现代汽车电气设备的种类和数量很多，但总的来说，可以分为三大部分，即电源、用电设备和全车电路及配电装置。车用辅助电气设备有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、保障安全等方面发展。一般车辆的豪华程度越高，辅助电气设备就越多。因此，本教材重点涉及传统汽车电气设备中的电子控制装置及电路，不涉及诸如电控燃油喷射、电子点火系统、电控自动变速器、制动防抱死系统等，这些微机控制系统将在发动机和底盘的教材中予以介绍。......
2023-08-27
汽车附属设备认识指南
【摘要】：能力标准学完本任务，你应获得以下能力：①能正确识别汽车附属设备，并清楚它们的作用。任务描述请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：①查找和记录汽车附属设备的结构和安装位置。②认识汽车附属设备的结构，识别各组成部分，确定各部分的安装位置，并说明各部分的功用。实施步骤①依照任务工作单的引导，观察认识所用实训车辆附属设备结构和位置，并填写任务工作单。
能力标准
学完本任务，你应获得以下能力：
①能正确识别汽车附属设备，并清楚它们的作用。
任务描述
请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：
①查找和记录汽车附属设备的结构和安装位置。
②熟练操作汽车空调开关，并了解其功能。
③熟练调整汽车座椅位置。
相关知识
汽车附属设备
（1）通风、暖气、冷气联合装置
现代汽车都装有通风、暖气、冷气联合装置，或称四季空调系统。图9.5所示为捷达轿车的四季空调系统。其工作原理：在风机10的作用下，车外空气经外部空气进口1进入系统，经由空气过滤进口8，流经制冷装置的蒸发器12和暖气装置的热交换器17。系统的控制器根据温度指令控制分配箱13内部的各个活门的开度，分别调节经由蒸发器12和热交换器17的空气流量，然后将冷、热空气混合，以获得温度适宜的气流，再经由出右、中、左风口11、14、15导入车内，在寒冷季节还可将热空气经由除霜热空气出口16导向风窗除霜。暖气装置的热交换器17与发动机水冷却系统的管道连接，可将通过的新鲜空气加热。
冷气装置的工作原理如下：在空气压缩机4的作用下，制冷剂由储液罐2流出，经高压管道5流至膨胀阀7，经过膨胀阀后制冷剂压力下降，在蒸发器12内蒸发，吸收周围环境的热量，使周围环境温度下降；流出蒸发器12的气态制冷剂再由吸入管道6进入压缩机4而使其压力增加，体积缩小，再经由冷凝器3降温，变为液态，回到储液罐2。
（2）座椅
座椅由骨架、坐垫、靠背、靠枕、悬挂及调节机构等部分组成。
图9.6所示为驾驶员座椅结构图。行程调节装置可使座椅在左右两根滑轨4与6上前后移动。拉起行程调节手柄5可使移动的卡爪与固定的齿条脱开；手柄放松时，卡爪在复位弹簧作用下重新与齿条某个齿扣紧。靠背角度调节器9的内部有发条状弹簧、齿轮、卡爪等。发条状弹簧两端分别与坐垫和靠背相连，力图使靠背向前倾翻，装在靠背上的齿轮便随之翻转过相同的角度。扳动调节角度手柄8就可操纵装在坐垫上的卡爪扣住齿轮某个齿从而使靠背定位。
图9.5 捷达轿车的四季空调系统
1—外部空气进口；2—储液罐；3—冷凝器；4—压缩机；5—高压管道；6—吸入管道；7—膨胀阀；8—空气过滤进口；9—内部循环空气进口；10—风机；11—右出风口；12—蒸发器；13—分配箱；14—中出风口；15—左出风口；16—除霜热空气出口；17—热交换器
图9.6 驾驶员座椅
1—头枕；2—靠背芯子及蒙皮；3—坐垫芯子及蒙皮；4—右滑轨；5—行程调节手柄；6—左滑轨；7—膨胀阀；8—调节角度手柄；9—靠背角度调节器；10—靠背骨架；11—S型弹簧
现代轿车的驾驶者座椅和前部乘员座椅多是电动可调的电动座椅，其调节机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成，是电动座椅中最复杂和最关键的部分，可逆性直流电动机必须体积小，负荷能力要大；而机械传动部件在运行时要求有良好的平稳性，噪声要低。用微型电机驱动，有10多种行程和角度调节方式（其中也包括调节转向盘倾角与后视镜倾角）。这种机构有调节按钮并有电子记忆装置，可记忆3个驾驶员所需的调节方式。驾驶员就座后，开动记忆装置就可操纵微型电机按预先设定的位置迅速完成10多项调节。
任务实施
实施要求
☞任务目标与要求
①小组成员分工协作，利用实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。
②认识汽车附属设备的结构，识别各组成部分，确定各部分的安装位置，并说明各部分的功用。
③能正确操作汽车空调及汽车座椅。
☞注意事项
在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。
实施步骤
☞准备工作
①小组接受工作任务，准备实训车辆，清理场地，做好实施准备工作。
②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划有效性。
☞实施步骤
①依照任务工作单的引导，观察认识所用实训车辆附属设备结构和位置，并填写任务工作单。
②依照任务工作单的引导，正确操作汽车空调和汽车座椅，并填写任务工作单。
☞评估总结
①回答指导教师提问，并接受指导教师相关考核。
②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评，填写任务工作单。
③清洁工作场所，清点归还相关工具设备，完成本次任务。
任务工作单
知识拓展
汽车车身的发展
伴随技术进步，制造车身的材料已经不仅仅是钢铁了，越来越多的新材料被应用到车身的制造中，其中包括铝合金、碳纤维、塑料及高分子复合材料等。
汽车的轻量化，不仅包括减轻车身的质量，还涉及对车身结构的整合，重新设计，达到最佳的轻量效果。在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整车质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；汽车整车质量每减少100 kg，百公里油耗可降低0.3～0.6 L；汽车质量降低1%，油耗可降低0.7%。轻量化的车身设计，要求车身结构更加合理，车内空间也会更大。轻量化的汽车还可以节省物料的使用，应用新型材料在车身变轻以后使车辆行驶更加快速和节能。
（1）碳纤维材质汽车车身
碳纤维具有绝佳的韧性和抗拉强度，且质量只有钢的1／4。轻量、高强的特性正是高性能车所需的，目前法拉利、兰博基尼等超级跑车的车身均由碳纤维制成。
碳纤维一体式车身，早期用在飞机火箭上，后来被F1赛车成功推广，被称为单体壳，至此在跑车界蔓延开来。碳纤维的承载式车身能承受更大的拉应力，在目前的极速范围内，这个封闭的座舱，能够在车身高速冲撞，车体彻底肢解后，保证驾驶者的绝对安全。
如图9.7所示，这款兰博基尼旗舰款超级跑车颇具未来风格，车舱完全以碳纤维制造而成，并配以硬壳式结构。其承载结构则为“单壳体”设计，在构造上可作为单一部件发挥作用，从而充分利用碳纤维强化材料的超强刚度。
图9.7 兰博基尼AventadorLP700-4碳纤维一体车身
从图9.8中可知，左边的金属车身和右边的碳纤维车身差别明显，碳纤维车身不能使用焊接或者铆接技术，因为材料的抗疲劳性能差，只能用于黏合，所看到的碳纤维车身都像盒子一样，与普通的承载式车身的区别还是很大。
虽然一体式碳纤维车身很坚韧，但有受力向度的问题，即整体中的某些部位不太能受力。每辆车都根据自己整体的情况特别设计车身，如F50的车架将后悬架直接连接在发动机及变速器上，再将整个发动机悬架结构嵌入车体内，其车架质量只有102 kg，而抗扭度高达3 550 kgm／degree。这种设计可以营造极轻量的悬架质量，但同时会有较大的发动机振荡传入车厢。
图9.8 金属车身和碳纤维车身的比较
但是碳纤维不适合制作越野车车架，因为越野车车架通常都需要允许非常大的变形和扭动等。目前的碳纤维太过于脆，没有良好的韧性。碳纤维缺乏延展性是其缺点，在受到超出极限的冲击时碳纤维结构会如同玻璃一样破碎。而且碳纤维与其他材料的连接也是个问题，使用传统的栓接，连接孔周围很容易产生裂纹。碳纤维材料的制造成本居高不下也是限制其应用的一个方面，即使是在航空领域碳纤维的应用也比较有限。
（2）铝合金材质汽车车身
铝合金优异的延展性、只有钢材一半的密度和良好的耐腐蚀性都成为车身轻量化结构的首选材料。在很多人的印象中，铝代表的是柔软易变形，而实际航空级铝合金的机械性能甚至要超过钢铁，以比较常见的7075铝合金为例，它的抗拉强度是560 MPa，不比前面提到的钢材强度低。
而同样质量的钢和铝，铝体积更大，可以在不增加质量的前提下增加结构强度。而且目前的铝制车身（见图9.9）多采用厚壁锻铝梁焊接而成，就结构强度和刚度而言要比冲压薄钢更有优势，且机构的整体稳定性更好，在非设计受力方向受力时有更大的冗余度。此外，铝合金在大气环境下几乎不被腐蚀，可以无涂装使用，不过出于美观的考虑，铝制车身依然会涂装上不同颜色的涂料。
图9.9 铝合金车身
铝制车身的缺点是自身造价较高，成型和焊接工艺都比较复杂，且变形后不能通过钣金修复，只能更换变形部件，维修成本居高不下。但铝制的轻量化且高强度的车身比传统钢制车身更坚固，且不用担心腐蚀造成的强度降低。另外，铝制车身的结构设计布局更合理，承力结构与非承力结构几乎独立。轻质铝合金车身的前景值得期待。
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