汽車電子重點(diǎn)

1、2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第1頁,2、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第2頁,2、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第3頁,2、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第4頁,2、汽車電子技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第5頁,主要控制,汽油噴射,點(diǎn)火控制,噴射量 噴射時刻,

2、點(diǎn)火時刻 閉合角控制 爆震控制,輔助控制,怠速控制 廢氣再循環(huán)控制 發(fā)電機(jī)控制 燃油泵控制 加速踏板控制 巡航控制 極限轉(zhuǎn)速控制 發(fā)動機(jī)閉缸工作 變速控制 自診斷控制,發(fā)動機(jī)電子控制,發(fā)動機(jī)電子控制的主要內(nèi)容,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第6頁,電噴發(fā)動機(jī)-燃油噴射系統(tǒng)的分類,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第7頁,電噴發(fā)動機(jī)-怠速控制系統(tǒng),2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第8頁,ECU的組成： 輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微型計(jì)算機(jī)和輸出回路4部分組

3、成。,電控單元（ECU）,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第9頁,電噴發(fā)動機(jī)-電子控制單元,1、接受傳感器或其他裝置輸入的信息，給傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓：2V、5V、9V、12V；將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)所能接受的信號。 2、存儲、計(jì)算、分析處理信息；計(jì)算出輸出值所用的程序；存儲該車型的特點(diǎn)參數(shù)；存儲運(yùn)算中的數(shù)據(jù)（隨存隨?。?、存儲故障信息。 3、運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值；將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對比，查出故障。 4、輸出執(zhí)行命令。把弱信號變成強(qiáng)的執(zhí)行命令；輸出故障信息。 5、自我修正功能（自適應(yīng)功能）。,2020年10月5日星期一10

4、時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第10頁,電噴發(fā)動機(jī)-噴油控制程序,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第11頁,冷起動時噴油量控制,清除溢油功能：為防止發(fā)動機(jī)多次起動或起動時間過長，造成的火花塞“淹死”，節(jié)氣門開度大于80%時，供入稀的混合氣。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第12頁,電噴發(fā)動機(jī)-噴油控制程序,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第13頁,電噴發(fā)動機(jī)-噴油的反饋控制,反饋控制的解除條件,2020年10月5日星期一10時6分

5、57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第14頁,電噴發(fā)動機(jī)-發(fā)動機(jī)對點(diǎn)火系統(tǒng)的要求,擊穿電壓不僅與火花塞電極間隙的大小、氣缸內(nèi)混合氣的壓力和溫度有關(guān)；此外還與電極的形狀、溫度和極性；以及發(fā)動機(jī)的工作情況相關(guān)。 為了保證點(diǎn)火可靠，點(diǎn)火裝置必須有一定的高壓儲備，使之在所有情況下送往火花塞電極間的電壓均大于該工況下火花塞的擊穿電壓值。但過高的次級電壓，將造成絕緣困難，使成本提高。因此，次級電壓通常限制在30kV以內(nèi)。, 能產(chǎn)生足以擊穿火花塞電極間隙的電壓 火花塞電極之間產(chǎn)生火花的電壓稱為擊穿電壓，根據(jù)柏申的經(jīng)驗(yàn)公式，均勻電場下的擊穿電壓：,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)

6、大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第15頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的恒流控制,圖8-40 爆震傳感器結(jié)構(gòu)圖,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第16頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,爆震是汽油機(jī)運(yùn)行中最有害的一種故障現(xiàn)象。它是由于燃燒室內(nèi)的末端混合氣被壓縮點(diǎn)燃而引起的一種異常燃燒現(xiàn)象,故又稱爆燃。當(dāng)劇烈的爆燃發(fā)生時,由于末端混合氣在瞬間燃燒,壓力和溫度急劇升高,產(chǎn)生高頻壓力波。從而破壞了燃燒室壁的激冷層(該層起著隔熱膜的作用),導(dǎo)致散熱量增加,各部分的溫度上升。發(fā)動機(jī)工作如果持續(xù)產(chǎn)生爆震,其結(jié)果會引起活塞燒結(jié)、活塞環(huán)粘著、軸承破壞和氣門燒蝕等等,而且還因散熱增

7、加而使輸出功率下降。因此必須防止爆震的產(chǎn)生。爆震和點(diǎn)火時刻有密切關(guān)系,同時還與汽油的辛烷值有關(guān)。下圖為爆震與點(diǎn)火時刻、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。點(diǎn)火時刻提前,燃燒的最大壓力就高,因而容易產(chǎn)生爆震。發(fā)動機(jī)發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)火時刻是在開始產(chǎn)生爆震點(diǎn)火時刻(爆震界限)的附近。因此在設(shè)定點(diǎn)火時刻時,應(yīng)留有離開爆震界限的余量。無爆震控制時,所留余量就必須大一些,這時的點(diǎn)火時刻比發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩時的點(diǎn)火時刻滯后,故轉(zhuǎn)矩有所降低。若用爆震傳感器就能檢測到爆震界限,可以把點(diǎn)火時刻控制在接近爆震極限的位置,以便能更有效地得到發(fā)動機(jī)的輸出功率。尤其是在裝有廢氣渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)上,由于使用絕熱增壓的空氣燃燒,發(fā)生爆震的可能性增

8、大,更需采用爆震控制。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第17頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,爆震控制的方法如圖所示。爆震傳感器安裝在氣缸體上,利用壓電晶體的壓電效應(yīng),把爆震傳到氣缸體上的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電信號輸入,把爆震傳感器輸出的信號進(jìn)行濾波處理并判定有無爆震及爆震強(qiáng)度的強(qiáng)弱,推遲點(diǎn)火時間。爆震強(qiáng),推遲點(diǎn)火角度大;爆震弱,推遲的角度小。每次調(diào)整都以一固定的角度遞減,直到爆震消失為止。而后又以一固定的角度提前,當(dāng)發(fā)動機(jī)再次出現(xiàn)爆震時,又使點(diǎn)火提前角再次推遲,調(diào)整過程如此反復(fù)進(jìn)行。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海

9、）汽車工程學(xué)院,第18頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震傳感器,爆震傳感器的功用是把爆震時傳到缸體上的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電壓信號,輸入作為爆震控制信號。爆震傳感器大多安裝在氣缸體上。爆震傳感器分為共振型、非共振型和火花塞座金屬墊型3種。 1、共振型爆震傳感器 如圖16所示,該類傳感器是由與爆震幾乎具有相同共振頻率的振子和能夠檢測振子振動壓力并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號的壓電元件構(gòu)成。 2、非共振型爆震傳感器 如圖16所示,該類傳感器是用壓電元件直接檢測爆震信號,并將振動壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。 3、火花塞座金屬墊型爆震傳感器 如圖16所示,該類傳感器是在火花塞的墊圈部位裝上壓電元件,根據(jù)燃燒壓力直接檢測爆震信號

10、,并將振動壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。該類型爆震傳感器一般每缸火花塞都安裝一個。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第19頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震傳感器,爆震傳感器的輸出電壓波形如圖所示。如果發(fā)生爆震現(xiàn)象,在燃燒期間的輸出振幅將增大,輸入后,經(jīng)過濾波處理,根據(jù)其值的大小判定有無爆震。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第20頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震傳感器,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第21頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,2020年10月5日星期一

11、10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第22頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,由于爆震僅在燃燒期間發(fā)生,為了避免因其他原因產(chǎn)生的機(jī)械振動的干擾引起誤檢測,只在爆震判定期間進(jìn)行判定處理。也就是說只是在爆震判定圖爆震控制處理時間圖期間1(燃燒期間)內(nèi)檢測到爆震信號時,才會根據(jù)爆震的強(qiáng)弱,推遲點(diǎn)火時間,從而避免干擾產(chǎn)生的誤檢測。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第23頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第24頁,電噴發(fā)動機(jī)-ESA的爆震控制,2020年10月5

12、日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第25頁,智能交通系統(tǒng),1、汽車社會大系統(tǒng)人-車-道路三位一體構(gòu)成了一個有機(jī)的完整的汽車交通系統(tǒng)，或稱其為汽車社會大系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要研究的問題是系統(tǒng)的“主動安全性”。廣泛的主動安全性應(yīng)該包括人、車、環(huán)境三個方面具備的安全性以及由此構(gòu)成的汽車大系統(tǒng)所具備的安全性。但是由于人體控制模型以及環(huán)境動態(tài)模型難以描述其控制的復(fù)雜性，所以，通常所說的性能包括車輛的動力性、操縱穩(wěn)定性、平順性、制動性能以及駕駛視野性能等。它主要包括車輛的“事故預(yù)防”和“事故回避”兩個方面。與此相應(yīng)的“被動安全性”也分為“減少傷害”、“防止傷害擴(kuò)大”、“減少接觸傷害

13、”等方面的內(nèi)容。 2、智能汽車交通系統(tǒng)（ITS）ITS是Intelligent Transport System的縮寫，就是使汽車及其使用環(huán)境智能化、高科技化。美國把這一研究作為大規(guī)模的國家綜合性開發(fā)項(xiàng)目；歐洲將其列為尤里卡高科技計(jì)劃的組成部分；日本組織了警察、通產(chǎn)、運(yùn)輸、郵政、建設(shè)五省廳綜合協(xié)力開發(fā)這一系統(tǒng)的體制。ITS涉及到道路建設(shè)、交通管制、通信、電機(jī)、電子、汽車、汽車零部件、情報(bào)服務(wù)、軟件等眾多的領(lǐng)域。它是產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的未來新興產(chǎn)業(yè)群，也是未來多媒體技術(shù)投向可能性最大的行業(yè)。 3、ITS的主要內(nèi)容ITS主要包括下列系統(tǒng)。 （1）安全駕駛支援系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由汽車行駛、警報(bào)、防止碰撞等

14、系統(tǒng)組成。它包括安全情報(bào)提供、警告、控制系統(tǒng)、前方障礙物警報(bào)系統(tǒng)、周圍車輛警報(bào)系統(tǒng)、視覺支援系統(tǒng)、車輛間距控制、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、防止逸出車道、路外和車道自動跟蹤系統(tǒng)，車輛和駕駛員安全監(jiān)視警報(bào)系統(tǒng)、物流專用車道和自動駕駛專用車道的車輛自動駕駛系統(tǒng)等。未來的發(fā)展目標(biāo)將是完全的自動駕駛。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第26頁,智能交通系統(tǒng),（2）道路交通、駕駛情報(bào)提供系統(tǒng)這包括道路交通情報(bào)提供系統(tǒng)、綜合交通情報(bào)系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航動態(tài)路線引導(dǎo)系統(tǒng)等。例如，提供交通道路情報(bào)和最佳目標(biāo)路線指南以及旅館、餐廳、車站、公路入口指南等。 （3）交通管理、管制系

15、統(tǒng)這一系統(tǒng)包括交通信號智能控制系統(tǒng)、交通流向引導(dǎo)分配系統(tǒng)、公共車輛優(yōu)先通過控制、交通事故智能管理系統(tǒng)等。例如，通過對行駛所需時間的精確測量、交通狀況的顯示智能化、更精細(xì)的交通信號控制等，確保道路交通的高效利用和暢通無阻。為防止交通流量的偏重，設(shè)置道路交通動態(tài)指示板，并通過衛(wèi)星導(dǎo)航等進(jìn)行交通流向引導(dǎo)。 （4）交通需求管理系統(tǒng)這一系統(tǒng)包括高速公路通行預(yù)約和道路評估系統(tǒng)，即包括收集和提供路面情況、道路施工、特殊車輛通行許可、特許通過線路以及載荷量的自動測定等，以此提供道路交通利用率，降低物流成本。 （5）自動收費(fèi)、收稅管理系統(tǒng)該系統(tǒng)包括電子卡自動費(fèi)用轉(zhuǎn)帳系統(tǒng)。這種系統(tǒng)使汽車不用停車就可以通過，以減少

16、收費(fèi)處的堵車現(xiàn)象和減少交通事故、降低管理成本，確保道路的暢通無阻。美國、日本已開始采用這一系統(tǒng)。 （6）停車場動態(tài)管理系統(tǒng)高效率運(yùn)輸系統(tǒng)包括車輛運(yùn)輸管理、智能后勤服務(wù)系統(tǒng)、新物流系統(tǒng)等。通過掌握車輛的現(xiàn)在地和運(yùn)行管理，減少空載和不滿載車輛的運(yùn)行，保證道路的空閑和交通的暢通。 （7）災(zāi)害危機(jī)管理系統(tǒng)該系統(tǒng)能迅速地收集受災(zāi)（如洪水、地震）狀況的情況，對于一般車輛行駛進(jìn)行限制和對救援車輛進(jìn)行引導(dǎo)，即使在災(zāi)害地情況通訊設(shè)施完全受到破壞情況下也能確保管理系統(tǒng)發(fā)揮備用的功能作用。 （8）步行者支援系統(tǒng)對步行者進(jìn)行路徑和設(shè)施的引導(dǎo)及對視覺障礙者進(jìn)行道路引導(dǎo)，災(zāi)害發(fā)生時進(jìn)行避難引導(dǎo)等。,2020年10月5日星

17、期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第27頁,汽車導(dǎo)航系統(tǒng),2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第28頁,自動變速器的主要特點(diǎn),1駕駛性能優(yōu)良 汽車駕駛性能的好壞，除與汽車本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還取決于正確的控制和操縱。自動變速器可以按照預(yù)先設(shè)定的最佳換檔規(guī)律自動變換檔位，讓汽車在不同的運(yùn)行條件下都能同時兼顧發(fā)動機(jī)的最低油耗和變速器的最高效率，因而特別適合于非職業(yè)駕駛。 2自適應(yīng)能力強(qiáng) 自動變速裝置的檔位變換不但快，而且平穩(wěn)，提高了汽車的乘坐舒適性。通過液體傳動或微電腦控制換檔，一方面能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，大大減少了行駛過程中

18、的換檔次數(shù)，另一方面可以消除或降低動力傳動系統(tǒng)中的沖擊和動載。試驗(yàn)結(jié)果表明，在壞路段行駛時，自動變速的車輛傳動軸上，最大動載轉(zhuǎn)矩的峰值只有手動變速器的 2040。原地起步時最大動載轉(zhuǎn)矩的峰值只有手動變速的 5070。從而延長發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)零部件的壽命。 3行車安全性高 在車輛行駛過程中，駕駛員必須根據(jù)道路、交通條件的變化，對車輛的行駛方向和速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。以城市大客車為例，平均每分鐘換檔 35 次，而每次換檔有 46 個手腳協(xié)同動作。正是由于這種連續(xù)不斷的頻繁操作，使駕駛員的注意力被分散，而且易產(chǎn)生疲勞，造成交通事故增加。裝用自動變速器的車輛，取消了離合器踏板，只要控制油門踏板，就能自動變速。

19、從而改善了駕駛員的勞動強(qiáng)度，使行車事故率降低，平均車速提高。 4廢氣排放低 手動換檔變速器由于經(jīng)常換檔，需要切斷動力，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化較大，節(jié)氣門開度變化急劇，非穩(wěn)定工況強(qiáng)烈，從而導(dǎo)致排放中的污染物多。而自動變速器的應(yīng)用，可使發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是在較小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，從而降低了排氣污染。 5經(jīng)濟(jì)性較好 自動變速器能自動適應(yīng)行駛阻力的變化，選擇最佳的換檔時刻，從而提高了汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。通過實(shí)驗(yàn)可知，裝備四檔自動變速器時，城市行駛的百公里油耗小于同車裝備五檔手動機(jī)械變速器。 當(dāng)然，與手動變速器相比，自動變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件加工難度較大，生產(chǎn)成本較高，此外，變

20、速器的維護(hù)和修理也較麻煩。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第29頁,自動變速器的分類,1、按其自動化程度：可分半自動變速器和全自動變速器，若汽車駕駛中離合器操作和換檔操作均實(shí)現(xiàn)了自動化，則稱為全自動變速器，若僅其中之一實(shí)現(xiàn)了自動化，則稱為半自動變速器。 2、按變速器控制方式：可分為液控、電控液動式和電控電動式。 3、按工作原理：可分為液力自動變速器（）、電控液動式自動變速器（）和電控機(jī)械變速器（）。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第30頁,自動變速器的類別,1液力自動變速器（AT） 液力自動變速

21、器(Automatic Transmission，簡稱 AT)的基本形式是以液力變矩器和行星齒輪變速器串聯(lián)為特征，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、換檔沖擊小等特點(diǎn)。AT 誕生于 20 世紀(jì) 30 年代，一直是汽車自動變速器產(chǎn)品中的主流結(jié)構(gòu)，國內(nèi)捷達(dá)“都市先鋒”、富康 988“領(lǐng)導(dǎo)者”等自動變速車采用的都是 AT 傳動系統(tǒng)。 2機(jī)械式自動變速器（AMT） 機(jī)械式自動變速器（Automatic Mechanical Transmission，簡稱 AMT）是一種由普通齒輪式機(jī)械變速器組成的有級式機(jī)械自動變速器。這種自動變速器主要有三個部分：自動離合器、齒輪式機(jī)械變速器和電子控制系統(tǒng)。 由于機(jī)械式自動變速器

22、不僅保留了原手動變速器傳動效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有液力自動變速器自動換檔所帶來的全部優(yōu)點(diǎn)，AMT 成為各國研究開發(fā)的熱點(diǎn)，裝車率不斷上升。 3機(jī)械無級式自動變速器（CVT） 上述兩種自動變速器都是有級或分段無級自動變速，機(jī)械無級傳動變速器(Continuously Variable Transmission，簡稱CVT)，即常稱的機(jī)械自動無級變速器，它克服了前面兩種自動變速器固有的齒輪傳動比不連續(xù)和零件數(shù)量過多的缺點(diǎn)，具有傳動比連續(xù)、傳遞動力平穩(wěn)、操縱方便等特點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了無級變速， 從理論上說，CVT 可以使發(fā)動機(jī)始終在其經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，從而大幅度改善燃油經(jīng)濟(jì)性。但由于 CVT

23、是摩擦傳動，與齒輪傳動相比效率并不高，從目前的情況來看，節(jié)省燃油 10%20%是可能實(shí)現(xiàn)的。此外，CVT 在加速時不需切斷動力，因此，裝備 CVT 的汽車乘坐舒適，超車加速性能好。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第31頁,自動變速器,圖9-2 微機(jī)控制液力自動變速器組成簡化方框圖,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第32頁,電控液動式自動變速器,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第33頁,電控液動式自動變速器,2020年10月5日星期一10時6分57秒,

24、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第34頁,液力變矩器簡介,液力偶合器由殼體、泵輪、渦輪組成。泵輪與殼體連成密封的一體，并隨曲軸轉(zhuǎn)動；渦輪連接輸出軸，為從動件。 泵輪與渦輪的殼體中沿徑向排列著平直的葉片?？涨恢谐錆M工作液。 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時，泵輪帶動工作液一同旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，工作液沿泵輪葉片通道向外緣流動，沖入渦輪的邊緣，并沿渦輪葉片向內(nèi)緣流動，又重新返回泵輪內(nèi)緣。如此，工作液在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動，把在泵輪內(nèi)獲得的動能傳給渦輪，驅(qū)動輸出軸做功。 渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速差越大，傳遞的扭矩就越大。當(dāng)兩者轉(zhuǎn)速相等時，工作液停止流動，液力偶合器不再傳遞扭矩。 特點(diǎn)： 彈性連接，減少傳動系沖擊載荷；

25、 傳動系負(fù)荷過大時，起過載保護(hù)； 通過調(diào)整偶合器內(nèi)油量，可連續(xù)改變輸出軸轉(zhuǎn)速。,液力變矩器利用液體流動，把來自發(fā)動機(jī)的扭矩增大后傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)。同時液壓控制裝置根據(jù)行駛的需要（節(jié)氣門開度、車速）操縱行星齒輪系統(tǒng)，使其獲得相應(yīng)的傳動比和旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)變檔、前進(jìn)與后退。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第35頁,液力變矩器功能,液力變矩器是以液體為介質(zhì)的液力傳動機(jī)械。它利用液體的相互作用引起機(jī)械能與液體動能之間的相互轉(zhuǎn)換，通過液體動量矩的變化來改變傳遞的轉(zhuǎn)矩。它具有無級連續(xù)變化的能力。它可使汽車起步平穩(wěn)、加速迅速、柔和，有優(yōu)良的減振性能，從而能延長

26、動力傳動系統(tǒng)的壽命，提高乘坐舒適性、汽車的平均速度和行駛安全性；失速時有最大的變矩比，不僅有防止發(fā)動機(jī)熄火的功能，更主要的是能大大提高汽車的通過性。它的不足之處是效率不高，高效率范圍窄，使其燃油經(jīng)濟(jì)性不良。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第36頁,液力變矩器組成,液力變矩器的主要組成元件為泵輪、渦輪與導(dǎo)輪。泵輪由發(fā)動機(jī)驅(qū)動；渦輪與變速器輸入軸相連，導(dǎo)輪則通過單向離合器安裝在變速器殼體上。工作液（又稱為自動變速器液簡稱 ）在各工作輪組成的閉合循環(huán)道內(nèi)流動，通過動能的變化來傳遞扭矩。因液力變矩器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成，故稱為三元件變矩器。拆去渦輪與

27、導(dǎo)輪后，只剩下泵輪。左邊驅(qū)動盤是相當(dāng)于飛輪的驅(qū)動盤，由于驅(qū)動盤較重，可當(dāng)作飛輪使用，裝在外圈的齒圈與驅(qū)動盤形成一體。驅(qū)動盤用螺栓與泵輪連接，變矩器左邊凸起部分與發(fā)動機(jī)曲軸的凹部相連接。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，驅(qū)動盤隨曲軸轉(zhuǎn)動，變矩器內(nèi)部的自動變速器油由于離心力的作用向外側(cè)甩出，形成驅(qū)動力。 渦輪是一個具有很多葉片的圓盤，可以在變矩器內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。渦輪輪部的花鍵與輸出軸的花鍵相嚙合。輸出軸的頂端與變矩器內(nèi)部軸套相配合?？梢宰杂赊D(zhuǎn)動。若將變矩器比作離合器，渦輪就相當(dāng)于離合器的從動盤。導(dǎo)輪是一個具有葉片的小圓輪，導(dǎo)輪與導(dǎo)輪軸之間裝有單向離合器，導(dǎo)輪裝在渦輪與泵輪之間。 液力變矩器除以上三元件外，還有油泵、單向離

28、合器和鎖止機(jī)構(gòu)等。變矩器內(nèi)的 油其循環(huán)過程是從油泵經(jīng)過進(jìn)油口及變矩器軸與導(dǎo)軸之間的間隙油道，進(jìn)入變矩器內(nèi)，循環(huán)后再經(jīng)過導(dǎo)輪軸上的排油道（亦即導(dǎo)輪軸與輸出軸之間的間隙）返回油泵 。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第37頁,液力變矩器特性曲線,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第38頁,自動變速器行星齒輪（運(yùn)行規(guī)律）,在行星齒輪機(jī)構(gòu)中,如將不是齒輪的行星架虛擬成一個具有明確齒數(shù)的齒輪(齒數(shù)=太陽輪齒數(shù)+內(nèi)齒圈齒數(shù))之后,其傳動比也可按平行軸式齒輪變速機(jī)構(gòu)傳動比的計(jì)算公式來計(jì)算。由于行星齒輪的軸線是轉(zhuǎn)動的

29、,且虛擬齒輪及其齒數(shù)來源不便于理解,因此需要利用行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律方程式來計(jì)算其傳動比。此外,通過分析單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律,便可了解雙排、多排與其他形式組合的行星齒輪自動變速器的變速原理。單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的受力情況如圖所示。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第39頁,自動變速器行星齒輪（運(yùn)行規(guī)律）,作用在太陽輪1上的力矩1=11,作用在內(nèi)齒圈2上的力矩2=22,作用在行星架3上的力矩3=33。其中,1、2分別為太陽輪和內(nèi)齒圈的節(jié)圓半徑;3為太陽輪與行星輪的中心距;1、2、3分別為作用在太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架上的力。設(shè)內(nèi)齒圈齒數(shù)2與太陽輪齒

30、數(shù)1之比為,則有=2/1=2/1或2=1。3=（1+2）/2=(1+)1/2。,(3)式即為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律方程式,簡稱運(yùn)動規(guī)律方程式或運(yùn)動特性方程式。由運(yùn)動規(guī)律方程式可見,將太陽輪、內(nèi)齒圈和行星架3個部件中的任意元件與主動軸相連作為輸入主動件(以下稱主動件),第2元件與被動軸相連作為輸出從動件(以下稱從動件),再將第3元件強(qiáng)制固定(稱為制動)使其轉(zhuǎn)速為0或約束其運(yùn)動使其轉(zhuǎn)速為某一定值,則整個輪系就能以一定的傳動比傳遞動力,實(shí)現(xiàn)不同檔位速度的變化。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第40頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020

31、年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第41頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第42頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第43頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,由液力變矩器、行星齒輪裝置、液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成 液力變矩器：鎖止離合器由3號電磁閥控制。 行星齒輪裝置：4檔3套行星齒輪組、3個離合器、4個制動器、3個單向離合器以及超速輸入軸、輸入軸、輸出軸： 超速輸入軸

32、與超速行星齒輪架直接離合器轂為旋轉(zhuǎn)件； 超速太陽輪、超速直接離合器轂和超速制動器轂連成一體； 超速單向離合器外圈與超速行星輪齒架嚙合，而內(nèi)圈則與超速太陽輪成一體； 輸入軸與超速成行星內(nèi)齒圈花鍵相連，并與直接離合器轂和前進(jìn)離合器轂一體旋轉(zhuǎn)； 前進(jìn)離合器轂與前行星齒輪一體旋轉(zhuǎn)； 前后太陽輪為一體，且與直接離合器鼓嚙合； 二檔制動器也是一號單向離合器的外圈，一號單向離合器的內(nèi)圈與前后太陽輪組合成一體； 二號單向離合器的內(nèi)圈固定在變速器殼體上，外圈與后行星齒輪架成一體旋轉(zhuǎn)； 前行星齒輪、后行星內(nèi)齒圈與輸出軸一體旋轉(zhuǎn)。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第4

33、4頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型, 液壓控制系統(tǒng) 由液壓泵、閥體、電磁閥、離合器和制動器以及連接所有這些元件的液壓通道組成。液壓控制系統(tǒng)以液壓泵產(chǎn)生的液壓為基礎(chǔ)，根據(jù)車輛的行駛工況來控制作用在液力變矩器、各離合器和制動器上的液壓。 由三個電磁閥根據(jù)ECU的信號操縱各變速閥。變速閥對各油道進(jìn)行輪換，使工作液通向液力變矩器以及各離合器和制動器，以控制液力變矩器和行星齒輪裝置。 12檔變速閥；23檔變速閥；超速檔變速閥；鎖止中繼閥。,電控液力變速器的變速閥和鎖止中繼閥上只作用有管路壓力，閥的位置（即變速器所處的檔位與鎖止離合器是否接合）只由管路壓力的通斷決定；而管路壓力的通斷又由3個電磁

34、閥的開閉決定，電磁閥的開閉是由ECU控制。,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第45頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第46頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第47頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第48頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分

35、57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第49頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,其中，,前、后太陽輪轉(zhuǎn)速相同,前行星架與后行星齒圈轉(zhuǎn)速相同,后行星架受阻,得到，,所以，,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第50頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第51頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,其中，,所以，,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第52頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年

36、10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第53頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第54頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第55頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,其中，,所以，,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第56頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程

37、學(xué)院,第57頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第58頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第59頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第60頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第61頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,其中，,所以，,2020

38、年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第62頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第63頁,自動變速器傳動路線分析豐田A340E型,2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第64頁,自動變速器電控系統(tǒng)自動換檔控制系統(tǒng),2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第65頁,自動變速器液壓控制系統(tǒng)電控系統(tǒng),2020年10月5日星期一10時6分57秒,哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院,第66頁,自動變速器電