电控悬架教案

1、第一章电控悬架懂得汽车悬架的分类及应用情况能够认识电控悬架的基本功能及组成能够口述电控悬架系统的工作过程教学重点：电控系统（悬架）总体组成、结构及工作原理电控悬架系统的功能能够认识压缩空气系统功能及组成鉴定压缩空气系统的性能电控悬架执行器及工作原理电控悬架元件的检修方法车身高度控制过程减振阻尼和弹簧刚度控制过程悬架高度的人工调节法第一节、概述一、悬架的作用：1、 支撑整车整量：悬架的结构：弹簧：缓和路面冲击和振动减振器：耗散振动能量稳定杆：防止车身侧倾过大改善转向特性2、将驱动力、转向力传递到车身的同时减小各种反力及振动,保证良好的操纵性。3、保证乘坐的舒适性。悬架类型：A、单斜臂式：现代、捷

2、达B、纵臂扭转梁式：桑塔纳后桥C、双横臂式：海狮D、多杆式：本田E、麦佛逊式：大众二、传统悬架引起的行车问题：1、影响乘座舒适性2、影响操纵的稳定性汽车的操控性与舒适性是衡量汽车性能的两个标准，而两者却始终保持对立，很难兼顾。柔软的悬架能够增强乘坐舒适性，但操控性就要大打折扣；较硬的悬架使车辆操控性能提高，却会导致乘坐舒适性的下降。如果能够人为改变悬架的阻尼，让驾驶者可以根据自己的喜好设定悬架的特性，或者让汽车自动改变悬架阻尼使汽车在不同的路面自动实现最佳的舒适性，这对驾驶者来说无疑是个不小的诱惑。车轮与地面之间的边载荷影响附着力三、解决以上行车过程出现问题方法：（解决方案）1、根据需要改变弹

3、簧钢度2、根据需要改变阻尼力3、根据需要改变车身高度i汽车高度控制方案：1、自动高度控制：A、不管乘员行李质量如何变化，保持高度一定B、有“正常”和“高”两种模式供选择2、高车速控制：A、当控制开关在“高”时，自动降至正常或低位臵B、点火开关OFF控制：降低至目标高度，改善驻车时停车姿态。3、弹簧刚度和阻尼力控制：A、 防侧倾功能：转向时内侧阻尼力刚度变软外侧变硬模式B、 防车头下沉功能：制动时前悬架阻尼力，刚度变硬C、 防车尾下座功能：急加速时，后悬架阻尼力和刚度变硬D、 高速控制：使弹簧刚度变成硬，阻尼力变成中等的提高操纵稳定性。E、 不平整道路控制：使弹簧刚度和阻尼力变成中等的提高通过性

4、四：悬架的分类：（一）按传力介质的不同分:1、气压式2、油压式（二）按控制理论的不同分1、2、 被动悬架：刚度和阻尼力设定在优化值上 主动悬架：汽车的主动悬架系统是在普通悬架系统中附加一个可以控制阻尼作用力的装臵，由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统四部分组成。主动悬架能够根据汽车的运动状态和路面状况，适时地 5调节悬架的刚度和阻尼，使悬架系统处于最佳减振状态，使车辆在各种路面状况下都会有良好的舒适性。主动悬架的关键部位是其执行机构，也就是可以调节的悬架阻尼系统，在早期研究阶段，主动悬架的执行机构有空气弹簧和液压控制等多种形式，但是由于压缩空气的优异性能，控制压缩空气阻尼的主动悬架技术

5、日趋成熟。A、半主动悬架:只考虑阻尼力特性B:全动悬架:(阻尼和刚度同时控制)空气悬架油气弹簧悬架连续可变路面感应悬架全地形反应系统第二节:半主动油压悬架一、 功能：只考虑悬架阻尼力，不考虑悬架刚度，二、特点：结构简单，不消耗车辆功力，获得近似全主动悬架的效果三、基本人工作原理（插图）由加速度传感器单样垂直加速度，用步进电机驱动阻尼调节器，调节减振器节流口大小从而调节减振器的阻尼力。三、执行元件1、阻尼可调减振器插图2、回转电机插图3、控制电路插图A、开B、 电机制动，停止电机供电后，电机在惯性作用下选择开关在TURING时电机旋转90度后，SW1断回转，将产生电动势，该电压输入制动回路使电机

6、两端短路，从而导致电机制动。C、 二极管作用使A、B电机同时停止例如：雪铁龙电控主动液压悬架作为研发电控主动液压悬架的佼佼者，雪铁龙早在20世纪50年代初就将电控主动液压悬架运用在当时的雪铁龙15车型上，不过真正实现量产则是在稍后推出的DS车型上。在DS车型上装备的电控主动液压悬架以液压球替代了传统的螺旋弹簧，并且通过液压球实现人工控制车身高度，这在当时是相当先进的装备，因为无论车辆装了多少人或行李，行驶过程中车身高度能始终保持不变。直到1989年推出XM车型后，雪铁龙才正式将液压悬架命名为第一代主动液压悬架系统。1993年，雪铁龙XANTIA车型搭载了第二代主动液压悬架，一上市便受到市场的肯

7、定，新一代的悬架提高了ECU控制单元的计算 7速度，并且还提供舒适和运动两种模式供选择。到目前为止，雪铁龙的电控主动液压悬架已发展到第三代，并已装备于C5和C6上。和以前的技术相比，新一代在反应速度上更快，在构成部件上也更精密，因为除了装备最新的电子控制元件外还有全新设计的液压支撑结构。这套主动液压悬架包括：一个电子液压集成模块（包括ECU控制电脑、电磁液压分配阀、液压泵和一个电动机）、4个新型球状液压承重部件、前后减震器调压装臵、储液缸、简化液压网和车内显示屏。这其中，电子液压集成模块是整个系统的核心部分，它的作用是采集车速、减震器震动频率等数据信息来决定液压球是增高还是降低车身。而遍布全车

8、的多个纵向、横向加速度以及横摆陀螺仪传感器，还监控着车身跳动、高度、倾斜状态和加速度，然后这些信号传向ECU控制单元，根据预设程序来控制液压减震器里的油缸是增压还是泄压，以保持合适的减震器阻尼和足够支撑力。例如，当车辆的车速超过110公里/小时后，电控液压集成模块就会使前悬降低15mm，后悬降低11mm，以此缩小离地间隙降低车身重心，增加行驶稳定性。同时，前低后高的车身也降低了迎风阻力。如果当车速逐渐减慢到90公里/小时，车身则自动恢复到标准高度。当然，驾驶者也可通过一个车内旋钮实现车身高度4挡控制，不过安全保护装臵会限制挡位的运用时速。第三节：空气悬架一、各种操纵开关及指示灯1. LRC控制

9、开关A、LRC作用：选择缓冲力模式：NORM：正常 SPRT：运动B、指示灯：（仪表板上）插图C、近制电路：插图2、高度控制开关 插图A作用：关闭高度控制功能2. 悬架高度选择开关：插图二、传感器：1、光电式转角传感器A作用：提供转向速率，转向角度及转向方向信息，由ECU确定阻尼力，刚度的调节量A、B、 安装位臵：方向柱上 结构及工作原理：插图 根据三极管导通的频率，计算转向速率 根据高低电位变化数量计算转向的争度 根据信号的特征计算左转还是右转插图、车身高度传感器A作用：监控悬架上下臂上下移动距离，从而控制车高的及不同路面条件悬挂运动造成减振器排量变化 根据载荷变化控制车身高度不变 汽车起步

10、、转向时保持车身平衡B、传感器安装：悬架附近一般3-4个C、光电式结构（插图） 工作原理： 线性高度传感器：三、系统组件：1、悬架控制执行器（插图）三菱：步进电机减振器缓冲力和空气弹性系数与执行器工作关系2、 可调阻尼的减振器回转阀上有两对阻尼孔，活塞上也也有两组出油孔3、 可调刚度空气弹簧4、 车高控制第四节油气弹簧悬架一、 奔驰油气弹簧悬架二、雪铁龙油气弹簧悬架悬架设臵软硬两种“软”和“硬”1、 硬模式：电磁阀断电，将第三弹簧与系统隔离并停上两个悬架间油液流动，其 提高悬架刚度，阻尼变硬，提高抗侧倾特性2、 软模式：正常行驶电磁阀通电，将第三弱弹簧和轴间油路接通，这样压综空气体积增加了50

11、%，降低了悬架的刚度，允许三个弹簧间油夜流动，阻尼干降。3、 高度控制三、宝马动态防侧倾操控系统（插图）应用：宝马7系列结构定理：将传统的防侧倾杆（横向稳定杆）从中间民开，分成左右两组，由旋转电机将它们连起来，根据侧向加速度，转向盘转角和车速输入信号，电子控制单元（ECU）能在几毫秒内计算出当前汽车行驶状态，然后做出判断，对旋转电机发出指令。四、通用连续可调路面感应式悬架（磁流变式减振器）插图磁流变液体，是包含大约40%悬浮铁微粒的合成油，当线圈不通时，悬浮铁粒在MR液体中随机散开，并且有矿物油的波度此时液体容易流过减振减振器活塞上的节流孔，提供“软模式”平顺性。若线圈通电（每个减振吕可达5A

12、）线圈周围的磁声则将MR液体中悬浮铁闰，排列成纤维状，在这个状态下MR液体变浓，上个月胶体状，适合“硬模式”平顺性的浓度。此模式以1000次/秒的速率调整通往线圈供电电流，MR液体随电流大小而变化，即改变MR液体阻尼特性反应时间是1ms，提供几乎连续变化范围更宽的阻尼，能更精确的控制车身俯仰和侧倾，改善了车辆的接地能力，转向特性和行驶安全性。第二章 防抱死制动系统ABS教学目标及要求：掌握ABS系统功用和分类分析ABS系统工作过程掌握ABS系统的工作原理及控制方法熟习循环和可变容积式ABS执行器工作过程教学重点：循环式和可变容积式执行器结构及工作原理循环式和可变容积式ABS电路原理循环式和可充

13、容积式ABS控制原理ABS系统类型及分类教学难点：能够认识循环式和可变容积式ABS系统组件能够检测ABS系统组件能够检修ABS系统电路故障授渠方法及内容第一节概述一、ABS系统发展1、1978年防抱死理论提出2、30年代机械式的ABS开始采用于飞机和火车3、1936年德国波许公司第一个获得用轮速传感器采集信叼的ABS系统专刊。4、50年代汽车防抱死系统较为广泛关注，发展迅速二、ABS定义1、ABS即：Anti-lock braking system以往对防抱融会贯通制动系统的称呼ALB：防抱死制动ESC：电子防滑控制4MAS：四轮防滑ASB：防滑移制动器BSC：防滑控制ABS：防抱死制动系统3

14、、 防抱死定义：（原理）简单而言：在昆急制动时，即使路面滑溜，也能确保车轮不抱融会贯通，以维持轮胎的抓地力，同时保持制动效果在最大限度。ABS：使制动车轮保持在能抱非抱状态三、ABS的功用1、驾驶员控制的实质：控制车轮与地面作用力纵向作用力：驱动力和制动力受纵向附着力限制横向作用力：转弯时向心力受横向附着力限制A、 汽车驱动力：发动机输出的转矩经传动系传至驱动轮上作用于驱动轮上的转矩，使车轮对地面产生一个圆周力，路面对驱动轮产生一个反作用力，这是汽车驱动的外力，称为汽车的驱动力。Ft=Tt/r式中：Ft：驱动力不从心 Tt：作用在驱动轮上的转矩R：车轮半径B、 制动力：当驾驶员踩下制动踏板，困

15、制动总泵油压升高，放制动转矩增加，轮胎的旋转角速度减小结果轮胎与地面间产生力量称为制动力。车辆速度=轮胎旋转速度×车轮半径制动转矩：制动片阻止车轮旋转的力称为制动转矩Fu=Tu/rFu式中为制动力 Tu 制动器的制动转矩r车轮半径C、 向心力向心力：汽车前轮的横向摩擦力，向心力大时可提高转向的操控性，否则失去方向。横向力：汽车后轮的向心力，横向可提高车辆的方向稳定性，否则造成摆尾回转等。D、Fx=G×UFx式中附着力 G 垂直载荷 U附着系数驾驶员控控的实质：在附着力的范围内调节驱动力、制动力和向心力2、轮胎相对面运动方式：A、纯滑动：驱动力在附着力范围内且无制动力或制动力

16、很小 此时：V车=v车 汽车正常行驶B、滑程：驱动力大于或等到于附着力C、滑移：制动力大于或等到于驱动力此时：由于惯性车辆继续前行V车> v车4、 ABS的功用：使用车轮处于一种似抱非抱的状态即附着力：车轮与地面之间的摩擦力 边滑滚边滑，提高制动效果。四、滑移的危害1、降低了制动效能制动效能：指汽车迅速减速至停车的能力2、制动时方向稳定性变差a、前轮发生抱死时向心力几乎接近零，丧失方向的操纵性b、后轮抱死时，后轮横向力几乎为零，行驶稳定性变差，易产生摆尾或回转现象。C、四轮抱死时，前后轮的向心力几乎接近于零，使车辆变的无法控制，路面情况好时，也许还能直线行驶，或路面情况不良，则可能发生方

17、向无法控制摆尾或回转现象。3、轮胎回速磨损五、ABS的控制目标将滑移率控制在20%(15%-30%)附近，此时轮胎与地面之间的纵向横附着系数量大。1、 滑移率：S= V车-v轮/ V车×100%其中式中：S：滑移率 V车：车速v轮：车轮速度或轮胎接地线速度a：车速与轮速相同，滑移率为零b：车轮抱死时V轮为零，滑移率为100%2、滑移率与制动向心之间关系插图当滑移率刚开始增加时，制动力有显著增加，当滑移率达到理想滑移率20%以上时，显著有制动力减小倾向a：踩下制动踏板时，滑移率与制动力相对制动转矩都是比例增加，而向心力则因制动转矩的增加而逐渐减小。b：若制动力继续增加至理想滑移率S时，

18、制动力成为最大，此时向心力的减小不多，轮胎的接地有力即抓地在最大状态。c：滑移角继续增大，车轮抱死此时向心力争剧减小，造成车辆处在不稳定状态。d：前轮发生抱死时前轮的向心力几乎为零，使行驶中车辆的转向性能明显变差。e：后轮发生抱死时：后轮的向心力几乎为零，行驶稳定性变差，易生摆尾回转现象。f：四轮抱死时，前后轮的向心力几乎全为零，使车辆变成无法控制。六、ABS的优点评价制性能的指标：2、3、4、 制动效能：制动距离，制动时减速度 制动方向的稳定性：无跑偏，甩尾现象 制动性能的恒定性：长时间制动性能的保持能力A、缩短制动距离B、提高制动时稳定性C、改善了轮胎的磨损情况D、易操作，只须踩住踏板虽然

19、有以上优点，但也无法违反物理的自然法则，行驶时车距过小，转弯车速时过高，也容易发生危险。七、ABS的种类：1、以控制方式a：机械式b电子式（机电控制）2、按传感器数量和回路a、三传感器通道b、三传感器四通道c、四传感器四通道3、以调压器总成的安装位臵a、整体式b、分离式4、按车轮控制方式a、轮控b、轴控低选控制SL（以附着系九小的车轮为准，充分利用附着力有良好的方面稳定性）高选控制SH5、按生产厂家BSCH 德国波许公司DELCO 美国德科公司 通用TEVES 美国戴维斯公司 通用、戴一克 BENDIX 美国本迪科斯公司 福特、戴一克 WABCO 德国瓦布科公司 气压制动HONDA 日本、本田

20、、可变容积式 本田公司6、调压器的总成结构A、B、第二节结构和工作原理22 循环式：直接作用，电磁阀串 可变容积式：间接作用，电磁阀并一、基本组成插图主要用传感器、控制器、执行器构成二、系统组成件1、轮速传感器1）作用：栓测车轮的速度以便计算滑行率2）安装位臵a、驱动轮和非驱动轮上：半轴（轴套筒）轮毂（转向节）制动盘（底盘）b、主减速器或变速器：（轴控式）3）磁电式传感器：A、结构：磁头：磁铁和线圈齿圈：由磁阻较小的铁磁性材料制成外佣齿磁头和齿圈之间有0.5-1.0mm的装配间隙B、分类：根据磁头的形状凿形：径向垂直于齿圈安装 插图菱形：传感头较长，轴向安装于齿圈柱形：需要轴向垂直于齿图插图C

21、、工作原理 插图当转子随车轮或轴同步旋转时，碰极与转子间的间隙产生变化，碰力线圈也随之改变插图C、 特点： 故障率较代车速底时输出信号底频率响应低抗电磁波能力差D、*下式插图a：*下元件周围磁场弱*下电压高b：*下元件周围的磁场弱输出电压低特点：输出电压幅值，不受车速影响 频率响应性好 抗电磁波干扰能力强2、 加速度传感器作用：检测汽车纵向或横向加速度（减速度）识别是否冰雪等易滑路面分类：a、差动变压器式b、水银式c、光电式差动变压器式（插图）（插图）三、ABS调节器1、作用：根据ECU信号，控制每个车轮液压缸内液压力2、类型：、a、动力来源：液压式气压式b、总体结构：整体式分体式c、调压方式

22、：循环式可充容积式3、循环式压力调节器：a、常规制动电磁阀和油泵均不通电，电磁阀开启进油品A关闭回油孔B。 踏下踏板：制动总泵进油阀AD腔E分泵松下踏板：分泵ED电磁阀D腔A口至总泵或B口至总泵（插图）b、ABS工作时：当车速高于8-15km/h制动时，ABS调节器通过“降压”“保压”“升压”来达到防抱死的目的 降压：ECU向电磁阀通以大电流（5A左右）从而使阀芯上移，开启进油DB关闭进油口A制动分泵中的油流回储液器，同时ECU通过继电器控制油泵工作，回油至总泵。 保压：ECU向电磁阀通以小电流（2-2.5A）A、B相互磁化而排斥，从而A、B口均关闭，制动液在管路中不流动，压力处于保持，同时油

23、泵继续运转将余油泵回。 升压：ECU向电磁阀通以口A电流，阀芯在回位弹簧的作用下开启A口，半闭B口，使制动总泵和分泵之间构成回路。 “减压”“保压”“升压”周而复始ABS故障不影响常规制动4、可变容积式调节器（插图）a、常规制动：调压柱塞被弹簧推至左端，活塞顶尖25的推杆打开单向阀，使分泵和总泵接通。b、 ABS工作时： 减压：ECU向电磁阀通以大电流阀芯被吸至下端，蓄压器内的压力作用于D腔使柱塞右移“E”腔容积增大制动压力减小 保压：ECU向电磁阀通以较小电流，柱塞处在中部，A、B、C、D互不相通“D”腔内的压力保持不变，调压柱塞静止不动制动压力保持不变 增压：ECU向电磁阀提供电流中止，柱塞上移，接通A和B“E”腔油液流回储油器，调压柱塞在弹力弹簧的作用下，向左移动推开单向阀，