什么是汽车动力传输系统?

发表于 2023-4-28 12:35:49
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汽车传动系统是指从发动机到驱动轮的所有动力传递装置的总称。传动系统的作用是将发动机的动力传递给驱动轮。

什么是汽车动力传动系统?
不同汽车的底盘组成略有不同。例如,在卡车和一些轿车中,其底盘一般由离合器、变速器、万向变速器(万向节和传动轴)、驱动桥(主减速器、差速器)组成。它由电动机、半轴、桥壳)等组成。但现代汽车越来越多地采用自动变速器,其底盘包括自动变速器、万向变速器、驱动桥等,即用自动变速器代替离合器和手动变速器。如果是越野车(包括SUV,(Sports Utility Vehicle),还应该包括分动箱。

动力传动系统——汽车动力传动系统集成控制一体化智能控制的概念:
汽车动力传动系统的集成控制是指电子技术和自动变速器理论的应用。以电子控制单元(ECU)为核心,通过液压执行器控制离合器的分离与接合、选档与换档等操作,通过电子装置控制发动机,供油实现自动操作开始和转移。其基本控制思想是:根据驾驶员的意图(油门踏板、制动踏板、操纵杆等)和车辆的状态(发动机转速、输入轴转速、车速、档位),并根据相应的控制法(换档规则、离合器接合规则等),借助相应的执行器(离合器执行器,

综合控制方式
动力传动系统的综合控制方式一般分为3类:

使用两台或多台计算机进行通信。实现发动机ECU和变速箱ECU之间的信息共享。这种控制方式充分利用成熟的发动机和变速器控制技术,对原有系统改动少,易于实现,开发成本低,但由于布线较多,集成度不高。

单个ECU用于实现对发动机和变速箱的整体控制。其优点是集成度高,外围布线减少,可靠性提高,但对ECU要求较高,开发成本较高。丰田雷克萨斯Ls400轿车上的动力控制系统、智能控制系统的四速自动变速器A341 E和发动机均采用相同的ECU。装有微型计算机的ECU控制自动变速器的换档、锁止时间和行星齿轮系统中的执行器。它还在换档时控制离合器、制动器、油压和发动机扭矩,从而实现最高质量的换档。

采用CAN总线结构进行整体控制。目前,CAN总线在汽车上得到广泛应用,发动机和通过CAN总线传输的两个控制子系统的结构。通过CAN总线,两个系统不仅可以传输指令,请求,以及汽车的一些基本状态(如发动机转速、车速、冷却水温度等),还传输实时数据,如油量和速度信号,设置更高优先级的命令等。

汽车动力传动系统的结构
汽车动力传动系统综合控制系统的基本组成

控制系统的作用是根据驾驶员的意图和车辆行驶环境的变化,自动调整传动比和基本传动部件的工作状态,以达到最佳的传动效率和最佳的整车性能。整车控制系统主要由三部分组成:整车数据采集系统(传感器部分)、电控单元、执行器。

车辆数据采集系统(传感器部分)的组成。在整个控制系统中,传感器的部分作用相当于驾驶员在手动操作车辆换挡情况下的视觉、听觉、触觉系统,采集换挡所需的各种参数信号,传输给电控单元.

车辆按照驾驶员的意图行驶和工作,车辆控制系统必须能够正确识别和执行驾驶员的操纵。驾驶员意图识别是通过传感器检测车辆控制机构(如油门踏板、制动踏板、方向盘转角等)的变化,并通过分析获得。

汽车上使用的传感器主要有以下几种:磁电传感器、磁阻传感器、光电传感器、霍尔传感器、热传感器、压敏电阻传感器、压电晶体传感器等。用于动力传动系统传动部分的传感器主要有发动机转速传感器、车速传感器、节气门开度传感器、离合器位移传感器等。其中,发动机转速传感器和车速传感器采用磁电传感器和霍尔传感器,还有其他利用磁电信号原理的传感器。节气门开度传感器和离合器位移传感器均采用变阻器传感器。

除传感器外,其他信号通过开关和控制器或其他方法传输。常用的开关有多功能开关和强制低档开关。开关也是一种非常重要的信号输入手段。

电子控制单元。电子控制单元(ECU)是整个控制系统的核心。其功能是根据驾驶员的意图和车辆运动状态参数检测和提供的信号,进行换档或工作状态的改变。电控单元的主要功能有:信号采集与预处理、驾驶员操纵意图识别、车辆状态识别、换档决策(换档规律)、换档质量控制、故障诊断功能、输出、显示功能。

新一代控制器功能全面,控制性能非常好。它采用高性能的16位或32位微处理器,有的甚至采用定制的微处理器,包含了控制所需的大部分功能,简化了电路的控制,增强了电路的功能和可靠性。随着控制器微处理器的更新换代,换档控制更加复杂,处理器外围电路的扩展使得输入输出功能更加强大。为了在控制性能上取得更大的提高,这些控制器中不仅采用了控制程序,还采用了嵌入式实时操作系统。

执行机构。控制系统采样获取输入信号后,送至控制器进行数据处理。数据处理完成后,电控单元的1号控制信号将通过执行器改变动力传动系统的工作状态,保证车辆的正常运行。同时,执行器保证了换档质量的控制。实现档位切换的执行器一般采用电磁阀。

传动系统的组成:
机械传动系统主要由离合器、变速器、万向变速器、驱动桥等组成。万向传动装置由万向节和驱动轴组成,驱动桥由主减速器和差速器组成。
液力机械传动系统主要由液力变矩器、自动变速器、万向变速器和驱动桥组成。

传动系统的作用:
减速增扭:发动机输出的动力具有高转速、低扭矩的特点,不能满足汽车行驶的基本需要。通过传动系统的主减速器,可以达到减速和增加扭矩的目的,传递给驱动轮。发动机的较低扭矩转换为动力传动系统的较高扭矩。

可变转速和扭矩:发动机的最佳工作转速范围很小,但汽车的速度和需要克服的阻力在很大范围内变化。通过传动系统,可以扩大发动机的工作范围,满足汽车行驶速度大变化的需求,克服各种行驶环境和阻力。

倒车:发动机不能倒车,但车子除了前进还需要倒车。如果变速箱中设置了倒档,则汽车可以倒车。

必要时中断传动系统的动力传递:在启动发动机、换档、行驶中短时间停车(如等红绿灯)或汽车低速滑行时,需要中断动力传输系统的传输。空档可以中断动力传输。

差速功能:在汽车转向等场合,需要两个驱动轮能够以不同的速度转动,差速功能可以通过驱动桥中的差速器来实现。

汽车传动系统的安装位置:
Front-engine Rear-drive (FR) 发动机主要用于卡车,部分乘用车和部分豪华车。

Front-engine Front-drive(FF)是一种在汽车上逐渐盛行的布局。具有结构紧凑、减轻整车重量、降低地板高度、提高高速操纵稳定性等优点。

发动机横置:发动机曲轴轴线与车轮轴线平行,主减速器可用圆柱齿轮传动。

发动机纵向安装:发动机曲轴轴线与车轮轴线垂直,主减速器必须采用锥形齿轮传动。

Rear-engine Rear-drive (RR):发动机布置在后轴后方,由后轮驱动。主要用于大中型客车和少数跑车。

中置发动机后轮驱动(MR):发动机布置在前后轴之间,由后轮驱动。用于跑车和少数大中型客车。

全轮驱动(AWD):在传动系统中加入分动箱,可以同时将动力传递到前后轮。主要用于越野车和重型卡车。

传动系统的作用是连接产生动力的发动机和驱动轮,利用机械能使驱动轮的轴转动。联轴器还包括两个物理元件,在车辆上,它们可能并不靠近,因此需要长驱动轴。发动机和驱动轮的转速不同,所以需要一个齿轮系来转换转速。

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