汽车新技术实验指导书.doc

实验指导书实验一 电控动力转向系统控制过程演示一、实验目的1、熟悉动力转向系统的种类、结构及工作原理；2、了解动力转向系统控制过程；3、了解典型车型的电控动力转向系统。二、实验仪器、设备和材料电控悬架与助力转向实验台三、实验原理（一）汽车转向系统的类型1、机械式转向系统传2、传统液压动力转向系统（HPS）3、电控动力转向系统（1）电液助力转向系（EHPS)，是在液压助力转向系统基础上发展起来的，其特点是液压助力泵由电机驱动，取代了传统液压泵由发动机驱动的方式。（2）电动助力转向系（EPS ）是在机械转向系统基础上加入电机作为动力源，电动助力代替了液压助力。 （二）电控动力转向系统的构造及工作原理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。1、电液助力转向系（EHPS)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，提高操纵稳定性。根据控制方式的不同，电控液压动力转向系统又可分为流量控制式和反力控制式。2、电动助力转向系（EPS ）通常由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机和电磁离合器等组成。电动式EPS是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等，由电子控制单元完成助力控制。实验台模拟动力转向系统为电液助力转向系（EHPS)，流量控制式。该系统主要由车速传感器、电磁阀、整体式动力转向控制阀、动力转向油泵和电子控制单元等组成。电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间，当电磁阀的阀针完全开启时，两油道就被电磁阀旁路。（1）当车辆低速行驶转向时，ECU接收的是低速传感信号，则向电磁阀提供较大的电流，阀针开路增大，观察压力表可知数值增大，助力作用增强，此时的转向操纵力很小，转向轻巧灵活。（2）当车辆在中、高速行驶转向时，因为电磁阀从 ECU只得到随车速增高而逐渐减小的 电流 ，阀芯位移很小，流量旁通作用很小，观察压力表可知数值减小，助力作用减弱，需要较大的转向操纵力。流量控制式动力转向系统就是根据车速传感器的信号，控制电磁阀阀针的开启程度，从而控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量，来改变转向盘上的转向力。四、实验步骤（一）介绍电控动力转向系统的构造及工作原理1、 汽车转向系统的类型及其发展2、电控动力转向系统的优点3、各类动力转向系统的构造特征及工作原理4、分析实验台模拟的动力转向系统类型，得出结论（二）实验操作1、接通电源，开机2、转动方向盘3、启动助力转向，再转动方向盘4、比较转向力大小，得出结论，分析原因5、提高车速，再降低车速，观察压力表数值变化，得出结论，并作理论分析6、所有设备归位，并清理实验室。五、实验结果及思考1、将实验结果记录于实验报告之中。2、分析动力转向系统的电子控制过程实验二 电控悬架控制过程演示一、实验目的1、了解汽车电控悬架的作用与组成2、掌握电控悬架系统的工作原理3、了解一些典型车型的电控悬架系统二、实验仪器、设备和材料电控悬架与助力转向实验台三、实验原理电控空气式主动悬架是一种利用微型计算机控制的车辆高度和减振器阻尼力自动调节装置,采用独立的空气弹簧。1、电控悬架的组成电控悬架主要由高度控制压缩机、高度控制阀、高度控制传感器、高度控制开关、悬架ECU、转向传感器、主节气门位置传感器、制动灯开关和悬架控制执行器等组成前后悬架控制执行器根据ECU的指令,改变空气弹簧内的压力,使悬架刚度和阻尼力根据车辆行驶状况在“软”、“标准”和“硬”三种状态下变化。2、悬架刚度和阻尼力控制防侧倾控制:当汽车受到侧向力(如离心力等)作用时,使悬架刚度和阻尼力变成“硬”状态。以改善操纵性能。防点头控制:当汽车由于制动或其他原因出现点头现象时,使悬架刚度和阻尼力变成“硬”状态。使车身姿态变化减至最小。防俯仰控制:当汽车起步或由于其他原因出现俯仰现象时,使悬架刚度和阻尼力变成“硬”状态。抑制汽车加速时后部下坐。高车速控制:当汽车高速行驶时,使悬架刚度变成“硬”状态、阻尼力变成“标准”状态。改善汽车高速行驶时的稳定性和操作性。不平道路控制:使悬架刚度和阻尼力根据不平整程度变成“标准”或“硬”状态,以抑制汽车颠动、跳动,改善汽车行驶时的乘坐舒适性。3、汽车高度控制自动高度控制:不论乘客和行李重量如何变化,操纵高度控制开关能使汽车的高度保持在一个恒定的目标高度值:“标准”或“高”的状态。高车速控制:当高度控制开关在“高”位置而汽车高速行驶时,悬架ECU能自动将车身高度降低到“标准”状态。由于重心降低,改善了高速行驶时的空气动力学作用和稳定性。四、实验步骤（一）介绍电控悬架的组成及工作原理1、汽车悬架系统的类型及其发展2、电控主动悬架系统的优点3、电控空气悬架系统的主要组成及工作原理（二）实验内容1、接通电源，开机2、逐一操纵“自动空气悬挂系统模拟信号”板按钮，观察ECU控制过程。3、简要说明下列各按钮实现的控制功能（1）LRC开关（2）高度控制开关（3）高度控制ON/OFF开关4、增加或减轻车身负荷，观察车身高度如何变化。5、所有设备归位，并清理实验室。五、实验结果及思考1、将实验结果记录于实验报告之中。2、主动式空气悬挂系统的刚度和阻尼如何调节？3、简述主动式空气悬挂系统车身高度控制过程。实验三 自动变速器控制过程演示一、实验目的1、了解汽车自动变速器的作用与基本组成2、掌握自动变速器的工作原理二、实验仪器、设备和材料凌志LS400自动变速器实验台三、实验原理汽车变速器的任务是传递动力，并在动力的传递过程中改变传动比，以调节或变换发动机的特性，同时通过变速来适应不同的驾驶要求。按照变速控制的方式和变速器的形式，目前自动变速的类型主要有：液力自动变速(AT)、手动换档变速器自动变速(AMT)、无级变速(CVT)。电控液力自动变速器的传动部分主要由液力变矩器和多组行星齿轮组成，它仍然分多档或几速，实际上是能实现局部无级变速的有级变速器，目前它是用得最多的自动变速器。液力自动变速器的电力控制系统使得自动切换速度柔和、平稳，所以乘坐与驾驶都感觉很舒适。但结构复杂、质量大、制造工艺复杂。1、液力变矩器液力变矩器是一种液力传动装置，以液体为工作介质来进行能量转换。其能量输入部件称为泵轮，和发动机的输出轴相连；能量输出部件为涡轮。液力变矩器与液力偶合器在结构上的最大区别就是液力变矩器比液力偶合器多加装了一个固定的流体导向装置导轮。由泵轮、涡轮和导轮等三个基本组件组成。（1）变矩原理涡轮转速为零或较低（相当于起步或重载低速时），涡轮出口的绝对速度（即导轮的进口速度）和导轮的出口速度相反，涡轮轴上的输出力矩大于泵轮轴上的力矩。当涡轮转速逐渐升高，即涡轮的牵连速度逐渐增加时，涡轮出口绝对速度逐渐减小，方向逐渐改变；当涡轮的转速增加到一定程度以后（导轮进出口绝对速度的方向相同），流体作用于涡轮的力矩（涡轮的输出力矩）小于泵轮作用于流体的作用力矩（泵轮的输入力矩）（2）单向离合器的作用当涡轮的转速不高，导轮力矩大于0时，由于涡轮出口流体力图使导轮反转（指和泵轮转向相反），此时单向离合器反向锁止，导轮被固定不动。最终使涡轮的输出力矩大于泵轮力矩。当涡轮转速再升高，涡轮出口流体开始冲击导轮叶片背部，导轮力矩小于0时，导轮旋转，导轮出口流体的绝对速度改变，使导轮输出力矩保持在等于0状态（即偶合状态）。（3）锁止离合器的作用当涡轮转速达到一定值以后，它就只能工作在耦合器的工作状态，成为一个耦合器。当汽车处于高速轻载时，其效率必然很低。当汽车高速轻载时，把变矩器的泵轮和涡轮直接锁止在一起形成机械传动，充分发挥机械传动效率高的特点，汽车在良好路面行驶时，通过锁止装置把泵轮和涡轮锁止在一起，使汽车高速行驶时的效率大为提高。2、行星齿轮变速器自动变速器一般用内啮合的行星齿轮机构。和普通手动变速器相比，在传递同样功率的条件下，内啮合行星齿轮机构可以大大减小变速机构的尺寸和重量；并可以实现同向、同轴减速传动。此外，由于采用内啮合传动，变速过程中动力不间断，加速性好，工作可靠。行星齿轮机构按照齿轮排数不同。可以分为单排和多排行星齿轮机构。多排行星齿轮机构一般由几个单排行星齿轮机构组成。在自动变速器中一般应用2-3个单排行星齿轮机构组成一个多排行星齿轮机构。通过对行星排基本独立组件采取不同的约束，就可以改变传动关系而得到不同的传动比，使自动变速器得到不同的档位。对行星排各基本独立组件进行约束的机构，就是换档执行机构。换档执行机构由离合器、制动器和单向离合器组成。档位的含义：停车档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，但发动机运转时车辆不行驶，且车辆无法移动。：倒车档位，发动机运转时，手柄置于此位置，车辆将向后行驶。：空档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，发动机运转时车辆得不到驱动力，但车辆可以移动。：前进档位，当发动机运转，手柄置于该位置时， AT将根据车辆行驶的状况自动地在1.2.3和O/D档之间变化。 S：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时， AT将自动地在1和2档之间变换。 L：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时， AT将只能以1档行驶。3、电控系统工作原理把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑，作为换档控制的基本信号，经过电脑的分析、计算、判断，向电磁阀发出指令，驱动电磁阀工作，实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。四、实验步骤（一）介绍自动变速器的组成及工作原理1、自动变速器的类型及其发展2、AT的优缺点3、AT的主要组成及工作原理（二）实验内容1、变速杆拨至P挡位置。2、打开点火开关。3、故障灯自检3秒后结束。4、起动电机运转，将旋钮调至“发动机”转速700minr左右，观察系统油压，检查变速器油位应在油尺刻度之间。5、P/N挡演示：扳住手刹车，使输出轴停转，将挡位杆置于P/N挡位，调节转速旋钮，观察转速表，变速器输出无转速，最后调节“发动机”转速旋钮至700min/r左右。6、R挡演示：扳住手刹车，使输出轴停转，将挡位杆置于R挡位，调节转速旋钮，观察转速表与车速表的变化，观察四挡离合器油压表的变化，最后调节“发动机”转速旋钮至700min/r左右。7、1挡演示：扳住手刹车，使输出轴停转，将挡位杆置于D1挡位，调节转速旋钮，观察转速表与车速表，只有一挡离合器有油压有变化，最后调“发动机”转速旋钮至700min/r左右。8、2挡演示：扳