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汽車的工作原理
沒
問
提問者:網(wǎng)友
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2017-05-11
最佳回答
一、電控技術(shù)在汽車上的應(yīng)用1.汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 電控技術(shù)在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛應(yīng)用,包括點(diǎn)火裝置、汽油噴射、排氣再循環(huán)、電動(dòng)油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓、廢氣后處理和系統(tǒng)自我診斷等方面。其中電子燃油噴射(EFI)最為典型,它以ECU(電控單元)為控制中心,根據(jù)傳感器測得的發(fā)動(dòng)機(jī)各種參數(shù),按照預(yù)先設(shè)置的程序,精確計(jì)算出進(jìn)入
氣缸
的空氣量,通過控制噴油器調(diào)整供油量,使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣,保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作狀況。 現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)已從單項(xiàng)的點(diǎn)火電控開始,逐步發(fā)展為綜合控制,即發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。它包括噴油噴射控制(EFI或GDI直噴)、點(diǎn)火時(shí)刻控制(ESA)、爆震控制、電控
節(jié)氣門
(ETCS)、怠速控制(ISC)、可變氣門/升程控制、進(jìn)氣控制、炭罐凈化控制、燃油泵控制、氧傳感器加熱元件控制、可變氣缸排量控制和自診斷系統(tǒng)等。2.柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 柴油機(jī)的電控技術(shù)主要應(yīng)用于高壓噴射,廢氣再循環(huán),廢氣后處理裝置等。在高壓噴射系統(tǒng)中采用先進(jìn)技術(shù)是泵噴嘴和共軌燃油噴射系統(tǒng)。 其共軌燃油噴射系統(tǒng)由高壓油泵,電磁閥、壓力傳感器和電控裝置所組成,它與泵噴嘴等噴油系統(tǒng)不同,是將燃油壓力的產(chǎn)生和噴油過程彼此完全分開的一種供油方式。共軌系統(tǒng)中燃油壓力由高壓泵產(chǎn)生,儲(chǔ)存在共軌內(nèi),時(shí)刻準(zhǔn)備噴射。其壓力的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān),共軌中的燃油壓力由電磁閥控制,電控單元?jiǎng)t作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號(hào)控制噴油全。 共軌燃油噴射集計(jì)算機(jī)控制,現(xiàn)代傳感技術(shù)和先進(jìn)噴油器于一身,它不僅能達(dá)到較高的噴油壓力,頭現(xiàn)噴油壓力和噴油量的控制,還能買現(xiàn)預(yù)噴,后噴多次噴射從而優(yōu)化了噴油特征,降低了柴油機(jī)的噪聲,減少了廢氣排放。3.變速器 變速器中采用電控裝置的有手/自一體變速器、自動(dòng)變速器和無級(jí)變速器多種,以電控自動(dòng)變速器為例,其自動(dòng)換檔系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)或微處理器控制。電子控制裝置是控制系統(tǒng)的核心,它通過檢測節(jié)氣門位置、車速、輸入軸轉(zhuǎn)速等傳感器直接傳輸?shù)男盘?hào)。以及發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度等參考信號(hào),操縱液壓系統(tǒng)中各個(gè)控制閥的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔,自動(dòng)控制
離合器
及油門開度。并能自動(dòng)選擇最佳換檔控制,得到最佳檔位和換檔時(shí)間。它具有加速性能好,靈敏度高,能準(zhǔn)確地反映行駛負(fù)荷和道路條件等優(yōu)點(diǎn)。4.轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 當(dāng)今,采用電控技術(shù)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向和線控轉(zhuǎn)向三種。典型的電控(電動(dòng))動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置、助力電機(jī)、電磁離合器、減速器、
扭矩傳感器
、車速傳感器和電控單元(ECU)等組成。系統(tǒng)以電動(dòng)機(jī)取代傳統(tǒng)的液壓助力缸為動(dòng)力源,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),扭矩傳感器將檢測到轉(zhuǎn)向盤上的扭矩信號(hào)和專項(xiàng)信號(hào)傳遞給電控單元,電控單元又同時(shí)接受來自車速傳感器的車速信號(hào),經(jīng)數(shù)據(jù)分析,由電控單元向助力電機(jī)發(fā)出指令,使其產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐ぞ貛?dòng)轉(zhuǎn)向輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向。 電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能自動(dòng)改變轉(zhuǎn)向盤的操縱手感,使手操縱力能根據(jù)車速的變化隨時(shí)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向靈活,變輕;加速和高速行駛轉(zhuǎn)向變重。5.制動(dòng)系統(tǒng) ABS(制動(dòng)防抱系統(tǒng))是制動(dòng)系統(tǒng)中典型的使用電控技術(shù)的裝置。它由
車輪
轉(zhuǎn)速傳感器,液壓調(diào)節(jié)器和電控單元所組成。在汽車制動(dòng)過程中,電控單元檢測各車輪車速傳感器輸入的信號(hào),按特定的程序和計(jì)算方法,判斷出哪一個(gè)車輪有抱死的趨勢,并轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?hào),通過調(diào)節(jié)液壓調(diào)節(jié)器中電磁閥的電流速度,改變滑閥的位置和制動(dòng)液的流向,調(diào)節(jié)將要抱死車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力,以防止車輪抱死。 與制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)的,采用電控技術(shù)的還有電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)(EBD)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和電子穩(wěn)定程序(ESP)等。 這些系統(tǒng)的最新發(fā)展是車輛動(dòng)態(tài)集成管理系統(tǒng)(VDIM),它是在車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)(VSC)基礎(chǔ)上,對(duì)ABS、TCS、EPS(電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向)、ESP和EBD等進(jìn)行集中管理系統(tǒng)。VSC是在接近極限狀態(tài)時(shí)才實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制,而VDIM能在接近極限前有一個(gè)準(zhǔn)備階段,然后實(shí)施控制,因而能較VSC以更快速度識(shí)別車輛的行駛狀態(tài),并進(jìn)行控制,進(jìn)一步提高車輛的安全性能。 在VDIM中,多個(gè)執(zhí)行器是同時(shí)工作的,其發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器和轉(zhuǎn)向器的執(zhí)行器通過互相協(xié)調(diào),使車輛獲得行駛和操縱穩(wěn)定性。6.懸架 它主要是以計(jì)算機(jī)控制懸架剛度、減振器阻尼力和車身高度調(diào)節(jié)的電控主動(dòng)懸架系統(tǒng),其由信號(hào)輸入裝置、懸架剛度及減振器阻尼力調(diào)節(jié)裝置、車身高度調(diào)節(jié)裝置及懸架電控單元所組成。 該系統(tǒng)將車速、車輛振動(dòng)加速度、車身距路面的高度、轉(zhuǎn)向輪角速度等參數(shù)通過傳感器傳遞給電控單元,電控單元綜合處理后輸出控制信號(hào),主動(dòng)調(diào)節(jié)懸架剛度,減振器阻尼系數(shù)和車身高度,從而有效地抑制轉(zhuǎn)向時(shí)車輛側(cè)傾,制動(dòng)時(shí)前部點(diǎn)頭和加速行駛時(shí)后部下沉等汽車姿態(tài)的變化,能明顯提高乘坐舒適性,行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。7.安全氣囊 安全氣囊是一種乘員輔助保護(hù)裝置。在汽車發(fā)生碰撞時(shí),它輔助安全帶對(duì)駕乘人員進(jìn)行保護(hù)。安全氣囊一般由傳感器、電控單元、氣體發(fā)生器、氣囊等所組成。傳感器感受汽車碰撞程度,并將信號(hào)傳遞給電控單元。電控單元接受信號(hào)并進(jìn)行處理。當(dāng)它判斷有必要打開氣囊時(shí),立即發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)從觸發(fā)氣體發(fā)生器,迅速點(diǎn)火并產(chǎn)生大量氣體給氣囊充氣。 為了對(duì)駕乘人員進(jìn)行全面保護(hù),當(dāng)今在眾多高檔轎車及SUV上不但標(biāo)準(zhǔn)裝備了正側(cè)面安全氣囊,還配備了側(cè)面安全氣簾等。 目前安全氣囊技術(shù)正朝著智能化、小型輕型化、環(huán)保型方向發(fā)展。在智能化安全氣囊系統(tǒng)中集成了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和信息處理系統(tǒng)。它比傳統(tǒng)安全氣囊具有更多傳感器,裝備了多級(jí)氣體發(fā)生器,能在事故發(fā)生的短暫時(shí)間里可靠提供汽車碰撞劇烈程度,碰撞形式(正面或側(cè)面)。駕乘人員的身材、體重、乘坐位置和姿態(tài),是否系有安全帶等信息,通過電控系統(tǒng)計(jì)算分析,決定安全氣囊何時(shí)及以何種程度展開,從而對(duì)成員提供最優(yōu)化的保護(hù)。 集成安全系統(tǒng)則是當(dāng)今汽車廠商和汽車電子零部件制造商的開發(fā)趨勢。奔馳按集成安全理念將安全防護(hù)分成七個(gè)階段。 當(dāng)檢測到汽車處于臨界駕駛狀態(tài)時(shí),會(huì)給出報(bào)警信號(hào);接著ABS、BA(制動(dòng)輔助)和ESP開始在互動(dòng)干預(yù),前座安全帶開始收緊,后座自動(dòng)調(diào)整姿勢防止撞擊;當(dāng)傳感器檢測到明顯的碰撞以外事故時(shí),切斷燃料供應(yīng),碰撞緩沖和吸能裝置開始發(fā)揮作用,安全帶被鎖定,根據(jù)情況判斷打開安全氣囊;事故后,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警電話自動(dòng)報(bào)警。 除了安全氣囊,電控技術(shù)在汽車車身上的應(yīng)用還有自適應(yīng)空調(diào),中央防盜門鎖,自動(dòng)刮水器,防撞系統(tǒng)等方面。 二、汽車電控技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著電子工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,為汽車集成控制和信息交換提供了先進(jìn)的技術(shù)平臺(tái),也為優(yōu)化人-車-環(huán)境的和諧發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1.傳感器技術(shù) 隨著汽車電控系統(tǒng)的普遍采用和多樣化,將使其所需的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。除要求傳感器小型化有更高的精度和穩(wěn)定性外,也將促使以新材料和敏感元件組成的智能集成傳感器的發(fā)展和應(yīng)用。2.微處理器技術(shù) 由于現(xiàn)代車輛的信息不斷增加,以及集成電控系統(tǒng)的發(fā)展,要求微處理器體積小、集成度高,并能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制。目前微處理器芯片的已由16位發(fā)展到32位。其發(fā)展趨勢為:要在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)多路同步實(shí)時(shí)控制,建立高級(jí)專用編程語言,軟件實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能和測試數(shù)據(jù)共享,以滿足汽車的多參數(shù)變化。3.多路傳輸技術(shù) 由于汽車電子技術(shù)的發(fā)展和電控裝置的多樣化,大量傳感器、微處理器和執(zhí)行元件組成了一個(gè)復(fù)雜的信息交換和處理系統(tǒng),致使傳輸導(dǎo)線大量增加,也增加了電磁干擾,降低了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和系統(tǒng)可靠性。開發(fā)和使用具有抗故障性和數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)確性的多路傳輸技術(shù),能有效地解決傳輸信息量和電磁干擾的影響。4.集成電控技術(shù) 汽車電控的發(fā)展方向是向集成控制發(fā)展,將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器集成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制系統(tǒng),以及前述的車輛動(dòng)態(tài)集合管理系統(tǒng)和集成安全系統(tǒng)等。它們均通過微處理器復(fù)雜的控制運(yùn)算,對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào),將車輛的動(dòng)力、操控、行駛和安全性能控制在最佳水平。5.42V供電系統(tǒng) 隨著汽車電子裝置的廣泛采用,現(xiàn)有的12V動(dòng)力源已滿足不了車上電氣系統(tǒng)的需要。今后將采用集成起動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的42V供電系統(tǒng),42V汽車電氣系統(tǒng)的實(shí)施,將會(huì)使汽車電器零部件的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革。此外,42V系統(tǒng)還有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低廢氣排放。6.線控技術(shù) 線控技術(shù)的采用將使汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生重大的變革,使汽車的操控系統(tǒng)向電子化和電動(dòng)化發(fā)展。它將導(dǎo)線代替原來的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),例“線控轉(zhuǎn)向”、“線控制動(dòng)”、“電子油門”等。在線控系統(tǒng)中,操縱裝置與執(zhí)行器之間是靠電信號(hào)聯(lián)系而非機(jī)械連接,駕駛員的操縱力由傳感器轉(zhuǎn)換成一個(gè)電信號(hào),并將此信號(hào)傳遞給ECU,再由ECU結(jié)合其它數(shù)據(jù)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令完成操作。
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