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汽車的工作原理

沒: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-05-11

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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。: 回答者：網(wǎng)友

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