汽车底盘技术

第一章汽车底盘技术的发展概况一、汽车工业发展概况汽车是最重要的现代化交通运输工具，是科学技术发展水平的标志。汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经济效益高的产业，世界各工业发达国家几乎都把它作为国民经济的支柱产业。现代汽车上采用了大量的新材料、新工艺和新结构，特别是现代化的微电子控制技术的应用，大大地提高了汽车的性能。毫无疑问，汽车是一种高科技产品。汽车工业的发展可以带动机械制造、电子技术、橡胶工业和城市道路交通等相关行业的发展，对社会经济建设和科学技术进步有着重要的推动作用。1885年，德国工程师卡尔·奔驰设计制造出了世界上第一辆装有0.85马力(1000马力＝735.5千瓦)汽油机的三轮汽车，二冲程、589w，如图。1886年1月29日获得了专利认证。后来人们将这一天作为世界上第一辆汽车的诞生日。1986年戴姆勒又与梅巴赫制成了810W的四冲程汽油机，并装到四轮汽车上，如图。19世纪末到第一次世界大战爆发的20多年间，是发达国家汽车工业的初步形成时期，其中最具代表性的是德国和美国。1908年美国人亨利·福特推出了著名的“T”型轿车，其上装有一台20马力的四缸汽油机，如图。1913年在汽车行业率先采用了具有划时代意义的流水线怍业方式生产汽车，使这种车型的产量迅速上升，成本大幅下降，福特“T”型车先后共生产了1500万辆，具有极大的社会影响。被誉为“汽车大王”。1967年，德国的波许(Bosch)公司研制出D型（进气歧管的真空度及温度来测量进气量）叶特朗尼克(Jetronlc)电子控制燃油喷射系统，装在大众公司VWl600轿车上，它开创了汽油喷射系统电子控制的新时代。1973年又开发了L型电子控制燃油喷射系统（空气流量计来测量进气量）1979年，发动机电子控制技术已达到相当高的程度。随着世界汽车保有量的迅猛增加，各国对汽车排放法规要求日益严格化，同时对节熊和安全性能也提出了更高的要求。而电子技术的迅速发展为汽车技术的改善提供了条件。近年来，车用电子控制装置越来越多，如电控燃油喷射装置、电控点火装置、电控自动变速器装置、电控制动防抱死装置、电控雷达防撞装置等，电子控制装置已渗透到汽车的每一个系统。我国1956年10月15日第一汽车制造厂建成投产，生产解放牌CAl0型4t载货汽车，结束了我国不能批量生产汽车的历史。1958年9月28日，上海汽车装配厂(上海汽车装修厂)试制成功第一辆凤凰牌轿车，开创了上海汽车工业生产轿车的历史。这期间，我国的一批汽车修配企业，如南京汽车制配厂、济南汽车配件厂、北京汽车制配厂等，相继发展成汽车制造厂，生产各种不同类型的汽车。1968年创建二汽1975年7月1日，第二汽车制造厂建成投产，生产东风牌EQ240型2．5t越野汽车。20世纪80年代初，我国汽车工业进入了大发展阶段。1983年4月11日，第一辆上海桑塔纳牌轿车在上海汽车厂组装成功。1985年3月21日，上海大众汽车有限公司正式成立。1987年国务院确定了以发展轿车工业来振兴我国汽车工业的发展战略。“七五”以来，通过与德国、法国、美国、日本和韩国等国的合作，我国先后建起了上海大众、一汽大众，二汽神龙、上海通用，广州本田和北京现代等一批现代化的轿车生产企业。经过20多年的努力，我国汽车的年产量从1978年的14．9万量，发展到1992年的汽车年产量超过100万量。2003年我国汽车的年产量更达到了444万辆，其中轿车产量为201万辆。我国已超过法国，成为继美国、日本和德国之后的世界第四大汽车生产国。据统计1998年美国通用878万辆福特772万辆德国大众485万辆克莱斯勒402万辆日本丰田446万辆本田231万辆二、汽车底盘发展概况50年代，汽车设计主要是考虑人体工学和汽车外观完美的流线型。60年代，随着汽车保有量和汽车速度的增加，交通事故频发成了比较严重的社会问题。为了防止交通事故的发生，除制定新的交通法规加以限制外，还改造了制动装置和添加了许多安全装置。70年代，能源危机和环境保护是汽车业的重大问题。汽车设计强调轻量化、低油耗和在底盘方面如何减少行驶阻力，此时的汽车以机械控制系统或液压控制系统为主。80年代，随着电子技术的发展，电子控制成为汽车上的主要控制。进入21世纪，汽车设计主要解决的问题仍然是环保和安全问题。电子技术的发展，为汽车向电子化、智能化、网络化、多媒体化的方向发展创造了条件。据国外专家预测，未来3～5年内汽车上装用的电子装置成本将占整车成本德25%以上，，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。三、电子技术在底盘上的应用1．电控自动变速器（ECAT）ECAT可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数，经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置，从而实现变速器换挡的最佳控制，即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。它的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映行驶负荷和道路条件等。传动系统的电子控制装置，能自动适应瞬时工况变化，保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接，并通过电磁阀及气动伺服阀汽缸来执行。它不仅能明显地简化汽车操纵，而且能实现最佳的行驶动力性和安全性。2．防抱死制动系统（ABS）该系统是一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面达到最佳滑动率（15-20%），从而使汽车在各种路面上制动时，车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数，以保证车辆制动时不发生抱死拖滑、失去转向能力等不安全的工况，提高汽车的操纵稳定性和安全性，减小制动距离。驱动防滑系统（ASR）也叫做牵引力控制系统（TCS或TRC），是ABS的完善和补充，它可以防止起动和加速时的驱动轮打滑，既有助于提高汽车加速时的牵引性能，又能改善其操作稳定性。3．电子转向助力系统电子转向助力系统是用一部直流电机代替传统的液压助力缸、用蓄电池和电动机提供动力。这种微机控制的转向助力系统和传统的液压助力系统比起来具有部件少、体积小、重量轻的特点，最优化的转向作用力、转向回正特性，提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。4．适时调节的自适应悬挂系统自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷，自动地适时调节悬架弹簧的刚度和减震器的阻尼特性，以适应当时的负荷，保持悬挂的既定高度。这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。5．常速巡行自动控制系统（CCS）在高速长途行驶时，可采用常速巡行自动控制系统，恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度，驾驶员不必经常踏油门以调整车速。若遇爬坡，车速有下降趋势，微机控制系统则自动加大节气门开度；在下坡时，又自动关小节气门开度，以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速挡或制动时，这种控制系统则会自动断开。随着世界各大汽车产家对汽车安全问题的高度重视，安全气囊系统、行驶动力学调节系统（FDR或VDC）、防撞系统、安全带控制、照相控制等方面已大量采用了电子新技术。四、课程性质《底盘结构与检修》是汽车检测与维修专业的主干专业修课，是一门理论性和实践性都很强的课程。五、课程任务以讲授常用汽车的结构、检修方法为基础。并结合现代车的发展，重点突出讲授汽车新结构的工作原理、使用以及维修知识，满足现代汽车发展需要。同时根据本专业特点除课堂教学外，多安排学生对新车型、新结构进行实验、实训等实践技能的培训。使学生除掌握理论知识外，有较强的实际动手能力。本科程共160课时，本学期100课时，其中实验60课时。