汽车底盘与车身电控技术电子ppt课件第一章

汽车底盘与车身电控技术汽车底盘与车身电控技术图解教程图解教程电电子子课课件件第一章第一章黄费智黄费智、黄理经、黄理经编著编著机械工业出版社机械工业出版社2013年年2月月上篇上篇 汽车自动变速和主动安全汽车自动变速和主动安全电电 控控 技技 术术 图图 解解第一章第一章 汽车自动变速电控技术汽车自动变速电控技术学习目标：学习目标：1.1.掌握汽车自动变速电控系统的功掌握汽车自动变速电控系统的功能、组成和优缺点。能、组成和优缺点。2.2.掌握液力变矩器、行星变速机构掌握液力变矩器、行星变速机构以及换挡执行元件的结构和原理。以及换挡执行元件的结构和原理。3.3.掌握液压控制系统和电控系统的掌握液压控制系统和电控系统的基本结构与控制原理。熟悉其控制基本结构与控制原理。熟悉其控制过程。过程。第一节第一节 自动变速系统的功能和组自动变速系统的功能和组成成一、自动变速系统的功能和组成一、自动变速系统的功能和组成 汽车电子控制变速系统的功能汽车电子控制变速系统的功能就是为了适应道路条件和汽车负载就是为了适应道路条件和汽车负载的变化而自动改变驱动车轮的转矩的变化而自动改变驱动车轮的转矩和转速，使得汽车向前、向后或停和转速，使得汽车向前、向后或停止行驶。止行驶。汽车电子控制自动变速系统汽车电子控制自动变速系统ECT(Electronic Controlled ECT(Electronic Controlled Transmission System)Transmission System)又称自动变又称自动变速器速器ATAT（Automatic Automatic TransmissionTransmission）其功能和组成如图）其功能和组成如图1-11-1所示：所示：二、自动变速系统的优缺点二、自动变速系统的优缺点 自动变速器具有以下优点：自动变速器具有以下优点：1 1）驾驶操纵轻便简单：取消了离合器，无需频繁换挡，使）驾驶操纵轻便简单：取消了离合器，无需频繁换挡，使驾驶操作简单轻便、大大降低劳动强度和提高行驶安全性。驾驶操作简单轻便、大大降低劳动强度和提高行驶安全性。使驾驶变得易学易训，加速了汽车的普及。使驾驶变得易学易训，加速了汽车的普及。2 2）提高整车性能：）提高整车性能：液力变矩器为柔性传动，具有缓冲和过液力变矩器为柔性传动，具有缓冲和过载保护功能，有利于延长发动机和传动系统零部件使用寿命；载保护功能，有利于延长发动机和传动系统零部件使用寿命；自动变速器在一定范围内能够实现无级变速，因此可自动适自动变速器在一定范围内能够实现无级变速，因此可自动适应行驶阻力变化，有利于发动机功率的充分利用和提高动力应行驶阻力变化，有利于发动机功率的充分利用和提高动力性，且具有起步平稳和乘坐舒适等优点。性，且具有起步平稳和乘坐舒适等优点。3 3）高速节约燃油和减少污染：自动变速器具有）高速节约燃油和减少污染：自动变速器具有“经济型经济型”和和“动力型动力型”驱动模式选择开关，当在高速公路或高等级公驱动模式选择开关，当在高速公路或高等级公路时，可选择路时，可选择“经济型经济型”模式并使用超速档模式并使用超速档O/DO/D行驶，使得行驶，使得发动机多数时间处于经济与低排放工况下运转，因此能够节发动机多数时间处于经济与低排放工况下运转，因此能够节约燃油和减少污染。约燃油和减少污染。自动变速器主要缺点是结构复杂、制造成本高和维修困难。自动变速器主要缺点是结构复杂、制造成本高和维修困难。此外，在低速行驶时传动效率比手动变速器低，在低等级公此外，在低速行驶时传动效率比手动变速器低，在低等级公路行驶油耗大约增加路行驶油耗大约增加10%10%。为克服此种弊病，目前开发出了。为克服此种弊病，目前开发出了一种一种“手自一体手自一体”自动变速器，并已经大量普及。自动变速器，并已经大量普及。图图1-1 1-1 凌志凌志LS400LS400型轿车型轿车A341EA341E、A342EA342E型电控自动变速器组成型电控自动变速器组成第二节第二节 变速系统的结构原理变速系统的结构原理 自动变速器是一种自动变速器是一种“机、电、液机、电、液”高度一体化的典型产高度一体化的典型产品，品，“机、电、液机、电、液”三者在自动变速器内部的基本控制关系三者在自动变速器内部的基本控制关系是：是：“ECT ECUECT ECU控制锁止电磁阀和换挡电磁阀控制锁止电磁阀和换挡电磁阀控制锁止离控制锁止离合器、换挡离合器和换挡制动器合器、换挡离合器和换挡制动器控制液力变矩器和齿轮变控制液力变矩器和齿轮变速机构速机构控制汽车驱动轮的转向、转速和转矩。控制汽车驱动轮的转向、转速和转矩。”这就是装这就是装备有电控自动变速系统的汽车的基本工作原理。备有电控自动变速系统的汽车的基本工作原理。一、锁止式液力变矩器一、锁止式液力变矩器 1.1.锁止式液力变矩器的结构特点锁止式液力变矩器的结构特点请首先观看一段有关液力变矩器的视频！请首先观看一段有关液力变矩器的视频！打开方法：打开方法：（1 1）右击）右击“下列图标下列图标”；（2 2）单击）单击“包对象包对象”；（3 3）单击）单击“激活内容激活内容”。图图1-2 1-2 锁止式液力变矩器的结构锁止式液力变矩器的结构a)-a)-零部件组成图；零部件组成图；b)-b)-平面图平面图1-1-减震弹簧；减震弹簧；2-2-变矩器前盖；变矩器前盖；3-3-锁止压盘；锁止压盘；4-4-涡轮；涡轮；5-5-泵轮；泵轮；6-6-导轮；导轮；7-7-单单向离合器；向离合器；8-8-变矩器输出轴（变速器输入轴）；变矩器输出轴（变速器输入轴）；9-9-传动液油道；传动液油道；10-10-减震盘；减震盘；11-11-涡轮毂。涡轮毂。图图1-3 1-3 锁止式液力变矩器的控制原理锁止式液力变矩器的控制原理 a)a)分离状态；分离状态；b)b)结合状态结合状态 （A-A-内油道；内油道；B-B-外油道）外油道）1-1-变矩器前盖；变矩器前盖；2-2-锁止压盘；锁止压盘；3-3-涡轮；涡轮；4-4-泵轮；泵轮；5-5-导轮；导轮；6-6-单向离合器；单向离合器；7-7-输出轴；输出轴；二、行星齿轮变速机构二、行星齿轮变速机构 由于液力变矩器的变矩系数较小（仅为由于液力变矩器的变矩系数较小（仅为2 23 3），难以满足），难以满足汽车的使用要求，故必须设置齿轮变速机构。常用的齿轮机汽车的使用要求，故必须设置齿轮变速机构。常用的齿轮机构有平行轴式和行星齿轮式两种。由于行星齿轮机构结构紧构有平行轴式和行星齿轮式两种。由于行星齿轮机构结构紧凑和能获得较大的传动比，而为多数轿车所采用。其中，汽凑和能获得较大的传动比，而为多数轿车所采用。其中，汽车自动变速器所采用的行星齿轮机构绝大多数为辛普森式或车自动变速器所采用的行星齿轮机构绝大多数为辛普森式或拉维娜式复合行星齿轮机构。拉维娜式复合行星齿轮机构。辛普森式的显著特点为辛普森式的显著特点为“前、前、后两个行星排共用一个太阳轮后两个行星排共用一个太阳轮”，且能够提供三个前进挡和，且能够提供三个前进挡和一个倒挡的双排行星齿轮机构。一个倒挡的双排行星齿轮机构。1.1.行星齿轮变速机构的结构特点行星齿轮变速机构的结构特点行星齿轮变速机构的结构特点如图行星齿轮变速机构的结构特点如图1-41-4所示：所示：图图1-4 1-4 单排行星齿轮机构的结构单排行星齿轮机构的结构1-1-太阳轮；太阳轮；2-2-内齿圈；内齿圈；3-3-行星架；行星架；4-4-行星轮；行星轮；5-5-行星轮轴行星轮轴2.行星齿轮变速机构的运动规律行星齿轮变速机构的运动规律单排行星齿轮变速机构的运动规律可用其运动规律方程式表示单排行星齿轮变速机构的运动规律可用其运动规律方程式表示,即：即：n1+n2-(1+)n30(1-1)上式中：上式中：n1、n2、n3分别为太阳轮、内齿圈和行星架的转速；分别为太阳轮、内齿圈和行星架的转速；内齿圈齿数内齿圈齿数Z2与太阳轮与太阳轮“齿数齿数”Z1之比。之比。3.行星齿轮变速机构的变速原理行星齿轮变速机构的变速原理由公式（由公式（1-1）可知：）可知：1）行星轮在动力传递过程中只起过渡作用，对于传动比无任何影响。）行星轮在动力传递过程中只起过渡作用，对于传动比无任何影响。2）将太阳轮、内齿圈和行星架三者中的任何一件与主动轴连接，第二）将太阳轮、内齿圈和行星架三者中的任何一件与主动轴连接，第二件与从动轴连接，再将第三件固定，就能以一定的传动比传递动力，并件与从动轴连接，再将第三件固定，就能以一定的传动比传递动力，并实现不同挡位速度的变化。实现不同挡位速度的变化。3）为了定量的分析行星齿轮变速机构的各种挡位的传动比，设太阳轮）为了定量的分析行星齿轮变速机构的各种挡位的传动比，设太阳轮的齿数为的齿数为Z1=24，内齿圈齿数，内齿圈齿数Z2=56，则，则=Z2/Z1=56/24=2.33。行星齿轮变速机构各种挡位的传动比的分析可具体分为如下行星齿轮变速机构各种挡位的传动比的分析可具体分为如下5种情况：种情况：图图1-5 1-5 内齿圈固定时行星齿轮机构工作情况内齿圈固定时行星齿轮机构工作情况 a)a)太阳轮主动件（输入），行星架从动件（输出）；太阳轮主动件（输入），行星架从动件（输出）；b)b)行星架主动件（输入），太阳轮从动件（输出）行星架主动件（输入），太阳轮从动件（输出）1-1-太阳轮；太阳轮；2-2-内齿圈；内齿圈；3-3-行星架；行星架；4-4-行星轮；行星轮；5-5-行星轮轴；行星轮轴；表示输入；表示输入；表示输出表示输出 （1 1）内齿圈固定（）内齿圈固定（n2=0n2=0，如图，如图1-51-5所示）所示）图图1-6 1-6 太阳轮固定时行星齿轮机构工作情况太阳轮固定时行星齿轮机构工作情况 a)a)内齿圈主动件（输入），行星架从动件（输出）内齿圈主动件（输入），行星架从动件（输出）b)b)行星架主动件（输入），内齿行星架主动件（输入），内齿圈从动件（输出）圈从动件（输出）1-1-太阳轮；太阳轮；2-2-内齿圈；内齿圈；3-3-行星架；行星架；4-4-行星轮；行星轮；5-5-行星轮轴；行星轮轴；表示输入；表示输入；表示输出表示输出 （n1=0n1=0，如图，如图1-61-6所示）所示）（2 2）太阳轮固定（）太阳轮固定（n1=0n1=0，如图，如图1-61-6所示）所示）（3 3）行星架固定（）行星架固定（n3=0n3=0，如图，如图1-71-7所示的倒挡）所示的倒挡）图图1-7 1-7 行星架固定时行星齿轮机构工作情况行星架固定时行星齿轮机构工作情况 a)a)太阳轮主动件（输入），内齿圈从动件（输出）太阳轮主动件（输入），内齿圈从动件（输出）b)b)内齿圈主动件（输入），内齿圈主动件（输入），太阳轮从动件（输出）太阳轮从动件（输出）1-1-太阳轮；太阳轮；2-2-内齿圈；内齿圈；3-3-行星架；行星架；4-4-行星轮；行星轮；5-5-行星轮轴；行星轮轴；表示输入；表示输入；表示输表示输出出 （4 4）联锁任意两个元件联锁任意两个元件直接挡传动（即直接挡传动（即n1=n2n1=n2，或，或n1=n3 n1=n3 或或n2=n3n2=n3）当联当联“锁锁”行星机构的任意两个元件（即行星机构的任意两个元件（即n1=n2n1=n2，或，或n1=n3 n1=n3 或或n2=n3n2=n3），则整个），则整个行星机构将成为一个整体而旋转，其内部各个齿轮之间无相对运动，即行星机构将成为一个整体而旋转，其内部各个齿轮之间无相对运动，即n1=n2=n1=n2=n3n3，此种方案可作为直接挡传动。，此种方案可作为直接挡传动。（5 5）所有元件都不受约束）所有元件都不受约束空挡空挡当行星机构的所有元件都不受约束，即当输入轴转动时，输出轴不动，行星机构当行星机构的所有元件都不受约束，即当输入轴转动时，输出轴不动，行星机构不传递运动，此种方案可作为空挡传动。不传递运动，此种方案可作为空挡传动。综上所述，单排行星齿轮变速机构的运动规律可归结为综上所述，单排行星齿轮变速