《汽车新技术》姜立标主编课后思考题答案(3)

2019-02-15 17:15

动车,较驱动轮制动力矩控制成本要高。

调节作用在离合片上的油液压力,即可调节差速器的锁止程度。油压逐渐降低时,差速器锁止程度逐渐减小,传递给驱动轮的驱动力就逐渐减小;反之油压升高时,驱动力将逐渐增大。

4、离合器或变速器控制

离合器控制是指当发现汽车驱动轮发生过度滑转时,减弱离合器的结合程度,使离合器主、从动盘出现部分相对滑转,从而减小传递到半轴的发动机输出扭矩;变速器控制是通过改变传动比来改变传递到驱动轮的驱动扭矩,以减小驱动轮滑转程度的一种驱动防滑控制。由于离合器和变速器控制响应较慢,变化突然,所以一般不作为单独的控制方式,而且由于压力和磨损等问题,使其应用也受到很大限制。

5、采用电控悬架实现车轮载荷分配 在各驱动车轮的附着条件不一致时,可以通过电控悬架的主动调整使载荷较多地分配在附着条件较好的驱动车轮上,使各驱动车轮附着力的总和有所增大,从而有利于增大汽车的牵引力,提高汽车的起步加速性能;也可以通过悬架的主动调整使载荷较多的分配在附着条件较差的驱动轮上,使各驱动车轮的附着力差异减小,从而有利于各驱动车轮之间牵引力的平衡,提高汽车的行驶方向稳定性。目前,在ASR领域中电控悬架参与控制技术还处在理论探索阶段,而且这项技术较为复杂,成本较高,在ASR系统中很少采用。

7、混合动力汽车的动力传动系的结构类型有哪几种?

由于混合动力汽车采用2种动力源作为动力装置,它的各个组成部件、布置方式及控制策略的不同,因而形成了各式各样的结构型式。混合动力汽车的分类方法也有多种。根据动力源的数量及动力传递方式的不同,分为串联型、并联型和混联型;根据发动机和电机的功率比的大小,分为里程延长型、动力辅助型和双模式型;根据发动机运行模式的不同,分为发动机开/关模式和发动机连续运行模式;根据发动机和电动机是否布置在同一轴线上,分为单轴式和双轴式;根据蓄电池组的荷电状态(State Of Charge,SOC)的变化情况,又可分为荷电消耗型和荷电维持型。本节根据动力源的数量及动力传递方式的不同,对混合动力汽车的结构类型及其特点进行分析。

8、试画出并联式HEV动力传动系的结构图。

并联式HEV动力传动系(Parallel schedule,又称PHEV) 的结构组成如图2-52所示,并联式结构有内燃机和电机两套驱动系统。它们可分开工作,也可一起协调工作,共同驱动。所以并联式混合动力电动汽车可以在比较复杂的王况下使用,应用范围比较广。并联式结构由于电机的数量和种类、传动系统的类型、部件的数量(如离合器的数量)和位置关系(如电机与离合器的位置关系)的差别,具有明显的多样性。结构上可划分为两种形式,即单轴式和双轴式。

动力电力主电池马达变速箱发动机

图2-52 并联式HEV动力传动系结构图

1、单轴式并联混合动力系统

发动机TCTS变速器Tm电机

图2-53 单轴式并联混合动力系统

发动机变速器齿轮系电机变速器

图2-55 双轴式并联混合动力系统

第三章:汽车底盘新技术

1、简述空气悬架系统中高度阀的工作原理。

车架高度控制机构包括一个高度传感器、控制机构和执行机构,其功能为: 1)随车载变化保持合理的悬架行程;

2)高速时降低车身,保持汽车稳定性,减少空气阻力;

3)在起伏不平的路面情况下,提高车身高度以提高汽车通过性。 在空气弹簧悬架中,高度阀是用来控制空气弹簧内压的执行机构。高度阀固定在车架上,

其进、排气口分别与储气筒和空气弹簧相接。当空气弹簧上的载荷增加时,弹簧被压缩,储气筒内的气体通过高度阀的进气口向气囊注入,气囊内气压增加,空气弹簧升高,直至恢复到原来的位置,进气口关闭为止;当空气弹簧上的载荷减小,弹簧伸张,气体通过高度阀的排气口排出,直至空气弹簧下降到原来的位置,排气口关闭为止。所以在高度阀的作用下,空气弹簧的高度可以保持在平衡位置附近波动,从而保证车身不随载荷的变化而变化。

2、简述电磁悬架的工作原理。

在电磁减振器内采用的不是普通油液,而是磁流变液MRF,它是由合成碳氢化合物以及3~10微米大小的磁性颗粒组成。一旦悬架控制单元发出脉冲信号,线圈内便会产生电压,从而形成一个磁场,并改变粒子的排列方式。这些粒子马上会按垂直于压力的方向排列,阻碍油液在活塞通道内流动的效果,从而提高阻尼系数,调整悬架的减振效果。没有加高电压时,处于无磁状态的磁流变夜的阻尼系数会相对降低,悬架变得较软。这样便可以根据汽车的实际行驶状况动态地调节悬架的阻尼特性。

3、简述主动悬架的分类与工作原理。

主动悬架系统按其是否包含动力源可分为全主动悬架(有源主动悬架)和半主动悬架(无源主动悬架)系统两大类。

全主动悬架系统又分为全主动油气悬架、全主动空气悬架和全主动液力悬架三种类型,但最常见的是全主动空气悬架。下面将介绍电控空气悬架的工作原理。电控空气悬架由悬架控制开关、制动灯开关、节气门位置传感器、车速传感器、车门传感器、方向盘转角传感器、车身高度传感器、悬架ECU,高度控制电磁阀以及空气悬架等装置组成。系统工作时,控制模块根据车身高度、方向盘转角、车速、制动等传感器的信号,经过运算分析后输出控制信号,控制各种电磁阀和步进电动机,以便及时改变悬架的刚度、阻尼系数和车身高度,以适应各种复杂的行驶工况对悬架特性的不同要求,保证汽车行驶过程中的乘坐舒适性和操纵稳定性。

半主动悬架与主动悬架的区别是,半主动悬架用可控阻尼的减振器取代执行器。因此它不考虑改变悬架的刚度,而只考虑改变悬架阻尼的悬架系统。半主动悬架由无动力源且可控的阻尼元件(减振器)和支持悬架质量的弹性元件(与减振器并联)组成。减振器则通过调节阻尼力来控制所耗散掉的能量的多少。半主动悬架按阻尼级别又可分成有级式和无级式两种。下面将介绍半主动油气悬架系统的工作原理,它是在油气弹簧悬架的基础上增设电子控制系统而开发的。该系统能提供两种弹簧刚度和两种阻尼力(软和硬),在前、后轴的中部增加了一个油气室,实际上它也是油气弹簧。在正常行驶时,依据ECU的命令,该油气弹簧和各相应车轴上车轮的油气弹簧相通,这样,油气弹簧中的压缩气体体积增加了50%,悬架的刚度降低。前、后电磁阀和若各自将一个节流孔打开,阻尼力下降,此时悬架就为软设置。反之就变成硬设置。

4、与传统悬架系统相比,多连杆悬架具有哪些优点?

多连杆悬架的优点:可以自由独立地确定主销偏移距,减小因径向载荷引起的干扰力和力矩;很好地控制了在制动和加速期间车的纵向点头运动;有利于控制车轮的前束、外倾和轮距宽度的变化,因此具有良好操纵稳定性;可有效地降低轮胎的磨损,延长其使用寿命;从弹性运动学角度来看,在侧向力和纵向力条件下,前束角的改变以及行驶舒适性都能得到

精确的控制;车轮受力点分散,因此连杆可以做得细小,减轻了质量。

5、简述机械式可变齿比转向机构的工作原理。

机械式可变转向比转向系统对传统的齿轮齿条转向器做了改进,得到了可变齿比转向机构。它通过特殊工艺加工出齿距间隙不相等的齿条,这样方向盘在转向时,齿轮与齿距不相等的齿条啮合,转向比就会发生变化。齿条中间位置的齿距较细密,因此在转动转向盘时,齿条在这一范围内的位移较小,在小幅度转向时(例如变线、方向轻微调整时),车辆会显得沉稳。齿条两侧远端的齿距较稀疏,在这个范围内转动方向盘,齿条的相对位移会变大,所以在大幅度转向(如泊车、掉头等)时,车轮会变得更加灵活。

6、线控转向系统具有哪些特点?

由于线控转向系统中的转向盘和转向轮之间没有机械连接,是断开的,通过总线传输必要的信息,故该系统也称作柔性转向系统。该系统具有如下性能特点:

(1)没有转向传动轴从发动机舱中穿过,发动机及其附件布置自由度较大; (2)转向盘与前轮间无机械连接,路面对车轮的冲击不会传到转向盘上; (3)汽车发生正面碰撞时,可以避免转向管柱挤撞驾驶员; (4)可以根据驾驶者的喜好,通过软件改变操纵路感;

(5)可以方便地与汽车上的其他电子控制装置集成,对整车进行自动控制。

7、四轮转向系统存在哪些不足?

尽管4WS能提高车辆高速稳定性和在停车场上进出的灵活性,但目前仍有人对4WS提出异议,其理由如下:

(1)现在的前轮转向是非常完善的,可以充分地满足汽车行驶需要,四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善。

(2)4WS与2WS在性能上仅有极微小的差别,没有必要花这么多钱,并把汽车设计得这么复杂。

(3)如何组合汽车的平移和转动这两种运动,使得汽车每一瞬时都处于最佳转向行驶状态,这无论在理论上还是在实用性技术上目前还没达到成熟的地步。

(4)如果能把同样的研制费用用于提高汽车轮胎性能和改善悬架设计上,很可能在操纵性良好的2WS汽车上收到更好的效果。

8、简述EMB系统的工作原理。

EMB系统即电子机械制动系统,EMB系统的组成包括:安装在4个车轮的独立的EMB执行器及相应的EMB控制器,制动踏板模拟器,VDC(车辆行驶动力学调整系统)等中心控制单元,电源系统,轮速、横摆角速度等各种传感器。中心控制单元根据踏板模拟器传来的信号,识别驾驶员的意图,再根据车速、轮速等多种传感器来获得整个车辆的运行状态,综合处理各种信息后,发送相应的目标制动压力信号给4个EMB控制器,控制器得到信号后将控制4台EMB执行器分别对4个车轮独立进行制动。通过传感器再将每个制动器对制动盘的实际夹紧力等信息反馈给中心控制单元,形成闭环控制,从而保证最佳制动效果。

9、哪些结构可以提高制动盘的散热能力?

(1)采用通风式制动盘。通风式制动盘(Ventilated Disc Brake)设计的初衷就是为了改善传统实心式制动盘的散热效果,通风式制动盘具有更好的散热效果,制动盘内有许多沿径向按一定规律设计排列的通风槽,汽车制动时产生的热量,会随着制动盘高速旋转产生的离心力,沿着这些通风槽快速散发到空气中去,从而有效避免了制动时产生的热量在制动盘内积聚使制动盘温度急剧升高而降低制动效能。此外很多通风式制动盘不仅在内部开有通风槽,在其表面还加工有许多小孔,其目的也是为了改善汽车制动时制动盘的散热效果。

(2)采用散热片。在全接触式制动盘中,为了使制动器能够在合适的温度下工作,在外侧制动块以及轮毂总成中都加工有散热片,这些散热片可以将制动时产生的热量及时散发出去,保证制动器制动效能的稳定性。

10、简述电子楔块制动器的工作原理?

电子楔块制动器即EWB,主要由电动机、螺杆传动机构、楔块1、楔块2、滚柱、制动块、制动盘等组成。当EWB制动时,电动机通过螺杆传动机构(传动装置)推动楔块,使之沿螺杆轴向平动,与此同时,两楔块之间的滚柱也随着楔块的运动而沿着楔块上波浪形的凹槽滚动,并推动连接到楔块上的制动块,使制动块和制动盘压紧从而产生制动摩擦力,完成对车辆的制动。

11、对未来汽车轮胎的要求包括哪些?

一般来说对未来轮胎的要求包括:注意车轮/轮胎组件的相互影响;减少当前繁多的轮胎品种;在开发新轮胎时,至少要达到或超过目前对轮胎安全性、经济性和寿命的要求;减小轮胎阻力;统一的车轮轮胎;减轻轮胎重量;能兼容防雪链;降低轮胎滚动噪声;较小的轮胎不均匀性;具有高的纵向、横向附着系数,能与其他汽车轮胎兼容;及早得到轮胎特性场,以试验和优化行驶动力学设计。

12、简述低压安全轮胎的分类及原理

低压安全轮胎具体可分为三类:自体支撑式、自封式和加物支撑式。

(1)自体支撑式:自体支撑式低压安全轮胎在轮胎内部结构上比普通轮胎强度更高,因为它的胎侧比普通轮胎更厚,这样,高强度的胎侧可以在轮胎失压后暂时支承汽车的重量。 这种轮胎在应对轮胎失压方面表现极佳,因此往往需要另外安装轮胎压力监控装置,用来提醒驾驶员轮胎处于失压状态,以防止驾驶员未注意到轮胎已经失压而继续正常行车,从而对车轮造成更大的损坏。

(2)自封式:与普通轮胎相比,自封式低压安全轮胎在轮胎内有一层特殊的密封胶,可以在轮胎被扎破时(扎破的地方不能太大),从轮胎内部永久密封住被扎破的地方。与自体支撑式安全轮胎相比,自封式安全轮胎无需额外加装轮胎气压监控装置,因为轮胎被扎破后立即就能被密封胶密封住,多数驾驶员甚至都不知道自己汽车的轮胎被扎破过。

(3)加物支撑式:加物支撑式低压安全轮胎在轮辋外缘加装一圈支承圈。在轮胎失压后,主要由支承圈来承担车身重量。支承圈的等效刚度与轮胎正常行驶情况下的刚度相仿。加物支撑式安全轮胎的胎侧厚度与普通轮胎相同,因此其操控性能并未削弱。


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