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2012年10月8日完成日期:
3月20日
题目三菱帕杰罗底盘结构原理及其常见故障分析
1、本论文的目的、意义通过对三菱帕杰罗底盘结构原理及其常见故障分析,工作原理、技术状况及故障现象和维修方法的详细描述,能够充分的了解三菱帕杰罗底盘结构原理及其常见故障分析,熟练地处理一些日常维护和保养,增强对三菱帕杰罗底盘结构原理及其常见故障分析的了解;
让维修工人能够熟练地掌握三菱帕杰罗底盘结构原理及其常见故障分析。
以达到能够准确地判断出汽车底盘的一切故障并准确的排除故障。
让我国的汽车行业及我们年轻一代能够清楚地了解到世界汽车的现有技术及未来发展方向。
2、学生应完成的任务严格按照学校要求独立自主地完成自己的毕业论文,对三
年的学习生活及专业知识做一个完整的总结,充分的利用所学知识完成论文及论
文答辩。
根据所收集的资料,具体分析、剖析。
根据论文的目的和意义去阐述,
要求其合理性,实用性。
根据实际需求,对所学理论知识进行综合其目的在于让学生接触社会,加强学生对社会的了解,培训和训练学生认识、观察社会以及分析和解决问题的能力,提高学生的专业技能,使之很快的融入到实际工作中去。
3、论文各部分内容及时间分配:
(共20周)
第一部分收集毕业论文相关资料(第1至3周)
第二部分集中整理论文题目有关资料(第4至6周)
第三部分完成毕业论文开题报告,论文大纲(第7至8周)
第四部分撰写论文,在18周内完成初稿(第9至18周)
第五部分进行规范化检查并修改装订;
(第19周)
评阅及答辩将论文交主审老师进行答辩资格审查;
论文答辩(第20周)
备注
指导教师:
年月日
审批人:
年月日
摘要
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、ESPⅡ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,42
V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。
三菱汽车在电控技术得到了很好的发展,尤其是在四驱技术上面所做出的成功。
关键词:
汽车底盘;
故障诊断;
三菱汽车;
电控技术
目录
第一章汽车底盘概述1
1.1汽车底盘的基本组成1
1.1.1传动系2
1.1.2行驶系3
1.1.3转向系3
1.1.4制动系3
1.2汽车底盘的总体布置4
1.2.1发动机前置前轮驱动4
1.2.2发动机前置前轮驱动4
1.2.3发动机后置后轮驱动5
1.2.4发动机前置全轮驱动6
1.3汽车行驶的基本原理6
第二章底盘电子控制系统8
2.1电子控制转向系统8
2.1.1电控液压助力转向系统8
2.1.2齿条助力式电动助力转向系统9
2.2电子控制悬架系统10
2.2.1车身高度控制11
2.3电子控制汽车制动防抱死装置12
2.3.1ABS的组成和工作原理12
2.3.2ABS系统的布置形式13
第三章三菱帕杰罗底盘结构18
3.1帕杰罗四驱结构介绍 18
3.2帕杰罗技术详解19
3.3帕杰罗V93底盘悬挂介绍25
3.4帕杰罗V93通过性以及轮胎介绍26
3.5帕杰罗V93四驱系统实际表现27
第四章汽车底常见故障28
4.1传动系故障诊断与排除28
4.2汽车行驶系故障与排除32
4.3转向系的故障与排除33
4.4汽车制动系常见故障的诊断与排除34
第五章三菱帕杰罗底盘常见故障案例36
5.1三菱帕杰罗离合器发抖36
5.2三菱帕杰罗底盘异响故障的检修36
5.3三菱帕杰罗行车刹车方向发抖37
5.4三菱帕杰罗刹车硬37
第六章汽车底盘技术发展趋势39
6.1ESP控制系统39
6.2自适应巡航控制系统ACC39
6.3轮胎气压监控系统(TPMS)40
6.4自动辅助泊车41
6.5车道偏离警示系统41
6.6连续性阻尼控制系统CDC42
结论44
致谢45
参考文献46
第一章汽车底盘概述
汽车一般是由发动机、底盘、车身和电气设备组成,下面对汽车底盘做一整体性的介绍。
学习目标
鉴定标准
了解汽车底盘的基本组成及功用
了解汽车底盘的各种布置型式
了解汽车行驶的基本原理
了解汽车维修流程、掌握汽车维修工作原则
应知:
汽车底盘的组成、功用、总体布置和行驶原理
应会:
如何进行汽车底盘维修的安全生产
1.1汽车底盘的基本组成
汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四大系统组成,其功用为接受发动机的动力,使汽车运动并保证汽车能够按照驾驶员的操纵而正常行驶。
如图1-1和1-2所示为常见货车和轿车的底盘结构图。
图1-1货车底盘结构
1-前轴2-前悬架3-前轮4-离合器5-变速器6-驻车制动器7-传动轴8-驱动桥9-后悬架10-后轮11-车架12-转向盘
图1-2轿车底盘结构
1-前悬架2-前轮制动器3-前轮4-离合器踏板5-变速器操纵机构6-驻车制动手柄7-传动轴8-后桥9-后悬架10-后轮制动器11-后轮12-后保险杠13-备胎14-横向稳定器15-转向盘
1.1.1传动系
汽车传动系是指从发动机到驱动车轮之间所有动力传递装置的总称。
其功用是将发动机的动力传给驱动车轮。
不同的汽车,其底盘的组成稍有不同;
如载货汽车及部分轿车,其底盘一般是由离合器、手动变速器、万向传动装置(万向节和传动轴)、驱动桥(主减速器、差速器、半轴、桥壳)等组成,如图1-3所示;
而现在轿车中采用自动变速器的越来越多,其底盘包括自动变速器、万向传动装置、驱动桥等,即用自动变速器取代了离合器和手动变速器;
如果是越野汽车(包括SUV,即运动型多功能车),还应包括分动器。
图1-3汽车传动系的组成
1.传动系各组成的功用如下:
(1)离合器:
保证换档平顺,必要时中断动力传动。
(2)变速器:
变速、变矩、变向、中断动力传动。
(3)万向传动装置:
实现有夹角和相对位置经常发生变化的两轴之间的动力传动。
(4)主减速器:
将动力传给差速器,并实现降速增矩、改变传动方向。
(5)差速器:
将动力传给半轴,并允许左右半轴以不同的转速旋转。
(6)半轴:
将差速器的动力传给驱动车轮。
1.1.2行驶系
汽车行驶系一般由车架、悬架、车桥和车轮等组成,如图1-4所示。
车轮通过轴承安装在车桥两边,车桥通过悬架与车架(或车身)连接,车架(或车身)是整车的装配基体。
图1-4汽车行驶系的组成
1-车架2-后悬架3-驱动桥4-后轮5-转向桥6-前轮7-前悬架
汽车行驶系的功用为:
1.支承汽车的重量并承受、传递路面作用在车轮上各种力的作用。
2.接受传动系传来的转矩并转化为汽车行驶的牵引力。
3.缓和冲击,减少振动,保证汽车平顺行驶。
1.1.3转向系
转向系的功用是保证汽车能够按照驾驶员选定的方向行驶。
主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。
现在的汽车普遍采用动力转向装置。
1.1.4制动系
制动系的功用是使汽车减速、停车并能保证可靠地驻停。
汽车制动系一般包括行车制动系和驻车制动系等两套相互独立的制动系统,每套制动系统都包括制动器和制动传动机构。
现在汽车的行车制动系一般都装配有制动防抱死系统(ABS)。
转向系和制动系都是由驾驶员来操控的,一般可以合称为控制系。
现代汽车中电子控制技术的应用越来越广泛,如在底盘中普遍采用了电子控制自动变速器(EAT或ECT)、电子控制防滑差速器(EDL)、电子控制制动防抱死系统(ABS)、电子制动力分配系统(EBD)、电子控制悬架系统(EMS)、电子控制转向系统(EPS)等。
1.2汽车底盘的总体布置
汽车底盘的总体布置与发动机的位置及汽车的驱动方式有关,一般有发动机前置后轮驱动、发动机前置前轮驱动、发动机后置后轮驱动、发动机前置全轮驱动等。
1.2.1发动机前置前轮驱动
发动机前置后轮驱动简称前置后驱动,英文简称为FR。
如图1-3所示,发动机布置在汽车前部,动力经过离合器、变速器、万向传动装置、后驱动桥,最后传到后驱动车轮,使汽车行驶。
这是一种传统的布置型式,应用广泛,适用于除越野汽车的各类型汽车,如大多数的货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。
1.2.2发动机前置前轮驱动
发动机前置前轮驱动简称前置前驱动,英文简称FF。
发动机布置在汽车前部,动力经过离合器、变速器、前驱动桥,最后传到前驱动车轮,这种布置型式在变速器与驱动桥之间省去了万向传动装置,使结构简单紧凑,整车质量小,高速时操纵稳定性好。
大多数轿车采用这种布置行驶,但这种布置型式的爬坡性能差,豪华轿车一般不采用,而是采用传统的发动机前置后轮驱动。
根据发动机布置的方向可以分为发动机前横置前轮驱动和发动机前纵置前轮驱动,分别如图1-4、1-5所示。
图1-4发动机前横置前轮驱动示意图
图1-5发动机前纵置前轮驱动示意图
1.2.3发动机后置后轮驱动
发动机后置后轮驱动简称后置后驱动,英文简称RR。
如图1-6所示,发动机布置在汽车后部,动力经过离合器、变速器、角传动装置、万向传动装置、后驱动桥,最后传到后驱动车轮,使汽车行驶。
这种布置型式便于车身内部的布置,减小室内发动机的噪声,一般用于大型客车。
图1-6发动机后置后轮驱动示意图
1.2.4发动机前置全轮驱动
发动机前置全轮驱动简称全轮驱动,英文简称XWD。
如图1-7所示,发动机布置在汽车前部,动力经过离合器、变速器、分动器、万向传动装置分别到达前后驱动桥,最后传到前后驱动车轮,使汽车行驶。
由于所有的车轮都是驱动车轮,提高了汽车的越野通过性能,这是越野汽车采取的布置型式。
图1-7发动机前置全轮驱动示意图
1.3汽车行驶的基本原理
欲使汽车行驶,必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力,驱动力产生的原理如图1-8所示。
图1-8汽车行驶的基本原理示意图
发动机经由传动系在驱动车轮上施加了一个驱动力矩,力图使驱动车轮旋转。
在Tt的作用下,驱动车轮将对地面施加一个与汽车行驶方向相反的圆周力F0。
根据作用与反作用原理,地面也将对驱动车轮施加一个与F0大小相等、方向相反的反作用力Ft,Ft就是使汽车行驶的驱动力,或称牵引力。
驱动力作用在驱动轮上,再通过车桥、悬架、车架等行驶系传到车身上,使汽车行驶。
第二章底盘电子控制系统
2.1电子控制转向系统
电子控制转向系统的结构示意图如2-1所示:
图2-1电子控制转向装置结构
电子控制动力转向系统(EPS--ElectronicPowerSteering)可以在低速时减轻转向力,以提高转向系统的操纵稳定性;
在高速时则可适当加重转向力,以提高操纵稳定性。
电子控制动力转向系统分为:
电控液压助力转向系统(又称EHPS)电动助力转向系统
2.1.1电控液压助力转向系统
电控液压助力转向系统是在传统的液压动力转向系统的基础上增设电子控制装置而构成的。
根据控制方式的不同,液压式电子控制动力转向系统又可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏度控制式三种形式。
流量控制式如图2-2所示,ECU根据车速传感器的信号,控制旁通电磁阀的流量,从而控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量,来改变转向盘上的转向力。
图2-2流量控制式动力转向系统
2.1.2齿条助力式电动助力转向系统
齿条助力式电动助力转向系统的组成结构如图2-3所示,齿条助力式广泛应用于汽车轿车领域,其原理如图2-3所示:
图2-3齿条助力式电动助力转向
电动式EPS通常由转矩传感器、车速传感器、电子控制单元(ECU)、电动机和电磁离合器等组成,如图2-4所示:
1—转向盘;
2—输入轴3—ECU;
4—电动机;
5—电磁离合器;
6—转向齿条;
7—横拉杆;
8—转向轮;
9—转向齿轮;
10—输出轴;
11—扭矩传感器;
12—扭力杆
图2-4电动式ESP原理
电动式EPS的优点
1.将电动机、离合器、减速装置、转向杆等部件装配成一个整体,这既无管道也无控制阀,使其结构紧凑、质量减轻,一般电动式EPS的质量比液压式EPS质量轻25%左右
2.没有液压式动力转向系统所必须的常运转式转向液压泵,电动机只是在需要转向时,才接通电源,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。
3.省去了油压系统,所以不需要给转向液压泵补充油,也不必担心漏油。
4.可以比较容易地按照汽车性能的需要设置、修改转向助力特性。
2.2电子控制悬架系统
现代汽车电控悬架系统有多种形式。
根据控制目的不同,可分为车高控制系统、刚
度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式。
按悬架系统结构形式,可分为电控空
气悬架系统和电控液压悬架系统。
根据控制系统有源或无源,可分为半主动悬架和全主
动悬架。
半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振力之一可以根据需要进行调节,
全主动悬架则能根据需要自动调节弹簧刚度和减振力。
可见,全主动悬架的各种性能都
明显优予半主动悬架和被动悬架。
而主动悬架按弹簧的类型,可分为空气弹簧主动悬架
和油气弹簧主动悬架。
2.2.1车身高度控制
车身高度控制系统由压缩机、干燥器、排气阀、1号与2号高度控制继电器、1号与
2号高度控制阀、前后4个空气弹簧、4个车身高度传感器以及悬架ECU等组成。
图
2—5所示为车身高度控制系统示意图。
当点火开关接通时,ECU使2号高度控制继电器线圈通电,2号高度控制继电器
图2-5车身高度控制系统示意图
触点闭合,便使前、后、左、右四个高度传感器接通蓄电池电源。
当车身高度需要上升时,
从ECU的RCMP端子送出一个信号,使l号高度控制继电器接通,1号高度控制继电
器触点闭合,压缩机控制电路接通产生压缩空气。
ECU使高度控制电磁阀线圈通电后,
电磁阀线圈将高度控制阀打开,并将压缩空气引向空气弹簧,从而使车身高度上升。
悬架系统的车身高度传感器采用光电式传感器,为了检测汽车高度和因道路不平
而引起的悬架位移量,在每个悬架上都有一只车身高度传感器,用于连续监测车身与悬
架下臂之间的距离。
图2-6车身高度传感器与ECU之间的连接电路
当车身高度需要下降时,ECU不仅使高度控制阀电磁线圈通电,而且还使排气阀
电磁线圈通电,排气阀电磁线圈使排气阀打开,将空气弹簧中的压缩空气排到大气中。
1-悬架2-2号高度控制继电器3-ECUB熔丝4-高度控制传感器
图2-6车身高度传感器与ECU之间的连接电路
1号高度控制阀用于前悬架控制,它有两个电磁阀分别控制左右两个空气弹簧。
2号高度控制阀用于后悬架控制,它与l号高度控制阀一样,也采用两个电磁阀。
为了
防止空气管路中产生不正常的压力,2号高度控制阀中采用了一个溢流阀。
2.3电子控制汽车制动防抱死装置
汽车在制动时,如果车轮抱死滑移,车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。
如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动,汽车将失去转向能力。
如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动,即使受到不大的侧向干扰力,汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。
这些都极易造成严重的交通事故。
因此,汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移,而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。
由试验得知,汽车车轮的滑动率在15%~20%时,轮胎与路面间有最大的附着系数。
所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力,目前在大多数车辆上都装备了防抱死制动系统(AntilockBrakeSystem),简称ABS。
2.3.1ABS的组成和工作原理
通常,ABS是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成的,如下图2-7。
图2-7ABS系统的组成(分组式)
制动过程中,ABS电控单元(ECU)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号,并加以处理,分析是否有车轮即将抱死拖滑。
如果没有车轮即将抱死拖滑,制动压力调节装置2不参与工作,制动主缸7和各制动轮缸9相通,制动轮缸中的压力继续增大,此即ABS制动过程中的增压状态。
如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑,它即向制动压力调节装置发出命令,关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道,使左前制动轮缸的压力不再增大,此即ABS制动过程中的保压状态。
若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态,它即向制动压力调节装置发出命令,打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道,使左前制动轮缸中的油压降低,此即ABS制动过程中的减压状态。
2.3.2ABS系统的布置形式
ABS系统中,能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节,称这种控制方式为独立控制;
如果对两个(或两以上)车轮的制动压力一同进行调节,则称这种控制方式为一同控制。
在两个车轮的制动压力进行一同控制时,如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节,称这种控制方式为按高选原则一同控制;
如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节,则称这种控制方式为按低选原则一同控制。
按照控制通道数目的不同,ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式,而其布置形式却多种多样。
1.四通道ABS
对应于双制动管路的H型(前后)或X型(对角)两种布置形式,四通道ABS也有两种布置形式,见下图2-8。
图2-8四通道ABS布置形式
为了对四个车轮的制动压力进行独立控制,在每个车轮上各安装一个转速传感器,并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置(通道)
由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动,因此汽车的制动效能最好。
但在附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时,由于同一轴上的制动力不相等,使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。
因此,ABS通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。
2.三通道ABS
四轮ABS大多为三通道系统,而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制,对两后轮的制动压力按低选原则一同控制,其布置形式见下图2-9(c)、(d)、(e)。
图2-9三通道系统布置形式
图2-9(c)所示的按对角布置的双管路制动系统中,虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置,但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的,实际上仍是三通道ABS。
由于三通道ABS对两后轮进行一同控制,对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。
汽车紧急制动时,会发生很大的轴荷转移(前轴荷增加,后轴荷减小),使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%—80%)。
对前轮制动压力进行独立控制,可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动,有利于缩短制动距离,并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。
3.双通道ABS
图2-10(f)所示的双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置,分别对两前轮和两后轮进行一同控制。
两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换,两后轮则按低选原则一同控制。
对于后轮驱动的汽车,可以在两前轮和传动系中各安装一个转速传感器。
当在附着系数分离的路面上进行紧急制动时,两前轮的制动力相差很大,为保持汽车的行驶方向,驾驶员会通过转动转向盘使前轮偏转,以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡,保持汽车行驶方向的稳定性。
但是在两前轮从附着系数分离路面驶入附着系数均匀路面的瞬间,以前处于低附着系数路面而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增大,由于驾驶员无法在瞬间将转向轮回正,转向轮上仍然存在的横向力将会使汽车向转向轮偏转方向行驶,这在高速行驶时是一种无法控制的危险状态。
图2-10双通道式布置形式
图2-10(g)所示的双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上,两前轮独立控制,制动液通过比例阀(P阀)按一定比例减压后传给对角后轮。
对于采用此控制方式的前轮驱动汽车,如果在紧急制动时离合器没有及时分离,前轮在制动压力较小时就趋于抱死,而此时后轮的制动力还远未达到其附着力的水平,汽车的制动力会显著减小。
而对于采用此控制方式的后轮驱动汽车,如果将比例阀调整到正常制动情况下前轮趋于抱死时,后轮的制动力接近其附着力,则紧急制动时由于离合器往往难以及时分离,导致后轮抱死,使汽车丧失方向稳定性。
由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾,因此目前很少被采用。
4.单通道ABS
所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置一个制动压力调节装置,对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器,如下图2-11。
图2-11单通道ABS布置形式
单通道ABS一般对两后轮按低选原则一同控制,其主要作用是提高汽车制动时的方向稳定性。
在附着系数分离的路面上进行制动时,两后轮的制动力都被限制在处于低附着系数路面上的后轮的附着力水平,制动距离会有所增加。
由于前制动轮缸的制动压力未被控制,前轮仍然可能发生制动抱死,所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。
但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性,又具有结构简单、成本低的优点,因此在轻型货车上得到广泛应用。
第三章三菱帕杰罗底盘结构
3.1帕杰罗四驱结构介绍
帕杰罗V93沿用上一代车型V73的SS4-II超选四驱系统。
SS4-II超选四驱是一种比较独特的四驱形式,它既可以实现高速情况下的全时四轮驱动,同时在不需要四轮驱动时还可以实现后轮驱动的两驱模式。
下面就是帕杰罗V93的四驱结构如图3-1:
图3-1帕杰罗V93的四驱结构
帕杰罗V93四驱系统操作很人性化,其操作结构如图3-2所示
图3-2V93四驱系统操作
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