机电一体化在汽车中的应用

论文（设计）题目：机电一体化在汽车中的应用摘要本文从汽车空调、汽车用传感器和电子控制防抱死制动系统几个实例入手，阐述了机电一体化在汽车上的应用。以微机为核心的电子控制取代了传统的纯机械控制，明显地提高了汽车的动力性、加速性、经济性和安全性，降低了环境污染。机电一体化技术将使汽车进入一个崭新的时代。关键词：机电一体化，汽车，传感器，空调，防抱死制动系统AbstractThisarticlefromthecarair-conditioning,automotivesensorsandelectronicallycontrolled[1]anti-lockbrakingsystemisstartingwithsomeexamplesontheintegrationofmechanicalandelectricalapplicationsinthecarontocomputeratthecoreoftheelectroniccontrolreplacedthetraditionalmechanical[2]controlofthepure,cleartoimprovethecar'spowerandacceleration,economyandsafety,reduceenvironmentalpollution.Electromechanical[3]integrationtechnologywillenablevehicletoenteranewtime.Keywords:macaronis,automotive,airconditioning,anti-lockbrakingsystemsensor目录1引言............................................................................................................................12汽车用传感器...........................................................................................................12.1发动机控制用传感器..........................................................................................12.2非发动机用汽车传感器......................................................................................32.2.1车速传感器..........................................................................................31、磁电式车速传感器....................................................................................42、霍尔式车速传感器....................................................................................52.2.2车内、外空气温度传感器.....................................................................61、车内、外空气温度传感器的识别...............................................................62、车内、外空气温度传感器的检测...............................................................63汽车的空调系统........................................................................................................73.1汽车的基本空调系统..........................................................................................73.2基本组成...........................................................................................................73.2.1空调系统的核心——压缩机..................................................................84电子控制防抱死制动系统........................................................................................94.1轮速传感器........................................................................................................94.2压力调节器......................................................................................................124.3电子控制装置..................................................................................................125总结...........................................................................................................................12参考文献.....................................................................................................................14致谢............................................................................................................................1511引言汽车的机电一体化是汽车发展的必然趋势。机电一体化的定义就是运用当今先进的电子技术达到改造各种机械设备的传统电器线路及开发新产品和新的制造方式。机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程以及机床、家电等工业上。现在，无论是实现单机的全自动化操作或者是机组群的联动控制直至整个生产过程的全自动化控制，机电一体化技术都为广大工程技术人员所采用。随着微电子技术、新空调技术、防抱死技术和传感器技术的应用，机电一体化使汽车焕然一新。现代和未来的“汽车”逐步向满足人类需求的“舒适、安全、操纵简便以及节油、污染小”等方向发展。要满足这些需求主要依赖于汽车机电一体化水平的提高，依赖于汽车用电子产品和传感器产品技术水平的提高。2汽车用传感器2.1发动机控制用传感器传感器技术是汽车的机电一体化最重要的一环。现代汽车发动机已实现用微机系统控制，各种传感器的并用使汽车更容易被控制。表2-l汽车用传感器及其检测对象项目检测量及检测对象：温度、冷却水、排出气体(催化剂)、吸入空气、发动机油、室外(内)空气等压力吸气压(计示压力、绝对压力)、大气压、燃烧压、发动机油压、制动压、种种泵压、轮胎压转数与速度曲轴转角、曲轴转数、车轮速度、发动机速度、车速加速度负加速度流量吸入空气量、燃料流量、排气再循环装置、二次空气量液量燃料、冷却水、电池液、洗窗器液、发动机油、制动油位移方位节流阀开口度、排气再循环阀升降度、车高(悬置、位移)、行驶2距离、行驶方位排出气体Ｏ2、CO、NOx、碳氢化合物、集油烟其他转矩、爆震、料酒精成分、湿度、玻璃结霜、鉴别饮酒和睡眠状态、电池、电压、电池储能多寡、灯泡断线、荷重、冲击物、轮胎失效率发动机控制用传感器的精度多以％表示。这个％数值必须在各种不同条件下满足燃料经济性指标和排气污染指标规定的控制，活塞式发动机基本上就是控制曲轴的转角位置。利用传感器可测出曲轴转角位置，计算点火提前角，并用微机计算出发动机转速，其信号以时序脉冲形式输出。燃料供给信号可以用两种方法获得。一种是直接测量空气的质量流量；另一种是检测曲轴位置，再由歧气管绝对压力(MAP)和温度计算出每个汽缸的空气量。燃料控制环路多采用第二种方法或采用测量空气质量流量的方法。因此MAP传感器和空气质量流量传感器都是重要的汽车传感器。MAP传感器有膜盘线性差动变换传感器、电容盒MAP传感器和硅膜压力传感器、空气流量传感器等。离子迁移式、热丝式、叶片式传感器是真正的空气质量流量计。涡流式、祸轮式是测量空气流速的，需把它换算成质量流量。为算出恰当的点火时刻，需要检测曲轴转角指示脉冲、发动机转速和发动机负荷三个参量。其中，发动机负荷可用歧气管负压换算。在美国的发动机控制系统中，虽然前两个参量均用曲轴转角位置传感器测量，但控制环路的组成方法不同。有的系统直接测量歧气管负压，有的系统用类似MAP传感器的传感器测量环境空气压力(AAP)，用减法算出歧气管负压。后者可用准确的环境空气压力完成海拔高度修宽的空燃比范围内的工作，因而并不要求计算化学当量。由于汽车要便于对燃料供给和废气再循环(EGR)环路进行微调，所以在点火环路中，歧气管负排气标准的确定，需从根本上改进发动机的工作状况。为此，很多汽车采用了一种三元催化系统——三元催化剂。只有废气比例较小时，才能有效地净化HC、CO和NOx。所以，发动机必须正确计算化学当量的7％范围内的工作。带催化剂的发动机可看作气体发生器。按要求需在燃料供给环路中加装氧环路，这一环路的关键传感器是氧传感器。它可以检测废气中是否存在过剩的氧气。氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器可以完成此项工作。为了确定发动机的初始条件或随时进行状态修正，还需使用一些其他传感器，如空气温度和冷却水温度传感器等。最新式的汽3车中，不少还安装了爆震传感器，是由于涡轮增压发动机在中间或高负荷状态下振动较大。过去的火花点火发动机是在很从而带来许多问题，安装爆震传感器后，当振动超过某一限度时，就自动推迟点火时间，直至振动减弱到要求范围为止。即发动机在无激烈振动时提前点火，从而找出最佳超前量。2.2非发动机用汽车传感器为了提高汽车的安全、可靠、操纵方便及舒适性，还采用了非发动机用传感器，如表2-2所示。工业自动化领域的各类传感器直接或稍加改进，即可作为汽车非发动机用传感器使用。表2-2非发动机用汽车传感器项目传感器防打滑的制动器对地速度传感器，车辆转速传感器液压转向装量车速传感器，油压传感器速度自动控制系统车速传感器，加速踏板位置传感器轮胎压力传感器自动空调车内温度传感器，吸气温度传感器亮度自动控制光传感器电子式驾驶车速传感器，气流连度传感器自动门锁系统磁传感器2.2.1车速传感器车速传感器检测电控汽车的车速，控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是