汽车底盘结构与检修1

汽车底盘结构与检修第一章汽车底盘技术的发展概况汽车底盘是汽车的四大组成部分之一。它包括传动系、行驶系、转向系和制动系四个系统。随着汽车的发展，底盘技术也不断发展。早年，汽车底盘设计只考虑能量的转换，以保证汽车的正常使用；20世纪60年代，由于汽车保有量的增加，交通事故的频发成了严重的社会问题。所以汽车底盘改造了制动装置，也添加了许多安全装置；20世纪70年代，能源危机和环境保护是汽车业的重大问题。底盘设计应考虑如何减少行驶阻力，此时以机械控制和液压控制系统为主。20世纪80年代，随着电子技术的发展，汽车底盘也采用了许多电子控制技术。如今，汽车底盘已经引进了电脑控制技术，使汽车的安全性、舒适性和环保性大大提高，尤其在汽车的安全性和操作智能化方面更加突出。汽车底盘技术ESP（ESC、VSC）电子稳定控制系统技术介绍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。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。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。TCS牵引力控制系统技术介绍TCS的英文全称是TractionControlSystem，中文意思是“牵引力控制系统”。TCS是根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者大于后者时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。ABS是通过检测车轮实际滑移率，计算出车轮是否制动抱死，再减少该轮的刹车力以防被抱死。而TCS是使用现有ABS系统的电脑、传感器和控制引擎与变速箱电脑，通过使用引擎点火的时间、变速箱挡位和供油系统来控制驱动轮打滑。当TCS感应到车轮打滑的时候，首先会经过引擎控制电脑改变引擎点火的时间，减低引擎扭力输出或是在该轮上施加刹车以防该轮打滑，如果在打滑很严重的情况下，就再控制引擎供油系统。TCS系统能够控制驱动轮的滑转率在最佳范围内，防止车辆在光滑路面上加速时车轮打滑，造成后轮驱动车辆出现甩尾，前轮驱动车辆转向失去控制，使车辆产生最佳驱动力。技术应用情况目前国内市场TCS在10万以上的新车型中普及率已越来越高。TCS很可能成为续ABS后，在各类车辆上广泛普及的主动安全技术。TPMS轮胎压力监测系统技术介绍TPMS的英文全称是TirePressureMonitoringSystem，中文意思是“轮胎压力监测系统”。TPMS（轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型：一种为间接式（Wheel-SpeedBasedTPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。另一种是直接式（Pressure-SensorBasedTPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。技术应用情况欧盟对新车提出一系列安全和环保要求。从2012年开始，各类新车必须装配低滚动阻力轮胎(LRRT)并配备轮胎气压监测系统(TPMS)，这将成为强制性法规。在我国，直到近几年才有少数汽车制造巨头开始考虑将TPMS系统作为标配。中国是另一个潜力巨大的市场。在若干年以前，糟糕的道路状况使得TPMS系统根本无用武之地。但最近几年中国道路状况的巨大改善已经使得TPMS的使用成为可能。目前TPMS主要还是作为一个豪华系统出现在一些高端车型上。2008年9月，由国家发展和改革委员会提出、全国汽车标准化技术委员会组织起草的标准《汽车轮胎气压监测系统》已完成征求意见稿。标准规定了TPMS系统的性能要求和试验方法，相信在不久的将来，国家亦必然有规定要求车辆逐步配备这一配置。目前我国配备了TPMS的车型主要有：朗逸、荣威550、国产奔驰E级、铂锐、奥迪A6、宝马3系、5系等。ACC自适应巡航控制技术介绍ACC的英文全称是“AdaptiveCruiseControl”，中文意思是“自适应巡航控制”。自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。技术应用情况目前，ACC还属于一项科技含量较高的技术，目前只有像沃尔沃、宝马之类的豪华车配备了ACC。随着汽车底盘零部件集成化和电子化的不断发展，ACC会像如今比较普及的定速巡航系统一样在越来越多的车型中使用，并成为未来主被动安全集成中的重要一环。EPAS电动助力转向技术介绍EPAS的英文全称是ElectricalPowerAssistedSteering，中文意思是“电动助力转向”。动力转向的目的是减少驾驶员操纵车辆转向时作用在方向盘上的力，常用的动力转向有液压式、气压式、电动式。电动助力转向是由电动机提供直接辅助转矩的动力转向系统。当转向轴转动时，和转向轴连接在一起的转矩传感器把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号控制电动机的旋转方向和助力大小，实时控制助力转向。因此EPAS可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。EPAS的电机只有在转向时才工作，不用像液压管路中为了较高的油压，需要油泵经常工作。所以相比较现在车辆中使用较多的液压助力转向，EPAS更经济环保，而且还能省去液压助力这部分油管，减轻重量。技术应用情况目前国内市场上使用EPAS和EPS的车型还不多，不过由于EPAS和EPS的技术不断成熟、价格更加合理，那么在将来EPAS和EPS会以很快的速度，在各类新款轿车中普及。第二章汽车传动系概述第一节汽车传动系的作用与组成一、汽车传动系的功用是将发动机发出的动力按需要传给驱动轮。二、汽车传动系的类型按结构和传动介质不同，汽车传动系分为机械式、静液式、液力机械式和电力式等。本书只介绍机械式和液力机械式。三、汽车传动系的组成汽车传动系的组成与传动系的类型、布置形式及汽车驱动形式等因素有关。机械式传动系：离合器、变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器和半轴）。液力机械传动系：液力机械变速器（液力变矩器和齿轮变速机构）、万向传动装置（万向节和传动轴）、驱动桥（主减速器、差速器和半轴）。液力变矩器工作原理到发动机通过离合器连接到变速器。如果没有这个连接，汽车在不熄灭发动机的情况下将无法完全停下来。但是，带有自动变速器的汽车没有离合器，而是使用一种叫做液力变矩器的神奇装置，便可以使发动机与变速器分离。正如采用手动变速器的汽车一样，配备自动变速器的汽车也需要通过某种方式，让发动机能在车轮和变速器中的齿轮停下来时继续工作。配备手动变速器的汽车使用的是离合器，它可将发动机从变速器彻底断开。配备自动变速器的汽车则使用液力变矩器。液力变矩器是一种液力耦合器，它允许发动机在一定程度上独立于变速器运转。如果发动机转速变慢，如汽车在停车标志灯前处于怠速时，通过液力变矩器的扭矩将非常小，这样只需在制动器踏板上施加很小的力即可让车辆保持静止。如果您在汽车停止时踏在油门踏板上，则必须用力踩刹车才能防止汽车移动。这是因为在您踩油门踏板时，发动机会加速并将更多的油液注入液力变矩器中，从而导致更多扭矩被传送到车轮上。如下图所示，在液力变矩器的坚固外壳内有四个组件：泵涡轮定子变速器油液液力变矩器零件（从左到右）：涡轮、定子、泵液力变矩器的外壳通过螺栓固定到发动机的飞轮上，这样液力变矩器的转速将始终等于发动机的转速。在液力变矩器中，泵的翼片与外壳相连，因此其转速与发动机的转速相同。下面的剖面图显示了液力变矩器内部各个零部件的连接状况。液力变矩器的零件如何连接到变速器和发动机液力变矩器内的泵是一种离心泵。当它旋转时，油液将被甩到外面，就像洗衣机将水和衣物甩到洗涤缸外围一样。由于油液被甩到外面，因此中心区域会形成真空，进而吸入更多的油液。液力变矩器的泵部分与外壳相连。液力变矩器涡轮：请注意中间的齿槽。这是它与变速器的连接点。之后，油液进入涡轮的叶片，而涡轮又与变速器相连。这样，涡轮使变速器旋转，而变速器驱动您的汽车。在下图中，您可以看到涡轮叶片是弯曲的。这意味着，从外部进入涡轮的油液在从涡轮中心出来之前必须改变方向。正是这种方向的改变导致了涡轮旋转。若要改变一个移动物体的方向，必须在该物体上施加一个作用力。不管这个物体是一辆汽车还是一滴油。另一方面，对于导致物体改变方向的力，无论施力方为何物，它都必然会受到此力的反作用力。因此，在涡轮使油液改变方向的同时，油液也导致涡轮旋转。油液从涡轮中央流出，移动方向不同于它进入时的方向。如果您观察上图中的箭头，可以看到从涡轮流出油液的移动方向与泵（以及发动机）的旋转方向相反。如果允许油液撞击泵，则会降低发动机的转速，从而造成动力的浪费。液力变矩器中设有定子的原因就在于此。定子将从涡轮返回的油液送到泵中。这样可以提高液力变矩器的工作效率。请注意其中的齿槽，它连接到定子内部的一个单向离合器。位于液力变矩器的正中间，其作用是迫使从涡轮返回的液流再次到达油泵之前改变方向。这样可极大地提高液力变矩器的效率。定子的叶片设计效