《汽车底盘电控技术》电子教案

《汽车底盘电控技术》电子教案模块一概述一、汽车底盘电子控制技术的现状①电子控制自动变速器ECT②防抱死制动系统ABS③驱动轮防滑转调节系统ASR④电子控制动力转向系统EPS⑤电子控制悬架系统EMS⑥电子控制制动力分配系统EBD⑦电子控制制动辅助系统EBA⑧电子控制稳定性程序ESP⑨轮胎中央充放气系统CIDC⑩自动驱动管理系统ADM二、自动变速器技术的发展1938年，通用公司研制了将行星齿轮变速器与液力耦合器结合在一起的液力自动变速器，这是现代轿车自动变速器的雏形。

1942年，通用公司研制的自动变速器上采用了双导轮、可闭锁的综合式变矩器。

1947年，通用公司将液力传动装置用于批量生产的小客车上。

1969年，雷诺（Renault）汽车装备了采用电子计算机控制的液力自动变速器。

1978年，美国克莱斯勒（Chrysler）公司生产了带锁止式液力变矩器的自动变速器。

1981年起开发出各种采用微处理机的微机控制自动变速系统，实现了自动变速器的智能控制。

1983年，德国博世（Bosch）公司研制成功发动机和自动变速器共用的电子控制单元。

机械式自动变速器（AMT）、无级自动变速器（CVT）快速发展。

三、防抱死制动系统的发展1920年，英国人霍纳摩尔研制成功了ABS技术，并于1932年申请了第一个防滑专利。

1947年，为在美国飞机上开始采用ABS。

1954年，美国福特（Ford）公司率先在林肯（Lincoln）轿车上采用ABS技术。

1958年，研制成功四轮两通道低选控制式Maxa-ret ABS。

1960年，改造成四通道控制式ABS。

1985年，博世公司对ABS-Ⅱ系统进行了结构简化和系统优化，研制出了经济型防抱死制动系统ABS-ⅡE系统。

三、驱动轮防滑转调节系统的发展1971年，美国通用汽车公司开始研制通过中断发动机点火来减小发动机输出转矩，进而避免驱动轮滑转的电子控制系统。

1986年，博世公司研制出ABS/ASR 2U系统，首次将ABS和ASR两个系统合为一体。

1987年，丰田汽车公司将牵引力控制系统TCS（traction control system）装备在皇冠轿车上。

四、电子控制悬架系统的发展1988年，日产（NISSAN）汽车公司将SS（sonar suspension）系统安装在千里马（Maxima）轿车上。

1989年，丰田汽车公司研制出EMAS（electronic modulated air suspension）系统。

1997年，汽车通用汽车公司研制出连续可调路面感应式悬架（CVRSS）系统。

五、电子控制动力转向系统的发展1988年，美国通用公司研制出可变助力转向系统，并应用在林肯轿车上。

同年，日本铃本（Suzuki）汽车公司研制出电子控制电动式动力转向系统EPS，并装备在Cervo轿车上。

1991年，美国福特汽车公司开发出电子可变量孔助力转向系统EVO。

模块二自动变速器自动变速器就是能够根据道路条件和汽车负载的变化自动变换传动比的变速装置。

课题一自动变速器的分类和组成一、自动变速器的种类液力式自动变速器(Automatic Transmission，简称AT) 、机械式自动变速器(Automatic Mechanical Transmission，简称AMT)、无级自动变速器(Continuously Variable Transmission，简称CVT)。

二、液力式自动变速器的种类（1）按前进挡的数目分类按前进挡的数目可将自动变速器分为二挡式、三挡式、四挡式。

（2）按汽车的驱动方式分类按照汽车的驱动方式可将自动变速器分为后桥驱动自动变速器和前桥驱动自动变速器。

（3）按照齿轮变速机构的类型分类自动变速器可分为普通直齿式自动变速器（又称定轴式自动变速器）和行星齿轮式自动变速器（又称动轴式自动变速器）两种。

（4）按液力变矩器有无锁止离合器分类有锁止离合器和无锁止离合器两种。

（5）按控制系统分类分为液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。

三、自动变速器组成自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速系统、控制系统组成。

1．液力变矩器液力变矩器位于发动机和齿轮变速系统之间。

2．齿轮变速系统自动变速器齿轮变速系统安装在液力变矩器后面，其作用是改变传动比和传动方向，进而改变汽车的行驶速度和行驶方向。

自动变速器齿轮变速系统包括齿轮变速机构和换挡执行元件两大部分。

3．控制系统控制系统一般安装在齿轮变速系统的下部，其作用是根据汽车的运行状态（车速、节气门开度等）自动控制齿轮变速系统的工作。

控制系统可分为液压控制系统和电子控制系统。

课题二液力传动装置一、液力耦合器液力耦合器由泵轮和涡轮组成。

二、液力变矩器1．液力变矩器的结构及工作原理液力变矩器由泵轮、导轮、涡轮三部分组成。

导轮的作用是改变由涡轮回流到泵轮的液流方向，从而实现变矩。

2．带单向离合器的液力变矩器虽然设置导轮可以增大涡轮的输出转矩，但只有在泵轮和涡轮转速相差较大时才能实现，在转速相差较小的情况下并不能实现。

为消除泵轮、涡轮转速差小时因导轮引起的能量损耗，又加装了单向离合器。

当泵轮、涡轮转速差小时，导轮在单向离合器上转动，此时导轮已不再起作用，即液力变矩器的变矩功能已消失，变矩器的作用和耦合器相同，变矩器相当于耦合器。

因此，通常把导轮开始转动的这一点叫液力变矩器的耦合点。

装有单向离合器的液力变矩器具有两种工作状态：变矩状态和耦合状态。

通常我们把变矩器的工作状态又叫变矩器的相，因此变矩器的这两种状态也叫变矩器的两个相，这种变矩器又称二相式综合式液力变矩器。

3．单向离合器液力变矩器常用的单向离合器有楔块型和滚柱型两种。

（1）楔块型单向离合器主要由内圈、外圈、楔形块、保持弹簧组成。

（2）滚柱型单向离合器滚柱型单向离合器主要由内圈、外圈、滚柱、保持弹簧等组成。

4．带锁止离合器的液力变矩器锁止离合器在车速、节气门开度等条件满足时，将泵轮和涡轮锁定在一起，使变矩器内的动力传递由液力传递转变为机械传递，传递效率达到100%。

（1）带锁止离合器液力变矩器的结构（2）带锁止离合器液力变矩器的工作原理5．液力变矩器的工作特性（1）概念①变矩器的转速比e：变矩器的涡轮转速和泵轮转速之比叫变矩器的转速比。

②变矩器的转矩比k：变矩器输出转矩（即涡轮转矩）与输入转矩（即泵轮转矩）之比就是变矩器的转矩比。

③变矩器效率η：变矩器输出功率与输入功率之比叫变矩器效率。

④变矩器失速点：变矩器转速比为零（涡轮不转动）时的工作点叫变矩器的失速点。

⑤变矩器耦合工作点：在装有单向离合器的变矩器上，把导轮在涡轮回流液体作用下开始转动的工作点叫耦合工作点（耦合点）。

（2）工作特性①液力变矩器的工作范围可划分为三个：即变矩区、耦合区和锁止区。

②在变矩区，液力变矩器的转矩比k随着转速比e的增大而减小。

在失速点时，转矩比最大，而此时正当汽车起步，需要最大的转矩。

③在变矩区，液力变矩器（装有单向离合器）的效率η随着转速比的增大不断提高，到接近耦合点时达到最大值，其增长规律呈曲线状。

进入耦合区后，变矩器效率η继续增大，到转速比e=0.95时，其效率又迅速下降。

6．液力变矩器的分类（1）按液力变矩器的组成元件分类分为三元件式、四元件式等。

（2）按液力变矩器的工作特性分类分为单相式、二相式、三相式等。

7．液力变矩器的检查（1）导轮单向离合器的检查（2）传动板的检查（3）导轮固定套管（即变矩器轴套）的检查（4）液力变矩器的清洗课题三行星齿轮变速系统行星齿轮变速系统由行星齿轮机构和换挡执行元件（也称变速执行机构）两大部分组成。

一、行星齿轮机构1．行星齿轮机构的构造行星齿轮机构由太阳轮、行星齿轮（简称行星轮）、行星齿轮架（简称行星架）和环齿圈等组成。

2．行星齿轮机构的变速原理行星齿轮机构中有3个可活动的元件：太阳轮、行星架（包括行星轮）、环齿圈。

若固定其中一个元件，则另外两个元件可构成具有一定传动比的齿轮变速装置。

二、换挡执行元件行星齿轮变速系统的换挡执行元件有离合器、制动器、单向离合器三种。

1．离合器离合器的作用是将行星齿轮变速系统的输入轴与行星齿轮机构中的任一元件连接起来，把液力变矩器输出的能量传递给行星齿轮机构；或者将行星齿轮机构中的任二元件连接起来，以实现直接传动。

（1）离合器的结构自动变速器中所使用的离合器一般为湿式多片式离合器，主要由摩擦片、钢片、离合器鼓、离合器活塞、活塞回位弹簧、O形密封圈等组成。

（2）离合器的工作原理离合器活塞受液压作用将钢片和摩擦片压紧在一起，钢片与摩擦片之间产生摩擦力，通过摩擦力实现力的传递。

（3）泄油装置设置该泄油球阀的目的是防止离合器分离不彻底。

采用泄油球阀的主要缺点是进油初期密封不严，存在泄漏，使油腔压力建立缓慢。

为克服此缺点，设计了液压平衡式活塞。

（4）离合器的技术要求离合器的主要技术要求是离合器片间的间隙。

2．制动器制动器的作用是固定行星齿轮机构中的元件，实现某种传动比的传动。

常用的制动器有两种：片式制动器和带式制动器。

（1）片式制动器片式制动器的结构和前述湿式多片式离合器完全相同。

（2）带式制动器带式制动器主要由制动鼓、制动带、推杆、活塞等组成。

（3）制动器的技术要求制动器的技术要求和离合器相同。

三、辛普森行星齿轮变速系统以辛普森（SIMPSON）行星齿轮变速系统应用最为广泛。

目前使用的多为辛普森行星齿轮变速系统的改进型，即在原基础上改进为四速行星齿轮变速系统。

改进后的辛普森行星齿轮变速系统有两种：一种是在原辛普森行星齿轮变速系统的基础上，再加一个超速行星排，形成三行星排四速辛普森行星齿轮变速系统；另一种是对原双行星排式辛普森行星齿轮变速系统进行改进，通过改变前后行星排各元件的组成方式和增加换挡执行元件，使其改变为带超速挡的双行星排四速辛普森行星齿轮变速系统。

丰田皇冠3.0轿车A340E型自动变速器三行星排四速辛普森行星齿轮变速系统。

1．停车挡（P挡位）2．空挡（N挡位）3．倒挡（R挡位）4．前进1挡（D挡位1挡）5．前进2挡（D挡位2挡）6．前进3挡（D挡位3挡，又称直接挡）7．超速挡（D挡位4挡，又称O/D挡）8．2挡位2挡9．L挡位课题四液压控制系统液压控制系统就是利用机械方式将车速和节气门开度转变为速控液压信号和加速踏板控制液压信号，然后，由这两个液压信号控制换挡执行元件的工作，使变速器适时自动升降挡。

液压控制系统主要由油泵、主油路油压调节装置、换挡信号装置、换挡控制装置、变矩器锁止离合器控制装置、缓冲安全装置等组成。

一、液压控制阀的基本工作原理液压控制阀按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三种。

1．方向控制阀方向控制阀用于控制油液流动的方向。

（1）换向阀的工作原理（2）换向阀的种类根据换向阀滑阀的操纵方式不同，可将其分为手动式、液动式等多种形式。