汽車本來是主要偏向于機械配合的一項技術,可就在近幾十年隨著電子技術的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)都開始提倡機電一體化。汽車也不例外,如今的汽車技工如果還停留在以前的純經驗積累式修車,那也只能證明他從事汽車行業(yè)的時間很久了而已。如今的汽車上都是動輒數百個電子元件,數以捆計的汽車線路控制著汽車多個*的協(xié)調工作,汽車電子技術已經全面覆蓋汽車行業(yè)。如今的汽車先進的技術都于電子技術掛鉤:電噴發(fā)動機,電動車窗,電動座椅,電控車身穩(wěn)定系統(tǒng),電子顯示屏,電控懸架等等。而如今的汽車都配備了一個電腦—ECU來調節(jié)整個汽車的運行,汽車電子技術已經成了汽車技術進步的*源泉。國外專家預測未來3-5年內汽車上裝用的電子裝置成本將占汽車整車成本的25%以上,汽車將由單純的機械產品向高級的機電一體化產品方向發(fā)展,成為所謂的“電子汽車”。 當然汽車并不是以前跟電路豪無關系,歸結起來,早期的汽車電路主要是能量的轉換,如今的電子技術主要在于汽車整體的控制。
點火系統(tǒng)
回顧一下汽車上最早的電路非汽油機的點火系統(tǒng)莫屬。要點燃汽缸里的汽油,就必須不停的產生火花,于是那時候的科學家利用了電磁感應原理在汽車內用線圈制造了一個小型變壓器使火花塞瞬間能產生極高的電壓而點火。這項技術在現(xiàn)代的汽車上依然通用!
起動系統(tǒng) 另外一項早期的汽車與電路相關的非起動機莫屬,早期的汽車都是用手搖式起動(就像如今的部分拖拉機),但手搖式對于女性很不方便。于是就又了起動機的發(fā)明,據傳,起動機的發(fā)明是由于一起事故的發(fā)生。一位英國紳士幫一位半路熄火的凱迪拉克姑娘起動汽車時,起動桿反打導致這位紳士死亡,而這位紳士正是當時通用老總的好朋友,于是一場技術攻堅戰(zhàn)在老總的下令下開始展開,起動機通過電能轉化為推動飛輪旋轉的機械能的工作形式也確立了下來。如今的起動機依然是這樣的工作原理,只是做工和耐久度上更加完善了而已。 在很長的一段時間內,汽車上的電子技術也僅僅局限于電機帶動的工作方面,可以說很長一段時間內,汽車僅僅是一個帶了幾個電路的“純”機械怪獸而已。但隨著科學家對電子技術的突破發(fā)展,汽車電子技術也迎來了春天。
汽車電子技術在發(fā)動機上的應用:
1.電子控制噴油裝置(EFI) 在現(xiàn)代汽車上,機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰,電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發(fā)動機始終工作在*狀態(tài),使其在輸出一定功率的條件下*限度地節(jié)油和凈化空氣。經過實驗并修正得到發(fā)動機*工況時的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機的存儲器中,當發(fā)動機工作時,根據各傳感器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發(fā)動機轉速及工作溫度等參數,按預先編好的運算程序進行運算、然后和內存中的*工況的參數進行比較和判斷再調整供油量。這樣就能夠使發(fā)動機一直處于*工作條件下運行,從而使發(fā)動機的綜合性能得到提高。
2.電子點火裝置(ESA) 它由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等幾部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發(fā)動機各種參數進行運算、判斷,然后進行點火時刻的調節(jié),這樣可以節(jié)約燃料,減少空氣污染。此外,新型發(fā)動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為,發(fā)動機電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上,而效果更明顯的則是在環(huán)境保護方面。 除此之外,在發(fā)動機部分利用電子技術的內容還有:廢氣再循環(huán)(EGR)、怠速控制(ISC)、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等,它們在不同的車型上都或多或少地被應用。
3,智能可變氣門正時技術(VVT-I) 為了使發(fā)動機獲得*的空然比,使發(fā)動機在不同轉速能得到不同的燃油供應,豐田的智能可變氣門正時技術相當又代表性。 VVT-i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了*氣門正時參數值,曲軸位置傳感器、進氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預定參數值進行對比計算,計算出修正參數并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥,控制閥根據ECU指令控制機油槽閥的位置,也就是改變液壓流量,把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT-i控制器的不同油道上。
電子技術在底盤上的應用:
1.電控自動變速器(ECT) ECT可以根據發(fā)動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數,經過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置,從而實現(xiàn)變速器換擋的*控制,即可得到*擋位和*換擋時間。它的優(yōu)點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統(tǒng)的電子控制裝置,能自動適應瞬時工況變化,保持發(fā)動機以盡可能低的轉速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連接,并通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執(zhí)行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱,而且能實現(xiàn)*的行駛動力性和安全性。 2.防抱死制動系統(tǒng)(ABS) 該系統(tǒng)是一種開發(fā)時間最長、推廣應用最為迅速的重要的安全性部件。它通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達到*滑動率(15-20%),從而使汽車在各種路面上制動時,車輪與地面都能達到縱向的峰值附著系數和較大的側向附著系數,以保證車輛制動時不發(fā)生抱死拖滑、失去轉向能力等不安全的工況,提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性,減小制動距離。驅動防滑系統(tǒng)(ASR)也叫做牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC),是ABS的完善和補充,它可以防止起動和加速時的驅動輪打滑,既有助于提高汽車加速時的牽引性能,又能改善其操作穩(wěn)定性。
3.電子轉向助力系統(tǒng)(EPS) 電子轉向助力系統(tǒng)是用一部直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動機提供動力。這種微機控制的轉向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點,*化的轉向作用力、轉向回正特性,提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性,增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛時的穩(wěn)定性。
4.適時調節(jié)的自適應懸掛系統(tǒng) 自適應懸掛系統(tǒng)能根據懸掛裝置的瞬時負荷,自動地適時調節(jié)懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性,以適應當時的負荷,保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。
5.定速巡行自動控制系統(tǒng)(CCS) 在高速長途行駛時,可采用常速巡行自動控制系統(tǒng),恒速行駛裝置將根據行車阻力自動調整節(jié)氣門開度,駕駛員不必經常踏油門以調整車速。若遇爬坡,車速有下降趨勢,微機控制系統(tǒng)則自動加大節(jié)氣門開度;在下坡時,又自動關小節(jié)氣門開度,以調節(jié)發(fā)動機功率達到一定的轉速。當駕駛員換低速擋或制動時,這種控制系統(tǒng)則會自動斷開。 隨著世界各大汽車產家對汽車安全問題的高度重視,安全氣囊系統(tǒng)、行駛動力學調節(jié)系統(tǒng)(FDR或VDC)、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、照相控制等方面已大量采用了電子新技術。
點火系統(tǒng)
回顧一下汽車上最早的電路非汽油機的點火系統(tǒng)莫屬。要點燃汽缸里的汽油,就必須不停的產生火花,于是那時候的科學家利用了電磁感應原理在汽車內用線圈制造了一個小型變壓器使火花塞瞬間能產生極高的電壓而點火。這項技術在現(xiàn)代的汽車上依然通用!
起動系統(tǒng) 另外一項早期的汽車與電路相關的非起動機莫屬,早期的汽車都是用手搖式起動(就像如今的部分拖拉機),但手搖式對于女性很不方便。于是就又了起動機的發(fā)明,據傳,起動機的發(fā)明是由于一起事故的發(fā)生。一位英國紳士幫一位半路熄火的凱迪拉克姑娘起動汽車時,起動桿反打導致這位紳士死亡,而這位紳士正是當時通用老總的好朋友,于是一場技術攻堅戰(zhàn)在老總的下令下開始展開,起動機通過電能轉化為推動飛輪旋轉的機械能的工作形式也確立了下來。如今的起動機依然是這樣的工作原理,只是做工和耐久度上更加完善了而已。 在很長的一段時間內,汽車上的電子技術也僅僅局限于電機帶動的工作方面,可以說很長一段時間內,汽車僅僅是一個帶了幾個電路的“純”機械怪獸而已。但隨著科學家對電子技術的突破發(fā)展,汽車電子技術也迎來了春天。
汽車電子技術在發(fā)動機上的應用:
1.電子控制噴油裝置(EFI) 在現(xiàn)代汽車上,機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰,電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發(fā)動機始終工作在*狀態(tài),使其在輸出一定功率的條件下*限度地節(jié)油和凈化空氣。經過實驗并修正得到發(fā)動機*工況時的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機的存儲器中,當發(fā)動機工作時,根據各傳感器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發(fā)動機轉速及工作溫度等參數,按預先編好的運算程序進行運算、然后和內存中的*工況的參數進行比較和判斷再調整供油量。這樣就能夠使發(fā)動機一直處于*工作條件下運行,從而使發(fā)動機的綜合性能得到提高。
2.電子點火裝置(ESA) 它由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等幾部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發(fā)動機各種參數進行運算、判斷,然后進行點火時刻的調節(jié),這樣可以節(jié)約燃料,減少空氣污染。此外,新型發(fā)動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為,發(fā)動機電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上,而效果更明顯的則是在環(huán)境保護方面。 除此之外,在發(fā)動機部分利用電子技術的內容還有:廢氣再循環(huán)(EGR)、怠速控制(ISC)、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等,它們在不同的車型上都或多或少地被應用。
3,智能可變氣門正時技術(VVT-I) 為了使發(fā)動機獲得*的空然比,使發(fā)動機在不同轉速能得到不同的燃油供應,豐田的智能可變氣門正時技術相當又代表性。 VVT-i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了*氣門正時參數值,曲軸位置傳感器、進氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預定參數值進行對比計算,計算出修正參數并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥,控制閥根據ECU指令控制機油槽閥的位置,也就是改變液壓流量,把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT-i控制器的不同油道上。
電子技術在底盤上的應用:
1.電控自動變速器(ECT) ECT可以根據發(fā)動機的載荷、轉速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數,經過計算機的計算、判斷后自動地改變變速桿的位置,從而實現(xiàn)變速器換擋的*控制,即可得到*擋位和*換擋時間。它的優(yōu)點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統(tǒng)的電子控制裝置,能自動適應瞬時工況變化,保持發(fā)動機以盡可能低的轉速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連接,并通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執(zhí)行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱,而且能實現(xiàn)*的行駛動力性和安全性。 2.防抱死制動系統(tǒng)(ABS) 該系統(tǒng)是一種開發(fā)時間最長、推廣應用最為迅速的重要的安全性部件。它通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達到*滑動率(15-20%),從而使汽車在各種路面上制動時,車輪與地面都能達到縱向的峰值附著系數和較大的側向附著系數,以保證車輛制動時不發(fā)生抱死拖滑、失去轉向能力等不安全的工況,提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性,減小制動距離。驅動防滑系統(tǒng)(ASR)也叫做牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC),是ABS的完善和補充,它可以防止起動和加速時的驅動輪打滑,既有助于提高汽車加速時的牽引性能,又能改善其操作穩(wěn)定性。
3.電子轉向助力系統(tǒng)(EPS) 電子轉向助力系統(tǒng)是用一部直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動機提供動力。這種微機控制的轉向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來具有部件少、體積小、重量輕的特點,*化的轉向作用力、轉向回正特性,提高了汽車的轉向能力和轉向響應特性,增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛時的穩(wěn)定性。
4.適時調節(jié)的自適應懸掛系統(tǒng) 自適應懸掛系統(tǒng)能根據懸掛裝置的瞬時負荷,自動地適時調節(jié)懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性,以適應當時的負荷,保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。
5.定速巡行自動控制系統(tǒng)(CCS) 在高速長途行駛時,可采用常速巡行自動控制系統(tǒng),恒速行駛裝置將根據行車阻力自動調整節(jié)氣門開度,駕駛員不必經常踏油門以調整車速。若遇爬坡,車速有下降趨勢,微機控制系統(tǒng)則自動加大節(jié)氣門開度;在下坡時,又自動關小節(jié)氣門開度,以調節(jié)發(fā)動機功率達到一定的轉速。當駕駛員換低速擋或制動時,這種控制系統(tǒng)則會自動斷開。 隨著世界各大汽車產家對汽車安全問題的高度重視,安全氣囊系統(tǒng)、行駛動力學調節(jié)系統(tǒng)(FDR或VDC)、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、照相控制等方面已大量采用了電子新技術。