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1、现代汽车底盘技术现代汽车底盘技术 主讲老师：胡均平主讲老师：胡均平 教授教授 授课班级：车辆工程授课班级：车辆工程1010级级1 1、2 2班班 课程性质：选修课程性质：选修 授课学期：授课学期：20132013年上学期年上学期 1-81-8周周 l先修课程要求先修课程要求：汽车构造 汽车电子技术l课课程程教材：教材：现代汽车底盘技术 李春明主编 北京理工大学出版社l主要参考书：主要参考书：(1)现代汽车新技术 姜立标主编 北京大学出版社 (2)图解汽车底盘新技术入门 阙广武等主编 中国电力出版社 (3)汽车底盘电控技术 赵良红主编 机械工业出版社l课程的课程的目的：目的：掌握现代汽车底盘技术
2、的基本概念、作用和基本构造和工作原理，了解现代汽车底盘技术的最新进展，为从事现代汽车底盘的设计奠定最前沿的专业技术基础l汽车组成：发动机、底盘、车身、电气设备汽车组成：发动机、底盘、车身、电气设备l底盘作用：底盘作用：u将动力装置的动力进行适当的转换和传递，使之适应车辆行使和作业的要求，将动力装置的动力进行适当的转换和传递，使之适应车辆行使和作业的要求，保证车辆在驾驶员的操纵下正常行驶保证车辆在驾驶员的操纵下正常行驶u是车辆的基础，在其上安装发动机、车身及各种附件设备是车辆的基础，在其上安装发动机、车身及各种附件设备l底盘组成：底盘组成：u传动系统：将动力装置的动力按车辆行使要求传给驱动车轮传
3、动系统：将动力装置的动力按车辆行使要求传给驱动车轮u行使系统：将车辆连成整体，承受和传递车辆和地面件的载荷，保证车辆在行使系统：将车辆连成整体，承受和传递车辆和地面件的载荷，保证车辆在各种路面上平稳行使各种路面上平稳行使u转向系统：控制车辆行驶方向转向系统：控制车辆行驶方向u制动系统：使车辆按驾驶员的需要停车制动系统：使车辆按驾驶员的需要停车单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述现代汽车底盘技术是指汽车底盘的电控技术，包括主要内容：现代汽车底盘技术是指汽车底盘的电控技术，包括主要内容：l自动变速器自动变速器l制动防抱死系统制动防抱死系统l驱动防滑系统驱动防滑系统l电子稳定程序电
4、子稳定程序l半主动悬架和主动悬架系统半主动悬架和主动悬架系统l转向控制系统转向控制系统单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述1、自动变速器的历史：、自动变速器的历史：2、自动变速器的发展趋势：、自动变速器的发展趋势：l微电子技术的迅猛发展，机电一体化进入汽车领域，汽车变速装置重大变革，出微电子技术的迅猛发展，机电一体化进入汽车领域，汽车变速装置重大变革，出现电子化趋势：现电子化趋势：（1）液力自动变矩器（）液力自动变矩器（AT）：借助微子控制技术，向电控液力变矩器（）：借助微子控制技术，向电控液力变矩器（EAT）转变。）转变。意义：简化结构；降低制造技术要求；降低成本；提高适应
5、性。意义：简化结构；降低制造技术要求；降低成本；提高适应性。（2）手动式机械变速器（）手动式机械变速器（MT）：借助电子控制技术，向电子控制机械式自动变速器）：借助电子控制技术，向电子控制机械式自动变速器（EMT 或或AMT）演变。意义：克服手动操纵方式的种种弊端。）演变。意义：克服手动操纵方式的种种弊端。（3）无级变速器（）无级变速器（CVT）：借助电子控制技术，向）：借助电子控制技术，向ECVT转变。意义：简化结构；转变。意义：简化结构；提高控制精度提高控制精度单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述一、自动变速器一、自动变速器l电子控制与液压控制比较的优势：电子控制与液压控
6、制比较的优势：（1）可以实现更复杂多样的控制功能。）可以实现更复杂多样的控制功能。（2）可以极大简化液压控制结构，减少生产投资。）可以极大简化液压控制结构，减少生产投资。（3）微电子技术的软件易于修改，使产品具有适应结构变化的特性。）微电子技术的软件易于修改，使产品具有适应结构变化的特性。（4）传动系、行走系、转向系、制动系、发动机、安全气囊等通过电子控制和互联）传动系、行走系、转向系、制动系、发动机、安全气囊等通过电子控制和互联网系统实现资源共享和整体智能控制，结构进一步简化，汽车的安全性、舒适网系统实现资源共享和整体智能控制，结构进一步简化，汽车的安全性、舒适性、性、操作简单化、人性化、智
7、能化得到不断提升操作简单化、人性化、智能化得到不断提升单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述一、自动变速器一、自动变速器2、自动变速器的发展趋势、自动变速器的发展趋势：防滑控制系统是汽车电子化发展的一个重要方面，包含下面几个方面：防滑控制系统是汽车电子化发展的一个重要方面，包含下面几个方面：（1）制动防抱死系统（）制动防抱死系统（ABS）：防止制动时车轮出现抱死现场，避免汽车方向失控，）：防止制动时车轮出现抱死现场，避免汽车方向失控，失去稳定性，并缩短制动距离失去稳定性，并缩短制动距离（2）电子制动力分配系统（）电子制动力分配系统（EBD）：防止）：防止BAS起作用前，或者由于
8、特定的故障导致起作用前，或者由于特定的故障导致ABS失效后，后轮出现过渡制动现象失效后，后轮出现过渡制动现象（3）电子差速器（）电子差速器（EDL）：两驱动轮在附着系数不同路面上，出现单侧车轮打滑时，）：两驱动轮在附着系数不同路面上，出现单侧车轮打滑时，制动打滑车轮制动打滑车轮（4）牵引力控制系统（）牵引力控制系统（TCS）：也称驱动防滑系统（）：也称驱动防滑系统（ASR）：通过发动机管理系统）：通过发动机管理系统敢于及制动车轮，防止驱动轮打滑敢于及制动车轮，防止驱动轮打滑（5）电子稳定程序（）电子稳定程序（ESP）：是主动安全系统，建立在其他防滑系统基础上，利用汽）：是主动安全系统，建立在其
9、他防滑系统基础上，利用汽车制动系统使汽车车制动系统使汽车“转向转向”，在允许的无力极限范围内使汽车在车道内保持稳定，在允许的无力极限范围内使汽车在车道内保持稳定行使。行使。单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述二、防滑控制系统二、防滑控制系统1、悬架系统的概念与作用及特点：、悬架系统的概念与作用及特点：将车身、车桥和车轮弹相连，传递作用在车轮和车身之间的力和力矩，缓和由不将车身、车桥和车轮弹相连，传递作用在车轮和车身之间的力和力矩，缓和由不平路面传给车身的冲击，衰减振动，保证行使的平顺性、操纵的稳定性和乘坐的平路面传给车身的冲击，衰减振动，保证行使的平顺性、操纵的稳定性和乘坐的
10、舒适性。目前多数汽车的悬架是被动式悬架，即汽车的车轮和车身状态只能被动舒适性。目前多数汽车的悬架是被动式悬架，即汽车的车轮和车身状态只能被动取决于路面及行使状况和汽车的弹性支撑元件、减振器和导向机构取决于路面及行使状况和汽车的弹性支撑元件、减振器和导向机构2、主动悬架的概念与作用及特点：、主动悬架的概念与作用及特点：根据行驶条件，随即对悬架系统的刚度、减振器的阻尼以及车身的高度和姿势进根据行驶条件，随即对悬架系统的刚度、减振器的阻尼以及车身的高度和姿势进行调节，使汽车的有关性能处于最佳状态。调节方式有机械式和电子控制式两种，行调节，使汽车的有关性能处于最佳状态。调节方式有机械式和电子控制式两种
11、，均需要动力源均需要动力源3、半主动悬架概念与作用及特点：、半主动悬架概念与作用及特点：仅对减振器的阻尼进行调节，有些还对横向稳定器的刚度进行调节，调节方式有仅对减振器的阻尼进行调节，有些还对横向稳定器的刚度进行调节，调节方式有机械式和电子控制式两种，无需动力源机械式和电子控制式两种，无需动力源单元一单元一 汽车底盘电控技术概述汽车底盘电控技术概述三、半主动悬架和主动悬架系统三、半主动悬架和主动悬架系统单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器学习目标学习目标掌握汽车自动变速器的基本组成、类型。了解汽车自动变速器的基本工作过程。了解自动变速器的优缺点和使用特点。液压控制系统液力变矩器齿
12、轮变速机构制动器离合器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识一、电控液力自动变矩器的组成一、电控液力自动变矩器的组成液力变矩器：液力变矩器：安装在发动机与变速器之间，将发动机转矩传给变速器输入轴。它靠液力莱传递力矩，并克改变发动机转矩。齿轮变速机构：齿轮变速机构：形成不同的传动比，从而组合成不同的档位。常采用行星齿轮机构进行变速，个别采用定轴齿轮进行变速。换档执行机构：换档执行机构：类似于普通变速器的同步器。包括离合器、制动器和单向离合器。液压控制系统：液压控制系统：用于控制换档执行机构的工作，由液压泵及各种液压控制阀和液压管路等组成。电子控制系统：电子控制系统：
13、与液压控制系统配合使用，通常合称为电液控制系统。电子控制系统包括电子控制单元ECU、传感器和执行器等。ECU收集各传感器信息，发出指令给执行器，执行器和液压系统按一定的规律控制换档执行机构工作，实现电控自动变速器的自动换档。单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识一、电控液力自动变矩器的组成一、电控液力自动变矩器的组成二、电控液力自动变矩器的控制原理二、电控液力自动变矩器的控制原理单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识二、电控液力自动变矩器的控制原理二、电控液力自动变矩
14、器的控制原理l 通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温等参数转变为电信号，并输入电控单元ECU；l ECU根据这些信号，按章设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号；l 换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU发出的控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构动作，实现自动换挡。液力控制自动变速器电子控制自动变速器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识二、电控液力自动变矩器的控制原理二、电控液力自动变矩器的控制原理发发动动机机液力传
15、动装置液力传动装置变矩器变矩器锁止离合器锁止离合器齿轮变速装置齿轮变速装置输输出出轴轴车速车速离合器离合器制动器制动器液压控制系统液压控制系统节节气气阀阀速速控控阀阀节气门节气门开度开度全液压控制自动变速器全液压控制自动变速器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识二、电控液力自动变矩器的控制原理二、电控液力自动变矩器的控制原理发发动动机机节节气气门门传传感感器器输输出出 轴轴 齿轮变速装置齿轮变速装置离合器离合器 制动器制动器液力传动装置液力传动装置变矩器变矩器 锁止离合器锁止离合器液压控制系统液压控制系统电子控制系统电子控制系统车车速速传传感感器器电电磁磁阀阀电
16、电磁磁阀阀电控液压自动变速器电控液压自动变速器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识二、电控液力自动变矩器的控制原理二、电控液力自动变矩器的控制原理换档操纵手柄一般有47个位置。如：欧美部分车：P、R、N、D、S、L 或P、R、N、D、3、2、1本田：P、R、N、D4、D3、2、1丰田：P、R、N、D、2、1日产：P、R、N、D、2、1单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识三、电控液力自动变速器档位三、电控液力自动变速器档位P P（ParkPark）停车位：）停车位：前轮被机械锁止，车辆只有在完全停稳时才能进入该档。若想换出P档，需踏
17、下制动踏板并按下手柄按纽。R R（ReverseReverse）倒车位：倒车位：车辆在静止状态下，按下手柄即可移进或移出该档。在该档位下，驱动轮反转，实现倒车行驶。N N（NeutralNeutral）空档位：）空档位：此时行星齿轮系统空转，不对外输出动力。发动机只有在P、N位时，汽车才能起动，此功能由空档起动开关实现。D D（DriveDrive）、）、D4D4前进位：前进位：通常情况下的前进行驶档位，此时自动变速器根据油门开度和车速等自动在四个前进档中换档。3 3、D3D3高速发动机制动档、坡度档：高速发动机制动档、坡度档：如遇坡路可选用此档，此时自动变速器在1、2、3三个档位中自动实现换
18、档。同时在下坡时可以利用发动机的制动效果。2 2、S S中速发动机制动档、长坡档：中速发动机制动档、长坡档：遇到较长距离爬坡或下坡时选用此档，汽车根据节气门的开度和车速在1、2档自动实现换档。这样避免了不必要的换入高档，下坡时可以利用发动机制动效果。1 1、L L低速发动机制动档、陡坡档：低速发动机制动档、陡坡档：在上、下非常陡峭的坡时选用此档。为换入一档，要按下换档手柄上锁止按纽。此时汽车永远处于一档，而不会换入其他档位。1档也最大程度地利用了发动机的制动效果。单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识三、电控液力自动变速器档位三、电控液力自动变速器档位优点：大大提
19、高发动机和传动系的使用寿命。提高了汽车通过性，行驶性能好。具有良好的自适应性。操纵轻便，驾驶性能好。降低排放污染。缺点：结构较复杂。传动效率低。单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识四、四、电控液力自动变速器的优缺点电控液力自动变速器的优缺点1、按驱动方式分：、按驱动方式分：发动机自动变速器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识五、自动变速器的分类五、自动变速器的分类l后驱动自动变速器后驱动自动变速器齿轮机构液力变矩器主减速器和差速器发动机自动变速驱动桥单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识五、自动变速器
20、的分类五、自动变速器的分类1、按驱动方式分：、按驱动方式分：l前驱动自动变速器前驱动自动变速器自动驱动桥自动驱动桥2 2、按前进档的档位数、按前进档的档位数分：分：l3前进档、4前进档、5前进档l 新型轿车装用的自动变速器基本上是4前进档，没有超速档。3、按齿轮变速器的类型分、按齿轮变速器的类型分：l普通齿轮式自动变速器l行星齿轮式自动变速器4、按变矩器的类型分、按变矩器的类型分：l有锁止离合器l无锁止离合器5、按控制方式、按控制方式分：分：l液力控制自动变速器l电子控制自动变速器6、按变速方式分：、按变速方式分：l有级自动变速器l无级自动变速器单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩
21、器 基础知识基础知识五、自动变速器的分类五、自动变速器的分类电控液力自动变速器由五大部分组成：电控液力自动变速器由五大部分组成：变矩器、齿轮变速机构、换挡执行机构、液压操控系统和电子控制系统。电控液力自动变速器的工作过程简单地概括为：电控液力自动变速器的工作过程简单地概括为：把驾驶员的驾驶意图和汽车运行工况等信息由输入装置转换成电信号输入ECU，由ECU经过计算、比较处理后，输出控制信号，控制换挡执行机构动作，从而实现自动换挡。换挡操纵手柄一般有换挡操纵手柄一般有47个位置：个位置：如停车挡P位、倒挡R位、空挡N位、前进挡D位、高速发动机制动挡3位、中速发动机制动挡2位、低速发动机制动挡1位等
22、七个位置，只有在P位和N位时才能起动发动机。电控液力自动变速器有以下的优点：电控液力自动变速器有以下的优点：提高了汽车的使用寿命和通过性、有良好的自适应性、操纵轻便、能降低排放污染等。同时也有以下缺点：结构复杂、制造成本较高、传动效率较低、燃油经济性有所降低、维修技术较高。自动变速器的分类：自动变速器的分类：按变速方式分为有级自动变速器和无级自动变速器；按汽车驱动方式分为前驱动和后驱动自动变速器；按前进挡的挡位数常见的分为3挡和4挡自动变速器；按齿轮变速器的类型分为普通式和行星齿轮式；按变矩器的类型分为有锁止离合器和无锁止离合器的自动变速器；按控制方式分为液力控制自动变速器和电控液力自动变速器。单元二单元二 电控液力自动变矩器电控液力自动变矩器 基础知识基础知识 单元二单元二 小结小结