历了外燃机和内燃机两个发展阶段。

发动机就是将燃料的化学能转换成机械能的机器。在现代汽车上主要应用的是内燃机。内燃机是一种动力机械，它是通过燃料在机器内部燃烧，并将其释放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活

塞式发动机和自由活塞式内燃机，也包括叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，通常所说的内燃机就是指活塞式内燃机。

内燃机具有热效率高、功率范围广、适应性好、结构紧凑、尺寸小、使用方便、启动迅速等优点，所以被广泛地应用于各种机械。

四行程汽油机的一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（做功行程）和排气行程。

1.2.2 发动机的组成

机体是构成发动机的骨架，是发动机个机构和各系统的安装的基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和部件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由汽缸体、汽缸套、汽缸盖和汽缸垫等零件组成。

汽缸盖安装在汽缸体的上面，从上部密封汽缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的汽缸盖内部制又冷却水套，缸盖下端面得冷却水孔与缸体的冷却水相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

缸盖上还装有进、排气门座，气门导向管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等，汽油机的汽缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的汽缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的汽缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用于以安装凸轮轴。

汽缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金汽缸盖被采用得越来越多。

汽缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其汽缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在汽缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。

1.2.3 发动机的分类

内燃机的类型很多，通常按不同的特征作如下分类：

1. 按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机等。

2. 按每循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机。

3. 按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。

4. 按冷却方式分：水冷却发动机、风冷却发动机。

5. 按着火方式分：点燃式发动机、压燃式发动机。

6. 按转速分：高速发动机、低速发动机。

7. 按气缸排列方式分：立式发动机、卧式发动机、V型发动机、对置式发动机等。

1.2.4 发动机的构造

根据组成发动机各部分零部件的作用不同，发动机主要由如下八大部分（柴油机污点火系）所组成，见图1.1。

1. 机体

2. 曲柄连杆机构

3. 换气系统

4. 燃油供给系统

5. 润滑系统

6. 冷却系统

7. 点火系统

8. 启动系统

图 1.1 发动机的构造

1.2.5 汽车发动机行业的发展前景

2007年中国汽车销售879.16万辆，2010年汽车销售规模达到1800万辆。汽车起动机市场也随之蕴含着巨大的商机。目前，我国汽车起动机和发电机及其主要零部件产品的制造企业在600家以上，其中具有整机生产能力的约300家。随着竞争的加剧，业内市场分割日趋明朗，国产汽车起动机和发电机的国内配套市场覆盖率到达90﹪以

上，包括国产乘用车、微型车、轻型车、客车、载货汽车、各类工程及农用机械、船舶等。其中外商独资以及外资企业合资企业，市场扩张迅速，逐渐成为我国乘用车、商用车行业配套机器的主力供应商。相对固定的市场竞争格局使行业原有生产能力得到基本释放，可以预测，行业内新一轮大规模的投资即将兴起。2000-2006年，汽车发动机行业的产销率均在行业标准值96﹪以上。

1.3 汽车生产线

1.3.1 生产线的概述

生产线的种类，按范围大小分为产品生产线和零部件生产线，按节奏快慢分为流水生产线和非流水生产线，按自动化程度，分为自动化生产线和非自动化生产线。

生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。

如何实现汽车大批量生产的总装配及装配线的型式、劳动定额水平、关键工序的自动化、物流与仓储、产品的质量保证体系、生产的组织与管理等，是当前汽车与汽车发动机生产企业所共同面临也是必需研究的主要课题之一。

近几十年来，国外汽车工业在应用微电子技术和计算机技术方面发展很快，在汽车产品的开发设计、模拟分析、零部件的加工贮运、装配试验、生产的组织管理和销售服务等方面都得到了广泛应用，实现了一系列的自动化。随着市场对汽车品种需要的多样化，欧、美、日各大集团公司都已实现了多品种混合线生产，节约了物流资金、提高了产品质量，满足了用户多种要求之目的。

从轿车工业发展的情况来看，汽车发动机的自动化装配程度，在一定程度上限制了汽车的自动化生产水平。因此，提高汽车发动机的自动装配生产线水准，是目前我们势必解决的重要难题。

1.3.2 装配线型式

无论国内还是国外，汽车及其发动机的总装配线都需要有高架输送和地面输送两种最基本的型式。其中，高架线一般包括积放式悬挂输送机系统、自行认址岔道葫芦系统、普通悬挂输送机和高架轨道小车。地面线一般包括滑撬式输送系统、地面单链牵引轨道小车、地面板链带随行支架、地面板式输送带等类型。

1. 积放式悬挂输送机系统