汽車構(gòu)造第六章：汽車新技術(shù)介紹

學(xué)習(xí)目標(biāo)1能夠正確認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)7.1發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能決定了汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性等。為了強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，盡可能地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不斷地采用新技術(shù)。7.1.1自動(dòng)啟停系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)是指在車輛行駛過程中，需要臨時(shí)停車時(shí)（如等紅燈、擁堵情況），發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火。當(dāng)需要繼續(xù)行駛的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)的系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)的主要作用是短暫停車時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

1．自動(dòng)啟停系統(tǒng)的工作原理當(dāng)車輛因?yàn)閾矶禄蛟诼房谕Ｖ剐旭倳r(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板并停車摘擋。此時(shí)，自動(dòng)啟停系統(tǒng)便開始自檢，當(dāng)該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)并且變速器處于空擋位置；車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示車速為零；電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次起動(dòng)。當(dāng)滿足這三個(gè)條件后，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要繼續(xù)行駛時(shí)，駕駛員踩下離合器，即可起動(dòng)“啟動(dòng)停止器”，并快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。駕駛員完成掛擋和踩油門動(dòng)作后，車輛便能正常行駛。為了解決一直踩著制動(dòng)踏板的疲勞問題，只需把電子手剎一并開啟，那么發(fā)動(dòng)機(jī)只會(huì)在輕踩油門踏板后起動(dòng)，便不用一直踩住制動(dòng)踏板。對(duì)于裝備自動(dòng)變速器的車輛，行駛中只要直接踩制動(dòng)踏板，當(dāng)車輛完全停止大概2s后，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)自動(dòng)熄火，一直踩著制動(dòng)踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)需要繼續(xù)行駛時(shí)，只要松開制動(dòng)踏板或轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，發(fā)動(dòng)機(jī)便立即自動(dòng)起動(dòng)，使汽車正常行駛，整個(gè)啟停過程自動(dòng)變速器都處于D擋位置。自動(dòng)啟停系統(tǒng)設(shè)置有開關(guān)按鈕，如圖所示?？梢酝ㄟ^該按鈕控制自動(dòng)啟停功能的開啟和關(guān)閉。

2．自動(dòng)啟停系統(tǒng)的利弊分析（1）自動(dòng)啟停技術(shù)對(duì)油耗的影響很多人認(rèn)為在城市道路中頻繁的熄火/起動(dòng)，不僅不能達(dá)到節(jié)油的目的，反而會(huì)增加燃油的消耗。其實(shí)，自動(dòng)啟停系統(tǒng)主要堵車情況下，車輛短時(shí)間停止后再次起動(dòng)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，起動(dòng)阻力較小，此時(shí)起動(dòng)過程的耗油量大致相當(dāng)于怠速工況運(yùn)轉(zhuǎn)0.7s的耗油量。所以，理論上停車超過0.7s就有節(jié)油的效果。（2）頻繁起動(dòng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的影響有人認(rèn)為頻繁的起動(dòng)會(huì)造成活塞磨損，產(chǎn)生的金屬碎屑也會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件的磨損。其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損大多發(fā)生在冷車起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損有80％以上都來自冷起動(dòng)的瞬間，正常怠速運(yùn)行磨損只占20％左右。而自動(dòng)啟停的工作狀態(tài)是熱起動(dòng)，只是在短暫停車時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，再次起動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度還很高，機(jī)油粘稠度較小、流動(dòng)性較強(qiáng)，容易附著在零部件上，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)磨損不會(huì)很大。（3）頻繁起動(dòng)對(duì)蓄電池和起動(dòng)機(jī)壽命的影響頻繁的啟停發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)對(duì)起動(dòng)機(jī)和蓄電池造成傷害。雖然裝備有自動(dòng)啟停系統(tǒng)的車型都會(huì)采用增強(qiáng)型起動(dòng)機(jī)和蓄電池，但在實(shí)際使用中，起動(dòng)機(jī)和蓄電池的故障都會(huì)高于未裝備自動(dòng)啟停系統(tǒng)的普通車輛。增強(qiáng)型的起動(dòng)機(jī)和蓄電池保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高。發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁的啟停對(duì)機(jī)油品質(zhì)要求較高，使更換機(jī)油的費(fèi)用增加。（4）對(duì)積碳的影響當(dāng)堵車比較嚴(yán)重時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅時(shí)間較長(zhǎng)，燃燒室溫度降低，未完全燃燒的碳?xì)溲趸锖褪灂?huì)形成積碳附著在氣缸內(nèi)壁，產(chǎn)生積碳，使油耗增加、動(dòng)力變?nèi)?。發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)在理論環(huán)境下確實(shí)可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，但在嚴(yán)重堵車時(shí)，會(huì)增加蓄電池和起動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)。另外在開空調(diào)的情況下，蓄電池負(fù)擔(dān)較大，為了給下一次起動(dòng)積蓄能量，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)在剛停下不久就再次起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)目前還存在許多弊端，當(dāng)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)會(huì)日趨完善。7.1.2汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)傳統(tǒng)的汽油機(jī)是往進(jìn)氣歧管中噴油，在進(jìn)氣歧管中與空氣形成混合氣，然后進(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒。噴油嘴與燃燒室之間有一定的距離，微小的油粒會(huì)吸附在管道內(nèi)壁上，并且汽油與空氣的混合受進(jìn)氣氣流和氣門關(guān)閉的影響較大。而缸內(nèi)直噴是將燃油直接噴射到氣缸內(nèi)，在氣缸內(nèi)與空氣混合。ECU可以根據(jù)吸入的空氣量精確地控制燃油的噴射量和噴射時(shí)間，高壓的燃油噴射系統(tǒng)可以使油氣的霧化和混合效率更加優(yōu)異，使混合氣體燃燒更加充分，從而降低油耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示。

1．缸內(nèi)直噴的工作原理缸內(nèi)直噴技術(shù)采用了均質(zhì)燃燒和分層燃燒兩種不同的燃燒模式。均質(zhì)燃燒是指在進(jìn)氣行程后期向燃燒室內(nèi)噴入燃油，在進(jìn)氣行程與壓縮行程中完成與空氣的充分混合，并在點(diǎn)火時(shí)刻使缸內(nèi)形成較為均勻的混合氣，確保穩(wěn)定點(diǎn)火。分層燃燒是指在壓縮行程噴入燃油，隨著壓縮行程的進(jìn)行，燃油與空氣混合，直至點(diǎn)火時(shí)刻，從火花塞處至缸壁，燃油濃度由濃到稀，保證有效點(diǎn)火，有利于火焰的傳播，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油和空氣混合主要有三種方式，即噴射引導(dǎo)、壁面引導(dǎo)和氣流引導(dǎo)，如圖所示。噴射引導(dǎo)方式是噴油器設(shè)計(jì)在缸蓋頂部，火花塞設(shè)計(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)面，在火花塞周圍易形成較濃的混合氣。這種布置方式比較適合于分層稀薄燃燒，具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。壁面引導(dǎo)方式是噴油器側(cè)置，火花塞頂置。通過活塞頂部的特殊形狀引導(dǎo)油束運(yùn)動(dòng)并與空氣混合。此種方式可以在火花塞周圍形成較大面積的可燃區(qū)域。氣流引導(dǎo)方式同樣采用噴油器側(cè)置、火花塞頂置的形式。利用進(jìn)氣時(shí)形成的滾流強(qiáng)化油氣混合。壁面引導(dǎo)和氣流引導(dǎo)方式結(jié)構(gòu)形式相似，多用于均質(zhì)燃燒模式。2．缸內(nèi)直噴的優(yōu)缺點(diǎn)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)與進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）當(dāng)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷或全負(fù)荷工況時(shí)，在進(jìn)氣行程中將燃油噴入燃燒室，因?yàn)橛褪囊苿?dòng)速度小于活塞的下行速度，所以油束周圍的壓力較低，使燃油迅速的擴(kuò)散蒸發(fā)，而形成均質(zhì)燃燒混合氣。另外，燃油蒸發(fā)吸收熱量使氣缸內(nèi)溫度降低，增強(qiáng)了抗爆震性能。因此缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以用較高的壓縮比，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，壓縮比一般可提高至11～14。由于缸內(nèi)溫度降低，提高了充量系數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)有較大的輸出功率。當(dāng)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在壓縮行程中進(jìn)行燃油噴射，利用氣缸內(nèi)滾流的運(yùn)動(dòng)促進(jìn)油氣混合，在火花塞電極附近形成適宜點(diǎn)火的燃油混合氣，并且燃油混合氣濃度在燃燒室內(nèi)呈梯度分布，可實(shí)現(xiàn)較大的空燃比，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，分層燃燒模式使燃燒發(fā)生在燃燒室的中心區(qū)域，被周邊的空氣隔絕，有效地防止了熱量傳遞給缸體水套，可減少熱量損失，提高燃燒的熱效率。進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在冷起動(dòng)過程中，氣缸內(nèi)溫度低，油氣蒸發(fā)不完全，使實(shí)際噴油量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過按理論空燃比計(jì)算得到的噴油量，而且在冷起動(dòng)時(shí)易出現(xiàn)失火或不完全燃燒現(xiàn)象，使HC排放增加。而缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以精確控制每個(gè)循環(huán)的空氣與燃油比例，結(jié)合分層燃燒直接起動(dòng)技術(shù)，可降低冷起動(dòng)時(shí)的HC排放，瞬態(tài)響應(yīng)好。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)各缸的實(shí)際需求進(jìn)行燃油噴射，可減少各缸之間的差異，提高各缸均勻性。一般情況下，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的各缸均勻性可控制在3%以內(nèi)。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：由于缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，在壓縮行程后期噴入燃油，燃油和空氣沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行混合，使燃油蒸發(fā)慢。同時(shí)形成的可燃混合氣在燃燒室內(nèi)分布不均勻，部分區(qū)域的燃油混合氣濃度偏大，產(chǎn)生的NOx增加。另外，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)大部分運(yùn)行工況都處于部分負(fù)荷，燃燒經(jīng)常在過量空氣系數(shù)較大的條件下進(jìn)行，導(dǎo)致排氣中含氧量較多且排氣溫度較低。在中、小負(fù)荷時(shí)HC、顆粒排放物增加，三元催化器達(dá)不到最佳的轉(zhuǎn)化溫度，對(duì)氮氧化物的轉(zhuǎn)化效率低，難以滿足嚴(yán)格的排放要求。

3．雙噴射系統(tǒng)雙噴射系統(tǒng)是在缸內(nèi)直噴的基礎(chǔ)上增加了一套進(jìn)氣道噴射裝置，如圖所示。雙噴射系統(tǒng)是將進(jìn)氣道噴射和缸內(nèi)噴射的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，在提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的基礎(chǔ)上，降低有害物質(zhì)的排放，達(dá)到排放要求。（1）雙噴射燃油供給系統(tǒng)歧管噴油器（低壓噴射系統(tǒng)）由燃油箱內(nèi)的預(yù)供油燃油泵提供噴射壓力，低壓燃油導(dǎo)軌與高壓油泵相連的目的是利用低壓燃油冷卻高壓油泵，而不是通過高壓油泵進(jìn)行增加。缸內(nèi)噴油器（高壓噴射系統(tǒng)）由高壓油泵提供壓力，高壓油泵將燃油再次升壓后送入高壓燃油導(dǎo)軌。燃油供給系統(tǒng)如圖所示。（2）雙噴射系統(tǒng)工作模式雙噴射系統(tǒng)有低壓?jiǎn)螄娚?、高壓?jiǎn)螄娚洹⒏邏弘p重噴射和高壓三重噴射等4種工作模式。低壓?jiǎn)螄娚涓邏簡(jiǎn)螄娚涓邏弘p重噴射高壓三重噴射發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)且冷卻液溫度低于45℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮行程采用高壓三重噴射模式；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)起動(dòng)，但冷卻液溫度還未達(dá)到45℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程和壓縮行程采用高壓雙重噴射模式；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)荷工況下運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過45℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)采用低壓?jiǎn)螄娚淠Ｊ?，降低燃油消耗；?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)基于高性能的需求，采用高壓?jiǎn)螄娚淠Ｊ?；?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速全負(fù)荷工況下運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程和壓縮行程采用高壓雙重噴射模式。7.1.3發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒技術(shù)稀薄燃燒是指通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)混合氣的空燃比，使混合氣在空燃比大于理論空燃比數(shù)值的狀態(tài)下燃燒。稀薄燃燒最大的特點(diǎn)是燃燒效率高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，并且還能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，很多中高檔轎車已采用了稀薄燃燒技術(shù)。汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)采用缸內(nèi)直噴方式，將高壓燃油直接噴入活塞頂部的深坑型燃燒室內(nèi)，配合進(jìn)氣渦流及燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)，形成分層燃燒。同時(shí)精確控制氣缸內(nèi)的燃油噴射量和噴射時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)空燃比為50：1的超稀薄燃燒。再結(jié)合提高壓縮比和廢氣再循環(huán)技術(shù)，可有效地改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放特性。汽油機(jī)缸內(nèi)直噴稀薄燃燒技術(shù)已成為汽油機(jī)的發(fā)展方向。

1．實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下三個(gè)主要方面：（1）提高壓縮比采用緊湊型燃燒室，通過改進(jìn)進(jìn)氣口位置使氣缸內(nèi)形成較強(qiáng)的空氣運(yùn)動(dòng)旋流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點(diǎn)火距離；提高壓縮比至13：1左右，促使燃燒速度加快。（2）分層燃燒如果混合比達(dá)到25:1以上，按常規(guī)方法是無法點(diǎn)燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運(yùn)動(dòng)在火花塞周圍形成易于點(diǎn)火的濃混合氣（混合比達(dá)到12:1左右），外層逐漸稀薄。濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速波及外層。為了提高燃燒的穩(wěn)定性和降低氮氧化物（NOx）的排放，目前采用燃油噴射定時(shí)與分段噴射技術(shù)，將噴油分成進(jìn)氣初期噴油和進(jìn)氣后期噴油兩個(gè)階段。進(jìn)氣初期噴油使燃油首先進(jìn)入缸內(nèi)下部隨后在缸內(nèi)均勻分布。進(jìn)氣后期噴油使?jié)饣旌蠚庠诟變?nèi)上部聚集在火花塞四周被點(diǎn)燃，實(shí)現(xiàn)分層燃燒。（3）高能點(diǎn)火高能點(diǎn)火和寬間隙火花塞有利于火核形成，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，燃燒速度快，稀燃極限大。有些稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙火花塞或者多極火花塞裝置來達(dá)到上述目的。

2．稀薄燃燒的方式及特點(diǎn)汽油機(jī)稀薄燃燒包括進(jìn)氣道噴射稀薄燃燒系統(tǒng)（PFI）、缸內(nèi)直噴稀薄燃燒系統(tǒng)（GDI）和均質(zhì)混合氣壓燃系統(tǒng)（HCCI）。汽油機(jī)稀薄燃燒PFIGDIHCCI（1）進(jìn)氣道噴射稀薄燃燒系統(tǒng)（PFI）普通汽油機(jī)工作時(shí)的空燃比為10～20，而稀薄燃燒汽油機(jī)的空燃比要大得多。為了保證可靠點(diǎn)火，點(diǎn)燃式稀燃汽油機(jī)在點(diǎn)火瞬間火花塞周圍必須形成易于點(diǎn)燃的空燃比為12.0～13.5的濃混合氣。這就要求混合氣在氣缸內(nèi)非均質(zhì)分布。要實(shí)現(xiàn)混合氣的非均質(zhì)分布，必須使混合氣在氣缸內(nèi)分層?；旌蠚夥謱又饕揽繗饬鞯倪\(yùn)動(dòng)結(jié)合適時(shí)的噴油實(shí)現(xiàn)。進(jìn)氣道噴射稀薄燃燒系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)氣流在氣缸內(nèi)的流動(dòng)形式不同，可分為軸向分層和縱向（滾流）分層2種。

1）軸向分層稀薄燃燒軸向分層稀薄燃燒一般是在進(jìn)氣后期進(jìn)行燃油噴射，通過氣缸內(nèi)的渦流運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)混合氣分層的作用，而噴油時(shí)刻決定濃混合氣在缸內(nèi)的位置。如圖所示，在進(jìn)氣行程初期隨著活塞的向下運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)形成較強(qiáng)的渦流。通過對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的合理配置，使該渦流的軸心與氣缸中心大體一致，形成沿氣缸軸線的渦流運(yùn)動(dòng)。通過控制噴油時(shí)刻，使噴油器在進(jìn)氣后期噴射燃油。燃油混合氣最后進(jìn)入氣缸，在氣缸內(nèi)形成上濃下稀的分層效果。在壓縮行程后期，雖然隨著活塞的上行渦流逐漸衰減，但渦流的分層效果仍大體一直保持到壓縮上止點(diǎn)，以利于點(diǎn)火燃燒。在這種燃燒系統(tǒng)中影響稀燃效果的主要因素是氣缸內(nèi)渦流的強(qiáng)度和噴油時(shí)刻。一般情況下，渦流強(qiáng)度越強(qiáng)，氣缸內(nèi)混合氣上下混合的趨勢(shì)就越小，分層效果越好；渦流強(qiáng)度越弱，分層效果越差。而噴油時(shí)刻則決定了氣缸內(nèi)混合氣濃度梯度的分布形式。在進(jìn)氣行程后期噴油，將形成上濃下稀的梯度分布；在進(jìn)氣行程前期噴油，則形成上稀下濃的梯度分布。氣缸內(nèi)渦流的強(qiáng)度噴油時(shí)刻

2）縱向（滾流）分層稀薄燃燒縱向（滾流）分層稀薄燃燒是利用滾流式進(jìn)氣道，進(jìn)氣過程中在氣缸內(nèi)繞垂直于氣缸中心線且平行于曲軸軸線產(chǎn)生縱向滾流，配合噴射方式在氣缸內(nèi)形成混合氣濃度梯度分布，如圖所示。噴油器在進(jìn)氣歧管中心布置，順氣流沿氣門方向噴油。在滾流作用下，濃混合氣經(jīng)過氣缸中央布置的火花塞，兩側(cè)為空氣，實(shí)現(xiàn)橫向混合氣濃度梯度分布，空燃比可達(dá)到23，經(jīng)濟(jì)性可提高6%～8%，NOx排放可降低80%。（2）缸內(nèi)直噴稀薄燃燒系統(tǒng)（GDI）缸內(nèi)直噴汽油機(jī)的噴油器安裝在燃燒室內(nèi)，在氣缸內(nèi)更容易形成不均勻的混合氣濃度梯度分布，消除了氣道油膜蒸發(fā)量對(duì)缸內(nèi)混合氣質(zhì)量的影響，更容易實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，且混合氣空燃比范圍更廣，有利于進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放特性。

1）缸內(nèi)直噴分層稀薄燃燒缸內(nèi)直噴分層稀薄燃燒如圖所示。缸內(nèi)直噴噴油器的啟噴壓力為2MPa，采用螺旋氣道在缸內(nèi)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流，沿氣流方向火花塞布置在噴油器下游的油束下方。噴油器順氣流噴射時(shí)在氣缸內(nèi)氣流的作用下噴霧偏向火花塞方向擴(kuò)散，形成火花塞附近為濃混合氣的分層分布。對(duì)應(yīng)噴射時(shí)間控制點(diǎn)火時(shí)刻實(shí)現(xiàn)可靠著火，并向稀薄混合氣擴(kuò)散燃燒。已燃?xì)怏w被氣流帶離火花塞區(qū)，新鮮氣體被帶入噴油區(qū)，依次循環(huán)工作。發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比可提高到12，從而提高熱效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

2）缸內(nèi)直噴滾流分層稀薄燃燒缸內(nèi)直噴滾流分層稀薄燃燒有切向進(jìn)氣道和直立進(jìn)氣道2種組織滾流的方式。切向進(jìn)氣道直立進(jìn)氣道采用切向進(jìn)氣道利用燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀，在壓縮過程中，氣缸內(nèi)形成壓縮滾流，隨著壓縮行程的進(jìn)行滾流越來越強(qiáng)，并配合噴射時(shí)間，在缸內(nèi)形成不同的混合氣濃度分層分布，如圖所示。缸內(nèi)直噴滾流分層稀薄燃燒的空燃比可達(dá)到40，燃油經(jīng)濟(jì)性提高30%，采用40％的EGR率可降低NOx排放達(dá)90%。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況控制噴油器噴射時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)均質(zhì)燃燒和分層燃燒，也可從小負(fù)荷到大負(fù)荷實(shí)現(xiàn)分層稀薄燃燒。采用直立式進(jìn)氣道進(jìn)氣過程中在氣缸內(nèi)直接產(chǎn)生進(jìn)氣滾流，結(jié)合壓縮過程中不斷加強(qiáng)的滾流強(qiáng)度控制最佳噴射時(shí)間，在缸內(nèi)形成混合氣濃度的分層分布，如圖所示，空燃比可達(dá)到50，能有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放特性。（3）均質(zhì)混合氣壓燃系統(tǒng)（HCCI）均質(zhì)混合氣壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)的汽油機(jī)一樣，都是向氣缸內(nèi)注入均勻的燃油混合氣。但傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通過火花塞點(diǎn)燃混合氣，而均質(zhì)混合氣壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火過程與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)類似，通過壓縮混合氣，使混合氣溫度升高到一定程度而自行燃燒。由于采用壓縮點(diǎn)燃的方式，可以采用相當(dāng)稀薄的混合氣。采用均質(zhì)混合氣壓燃系統(tǒng)的汽油機(jī)的壓縮比較高，當(dāng)壓縮行程快結(jié)束時(shí)，噴油器把燃油噴入氣缸，燃油在壓縮行程完成時(shí)在氣缸內(nèi)分布均勻。此時(shí)氣缸的壓力使均勻分布的油滴自燃，所有的燃料在同一時(shí)刻燃燒，提高了燃油的使用效率。均質(zhì)混合氣壓燃汽油機(jī)采用預(yù)混的均勻混合氣，混合氣自燃。從表面上看，是點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)的結(jié)合。實(shí)際上均質(zhì)壓燃汽油機(jī)的燃燒過程與點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)的燃燒過程都不同。而理想狀態(tài)的均質(zhì)壓燃燃燒過程是非擴(kuò)散的，是在整個(gè)燃燒室內(nèi)同時(shí)發(fā)生均勻的燃燒。點(diǎn)燃式汽油機(jī)和壓燃式柴油機(jī)都是擴(kuò)散燃燒，點(diǎn)燃式汽油機(jī)主要利用熱擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)火焰?zhèn)鞑?。壓縮式柴油機(jī)主要依靠燃油蒸氣和氧氣的擴(kuò)散現(xiàn)象促進(jìn)混合氣形成，燃燒速率取決于混合氣的形成速率。7.1.4復(fù)合火花點(diǎn)火系統(tǒng)復(fù)合火花點(diǎn)火系統(tǒng)是在半球形燃燒室的兩側(cè)對(duì)稱布置兩個(gè)型號(hào)相同的火花塞，如圖所示。兩個(gè)火花塞與燃燒室中心的距離相等。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或低速運(yùn)行時(shí)，仍采用單火花點(diǎn)火。正常工況下，兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火。

1．復(fù)合火花點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)復(fù)合火花點(diǎn)火系統(tǒng)的兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火使混合氣爆炸燃燒，急速形成較強(qiáng)烈的渦流，加快了火焰的傳播速度，同時(shí)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短一半，燃燒所用的時(shí)間也相應(yīng)縮短，大幅度提高了熱量利用率。由于燃燒時(shí)間縮短，最大扭矩的點(diǎn)火提高角可以顯著推遲。因此，點(diǎn)火時(shí)燃燒室混合氣的溫度和壓力都較高，有利于著火和快速燃燒?；旌蠚庠谌紵覂?nèi)在空間和時(shí)間上都是不均勻的，因此存在火花塞點(diǎn)火的著火概率問題。而兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火，使著火概率提高一倍。在稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，利用雙火花塞的高能點(diǎn)火也是有利的?？蓪?shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

2．復(fù)合火花與廢氣再循環(huán)聯(lián)姻點(diǎn)火采用廢氣再循環(huán)裝置是降低廢氣排放的有效措施，有利于大幅度減少NOX的排放量。而復(fù)合火花點(diǎn)火技術(shù)與排氣再循環(huán)裝置（EGR）聯(lián)姻后，不但NOX排放量可大幅度降低（降低40％-70％），而且更有利于節(jié)油。因?yàn)樗粌H可以減少節(jié)流損失，降低燃燒溫度，減少冷卻損失，還可以使參與燃燒的氣體數(shù)量增加，使工況質(zhì)量組成發(fā)生變化，改變工況質(zhì)量的絕熱指數(shù)，使熱效率提高。雙火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)不僅加強(qiáng)了廢氣再循環(huán)的節(jié)油作用，同時(shí)還加快燃燒速度，縮短燃燒時(shí)間。使用復(fù)合火花點(diǎn)火系統(tǒng)后可使廢氣再循環(huán)率提高15％-20％。在燃燒稀混合氣的情況下，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)油。試驗(yàn)結(jié)果表明：把點(diǎn)火時(shí)刻調(diào)節(jié)到最佳扭矩，最小點(diǎn)火提前角，最低NOX排放量時(shí)，與常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，復(fù)合火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗可降低10％以上。復(fù)合火花與廢氣再循環(huán)聯(lián)姻點(diǎn)火工作原理如圖所示。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，將可燃混合氣壓縮至終點(diǎn)后，兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火，使混合氣急速爆炸燃燒，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)做功。排氣門打開后，小部分的高溫高壓廢氣從排氣管上的開口處快速流入廢氣再循環(huán)控制閥，廢氣再循環(huán)控制閥根據(jù)車輛的行駛速度和負(fù)荷等不同工況，控制廢氣的引入量，然后通過進(jìn)氣管上的開口進(jìn)入氣缸，將一小部分的排放廢氣引入燃燒室內(nèi)。7.1.5可變壓縮比技術(shù)壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度，是影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要參數(shù)之一。一般來說，壓縮比越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能就越好。對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)槿紵胰莘e和氣缸工作容積都是固定不變的，所以其壓縮比也是固定不變的。現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比一般為8～12，柴油機(jī)的壓縮比一般為12～22。

1．可變壓縮比技術(shù)的作用可變壓縮比技術(shù)主要運(yùn)用于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，目的是提高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)楣潭ǖ膲嚎s比不能充分發(fā)揮增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了防止爆燃，其壓縮比低于自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。在增壓壓力低時(shí)，熱效率降低，使燃油經(jīng)濟(jì)性下降。特別是在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于增壓度上升緩慢，在低壓縮比情況下，轉(zhuǎn)矩上升也很緩慢，導(dǎo)致增壓滯后現(xiàn)象，即增壓作用后，要等發(fā)動(dòng)機(jī)加速至一定轉(zhuǎn)換后增壓系統(tǒng)才能起到作用。而可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)在增壓壓力低的低負(fù)荷工況使壓縮比提高，在高增壓的高負(fù)荷工況下再適當(dāng)減低壓縮比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)工況范圍內(nèi)有效提高熱效率。隨著負(fù)荷的變化連續(xù)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，可以最大限度的發(fā)掘發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，使其在任何工況下，都能有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。對(duì)于裝備可變壓縮技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在小負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率低，相應(yīng)的綜合性能比較差，此時(shí)可用較大的壓縮比。在大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了防止發(fā)生爆燃而使熱負(fù)荷過高，可以用較小的壓縮比。

2．可變壓縮比技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案發(fā)動(dòng)機(jī)可變壓縮比技術(shù)可通過如下幾個(gè)方案來實(shí)現(xiàn)：改變氣缸蓋的結(jié)構(gòu)改變氣缸體的結(jié)構(gòu)改變活塞及曲柄連桿的結(jié)構(gòu)（1）改變氣缸蓋的結(jié)構(gòu)薩博SVC可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)是讓氣缸蓋與氣缸體通過一組搖臂連接在一起，搖臂可以在ECU的控制下改變一定的角度，使燃燒室的體積發(fā)生改變，從而達(dá)到改變壓縮比的目的，結(jié)構(gòu)如圖所示。由于該發(fā)動(dòng)機(jī)比普通發(fā)動(dòng)機(jī)多出了一套搖臂裝置，所以它比普通發(fā)動(dòng)機(jī)多一套冷卻系統(tǒng)，通過氣缸蓋和氣缸套周圍的冷卻水散熱。由于氣缸蓋和氣缸體會(huì)發(fā)生移位，在氣缸蓋和氣缸體之間設(shè)計(jì)了一組橡膠套，起到密封作用。（2）改變氣缸體的結(jié)構(gòu)法國(guó)標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)的VCRi技術(shù)的壓縮比可變范圍更大，但由于特殊液壓控制裝置的存在，較大地增大了氣缸體的體積，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)小型化。VCRi技術(shù)的活塞和連桿是一體的，只作垂直方向運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的沖擊力不會(huì)使活塞產(chǎn)生較大的向氣缸壁擠壓的分力，降低活塞與氣缸之間的摩擦，降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)阻力，如圖所示。（3）改變活塞及曲柄連桿的結(jié)構(gòu)英菲尼迪VC-Turbo發(fā)動(dòng)機(jī)通過在傳統(tǒng)的活塞連桿機(jī)構(gòu)上增加多連桿連接機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)活塞行程的增加或減少，如圖所示。根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)和駕駛員的操作，智能選擇最佳壓縮比。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，提高壓縮比以達(dá)到提升燃燒效率的目的；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)，降低壓縮比以達(dá)到減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的目的。當(dāng)需要改變壓縮比時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)整執(zhí)行器臂，執(zhí)行器臂旋轉(zhuǎn)控制軸當(dāng)控制軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用在下連桿上，改變多連桿的角度，多連桿調(diào)節(jié)活塞在氣缸內(nèi)上止點(diǎn)的高度，改變壓縮比學(xué)習(xí)目標(biāo)2能夠正確認(rèn)識(shí)純電動(dòng)汽車6.2純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車是指僅用動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)能源的汽車，它利用動(dòng)力電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過動(dòng)力電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車前進(jìn)。它是涉及機(jī)械學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電化學(xué)、電機(jī)學(xué)、微電子與計(jì)算機(jī)控制等多種學(xué)科的高科技產(chǎn)品，如圖所示。6.2.1純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)純電動(dòng)汽車主要由車載電源、電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和車身及底盤等組成，如圖所示。

1．車載電源純電動(dòng)汽車以動(dòng)力電池組作為車載電源，用周期性的充電來補(bǔ)充電能。動(dòng)力電池組是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵設(shè)備，動(dòng)力電池組儲(chǔ)存的電能、電池組本身的質(zhì)量和體積，對(duì)純電動(dòng)汽車的性能起決定性影響，也是發(fā)展純電動(dòng)汽車的主要研究和開發(fā)對(duì)象。動(dòng)力電池組提供約155～380V高壓直流電使驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，另外還通過DC/DC轉(zhuǎn)換器，供應(yīng)12V或24V低壓直流電，并儲(chǔ)存在低壓電池組中，作為儀表、照明和信號(hào)裝置的工作電源。目前動(dòng)力電池的發(fā)展已經(jīng)過了三個(gè)歷程，如圖所示。第一代是鉛酸電池。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、成本低。但比能量和比功率低，不能滿足純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程和動(dòng)力性能的要求；第二代是高能電池，包括鎳-鎘電池、鎳-氫電池和鋰離子電池等。優(yōu)點(diǎn)是比能量和比功率都比鉛酸電池高，大大提高了純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程和動(dòng)力性能。但需要復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，并且各種電池對(duì)充電技術(shù)有不同要求。另外電化學(xué)電池中的活性物質(zhì)在使用一定期限后，容易老化變質(zhì)以致完全喪失充電和放電功能而報(bào)廢；第三代是飛輪電池和超級(jí)電容器，飛輪電池是電能-機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換的電池。超級(jí)容量器是電能-電位能-電能轉(zhuǎn)換的電池。這兩種儲(chǔ)能器在理論上都具有很大的轉(zhuǎn)換能力，而且充放電方便迅速，尚處于研制階段。

2．電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)是對(duì)動(dòng)力電池組充電與放電時(shí)的電流、電壓、放電深度、再生制動(dòng)反饋電流和電池溫度等進(jìn)行控制。電池管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池組及其每一單體電池進(jìn)行監(jiān)控，保持各單體電池間的一致性。防止個(gè)別電池性能變化后，影響整個(gè)動(dòng)力電池組的性能。

3．驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車行駛的唯一動(dòng)力裝置，如圖所示。主要類型有直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。純電動(dòng)汽車有再生制動(dòng)的功能。制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，一般可回收10%～15%的能量，有利于延長(zhǎng)汽車的續(xù)航里程。

4．控制系統(tǒng)純電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)主要是對(duì)動(dòng)力電池組的管理和對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制。汽車行駛過程中，加速踏板、制動(dòng)踏板的機(jī)械位移行程量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入中央控制器，通過動(dòng)力控制模塊控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。控制系統(tǒng)還用于計(jì)算動(dòng)力電池組剩余電量和汽車剩余的續(xù)航里程，對(duì)整車低壓系統(tǒng)的電子、電器裝置進(jìn)行控制等。5．安全保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)力電池組具有高壓直流電，必須設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，確保駕駛員、乘員和維修人員在駕駛、乘坐和檢修時(shí)的安全。純電動(dòng)汽車還配備電氣裝置的故障自檢和故障報(bào)警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)控制汽車不能起動(dòng)，防止事故的發(fā)生。

6．車身及底盤純電動(dòng)汽車的車身及底盤如圖所示。動(dòng)力電池組的質(zhì)量比較大，為了減輕整車質(zhì)量，純電動(dòng)汽車的車身和底盤部位采用輕質(zhì)材料制造。動(dòng)力電池組占據(jù)的空間大，在底盤布置上還要有充足的空間，并且要求線路連接、充電、檢查和拆裝方便，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力電池組的整體機(jī)械式拆裝。另外，車身造型特別重視流線型，以降低空氣阻力系數(shù)。純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油汽車組成的區(qū)別，如表所示。表

純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃油汽車組成的區(qū)別組成要素純電動(dòng)汽車常規(guī)汽車能量補(bǔ)給方式從電網(wǎng)充電從加油站加油車載能量源動(dòng)力電池組汽（柴）油箱動(dòng)力裝置電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)變速器等離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器等輔助系統(tǒng)車身電氣、低壓供電、整車控制、制動(dòng)/空調(diào)/轉(zhuǎn)向等車身電氣、低壓供電、制動(dòng)/空調(diào)/轉(zhuǎn)向等純電動(dòng)汽車按工作原理劃分，主要由電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)三部分組成。6.2.2純電動(dòng)汽車的工作原理電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電源系統(tǒng)輔助系統(tǒng)1．工作原理描述純電動(dòng)汽車行駛時(shí)，電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，控制單元根據(jù)加速踏板和制動(dòng)踏板的輸入信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令，對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、加速、減速和制動(dòng)控制，并能夠?qū)⑵囓囕喌膭?dòng)能轉(zhuǎn)換為電能充入動(dòng)力電池。機(jī)械傳動(dòng)裝置將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的車輪，使汽車前進(jìn)或后退。工作原理如圖所示。正常行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)揮其主要的驅(qū)動(dòng)功能，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在減速或下坡滑行時(shí)又能進(jìn)行發(fā)電，將車輪的慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。機(jī)械傳動(dòng)裝置將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸給汽車的車輪，使汽車前進(jìn)或后退。工作原理如圖所示。

2．純電動(dòng)汽車的布置形式純電動(dòng)汽車的布置是指電源、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置的具體布置形式。由于純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其減速器的體積和質(zhì)量比內(nèi)燃機(jī)要小，動(dòng)力電池組雖然質(zhì)量和體積較大，但可以分散布置，所以純電動(dòng)汽車的總體布置比較靈活。從電氣控制的角度講，在純電動(dòng)汽車總體布置時(shí)，應(yīng)使動(dòng)力電池組到控制器再到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的大電流回路盡可能短，以減小回路的電壓損失，保證汽車的動(dòng)力性和續(xù)航里程的要求。電源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置純電動(dòng)汽車的布置形式主要有電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式和雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)等幾種形式。純電動(dòng)汽車的布置形式電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)（1）電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)的布置形式與內(nèi)燃機(jī)汽車類似，將電動(dòng)機(jī)放置在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、減速器、差速器傳至半軸及車輪，如圖所示。這種布置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)燃油汽車結(jié)構(gòu)類似，可以在內(nèi)燃機(jī)汽車的基礎(chǔ)上改裝，其傳動(dòng)裝置和技術(shù)比較成熟。另外只需一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，控制電路簡(jiǎn)單。（2）電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的布置形式是將電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的減速器安裝在車輪上，如圖所示。這種布置形式可以省略傳動(dòng)軸和差速器等裝置，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但需要兩臺(tái)或四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，控制電路比較復(fù)雜。（3）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋組合式布置形式取消了離合器和變速器，但有減速差速機(jī)構(gòu)，由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)，如圖所示。這種布置形式對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的要求較高，不僅要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證純電動(dòng)汽車在起動(dòng)、爬坡和加速超車時(shí)的動(dòng)力性。（4）雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)是將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)裝到驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換，如圖所示。這種布置形式同樣對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有較高的要求，要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和后備功率。同時(shí)，還要求控制系統(tǒng)有較高的控制精度和良好的可靠性，從而保證純電動(dòng)汽車行駛的安全、平穩(wěn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)2能夠正確認(rèn)識(shí)底盤新技術(shù)7.2底盤新技術(shù)如果說發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，那么底盤則是汽車的骨架，在汽車構(gòu)造中占有重要地位。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，底盤新技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。7.2.1自動(dòng)離合器

自動(dòng)離合器（ACMT）又叫自動(dòng)離合控制系統(tǒng)，是針對(duì)手動(dòng)擋車型研發(fā)的一種智能離合器控制系統(tǒng)。在不改變?cè)囎兯倨骱碗x合器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加裝一套獨(dú)立的由微電腦控制離合器的分離和結(jié)合的系統(tǒng)，從而達(dá)到“手動(dòng)擋車型不用踩離合”的效果。

1．工作原理自動(dòng)離合器是通過機(jī)械、電子和液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制離合器分離和結(jié)合的獨(dú)立系統(tǒng)，主要由離合器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制電腦、擋位傳感器、線束和顯示語音單元等部件組成，如圖所示?？刂齐娔X根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)，包括車速、轉(zhuǎn)速、油門、剎車和換擋等信息，結(jié)合駕駛員的意圖，模擬最優(yōu)秀的駕駛技術(shù)，用最佳的時(shí)間和速度控制離合器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使離合器快速分離和平穩(wěn)結(jié)合，達(dá)到起步與換擋的平順舒適性，同時(shí)還能避免空油與熄火。另外，還可以通過語音提示駕駛員正確操作。自動(dòng)離合器系統(tǒng)在保持手動(dòng)擋車型駕駛樂趣的同時(shí)，達(dá)到減輕駕駛疲勞，降低汽車油耗和保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的目的。車速轉(zhuǎn)速油門剎車換擋

2．主要功能自動(dòng)離合器的主要功能有：擋位顯示：用數(shù)字或字母顯示擋位或故障碼；換擋離合：換擋時(shí)離合器自動(dòng)分離、結(jié)合；起步爬行：起步時(shí)，不需要踩加速踏板也能夠自動(dòng)慢速行駛；制動(dòng)離合：制動(dòng)過程中離合器根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況適時(shí)自動(dòng)分離、結(jié)合；熄火保護(hù)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，離合器自動(dòng)分離，然后再根據(jù)運(yùn)行工況適時(shí)結(jié)合，保證任何擋位停車時(shí)都不會(huì)熄火；誤操作保護(hù)：換擋錯(cuò)誤時(shí)擋位閃爍，離合器斷續(xù)結(jié)合或分離；自動(dòng)調(diào)整：離合器操縱裝置自動(dòng)補(bǔ)償摩擦片或機(jī)械構(gòu)件的磨損量；智能控制：電控單元車輛行駛狀態(tài)自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)；故障檢測(cè)：自動(dòng)離合器能夠自動(dòng)判別故障，并儲(chǔ)存故障碼；模式選擇：自動(dòng)離合器有標(biāo)準(zhǔn)模式、舒適模式和運(yùn)動(dòng)模式等八種模式可供選擇，同時(shí)可自由調(diào)快一擋起步的速度。

3．自動(dòng)離合器的優(yōu)勢(shì)減少駕駛疲勞目前城市堵車越來越嚴(yán)重，開手動(dòng)擋車的駕駛員需要頻繁的油離配合容易導(dǎo)致疲勞和勞損，同時(shí)精神緊張，不利安全駕駛。而自動(dòng)離合器不需要駕駛員踩踏離合器踏板，可以大大節(jié)省駕駛員的體力。降低駕駛難度對(duì)于新手司機(jī)來說，油離配合很需要技術(shù)。很多新手司機(jī)油離配合不好，而容易熄火，而自動(dòng)離合器無論任何擋位剎車、停車都不會(huì)熄火，同時(shí)掛擋錯(cuò)誤的時(shí)候還有語音提示，從而保證安全起步和停車。降低離合器摩擦片的磨損自動(dòng)離合器簡(jiǎn)單來講就是：當(dāng)需要踩離合時(shí)，機(jī)械裝置幫助駕駛員踩踏離合器踏板，需要踩多少、放多少，都由控制單元根據(jù)車輛行駛狀況自動(dòng)控制。自動(dòng)離合器的最快分離時(shí)間是0.02s，控制精度達(dá)0.02mm，這種速度和精度是普通駕駛員無法達(dá)到的。節(jié)省燃油發(fā)動(dòng)機(jī)是靠離合器傳遞動(dòng)力的，離合器分離的時(shí)間越長(zhǎng)，傳遞的動(dòng)力就越少。而自動(dòng)離合器的分離時(shí)間為0.02s，通過減少離合器的分離時(shí)間，可以達(dá)到節(jié)油的目的。7.2.2手自一體變速器手自一體變速器就是將汽車的手動(dòng)換擋和自動(dòng)換擋結(jié)合在一起的變速裝置，操縱方式如圖所示。該變速器結(jié)合了自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地減少了變速系統(tǒng)的功率損耗。

1．工作原理手自一體變速器主要由普通的齒輪箱（和手動(dòng)變速器一樣）、電子控制離合器、自動(dòng)換擋操縱機(jī)構(gòu)和電子控制部分等組成。電子控制離合器的作用是根據(jù)需要自動(dòng)地使離合器分離或接合。工作時(shí)由變速器ECU控制步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)離合器撥叉，使離合器分離或接合。自動(dòng)換擋操縱機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)需要自動(dòng)地掛入相應(yīng)的擋位，一般設(shè)置兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，都由變速器ECU來控制。其排擋桿的設(shè)置和普通自動(dòng)變速器相似，沒有離合器踏板。手自一體變速器齒輪箱電子控制離合器自動(dòng)換擋操縱機(jī)構(gòu)電子控制部分手自一體變速器的工作是利用自動(dòng)控制部分來模擬人工的換擋操作，正常駕駛時(shí)和液壓自動(dòng)變速器沒有什么區(qū)別，只是在停車時(shí)，離合器是分離的。所以在坡道上停車時(shí)，一定要踩住剎車，否則會(huì)溜車。如果采用手動(dòng)模式，便和駕駛手動(dòng)擋汽車一樣，動(dòng)力非常直接，還省去了踩離合器的動(dòng)作。并且不需要逐擋地進(jìn)行加減，可以跳躍加減擋。從結(jié)構(gòu)上看，手自一體變速器實(shí)際上就是一款電控的液壓自動(dòng)變速器。其硬件方面只是在換擋桿的操縱臺(tái)下面增加了3個(gè)傳感器，分別為加擋傳感器、減擋傳感器和手動(dòng)模式傳感器；軟件方面是在控制系統(tǒng)里增加了手動(dòng)控制程序，利用傳感器感知變速器是否處于手動(dòng)模式，接收加擋或減擋信號(hào)，控制系統(tǒng)根據(jù)加減擋信號(hào)控制變速器的升擋或降擋。另外還增加了保護(hù)措施，例如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過6000轉(zhuǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出升擋的指令，使變速器自動(dòng)升擋。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車速都比較低時(shí)，如果駕駛員加擋，則控制系統(tǒng)不會(huì)發(fā)出升擋指令。相反，如果此時(shí)擋位較高，而駕駛員沒有進(jìn)行減擋操作，則控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出降擋的指令，使變速器降擋。另外，如果增加的三個(gè)傳感器中，有一個(gè)或多個(gè)損壞，則變速器會(huì)被鎖擋。

2．產(chǎn)品類型手自一體的變速器的產(chǎn)品類型有以下幾種形式：在自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上加裝電子和液壓控制裝置。由普通“H”型換擋方式的手動(dòng)變速器和自動(dòng)離合器相結(jié)合的變速系統(tǒng)。以手動(dòng)變速箱為基礎(chǔ)，把自動(dòng)離合器和電子液壓順序換擋結(jié)合到一起。（1）在自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上加裝電子和液壓控制裝置此種類型的變速器即使在手動(dòng)模式下，自動(dòng)變速系統(tǒng)仍然隨時(shí)處于控制狀態(tài)。如果車速變快，而駕駛員沒有進(jìn)行加擋操作，則控制單元會(huì)發(fā)出指令，使變速器自動(dòng)加擋；如果在車速很快時(shí)掛入低擋，則不執(zhí)行；起步時(shí)會(huì)自動(dòng)地將擋位掛入1擋或2擋；當(dāng)車輛打滑還會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到惡劣性天氣模式，防止車輪打滑。（2）由普通“H”型換擋方式的手動(dòng)變速器和自動(dòng)離合器相結(jié)合的變速系統(tǒng)其目的是使離合器自動(dòng)化，而不改變手動(dòng)變速器傳統(tǒng)的換擋機(jī)構(gòu)。此種類型的變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只是離合器踏板被電動(dòng)機(jī)所取代，根據(jù)微處理器的命令將液壓系統(tǒng)加壓，使離合器分離或接合。起動(dòng)時(shí)，駕駛員只需要掛上擋位，踩踏油門踏板便能順利起步。換擋時(shí)抬起油門踏板，系統(tǒng)自動(dòng)地將離合器分離。行駛過程中，傳感器會(huì)時(shí)刻監(jiān)測(cè)車輛的擋位、速度、油門位置以及駕駛員是否有換擋操作等，電控單元可以阻止不合時(shí)宜的加擋或減擋操作。如有需要，還會(huì)發(fā)出語音提醒駕駛員選擇合適的擋位。（3）以手動(dòng)變速箱為基礎(chǔ)，把自動(dòng)離合器和電子液壓順序換擋結(jié)合到一起。7.2.3汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響汽車的操縱穩(wěn)定性，它在車輛的安全行駛、保護(hù)駕駛員的人身安全和改善駕駛員的工作條件等方面起著重要的作用。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有機(jī)械轉(zhuǎn)向、動(dòng)力轉(zhuǎn)向和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等新技術(shù)也越來越多的出現(xiàn)在我們眼前。

1．線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完全顛覆了傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)理念。取消了方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接取而代之的是電子線路控制從而徹底避免了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有弊端汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖所示。利用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)信號(hào)以及汽車行駛過程中的各種信息傳遞給電控單元，電控單元對(duì)接收到的信息進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)自身內(nèi)部的控制策略，控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。同時(shí)，電控單元根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角等信號(hào)，控制方向盤回正力矩電機(jī)工作，從而模擬出相應(yīng)的路感。

2．線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和電控單元等三部分組成，如圖所示。方向盤模塊包括方向盤、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、力矩傳感器、方向盤回正力矩電機(jī)等。主要作用是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過測(cè)量方向盤轉(zhuǎn)角獲得）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳遞給電控單元；同時(shí)接受電控單元傳送的力矩信號(hào)，產(chǎn)生方向盤回正力矩，給駕駛員提供相應(yīng)的路感信息。方向盤模塊方向盤方向盤轉(zhuǎn)角傳感器力矩傳感器方向盤回正力矩電機(jī)轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊包括轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向組件等組成。主要作用是接受電控單元的指令，通過轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向組件電控單元（ECU）的作用是對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理，判別汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，向轉(zhuǎn)向電機(jī)和方向盤回正力矩電機(jī)發(fā)送指令，控制兩個(gè)電機(jī)的工作，保證各種工況下都具有理想的車輛響應(yīng)，以減少駕駛員對(duì)汽車轉(zhuǎn)向特性隨車速變化的補(bǔ)償任務(wù)。同時(shí)電控單元還可以對(duì)駕駛員的操作指令進(jìn)行識(shí)別，判定在當(dāng)前狀態(tài)下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作是否合理。當(dāng)汽車處于非穩(wěn)定狀態(tài)或駕駛員發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)將駕駛員錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)向操作屏蔽，而自動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)定控制，使汽車盡快地恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。另外，汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還具有自動(dòng)故障處理的功能。自動(dòng)故障處理系統(tǒng)包括一系列的監(jiān)控和實(shí)施算法，針對(duì)不同的故障形式和故障等級(jí)做出相應(yīng)的處理，最大限度地保證汽車的正常行駛。故障自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)處理系統(tǒng)采用嚴(yán)密的故障檢測(cè)和處理邏輯，以提高汽車安全性能。

3．線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）提高汽車安全性能汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，避免了撞車事故中轉(zhuǎn)向柱對(duì)駕駛員的傷害；電控單元ECU可以根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)判斷駕駛員的操作是否合理，并做出相應(yīng)的調(diào)整；當(dāng)汽車處于極限工況時(shí)，可以自動(dòng)對(duì)汽車進(jìn)行穩(wěn)定控制。當(dāng)系統(tǒng)中電子部件出現(xiàn)故障后，由于采用冗余和容錯(cuò)技術(shù)，系統(tǒng)仍能實(shí)現(xiàn)其最基本的轉(zhuǎn)向功能。（2）提高汽車的操縱穩(wěn)定性方向盤轉(zhuǎn)角和車輪轉(zhuǎn)角的比值稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)車速、牽引力控制以及其他相關(guān)參數(shù)，可以使轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比不斷變化。低速行駛時(shí)，調(diào)低轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，可以減少轉(zhuǎn)彎時(shí)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；高速行駛時(shí)，調(diào)高轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比，防止方向盤過于靈敏。（3）改善駕駛員的路感由于方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間無機(jī)械連接，駕駛員的路感通過模擬生成。因此，可以從信號(hào)中提取最能夠反應(yīng)汽車實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為方向盤回正力矩的控制變量，使方向盤僅向駕駛員提供有用信息，從而為駕駛員提供更為真實(shí)的路感。（4）提高汽車的舒適性由于消除了機(jī)械結(jié)構(gòu)連接，路面的不平和轉(zhuǎn)向輪的不平衡不會(huì)傳遞到轉(zhuǎn)向軸上。從而減緩了駕駛員的疲勞。另外，取消了轉(zhuǎn)向柱，駕駛員的腿部活動(dòng)空間和汽車底盤的空間明顯增大。（5）體現(xiàn)個(gè)性化的設(shè)置線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)駕駛員的要求設(shè)置轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比和方向盤反饋力矩，以滿足不同駕駛員的要求和適應(yīng)不同的環(huán)境。（6）改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向柱等機(jī)械連接，可以減輕整車的質(zhì)量，降低油耗，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。7.2.4制動(dòng)盤新技術(shù)傳統(tǒng)的制動(dòng)盤是由鑄鐵制造而成，具有容易加工和耐磨性較好等優(yōu)點(diǎn)，但是也具有質(zhì)量大和熱穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。隨著汽車新材料和零部件制造技術(shù)的發(fā)展，制動(dòng)盤正向著質(zhì)量更輕、摩擦系數(shù)更大以及耐久性更好的方向發(fā)展，碳纖維制動(dòng)盤和陶瓷制動(dòng)盤也逐漸被人們所熟悉，如圖所示。

1．碳纖維制動(dòng)盤碳纖維制動(dòng)盤被廣泛用于競(jìng)賽汽車上。能夠在50m的距離內(nèi)將汽車的速度從300km/h降低到50km/h，此時(shí)制動(dòng)盤的溫度會(huì)升高到900℃以上，制動(dòng)盤會(huì)因?yàn)槲沾罅康臒崮芏兗t。碳纖維制動(dòng)盤能夠承受2500℃的高溫，具有非常優(yōu)秀的制動(dòng)穩(wěn)定性。由于碳纖維制動(dòng)盤在溫度達(dá)到800℃以上時(shí)制動(dòng)性能才能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，對(duì)于大多數(shù)只是短途行駛的家用車輛并不適用。另外，碳纖維制動(dòng)盤的磨損速度很快，制造成本也非常高。所以目前在量產(chǎn)的汽車上使用并不實(shí)際。

2．陶瓷制動(dòng)盤陶瓷制動(dòng)盤使用的陶瓷材料不是普通的陶瓷，而是在1700℃高溫下碳纖維與碳化硅合成的增強(qiáng)型復(fù)合陶瓷。陶瓷制動(dòng)盤能有效而穩(wěn)定的抵抗熱衰退，其耐熱效果比普通制動(dòng)盤高出許多倍。陶瓷制動(dòng)盤在制動(dòng)最初階段就能產(chǎn)生最大的制動(dòng)力，比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)更快、距離更短。為了抵抗高熱量，在制動(dòng)活塞與剎車襯塊之間用陶瓷來隔熱。陶瓷制動(dòng)盤有非凡的耐用性，如果正常使用可以終生免更換，而普通的鑄鐵制動(dòng)盤一般用幾年就需要更換。學(xué)習(xí)目標(biāo)3能夠正確認(rèn)識(shí)汽車電子與電氣新技術(shù)7.3汽車電子與電氣新技術(shù)汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。汽車電子化的程度是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用來開發(fā)新車型，改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。7.3.1照明系統(tǒng)新技術(shù)

汽車照明系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全起到了十分重要的作用，同時(shí)考慮節(jié)能環(huán)保的要求，很多的汽車照明系統(tǒng)新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，如光纖照明、主動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈、前照燈自適應(yīng)系統(tǒng)和前照燈自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)等。

1．光纖照明

光纖照明技術(shù)是根據(jù)光的全反射原理利用光源纖維來實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)，具有光電分離、安全可靠和可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。

光纖照明技術(shù)利用其光電分離的優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合其柔性傳輸，使其不僅應(yīng)用于汽車前照燈和前霧燈，更廣泛地應(yīng)用于汽車室內(nèi)的各種照明。

2．主動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈主動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈（AFS）又叫自適應(yīng)轉(zhuǎn)向大燈，能夠根據(jù)汽車方向盤角度、偏轉(zhuǎn)率和行駛速度，持續(xù)地對(duì)大燈進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，保持燈光方向與汽車當(dāng)前行駛方向的一致，確保對(duì)前方道路提供最佳的照明狀態(tài)，如圖所示。

3．前照燈自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)前照燈自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)是指根據(jù)車輛負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)整前照燈的投射俯仰角度，確保其投射高度在合適的范圍內(nèi)。使前照燈既達(dá)到良好的照明效果，又不會(huì)對(duì)迎面車輛的駕駛員造成炫目，有效地保障了行車的安全。7.3.2多區(qū)域自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)

多區(qū)域自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)是指擁有兩個(gè)或多個(gè)溫區(qū)的自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，即把車內(nèi)空間分成多個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的溫度可各自獨(dú)立進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。一般有雙區(qū)域自動(dòng)空調(diào)和四區(qū)域自動(dòng)空調(diào)等幾種形式，如圖所示。雙區(qū)域是把車內(nèi)左右兩側(cè)的溫區(qū)各自獨(dú)立進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。四區(qū)域是把駕駛位、副駕駛位、左后位和右后位的溫區(qū)各自獨(dú)立進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)。7.3.3自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)是利用車載傳感器（一般為超聲波雷達(dá)或攝像頭等），識(shí)別有效的泊車空間，并通過控制單元控制車輛進(jìn)行泊車。相對(duì)于傳統(tǒng)的倒車輔助功能，如倒車影像以及倒車?yán)走_(dá)，自動(dòng)泊車的功能智能化程度更高，有效的減輕了駕駛員的倒車?yán)щy。

1．自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)的組成自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)主要由信息檢測(cè)單元、電子控制單元和執(zhí)行單元等組成，工作原理如圖所示。

2．自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)的工作原理自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)的工作原理如圖所示。信息檢測(cè)單元通過超聲波雷達(dá)和攝像頭識(shí)別車輛周邊的路面環(huán)境以及其他車輛的位置，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)以及周圍物體離車身的距離傳遞給電子控制單元。電子控制單元將信息檢測(cè)單元上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得出汽車當(dāng)前的位置、目標(biāo)的位置參數(shù)以及周邊的環(huán)境，依據(jù)這些參數(shù)規(guī)劃好路徑，并將指令輸出到執(zhí)行單元。執(zhí)行單元接收到電子控制單元的指令后，精準(zhǔn)控制方向盤、油門和制動(dòng)系統(tǒng)，使汽車按照規(guī)劃好的路徑行駛，并隨時(shí)準(zhǔn)備接收中斷時(shí)的緊急停車。學(xué)習(xí)目標(biāo)4能夠正確認(rèn)識(shí)汽車主動(dòng)安全新技術(shù)7.4汽車主動(dòng)安全新技術(shù)汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)是指通過事先防范，避免事故發(fā)生的安全系統(tǒng)。主動(dòng)安全裝置是當(dāng)車輛處于危險(xiǎn)狀況時(shí)，利用機(jī)械及電子裝置，給駕駛員發(fā)出提示或者直接干預(yù)汽車的行駛狀態(tài)，最大程度的保證車輛行駛安全。7.4.1電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)

電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）負(fù)責(zé)給四個(gè)車輪分配制動(dòng)力，實(shí)際上是ABS的輔助功能，機(jī)械系統(tǒng)與ABS完全一致，只是在ABS的控制電腦里增加一個(gè)控制軟件，是ABS系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，一般和ABS組合使用。配置有EBD系統(tǒng)的車輛，EBD會(huì)自動(dòng)偵測(cè)各個(gè)車輪與地面間的附著力狀況，將剎車系統(tǒng)所產(chǎn)生的力量，按需分配給四個(gè)車輪，制動(dòng)力可以得到最佳的效率。使制動(dòng)距離明顯地縮短，并在制動(dòng)時(shí)保持車輛的平穩(wěn)，提高行車的安全性。有無電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)的對(duì)比如圖所示。7.4.2緊急剎車系統(tǒng)

在正常情況下，大多數(shù)駕駛員開始制動(dòng)時(shí)只施加很小的力，然后根據(jù)情況增加或調(diào)整對(duì)制動(dòng)踏板施加的作用力。

如果遇到緊急情況，必須突然施加很大的制動(dòng)力，或駕駛員反應(yīng)過慢時(shí)，這種方法會(huì)阻礙他們及時(shí)施加最大的制動(dòng)力。緊急剎車系統(tǒng)（EBA）是通過傳感器感應(yīng)駕駛員踩踏制動(dòng)踏板的速率來理解它的制動(dòng)行為如果該系統(tǒng)察覺到制動(dòng)踏板的制動(dòng)壓力恐慌性增加，會(huì)在幾毫秒內(nèi)啟動(dòng)全部制動(dòng)力，使汽車減速或停車其速度要比大多數(shù)駕駛員移動(dòng)腳的速度快得多。當(dāng)駕駛員釋放制動(dòng)踏板時(shí)，EBA系統(tǒng)便轉(zhuǎn)入待機(jī)模式緊急剎車系統(tǒng)由于更早地施加了最大的制動(dòng)力，可顯著縮短緊急制動(dòng)距離，如圖所示。7.4.3前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCWS）是通過雷達(dá)系統(tǒng)來時(shí)刻監(jiān)測(cè)前方車輛，判斷本車與前車之間的距離、方位及相對(duì)速度，當(dāng)存在潛在碰撞危險(xiǎn)時(shí)對(duì)駕駛者進(jìn)行警告，如圖所示。汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)是基于智能視頻分析處理的預(yù)警系統(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)視頻攝像技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其預(yù)警功能。主要功能為：相對(duì)于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)，超聲波防撞預(yù)警系統(tǒng)、雷達(dá)防撞預(yù)警系統(tǒng)、激光防撞預(yù)警系統(tǒng)、紅外線防撞預(yù)警系統(tǒng)等，在功能、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、人性化和價(jià)格上都具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，性能卓越，可全天候、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，極大提高了汽車駕駛的舒適性和安全性。車距監(jiān)測(cè)及追尾預(yù)警前方碰撞預(yù)警車道偏離預(yù)警導(dǎo)航功能黑匣子功能7.4.4汽車行駛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）集合了ABS、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）和牽引力控制系統(tǒng)（TCS，又叫驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR）三個(gè)系統(tǒng)的功能，主要由傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器和ESP警告燈等組成。行車過程中，ESP時(shí)刻監(jiān)控著車輛的運(yùn)行，可以幫駕駛員控制車輛的縱向和橫向穩(wěn)定。電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)傳感器電子控制單元執(zhí)行器ESP警告燈

ESP電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)是通過計(jì)算方向盤角度和4個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速，判斷出駕駛員的目標(biāo)行駛方向，再通過各路傳感器計(jì)算出車輛實(shí)際的行駛方