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1、第五章 底盤新技術(shù),,行駛系的組成（車架、車橋、車輪和懸架）,傳動系的組成,轉(zhuǎn)向系的組成,制動系的組成,5.1 懸架系統(tǒng)新技術(shù),5.1.1 概述 懸架特性彈簧、阻尼元件決定 平順性彈簧-阻尼系統(tǒng)軟 操縱穩(wěn)定性彈簧-阻尼系統(tǒng)硬,,矛盾,,,電子控制懸架,電子控制懸架,1、半主動懸架 只改變懸架的阻尼，不改變剛度 （不消耗汽車動力，結(jié)構(gòu)簡單） 2、主動懸架 同時改變懸架的阻尼和剛度 （性能優(yōu)越，消耗汽車動力，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高）,工作原理：,5.1.2 半主動懸架,不需要外加能量系統(tǒng),控制原理,,控制目標(biāo)量車身振動加速度 控制量阻尼C,,小孔節(jié)流原理,5.1.3 主動懸架,油氣主動式懸架電磁閥

2、驅(qū)動 空氣主動式懸架步進電機驅(qū)動 控制功能： 根據(jù)各種復(fù)雜工況對懸架系統(tǒng)的不同要求，及時改變懸架的剛度、阻尼系數(shù)和車身高度，以保證汽車行駛中的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性,,(1)主動懸架的控制功能,軟 低、中、高 主動懸架 硬 低、中、高 控制內(nèi)容： 車速及路面感應(yīng) 車身姿態(tài) 車身高度,,,1）車速與路面感應(yīng)控制,A、車速高提高行駛穩(wěn)定性 增大K、C B、前輪振動減小車身振動和沖擊 減小后輪K、C C、壞路面抑制車身產(chǎn)生大的振動 增大K、C,2）車身姿態(tài)控制控制車身過度搖擺,A、轉(zhuǎn)向時車身側(cè)傾控制 轉(zhuǎn)向傳感器檢測轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速 增大K、C B、制動車身點頭控制 車速傳感器

3、、制動開關(guān) 增大K、C C、起步車身俯仰控制 車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器 增大K、C,3）車身高度控制,A、高速感應(yīng)控制 90km/h 降低車高 90km/h 降低車高提高行駛穩(wěn)定性,（2）油氣主動式懸架,,五大傳感器：,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)向的快慢、大小 加速度傳感器加速踏板油門動作傳感器 車速傳感器輸出與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號 車身高度傳感器車身與車橋的相對高度 制動壓力傳感器制動管路中壓力信號,主動式油氣懸架系統(tǒng)工作原理,低速正常行駛,高速、轉(zhuǎn)向、啟動、制動,（3）主動式空氣懸架,,,,K、C、車身高度,5.1.4 主要元件,（1）微機控制系統(tǒng) CMOS單片機 反應(yīng)

4、時間：0.070.09S 監(jiān)視模塊及時發(fā)現(xiàn)各部分可能出現(xiàn)的故障,（2）車身高度傳感器 1）光電式車身高度傳感器,檢測車身與車橋之間的相對位置,,On/oFF 幅度、頻率,,光敏元件的光電效應(yīng)原理,砷化鎵發(fā)光二極管,硅光敏晶體管,金屬或塑料制成,光源,光接收器,遮光盤,光敏二極管,工作原理：,,,+,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,P,N,,,,,SiO2,,電極,,,電極,,,,,,,2）電子開關(guān)式車身高度傳感器,,,,（3）光電式轉(zhuǎn)角傳感器,,5.2 無級變速器,液力自動變速器（AT） 電控機械式自動變速器（AMT） 機械無級變速器（CVT）,,5.2.1 電控機

5、械式自動變速器（AMT）,液力變矩器、輔助變速器（一般采用行星齒輪）和自動換檔控制機構(gòu)（電子控制機構(gòu)）,液力變矩器傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩、變速、離合 泵輪 主動部分，將發(fā)動機動力變成油液動能。渦輪 輸出部分，將動力傳至機械式變速器的輸入軸。導(dǎo)輪 反作用元件，它對油流起反作用，達到增扭作用。,轉(zhuǎn)矩 動能 轉(zhuǎn)矩,,,,A、三元件液力變矩器 泵輪+渦輪+導(dǎo)輪 B、四元件液力變矩器 泵輪+渦輪+導(dǎo)輪（兩個） C、帶有鎖止離合器的液力變矩器 泵輪+渦輪+導(dǎo)輪+鎖止離合器 行駛阻力大解除鎖止，提高平順性 行駛阻力小鎖止，提高行駛速度、燃油經(jīng)濟性,,轉(zhuǎn)速差+液力損失 提高變矩器 的效率,行星齒輪變速器 擴大傳動比的

6、變化范圍 通常采用兩排行星齒輪來實現(xiàn)各檔變速比。行星齒輪組由齒圈、行星齒輪、太陽輪個元件組成。,,,電子液壓控制系統(tǒng) 主要由傳感器、電控單元、換檔電磁閥、油壓調(diào)節(jié)電磁閥等組成。 變速器的電子控制，能按照汽車的運行工況提供穩(wěn)定和精確的換檔點（時間）和換檔品質(zhì)。,,,小結(jié),電控機械式自動變速器(AMT)：變矩器通過導(dǎo)輪起增扭作用，克服增大的阻力。當(dāng)汽車行駛阻力小時，鎖止離合器將變矩器的泵輪和渦輪鎖住，可以提高傳動效率。 AMT系統(tǒng)根據(jù)汽車的負荷、路況和駕駛員意圖對電磁閥，執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令控制升檔和降檔、使汽車在發(fā)動機動力性或經(jīng)濟性最佳的工況或中間多種模式下工作，并調(diào)整管路油壓，控制換檔感覺更加平

7、穩(wěn)、舒適。 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜；精度要求高；制造、維修難度大、成本高、傳動效率比較低,5.2.2 機械無級變速器（CVT）,CVT：傳動比連續(xù)改變、無換檔跳越、減緩換檔沖擊。 適應(yīng)汽車動力性、經(jīng)濟性、舒適性的要求 易于與計算機技術(shù)結(jié)合,金屬帶+工作輪+液壓泵+離合器+控制系統(tǒng),VDT-CVT的結(jié)構(gòu)示意圖,(CVT): 無級傳動由V型金屬傳動帶和帶輪組成,主、被動帶輪的可動部分軸向移動時改變傳動帶與帶輪結(jié)合的工作半徑從而改變傳動比,,金屬傳動帶,V型金屬傳動帶由許多套在柔性鋼帶上具有V型側(cè)面金屬 片組成，這種金屬帶傳動，兩個帶輪間動力傳遞是靠作為推力塊的金屬片的推力實現(xiàn)的。,CVT與AT、AMT比

8、較,優(yōu)點： 1）速比變化是無級的，在各種行駛工況下都能選擇最佳的速比，其動力性、經(jīng)濟性和排放與AT比較，目前報道大約可以改善5%左右。 2）具有最佳的駕駛舒適性 3）結(jié)構(gòu)相對簡單，批量生產(chǎn)成本比較低,缺點： 1）CVT不能實現(xiàn)換空擋，在倒檔和起步時還得有一個自動離合器。 2）金屬帶無級傳動是摩擦傳動，存在效率和磨損問題，它的工程技術(shù)還正在發(fā)展之中。 目前只要用于2.5升以下的小排量發(fā)動機車型。,CVT與AT、AMT比較,5.4 ABS系統(tǒng),目的： 提高汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動距離 措施： 控制滑移率S,1、ABS的基本原理 滑移率汽車實際車速與車輪滾動的圓周速度之間的

9、差異,滑動率與附著系數(shù)的關(guān)系,,2、ABS結(jié)構(gòu)組成,,液壓控制系統(tǒng),電子控制系統(tǒng),,制動壓力調(diào)節(jié)器,常規(guī)制動裝置,,傳感器,控制開關(guān),ABS ECU,ABS指示燈,制動壓力調(diào)節(jié)器中的電磁閥和回液泵電動機,,供能裝置、控制裝置,傳動裝置、制動器,,,,,,,（1）傳感器A、輪速傳感器,B、減速傳感器,識別路面附 著系數(shù)信息,開,關(guān),（2）電子控制單元,,（3）液壓調(diào)節(jié)裝置,,,3、 控制過程,輪速檢測,參考車速的計算,車輪滑移率的計算,制動壓力的跟蹤調(diào)節(jié),,,,執(zhí)行器電磁閥的控制,,壓力調(diào)節(jié)過程,,建壓階段,保壓階段,降壓階段,增壓階段,,,,4、 優(yōu)點,保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性。 縮短制動距

10、離。 減小汽車制動時輪胎的磨損。 減少駕駛員的疲勞強度（特別是汽車制動時的緊張情緒）。,ABS+EBD,EBDElectric Brakeforce Dis-tribution 針對ABS不能根據(jù)車輛制動時的實際情況合理分配四個車輪的制動力 汽車制動的瞬間，高速計算出四個輪胎由于附著不同而導(dǎo)致的摩擦力數(shù)值，調(diào)整制動裝置，達到制動力與摩擦力的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全。 EBD是ABS的功能的擴充,EBD控制流程圖,EBD最佳滑移率控制圖,過轉(zhuǎn)向,不足轉(zhuǎn)向,1,2,3,4 分別為 左前輪， 右前輪， 左后輪， 右后輪 的腳標(biāo),直線制動仿真結(jié)果,ABS EBD/ABS 車輛運動軌

11、跡 質(zhì)心速度曲線,ABS,EBD/ABS,5.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)新技術(shù),5.3.1 電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS） （1）概述 動力助力方式（動力裝置） 氣力式 液力式 電力式,,,動力轉(zhuǎn)向系的要求：,A、有效減小操縱力（停車） B、轉(zhuǎn)向靈敏性好 C、具有直線行駛穩(wěn)定性（自動回正） D、有隨動作用（車輪與轉(zhuǎn)向盤） E、工作可靠,（2）電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成、原理,轉(zhuǎn)矩傳感器+車速傳感器+電子控制器+電動機+電磁離合器+減速機構(gòu),電子控制動力轉(zhuǎn)向的優(yōu)點：,1、結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕 2、節(jié)省發(fā)動機動力 3、工作可靠 4、能根據(jù)工況變化得到很好的行駛穩(wěn)定性 （停車）

12、,（3）電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要零部件結(jié)構(gòu)與工作原理,1）轉(zhuǎn)矩傳感器,作用：檢測轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間的相對轉(zhuǎn)矩,,,ABCD橋式回路 Ui脈沖電壓 Uo輸出電壓,UoM,,,光電式轉(zhuǎn)角傳感器,,2）控制裝置與控制邏輯,怠速,ON/OFF,,減速機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器,控制邏輯：,A、速度升高，助力減小 B、轉(zhuǎn)矩增大，助力增大,3）電動機,小型永磁電動機 T3、T2正向轉(zhuǎn)動 T1、T4反向轉(zhuǎn)動,,,,思考： 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用？,5.3.2 四輪轉(zhuǎn)向 （4WS）,（1）概述 功能：確保車輛良好的操縱性和穩(wěn)定性，有效控制車輛的橫向運動特性 優(yōu)點： A、直線行駛穩(wěn)定性好 高速同相位 B、改善低速時操縱輕便性，

13、提高機動性 低速逆向位 C、轉(zhuǎn)向能力強、轉(zhuǎn)向響應(yīng)快,（2）電子/液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),A、轉(zhuǎn)角傳感型 后輪可按前輪偏轉(zhuǎn)方向作同相偏轉(zhuǎn)，也可以做反相偏轉(zhuǎn) B、車速傳感型 設(shè)定車速，車速高于設(shè)定值，四輪同相偏轉(zhuǎn)，低于設(shè)定值則反相偏轉(zhuǎn),1）車速感應(yīng)式電子控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),,,,控制特性： 35km/h,,2）車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角感應(yīng)式電子控制四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng),,,,5.5 ASR系統(tǒng),ASR防止驅(qū)動輪打滑，提高汽車操縱穩(wěn)定 性和動力性 汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)（ASR） 汽車牽引力控制系統(tǒng)（TCS） ABS系統(tǒng)的延伸,,,A B S ? 目的、措施、原理,ABS系統(tǒng),目的： 提

14、高汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動距離 措施： 控制滑移率S,ABS的基本原理 滑移率汽車實際車速與車輪滾動的圓周速度之間的差異,滑動率與附著系數(shù)的關(guān)系,,5.5.1 ASR的基本原理,,,,,,,V,,,驅(qū)動力,制動力,發(fā)動機輸出功率 驅(qū)動力 路面附著系數(shù),,,措施：控制滑移率S、加速度,,,V1非驅(qū)動輪 V2驅(qū)動輪,驅(qū)動防滑： 控制滑移率,1、靜止起步 正確操縱離合器和加速踏板 2、路面一側(cè)很滑、一側(cè)不滑 差速鎖 3、兩側(cè)很滑 驅(qū)動防滑系統(tǒng)+ 差速鎖,5.5.2 ASR的主要控制過程,,ASR的主要控制方式,1、發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩控制 對應(yīng)情況：附著系數(shù)較小路面，行使速度較高 A 、節(jié)氣們開路控制 副節(jié)氣門 （進氣量） B、 點火參數(shù)調(diào)節(jié) 減小點火提前角 C、 燃油供給調(diào)節(jié) 供油量,2、差速器鎖止控制 控制左右驅(qū)動車輪的輸入轉(zhuǎn)矩,3、驅(qū)動輪制動力矩控制,施加一制動力矩，控制滑移率,4、變速器控制,控制傳動比驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,5、離合器控制 改變離合器的結(jié)合程度驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,,比較5種控制方式的優(yōu)缺點？ 選擇最佳組合,5.5.3 驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,ABS/ASR電控單元 針對滑移情況S發(fā)出控制指令 ASR節(jié)氣門執(zhí)行器,底盤新技術(shù)：,1、懸架系統(tǒng)新技術(shù) 2、無級變速器 3、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)新技術(shù) 4、ABS系統(tǒng) 5、ASR系統(tǒng),,本章結(jié)束！,