底盘驱动标准系统
汽车底盘五大技术
ESP、TCS、TPMS、ACC、EPAS——汽车底盘五大技术作者:陈蒙蒙2010标签:生活2010-09-30 20:29 星期四晴一、ESP(ESC、VSC)电子稳定控制系统技术介绍:ESP在极限工况下工作示意图ESP的英文全称是ElectronicStabilityProgram,中文意思是“电子稳定控制系统”。
也可称作ESC或VSC。
ESP 主要是在紧急情况下对车辆的行驶状态进行主动干预,它整合了ABS和TCS的功能,并且增加横摆扭矩控制――防侧滑功能,可以防止车辆在高速行驶转弯或制动过程中失控。
如图1左侧所视,车辆前轮侧滑,车辆出现转向不足。
此时,VSC系统通过制动器对内后轮施加一定的制动力,由此产生一个逆时针的力矩,改进车辆转向能力。
如图1右侧所视,车辆后轮侧滑,出现车辆甩尾和过度现象。
此时,VSC系统通过制动器对外前轮施加一定的制动力,由此产生一个顺时针的力矩,保证车辆的稳定性。
ESP系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。
它利用控制左右两侧车轮制动力或驱动力之差产生的横摆力矩来防止出现难以控制的侧滑现象,保证车辆的路径跟踪能力,提高了车辆在高速行使时的安全性。
研究估计ESP降低了30%-50%的轿车单车致命事故和50%-70%的SUV单车致命事故。
技术应用情况:2008年全球的VSC装配率达到33%当今在欧洲和美国,每两辆新乘用车和轻型商用车就有一辆装配了ESP。
美国和欧洲的立法者最近都做出决定,要求强制装配ESP。
2011年9月起,美国所有4.5吨以下车辆都必须装配ESP。
2014年11月起,欧洲所有乘用车和轻、中、重型车辆都要求装配ESP。
在2008年,我国只有约11%的新车装配了ESP。
随着今年国内车市新车型的不断推出,目前我国20万元以上新车配备ESP的比率大幅提高,像别克新君越、新天籁、雅阁八代等都装配了ESP。
相信随着我国车市的进一步发展,电子稳定控制系统一定会如同当今的ABS一样,成为我国汽车的一个标准安全配置。
了解汽车底盘结构和重要部件的作用
了解汽车底盘结构和重要部件的作用汽车底盘是汽车的重要组成部分,它起着承载车身、提供悬挂系统和驱动系统支持以及保护乘客的作用。
了解汽车底盘结构和重要部件的作用,对于汽车用户来说是非常有益的。
本文将详细介绍汽车底盘结构和重要部件的作用,并分步骤进行说明。
第一步:介绍汽车底盘结构汽车底盘结构指的是汽车底盘的组成部分和它们之间的连接方式。
汽车底盘主要由车架、悬挂系统和驱动系统组成。
车架是汽车底盘最重要的部分,它承载车身和其他重要部件。
悬挂系统负责减震和保持车身稳定,驱动系统则提供动力使汽车前进。
第二步:介绍汽车底盘重要部件1. 车架:车架是汽车底盘的核心部分,它由纵梁和横梁组成。
纵梁承受车身、发动机等重要部件的重量,横梁则连接纵梁以增加刚度和稳定性。
车架的设计和制造质量对汽车的安全性和操控性有着重要影响。
2. 悬挂系统:悬挂系统是连接车身和车轮的重要部分,它通过减震器、弹簧和控制臂等组件提供悬挂和减震功能。
悬挂系统能够减少汽车对不平路面的震动,保持车身稳定,并提高乘坐舒适度和操控性能。
3. 驱动系统:驱动系统是汽车底盘中的动力来源,它由发动机、变速器和传动轴等组件组成。
发动机是汽车的心脏,提供动力以驱动车轮。
变速器通过改变齿轮比来调整发动机输出转速和扭矩,传动轴将动力传递到车轮上。
第三步:详细解释重要部件的作用1. 车架:车架的作用是承载车身和其他重要部件,它必须具备足够的强度和刚度。
合理的车架设计和制造过程能够增加汽车的安全性和稳定性,减少车辆的变形和共振现象。
2. 悬挂系统:悬挂系统的作用是减震和保持车身稳定。
减震器可以吸收不平路面对车辆的冲击,使乘车更加舒适。
弹簧提供支撑力,保持车身高度和稳定性。
控制臂和连接杆等组件则起到连接和支撑的作用。
3. 驱动系统:驱动系统的作用是提供动力以驱动车轮。
发动机是汽车底盘中的核心部件,它通过燃烧燃料产生能量,并将能量转化为机械能以推动车辆前进。
变速器和传动轴则将发动机输出的转速和扭矩传递到车轮上。
汽车底盘行驶系统
第一节 行驶系组成与作用
汽车行驶系由车架、车桥、车轮和悬架等组 成。
1-车架,2-后悬架 3-驱动桥 4-后轮 5-前轮 6-从动桥 7-前悬架
行驶系的功用:传递驱动力和各种反力,力矩;减缓冲击和振动。
组成: 车架,
车桥,
车轮,
圆柱形 圆锥形 阶梯形
18.2 转向桥
②转向主销 30N-01021
主销将转向节和前梁铰接在一起,以实现车轮的转动。有 实心、空心、圆柱形和阶梯形几种形式。
4. 轮毂
轮毂通过两个圆锥滚子轴承支 承在转向节轴径上。
轴承预紧度可通过调整螺母进 行调整。
18.2 转向桥
轮毂制动鼓总成 35N-01065/01066
内圆表面有较高跳动量要求,通过它与张开的摩擦片产生摩擦 力距,实现行车制动。同时,可将车轮产生的热量向外散发,有制 动盘和制动鼓两种形式。
与非独立悬架匹配的转向桥-整体式
1、制动鼓 2、轮毂 3、4、轮毂轴 承 5、接头 6、油封 7、衬套 8、主销 9、滚子止推轴 承 10、前轴
整体式转向桥的结构基本相同,由两个转 向节和一根横梁(轴)组成。故称为整体 式转向桥。
1主销后倾(视频) --对车轮产生回正力矩,保证汽车直线行使稳定性。
主销后倾作用:
1、主销后倾 装在前轴上的主销, 上端向后倾斜的现 象。
使转弯后 的车轮自动回 正,保持汽车 直线行驶稳定 性。 γ< 3°
四輪定位理論 – 後傾角
四轮定位理论--主销后倾角
四轮定位理论--主销后倾角
新型轿车
轴径安装轴承
④左/右转向节臂 30N-01041/01042
汽车底盘安全性能测试标准
汽车底盘安全性能测试标准最近,汽车安全性能标准备受到广泛讨论和关注。
底盘作为汽车结构的重要组成部分,对整车的安全性能起着至关重要的作用。
本文将就汽车底盘安全性能测试标准展开论述,为行业提供参考和指导。
一、背景介绍汽车底盘作为连接车身和车轮的部件,承受着车身重量、悬挂系统和驱动力的全部负荷。
底盘的结构和性能会直接影响到车辆的操控性、稳定性以及抗冲击能力等方面。
因此,制定一套完善的底盘安全性能测试标准对于确保汽车在道路上的安全运行具有重要意义。
二、底盘结构合理性测试底盘的结构合理性测试主要是对底盘的设计进行评估和验证,以确保其满足设计要求和安全性能。
该测试包括以下方面:1.刚度测试通过对整车静态、动态刚度的测量与分析,评估底盘结构在各种工况下的刚度表现,以确保其在行驶过程中的稳定性和承重能力。
2.翻转模拟测试通过模拟车辆在发生侧翻事故时的情况,测试底盘结构在侧翻状态下的抗压能力和变形情况,以确保车辆乘员舱的安全性和避免严重后果的发生。
3.碰撞测试该测试通过模拟车辆发生前、后碰撞等撞击事故,并测量和分析底盘结构在碰撞过程中的能量吸收能力和变形情况,以确保底盘在碰撞事故中的安全性能。
4.振动测试通过模拟车辆在不同路面条件下的振动环境,测试底盘结构在振动环境下的疲劳耐久性和振动吸收能力,以确保车辆在行驶过程中的操控性和舒适性。
三、悬挂系统性能测试汽车底盘的悬挂系统对于车辆的操控性和乘坐舒适性具有重要影响,因此需要制定一套悬挂系统性能测试标准,以确保悬挂系统的安全性和可靠性。
1.悬挂系统刚度测试该测试通过测量和分析悬挂系统在静态、动态工况下的刚度表现,以评估悬挂系统的稳定性和对道路不平衡的适应性。
2.悬挂系统回弹测试该测试通过模拟车辆行驶过程中的颠簸情况,测试悬挂系统对道路不平衡的回弹情况,以评估悬挂系统的减震能力和乘坐舒适性。
3.悬挂系统功能性测试除了上述的基本性能测试之外,还需要对悬挂系统的各项功能进行测试,如悬挂高度调节、主动悬挂系统的响应速度、电子控制悬挂系统的稳定性等。
汽车底盘ABS、ASR、ESP系统分析报告
毕业设计(论文)开题报告学生:学号:专业:现代汽车运用技术系(院):机电与汽车工程系毕业设计题目:汽车底盘ABS、ASR、ESP的系统分析指导教师:职称:2010年 3 月 12 日开题报告填写要求1.开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2.开题报告容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3.“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目,学生写文献综述的参考文献应不少于5篇(不包括辞典、手册);4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。
毕业设计(论文)开题报告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写1000字左右的文献综述:文献综述一、汽车ABS、ASR、ESP的作用1、ABS(车轮制动防抱死系统,英文全称Anti-lock Brake System)的作用是通过将滑动率控制在最佳围类可使汽车保持转向能力、提高方向稳定性、减小制动距离及减少轮胎磨损等。
2.ASR(驱动防滑系统,英文全称Acceleration Slip Regulation)的作用是这样的当汽车加速时将滑转率控制在一定的围,从而防止驱动轮快速滑转。
它的作用一是提高牵引力;二是维持汽车的行驶稳定性。
3.ESP(电子稳定装置,英文全称ELectronic StabiltyProgram)的作用是ESP对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯太急)时会产生向右侧甩尾,传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力,产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。
底盘电控系统PPT课件
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二、防抱死制动系统
3、有效缩短制动距离。在紧急制动状态下,ABS能使车 轮处于既滚动又拖动的状况,拖动的比例占20%左右, 这时轮胎与地面的摩擦力最大,即所谓的最佳制动点或 区域。普通的制动系统无法做到这一点。
4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程 中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤,即在轮胎表 面形成平斑的可能性。大家留心就会发现,在道路上留 下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆,而装备了ABS的 车辆,只会留下轻微的刹车痕迹,并且是一小段一小段 的 明 显 减 少 了 轮 胎 和 地第面12的页/共磨20损页 程 度 。
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四、悬架系统
1.传统悬架的组成:弹簧、减振器、导向机构
属于被动式悬架:车轮和车身状态只能被动
地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支 承元莫测的路面状况和汽车行驶状 展
况,操纵性与舒适性不和谐。
2.电子控制悬架系统的基本目的是:通过控制调 节悬架的刚度和阻尼力,突破传统被动悬架的 局限性,使汽车的悬架特性与道路状况和行驶 状态相适应,从而保证汽车行驶的平顺性和操 纵的稳定性要求都能得第1到4页/满共2足0页 。
进水,该车在其他修理厂进行了变速器大修,但大修后出现了变速器入D档反应慢,加速有冲 击的现象。 2 故障原因
根据该车的故障现象,可判定导致该车变速器产生故障的原因主要在以下三方面: (1)电控系统。
两轮差速的服务机器人底盘驱动系统设计
两轮差速的服务机器人底盘驱动系统设计*陈秋霞,范烨,倪丽慧(浙江树人大学信息科技学院,杭州310015)*基金项目:浙江省青年自然基金资助项目(L Q 18F 030006)㊂摘要:底盘驱动系统技术是服务机器人的关键技术,本文提出了基于D R V 8701P ㊁S TM 32F 103的服务机器人底盘驱动系统,实现直流电机的驱动,完成服务机器人两个动力轮的驱动㊁控制;电路拓扑为H 结构,实现电机正反转,电流可以达到40A ,电压可以到达45V ,占空比可以实现0~100%,控制范围很广㊂关键词:直流电机;D R V 8701P ;S TM 32F 103;P WM 控制;服务机器人;底盘驱动器中图分类号:T P 242.6 文献标识码:AD e s i g n o f T w o -w h e e l D i f f e r e n t i a l S e r v i c e R o b o t C h a s s i s D r i v e S ys t e m C h e n Q i u x i a ,F a n Y e ,N i L i h u i(S c h o o l o f I n f o r m a t i o n S c i e n c e ,Z h e j i a n g S h u r e n U n i v e r s i t y ,H a n gz h o u 310015,C h i n a )A b s t r a c t :C h a s s i s d r i v e s y s t e m t e c h n o l o g y i s t h e k e y t e c h n o l o g y o f s e r v i c e r o b o t .I n t h e p a p e r ,t h e s e r v i c e r o b o t c h a s s i s d r i v e s ys t e m b a s e d o n D R V 8701P a n d S TM 32F 103i s p r o p o s e d t o r e a l i z e t h e d r i v e o f D C m o t o r a n d c o m pl e t e t h e d r i v e a n d c o n t r o l o f t w o p o w e r w h e e l s o f s e r v i c e r o b o t .T h e c i r c u i t t o p o l o g yi s H s t r u c t u r e t o r e a l i z e m o t o r f o r w a r d a n d r e v e r s e c o n t r o l ,t h e c u r r e n t c a n r e a c h 40A ,t h e v o l t a g e c a n r e a c h 45V ,t h e d u t y c y c l e c a n b e 0~100%,a n d t h e c o n t r o l r a n ge i s w i d e .K e y wo r d s :D C m o t o r ;D R V 8701P ;S TM 32F 103;P WM c o n t r o l ;s e r v i c e r o b o t ;c h a s s i s d r i v e r 引 言底盘驱动系统是服务机器人的关键部件,服务机器人采用两轮差速结构,这样就需要底盘驱动系统输出两路直流电机驱动,实现直流电机的启动与停止控制㊁正反转控制㊁加减速度控制㊁转速控制㊂底盘驱动系统需要配置串口接口,实现上位机R O S 平台接口,完成双向数据通信㊂本文提出了基于D R V 8701P ㊁S TM 32F 103的底盘驱动器,实现服务机器人两个差速动力轮的驱动㊂1 服务机器人应用前景和研究价值机器人分为工业机器人和服务机器人㊂工业机器人在工业领域得到了很大的发展,服务机器人领域随着近几年机器学习㊁深度学习㊁云技术研究的快速发展,也取得了快速发展[1-2],在医疗㊁家用㊁银行㊁超市㊁宾馆[3]等各个领域得到了快速的应用,具有巨大的发展潜力以及商业价值㊂发展服务机器人可以促进国家核心科技能力的提升㊁促进社会经济的发展㊁降低劳动力成本㊁提高劳动效率㊁提升家居环境智能化水平㊁解决社会人口结构化变换问题,具有很大的社会价值㊂服务机器人有着巨大的商业前景[4],这样就迫切需要一套专用的底盘驱动系统实现两路差速动力轮驱动㊂2 系统总体架构本文设计了服务机器人底盘驱动器系统㊂服务机器人采用两个差速动力轮结构,系统以S TM 32F 103C 8为主控制器,使用T I 的有刷直流电机全桥栅极驱动器D R V 8701P 实现直流有刷电机驱动㊂硬件设计功能模块包括2个直流电机驱动控制系统D R V 8701P ㊁2个全桥驱动系统㊁S TM 32控制模块㊁U A R T 通信电路㊁C A N 总线通信电路,实现了两个动力轮的驱动㊁控制㊂3 系统硬件设计3.1 D R V 8701P 驱动电路设计D R V 8701P 是一款采用4个外部N 通道MO S FE T的单路H 桥栅极驱动器,支持100%脉宽调制(P WM )占空比,集成P WM 电流调节功能;工作电源电压范围为5.9~45V ,主要用于驱动12~24V 双向有刷直流电机㊂D R V 8701P 内置丰富的保护功能,包括欠压锁定㊁电荷泵故障㊁过流关断㊁短路保护㊁前置驱动器故障㊁过热保护㊂控制器可以通过D R V 8701P 的I N 1㊁I N 2引脚实现驱动器控制㊂D R V 8701P 的n S LE E P 引脚可以实现低功耗睡眠模式,将内部电路关断,从而实现极低的静态电流消耗㊂D R V 8701P 原理图设计如图1所示,S T M 32F 103的P WM 1接D R V 8701P 的I N 1,P WM 2接D R V 8701P 的I N 2,输出对应的P WM 波形,实现直流电机的正反转控制㊂S TM 32F 103的P B 14接D R V 8701P 的n F A U L T ,P B 15接D R V 8701P 的S N S O U T ,实现直流电机驱动的错误检测㊂图1 D R V 8701P 原理图D R V 8701P 核心引脚有VM ㊁V REF ㊁A V D D ㊁D V D D ㊁n F A U L T ㊁I D R I V E ㊁I N 1㊁I N 2等引脚,功能定义如表1所列㊂表1 D R V 8701P 核心引脚引脚引脚接口功能1VM24V 电源6V R E F模拟参考输入7A V D D 4.85V L D O 输出8D V D D3.3V L D O 输出9n F A U L T 错误提示12I D R I V E 驱动电流设置14I N 1P WM 转速控制信号15I N 2P WM 转速控制信号I D R I V E 引脚可以配置外部F E T 的栅极驱动电流,具体通过I D R I V E 引脚上的单个外部电阻进行配置,如表2所列㊂I D R I V E 引脚接33k Ω电阻到地,驱动电流为25m A ;I D R I V E 引脚接200k Ω电阻到地,驱动电流为50m A ;I D R I V E 引脚悬空,驱动电流为200m A ㊂表2 I D R I V E 引脚配置I D R I V E 引脚电阻I D R I V E 电压/VI D R I V E ,S R C /m A I D R I V E ,S N K /mA 接地G N D612.533k Ω接G N D 0.7ʃ5%12.525200k Ω接G N D2ʃ5%2550高阻3ʃ5%10020068k Ω接A V D D4ʃ5%150300接A V D DA V D D25503.2 主控制模块设计主控制模块采用S TM 32F 103C 8芯片,工作频率为72MH z ;配置3个U S A R T 接口㊁1个C A N 总线接口㊁2个I 2C 接口㊁2个S P I 接口㊁1个U S B 接口;内部包含8个16位的定时器㊂这里采用S TM 32F 103的P WM 总线接口实现对D R V 8701P 的控制,主控制模块的原理图如图2所示㊂P WM 1㊁P WM 2㊁P WM 3㊁P WM 4为S TM 32F 103的T I M 3输出口,P WM 1为P A 6(T I M 3_C H 1),P WM 2为P A 7(T I M 3_C H 2),P WM 3为P B 0(T I M 3_C H 3),P WM 4为P B 1(T I M 3_C H 4)㊂R X D ㊁T X D 为S TM 32F 103的U A R T 数据总线,实现上位机对直流电机转速㊁加速度㊁正转㊁反转控制;上位机可以是服务机器人的R O S 平台㊂图2 S T M 32F 103C 8原理图4 嵌入式软件设计嵌入式软件采用的开发平台为K e i l 公司的K e i l 5,S TM 32F 103采用P WM 控制D R V 8701P ,主要软件模块有串口通信模块㊁时钟模块㊁中断模块㊁定时器模块㊁P WM控制模块㊂软件流程包括系统时钟初始化㊁串口初始化㊁P WM 控制器初始化㊁D R V 8701P 参数配置㊁P WM 波形输出㊁直流电机转速控制等㊂S TM 32F 103C 8控制器输出相应的P WM 信号,通过I N 1㊁I N 2引脚实现对D R V 8701P 的控制,控制接口逻辑定义如表3所列㊂I N 1㊁I N 2引脚为高电平,电机处于刹车状态;I N 1输出P WM 波,I N 2为低电平,电机正转;I N 1为低电平,I N 2输出P WM 波,电机反转㊂表3 D R V 8701P 配置表I N 1I N 2S H 1S H 2描述11L L 刹车10H L正转01LH反转0高阻高阻高阻初始化T I M 3,包括设置T I M 3的A R R 和P S C ,初始化程序如下:T I M _T i m e B a s e S t r u c t u r e .T I M _P e r i o d =a r r;T I M _T i m e B a s e S t r u c t u r e .T I M _P r e s c a l e r =p s c;I M _T i m e B a s e S t r u c t u r e .T I M _C l o c k D i v i s i o n =0;T I M _T i m e B a s e S t r u c t u r e .T I M _C o u n t e r M o d e=T I M _C o u n t e r -M o d e _U p;T I M _T i m e B a s e I n i t (T I M 3,&T I M _T i m e B a s e S t r u c t u r e );T I M _O C I n i t S t r u c t u r e .T I M _O C M o d e =T I M _O C M o d e _P WM 2;T I M _O C I n i t S t r u c t u r e .T I M _O u t p u t S t a t e=T I M _O u t p u t S t a t e _E n a b l e ; T I M _O C I n i t S t r u c t u r e .T I M _O C P o l a r i t y =T I M _O C P o l a r i t y _H i gh ;T I M _O C 2I n i t (T I M 3,&T I M _O C I n i t S t r u c t u r e );T I M _C m d (T I M 1,E N A B L E );T I M _C t r l P WMO u t pu t s (T I M 1,E N A B L E );A R R 设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值;P S C 设置T I M 时钟频率除数的预分频值;T I M _C o u n t e r M o d e _U p 设置T I M 向上计数模式;T I M _O C M o d e _P WM 2用来选择定时器模式,设置为P WM 模式;T I M _O u t pu t S t a t e _E n a b l e 用来使能比较输出;T I M _O C P o l a r i t y _H i gh 设置输出极性㊂K e i l 5可以实现P WM 输出波形的仿真,第一路P WM 1仿真输出波形如图3所示㊂图3 仿真输出波形5 实验与结果系统测试,驱动器输出端外接120Ω的负载,调整S TM 32F 103C 8输出波形脉宽,测试负载两端电压差,记录数据如表4所列㊂控制数据为上位机通过串口发送给S TM 32F 103C 8控制芯片,可以看出驱动板可以很好地实现驱动电压的P WM 方式控制㊂表4 测试数据驱动器输出端外接200W 直流电机,供电电源为24V ,驱动器可以很好地实现大功率直流电机的加减速度控制㊁转速控制和正反转控制㊂结 语服务机器人有着巨大的发展前景,迫切需要一套专用的底盘驱动系统,实现两路差速动力轮驱动,可以很好地降低成本,适应产品的实际需要㊂本文针对这些情况,提出了一套基于D R V 8701P ㊁S TM 32F 103的服务机器人底盘系统,构建了实际的软硬件平台,完成了相关的实验㊂实验表明,系统具有高稳定性㊁高精度,可以很好地实现服务机器人的底盘驱动功能要求,具有很高的性价比㊂参考文献[1]王田苗,陶永,陈阳.服务机器人技术研究现状与25图7 施加扰动又恢复平衡角度信息测得多组球形机器人受到干扰后又恢复平衡的恢复时间以及最大偏离角度,记录实验数据如表2所列㊂表2 施加扰动后恢复平衡时间及角度变化经过计算,得到施加扰动后恢复平衡的平均时间为1.67s ,平均最大偏离角度约为54.67ʎ㊂结 语本文设计了一台球形自平衡寻物机器人,机器人球壳内部放置有摄像头,能够对周围物体进行定向识别,并在寻找到目标物体后将搜索情况传回上位机㊂本文设计的机器人是一种半径约为5c m ,用于完成特定任务的低成本㊁高实用性的工具,其可以在受到干扰后的3s 内恢复平衡㊂在当前球形机器人应用效率低的背景之下,具有极大可开发的市场价值㊂参考文献[1]赵鹏,战强.一种球形机器人视觉定位系统研究[J ].机械制造与自动化,2018(3).[2]林星陵,陈建毅.一种新型球形机器人的结构设计[J ].组合机床与自动化加工技术,2015(5):104106.[3]O t a n i T ,U r a k u b o i T ,M a e k a w a S ,e t a l .P o s i t i o n a n d a t t i t u d ec o n t r o l o f a s p h e r i c a l r o l l i n g r o b o t e q u i p p ed w i t h a g yr o [C ]//I E E E I n t e r n a t i o n a l W o r k s h o p on A d v a n c e d M o t i o n C o n t r o l I E E E ,2006.[4]宛月,杨理践,井涛.一种两轮驱动的球形机器人[J ].自动化应用,2017(10):6769.[5]孙汉旭,王亮清,贾庆轩,等.B Y Q 3球形机器人的动力学模型[J ].机械工程学报,2009,45(10):814.[6]赵凯亮.B Y Q 4球形机器人运动特性分析及操作任务研究[D ].北京:北京邮电大学,2009.[7]李轩.小型多用途球形无人车的研发[J ].科技风,2017(14):32.[8]F r a n k o v s k y P ,D o m i n i k L ,G m i t e r k o A ,e t a l .M o d e l i n g of T w o W h e e l e d S e l f B a l a n c i ng R o b o t D r i v e n b y D C G e a r -m o t o r s [J ].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f A p pl i e d M e c h a n i c s a n d E n g i n e e r i n g,22(3).[9]熊超伟,王峰,揭云飞,等.基于P I D 控制的机器人自行车自平衡系统研究[J ].电脑知识与技术,2018,14(19):274275.[10]S D e t t o r i ,V I a n n i n o ,V C o l l a ,e t a l .A n a d a p t i v e F u z z y l o gi c b a s e d a p p r o a c h t o P I D co n t r o l o f s t e a m t u r b i n e s i n s o l a r a p-p l i c a t i o n s [J ].A p p l i e d E n e r g y ,2017.[11]宋昌宝,宋金泽,郑晓圆,等.基于模糊自适应P I D 控制的机器人运动控制仿真研究[J ].长春工程学院学报:自然科学版,2018,19(3):107110.[12]L i u X ,Y u Y ,L i Z ,e t a l .A n o v e l c o n s t a n t ga i n K a l m a n f i l t e r d e -s i g n f o r n o n l i n e a r s y s t e m s [J ].S i g n a l P r o c e s s i n g ,2017(135):158167.千承辉(高级工程师),主要研究方向为传感器与智能仪器㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2018-12-04) 发展趋势[J ].中国科学:信息科学,2012(9):10491066.[2]张嘉昕,张宇帆.我国服务机器人产业成长途径与前景对策研究[J ].商业研究,2012(8):1619.[3]郭芙琴.家政服务机器人技术的发展与应用[J ].科技创新导报,2012(24):2425.[4]服务机器人科技发展 十二五 专项规划[J ].机器人技术与应用,2012(3):15.陈秋霞(高级工程师),主要研究方向为人工智能㊁自动化控制;范烨(中级工程师),主要研究方为人工智能㊁移动机器人导航㊂(责任编辑:薛士然 收稿日期:2018-11-27)。
底盘线控系统的工作原理
底盘线控系统的工作原理底盘线控系统是一种重要的汽车控制系统,其工作原理是通过电子控制单元(ECU)对车辆底盘各系统进行精确的控制和调节,提高行驶的安全性、舒适性和操控性。
底盘线控系统主要包括制动系统、转向系统、悬挂系统和驱动系统等。
通过搭载传感器、执行器和电子控制单元等组成的底盘线控系统,实现对车辆底盘系统的监控、传感、控制和干预。
首先,底盘线控系统通过各个传感器对车辆行驶状态进行实时监测。
例如,通过轮速传感器监测每个车轮的转速、车轮间差速传感器监测车轮间的转速差、悬挂系统传感器监测车辆的悬挂状态等。
通过这些传感器收集到的数据,系统可以准确地了解车辆当前的行驶状态。
其次,底盘线控系统根据传感器数据进行计算和判断,并制定相应的控制策略。
这些策略基于各种算法和模型,考虑到行驶安全、操控性和舒适性等因素。
例如,通过轮速传感器数据计算车辆的横向加速度,然后根据车辆横向动力学模型计算出横向力,从而控制车辆的横向运动。
又如,通过轮速传感器和刹车踏板传感器等数据计算车辆的制动力需求,并控制制动系统的工作来实现制动力的分配和控制。
然后,底盘线控系统通过控制执行器对车辆底盘各系统进行控制。
这些执行器包括制动器、悬挂器和转向器等。
例如,当系统判断车辆存在横向偏离轨迹的情况时,底盘线控系统会控制转向器产生相应的转向力,使车辆重新回到预定的轨迹上。
又如,当系统判断车辆需要进行制动时,底盘线控系统会控制制动器产生适当的制动力,实现车辆的制动控制。
最后,底盘线控系统不仅对车辆的基本控制进行调节,还可以通过各种功能扩展模块实现更多的功能。
例如,通过主动悬挂控制模块实现对悬挂系统的主动调节,提高车辆的悬挂性能和舒适性。
又如,通过车身稳定控制模块实现对车辆的侧倾控制和动力分配,提高车辆的操控性和行驶稳定性。
总的来说,底盘线控系统通过传感器对车辆行驶状态进行监测,根据计算和判断制定控制策略,通过控制执行器对车辆底盘系统进行控制,实现对车辆行驶的精确控制和调节。
汽车底盘传动系统的工作原理
汽车底盘传动系统的工作原理汽车底盘传动系统是指将发动机的动力传递到车辆的驱动轮上,以推动车辆行驶的系统。
它是汽车动力系统中至关重要的部分,承担着转速和扭矩传递的任务。
底盘传动系统主要包括离合器、变速器、传动轴和驱动轴等组成部分,下面将详细介绍底盘传动系统的工作原理。
1. 离合器的作用离合器是底盘传动系统的第一个重要组成部分。
当汽车启动时,发动机的动力通过离合器传递到变速器。
离合器的作用是在发动机和变速器之间建立或切断动力传递的连接。
当离合器踏板踩下时,离合器压盘与飞轮分离,使发动机和变速器之间断开连接,发动机的动力不会传递到变速器上。
当离合器踏板松开时,离合器压盘与飞轮接触,发动机的动力就可以传递到变速器上。
2. 变速器的作用变速器是底盘传动系统中的核心部分,它根据不同的行驶条件和需要,调整发动机输出的扭矩和转速,以适应车辆的行驶速度和负载。
常见的变速器有手动变速器和自动变速器两种。
手动变速器通过不同齿轮的组合,实现不同档位的切换,从而改变车辆的速度和转向力。
自动变速器则通过液压系统和电控系统,根据车速和发动机负荷自动调整齿轮的组合,以实现平稳的换挡过程。
3. 传动轴的作用传动轴是将变速器输出的动力传递到驱动轮上的关键部件。
它通常由多个万向节和传动轴管组成,可以通过柔性连接和伸缩功能适应车辆的行驶过程中发生的悬挂运动和车轮转向。
传动轴的长度和转速要根据车辆的设计和使用条件进行合理选择,以保证传动效率和行驶平稳性。
4. 驱动轴的作用驱动轴是底盘传动系统的最后一部分,它将传动轴传递过来的动力转化为驱动力,推动车辆前进。
驱动轴由多个半轴和差速器组成,差速器可以使驱动轮以不同的速度旋转,以适应转弯时内外轮的转速差异。
驱动轴的选择和设计要根据车辆的驱动方式(前驱、后驱或四驱)、车辆的动力输出和悬挂结构等因素进行合理安排。
汽车底盘传动系统通过离合器、变速器、传动轴和驱动轴等组成部分,将发动机的动力传递到驱动轮上,以推动车辆行驶。
汽车底盘集成控制系统组成和工作原理分析-副本
自从20世纪80年代以来,为了提高汽车性能,人们开发了各种各样的底盘主动控制系统。
这些系统按汽车运动方向可以分为3类:纵向的制动和驱动控制、横向的转向和横摆力矩控制以及垂直的悬架控制。
目前汽车底盘的电子控制系统几乎毫无例外地围绕某一功能来开发,并通过轮胎与地面间的接触力产生作用。
由于汽车各个方向的运动并非独立,而是相互联系,相互影响,因此具有以下特征:(1)各个控制系统的控制目标不一致,如主动悬架的主要控制目标是舒适性,四轮转向的主要控制目标是操纵稳定性,将两者集成时会由于控制目标不一致而冲突;(2)各个控制系统对执行器的控制存在干涉,如制动器同时受到驾驶员、防抱死系统ABS和电子稳定程序ESP 等的控制;⑶同一控制目制可以由多个控制系统完成,如转向时的操纵稳定性可以由主动前轮转向AFS、主动后轮转向ARS和ESP等来实现。
此外还存在基于反馈的控制存在时间和相位的滞后,系统的冗余度较大,尤其是传感器冗余。
底盘集成控制是当前底盘的研发热点,因为它有着传统控制无法比拟的优点,具体如下。
(1)消除各系统间的冲突如四轮转向可以改变汽车的横向运动,同样通过制动力控制也可以改变汽车的横向运动,集成控制能实现两个系统各自以合适的幅度向同一个方向作用,消除可能存在的冲突。
(2)改善车辆性能如在装有ABS的车辆上若安装形式为“高选择”则在分离附着系数路面上会产生横摆力矩,导致车辆失稳;若安装形式为“低选择”又没有充分利用路面附着系数导致制动距离延长。
通过ABS和4WS的集成控制既能充分利用路面附着系数,缩短制动距离,又能保证车辆稳定性。
(3)减少传感器很多控制系统所需要的传感器信号是相同的,可以通过集成实现传感器共享,还可以充分利用状态估计等方法来估计一些车辆的状态参数,减少传感器的数量,降低控制系统的成本。
(4)降低系统复杂性。
随着底盘电控系统数量的不断增加,控制器、传感器和执行器都大大增多,造成电子线路复杂,布局混乱, 成本上升,还造成检修和维护的困难。
全液压驱动底盘行驶驱动系统匹配及控制研究
现 在用 于作业 类 的专用 底 盘 , 例 如混 凝 土搅 拌 底 盘 的 最 大 行 驶 速 度 为 8 0 k m ・h ~, 爬 坡 度
0 %. 车运 输底 盘 、 混 凝 土 泵 车 底 盘 和 大 型 的消 防 车 等 , 为3
全 液压 驱 动底 盘行 驶 驱 动 系统 匹 配及 控 制 研 究
赵 亮
( 1 . 陕西理工学院 机械工程学 院, 陕西 汉中 7 2 3 0 0 3 ; 2 . 长安大学 工程机械学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 6 4 )
摘要 : 针 对工 程车辆的工作 特点 , 采用静液压传动技术 , 研究适用于工程车辆 的专用底盘 , 能根据路 面情况选择 驱动形式 . 在分 析动力学模 型的基础上 , 建立 了车轮所需 要的特性场 , 并对 液压 系统 中的参数进行 了匹配 研究 .
第1 1 卷第 6期
2 0 1 3年 1
械
学
报
VO 1 . 1 1 No . 6
De c.2 01 3
C H I N E S E J O U RN A L O F C L ) N S T R U C T I O N MA C HI N E R Y
( 1 . Co l l e g e o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g,S h a a n xi Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y, Ha n z h o n g 7 2 3 0 0 3, Ch i n a; 2. S c h o o l o f o n C s t r u c t i o n Ma c h i n e r y,Ch a n g’ a n Un i v e r s i t y, Xi ’ a n 7 1 0 0 6 4, Ch i n a )
大中型客车底盘设计标准
大中型客车底盘设计标准引言大中型客车底盘是指用于运输乘客的车辆底部结构。
其设计标准对于确保乘客的安全、舒适以及车辆的性能至关重要。
本文将介绍大中型客车底盘的设计标准,包括底盘结构、底盘参数、性能指标等内容。
底盘结构大中型客车底盘的结构应保证足够的刚度和强度,以承载车体所产生的各种荷载。
底盘结构通常包括以下几个部分:前悬挂系统前悬挂系统起到支撑车辆前部重量、吸收震动和提供悬挂姿态控制的作用。
常见的前悬挂系统包括独立悬挂和非独立悬挂两种形式,具体设计应根据车辆的使用条件和载荷要求进行选择。
后悬挂系统后悬挂系统主要起到支撑车辆后部重量和减震的作用。
常见的后悬挂系统包括多片弹簧、气囊弹簧和空气悬挂等形式,设计时需要考虑车辆的负荷情况和舒适性要求。
底盘横梁底盘横梁是底盘的主要承载结构,通常由钢材制成。
横梁的设计应满足强度和刚度要求,并在可能的情况下减小重量,以提高燃油经济性。
副车架副车架是底盘的重要组成部分,用于支撑车身、发动机和传动系统。
副车架的设计应保证足够的刚度和强度,以承担荷载并提供车辆的稳定性。
底盘参数大中型客车底盘的设计参数对于保证车辆的稳定性、行驶性能和操控性非常重要。
以下是一些常见的底盘参数:轴距轴距是指前后轴之间的距离,是影响车辆稳定性和操控性的重要参数。
通常情况下,较长的轴距会提高车辆的稳定性,但也会增加转弯半径。
前后轮距前后轮距是指左右两个前轮或后轮之间的距离。
前后轮距的选择应根据车辆的使用条件、操控性要求和行驶稳定性来确定。
接地间隙接地间隙是指车辆底部到地面的垂直距离。
适当的接地间隙可以提高车辆通过障碍物的能力。
总重总重是指车辆的整体重量,包括底盘和车体。
总重需要控制在合理范围内,以保证车辆的行驶性能和操控性。
前悬挂行程前悬挂行程是指前轮上下移动的最大距离。
较长的前悬挂行程可以提高车辆通过颠簸路面时的舒适性和稳定性。
后悬挂行程后悬挂行程是指后轮上下移动的最大距离。
较长的后悬挂行程可以提高车辆通过颠簸路面时的舒适性和稳定性。
农机底盘系统概述(农机底盘结构与维修课件)
1.轮式拖拉机传动系的组成
二、传动系的组成与功用
(一)组成
2.履带式拖拉机传动的组成
二、传动系的组成与功用
(二)功用
(1)减速增扭 (2)变速变扭 (3)实现倒驶 (4)切断动力和平顺接合动力
一、拖拉机底盘系统的组成与功用
(5)工作装置
主要包括液压悬挂装置、牵引装置和动力输出装置等。
牵引装置
用于拖拉机连接牵引农机具进 行生产作业,或连接拖车进行 运输作业;
一、拖拉机底盘系统的组成与功用
(5)工作装置
主要包括液压悬挂装置、牵引装置和动力输出装置等。
动力输出装置
用于将拖拉机发动机功率的一 部分以至全部,以旋转机械能 的方式传递到需要动力的农机 具上。
二、传动系的组成与功用
动力机械的传动系按结构和传动介质的不同分为:
机械式液力 机械式来自静液压式电力式
目前,拖拉机主要采用机械式传动系。
传动系的组成及其在拖拉 机上的布置形式,取决于发动 机的类型和性能、拖拉机的结 构形式、拖拉机行驶系及传动 系本身的结构形式等许多因素。
二、传动系的组成与功用
(一)组成
用于控制拖拉机的行 驶方向,保证拖拉机直线 行驶和转向,使拖拉机能 正确、安全地工作。
一、拖拉机底盘系统的组成与功用
(3)制动系
制动系主要由制动器和制动操纵机构等组成。
用于使拖拉机强制减速或停车, 并使已停驶的拖拉机能可靠地停留 原地。
一、拖拉机底盘系统的组成与功用
(4)行驶系
行驶系主要由车架、车桥、悬架、车轮、行走装置(履带式)等组成。
主要由离合器、变速器、 驱动桥及最终传动等组成。
一、拖拉机底盘系统的组成与功用
(1)传动系
自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法-第1部分:驱动系统优选全文
自动驾驶乘用车线控底盘性能要求及试验方法第1部分:驱动系统1范围本标准规定了自动驾驶乘用车线控驱动系统性能要求及试验方法。
本标准适用于L3级及L4级自动驾驶乘用车,其他车辆可参考使用。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 19596-2017电动汽车术语GB/T 3730.2-1996道路车辆质量词汇和代码GB/T 12534-2009汽车加速性能试验方法GB7258-2017 机动车运行安全技术条件GB/T 18488.1-2015 电动汽车用驱动电机系统第1部分:技术条件GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级GB/T 2977 -2016 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷QC/T 893 -2011 电动汽车用驱动电机系统故障分类及判断GB/T 2977-2016 载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷3术语和定义GB/T 40429-2021所规定及下列术语和定义适用于本文件。
3.1自动驾驶车辆automated vehicle具备3级及以上级别驾驶自动化能力的车辆。
3.2自动驾驶控制器automated driving controller;ADC车辆自动驾驶功能的处理单元,可发出控制指令,由硬件和软件共同组成。
3.3线控驱动系统propulsion-by-wire system;PBW使用电子线路和通讯传输等线控技术,接收控制器或驾驶员驱动指令实现车辆动力输出的驱动系统。
注:在不引起混淆的情况下,本文件中的“线控驱动系统”简称为“系统”。
4一般要求4.12系统架构线控驱动系统一般由驾驶员操作的换挡机构和加速踏板、挡位控制单元、动力控制单元、自动驾驶控制单元、动力总成组成。
典型架构,如图1所示。
电电电电 电电图1系统架构示例4.2功能要求在车辆运行期间,系统应满足以下功能要求:a)b)c)d)在车辆最高设计速度以内都能实现线控驱动;支持车辆实现挡位线控控制;车辆在自动驾驶模式下,当驾驶员有效干预车辆获得驾驶权时,系统应退出自动线控驱动状态并将驱动控制权交给驾驶员;应支持车辆实现故障自诊断功能与跛行故障行车模式。
简述汽车底盘动力传递路线
简述汽车底盘动力传递路线一、引言汽车底盘动力传递路线是指将发动机产生的动力传递到车辆的驱动轮上,使车辆运动起来的过程。
底盘动力传递路线是汽车的核心系统之一,对于汽车的性能和操控性起着至关重要的作用。
本文将从底盘动力传递路线的组成部分、各个部件的功能以及工作原理等方面进行详细介绍。
二、底盘动力传递路线的组成部分1. 发动机:发动机是底盘动力传递路线的起点,它通过燃烧汽油或柴油等燃料产生巨大的能量,将化学能转化为机械能。
2. 离合器:离合器位于发动机和变速器之间,主要用于控制发动机与变速器之间的连接与断开。
当离合器踏板松开时,发动机与变速器连接,动力可以传递到变速器;当离合器踏板踩下时,发动机与变速器断开连接,停止向后传递动力。
3. 变速器:变速器是用来改变发动机输出转矩和转速,并将其传递给驱动轮的装置。
它可以根据行驶速度和负载的变化,调整发动机输出的转速和转矩,以提供合适的动力。
4. 传动轴:传动轴是将变速器输出的动力传递到车辆的驱动轮上的部件。
它通常由多节金属管组成,具有一定的弯曲和伸缩性,以适应车辆行驶过程中不同部位之间的相对运动。
5. 驱动桥:驱动桥是将传动轴输出的动力传递给车辆的驱动轮的装置。
它包括差速器、半轴等部件,能够将发动机输出的转矩分配给两个驱动轮,并使车辆能够平稳地行驶。
三、各个部件的功能与工作原理1. 发动机:发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体,利用活塞运动将压缩气体转化为机械能。
发动机通过连杆与曲轴连接,将活塞上下运动转化为旋转运动,并输出扭矩。
2. 离合器:离合器通过踏板控制离合器盘与飞轮之间的接触与分离。
当踩下离合器踏板时,离合器压盘与飞轮分离,发动机输出的动力无法传递到变速器;当松开离合器踏板时,离合器压盘与飞轮接触,发动机输出的动力可以传递到变速器。
3. 变速器:变速器通过齿轮的组合和换挡机构的操作,将发动机输出的转矩和转速转化为适合车辆行驶的转矩和转速。
变速器可以根据车辆行驶的需要,将发动机输出的转矩放大或减小,并通过换挡操作实现不同档位之间的切换。
汽车底盘构造与维修十四五教材
汽车底盘构造与维修十四五教材摘要:一、汽车底盘的构造1.传动系统2.驱动系统3.转向系统4.制动系统5.车身支撑与承载二、汽车底盘的维修1.维修传动系统2.维修驱动系统3.维修转向系统4.维修制动系统5.维修车身支撑与承载正文:汽车底盘构造与维修是汽车工程中的重要内容。
汽车底盘是指汽车车身下方,支撑汽车发动机及其它部件的框架结构。
底盘对汽车的行驶稳定性、安全性和舒适性起着至关重要的作用。
一、汽车底盘的构造1.传动系统:传动系统主要包括离合器、变速器、驱动轴和传动轴等部件。
离合器用于连接发动机与变速器,实现汽车的动力传递。
变速器用于调整发动机与驱动轴之间的转速比,以满足汽车行驶过程中不同速度和扭矩的需求。
驱动轴将发动机的动力传递给车轮,实现汽车的行驶。
传动轴在变速器与驱动轴之间传递动力,使汽车能够顺利换挡。
2.驱动系统:驱动系统主要包括驱动轴、差速器和半轴等部件。
驱动轴将发动机的动力传递给车轮,实现汽车的行驶。
差速器用于调整车轮的转速差,保证汽车在行驶过程中能够顺利通过弯道。
半轴连接差速器和车轮,传递动力。
3.转向系统:转向系统主要包括转向器、转向传动机构和转向臂等部件。
转向器用于改变车轮的转向角度,使汽车能够转弯。
转向传动机构将转向器输出的动力传递给转向臂,实现车轮的转向。
4.制动系统:制动系统主要包括刹车片、刹车盘、刹车缸和制动液等部件。
刹车片与刹车盘接触,通过摩擦产生制动力,使汽车减速或停车。
刹车缸将司机施加的制动力传递给刹车片,实现汽车的制动。
5.车身支撑与承载:车身支撑与承载主要包括车身框架、悬挂系统和减震器等部件。
车身框架用于支撑汽车发动机及其它部件,承受各种载荷。
悬挂系统连接车身与车轮,缓冲行驶过程中的震动,保证汽车的舒适性和行驶稳定性。
减震器用于调整悬挂系统的刚度,使汽车在行驶过程中能够适应不同的路面条件。
二、汽车底盘的维修1.维修传动系统:传动系统的维修主要包括更换离合器片、变速器油和驱动轴等部件。
汽车底盘组成及驱动形式
底盘和驱动形式的优化可以提高车辆 的行驶效率,使车辆在高速行驶时更 加稳定,减少不必要的能量损失。
维护成本
底盘部件的耐久性和可靠性对维护成 本产生影响,高品质的部件可以降低 维修和更换成本。
05
未来汽车底盘和驱动形式的发展趋势
电驱动技术
纯电动驱动
采用电动机作为动力源,通过电 池组提供电能,具有零排放、低 噪音等优点。
悬挂系统的作用是缓冲和减震, 吸收来自路面的冲击和振动,提 高汽车的舒适性和稳定性。
转向系统
01
02
03
0能够按照驾
驶员的意愿进行转向。
转向系统包括方向盘、转向轴 、转向器和转向节等部件,其 中转向器是实现转向的关键部
件。
方向盘是驾驶员控制转向的操 纵件,通过转向轴与转向器连
02
汽车底盘组成
传动系统
传动系统的作用是将发动机的 动力传递到车轮,实现汽车的
动力性和经济性。
传动系统包括离合器、变速器 、传动轴和主减速器等部件, 其中变速器和主减速器是实现
变速和减速的关键部件。
变速器的作用是改变发动机的 转速和转矩,以适应不同的行 驶条件和行驶需求。
主减速器的作用是将变速器输 出的动力进一步减速,以适应 车轮的转速和转矩要求。
后轮驱动(RWD)
总结词
后轮驱动将发动机的动力传递至后轮,使车辆前进。这种驱 动形式常见于高性能汽车和运动型汽车。
详细描述
后轮驱动可以提供更好的牵引力和平衡感,使车辆操控更加 灵活。此外,由于重量分布更加平衡,车辆的稳定性也更高 。然而,后轮驱动的制造成本较高,并且在湿滑路面上容易 发生侧滑。
四轮驱动(4WD)
汽车底盘组成及驱动形式
• 引言 • 汽车底盘组成 • 汽车驱动形式 • 底盘和驱动形式对车辆性能的影响 • 未来汽车底盘和驱动形式的发展趋势 • 结论
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车用粘性偶合器4轮驱动已经不是一个陌生的名词,它早已超越越野车的范围,在休闲车和轿跑车上大行其道。
现在的4轮驱动小汽车多采用常啮合式四轮驱动,可以自动转换驱动形式。
它有一个起关键作用的部件叫做粘性偶合器,又称为粘性联轴器。
粘性偶合器利用液体的粘性或油膜的剪切作用来传递动力。
根据牛顿内摩擦定律,假设在平行放置的两块平板之间充满粘性液体,当下板固定上板平行移动时,则板间液体受到剪切,如果液体粘度、液体厚度及平板移动速度、结构参数选取合理,就可以设计出能传递很大功率的液体粘性传动装置,例如汽车粘性偶合器。
流体没有固定的形状,如何能传递动力?举一个日常现象为例来说明。
融化的口香糖是黏度很高的流体。
如果把它黏附在两片木版之间,左手向上拉动左侧木版,右手向下拉动右侧木版,你会感到很大的阻力。
两块木版并没有互相接触,它们是靠口香糖的黏度传递动力的。
粘性偶合器是一个密封的多板片偶合器,它是由壳体、外板、内板、内轴等主要零件构成,其中壳体和外板为主动部分,在动力输入一端;内板和内轴为从动部分,在动力输出一端;内、外板间隔排列在一起,它们之间的间隙很小,黏度很高的硅酮油液充入这些间隙中。
当输入端与输出端转速差较少时,硅酮油和内、外板几乎以同一转速旋转,这时油液内部不会产生剪切粘性阻力,偶合器不传递动力。
当输入端与输出端转速差较大时,接近内板的油液与接近外板的油液之间有较大的转速差,这时就会产生剪切粘性阻力,迫使输入端与输出端之间减少转速差,偶合器传递动力。
在4轮驱动汽车差速器上装置了粘性偶合器。
当汽车在正常行驶时,各轮没有转速差,粘性偶合器不工作。
如果汽车前轮(驱动轮)出现打滑空转,前后轮出现很大的转速差,粘性偶合器开始工作并将动力分配给后轮。
这样,根据路面状态,车辆能自动地调节前后轮的动力分配。
自动变速箱●返回自动波(自动变速器)的汽车,能根据路面状况自动变速变矩,驾驶者可以全神贯地注视路面交通而不会被换档搞得手忙脚乱。
自动波对于行外人士颇显神秘,要详细剖析自动波涉及不少专业知识,希望本文能够给大家一个初步的印象。
汽车自动波常见的有三种型式,分别是液力自动波(简称AT)、机械无级自动波(简称CVT)、电控机械自动波(简称AMT)。
目前轿车普遍使用的是AT,AT 几乎成为自动波的代名词。
本文先着重介绍AT。
AT结构与手动波相比,液力自动波(AT)在结构和使用上有很大的不同。
手动波主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
其中液力变扭器是AT最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。
原理泵轮和涡轮是一对工作组合,它们就好似相对放置的两台动能传递的媒介,如果用液体代替空气成为传递动能的媒介,泵轮就会通过液体带动涡轮旋转,再在泵轮和涡轮之间加上导轮,通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。
由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率,液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮,从而实现自动变速变矩。
辅助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要,例如停泊、后退等,所以还设有干预装置即手动拨杆,标志P(停泊)、R(后档)、N(空档)、D(前进),另在前进档中还设有"2"和"1"的附加档位,用以起步或上斜坡之用。
由于将其变速区域分成若干个变速比区段,只有在规定的变速区段内才是无级的,因此AT 实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。
优缺点 AT不用离合器换档,档位少变化大,连接平稳,因此操作容易,既给开车人带来方便,也给坐车人带来舒适。
但缺点也多,一是对速度变化反应较慢,没有手动波灵敏,因此许多玩车人士喜欢开手动波车;二是费油不经济,传动效率低变矩范围有限,近年引入电子控制技术改善了这方面的问题;三是机构复杂,修理困难。
在液力变扭器内高速循环流动的液压油会产生高温,所以要用指定的耐高温液压油。
另外,如果汽车因蓄电池缺电不能启动,不能用推车或拖车的方法启动。
如果拖运故障车,要注意使驱动轮脱离地面,以保护自动波齿轮不受损害。
CVTCVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽肘,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。
CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT 比较具有较高的运行效率,油耗较低。
但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车,因此在自动变速器占有率约4%以下。
AMTAMT在机械变速器(手动波)原有基础上进行改造,主要改变手动换档操纵部分。
即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。
因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。
由于AMT能在现生产的手动波基础上进行改造,生产继承性好,投入的责用也较低,容易被生产厂接受。
AMT的核心技术是微机控制,电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。
据悉我国今后的汽车自动波国产化将重点发展AMT。
(99.1.16)▲页首从驱动形式看汽车现代轿车主要有两种驱动方式:F.R和F.F。
F.R车叫做前置发动机后轮驱动,是传统的驱动形式。
它是前轮转向后轮驱动,发动机输出动力通过离合器—变速器—传动轴输送到驱动桥上,在此减速增扭后传送到后面的左、右半轴上,驱动后轮使汽车运行,前后轮各行其职,转向与驱动分开,负荷分布比较均匀。
F.F车叫做前置发动机前轮驱动,则是70年代末才真正兴起的驱动形式。
它将变速器之后的东西都往前挪,变速器与驱动桥做成一体,固定在发动机旁将动力直接输送到前轮上,前轮承担了转向和驱动两副重任,省略了长长的传动轴,缩短了传递动力的距离,减少功率传递损耗也就相应节省了燃油。
没有了传动轴,轿车地板不必为它凸出一条通道有利车厢内的布置,车架不必为后驱动桥腾出空间位置,可以降低车身高度有助于行车的稳定性。
发动机可以横置缩短了机厢的长度,在汽车总长不变的情况下增大乘座厢的长度和空间。
前轮成为驱动轮变成了“拉”汽车前进,有利于方向控制。
由于有上述优点,所以F.F车风靡车坛。
但是事物总有二重性,由于F.F车上的机械大件头大多集中在前面,所以前轮负荷比后轮大,遭到意外碰撞时容易产生变形,波及前轮定位;当汽车启动瞬间和上徒坡时车身重心都会向后移,会减少前轮的正压力从而降低了车轮的牵引力,但这时汽车的阻力也是最大,这一增一减令F.F车的启动加速度和爬坡能力都会逊色于F.R车,因此F.F形式多用于自重量不大的轿车。
另外从安全的角度来分析,轿车的前置发动机起到一种安全屏障的作用,F.R车的发动机是纵置的,而F.F车的发动机多是横置的,两者比较,F.R车在安全保障系数方面比F.F车高一些。
另外还有一种驱动形式叫做后置发动机后轮驱动,即R.R车。
它似乎是F.F车的翻版,只不过是将车前的“五脏六腑”移到车后,这样一来似乎保持了F.F车的优点也消除了F.F车的缺点,但同时也会增添另外的麻烦。
首先变速器、离合器、油门等操纵杆要通过狭窄的车底,从车头驾驶员位置连通到车尾发动机的位置上,发动机移到后面使冷却问题不好解决,乘员厢前面失去了发动机做“安全屏障”,汽车前端要经过加固处理而使成本上升,目前只有象保时捷这样的高级跑车才用R.R形式,其它小车很少沾边。
不过对于有充分空间位置的大客车来讲,既能解决上述麻烦又能减低废气窜入车厢的程度,因此很流行R.R形式。
从驱动形式可以知道,轿车上的许多装置形式都有合理的一面也有不合理的一面,要满足或提高某些性能要求很可能要牺牲或降低其它某些性能的要求,尽善尽美的东西似乎并不存在。
(无段变速箱无段变速传动属于自动变速的一种类型,由于以前应用比较狭窄,所以知道的人不多。
无段变速传动的英文全称Continuouslv VariableTransmission,简称CVT,有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器,本栏目曾在《自动变速器》一文简略介绍了一下CVT。
这种变速器和普通自动变速器的最大区别,是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动,而只用了两组带轮进行变速传动。
通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速的,设计构思十分奥妙。
发明这种变速传动机构的是荷兰人。
当初传送带用了V型橡胶带,材料较差传递力矩小,没有什么实用价值。
1979年荷兰DAF的工程师改用金属带,完善并开发出实用型的CVT系统。
它具有零件少,体积小,重量轻,与普通自动变速器比较具有较高的传动效率,油耗较低的优点。
但缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,但在小功率汽车上很有市场。
富士、菲亚特、德国福特都先后引进CVT,加以改善,用在自己的汽车上。
1984年,最善于应用新技术的富士车厂研制了具有电脑装置的电子无段变速传动ECVT,并在1987年2月装在Justy(J10)汽车上推出市场。
以富士车为例,CVT由4大子系统组成,即电磁离合器系统、电子与液压控制系统、方向转换(前进/后退)系统、无段变速Array传动系统,核心部分是无段变速传动系统(CVT System)。
无段变速传动系统主要部件是两个带轮和钢带,钢带套在两个带轮上。
带轮由两块呈八字形的轮壁组成,这两片轮壁中间的凹槽形成一个V形,其中一边轮壁由液压控制机构操纵,可以视不同的发动机转速进行分开与拉近的动作,V形凹槽也随之变宽或变窄,将钢带升高或降低,从而改变钢带与带轮接触的直径。
两个带轮反向调节,即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时,另一个带轮凹槽就会逐渐变窄。
这样,当汽车慢速行驶时,可以令主动带轮的凹槽宽度大于被动带轮凹槽,主动带轮的钢带园周半径小于被动带轮的钢带园周半径,即小园带大园,因此能传递较大的扭矩。
当汽车逐渐转为高速时,主动带轮的一边轮壁向内靠拢,凹槽宽度变小迫使钢带升起,直至最高顶端,而被动带轮的一边轮壁刚好相反,向外移动拉大凹槽宽度迫使钢带降下,即主动带轮钢带的园周半径大于被动带轮钢带的园周半径,变成大园带小园,因此能保证汽车高速度时的速度要求。
无段变速箱轿车一样有自己的档位,停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等,只是汽车前进自动换档时没有突跳的感觉,十分平稳。
由于近年材料技术的发展,提高了金属带的承受力,使无段变速传动已经不局限于小功率汽车上的应用,在高档轿车上也有了它的踪迹。
1999年在欧洲市场推出的奥迪A6型2.4升轿车,率先装配了无段变速箱。
据厂方介绍,奥迪2.4升V6发动机最大扭矩是230牛顿米,而无段变速箱的最大扭矩输出是299牛顿米,能力绰绰有余。