汽車新技術(shù)第十五章

汽車新技術(shù)第十五章第15章汽車新技術(shù)10/7/20232安全氣囊SRS(SupplementRestrainSystem)ESP轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)（馬自達(dá)）發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)混合動(dòng)力（豐田）

半球形CVT10/7/202331安全氣囊的分類1.按碰撞類型分正面碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)、側(cè)面碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)和頂部碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)。2.按照安全氣囊安裝數(shù)目分單氣囊系統(tǒng)(只裝在駕駛員側(cè))和雙氣囊系統(tǒng)(駕駛員側(cè)和副駕駛員側(cè)各有一個(gè)安全氣囊)兩種。3.按照安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)分按照安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)可分為電子式和機(jī)電式兩種。10/7/20234安全氣囊工作過程安全氣囊系統(tǒng)的基本組成

10/7/20235安全氣囊系統(tǒng)工作原理

當(dāng)汽車遭受前方一定角度范圍內(nèi)的碰撞時(shí)，安裝在汽車前部和SRSECU內(nèi)部的碰撞傳感器都會(huì)檢測(cè)到汽車突然減速的信號(hào)，并將信號(hào)輸入SRSECU，以便判斷是否發(fā)生碰撞。當(dāng)汽車遭受碰撞且減速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，SRSECU發(fā)出控制指令將氣囊組件中的點(diǎn)火器(電雷管)電路接通，電雷管引爆使點(diǎn)火劑(引藥)受熱爆炸(即電熱處通電發(fā)熱引爆炸藥)。點(diǎn)火劑引爆時(shí)，迅速產(chǎn)生大量熱量，使充氣劑(疊氮化鈉固體藥片)受熱分解并釋放出大量氦氣充入氣囊，氣囊便沖開氣囊組件上的裝飾蓋板鼓向駕駛員和乘員；10/7/20236氣囊引爆過程

(a)撞車10ms后，達(dá)到引爆系統(tǒng)引爆極限，點(diǎn)火器點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器產(chǎn)生氮?dú)猓{駛員仍然直坐著。(b)40ms后，氣囊已完全充脹，駕駛員向前移動(dòng)，安全帶斜系在駕駛員身上并被拉長(zhǎng)，部分沖擊能量已被吸收。(c)80ms后，駕駛員的頭及身體上部沉向氣囊，氣囊后面的排氣孔將氮?dú)庠谝欢▔毫ο聞蛩僖莩觥?d)110ms后，駕駛員向后移動(dòng)回到座椅上，大部分氣體從氣囊中逸出，前方恢復(fù)清晰視野。10/7/20237氣體發(fā)生器

10/7/2023810/7/2023910/7/2023102ESP－電子穩(wěn)定系統(tǒng)

ESP（ElectronicStabilityProgram

）系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器(監(jiān)測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、車輪傳感器(監(jiān)測(cè)各個(gè)車輪的速度轉(zhuǎn)動(dòng))、側(cè)滑傳感器(監(jiān)測(cè)車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài))、橫向加速度傳感器(監(jiān)測(cè)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力)等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號(hào)對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制指令。ESP則能夠探測(cè)和分析車況并糾正駕駛的錯(cuò)誤，防患于未然。ESP對(duì)過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感。

10/7/202311電腦能在一秒鐘之間對(duì)車輪進(jìn)行幾百次的檢測(cè)，并同時(shí)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)十次的操縱，在“抱死-松開-抱死-松開”的循環(huán)工作過程中，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)。安裝了ABS的汽車能顯著改善汽車的制動(dòng)性，具備一定的轉(zhuǎn)向避讓能力。

工作原理10/7/202312（1）防止轉(zhuǎn)向過度的后輪側(cè)滑

在彎道上，一輛具有轉(zhuǎn)向過度特性的車會(huì)在后輪上產(chǎn)生向外拉的效果而跑離彎道；此時(shí)，通過在右前輪上施加制動(dòng)力，ESP會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)具有穩(wěn)定作用的順時(shí)針扭矩，從而將車輛拉回到正確的行駛軌跡上來。

10/7/202313（2）防止轉(zhuǎn)向不足的前輪側(cè)滑

在彎道上，一輛具有轉(zhuǎn)向不足特性的車，在左轉(zhuǎn)向時(shí)，會(huì)在前輪上產(chǎn)生向外拉的效果；而通過ESP在左后輪上施加制動(dòng)力，車輛將被拉回到正確的行駛軌道上來。

10/7/202314EDS－電子差速鎖

EDS（ElectronicDifferentialSystem），又稱為EDL(ElectronicDifferentialLockingTractionControl)。它是ABS的一種擴(kuò)展功能，用于鑒別汽車的輪子是不是失去著地摩擦力，從而對(duì)汽車的加速打滑進(jìn)行控制。

EDS的工作原理：在汽車加速過程中，當(dāng)電子控制單元根據(jù)輪速信號(hào)判斷出某一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，EDS就自動(dòng)開始工作，通過液壓控制單元對(duì)該車輪進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)度的制動(dòng)，從而提高另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。當(dāng)車輛的行駛狀況恢復(fù)正常后，電子差速鎖即停止工作。同普通車輛相比，帶有EDS的車輛可以更好地利用地面附著力，來提高車輛的運(yùn)行性。

10/7/2023153轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：馬自達(dá)汽車公司的核心

1961年，被轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在優(yōu)勢(shì)深深吸引，馬自達(dá)的工程師決定積極大力地進(jìn)行轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷開發(fā)。六年過去了，經(jīng)過無數(shù)個(gè)小時(shí)的努力奮斗，終于在1967年，工程師們自豪地在CosmoSports上安裝了世界上第一臺(tái)雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。今天，馬自達(dá)是世界上唯一生產(chǎn)和銷售轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的公司。

10/7/202316

排量/L

1.308

6擋手動(dòng)模式下

最大功率/kW

176（8500r/min）

最大扭矩/N·m

211（5500r/min）馬自達(dá)1.3LRenesis轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)10/7/202317汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作沖程

10/7/202318對(duì)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個(gè)面之一推向偏心軸的中心（見圖中力PG）。這一運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)分力的力作用下進(jìn)行。一個(gè)是指向輸出軸中心（見圖中的Pb）的向心力，另一個(gè)是使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的切線力（Ft）。

10/7/202319體積小重量輕精簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)

均勻的扭矩特性運(yùn)行更安靜，噪音更小可靠性和耐久性汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)10/7/2023204發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)FSI

普通多點(diǎn)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器是裝在進(jìn)氣歧管上的，汽油在歧管內(nèi)開始混合，然后再進(jìn)入到汽缸中燃燒。而空氣跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理論空燃比）。由于汽油跟空氣是在進(jìn)氣歧管內(nèi)混合，那么他們只能均勻的混合在一起，所以必須達(dá)到理論空燃比才能獲得較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用了稀薄燃燒技術(shù)，就是說它在正常工作情況下的空燃比要大于理論空燃比，混合氣濃度比普通電噴發(fā)動(dòng)機(jī)更低?；旌蠚鉂舛冉档土耍敲唇?jīng)濟(jì)性也隨之提高，跑同樣的路，應(yīng)用稀燃技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)更省油。

10/7/202321當(dāng)空燃比大于理論空燃比時(shí)，由于混合氣濃度降低，那么汽油的發(fā)火性也會(huì)降低。通俗的說汽油就不那么容易被點(diǎn)燃。要獲得更好的點(diǎn)火和燃燒條件，就必須把燃油直接噴射到汽缸中去。通過對(duì)燃燒室內(nèi)部形狀的設(shè)計(jì)，讓混合氣能產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣。這樣才能在保證在順利點(diǎn)火的情況下盡可能的實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。而這種在不同區(qū)域擁有不同混合氣濃度的燃燒技術(shù)叫做分層燃燒技術(shù)。10/7/20232210/7/202323

系統(tǒng)在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)使用了兩次噴射。第一次噴射是在吸氣行程的時(shí)候噴入部分汽油，讓汽油跟空氣能有充分的時(shí)間混合；第二次噴射，是在壓縮終了時(shí)活塞接近上止點(diǎn)的時(shí)候噴入部分汽油，讓火花塞周圍形成較濃的區(qū)域，利于點(diǎn)火。而在整個(gè)壓縮過程中，活塞頂部都在形成強(qiáng)烈的渦流，這樣空氣跟汽油就能混合得更均勻，燃燒更充分。

10/7/202324首先，F(xiàn)IS與普通發(fā)動(dòng)機(jī)顯著的區(qū)別就是它的噴油器安裝在燃燒室上的，汽油直接噴注到汽缸當(dāng)中去。而它的第二次噴射，是在壓縮終了時(shí)進(jìn)行的。此時(shí)汽缸內(nèi)的壓力非常高，油路必須具備比缸內(nèi)更高的壓力才能把汽油有效的噴注到汽缸當(dāng)中去。這就對(duì)整個(gè)燃油供給系統(tǒng)提出了更高的要求。首先要使用高壓汽油泵，燃油管道內(nèi)的壓力提高以后，管道的各個(gè)接頭的密封處的強(qiáng)度也要隨之提高，這樣才能保證在正常使用時(shí)不會(huì)發(fā)生燃油泄露。這樣，對(duì)噴油器的設(shè)計(jì)和制造工藝也提出了更高的要求。由于噴油器是直接安裝在燃燒室上的，那么必須需要噴油器有耐高溫的能力，而且供油壓力提高以后對(duì)噴油嘴的精度也提出了更高的要求，因?yàn)閲娪妥煲诟邷馗邏旱臓顟B(tài)下保證良好的密封性能。

10/7/202325車載電子裝置按照通信的數(shù)據(jù)類型和性能需求被劃歸為四類：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)車身電子系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)信息娛樂系統(tǒng)5車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)10/7/202326網(wǎng)絡(luò)化汽車的優(yōu)點(diǎn)①采用網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)，只需一根通信電纜連接，減少了線束連接，減輕車體質(zhì)量；②無須配電柜，部件數(shù)量減少，可靠性能提高；③可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷、測(cè)試和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)集中顯示、歷史查詢和自診斷等功能，使汽車具有準(zhǔn)黑匣子功能；④電氣信號(hào)傳遞性質(zhì)發(fā)生了變化，由功率型轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑壿嫛毙?；⑤系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng)等。10/7/202327與其他控制現(xiàn)場(chǎng)相比，汽車內(nèi)溫度變化范圍大(-45℃到100℃)，電磁干擾和其他電子噪聲強(qiáng)，環(huán)境惡劣，使得網(wǎng)絡(luò)在車內(nèi)的運(yùn)行可靠性顯得尤為重要。北美汽車制造商和汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)開發(fā)了J1850，這是一個(gè)汽車網(wǎng)絡(luò)的專用協(xié)議。CAN(ControllerAreaNetwork）總線最早是德國(guó)博世公司開發(fā)的，是一種最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)到1Mb/s的實(shí)時(shí)控制總線。目前，CAN在世界范圍得到了廣泛的認(rèn)可和支持。CAN(ControllerAreaNetwork）總線10/7/202328POLO轎車CAN總線的連接形式

10/7/202329汽車通信和多媒體總線結(jié)構(gòu)

針對(duì)多媒體數(shù)字化技術(shù)的日益普及，世界范圍內(nèi)的汽車制造商已就光纖數(shù)據(jù)總線技術(shù)在汽車上的應(yīng)用進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，以滿足汽車對(duì)多媒體數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用方面的需求。1394b以IEEE1394-1995和1394a為基礎(chǔ)，目的是在新型應(yīng)用中普及多媒體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，用來支持車內(nèi)多媒體娛樂的應(yīng)用，如后座娛樂和其他完整的音視頻解決方案。德州儀器公司(TI)率先推出了業(yè)界第一套車用1394b總線解決方案。車用的IDB-1394技術(shù)可在10m塑料光纖(POF)或非屏蔽雙絞五類線(UTP5)上以100Mb/s的速率支持1394b協(xié)議。

10/7/202330IDB-1394其結(jié)構(gòu)10/7/2023316混合動(dòng)力混合動(dòng)力系統(tǒng)，簡(jiǎn)要說來就是采用電動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，通過混合使用熱能和電力兩套系統(tǒng)開動(dòng)汽車，達(dá)到節(jié)省燃料和降低排氣污染的目的。大致上分為：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種。

10/7/20233210/7/20233310/7/20233410/7/20233510/7/202336LEXUSRX400h啟動(dòng)階段10/7/202337低速行駛階段10/7/202338加速階段10/7/202339全速、四輪驅(qū)動(dòng)階段10/7/202340減速、制動(dòng)階段10/7/202341一般行駛階段10/7/2023427半球形CVT10/7/202343半球形CVT半環(huán)形無級(jí)變速器通過改變夾在輸出圓盤和輸入圓盤之間的動(dòng)力滾子中心軸的傾角來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、順暢、連續(xù)無級(jí)差的換檔。這是一種劃時(shí)代的變速器。

人類開發(fā)半環(huán)形無級(jí)變速器的歷史可追溯到1877年。100年后的1978年，NSK正式立項(xiàng)開始研發(fā),整整用了21年的時(shí)間終于率先研制成功并量產(chǎn)投放市場(chǎng)。由于半環(huán)形無級(jí)變速器實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無級(jí)差變速,使換檔過程不僅平緩、順暢、安靜,而且效率高、油耗低,大大降低了有害廢氣排放。它是NSK