《汽車概論》課件第5章

第五章現(xiàn)代汽車技術(shù)簡(jiǎn)介第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)第二節(jié)底盤控制技術(shù)第三節(jié)行駛安全方面的控制技術(shù)第四節(jié)現(xiàn)代汽車信息與舒適性方面的控制技術(shù)復(fù)習(xí)思考題第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)一、電控汽油噴射系統(tǒng)

1．基本概念汽油噴射是用噴油器將一定壓力和數(shù)量的汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸內(nèi)。其目的是提高汽油霧化質(zhì)量，改進(jìn)燃燒，改善汽油發(fā)動(dòng)機(jī)性能。電控汽油噴射是采用電動(dòng)噴油器，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況和使用條件將適量的汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的精確控制。

2．這類發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)裝有汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)汽油噴射系統(tǒng)配以高能點(diǎn)火裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)可以燃用稀薄混合氣。

(2)使用電子控制汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以對(duì)混合氣空燃比和點(diǎn)火提前角進(jìn)行精確控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都處于最佳工作狀態(tài)，特別是對(duì)過(guò)渡工況的動(dòng)態(tài)控制，更是傳統(tǒng)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)所無(wú)法做到的。

(3)由于汽油噴射系統(tǒng)中混合氣的制備不需要依靠進(jìn)氣道的高速氣流和進(jìn)氣管的加熱，這就使得進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)可以充分考慮減少進(jìn)氣阻力，降低進(jìn)氣溫度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)充氣系數(shù)。

(4)由于進(jìn)氣溫度較低，使得爆震燃燒得到了有效控制，這樣就可以采用較高的壓縮比，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率。

(5)采用多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)，從根本上解決了發(fā)動(dòng)機(jī)各缸混合氣分配不均勻的問(wèn)題。因此，采用汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，可減少有害氣體排放20%左右，降低燃燒消耗率5%～10%，能滿足當(dāng)前最為嚴(yán)格的排放法規(guī)和燃燒經(jīng)濟(jì)性法規(guī)的要求。同時(shí)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高5%～10%。

3．系統(tǒng)分類近年來(lái)，汽油噴射技術(shù)隨著汽車工業(yè)和電子工業(yè)的進(jìn)步有了飛速發(fā)展。各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家根據(jù)本公司的情況進(jìn)行了大量的研制和改型工作，一般可按如下幾個(gè)方面分類：

1)按噴油器的安裝方式分類汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)噴油器的不同布置方式可分為單點(diǎn)式汽油噴射系統(tǒng)SPI(SinglePointInjection)和多點(diǎn)式汽油噴射系統(tǒng)MPI(MultiPointInjection)。

2)按噴油器噴射方式分類根據(jù)噴油器的工作時(shí)間、順序的不同，汽油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種方式。間歇噴射方式又可分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射。

3)按控制原理分類汽油噴射系統(tǒng)在控制原理上有較大的差別，從大的方面可分為機(jī)械控制式汽油噴射系統(tǒng)、機(jī)電混合式汽油噴射系統(tǒng)和電子控制式汽油噴射系統(tǒng)。電控汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)其控制過(guò)程又可分為開(kāi)環(huán)控制方式和閉環(huán)控制方式。

4)按進(jìn)氣量的測(cè)量方式分類汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)氣量的測(cè)量方式可分為直接測(cè)量方式和間接測(cè)量方式兩種。直接測(cè)量方式是利用空氣流量計(jì)直接測(cè)量吸入進(jìn)氣管的空氣流量，用測(cè)得的空氣流量除以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到每一循環(huán)的空氣量，由此算出每一循環(huán)的汽油噴射量。這種方法測(cè)量精度高，可對(duì)空燃比進(jìn)行更精確的控制。常用的空氣流量計(jì)有以下幾種：翼片式空氣流量計(jì)(測(cè)量體積流量)；卡門渦旋式空氣流量計(jì)(測(cè)量體積流量)；熱線式空氣流量計(jì)(測(cè)量質(zhì)量流量)；熱膜式空氣流量計(jì)(測(cè)量質(zhì)量流量)。

4．電控汽油噴射系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上，機(jī)械式和機(jī)電混合式汽油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控汽油噴射系統(tǒng)因其更優(yōu)越的性能而開(kāi)始普及。現(xiàn)在汽車上采用的電控系統(tǒng)，名目繁多，各具特色，從名稱到結(jié)構(gòu)均不盡相同。但其功能和基本組成卻是相近或相同的，即以電控單元ECU為控制核心，以空氣流量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ)，以噴油器等為控制對(duì)象，保證獲得與發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況相匹配的最佳混合氣成分。電控汽油噴射系統(tǒng)又稱EFI(ElectronicFuelInjection)，一般由進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三部分組成。如圖5-1所示。圖5-1電控汽油噴射系統(tǒng)

1)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)的功能是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供正常燃燒所必需的空氣量，并且能夠通過(guò)電控單元對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行測(cè)量和控制。進(jìn)氣系統(tǒng)通常由空氣濾清器、空氣流量計(jì)(L-EFI系統(tǒng)中采用)、節(jié)氣門體、進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管等組成?？諝饨?jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后，通過(guò)空氣流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，然后經(jīng)過(guò)節(jié)氣門體到達(dá)穩(wěn)壓箱，最后通過(guò)進(jìn)氣歧管分配給各氣缸。一般行駛時(shí)，空氣流量由節(jié)氣門來(lái)控制，怠速時(shí)節(jié)氣門關(guān)閉，空氣由旁通怠速氣道通過(guò)。怠速轉(zhuǎn)速的控制是由怠速調(diào)整螺釘和怠速空氣調(diào)節(jié)器調(diào)整流經(jīng)旁通氣道的空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2)燃油系統(tǒng)燃油系統(tǒng)的功用是向氣缸內(nèi)供給燃燒時(shí)所需要的油量，由電控單元控制噴油器來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃油系統(tǒng)通常由油箱、電動(dòng)汽油泵、燃油濾清器、燃油脈動(dòng)緩沖器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器及供油管路等組成。汽油由電動(dòng)汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)燃油濾清器過(guò)濾后，由壓力調(diào)節(jié)器調(diào)壓(調(diào)節(jié)器根據(jù)系統(tǒng)所需壓力將過(guò)量的燃油通過(guò)回油閥門流回油箱，以保持噴油壓力的恒定)，然后經(jīng)輸油管配送給各個(gè)噴油器，噴油器根據(jù)ECU發(fā)出的指令，將適量的汽油噴入各進(jìn)氣歧管，和空氣混合進(jìn)入氣缸燃燒。

3)電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車輛運(yùn)行狀況確定汽油的最佳噴射量。電子控制系統(tǒng)通常由各種傳感器、電控單元(ECU)和執(zhí)行器組成。傳感器監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況，測(cè)量各種信號(hào)并傳給ECU。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛運(yùn)行工況的傳感器主要有水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、曲軸位置傳感器、節(jié)氣門開(kāi)度傳感器、車速傳感器、氧傳感器及空調(diào)開(kāi)關(guān)等。二、微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系自1910年首次裝用汽車以來(lái)，主要經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)觸點(diǎn)式點(diǎn)火系、半導(dǎo)體輔助點(diǎn)火系、普通電子點(diǎn)火系、微機(jī)控制電子點(diǎn)火系和微機(jī)控制無(wú)分電器電子點(diǎn)火系的發(fā)展過(guò)程。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火系統(tǒng)的工作好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著決定性的影響，它直接影響著燃燒的質(zhì)量，從而影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放污染及工作穩(wěn)定性。為了提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，減少排氣污染物含量，要求點(diǎn)火系統(tǒng)不僅要提供較高的點(diǎn)火能量，而且在對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的控制方面有較高的精度和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況變化的自適應(yīng)性。在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)采用微機(jī)控制的同時(shí)，對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的控制也廣泛采用微機(jī)控制，并且逐漸發(fā)展形成綜合控制系統(tǒng)。在大多數(shù)ECU單元中，都有對(duì)電子點(diǎn)火系統(tǒng)的微機(jī)控制系統(tǒng)。

1．微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的基本工作原理微機(jī)根據(jù)曲軸傳感器提供的曲軸位置信號(hào)，判斷出發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的活塞位置，并由這些脈沖信號(hào)計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，再通過(guò)燃油噴射系統(tǒng)的節(jié)氣門位置傳感器或空氣流量傳感器確定出負(fù)荷的大小，可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況作出較精確的判斷。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的大小，微機(jī)從存儲(chǔ)單元中查找出對(duì)應(yīng)此工況的點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間，由這些數(shù)據(jù)對(duì)電子點(diǎn)火器進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火系統(tǒng)的精確控制。另外，微機(jī)系統(tǒng)還可以根據(jù)其他影響因素對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火系統(tǒng)的智能控制。圖5-2為微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理框圖。它主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)的采集與處理、控制參數(shù)計(jì)算、控制命令的輸出和點(diǎn)火器的執(zhí)行等。圖5-2微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理圖

2．點(diǎn)火提前角的控制因?yàn)辄c(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響較大，所以對(duì)點(diǎn)火提前角控制就成了點(diǎn)火系統(tǒng)控制的重點(diǎn)。最佳點(diǎn)火提前角是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)而得到的，設(shè)計(jì)人員將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在微機(jī)存儲(chǔ)器中。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微機(jī)根據(jù)各種傳感器的測(cè)試數(shù)據(jù)，確定運(yùn)行工況，查出最佳點(diǎn)火提前角數(shù)值，再通過(guò)電子點(diǎn)火器對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。

3．通電時(shí)間控制為了保證點(diǎn)火系統(tǒng)能產(chǎn)生可靠的電火花，必須有足夠高的次級(jí)電壓，提高點(diǎn)火能量，而次級(jí)電壓的大小又受初級(jí)電流的影響，只有通電時(shí)間達(dá)到一定值時(shí)，初級(jí)電流才可能達(dá)到規(guī)定值，才能達(dá)到所需的次級(jí)電壓。當(dāng)點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路接通后，其初級(jí)電流是按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的，初級(jí)電路被斷開(kāi)瞬間初級(jí)電流所能達(dá)到值即斷開(kāi)電流，與初級(jí)電流接通的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，而次級(jí)電壓最大值是與斷開(kāi)電流成正比的，因此必須保證通電時(shí)間才能使初級(jí)電流達(dá)到規(guī)定值。

4．爆震控制汽油發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣在燃燒過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)爆發(fā)燃燒，即爆震，特別是大負(fù)荷條件下，這種可能性更大。這會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成較大的損害，是發(fā)動(dòng)機(jī)必須防止的最有害的一種現(xiàn)象。要消除爆震，通?？刹捎每贡阅芎玫娜剂?、改進(jìn)燃燒室的結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)及推遲點(diǎn)火時(shí)間等方面的措施，尤其是推遲點(diǎn)火時(shí)間對(duì)消除爆震有明顯作用。為防止信號(hào)線路斷開(kāi)、傳感器失靈或檢測(cè)電路發(fā)生故障等意外情況，系統(tǒng)內(nèi)裝有一個(gè)安全電路，以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。一旦出現(xiàn)這些情況，安全電路將點(diǎn)火時(shí)刻推遲，并且接通儀表警告燈，警告駕駛員爆震控制系統(tǒng)發(fā)生了故障。

5．微機(jī)控制無(wú)分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)隨著點(diǎn)火系統(tǒng)的電子化，人們把注意力集中到分電器上，一旦取消這一機(jī)械傳動(dòng)部件，便可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的完全電子化，從而達(dá)到點(diǎn)火系統(tǒng)的無(wú)機(jī)械傳動(dòng)、無(wú)磨損運(yùn)行，無(wú)分電器的點(diǎn)火系統(tǒng)便由此而產(chǎn)生了。無(wú)分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)稱DLI(DistributorLessIgnition)。

1)獨(dú)立點(diǎn)火方式的無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)采用獨(dú)立點(diǎn)火方式的無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)氣缸配一個(gè)點(diǎn)火線圈和火花塞。點(diǎn)火線圈多采用超小型塑封式閉磁路點(diǎn)火線圈，直接安裝在火花塞上方，整個(gè)點(diǎn)火器用鋁合金托架裝于氣缸蓋上。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微機(jī)根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角位置傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、空氣流量計(jì)、水溫傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門開(kāi)關(guān)等有關(guān)輸入信號(hào)，根據(jù)微機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后適時(shí)地輸出點(diǎn)火信號(hào)至點(diǎn)火器，由點(diǎn)火器中的功率管分別接通和切斷各缸點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路。當(dāng)切斷點(diǎn)火線圈初級(jí)電流時(shí)，在次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓電并點(diǎn)燃缸內(nèi)的混合氣。這種點(diǎn)火系統(tǒng)的火花塞采用鉑電極，電極間隙不需要檢查和調(diào)整，但每行駛10萬(wàn)公里應(yīng)更換。如圖5-3所示。圖5-3獨(dú)立點(diǎn)火方式的無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)

2)同時(shí)點(diǎn)火方式的無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)采用兩個(gè)同步缸同時(shí)點(diǎn)火方式的無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)，其點(diǎn)火線圈的連接方式如圖5-4所示。圖5-4同時(shí)點(diǎn)火方式的點(diǎn)火線圈連接方式點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路連接在控制電路中由控制器進(jìn)行控制，其次級(jí)線圈的兩端分別連接在兩個(gè)同步缸的火花塞上。當(dāng)初級(jí)電路斷開(kāi)后，將在這兩個(gè)缸的火花塞上同時(shí)產(chǎn)生點(diǎn)火火花，在產(chǎn)生點(diǎn)火火花的時(shí)刻，這兩個(gè)缸一個(gè)為壓縮上止點(diǎn)時(shí)，另一個(gè)缸為排氣上止點(diǎn)。因此，在點(diǎn)火順序上不會(huì)有任何干涉。當(dāng)點(diǎn)火線圈產(chǎn)生高壓電時(shí)，運(yùn)行至壓縮上止點(diǎn)的氣缸被點(diǎn)燃開(kāi)始作功，而運(yùn)行至排氣上止點(diǎn)的氣缸，雖然其火花塞也產(chǎn)生火花，但是，由于其處于排氣上止點(diǎn)，所以為一次無(wú)效點(diǎn)火。另外，由于處于排氣上止點(diǎn)的氣缸，其缸內(nèi)壓力已經(jīng)很低，又由于燃燒廢氣中有較多的導(dǎo)電離子，這個(gè)氣缸火花塞的電極很容易被擊穿放電，所以，其消耗的能量也非常小，不會(huì)因此而對(duì)點(diǎn)火缸的火花能量造成太大影響。

三、汽車排氣凈化與排放控制系統(tǒng)

1．汽車污染物的來(lái)源汽車有害氣體主要從三個(gè)途徑排入大氣：

1)曲軸箱竄氣以碳?xì)浠衔餅橹饕煞?，并含有一氧化碳等其他成分的竄氣，從曲軸箱排出。這些氣體進(jìn)入曲軸箱產(chǎn)生的后果是使機(jī)油產(chǎn)生熱分解而變臟，生成油泥使金屬零件加速磨損，加速金屬氧化，汽油把機(jī)油變稀，水分混入機(jī)油，使機(jī)油品質(zhì)顯著下降。其次，竄氣使活塞和氣缸過(guò)熱，積碳造成早燃，引起活塞環(huán)膠著，造成氣缸擦傷等，成為產(chǎn)生各種故障的原因。

2)汽油蒸氣汽油從油箱、化油器浮子室以及油泵接頭等處蒸發(fā)，散發(fā)出直接污染大氣的碳?xì)浠衔铩ｋS著外界溫度的降低，油箱內(nèi)部的汽油蒸氣凝結(jié)，因此產(chǎn)生部分真空，從油箱蓋吸入空氣，而隨著外界溫度的上升，空氣與油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣一起排出?；推鞯母∽邮遥虬l(fā)動(dòng)機(jī)加熱，也產(chǎn)生同樣的作用，汽油蒸氣經(jīng)空氣濾清器排入大氣。此外，從油泵接頭處滲出的汽油蒸氣也會(huì)散入大氣。以上各種汽油蒸氣，成為大氣污染源之一。

3)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒廢氣根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件不同，其排放的廢氣中含有不同比例的一氧化碳、碳?xì)浠衔锛暗趸衔锏扔泻怏w。汽車廢氣是主要的大氣污染源之一，汽車廢氣中所含的各種有害氣體的比例，隨著汽車運(yùn)轉(zhuǎn)情況的不同而不同。如在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一氧化碳的排放量最大，氮氧化合物最小；在行駛時(shí)，氮氧化合物排放量最大，碳?xì)浠衔镒钚?；在加速時(shí)，各種有害氣體的排放量都增加，氮氧化合物的增加特別顯著；在減速時(shí)，氮氧化合物再次成為最小，而碳?xì)浠衔飬s顯著增加。

2．汽車排放物的分類及其危害

1)排放物的分類發(fā)動(dòng)機(jī)排放物按其對(duì)人類的危害性，可分為有害排放物和無(wú)害排放物兩大類。無(wú)害排放物包括氮?dú)?N2)、氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)和水蒸氣等。其中CO2雖對(duì)人類無(wú)直接危害，但它對(duì)地球氣候產(chǎn)生的溫室效應(yīng)會(huì)給人類帶來(lái)較大的危害。有害排放物又稱為污染物，它包括一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化合物(NOX)、二氧化硫(SO2)及微粒等。

2)各種污染物的危害性

(1)一氧化碳。一氧化碳是無(wú)色、無(wú)臭的有毒氣體。它雖然對(duì)人的呼吸道無(wú)直接作用，但被吸入人體以后，能以比氧強(qiáng)210倍的親和力同血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，阻礙血液向心、腦等器官輸送氧氣，使人發(fā)生惡心、頭暈、疲勞等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)窒息死亡。

(2)碳?xì)浠衔?。碳?xì)浠衔锇ㄎ慈己臀赐耆紵娜加汀?rùn)滑油及其裂解產(chǎn)物和部分氧化產(chǎn)物，如多環(huán)芳烴、醛、酮、酸等在內(nèi)的200多種成分，有時(shí)簡(jiǎn)稱為未燃烴。人體內(nèi)吸入較多的未燃烴，會(huì)破壞造血機(jī)能，造成貧血、神經(jīng)衰弱，并會(huì)降低肺對(duì)傳染病的抵抗力。

(3)氮氧化合物。氮氧化合物是燃燒過(guò)程中氮的各種氧化物總稱，它包括NO、NO2、N2O4、N2O、N2O3和N2O5等。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的氮氧化合物絕大多數(shù)為NO，而NO2次之，其余的含量很少。

NO是無(wú)色并具有輕度刺激性的氣體，它在低濃度時(shí)對(duì)人體健康無(wú)明顯影響，高濃度時(shí)能造成人與動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙。盡管NO的直接危害不大，但在大氣中可以被臭氧氧化成具有劇毒的NO2。NO2是一種赤褐色帶刺激性的氣體，吸入人體后與血液中的血紅蛋白作用，成為變性血紅蛋白，使血液的輸氧能力下降。它對(duì)心、肝、腎等也有影響。人只要在NO2含量為100～150ppm的環(huán)境中停留0.5～1小時(shí)，就會(huì)因肺氣腫而死亡。氮氧化合物也是形成光化學(xué)煙霧的起因物質(zhì)之一，而光化學(xué)煙霧曾導(dǎo)致1943年和1954年兩次嚴(yán)重的美國(guó)洛杉機(jī)煙霧，使許多人受到不同程度的傷害。

(4)光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧是碳?xì)浠衔锖偷趸衔镌谔?yáng)光紫外線作用下產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)生成的過(guò)氧化物形成的。它的主要產(chǎn)物是臭氧、醛等煙霧狀物質(zhì)。光化學(xué)煙霧發(fā)生在夏季，而夜間不會(huì)發(fā)生。大氣中二氧化硫(SO2)主要來(lái)源于工廠和發(fā)電站燃燒煤和重油的產(chǎn)物，而汽車排氣中的SO2很少，不是汽車排氣污染的主要內(nèi)容。在汽車對(duì)大氣的污染中，除上述有害氣體以外，還有一些浮游粒子。這些浮游粒子，有固態(tài)的(碳煙、鉛化物)，也有液態(tài)的(煙霧)。液態(tài)的油霧，對(duì)于配備良好的汽車，不是主要問(wèn)題，而最常見(jiàn)的是碳煙，它是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，即在燃燒室空氣不足的局部高溫區(qū)燃油被分解為碳(主要由直徑為0.1～10μm的多孔性碳粒組成)。這些碳煙微粒除了會(huì)被吸入肺部沉積起來(lái)以外，還往往粘附有SO2及致癌物質(zhì)，危害人體健康。

3．控制排氣污染的措施

1)曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃燒室內(nèi)有一小部分氣體經(jīng)由活塞環(huán)間隙滲漏入曲軸箱，在一定壓力下向外逸出污染大氣，另一方面也會(huì)污染曲軸箱內(nèi)的機(jī)油，產(chǎn)生油泥，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)是將這些氣體再循環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室被燒掉，這樣既減少了污染，又改善了經(jīng)濟(jì)性。曲軸箱內(nèi)的氣體經(jīng)氣缸體上的氣體通道進(jìn)入右側(cè)的氣門蓋室內(nèi)，再經(jīng)強(qiáng)制通風(fēng)閥和軟管，被吸入節(jié)氣門體內(nèi)，最后進(jìn)入氣缸。

2)活性炭罐蒸發(fā)污染控制為了防止燃油箱向大氣排放燃油蒸氣，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用了由ECU控制的活性炭罐蒸發(fā)污染控制裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，油箱中的汽油蒸氣通過(guò)單向閥進(jìn)入活性炭罐上部，被活性炭吸收存儲(chǔ)起來(lái)，不使其排入大氣，空氣從炭罐下部進(jìn)入清洗活性炭。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，油箱內(nèi)蒸發(fā)的一部分油氣流經(jīng)炭罐，連同活性炭所吸附的汽油蒸氣，通過(guò)炭罐上的排放控制閥流經(jīng)節(jié)氣門體上的孔一同進(jìn)入氣缸。排放控制閥由其上部的真空度控制，而真空度又受ECU控制的炭罐控制電磁閥控制。

3)三元催化轉(zhuǎn)換器、氧傳感器與閉環(huán)控制現(xiàn)代汽車在排氣管中裝有三元催化轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器內(nèi)的三元催化劑是鉑或鈀和銠的混合物，能與HC、CO和NOX發(fā)生反應(yīng)，但只有當(dāng)空燃比保持穩(wěn)定時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率才能得到精確控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用由氧傳感器組成的空燃比反饋控制方式，即閉環(huán)控制方式。在三元催化轉(zhuǎn)換器前面的排氣管內(nèi)裝有氧傳感器，用來(lái)檢測(cè)排氣中的氧含量，以確定空燃比與理論值是否相符，并向ECU反饋相應(yīng)的電壓信號(hào)，ECU進(jìn)行處理，控制噴油量的增加或減少。

4)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)(EGR)廢氣再循環(huán)是把一部分廢氣引入進(jìn)氣系統(tǒng)中，和混合氣一起再進(jìn)入氣缸中燃燒，以抑制氮氧化合物生成的一種方式。但采用廢氣再循環(huán)會(huì)使混合氣的著火性能和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降，特別是在怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷及發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)運(yùn)行時(shí)。因此，應(yīng)選擇氮氧化合物排放量多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，根據(jù)工況及工作條件的變化自動(dòng)調(diào)整參與再循環(huán)的廢氣量，再循環(huán)的廢氣量一般在6%～23%變化。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、電源電壓等信號(hào)，給廢氣再循環(huán)控制電磁閥提供不同占空比的控制電壓，以控制真空閥的真空度，再用此真空度控制廢氣再循環(huán)閥的開(kāi)啟量，以控制適量的廢氣再循環(huán)量。第二節(jié)底盤控制技術(shù)一、汽車自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器現(xiàn)在已經(jīng)在汽車上大量應(yīng)用，它之所以得到如此迅速的發(fā)展，是與它一系列的優(yōu)越性分不開(kāi)的。應(yīng)用自動(dòng)變速器的車輛操縱更加簡(jiǎn)單、省力，提高了行車安全和乘坐的舒適性，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系及變速器本身的使用壽命，改善了車輛的動(dòng)力性和通過(guò)性，減少了排氣污染。但也存在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、傳動(dòng)效率低，在制造、使用維修、故障分析處理方面技術(shù)要求較高，成本較大等問(wèn)題。

1．自動(dòng)變速器的類型按駕駛操作的自動(dòng)化程度可分為半自動(dòng)變速器和全自動(dòng)變速器。按起步離合器形式可分為真空式、機(jī)械式、電磁式、液壓式和液力式五種。按變速控制方式可分為液力控制式和電子控制式。按照汽車的驅(qū)動(dòng)方式可分為后驅(qū)式自動(dòng)變速器和前驅(qū)式自動(dòng)變速器。按照前進(jìn)擋的個(gè)數(shù)可分為2擋、3擋和4擋變速器。按照變矩器類型可分為普通液力變矩器式和鎖止離合器的液力變矩器二種。按照變速機(jī)構(gòu)類型可分為行星齒輪式自動(dòng)變速器和平行軸式自動(dòng)變速器。

2．電控自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)組成汽車電控自動(dòng)變速器的組成如圖5-5所示。圖5-5電控自動(dòng)變速器組成示意圖一般有以下四個(gè)部分：

(1)液力變矩器。其作用是柔和地傳遞扭矩，自動(dòng)增大輸出軸的扭矩。

(2)行星齒輪系統(tǒng)。行星齒輪系統(tǒng)由2到3組行星齒輪、離合器、制動(dòng)器和單向離合器組成，形成2至5擋變速比。

(3)液壓控制系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)由各種閥體、滑閥、彈簧、鋼球等組成。

(4)電控裝置。電控裝置由變矩器鎖止電磁閥、強(qiáng)制低擋電磁閥、超速電磁閥、換擋電磁閥、停車擋鎖止電磁閥、停車擋和空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、監(jiān)控傳感器等輔助控制系統(tǒng)組成。

3．電控自動(dòng)變速器控制原理電控自動(dòng)變速器是采用傳感器監(jiān)測(cè)車速和節(jié)氣門開(kāi)度，并把信號(hào)傳送給電控單元(ECU)，經(jīng)ECU處理后，再向電磁閥輸出指令信號(hào)，利用電磁閥控制油壓回路，控制各換擋閥的位置，打開(kāi)或關(guān)閉通往離合器、制動(dòng)器的油路，操縱離合器和制動(dòng)器從而控制換擋時(shí)機(jī)。電控自動(dòng)變速器的動(dòng)力源是系統(tǒng)的油壓，油壓是由液力變矩器驅(qū)動(dòng)的油泵產(chǎn)生的。電控液力自動(dòng)變速器，由電子控制系統(tǒng)根據(jù)車速和油門位置、選擋范圍、換擋規(guī)律等信號(hào)，按存儲(chǔ)器中存放的最佳換擋規(guī)律，選擇適當(dāng)?shù)膿跷缓蛽Q擋時(shí)刻，并發(fā)出控制指令控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，完成換擋操作，代替駕駛員的手動(dòng)操作。由于電控自動(dòng)變速器的存儲(chǔ)器中存放著幾種不同的換擋規(guī)律，如動(dòng)力模式、經(jīng)濟(jì)模式、正常模式等，可按駕駛員的意圖調(diào)用相應(yīng)的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)最佳控制。如正常行駛時(shí)可以按經(jīng)濟(jì)模式換擋，在具有足夠動(dòng)力的前提下，達(dá)到節(jié)油、提高舒適性、減少排氣污染的目的；而需要爬坡、加速、超車時(shí)，可按動(dòng)力模式換擋，以保證最高的動(dòng)力性。圖5-6所示是電控液力自動(dòng)變速器系統(tǒng)框圖。自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)是由傳感器、電控單元和控制變速器自動(dòng)換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。此外還設(shè)有自動(dòng)變速指示裝置，可以指示出變速器所處的工作狀態(tài)。圖5-6電控液力自動(dòng)變速器系統(tǒng)框圖當(dāng)自動(dòng)變速器操縱手柄至于D擋時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)換擋控制。駕駛員根據(jù)車速、負(fù)荷、道路情況通過(guò)變速選擇開(kāi)關(guān)選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)律，如動(dòng)力模式、經(jīng)濟(jì)模式、正常模式等，控制系統(tǒng)根據(jù)車速、節(jié)氣門開(kāi)度等傳感器輸入的信號(hào)和駕駛員的意圖進(jìn)行比較、運(yùn)算，選擇該工況下的換擋點(diǎn)和換擋時(shí)刻，如果需要換擋，則通過(guò)接口電路發(fā)出換擋命令，操縱電磁閥控制換擋閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)換擋。當(dāng)?shù)缆非闆r需要人為干預(yù)時(shí)，可松開(kāi)油門提前換入高擋，或操縱換擋手柄換入低擋運(yùn)行。為了降低燃油消耗，在自動(dòng)變速器中裝有超速傳動(dòng)裝置，使汽車在良好的道路上行駛時(shí)，適當(dāng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的油門開(kāi)度后，仍能保持較高的行駛速度。超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使汽車可以實(shí)現(xiàn)超速傳動(dòng)又可直接傳動(dòng)，它們之間的轉(zhuǎn)換可以由電磁線圈控制。當(dāng)接通超速開(kāi)關(guān)，電磁線圈通電時(shí)，超速裝置使變速器由直接擋變?yōu)槌贀酢６谄嚺榔禄虺囆枰凶銐虻膭?dòng)力，應(yīng)從超速擋變?yōu)橹苯訐鯐r(shí)，由裝在加速踏板下方的低速開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)加速踏板踩到底時(shí)，低速開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)閉合，超速擋自動(dòng)斷開(kāi)。

4．自動(dòng)變速器的檢驗(yàn)可用失速試驗(yàn)和時(shí)滯試驗(yàn)兩種試驗(yàn)對(duì)自動(dòng)變速器進(jìn)行檢驗(yàn)。

1)失速試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康模菏僭囼?yàn)的目的是檢查發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，變矩器(主要是導(dǎo)輪)性能的好壞，變速器的離合器及制動(dòng)器是否打滑。

(2)試驗(yàn)方法：用手制動(dòng)器或腳制動(dòng)器將車輪剎死；手柄分別處在D擋或R擋的位置；油溫應(yīng)在正常狀態(tài)(50～80℃)；發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，猛踩一腳加速踏板，使節(jié)氣門全開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間不超過(guò)5s，試驗(yàn)次數(shù)不多于3次；讀出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，該轉(zhuǎn)速叫“失速轉(zhuǎn)速”，一般為2000r/min左右。變矩器的渦輪已剎住，也就是出現(xiàn)“失速點(diǎn)”。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的全部能量(機(jī)械能)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的動(dòng)能，沖擊和摩擦熱很大，因此時(shí)間不超過(guò)5s，試驗(yàn)次數(shù)不多于3次，防止油溫急劇升高和損壞變矩器。

(3)性能分析：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等于2000r/min，這是正常狀態(tài)的規(guī)定值(因機(jī)型有所不同)。若D擋和R擋的轉(zhuǎn)速相同，均低于規(guī)定值，這說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足。若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值但高于600r/min，說(shuō)明變矩器導(dǎo)輪的單向自由輪打滑，這是由于泵輪油液沖擊渦輪后又直接沖擊泵輪，加大了泵輪的負(fù)擔(dān)所致。若D擋和R擋的轉(zhuǎn)速都超過(guò)規(guī)定值，這說(shuō)明油泵油壓過(guò)低、油量不足、油質(zhì)過(guò)差、主油路油壓低等原因，造成離合器和制動(dòng)器打滑。

2)時(shí)滯試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)?zāi)康模簳r(shí)滯試驗(yàn)的目的是進(jìn)一步檢查前、后離合器和制動(dòng)器的磨損情況及控制油壓是否正常。它是利用升擋和降擋時(shí)的時(shí)間差來(lái)分析故障，是對(duì)失速試驗(yàn)結(jié)果的進(jìn)一步驗(yàn)證。

(2)試驗(yàn)方法：手柄在N擋位置，拉緊手制動(dòng)，油溫正常(50～80℃)，分別從N擋換入D擋和R擋，間隔時(shí)間為1min，以便使離合器、制動(dòng)器恢復(fù)全開(kāi)狀態(tài)。用秒表測(cè)量有振動(dòng)感時(shí)經(jīng)歷的時(shí)間(換擋沖擊)。其標(biāo)準(zhǔn)值為：N-D，1.2s；N-R，1.5s。

(3)性能分析：時(shí)滯過(guò)長(zhǎng)，片間和帶鼓間隙過(guò)大(磨損嚴(yán)重)或控制油壓過(guò)低；時(shí)滯過(guò)短，片間和帶鼓間隙調(diào)整不當(dāng)或控制油壓過(guò)高。由于高、低擋之間的轉(zhuǎn)換，存在著充油和排油問(wèn)題，應(yīng)該有一定的“時(shí)差”。這個(gè)時(shí)差還有另一目的，即汽車行駛在阻力無(wú)常的路上時(shí)，當(dāng)汽車速度接近“換擋點(diǎn)”速度時(shí)，由于“時(shí)差正?！?，可防止忙亂地?fù)Q擋。每次試驗(yàn)間隔時(shí)間為1min，取三次平均值為據(jù)。

二、汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為ABS系統(tǒng)，是提高汽車制動(dòng)安全性的一個(gè)重要裝置。ABS系統(tǒng)不但能縮短汽車的制動(dòng)距離，而且能增加駕駛員在制動(dòng)過(guò)程中控制方向盤、繞開(kāi)障礙物的能力。此外，還能保證汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，特別是在路面較滑、潮濕的道路上行駛時(shí)，更能顯示出其優(yōu)越性。

1．ABS系統(tǒng)分類汽車制動(dòng)防抱死系統(tǒng)分為兩類：兩輪系統(tǒng)和四輪系統(tǒng)。

1)兩輪系統(tǒng)前期的轎車和現(xiàn)在的貨車多采用兩個(gè)車輪裝用制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這就是兩輪系統(tǒng)。

2)四輪系統(tǒng)在四輪的前后兩軸，四個(gè)車輪都裝有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)。

2．工作原理在ABS系統(tǒng)中，每個(gè)車輪上各安置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，將關(guān)于各車輪轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號(hào)對(duì)各個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判定，并形成相應(yīng)的控制指令。圖5-7是ABS系統(tǒng)對(duì)單個(gè)車輪控制的原理示意圖。

ABS系統(tǒng)的工作過(guò)程可以分為常規(guī)制動(dòng)、制動(dòng)壓力保持、制動(dòng)壓力減小和制動(dòng)壓力增大等階段。圖5-7ABS系統(tǒng)控制原理示意圖

1)常規(guī)制動(dòng)階段在常規(guī)制動(dòng)階段，ABS系統(tǒng)并不介入制動(dòng)壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成中的各進(jìn)液電磁閥均不通電而處于開(kāi)啟狀態(tài)，各出液電磁閥均不通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，電動(dòng)泵也不通電運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)主缸至各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動(dòng)輪缸至儲(chǔ)液器的制動(dòng)管路均處于封閉狀態(tài)，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力將隨制動(dòng)主缸的輸出壓力變化而變化，此時(shí)的制動(dòng)過(guò)程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過(guò)程完全相同。

2)制動(dòng)壓力保持階段在制動(dòng)過(guò)程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判定有車輪趨于抱死時(shí)，ABS系統(tǒng)就進(jìn)入防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)過(guò)程。防抱制動(dòng)循環(huán)的第一階段就是保持制動(dòng)壓力，這就是說(shuō)無(wú)論駕駛員如何進(jìn)一步踩踏制動(dòng)踏板，制動(dòng)主缸對(duì)車輪制動(dòng)器也不會(huì)再增加制動(dòng)壓力。這時(shí)電子控制裝置發(fā)出指令使壓力調(diào)節(jié)裝置中原來(lái)開(kāi)啟的各進(jìn)液電磁閥關(guān)閉，而切斷制動(dòng)壓力進(jìn)入車輪制動(dòng)器的通路。

3)制動(dòng)壓力減少階段如果在車輪制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力保持一定時(shí)，電子控制裝置判定車輪仍然趨于抱死時(shí)，電子控制裝置便立即發(fā)出指令，在車輪的進(jìn)液電磁閥保持關(guān)閉狀態(tài)的同時(shí)，使車輪出液電磁閥也通電而轉(zhuǎn)入開(kāi)啟狀態(tài)，制動(dòng)輪缸中的部分制動(dòng)液就會(huì)流回儲(chǔ)液器，使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力迅速減小，車輪的抱死趨勢(shì)將開(kāi)始消除。

4)制動(dòng)壓力增大階段隨著制動(dòng)輪缸制動(dòng)壓力的減小，車輪會(huì)在汽車慣性力的作用下逐漸加速，當(dāng)電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號(hào)判定車輪的抱死趨勢(shì)已經(jīng)完全消除時(shí)，電子控制裝置就使進(jìn)液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進(jìn)液電磁閥轉(zhuǎn)入開(kāi)啟狀態(tài)，出液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)也使電動(dòng)泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)，向制動(dòng)輪缸泵送制動(dòng)液，由制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液和電動(dòng)泵泵送的制動(dòng)液都經(jīng)過(guò)處于開(kāi)啟狀態(tài)的進(jìn)液電磁閥進(jìn)入制動(dòng)輪缸，使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力迅速增大，車輪又開(kāi)始制動(dòng)，減速運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)的工況相當(dāng)于正常制動(dòng)工況。

ABS系統(tǒng)通過(guò)使趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力循環(huán)往復(fù)地經(jīng)歷保持、減小、增大過(guò)程，而將趨于抱死車輪的滑動(dòng)率控制在峰值附著系數(shù)滑動(dòng)率的附近范圍內(nèi)，直至汽車速度減小到很低或者制動(dòng)主缸的輸出壓力不再使車輪趨于抱死時(shí)為止。由保持、減小、增大構(gòu)成的防抱制動(dòng)循環(huán)是在瞬間完成的，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的頻率可達(dá)3～20Hz。在該ABS系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)于每一個(gè)制動(dòng)輪缸各有一對(duì)進(jìn)液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進(jìn)行控制，因此，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力能夠被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，從而使四個(gè)車輪都不發(fā)生制動(dòng)抱死現(xiàn)象。

三、汽車電控懸架系統(tǒng)

1．懸架控制系統(tǒng)的功用對(duì)于裝有氣體彈簧的車輛，在其懸架系統(tǒng)中出現(xiàn)了微機(jī)控制的車高自動(dòng)調(diào)平裝置和減震器衰減力自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)。它根據(jù)載重情況，通過(guò)改變懸架彈簧的剛度，對(duì)汽車的高度和形態(tài)進(jìn)行修正。其功能如下：

(1)在高質(zhì)量路面上高速行駛時(shí)，彈簧變軟，以提高舒適性。

(2)一旦駛上凹凸不平的劣質(zhì)路面，使懸架彈簧變硬，以抗御顛簸、沖擊和碰撞。

(3)若車內(nèi)后座乘客多，或滿載貨物，此時(shí)汽車處于“仰頭”狀態(tài)，前照燈的光軸向上，使迎面來(lái)的車輛產(chǎn)生眩目，車高自動(dòng)調(diào)整裝置可使汽車找平，保持前照燈的光軸不變。

(4)可減緩汽車制動(dòng)時(shí)的點(diǎn)頭現(xiàn)象。

2．懸架控制的過(guò)程在控制過(guò)程中，根據(jù)車輛高度傳感器測(cè)得的車輛平均高度絕對(duì)值，自動(dòng)地選擇“空載狀態(tài)”或“負(fù)載狀態(tài)”進(jìn)行控制，據(jù)此建立懸架壓縮控制常數(shù)和拉伸控制常數(shù)。因此，準(zhǔn)確地確定空載狀態(tài)和負(fù)載狀態(tài)的臨界值，是執(zhí)行懸架控制的關(guān)鍵。

3．自動(dòng)油壓懸掛系統(tǒng)汽車為適應(yīng)路面的各種條件，進(jìn)行從低速到高速、行走、轉(zhuǎn)彎及上下坡等動(dòng)作。在這些場(chǎng)合下，汽車的操縱穩(wěn)定性與汽車質(zhì)(重)心、受力方向有很大關(guān)系。自動(dòng)油壓懸掛系統(tǒng)就是為了適應(yīng)汽車重心在不同方向上產(chǎn)生慣性力時(shí)，柔和地調(diào)節(jié)懸掛裝置，達(dá)到舒適的乘坐條件而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)。第三節(jié)行駛安全方面的控制技術(shù)

一、汽車安全氣囊系統(tǒng)汽車安全氣囊系統(tǒng)(SupplementalRestraintSystem)，也稱輔助乘員保護(hù)系統(tǒng)，是一種當(dāng)汽車發(fā)生碰撞而急劇減速時(shí)能很快膨脹的緩沖墊，可以保護(hù)車內(nèi)駕乘人員不致撞到車廂內(nèi)部，是現(xiàn)代汽車上一種常見(jiàn)的被動(dòng)安全裝置。隨著世界汽車市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和制造成本的下降，安全氣囊已逐漸發(fā)展成為一種標(biāo)準(zhǔn)件安裝在現(xiàn)代轎車上，如圖5-8所示。圖5-8寶馬汽車安全氣囊

1．安全氣囊的類型根據(jù)碰撞類型可分為正面碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)和側(cè)面碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)兩種。正面碰撞防護(hù)安全氣囊系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究開(kāi)發(fā)，在轎車的駕駛員和前排乘員座上已經(jīng)有較高的裝車率。根據(jù)交通事故統(tǒng)計(jì)表明，安全氣囊與安全帶一起使用，對(duì)正面碰撞事故中的駕乘人員具有優(yōu)良的保護(hù)效果。側(cè)面碰撞防護(hù)安全氣囊是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)，已在高擋轎車上安裝使用，但還不普及。根據(jù)安裝氣囊數(shù)量可分為單氣囊系統(tǒng)和雙氣囊系統(tǒng)兩種。根據(jù)安全氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)可分為電子式、電氣-機(jī)械式和機(jī)械式三種。根據(jù)在安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中安全帶與安全氣囊的主從關(guān)系不同可分為被動(dòng)安全氣囊系統(tǒng)和主動(dòng)安全氣囊系統(tǒng)。

2．汽車安全氣囊系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與原理汽車安全氣囊系統(tǒng)是由傳感器系統(tǒng)、電子控制器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部分組成。傳感器系統(tǒng)的功用是檢測(cè)、判斷汽車發(fā)生事故后的撞擊信號(hào)，以便及時(shí)起動(dòng)安全保護(hù)氣囊，并提供足夠的電能或機(jī)械能來(lái)點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器。電子控制器不斷接收傳感器傳來(lái)的車速信息，經(jīng)過(guò)不斷地計(jì)算、分析、比較、判斷，并隨時(shí)準(zhǔn)備發(fā)出指令引燃?xì)怏w發(fā)生器。氣體發(fā)生器是根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生一定量氣體，并迅速向氣囊充氣，氣囊充氣后膨脹，對(duì)駕駛員起保護(hù)作用。氣囊一般用輕尼龍或聚酯纖維布料制成，像降落傘一樣可折疊成包，內(nèi)層涂覆樹(shù)脂，能承接大于2500N的拉力。汽車安全氣囊的工作原理比較簡(jiǎn)單，工作時(shí)間也極短。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，由傳感器對(duì)碰撞程度進(jìn)行感應(yīng)，在0.01?s內(nèi)將感應(yīng)信號(hào)輸送給電子控制器，由電子控制器對(duì)碰撞信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)中等程度和嚴(yán)重程度的碰撞，電子控制器發(fā)出信號(hào)，指示氣體發(fā)生器內(nèi)的點(diǎn)火器點(diǎn)火，使其發(fā)生爆炸，這一過(guò)程一般只用0.05?s左右。氣體發(fā)生器產(chǎn)生大量氮?dú)猓?0ms內(nèi)沖開(kāi)氣囊蓋，使氣囊完全充滿，形成一枕頭狀氣囊，當(dāng)人體的臉部一接觸氣囊，氣囊受壓后，其后面的泄氣孔就逐漸泄氣，持續(xù)時(shí)間不到1s，從而達(dá)到對(duì)駕乘人員的緩沖保護(hù)作用。

二、汽車防撞控制系統(tǒng)

1．夜間目標(biāo)檢測(cè)和警報(bào)系統(tǒng)夜間行駛條件比白天差，容易發(fā)生事故。為避免事故發(fā)生，應(yīng)在規(guī)定的車輛接近區(qū)域內(nèi)，檢測(cè)是否存在目標(biāo)或行人，并通過(guò)直觀顯示警告駕駛員，以便提前采取適當(dāng)措施。

2．車輛檢測(cè)與警報(bào)系統(tǒng)裝備后視立體攝像機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)檢測(cè)在兩輛車接近的區(qū)域內(nèi)是否有車輛存在，如有車量存在則發(fā)出警報(bào)信號(hào)，警告原車駕駛員，也警告跟隨車輛的駕駛員，采取相應(yīng)措施。

3．車距警報(bào)系統(tǒng)采用激光掃描雷達(dá)傳感器或攝像機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)車距，該系統(tǒng)給跟蹤車輛傳送本車到前導(dǎo)車輛的距離信號(hào)，當(dāng)兩車距小于規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出直觀警報(bào)信號(hào)，如駕駛員未采取措施，則車輛自動(dòng)地進(jìn)行制動(dòng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)向信號(hào)，以避免車輛相撞。

4．車輛行駛路線改變的事故避免系統(tǒng)當(dāng)車輛從路線1向路線2改變行駛路線時(shí)，往往因后面車輛車速太高或駕駛員不注意而發(fā)生碰撞事故。在車輛上安裝超聲波傳感器或立體攝像機(jī)系統(tǒng)，檢測(cè)車輛變線時(shí)后面對(duì)角方向上正在接近的車輛，如果駕駛員不知道后面對(duì)角方向有車，同時(shí)操縱轉(zhuǎn)向，試圖改變線路或轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)將及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員及時(shí)回位。

5．行駛路線偏離警報(bào)系統(tǒng)由于某種原因，在駕駛員未操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，車輛開(kāi)始偏離自己的路線，為避免后來(lái)車輛碰撞或該車碰撞道路隔離帶的事故，采用攝像機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)識(shí)別白色路線標(biāo)記，并通過(guò)聲音信號(hào)警告行駛路線位置偏離的車輛駕駛員，如駕駛員沒(méi)有使車輛回到原行駛路線，系統(tǒng)便自動(dòng)地使車回到原來(lái)路線。

6．調(diào)節(jié)車輛位置的速度控制系統(tǒng)為了使同一行駛路線的車輛保持一定距離，有些車輛裝有速度控制系統(tǒng)，采用激光掃描雷達(dá)和攝像機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)前面行駛的車輛，自動(dòng)調(diào)節(jié)油門和換擋順序，調(diào)節(jié)車速，使跟隨車輛始終與前面車輛保持合適的距離，以避免發(fā)生事故和減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度。

7．轉(zhuǎn)彎減速調(diào)節(jié)系統(tǒng)當(dāng)車輛行駛遇到彎道時(shí)，由于駕駛員對(duì)道路情況不熟悉或注意力不集中，或車速太高，經(jīng)常發(fā)生車撞路標(biāo)和翻車事故。轉(zhuǎn)彎減速調(diào)節(jié)系統(tǒng)可檢測(cè)轉(zhuǎn)彎車輛經(jīng)由路面的轉(zhuǎn)彎半徑及曲率，并相應(yīng)地自動(dòng)調(diào)節(jié)降低車輛速度。第四節(jié)現(xiàn)代汽車信息與舒適性方面的控制技術(shù)

一、汽車電控自動(dòng)空調(diào)汽車空調(diào)系統(tǒng)的目的是為了在任何氣候和行駛條件下，能為乘員提供舒適的車內(nèi)環(huán)境，并能預(yù)防或除去附在風(fēng)窗玻璃上的霧、霜，以確保駕駛員的視野清晰與行駛安全。電控自動(dòng)空調(diào)利用傳感器隨時(shí)檢測(cè)車內(nèi)溫度及車外環(huán)境溫度的變化，并把檢測(cè)到的信號(hào)送給空調(diào)的電子控制單元(ECU)，ECU則按預(yù)先編制的程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理，并通過(guò)執(zhí)行元件，不斷地對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)溫度、送風(fēng)方式及壓縮機(jī)工作狀況等進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使車內(nèi)溫度、空氣濕度及流動(dòng)狀況始終保持在駕駛員設(shè)定的水平上。

1．電控自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的組成電控自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)如圖5-9所示，主要由冷氣、熱風(fēng)、送風(fēng)、操作、電子控制等分系統(tǒng)組成。其中冷氣系統(tǒng)中有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和儲(chǔ)液干燥器；熱風(fēng)系統(tǒng)有加熱器、水閥等；送風(fēng)系統(tǒng)有風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、吸入與吹出風(fēng)門；操作系統(tǒng)有溫度設(shè)定與選擇開(kāi)關(guān)；電子控制系統(tǒng)有傳感器、電子控制單元(ECU)、各種轉(zhuǎn)換閥門和執(zhí)行元件等。圖5-9電控自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成

2．自動(dòng)空調(diào)電控系統(tǒng)的主要部件及原理

1)傳感器

(1)車內(nèi)溫度傳感器。車內(nèi)溫度傳感器一般安裝在儀表板的下端，在前后雙空調(diào)式車上多在前后座上各裝1個(gè)，它是具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。傳感器可以吸入車室內(nèi)的空氣，并利用熱敏電阻檢測(cè)出吸入車室內(nèi)的空氣溫度，再把溫度值轉(zhuǎn)換為電阻值信號(hào)輸入空調(diào)ECU。當(dāng)車內(nèi)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱敏電阻的阻值改變，從而向空調(diào)ECU輸送車內(nèi)溫度信號(hào)，改變車內(nèi)空調(diào)的制冷量。

(2)車外環(huán)境溫度傳感器。車外環(huán)境溫度傳感器一般安裝在車輛前部散熱器的進(jìn)風(fēng)柵處，也是熱敏電阻，負(fù)責(zé)檢測(cè)車室外的溫度，并把溫度值轉(zhuǎn)換為電阻值信號(hào)輸入空調(diào)ECU。當(dāng)車外溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值改變，從而向空調(diào)ECU輸送車外溫度信號(hào)，改變車內(nèi)空調(diào)的制冷量。

(3)空調(diào)器溫度傳感器?？照{(diào)器溫度傳感器由熱敏鐵氧體、笛簧開(kāi)關(guān)和永久磁鐵等構(gòu)成。它利用鐵氧體溫度超過(guò)設(shè)定值后磁通量急速降低的性能，從而使笛簧開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)轉(zhuǎn)換。它用于溫度檢測(cè)開(kāi)關(guān)的汽車?yán)錃獾目勺內(nèi)萘繅嚎s機(jī)系統(tǒng)上，可以根據(jù)汽車?yán)錃獾臓顩r控制壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，從而提高了壓縮機(jī)的工作效率。

(4)空調(diào)蒸發(fā)器出口溫度傳感器。這種傳感器裝在空調(diào)的蒸發(fā)器片上，用來(lái)檢測(cè)蒸發(fā)器表面溫度的變化，并依此來(lái)控制壓縮機(jī)的工作狀況。這個(gè)傳感器也是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。

(5)水溫傳感器。水溫傳感器直接安裝在暖氣芯底部的水道上，檢測(cè)冷卻水溫度，產(chǎn)生水溫信號(hào)傳送給空調(diào)ECU，用于低溫時(shí)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。

(6)日照傳感器。車用空調(diào)日照傳感器一般安裝在儀表板上方容易接受日光照射的位置處，可把日光照射量變化轉(zhuǎn)換為電流值變化信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，用于調(diào)整車用空調(diào)器吹出的風(fēng)量與溫度。

(7)壓縮機(jī)鎖止傳感器。這是一種磁電式傳感器，安裝在空調(diào)裝置的壓縮機(jī)內(nèi)，用于檢測(cè)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。壓縮機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，該傳感器線圈產(chǎn)生4個(gè)脈沖信號(hào)傳送到空調(diào)ECU。

(8)靜電式流量傳感器。靜電式流量傳感器用于檢測(cè)系統(tǒng)中制冷劑的流量。傳感器內(nèi)部設(shè)有多個(gè)電極，當(dāng)通過(guò)傳感器的制冷劑流量發(fā)生變化時(shí)，則電極間的靜電電容量也發(fā)生變化，再經(jīng)振蕩電路把變化的靜電容量轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸入到空調(diào)ECU中，再轉(zhuǎn)換成電壓，從而使ECU判斷出制冷劑的流量。當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，利用監(jiān)控顯示系統(tǒng)向駕駛?cè)藛T報(bào)警。

(9)煙霧濃度傳感器。煙霧濃度傳感器可以檢測(cè)出車內(nèi)的煙霧，并向空調(diào)ECU傳送信號(hào)，ECU使空氣凈化器運(yùn)轉(zhuǎn)，從而凈化車內(nèi)空氣，保持車內(nèi)空氣清新。沒(méi)有煙霧時(shí)，凈化器自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。煙霧濃度傳感器是利用紅外線反射原理工作的，當(dāng)無(wú)煙霧時(shí)紅外線射不到光敏元件上，電路不工作；但當(dāng)香煙煙霧等進(jìn)入到傳感器內(nèi)時(shí)，煙霧粒子對(duì)間歇的紅外線進(jìn)行漫反射，就有紅外線射到光敏元件上，這時(shí)傳感器判斷出車內(nèi)有煙霧，ECU使凈化器開(kāi)始工作。

(10)濕度傳感器。熱敏電阻式濕度傳感器裝有金屬氧化物系列陶瓷材料制成的多孔燒結(jié)體，燒結(jié)體表面對(duì)水分子有吸附作用，吸附水分子的同時(shí)其電阻值發(fā)生變化，根據(jù)這一變化就可檢測(cè)出濕度的變化。

2)執(zhí)行元件

(1)進(jìn)風(fēng)控制伺服電機(jī)。進(jìn)風(fēng)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)連桿與進(jìn)風(fēng)擋風(fēng)板相連，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)風(fēng)方式的控制。

(2)空氣混合伺服電機(jī)?？諝饣旌纤欧姍C(jī)用于控制冷暖空氣的混合比例。(3)送風(fēng)控制伺服電機(jī)。(4)最冷控制伺服電機(jī)。(5)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。(6)壓縮機(jī)工作控制。

二、電動(dòng)座椅汽車座椅的主要功能是為駕駛員提供便于操作、舒適而又安全的駕駛位置，為乘員提供不易疲勞、舒適又安全的乘坐位置。作為人和汽車之間聯(lián)接部件的座椅，對(duì)其性能的要求越來(lái)越高，從以前的固定式座椅到多功能的動(dòng)力調(diào)節(jié)座椅，到20世紀(jì)80年代又出現(xiàn)了氣墊座椅、電動(dòng)座椅、立體音響座椅等特殊功能座椅，直至發(fā)展到現(xiàn)在的電子調(diào)節(jié)座椅。此外，有些座椅中還附加了一些特殊功能的裝置，如在氣墊座椅上使用電動(dòng)氣泵，對(duì)各個(gè)專用氣袋如腰椎支撐氣袋、側(cè)背支撐氣袋、座位前部的大腿氣袋等進(jìn)行充氣，起到調(diào)節(jié)支撐腰椎、側(cè)背、大腿的作用，取得良好的效果。圖5-10全可調(diào)式電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅到現(xiàn)在電動(dòng)調(diào)節(jié)座椅出現(xiàn)了應(yīng)用電腦控制的電子座椅，將選定的座椅調(diào)節(jié)位置預(yù)先存儲(chǔ)，使用時(shí)只要一按電腦上設(shè)定的按鍵開(kāi)關(guān)，座椅就會(huì)自動(dòng)地調(diào)到選定的座椅位置上。

1．電動(dòng)座椅的組成及工作原理電動(dòng)座椅的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要由雙向電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和座椅調(diào)節(jié)器等組成。

2．電子調(diào)節(jié)座椅控制原理電動(dòng)座椅的電子控制系統(tǒng)有1個(gè)存儲(chǔ)器，只要一按按鈕，就能按儲(chǔ)存的各個(gè)座椅位置的要求調(diào)整座椅的位置。

三、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)全球車用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也稱全球定位系統(tǒng)(GlobaoPositioningSystem)。GPS是利用環(huán)繞在地球周圍的24顆衛(wèi)星的設(shè)定進(jìn)行位置定位，一部陸上交通工具需要3顆衛(wèi)星才能計(jì)算出其經(jīng)緯坐標(biāo)，當(dāng)衛(wèi)星鎖定位置傳訊至GPS時(shí)，汽車的所在地與路線會(huì)立刻顯示在熒光屏的電子地圖上。車用導(dǎo)航系統(tǒng)可在城市或公路網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，定向選擇最佳行駛路線，并能在屏幕上顯示地圖，表示汽車行駛中的位置，以及到達(dá)目的地的方向和距離。GPS實(shí)質(zhì)是汽車行駛向智能化發(fā)展的方向，再進(jìn)一步就可成為無(wú)人駕駛汽車。由于GPS的導(dǎo)航在遇上隧道或收訊不良處仍會(huì)有些誤差，因此需靠車速感應(yīng)器和陀螺儀組成的自立導(dǎo)航作為修正與輔助效果，成為一種雙重的導(dǎo)