机械毕业设计（论文）文献综述-载重4吨商用车底盘总布置设计11.doc

毕业设计（论文）文献综述题 目 载重4吨商用车底盘总布置设计 专 业 车辆工程 班 级 学 生 指导教师 一前言世界上第一辆以内燃机为动力的汽车是在1886年诞生的。汽车工业经过一百多年的发展已经达到了相当高的技术水平。现代汽车已经成为世界各国国民经济、军事和社会生活中不可缺少的一种运输工具。汽车工业的规模和其产品的质量也成为衡量一个国家技术水平的重要标志之一。汽车工业是由多种工业部门（机械、电气、电子、化工、石油、纺织工业等）聚集而成的综合工业。所以，汽车设计需要运用涉及这些工业的全部知识，包括机械工程、电工工程、电子工程、化工工程（橡胶、纺织、塑料、油漆等）方面的知识。车身设计作为汽车设计的一个重要方面，在工业设计中占有重要地位。对于汽车车身的形状，不仅要对它进行功能需求设计，还必须对它进行美学设计。总之，进行现代汽车设计需要多方面的知识和经验，而汽车零部件又多达数千种，因此想一个人单独进行设计是不可能的，一般都是由许多人组织成集团性设计组织，把每个人有机地结合在一起来进行汽车设计。由于汽车生产一般是按大批量生产方式组织的（年产几万辆至几十万辆），一旦设计确定之后，就要以此为基准装备庞大而贵重的生产设施。如果汽车设计存在缺陷，就可能造成巨大的损失（更改生产过程造成的损失、昂贵的保修成本、公司声誉下降、市场份额降低等）。因此，在设计汽车时，应该经常想到这一点，对设计采取慎重的态度，采用科学的设计、开发方法、程序，努力达到汽车设计的高质量，得到在性能、可靠性和成本方面具有竞争力的产品。 汽车底盘主要包括：传动系离合器（或液力耦合器、液力变矩器）、变速器、传动轴、驱动桥（主减速器、差速器、半轴、桥壳）、车轮；车架；悬架；转向系统；制动系统。二最新的汽车底盘技术最新的汽车底盘技术，包括BBW、ESP、AFS、RWS、ABC、CDC、FOUR-C等，阐述它们的结构组成和基本工作原理，并且描述未来底盘技术的发展方向。随着中国汽车工业的发展，消费者开始关注汽车底盘性能的各方面，包括安全性、电子新技术应用、新材料和新工艺等，并对汽车底盘技术提出了更高要求。目前汽车底盘新技术主要包括线控制动系统、转向控制系统、主动悬架控制系统、底盘线控系统和连续控制底盘系统。最新研究和发展趋势是利用高速网络将各种控制系统联成一体形成总体控制系统，用于提高汽车的主动安全性、机动性和舒适感。 线控制动系统线控制动系统(Brake-By-Wire，简称BBW)是一种新型的智能化制动系统，也是未来制动控制系统的发展趋势。BBW包括电制动器、线控制动控制单元、传感器、线束、电源、制动手柄或电子制动踏板等。其简单的组成结构，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、液压阀和复杂的管路，提高了整车质量和性能。BBW不同于传统的制动系统，其传递的是电力，而不是液压油或压缩空气。它采用嵌入式总线技术，可以与防抱制动系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、车身电子稳定系统(ESP)、主动防撞系统(ACC)等汽车主动安全系统协同工作，通过优化微处理器中的控制算法，可以精确地调整制动系统的工作过程，缩短制动响应时间，提高车辆的制动效果，加强了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，并且采用电线连接，耐久性好，可改善各种电控制动能效。系统总成制造、装配、测试简单快捷。安装和维修更加简单方便。转向控制系统转向控制系统是为了改善用户的转向操纵感，减轻用户的体力消耗和提高汽车的转向性能而设计的。它的基本要求是：汽车在低速行驶时，能够减少用户作用于转向盘的转向力；汽车在高速行驶时，能够通过转向盘向用户反馈适度的转向力。转向控制系统主要包括车身电子稳定系统、主动前轮转向系统、后轮转向系统等。车身电子稳定系统车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)由转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器和转向盘、制动踏板传感器等组成。 EPS是一种牵引力控制系统，与其它牵引力控制系统相比较，ESP不但可以控制驱动轮，而且可以控制从动轮。ESP的工作原理：各种传感器用来监控汽车的行驶状态，和驾驶者的操控动作，使电脑估算汽车失稳的程度，计算出恢复稳定行驶的调节参数。如后轮驱动车辆常出现转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP刹住外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP刹住内后轮，从而校正行驶方向。ESP属于汽车主动安全性控制系统，是ABS/EBD/ASR集成的发展与延伸，也是“智能主动防滑稳定系统”的最高形式。主动前轮转向系统 主动前轮转向系统(Active Front Steering，简称AFS)具有可变传动比的特点。在低速状态下传动比较小，使转向更加直接，以减少转向盘的转动圈数，提高车辆的灵活性和操控性；在高速行驶时转向传动比较大，提高车辆的稳定性和安全性。AFS的另一特点是可通过转向干预来实现对车辆稳定性的控制。作为新技术发展趋势，AFS大大提高了车辆的安全性、机动性和驾驶乐趣。它不仅保留了完整的转向系统，而且使用户在转弯的过程中体会到真实的路感。后轮转向系统后轮转向系统(Rear Wheel Steer，简称RWS) 由电子控制单元、传感器和执行机构等组成，能够主动使汽车两后轮横拉杆相对于车身作侧向运动，并产生一个转向角。其执行机构有整体式和分离式两种。整体式是指汽车两后轮的横拉杆由同一个执行机构调节；而分离式则指汽车两后轮的横拉杆由两个不同执行机构调节。对于整体式RWS执行机构，用一个横拉杆位移传感器就能确定两后轮的转向角。但分离式RWS执行机构至少需要两个位移传感器。RWS正常工作状态下，转向盘转向角和汽车行驶速度与后轮转向角成函数关系。当汽车低速行驶时，转向盘的执行机构给后轮一个方向相反的转向角，使得车辆转弯或停车的转弯半径变小。当汽车高速行驶时，转向盘的执行机构给后轮一个与前轮转向角方向一致的转向角，可提高汽车的方向稳定性。当汽车在左右两侧附着力不同的路面制动时，RWS同ESP系统相配合，及时地通过主动后轮转向角来平衡制动力所产生的横摆力矩，不仅保持汽车的方向稳定性，而且最大限度地利用前轮的制动力，改进汽车的制动性能。主动悬架控制系统 汽车主动悬架控制系统主要由前车身高度传感器、后车身高度传感器、转向盘转向与转角传感器、节气门位置传感器和车速传感器、控制开关、电子调节悬架电控单元和执行器组成。它的基本要求是：在车辆行驶路面、行驶速度和载荷变化时，自动调节车身高度、悬架刚度和减振器阻尼的大小，从而改善汽车的行驶平顺性。汽车主动悬架控制系统主要有主动车身稳定控制系统、连续性阻尼控制系统等。主动车身稳定控制系统主动车身稳定控制系统(Active Body Control，简称ABC)是先进的主动悬架系统代表。ABC系统使汽车对侧倾、俯仰、横摆、跳动和车身高度的控制都能更加迅速、精确。车身的侧倾小，车轮外倾角度变化也小，轮胎就能较好地保持与地面垂直接触，使轮胎对地面的附着力提高，以充分发挥轮胎的驱动制动作用。汽车的载重量无论如何变化，汽车始终以悬架的几何形式保持车身高度不变。连续性阻尼控制系统连续性阻尼控制系统(Continuous Damping Control，简称CDC)是一种智能识别道路状况的最新汽车减振系统。CDC由电子控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器、4个车身垂直加速度传感器和4个阻尼器比例阀组成。CDC的工作原理：电子控制单元根据传感器送来的信号和用户给予的控制模式，经过运算分析后向悬架发出指令，悬架可以根据电子控制单元给出的指令改变悬架的刚度和阻尼系数，使车身在行驶过程中保持良好的稳定性能，并且将车身的振动响应控制在允许的范围内。底盘线控系统所谓线控系统就是执行机构和操纵机构两者没有机械联结和机械能量的传递，驾驶者的操纵指令通过传感器件感知，再采用电信号等形式经过网络传递给执行机构与电子控制器。其中，执行机构通过利用外来的能源完成相对应的任务，而其执行的整个过程和执行结果受到电子控制器的控制与监测。 汽车底盘线控系统的核心是线控驱动系统、线控转向系统和线控制动系统。线控驱动系统是电子控制器根据用户指令来控制发动机的转速和方向，并且通过踩加速踏板来控制发动机输出的扭矩大小。线控转向系统由转向系统、电子控制系统和转向盘系统三部分组成，去除了转向轮与转向盘之间的机械连接装置，使得自身与其它系统更加协调一致地工作。线控制动系统由接收单元、踏板行程传感器和制动踏板等组成，经制动控制器接收车轮传感器信号，踏板信号与制动信号来控制车轮制动。连续控制底盘系统 连续控制底盘系统(Continuously Controlled Chassis Concept，简称FOUR-C)由电子控制全时四轮驱动系统和持续调较悬架系统构成。该系统可利用纵向、横向、滚动及倾斜感应器，加上车轮速度、转向盘角度、输出功率及制动力等数据对动力分布及悬架做出调节。 FOUR-C的基本原理是：分布在底盘的相应传感器可测量车身相对于道路的纵向、横向和垂直方向的加速度，并可通过防抱制动器和稳定控制系统来测量每个车轮的旋转和垂直运动、转向盘的偏转角、速度、转向，发动机扭矩以及各种紧急障碍数据等。整个过程以电子线路的形式与轿车全轮驱动系统相连接。由传感器收集上来的数据主动上传给微处理器，再由微处理器将所有这些信息反馈给减振器，并以每秒500次的速度对其进行刷新。 未来汽车底盘技术的发展方向 未来汽车底盘技术的发展方向势必将线控制动系统、转向控制系统、主动悬架控制系统、底盘线控系统、连续控制底盘系统等新技术集成融合在一起成为整体汽车底盘智能控制系统。上述全部系统功能集中在一个电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)，再通过CAN总线实现信息共享、集中控制，提高各自单独控制的性能和资源的合理分配。目前这样基于串行通信传输的网络结构成为一种必然的选择。 未来汽车底盘的技术在集成化方面，大体趋势是ABS/ASR/ESP集成和ABS/ASR/ACC集成。前者在制动、加速和转向方面满足了用户的较高要求，解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题，对汽车的主动行驶安全具有较大的贡献。后者具有优先用户操作的功能和ABS优先工作的功能，在实时动态监控、数据计算和确定汽车行驶状态和车轮转动状态上体现了优越性。汽车底盘技术的研究发展还在继续，未来集成化方面必将有更新更好的突破。三结束语 随着汽车发动机转速功率的不断提高和汽车电子技术的发展，人们对汽车底盘的要求也越来越高。四、主要参考文献1 刘惟信，汽车设计M，北京：清华大学出版社出版，2004。2 林秉华，最新汽车设计实用手册 第2版M， 北京： 黑龙江人民出版社出版，1994。3 王望予，汽车设计 第4版M，北京: 机械工业出版社, 2004。4 吉