汽车概念的巨大变化

1绪论一、汽车概念的巨大变化汽车普及程度是一个国家工业化的标志，汽车工业是国家支柱产业。汽车概念也发生了巨大变化，表现在如下几个方面：1、用途变化：由传统的代步工具变为移动的空间，可以在车上生活、办公，更为环保。2、特征变化：由传统的机械系统向机电一体化系统转变，由传统的劳动、技术密集型产业向技术、知识密集型产业过渡。3、学科基础变化：在传统的力学、机械、材料等学科的基础上增加了电子、计算机、自动控制、信息技术等学科。二、汽车电子技术的发展过程1、50年代，汽车上出现了最初的电子仪器——电子管收音机；2、60年代中期至70年代末，是局部技术革新阶段。应用电子技术改善部分机械部件的性能，各部件间采用相对独立的自动控制功能。如硅整流交流发电机、发动机晶体管无触点点火、电控燃油喷射、电子时钟等。3、70年代末期至90年代中期，是汽车电子技术雏形形成阶段。在汽车大部件乃至总成的设计和生产中重视“机电一体化”思想、技术，应用电子装置解决复杂的自动控制问题；4、8位微处理器得到广泛应用。如：发动机电子管理系统、动力传动总成控制系统、防抱死系统、主动悬架、电控转向系统、电子仪表群、音响等。4、90年代中期至2010年，是汽车电子技术成熟阶段。出现了汽车电子技术群，诞生了“汽车电子学”这门学科；16、32位微处理器广泛应用，强调整体设计的机电一体化，广泛采用网络、信息技术，使汽车更自动化、智能化，解决汽车与社会联结问题，建立汽车、道路间通讯系统。三、汽车电子技术应用现状1、发动机控制：包括汽油机控制和柴油机控制。2、传动系控制：包括自动变速器、防滑差速器、加速防滑系统、牵引力控制系统。3、行驶系控制：主动悬架。4、制动系控制：ABS系统。5、转向系控制：动力转向装置。6、安全保证及仪表警报：包括电子仪表、防撞雷达、安全气囊、防盗系统、安全带、照明系统监测装置。7、电源系统：包括电压调节和过电压保护。8、舒适性：包括自动空调、自动门窗、座椅调节、门锁控制。9、娱乐通讯：包括音响、通讯、自动导航系统。四、汽车电子技术的发展趋势当前，汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段，它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展，并为汽车上的集中控制提供了基础（例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制）。汽车电子技术成就汽车工业的未来，未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。1、传感器技术由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此，研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器，不仅要能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。2、微处理机技术2微处理机的出现给汽车仪表带来了革命性的变化，世界汽车工业的微处理机用量激增，由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表，不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来，分别显示和打印需要的结果，而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况，还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理机将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。3、软件新技术应用随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也将会增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种软件，并开发出通用的高水平语言，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件，软件总数的增加及其功能的提高，将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。4、智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统（ITS）的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合，它能根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图，可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况，自动筛选出最佳行车路线。未来的某天，路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。5、多通道传输技术多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其它单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口，以便与多通道传输系统相联系。6、数据传输载体方面的电子新技术应用汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统，车用计算机的容量要求更大，计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多，采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质，以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。7、汽车车载电子网络随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中，各从处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能。同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理机收集整理各从处理机的数据，并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。3第一章电控汽油发动机概述第一节电控汽油喷射系统的优点及分类一、化油器式供油系统的不足1、不能满足各工况下发动机对混合气浓度的要求；2、很难保证各气缸混合气浓度完全一样（末端浓）；3、冷启动困难（燃油雾化蒸发性能较差）；4、排放污染大。二、电控汽油喷射的优点1、动力增加（无喉管，进气阻力小，充气量大）；2、各工况下混合气空燃比精确计算，提高经济性、动力性；3、可保证各缸混合气浓度完全相同，且采用较稀混合气；4、喷油雾化质量好，提高抗爆性；5、环保经济。总之，功率提高5%~10%，油耗下降5%~10%，排放降低20%，加速、适应性增加。三、分类1、按控制原理分类：分为机械控制式、机电混合控制式、电子控制式。2、按喷油器布置分类：单点式（节气门上方）、多点式（缸内或进气道）。3、按喷油器喷射方式分类：连续喷射和间歇喷射（可分为异步喷射、同步喷射）。4、按进气量的测量方式分类：间接测量方式（节气门开度和绝对压力）和直接测量方式（体积流量方式和质量流量方式）。第二节电控汽油喷射系统的组成及工作原理一、基本组成1、信号输入装置及输入信号：1）空气流量计2）进气压力传感器3）转速和曲轴位置传感器4）凸轮轴位置传感器5）上止点位置传感器6）缸序判别传感器7）水温传感器8）进气温度传感器9）节气门位置传感器10）氧传感器11）爆震传感器12）大气压力传感器13）车速传感器14）启动信号15）发电机负荷信号16）空调作用信号17）挡位开关信号18）蓄电池电压信号19）离合器开关信号20）刹车开关信号21）动力转向开关信号422）EGR阀位置传感器23）巡行控制开关信号2、ECU1）功能：接收信息、提供参考电压、转化输入信号存储、处理、运算输出命令自我修正2）组成：输入回路A/D转换器微机输出回路3、执行器二、控制内容1、电控燃油喷射1）喷油量控制2）喷油正时控制3）减速、限速断油控制4）燃油泵控制2、电控点火装置1）点火提前角控制2）通电时间和恒定电流控制3）爆震控制3、怠速控制4、排放控制1）EGR排气再循环2）开闭环控制3）二次空气喷射控制4）活性碳罐电磁阀控制5、进气控制6、增压控制7、警告提示8、自诊断9、失效保护10、主电脑故障备用控制系统三、工作过程电控系统工作过程如图1-1所示。图1-1电控系统工作过程图5第二章汽油机燃油喷射系统结构及检测第一节燃油供给系统结构原理及检测一、组成及功能（一）组成：油箱、油泵、滤清器、调压器、喷油器、冷启动喷油器、油管（二）功能：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。二、工作过程如图2-1所示，油泵抽吸油箱内燃油，经燃油滤清器过滤，由压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器和冷启动喷油器，喷油器根据ECU发送的指令将适量燃油喷入各进气歧管或进气总管。图2-1供油系统工作过程图三、燃油供给系统构成件结构原理检测（一）燃油泵及其控制电路1、燃油泵组成及工作原理1）内装泵将泵装在油箱内部，不易产生气阻及燃油泄露。结构：如图2-2所示，由电动机、涡轮泵、单向阀、卸压阀、滤网等组成。图2-2涡轮式电动燃油泵1—前轴承2—电动机定子3—后轴承4—出油阀5—出油口6—卸压阀7—电动机转子8—叶轮9—进油口10—泵壳体11—叶片原理：电动机通电旋转时，带动涡轮泵的叶轮旋转，叶轮上有多个叶片，叶片间有缝隙，泵壳与叶片相对位置开有合适流道，叶轮高速旋转时，圆周槽内燃油也高速旋转，在离心力作用下甩入流道，使燃油出口处油压增高，同时在进口处形成一定真空，很多叶片在沟槽内产生的压力差循环往复，使速度能转化为压力能，燃油输送、油压升高完全是油液分子间动量能的转换实现的。为了减小电动机的体积，将电动机的碳刷纵置，注意与普通电动机区别开来。燃油流经电动机输出时起到了冷却电动机的作用。单向阀可以防止燃油倒流，保持管路残余压力，使燃油沸点升高，汽化困难，减少气阻，方便热启动。燃油泵输出油压达0.4MPa时卸压阀打开，高压油回流，在泵和电动机内部循环，防止损坏管路。电动机开关的时候会产生6微弱的电火花，但不会引起油箱内燃油的燃烧，因为油箱内空气量太少不足以支持燃烧。2）外装泵结构：如图2-3所示，由电动机、滚柱泵、单向阀、卸压阀、滤网组成。原理：泵由转子、泵隔板等组成，转子相对偏心，在电动机的带动下旋转，滚子在离心力作用下甩到外端紧贴隔板运动，从而形成五个工作腔，在运转过程中，入口处油腔容积慢慢增大，出口处容积则慢慢缩小，油就被压出。外装泵在泵油过程中油压有明显的脉动，所以在外装泵的油路上一般装有脉动阻尼器来吸收脉动，降低噪声。图2-3滚柱式电动燃油泵2、油泵的控制1）ECU控制：如图2-4所示，用于D型、L型的热式和卡门式。点火开关接通，主继电器中有电流，触点闭合，开始给电路供电。当启动时，ST端子接通，断路继电器中线圈L2接通，产生吸力使断路继电器触点闭合，电源向油泵供电，油泵工作。启动后，转速传感器将转速信号Ne送入ECU，此时ECU中晶体管Tr导通，断路继电器中线圈L1通电，触点继续闭合，油泵工作。发动机停止运转时，Tr断开，断路继电器触点打开，油泵供电线路中断，油泵停止工作。主继电器，断路继电器输出端有导图2-4ECU控制的油泵电路线与检查插座的相应端子连接。2）油泵开关控制：用于叶片式空气流量计，如图2-5所示。点火开关接通，主继电器中有电流，触点闭合，开始给电路供电。当启动时，ST端子接通，断路继电器中线圈L2接通，产生吸力使断路继电器触点闭合，电源向油泵供电，油泵工作。发动机运转，吸入发动机的空气流经空气流量计，测量板转动，使油泵开关接通，断路继电器中线圈L1通电，触点继续闭合，油泵工作。发动机停转，油泵开关打开，断路图2-5油泵开关控制的油泵电路继电器触点也断开，油泵停止工3）具有转速控制的油泵控制电路（如图2-6所示）在油泵开关控制的电路中增设油泵控制继电器或用一个油泵控制ECU进行控制。发动机低速或中小负荷下运转时，ECU中晶体管导通，油泵控制继电器线圈通电，将电阻串入电路，油泵低速运转。发动机高速或大负荷下运转时，ECU中晶体管切断，触点闭合，油泵直接连电源，7高速运转。图2-6具有转速控制的油泵电路3、油泵的检测1）就车检测（1）用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上。（2）将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。（3）旋开油箱盖能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。（4）若听不到燃油泵的工作声音或