汽車發(fā)動機_電器概述

1、汽 車 概 論n聽說電是汽車的神經(jīng)。n對。而且越來越多有關(guān)電的新技術(shù)應(yīng)用于汽車。 第一節(jié) 電器概述 第二節(jié) 電源系統(tǒng) 第三節(jié) 點火系統(tǒng) 第四節(jié) 起動系統(tǒng) 第五節(jié) 照明信號系統(tǒng) 第六節(jié) 全車線路連線原則 第七節(jié) 現(xiàn)代汽車計算機控制系統(tǒng)汽 車 概 論n電在汽車上也是必不可少的：電火花，起動，照明、儀表、信號等。n可以說，汽油是汽車的血液，電是汽車的神經(jīng)n包括n電源系統(tǒng)n點火系統(tǒng)n起動系統(tǒng)n照明信號系統(tǒng)n儀表警告系統(tǒng)n現(xiàn)代汽車應(yīng)用了更多的電子計算機控制系統(tǒng)，使汽車稱為典型的機電一體化產(chǎn)品。汽 車 概 論全車線路連線原則n低壓：汽車電器設(shè)備系統(tǒng)的額定電壓有12V和24V兩種。目前汽油機普遍采用12V，

2、而柴油機則多采用24V。n直流：汽車發(fā)動機的起動機是直流串勵式電動機，必須由蓄電池供電，而向蓄電池充電必須用直流，所以汽車電器設(shè)備為直流系統(tǒng)。n單線制：汽車上所有電器設(shè)備均為并聯(lián)。而從電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接，汽車底盤、發(fā)動機等金屬機體作為另一公共“導(dǎo)線”。單線制導(dǎo)線用量少，線路清晰，安裝方便。n負極搭鐵：單線制時蓄電池的一個電極接至車架上，稱“搭鐵”。負極接車架即為“負極搭鐵”。負極搭鐵對車架或車身的化學(xué)腐蝕較輕，對無線電干擾較小。（大多數(shù)車輛均采用負極搭鐵）n均裝有保險裝置，以防短路燒壞用電設(shè)備n除起動機、喇叭、轉(zhuǎn)向燈之外，各用電設(shè)備均經(jīng)過電流表汽 車 概 論一 概述n作用：n在汽車

3、上用于產(chǎn)生和儲存電能，并供給一切用電設(shè)備。n組成：n蓄電池n發(fā)電機(及調(diào)節(jié)器)汽 車 概 論二 蓄電池n功能：電能化學(xué)能n作用n起動時，給起動機供電n工作中：n發(fā)電機發(fā)出的電能超 過用電設(shè)備的需要時，由蓄電池儲存n發(fā)電機發(fā)出的電能不滿足用電設(shè)備的需要時，由蓄電池部分或全部供電n構(gòu)造：主要是鉛酸蓄電池n外殼，極板組，隔板，電解液，極柱汽 車 概 論n其他類型的蓄電池n干荷電鉛蓄電池：干態(tài)，加入電解液30min后，不需要充電即可使用，是應(yīng)急的理想電源n免維護蓄電池：也叫MF電池。使用過程中不需要添加蒸餾水，不需進行維護n堿性蓄電池n電動汽車的蓄電池n鈉硫電池n燃料電池 n鋅-空氣電池汽 車 概 論

4、三 發(fā)電機n作用n由發(fā)動機帶動發(fā)出電能(機械能電能)n正常情況，除起動機之外的所有用電設(shè)備由其供電，并向蓄電池充電n組成(硅整流交流發(fā)電機)n轉(zhuǎn)子總成：磁場部分n定子總成：電樞線圈n硅整流器：三相交流直流n調(diào)節(jié)器n作用：調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓，使其穩(wěn)定在規(guī)定的工作范圍汽 車 概 論汽 車 概 論一 概述n作用：將低壓高壓，按一定次序和時刻分別分到各個氣缸產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣n組成n點火開關(guān)n電源n點火線圈n分電器n火花塞汽 車 概 論n點火開關(guān)：控制點火系的初級電路及儀表電路等n蓄電池：12V，供給點火系所需的電能n點火線圈：自耦變壓器,將低壓變成能擊穿火花塞間隙的高壓n分電器：由斷電器、

5、配電器、點火提前調(diào)節(jié)裝置組成n火花塞：產(chǎn)生電火花，點燃混合氣n電容器：減小觸點分開時產(chǎn)生的火花，延長觸點使用壽命汽 車 概 論二 主要元件n點火開關(guān)：起動時，接通低壓電路n點火線圈：低壓高壓n分電器n作用：接通和切斷低壓線路n組成n斷電器：磁通變化經(jīng)磁場產(chǎn)生高壓n配電器：分配高電壓至各氣缸上n點火提前裝置n離心提前裝置：轉(zhuǎn)速越高，提前角越大n真空提前裝置：負荷越小，提前角越大n人工提前裝置：根據(jù)汽油辛烷值n火花塞：高壓電流下，兩極間產(chǎn)生電火花，點燃氣缸中的混合氣。汽 車 概 論汽 車 概 論三 點火系電路汽 車 概 論一 概述n作用n通過轉(zhuǎn)動發(fā)動機曲軸，使其進入工作狀態(tài)n組成n起動機n電磁操縱

6、機構(gòu)n起動方式n人力n電力起動汽 車 概 論二 起動機n作用：產(chǎn)生起動扭矩n結(jié)構(gòu)：殼體、磁極、電樞、整流子、電刷汽 車 概 論三 電磁操縱機構(gòu)n作用：控制起動電機的運轉(zhuǎn)和起動齒輪與飛輪齒圈的嚙合與脫離，防止電機電樞超速運轉(zhuǎn)汽 車 概 論四 起動電路汽 車 概 論一 照明裝置汽 車 概 論儀表指示系統(tǒng)概述n為使駕駛員能隨時了解汽車和發(fā)動機的各種參數(shù)是否正常，以便及時采取措施，防止發(fā)生人身和機械事故，汽車上或多或少地使用各種儀表。這些儀表有的顯示汽車的常規(guī)運行參數(shù)，有的顯示某些極限參數(shù)。n儀表系統(tǒng)n電流表 機油壓力表n水溫表 燃油表n車速里程表 發(fā)動機轉(zhuǎn)速表n指示燈系統(tǒng)n溫度指示燈 機油壓力指示燈

7、n充電指示燈 燃油低液位指示燈n制動系統(tǒng)指示燈 制動液面警告燈汽 車 概 論二 儀表汽 車 概 論n電流表：指示蓄電池充電或放電電流n機油壓力表：檢測機油(潤滑系統(tǒng))壓力n水溫表：指示發(fā)動機冷卻水工作溫度n燃油表：指示燃油箱內(nèi)儲油量的多少n車速里程表：指示行車車速，累計汽車行駛里程數(shù)n發(fā)動機轉(zhuǎn)速表：用于監(jiān)視發(fā)動機工作狀況，便于掌握換擋時機汽 車 概 論三 信號及報警裝置n轉(zhuǎn)向信號n閃光器n倒車信號n電源指示燈n儀表報警裝置n喇叭汽 車 概 論輔助電器設(shè)備汽 車 概 論風(fēng)窗玻璃洗滌器n組成n控制電路n與刮水器聯(lián)動n動作n低速刮水n高速刮水n點動刮水n間歇刮水n洗滌風(fēng)窗汽 車 概 論電動刮水器n組

8、成：n電動機傳動機構(gòu)n動作n慢速刮水n快速刮水n停機復(fù)位：不管何時切斷電源都停止在下部汽 車 概 論風(fēng)窗除霜裝置汽 車 概 論電動門窗玻璃升降器n組成：n電動機n減速裝置n傳動機構(gòu)n齒扇式n齒條式n控制開關(guān)汽 車 概 論汽 車 概 論汽車空調(diào)汽 車 概 論汽車音響汽 車 概 論一 全車線路連線原則n低壓：汽車電器設(shè)備系統(tǒng)的額定電壓有12V和24V兩種。目前汽油機普遍采用12V，而柴油機則多采用24V。n直流：汽車發(fā)動機的起動機是直流串勵式電動機，必須由蓄電池供電，而向蓄電池充電必須用直流，所以汽車電器設(shè)備為直流系統(tǒng)。n單線制：汽車上所有電器設(shè)備均為并聯(lián)。而從電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接，汽車

9、底盤、發(fā)動機等金屬機體作為另一公共“導(dǎo)線”。單線制導(dǎo)線用量少，線路清晰，安裝方便。n負極搭鐵：單線制時蓄電池的一個電極接至車架上，稱“搭鐵”。負極接車架即為“負極搭鐵”。負極搭鐵對車架或車身的化學(xué)腐蝕較輕，對無線電干擾較小。（大多數(shù)車輛均采用負極搭鐵）n均裝有保險裝置，以防短路燒壞用電設(shè)備n除起動機、喇叭、轉(zhuǎn)向燈之外，各用電設(shè)備均經(jīng)過電流表汽 車 概 論二 全車線路圖汽 車 概 論汽車計算機控制的必要性n為了實現(xiàn)高效、安全的公路交通，不能只著眼于汽車，而應(yīng)把人、汽車和環(huán)境作為一個系統(tǒng)。n為了改善和提高汽車的性能，需要對汽車的許多系統(tǒng)進行優(yōu)化控制。微型計算機具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、功能強大、響應(yīng)

10、快速和價格低廉等優(yōu)點，特別適宜于作為汽車計算機控制系統(tǒng)的控制器。n目前，汽車計算機控制已經(jīng)涉及到動力性、經(jīng)濟性、安全性、可靠性。其目的主要有：n滿足用戶需求，大幅度提高汽車性能，尤其是舒適性、方便性、安全性、可靠性等；n滿足社會需求，保護環(huán)境，節(jié)約能源、節(jié)省資材；n實現(xiàn)公路交通系統(tǒng)智能化，將汽車與社會緊密聯(lián)系起來。汽 車 概 論電子控制一覽燃油噴射控制(EFI)進氣、增壓控制空燃比控制點火控制(ESA)爆震控制怠速控制(ISC)排放控制(EGR)車 身安全性發(fā)動機底 盤自動變速器(ECT)防滑差速器(LSD)動力轉(zhuǎn)向(EPS)四輪轉(zhuǎn)向(4WS)制動防抱死(ABS)驅(qū)動防滑(ASR/TCS)巡行

11、控制(CCS)懸架控制(TEMS)自動安全帶安全氣囊雷達防撞倒車報警防盜系統(tǒng)傳動系轉(zhuǎn)向系制動系行駛系懸 架電動車窗電動門鎖電動后視鏡電動車頂電動天線自動空調(diào)自動座椅收放機電視機信息與通信電子儀表顯示導(dǎo)向行駛車用電話機車用傳真機汽 車 概 論控制系統(tǒng)框圖傳感器電控單元執(zhí)行器輸出輸入ECU傳感器：感測控制系統(tǒng)外部的信息并能電信號電控單元：控制系統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)中的信息處理部分。處理、分析、計算輸入信息，形成控制指令并將控制決定傳輸給執(zhí)行器。執(zhí)行器：系統(tǒng)的輸出部分，將ECU的控制指令轉(zhuǎn)變?yōu)閷崿F(xiàn)控制目標(biāo)的物理運動汽 車 概 論發(fā)動機控制n電控燃油噴射（EFI-Electronic Fuel Injec

12、tion）n按照發(fā)動機各種工況的要求和進氣量控制噴油量，實現(xiàn)空燃比的最佳控制。n發(fā)動機控制目標(biāo)n動力性、經(jīng)濟性、排放控制、工作可靠性汽 車 概 論自動變速箱n自動變速箱能根據(jù)路面情況、實際工況來自動換入合適的檔位，減輕了司機的勞動強度；n全液壓控制型：僅靠液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)控制n電子控制型：由電腦控制換檔時刻和換檔模式 ECT-Electronically Controlled Transmission汽 車 概 論防抱死控制系統(tǒng)nABS (Antilock Braking System)n控制目標(biāo)n縮短制動距離n改善制動過程的方向穩(wěn)定性n保持制動過程的轉(zhuǎn)向操縱能力n減輕駕駛員的緊張程度n延長輪胎

13、的使用壽命n在制動過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱制動壓力調(diào)節(jié)過程。汽 車 概 論巡航行駛電子控制系統(tǒng)nCCSCruise Control Systemn控制目標(biāo)n使汽車速度保持穩(wěn)定，將駕駛員從對節(jié)氣門的持續(xù)控制中解脫出來，減輕駕駛員的工作強度。n和防碰撞控制系統(tǒng)（低成本車距傳感器）聯(lián)系 形成 智能車輛道路系統(tǒng)n舉例：巡行控制有四個操作，位于方向盤上nMAIN(開/關(guān))：打開，使之處于備用狀態(tài)nSET/COAST(調(diào)置/滑行)：達到某希望車速時，推上該開關(guān)，進行調(diào)置nRES/ACC(再調(diào)置/加速)：n調(diào)置暫時解除狀態(tài)：推上該開關(guān)，重新調(diào)置上

14、次調(diào)置的車速n調(diào)置狀態(tài)：推上該開關(guān)，加速nCANCEL(消除)：解除調(diào)置狀態(tài)汽 車 概 論電子控制懸架系統(tǒng)n傳統(tǒng)的懸架n組成：彈性元件，減振器，導(dǎo)向機構(gòu)n作用：車身與車輪之間的彈性連接，衰減和消除車身振動，改善行駛平順性，提高汽車的方向穩(wěn)定性n被動式懸架：彈簧剛度和減振器阻尼不變n電控目標(biāo)n為適應(yīng)汽車在不同行駛狀態(tài)和道路條件對剛度和阻尼變化的要求。n具體控制要求n在平整路面上，減少阻尼，提高汽車的平順性n在不平路面上行駛，加大阻尼，提高汽車的穩(wěn)定性n急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動，旋架應(yīng)比較硬即剛度大n正常行駛時，應(yīng)使懸架感到比較柔軟n分類n半主動懸架：對剛度阻尼、車身高度分級控制n主動懸架：連續(xù)變

15、化汽 車 概 論汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)nASR(Accelerate Slip Regulation)加速打滑控制。n作用：是當(dāng)汽車加速時將滑動率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪快速滑動。它的功能一是提高牽引力；二是保持汽車的行駛穩(wěn)定。n原理：當(dāng)電腦檢測到某個驅(qū)動輪打滑時，就會自動降低發(fā)動機的輸出功率，并對打滑的車輪施加制動，直到車輪恢復(fù)正常的轉(zhuǎn)動。nESP（Electronic Stabilty Program）電控行駛平穩(wěn)系統(tǒng)n包含ABS及ASR，是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP稱得上是當(dāng)前汽車防滑裝置的最高級形式。汽 車 概 論轉(zhuǎn)向控制n控制目標(biāo)n改善駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱感覺，減輕駕駛員的

16、體力消耗，提高汽車的轉(zhuǎn)向能力n要求n既轉(zhuǎn)向輕便省力，又能較好反饋“路感”n計算機控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍能保留人力轉(zhuǎn)向能力n盡可能減小轉(zhuǎn)向的動力消耗n分類：根據(jù)轉(zhuǎn)向動力形式分n液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：通過電磁閥對轉(zhuǎn)向助力進行調(diào)節(jié)n電液混合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：轉(zhuǎn)向油泵由電動機驅(qū)動n電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)：電動機直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機構(gòu)n四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4WS)n液壓、機械液壓、電動汽 車 概 論安全氣囊控制n控制目標(biāo)n發(fā)生碰撞時，該系統(tǒng)可以在乘員與汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間膨脹開一個氣囊，起緩沖作用，提高乘員安全性，是一種被動安全系統(tǒng)。氣囊在撞擊約50ms內(nèi)充滿。n安全氣囊系統(tǒng)（ARS）主要組成n輸入：碰撞傳感器， 系統(tǒng)檢測裝置nECUn執(zhí)行器：充氣組件n充氣器n壓縮氣體式：氣體壓縮在鋼瓶中n氣體發(fā)生式：常用，如疊氮化鈉氣體發(fā)生器，NaN3+Fe2O3n氣囊：用尼龍布制成，可裝在前排、后排、側(cè)面等位置n裝飾蓋和底板汽 車 概 論導(dǎo)航與全球定位系統(tǒng)n汽車導(dǎo)向系統(tǒng)：又稱導(dǎo)航系統(tǒng)n對飛機和輪船來說，由于周圍無參照物，需要具備確定本身在地圖上的位置，這種能夠確定方位的裝置是