《汽车发动机的作用和工作原理资料.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机的作用和工作原理资料.pptx（84页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、思考 发动机的工作原发动机的工作原理是什么？它又是如理是什么？它又是如何运转的呢？何运转的呢？第1页/共84页二、发动机的基本术语v上止点v下止点v活塞行程(S)v曲柄半径(R)v气缸工作容积(V h)v发动机工作容积(VL)v燃烧室容积(Vc)v气缸总容积(Va)v压缩比曲轴回转中心曲柄第2页/共84页三、四冲程发动机的简单工作原理 四冲程发动机：曲轴旋转二周，活塞往复4个行程完成一个工作循环，称为4冲程发动机。一个工作循环：进气一个工作循环：进气、压、压缩缩、做工、排气、做工、排气四冲程发动机按燃油种类的不同可分为：汽油机和柴油机。第3页/共84页进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370
2、440 K，压力7590 kPa 1、四冲程汽油机的工作原理工作特征：进气门开，排气门关，活塞下行。进气结束时曲轴转角进气结束时曲轴转角为为0-180.第4页/共84页压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/Vc温度600800K，压力6001500 kPa工作特征：进气门关，排气门关，活塞上行。压缩结束时曲轴转角为压缩结束时曲轴转角为180-360第5页/共84页作功行程进气门关闭排气门关闭瞬时最高：温度22002800 K，压力35MPa作功终了：温度15001700 K，压力300500 kPa 工作特征：进气门关，排气门关，活塞下行。做工结束时曲轴转角为做工结束时曲轴转角为36
3、0-540活塞第6页/共84页 排气行程进气门关闭排气门打开温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气工作特征：进气门关，排气门开，活塞上行。排气结束时曲轴转角为排气结束时曲轴转角为540-720活塞第7页/共84页 总之，四冲程汽油机经过进气、压缩、做功、排气四个行程，完成一个工作循环。活塞在上、下止点间每移动一个行程，曲轴转过180角。四冲程汽油发动机每完成一个工作循环，活塞移动四个行程，曲轴转过两周（720）。其中进气和做功行程活塞都是由上止点移动到下止点；压缩和排气行程活塞都是由下止点移动到上止点。四个行程中，只有做工行程做工，其他三个行程都是通过飞轮的惯性来驱动的。第8
4、页/共84页小结1.发动机的作用2.发动机的基本术语3.四冲程汽油发动机的工作原理第9页/共84页练习1、压缩行程是如何工作的？2、什么是压缩比？3、什么是发动机的排量？4、四冲程汽油发动机工作原理是什么?第10页/共84页复习1 1）汽车的发展史。2 2）汽车的组成部分。3 3）发动机的组成部分。4 4）发动机的类型。第11页/共84页二、四冲程柴油机的工作原理喷油器喷 油 泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进 气 门排气门纯 空 气温度300370K压力800900 kPa温度8001000K压力35 MPa瞬时：温度18002200K压力510 MPa温度8001000K压力105400
5、 kPa终了：温度8001000K压力105400 kPa第12页/共84页思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？第13页/共84页共同特点：1每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。2只有作功行程产生动力。第14页/共84页思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？第15页/共84页不同点 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器第16页/共84页
6、2.3 二冲程发动机的工作原理二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理第17页/共84页一、二冲程汽油机工作原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞1、结构、结构第18页/共84页二、二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空气扫气泵废气排气门第19页/共84页思考二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？1.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。第20页/共84页2.4 发动机的分类车用内燃机水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机
7、车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机车用内燃机单列式发动机双列式发动机第21页/共84页2.5 发动机的总体构造两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统供给系供给系点火系点火系冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系第22页/共84页连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机构第23页/共84页摇臂凸轮轴第24页/共84页桑塔纳发动机结构示意图第25页/共84页桑塔纳发动机冷却系示意图第26页/共84页桑塔纳发动机润滑系示意图第27页/共84页压缩比
8、定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用表示。=Va/Vc 现代化油器式发动机压缩比一般为69(轿车有的达911)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。压缩比过大的不良后果返回第28页/共84页压缩比过大的不良后果 名称名称成因成因现象现象后果后果爆燃爆燃由于气体压力和由于气体压力和温度过高，在燃温度过高，在燃烧室内离点燃中烧室内离点燃中心较远处的末端心较远处的末端可燃混合气自燃可燃混合气自燃而造成的一种不而造成的一种不正常燃烧。正常燃烧。火焰以极高的速火焰以极高的速率向外传播，形率向外传播，形成压力波，以声成压力波，以声速向前推进。当速向前推进。当压力波撞击燃烧压
9、力波撞击燃烧室壁时就发出尖室壁时就发出尖锐的敲缸声。锐的敲缸声。还会引起发动机过热，还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。花塞绝缘体击穿等。表面表面点火点火由于燃烧室内炽由于燃烧室内炽热表面与炽热处热表面与炽热处(如排气门头，火如排气门头，火花塞电极，积炭花塞电极，积炭处处)点燃混合气产点燃混合气产生的另一种不正生的另一种不正常燃烧。常燃烧。伴有强烈的较沉伴有强烈的较沉闷敲击声。闷敲击声。产生的高压会使发动机产生的高压会使发动机机件
10、负荷增加，寿命降机件负荷增加，寿命降低。低。返回第29页/共84页四冲程发动机工作状态 状态行程温度(K)压力进气行程3704407590 kPa压缩行程6008006001500 kPa作功行程22002800(瞬时最高)15001700(作功终了)35MPa(瞬时最高)300500 kPa(作功终了)排气行程9001200105125 kPa第30页/共84页柴油机工作时各行程状态参数 状态状态行程行程温度温度(K)压力压力进气行程进气行程320350800900 kPa压缩行程压缩行程800100035MPa作功行程作功行程22002800(瞬时最高瞬时最高)15001700(作功终了作
11、功终了)35MPa(瞬时最高瞬时最高)300500 kPa(作功终了作功终了)排气行程排气行程8001000105125 kPa第31页/共84页主编：沈锦主编：沈锦 机械工业出版社机械工业出版社汽车底盘概述汽车底盘概述汽车传动系统汽车传动系统汽车制动系统汽车制动系统汽车行驶系统汽车行驶系统汽车转向系统汽车转向系统第32页/共84页1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 汽车底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动并按驾驶员的操控而正常行驶的部件。汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。第第1 1章章 汽车底盘概
12、述汽车底盘概述第33页/共84页1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 1传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地接合或彻底、迅速地分离。传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴等部分。第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述第34页/共84页1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 2行驶系 汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来的转矩
13、，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶平顺性，并且能与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分。第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述第35页/共84页1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 3转向系 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者使上述两种运动状态互相转换。转向系包括：转向操纵
14、机构、转向器、转向传动机构等部分。第第1 1章章 汽车底盘概述汽车底盘概述第36页/共84页1.2 1.2 汽车底盘的组成汽车底盘的组成 4制动系 制动系是汽车装设的全部制动和减速系统的总称，其功能是使行驶中的汽车减低速度或停止行驶，或使已停驶的汽车保持不动。制动系包括：制动器、制动传动装置。现代汽车制动系中还装设了制动防抱死装置。第一章第一章 汽车底盘概述汽车底盘概述第37页/共84页第一部分第一部分 汽车传动系统汽车传动系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修传动系概述传动系概述离离 合合 器器手动变速器手动变速器自动变速器自动变速器万向传动装置万向传动装置驱驱 动动 桥桥四轮驱动四轮驱动
15、/全轮驱动系统全轮驱动系统汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统第38页/共84页2.1 2.1 传动系的作用及组成传动系的作用及组成 传动系的组成及各总成的功用传动系的组成及各总成的功用 1 1机械式传动系机械式传动系 主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第39页/共84页2.1 2.1 传动系的作用及组成传动系的作用及组成 传动系的组成及各总成的功用传动系的组成及各总成的功用 2 2液力机械式传动系液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主减速器及差速器，半轴组成。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第40页/共8
16、4页2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布汽车驱动形式与传动系统布置置 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 1 1发动机前置后轮驱动发动机前置后轮驱动(FR)(FR)FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力，整车的前后重量比较平衡，操控稳定性较好。缺点是：传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动轴占据了舱内的地台空间。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第41页/共84页a)发动机纵向布置 b)发动机横向布置 2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 2 2发动机前置前轮驱动发动机前置前轮驱动(FF)(FF)FF的优点
17、是：降低了车厢地台，操控性有明显的转向不足特性，另外其抗侧滑的能力也比FR强。缺点是：上坡时驱动轮附着力会减小；前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第42页/共84页2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布置汽车驱动形式与传动系统布置 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 3 3发动机中置后轮驱动发动机中置后轮驱动(MR)(MR)MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第43页/共84页2.2 2.2 汽车驱动
18、形式与传动系统布汽车驱动形式与传动系统布置置 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 4 4发动机后置后轮驱动发动机后置后轮驱动(RR)(RR)RR的优点是：结构紧凑，没有沉重的传动轴，也没有复杂的前轮转向兼驱动结构。缺点是：后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第44页/共84页 2.2 2.2 汽车驱动形式与传动系统布汽车驱动形式与传动系统布置置 传动系统的布置形式传动系统的布置形式 5 5四轮驱动四轮驱动(4WD)(4WD)4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。第第2 2章章 传动系概述传动系概述第45页/
19、共84页4.1 4.1 概述概述 变速器的功用变速器的功用 1实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；2实现汽车倒驶。由于内燃机是不能反向旋转的，利用变速器的倒档，实现汽车的倒向行驶；3必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递，使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或滑行的需要；4实现动力输出，驱动其他机构。如有需要，可将变速器作为动力输出器，驱动其他机构。如自卸车的液压举升装置等。第第4 4章章 手动变速器手动变速器 第46页/共84页4.1 4.1 概述概述 变速器的类型变速器的类型 1 1
20、按传动比变化方式分类按传动比变化方式分类（1）有级变速器。目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比，传动比成阶梯式变化。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-6个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。（2）无级变速器。其传动比在一定范围内可连续地变化。常见的有电力式和液力式两种，多用液力式。（3）综合式变速器。它是由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，目前应用较多。第第4 4章章 手动变速器手动变速器 第47页/共84页4.1 4.1 概述概述 变速器的类型变速器的类型 2 2按操纵方式不同分类按操纵方式不同分类（1）手动操纵式变速器
21、。靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。这种变速器的换档机构简单，工作可靠并且经济省油，目前应用最广。（2）自动操纵式变速器。其传动比的选择和换档是自动进行的。所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板和制动装置来控制车速。此种方式因操作简便，目前运用较多。（3）半自动操纵式变速器。此种变速器有两种形式：一种是几个常用档位可自动操纵，其余几个档位由驾驶员操纵；另一种是预选式的，即驾驶员先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。第第4 4章章 手动变速器手动变速器
22、第48页/共84页5.1 5.1 概述概述 自动变速器的基本组成及作用自动变速器的基本组成及作用 自动变速器是一种能实现自动变速、连续变矩的动力传动装置。它从低档自动换到高档，无需驾驶员进行离合器操作。具有操作方便；换档平稳、乘坐舒适；过载保护性好等特点。但其结构较复杂，成本较高，修理较麻烦。自动变速器的基本组成如图5-1所示。由图中可知，自动变速器由液力变矩器、齿轮变速传动装置、液压控制系统、电子控制系统等组成。此外还有自动变速器油冷却和滤清装置。第第5 5章章 自动变速器自动变速器 第49页/共84页5.1 5.1 概述概述 自动变速器的基本组成及作用自动变速器的基本组成及作用 自动变速器
23、各组成部分的作用如下：自动变速器各组成部分的作用如下：（1）液力变矩器：使发动机产生的转矩成倍增长；起到自动离合器的作用，传送发动机转矩至变速器；缓冲发动机及传动系的扭转振动；兼起到飞轮的作用，使发动机转动平稳；驱动液压控制系统的油泵。（2）齿轮变速传动装置：根据行车条件及驾驶员所需，提供几种传动比，以获得适当的转矩及转动速度；为倒车提供倒档档位；提供停车时所需要的空档档位，以使发动机怠速运转。（3）液压控制系统：向变矩器提供变速器液；控制油泵产生的液压；根据发动机载荷及车速等调节系统压力；对离合器及制动器施加液压，以控制行星齿轮机构动作；用变速器液润滑转动部件及为变矩器及变速器散热。（4）电
24、子控制系统：利用传感器采集各种数据，并且将其转换为电信号；ECU根据传感器的信息确定换档正时及锁止正时，并发出指令操纵阀体中电磁阀，调节管道压力、控制换档阀和锁止控制阀的动作，实现自动换档和变矩器锁止控制。第第5 5章章 自动变速器自动变速器 第50页/共84页5.1 5.1 概述概述 自动变速器的类型自动变速器的类型 自动变速器按照车辆的驱动方式可分为自动变速器（FR车）和自动变速驱动桥（FF车），如图5-2所示。按照车辆前进的档位数可分为3速自动变速器、4速自动变速器和5速自动变速器。按照自动变速器的控制方式可分为全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。按照齿轮变速器的类型可分为普通齿轮
25、式和行星齿轮式。第第5 5章章 自动变速器自动变速器 第51页/共84页第二部分第二部分 汽车行驶系统汽车行驶系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修汽车行驶系概述汽车行驶系概述 车架与车桥车架与车桥 车轮与轮胎车轮与轮胎 悬悬 架架 第52页/共84页10.1 10.1 汽车行驶系的组成和功用汽车行驶系的组成和功用 汽车行驶系的基本组成汽车行驶系的基本组成 轮式行驶系主要由车架、车桥、悬架和车轮等组成，如图10-1所示。车架是全车的装配基体，将整个汽车连接成一整体；车轮安装在车桥上，支承着车桥与汽车；悬架把车架与车桥连接在一起，减少汽车在行驶中受到的各种冲击与振动。第第1010章章 汽车行驶
26、系概述汽车行驶系概述第53页/共84页10.1 10.1 汽车行驶系的组成和功用汽车行驶系的组成和功用 汽车行驶系的功用汽车行驶系的功用 汽车行驶系的功用：1通过驱动车轮与路面之间的附着作用，使传动系传来的力矩变为汽车行驶的驱动力矩。2支承汽车总质量，传递路面作用于车轮上的各种力及力矩。3缓和冲击，衰减振动，保证汽车的行驶平顺性和与转向系配合保证汽车的操纵稳定性。第第1010章章 汽车行驶系概述汽车行驶系概述第54页/共84页13.1 13.1 概概 述述 悬架的种类悬架的种类 l按控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上采用被动式悬架。被动式悬架是汽车姿态(状态)只能被
27、动地取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。主动悬架可根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，从而使车辆能主动控制垂直振动及其车身或车架的姿态。l按汽车导向装置的不同，悬架又可分为独立悬架和非独立悬架，如图13-2所示。第第1313章章 悬架悬架第55页/共84页13.5 13.5 电子控制悬架系统电子控制悬架系统 电子控制悬架系统的分类及组成电子控制悬架系统的分类及组成 l现代汽车电子控制悬架系统有多种形式，根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等。按悬架系统结构形式不同，可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统。根据控
28、制系统有源和无源，可分为半主动悬架和主动悬架。电子控制悬架系统一般由传感器、电子控制单元和执行机构三部分组成。l传感器用来感受汽车运动状态(路况和车速及起动、加速、转向、制动等工况)。并将各种状态转换为电信号输送给电控单元(ECU)。l电子控制单元对传感器输入的电信号进行综合处理，向执行机构发出控制指令。l悬架控制系统的执行机构是电磁阀、步进电机和空气压缩机。它们接受来自电子控制单元的控制指令，准确、快速和及时地做出动作反应，实现对弹簧刚度、减振器阻尼和车身高度的调节。第第1313章章 悬架悬架第56页/共84页第三部分第三部分 汽车转向系统汽车转向系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修第5
29、7页/共84页14.1 14.1 概述概述 转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类 1 1功用功用 汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵转向轮偏转和回位的套机构，称为汽车转向系。2 2类型类型 汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系（图14-1）和动力转向系（图14-2）两大类。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第58页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 电子控制动
30、力转向系统电子控制动力转向系统 1 1电子控制动力转向系的构造及工作原理电子控制动力转向系的构造及工作原理 如前所述，动力转向可以利用较小的转向盘操纵力使车辆转弯。但在低速时为了省力而规定一定工作压力，如转向比不变，则在高速时，由于转向操纵力减小，使驾驶员失去对车辆的控制，易产生危险。电子控制动力转向系旨在使车辆低速尤其是停放车辆时转向轻便，而当车速较高时，电子控制使系统的液压助力作用减弱，转向操纵力增加，使驾驶员在高速行驶时对转向盘有更好的控制。在电子控制动力转向系中，按照车速通过控制电磁阀改变动力转向系统中的油压控制回路，低速时转向力小，提高操纵力；在中高速时使之成为与手操纵相适应的转向力
31、，提高操纵稳定性。电子控制动力转向系可分为流量控制、反力控制与电子控制电动式转向系统三种方式。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第59页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 1 1概述概述 四轮转向（4WS-four wheel steering）系统是基于一个安装在后悬架上的后轮转向机构，它能够使驾驶员操纵方向盘时转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控制，而且提高了低速时的机动性。即在高速行驶时，将后轮与前轮同相位转向，以减小车辆转向时的旋转运动（横摆），改善高速行驶的稳定性；而在低速行
32、驶时，把后轮与前轮逆相位转向，以改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向性。目前，四轮转向系统有三种类型：机械式、液压式和电子控制液压式。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第60页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 2 2机械式四轮转向系统机械式四轮转向系统 在机械式四轮转向系统中，采用了两个转向器，分别用于前、后轮偏转。两个转向器之间用根双曲轴连接，采用的转向传动机构为常规型，如图14.36所示。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第61页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转
33、向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 3 3液压式四轮转向系统液压式四轮转向系统 液压式四轮转向系统如图14-37所示。其后轮的偏转方向始终与前轮偏转方向相同，且后轮的偏转角不大于1.5。系统没有采用电子传感器、计算机控制和先进的传动机构。当车速超过50kmh时，系统才起作用。倒车时系统不起作用，在后车架上装有双作用液压缸来偏转车轮。该液压缸的压力油来自后转向液压泵。后转向液压泵由差速器驱动。只有在前轮转向时，后轮液压泵才工作。转动转向盘时，前轮转向液压泵提供的压力油经前动力转向装置的转阀分配，进入前轮转向动力缸内，前轮便朝相应方向偏转。油液的压力随同转向盘转动状
34、况而改变。转向盘转速越高、转角越大，油液压力就越高。后控制阀的供油压力与上述油液压力相同。当后控制阀内滑阀在前轮转向动力缸压力油的作用下移动时，来自后转向液压泵的油液经滑阀进入后转向动力缸，从而推动后轮偏转。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第62页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 4 4电子控制液压式四轮转向系的组成及结构电子控制液压式四轮转向系的组成及结构 目前，在汽车上用的较多的电子控制液压式四轮转向控制系统有以下4类：（1 1）横向加速度）横向加速度车速感应型车速感应型 如图14-38a所示
35、，其结构是在前轮的动力转向器上，再安装一个后轮专用的控制阀，产生一个大致与横向加速度成比例的，与前轮转向器阻力相平衡的油压，把该压力的油液送到后轮执行机构。在执行机构中，装入高刚性弹簧，当与送来的油压达到平衡状态时，输出杆便产生位移，从而带动后轮开始转向。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第63页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 （2 2）前轮转角）前轮转角车速感应型车速感应型 如图14-38b所示，在该系统中，从油泵出来的油液直接流入电磁阀，车速传感器，转角传感器分别将车速和前轮转角信号输入计算机
36、。按计算机指令，控制油液流入后轮执行机构，从而实现对后轮转向的控制。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第64页/共84页14.6 14.6 电子控制动力转向系统及四轮转向电子控制动力转向系统及四轮转向系统系统 四轮转向系统四轮转向系统 （3）前轮转角感应型 为了把前轮转角传给后轮，在前轮齿轮齿条式转向器的齿条轴上，安装了后轮转向齿轮，其角位移，通过中间传动轴，传给后轮转向器。后轮具有小转角同相转向，大转角逆相转向的功能。在微小转向的高速行驶时，形成了同相转向，获得了行驶稳定性，在大转角转向的极低速行驶时，变成逆相转向，获得了小半径转向性能。（4）前轮转角比例车速感应型 在动力传至后轮转向轴
37、之前，与前者基本相同，但后轮的执行机构由相位控制部分和动力补助部分构成。动力补助部分以油压为动力，由后轮滑阀和动力缸构成。相位控制部分能实现对后轮同相位或逆相位的控制。第第1414章章 汽车转向系汽车转向系第65页/共84页第四部分第四部分 汽车制动系统汽车制动系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修汽车制动系汽车制动系 汽车防滑汽车防滑(ABS/ASR)(ABS/ASR)控制系统控制系统 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介 第66页/共84页15.1 15.1 概述概述 制动系的功用、组成及类型制动系的功用、组成及类型 1 1制动系的功用制动系的功用 根据需要使汽车减速或在最短距离内停
38、车；下坡行驶时限制车速；保证汽车停放可靠。2 2制动系的基本组成制动系的基本组成 为完成汽车制动系的作用，现代汽车上般设有以下几套独立的制动系统：（1）行车制动系统（2）驻车制动系统（3）应急制动、安全制动和辅助制动系统 汽车上设置有彼此独立的制动系统，它们起作用的时刻不同，但它们的组成却是相似的。它们般有以下四个组成部分：(1)供能装置(2)控制装置(3)传动装置 (4)制动器较为完善的制动系还包括制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等。第第1515章章 汽车制动系汽车制动系第67页/共84页15.1 15.1 概述概述 制动系的功用、组成及类型制动系的功用、组成及类型 3 3制动系的类
39、型制动系的类型 制动系有不同的分类方法，按使用目的分类可分为行车制动系、驻车制动系和辅助制动系；按使用能源分类可分为人力制动系置、伺服制动系和动力制动系。4 4对制动系的要求对制动系的要求（1）具有良好的制动性能：评价汽车制动性能的指标一般有：制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。（2）操纵轻便：操纵制动系所需的力不应过大，对于重型汽车，这一点极为重要。（3）制动稳定性好：制动时，前后车轮制动力分配应合理，左右车轮上的制动力应基本相等，以免制动时汽车甩尾或跑偏。（4）制动平顺性好：制动力既能迅速、平稳地增加，又能迅速、彻底地解除。（5）散热性好：连续制动时，摩擦片的抗热衰退能力要强；水湿后恢
40、复速度要快，磨损后制动蹄与制动鼓的间隙应能调整。第第1515章章 汽车制动系汽车制动系第68页/共84页16.1 16.1 概述概述 vABS系统是用于防止汽车紧急制动时车轮被抱死滑移而使车辆失去转向或导致侧滑甩尾的一种安全装置。vASR系统是防止车辆在起步、加速或泥泞、冰雪路面上行驶时驱动轮产生滑转，用以提高汽车的驱动性能，改善操纵稳定性的装置。第第1616章章 汽车防滑（汽车防滑（ABS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统第69页/共84页16.1 16.1 概述概述 防滑控制系统的功用防滑控制系统的功用 1 1、ABSABS系统的基本功能系统的基本功能（1）提高汽车制动过程中的方向
41、稳定性，防止汽车侧滑甩尾；（2）使汽车在最短的距离内停车；（3）在制动过程中保持对汽车的转向控制；（4）防止轮胎抱死拖滑，减轻轮胎磨损；（5）减少驾驶员的紧张情绪。2 2ASRASR系统的功能系统的功能（1）能有效地提高车辆在各种路面上的附着能力，从而改善起步和加速性能；（2）能提高车辆行驶的稳定性和乘坐的舒适性；（3）能减少轮胎的磨损与发动机的功率消耗。第第1616章章 汽车防滑（汽车防滑（ABS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统第70页/共84页16.2 16.2 防滑控制系统的组成与工作原理防滑控制系统的组成与工作原理 与与ASRASR的比较的比较 ABS的作用是防止汽车制动过程
42、中车轮抱死打滑，将车轮的滑移率控制在理想滑移率附近范围内，以达到缩短制动距离，提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵性，从而大大提高汽车行驶的安全性。而ASR的作用是防止汽车起步、加速过程中驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转。ABS和ASR都是控制车轮“打滑”，但ABS是防止制动时车轮抱死在路面上滑移，而ASR则是防上驱动时车轮在路面上原地不动的滑转，两者控制车轮的打滑方向是相反的，但从控制车轮与路面的打滑率看，ABS和ASR采用了相同的技术。第第1616章章 汽车防滑（汽车防滑（ABS/ASRABS/ASR）控制系统）控制系统第71页/共84页17.1 17.1 概述概述
43、 电子伺服制动系统的功用电子伺服制动系统的功用 电子伺服制动系统的功能在于可进一步提高汽车制动性能以及制动稳定性和舒适性。在电子伺服制动系统中，驾驶员施加的制动踏板力由传感器转换成一个电信号，输送给ECU，CEU根据此信号并结合其他数据确定出各个车轮所需的制动力，发出指令给执行器对车轮实施制动。与传统的制动系统相比，电子伺服制动系统具有制动响应时间短、摩擦片磨损轻、装配测试简单迅速、易于升级、利于环保等优点。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第72页/共84页17.1 17.1 概述概述 电子伺服制动系统的组成与类型电子伺服制动系统的组成与类型 与其它电控系统一样，电子
44、伺服制动系统主要由若干个传感器、电子控制单元（ECU）和执行元件组成。按照其控制方式的不同可分为三种类型：电控液压制动系统EHB(Electro-hydraulic Brake)、电子制动系统EBS（Electronic Braking System）、全电路制动系统BBW（Brake-By-Wire）。电控伺服制动系统的共同特点是都具有踏板转角与踏板力可按比例调控的电子踏板；具有控制制动力矩与踏板转角相对应的程序控制单元；具有的程序控制单元可基于其他传感器或控制器的输入信号实现主动制动及其它功能。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第73页/共84页17.2 17.2
45、电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 电控液压制动系统（电控液压制动系统（EHBEHB）电控液压制动系统是将电子与液压系统相结合，由电子系统提供控制，液压系统提供动力。该系统的主要特点是通过传感器建立了运动状态、制动压力的动态监测和危险工况的预警。还增加了制动管路的压力控制和制动准备功能，一旦踩下制动踏板，车辆即以最大的压力、最快的响应实施制动，前后制动压力比会随路况的不同而变化，从而提高弯道制动时的安全性。该系统增加了电子踏板、电控单元、阀驱动器及电液制动阀，取消了原有的压力控制阀，保留了原动力制动系统中的泵、蓄能器充液阀、蓄能器及制动器，如图17-1所示。第第171
46、7章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第74页/共84页17.2 17.2 电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 电控液压制动系统（电控液压制动系统（EHBEHB）电液制动系统能够实现多种控制方案，如防抱死制动、遥控制动及牵引控制制动等。图17-2为MI-CO公司带有牵引控制的电液制动系统方案。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第75页/共84页17.2 17.2 电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 电子制动控制系统（电子制动控制系统（EBSEBS）传统的汽车制动系统管路长，阀类元件多。对于长轴距汽车或多轴汽车
47、或汽车列车来说，气体传输路线长，速度慢，常产生制动滞后现象，导致制动距离增大，安全性能降低，而且制动系的成本也比较高。如果将制动系的许多阀省去，制动管路以电线代替，用电控元件来控制制动力的大小和各轴制动力的分配，便是汽车的电子制动系统EBS。ABS的制动系可以沿用传统的阀类控制元件，而EBS则是完全的电控制动系统。EBS可以实现ABS的功能，只需在EBS的控制器里设计相应的防抱死程序就行了。汽车制动系统的电子化，还容易与其它电控系统结合在一起，如汽车发动机燃油和点火的控制、主动或半主动悬架、自动换挡和防碰撞系统的控制等，为汽车实现电子化提供了良好条件。此外，EBS还具有监控作用。在汽车起步、匀
48、速或加（减）速过程中，电子控制器还可监视各车轮的速度或加速度，一旦发现某一车轮有打滑趋势，便可对打滑车轮实现部分制动，使其它车轮获得更大的驱动力矩，以便顺利起步或加速。同时EBS还容易实现系统的故障自动诊断，随时将制动系统的故障通过警报系统报告驾驶员，以便及时进行修复，从而保证行车安全。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第76页/共84页17.2 17.2 电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 全电路制动系统（全电路制动系统（BBWBBW）一种完全无油液的电路制动系统（BBW）不同与传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省
49、略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。电子制动系统的结构如图17-3所示。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第77页/共84页17.2 17.2 电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 全电路制动系统（全电路制动系统（BBWBBW）从结构上就可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点：(1)整个制动系统结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；(2)制动响应时间短，提高制动性能；(3)无制动液，维护简单；(4)系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化
50、结构；(5)采用电线连接，系统耐久性能良好；(6)易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第78页/共84页17.2 17.2 电子伺服制动系统的基本工作原电子伺服制动系统的基本工作原理理 全电路制动系统（全电路制动系统（BBWBBW）全电制动控制系统是一个全新的系统，给制动控制系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决：(1)驱动能源问题。(2)控制系统失效处理。(3)抗干扰处理。第第1717章章 电子伺服制动系统简介电子伺服制动系统简介第79页/共84页SRS安全气囊系统本次课程