學(xué)習(xí)目標(biāo)2：正確認(rèn)識底盤新技術(shù)

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)2能夠正確認(rèn)識底盤新技術(shù)7.2 底盤新技術(shù) 如果說發(fā)動機(jī)是汽車的心臟，那么底盤則是汽車的骨架，在汽車構(gòu)造中占有重要地位。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，底盤新技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。7.2.1 自動離合器 自動離合器（ACMT）又叫自動離合控制系統(tǒng)，是針對手動擋車型研發(fā)的一種智能離合器控制系統(tǒng)。在不改變原車變速器和離合器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加裝一套獨(dú)立的由微電腦控制離合器的分離和結(jié)合的系統(tǒng)，從而達(dá)到“手動擋車型不用踩離合”的效果。 1工作原理 自動離合器是通過機(jī)械、電子和液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制離合器分離和結(jié)合的獨(dú)立系統(tǒng)，主要由離合器驅(qū)動機(jī)構(gòu)、控制電腦、擋位傳感器、線束和顯示語音單元等部件組成，如圖

2、所示。 控制電腦根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，包括車速、轉(zhuǎn)速、油門、剎車和換擋等信息，結(jié)合駕駛員的意圖，模擬最優(yōu)秀的駕駛技術(shù)，用最佳的時間和速度控制離合器驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使離合器快速分離和平穩(wěn)結(jié)合，達(dá)到起步與換擋的平順舒適性，同時還能避免空油與熄火。另外，還可以通過語音提示駕駛員正確操作。自動離合器系統(tǒng)在保持手動擋車型駕駛樂趣的同時，達(dá)到減輕駕駛疲勞，降低汽車油耗和保護(hù)發(fā)動機(jī)的目的。車速轉(zhuǎn)速油門剎車換擋 2主要功能 自動離合器的主要功能有：擋位顯示：用數(shù)字或字母顯示擋位或故障碼；換擋離合：換擋時離合器自動分離、結(jié)合；起步爬行：起步時，不需要踩加速踏板也能夠自動慢速行駛；制動離合：制動過程中離合器根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)

3、行工況適時自動分離、結(jié)合；熄火保護(hù)：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速過低時，離合器自動分離，然后再根據(jù)運(yùn)行工況適時結(jié)合，保證任何擋位停車時都不會熄火；誤操作保護(hù)：換擋錯誤時擋位閃爍，離合器斷續(xù)結(jié)合或分離；自動調(diào)整：離合器操縱裝置自動補(bǔ)償摩擦片或機(jī)械構(gòu)件的磨損量；智能控制：電控單元車輛行駛狀態(tài)自動優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)；故障檢測：自動離合器能夠自動判別故障，并儲存故障碼；模式選擇：自動離合器有標(biāo)準(zhǔn)模式、舒適模式和運(yùn)動模式等八種模式可供選擇，同時可自由調(diào)快一擋起步的速度。 3自動離合器的優(yōu)勢減少駕駛疲勞目前城市堵車越來越嚴(yán)重，開手動擋車的駕駛員需要頻繁的油離配合容易導(dǎo)致疲勞和勞損，同時精神緊張，不利安全駕駛。而自動離合器不需

4、要駕駛員踩踏離合器踏板，可以大大節(jié)省駕駛員的體力。降低駕駛難度對于新手司機(jī)來說，油離配合很需要技術(shù)。很多新手司機(jī)油離配合不好，而容易熄火，而自動離合器無論任何擋位剎車、停車都不會熄火，同時掛擋錯誤的時候還有語音提示，從而保證安全起步和停車。降低離合器摩擦片的磨損自動離合器簡單來講就是：當(dāng)需要踩離合時，機(jī)械裝置幫助駕駛員踩踏離合器踏板，需要踩多少、放多少，都由控制單元根據(jù)車輛行駛狀況自動控制。自動離合器的最快分離時間是0.02s，控制精度達(dá)0.02mm，這種速度和精度是普通駕駛員無法達(dá)到的。節(jié)省燃油發(fā)動機(jī)是靠離合器傳遞動力的，離合器分離的時間越長，傳遞的動力就越少。而自動離合器的分離時間為0.0

5、2s，通過減少離合器的分離時間，可以達(dá)到節(jié)油的目的。7.2.2 手自一體變速器 手自一體變速器就是將汽車的手動換擋和自動換擋結(jié)合在一起的變速裝置，操縱方式如圖所示。該變速器結(jié)合了自動變速器和手動變速器的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地減少了變速系統(tǒng)的功率損耗。 1工作原理 手自一體變速器主要由普通的齒輪箱（和手動變速器一樣）、電子控制離合器、自動換擋操縱機(jī)構(gòu)和電子控制部分等組成。電子控制離合器的作用是根據(jù)需要自動地使離合器分離或接合。工作時由變速器ECU控制步進(jìn)電機(jī)推動離合器撥叉，使離合器分離或接合。自動換擋操縱機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)需要自動地掛入相應(yīng)的擋位，一般設(shè)置兩個步進(jìn)電機(jī)，都由變速器ECU來控制。其排擋桿的

6、設(shè)置和普通自動變速器相似，沒有離合器踏板。手自一體變速器齒輪箱電子控制離合器自動換擋操縱機(jī)構(gòu)電子控制部分 手自一體變速器的工作是利用自動控制部分來模擬人工的換擋操作，正常駕駛時和液壓自動變速器沒有什么區(qū)別，只是在停車時，離合器是分離的。所以在坡道上停車時，一定要踩住剎車，否則會溜車。 如果采用手動模式，便和駕駛手動擋汽車一樣，動力非常直接，還省去了踩離合器的動作。并且不需要逐擋地進(jìn)行加減，可以跳躍加減擋。 從結(jié)構(gòu)上看，手自一體變速器實(shí)際上就是一款電控的液壓自動變速器。 其硬件方面只是在換擋桿的操縱臺下面增加了3個傳感器，分別為加擋傳感器、減擋傳感器和手動模式傳感器； 軟件方面是在控制系統(tǒng)里增加

7、了手動控制程序，利用傳感器感知變速器是否處于手動模式，接收加擋或減擋信號，控制系統(tǒng)根據(jù)加減擋信號控制變速器的升擋或降擋。 另外還增加了保護(hù)措施，例如當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過6000轉(zhuǎn)時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出升擋的指令，使變速器自動升擋。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和車速都比較低時，如果駕駛員加擋，則控制系統(tǒng)不會發(fā)出升擋指令。相反，如果此時擋位較高，而駕駛員沒有進(jìn)行減擋操作，則控制系統(tǒng)會發(fā)出降擋的指令，使變速器降擋。另外，如果增加的三個傳感器中，有一個或多個損壞，則變速器會被鎖擋。 2產(chǎn)品類型 手自一體的變速器的產(chǎn)品類型有以下幾種形式：在自動變速器的基礎(chǔ)上加裝電子和液壓控制裝置。由普通“H”型換擋方式的手動變速器和自動離合

8、器相結(jié)合的變速系統(tǒng)。以手動變速箱為基礎(chǔ)，把自動離合器和電子液壓順序換擋結(jié)合到一起。（1）在自動變速器的基礎(chǔ)上加裝電子和液壓控制裝置此種類型的變速器即使在手動模式下，自動變速系統(tǒng)仍然隨時處于控制狀態(tài)。如果車速變快，而駕駛員沒有進(jìn)行加擋操作，則控制單元會發(fā)出指令，使變速器自動加擋；如果在車速很快時掛入低擋，則不執(zhí)行；起步時會自動地將擋位掛入1擋或2擋；當(dāng)車輛打滑還會自動轉(zhuǎn)到惡劣性天氣模式，防止車輪打滑。（2）由普通“H”型換擋方式的手動變速器和自動離合器相結(jié)合的變速系統(tǒng)其目的是使離合器自動化，而不改變手動變速器傳統(tǒng)的換擋機(jī)構(gòu)。此種類型的變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，只是離合器踏板被電動機(jī)所取代，根據(jù)微處理器的

9、命令將液壓系統(tǒng)加壓，使離合器分離或接合。起動時，駕駛員只需要掛上擋位，踩踏油門踏板便能順利起步。換擋時抬起油門踏板，系統(tǒng)自動地將離合器分離。行駛過程中，傳感器會時刻監(jiān)測車輛的擋位、速度、油門位置以及駕駛員是否有換擋操作等，電控單元可以阻止不合時宜的加擋或減擋操作。如有需要，還會發(fā)出語音提醒駕駛員選擇合適的擋位。（3）以手動變速箱為基礎(chǔ)，把自動離合器和電子液壓順序換擋結(jié)合到一起。7.2.3 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性，它在車輛的安全行駛、保護(hù)駕駛員的人身安全和改善駕駛員的工作條件等方面起著重要的作用。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有機(jī)械轉(zhuǎn)向、動力轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，隨著汽車技術(shù)的

10、發(fā)展，汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等新技術(shù)也越來越多的出現(xiàn)在我們眼前。 1線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完全顛覆了傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)理念。取消了方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接取而代之的是電子線路控制從而徹底避免了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有弊端 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖所示。利用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將檢測到的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)信號以及汽車行駛過程中的各種信息傳遞給電控單元，電控單元對接收到的信息進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)自身內(nèi)部的控制策略，控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。同時，電控單元根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角等信號，控制方向盤回正力矩電機(jī)工作，從而模擬出相應(yīng)的路感。 2線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)

11、行模塊和電控單元等三部分組成，如圖所示。 方向盤模塊包括方向盤、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器、方向盤回正力矩電機(jī)等。主要作用是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過測量方向盤轉(zhuǎn)角獲得）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并傳遞給電控單元；同時接受電控單元傳送的力矩信號，產(chǎn)生方向盤回正力矩，給駕駛員提供相應(yīng)的路感信息。方向盤模塊方向盤方向盤轉(zhuǎn)角傳感器力矩傳感器方向盤回正力矩電機(jī) 轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊包括轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向組件等組成。主要作用是接受電控單元的指令，通過轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向組件 電控單元（ECU）的作

12、用是對采集的信號進(jìn)行分析處理，判別汽車的運(yùn)動狀態(tài)，向轉(zhuǎn)向電機(jī)和方向盤回正力矩電機(jī)發(fā)送指令，控制兩個電機(jī)的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛響應(yīng)，以減少駕駛員對汽車轉(zhuǎn)向特性隨車速變化的補(bǔ)償任務(wù)。同時電控單元還可以對駕駛員的操作指令進(jìn)行識別，判定在當(dāng)前狀態(tài)下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作是否合理。當(dāng)汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯誤指令時，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會將駕駛員錯誤的轉(zhuǎn)向操作屏蔽，而自動進(jìn)行穩(wěn)定控制，使汽車盡快地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。 另外，汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還具有自動故障處理的功能。自動故障處理系統(tǒng)包括一系列的監(jiān)控和實(shí)施算法，針對不同的故障形式和故障等級做出相應(yīng)的處理，最大限度地保證汽車的正常行駛。故障自動檢測和自

13、動處理系統(tǒng)采用嚴(yán)密的故障檢測和處理邏輯，以提高汽車安全性能。 3線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）提高汽車安全性能汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，避免了撞車事故中轉(zhuǎn)向柱對駕駛員的傷害；電控單元ECU可以根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)判斷駕駛員的操作是否合理，并做出相應(yīng)的調(diào)整；當(dāng)汽車處于極限工況時，可以自動對汽車進(jìn)行穩(wěn)定控制。當(dāng)系統(tǒng)中電子部件出現(xiàn)故障后，由于采用冗余和容錯技術(shù)，系統(tǒng)仍能實(shí)現(xiàn)其最基本的轉(zhuǎn)向功能。（2）提高汽車的操縱穩(wěn)定性方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角的比值稱為轉(zhuǎn)向傳動比。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速、牽引力控制以及其他相關(guān)參數(shù)，可以使轉(zhuǎn)向傳動比不斷變化。低速行駛時，調(diào)低轉(zhuǎn)向傳動比，可以減少轉(zhuǎn)彎時方向盤轉(zhuǎn)動的角度；

14、高速行駛時，調(diào)高轉(zhuǎn)向傳動比，防止方向盤過于靈敏。（3）改善駕駛員的路感由于方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間無機(jī)械連接，駕駛員的路感通過模擬生成。因此，可以從信號中提取最能夠反應(yīng)汽車實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為方向盤回正力矩的控制變量，使方向盤僅向駕駛員提供有用信息，從而為駕駛員提供更為真實(shí)的路感。（4）提高汽車的舒適性由于消除了機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，路面的不平和轉(zhuǎn)向輪的不平衡不會傳遞到轉(zhuǎn)向軸上。從而減緩了駕駛員的疲勞。另外，取消了轉(zhuǎn)向柱，駕駛員的腿部活動空間和汽車底盤的空間明顯增大。（5）體現(xiàn)個性化的設(shè)置線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員的要求設(shè)置轉(zhuǎn)向傳動比和方向盤反饋力矩，以滿足不同駕駛員的要求和適應(yīng)不同的環(huán)境。（

15、6）改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，可以減輕整車的質(zhì)量，降低油耗，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。7.2.4 制動盤新技術(shù) 傳統(tǒng)的制動盤是由鑄鐵制造而成，具有容易加工和耐磨性較好等優(yōu)點(diǎn)，但是也具有質(zhì)量大和熱穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。隨著汽車新材料和零部件制造技術(shù)的發(fā)展，制動盤正向著質(zhì)量更輕、摩擦系數(shù)更大以及耐久性更好的方向發(fā)展，碳纖維制動盤和陶瓷制動盤也逐漸被人們所熟悉，如圖所示。 1碳纖維制動盤 碳纖維制動盤被廣泛用于競賽汽車上。能夠在50m的距離內(nèi)將汽車的速度從300km/h降低到50km/h，此時制動盤的溫度會升高到900以上，制動盤會因?yàn)槲沾罅康臒崮芏兗t。碳纖維制動盤能夠承受2500的高溫，具有非常優(yōu)秀的制動穩(wěn)定性。 由于碳纖維制動盤在溫度達(dá)到800以上時制動性能才能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，對于大多數(shù)只是短途行駛的家用車輛并不適用。另外，碳纖維制動盤的磨