汽车行驶与安全系统电子教案.doc

教 案 首 页编号 1 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 8 月28 日课题入门知识第一周 星期六5、6节 课时2编写日期8 月27日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、了解本课程的主要内容、特点、与其它专业课程的关系；2、了解传统悬架的基础知识本课重点因本期同时开设了汽车底盘，还没学到制动系，帮先介绍一下传统悬架的基础知识本课难点传统制动系工作原理教学课型在教室教学运用教具小车模型课内作业思考、讨论课外作业简答：制动系是怎么分类的？工作原理是什么？教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容新课引入 总结梳理第一学年学生开设的专业课程，使学生搞清已学的课程和将要学的课程新课教学关于本课程一、 本课程性质、内容 本课程包含ABS、电控悬架、安全气囊、巡航控制、电控转向五个内容，涉及到汽车发动机、底盘、车身电器等各部分，核心内容是电子控制系统。二、 本课程学习的主要方法多媒体教学，由于实训条件不足，以理论教学为主，以掌握各电控系统原理、主要功能、主要构造、技术应用发展趋势为主，以拆装、检测、维修为辅。传统制动系的基本知识一、作用：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；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 二、组成汽车制动系一般包括两套独立的制动装置。一套为行车制动装置，另一套为驻车制动装置。三、分类(1) 按制动系统的作用 可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。(2)按制动操纵能源 可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。(3)按制动能量的传输方式 制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。四、制动系统的一般工作原理制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。对照课件讲解五、车轮制动器1、鼓式制动器，摩擦副中的旋转元件为制动鼓2、盘式制动器，旋转元件是以端面工作的金属圆盘，制动块及其促动装置都装在横跨在制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。现代轿车一般是前盘后鼓，或四轮盘式。优点：一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。对于钳盘式制动器而言，因为制动盘外露，还有散热良好的优点。缺点：盘式制动器不足之处是效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。 课堂总结主要总结制动系统结构和工作原理教 案 首 页编号 2 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 8 月 29 日课题ABS的基础知识第一周 星期日1、2节 课时2编写日期8 月28日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、掌握制动性能的主要指标；2、理解附着系数和滑移率的概念和内涵；3、掌握ABS的优点。本课重点制动系统主要指标、ABS优点本课难点滑移率、附着系数教学课型在教室教学运用教具小车模型课内作业回答教师提问课外作业P26页简答2、3，填空、判断题教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习传统制动系统的结构和原理新课引入 骑自行车时，紧急情况下是“刹死”好还是“点刹”好？各有何现象？请学生讨论三分钟。新课教学第一章 汽车电子控制制动防抱死系统的结构与原理一、教学内容的引入我们都会骑自行车，那你们一定都刹过闸，在下雨天骑车杀闸是什么感觉？你在刹闸时如果多杀几下你的车不仅不会抱死而且还会很快停下来，今天我们就讲一个与刹闸有关的课。二、ABS的发展简介世界上第一台防抱死制动系统 ABS(Ant-ilock Brake System), 在 1950 年问世，首先被应用在航空领域的飞机上， 1968 年开始研究在汽车上应用。到 1993 年，美国在轿车上安装 ABS 已达 46% ，现今在世界各国生产的轿车中有近 75% 的轿车应用 ABS 。现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根 . 戴维斯、海斯 . 凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产 ABS ，它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展，将会有更多的厂家生产。三、 ABS 的功用：制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。四、制动性能评价指标1、（1）制动效能（2）制动方向稳定性2、制动时的受力分析 （1）地面制动力 （2）制动器制动力 （3）地面附着力3、滑移率汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率 (V t -V a )/V t 100式中：-滑移率；V t- 汽车的理论速度；V a -汽车的实际速度。据试验证实，当车轮滑移率15- 20时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在 15-20范围内。ABS 的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。4、-曲线描述不同路面条件下磨擦系数与滑移率的关系。五、ABS的优点课堂总结 将ABS的作用，受力原理结合起来总结教 案 首 页编号 3 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 8 月30 日课题ABS的基本组成、基本原理、控制方式和分类第一周 星期六5、6节 课时2编写日期8 月29日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、 掌握ABS系统的基本组成、分类2、 了解ABS系统的控制方式本课重点ABS系统的基本组成、分类本课难点ABS系统的控制方式教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答提问课外作业简述ABS的基本组成和基本原理教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习上节课制动系统的性能评价、附着系数、滑移率和ABS的优点新课引入 请同学们思考：为了达到理想的滑移率，有什么方法控制车轮不被抱死？新课教学讲授一、基本组成一般由车轮速度传感器、液压调节系统和电控单元等三大部分组成。二、基本工作原理 四个车轮速度传感器检测车轮速度的变化信号，并将车轮速度信号输送到电控单元，电控单元对车轮速度传感器输送来的车轮速度信号进行处理，并根据处理结果适时地向液压调节系统发出控制指令，液压调节系统是制动防抱死装置的执行机构，它根据电控单元发出的指令控制车轮制动器工作缸中的压力迅速变大或变小，防止车轮被抱死。 如果制动过程中车轮没有被抱死的迹象，制动防抱死装置不参与工作，此时制动主缸中的制动液直接通过液压调节系统进入各工作缸产生制动力，如果车轮将要抱死，ABS参与工作，保持滑移率S在15%20%的范围内，以保证汽车制动的稳定性和获得最佳的制动效果。三、分类 根据生产厂家可分为：波许、坦孚（Teves）、达科（Delco）、和本迪可斯（Benddix）等 根据液压调节系统分：整体式和分离式。整体式是将制动主缸与液压调节系统制成一体，分离式是将液压调节系统独立安装在制动主缸与工作缸之间。根据控制通道分：三通道控制式和四通道控制式。观看录像ABS的基本原理、组成和分类讲授四、ABS的控制方式（作为了解内容）1 双参数控制双参数控制的 ABS ，由车速传感器 ( 测速雷达 ) 、轮速传感器、控制装置 ( 电脑 ) 和执行机构组成。其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率 15 一 20 作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时，多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波，同时又接收反射回来的电磁波，测量汽车雷达发射与接收的差值，便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它是一个脉冲电机，所产生的频率与轮速成正比。执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力，以便保持理想的滑移率。这种 ABS 可保证滑移率的理想控制，防抱制动性能好，但由于增加了一个测速雷达，因此结构较复杂，成本也较高。2 单参数控制它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器 ( 电脑 ) 及电磁阀组成。课堂总结 采用提问的方式总结ABS工作原理、组成和分类。教 案 首 页编号 4 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 9 月 2 日课题ABS布置形式、电子控制单元、传感器第一周 星期四 5、6节 课时2编写日期9 月1日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握ABS的布置形式、电子控制单元、传感器的作用、工作原理和组成本课重点电控单元、传感器的组成、工作原理本课难点ABS的布置形式教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答提问课外作业P26页，判断题、选择题教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习上节课内容新课引入 从ABS工作原理和组成，引入本次课内容新课教学一、ABS电控单元是制动防抱死装置的控制中心。电控单元的功用是接收车轮速度传感器输送的车速信号，并对车速信号进行处理，根据情况向液压调节系统发出指令；电控单元还监测整个装置的工作情况，如有故障，电控单元会中止防抱死装置的工作，亮起指示灯，并自动将故障存储起来。二、传感器1、轮速传感器由传感器和齿圈钢环组成 （如图）1. 电缆 2 永磁体 3 外壳 4 ，传感线圈 5 ，极轴 6 齿圈作用：将车轮转速传给电控单元原理：对照图片讲解2、减速度传感器有光电式、水银式和差动变压器式等类型。分为纵向和横向减速度传感器，分别感受纵向和横向加速度。工作原理都与传感器部件在汽车运动产生的惯性有关。观看录像ABS的零部件讲授三、 ABS的布置形式1） 四传感器四通道（四轮独立）2） 四传感器四通道（前独后选）3） 四传感器三通道（前独后低选）4） 三传感器三通道（前独后低选）5） 四传感器二通道（前独）6） 四传感器二通道（前独后低选）7） 二传感器二通道8） 一传感器一通道课堂总结 对本次课进行提问，促使学生掌握本次课内容教 案 首 页编号 5 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 9 月 3 日课题ABS制动压力调节器第一周 星期五 1、2 节 课时2编写日期9 月1日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握制动压力调节器分类、结构、原理本课重点制动压力调节的过程本课难点储能器、储液器的区别教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答提问课外作业P26页简答题6、7题教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习电控单元和传感器新课引入 压力调节器是如何在很短时间内调节制动压力？新课教学一、制动压力调节器作用根据ECU指令，自动调节制动分泵（轮缸）的制动压力，以使汽车车轮的滑移率在20%左右，发挥最大制效果。二、分类1、按动力源分为液压式和气压式2、按结构分为整体式和分体式3、按调压方式分为流通式和环流式，一般多用流通式三、工作原理电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统，一个车轮圈有一个电磁阀；三通道制动系统，每个前轮拥有一个，两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔，分别与制动主缸与车轮制动分缸相连，并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。1) 升压 在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大，使进油阀开启，制动器压力增加。2) 压力保持 当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。3) 降压 当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。控制装置 ECU 的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别，再由输出级将指令信号输出到电磁阀，去执行制动压力调节任务。电子控制装置，由四大部分组成，输入级 A 、控制器 B 、输出级 C ，稳压与保护装置 D 。电子控制器以 4 一 10Hz 的频率驱动电磁阀，这是驾驶员无法做到的。这种单参数控制方式的 ABS ，由于结构简单、成本低，故目前使用较广。四、结构组成1、电磁阀（1）、有三位三通三位三通电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。 工作过程是： 电磁线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进液阀打开，回液阀关闭，进液口与出液口保持畅通增压。 电磁线圈通入较小电流（2A），产生电磁吸力小，吸动衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧，使进液阀关闭，放松副弹簧，回液阀并不打开-保压。 电磁阀线圈通入较大电流（5A），产生电磁吸力大，吸动衔铁上移量大，同时压缩主、副弹簧，使进液阀仍保持关闭，回液阀打开-减压。因为该电磁阀工作在三个状态（增压、保压、减压）称之为“三位”。 对外具有三个接口（进液口、出液口、回液口）称之为“三通”。 所以该电磁阀称之为“三位、三通”电磁阀，常写成3/3电磁阀。（2）二位二通电磁阀二位二通电磁阀又分为二位二通常开电磁阀和二位二通常闭电磁阀。 两个电磁阀均由阀门、衔铁、电磁线圈、回位弹簧等组成。 常态下，二位二通常开电磁阀阀门在弹簧张力作用下打开，用于控制制动总泵到制动分泵的制动液通路，又称为二位二通常开进液电磁阀。 二位二通常闭电磁阀阀门在弹簧张力作用下闭合。用于控制制动分泵到储液器的制动液回路，又称为二位二通常闭出液电磁阀。 两个电磁阀配套使用，共同完成ABS工作中对制动压力调节的任务。2、继电器 一个为灰色的主电源继电器，通过点火开关给ABS电脑供电；一个是棕色电动泵继电器，给电动泵接通电源，点火开关打开后，电流经过压力控制开关使继电器导通。3、故障指示灯 两个灯：一个为红色的常规制动警示灯；一个为琥珀色的ABS警示灯。点火开关打开，两灯同时闪亮，但ABS警示灯持续时间长。驻车制动时红灯也点亮。4、电动泵和蓄压器 储能器依椐储存制动液压力的不同，分为低压储能器和高压储能器。分别配置在不同型式的制动压力调节系统中。（1）低压储能器与电动泵 低压储能器一般称为储液器，用来接纳ABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液，同时还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。（2）高压储能器与电动增压泵 用于储存制动中或ABS工作时所需的高压制动液。 高压蓄压器多采用黑色气囊状球体。黑色气囊状球体被一个膜片分隔成两个互不相通的腔室。上腔为气室，充入氮气并具有一定的压力。下腔为液室，与电动增压泵液道相通，盛装由电动增压泵泵入的制动液。高压蓄压器下端，设有两个开关。观看录像ABS零部件课堂总结请学生回答ABS液压调节器的工作过程，总结本次课教学内容教 案 首 页编号 6 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 9 月 6 日课题实训课 观察ABS制动系统组成、结构第二周 星期一 3、4节 课时2编写日期9 月3日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求通过观察ABS制动系统组成、结构，进一步巩固前面所学知识本课重点制动调压器本课难点液压制动主缸、增压器教学课型多媒体讲授运用教具比亚迪F3汽车制动系统课内作业观察并回答提问课外作业写实训报告教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容实训教学一、实训组织分成两组，轮流实训二、实训教学1、学生观察：首先让学生自己观察十分钟，找到制动系统的各零部件，以及ABS系统的零部件。2、教师提问并讲解：要学生指出零部件的位置、作用、原理、类型等，对于学生的回答给予点评。提出如下问题：1、车辆制动时，起动机是否受到影响？为什么？2、制动踏板上的装置是什么？起什么作用？3、储液罐上的电路起到什么作用？4、轮缸上的螺塞起到什么作用？5、ABS减压时，制动液怎么流动？教 案 首 页编号 7 章节第一章 ABS的结构与工作原理授课日期 9 月 9 日课题ABS的维护第二周 星期四 5、6节 课时2编写日期9 月6日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握ABS系统使用、维护的方法和注意事项本课重点使用、维护方法本课难点为什么要使用有些方法，要向学生讲解清楚教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答教师提问课外作业简述ABS的维护方法教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容新课引入 ABS系统是电控系统，其使用与维护与传统制动系统是不同的。新课教学一、ABS使用1、装备ABS的车辆容易出现的特殊现象（1）发动机起动后，有时发动机舱内发出类似撞击的声音。（2）某些装有ABS的汽车在发动机起动时，踏下制动踏板会弹起，而在发动机熄火时，制动踏板会下沉。（3）制动时转动转向盘，会感到转向盘有轻微的振动。（4）制动时,有时会感到制动踏板有轻微下沉或轻微振动。（5）高速行驶急转弯时，或冰滑路面上行驶时，有时会出现制动警告灯亮起的现象。（6）在积雪路面上制动时,有时制动距离较长。（7）装有ABS的汽车在制动后期，车轮也会被抱死，在地面留下拖滑的印痕的现象，但与常规制动时的印痕有所不同。2、使用装备ABS的车辆注意事项（1）要保持足够的制动距离。（2）不要象开旧式液压刹车系统车辆那样在刹车时反复踩制动踏板。 （3）ABS的正常时，会产生液压工作噪声和制动踏板震颤。这属于正常现象。（4）不要忘记控制转向盘。（5）ABS的轮速传感器及齿圈均安装在各个车轮上，要经常保持传感器探头及齿圈的清洁。 （6）要对常规制动系统按时进行维护。 （7）定期更换制动液。（8）装有ABS系统的车辆应严格按规定保持标准胎压，同时要保持同轴轮胎气压的均衡。 （9）在行车中驾驶员应经常注意仪表板上的ABS警告灯情况。（10）要注意对蓄电池的电压进行检查，正常工作的蓄电池电压在1014.5V之间。 二、ABS维护1、传感器的维护（1）定期检查空气间隙大小；（2）齿圈维护；（3）传感头维护。2、ECU维护3、导线维护4、制动液的选用、更换、补充（1）选用；（2）更换；（3）补充。5、ABS放气 观看录像（约十分钟）ABS的使用与维护课堂总结通过提问，总结本次课内容教 案 首 页编号 8 章节第二章 博世ABS 2S制动防抱死系统授课日期 9 月 10 日课题ABS压力调节第二周 星期五 1、2节 课时2编写日期9 月7日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握博世ABS 2S制动防抱死系统控制方式、调压器结构原理、总体工作原理本课重点调压器结构原理本课难点调压器结构教学课型多媒体讲授运用教具课件课内作业回答教师提问课外作业P42页判断题、选择题教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习ABS的总体结构、原理新课引入 博世是目前世界上最大的、产品最丰富、最先进的汽车电子产品生产企业，其ABS应用较广泛。新课教学讲授一、博世ABS 2S制动防抱死系统的布置形式2前轮独立控制、2后轮按低选控制的3通道制动防抱死系统。二、主要组成由轮速传感器、ECU、ABS调压器等组成，其中轮速传感器为电磁感应式，有四个，也可能有3个，装在两前轮和主减速器中。有些型号的ABS装有横向加速度传感器。三、制动调压器由3个三位三通电磁阀、1个电动回液泵和2个储液器组成。工作过程：（1）常规制动（升压过程），如图3-2所示，电磁线圈中无电流通过，电磁阀位于“升压”位置，此时制动主缸与轮缸直通，由制动主缸来控制制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主 缸的压力而增减，此时ABS系统不工作，回油泵也不需工作。（2）保持压力过程 当ECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流（约为最大电流的1/2）时，电磁阀位于“保持压力”的位置，如图3-3所示。此时轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸保持一定的制动压力。（3）减压过程 当ECU向电磁线圈通一个最大电流时，电磁阀位于“减压”的位置，此时电磁阀将轮缸与回油通道或储蓄器接通，轮缸中的制动液经电磁阀流入储蓄器，轮缸压力下降。如图3-4所示。基本工作原理：制动时，制动液由总泵经过制动力调节器传到分泵，这时轮速传感器感应轮速，并将信号反馈给ECU，ECU以每秒10次的速度计算出滑移率。若滑移率不是在10%-15%之间，则ECU控制制动力调节器，令其保持、降低或提高到传到分泵的油压，进而调整制动力，以防止车轮抱死。观看录像ABS的原理和工作过程教 案 首 页编号 9 章节第二章 博世ABS 2S制动防抱死系统授课日期 9 月 13 日课题ABS电路控制系统第三周 星期一 3、4节 课时2编写日期 9月8日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、能读懂博世ABS 2S制动防抱死系统控制电路图；本课重点通过识读控制电路图，进一步理解ABS的工作原理本课难点控制电路图中的元件符号教学课型教室讲授运用教具无课内作业回答教师提问课外作业P42页简答题1、2、3教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记因实训用的零部件还没有买回来，故下节课开始课授第二篇教学环节基本内容旧课复习 复习博世ABS的工作原理新课引入 制动调压器的工作是受什么控制？ECU是根据什么因素控制制动调压器的工作？控制工作离不开电，所以需要电路，需要看懂电路图。新课教学博世ABS 2S制动防抱死系统电路有多种形式，一般通过一个35端子插接件与外围电路相连。调压器是通过一个12端子的插接件与ECU相连。一、博世ABS 2S控制电路之一（对照书上图1-2-5讲解）先让学生自己看五分钟，再点名提问，认识图中哪些符号？讲解过程：1、点火开关接通，ECU进入自检状态关键：自检灯怎么亮的？2、自检正常，进入等待工作状态关键：自检灯如何灭的？调压器电磁阀如何等待工作？3、进入制及防抱死工作过程关键：电路如何让电磁阀进行增压、保压、减压等工作？如何让电动回油泵工作？二、博世ABS 2S控制电路之二（对照书上图1-2-6讲解）主要区别：1、没有横向加速器2、二极管设在ECU内部3、设计成当交流发电机正常工作时，ABS才进入等待工作状态。二、博世ABS 2S控制电路之三（对照书上图1-2-7讲解）与电路一和电路二相比，主要区别：1、具有自诊断功能2、用横向加速度传感器取代横向开关，进一步改善汽车操纵稳定性。课堂总结对电路关键问题进行提问，巩固所学知识教 案 首 页编号 10 章节第二篇 第一章 电控悬架结构和原理 授课日期 9 月16 日课题普通悬架基础第三周 星期四5、6节 课时2编写日期9 月9日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握悬架的功用、组成和分类本课重点悬架的功用、组成和分类本课难点对导向装置、横向稳定器的理解教学课型在教室讲授运用教具无课内作业回答教师的提问课外作业简述悬架的功能、组成和分类教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容新课引入 汽车悬架是属于底盘的一部分，同学们见过有些山地自行车是带减振和缓冲装置的，可以看成是悬架，汽车上更离不开悬架。学习电控悬架之前，应该对普通悬架有初步认识。新课教学一、悬架的概说1、悬架的功用：连接车桥和车架；传递二者之间的各种作用力和力矩；抑制并减小由于路面不平而引起的振动，保持车身和车轮之间正确的运动关系，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性(缓冲、减振、导向及稳定)2、悬架的结构组成悬架一般由弹性元件、导向装置和减振器等组成1）弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲并抑制不平路面所引起的冲击2）减振器用以加快振动的衰减，使车身和车轮的振动得以控制3）导向装置是用来传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮有正确的运动关系4）横向稳定器 是一种辅助弹性元 件，以防止车身在 不平路面上行驶或转向时发生过大的 横向倾斜。现代轿车的悬架很软，在其高速行驶转弯时，车身会产生较大的侧向倾斜和侧向角振动。为了提高悬架的倾斜角刚度，减小侧倾，常在悬架中架设稳定器。3、汽车性能对悬架的要求 由于人体所习惯的垂直振动频率约为11.6Hz, 所以 车身振动的固有频率应接近或处于人体所适应的范围。 为了使空载和满载时的固有频率一致或变化很小,需要把悬架刚度做成可变或可调的.目前的电控悬架就能满足此种目的。4、悬架的分类悬架按导向装置的型式(汽车两侧车轮运动的相互关系)可分为两大类：非独立悬架和独立悬架1）非独立悬架车轮安装在一根整体式车桥两端，车桥通过弹性元件与车架相连。当一侧车轮跳动时，要影响另一侧车轮，也叫相关悬架非独立悬架的特点：结构简单，成本低，车轮上下跳动时定位参数变化小，在货车和一些大客车上普遍采用，部分轿车后悬架也有采用非独立悬架的分类：钢板弹簧非独立悬架；螺旋弹簧非独立悬架；空气弹簧非独立悬架。2)独立悬架独立悬架是每一侧车轮单独通过悬架与车桥相连，每个车轮能独立上下运动而无相互影响。车桥是断开式独立悬架车轮接地性好，行驶平顺性和操纵稳定性都优于非独立悬架，前轮定位角可以调节，在轿车上得到广泛应用课堂总结对学生提问进行总结教 案 首 页编号 11 章节第二篇 第一章 电控悬架结构和原理授课日期 9月17 日课题弹性元件第三周 星期五 1、2节 课时2编写日期9 月10日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求掌握弹性元件的分类、结构、特点及应用本课重点弹性元件的结构、特点及应用本课难点弹性元件的结构教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答老师提问课外作业复习教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习悬架的基本知识和减振器的知识新课引入 弹性元件是悬架的重要组成部分,实现缓冲的主要作用.新课教学1、钢板弹簧钢板弹簧是汽车悬架中应用量广泛的一种弹性元件。它由若干片长度不等、曲率半径不同、厚度相等或不等的弹簧钢片叠合在一起组成一根近似等强度的弹性梁。钢板弹簧的结构1） 钢板弹簧的中部一般由u形螺栓与车桥刚性固定，其两端用钢板弹簧销铰接在车架的支架上。2）为加强第一片卷耳，常将第二片末端也弯成卷耳，把第一片卷耳包住。弹簧受压变形时为防止它们之间产生相对滑动，在第一片与第二片卷耳之间留有较大的空隙。3） 在车架加载弹簧变形时，钢板弹簧各片之间产生相对滑动进而产生摩擦，此时钢板弹簧本身具有一定的减振作用。如果钢板弹簧各片之间产生干摩擦时，轮胎所受到的冲击要直接传给车架，并直接使钢板弹簧各片磨损，故安装钢板弹簧时，应在各片之间涂上适量的石墨润滑剂。 2、螺旋弹簧螺旋弹簧广泛地应用于前独立悬架。螺旋弹簧与钢板弹簧相比滑，不忌泥污，所占纵向空间不大，弹簧质量小等优点。螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。螺旋弹簧常用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距的，前者刚度不变，后者刚度是可变的。3、扭杆弹簧扭杆弹簧是一根具有扭转弹性的直线金属杆件。其断面一般为圆形少数为矩形或管形。它的两端可以做成花键、方形、六角形或带干面的圆柱形等，以便将一端固定在车架上，另一端通过摆臂 固定在车轮上。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线而摆动使扭杆产生扭转弹性变形，借以保证车轮与车架的弹性联系。有的扭杆由一些矩形断面的薄扭片组合而成，更为柔软。扭杆弹簧的特点1） 扭杆是用铬钒合金弹簧钢制成，表面 通常涂以沥青和防锈油漆或者包裹一层玻璃纤维布，以防碰撞，刮伤和腐蚀。2)扭杆具有预扭应力，安装时左右扭杆预加扭转的方向都与扭杆安装在车上后承受工作载荷时扭转的方向相同，不能互换，为此，在左右扭杆上刻有不同标记。3)扭杆本身的扭转刚度虽然是常数，但采用扭杆的悬架刚度却是可变的。4)扭杆弹簧与钢板弹簧相比较，具有质量小，不需润滑的优点4、气体弹簧原理：气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧的刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故它具有较理想的弹性特性。类型：气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。结构特点：空气弹簧和油气弹簧都同螺旋弹簧一样，只能承受轴向载荷，因此气体弹簧悬架中必须设置纵向和横向推力杆等导向机构，同时还必须设有减振器。气体弹簧可以通过专门的高度控制阀自动调节气室中的原始充气压力面的高度（1）空气弹簧空气弹簧是利用压缩空气作弹簧的。根据压缩空气所用容器的不同，又有囊式和膜式两种型式。（2）油气弹簧原理： 油气弹簧 在密闭的容器中充入压缩气体和油液，利用气体的可压缩性实现弹簧作用的装置称油气弹簧。油气弹簧以惰性气体(氮气)作为弹性介质，用油液作为传力介质，一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸所组成的。特点：由于氮气贮存在密闭的球形气室内，其压力随外载荷的大小而变化，故油气弹簧具有变刚度的特性，同时又起液力减振器的作用。类型：根据结构的不同，油气弹簧分为单气室、双气室以及两级压力式 。单气室油气弹簧又分为油气分隔式和油气不分隔式两种。5、橡胶弹簧橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的。它可以承受压缩载荷与扭转载荷。橡胶弹簧的优点是：单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好，多用在悬架的副簧和缓冲块。课堂总结对学生提问，总结各种弹性元件的结构、特点等。教 案 首 页编号 12 章节第二篇 第一章 电控悬架结构和原理授课日期 9月 23 日课题非独立悬架第四周 星期四 5、6节 课时2编写日期 9月14日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、掌握非独立悬架的类型、特点2、了解各种非独立悬架的结构、运动关系本课重点非独立悬架的类型、特点本课难点非独立悬架的结构、运动关系教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答教师提问课外作业简述各种非独立悬架的类型及其特点和应用教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习上两节课关于悬架的基本知识、组成元件等新课引入 我们学了弹性元件和减振器，如何将这些组合成汽车悬架呢？新课教学一、非独立悬架非独立悬架与整体式车桥配用一般载货汽车均采用钢板弹簧作为弹性元件的非独立悬架，因钢板弹簧既有缓冲、减振的功能，又起传力和导向的作用，使得悬架结构大为简化。而采用螺旋弹簧或气体弹簧则需要有较复杂的导向机构。1、纵置板簧式非独立悬架（1）结构分析在板簧式非独立悬架中，钢板弹簧一般是纵向安置，它与车桥的连接绝大多数是用两个u形螺栓，将钢板弹簧的中部刚性地固定在车桥上部。钢板弹簧两端通过钢板弹簧销与车架支座活动铰接，以起传力和导向作用。由于载货汽车后悬架载质量变化较大，为了保持悬架的频率不变或变化不大，广泛地在后悬架中采用后副钢板弹簧总成。副钢板弹簧总成一般装在主钢板弹簧总成上方，当后悬架负荷较小时，仅由主钢板弹簧起作用。在负荷增加到一定程度时，副钢板弹簧总成与车架上的支架接触，开始起作用。此时，主、副钢板弹簧一起工作，一起承受载荷而使悬架刚度增大，保证车身振动频率不致因载荷增加而变化过大。（2）钢板弹簧与车架连接结构型式钢板弹簧变形时，为保证车架两端与钢板弹簧连接的卷耳间的距离有伸缩的余地弹簧后端与车架的连接通常采用了以下几种结构型式：1)吊耳支架式，解放CAl091型载货汽车前悬架采用；2)滑板支承式，东风EQl090E型载货汽车前悬架采用；3)橡胶块支承式，一汽早期生产的25t越野汽车前悬架采用2、螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧本身没有减振作用，并且只能承受垂直载荷，所以螺旋弹簧悬架中必须另装减振器和导向机构螺旋弹簧非独立悬架一般只用作轿车的后悬架。下图所示为一汽奥迪100型汽车后悬架一汽奥迪100型汽车后悬架的构造减振器下端是吊耳和后桥相连。减振器的外面装有防尘罩， 螺旋弹簧就固定在弹簧上、下座。 减振器的活塞杆由弹簧上座和弹簧上座橡胶支承中间的通孔穿出，活塞杆上部固定在弹簧上座上。弹簧上座法兰 固定在和车身相连的连接件上。后悬架中，导向元件的横向推力杆，下连后桥，上连车身，用来传通车桥和车身之间的横向作用力及其力矩。加强杆也是下连车桥，上连车身，此杆的作用是加强横向椎力杆的安装强度，并可减轻车重和使车身受力均匀。3、空气弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架可以满足调节车身高度的要求。空气弹簧只承受垂直载荷，纵向力和横向力由悬架中的纵向和横向的推力杆来传递。为了减振，还需要加设减振器。1)结构囊式空气弹簧的上下端分别固定在车架和车桥上。从压气机产生的压缩空气 进入贮气筒。 储气罐 通过管路与两个空气弹簧相通。储气罐和空气弹簧中的空气压力由车身高度控制阀控制。2）特点空气弹簧和螺旋弹簧一样只能传递垂直力；其纵向力和横向力及其力矩也是由纵向推力杆和横向推力杆来传递。采用空气弹簧悬架时，可以通过车身高度控制阀来改变空气弹簧内的空气压力，从而自动调节车身高度，以保证车身高度不因载荷变化而变化。4、油气弹簧非独立悬架油气弹簧固定在前桥上的支架 和纵梁上的支架上。上、下两纵向椎力杆构成平行四边形，既可传递纵向力和力矩，又可保证车轮上下跳动时主销后倾角不变，有利于汽车操纵的稳定性。横向推力杆装在左侧纵梁与前桥右侧的支架上传递侧向力。在两纵梁下面装有缓冲块，以避免在很大的冲击载荷下前桥直接碰撞车架。采用油气弹簧的非独立悬架具有变刚度特性，特别适用在 大型自卸汽车上。播放录像：汽车独立悬架（约十分钟）课堂总结提问，请学生上台对照多媒体图片，讲解各种悬架的名称、组成、特点及运动关系。教 案 首 页编号 13 章节第二篇 第一章 电控悬架结构和原理授课日期 9 月 24 日课题独立悬架（一）第四周 星期五 1、2节 课时2编写日期9 月17日授 课班 级汽运十八班教学目的与要求1、掌握独立悬架的类型、特点2、了解各种独立悬架的结构、运动关系本课重点独立悬架的类型、特点本课难点各种独立悬架的结构、运动关系教学课型多媒体讲授运用教具无课内作业回答老师提问课外作业复习教研组长（主任）审阅签名 年 月 日教师后记教学环节基本内容旧课复习 复习上节课非独立悬架概念、特点新课引入 非独立悬架的汽车，一边的车轮跳动对另一边有较大的影响，如何解决？请学生思考。新课教学二、独立悬架独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接。与非独立悬架相反，独立悬架很少用钢板弹簧