第一篇:汽车电子稳定系统ESP分析资料解读
摘要
随着现代汽车技术的快速发展,人们在注重汽车的舒适性、可靠性、经济性的同时,对汽车的安全性更是提出了最高的要求。事实证明ESP电子稳定程序可以有效地降低重大交通事故发生率,从而挽救许许多多人的生命,为进一步加强汽车的乘坐安全性,全球道路专家一致认为ESP应该成为每一辆车的标准配置。汽车电子稳定程序(Electronic Stablity Program,简称ESP)是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的。ESP实际上是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢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则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。本文介绍了汽车电子稳定系统 ESP的概念、结构组成、工作原理及发展趋势。
关键词:电子稳定程序;行驶稳定性;过度转向;不足转向
Abstract
With the rapid development of modern automotive technology, people focus on vehicle comfort , reliability and economy at the same time , the safety of the car is made of the highest demands.ESP electronic stability program proved to be effective in reducing the incidence of major accidents , thereby saving the lives of many people , to further enhance the car 's ride safety experts agree that the world's roads each vehicle ESP should become the standard configuration.Automotive Electronic Stability Program(Electronic Stablity Program, referred to as ESP)was first applied by the Mercedes-Benz A-class in its car.ESP is actually a traction control system , traction control system compared with other , ESP not only control wheels , and can control the driven wheels.As often occurs in rear-wheel drive car oversteering situation , when the rear wheel drift out of control , ESP will slowly brake the outside front wheel to stabilize the car;steering is too low, in order to correct tracking direction , ESP will brake slow rear wheel , thereby correcting the direction of travel.This paper introduces the concept of automotive electronic stability system ESP , structure , working principle and trends.Keywords: Electronic Stability Program;Driving stability;Oversteer;Understeer
目录
引言1 第一章 电子稳定系统ESP概述------2 1.1 电子稳定系统ESP概念---------2 1.2 电子稳定系统ESP国内外应用研究现状--------------------------2 1.3 电子稳定系统ESP的研究意义3 第二章 电子稳定系统ESP的结构与组成----------------------------5 2.1 电子稳定系统ESP的结构组成-----------------------------5 2.2 电子控制单元ECU---------5 2.3 液压调节总成------------7 2.4 前轮速度传感器--------8 2.5 后轮速度传感器---------8 2.6 ESP开关-------------8 2.7方向盘转角传感器-------9 第三章
电子稳定程序(ESP)工作原理及过程------------------10 3.1克服转向不足的操作-------10 3.2克服转向过度的操作-------11 第四章 电子稳定系统ESP发展历程与趋势-----------------------13 4.1 电子稳定系统ESP发展历程--13 4.2 电子稳定系统ESP发展趋势---13 4.2.1传感技术的改进------------13 4.2.2体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计--------------14 4.2.3ESP的软硬件设计-------------14 4.2.4通过CAN完善控制功能-----14 总结--------------------------15 参考文献-----------------------16
引言
ESP是汽车电子稳定程序(Electronic Stability Program)的简写,由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。1998年2月,梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS),电子制动力分配(EBD)和牵引力控制(TCS)的基本功能;能够在几毫秒的时间内,识别出汽车不稳定的行驶趋势,比如,由于人为或环境的干扰,轿车可能进入不稳定的行驶状态;特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷,如果得不到及时纠正,就会使车子偏离正确行驶路线,严重时,就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案,让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应,从而及时地,恰当地消除这些不稳定行驶趋势,使汽车保持在所期望的行驶路线上。ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破,它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性。
近几十年随着现代汽车技术的发展,汽车工业已成为我国的支柱产业,在日常工作和生活中起着越来越重要的作用。汽车行业内,20世纪80年代热门话题是防抱死制动系统ABS,90年代是加速防滑控制系统ASR,而当前的热门话题是电子稳定程序(ESP)。ESP包含ABS和ASR,是这两种系统功能上的延伸,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP的出现是应时代对汽车提出的一种新型的主动安全性要求,它是当今的主动安全措施之一,其应用使车辆的主动安全性大大提高。
汽车稳定性控制系统在发展过程中出现了很多名称,如电子稳定性程序ESP、汽车稳定性控制VSC、汽车动力学控制VDC、动力学稳定性控制DSC等,但其组成与功能大体一致,在此统一用ESP。它不仅是对ABS和ASR所有功能的整合,而且还能在车轮自由滑转以及极限操纵下保持车辆的稳定性;可以更好地利用轮胎与路面间的附着潜能,改善车辆转向能力和稳定性的同时,进一步改善驱动能力、缩短停车距离。在ABS和ASR两者的共同作用下,ESP最大限度地保证汽车不跑偏、不用尾、不侧翻,有效地保证了汽车稳定的操控安全性。
第一章 电子稳定系统ESP概述
1.1 电子稳定系统ESP概念
汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合,是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。ESP系统通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、ASR发出指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。
ESP系统由控制单元及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的转动速度)、侧滑传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出控制指令。ESP 最主要的作用是在紧急情况下,可以帮助驾驶员保持对车辆的控制,避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑,在车辆和地面间还有附着力的前提下,保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断,对车辆的行驶状态进行及时的干预。
ESP系统实际是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢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则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。
目前ESP有3种类型:能向四个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统,能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统,能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。
1.2 电子稳定系统ESP国内外应用研究现状
德国的一项研究表明,涉及严重人身伤害的交通事故当中有1/4都是由车辆侧滑所引起的。全球碰撞研究证实,侧滑及导致的侧面碰撞是严重伤亡道路碰撞的主要原
因。电子稳定程序ESP能够防止侧滑:增加车辆的稳定性,减少侧滑的危险。在中国,2005年有约10万人死于交通事故,约47 万人受伤居世界第一。国际著名的汽车生产商和安全机构的研究证实了ESP能够拯救生命的有效性。
汽车生产厂家有的把ESP作为标准配置,有的作为选装设备。1995年奔驰S级轿车首先使用ESP系统的轿车型,1999年梅赛德斯一奔驰公司正式宣布全车系都将ESP列为标准配备,宝马与奥迪于2001年也宣布全车系都将ESP列为标准配备,丰田在2005年宣布准备用10年时间使ESP成为其车辆的标准配置,美国三大汽车厂家通用、福特和克莱斯勒联合宣布在2006年前将它作为大部分SUV的标准安全配置。现在,ESP不再只配在顶级豪华轿车上,在欧美等国家的小型车工也已得到普及,如奥兹莫比尔的Intrigue、福特•福克斯、新款丰田卡罗拉、日产天籁、德国原装的波罗和许多轻型卡车。
近年来世界范围内新车的ESP装配率显示了其正在被越来越多的人所认可。装配了ESP车辆的数量有显著提高。2008年上半年,欧洲乘用车ESP 的新车装配率升至53%。另外,最新装配率数据显示,全球不到三分之一的新注册车辆装配了ESP。ESP的接受率在未来数年内将继续提高。同时,中高档车型考虑过ESP 作为标配的安全装置,而小型车通常将ESP作为选配或没有装配。但是,ESP对于小型车和大型车的重要性是完全一样的。因此,如果该安全系统不是标准配置,购车者应要求将其作为可选配置。
到目前为止,欧洲是ESP最大的市场,而且将继续保持几年。ESP将成为所有车辆的标准配置,它是继安全带之后最具拯救生命潜力的科技。依相关法规草案,在美国所有总重量低于4.5t的小型车上都将配置ESP,此规定在2009~2012年的车型上逐步推行。
中国目前ESP的装配率还比较低,以往通常只在高档车上才装配ESP,中高级轿车中只有一部分把它作为标准配置,如东风雪铁龙的凯旋一汽大众的速腾和上海通用的君越。将来它的装配率一定会随着汽车市场的发展显著提高,但由于技术水平的差距,这部分市场将会完全掌握在外资企业手中,国内企业几乎无法涉足。经过数年不断优化设计,到2002年已经发展到第8代。2005年,适逢博世开发ESP面世10周年,ESP8.0系统这一世界领先的技术实现了在中国苏州国产化。
1.3 电子稳定系统ESP的研究意义
车辆安全是购买车辆时最重要的衡量标准。这是最近博世调查的结果。值得关注的是,主动安全系统的知名度越来越高。例如,欧洲一半的驾驶者知道电子稳定程序ESP。购车成本是选择公司用车非常重要的因素。固定成本例如购车成本或租赁成本,油价,和保险级别等,都计算在内,但是通常并没有考虑碰撞有关的费用。根据欧洲工业EurotaxGlass’s的分析,该费用占购车总价的13%,向主要决策者说明这些费用,推荐有避免碰撞系统的车辆,例如电子稳定程序ESP。
ESP汽车安全产品不久将成为中高级轿车和其它车型的标准配制,掌握ESP技术,就掌握了竞争未来汽车安全技术的主动权。ESP在国外已批量生产,在国内尚处于研究阶段,要达到产业化的程度,还有大量的工作要做。所以,攻克ESP设计的理论与关键技术,对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。
ESP(电子稳定系统)通过传感器得知车辆的抱死情况、车辆的横摆惯量(简单理解为车身倾侧的程度),当车辆出现失控趋势时,对特定的车轮给予额外的制运力,甚至通过调整车辆的牵引力,务求以最大的程度保持住车轮的附着力。在ESP的默默工作下,车辆遇到险情时往往能够化险为夷。对于普通驾驶者而言,ESP自然显得格外重要。
第二章 电子稳定系统ESP的结构与组成
2.1 电子稳定系统ESP的结构组成
ESP 是在原有电子制动防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配(EBD)和牵引力控制(ASR)的基础上发展起来的。该电子制动系统由电子控制单元(ECU)、液压调节器总成、车轮速度传感器、方向盘转角传感器、横向偏摆率传感器、车轮速度传感器脉冲环以及ESP控制开关等部件组成,其中电子控制单元与液压调节器是一体的。其系统组成见图2-1。
1-前轮速度传感器;2-前轮速度传感器引线;3-电子控制单元(ECU);4-液压调节器总成;5-方向盘转角传感器;6-横向偏摆率传感器;7-后轮速度传感器脉冲环;8-后轮速度传感器(字母A、B、C、D、E为上述该传感器或总成在汽车中的具体位置)
图2-1电子稳定系统ESP结构组成
2.2 电子控制单元ECU
表2-2各端子作用表
电子控制单元如图2-2所示,各端子的作用见表2-3, 电子控制单元(ECU)插头端子见2-4所示。电子控制单元是ABS-ASR/ESP 系统的控制中心,它与液压调节器集成在一起组成一个总成。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有:蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号,电子控制单元将向液压调节器、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送输出控制信号。
1-电子控制单元(ECU);2-液压调节器总成
图2-3 电子控制单元(ECU)图2-4电子控制单元(ECU)插头端子视图 当点火开关接通时,电子控制单元会不断进行自检,以检测并查明ABS-ASR/ESP 系统的故障。此外,电子控制单元还在每个点火循环都执行自检初始化程序。当车速达到约15 km/h时,初始化程序即启动。在执行初始化程序时,可能会听到或感觉到程序正在运行,这属于系统的正常操作。在执行初始化程序的过程中,电子控制单元将向液压调节器发送一个控制信号,循环操作各个电磁阀并运行泵电机,以检查各部件是否正常工作。如果泵或任何电磁阀不能正常工作,电子控制单元会设置一个故障诊断码。当车速超过15 km/h时,电子控制单元会将输入和输出逻辑序列信号与电子控制单元中所存储的正常工作参数进行比较,以此来不断监测ABS-ASR/ESP 系统。如果有任何输入或输出信号超出正常工作参数范围,则电子控制单元将设置故障诊断码。
2.3 液压调节总成
为了能独立控制各车轮的制动回路,本系统采用了前/后分离的4 通道回路结
构,每个车轮的液压制动回路都是隔离的,这样当某个制动回路出现泄漏时仍能继续制动。液压调节器总成根据电子控制单元(ECU)发送的控制信号调节制动液压力。液压调节器总成包括回程泵、电机、储能器、进口阀、出口阀、隔离阀和后启动阀等部件。
2.4 前轮速度传感器
前轮速度传感器(如图2-5所示)是一个电磁式传感器,是前轮轮毂总成的一部分,前轮轮毂总成是一个永久性的密封装置。左前和右前轮轮毂装有车轮速度传感器和一个48 齿的磁脉冲环。
1-前轮速传感器;2-前轮毂总成 1-后轮速传感器;2-传感器脉冲环
图2-5 前轮速度传感器 图2-6后轮速度传感器
2.5 后轮速度传感器
别克荣御采用后轮驱动,后轮速度传感器(如图2-6所示)位于主减速器后盖的支架上,也是电磁式传感器。后轮速度传感器脉冲环是主减速器内车桥法兰的一部分,不能单独维修。
2.6 ESP开关
电子稳定程序(ESP)开关位于地板控制台上,如图2-7所示。该开关是一个瞬间接触开关,按一下ESP 开关,电子稳定程序从接通转至关闭。当电子稳定程序(ESP)关闭时,ABS-TCS 系统仍能正常工作。当ESP 处于关闭位置时,再次按一下ESP 开关,将接通电子稳定程序。按下ESP 开关超过60s将被视为短路,会记录故障诊断码,且电子稳定程序在该点火循环内将被禁用。如果没有记录牵引力控制系统当前故
障诊断码,电子稳定程序将在下一个点火循环复位到接通状态。
图2-7 ESP 开关图 2-8 横向偏摆率传感器
2.7方向盘转角传感器
方向盘转角传感器位于方向盘下面方向盘转角传感器提供表示方向盘旋转角度的输出信号,由于2只测量齿轮的齿数不同,故产生不同相位的两个转角信号,即能产生一个可表示±760。方向盘旋转角度的输出信号,电子控制单元利用这个信息计算出驾驶员所要求的方向。控制单元通过方向盘转角传感器与横向偏摆率传感器信号的比较,确定车辆实际行驶轨迹与驾驶要求是否一致,从而确定控制目标。
横向偏摆率传感器总成包括两个部件,一个是横向偏摆率传感器,另一个是横向加速度传感器。如图2-8.横向偏摆率传感器根据车辆绕其纵轴的旋转角度产生对应的输出信号电压;横向加速度传感器根据车轮侧向滑移量产生对应的输出信号电压。ESP控制单元利用横向偏摆率传感器和横向加速度传感器输出的这两个传感器信号,计算出车辆的实际行驶状态,再结合车轮速度传感器的输出信号和方向盘转角传感器的串行数据输出信号,确定控制目标。
第三章 电子稳定程序(ESP)工作原理及过程
电子稳定程序(ESP)用于在高速转弯或在湿滑路面上行驶时提供最佳的车辆稳定性和方向控制。电子控制单元(ECU)通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方向;通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实际行驶方向。当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要求不符时,电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动机扭矩减小功能并向发动机控制模块(ECM)发送一个串行数据通信信号,请求减小发动机扭矩。如果电子稳定程序仍然检测到车轮侧向滑移,则电子稳定程序将根据“从外部作用于车辆上的所有力(不管是制动力、推动力,还是任何一种侧向力)都会使车辆环绕其重心而转动”的原理,通过对前、后桥一个以上的车轮进行制动干预,迅速克服以下操作缺陷,使车辆不偏离正确的行驶轨迹,确保安全。
3.1克服转向不足的操作
转向不足示意图见图3-1,方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要朝方向“A”转向的信号,横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”,同时车辆前端开始向方向“C”滑移,说明车辆出现转向不足,电子稳定程序将实行主动制动干预。如图3-2所示,电子稳定程序利用ABS-TCS系统中已有的主动制动控制功能,对左后轮进行制动干预,此刻,由于左后轮被制动,而车子的重心因惯性作用继续向前运动,于是车子就只好以左后轮为支点,绕着它旋转,这样一来,车子就朝方向“A”转向,即朝驾驶员想要的方向转向。转向不足的操作缺陷就被克服,它的控制油路见图3-1。当电子控制单元检测到车辆转向不足时,电子控制单元将向液压调节器发送信号,关闭前和后隔离阀,以使后轮制动回路与总泵隔离开来,防止制动液返回总泵;打开前和后启动阀,使制动液从制动总泵进入液压泵中;关闭右前和右后进口阀,以隔离右轮液压回路,从而使液压调节器只向左轮提供制动液压力;运行液压调节器泵,将合适的制动液压力施加到左轮制动轮缸上,以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。如果在ESP 模式下进行人工制动,则退出ESP制动干预模式并允许常规制动。
图3-1 转向不足示意图图 3-2 克服转向不足控制示意图
3.2克服转向过度的操作
转向过度示意图见图3-3,方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要朝方向“A”转向的信号,横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”,同时车辆后端开始向方向“C”滑移。说明车辆开始转向过度,电子稳定程序将实行主动制动干预。如图3-4所示,电子稳定程序利用ABS-TCS 系统中已有的主动制动控制功能,对右后轮进行制动干预,此刻由于右后轮被制动,而车子的重心因惯性作用继续向前运动,于是车子就只好以右后轮为支点,绕着它旋转,这样一来,车子就朝方向“A”转向,即朝向驾驶员想要的方向转向。转向过度的操作缺陷就被克服,它的控制油路见图3-3,当电子控制单元检测到车辆转向过度时,向液压调节器发送一个信号,关闭前和后隔离阀,以将制动液回路与总泵隔离开来,防止制动液返回总泵;打开前和后启动阀,使制动液从制动总泵进入液压泵中;关闭左前和左后进口阀,以隔离左轮液压回路,从而使液压调节器只向右轮提供制动液压力;运行液压调节器泵,将合适的制动液压力“C”施加到右轮制动轮缸上,以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。
图3-3 转向过度示意图 3-4 克服转向过度操作示意图
综上所述,汽车电子稳定系统ESP在汽车出现不稳定行驶趋势时,采用了两种不同的控制方法,使汽车消除不稳定行驶因素,回复并保持汽车预定的行驶状态。这两种控制方法是,首先ESP系统通过精确地控制一个或者多个车轮的制动过程(脉冲制动),根据需要分配施加在每个车轮上的制动力,迫使汽车产生一个绕其质心转动的旋转力矩,同时代替驾驶员调整汽车行驶方向。其次在必要时(比如车速太快,发动机驱动转矩过大),ESP系统自动调整发动机的输出转矩,控制汽车的行驶速度。
第四章 电子稳定系统ESP发展历程与趋势
ESP的ECU通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态,并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图。ESP能立刻识别出危险情况,并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态,ESP的干预措施包括对车轮独立的施加制动力;在特殊工况对变速箱的干预措施;通过发动机管理系统减小发动机扭矩。
4.1 电子稳定系统ESP发展历程
1998年2月,梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS),电子制动力分配(EBD)和牵引力控制(ASR)的基本功能;能够在几毫秒的时间内,识别出汽车不稳定的行驶趋势,比如,由于人为或环境的干扰,轿车可能进入不稳定的行驶状态;特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷,如果得不到及时纠正,就会使车子偏离正确行驶路线,严重时,就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案,让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应,从而及时地,恰当地消除这些不稳定行驶趋势,使汽车保持在所期望的行驶路线上。
ESP能降低车辆侧滑的危险,从而降低事故的发生,显著减少因外界各种恶劣路况及驾驶员失误等造成的重大损失,极大地改善了汽车的动态行驶安全性。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的一项报告称,在配备了 ESC 的车辆中,客车单车碰撞事故减少30%,而轿车致命的单车碰撞事故也减少30%。就运动型多用途车而言,该事故下降率甚至更高,单车碰撞事故减少67%,而致命事故则减少63%。ESP的装配率因各个国家而异。根据博世的统计,2005年德国新车ESP装配率约为72%,西欧的平均新车装配率约为44%,在日本和北美,这个数字稍低,北美约为21%,日本约为15%。而目前中国的装配率还比较低,约为3%。
4.2 电子稳定系统ESP发展趋势
4.2.1传感技术的改进
在ESP系统中使用的传感器有车辆横摆角速度传感器、横向加速度传感器、方向盘转角传感器、轮速传感器等,它们都是ESP中不可缺少的重要部件。提高他们的可靠性并降低成本一直是这方面的开发人员追求的目标。随着价格低廉的微机械
(Micro—Machined)加速度和横摆角速度传感器的出现,为这项技术的广泛应用创造了一定的条件。
4.2.2体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计
这方面BOSCH公司在ESP系统中采用的结构有一定的代表性,其液压作动系统由预加压泵PCP(PrechargePump)压力产生装置(PressureGeneratorAssembly)液压单元HU5.0所构成。
4.2.3ESP的软硬件设计
由于ESP的ECU需要估计车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量,所以计算处理能力和程序容量要比ABS系统大数倍,一般多采用CPU结构。而ECU软件计算的研究则是研究的重中之重,基于模型的现代控制理论已经很难适应ESP这样一个复杂系统的控制,必须寻求鲁棒性较强的非线性控制算法。
4.2.4通过CAN完善控制功能
ESP的ECU(电子控制单元)与发动机、传动系的ECU通过CAN互联,使其能更好地发挥控制功能。例如自动变速器将当前的机械传动比、液力变矩器变矩比和所在档位等信息传给ESP,以估算驱动轮上的驱动力。当ESP识别出是在低附着系数路面时,它会禁止驾驶员挂低档。在这种路面上起步时,ESP会告知传动系ECU应事先挂入2档,这将显著改善大功率轿车的起步舒适性。
可以预见,ESP汽车安全产品不久将成为多款中、高档轿车和其它车型的标准配制,掌握ESP技术,就掌握了竞争未来汽车安全技术的主动权。所以攻克ESP设计的理论与关键技术,对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的繁荣发展以及促进其它相关工业的繁荣发展起着重要作用,并能带来巨大的社会效益和经济效益。
德国博世公司一直是这方面技术的领先者,无论是ABS/ASR还是更先进的ESP系统,技术上都一直处于领先地位,为国际大多数汽车厂商供应ABS/ASR/ESP系统。国内汽车稳定性控制的研究还处在起步阶段,只有少数学者从事控制方法的仿真研究,而且由于缺少试验条件,研究还不十分深入,现在吉林大学、清华大学、上海交大、西北工大等高校和中国重汽集团、上海汇众汽车制造公司等企业也在开展相关的研究工作。
总结
在ESP系统中的车辆横摆角速度传感器、横向加速度传感器、方向盘转角传感器、轮速传感器等,它们都是ESP中不可缺少的重要部件。提高他们的可靠性并降低成本一直是这方面的开发人员追求的目标。随着价格低廉的微机械加速度和横摆角速度传感器的出现,为这项技术的广泛应用创造了一定的条件。
ESP(电子稳定系统)通过传感器得知车辆的抱死情况、车辆的横摆惯量(简单理解为车身倾侧的程度),当车辆出现失控趋势时,对特定的车轮给予额外的制运力,甚至通过调整车辆的牵引力,务求以最大的程度保持住车轮的附着力。在ESP的默默工作下,车辆遇到险情时往往能够化险为夷。对于普通驾驶者而言,ESP自然显得格外重要。通过此次课程设计学习汽车电子控制技术中电子稳定程序(ESP),掌握其结构组成及工作原理,在ABS和ASR两者的共同作用下,ESP最大限度地保证汽车不跑偏、不用尾、不侧翻,有效地保证了汽车稳定的操控安全性。
参考文献
[1]司景萍,高志鹰.汽车电器及电子控制技术[M].北京:北京大学出版社,2012.1.[2]邹长庚.现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断[M].北京:北京理工大学出版社,2000.[3]王景祜.奔驰轿车的行驶稳定性电子控制系统[J].长春:汽车技术.2000年第三期 [4]麻友良.汽车电器与电子控制系统[M].北京:机械工业出版社,2006.12.[5]李晓.汽车车身电控系统[M].北京:机械工业出版社,2009.[6]陈家瑞.汽车构造.北京:机械工业出版社.1997年12月第一版 [7]付百学.汽车电子控制技术下册[M].机械工业出版社,2010.2.[8]王洪龄.汽车电控系统原理与检测技术[M].山东:山东科学技术出版社,2007.读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第二篇:汽车行驶系统故障诊断解读(模版)
一 汽车行驶系统构造及简介
捷达轿车行驶系(见图1)分为四大主要部分:车桥、车轮、车架和悬架。其作用是:接受传动系的动力,通过驱动轮与路面的作用产生牵引力,使汽车正常行驶;承受汽车的总重量和地面的反力;缓和不平路面对车身造成的冲击,衰减汽车行驶中的振动,保持行驶的平顺性;与转向系配合,保证汽车操纵稳定性。主要对车轮和悬架这两部分探讨。
图1行驶系的一般组成示意图
1—车架;2—后悬架(钢板弹簧非独立悬架);3—后桥; 4—后轮;5—前轮;6—前桥;7—前悬架(麦弗逊式独立悬架)
悬架分为独立悬架和非独立悬架,图1中前悬架为独立悬架,后悬架为非独立悬架。常见的独立悬架为麦弗逊式,乘用车前悬架普遍采用此结构。麦弗逊式独立悬架的杆件气活动部位很多,球头销等处磨损松旷后会带来车轮定位角的变化。非独立悬架因其结构简单,工作可靠,被广泛应用于货车的前、后悬架。在少数乘用车中,非独立悬架仅用作后悬架。货车上非独立悬架普遍采用钢板弹簧式;由于货车行驶路面较差,悬架受到的冲击载荷大,加上超乖情况严重,钢板弹簧很容易永久变形甚至断裂,从而引起车轮定位角的变化。
二 行驶系四大系统
2.1悬架系统
捷达轿车采用悬架(前/后): 麦克弗逊式单横臂/纵向拖臂式单纵臂。所谓悬架(见图2)就是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。悬架包括弹性元件,减振器和传力装置等三部分。这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。从外表上看,轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但千万不要以为它很简单,相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。以下对前悬架及后悬架进行分开探讨。
2.1.1 前悬架的故障原因及排除方法 ①前悬架有噪声
前减振器、转向节、下摆臂(梯形臂)的连接螺栓松动,产生噪声。排除方法是重新紧固各松动螺栓
前减振器漏油严重或前减振器活塞杆与缸筒磨损严重,产生噪声。排除方法是更换前减振器。
下摆臂(梯形臂)的前后橡胶衬套磨损、老化或损坏,产生噪声。排除方法是更换衬套。
螺旋弹簧失效或折断,产生噪声。排除方法是更换螺旋弹簧。②万向节传动轴有噪声
传动轴上的振动缓冲器移位,产生振动噪声。排除方法是将振动缓冲器复位。
传动轴上的支承轴承损坏,产生噪声。排除方法是更换支承轴承。
内等速万向节与变速器上的驱动法兰(或称半轴)的连接螺栓松动(捷达与桑塔纳车),产生噪声。排除方法是重新紧固。
传动轴变形,产生振动噪声。排除方法是进行校正。
球笼式万向节的球毂、钢球、保持架或外壳体磨损,产生噪声。排除方法是更换球笼式万向节。
三叉式万向节的三叉式万向节与万向节叉轴磨损,产生噪声。排除方法是更换三叉式万向节。③前轮跑偏
两前轮的气压不一致,导致前轮跑偏。排除方法是,将两前轮均充气到正常气压。
两前轮轮胎磨损,使与地面附着力变小,产生跑偏。排除方法是更换轮胎。
左右螺旋弹簧损坏或产生永久变形,使车轮跑偏。排除方法是更换螺旋弹簧。
左右前减振器损坏或变形,使车轮跑偏。排除方法是更换前减振器。
前轮定位角不正确,使车轮跑偏。排除方法是重新检查和调整前轮定位角。横向稳定杆橡胶套损坏或固定螺栓松动,使车轮跑偏。排除方法是更换橡胶套并重新紧固螺栓。④前轮摆动
轮辋的钢圈螺栓松动,使车轮摆动。排除方法是按规定力矩紧固钢圈螺栓。
前悬架的螺栓(母)松动,使车轮摆动。排除除方法是紧固转向节、前减振器及下摆臂(梯形臂)的紧固螺栓(母)。
前轮毂轴承磨损,使间隙变大,造成车轮摆动。排除方法是更换轴承。
车轮轮毂产生偏摆,使车轮摆动。排除方法是更换轮辆。
车轮不平衡,使车轮摆动。排除方法是进行车轮的平衡。
下摆臂(梯形臂)的球头销(球接头)磨损或松动,使车轮摆动。排除方法是更换球头销(球接头)。
转向横拉杆球头销磨损或松动,使车轮摆动。排除方法是更换球头销。
前轮定位角不正确,使车轮摆动。排除方法是校正前轮的前束和外倾角。⑤前轮轮胎磨损异常
前轮气压不正常,造成前轮轮胎异常磨损。排除方法是正确充气,不能过高或过低。
前轮定位角不正确,造成前轮轮胎异常磨损。排除方法是校正前车轮的前束和外倾角。
前轮摆动导致前轮轮胎异常磨损。排除方法是克服前轮摆动的各种故障。
2.1.2 后悬架的故障与排除方法 ①后轮摆动
后车轮轮辋偏摆,造成后轮摆动。排除方法是更换后轮轮辋。
后车轮不平衡,造成后轮摆动。排除方法是进行后车轮的平衡。
后摆臂上短轴变形,造成后轮摆动。排除方法是更换短袖。
后轮毂轴承间隙过大,造成后轮摆动。排除方法是进行调整。
后轮毂轴承损坏,造成后轮摆动。排除方法是更换轴承。
后车轮轮胎气压不正常,使后轮摆动。排除方法是正确充气。
后桥体变形,使后轮摆动。排除方法是更换后桥体。
后减振器失效,使后轮摆动。排除方法是更换后减振器。
纵摆臂与后轴管支架总成间的滚针轴承损坏或磨损,造成后轮摆动。排除方法是更换滚针轴承。②后悬架噪声
后减振器漏油或损坏,造成噪声。排除方法是更换后减振器。
后减振器端缓冲套损坏,造成噪声。排除方法是更换缓冲套。
后毂轴承损坏,造成噪声。排除方法是更换轴承。
后悬架各紧固螺栓(母)松动,造成噪声。排除方法是重新紧固螺栓(母)。
后桥体橡胶支承损坏,造成噪声。排除方法是更换后桥体橡胶支承。
后减振器的螺旋弹簧损坏(捷达与桑塔纳轿车),造成噪声。排除方法是更换螺旋弹簧。
扭杆与纵摆臂、后轴管支架总成的花键磨损松动,造成噪声。排除方法是更换扭杆。
纵摆臂与后轴管支架之间的滚针轴承损坏,造成噪声。排除方法是更换滚针轴承。
2.2 车架
车架的功用及要求
定义:车架是连接在各车桥之间形似桥梁的一种结构,是整个汽车的安装基础。
功用:安装汽车的各总成和部件,使它们保持正确的相对位置,并承受来自车上和地面的各种静动载荷。
显然来说,车架既然是整个汽车安装的基础,自然会对车架的机构及稳定性有比较高的要求,下面简要叙述车架应该满足的条件也可以说成对车架的要求。车架的结构首先应满足汽车总体的布置要求。车架应具有足够的强度和合适的刚度,以满足承受各种静、动载荷。车架结构简单,质量应尽可能小,便于机件拆装、维修。车架的结构形状尽可能有利于降低汽车质心和获得大的转向角,以提高汽车行驶的稳定性和机动性。这一点对轿车和客车尤为重要。车架的类型与构造汽车车架按结构形式可分为边梁式车架、中梁式车架、综合式车架和无梁式车架。许多轿车公共汽车没有单独的车架,而以车身代替车架,主要部件连接在车身上,这种车身称为承载式车身。这种结构的车身底板用纵梁和横梁进行加固,车身刚度好,质量轻,但制造要求高。
2.3 车 桥
车桥的功用及分类
车桥的功用是传递车架或承载式车身与车轮之间各方向的作用力。
车桥分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥4种类型。
转向桥能使装在前端的左右车轮偏转一定的角度来实现转向,还能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力,以及这些力所形成的力矩。
车轮
车轮的类型及构造
车轮是外部装轮胎,中心装车轴并承受负荷的旋转部件,由轮毂、轮辋和轮辐组成。车轮主要分为辐板式和辐条式。
车轮的动用:支承汽车及货物总质量;保证车轮和路面的附着性,以提高汽车的牵引性、制动性和通过性;与汽车悬架一同减少汽车行驶中所受到的冲击,并减轻由此而产生的振动,以保证汽车有良好的乘坐舒适性和平顺性。
轮胎的种类大致分为三类。普通斜交轮胎、子午线轮胎和无内胎轮胎。下面着重介绍下无内胎轮胎。
无内胎轮胎就是没有内胎和垫带,充入轮胎的气体直接压入无内胎轮胎中,要求轮胎与轮辋之间有很好的密封性。无内胎轮胎穿孔时压力不会急剧下降,仍然能继续安全行驶。无内胎结构简单、质量较小,其缺点是轮胎爆破失效时,途中修理比较困难。现在几乎有所的轿车均使用无内胎轮胎。
2.4 轮 胎
2.4.1 捷达轿车轮胎
捷达轿车主要采用的是韩泰轮胎和固特异轮胎。两种轮胎各有各的特点,下面简单说下这两种轮胎的特点。韩泰轮胎的优点在与价格较低,花纹较深,相对性价比较高。而固特异轮胎的各项性能比较平均。区别在固特异轮胎稍耐磨,噪音较大。这两种轮胎各有所长,也有各自的不足之处。本人认为固特异轮胎相对好些。车轮与轮胎是汽车行驶系中的重要部件,其功用是:支承整车;缓和由路面传来的冲击力;通过轮胎同路面间存在的附着作用来产生—驱动力和制动力厂汽车转弯行驶时产生平衡离心力的侧抗力,在保证汽车正常转向行驶的同时,通过车轮产生的自动回正力矩,使汽车保持直线行驶方向;承担越障提高通过性的作用等。轮胎常见的分类方式是按照结构划分为斜交线轮胎、子午线轮胎。子午线胎与斜交线胎的根本区别在于胎体。捷达轿车轮胎采用的是子午线轮胎。俗称真空胎或原子胎。斜交线胎的胎体是斜线交叉的帘布层;而子午线胎的胎体是聚合物多层交叉材质,其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布,可减少轮胎被异物刺破的几率。从设计上讲,斜交线轮胎有很多局限性,如由于交叉的帘线强烈摩擦,使胎体易生热,因此加速了胎纹的磨损,且其帘线布局也不能很好地提供优良的操控性和舒适性;而子午线轮胎中的钢丝带则具有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击,又经久耐用,它的帘布结构还意味着在汽车行驶中有比斜交线小得多的摩擦,从而获得了较长的胎纹使用寿命和较好的燃油经济性。同时子午线轮胎本身具有的特点使轮胎无内胎成为可能。无内胎轮胎有一个公认优点,即当轮胎被扎破后,不像有内胎的斜交线轮胎那样爆裂(这是非常危险的),而是使轮胎能在一段时间内保持气压,提高了汽车的行驶安全性。另外,和斜交线轮胎比,子午线轮胎还有更好的抓地性。现代汽车绝大多数采用充气轮胎。充气轮胎按组成结构不同,又分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两种。充气轮胎按胎体中帘线排列的方向不同,还可分为普通斜交胎、带束斜交胎和子午线胎。轮胎通常由外胎、内胎、垫带3部分组成。也有不需要内胎的,其胎体内层有气密性好的橡胶层,且需配专用的轮辋。世界各国轮胎的结构,都向无内胎、子午线结构、扁平(轮 胎断面高与宽的比值小)和轻量化的方向发展。外胎由胎面、胎侧、缓冲层(或带束层)、帘布层及胎圈组成。用于承受各种作用力。胎侧是轮胎侧部帘布层外层的胶层,用于保护胎体。帘布层是胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层,是轮胎的受力骨架层,用以保证轮胎具有必要的强度及尺寸稳定性。缓冲层(或带束层)为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层或胶层,用于缓冲外部冲击力,保护胎体,增进胎面与帘布层之间的粘合。胎圈是轮胎安装在轮辋上的部分,由胎圈芯和胎圈包布组成,起固定轮胎作用。轮胎的规格以外胎外径D、胎圈内径或轮辋直径d、断面宽B及扁平比(轮胎断面高H/轮胎断面宽B)等尺寸加以表示,单位一般为英寸(in)(1in=2.54cm)。汽车轮胎是橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品,制造工艺是机械加工和化学反应的综合过程。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面;帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷;钢丝经合股、包胶后成型为胎圈;然后将所有半成品在成型机上组合成胎坯,在硫化机的金属模型中,经硫化而制成轮胎成品。
轮胎是汽车的重要部件,在汽车轮胎上的标记有10余种,正确识别这些标记对轮胎的选配、使用、保养十分重要,对于保障行车安全和延长轮胎使用寿命具有重要意义。轮胎规格:规格是轮胎几何参数与物理性能的标志数据。轮胎规格常用一组数字表示,前一个数字表示轮胎断面宽度,后一个数字表示轮辋直径,均以英寸为单位。中间的字母或符号有特殊含义:“X”表示高压胎;“R”、“Z”表示子午胎;“一”表示低压胎。层级:层级是指轮胎橡胶层内帘布的公称层数,与实际帘布层数不完全一致,是轮胎强度的重要指标。层级用中文标志,如12层级;用英文标志,如″14P.R″即14层极。帘线材料:有的轮胎单独标示,如“尼龙”(NYLON),一般标在层级之后;世有的轮胎厂家标注在规格之后,用汉语拼音的第一个字母表示,如9.00-20N、7.50-20G等,N表示尼龙、G表示钢丝、M表示棉线、R表示人造丝。负荷及气压:一般标示最大负荷及相应气压,负荷以“公斤”为单位,气压即轮胎胎压,单位为“千帕”。轮辋规格:表示与轮胎相配用的轮辋规格。便于实际使用,如“标准轮辋5.00F”。平衡标志:用彩色橡胶制成标记形状,印在胎侧,表示轮胎此处最轻,组装时应正对气门嘴,以保证整个轮胎的平衡性。滚动方向:轮胎上的花纹对行驶中的排水防滑特别关键,所以花纹不对称的越野车轮胎常用箭头标志装配滚动方向,以保证设计的附着力、防滑等性能。如果装错,则适得其反。磨损极限标志:轮胎一侧用橡胶条、块标示轮胎的磨损极限,一旦轮胎磨损达到这一标志位置应及时更换,否则会因强度不够中途爆胎。生产批号:用一组数字及字母标志,表示轮胎的制造年月及数量。如“05N08B5820”表示2005年8月B组生产的第5820只轮胎。生产批号用于识别轮胎的新旧程度及存放时间。商标:商标是轮胎生产厂家的标志,包括商标文字及图案,一般比较突出和醒目,易于识别。大多与生产企业厂名相连标示。其它标记:如产品等级、生产许可证号及其它附属标志。可作为选用时参考资料和信息。以下是捷达轿车几种车型的轮胎参数。捷达CIX捷达伙伴:前制动器系统类型碟式,后制动器类型 鼓式,前后轮胎规格都为185/60R14,前后轮辋规格都为6JX14。
捷达CIF舒适型,捷达CIF舒适型AT,捷达GIF百万纪念版的轮胎参数与捷达CIX捷达伙伴相同。
捷达GIF豪华型:前制动器系统类型 碟式,后制动器类型 鼓式,前后轮规格都为195/50R15,前后轮辋规格为6JX15。捷达GDF豪华型的轮胎参数与捷达GIF豪华型的相同。
2.4.2 捷达轿车轮胎检修及保养
轮胎常见故障形式包括:磨损、滚动噪音、运转不平顺、车辆跑偏及其它。其中磨损与车辆跑偏较为常见,下面主要对这两方面进行探讨。
3.4.3 磨损:前轮驱动的车辆,其前轮须传递转向力、驱动力、横向力及制力,前轮轮胎的磨损明显快于后轮轮胎,因此可通过前后轮对调的方法来调节。轮胎磨损主要是轮胎与地面间滑动产生的摩擦力造成的。汽车起步、转弯及制动等行驶条件的不断变化,转弯速度过快、起步过急、制动过猛,轮胎的磨损就快。另外,轮胎的磨损还与汽车的行驶速度有关,行驶速度愈快,轮胎磨损愈严重。路面的质量也直接影响到轮胎与地面的摩擦力,路面较差时,轮胎与地面滑动加剧,轮胎的磨损加快。以上情况产生的轮胎磨损,基本上是均匀的,属正常磨损。若轮胎使用不当或前轮定位不准,将产生故障性不正常磨损,常见的不正常磨损有以下几种:
①轮胎的中央部分早期磨损
主要原因是充气量过大。适当提高轮胎的充气量,可以减少轮胎的滚动阻力,节约燃油。但充气量过大时,不但影响轮胎的减振性能,还会使轮胎变形量过大,与地面的接触面积减小,正常磨损只能由胎面中央部分承担,形成早期磨损。如果在窄轮辋上选用宽轮胎,也会造成中央部分早期磨损。②轮胎两边磨损过大
主要原因是充气量不足,或长期超负荷行驶。充气量小或负荷重时,轮胎与地面的接触面大,使轮胎的两边与地面接触参加工作而形成早期磨损。③轮胎的一边磨损量过大
主要原因是前轮定位失准。当前轮的外倾角过大时,轮胎的外边形成早期磨损,外倾角过小或没有时,轮胎的内边形成早期磨损。④轮胎胎面出现锯齿状磨损
主要原因是前轮定位调整不当或前悬挂系统位置失常、球头松旷等,使正常滚动的车轮发生滑动或行驶中车轮定位不断变动而形成轮胎锯齿状磨损。⑤个别轮胎磨损量大
个别车轮的悬挂系统失常、支承件弯曲或个别车轮不平衡都会造成个别轮胎早期磨损。出现这种情况后,应检查磨损严重车轮的定位情况、独立悬挂弹簧和减振器的工作情况,同时应缩短车轮换位周期。⑥轮胎出现斑秃形磨损
在轮胎的个别部位出现斑秃性严重磨损的原因是轮胎平衡性差。当不平衡的车轮高速转动时,个别部位受力大,磨损加快,同时转向不准,操纵性能变差。若在行驶中发现某一个轮胎速度方向有轻微抖动时,就应该对车轮进行平衡,以防出现斑秃形磨损。
滚动噪音:驶路面、轮胎花纹、轮胎振动及花纹块变形都会直接影响滚动噪音的产生。一般来说,宽断面轮胎的滚动噪音较高。尤其当轮胎出现锯齿形磨损时,滚动噪音将急剧加大。这可通过前后轮换位的方法调节。
运转不平顺:①检测车轮的失圆度。②静平衡。③检查轮辋。④车辆长期停驶造成轮胎变形。
车辆跑偏:①轮胎的圆锥形变形②车辆跑偏的校正方法。
ⅰ 前提条件:a.目测检查车桥转向机构、转向横拉杆及后桥等是否损坏;b.检查轮胎压力是否符合规定;c.检查轮胎表面损坏状况,如胎侧穿孔、割伤、鼓包及严重磨损;d.轮胎及轮辋型号及制造厂家是否为一汽许可;e.路试须在无车辙的平直路面上且元强劲侧向风。
ⅱ 校正方法:确定车辆跑偏后可用下述方法校正:.前后轮胎换位路试;b.若仍跑偏,则更换一个前轮轮胎并路试;c.若仍跑偏,则更换另一个前轮轮胎并路试;d.若仍跑偏,则测量前、后桥定位,如定位超差则调整;e.路试直至车辆不跑偏为止
三 行驶系故障诊断
3.1行驶系故障经验诊断
行驶系的常见故障部位主要有:减振器、前轮定位、轮胎动平衡、杆系连接处以及驱动桥的齿轮、轴承等。
行驶系的常见故障主要包括:行驶平顺性不良,车身横向倾斜,轮胎异常磨损,行驶无力和行驶跑偏。3.1.1 行驶平顺性不良
(1)故障现象
汽车行驶时出现振动,加速时出现窜动,驾乘人员感觉很不舒服。(2)故障主要原因及处理方法 造成行驶平顺性不良的原因主要是:
①前稳定杆卡座松旷或橡胶支承损坏,应予更换。②车轮动平衡超标,应予校正。
⑧减振器或缓冲块失效,应予修理或更换。④传动轴动不平衡,应予校正。
⑤钢板弹簧支架衬套磨损松旷,应予更换。⑥车轮轴承松旷或转向横拉杆球头松旷,应予更换。⑦钢板弹簧U形螺栓滑牙或松动,应予更换或紧固。
⑧发动机横梁和下摆臂的固定螺栓或衬套松旷,应予修理或更换。⑨半轴内外万向节磨损松旷,应予更换。⑩轮胎气压过高,磨损不均,应予调整或更换等。(3)故障诊断方法
以桑塔纳乘用车为例,针对不同的行驶平顺性特征,对照图3.65所示行驶平顺性不良常见故障原因的诊断流程,找出故障部位。
图3.65 行驶平顺性不良常见故障原因的诊断流程
3.1.2 车身横向倾斜
(1)故障现象
汽车车身左高右低或左低右高,出现倾斜。(2)故障主要原因及处理方法 造成车身横向倾斜的原因主要是: ①左右轮胎气压不一致,应按规定充气。②左右轮胎规格不一致,应予更换。
③悬架弹簧自由长度或刚度不一致,应予更换。④下摆臂变形,应予校正或更换。
⑤发动机横梁和下摆臂的固定螺栓或衬套松旷,应予修理或更换。⑥减振器或缓冲块损坏,应予更换。⑦发动机横梁变形,应予校正或更换。⑧车身变形,应予整形修理等。(3)故障诊断方法
以桑塔纳乘用车为例,先检查左右轮的气压、规格是否一致,再检查悬架、车身等部位,确定故障位置。具体如图3.66所示车身横向倾斜常见故障原因的诊断流程。
图3.66 车身横向倾斜常见故障原因的诊断流程
3.1.3 行驶无力
(1)故障现象
即使将加速踏板踩到底,汽车驱动力也不足,出现加速不良,爬坡无力等现象。
(2)故障主要原因及处理方法
造成汽车行驶无力的根本原因是发动机无力,传动系传动效率低,车轮受到的阻力过大。
具体原因主要是:
①发动机无力,排除方法见发动机章节。②离合器打滑,排除方法见本章离合器维修。③变速器缺油或润滑油变质,应予添加或更换。④变速器齿轮啮合间隙过小,应予重新选配。
⑤万向传动装置中间支承轴承缺油、锈蚀甚至失效,应予润滑或更换。⑥主减速器、差速器或半轴的传动齿轮(花键)啮合间隙过小,应予调整。⑦驱动桥缺油或润滑油变质,应予添加或更换。
⑧轮胎气压严重不足,应予充气或修补后充气,必要时更换轮胎。⑨车轮制动拖滞,排除方法见本章制动系维修。⑩驻车制动拉索回位不畅,造成后轮制动未完全释放,应予润滑或更换。⑪轮毂轴承过紧,应予调整。
⑫前轮定位不正确,应予调整或更换部件等。(3)故障诊断方法
按照故障原因的可能性从大到小,检查的难易性从易到难的顺序,首先应检查轮胎气压是否严重不足。在排除发动机无力的情况下,检查影响传动系传动效率降低的因素是否存在。最后检查排除车轮受到的阻力过大的因素。
详见图3.68所示汽车行驶无力常见故障原因的诊断流程。
图3.68 汽车行驶无力常见故障原因的诊断流程
3.1.4 行驶跑偏
(1)故障现象
汽车正常行驶,不踩制动时,必须紧握转向盘才能保持直线行驶,若稍有放松便自动跑向—边。
(2)故障主要原因及处理方法
造成汽车行驶跑偏的根本原因是汽车车轮的相对位置不正确,两侧车轮受到的阻力不一致。具体原因主要是:
①两前轮轮胎气压不等,直径不—或汽车装载质量左、右分布不均匀,应予调整或更换。②左、右两前钢板弹簧翘度不等,弹力不一或单边松动、断裂,应予更换。③前梁、车架发生水平面内的弯曲,应予校正。④汽车两边的轴距不等,应予调整。
⑤两前轮轮毂轴承的松紧度不一,应予调整。⑥前轮定位不正确,应予调整或更换部件。⑦车轮有单边制动或拖滞现象,应予检修。⑧转向杆系变形,应予校正或更换。
⑨动力转向系控制阀损坏或密封环弹性减弱,阀芯运动不畅或偏离中间位置,应予调整或更换等。
(3)故障诊断方法
按图3.69所示汽车行驶跑偏常见故障原因的诊断流程找出故障。
图3.69 汽车行驶跑偏常见故障原因的诊断流程
3.2行驶系故障仪器检测
行驶系的常用诊断参数有:车轮静不平衡量(g)、车轮动不平衡量(g)、车轮前束(mm或°)、车轮外倾角(°)、主销后倾角(°)、主销内倾角(°)、车轮侧滑量(m/km)等。
以上参数的数值正确与否,凭人工经验很难判断,必须通过专用仪器进行检测。3.2.1 车轮平衡的检测
如果车轮的质量分布不均匀,旋转起来是不平衡的;车轮不平衡对转向轮摆振的影响比路面不平的影响要大得多。车轮本身不平衡是汽车产生摆振的一个重要原因。
随着道路质量的提高和高速公路的普及,汽车行驶速度越来越高,因此对汽车车轮平衡度的要求也越来越高。车轮高速旋转时,不平衡质量会引起车轮上下跳动和横向摆振,不仅影响汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性和操纵稳定性,而且也会影响行车安全。车轮的上下跳动和横向摆振还会加剧轮胎的磨损,缩短汽车使用寿命,增加汽车运输成本。
车轮不平衡的原因主要是:轮辋、轮胎在生产和修理过程中的精度误差、轮胎材料不均匀;轮胎装配不正确,轮胎螺栓质量不一;平衡块脱落;汽车行驶过程中的偏磨损;使用翻新胎或补胎等。
1.车轮静平衡的检测
对于非驱动桥上的车轮:支起车轴,调整好轮毂轴承松紧度,用手轻转车轮,使其自然停转。在停转的车轮离地最近处作—标记,然后重复上述步骤。如果每次试验标记都停在离地最近处,则车轮静不平衡;如果多次转动自然停止后的标记位置各不相同,说明车轮静平衡。
驱动桥上的车轮,由于受到差速器等的制约,无法使用该法,只能在装车前检测。
即使静平衡的车轮,在装车使用时也可能动不平衡;因此,还应对车轮动平衡进行检测校正。
2.使用离车式动平衡机检测校正车轮动平衡 ①清除车轮上的泥块、石子和旧平衡块。②将轮胎气压充至规定值。
③根据轮辋中心孔的大小选择锥体或多孔式连接盘,将车轮装上动平衡机,拧紧固定螺母。
④测量轮辋宽度b、轮辋直径d和轮辋边缘至机箱的距离a,将这三个值输入动平衡机。
⑤放下车轮防护罩,打开电源开关,按动起动按钮,车轮开始旋转,动平衡 15 机开始采集数据。
⑥检测结束后,从指示装置读取车轮不平衡量和不平衡位置。
⑦抬起车轮防护罩,用手慢慢转动车轮,当指示装置发出声音或灯光等信号时停止转动。根据显示的平衡块质量,在轮辋内侧或外侧牢固安装平衡块。
⑧重新检测动平衡,直到指示装置显示不平衡质量<5g,或显示“00”、“OK”为止。
⑨关闭电源开关,取下被测车轮。3.使用就车式动平衡机检测校正车轮动平衡
车轮动平衡的检测可将车轮安装到离车式车轮动平衡机上检测与校对,但需要把车轮拆下。就车式车轮动平衡机可直接在在用车上使用,非常方便,而且既可进行动平衡检测,又可进行静平衡检测,校正的部件包括车轮、制动鼓(盘)、轮毂轴承等高速旋转体。
1.对被检汽车的要求 ①轮胎气压正常。
②前后轮胎磨损情况基本一致。③悬架完好,无松旷等现象。④转向系调整适当。
⑤汽车前后高度与标准值的差不大于5mm。⑥制动系工作正常。2.检测前的准备
①将汽车开上举升平台,托起四个车轮,把汽车举升0.50m。②托起车身适当部位,把汽车举升至车轮能自由转动。③按上述“对被检汽车的要求”中的步骤进行检查调整。3.检测
①将传感器支架安装到轮毂上,将传感器(定位校正头)安装到支架上,按
图3.70就车式车轮动平衡机示意
图
1—传感磁头;2—转向节;3—不
平衡度表;
4—频闪灯;5—电动机;6—转轮; 7—制动器;8—底座;9—可调支
架
说明书的规定调整好。
②开机进入测试程序,输入被检汽车的车型和生产年份。
③将转向盘处于直线行驶位置,并使每个车轮旋转—周,即将轮辋变形的误差输入了计算机,完成了轮辋变形的补偿。
④降下汽车,使车轮落到平台上,把汽车前部和后部向下压动4~5次,进行压力弹跳。
⑤用刹车锁压下制动踏板,使汽车处于制动状态。
⑥把转向盘左转至计算机发出“OK”声,输入左转角度;然后把转向盘右转至计算机发出“OK”声,输入右转角度。
⑦回正转向盘,计算机屏幕上显示出后轮的前束和外倾角数值。⑧将转向盘处于直线行驶位置,用转向盘锁锁住转向盘,使之不能转动。⑨把安装在四个车轮上的定位校正头调到水平线上,计算机屏幕上显示出转向轮的主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前束。
⑩如果数值不正确,可按微机屏幕的显示进行调整,并在调整后按上述方法重新检测。
(三)前轮侧滑量的检测
前轮侧滑量的检测一般在侧滑试验台上进行,其值不得超过5m/km。前轮侧滑量是前轮定位失准的—种表现形式。
(1)影响侧滑量检测结果的因素 ①转向轮外倾与前束匹配不当。
②轮毂轴承间隙过大或左右松紧度不一致。’ ③转向节主销和衬套磨损严重。
④横、直拉杆球头松旷或左右悬架性能有差异。⑤前后轴不平行。
⑥左右轮胎气压不等或花纹不一致。⑦轮胎磨损过大或严重偏磨。⑧轮胎表面有水、油或石子等。⑨汽车通过侧滑试验台的速度过快。
⑩汽车通过侧滑试验台时转向轮与侧滑板不垂直。
17(2)检测前的准备 ①调整轮胎气压至规定值。②清除轮胎表面的水、油或石子等。③检查试验台导线连接情况,仪表复零。
④打开试验台锁止装置,检查侧滑板能否滑动自如和回位(侧滑板回位后,指示装置应指示零点)。
(3)检测
①汽车以3~5km/h的速度垂直平稳地通过侧滑板。②从显示装置上读取侧滑值。③锁止侧滑板,切断试验台电源。(4)注意事项 ①避免试验台超载。
②汽车通过试验台时,不允许转向、制动或将汽车停放在试验台上。③保持试验台及周围环境的清洁,尤其是侧滑板的清洁。
在汽车长时间工作后,行驶系容易出现一些较复杂的故障,其故障发生时有时还伴有异响、噪声、振动;其故障原因有时不仅在行驶系本身,而且还与转向、制动、传动系等有关。因此,在诊断行驶系故障时,应对其相关部位进行基本检查。汽车行驶系的常见故障有:汽车行驶跑偏、前轮摆振、前轮胎磨损不正常和乘坐舒适性不良。1.汽车行驶跑偏(1)现象
汽车行驶时,不能保持直线方向,而自动偏向一边。(2)原因
1)两前轮轮胎气压不等、轮胎直径不等。2)前轮左右轮鼓轴承松紧程度不一致。
3)而后桥两侧的车轮有单边制动或单边拖滞现象。4)两前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、前束角不等。5)前梁、后桥轴管及车架变形。
6)左右悬架弹簧挠度不等或弹力不一。
参 考 文 献 陈孟湘编著.汽车行驶系统.上海:上海交通大学出版社 2005.2 2 董安等编著.大众车使用保养与维护.北京:北京理工大学出版社 2005.10 3 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003 4 李慧喜.行驶系统的诊断与检测 中国人民出版社 2005 5 百度文库作家
部分参考
2012-12-19
读书的好处
1、行万里路,读万卷书。
2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷,下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力,老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。
8、读书要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。
10、一日无书,百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生,一日不写手生。
13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
第三篇:汽车销售系统需求分析
关于汽车销售系统的需求分析:
随着国内汽车市场的不断扩大,各大4S店及汽车销售公司对高效管理员工、车辆以及客户信息的需求也显得尤为迫切,希望可以有一套系统可以解决这个问题。
具体需求如下:
基本信息管理:员工信息、汽车厂商及型号、客户信息
车辆销售管理:车辆销售、车辆出库
车辆入库管理:车辆采购、车辆入库
车辆库存管理:库存车辆及其明细、销售收益统计
销售系统维护:数据安全管理、权限管理
管理员登录后,可以查询规定日期内的销售记录以及相应的销售员工和客户信息(也可以按车辆型号进行查询),同时可以对库存车辆的信息进行增、删、改。对入库车辆进行成本统计,对出库车辆进行收益统计
客户登录后,可以查询各个厂商及型号车辆的基本信息
员工信息(工号,姓名,性别,电话)
厂商信息(编号,名称,电话,地址)
车辆信息(编号,型号,厂商,进价,售价,颜色,排量,库存量)
客户信息(客户号,姓名,电话)
销售【订单号,交易日期,客户号,工号,汽车编号,交易价】
入库【汽车编号,入库日起,进价,数量,销售收益统计】
第四篇:汽车的常用转向系统的性能分析
毕 业 论 文(设计)
论文题目:汽车的常用转向系统的性能分析
摘 要
汽车转向系统是用来改变和恢复汽车行驶方向保持汽车直线行驶的机构,对转向轮的正常运转和汽车的安全行驶影响很大。汽车转向系一旦有问题,很用以造成事故。因此汽车转向系的技术状况对与保证汽车行驶安全、减轻驾驶劳动强度、提高运输效率、延长车辆使用寿命有着十分重要的作用。
在使用中,由于汽车转向系统工作条件恶劣,转速与负荷经常变化,长期弯曲、扭矩剪切和道路不平引起的冲击载荷同时受到各种因素的影响,其零部件必然会产生不同程度的弯曲、扭曲变形和绣缺裂纹断裂损失,从而影响汽车的操纵轻便性、经济性和安全性。为使汽车正常行驶必须采取经常性的检修、维护措施,防止不应有的损坏及时查明故障隐患并予以消除,使之保持完好的技术状况。
熟练掌握汽车转向系统的结构原理、使用维护和故障诊断及汽车诊断仪的熟练使用等技术,这对于我们从事汽车行业的人员至关重要。
关键词:动力转向,汽车诊断仪(四轮定位仪),故障诊断
Abstract
Automotive steering system is used to change and restore car driving direction to keep the car run straight for the agency, the normal operation of turning wheels safe driving and the car's influence.Automotive steering systems once have problems, very used to cause an accident.So car steering system technical condition with guarantee of safety and reduce vehicle driving labor strength, improve transport efficiency and prolong service life vehicles plays a very important role.In use, because automotive steering system working conditions, speed and load often changes, long-term bending, torque shear and road uneven caused by various factors impacting loads and the influence of its components, inevitable meeting produces different degree of bending, distortion and embroider lack of crack fault, which affects car loss to manipulate portability, economy and security.To make cars moving must take regular maintenance;maintenance measures to prevent undue damage shall find fault hidden danger in time and to maintain complete elimination of technical status.Master automobile steering system structure principle, maintenance and fault diagnosis and car skillfully use of diagnostic instrument technology, such as the auto industry for we are engaged in the personnel is very important.Keywords: power steering, car echocardiography(four-wheel), fault diagnosis.目 录 引言 2类型 3机械转向系统简介
3.1转向操纵机构 3.2转向器 3.3转向传动机构
4动力转系统简介
4.1液压式动力转向系统
4.2电动助力动力转向系统
5现代汽车转向装置的发展趋势
5.1现代汽车转向装置的使用动态 5.2循环球式转向器特点 5.3动力转向是发展方向
6转向系统养护
6.1定期检查储液罐内动力转向液液面高度
6.2动力转向系的清洗、换油与保护
7汽车前桥转向系统
7.1汽车前桥系统的功用和结构
7.1.1汽车前桥系统的功用和结构
7.1.2前桥的型式和结构特点
7.2汽车前桥转向系统的使用维修与检测
7.2.1 车轮定位检测与调整
7.2.2汽车前桥转向系统的故障诊断实例
8总结 参考文献 致辞
1引言
当今汽车转向系统从过去的普通机械式发展到动力转向,一直到现在汽车电子控制动力转向,从减轻驾驶员疲劳性,提高操作轻便性和稳定性出发,虽然带来成本上的增加和结构上的复杂性,但由于其突出的优点使其得到快速的发展和完善。
从发展趋势上看,国外整体式转向器发展较快,而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向[1]。
2类型
汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。
完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。
借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
3机械转向系统简介
机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机 三大部分组成。转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管住等组成,它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
3.1转向操纵机构
方向盘也称转向盘,主要有环圈、辐条与盘毂等组成。按辐条位置不同分为对称式和非对称式。
通常方向盘用花键连接在转向轴的上端,转动方向盘式 转向轴是转向器的主动件蜗杆,随着转动而和蜗杆相啮合的从动件侧带动转向垂臂摆动,再经过转向总拉杆和转向节臂使左转向节以及装在转向节上的左转向轮绕主销偏转。同时左梯形臂经转向横拉杆和右梯形臂,使右转向节及右转向轮按一定规律绕主销向同一方向偏移相应角度。
其常见故障现象主要有:转向沉重,直线侧向跑偏,前轮摆阵,转向不足,转向不稳和转向盘不能回正。常见故障其成为汽车转向系统的通病。
3.2转向器
转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。我们主要介绍前几种。
1)齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间(或单端)输出式两种[2]。
两端输出的齿轮齿条式转向器,作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中,其上端通过花键与万向节叉10和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置,两端通过球头座3与转向横拉杆1相连。弹簧7通过压块9将齿条压靠在齿轮上,保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整。当转动转向盘时,转向器齿轮11转动,使与之啮合的齿条4沿轴向移动,从而使左右横拉杆带动转向节左右转动,使转向车轮偏转,从而实现汽车转向。中间输出的齿轮齿条式转向器如图5所示,其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同,不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉杆7相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上,齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。
2)循环球式转向器
循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一,一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦,二者的螺纹并不直接接触,其间装有多个钢球,以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。螺母侧面有两对通孔,可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管,每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中。导管内也装满了钢球。这样,两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球“流道”。转向螺杆转动时,通过钢球将力传给转向螺母,螺母即沿轴向移动。同时,在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下,所有钢球便在螺旋管状通道内滚动,形成“球流”。在转向器工作时,两列钢球只是在各自的封闭流道内循环,不会脱出。
3)蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗杆为主动件,其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动时,与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动,并带动摇臂轴转动。
3.3转向传动机构
转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节,使两侧转向轮偏转,且使二转向轮偏转角按一定关系变化,以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。
1)与非独立悬架配用的转向传动机构
与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂
2、转向直拉杆3转向节臂4和转向梯形。在前桥仅为转向桥的情况下,由转向横拉杆6和左、右梯形臂5组成的转向梯形一般布置在前桥之后。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时,梯形臂5与横拉杆6在与道路平行的平面(水平面)内的交角>90。
在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下,为避免运动干涉,往往将转向梯形布置在前桥之前,此时上述交角<90。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动,而是在与道路平行的平面向左右摇动,则可将转向直拉杆3横置,并借球头销直接带动转向横拉杆6,从而推使两侧梯形臂转动。
2)与独立悬架配用的转向传动机构
当转向轮独立悬挂时,每个转向轮都需要相对于车架作独立运动,因而转向桥必须是断开式的。与此相应,转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。
3)转向直拉杆
转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(或转向节臂)。它所受的力既有拉力、也有压力,因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的,以保证工作可靠。在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,上述三者间的连接都采用球销。
4)转向减振器
随着车速的提高,现代汽车的转向轮有时会产生摆振(转向轮绕主销轴线往复摆动,甚至引起整车车身的振动),这不仅影响汽车的稳定性,而且还影响汽车的舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。在转向传动机构中设置转向减振器是克服转向轮摆振的有效措施。转向减振器的一端与车身(或前桥)铰接,另一端与转向直拉杆(或转向器)铰接。
4动力转向系统
使用机械转向装置可以实现汽车转向,当转向轴负荷较大时,仅靠驾驶员的体力作为转向能源则难以顺利转向。动力转向系统就是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力。转向能源来自驾驶员的体力和发动机(或电动机),其中发动机(或电动机)占主要部分,通过转
向加力装置提供。正常情况下,驾驶员能轻松地控制转向。但在转向加力装置失效时,就回到机械转向系统状态,一般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务[3]。
4.1液压式动力转向系统
其中属于转向加力装置的部件是:转向液压泵
7、转向油管
8、转向油罐6 以及位于整体式转向器4 内部的转向控制阀及转向动力缸5 等。当驾驶员转动转向盘1 时,通过机械转向器使转向横拉杆9 移动,并带动转向节臂,使转向轮偏转,从而改变汽车的行驶方向。与此同时,转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动,使转向动力缸产生液压作用力,帮助驾驶员转向操作。由于有转向加力装置的作用,驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多的转向力矩,就能使转向轮偏转。
优缺点:能耗较高,尤其时低速转弯的时候,觉得方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。
4.2电动助力动力转向系统
简称电动式EPS或EPS(Electronic Power Steering system)在机械转向机构的基础上,增加信号传感器、电子控制单元和转向助力机构。
电动式EPS 是利用电动机作为助力源,根据车速和转向参数等因素,由电子控制单元完成助力控制,其原理可概括如下:当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的轴距传感器不断地测出转向轴上的转矩信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转动方向,调整转向辅助动力的大小。电动机的转矩由电子离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。例如,福克斯的EHPAS电子液压系统由电脑根据发动机转速、车速以及方向盘转角等信号,驱动电子泵给转向系统提供助力。助力感觉非常的自然。因此很多人对福克斯方向的感觉相当不错,转向操控感觉可以说是随心所欲。有些车也号称采用电子助力,但是只是电机助力,没有液压辅助,容易产生噪音。助力效果也远不如福克斯这一类型的电子助力。
优缺:能耗低,灵敏,电子单元控制,节省发动机功率,助力发挥比较理想
5现代汽车转向装置的发展趋势
5.1现代汽车转向装置的使用动态
随着汽车工业的迅速发展,转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多,从目前使用的普遍程度来看,主要的转向器类型有4种:有蜗杆肖式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式,已经被广泛使用在汽车上[4]。
据了解,在世界范围内,汽车循环球式转向器占45%左右,齿条齿轮式转向器占40%左右,蜗杆滚轮式转向器占10%左右,其它型式的转向器占5%。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中,齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大,日本装备不同类型发动机的各类型汽车,采用不同类型转向器,在公共汽车中使用的循环球式转向器,已由60年代的62.5%,发展到现今的100%了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器,但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65%,齿条齿轮式占35%。
综合上述对有关转向器品种的使用分析,得出以下结论:
²循环球式转向器和齿轮齿条式转向器,已成为当今世界汽车上主要的两种转向器;而蜗轮#0;蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器,正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
²在小客车上发展转向器的观点各异,美国和日本重点发展循环球式转向器,比率都已达到或超过90%;西欧则重点发展齿轮齿条式转向器,比率超过50%,法国已高达95%。
²由于齿轮齿条式转向器的种种优点,在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展;而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。
5.2循环球式转向器特点
²循环球式转向器的特点是:效率高,操纵轻便,有一条平滑的操纵力特性曲线。
²布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用;易于传递驾驶员操纵信号;逆效率高、回位好,与液压助力装置的动作配合得好。
²可以实现变速比的特性,满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用,要求转向灵敏,因此希望中间位置附近速比小,以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大,但使用次数少,因此希望大角度位置速比大一些,以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比,应用正日益广泛。
²通过大量钢球的滚动接触来传递转向力,具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构,这也是它应用广泛的原因之一。
²变速比结构具有较高的刚度,特别适宜高速车辆车速的提高。高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性,必须保证转向器具有较高的刚度。
²间隙可调。齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙,使之具有合适的转向器传动间隙,从而提高转向器寿命,也是这种转向器的优点之一[5]。
我国的转向器生产,除早期投产的解放汽车用蜗杆#0;滚轮式转向器,东风汽车用蜗杆肖式转向器之外,其它大部分车型都采用循环球式结构,并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器,并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出,我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。
5.3动力转向是发展方向
动力转向系统的应用日益广泛,不仅在重型汽车上必须装备,在高级轿车上应用的也较多,在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳,提高操纵轻便性和稳定性出发;次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发。虽然带来成本较高和结构复杂等问题,但由于优点明显,还是得到很快的发展。
动力转向有3种形式:整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点,发展较快,整体式多用于前桥负荷3~8t汽车,联阀式多用于前桥负荷5#0;18t汽车,半分置式多用于前桥负荷6t以上到超重型汽车。
从发展趋势上看,国外整体式转向器发展较快,而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。
6转向系统养护及常见故障现象
现代原中高级轿车和重型汽车普遍采用动力转向系统,不仅大大改善了汽车操纵轻便性,还提高了汽车行驶安全性。动力转向系统是在机械转向系的基础上加设一套依靠发动机输出动力的转向加力装置而形成的。目前轿车普遍采用齿轮条式动力转向机构。这种转向器结构简单、操纵灵敏性高、转向操纵轻便,而且由于转向器完全封闭的,平时不需检查调整[6]。
6.1定期检查储液缺罐内动力转向液液面高度
热态时(约66℃,用手摸感觉烫手),其液面高度必须在HOT(热)和COLD(冷)标记之间。如果是冷态(约为21℃),则液面高度必须在ADD(加)和CLOD(冷)标记之间。如果液面高度不符合要求,必须加注DEXRON2型动力转向液(液力传动油)。
6.2动力转向系的清洗、换油与保护
动力转向系的清洗、换油与保护应在有动力转向换油的设备的汽车养护中心进行,使用专用设备,用动力转向系统强力清洗剂首先换出动力转向系统中的旧油,然后用清洗剂清洗动力转向系统,最后用新油(加动力转向保护剂)再次换出动力转向清洗剂,直至换油结束。动力转向系的清洗、换油与保护作业通常应行驶5万km进行一次。这样能确保动力转向系工作更安全更可靠,避免出现早期损坏[7]。
6.3转向系统常见故障现象及维修:
(1)汽车转弯行驶时,转动转向盘很吃力
(2)汽车转向时,转向盘沉重的判断与排除;低速摆头的判断与排除;高速摆头的判断与排除;行驶跑偏的判断与排除;单边转向不足的判断与排除;动力转向系统转向沉重的判断与排除;动力转向系统有噪音的判断与排除。
(1)转向沉重的判断与排除 不能自动回位
1、检查汽车是否超载或前部装载过多,前轮胎气压是否过低,若轮胎气压偏低,应充气使之达到规定值。
2、支起前桥,用手转动转向盘试验。①若感到转向盘轻便,说明前轴或车架变形,前轮定位失准等,应检查校准;②若转向仍感沉重,说明故障在转向器或转向传动机械,与前桥和车桥无关。
3、拆下转向摇臂,转动转向盘试验。①若感觉转向轻便,说明故障在转向传动机构;用手左右扳动前轮试验,检查转向节主销与衬套的配合情况,若扳动车轮比较费力,说明转向节主销润滑不良或配合间隙过小,应加注润滑脂或调整配合间隙;②检查转向节止推轴承,若轴承缺油或损坏,应更换;③检查转向拉杆各球头的润滑和松紧度情况,若拉杆球头过紧,应加注润滑脂或调整拉杆球头的松紧度,若转向仍然沉重,说明故障在转向器;应检查转向器内润滑油量和质量若润滑油液面过低,说明转向器内缺少润滑油,应添加至规定位置若润滑油变质,应更换润滑油;检查转向器自由行程,若自由行程过小,说明转向器啮合转动副啮合间隙过小,应调整;转动转向盘,查听转向轴与套管有夫碰擦声,若有碰擦声,说明转向轴或套管变形,应校直;④检查转向传动轴万向节,若万向节缸油,应加注润滑脂,若万向节十字轴轴承损坏,应更换;⑤检查转向器蜗杆上下轴承的预紧度,若预紧度过大,应调整;⑥经上述检查均正常,应拆检转向器,检查转向器内部的轴承、衬套、啮合副齿有损坏或严重磨损等,根据检视情况,更换相应零部件。(2)低速摆头的判断与排除
故障故障现象:汽车在低速行驶时,感到方向不稳,产生前轮摆振
1、外观检查
检查车辆是否装载货物超长,而引起前轮承载过小,检查后轮胎气压是否过低,应充气使之达到规定值,检查前悬架弹簧是否错位、拆断或固定不良,若错位,应拆卸修复;若折断,应更换,若固定不良,应按规定力矩拧紧。
2、检查转向盘自由行程
由一人握紧转向摇臂,另一个转动转向盘试验,若自由行程过大,说明转向器啮合传动副间隙过大,应调整。放开转向摇臂,仍由一人转动转向盘,另一人在车下观察转向拉杆球头销,若有松旷现象,说明球头销或球碗磨损过甚,弹簧折断或调整过松,应先更换损坏的零件,再进行调整。
3、调查以上检查均正常,可支起前桥,并用手沿转向节轴轴向推拉前轮,凭感觉判断是否松旷,若有松旷感觉,可由另一人观察前轴与转向节连接部位,若此处松旷,说明转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大,应理换主销及衬套。若此处不松旷,说明前轮毂轴承松旷,应重新调整轴承的预紧度。
4、若非上述原因所致,应对前轴进行检查,检查前轮定位是否正确,若不正确,应调整,检查前轴是否变形,若有变形应进行校正。(3)、高速摆头的判断与排除
故障现象:汽车在高速或某一个较高车速行驶时,出理转向盘发抖,行驶不稳定。
1、外观检查
检查后轮胎气压是否过低,若气压过低,应充气使之达到规定值。检查前桥、转向器及转向传动机构是否松动,若松动,应紧固。检查前减振器是否漏油,若漏油或失效,应更换。检查左右悬架弹簧是不时折断或弹力减弱,若有折断或弹力减弱,应更换。检查悬挂弹簧是否固定可靠,若松动,应紧固。
2、支起起动桥,用三角架塞住非驱动轮,起动发动机并逐步使汽车换入高速档,使驱动轮达到车身摆振的车速,若此时车身和转向盘出现抖动,说明传动轴严重弯曲或松旷,驱动桥齿轮啮合间隙过大,应更换或调整,若此时车身和转向盘不抖动,说明故障在前桥。
3、检查前轮是不时偏摆
支起前桥,在前轮轮辋过上放一划针,慢慢地转动车轮,查看轮辋是否偏摆过大,若轮辋偏摆过大,应更换。拆下前轮,在车轮动平衡仪上检查,前轮的动平衡情况,若不平衡量不大,应加装平衡块予以平衡。
4、经上述检查均正常,应检查车架和前轮是否正常,用前轮定位仪检查前轮是否正确,若不正确,应调整,检查车架有无变形,若有变形,应校正。(4)、行驶跑偏的判断与排除
故障现象:汽车直线行驶时,必须紧握转向盘。若稍松转向盘,便会自动跑向一边。
1、外观检查
检查左、右两前轮轮胎气压是否一致,若不一致检查左、右两前轮轮胎的磨损程度,若磨损不一致,应更换磨损严重的轮胎。检查左、右两前轮轮胎的花纹是否一致,如花纹不一致,应更换轮胎,使花纹一致。将汽车停放在平坦地面上,查看汽车前部高度是否一致,若高度不一致,车辆左右倾斜,说明悬架弹簧折断或弹力减弱,应更换。
2、用手触摸跑偏一方的车轮制动毂和轮毂轴承部位,感觉温度情况,若感觉车轮制动毂特别热,说明轮制动器间隙过小或回位不彻底,应检查调整。若感觉轮毂特别热,说明该轮轴承过紧,应重亲调整轴承预紧度。
3、测量前后桥左右两端中心的距离是否相等,若不相等,说明轴距短的一边钢板弹簧错位,车轴或半轴套管转曲等,应检查维修。用前轮定位仪检查前轮定位是否正确,若不正确,应调整。
(5)、单边转向不足的判断与排除
故障现象:汽车左右转向时,出现某一边转向角过小
1、外观检查
检查转向拉杆有无变形,若有变形,应校直。检查悬架弹簧有无变形,钢板弹簧中心螺栓有无折断,若有变形或折断,应更换。检查前轴有无变形,若有变形,应校直。
2、若汽车在维修后出现单边转向不足
将汽车停放在平坦的地面上,支起前桥,将转向盘一边转到底,再回转另一边到底,记住转向盘转动的总圈数,将转向盘由一边转过总圈数的一半,检查前轮是否处于直线行驶位置,若前轮不处于直线行驶位置,说明转向摇臂安装位置不对,应拆下重新安装,若转向盘转不到总圈数的一半,转向角限位螺钉就顶住转向节,说明转向角限位螺钉调整不当,应重新调整。
2、经上述检查均正常,应拆检转向器,检查转向器内是否有异物卡住,转向器啮合传动副磨损过甚或变形等,检查检视情况,更换相应零部件。(6)、动力转向系统转向沉重的判断与排除
故障现象:汽车转弯行驶时,感到转向沉重,液压助力作用有短暂的丧失
1、检查转向油泵驱动部分的情况,用手压下转向油泵的驱动皮带,若压下量过大,说明驱劝皮带过紧,需调整。起动发动机,使发动机处于怠速运转,突然提高发动机的转速,检查转向油泵驱动皮带有无打滑现象,如有打滑现象,说明驱动皮带过松或磨损过甚,应调整或更换。
2、检查转向油液在储液罐中的液面高度,若转向油液液面处于下线或“MIN”线以下,说明转向油液不足,应添加至规定位置。
3、检查转向油液储液罐内的滤清器,取下滤清器,观察滤网的状况,若发现滤网过脏,说明滤清堵塞,应清洗。若发现滤网破裂,应更换。
4、检查系统中是否会有空气,起动发动机,并使其处于怠速运转,然后来回转动几次转向盘,观察转向油液的状况,若发现转向油液中有泡沫或油液混浊,说明转向系统中有空气混入,应排除。检查转向油泵的进油管是否破裂,若有破裂,应更换。检查各管路接头是否松动,若松动,应紧固。检查转向油泵轴上的密封环是否损坏,若漏油应更换。
5、检查转向系统的油压,用压力表连接在转向油泵和转向助力器之间,使发动机处于怠速运转,关闭压力表阀门,若10S内压力达不到固定值,说明转向油泵压力不足,应拆检维修。将转向盘转到左或右极限位置,打开压力表阀门,若压力达不到规定值,说明转向助力器有故障或阀调整不当,应折检调整。
6、检查发动机怠速时的转速,起动发动机,并使其处于怠速运转,观察此时发动机转速表的指示值,若指示值偏低,或转速不稳,说明发动机怠速过低,应调整。(7)、动力转向系统有噪音的判断与排除
故障现象:汽车转向时,转向油泵处产生响声
1、检查储油罐内转向油液面高度,若液面低于下线或“MIN”线以下,说明转向油液液面过低,应添加至规定位置。若转向油液消耗过快,说明有严重漏油处,应检查排除。
2、检查转向油泵驱动部分的情况,用手下压转向油泵的驱动皮带,若压下量过大,说明驱动皮带过松,应调整。
3、检查转向油压中是否有空气,打开储油罐盖,启动发动机并使其处于怠速运转,来回转动几次转向盘,观察转向油液中是否有气泡,若有气泡,说明转向油液中混入空气,应排除。
4、检查储油罐滤网是否堵塞,油管路布置是否正确,取下储油管滤网,如发现过脏,说明油液循环不畅,应清洗,若油管路弯折、凹瘪,应更换。
5、经上述检查均正确,应拆检转向油泵,检查叶片是否有划痕,检查泵体是否有划痕,根据拆检情况,更换相应的零件。
7汽车前桥转向系统
7.1汽车前桥转向系统的功用与结构
前桥一般位于汽车的前端,也称转向桥或驾驶桥,是通过悬架与车架相连除用于承受地面与车架之间的垂直载荷外还承受制动力和测向力构成的力矩,并保证转向轮作滚动而不滑动。前桥承受汽车的前部重量,利用它的两端通过主销与转向节连接,以转向节的摆动来实现
汽车的转向。常见轿车前桥系统由弹簧悬架稳定杆减震器控制臂及传动轴等组成 7.12前桥的型式和结构特点
汽车的车桥分类有转向桥、驱动器、转向驱动器和支撑桥。汽车的前桥一般按车轮的作用及悬架的结构型式进行分类。前桥按悬架的不同结构型式分为非断开式和断开式两种。非断开式前桥中部是刚性整体通过非独立悬架与车身相连。断开式前桥由左右 两段前桥组成,通过活动关节式结构与前桥主传动器壳相连,断开式前桥中间部分为活动关节式结构与独立悬架配用。
7.2汽车前桥转向系统的使用维护与检修
7.21车轮定位检测与调整
检验前轮定位的意义:由于目前汽车大多采用前轮转向一般称为前轮定位。前轮
定位失准,将会出现汽车操纵性变坏和直线行驶稳定性降低,及转向沉重或行驶不稳等现象,同时将增加转向系统的负荷加速转向机构和轮胎的磨损,并导致发动机的油耗增加[8]。
目前汽车前桥转向系统的检测主要用现代工具:汽车综合分析仪来实现。
前轮前束的数值以外倾的数值为依据及成正比例关系。外倾角大则前束值也应大,反之则小。
前轮定位的调整:前轮定位的调整可以通过增减上臂轴与连接支架间的调整垫片进行调整。调整点垫片有三种:1,1.6,3.2 mm(前后两处同时增加)调整垫片厚度增加1mm 车轮外倾角减少15’,当前面比后面多增加1mm时,车轮外倾角减少 7.5’mm ,主销后倾角减少24’三个定位参数互相影响。
主销后倾角过小,汽车行驶不稳,不易保持直线行驶,方向盘操纵频繁。当主销后倾角过大时,将造成转向沉重。
车轮外倾角过小,将导致轮胎内侧磨损加剧,转向沉重并使转向节内端小轴承负荷增加并使轮毂外轴承的紧固螺母负荷增加。车轮外倾角过大,会造成轮胎拖磨,出现轮胎在向前滚动的同时与路面产生横向滑移,使轮胎磨耗加剧,外侧产生偏磨,其磨损方向与车轮外倾过小事相反。
前束过大或过小,将引起轮胎偏磨,降低轮胎使用寿命。当前束过大时,胎冠外侧磨损严重,仔细辨认花纹时还可发现胎冠由外侧向内侧呈锯齿状磨损。前束过小或没有前束时,胎冠内侧严重偏磨损。
其中主销的内倾与外倾角不合适,虽也能使轮胎产生不正常磨损,但影响较小,而多为前轮外倾角和前轮前束值不正确是其主要原因。前轮外倾角的调整方法:通过移动独立悬架上部的悬架支座和悬架支柱的相对位置来实现[9]。
7.22前桥系统常见故障
前轴注销孔严重磨损方向盘不易回正,前轮引起的轿车转向盘“摆飘”,车轮失去动平衡使方向盘抖动,前轮前束失准、前轮伤胎,前轮摆阵严重,轿车行驶时跑偏。
实例
一辆夏利TJ 7100.u轿车行驶12000 km ,中高速行驶时两前轮左右摆阵严重,方向盘也同时摆阵并有打手感。
故障开始诊断认为前轮中高速摆阵的原因在转向系统或前桥。架起后桥启动发动机逐步换入高速档,车身和方向盘都没有出现明显摆阵,因此故障不在传动系统而在前桥
架起前桥、转动车轮,检查前轮总成静平衡情况与轮辋变形情况,均未发现问题。检查轮胎表面,没有发现明显偏磨现象。检查前悬架螺旋弹簧的刚度与减震器工作情况,结果正常。后经检查发现前桥变形严重,使左前轮主销后倾角变为-1.5°(标准值为11.51±5°)。拆下左前悬架 下悬臂与横梁校正,并调整前轮定位,故障排除。
参考文献:
[1]姜华林主编.汽车行驶安全基础知识[M].北京:人民交通出版社,2001 [2]林武主编.新型夏利轿车[M].北京:人民交通出版社,2001 [3]李卓森等编著.汽车悬架系统[M].长春:吉林科技技术出版社,1998 [4]许林主编.微型汽车技术[M].北京:兵器工业出版社,1992 [6] 戴冠军.汽车保养与修理设备[M].北京:人民交通出版社,1988 [5]汤子等主编.切诺吉车维护调整图册[M].北京:人民交通出版社,2001 [7]屠卫星主编.汽车底盘结构与维修[M].北京:人民交通出版社,2001 [8]庄严,汽车四轮定位原理及检测技术研究昆明理工大学硕士学位论文[J]2004.11.9~2006.9.9 [9]肖永清,杨忠敏编著.汽车前桥及转向系统结构与维修[M]北京:国际工业出版社,2004
致 谢
三年的大学生活转瞬即逝,让人有些措手不及,时间的流逝和流失过程中经历的坎坷使我们慢慢成熟,因此我对过去的日子和给予过我鼓励、帮助的人怀以感激,并让我倍加珍惜未来的生活
首先非常感谢我的辅导员,在三年求学生活中给予我的关心和帮助,虽没有给我们上过几节课,但在每个周末班会上都能进班给我们上上政治课,教我们课堂上以外的知识,来丰富我们的课堂生活,让我们倍加活跃和激进。我们班被系里评为学习最活跃和最积极的班,也是系里课堂秩序最靠后的。班级平均成绩在系里排名第一。作为一个大三的学生,我们即将踏入社会,去接受社会洗礼,迎接挑战,闯出我们的一片天地,为社会、为学校、为家庭贡献自己的一份力量。我为交院而自豪,走出社 会我就是交院的形象代表。
本论文是在我的导师老师的亲切关心和指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作态度,深深地感染和鼓励着我。老师不仅在学业上给我以精神指导,同时还在思想上给我树立航标。在此谨向老师致意诚挚的谢意。在论文即将完成之际,有多少可敬的师长、同学、朋友给予我无言的帮助。好!谢谢你们 我的老师和同学!
由衷的感谢!!
第五篇:汽车新技术论文--EBS电子刹车系统
现代汽车EBS电子刹车系统
现代汽车EBS电子刹车系统
摘 要: EBS系统系统增加了各种传感器,包括三维力传感器、制动器摩擦片磨损传感器等。安装了ABS的气压制动系统可以让时速为96.5km的载货汽车在76.4~85.4m之间完全停住,而安装了EBS制动系统的载货汽车可以将停车距离再缩短15%。EBS是汽车制动系统的未来发展趋势。
关键词:电子制动系统 防滑刹车系统 传感器
Abstract: EBS system increases all kinds of sensors, including 3 d force sensor of brake wear sensors, etc.With the pressure of the ABS braking system can let the speed of 96.5 km of car parts in 76.4 ~ 85.4 m between stop completely, and install the EBS braking system parts of the car can be shorten stopping distance to 15%.EBS brake system is the trend of future development.Key words:
Anti-skid Brake System(ABS)Electric Brake System(EBS)sensor 汽车制动系统发展历史
原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力,这时车辆的质量比较小,速度比较低,但随着汽车重量的增加,助力装置对机械制动器来说显得十分必要。1932年生产凯迪拉克V16车四轮采用鼓式制动器,并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车,采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展,液压制动是继机械制动后的又一重大革新。Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代,液压助力制动器才成为现实。
1936年,博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器;1971年,克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。1979年,默•本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、现代汽车EBS电子刹车系统
复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现,以及电子信息处理技术的高速发展,ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份,世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规,使ABS成为汽车的标准设备。
20世纪80年代,开发出了防驱动轮打滑系统ASR,通过对制动过程的调节来改善牵引力。基于ABS的拓展功能,同时新概念气压电子制动控制系统和电子控制液压制动系统也开始应用。近年来,一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术,已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS),这是控制系统发展的一个重要的方向 EBS的工作原理
EBS电控制动系统主要由中央ECU、桥控模块、ABS电磁阀、电控挂车控制阀、制动信号传输器、比例继动阀、后桥备压阀等零部件组成。当驾驶员促动制动踏板时,制动信号传输器内置的行程传感器记录驾驶员踩踏板的速度和踏板的行程,并将此信号输入中央ECU,中央ECU根据输入信号判断驾驶员需求的减速度,另外中央ECU根据计算出的整车重量以及相应的每根轴的载荷和输入的制动器单位压力下的制动扭矩计算出此减速度对应的每个制动气室需要的制动压力。中央ECU直接控制内置有压力传感器的前桥比例继动阀和两个ABS电磁阀输出前桥所需要的相应的制动压力,实施制动。并通过EBS内部CAN总线系统发出相关指令控制后桥模块,从而内置有压力传感器的后桥模块根据驾驶员的减速度需求输出相应的制动压力,实现了后桥的制动控制。
对于有辅助制动系统的车辆,EBS系统通过CAN总线自动的识别车辆是否带有辅助制动系统及其形式。如果带辅助制动系统,在正常制动过程中EBS优先控制辅助制动系统提供制动扭矩达到驾驶员的减速度要求。当辅助制动系统提供的制动扭矩无法满足驾驶员需求时,EBS将控制行车制动系统进行行车制动,弥补制动扭矩的不足,以达到驾驶员的要求。当EBS制动系统的电控回路出现故障时,EBS的备压制动回路正常工作,此时类似于普通的常规制动。国内现状
现代汽车EBS电子刹车系统
从汽车诞生时起,车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来,随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高,这种重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面,EBS(电子制动控制系统)便是其中的典型。
我国在EBS系统上起步较晚,我国的大部分汽车还没有安装ABS系统,目前我国对EBS系统的研究是落后于国外很多。但是国内还是有不少企业致力于各项新兴技术的研发与应用,例如厦门金旅成功完成WABCO(威伯科)电子制动系统(EBS)在金旅客车上的搭载。随着技术的发展,国内对EBS系统的研究将越来越深入。国外现状
20世纪80年代,开发出了防驱动轮打滑系统ASR,通过对制动过程的调节来改善牵引力。基于ASR的拓展功能,同时新概念气压电子制动控制系统和电子控制液压制动系统也开始应用。近年来,一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术,已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS),这是控制系统发展的一个重要的方向。
据统计,在北美,目前正由常规制动+ABS系统向电子制动控制系统EBS快速发展,2015年装车率达到60%左右,在欧洲目前这个比值已经超过60%,预计EBS系统预计将逐渐完全取代常规+ABS系统。可以说,EBS是汽车制动系统的未来发展趋势。心得体会
写这个论文我的感觉就是技术不断发展,日新月异,前几年我们连ABS系统都没听过,现在更先进的EBS系统就已经研究出来并用于实际生产了。作为一个做技术的人一定要紧跟技术发展的潮流,多听多看多学,不要让自己落后别人太多,要始终想着怎么在别人之前,这样才是一位成功的技术人员。现在我们是落后者,所以我们更改努力,缩小差距。参考文献
[1]黄修义.WACOBO电子制动系统(EBS)商用汽车[M],北京:卓众出版,2004年第十期
[2]孙仁云,付百学.汽车电器与电子技术[M],北京:机械工业出版社,2006 [3] 周志立,徐立友.汽车ABS结构与检修[M],北京: 中国广播电视出版社,2008