智能汽車底盤裝配與檢查FOR

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INTERNALUSEONLY模塊一智能汽車底盤概述

一智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

二智能汽車底盤線控技術(shù)

模塊二智能汽車傳動(dòng)系統(tǒng)裝配與檢查

一燃油汽車傳動(dòng)系統(tǒng)

二純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)

三線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

模塊三智能汽車行駛系統(tǒng)裝配與檢查

一車輪與輪胎

二懸架系統(tǒng)

三線控懸架系統(tǒng)拓展閱讀

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模塊四智能汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝配與檢查

一液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

二電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

三線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

模塊五智能汽車制動(dòng)系統(tǒng)裝配與檢查

一行車制動(dòng)系統(tǒng)

二駐車制動(dòng)系統(tǒng)

三線控制動(dòng)系統(tǒng)僅供內(nèi)部使用FOR

INTERNALUSEONLY學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

１.了解智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)；

２.理解底盤線控技術(shù)含義?了解線控技術(shù)發(fā)展歷程；

３.了解線控技術(shù)在智能汽車底盤上的應(yīng)用。

技能目標(biāo)

１.能夠在實(shí)車上識(shí)別底盤線控系統(tǒng)部件；

２.能夠?qū)Φ妆P線控系統(tǒng)進(jìn)行基本的目視檢查。

素養(yǎng)目標(biāo)

１.養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣?具備自主學(xué)習(xí)意識(shí)；

２.對(duì)智能汽車底盤技術(shù)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

模塊一

智能汽車底盤概述

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(一)什么是智能汽車

智能汽車指集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)汽車按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來操作的目的的汽車。圖1-1所示為無人駕駛汽車。圖

１-１

無人駕駛汽車僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)(一)什么是智能汽車

狹義的智能汽車是指具有自動(dòng)駕駛功能，或能按照既定程序有序運(yùn)行的汽車，無須人工駕駛。廣義的智能汽車是指擁有輔助駕駛或自動(dòng)駕駛功能的現(xiàn)代汽車，還須人工駕駛。

圖1-2所示為特斯拉ModelS。圖

１-2特斯拉ModelS僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

１.燃油汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

汽車底盤分為傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)四大系統(tǒng)。

燃油汽車與純電動(dòng)汽車相比，因?yàn)閯?dòng)力源不同，傳動(dòng)系統(tǒng)也有一定差異。

燃油汽車傳動(dòng)系統(tǒng)由離合器(或液力變矩器)、變速器、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋等部件組成。其主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪，實(shí)現(xiàn)車輛的行駛和操作。僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

１.燃油汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)燃油汽車傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1-3所示。

圖1-3燃油汽車傳動(dòng)系統(tǒng)僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

１.燃油汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于手動(dòng)擋車型，由離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給手動(dòng)變速器。對(duì)于自動(dòng)擋車型，由液力變矩器或雙離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳給自動(dòng)變速器。發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)不包含中間傳動(dòng)軸，由兩組不等長(zhǎng)的萬向傳動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給兩個(gè)前輪。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)含有中間傳動(dòng)軸，即萬向傳動(dòng)裝置，其驅(qū)動(dòng)橋由主減速器、差速器組成。

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

１.燃油汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于四驅(qū)車輛，傳動(dòng)系統(tǒng)中一般還安裝有分動(dòng)器。四輪驅(qū)動(dòng)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1-4所示。汽車分動(dòng)器的作用是將變速器輸出的動(dòng)力進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩，分配到各驅(qū)動(dòng)橋，便于汽車在冰雪、泥沙和不平坦的路面行駛。

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

１.燃油汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

圖

１-４

四輪驅(qū)動(dòng)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)２.純電動(dòng)汽車底盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)與燃油汽車底盤結(jié)構(gòu)差異最大之處就是傳動(dòng)系統(tǒng)。

由于純電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源為電機(jī)，而電機(jī)需要靠動(dòng)力蓄電池提供電能，因此，純電動(dòng)汽車底盤結(jié)構(gòu)比燃油汽車底盤結(jié)構(gòu)減少了發(fā)動(dòng)機(jī)，增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力蓄電池、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元等部件。

在純電動(dòng)汽車上，通常將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器、機(jī)械傳動(dòng)裝置等部件稱為純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

２.純電動(dòng)汽車底盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖1-5所示。

圖

１-5純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)(二)智能汽車底盤傳動(dòng)系統(tǒng)

２.純電動(dòng)汽車底盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

對(duì)于純電動(dòng)汽車，油門、換擋機(jī)構(gòu)均采用了線控技術(shù)。目前主流的驅(qū)動(dòng)方案有集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)和分布電機(jī)驅(qū)動(dòng)，

其中，集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案應(yīng)用最為廣泛，而輪邊和輪轂電機(jī)則是分布電機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方向。輪轂電機(jī)汽車底盤如圖1-6所示。

圖

１-6輪轂電機(jī)汽車底盤

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(三)智能汽車底盤行駛系統(tǒng)

燃油汽車、純電動(dòng)汽車、自動(dòng)駕駛汽車底盤行駛系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)沒有本質(zhì)差異，都是由車架、車橋、車輪和懸架等組成，如圖1-7所示。

圖

１-7汽車行駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(三)智能汽車底盤行駛系統(tǒng)

轎車的車架與車身通常集成為一個(gè)整體，稱為承載式車身，是全車的裝配基體；前后車輪分別支承著前車橋和后車橋，以驅(qū)動(dòng)汽車按照駕駛?cè)艘鈭D行駛；車橋又通過前后彈性懸架與車架(承載式車身)連接，減少汽車在路面上行駛時(shí)受到的沖擊和振動(dòng)。

行駛系統(tǒng)的作用是接受發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳來的動(dòng)力，通過驅(qū)動(dòng)輪與路面的作用產(chǎn)生牽引力，使汽車正常行駛；承受汽車的總質(zhì)量和地面的反力；緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊，衰減汽車在行駛中的振動(dòng)；保持行駛的平順性；與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，保證汽車操縱穩(wěn)定性。

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(四)智能汽車底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

燃油汽車、純電動(dòng)汽車底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置等組成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置，最終目的是按照駕駛?cè)说囊庠缚刂破嚨男旭偡较?。汽車行駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-8所示。

圖

１-8汽車行駛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(四)智能汽車底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸等機(jī)械部件被取消，取而代之的是線束、傳感器、電機(jī)、控制單元等。由于部分機(jī)械部件的取消，使得轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)得以解耦，相對(duì)于傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能夠節(jié)省部分空間，提高空間利用率，減輕了汽車的總質(zhì)量；圖1-9所示為無轉(zhuǎn)向盤的自動(dòng)駕駛汽車內(nèi)部。

圖1-9無轉(zhuǎn)向盤的自動(dòng)駕駛汽車內(nèi)部?jī)H供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(五)智能汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)

汽車制動(dòng)系統(tǒng)的作用是使行駛中的汽車按照駕駛?cè)说囊鈭D減速或停車、使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車、使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。

無論是燃油汽車，還是純電動(dòng)汽車，制動(dòng)系統(tǒng)一般由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器四部分組成。

供能裝置包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及改善傳能介質(zhì)狀態(tài)的各種部件，如氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)、液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的液壓泵；控制裝置是產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的部件，如制動(dòng)踏板，傳動(dòng)裝置是將駕駛?cè)嘶蚱渌麆?dòng)力源的作用力傳到制動(dòng)器的同時(shí)控制制動(dòng)，從而獲得所需制動(dòng)力矩的部件，包括推桿、制動(dòng)主缸、制動(dòng)管路、制動(dòng)輪缸等；制動(dòng)器是產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，一般分為盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器兩類，不同類型制動(dòng)器結(jié)構(gòu)組成各不相同。

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智能汽車底盤機(jī)械結(jié)構(gòu)

(五)智能汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)

圖1-10所示為汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1-10汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖僅供內(nèi)部使用FOR

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智能汽車底盤線控技術(shù)(一)什么是線控技術(shù)

汽車線控技術(shù)就是將駕駛?cè)说牟僮鲃?dòng)作或管理員設(shè)置的行駛要求經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)功率放大再推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。線控技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是在需要有機(jī)構(gòu)動(dòng)作的地方取消液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)，取而代之的是利用弱電信號(hào)控制強(qiáng)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成機(jī)構(gòu)動(dòng)作。在以前，線控系統(tǒng)中的弱電信號(hào)采用模擬信號(hào)較多，現(xiàn)階段多采用數(shù)字信號(hào)。

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智能汽車底盤線控技術(shù)(一)什么是線控技術(shù)

汽車底盤線控技術(shù)包括線控油門、線控?fù)Q擋、線控懸架、線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)等部分。當(dāng)汽車車身與底盤完全消除機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，我們稱此底盤結(jié)構(gòu)為滑板底盤，如圖1-11所示。

圖1-11汽車底盤線控技術(shù)應(yīng)用———滑板底盤

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

１.線控技術(shù)興起

線控技術(shù)來源于飛機(jī)控制系統(tǒng)。飛機(jī)線控系統(tǒng)是將飛機(jī)駕駛員的操縱命令轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，利用電子控制單元(ECU)控制飛機(jī)飛行的控制系統(tǒng)。

線控技術(shù)又被稱為電傳操縱技術(shù)，能夠不通過機(jī)械傳動(dòng)裝置控制各執(zhí)行器(副翼、升降舵等)動(dòng)作，從而控制飛機(jī)的航向和高度等。電傳飛控系統(tǒng)架構(gòu)如圖1-12所示。

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

１.線控技術(shù)興起

電傳飛控系統(tǒng)架構(gòu)如圖1-12所示。

圖

１-12電傳飛控系統(tǒng)架構(gòu)

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

１.線控技術(shù)興起

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子控制系統(tǒng)在汽車中的應(yīng)用范圍越來越廣，汽車也越來越趨向于集成化、模塊化、機(jī)電一體化及智能化。線控技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開始于20世紀(jì)五六十年代，美國TRW轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供應(yīng)商和德國Kasselmann等嘗試在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中用控制信號(hào)代替機(jī)械連接，德國奔馳汽車公司在

１９９０

年開始研究分析前輪線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并在1996年將研究成果應(yīng)用在F200Carving概念車上。

圖1-13所示為奔馳F200概念車。

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

１.線控技術(shù)興起

圖

１-13奔馳F200概念車

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

２.底盤線控技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

進(jìn)入21世紀(jì),汽車底盤線控技術(shù)快速發(fā)展。2001年，意大利Berstone汽車設(shè)計(jì)及開發(fā)公司展示了新型概念車FILO。該車采用了電控油門(Drive-By-Wire,DBW)技術(shù)，所有的駕駛動(dòng)作都通過信號(hào)傳遞，使用操縱桿進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，采用42Ｖ

供電系統(tǒng)。2005年，美國通用汽車公司推出氫燃料驅(qū)動(dòng)-線傳操作的Hy-Wire概念車(圖1-14)和Sequel概念車，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和其他一些系統(tǒng)均采用線控技術(shù)。2006年和2008年，日產(chǎn)汽車公司先后推出了PIvo概念車和BA2

概念車，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)均采用了線控技術(shù)。2010年，豐田汽車公司推出了FT-EV概念車(圖1-15)，通過操縱桿實(shí)現(xiàn)加速、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等全部功能。2013年，英菲尼迪

Q50成為第一款“線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向”量產(chǎn)車型，顛覆了120多年的機(jī)械轉(zhuǎn)向歷史。2017年，耐世特汽車系統(tǒng)集團(tuán)有限公司研發(fā)了“靜默轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)”和“隨需轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”，該系統(tǒng)在自動(dòng)駕駛模式下轉(zhuǎn)向盤能夠保持靜止，并且收縮到儀表盤上，節(jié)省汽車內(nèi)部空間。

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

２.底盤線控技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

圖

1-14

通用Hy-Wire概念車

圖1-15豐田FT-EV概念車

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智能汽車底盤線控技術(shù)(二)智能汽車底盤線控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

２.底盤線控技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

2020年3月，長(zhǎng)安跨越車輛有限公司在重慶完成首個(gè)全新跨界車型——長(zhǎng)安UNI-T(圖1-16)L3自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)體驗(yàn)。該車在交通擁堵情況下，可實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)说拈L(zhǎng)時(shí)間“脫腳”“脫手”，車載傳感器采集車輛速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角等信號(hào)，通過電子控制單元向轉(zhuǎn)向盤操縱模塊和制動(dòng)器操縱模塊發(fā)送指令，完成車輛橫向運(yùn)動(dòng)、縱向運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制。若駕駛?cè)嗽谙到y(tǒng)提醒接管后不接管，線控制動(dòng)系統(tǒng)將自動(dòng)將車輛減速至停車。

2021年6月

29日，長(zhǎng)城汽車股份有限公司首次發(fā)布了智慧線控底盤(圖1-17)。該車用底盤整合了線控轉(zhuǎn)向、線控制動(dòng)、線控?fù)Q擋、線控油門、線控懸架5個(gè)核心底盤系統(tǒng)，涵蓋車輛前、后、左、右、上、下6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)控制，囊括所有底盤駕駛動(dòng)作，達(dá)成了1個(gè)大腦協(xié)調(diào)5大系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度控制的優(yōu)異表現(xiàn)。