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1、课题汽车构造基础知识（二）课时2 课时（90 min ）学习目标：教学目标了解汽车底盘的结构组成素质目标：帮助学生把握汽车发展的时代脉搏，培养和提高学生的专业认同感、自豪感，及其汽车鉴赏能力， 从而提高学生的综合素质教学重难点教学重点：汽车底盘的结构组成教学难点：汽车底盘的各系统的工作原理教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务-考勤（2 min）-问题导入（5 min ）一传授新知（28 min ）一课堂讨论（10 min ）第2节课：问题导入（5 min ）一传授新知（25 min ）一课堂讨论（10 min ） 一课堂
2、小结（3 min ） 一作业布置（2 min ）教学过程主要教学内容及步骤设计意课前任务考勤(2 min)问题导入（5 min）传授新知（28 min）第一节课【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务熟悉汽车底盘的相关知识？【学生】完成课前任务【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到【教师】提出以下问题：汽车底盘的作用是什么？【学生】聆听.思考、回答【教师】引入新知，讲解汽车传动系统4.3汽车底盘基础知识汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统组成。【多媒体演示】组织学生扫码观看阿尔法罗密欧Giulia汽车
3、底盘视频, 帮助学生了解阿尔法罗密欧Giulia汽车底盘汽车底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统组成。4.3.1 传动系统1 .传动系统概述通过课前任务， 使学生了解所学 课程的重要性，增 加学生的学习兴 趣培养学生的组 织纪律性，掌握 学生的出勤情况通过问题导 入，引导学生主 动思考，提高学 生学习的兴趣通过讲解、图 片展示、课堂互 动等教学方法， 让学生了解汽车 传动系统相关知 识车轮是由轮毂、轮和轮辐组成，可分为辐板式车轮和辐条式车轮。目前， 一般汽车广泛采用辐板式车轮，辐条式车轮多用于赛车和高级轿车。【技术革新】讲述车轮驱动技术，提出问题，并随机挑选学生回答问题请学生说说什么是
4、车轮驱动技术？【学生】聆听、思考、回答问题【教师】总结学生的回答现代轿车上普遍采用子午线充气轮胎。它没有内胎,而将空气直接压入外胎 中，无内胎的充气轮胎在外观和结构上与有内胎的充气轮胎近似，但无内胎的充 气轮胎的外胎壁上附加了一层专门用来封气的橡胶密封层，密封层内侧贴有一层 自黏层，当轮胎穿孔时，自黏层能将刺穿的孔洞黏合。【名人课堂】讲述轮胎之父邓禄普的事迹，提出问题，并随机挑选学生 回答问题请学生说说邓禄普发明轮胎的启迪是什么？【学生】聆听、思考.回答问题【教师】总结学生的回答转向系统转向系统是指由驾驶人操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构。转向系 统的功用是按照驾驶人的意愿改变汽车的行驶
5、方向和保持汽车稳定的直线行驶。 汽车转向系统按转向动力源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。1.机械转向系统机械转向系统以驾驶人的体力作为转向动力源，系统的所有传动件都是机械 的。汽车机械转向系统（见下图）由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。 转向器是转向系统中降速增矩的装置，其功用是增大由转向盘传到转向节的力， 并改变力的传动方向。常见的转向器有齿轮齿条式转向器和循环球式转向器等。转向操纵机构2.动力转向系统转向器转向传动机构动力转向系统是兼用驾驶人体力和发动机（或电动机）的动力作为转向能源 的转向系统。动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而 形成的。目前常
6、见的动力转向系统有液压动力转向系统和电动助力转向系统两种。1）液压动力转向系统液压动力转向系统是建立在机械系统的基础之上的，额外增加了一个液压系统，一般有油泵、V形带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀，如图所示。由于其工作可靠、转向减振器转向直拉杆转向摇臂转向横拉杆转向节臂液压动力转向系统的组成技术成熟，在现代汽车上应用最为广泛。转向油泵转向盘整体式转向器液压动力转向系统是由液力支持转向的运动，可以减少驾驶人作用在转向盘 上的力。其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵、转向油管、转向油罐以及 位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向动力缸等。当驾驶人转动转向盘时, 转向摇臂摆动，通过转向直拉杆
7、、横拉杆、转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力 缸产生液压作用力，帮助驾驶人转向操纵。这样，为了克服地面作用于转向轮上 的转向阻力矩，驾驶人需要加于转向盘上的转向力矩，比用机械转向系统时所需 的转向力矩小得多。2）电动式电控动力转向系统电动式动力转向系统（EPS ）是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动助力 式转向系统。该系统仅需要控制电动机电流的方向和幅值，不需要复杂的控制机 构。另外该系统由于用微机控制，为转向系统提供了较高的自由度，同时还降低 了成本和重量。电动式动力转向系统主要由转矩传感器、转角传感器、车速传
8、感 器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等组成。根据电动机布置位 置的不同，电动式动力转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力 式3种类型，如图所示。（a）转向轴助力式（b）齿轮助力式（c）齿条助力式电动动力转向系统的类型电动动力转向系统的基本原理是根据汽车行驶速度（车速传感器输出信号）、 转矩及转向角信号，由ECU控制电动机及减速机构产生助力转矩，使汽车在低、 中和高速下都能获得最佳的转向效果。电动机连同离合器和减速齿轮一起，通过 一个橡胶底座安装在左车架上。电动机的输出转矩由减速齿轮增大，并通过万向 节、转向器中的助力小齿轮把输出转矩送至齿条，向转向轮提供转矩。电子控制
9、单元ECU根据各传感器的信号确定助力转矩的幅值和方向，并且直 接控制驱动电路去驱动电动机。转矩传感器、转角传感器和汽车速度传感器为助 力转矩的信号源。【技术革新】讲述四轮转向系统，提出问题，并随机挑选学生回答问题请学生说说四轮转向系统的构成？【学生】聆听、思考.回答问题【教师】总结学生的回答43.4制动系统1 .制动系统概述汽车制动系统是指对汽车行驶部件施加一定的力，从而对其进行一定程度的 强制制动的一系列专门装置。制动系统的主要作用是：使行驶中的汽车按照驾驶 员的要求进行强制减速甚至停车吏已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车； 使下坡行驶的汽车速度保持稳定。汽车制动系统一般包括行车制动系统和
10、驻车制动系统两大部分。行车制动系 统用于使行驶中的车辆减速或停车，通常由驾驶人用脚操纵，一般包含制动踏板、 制动主缸、制动轮缸、制动管路、车轮制动器等；驻车制动系统用于使停驶的汽 车驻留原地，通常由驾驶人用手操纵，一般包含制动手柄、拉索（或拉杆）、制动器等。另外，较为完善的制动系统还包括制动力调节装置、报警装置以及压力 保护装置等。按照制动能源不同，制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制 动系统3种。人力制动系统以驾驶员的体力作为制动能源；动力制动系统以发动 机动力所转化的气压或液压作为制动能源；伺服制动系统则是兼用人力和发动机 动力作为制动能源。车轮制动器（见下图）可分为鼓式制动器
11、和盘式制动器（又称碟刹），鼓式 制动器是一种传统的制动方式，现已逐渐被盘式制动器所替代。车轮制动器2 .汽车防抱死制动系统（ABS ）汽车防抱死制动系统ABS （ Anti-locked Braking System ）是一种安全控制 制动系统，目前已经成为轿车及客车的标准配置。ABS既有普通制动系统的制动 功能，又能防止车轮制动抱死。紧急制动时，制动力过大会使轮胎抱死后滑动，制动距离变长且汽车行驶方 向不受控制。防抱死制动系统可使汽车在制动过程中车轮滑移率保持在20%左右 范围内，此时轮胎处于边滚边滑状态，保留汽车最大制动力，并保证了汽车的方 向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。ABS通常由轮速传
12、感器、制动压力调节器、电子控制单元（ECU ）和ABS警 示装置等组成。汽车制动时,轮速传感器将各车轮的转速信号输入ECU ; ECU根 据每个车轮轮速传感器输入的信号对车轮的运动状态进行监测和判定，并形成响 应的控制指令，再适时发出控制指令给制动压力调节器；制动压力调节器对各制 动轮缸的制动压力进行调节，防止制动车轮抱死。3,电控制动系统（EBS ）近年来，由于电子技术的迅速发展，为ABS （防抱死制动系统）的发展和应 用提供了良好的机遇，使ABS的功能得到了增强，扩大了使用范围，还扩展了驱 动防滑系统（ASR ）的功能，使之成为电控制动系统（EBS ） oEBS主要由气压制动系统和电子控制
13、系统组成。由于使用了电子系统，减少 了制动系统机械传动的滞后时间，缩短了制动距离，从而增加了交通安全性。EBS 在低制动强度时，使制动摩擦片磨损最小；在中等制动强度时，利用ABS功能达 到最佳的道路附着系数利用率；而在高制动强度时，则可以施加最大的制动压力， 从而获得最佳的控制制动力。【技术革新】讲述汽车底盘的线控技术，提出问题，并随机挑选学生回答问 题请学生总结汽车底盘的线控技术的组成及工作原理【学生】聆听.思考、回答问题【教师】总结学生的回答【学生】聆听、思考、理解、记忆课堂讨论(10 min)【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：ABS已成为现代汽车中的标准配置,可以有效防止高速行驶
14、的汽车在紧急制 动时发生侧滑、车轮抱死。那么是不是汽车装了 ABS以后就不能漂移了呢？【学生】聆听.思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的表现通过课堂讨 论,激发学生的 学习兴趣，加深 学生对所学知识 的理解课堂小结 (3 min)【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了汽车底盘的基础知识，希望大家在课下多加复习，掌握所学知 识，能正确、熟练掌握传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统的组成，深刻 理解汽传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统的工作原理。【学生】总结回顾知识点总结知识点， 巩固印象作业布置 (2 min)【教师】布置课后作业复习所学知识，制作传动系统、
15、行驶系统、转向系统、制动系统组成的思维 导图。【学生】完成课后任务复习巩固学到 的知识，并能学 以致用教学反思本节课效果不错，学生全程参与,主动求知。对学生而三，教师对学生内心深处的宽容，为学生 提供充分表达自己的机会和空间，才能有针对性地开启顿悟，进行更有效的教育，并培养他们判断是 非的能力。对教U币而言,在科技飞速发展的时代,网络通讯技术使得教IJ币不再拥有绝对的权威优势， 这种角色的转变也是对教师个体能力有限性的宽容。传动系统指汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置，基本功用是将发动机 的转矩传递给驱动车轮，同时还能够根据行驶条件的需要，相应改变转矩的大小, 使汽车牵引力与车速之间协调变化
16、，保证汽车具有良好的动力性和燃油经济性。 同时还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能 根据需要平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系统按控制方式不同可分为机械式传动系统、液力传动系统和电力传动 系统。机械式传动系统：主要包括离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥4部分。 现在装有自动变速器的轿车越来越多，其传动系统包括自动变速器、万向传动装 置、驱动桥等，即用自动变速器取代了离合器和手动变速器。液力传动系统：以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间 循环流动过程中动能的变化来传递动力。液力传动系统能根据道路阻力的变化， 在若干个车速范围内分别实现无级变速，而其
17、中的有级式机械变速器还可以实现 自动或半自动换挡操纵，因而可使驾驶员的操作大为简化。但是由于其结构较复 杂，造价较高，机械效率较低等缺点，轿车和部分重型汽车使用较多，一般货车 很少采用。电力传动系统：主要由发动机驱动的发电机、整流器、逆变装置和电动轮 等组成。电力传动系统的性能与液力传动系统相近，但电机质量比油泵和液压马 达大得多，仅应用于超重型汽车上。普通机械式传动系统的结构如图所示。离合器驱动桥【知识链接】拓展知识面【教师】讲述传动系统的布置形式传动系统的布置形式可分为前置前驱、前置后驱、后置后驱和四轮驱动等方 式。【学生】聆听、思考2 凿A耍商口前1 ）离合器的功用离合器是手动挡汽车传动
18、系统中的重要部件，主要负责在动力与发动机之间 进行切断与连接。离合器的主要功用如下。使发动机与传动系统逐渐接合，保证汽车平稳起步。暂时切断发动机的动力传动，保证变速器换挡平顺。限制所传递的转矩，防止传动系统过载。2）离合器的基本结构摩擦式离合器为目前绝大多数汽车所采用，它由主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构5部分组成，如图所示。(a)接合状态踩.卜踏板(b)分离状态1一飞轮；2一离合器盖；3一脚踏板；4一变速器输入轴；5一分离轴承;6一压紧弹簧；7一压盘；8从动盘；9一分离叉；10一分离杠杆摩擦式离合器的基本组成示意图3)离合器的工作原理离合器分为3个工作状态，即踩下离合器的不连
19、动状态，部分踩下离合器的半 联动状态，以及不踩下离合器的全连动状态。如图所示，当驾驶人踩下离合器踏板，分离杠杆和分离轴承在分离叉的推动 下，推动压盘压紧弹簧而后移，远离从动盘，使离合器处于分离状态，中断动力 传动。(a)接合状态一踩.卜踏板(b)分离状态1一飞轮；2一离合器盖；3一脚踏板；4一变速器输入轴；5一分离轴承;6一压紧弹簧；7一压盘；8从动盘；9一分离叉；10一分离杠杆摩擦式离合器的基本组成示意图逐渐抬起离合器踏板，压盘在压紧弹簧的作用下前(左)移，逐渐压紧从动 盘，此时飞轮、压盘和从动盘之间接合还不紧密，所能传递的摩擦力矩较小，其 主、从动部分未达到同步，处于相对打滑的半联动状态，
20、这种状态在汽车启动时 是必要的。随着离合器地抬起，从动盘与压盘、飞轮的接触面之间产生摩擦力矩并逐渐 增大，从动盘及输出轴转速逐渐提高，直至与主动部分转速相同，主、从动部分 完全接合，离合器进入全联动状态。3 .变速器1)变速器的功用变速器是用来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，以发挥发动机 的最佳性能。变速器的主要功用如下。实现变速、变矩：变速器通过不同挡位的变换，来改变传动比，扩大驱动 轮转速和转矩的变化范围，以适应汽车不同工况下所需的牵引力和合适的行驶速 度，并使发动机尽量在最佳工况下工作。实现倒车：发动机的旋转
21、方向从前往后看为顺时针方向，且不能改变，为 了实现汽车的倒向行驶，变速器中设置了倒挡。实现中断动力传动：在发动机启动和怠速运转、变速器换挡、汽车滑行和 暂时停车等情况下，都需要中断发动机的动力传动，因此变速器中设有空挡。变速器可分为手动变速器和自动变速器。随着汽车技术的发展，变速器的结 构日趋复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器逐渐成为市场主流。2）手动变速器的结构和工作原理手动变速器如图所示，其结构一般包括变速传动机构和操纵机构两大部分。变速器的结构如图所示为五挡手动变速器挡位示意图。副轴（中间轴）变速杆为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，变速器操纵机 构一般都具有换挡锁
22、装置，包括自锁装置、互锁装置和倒挡锁装置。自锁装置用 于防止变速器自动脱挡或挂挡，并保证轮齿以全齿宽啮合；互锁装置用于防止同 时挂上两个挡位；倒挡锁装置用于防止误挂倒挡。3）自动变速器自动变速器的出现，使得汽车驾驶中离合器的操纵和变速器的操纵都实现了 自动化。常见的汽车自动变速器有液力自动变速器（AT ）、机械式无级变速器 （CVT ）、电控机械式自动变速器（AMT ）、双离合自动变速器（DCT ）。目前 应用最广泛的是液力自动变速器（AT ）,它几乎成为自动变速器的代名词。液力自动变速器主要由液力变矩器、机械变速器（如行星齿轮变速器）、液 压控制系统、电子控制系统等组成，如图4-21所示。液
23、力自动变速器主要是根据 车速传感器、节气门位置传感器以及加速踏板位移传感器所传递的信号，通过液 力传递和齿轮组合的方式实现升挡或降挡，以达到变速、变矩的目的。自动变速器的组成4 .万向传动装置万向传动装置主要包括万向节和传动轴，其功用是在轴线相交且相互位置经 常发生变化的两转轴之间传递动力。万向传动装置在汽车上主要应用在变速器与 驱动桥之间（见图），变速器与分动器、分动器与驱动桥之间（越野汽车），转 向驱动桥的内、外半轴之间，断开式驱动桥的半轴之间，以及转向机构的转向轴 和转向器之间。变速器与驱动桥之间的万向传动装置5 .驱动桥驱动桥是传动系统的最后一个总成，一般由主减速器、差速器、半轴和桥壳
24、等组成，驱动桥的主要零部件都装在驱动桥的桥壳中。驱动桥的结构如图所示。课堂讨论(10 min)问题导入(5 min )传授新知(25 min)主减速器驱动桥汽车差速器的作用是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的 转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，以减少轮胎与地 面的摩擦。【学生】聆听、思考、理解.记忆【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：请用自己的话阐述汽车传动系统的组成及其作用【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的发言第二节课【教师】提出以下问题：汽车底盘行驶系统、转向系统、制动系统各有何作用？【学生】聆听、思考
25、.回答【教师】引入新知，讲解汽车底盘行驶系统、转向系统、制动系统行驶系统1.行驶系统概述汽车行驶系统一般由车架、车桥、悬架、车轮与轮胎等组成，如图所示。通过课堂讨 论，激发学生的 学习兴趣，加深 学生对所学知识 的理解通过问题导 入，引导学生主 动思考，提高学 生学习的兴趣通过讲解、图 片展示、课堂互 动等教学方法， 让学生了解行驶 系统、转向系统、 制动系统相关知 识后悬架.车架汽车行驶系的组成汽车行驶系统的主要功用如下。(1)将传动系统传来的转矩转化为汽车行驶的驱动力。(2 )支承汽车的总质量。(3)承受并传递路面作用于车轮上的力和力矩。(4)减少振动，缓和冲击，保证汽车的平稳行驶。2 .
26、车架车架俗称大梁，它是跨接在前后车轮上的桥梁式结构，是构成整个汽车 的骨架，是整个汽车的装配基体。汽车绝大多数的零部件、总成都要安装在车架 o汽车上采用的车架有四种类型：边梁式车架、中梁式车架、综合式车架和无 梁式车架。目前汽车上多采用边梁式车架和无梁式车架。部分轿车和客车为减轻自身质量，以车身代替车架，这种车身又称为承载式 车身(见下图)或无梁式车架。采用承载式车身的特点是没有车架(大梁)，车 身就作为发动机和底盘各总成的安装基础，各种载荷全部由车身承受。3 .车桥车桥位于悬架与车轮之间，其两端安装车轮，通过悬架与车架(或车身)相 连，其功用是传递车架(或车身)与车轮之间的各种载荷。按车桥上
27、车轮功用的 不同，车桥分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥，其中转向桥和支持桥都 属于从动桥。只起支撑作用的车桥称为支持桥。支持桥除不能转向外，其他功能和结构与转向桥相同。1）转向桥转向桥通常位于汽车前部，故也称为前桥。转向桥的功用是支撑部分重量， 安装前轮及前轮制动器，连接车架，承受车架与车轮之间的作用力及其产生的弯 矩和转矩，同时还要使前轮偏转以实现转向。转向桥一般由轴承、转向节、主销、 轮毂等组成，如图所示。轮毂汽车整体式转向桥结构2）转向驱动桥转向驱动桥的结构如图所示，它同一般驱动桥一样，由主减速器、差速器、 半轴和桥壳组成。但由于转向时转向车轮需要绕主销偏转一个角度，故与转向轮 相
28、连的半轴必须分成内外两段（内半轴和外半轴），其间用万向节（一般多用等 角速万向节）连接，同时主销也因此而分制成两段（或用球头销代替）。转向节 轴颈部分做成中空的，以便外半轴穿过其中。外半轴转向驱动桥的结构4 .悬架悬架是车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称。悬 架的功用是：连接车架（或车身）和车轮，把路面作用到车轮的各种力传给车架 （或车身）；缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性；保证汽车 具有良好的操纵稳定性。汽车悬架可分为两大类：非独立悬架和独立悬架，如图所示。非独立悬架的特点是左右车轮安装在一根整体式车桥两端，车桥则通过悬架与车架相连。当一 侧车轮发生位置
29、变化后会导致另一侧车轮的位置也发生变化。独立悬架的结构特 点是车桥做成断开的，每一侧车轮单独通过悬架与车架（或车身）连接，两侧车 轮可以单独运动而互不影响，这样在不平道路上可减少车架和车身的振动，而且 有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。现代汽车的悬架虽有不同的结构形式，但一般都由弹性元件、减振器、导向 机构等组成，如图所示，轿车一般还有横向稳定器。悬架的组成【技术革新】讲述主动悬架技术，提出问题，并随机挑选学生回答问题请学生说说主动悬架的组成及工作原理？【学生】聆听.思考.回答问题【教师】总结学生的回答5 .车轮与轮胎汽车车轮总成是汽车行驶系统中极其重要的部件之一，由车轮和轮胎两大部 分组成，如图所示，主要具有以下基本功用。