汽车底盘新技术的应用浅谈

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  • 更新时间2018-07-10
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  近年来随着我国经济的高速发展,汽车工业作为国家支柱产业获得了迅猛发展。专用汽车作为汽车工业的重要组成部分,也获得了快速发展。一方面,随着产业政策逐步落实和行业标准法规政策不断完善,从政策标准法规上规范生产、提高技术水平及产品质量;另一方面,随着我国城市化建设、高速铁路建设、公路建设及道路运输业的快速发展,为我国专用汽车提供了大量的市场需求,专用汽车的产品品种日趋丰富、合理,产品质量、技术水平不断提高,年产量也大幅提高。该论文对汽车底盘新技术的应用现状进行了分析,探讨了各种新技术的工作特点、应用前景和发展趋势。


  汽车底盘四轮驱动新技术


  越来越多的新电子控制设备被应用于汽车上。其中许多新的底盘控制技术设备在汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面起着重要的作用。它包括全电路制动系统(BBW,Brake-by-Wire)、汽车转向控制系统(RWS、ESP等)、汽车悬架控制系统(ADC、ARC等)以及现在发展起来的汽车底盘线控技术(线控换档系统、制动系统、悬架系统、增压系统、油门系统和转向系统等)。再加上汽车CAN总线的应用,42V电压技术的研究,电动汽车的研究都会带动汽车底盘控制技术向更高层次的发展。如今汽车底盘控制技术正向电子化、信息化、网络化、集成化方向发展。下面该论文就分别对汽车底盘的构造技术以及这些新技术的发展状况及应用作一一分析


  汽车底盘的构造介绍


  底盘:底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。


  (1)传动系。传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。传动系可按能量传递方式的不同,划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。


  (2)制动系。汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是:使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车;使已停驶的汽车在各种道路條件下(包括在坡道上)稳定驻车;使下坡行驶的汽车速度保持稳定。


  (3)转向系


  汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。


  转向系统的基本组成:转向操纵机构、转向器和转向传动机构


  (4)行驶系


  行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成。


  汽车底盘最新技术的发展现状


  (1)汽车底盘的电子化技术。主要包括全电路制动系统(BBW)、汽车转向控制系统和汽车悬架控制系统。


  (2)汽车底盘的线控技术


  所谓线控就是用电子信号的传送取代过去由机械、液压或气动的系统连接的部分,如换档连杆、油门拉线、转向器传动机构、刹车油路等。它不仅是取代连接,而且包括操纵机构和操纵方式的变化,以及执行机构的电气化。这将改变汽车的传统结构。


  (3)汽车底盘集成化技术


  现代汽车底盘电子控制系统正从最初单一控制发展到如今的多变量多目标综合协调控制,这样可以在硬件上共用传感器、控制器件、线路,使零件数量减少,从而减少连接点,提高可靠性,在软件上实现信息融合、集中控制,提高和扩展各自的单独控制功能。


  (4)汽车底盘的网络化技术


  目前汽车上每个总成几乎是机械、电子和信息一体化装置。在系统中电子和信息部分所起的作用也越来越重要,汽车工电子装置的增加使连接的电子线路迅速膨胀,线束越来越复杂。在汽车设计、装配、维护中的负担甚至到了无法承受的程度。而且线路接头的增加引起安全隐患。另外线的重量和占用空间也是值得考虑的问题,重量的增加意味着降低效率。线路体积(直径)太大在相对运动的部分之间过线非常困难,所以在电子装置不断增加的情况下,减少线束成为一个必须解决的问题,而使用传统的点到点平行连接方式显然无法摆脱这种困境,因而基于串行通信传输的网络结构成为一种必然的选择。基于汽车底盘的电子化技术、线控技术的应用、汽车底盘的网络化技术成为必然。如何建立局域网将汽车底盘的各种电子设备的传感器、执行机构、ECU的数据和信息通过一个总的ECU进行集中控制成为急需解决的问题。


  目前汽车底盘中采用的新技术


  (1)主动悬架系统


  在汽车上使用的统悬架是由弹簧、减震器、导向机构和推力杆等组成的,悬架的功能是减弱由不平路面传给车架的冲击载荷,衰减由冲击载荷引起的承载系统振动.由于这种悬架作用是外力引起的,所以称为从动悬架。


  所谓主动式悬架系统,是控制环节中的执行元件能针对外力的作用,产生一个力来主动控制车身的移动和车轮受到的载荷(路面的作用力)。当汽车行驶在凹凸不平的路面时,执行元件抑制了输入方向的力,使悬架产生抽动。因此,主动悬架能够有效地抑制车身的侧倾,并使高度一致。


  (2)四轮转向系统(4WS)


  目前,世界上各汽车厂商都在积极开发4Ws车,主要出于两点考虑:一是可以提高车辆高速稳定性。尤其是在紧急换道行驶时;二是可以提高车辆在密集排放的停车场上进出的灵活性。但不管在哪种场合,都依靠高速时同相位转向来提高操纵稳定性.低速时采用逆相位转向提高操纵性。


  (3)四轮驱动系统(4WD)


  四轮驱动能够根据前后轴的转速,控制并分配其驱动力,使汽车具有防滑能力及良好的加速性和行驶稳定性,基于这些优点,四轮驱动已由7O年代以前主要用于“吉普车”发展到目前以轿车为中心迅速普及开来。


  (4)防抱死制动系统(ABS)


  防抱死制动系统(ABS)是一种开发时问最长、推广应用最为迅速的部件.也是目前最有效的安全部件,并已经成为汽车的标准装备。


  (5)牵引控制系统(ASR)


  1987年,宝马公司在其系列豪华车上用了一种牵引控制装置,由于效果不错.到了90年代,销往美国的宝马车也装上了这一系统,几乎同时,卡迪拉克也在90款联盟牌轿车上应用了这一系统,并且是标准装备。从那时起,牵引控制系统获得了广泛的应用,总计有23个厂家50余种车型应用了这一装置。


  由于电子技术、线控技术的发展、电动汽车的研究、42V电气系统的研究和信息技术的发展,将会导致汽车底盘技术向电子化、信息化、集成化、网络化、智能化方向发展,汽车将成为一个移动的智能化的“办公室”。


  作者:姜旭