第15章汽車新技術(shù)

第15章汽車新技術(shù)12/26/20231北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院平安氣囊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CVT12/26/20232北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1平安氣囊的分類1.按碰撞類型分正面碰撞防護(hù)平安氣囊系統(tǒng)、側(cè)面碰撞防護(hù)平安氣囊系統(tǒng)和頂部碰撞防護(hù)平安氣囊系統(tǒng)。2.按照平安氣囊安裝數(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)平安氣囊)兩種。3.按照平安氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)分按照平安氣囊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)可分為電子式和機(jī)電式兩種。12/26/20233北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院平安氣囊任務(wù)過程平安氣囊系統(tǒng)的根本組成12/26/20234北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院平安氣囊系統(tǒng)任務(wù)原理當(dāng)汽車蒙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)到汽車忽然減速的信號(hào)，并將信號(hào)輸入SRSECU，以便判別能否發(fā)生碰撞。當(dāng)汽車蒙受碰撞且減速度到達(dá)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；12/26/20235北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院氣囊引爆過程(a)撞車10ms后，到達(dá)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{駛員依然直坐著。(b)40ms后，氣囊已完全充脹，駕駛員向前挪動(dòng)，平安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，駕駛員向后挪動(dòng)回到座椅上，大部分氣體從氣囊中逸出，前方恢復(fù)明晰視野。12/26/20236北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院氣體發(fā)生器12/26/20237北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/20238北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/20239北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院2ESP－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)的形狀)、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?jīng)過這些傳感器的信號(hào)對(duì)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀進(jìn)展判別，進(jìn)而發(fā)出控制指令。ESP那么可以探測(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)向或缺乏轉(zhuǎn)向特別敏感。12/26/202310北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院電腦能在一秒鐘之間對(duì)車輪進(jìn)展幾百次的檢測(cè)，并同時(shí)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)展數(shù)十次的支配，在“抱死-松開-抱死-松開〞的循環(huán)任務(wù)過程中，使車輛一直處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)形狀。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)向避讓才干。任務(wù)原理12/26/202311北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院〔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)，經(jīng)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。12/26/202312北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院〔2〕防止轉(zhuǎn)向缺乏的前輪側(cè)滑在彎道上，一輛具有轉(zhuǎn)向缺乏特性的車，在左轉(zhuǎn)向時(shí)，會(huì)在前輪上產(chǎn)生向外拉的效果；而經(jīng)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。12/26/202313北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院EDS－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)展控制。

EDS的任務(wù)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)判別出某一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，EDS就自動(dòng)開場(chǎng)任務(wù)，經(jīng)過液壓控制單元對(duì)該車輪進(jìn)展適當(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，提高車輛的經(jīng)過才干。當(dāng)車輛的行駛情況恢復(fù)正常后，電子差速鎖即停頓任務(wù)。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)轉(zhuǎn)性。12/26/202314北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：馬自達(dá)汽車公司的中心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)的工程師決議積極大力地進(jìn)展轉(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)的努力斗爭(zhēng)，終于在1967年，工程師們驕傲地在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)是世界上獨(dú)一消費(fèi)和銷售轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的公司。12/26/202315北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

排量/L

1.308

6擋手動(dòng)方式下

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)12/26/202316北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院汪克爾轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)沖程12/26/202317北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院對(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)展。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〕。

12/26/202318北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院體積小分量輕精簡(jiǎn)構(gòu)造

均勻的扭矩特性運(yùn)轉(zhuǎn)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)12/26/202319北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院4發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)FSI普通多點(diǎn)放射發(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)開場(chǎng)混合，然后再進(jìn)入到汽缸中熄滅。而空氣跟汽油的最正確混合比是14.7/1〔也叫實(shí)際空燃比〕。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同，所以必需到達(dá)實(shí)際空燃比才干獲得較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)用了稀薄熄滅技術(shù)，就是說它在正常任務(wù)情況下的空燃比要大于實(shí)際空燃比，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?，那么經(jīng)濟(jì)性也隨之提高，跑同樣的路，運(yùn)用稀燃技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)更省油。12/26/202320北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院當(dāng)空燃比大于實(shí)際空燃比時(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)火和熄滅條件，就必需把燃油直接放射到汽缸中去。經(jīng)過對(duì)熄滅室內(nèi)部外形的設(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。這樣才干在保證在順利點(diǎn)火的情況下盡能夠的實(shí)現(xiàn)稀薄熄滅。而這種在不同區(qū)域擁有不同混合氣濃度的熄滅技術(shù)叫做分層熄滅技術(shù)。12/26/202321北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202322北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院系統(tǒng)在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)運(yùn)用了兩次放射。第一次放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；第二次放射，是在緊縮終了時(shí)活塞接近上止點(diǎn)的時(shí)候噴入部分汽油，讓火花塞周圍構(gòu)成較濃的區(qū)域，利于點(diǎn)火。而在整個(gè)緊縮過程中，活塞頂部都在構(gòu)成劇烈的渦流，這樣空氣跟汽油就能混合得更均勻，熄滅更充分。12/26/202323北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院首先，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熄滅室上的，汽油直接噴注到汽缸當(dāng)中去。而它的第二次放射，是在緊縮終了時(shí)進(jìn)展的。此時(shí)汽缸內(nèi)的壓力非常高，油路必需具備比缸內(nèi)更高的壓力才干把汽油有效的噴注到汽缸當(dāng)中去。這就對(duì)整個(gè)燃油供應(yīng)系統(tǒng)提出了更高的要求。首先要運(yùn)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，這樣才干保證在正常運(yùn)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熄滅室上的，那么必需需求噴油器有耐高溫的才干，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，由于噴油嘴要在高溫高壓的形狀下保證良好的密封性能。12/26/202324北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院車載電子安裝按照通訊的數(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)缺點(diǎn)診斷系統(tǒng)信息文娛系統(tǒng)5車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)12/26/202325北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院網(wǎng)絡(luò)化汽車的優(yōu)點(diǎn)①采用網(wǎng)絡(luò)式構(gòu)造，只需一根通訊電纜銜接，減少了線束銜接，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)傳送性質(zhì)發(fā)生了變化，由功率型轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑壿嫧曅?；⑤系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng)等。12/26/202326北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院與其他控制現(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)轉(zhuǎn)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)的公用協(xié)議。CAN(ControllerAreaNetwork〕總線最早是德國博世公司開發(fā)的，是一種最高數(shù)據(jù)速率可到達(dá)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12/26/202327北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院POLO轎車CAN總線的銜接方式12/26/202328北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院汽車通訊和多媒體總線構(gòu)造針對(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)在汽車上的運(yùn)用進(jìn)展了長(zhǎng)期的研討，以滿足汽車對(duì)多媒體數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用方面的需求。4b以IEEE4-1995和4a為根底，目的是在新型運(yùn)用中普及多媒體規(guī)范規(guī)格，用來支持車內(nèi)多媒體文娛的運(yùn)用，如后座文娛和其他完好的音視頻處理方案。德州儀器公司(TI)率先推出了業(yè)界第一套車用4b總線處理方案。車用的IDB-4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4b協(xié)議。

12/26/202329北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院IDB-4其構(gòu)造12/26/202330北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院6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，經(jīng)過混合運(yùn)用熱能和電力兩套系統(tǒng)開動(dòng)汽車，到達(dá)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。12/26/202331北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202332北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202333北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202334北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202335北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院LEXUSRX400h啟動(dòng)階段12/26/202336北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院低速行駛階段12/26/202337北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院加速階段12/26/202338北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院全速、四輪驅(qū)動(dòng)階段12/26/202339北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院減速、制動(dòng)階段12/26/202340北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院普通行駛階段12/26/202341北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院7半球形CVT12/26/202342北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院半球形CVT半環(huán)形無級(jí)變速器經(jīng)過改動(dòng)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、延續(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)開場(chǎng)研發(fā),整整用了21年的時(shí)間終于率先研制勝利并量產(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精深的摩擦學(xué)技術(shù)的結(jié)晶,是人類夢(mèng)寐以求的無級(jí)變速器。12/26/202343北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202344北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12/26/202345北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院由于這是在高面壓下進(jìn)展的滾動(dòng)接觸,所以接觸面的疲勞耐久性便成了首要的課題。為理處理這個(gè)問題,NSK結(jié)集了一切摩擦學(xué)技術(shù),開發(fā)出了超高純度鋼－CVT鋼。同時(shí)經(jīng)過特殊的熱處置技術(shù),添加具有應(yīng)力緩和特性的殘留奧氏體含量,使