汽车底盘新技术介绍

关于汽车底盘新技术介绍行驶系的组成

（车架、车桥、车轮和悬架）第2页,共94页，2024年2月25日，星期天传动系的组成第3页,共94页，2024年2月25日，星期天转向系的组成第4页,共94页，2024年2月25日，星期天制动系的组成第5页,共94页，2024年2月25日，星期天5.1悬架系统新技术5.1.1概述悬架特性——弹簧、阻尼元件决定平顺性——弹簧-阻尼系统软操纵稳定性——弹簧-阻尼系统硬矛盾电子控制悬架第6页,共94页，2024年2月25日，星期天电子控制悬架1、半主动悬架

——只改变悬架的阻尼，不改变刚度

（不消耗汽车动力，结构简单）2、主动悬架

——同时改变悬架的阻尼和刚度

（性能优越，消耗汽车动力，结构复杂，成本高）第7页,共94页，2024年2月25日，星期天工作原理：第8页,共94页，2024年2月25日，星期天5.1.2半主动悬架不需要外加能量系统第9页,共94页，2024年2月25日，星期天控制原理第10页,共94页，2024年2月25日，星期天控制目标量——车身振动加速度控制量——阻尼C小孔节流原理第11页,共94页，2024年2月25日，星期天

5.1.3主动悬架

油气主动式悬架——电磁阀驱动空气主动式悬架——步进电机驱动控制功能：

根据各种复杂工况对悬架系统的不同要求，及时改变悬架的刚度、阻尼系数和车身高度，以保证汽车行驶中的操纵稳定性和乘坐舒适性第12页,共94页，2024年2月25日，星期天(1)主动悬架的控制功能

软——低、中、高主动悬架硬——低、中、高控制内容：

车速及路面感应车身姿态车身高度第13页,共94页，2024年2月25日，星期天1）车速与路面感应控制A、车速高——提高行驶稳定性增大K、CB、前轮振动——减小车身振动和冲击减小后轮K、CC、坏路面———抑制车身产生大的振动增大K、C第14页,共94页，2024年2月25日，星期天2）车身姿态控制——控制车身过度摇摆A、转向时车身侧倾控制

——转向传感器检测转角、转速

——增大K、CB、制动车身点头控制

——车速传感器、制动开关

——增大K、CC、起步车身俯仰控制

——车速传感器、节气门位置传感器

——增大K、C第15页,共94页，2024年2月25日，星期天3）车身高度控制A、高速感应控制

>90km/h降低车高

<60km/h恢复车高B、连续坏路面行驶

40~90km/h提高车身——提高通过性能

>90km/h降低车高——提高行驶稳定性第16页,共94页，2024年2月25日，星期天（2）油气主动式悬架第17页,共94页，2024年2月25日，星期天五大传感器：转向盘转角传感器——转向的快慢、大小加速度传感器——加速踏板油门动作传感器车速传感器——输出与转速成正比的脉冲信号车身高度传感器——车身与车桥的相对高度制动压力传感器——制动管路中压力信号第18页,共94页，2024年2月25日，星期天主动式油气悬架系统工作原理低速正常行驶高速、转向、启动、制动第19页,共94页，2024年2月25日，星期天（3）主动式空气悬架K、C、车身高度第20页,共94页，2024年2月25日，星期天5.1.4主要元件（1）微机控制系统

——CMOS单片机

反应时间：0.07~0.09S监视模块——及时发现各部分可能出现的故障第21页,共94页，2024年2月25日，星期天（2）车身高度传感器1）光电式车身高度传感器检测车身与车桥之间的相对位置On/oFF幅度、频率第22页,共94页，2024年2月25日，星期天光敏元件的光电效应原理砷化镓发光二极管硅光敏晶体管金属或塑料制成光源光接收器遮光盘第23页,共94页，2024年2月25日，星期天光敏二极管工作原理：++++++----------PNSiO2电极电极第24页,共94页，2024年2月25日，星期天2）电子开关式车身高度传感器第25页,共94页，2024年2月25日，星期天（3）光电式转角传感器第26页,共94页，2024年2月25日，星期天5.2无级变速器液力自动变速器（AT）电控机械式自动变速器（AMT）机械无级变速器（CVT）第27页,共94页，2024年2月25日，星期天5.2.1电控机械式自动变速器（AMT）液力变矩器、辅助变速器（一般采用行星齿轮）和自动换档控制机构（电子控制机构）第28页,共94页，2024年2月25日，星期天液力变矩器——传递转矩、变矩、变速、离合泵轮——主动部分，将发动机动力变成油液动能。

涡轮——输出部分，将动力传至机械式变速器的输入轴。

导轮——反作用元件，它对油流起反作用，达到增扭作用。

转矩动能转矩第29页,共94页，2024年2月25日，星期天A、三元件液力变矩器泵轮+涡轮+导轮B、四元件液力变矩器泵轮+涡轮+导轮（两个）C、带有锁止离合器的液力变矩器泵轮+涡轮+导轮+锁止离合器行驶阻力大——解除锁止，提高平顺性行驶阻力小——锁止，提高行驶速度、燃油经济性转速差+液力损失提高变矩器的效率第30页,共94页，2024年2月25日，星期天行星齿轮变速器——扩大传动比的变化范围通常采用两排行星齿轮来实现各档变速比。

行星齿轮组由齿圈、行星齿轮、太阳轮３个元件组成。

第31页,共94页，2024年2月25日，星期天第32页,共94页，2024年2月25日，星期天电子－液压控制系统

主要由传感器、电控单元、换档电磁阀、油压调节电磁阀等组成。变速器的电子控制，能按照汽车的运行工况提供稳定和精确的换档点（时间）和换档品质。第33页,共94页，2024年2月25日，星期天第34页,共94页，2024年2月25日，星期天小结电控机械式自动变速器(AMT)：变矩器通过导轮起增扭作用，克服增大的阻力。

当汽车行驶阻力小时，锁止离合器将变矩器的泵轮和涡轮锁住，可以提高传动效率。

AMT系统根据汽车的负荷、路况和驾驶员意图对电磁阀，执行机构发出指令控制升档和降档、使汽车在发动机动力性或经济性最佳的工况或中间多种模式下工作，并调整管路油压，控制换档感觉更加平稳、舒适。缺点：结构复杂；精度要求高；制造、维修难度大、成本高、传动效率比较低

第35页,共94页，2024年2月25日，星期天5.2.2机械无级变速器（CVT）CVT：传动比连续改变、无换档跳越、减缓换档冲击。适应汽车动力性、经济性、舒适性的要求易于与计算机技术结合第36页,共94页，2024年2月25日，星期天金属带+工作轮+液压泵+离合器+控制系统VDT-CVT的结构示意图第37页,共94页，2024年2月25日，星期天(CVT):无级传动由V型金属传动带和带轮组成,主、被动带轮的可动部分轴向移动时改变传动带与带轮结合的工作半径从而改变传动比第38页,共94页，2024年2月25日，星期天金属传动带

V型金属传动带由许多套在柔性钢带上具有V型侧面金属片组成，这种金属带传动，两个带轮间动力传递是靠作为推力块的金属片的推力实现的。

第39页,共94页，2024年2月25日，星期天CVT与AT、AMT比较优点：1）速比变化是无级的，在各种行驶工况下都能选择最佳的速比，其动力性、经济性和排放与AT比较，目前报道大约可以改善5%左右。2）具有最佳的驾驶舒适性3）结构相对简单，批量生产成本比较低第40页,共94页，2024年2月25日，星期天缺点：1）CVT不能实现换空挡，在倒档和起步时还得有一个自动离合器。2）金属带无级传动是摩擦传动，存在效率和磨损问题，它的工程技术还正在发展之中。目前只要用于2.5升以下的小排量发动机车型。CVT与AT、AMT比较第41页,共94页，2024年2月25日，星期天5.4ABS系统目的：提高汽车制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离措施：控制滑移率S第42页,共94页，2024年2月25日，星期天1、ABS的基本原理滑移率——汽车实际车速与车轮滚动的圆周速度之间的差异

第43页,共94页，2024年2月25日，星期天滑动率与附着系数的关系

第44页,共94页，2024年2月25日，星期天2、ABS结构组成液压控制系统电子控制系统制动压力调节器常规制动装置传感器控制开关ABSECUABS指示灯制动压力调节器中的电磁阀和回液泵电动机供能装置、控制装置传动装置、制动器第45页,共94页，2024年2月25日，星期天第46页,共94页，2024年2月25日，星期天（1）传感器

A、轮速传感器第47页,共94页，2024年2月25日，星期天B、减速传感器识别路面附着系数信息开关第48页,共94页，2024年2月25日，星期天（2）电子控制单元第49页,共94页，2024年2月25日，星期天（3）液压调节装置第50页,共94页，2024年2月25日，星期天

第51页,共94页，2024年2月25日，星期天3、控制过程轮速检测参考车速的计算车轮滑移率的计算制动压力的跟踪调节执行器电磁阀的控制第52页,共94页，2024年2月25日，星期天

压力调节过程建压阶段保压阶段降压阶段增压阶段第53页,共94页，2024年2月25日，星期天4、优点保持汽车制动时的方向稳定性。缩短制动距离。减小汽车制动时轮胎的磨损。减少驾驶员的疲劳强度（特别是汽车制动时的紧张情绪）。第54页,共94页，2024年2月25日，星期天

ABS+EBDEBD—ElectricBrakeforceDis-tribution针对ABS不能根据车辆制动时的实际情况合理分配四个车轮的制动力汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，调整制动装置，达到制动力与摩擦力的匹配，以保证车辆的平稳和安全。EBD是ABS的功能的扩充第55页,共94页，2024年2月25日，星期天EBD控制流程图第56页,共94页，2024年2月25日，星期天EBD最佳滑移率控制图

过转向不足转向1,2,3,4分别为左前轮，右前轮，左后轮，右后轮的脚标第57页,共94页，2024年2月25日，星期天直线制动仿真结果

ABSEBD/ABS

车辆运动轨迹质心速度曲线ABSEBD/ABS第58页,共94页，2024年2月25日，星期天5.3转向系统新技术

5.3.1电子控制动力转向系统（EPS）（1）概述

——动力助力方式（动力装置）气力式液力式电力式第59页,共94页，2024年2月25日，星期天动力转向系的要求：A、有效减小操纵力（停车）B、转向灵敏性好C、具有直线行驶稳定性（自动回正）D、有随动作用（车轮与转向盘）E、工作可靠第60页,共94页，2024年2月25日，星期天（2）电子控制动力转向系统的组成、原理转矩传感器+车速传感器+电子控制器+电动机+电磁离合器+减速机构第61页,共94页，2024年2月25日，星期天电子控制动力转向的优点：1、结构紧凑，重量轻2、节省发动机动力3、工作可靠4、能根据工况变化得到很好的行驶稳定性（停车）第62页,共94页，2024年2月25日，星期天（3）电子控制动力转向系统的主要零部件结构与工作原理1）转矩传感器作用：检测转向盘与转向器之间的相对转矩ABCD桥式回路Ui——脉冲电压Uo——输出电压Uo——θ——M第63页,共94页，2024年2月25日，星期天第64页,共94页，2024年2月25日，星期天光电式转角传感器第65页,共94页，2024年2月25日，星期天2）控制装置与控制逻辑怠速ON/OFF减速机构、转向器第66页,共94页，2024年2月25日，星期天控制逻辑：A、速度升高，助力减小B、转矩增大，助力增大第67页,共94页，2024年2月25日，星期天3）电动机小型永磁电动机T3、T2——正向转动T1、T4——反向转动第68页,共94页，2024年2月25日，星期天思考：四轮转向系统的作用？第69页,共94页，2024年2月25日，星期天

5.3.2四轮转向（4WS）（1）概述功能：确保车辆良好的操纵性和稳定性，有效控制车辆的横向运动特性优点：A、直线行驶稳定性好——高速同相位B、改善低速时操纵轻便性，提高机动性

——低速逆向位C、转向能力强、转向响应快第70页,共94页，2024年2月25日，星期天（2）电子/液压式四轮转向系统A、转角传感型

——后轮可按前轮偏转方向作同相偏转，也可以做反相偏转B、车速传感型

——设定车速，车速高于设定值，四轮同相偏转，低于设定值则反相偏转第71页,共94页，2024年2月25日，星期天1）车速感应式电子控制四轮转向系统第72页,共94页，2024年2月25日，星期天控制特性：35km/h第73页,共94页，2024年2月25日，星期天2）车速、转向盘转角感应式电子控制四轮转向系统第74页,共94页，2024年2月25日，星期天5.5ASR系统ASR——防止驱动轮打滑，提高汽车操纵稳定性和动力性汽车驱动防滑控制系统（ASR）汽车牵引力控制系统（TCS）

——ABS系统的延伸第75页,共94页，2024年2月25日，星期天

ABS?目的、措施、原理第76页,共94页，2024年2月25日，星期天ABS系统目的：提高汽车制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离措施：控制滑移率S第77页,共94页，2024年2月25日，星期天ABS的基本原理滑移率——汽车实际车速与车轮滚动的圆周速度之间的差异

第78页,共94页，2024年2月25日，星期天滑动率与附着系数的关系

第79页,共94页，2024年2月25日，星期天5.5.1ASR的基本原理V驱动力制动力第80页,共94页，2024年2月25日，星期天

发动机输出功率驱动力路面附着系数第81页,共94页，2024年2月25日，星期天措施：控制滑移率S、加速度V1——非驱动轮V2——驱动轮第82页,共94页，2024年2月25日，星期天驱动防滑：——控制滑移率1、静止起步正确操纵离合器和加速踏板2、路面一侧很滑、一侧不滑差速锁3、两侧很滑驱动防滑系统+差速锁第83页,共94