汽车底盘新技术

底盘新技术1悬架系统新技术1.1概述悬架特性——弹簧、阻尼元件决定平顺性——弹簧-阻尼系统软操纵稳定性——弹簧-阻尼系统硬矛盾电子控制悬架悬架定义半主动悬架——只改变悬架的阻尼，不改变刚度

（不消耗汽车动力，结构简单）主动悬架——同时改变悬架的阻尼和刚度

（性能优越，消耗汽车动力，结构复杂，成本高）主动/半主动悬架

电子控制空气悬架

电子控制油气悬架发展电控悬架的新途径

电子控制悬架被动式悬架有其固有的缺点，制约了汽车行驶平顺性和操纵稳定性的提高。主动悬架在理论上具有理想的性能，但能耗高，对硬件要求高，成本高，难推广。半主动悬架设计得好，可以接近主动悬架的性能，几乎不能耗，成本较低，前景好。

m2m2m2kscktksktcfktm1m1m1(a)被动悬架(b)半主动悬架(c)主动悬架按照控制力划分：被动悬架、半主动悬架、主动悬架传感器A/D执行机构控制器半主动悬架系统路面输入半主动悬架控制系统硬件组成1半主动悬架原理ECU根据一定的控制规则，控制步进电机连续调节减振器节流口开度，来调节减振器阻尼，以适应各种工况。轿车用电控减振支柱气调可变阻尼系统半主动悬架应用实例节流口半主动悬架关键部件执行机构控制器阻尼可调刚度可调软件硬件磁流变有效性可靠性减振支柱结构简单，刚度和阻尼随活塞行程和速度变化而变化，还可通过电磁阀控制气室面积变化而调节其性能。Benz---DCairmaticsuspension减振器该技术是从1998年底首次在BENZ轿车（S级）使用的空气弹簧悬架发展而来的，也是新款E500车的标准配置。DC全称为DualControl，即双重控制---保证柔软舒适性和灵活操控性能的双重控制。该装置采用电子技术控制弹簧和减振器的工作模式，传感器不断监测路况、驾驶者的风格及车辆负重，然后DC会在0.05秒内对四个车轮的悬架弹簧和减振器进行精确的调整。DC有四种模式可供选择：1）最软模式：当车速低于15km/h时，可减少轮胎噪音；2）Skyhood1模式：柔软的回弹，硬扎的压缩；3）Skyhood2模式：柔软的压缩，硬扎的回弹；4）最硬模式：硬扎的回弹和压缩，当高速转弯或急弯时。半主动悬架应用实例控制制规规则则：：1））当当车车速速低低于于15km/h时时，，DC按按第第一一种种模模式式工工作作；；2））当当车车速速高高于于15km/h时时，，DC自自动动切切换换到到第第二二或或第第三三种种模模式式。。在在大大部部分分时时间间内内，，DC处处于于这这两两种种模模式式下下工工作作。。3））当当驾驾驶驶员员高高速速转转弯弯或或过过某某些些比比较较急急的的弯弯道道时时，，DC会会自自动动进进入入第第四四种种工工作作模模式式。。手动动控控制制：：驾驶驶员员可可通通过过旋旋钮钮自自由由选选择择DC的的工工作作模模式式。。自动动调调节节车车身身高高度度：：当车车速速超超过过140km/h时时，，DC会会自自动动将将车车身身高高度度降降低低15mm，，以以降降低低车车辆辆重重心心增增加加行行驶驶稳稳定定性性，，并并减减少少空空气气阻阻力力；；当当车车速速低低于于70km/h时时，，DC会会自自动动恢恢复复车车身身高高度度。。当车车辆辆在在乡乡间间小小道道或或崎崎岖岖不不平平的的道道路路上上行行驶驶时时，，驾驾驶驶员员可可通通过过位位于于变变速速杆杆旁旁的的调调节节按按钮钮，，将将车车身身离离地地高高度度上上升升25mm，，以以增增加加汽汽车车的的通通过过性性。。此此时时，，若若车车速速一一直直保保持持在在80km/h以以上上或或超超过过120km/h，，悬悬架架会会自自动动调调节节到到正正常常的的高高度度，，以以提提高高行行驶驶稳稳定定性性。。半主主动动悬悬架架实实例例奔驰驰AirmaticDC悬悬挂挂系系统统奔驰驰S350半主主动动悬悬架架实实例例2电电子子控控制制空空气气悬悬架架特点点：：在四四个个车车轮轮处处用用充充有有压压缩缩空空气气的的空空气气弹弹簧簧取取代代了了传传统统的的钢钢螺螺旋旋弹弹簧簧，，并并配配备备了了电电子子控控制制装装置置。。它它能能够够根根据据车车辆辆的的行行驶驶状状态态，，自自动动调调节节弹弹簧簧刚刚度度、、减减振振器器阻阻尼尼力力和和车车身身高高度度，，有有效效消消除除车车辆辆的的侧侧倾倾、、揿揿头头和和后后仰仰等等不不良良姿姿态态，，保保证证车车辆辆在在行行驶驶中中始始终终保保持持良良好好的的平平顺顺性性和和可可操操纵纵性性的的状状态态。。主要要功功能能：：1.弹弹簧簧和和减减振振器器阻阻尼尼力力控控制制；；2.车车身身高高度度控控制制；；3.驻驻车车控控制制。。ECAS系系统统结结构构简简图图1.电电磁磁阀阀2.空空气气弹弹簧簧3.可可调调阻阻尼尼减减振振器器4.高高度度传传感感器器5.ECU6.操操作作面面板板ECAS取取消消了了传传统统的的高高度度控控制制阀阀，，增增加加了了高高度度传传感感器器和和电电磁磁阀阀，，能能根根据据汽汽车车行行驶驶状状态态和和外外界界激激励励的的变变化化自自动动调调节节空空气气弹弹簧簧的的刚刚度度、、减减振振器器的的阻阻尼尼和和车车身身高高度度，，缓缓和和路路面面的的振振动动和和冲冲击击，，较较大大程程度度地地提提高高车车辆辆的的行行驶驶平平顺顺性性和和操操纵纵稳稳定定性性。。与与机机械械式式空空气气悬悬架架相相比比，，电电子子控控制制空空气气悬悬架架具具有有明明显显的的优优势势：：可可根根据据不不同同的的路路面面条条件件、、不不同同的的载载荷荷、、不不同同的的行行驶驶速速度度等等行行驶驶工工况况，，按按照照预预先先设设计计好好的的控控制制策策略略，，自自动动控控制制和和调调节节悬悬架架特特性性。。2电电子子控控制制空空气气悬悬架架空气气弹弹簧簧结结构构三种种典典型型的的电电控控空空气气悬悬架架结结构构2电电子子控控制制空空气气悬悬架架电控控空空气气弹弹簧簧式式悬悬架架应应用用实实例例奥迪迪A8主主动动控控制制式式空空气气悬悬架架电控控空空气气弹弹簧簧式式悬悬架架应应用用实实例例保时时捷捷卡卡宴宴PASM主主动动空空气气悬悬挂挂电控控空空气气弹弹簧簧式式悬悬架架应应用用实实例例3电电子子控控制制油油气气悬悬架架油气气弹弹簧簧以以气气体体作作为为弹弹性性介介质质，，而而用用油油液液作作为为传传力力介介质质，，一一般般由由气气体体弹弹簧簧和和相相当当于于液液力力减减振振器器的的液液压压缸缸组组成成，，通通过过油油液液压压缩缩空空气气室室中中的的空空气气实实现现刚刚度度特特性性，，通通过过电电磁磁阀阀控控制制油油液液管管路路中中的的小小孔孔实实现现变变阻阻尼尼特特性性。。分置式式单气气室油油气悬悬架整体式式单气气室油油气悬悬架双气室室油气气悬架架有反应应气室室的油油气悬悬架可调式式油气气悬架架几种油油气悬悬架结结构形形式3电电子子控制制油气气悬架架4电电子子控制制悬架架发展展的新新途径径可控惯容器可控惯容器结构示意图弹簧刚刚度、、阻尼尼和惯惯容都都可控控目前，，电子子控制制悬架架多是是1~2个个参数数可调调的（（调节节阻尼尼或调调节刚刚度，，空气气悬架架还可可以调调节车车身高高度）），随随着惯惯容在在悬架架系统统中的的应用用，阻阻尼、、刚度度及惯惯容同同时调调节已已成为为可能能，并并将与与底盘盘其它它子系系统实实现集集成控控制。。五大传传感器器：转向盘盘转角角传感感器——转向的的快慢慢、大大小加速度度传感感器——加速踏踏板油油门动动作传传感器器车速传传感器器——输出与与转速速成正正比的的脉冲冲信号号车身高高度传传感器器——车身与与车桥桥的相相对高高度制动压压力传传感器器——制动管管路中中压力力信号号2无无级变变速器器电控机机械式式自动动变速速器（（AMT））液力自自动变变速器器（AT））机械无无级变变速器器（CVT）双离合合器式式自动动变速速器（（DSG，，DCT））2.1AMT在普通通机械械式变变速器器（手手动挡挡）基基础施施加自自动换换挡机机构2.2自自动变速速器（AT）液力变矩器器、辅助变变速器（一一般采用行行星齿轮））和自动换换档控制机机构（电子子控制机构构）液力变矩器器——传递转矩、、变矩、变变速、离合合泵轮———主动动部分，将将发动机动动力变成油油液动能。。

涡轮轮——输输出部分分，将动力力传至机械械式变速器器的输入轴轴。

导轮轮———反作用用元件，它它对油流起起反作用，，达到增扭扭作用。转矩动能转矩行星齿轮变变速器——扩大传传动比的变变化范围通常采用两两排行星齿齿轮来实现现各档变速速比。行行星齿轮组组由齿圈、、行星齿轮轮、太阳轮轮３个元件件组成。电子－液压压控制系统统主要由传感感器、电控控单元、换换档电磁阀阀、油压调调节电磁阀阀等组成。。变速器的电电子控制，，能按照汽汽车的运行行工况提供供稳定和精精确的换档点（时时间）和换档品质。。2.3机机械无级变变速器（CVT）CVT：传传动比连续续改变、无无换档跳越越、减缓换换档冲击。。适应汽车动动力性、经经济性、舒舒适性的要要求易于与计算算机技术结结合(CVT):无级级传动由V型金属传传动带和带带轮组成,主、被动动带轮的可可动部分轴轴向移动时时改变传动动带与带轮轮结合的工作半径从而改变传传动比金属传动带带V型金属传传动带由许许多套在柔柔性钢带上上具有V型型侧面金属属片组成，这这种金属带带传动，两两个带轮间间动力传递递是靠作为为推力块的的金属片的的推力实现现的。CVT与AT、AMT比较优点：1）速比变变化是无级级的，在各各种行驶工工况下都能能选择最佳佳的速比，，其动力性性、经济性性和排放与与AT比较较，目前报报道大约可可以改善5%左右。。2）具有最最佳的驾驶驶舒适性3）结构相相对简单，，批量生产产成本比较较低缺点：1）CVT不能实现现换空挡，，在倒档和和起步时还还得有一个个自动离合合器。2）金属带带无级传动动是摩擦传传动，存在在效率和磨磨损问题，，它的工程程技术还正正在发展之之中。目前只要用用于2.5升以下的的小排量发发动机车型型。CVT与AT、AMT比较2.4DSG（DCT）采用两个多多片离合器器，每个离离合器分别别对应奇数数挡和偶数数挡，由电电子控制器器进行档位位切换DSG3.ABS+EBDEBD—ElectricBrakeforceDis-tribution针对ABS不能根据据车辆制动动时的实际际情况合理理分配四个个车轮的制制动力汽车制动的的瞬间，高高速计算出出四个轮胎胎由于附着着不同而导导致的摩擦擦力数值，，调整制动动装置，达达到制动力力与摩擦力力的匹配，，以保证车车辆的平稳稳和安全。。EBD是ABS的功功能的扩充充EBD最佳佳滑移率控控制图过转向不足转向1,2,3,4分别为左前轮，右前轮，左后轮，右后轮的脚标直线制动仿仿真结果ABSEBD/ABS车辆运动轨轨迹质质心速度度曲线ABSEBD/ABS4.转转向系统新新技术4.1电电子控制动动力转向系系统（EPS）（1）概述述——动动力助力方式（动力力装置）气力式液力式电力式动力转向系系的要求：A、有效减减小操纵力力（停车）B、转向灵灵敏性好C、具有直直线行驶稳稳定性（自动回正正）D、有随动动作用（车轮与转转向盘）E、工作可可靠（2）电子子控制动力力转向系统统的组成、、原理转矩传感器器+车速传传感器+电电子控制器器+电动机机+电磁离离合器+减减速机构电子控制动动力转向的的优点：1、结构紧紧凑，重量量轻2、节省发发动机动力力3、工作可可靠4、能根据据工况变化化得到很好好的行驶稳稳定性（停车）4.2四四轮转向向（4WS）（1）概述述功能：确保车辆良良好的操纵纵性和稳定定性，有效效控制车辆辆的横向运动特性优点：A、直线行行驶稳定性性好——高速同相位位B、改善低低速时操纵纵轻便性，，提高机动动性——低速逆向位位C、转向能能力强、转转向响应快快（2）电子子/液压式