項目八了解汽車技術(shù)

汽車概論第2版

主編龐志康邊鐵勇QC2

qc1

學(xué)習(xí)目標(biāo)工作任務(wù)1.了解目前廣泛使用的汽車新技術(shù)。2.了解汽車新技術(shù)的發(fā)展方向1.認(rèn)識電子噴射技術(shù)、自動變速器技術(shù),ABS、SRS、ESP等已經(jīng)成熟的

新技術(shù)。2.認(rèn)識汽車技術(shù)的發(fā)展方向及還未推廣的汽車新技術(shù)。qc1任務(wù)分析

該任務(wù)主要目的是讓學(xué)生了解汽車新技術(shù)的發(fā)展方向,對已經(jīng)應(yīng)用的新

技術(shù)作為重點需了解的內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)方式采用專題講座形式。qc1任務(wù)實施

任務(wù)一認(rèn)識已廣泛應(yīng)用的汽車新技術(shù)

1.電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI),簡稱汽油噴射。它是汽車汽油發(fā)動機(jī)取消化油器而采用的一種先進(jìn)的噴油裝置。使用EFI,汽車發(fā)動機(jī)燃燒將更充分,從而提高功率,降低油耗,實現(xiàn)低公害排放的目的。電子控制燃油噴射系統(tǒng)均可視為由燃油供給系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三部分組成,如圖8-1所示。qc11)燃油供給系統(tǒng)由油箱、電動燃油泵、燃油濾清器、油壓調(diào)節(jié)器(調(diào)壓器)、噴油器(噴嘴)等組成,供油路線如圖8-2所示。QC2圖8-1電子控制燃油噴射系統(tǒng)(EFI)的系統(tǒng)構(gòu)成QC2圖8-2EFI燃油供給系統(tǒng)組成及供油線路QC22)進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器、空氣流量傳感器(L型)、怠速執(zhí)行器

和節(jié)氣門體等,進(jìn)氣路線如圖8-3所示。圖8-3EFI進(jìn)氣系統(tǒng)組成及進(jìn)氣線路QC23)電子控制系統(tǒng)由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器以及連接它們的控制

電路所組成,如圖8-4所示。圖8-4EFI電子控制系統(tǒng)QC2汽油噴射原理:傳感器將進(jìn)氣量、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷、曲軸位置等信息

以電信號的方式告知發(fā)動機(jī)控制單元(ECU),ECU通過計算得出最佳噴油

量,并以電脈沖的形式控制噴油器將具備一定壓力的燃油噴入進(jìn)氣管。2.汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)與缸內(nèi)直噴技術(shù)(FSI)FSI是FuelStratifiedInjection的簡寫,譯為燃料分層噴射技術(shù),它代

表著今后發(fā)動機(jī)技術(shù)的一個發(fā)展方向。采用此技術(shù)的發(fā)動機(jī)能增

大輸出功率,同時降低燃油消耗,大眾奧迪首推此技術(shù),并具世界領(lǐng)

先水平,如圖8-5所示。QC2圖8-5采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機(jī)QC2汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)的前提是發(fā)動機(jī)采用缸內(nèi)直噴技術(shù),簡單地

講是將高壓燃油直接噴入氣缸內(nèi)部,缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)如圖8-6所示,同

EFI相比其噴油器直接安裝在燃燒室上方,而且噴油壓力更高,噴射

控制更加精準(zhǔn)。QC2圖8-6缸內(nèi)直噴結(jié)構(gòu)示意圖QC2有了缸內(nèi)直噴技術(shù),稀薄燃燒技術(shù)才能得以實現(xiàn),所謂稀薄燃燒即

空燃比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于14.7的稀薄混合氣仍能順利點燃。通過對進(jìn)氣的

分層充氣控制(見圖8-7)與噴油器噴油時刻與噴油點的精確控制,使

混合氣的形成集中在火花塞附近區(qū)域,在這一小區(qū)域空燃比達(dá)到

或超過14.7,點燃后產(chǎn)生局部燃燒,繼而向整個燃燒室擴(kuò)散。QC2圖8-7分層進(jìn)氣控制QC23.液力自動變速器(AT)自動變速器目前有液力自動變速器(AT)、電控機(jī)械式自動變速器

(AMT)和無級變速器(CVT)三種類型。自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛員疲勞的優(yōu)

點,已成為現(xiàn)代轎車配置的一種發(fā)展方向。裝有自動變速器的汽

車能根據(jù)路面狀況自動變速變矩,駕駛員可以全神貫注地注視路

面交通而不會被換檔搞得手忙腳亂。液力自動變速器AT是由液力變矩器、行星齒輪組合機(jī)構(gòu)和液壓QC2操縱機(jī)構(gòu)組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩,

如圖8-8所示。其中液力變矩器是AT最重要的部件,它由泵輪、渦

輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成,兼有傳遞轉(zhuǎn)矩和離合的作用。一般來說,自動變速器的檔位有P位、R位、N位和D位等,如圖8-9

所示。圖8-8自動變速器剖面圖QC2圖8-9自動變速器的操縱機(jī)構(gòu)QC2P位(Parking):用作停車之用。R位(Reverse):倒檔,車輛倒車之用。N位(Neutral):空檔。D位(Drive):前進(jìn)檔,1檔至高檔或者2檔至高檔,并會因車速及負(fù)荷

的變化而自動換檔。將變速桿放置在D位上,駕車者控制車速快慢

只要控制好節(jié)氣門踏板就可以了。4.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)我國絕大部分轎車已經(jīng)將ABS作為標(biāo)準(zhǔn)配置。它是為了防止緊急QC2制動時發(fā)生輪胎抱死的主動安全裝置,ABS系統(tǒng)構(gòu)成如圖8-10所示

。圖8-10ABS系統(tǒng)構(gòu)成QC2ABS可以安裝在任何一輛帶液壓制動的汽車上,緊急制動時,依靠裝在各車輪上高靈敏度的輪速傳感器,一旦發(fā)現(xiàn)某個車輪抱死,計算機(jī)立即控制壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動分泵泄壓,使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動,達(dá)到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實際上是“抱死—松開—抱死—松開”的循環(huán)工作過程,使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態(tài)。如圖8-11所示,壓力調(diào)節(jié)器1打開、壓力調(diào)節(jié)器2關(guān)閉為增壓過程;壓力調(diào)節(jié)器1與壓力調(diào)節(jié)器2都關(guān)閉為保壓過程;壓力調(diào)節(jié)器1關(guān)閉、壓力調(diào)節(jié)器2打開為降壓過程。QC2圖8-11ABS工作原理圖QC2ABS能有效克服緊急制動時由車輪抱死產(chǎn)生的車輛跑偏現(xiàn)象,防止車身失控等情況的發(fā)生。無ABS的車輛在繞過障礙物時由于輪胎抱死,使輪胎與地面的附著能力下降,車輛轉(zhuǎn)向失效,同障礙物發(fā)生碰撞;有ABS的車輛在繞過障礙物時因ABS作用防止輪胎抱死,車輛同地面之間有良好的附著能力,因此車輛在緊急制動下仍保持良好的轉(zhuǎn)向能力,順利繞過障礙物,如圖8-12所示。QC2圖8-12ABS工作效果圖QC2安全氣囊是現(xiàn)代轎車上引人注目的新技術(shù)裝置。為了減小汽車發(fā)生正面碰撞時巨大的慣性力造成對駕駛員和乘員的傷害,現(xiàn)代汽車在駕駛員前端轉(zhuǎn)向盤中央普遍裝有安全氣囊系統(tǒng),如圖8-13所示?，F(xiàn)在大多數(shù)轎車在副駕駛員位前的雜物箱上端也裝有安全氣囊系統(tǒng),如圖8-14所示。5.安全氣囊(SRS)要注意的是車輛以車速50km/h進(jìn)行正面撞車時,其發(fā)生時間只有0.1s左右。為了在這樣短暫的時間內(nèi)防止對乘員的傷害,必須系好安全帶。QC2圖8-13安全氣囊QC2圖8-14安全氣囊的作用效果QC26.自動空調(diào)汽車自動空調(diào)系統(tǒng)能夠按照乘客的要求,使車廂內(nèi)的溫度和濕度

保持在使人體感覺最舒適的狀態(tài)。根據(jù)設(shè)置在車內(nèi)外的各種溫度傳感器的輸出信號,如圖8-15所示,

ECU進(jìn)行平衡溫度的演算,對風(fēng)扇、壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等進(jìn)行自動控制,如圖8-15和圖8-16所示。QC2圖8-15自動空調(diào)系統(tǒng)的電子傳感器QC2圖8-16自動空調(diào)的組成QC2自動空調(diào)系統(tǒng)除了普通空調(diào)的功能外,還具備乘客獨立控制溫度

的功能,如圖8-17所示。圖8-17自動空調(diào)的控制面板QC2汽車電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)是車輛新型的主動安全系統(tǒng),是汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展,并在此基礎(chǔ)上增加了車輛轉(zhuǎn)向行駛時橫擺率傳感器、測向加速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器,通過ECU控制前后、左右車輪的驅(qū)動力和制動力,確保車輛行駛的側(cè)向穩(wěn)定性。ESP由傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行部分組成,通過電子控制單元監(jiān)控汽車的運行狀態(tài),對車輛的發(fā)動機(jī)及制動系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)控制。典型的汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)在傳感器上主要包括4個輪速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器和制動主缸壓力傳感器等。執(zhí)行部分則包括傳統(tǒng)制動系統(tǒng)(真空助力器、管路和制動器)、液壓調(diào)節(jié)器等,如圖8-18所示,電子控制單元與發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)動,可對發(fā)動機(jī)動力輸出進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整。7.電子車身穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)QC2圖8-18ESP系統(tǒng)的構(gòu)成QC2ESP在保證車輛橫向穩(wěn)定性方面體現(xiàn)在當(dāng)系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)角傳感器、

橫向加速度傳感器及輪速傳感器的信號發(fā)現(xiàn)車輛發(fā)生了轉(zhuǎn)向不足

或過度時,系統(tǒng)會控制單個或是多個車輪進(jìn)行制動,來調(diào)整汽車變

換車道或在過彎時的車身姿態(tài),使汽車在變換車道或是過彎時能

夠更加的平穩(wěn),如圖8-19所示。圖8-19ESP工作效果圖QC2

任務(wù)二認(rèn)識未來汽車新技術(shù)

1.太陽能汽車(見圖8-20)太陽能汽車使用太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能,電能會在儲電池

中存起備用,用來推動汽車的電動機(jī)。由于太陽能汽車不用燃燒

化學(xué)燃料,所以不會放出有害物。據(jù)估計,如果由太陽能汽車取代燃油汽車,每輛汽車的二氧化碳排放量可減少43%~54%。QC22.電動汽車(見圖8-21)電動汽車是指以車載電源為動力,用電動機(jī)驅(qū)動車輪行駛,符合道

路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。電動汽車的優(yōu)點是:它本身

不排放污染大氣的有害氣體,即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排

放,除硫和微粒外,其他污染物也顯著減少。3.燃?xì)馄?見圖8-22)燃?xì)馄囍饕幸夯蜌馄?簡稱LPG汽車或LPGV)和壓縮天QC2然氣汽車(簡稱CNG汽車或CNGV)。顧名思義,LPG汽車是以液化

石油氣為燃料,CNG汽車是以壓縮天然氣為燃料。燃?xì)馄嚨腃O

排放量比汽油車減少90%以上,碳?xì)浠衔锱欧艤p少70%以上,氮氧

化合物排放減少35%以上,是目前較為實用的低排放汽車。QC2

圖8-20太陽能汽車QC2

圖8-21電動汽車QC2圖8-22燃?xì)馄嘠C2圖8-23配合型自動駕駛系統(tǒng)QC24.醇類燃料汽車醇類燃料汽車是以醇類燃料為能源的汽車。醇類燃料是指甲醇

(CH3OH)和乙醇(C2H5OH),都屬于含氧燃料。與汽油相比,醇類燃

料具有較高的輸出效率,燃燒充分,有害氣體排放較少,屬于清潔能

源。甲醇主要從煤和石油中提煉,若形成規(guī)模生產(chǎn),成本不高于汽

油;乙醇一般利用谷物和野生植物生產(chǎn),成本較低。5.汽車自動駕駛技術(shù)(1)基礎(chǔ)設(shè)施配合型自動駕駛系統(tǒng)如圖8-23所示,磁傳感器控制車輛沿

著道路上埋設(shè)的磁性標(biāo)記行駛,車載雷達(dá)檢測路面障礙物后,