项目五 汽车文化概论

教学目标 教学重点 教学难点 教学手段 教学学时 知识目标： 能力目标： 理实一体 实物讲解 小组讨论、协作 6课时 教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释 第5章 汽车材料 5.1 汽车金属材料 金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质，是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、 金属间化合物和特种金属材料等。 金属材料的选择与使用，其主要依据就是其使用性能与工艺性能 5.1.1黑色金属 钢与铸铁统称为黑色金属，它在汽车制造中占有相当大的比重。虽然随着汽车轻量化技术的发展，黑色金属使用的比例在逐年下降，但它在汽车制造中仍占十分重要的地位。 1. 铸铁 2. 钢 5.1.2. 有色金属 在汽车制造中，有色金属的用量不是很大，但其作用却是黑色金属所不能替代的，如大量的电器元件、轴瓦等均用的是有色金属。 1. 铜和铜合金 铜与铜合金通常分为纯铜、黄铜和青铜三类。 (1)纯铜 纯铜俗称紫铜，色泽紫红具具有良好的导电性和耐蚀性，尤其具有极好的塑性。纯铜在汽车上的应用，一是利用它的导电性，二是利用它的导热性。此外它也用作轿车内外装饰件、垫片、垫块甚至密封材料。但其强度和硬度低，不宜做结构件。 (2)黄铜 黄铜即铜锌合金，其颜色随含锌量的增加由黄红色变到淡黄色，机械性能也会随之改变。黄铜在汽车上主要用来作散热器、汽油滤清器滤芯、油管、油管接头以及化油器零件，或用作转向节衬套、钢板弹簧衬套、离合器与制动蹄支承轴衬套、转向臂轴衬套等耐磨损零件。 (3)青铜 铜锡合金或除黄铜和铜镍合金以外的所有铜合金，都称为青铜。它广泛用于制造轴承、1 第 页

案例导入，引起学生兴趣。 轴套、重要的齿轮、涡轮、弹簧及其他耐磨耐蚀零件。 2. 铝与铝合金 (1)纯铝 (2)铝合金 3. 轴承合金 轴承合金又称轴瓦合金，是用于制造滑动轴承的材料。 4. 粉末冶金 粉末冶金的主要原料是有一定化学纯度和粒度的金属粉末，一般有铁基和铜基之分， 再加入多种辅助材料如石墨、硫、硬脂酸和机油，有时还添加少量的合金元素，经压制成型后烧结加工而成。在汽车上，主要采用铁基粉末冶金来制造多孔含油衬套及其他零件, 如气门导管、钢板弹簧销衬套等。 5. 镁合金 镁是一种轻质的银白色金属，在空气中加热能够燃烧并能发出强烈的火焰，节日放的烟花中就含有镁粉，在夜幕中会爆发出闪闪发亮的礼花;但在镁材中添加一些其他的金属元素，如铝、锌或者铝、锰等，它就会改变自己的特征，变成一种具有较髙强度和刚度， 具有良好铸造性能和减震性能的轻质合金材料，这些镁合金材料在现代汽车中得到了广泛的应用。 5.2汽车燃料 5.2.1汽油和车用柴油 目前汽车燃料多为汽油和轻柴油。 1．车用汽油 汽油的主要性能。 2．车用柴油 柴油时柴油机的燃料，车用柴油属于轻柴油。此外，还有专供柴油机鉴定用的标准柴油 和校验柴油机喷油嘴用的柴 5.2.2 汽车新能源 1. 电能 电能指电以各种形式做功的能力，也是二次能源。它可以来源于风能、水能、核能、 热 能、太阳能等多种方式。以电能为动力的汽车就是电动汽车，它无须再用内燃机，因为电动 汽车的电动机相当于原来的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。因此，电动汽车是非常有发 展前景的替代能源汽车。 2. 液化石油气 液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸汽转化制合成气，可作为 工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃 含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度时，遇明火即爆炸。 液化石油气（LPG）主要是由丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）组成的，有些LPG还含有丙 烯（C3H6）和丁烯（C3H8）。LPG一般是从油气田、炼油厂或乙烯厂石油气中获得。LPG与 其他燃料比较，具有以下独特的优点。 3. 氢气 氢气汽车是指用氢气作燃料的汽车。氢气的来源主要是从水中通过裂解制取，或者来源 于各种副产品。氢能汽车是以氢为主要能量作为移动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油 或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎，即氢燃料电池的 原理是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正 极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这样一 2 第 页

方面有效减少了其他燃油的汽车造成的空气污染问题，高速车辆、巴士、潜水艇和火箭已经在使用不同形式的氢燃料。另一方面，能源从来都是个问题，近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得了重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。 5.2.3 电动汽车简介 电动汽车能广泛利用各种资源，能量的利用率高;电动汽车是零排放汽车，结构简单，维 修使用方便。 根据所使用基本动力能源不同，电动汽车可分为：蓄电池电动汽车”EV“。混合动力电动 汽车和燃料电车电动汽车。 1．蓄电池电动汽车 蓄电池电动汽车（Electric Vehicle），是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车。 由电池组，控制系统，驱动系统以及完全保护系统等组成。EV的动力电池具有96~312V的图解相关性。 高压直流电。因此必须设置安全保护系统。 2. 混合动力电动汽车。 混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle），是在蓄电池电动汽车的基础上加入辅助 动力单元组成。辅助动力单元实际上是一个动力发电机组或某种原动机。 3．燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle)，由燃料电池组、燃料电池动力系统、驱动系统 组成。燃料电池电动汽车的工作原理是： 5.3 汽车工作液 汽车工作液对整体汽车工作起着辅助的作用。它包括发动机冷却液、汽车制动液、汽车 空调制冷剂等。 5.3.1发动机冷却液 1. 冷却液的主要功能 2. 发动机冷却液的规格 3. 发动机冷却液的正确使用 5.3.2汽车制动液 1．汽车制动液的主要性能 2．汽车制动液的规格 3．汽举制动液的正确使用 5.3.3汽车空调制冷剂 1．汽车空调制冷剂的主要性能 汽车空调制冷剂的主要性能：汽化潜热大，且易于液化；不破坏大气层，有利于环境保 护。 2．汽车空调制冷剂的规格 3. 汽车空调制冷剂的正确使用 （1）确认汽车是采用哪种制冷剂的空调系统。 （2）R134a与R12两种制冷剂不能混用。 流程说明。 （3）R12空调制冷系统使用的压缩机润滑油不得用于R134a空调制冷系统中。 （4）R12空调制冷系统使用的干燥剂不得用于R134a。 3 第 页

5.3.4 汽车润滑油及润滑脂 汽车润滑油脂主要有三类：发动机、车辆齿轮油以及润滑脂。它们主要是用作汽车各种 相对运动零件的润滑介质，以减少摩擦，减轻零件磨损。此外，根据不同的使用条件，汽车 润滑油还有密封、清洗、冷却以及防尘、防腐、防锈、防水等作用。 1. 发动机机油 内燃机润滑油以石油或合成油为原料，经加工精制并掺用各种添加剂调制而成。 汽车发动机机油按用途不同分为两种，用于汽油机的称为汽油机机油，用于柴油机的称 为柴油机机油。汽车发动机机油按机油品质和机油黏度又分为若干等级。 发动机机油的使用性能分类，是根据发动机机油在发动机台架试验中所得到的润滑性、 清净分散性、抗氧化、抗腐蚀性等确定其等级的。 2．车辆齿轮油 车辆齿轮油是由于润滑汽车齿轮变速器和前后桥减速器（即主减速器）的齿轮润滑油。 车辆齿轮的作用与发动机的作用基本相同，起润滑、冷却、防蚀和缓冲的作用。 车辆齿轮油除应具有良好的润滑性和极压抗磨性、良好的低温操作性和黏温性、良好的 热氧化安定性、良好的抗腐性和防锈性等使用性能外，还应具有一些与发动机油相同的使用 性能，如抗泡沫性、清洁性等。 车辆齿轮油的极压抗磨性是指油中的极压抗磨剂在高压、高速、高温的苛刻工作条件下，能 在齿轮轮齿齿面上与金属发生化学反应生成反应膜，防止齿面擦伤或烧结的性质。 3. 汽车润滑脂 润滑脂由基础油、稠化剂和添加物（添加剂和填料）组成。润滑脂的结构是指润滑脂的 稠化剂和基础油组分颗粒的物理排列。润滑剂是具有结构骨架的两相胶体结构的分散体系， 基础油是这种分散体系中的分散介质，稠化剂粒子或纤维构成骨架，即分散相，将基础油保 持在骨架中。 5.4汽车其他材料 比较说明。 5.4.1塑料 为实现汽车轻量化，提高汽车的舒适性和安全性，近年来，各国汽车塑料制品的用量日 益增多，一般每辆轿车上的塑料用量已达到9%左右。许多通用塑料、工程塑料及其增强塑料， 都能在不同程度上代替钢、铜、不锈钢、铝合金、无机玻璃等材料，用作汽车结构件或内外 装饰件。最常用的塑料材料有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等。 1. 聚氯乙烯 聚氯乙烯（PVC)由聚乙烯经自由基聚合反应而成。在汽车上使用的品种有聚氯乙烯、氯 化聚氯乙烯、玻纤增强聚氯乙烯、固性低发泡聚氯乙烯等，用于制造仪表板罩、汽车顶盖内 衬、后盖板表皮、操纵杆盖板、备胎罩、转向盘、货箱衬里、窗玻璃升降器盖、保险杠套、 电线包覆层、货车地板等。 2. 聚乙烯 聚乙烯（PE)是由单体乙稀本体聚合而成的结晶型高聚物，是当前产量最大的塑料品种。 按其生产方式，聚乙烯可分为高压聚乙烯、中压聚乙烯、低压聚乙烯，相应获得低密度聚乙 烯、中密度聚乙烯和高密度聚乙烯三种类型。聚乙烯用于制作挡泥板、顶棚和门的减震材料、 行李箱垫、空气导管、汽油箱、储液罐等。 3. 聚丙烯 聚丙烯（PP)由丙烯在Ziegler-Natta催化剂作用下经配位聚合而得。其特点是密度小，为 常用的塑料中材质最轻的一种；强度、硬度、刚性和耐热性均优于低压聚乙烯，有较好的化 4 第 页

（5）两种制冷系统中的密封件、橡胶软管、检测仪表和加注工具等不能混用。 学稳定性，易成型。其品种有聚丙烯、玻纤增强聚丙烯、无机填料增强聚丙烯、电镀级聚丙烯，在汽车上应用于取暖及通风系统、车厢、发动机舱、车身、灯壳、水箱面罩、工具箱、备胎罩、电瓶、电线接线柱、接线盒盖、消声器等处。 4. ABS ABS（塑料）是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体构成的一系列聚合物的总称。ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有优良的综合性能，容易电镀，易于成型，价格低廉。各种ABS材料主要用于制造后挡泥板、仪表板、收音机罩、空气排气口、转向喇叭盖、调节器手柄、格栅、后护板、上通风盖板、车轮罩、百叶窗、支架、镜框等。 5. 聚甲基丙烯酸甲酯 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)俗名又叫有机玻璃，由甲基丙烯酸甲酯经自由基聚合而成，采用本体浇注方法直接生产板材、管、棒等制品。其品种有有机玻璃、珠光有机玻璃、甲基丙烯酸甲酯共聚模塑料等，用于制造窗玻璃、仪表玻璃、窥镜、反光镜、油标、罩盖、仪表壳、车灯玻璃等。 6. 聚酰胺 聚酰胺（PA)塑料是最重要的通用工程材料，俗称尼龙。工业上重要的聚酰胺有尼龙-6、尼龙-66、尼龙-1010、尼龙-610以及共缩聚聚酰胺酸和耐高温的聚芳酰胺。聚酰胺用于制造汽油箱盖、头枕支架、遮阳板支架、保险杠裙、燃油滤清器盖、汽车牌照框架、进气口外板、车轮罩、散热器水箱、后端板、燃油管道、气制动管道、泵壳、转向柱套、接线柱、熔断器壳、轴承架、雨刷器齿轮、门外侧手柄和飞轮盖等。 7. 氟塑料 氟塑料是一系列线型含氟聚合物的总称。其中以聚四氟乙烯最为重要，其次为聚三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯等。氟塑料是一种耐高温、耐腐蚀的特种工程塑料，具有电绝缘性优良、摩擦系数低、自润滑性能优异等特点，用于制造各种垫片、垫圈、活塞环、阀座、轴承、缓冲环和滑块。 5.4.2 橡胶 橡胶材料在每辆汽车中总重达几十千克，其中轮胎约占橡胶件总重的70%，是汽车的 主要橡胶件。此外，还有各种汽车用橡胶配件，比如各种胶管、传动带、油封及高压密封、 减振缓冲胶垫、窗玻璃密封条等，数量虽不太大，但对汽车的质量与性能却起着相当重要的 作用。 1. 轮胎 轮胎是橡胶制品中的主要产品，世界橡胶总量的50%~60%都用于生产各类轮胎。轮胎有 实心轮胎和充气轮胎两类， 2. 各种胶管 汽车用胶管包括水、气、燃油、润滑油、液压油等输送管。其中，液压制动胶管、气压 制动胶管、水箱胶管、动力转向液压胶管、离合器液压胶管等是轿车上重要的功能件与保安 件。 3. 橡胶密封制品 橡胶密封件以油封为主，包括O形管、密封圈、衬垫等，用于前后轴、曲轴、离合器、 变速器、减速器、差速器、制动系统和排气系统等部位。橡胶密封制品主要用于防止流体介 质从一切机械、仪表的静止部件或运动件泄露，并防止外界灰尘、泥沙及水分等侵入密封机构。 4. 传动带 汽车用的传动带大多是无接头的环形带，要求传动速度准确、耐高速、噪声低、使用时间长。风扇皮带是汽车上常用的一种橡胶纤维绳三角带，主要用来传递曲轴皮带轮和水泵、5 第 页