《汽車概論》第七章

目錄/contents7.1新能源汽車7.2汽車的新技術(shù)本章導(dǎo)讀隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車的發(fā)展越來(lái)越快，作為汽車能源之一的石油將會(huì)枯竭，所以勢(shì)必要找到新的可替代能源。現(xiàn)階段汽車可以用天然氣、乙醇等作為替代燃料，一方面能稍微緩解石油需求壓力，另一方面能讓汽車更加環(huán)保。同時(shí)，現(xiàn)代汽車也在不斷地被改進(jìn)，其更多體現(xiàn)在一些新技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和汽車安全配置等的改進(jìn)和升級(jí)上。新技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用不只是為了提升動(dòng)力，更是為了達(dá)到環(huán)保要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解新能源汽車的種類，以及汽車所使用的新能源的特點(diǎn)。2．認(rèn)識(shí)現(xiàn)代汽車的新技術(shù)。

第1章汽車的發(fā)明史新能源汽車7.1新能源汽車所用的可替代燃料分液體和氣體兩大類，氣體主要有氫氣、天然氣、液化石油氣等；液體主要有甲醇、乙醇、生物柴油等。以下為幾種具有代表性、且研究較多的新能源汽車。7.1.1氫燃料汽車氫燃料汽車是指以氫為主要移動(dòng)能量的汽車，其具有廣闊的應(yīng)用前景。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的類型1氫氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料有3種方式：一是以純氫作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料；二是氫/汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；三是氫和汽油混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。①純氫燃料燃燒快、燃燒持續(xù)期短，發(fā)動(dòng)機(jī)中NOx的生成量遠(yuǎn)大于汽油機(jī)。②氫/汽油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可根據(jù)燃料的儲(chǔ)存狀況靈活地選擇汽油或氫，從而進(jìn)入純汽油或純氫發(fā)動(dòng)機(jī)模式。③氫和汽油混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是將少量氫氣作為汽油的添加劑混入空氣中，氫氣擴(kuò)散速率大，能夠促進(jìn)汽油的蒸發(fā)、霧化和與空氣的混合。氫在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生活性自由基，使汽油火焰?zhèn)鞑ニ俣让黠@加快，進(jìn)而得到較大的熱效率，并產(chǎn)生較低的排放。氫燃料的優(yōu)點(diǎn)2①氫氣本身無(wú)毒，燃燒后的產(chǎn)物是水，不會(huì)污染環(huán)境，且能循環(huán)使用。②能量高，它是目前除核燃料外的所有燃料中，發(fā)熱值最高的，其發(fā)熱值是汽油的3倍。③氫氣可以從電解水、煤的氣化中大量制取，而且不需要對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行大的改裝。④利用形式多，可以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。氫燃料汽車的研發(fā)現(xiàn)狀3由于氫發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理基本相同，人們常常通過(guò)改造后者來(lái)制造氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，從而節(jié)省研發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。在過(guò)去的幾十年里，寶馬、馬自達(dá)等公司都研發(fā)出氫燃料汽車。1979—2001年間，寶馬汽車公司先后研制成功了六代氫動(dòng)力汽車。2006年，在洛衫磯車展上，寶馬首次向公眾展示了全球首款氫動(dòng)力豪華轎車Hydrogen7，如圖7-1所示。Hydrogen7擁有一個(gè)8kg的液態(tài)氫儲(chǔ)存罐和一個(gè)74L的汽油箱。8kg的液態(tài)氫可使汽車行駛200km，74L的油箱可使汽車行駛500km。該車采用V12缸6.0L發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率有191kW，最大轉(zhuǎn)矩為390N·m。這臺(tái)豪華汽車可在9s內(nèi)加速到10km/h，最高時(shí)速可達(dá)到230km/h。圖7-1寶馬Hydrogen71991年，在東京車展上，馬自達(dá)推出了旗下第一款氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)概念車HR-X。1993年，馬自達(dá)發(fā)布了第二款氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)概念車HR-X2。2003年，馬自達(dá)將氫轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用到當(dāng)時(shí)唯一量產(chǎn)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)車型RX-8上。2006年，采用氫和汽油雙燃料系的馬自達(dá)RX-8HydrogenRE車型在日本推出，如圖7-2所示。圖7-2馬自達(dá)RX-8HydrogenRE2007年7月17日，福特氫燃料V-10發(fā)動(dòng)機(jī)正式投產(chǎn)，這成為福特汽車在氫技術(shù)研究進(jìn)程中的一個(gè)重要里程碑。2008年，長(zhǎng)安汽車公司在北京車展上展出了其自主研發(fā)的中國(guó)首款氫動(dòng)力概念車“氫程”?，F(xiàn)在，日本已經(jīng)開始銷售的豐田Mirai（見圖7-3）和本田ClarityFuelCell（見圖7-4），它們是目前世界上最先進(jìn)的氫燃料電池汽車，續(xù)航里程可以分別達(dá)到650km和750km。圖7-3豐田Mirai圖7-4本田ClarityFuelCell7.1.2天然氣汽車天然氣汽車是指以天然氣作為燃料的汽車。天然氣的主要成分是甲烷（CH4），甲烷的含量決定了天然氣的性能。天然氣汽車的類型11）按燃料狀態(tài)分類按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可分為以下兩類。液化天然氣汽車壓縮天然氣汽車（1）壓縮天然氣汽車壓縮天然氣（CompressedNaturalGas，CNG）一般是指經(jīng)加壓到20MPa左右，可供車輛發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料使用的氣態(tài)天然氣。以壓縮天然氣作為燃料的汽車稱為壓縮天然氣汽車（簡(jiǎn)稱為CNG汽車）。目前，在國(guó)內(nèi)外CNG汽車都被較多地研究應(yīng)用，例如大眾的途安、奧迪A5的2.0T-CNG、比亞迪的F3-CNG等。（2）液化天然氣汽車液化天然氣（LiquefiedNaturalGas，LNG）是指經(jīng)低溫液化后，可供車輛發(fā)動(dòng)機(jī)作為燃料使用的液態(tài)天然氣。一般以1～2MPa的低壓，-125～-162℃的低溫將天然氣以液態(tài)形式儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐內(nèi)。以液化天然氣作為燃料的汽車稱為液化天然氣汽車（簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)NG汽車）。液化天然氣汽車目前還在起步階段，由于配套設(shè)施不完善及其他原因制約，LNG現(xiàn)在更多的是應(yīng)用在商用車領(lǐng)域，如重型卡車或公交車，乘用車方面應(yīng)用較少。如圖7-5所示為在我國(guó)投入使用的液化天然氣客車。圖7-5液化天然氣客車2）按燃料使用狀況分類按照燃料使用狀況的不同，天然氣汽車還可以分為以下三類。①單用燃料天然氣汽車，是指的是發(fā)動(dòng)機(jī)只使用天然氣作為燃料的汽車。②兩用燃料天然氣汽車，是指既可以使用天然氣也可以使用汽油作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的汽車。③雙燃料天然氣汽車，是指可以同時(shí)使用液體燃料和天然氣燃料的汽車。天然氣汽車的優(yōu)點(diǎn)21）天然氣是清潔燃料與燃油汽車相比，天然氣汽車具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)。天然氣汽車的尾氣中不含硫化物和鉛，與汽油汽車相比，尾氣中一氧化碳含量降低了80%，碳?xì)浠衔锖拷档土?0%，氮氧化合物含量降低了70%。因此，許多國(guó)家已將發(fā)展使用天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段。2）具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益目前，天然氣的價(jià)格比汽油和柴油低得多，燃料費(fèi)用一般可以節(jié)省50%左右，使?fàn)I運(yùn)成本大幅降低。另外，使用天然氣作為汽車燃料，可使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲降低、不積炭，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，不需要經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，使維修費(fèi)用節(jié)約50%以上。3）比汽油汽車更安全與汽油相比，天然氣是比較安全的燃料。這是因?yàn)樘烊粴獾娜键c(diǎn)（650℃）高，比汽油燃點(diǎn)（427℃）高出223℃，所以與汽油相比不易點(diǎn)燃；天然氣密度低，與空氣的相對(duì)密度為0.48，泄漏的氣體能很快在空氣中散發(fā)，很難形成燃燒濃度；天然氣辛烷值高，可達(dá)130，比目前最好的96號(hào)汽油辛烷值還要高很多，抗爆性能好；天然氣爆炸極限僅為5%～15%，在自然環(huán)境下，形成這一條件十分困難。7.1.3乙醇燃料汽車乙醇俗稱酒精，它是以玉米、小麥、薯類等植物為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成的。燃料乙醇一般是指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無(wú)水乙醇。燃料乙醇經(jīng)變性后與汽油按一定比例混合可制成車用乙醇汽油。乙醇是一種可再生燃料，原料的來(lái)源非常豐富。乙醇燃料的應(yīng)用方式1①摻燒，指乙醇和汽油混合應(yīng)用。在混合燃料中，乙醇的容積比例以“E”表示，例如乙醇占總?cè)剂系?0%，則用E10來(lái)表示。目前，摻燒占乙醇汽車燃料應(yīng)用方式的主要地位。②純燒，即單燒乙醇，可用E100表示。純燒方式目前應(yīng)用并不多，屬于試行階段。③變性燃料乙醇，指乙醇脫水后，再添加變性劑而生成的乙醇，這也是屬于試驗(yàn)應(yīng)用階段。④靈活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇與汽油按比例混合的燃料，并隨時(shí)可以切換燃料的使用。例如福特、豐田汽車公司均在試驗(yàn)靈活燃料汽車（FFV）。乙醇燃料的優(yōu)點(diǎn)21）增氧性強(qiáng)，助燃效果好燃料乙醇助燃效果好，將其按10%的比例混入汽油中時(shí)，可使燃料的氧含量達(dá)到3.5%，汽油燃燒更充分，同時(shí)，汽車的有害尾氣排放總量能降低33%以上，并可使燃料辛烷值提高2～3個(gè)單位，提高油品的抗爆性。2）溶解性好，清潔油路3）燃燒充分，減少積炭車用乙醇汽油中的乙醇是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，能有效地消除汽車油箱及油路系統(tǒng)中沉淀和凝結(jié)的雜質(zhì)，使油路得到疏通。車用乙醇汽油燃燒充分，可有效地預(yù)防和消除火花塞、氣門、活塞頂部、排氣管、消聲器等部位積炭的形成，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)和主要部件的使用壽命。乙醇燃料的缺點(diǎn)3車用乙醇汽油在燃燒值、動(dòng)力性和耐腐蝕性上與汽油燃料相比有以下不足。①乙醇的熱值是常規(guī)車用汽油的60%。據(jù)有關(guān)資料的顯示，若汽車不作任何改動(dòng)僅使用含10%乙醇的混合汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗會(huì)增加5%。②乙醇的汽化潛熱大，理論空燃比下的蒸發(fā)溫度大于常規(guī)汽油，這會(huì)影響混合氣的形成及燃燒速度，不利于汽車的加速。③乙醇在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乙酸，對(duì)汽車的金屬部件特別是銅制部件有腐蝕作用。有關(guān)試驗(yàn)表明，當(dāng)汽油中乙醇的含量在0～10%時(shí)，其對(duì)金屬基本沒有腐蝕，但當(dāng)乙醇含量超過(guò)15%時(shí)，則必須添加有效的腐蝕抑止劑。④乙醇是一種優(yōu)良溶劑，易對(duì)汽車的密封橡膠及其他合成的非金屬材料產(chǎn)生輕微的腐蝕、溶脹、軟化和龜裂作用。⑤乙醇親水性強(qiáng)，車用乙醇汽油的含水量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)后，會(huì)出現(xiàn)乙醇與調(diào)和組分水油分層現(xiàn)象，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。乙醇燃料作為一種新型的清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn)。如圖7-6所示為日產(chǎn)e-BioFuel-Cell原型車，該車是世界首款采用固態(tài)氧化物燃料電池技術(shù)的車型。其燃料電池是利用純生物乙醇發(fā)電的，續(xù)航里程在600km以上。圖7-6日產(chǎn)e-BioFuel-Cell原型車課后作業(yè)請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，找出還有哪些可替代燃料已經(jīng)被應(yīng)用于汽車上，并總結(jié)出它們與汽油或柴油相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。汽車的新技術(shù)7.2現(xiàn)在隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全面升級(jí)，越來(lái)越多的汽車廠家把競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到新技術(shù)和高科技裝備上，汽車也演變成了一個(gè)容納先進(jìn)技術(shù)的平臺(tái)，幾乎所有正在流行和將要流行的先進(jìn)技術(shù)都有可能被汽車收羅進(jìn)來(lái)，成為它的一部分。現(xiàn)代汽車在被研制時(shí)更多地引入了電子技術(shù)，為汽車向電子化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。汽車電子控制裝置和車上的機(jī)械系統(tǒng)相互配合使用，極大地提高了汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操控性、安全性等。發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)1i-VTEC（智能可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)）是本田公司1989年研制的VTEC系統(tǒng)的升級(jí)。VTEC（可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)）是本田開發(fā)的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，也是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程的氣門控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時(shí)和氣門升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)下均能達(dá)到最高效率。而普通發(fā)動(dòng)機(jī)在制造出來(lái)后，配氣相位和氣門升程就固定不變了，無(wú)法適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)進(jìn)、排氣的需求。1）i-VTEC系統(tǒng)i-VTEC（見圖7-7）是在VTEC的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)稱為VTC（VariableTimingControl，可變正時(shí)控制）的裝置，它是一組進(jìn)氣門凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu)。VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入使發(fā)動(dòng)機(jī)在大范圍轉(zhuǎn)速內(nèi)都能有合適的配氣相位，這在很大程度上提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。i-VTEC技術(shù)不僅完全保留了VTEC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，而且還加入了當(dāng)今世界流行的智能化控制理念。目前本田車型都在使用i-VTEC。圖7-7i-VTEC豐田的VVT-i和起亞的CVVT也都是可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，只是叫法不一樣?？勺儦飧准夹g(shù)通常適用于多氣缸、大排量發(fā)動(dòng)機(jī)，如V6，V8，V12發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)樵谌粘Ｐ旭倳r(shí)，大部分條件下并不需要大功率的輸出，多氣缸、大排量的搭配就顯得有點(diǎn)浪費(fèi)，而且還會(huì)增大CO2的排放量。但小排量又無(wú)法滿足人們對(duì)于駕駛樂趣的需求，于是為了解決這樣的矛盾，可變氣缸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?？勺儦飧准夹g(shù)可以在汽車不需要大功率的輸出時(shí)，控制關(guān)閉一部分氣缸，使其工作點(diǎn)落入低油消耗率和低排放的工作區(qū)內(nèi)，以減少燃油消耗，提高車輛的經(jīng)濟(jì)性和排放性；當(dāng)車輛需要大功率輸出時(shí)，該技術(shù)則可控制全部氣缸參與工作，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。如今，小排量發(fā)動(dòng)機(jī)也開始應(yīng)用可變氣缸技術(shù)。不過(guò)可變氣缸技術(shù)有可能破壞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)平衡，使得振動(dòng)增加，進(jìn)而增加發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。目前，汽車所采用的可變氣缸技術(shù)多是通過(guò)可調(diào)挺桿或可調(diào)搖臂來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具有代表性的可變氣缸技術(shù)有本田的VCM技術(shù)、克萊斯勒的MDS技術(shù)、通用的DOD技術(shù)和大眾的ATC技術(shù)，其中，大眾的ATC技術(shù)是應(yīng)用在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上的代表。這些技術(shù)都具有相同的可變氣缸理念，只是實(shí)現(xiàn)的方法不同而已。2）可變汽缸技術(shù)壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，它是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，壓縮比越高，發(fā)動(dòng)機(jī)性能越好。但一般發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比是固定的，因?yàn)槿紵胰莘e和氣缸工作容積參數(shù)都是固定的。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷、低運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，壓縮比低，熱效率就會(huì)降低；而在大負(fù)荷、高運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，壓縮比過(guò)高，就容易發(fā)生爆震。應(yīng)用可變壓縮比技術(shù)就是為了解決這個(gè)問題。這一技術(shù)是隨著負(fù)荷的變化情況連續(xù)、適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)壓縮比，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能夠從低負(fù)荷到高負(fù)荷的整個(gè)工況范圍內(nèi)都具有較高的熱效率。從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。3）可變壓縮比目前，汽車所采用的可變壓縮比技術(shù)主要是通過(guò)改變?nèi)紵殷w積或改變連桿長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。薩博的SVC發(fā)動(dòng)機(jī)是改變?nèi)紵殷w積少有的實(shí)例，但其缺點(diǎn)顯而易見，如驅(qū)動(dòng)整個(gè)缸蓋及附件需要很多動(dòng)力，密封裝置易被腐蝕等。而改變連桿長(zhǎng)度這一方法則得到更多的應(yīng)用，例如英菲尼迪的VC-T發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖7-8所示。圖7-8英菲尼迪VC-T發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)又稱為FSI（FuelStratifiedInjection），即燃料分層噴射技術(shù)。一般汽油機(jī)所用的汽油電控噴射系統(tǒng)是將汽油噴入進(jìn)氣門前方的進(jìn)氣道內(nèi)，使汽油與與空氣混合后，再進(jìn)入氣缸內(nèi)被點(diǎn)燃做功。而缸內(nèi)直噴技術(shù)就是直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與進(jìn)氣混合后燃燒做功。其優(yōu)點(diǎn)是耗油量低、升功率大、空燃比高，壓縮比更是高達(dá)12，與同排量的一般發(fā)動(dòng)機(jī)相比功率與扭矩都提高了10%，可以進(jìn)一步提高汽油機(jī)熱效率，降低汽油機(jī)污染物排放量。缸內(nèi)直噴技術(shù)有兩種不同的燃燒模式，分別為均質(zhì)燃燒模式和分層燃燒模式。均質(zhì)燃燒模式是指在進(jìn)氣行程后期向燃燒室內(nèi)噴入燃油，使其在進(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，確保點(diǎn)火穩(wěn)定；分層燃燒模式是指在壓縮行程中噴入燃油，并隨著壓縮行程的進(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)火和火焰的正常傳播，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。4）汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)目前，該技術(shù)已經(jīng)被大量使用，很多汽車生產(chǎn)商都有自己的直噴技術(shù)，如三菱的GDI、大眾（奧迪）的TFSI（見圖7-9）、通用的SIDI（見圖7-10）、豐田（雷克薩斯）的D-4（見圖7-11）和奔馳的CGI等。圖7-9奧迪的TFSI圖7-10通用的SIDI圖7-11雷克薩斯的D-4底盤新技術(shù)2牽引力控制系統(tǒng)（TractionControlSystem，TCS）是在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它是根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪及傳動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)判定驅(qū)動(dòng)輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)前者大于后者時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)點(diǎn)火時(shí)間、減小氣門開度、減小油門、降擋或抑制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速。TCS系統(tǒng)能夠控制驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率保持在最佳范圍內(nèi)，防止車輛在光滑路面上加速時(shí)車輪打滑而造成的后輪驅(qū)動(dòng)車輛甩尾和前輪驅(qū)動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向失去控制的現(xiàn)象，使車輛產(chǎn)生最佳驅(qū)動(dòng)力。TCS不但可以提高汽車行駛穩(wěn)定性，而且能夠提高汽車加速性和爬坡能力。TCS與ABS的區(qū)別在于，ABS是防止車輪在制動(dòng)時(shí)被抱死而產(chǎn)生的側(cè)滑，而TCS則是防止汽車在加速時(shí)因驅(qū)動(dòng)輪打滑而產(chǎn)生的側(cè)滑。但兩者也是相輔相成的，TCS與ABS配合使用，將會(huì)進(jìn)一步提高汽車的安全性能。各個(gè)廠家的牽引力控制系統(tǒng)功能都一樣，只是叫法不同而已。例如奔馳的ASR、豐田的TRC、寶馬的DTC和凱迪拉克的TCS等。1）牽引力控制系統(tǒng)提示防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（AntilockBrakeSystem，ABS）是一種具有防滑、防鎖死等功能的汽車安全控制系統(tǒng)。其作用就是在汽車制動(dòng)時(shí)，自動(dòng)控制制動(dòng)器的制動(dòng)力大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑的狀態(tài)，以保證車輪與地面的附著力在最大值。車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ElectronicStabilityProgram，ESP）是應(yīng)用在車輛上的新型主動(dòng)安全系統(tǒng)，它是ABS和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(shí)的橫擺率傳感器、側(cè)向加速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器。該系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三大部分組成，其通過(guò)電子控制單元監(jiān)控汽車運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)控制，確保車輛行駛的穩(wěn)定性，在提升車輛的操控表現(xiàn)的同時(shí)，有效地防止汽車在達(dá)到其動(dòng)態(tài)極限時(shí)失控。如圖7-12所示為在有、無(wú)ESP情況下的汽車轉(zhuǎn)向示意圖，圖7-12（a）所示為轉(zhuǎn)向不足，圖7-12（b）所示為轉(zhuǎn)向過(guò)度。2）車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（a）

（b）圖7-12汽車轉(zhuǎn)向示意圖目前，車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)在很多汽車上都已有應(yīng)用，只是各個(gè)廠商對(duì)其叫法不同而已，如大眾的ESC、豐田的VSC、寶馬的DSC等。輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TirePressureMonitoringSystem，TPMS）的作用是對(duì)輪胎的各種狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)輪胎漏氣和低氣壓進(jìn)行報(bào)警，為行駛提供有效的安全保障。輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以分為兩種，分別是間接式和直接式。3）輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除以上兩種方式，還有一種復(fù)合式，它兼具上述兩種系統(tǒng)方式的優(yōu)點(diǎn)。但是，它仍然不能像直接式系統(tǒng)那樣提供所有輪胎（4個(gè)）內(nèi)實(shí)際壓力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。目前，奧迪、保時(shí)捷、凱迪拉克、雷克薩斯等公司的轎車上均已采用TPMS這一系統(tǒng)。間接式是通過(guò)汽車上ABS的輪速傳感器來(lái)比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)測(cè)胎壓的目的。當(dāng)輪胎壓力降低時(shí)，車輛的重量會(huì)使輪胎直徑變小，這就會(huì)導(dǎo)致車速發(fā)生變化，從而觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出警告。直接式是通過(guò)安裝在每一個(gè)輪胎里的壓力傳感器來(lái)直接測(cè)量輪胎的氣壓，并將壓力信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器模塊上的系統(tǒng)，然后對(duì)各輪胎氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。當(dāng)輪胎氣壓太低或漏氣時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。電子控制懸架系統(tǒng)（ElectronicControlSuspensionSystem）可以根據(jù)不同的路面條件、不同的載荷質(zhì)量、不同的行駛速度等因素，來(lái)控制懸架系統(tǒng)的剛度，調(diào)節(jié)減振器的阻尼力大小、車身高度，從而使車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性在各種行駛條件下都能達(dá)到最佳的組合。而傳統(tǒng)的汽車懸架系統(tǒng)難以同時(shí)滿足汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。根據(jù)控制系統(tǒng)有源或者無(wú)源，汽車電子控制懸架系統(tǒng)可以分為主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架。主動(dòng)懸架能利用動(dòng)力源產(chǎn)生的主動(dòng)力來(lái)調(diào)整懸架的剛度、阻尼和車身高度；半主動(dòng)懸架則是根據(jù)需要調(diào)節(jié)懸架的彈簧剛度或減振器阻尼力來(lái)控制車身。4）電子控制懸架系統(tǒng)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)（AdaptiveCruiseControl，ACC）是一種智能化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是在普通巡航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。普通巡航系統(tǒng)的作用是按司機(jī)所要求的速度打開開關(guān)之后，不用踩油門踏板就可以自動(dòng)地保持車速，使車輛以固定的速度行駛。這種裝置主要是為了在高速公路上長(zhǎng)時(shí)間行車后，“解放”司機(jī)的右腳，減輕駕駛疲勞。但如果此時(shí)前車突然減速，普通巡航巡航系統(tǒng)就沒什么用了，還是需要通過(guò)人為制動(dòng)降低車速保持車距。5）自適應(yīng)巡航系統(tǒng)與普通巡航系統(tǒng)不同，自適應(yīng)巡航系統(tǒng)能自動(dòng)鎖定前車車速，隨前車加速而加速，當(dāng)然，前車減速也會(huì)隨之減速。車輛行駛過(guò)程中，安裝在車輛前部的車距傳感器（雷達(dá)）持續(xù)掃描前方道路，同時(shí)輪速傳感器采集車速信號(hào)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)與前車之間的距離過(guò)小時(shí)，ACC控制單元通過(guò)與制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，使車輪適當(dāng)制動(dòng)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率下降，以使車輛和前方車輛始終保持在安全的距離。當(dāng)與前車之間的距離增大到安全距離時(shí)，ACC控制單元會(huì)控制車輛按照設(shè)定的車速繼續(xù)行駛，如圖7-13所示。圖7-13自適應(yīng)巡航系統(tǒng)工作情況自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)有效地避免了頻繁的取消和設(shè)定巡航控制，使巡航系統(tǒng)適合于更多的路況，為駕駛者提供更輕松的駕駛方式。汽車其他電子化新技術(shù)31）預(yù)緊式安全帶和充氣式安全帶（1）壓縮天然氣汽車預(yù)緊式安全帶（見圖7-14）是汽車安全帶的一種，它具有的預(yù)收緊裝置和拉力限制器，可以在發(fā)生碰撞的第一時(shí)間內(nèi)（乘員尚未異動(dòng)前），將安全帶收緊，將乘員緊緊地綁在座椅上，防止乘員身體前傾，有效保護(hù)乘員的安全。撞擊結(jié)束后，拉力限制器可以使安全帶略微松弛以減輕安全帶對(duì)車內(nèi)乘員的壓力。當(dāng)車速發(fā)生急劇變化時(shí)，預(yù)緊式安全帶也會(huì)在0.1s左右加強(qiáng)對(duì)乘員的約束力。圖7-14預(yù)緊式安全帶預(yù)緊式安全帶主要分為電子控制式和機(jī)械控制式。電子控制式是通過(guò)ECU檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，經(jīng)過(guò)電腦處理后的信號(hào)發(fā)至卷收器的控制裝置，從而激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，其通常與輔助安全氣囊結(jié)合使用；機(jī)械控制式是通過(guò)傳感器檢測(cè)到汽車加速度的不正常變化，控制裝置激發(fā)預(yù)拉緊裝置工作，其可以單獨(dú)使用。（2）充氣式安全帶汽車后排由于空間和裝備的原因，加裝頭部安全氣囊的情況很少，所以單靠安全帶的保護(hù)，如果發(fā)生意外，依舊可能受到碰撞傷害，甚至是安全帶的二次傷害。充氣式安全帶將氣囊和安全帶結(jié)合在一起，可以很好地保護(hù)后排乘客免受二次傷害，如圖7-15所示。充氣式安全帶在安全帶的連接端安置了碰撞傳感器，當(dāng)其探測(cè)到嚴(yán)重碰撞發(fā)生時(shí)，氣囊控制單元將激活安全帶氣囊，氣體發(fā)生器將使雙層結(jié)構(gòu)的安全帶充氣膨脹。圖7-15充氣式安全帶車道偏離預(yù)警系統(tǒng)是一種通過(guò)報(bào)警方式來(lái)輔助駕駛員，減少汽車因偏離車道而發(fā)生交通事故的系統(tǒng)。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)主要由HUD抬頭顯示器、攝像頭、控制器以及傳感器組成。當(dāng)車道偏離系統(tǒng)開啟時(shí)，攝像頭（一般安置在車身側(cè)面或后視鏡位置）會(huì)時(shí)刻采集行駛車道的標(biāo)識(shí)線，并通過(guò)圖像處理獲得汽車在當(dāng)前車道中的位置參數(shù)。當(dāng)檢測(cè)到汽車偏離車道時(shí)，傳感器會(huì)及時(shí)收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的操作狀態(tài)，之后由控制器發(fā)出警報(bào)信號(hào)，這個(gè)過(guò)程大約在0.5s內(nèi)完成，為駕駛者提供更多的反應(yīng)時(shí)間，如圖7-16所示。而如果駕駛員打開轉(zhuǎn)向燈，正常進(jìn)行變線行駛，那么車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會(huì)做出任何提示。2）車道偏離預(yù)警系統(tǒng)圖7-16車道偏離預(yù)警系統(tǒng)工作情況疲勞駕駛是引發(fā)交通事故的重要因素之一。駕駛員產(chǎn)生疲勞后，會(huì)使其自身視力下降、注意力分散、視野逐漸變窄；思維能力下降，致使反應(yīng)遲鈍、判斷遲緩、動(dòng)作僵硬、節(jié)律失調(diào)；自我控制能力減退，易于激動(dòng)、心情急躁或開快車等。睡眠駕駛報(bào)警系統(tǒng)（TheDrowsyDriverDetectionSy