现代汽车技术-jiangke

1、现代汽车技术现代汽车技术 学习目标学习目标 1.了解汽车发动机方面的现代技术 2.了解汽车安全方面的现代技术 3.了解汽车智能方面的现代技术 4.熟悉新能源汽车的类型及其特点 现代汽车技术主要以电子控制为基础，目前 向着安全、环保、节能、轻松舒适、防盗、智能 的方向发展，尤其以轿车最为突出。其中有些技 术已经普及，成为了汽车的标准配置；有些只应 用方与少数高级轿车；有些还处于试验阶段。各 汽车厂家为了强调汽车技术的先进性或高配置性， 往往把该技术的英文缩写字母标在汽车上，如 ESP、ASR、VVT、VTEC等。 扭矩则是汽车起跑向前的冲劲，马力则是维持汽车不 断向前奔跑的能力。所以扭矩的功能体

2、现起步加速的时候， 马力的意义在于创造汽车的极速表现，马力越大的车其尾 速就越强 项目一 汽车发动机技术的发展 一、缸内直喷技术 二、涡轮增压技术 三、共轨燃油喷射系统 四、可变气门正时技术 在国外大在国外大 众的众的1.4T 发动机发动机上上 以及进口以及进口 尚酷尚酷1.4T， TSI代表代表 双增压双增压+ 分层燃烧分层燃烧 +喷射喷射 大众大众1.8/2.0TSI中的中的“TSI”则代表涡轮增压则代表涡轮增压+分分 层燃烧层燃烧+缸内直喷缸内直喷 TFSI就是带涡轮增压（就是带涡轮增压（T)的的FSI发动机，简称发动机，简称 TFSI，一般奥迪系列车型会这么称呼，大众系，一般奥迪系列车

3、型会这么称呼，大众系 列直喷且带增压的发动机简称为列直喷且带增压的发动机简称为TSI。 各厂商缸内直喷技术英文缩写：大众：各厂商缸内直喷技术英文缩写：大众： TSI（其中（其中T代表涡轮增压）、奥迪：代表涡轮增压）、奥迪：FSI、 梅赛德斯梅赛德斯-奔驰：奔驰：CGI、宝马：、宝马：GDI、通用：、通用： SIDI、福特：、福特：GDI、比亚迪：、比亚迪：TI。 涡轮增压技术涡轮增压技术 l涡轮增压的英文名字为Turbo譬如奥迪A6的1.8T，帕萨 特1.8T，宝来1.8T等等。 l应用涡轮增压技术来提升发动机的功率，已经有30多年 的历史了，1998年以后，国内的汽车制造厂也开始使用 Tur

4、bo技术。尤其是南、北大众出的汽车，比如 AudiA6/1.8t, Bora1.8T,PasstB5/1.8T逐渐多了起来，而且 也比较好卖。加速性能确实很爽，比如PassatB5/1.8T， 只有10秒多指针就到100公里了。 如果使 PassatB 5/1.8的 发动机， 加了涡 轮增压 器以后 的“输 出功率” 应该相 当于2.3L 排量发 动机的 输出功 率了。 发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作 中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提 高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会高，从而使发动机的机械性能、润

5、滑性能都会 受到影响。受到影响。 为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负 荷条件下，能可靠耐久地工作，必须在发动机荷条件下，能可靠耐久地工作，必须在发动机 主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺 等方面作必要的改变，而不是简单地在发动机等方面作必要的改变，而不是简单地在发动机 上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在 实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动 机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废机的匹配问题，因此在一定程度上也限

6、制了废 气涡轮增压技术在发动机上的应用气涡轮增压技术在发动机上的应用 共轨燃油喷射系统（Common Rail System, 缩写为CRS）于20世纪90年代中后期才正 式进入实用化阶段。这类电控系统可以分 为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压 式电控燃油喷射系统和高压式吊孔燃油喷 射系统。 共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离 开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴 油技术的革命的话，那共轨就可以称作反 叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近 似于顺序汽油喷射系统。共轨系统开辟了 降低柴油发动机排放和噪音的新途径。 共轨技术是指高压油泵、压力传感器和共轨技术是指高压油泵、压力传感器和 ECU组

7、成的闭环系统中，将喷射压力的产生和组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和 喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高 压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对 公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油 管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度 减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因 此也就减少了传统柴油机的缺陷。此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷控制喷 油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（

8、公油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公 共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。 可变气门正时技术可变气门正时技术 l 近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和 降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投 入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前， 这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有 些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术 的发展方向。 l 发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing) 是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种， 发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充

9、量，使充 量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提 高。 日本本田汽车公司在1989年推出了其自行研发的“VTEC”技术， 英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，即“可变气门配气相位和气门升程电子控制系 统”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程的气门控 制系统。与普通4气门发动机相比，VTEC发动机同样是采用每缸4 气门（2进2排），但却有着自己鲜明的特点，即它并未采用惯用 的双凸轮轴结构，而是仍然采用了单凸轮结构，但在采用VTEC系 统后，使得单凸轮轴原本简单的结构变得较为复杂

10、。虽然同样是 采用凸轮轴和摇臂等元件，但凸轮与摇臂的数目及控制方法却较 其他发动机有很大不同。除了原有控制2个气门的一对凸轮和和一 对摇臂外，该系统增加了一个较高的中间凸轮及相应的摇臂，3个 摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。发动机低速时，小活塞 在原位置上3个摇臂分离，2个凸轮分别推动相应的2个摇臂，控制 2个进气门的开闭，气门升程较小。虽然中间凸轮也推动中间摇臂， 但由于摇臂之间已分离，其它2个摇臂不受它的控制，所以不会影 响气门的开闭状态。但当发动机达到某一设定的高转速时，发动 机电脑会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使3个 摇臂连成一体，一起由中间凸轮驱动。由于中间凸轮比

11、其它凸轮 高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程随之增大。当发动 机转速降低到某一设定的低转速时，摇臂内的液压也随之降低， 活塞在回位弹簧作用下退回原位，3个摇臂分开。 项目二项目二汽车安全技术的发展汽车安全技术的发展 一、防抱死系统 ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在 车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降 低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复 原有的油压，不断的这样循环（每秒可达510次），始终使车轮 处于转动状态而又有最大的制动力矩。 防抱死制动系统 没有安装ABS的汽车，在行驶中如果用力踩下制动踏

12、板，车轮转 速会急速降低，当制动力超过车轮与地面的摩擦力时，车轮就会 被抱死，完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降，如果前 轮被抱死，驾驶员就无法控制车辆的行驶方向，如果后轮被抱死， 就极容易出现侧滑现象 二、制动力分配系统 制动力分配的英文全称为Electronic Brake force Distribution，简称EBD。 EBD实际上是ABS的辅 助功能，是在ABS的控制电脑里增加一个控制软 件，机械系统与ABS完全一致。它只是ABS系统 的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高 ABS的功效。当发生紧急制动时，EBD在ABS作 用之前，可依据车身的重量和路面条件，自动以 前轮

13、为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此 差异程度必须被调整时，刹车油压系统将会调整 传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化 的刹车力分布。 原理介绍 在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会动作，以 将车辆停下。但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆 重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传 统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。 从上述可知，这样的分配并不符合刹车力的使用效益。 EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用。 EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮 胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置， 使其按照设定的程序在运动中高速调整，达

14、到制动力与摩 擦力(牵引力)的匹配，以保证车辆的平稳和安全。当紧急 刹车车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就已经平衡 了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移， 并缩短汽车制动距离。 三、电子稳定控制系统 汽车电子稳定控制系统是车辆新型的主动 安全系统，是汽车防抱死制动系统(ABS)和 牵引力控制系统(TCS)功能的进一步扩展， 并在此基础上,增加了车辆转向行驶时横摆 率传感器、测向加速度传感器和方向盘转 角传感器，通过ECU 控制前后、左右车轮 的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向 稳定性。 该系统由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部 分组成，通过电子控制单元监控汽

15、车运行状态，对车辆的 发动机及制动系统进行干预控制。典型的汽车电子稳定控 制系统在传感器上主要包括4个轮速传感器、方向盘转角 传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、制动主 缸压力传感器等，执行部分则包括传统制动系统(真空助 力器、管路和制动器)、液压调节器等，电子控制单元与 发动机管理系统联动，可对发动机动力输出进行干预和调 整。 这套系统主要对车辆纵向和横向稳定性进行控制，保证车 辆按照驾驶员的意识行驶。电子稳定控制系统的基础是 ABS制动防抱死功能，该系统在汽车制动情况下轮胎即将 抱死时，一秒内连续制动上百次，有点类似于机械式“点 刹”。如此一来，在车辆全力制动时，轮胎依然可以保证

16、滚动，滚动摩擦的效果比抱死后的滑动摩擦效果好，且可 以控制车辆行驶方向。 四、刹车辅助系统 刹车辅助系统包括电子制动辅助系统 “EBA”和制动力辅助系统“BA”（也称为 “BAS”），指能够通过判断驾驶者的刹车 动作（力量及速度），在紧急制动时增加 刹车力度，从而将制动距离缩短。对于像 老人或女性这种脚踝及腿部力量不是很足 的驾驶者来说，该系统的优势则会表现得 更加明显。而机械制动辅助系统“BA”，其 实是电子紧急制动辅助系统“EBA”的前身。 五、牵引力控制系统 牵引力控制系统Traction Control System，简称TCS，也 称为ASR或TRC。它的作用是使汽车在各种行驶状况下

17、都 能获得最佳的牵引力。牵引力控制系统的控制装置是一台 计算机，利用计算机检测4个车轮的速度和方向盘转向角， 当汽车加速时，如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大， 计算机立即判断驱动力过大，发出指令信号减少发动机的 供油量，降低驱动力，从而减小驱动轮的滑转率。计算机 通过方向盘转角传感器掌握司机的转向意图，然后利用左 右车轮速度传感器检测左右车轮速度差；从而判断汽车转 向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向 不足（或过度转向），计算机立即判断驱动轮的驱动力过 大，发出指令降低驱动力，以便实现司机的转向意图。 六、陡坡缓降系统 陡坡缓降控制系统(Hill Descent Contro

18、l,HDC)，是与ABS防抱死系统协同 工作，能够让车辆在受控制的情况下，安 全通过陡坡路况的一种电子系统。该套系 统于1997年在路虎Freelander车型上首次 出现，随后被延伸使用于发现（Discovery） 上；由于宝马在1994到2000年间曾是路虎 的背后东家，因此HDC技术也被理所应当 的应用在宝马X5身上。 七、自动驻车/上坡辅助系统 l自动驻车功能（AUTO HOLD）是在电子驻 车制动系统基础上的一种功能性延伸，它 可将行车过程中的临时制动功能由电子控 制方式来实现停车制动。该技术的运用能 够使驾驶者在车辆停下时无需长时间踩刹 车，能够避免车辆因滑行而产生危险，直 接点说

19、就是不会溜车。 当您开着爱车行驶在繁忙、拥堵的城市道路时，是否会觉 得即便是自动挡车型开起来仍然很麻烦。因为走走停停时 要将挡位在前进与驻车之间进行频繁切换，如果不这样做 就得长时间将脚放在制动踏板上，而装有自动驻车系统的 车辆便可将这一现象得到很大改善。 在遇到如红灯需要车辆短暂停驶时，驾驶者可先对车辆制 动至停止状态，并将制动踏板继续踩住片刻，此时自动驻 车系统便开始工作，对车辆采取制动，驾驶者可放心的把 右脚从制动踏板上移开。而当需要继续行驶时，只需轻踩 油门该系统便会自动解除制动，恢复正常行驶状态。可以 说，自动变速箱是将驾驶者的左脚解放出来，而自动驻车 系统则是将右脚得到充分休息的利器。 八、主动防侧倾系统 汽车的主动防侧倾系统通常是电子稳定性控制系 统ESC或者车身动态控制系统VDC系统的一个功 能，主要作用是在转弯时，当车辆有侧倾的倾向 时，通过对车辆的制动系统或者悬挂系统进行调 整来促使车辆保持行驶稳定。 系统可以通过对汽车的车轮进行选择性制动来实 现防侧倾，也就是单独对某个车轮进行制动，这 样可以增加车辆的过弯半径，从而减小离心力。 也可