汽车底盘新技术的发展及应用

1滁州职业技术学院ChuzhouVocationalTechnologyCollege06级汽车检测与维修专业毕业论文课题名称：汽车底盘新技术的发展及应用学号：20061407112班级：06汽车检测与维修姓名：方敏指导教师：贾会星2008年12月23日2摘要近年来随着我国经济的高速发展，汽车工业作为国家支柱产业获得了迅猛发展。专用汽车作为汽车工业的重要组成部分，也获得了快速发展。一方面，随着产业政策逐步落实和行业标准法规政策不断完善，从政策标准法规上规范生产、提高技术水平及产品质量；另一方面，随着我国城市化建设、高速铁路建设、公路建设及道路运输业的快速发展，为我国专用汽车提供了大量的市场需求，专用汽车的产品品种日趋丰富、合理，产品质量、技术水平不断提高，年产量也大幅提高。该论文对汽车底盘新技术的应用现状进行了分析，探讨了各种新技术的工作特点、应用前景和发展趋势。关键词：汽车底盘，四轮驱动，四轮转向，牵引控制AbstractInrecentyears,withChina'srapideconomicdevelopment,theautomobileindustryasapillarindustryhasdevelopedrapidly.Privatevehiclesasanimportantcomponentoftheautomotiveindustryhasdevelopedrapidly.Ontheonehand,theprogressiveimplementationofindustrialpoliciesandindustrystandardscontinuetoimprovepoliciesandregulations,andpoliciesofthestandardsandregulationsontheproduction,raisetheleveloftechnologyandproductquality;Ontheotherhand,asChina'surbanizationconstruction,high-speedrailwayconstruction,Highwayconstructionandroadtransportindustry,therapiddevelopmentofChina'sspecialvehicletoprovideagreatdealofmarketdemand,moreandmoreprivatecarsavarietyofproducts,reasonable,andproductquality,technologyimprovement,butalsoasignificantincreaseinoutput.Thedocument,anewchassistechnicalanalysisofthestatusquoandexplorenewtechnicalfeatures,applicationanddevelopmenttrend.Keywords:Automobilechassis,4WD,4WS,ASR3目录一、绪论..........................................................11.1概述..........................................................11.2汽车底盘的构造介绍............................................1二、汽车底盘最新技术的发展现状....................................52.1汽车底盘的电子化技术.........................................52.2汽车底盘的线控技术...........................................92.3汽车底盘集成化技术..........................................102.4汽车底盘的网络化技术........................................10三、目前汽车底盘中采用的新技术...................................113.1主动悬架系统.................................................113.2四轮转向系统(4WS)............................................143.3四轮驱动系统(4WD)............................................153.4防抱死制动系统(ABS)..........................................173.5牵引控制系统(ASR)............................................18总结............................................................21致谢...........................................................22参考文献.........................................................231一、绪论在我国汽车工业发展过程中，面临着进口汽车对我国整个汽车市场的冲击，这种情况必然加大企业间的竞争力度，使汽车产品生产企业进一步认识到产品更新换代和提高产品质量的必要性和紧迫性。没有质量就没有用户，就没有市场。1.1概述越来越多的新电子控制设备被应用于汽车上。其中许多新的底盘控制技术设备在汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面起着重要的作用。它包括全电路制动系统（BBW，Brake-by-Wire）、汽车转向控制系统（RWS、ESP等）、汽车悬架控制系统（ADC、ARC等）以及现在发展起来的汽车底盘线控技术（线控换档系统、制动系统、悬架系统、增压系统、油门系统和转向系统等）。再加上汽车CAN总线的应用，42V电压技术的研究，电动汽车的研究都会带动汽车底盘控制技术向更高层次的发展。如今汽车底盘控制技术正向电子化、信息化、网络化、集成化方向发展。且前，在汽车底盘中采用的新技术主要有主动悬架、四轮转向、四轮驱动、防抱死制动、牵引控制等。下面该论文就分别对汽车底盘的构造技术以及这些新技术的发展状况及应用作一一分析1.2汽车底盘的构造介绍底盘：底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。1.2.1传动系介绍传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成，如图1-1所示。传动系的功用汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。2图1－1、传动系的结构传动系的种类和组成传动系可按能量传递方式的不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。1.2.2制动系介绍汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。3图1－2、制动系的结构分类：(1)按制动系统的作用制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。(2)按制动操纵能源制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。(3)按制动能量的传输方式制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成：1)制动操纵机构产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，以及4制动轮缸和制动管路。2)制动器产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。1.2.3转向系介绍1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器图1－3、转向系的结构汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。转向系统的基本组成：(1)转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。(2)转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。(3)转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。转向系统的类型按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。51.2.4行驶系介绍图1－4、行驶系的结构行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成。汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成了行驶系，行驶系的功用是：接受传动系的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶；承受汽车的总重量和地面的反力；缓和不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车行驶中的振动，保持行驶的平顺性；与转向系配合，保证汽车操纵稳定性。二、汽车底盘最新技术的发展现状2.1汽车底盘的电子化技术2.1.1全电路制动系统（BBW）BBW是一种全新的制动模式，它的系统结构如图1所示，BBW是一种新型的智能化制动系统，它采用嵌人式总线技术，可以与防抱死制动系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、电子稳定性控制程序（ESP）、主动防撞系统（ACC）等汽车主动安全系统更加方便地协同工作，通过优化微处理器中的控制算法，可以精确6地调整制动系统的工作过程，提高车辆的制动效果，加强汽车的制动安全性能。BBW以电能作为能量来源，通过电机或电磁铁驱动制动器。因此，BBW的结构简洁，更趋向于模块化，安装和维修更简单方便。图2－1BBW的结构示意图控制单元是BBW的控制核心，它负责BBW信号的收集和处理，并对信号的推理判断以及据此向制动器发出制动信号。此外，根据汽车智能化的发展趋势，汽车底盘上的各种电子控制系统将与制动控制系统高度集成，同时在功能上趋于互补。BBW采用双重闭环控制方式，首先在各个电能制动器中都有制动力矩传感器，可以实时地监控制动力矩的大小，实现制动力矩的闭环控制。其次在制动过程中，各车轮转速传感器时刻监视着车轮的运转过程，ABS根据车轮转速传感器的信号判断车轮的运转状态。根据目前BBW的研究成