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汽車底盤新技術1现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024目錄3.1懸架系統新技術3.2轉向系統新技術3.3制動系統新技術3.5輪胎新技術2现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.1懸架系統新技術3现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.1.1空氣懸架空氣懸架主要由空氣彈簧、導向傳力機構、減振阻尼裝置、橫向穩定器、高度閥、壓氣機、儲能器及管路等組成。4现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024空氣彈簧空氣彈簧隨著載荷的增加，容器內壓縮空氣壓力升高，其剛度也隨之增加；載荷減少，剛度也隨空氣壓力的降低而下降，因而這種彈簧具有較好的變剛度特性。空氣彈簧內的空氣介質摩擦極小，工作時幾乎沒有雜訊，對於高頻振動的吸收和隔音性能極好。空氣彈簧可分為囊式空氣彈簧和膜式空氣彈簧兩種。囊式膜式5现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024囊式空氣彈簧6现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024膜式空氣彈簧7现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024高度控制機構車架高度控制機構包括一個高度感測器、控制機構和執行機構，其功能為：1)隨車載變化保持合理的懸架行程；2)高速時降低車身，保持汽車穩定性，減少空氣阻力；3)在起伏不平的路面情況下，提高車身高度以提高汽車通過性。8现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024導向傳力機構導向傳力機構是空氣懸架中的重要部件，主要承受汽車的縱向力、側向力及其力矩，因此要有一定的強度，佈置方式要合理。空氣彈簧在懸架中主要承受垂直載荷、減振、消振，如果導向機構設計得不合理，則會增加空氣彈簧的負擔，甚至會發生扭曲、摩擦等現象，惡化減振效果，縮短彈簧的壽命。9现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024導向傳力機構10现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024轉向橋空氣懸架空氣彈簧在懸架系統中的佈置對整車性能有極大的影響。在佈置允許的情況下，應盡可能把空氣彈簧佈置在車架以外，以便於加大彈簧的中心距，獲得充分大的側傾角剛度。轉向橋空氣懸架的空氣彈簧一般與主銷的方向保持一致，利於轉向的實現。11现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024驅動橋空氣懸架驅動橋空氣懸架一般要承受更大的力，因此空氣彈簧佈置在驅動軸的後面，以提高承載能力。12现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.1.2可調阻尼減振器傳統懸架的減振器(即阻尼裝置)其阻尼特性一般是固定不變的，因此裝備有傳統懸架系統的汽車在行駛過程中，其懸架性能也是不變的，這使得汽車的行駛平順性和乘坐舒適性受到了限制。現代汽車對懸架系統的減振器有更高的要求，希望懸架的阻尼可以根據汽車具體的行駛狀況進行動態的調節。可調阻尼減振器便可滿足這一需求。下麵介紹兩種可調阻尼減振器：阻尼連續可調減振器和電磁減振器。13现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024阻尼連續可調減振器採用電控技術調節阻尼特性的筒式液阻減振器的調節機構通常由感測器、控制裝置以及執行機構等組成，阻尼既可以分級調節也可以連續調節，通常是由電控執行器改變節流閥通流面積，調節減振器的阻尼特性。由感測器採集的信號包括車速、轉向盤轉角、節氣門開度、制動管路壓力及縱向加速度等。這種系統通常在駕駛室內設置駕駛風格選擇裝置，系統根據駕駛員選擇的不同駕駛風格按軟、中、硬三級或軟、硬兩級轉換阻尼特性。14现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024CDC(ContinuousDampingControl)15现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024CDC系統組成16现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024CDC系統工作原理CDC系統就是在“孔隙”上做文章，它通過電控閥門來改變兩個腔室間連通部分的截面積，在油液流量一定時，截面積的大小與油液的阻尼成反比，這樣就改變了油液在腔室間往復運動的阻力，從而實現對減振器阻尼的改變。CDC系統不僅可以達到每秒100次以上的監測收錄並處理路面顛簸，還能在汽車加速、減速、轉彎過程中有效控制車身姿態，給驅動輪提供最好的下壓力。17现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電磁減振器在電磁減振器內採用的不是普通油液，而是磁流變液，它是由合成碳氫化合物以及3～10微米大小的磁性顆粒組成。一旦懸架控制單元發出脈衝信號，線圈內便會產生電壓，從而形成一個磁場，並改變粒子的排列方式。這些粒子馬上會按垂直於壓力的方向排列，阻礙油液在活塞通道內流動的效果，從而提高阻尼係數，調整懸架的減振效果。沒有加高電壓時，處於無磁狀態的磁流變夜的阻尼係數會相對降低，懸架變得較軟。18现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電磁減振器工作原理19现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.1.3主動懸架被動懸架PassiveSuspension全主動懸架FullActiveSuspension主動懸架ActiveSuspension(AdaptiveSuspension)半主動懸架Semi-activeSuspension20现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024全主動懸架

通常是由執行機構、檢測系統、回饋控制系統和能源系統四部分組成。

執行機構的作用是執行控制系統的指令，一般為力發生器或轉矩發生器(液壓缸、汽缸、伺服電動機、電磁閥等)。

檢測系統的作用是檢測系統的各種狀態，為控制系統提供依據。它包括各種感測器：車身加速度感測器、車身高度感測器、車速感測器、方向盤轉角感測器、節氣門位置感測器等。它們檢測出汽車行駛的速度、啟動、加速度、轉向、制動和路面狀況、汽車振動狀況、車身高度等信號，並輸送給電子控制模組。

控制系統的作用是處理數據和發出各種控制指令，其核心部件是電子電腦。

能源系統的作用是為以上各部分提供能量。21现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024主動空氣懸架系統工作原理22现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024主動空氣懸架系統可依據各人的喜好,路面的狀況及使用的條件,來調整懸架的軟硬度,以適合不同的需求。駕駛者想享受駕馭的樂趣時,可選擇較硬的模式享受跑車式的駕駛樂趣,也可以選擇較軟的模式，

享受舒適的乘坐感覺。空氣泵儲氣罐空氣減振器控制單元控制線路空氣管道23现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024主動液力懸架主動液力懸架和主動空氣懸架或油氣懸架完全不一樣的地方是沒有彈性的介質—氣體，執行器(液壓缸)中所採用的介質是不可壓縮的油液，故其回應的靈敏度較高。當執行器(液壓缸)發生作用時，液壓缸中的活塞從上、下兩側接受油壓，一側油壓上升，另一側油壓下降，從而使活塞產生往復伸縮運動，以適應路面的凸凹，保持車身的平穩。24现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024主動液力懸架25现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024半主動懸架半主動懸架與主動懸架的區別是，半主動懸架用可控阻尼的減振器取代執行器。因此它不考慮改變懸架的剛度，而只考慮改變懸架阻尼的懸架系統。半主動懸架由無動力源且可控的阻尼元件(減振器)和支持懸架品質的彈性元件(與減振器並聯)組成。減振器則通過調節阻尼力來控制所耗散掉的能量的多少。半主動懸架按阻尼級別又可分成有級式和無級式兩種。26现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024半主動式油氣懸架系統27现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024多連杆懸架懸架實際上是由連杆、減振器和減振彈簧組成的。多連杆懸架，顧名思義，就是它的連杆比一般懸架要多些，按慣例，一般把4連杆或更多連杆結構的懸架稱為多連杆懸架。多連杆式懸架不僅可以保證有一定的舒適性（因為它是完全獨立式懸架），而且由於連杆較多，可以允許車輪與地面盡最大可能保持垂直、減小車身傾斜、維持輪胎的貼地性，因此裝備有多連杆懸架的汽車，操控性一般都很好。可以說，從理論上講，多連杆懸架是目前解決舒適性和操控性矛盾的最佳方案。28现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024多連杆懸架結構特點以應用最為廣泛的五連杆懸架為例，多連杆懸架一般包括前置定位臂、後置定位臂、上臂、下臂及主控制臂。29现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024後橋差速器穩定杆減振器定位臂下控制臂前控制臂制動油管Mercedes-BenzE-Class5連杆後懸架30现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.2轉向系統新技術31现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.2.1可變轉向比轉向系統一般轎車的轉向傳動比固定在16:1和18:1之間，也就是說如果要讓轉向輪轉動1゜，不論行駛車速如何，方向盤都需要轉動16゜～18゜。而實際情況往往是：在低車速下，駕駛員需要通過將方向盤轉動一個相對較小的角度，使轉向輪轉動一個較大的角度，以提高轉向的效率；而在高車速下，即使方向盤轉動角度相對較大，轉向輪也不會產生大角度轉向，以保證轉向的穩定性和行車安全性。可變齒比轉向系統正是應這一需求而產生的。32现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024可變轉向比轉向系統雷克薩斯、本田：可變齒比轉向系統(VariableGearRatioSteering，VGRS)寶馬：前輪主動轉向系統(ActiveFrontSteering，AFS)奧迪：動態轉向系統(AudiDynamicSteering，ADS)；賓士：直接轉向系統(DirectSteeringControlSystem)33现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024可變轉向比轉向系統分類

可變轉向比轉向系統在技術層面上並不是一個水準的，目前主要有兩種方式可實現可變轉向比轉向：一種方式是依靠特殊的齒條機構來實現，這種方式原理簡單，成本也相對較低，沒有過高的技術含量；另一種是通過行星齒輪結構和電子系統來實現的，結構相對複雜。由於目前尚無明確的分類，這裏將它們簡單地分為機械式和電子式。34现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024機械式可變轉向比轉向系統35现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024機械式可變齒比轉向機構通過特殊工藝加工出齒距間隙不相等的齒條，這樣方向盤在轉向時，齒輪與齒距不相等的齒條嚙合，轉向比就會發生變化。齒條中間位置的齒距較細密，因此在轉動轉向盤時，齒條在這一範圍內的位移較小，在小幅度轉向時(例如變線、方向輕微調整時)，車輛會顯得沉穩。齒條兩側遠端的齒距較稀疏，在這個範圍內轉動方向盤，齒條的相對位移會變大，所以在大幅度轉向(如泊車、掉頭等)時，車輪會變得更加靈活。36现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電子式可變轉向比轉向系統37现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024前輪主動轉向(AFS)根據反映汽車行駛狀況的信號對轉向傳動比進行控制，一般將控制轉向器轉動的輸入自由度由一個(轉向盤轉角)增加到兩個(轉向盤轉角和電動機的轉角)，通過疊加機構輸出理想的轉角。該系統中，轉向齒輪的轉角等於轉向盤轉角與角度疊加機構產生的轉角(與轉向盤轉角同向或反向)之和。38现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電子式可變轉向比轉向系統1-轉向控制閥；2-電磁鎖止裝置；3-行星架；4-蝸杆；5-電動機；6-角度感測器；7-齒條；8-轉向齒輪；9-渦輪；10行星輪；11-上太陽輪39现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.2.2電動助力轉向（EPS）EPS系統是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統，是為了滿足人們對駕駛輕便性的要求而產生的。它可以根據不同的使用工況控制電動機提供不同的輔助動力，這也符合當前電控技術與汽車技術相結合的趨勢。40现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024EPS系統組成41现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024EPS系統分類42现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024蝸輪蝸杆減速機構43现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024EPS系統優點(1)節省空間。因為電動機和減速機構集成在轉向柱或者轉向器殼體中，此外也省略了液壓泵和輔助管路。(2)品質小。因為僅僅是在機械轉向系統的基礎上增加了一套電動機和減速機構。(3)節省動力。因為設計的控制電路使電動機只在需要時才工作，而省去了不斷工作的液壓泵。(4)因為部件更少且不需要充入液體或濾清空氣，所以更加容易集成。44现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024EPS未來的發展方向EPS技術的發展方向主要為：改進控制系統性能和降低控制系統的製造成本。只有進一步改進控制系統性能，才能滿足更高檔乘用車的使用要求。另外，EPS的控制信號將不再僅僅依靠車速與轉矩，而是根據轉向角、轉向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號，進行與汽車特性相吻合的綜合控制，以獲得更好的轉向路感。未來的EPS將朝著電子四輪轉向的方向發展，並與電子懸架統一協調控制。45现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.2.3線控轉向線控轉向系統的最大特點是轉向盤與轉向輪之間沒有機械連接。汽車線控轉向系統主要由轉向盤模組、前輪轉向模組、主控制器(ECU)以及自動防故障系統組成。1-轉向盤；2-傳動帶；3-方向盤轉角感測器；4-回饋電機；5-轉向執行機構；6-轉向齒輪轉角感測器；7-轉向助力單元46现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024線控轉向的特點(1)沒有轉向傳動軸從發動機艙中穿過，發動機及其附件佈置自由度較大；(2)轉向盤與前輪間無機械連接，路面對車輪的衝擊不會傳到轉向盤上；(3)汽車發生正面碰撞時，可以避免轉向管柱擠撞駕駛員；(4)可以根據駕駛者的喜好，通過軟體改變操縱路感；(5)可以方便地與汽車上的其他電子控制裝置集成，對整車進行自動控制。但是，由於線控系統價格較貴，而且全電子系統的可靠性不如機械或液壓系統，因此要達到實用化程度，還需要經歷一個艱難的歷程。47现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.2.4四輪轉向技術四輪轉向汽車具有以下優點：（1）提高了汽車在高速行駛時和在滑溜路面上的轉向性能；（2）駕駛員操縱轉向盤反應靈敏，動作準確；（3）在不良路面和側風等條件下，汽車也具有較好的方向穩定性，提高了高速下的直線行駛穩定性；（4）提高了汽車高速轉彎的行駛穩定性，不但便於轉向操縱，而且在進行急轉彎時，也能保持汽車的行駛穩定性；（5）通過使後輪轉向與前輪轉向相反，減小了低速行駛時的轉彎半徑，不但便於在狹窄路面上進行U形轉彎，而且在駛入車庫等情況下便於駕駛。48现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024四輪轉向的兩種轉向方式當後輪與前輪的轉向相同時稱為同相位轉向。當後輪與前輪的轉向相反時稱為逆相位轉向。49现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024四輪轉向的分類四輪轉向系統可按後輪的偏轉角與前輪偏轉角或車速之間的關係分為轉角傳感型與車速傳感型兩種。(1)轉角傳感型。後輪的偏轉角與前輪的偏轉角之間存在著某種函數關係，即後輪可以按與前輪旋轉方向相同方向旋轉，即同相位偏轉；也可以按與前輪旋轉方向相反的方向旋轉，即反相位偏轉。此外前後輪轉角值之間也有一定關係。(2)車速傳感型。根據設計程式，當車速達到某一預定值(通常為35～40km/h)時，後輪能與前輪同方向偏轉，而當低於這一預定值時，則反方向偏轉。50现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024四輪轉向的分類按照四輪轉向系統的控制種類，四輪轉向系統又可分為以下五類：(1)機械控制式；(2)機械+電子控制式；(3)電子控制液壓工作式；(4)液壓控制液壓工作式；(5)電子控制電動工作式。51现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024四輪轉向系統工作原理52现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024四輪轉向系統的不足(1)現在的前輪轉向是非常完善的，可以充分地滿足汽車行駛需要，四輪轉向並不能使汽車轉向性能有明顯改善。(2)4WS與2WS在性能上僅有極微小的差別，沒有必要花這麼多錢，並把汽車設計得這麼複雜。(3)如何組合汽車的平移和轉動這兩種運動，使得汽車每一瞬時都處於最佳轉向行駛狀態，這無論在理論上還是在實用性技術上目前還沒達到成熟的地步。(4)如果能把同樣的研製費用用於提高汽車輪胎性能和改善懸架設計上，很可能在操縱性良好的2WS汽車上收到更好的效果。53现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.3制動系統新技術54现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.3.1制動盤新技術陶瓷制動盤(1)陶瓷制動盤比鑄鐵制動盤的品質降低了50％左右，減輕了簧下品質。(2)陶瓷制動盤的摩擦係數比鑄鐵制動盤高25%左右，大大提高了制動效率。(3)鑄鐵制動盤在連續高速制動後會因為溫度過高而變形，制動盤表面會形成波紋，導致制動時車輪發生抖動，降低制動效率。在高溫下，陶瓷制動盤的摩擦係數和剛度幾乎不會發生變化，所以陶瓷制動盤不會出現上述問題。(4)由於陶瓷制動盤的表面硬度很高，因此它在制動時的磨損很小。55现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024陶瓷制動盤賓士SLSAMG轎車陶瓷複合材料制動盤56现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024碳纖維制動盤碳纖維材料具有品質小、強度高、耐高溫等優點，由於這些原因，它作為一種輕量化材料被廣泛用於高檔汽車的車身材料上。近年來，由碳纖維材料製成的碳纖維制動盤也在一些汽車上開始使用。與傳統的制動盤相比，碳纖維制動盤性能更加穩定，重量更小，更能耐受制動時產生的高溫。57现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024通風式制動盤通風式制動盤具有更好的散熱效果，制動盤內有許多沿徑向按一定規律設計排列的通風槽，汽車制動時產生的熱量，會隨著制動盤高速旋轉產生的離心力，沿著這些通風槽快速散發到空氣中去，從而有效避免了制動時產生的熱量在制動盤內積聚使制動盤溫度急劇升高而降低制動效能。此外很多通風式制動盤不僅在內部開有通風槽，在其表面還加工有許多小孔，其目的也是為了改善汽車制動時制動盤的散熱效果。58现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024通風式制動盤59现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024全接觸式制動盤傳統的汽車盤式制動器在制動的時候，制動塊與制動盤的接觸面積只占制動盤總面積的15%。而全接觸盤式制動盤在制動盤的兩側都另加了5個制動塊，這樣在汽車制動的時候，制動盤與制動塊的接觸面積將高達75%，大大提高了汽車的制動效率。全接觸式制動盤外部蓋著轂盤，轂盤內部有6個制動塊。制動時，液壓系統推動內側制動塊，與外側制動塊一起夾緊制動盤，這樣制動盤與所有12個制動塊接觸並產生摩擦，提供制動力。60现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024全接觸式制動盤61现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.3.2制動輔助系統電子制動力分配系統（EBD）電子制動力分配(ElectronicBrakeforceDistribution，EBD)系統的功能就是在汽車制動的瞬間，高速計算出四個輪胎由於附著條件不同而導致的附著力數值，然後調整制動裝置，達到制動力與附著力的匹配，以保證車輛的平穩和安全。62现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電控輔助制動系統（EBA）EBA通過駕駛員踩踏制動踏板的速率來理解制動行為，如果察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性增加，EBA會在幾毫秒內啟動全部制動力，其速度要比大多數駕駛員移動腳的速度快得多，因此EBA可顯著縮短緊急制動距離並有助於防止在停停走走的交通中發生追尾事故，以提高行車安全。63现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024EBA工作原理64现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/20243.3.3電子制動系統（EBS）如果將制動系的許多閥省去，制動管路以電線代替，用電控元件來控制制動力的大小和各軸制動力的分配，便是汽車的電子制動系統EBS(ElectronicBrakingSystem)電子制動系統主要分為電子液壓制動系統(Electro-HydraulicBrakeSystem，EHB)和電子機械制動系統(ElectromechanicalBrakeSystem，EMB)兩種。65现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電子液壓制動EHB66现代汽车新技术课件汽车底盘新技术5/9/2024電子機械制動EMB67现代汽车新技