北理工 硕士 车辆传动与操纵考试.pdf

1 传动的基本任务是什么？车辆传动的基本形式及其特点？ 基本任务： 保持动力系统所提供的动力场车辆行驶的特性场获得最佳匹配。传动系统将发动 机的转矩变成车辆的动力，并根据道路和负载变化进行速比调节，此外需要传动装置实现前 进、倒退的转换、挂空挡、制动、差速以及不同车速的需求等。 基本形式及其特点： 液力传动（液力偶合器a减速 b 调速 c 助力液力变矩器A 能实现无级变速，具有良好的 自适应性B 工作轮之间无刚性摩擦，降低动载荷，提高了使用寿命C 具有良好的低速稳定 性 D 提高了车辆行驶的舒适性E 适用于高速传动，传动效率低F 结构复杂，成本高） 液压传动（ A 恒功率特性，稳定可控连续无级变速B 变速简便，易实现自动化和远程操纵 C 软连接总体布置灵活方便，传动系统简单D 功率密度高E 传动效率低F 可用液压传动实 现制动 G 成本高噪音大） 机械齿轮传动（固定轴齿轮变速机构a 结构简单，易于生产，工作可靠，工艺性好，成本 低行星变速机构a二自由度速度的合成与分解b 多点啮合传递动力c 传动时径向力平衡 d 结构紧凑，设计生产复杂成本高） 钢带摩擦传动A 能实现无级变速，没有换挡冲击，车速变化平稳B 重量轻、体积小、零件 少 C 功率损耗大， 传动效率低D 无法传递较大的载荷，一般用于小排量、低功率的汽车上） 电传动（ A 恒功率特性B 可以无级变速起步平稳C 电机可以转换为发动机用于制动D 动力 与驱动装置软连接便于总体布置和安装E 价格高，控制复杂） 2 现代机械传动技术的发展趋势？ 发展趋势： A 机械传动的信息化与智能化B 动力传动系统的节能与环保C 新材料在机械传 动中的应用如纳米材料和智能材料C 微型机械传动D 极端环境中的机械传动如宇宙空间和 海洋 E 机械传动装置的高性能、低成本，小型轻量化 3 车辆液力传动有哪些优点？液力变矩器的工作原理？ 优点： A 使车辆具有良好的自适应性B 提高车辆的使用寿命（靠液体传动，能减震降低动 载荷） C 具有良好的低速稳定性和起步性能D 具有良好的爬坡性能E 提高舒适性，起步平 稳，换挡冲击小缺点： F 传动效率比机械传动低得多，结构复杂成本高 液力变矩器的工作原理：液力变矩器由带叶片的泵轮、涡轮和导轮组成，形成一个封闭的循 环系统。 当驱动泵轮旋转时，泵轮将机械能转化为液体的动能，即泵轮内的工作液体由于受 到泵轮叶片的推动作用，获得能量并且产生离心作用，使得工作液体向外缘流动，增加里工 作液体的圆周速度和压力；而在涡轮入口处，工作液体进入涡轮，流动液体的速度降低，冲 击涡轮叶片作向心运动，同时推动涡轮旋转。由此通过泵轮将机械能转化为液体的动能，由 涡轮将液体的动能转化为机械能。导轮起改变液体流动方向、变矩的作用。 4 液力变矩器的透穿性？说明不透、负透和正透三种透穿性能。 定义： 透穿性是指涡轮转速和转矩变化时，泵轮转速和转矩相应变化的能力。 不透：涡轮转矩转速变化时，泵轮不变实际不存在； 正透：涡轮转矩增大转速降低时泵轮随之变化； 负透：涡轮转矩减小转速增大时泵轮反之。车辆使用出发正透特性符合实际需要 5 液力变矩器原始特性？相似原理？液力变矩器与发动机共同工作匹配原则？ 答：液力变矩器的原始特性是反映泵轮转矩系数、效率和変矩系数随传动比的变化规律曲线 相似原理： a 边界条件相似（几何相似）b 起始条件和流动图形相似c 动力相似 匹配原则： 希望共同工作时所利用的发动机特性曲线区间应满足车辆工作的需要，同时还要 满足 A 在液力变矩器整个工作范围内，应充分利用发动机的最大功率 B 使车辆启动和爬坡时获得最佳输出转矩，i=0 所对应的负荷抛物线通过发动机最大转矩点 C 希望共同工作范围能够在发动机比油耗最低的工况附近 6 变矩器的自适应性？变矩器的変矩性能？ 答：自适应性： 在外界负荷增大时液力变矩器能使车辆自动增大牵引力，同时使车速降得很 低，以克服负载的增加，反之减小牵引力使得车速增加 変矩性能：用変矩特性K=f （i）表示，指变矩器在一定传动比范围内，按照一定规律改变 涡轮转矩的能力。评价标准如下 A i=0 时， K0值的大小（启动変矩比） B K=1 时， i 的大小（偶合工况比iM） K0 ，iM值大则変矩性能越好，但是两者不可能同时大，一般控制其中一个比较另一个大小 7 行星传动的特点是什么？单排行星机构的配齿条件？ 特点： A：能够实现二自由度速度的合成与分解 B 多点啮合传递动力，属于机构内部多流传动，因此传递大功率时机构体积相对小重量轻 C 传动时径向力平衡D 结构紧凑，复杂，制造精度要求高，成本也高 配齿条件： A 同心条件（太阳轮和行星轮中心距离Asp和齿轮和行星轮中心距离Arp相等） B：装配条件（太阳轮齿数加上齿圈的齿数能够被行星轮数整除(Zs+Zr/)q=N ） C：相邻条件（为了保证行星轮之间有一定的间隙，行星轮均匀布置，两个相邻行星轮顶圆 半径之和应小于其中心距离2RepP2 泵马达正向传递功率并与偶合器传递的功率在零轴上汇合，零轴转速由转向 泵马达控制，即加力的功率应小于转向总功率。 Ph=P2，泵马达传递功率为 0，失控状态； PhP2，有循环功率，泵马达相互转化，依旧可控。 16 影响换挡平顺性的主要因素？简要说明换挡品质的控制方法？ 影响因素： A 换挡机构动作的时序匹配（若分离元件尚未分离，下一档需结合的元件已经结合，会出 现挂双档若分离元件已经分离而下一档还未结合，出现挂空挡） B 惯性冲量所引起的冲击 C 摩擦转矩变化所产生的换挡冲击 控制方法： 在影响换挡品质的因素中只有油压可以加以控制，故换挡品质控制方法常通过对 离合器油压的控制来改善换挡品质 离合器油压缓冲控制方法：a节流孔b 双边节流阀c 电液比例压力控制d 脉冲调制 压力控制 17 何谓换挡规律？分别说明单参数和双参数换挡规律的工作原理 定义： 自动换挡点随控制参数的变化规律成为换挡规律 单参数换挡规律：通过一个控制参数进行换挡控制，当控制参数达到预定值时，ECU 自动 发出换挡控制指令，结合上合适的档位。控制参数可选油门开度、发动机转速或车速等。系 统结构最简单， 但动力性和经济性难以兼顾，为了保证动力性，升档点多选在发动机最高转 速点 双参数换挡规律：当两个控制参数（有一定的比例关系）达到一定值时自动发出换挡指令， 结合上合适的档位。控制参数最常用的的是车速和发动机油门。实际操作时， 驾驶员可以通 过控制油门干预换挡，如快速松开油门可以提前进入高档，猛踩油门可以强制进入抵挡。控 制复杂，可以获得最优的动力性或经济性，也可以两者兼顾。 18 换挡规律中采取换挡延迟的作用 定义： 双参数换挡规律中，自动变速的降档点比升档点晚，称为换挡延迟 主要作用： A 保证换挡控制的相对稳定性。当自动进入新档位后不会因为油门踏板振动或车速稍有升 降而重新换回原有档位； B 有利于减少循环换挡，避免对汽车行驶性能的有害影响； C 驾驶员可以干预换挡，可以通过控制油门踏板改变换挡点，提前升降档； D 通过改变换挡延迟可以改变换挡点，以适应经济性和动力性等方面的需要。 19 说明换挡离合器充油的各个阶段，说明离合器操纵油压对换挡品质的影响 充油阶段： A 充油开始 （快速充油消除油道和离合器油缸内空腔，充油压力低， 离合器由于分离弹簧的 作用不产生摩擦力矩） B 初始升压阶段 （离合器油缸空腔充满油，油压陡升， 直至能够克服回位弹簧的预压力使离 合器油缸活塞移动） C 自由行程（从活塞开始移动至消除摩擦片之间的间隙为止，摩擦片刚刚开始产生摩擦力矩） D 升压结合阶段（摩擦片间隙已经消除而且活塞不再移动，主被动边摩擦片产生滑磨。随 着充油压力的升高，产生的摩擦力矩也相应增加直至主被动边达到同步。此时只有充油压力 的变化，而无充油油量变化，如果不进行控制，升压过程将极其急促，从而产生较大的转矩 冲击， 换挡品质变差，但如果这段时间过长，又会因为滑磨导致发热严重，动力损失增加也 会影响换挡品质，一般为0.51.5s） E 充油结束（该阶段，离合器已经完成结合，急剧升压也不会影响换挡品质，因此需使得油 压快速升高到系统油压，并形成离合器摩擦转矩储备） 影响 ：在升挡或降挡的瞬间，ECU 通过油压电磁阀适当降低主油路压力，以减少换挡冲击， 达到改善换挡品质的目的。另外一种方法是控制离合器或制动器油缸内油压的增长速度以减 少换挡冲击的目的。其原理是以换挡过程中变速箱输出轴的转速为控制目标，控制换挡过程 中离合器（或制动器）结合的压力，达到控制变速箱输出转矩波动的目的，从而提高换挡品 质。 20 换挡离合器油缸内离心油压对其工作的影响，消除离合器离心油压的主要方 法及特点 影响： 离心油压的存在会阻碍离合器的正常分离，或者造成离合器分离不彻底。 方法： A 增大分离弹簧的压力（弹簧的压力增大后，欲保证离合器的压紧力，就要提高电液操纵系 统的供油压力，对系统密封带来不利影响） B 在液压缸或者活塞上开泄油小孔（由于泄油小孔是常开孔，故结合过程中需要补充大量 油液。一般为1.5mm，过小，泄油不畅；过大，泄油过量，难以快速建立一定的油压） C 设置自动排油阀（当操纵油压进入离合器使之结合时，自动排油阀的钢珠在压力油的作 用下关闭阀孔， 保证离合器结合； 当泄油使离合器分离时，球阀在离心力的作用下自动打开， 同时离合器油缸内的油液在离心力的作用下自动从阀孔排出。要使自动排油阀正常工作，球 阀需要精心设计） 21 换挡控制液压油路串联和并联的特点 A 并联控制 （分别由一个换挡电磁阀控制一个档位的换挡阀，所控离合器的结合与分离不受 其他档位的影响。并联控制逻辑通用较强，增加或者减少档位控制都比较方便，但要ECU 来防止挂双档和保证顺续换挡） B 串联控制（和并联控制相比，串联控制在同一时刻只能结合上一个离合器，所以从油路 逻辑上防止挂双档， 但是这种增加或者减少档位时都需要重新设计换挡阀，因而通用性较差。 同时也需要ECU 来保证顺续换挡） 22 液力变矩器的解锁与闭锁控制？变矩器在换挡过程中的作用 闭锁变矩器是在泵轮与涡轮之间多加一个摩擦离合器，此离合器的解锁、闭锁构成液力和机 械两种工况。一般在起动、爬坡及换挡时，离合器解锁，以充分发挥液力变矩器的增大扭矩 和柔性传动作用。 A 在汽车高档行驶或者液力变矩器进入偶合器工况时，为了提高传动效率，需要进行液力变 矩器的闭锁控制， 通过对安装在液力变矩器泵轮和导轮之间的闭锁离合器进行控制，系统自 动地将涡轮和泵轮锁止成一体，液力变矩器变成刚性的机械传动，实现液力传动工况到机械 传动工况的转换 B 在换挡期间， 为了减少换挡对传动系统的冲击，需要进行解锁控制，将涡轮与泵轮重新分 开。一般在换挡指令之前解锁，在换挡完成之后一段时间再进行闭锁 作用： A 可以使新结合离合器或者制动器的主被动边容易同步，减少摩擦元件的滑磨时间以及由于 滑磨带来的温升 B 可以减少传动系统的转矩扰动，从而减缓动载荷冲击，同时也可以提高传动系统的使用 寿命和舒适性，改善换挡品质 23 何谓自动变速？自动变速技术的优点 定义： 一般利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变 速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。 A 简化操作、降低驾驶疲劳系数；B 采用电子控制，可充分发挥动力传动系统性能； C 换挡过程平稳，减少了动力传动系统冲击；D 启动平稳，爬坡能力强。 24 何谓无级变速？无极变速的优点。 定义： 无级变速技术采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以在一 定范围内实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。 A 最大燃油经济性和最低污染排放，发动机工作在较高效率区，较有级式相比，无动力中 断，传动比变化平滑，动力传动系统冲击小，乘坐舒适性高； B 操纵方便性和乘坐舒适性均可以与电子控制的有极式自动变速箱相比； C 无级变速系统可控制发动机的转速在较小范围内变化，而使车速在较宽范围内变化； D 能最好的协调汽车外界行驶条件与发动机负荷，充分发挥发动机功率潜力，提高整车燃料 经济性。 25EAT 的基本组成和原理 组成： 液力变矩器，行星齿轮变速机构，换挡执行机构， 液压自动操纵机构以及电子控制系 统 原理：电控液力自动变速器在液力自动变速器基础上增设电子控制系统形成的。它通过传感 器和开关监测汽车和发动机运行状态，接受驾驶员指令， 并将所获得信息转换成电信号输入 到电控单元。 电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使其打开或 关闭通往换挡离合器和制动器的油路，来控制换挡时刻和挡位变换，实现自动变速。 26AMT 的基本组成和变速控制原理 组成： 换挡控制器， ECU ，离合器控制器，选档与换挡控制机构，发动机油门控制机构，传 感器，油源系统。 原理： 驾员通过选档控制器和油门踏板向ECU 传达意图，传感器检测汽车运行状态，ECU 根据所设最佳换挡规律、离合器控制规律、发动机油门自适应调节规律，对油门开度，离合 器结合及换挡三者进行控制，实现动力系统最佳匹配。系统除具有自动换挡功能外，一般还 保留手动换挡功能。 27 钢带 CVT 的基本组成和变速控制原理。牵引式CVT 的基本工作原理。 钢带式 CVT 组成： 主动带轮，从动带轮，金属带，电磁离合器或者可闭锁的液力变矩器， 实现前进和倒车的正倒机构，主减速器等 钢带式 CVT 变速控制原理： 驾驶员的意图通过油门开度及换挡控制器输入到电子控制系统， 根据发动机转速和转矩，确定施加到主被动轮上的压力，并由发动机转速构成转速反馈闭环 控制， 根据转速偏差，决定升档或降档变速，并输出控制信号至电液比例控制阀，控制作用 在两个运转带轮上的伺服油缸的压力。 牵引式 CVT 组成： 主动盘，从动盘，主、从动轮内侧构成的环形槽内滑动的驱动滚轮以及 油压系统 牵引式 CVT 原理： 当发动机输出的转矩带动主动盘旋转时，主动盘通过一对驱动滚轮使从 动盘反转。通过控制驱动滚轮的倾斜度（侧滑量），使得滚轮与主从动轮的接触点改变，导 致主从动盘传动半径发生变化，从而可以连续的控制变速比。 28 DCT 的基本组成和变速工作原理？DCT 离合器的形式与工作特点 组成：两个带扭转减振器的离合器、按DCT 工作原理配置的变速器以及相应的控制系统 工作原理： DCT内含两台自动控制的离合器，通过电液控制操纵两台离合器。当变速器运 作时， 一组齿轮被啮合，而接近换挡时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离 状态； 当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，在整 个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。为配合以上 运作， DCT 的传动轴运动时被分为两部分，一为