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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、電控技術在汽車上的應用1．汽油發(fā)動機電控技術在汽油發(fā)動機上得到廣泛應用，包括點火裝置、汽油噴射、排氣再循環(huán)、電動油泵、發(fā)動機增壓、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)動機各種參數(shù)，按照預先設置的程序，精確計算出進入氣缸的空氣量，通過控制噴油器調(diào)整供油量，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，保證發(fā)動機處于最佳的工作狀況。現(xiàn)代汽油發(fā)動機已從單項的點火電控開始，逐步發(fā)展為綜合控制，即發(fā)動機管理系統(tǒng)。它包括噴油噴射控制（EFI或GDI直噴）、點火時刻控制（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)動機柴油機的電控技術主要應用于高壓噴射，廢氣再循環(huán)，廢氣后處理裝置等。在高壓噴射系統(tǒng)中采用先進技術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，儲存在共軌內(nèi)，時刻準備噴射。其壓力的大小與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關，共軌中的燃油壓力由電磁閥控制，電控單元則作用于噴油器電磁閥上的脈沖信號控制噴油全。共軌燃油噴射集計算機控制，現(xiàn)代傳感技術和先進噴油器于一身，它不僅能達到較高的噴油壓力，頭現(xiàn)噴油壓力和噴油量的控制，還能買現(xiàn)預噴，后噴多次噴射從而優(yōu)化了噴油特征，降低了柴油機的噪聲，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、自動變速器和無級變速器多種，以電控自動變速器為例，其自動換檔系統(tǒng)由計算機或微處理器控制。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)男盘枴Ｒ约鞍l(fā)動轉(zhuǎn)速、發(fā)動機水溫、進氣溫度等參考信號，操縱液壓系統(tǒng)中各個控制閥的動作，實現(xiàn)自動換檔，自動控制離合器及油門開度。并能自動選擇最佳換檔控制，得到最佳檔位和換檔時間。它具有加速性能好，靈敏度高，能準確地反映行駛負荷和道路條件等優(yōu)點。4．轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 當今，采用電控技術的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電控液壓動力轉(zhuǎn)向、電動動力轉(zhuǎn)向和線控轉(zhuǎn)向三種。典型的電控（電動）動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由機械轉(zhuǎn)向裝置、助力電機、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)以電動機取代傳統(tǒng)的液壓助力缸為動力源，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，扭矩傳感器將檢測到轉(zhuǎn)向盤上的扭矩信號和專項信號傳遞給電控單元，電控單元又同時接受來自車速傳感器的車速信號，經(jīng)數(shù)據(jù)分析，由電控單元向助力電機發(fā)出指令，使其產(chǎn)生適當?shù)呐ぞ貛愚D(zhuǎn)向輪進行轉(zhuǎn)向。電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能自動改變轉(zhuǎn)向盤的操縱手感，使手操縱力能根據(jù)車速的變化隨時自動進行調(diào)節(jié)，低速行駛時轉(zhuǎn)向靈活，變輕；加速和高速行駛轉(zhuǎn)向變重。5．制動系統(tǒng) ABS（制動防抱系統(tǒng)）是制動系統(tǒng)中典型的使用電控技術的裝置。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。在汽車制動過程中，電控單元檢測各車輪車速傳感器輸入的信號，按特定的程序和計算方法，判斷出哪一個車輪有抱死的趨勢，并轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?，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液的流向，調(diào)節(jié)將要抱死車輪制動器的制動力，以防止車輪抱死。與制動系統(tǒng)相關的，采用電控技術的還有電子制動力分配系統(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）基礎上，對ABS、TCS、EPS（電動助力轉(zhuǎn)向）、ESP和EBD等進行集中管理系統(tǒng)。VSC是在接近極限狀態(tài)時才實現(xiàn)實時控制，而VDIM能在接近極限前有一個準備階段，然后實施控制，因而能較VSC以更快速度識別車輛的行駛狀態(tài)，并進行控制，進一步提高車輛的安全性能。在VDIM中，多個執(zhí)行器是同時工作的，其發(fā)動機、制動器和轉(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．懸架它主要是以計算機控制懸架剛度、減振器阻尼力和車身高度調(diào)節(jié)的電控主動懸架系統(tǒng)，其由信號輸入裝置、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，主動調(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)向時車輛側傾，制動時前部點頭和加速行駛時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裝置。在汽車發(fā)生碰撞時，它輔助安全帶對駕乘人員進行保護。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，并將信號傳遞給電控單元。電控單元接受信號并進行處理。當它判斷有必要打開氣囊時，立即發(fā)出點火信號從觸發(fā)氣體發(fā)生器，迅速點火并產(chǎn)生大量氣體給氣囊充氣。為了對駕乘人員進行全面保護，當今在眾多高檔轎車及SUV上不但標準裝備了正側面安全氣囊，還配備了側面安全氣簾等。目前安全氣囊技術正朝著智能化、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)中集成了先進的傳感器技術和信息處理系統(tǒng)。它比傳統(tǒng)安全氣囊具有更多傳感器，裝備了多級氣體發(fā)生器，能在事故發(fā)生的短暫時間里可靠提供汽車碰撞劇烈程度，碰撞形式（正面或側面）。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)計算分析，決定安全氣囊何時及以何種程度展開，從而對成員提供最優(yōu)化的保護。集成安全系統(tǒng)則是當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分成七個階段。當檢測到汽車處于臨界駕駛狀態(tài)時，會給出報警信號；接著ABS、BA（制動輔助）和ESP開始在互動干預，前座安全帶開始收緊，后座自動調(diào)整姿勢防止撞擊；當傳感器檢測到明顯的碰撞以外事故時，切斷燃料供應，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)預先設定的報警電話自動報警。除了安全氣囊，電控技術在汽車車身上的應用還有自適應空調(diào)，中央防盜門鎖，自動刮水器，防撞系統(tǒng)等方面。二、汽車電控技術的發(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的技術平臺，也為優(yōu)化人-車-環(huán)境的和諧發(fā)展奠定了基礎。1．傳感器技術隨著汽車電控系統(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)展和應用。2．微處理器技術由于現(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，并能實現(xiàn)復雜控制。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：要在同一時間實現(xiàn)多路同步實時控制，建立高級專用編程語言，軟件實現(xiàn)多項功能和測試數(shù)據(jù)共享，以滿足汽車的多參數(shù)變化。3．多路傳輸技術由于汽車電子技術的發(fā)展和電控裝置的多樣化，大量傳感器、微處理器和執(zhí)行元件組成了一個復雜的信息交換和處理系統(tǒng)，致使傳輸導線大量增加，也增加了電磁干擾，降低了信號傳輸?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)交換準確性的多路傳輸技術，能有效地解決傳輸信息量和電磁干擾的影響。4．集成電控技術汽車電控的發(fā)展方向是向集成控制發(fā)展，將發(fā)動機管理系統(tǒng)和自動變速器集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制系統(tǒng)，以及前述的車輛動態(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雜的控制運算，對各子系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，將車輛的動力、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機-發(fā)電機的42V供電系統(tǒng)，42V汽車電氣系統(tǒng)的實施，將會使汽車電器零部件的設計和結構發(fā)生重大的變革。此外，42V系統(tǒng)還有利于提高燃油經(jīng)濟性和降低廢氣排放。6．線控技術線控技術的采用將使汽車的機械結構發(fā)生重大的變革，使汽車的操控系統(tǒng)向電子化和電動化發(fā)展。它將導線代替原來的機械傳動機構，例“線控轉(zhuǎn)向”、“線控制動”、“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聯(lián)系而非機械連接，駕駛員的操縱力由傳感器轉(zhuǎn)換成一個電信號，并將此信號傳遞給ECU，再由ECU結合其它數(shù)據(jù)向執(zhí)行機構發(fā)出指令完成操作。: 回答者：網(wǎng)友

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