现代汽车技术-安全性ABS-TCS-ESP

1、现代汽车技术现代汽车技术 汽车技术的发展汽车技术的发展 汽车产业已经成为当今世界社会与经济发展的支柱产业。汽车产汽车产业已经成为当今世界社会与经济发展的支柱产业。汽车产 业的发展在很大程度上得益于汽车技术进步。汽车诞生业的发展在很大程度上得益于汽车技术进步。汽车诞生100100多年多年 来，涌现出了各种有关汽车的技术发明和专利，使汽车的面貌日来，涌现出了各种有关汽车的技术发明和专利，使汽车的面貌日 新月异。现代汽车，是现代技术发展的产物，同时也是现代技术新月异。现代汽车，是现代技术发展的产物，同时也是现代技术 发展的动力。汽车技术的发展是人类文明史的见证。发展的动力。汽车技术的发展是人类文明史

2、的见证。 汽车工业还是首先带头应用最新技术的行业。组合机床、自动生汽车工业还是首先带头应用最新技术的行业。组合机床、自动生 产线、柔性加工系统、机器人、全面质量管理等新技术、新工艺，产线、柔性加工系统、机器人、全面质量管理等新技术、新工艺， 都是在汽车工业最先得到推广和广泛应用的。汽车工业的发展，都是在汽车工业最先得到推广和广泛应用的。汽车工业的发展， 不仅带动了相关工业的发展，而且也不断对相关工业提出新的要不仅带动了相关工业的发展，而且也不断对相关工业提出新的要 求，从而促进了相关工业的技术进步。求，从而促进了相关工业的技术进步。 未来汽车的发展，还将推动各种高新技术和边缘学科的发展。如未来

3、汽车的发展，还将推动各种高新技术和边缘学科的发展。如 材料科学、人机工程、电子技术、能源科学，以及汽车空气动力材料科学、人机工程、电子技术、能源科学，以及汽车空气动力 学、车辆土壤力学、汽车轻结构学、汽车轮胎学等等。学、车辆土壤力学、汽车轻结构学、汽车轮胎学等等。 一、现代汽车技术的发展一、现代汽车技术的发展 1 1、汽车产品多样化时期汽车技术的发展、汽车产品多样化时期汽车技术的发展 汽车发动机从单缸发展到汽车发动机从单缸发展到V V型型8 8缸，提高了压缩比，使发动机输出缸，提高了压缩比，使发动机输出 功率增大。燃油泵的发明与使用改善了发动机的供油情况，并使功率增大。燃油泵的发明与使用改善了

4、发动机的供油情况，并使 燃油箱移到汽车尾部。气门和凸轮轴布置的改变也是发动机的重燃油箱移到汽车尾部。气门和凸轮轴布置的改变也是发动机的重 大技术改革。蓄电池点火系统的应用，不但改善了发动机性能，大技术改革。蓄电池点火系统的应用，不但改善了发动机性能， 同时也使得电灯、电喇叭、电气仪表，特别是起动电机有可能应同时也使得电灯、电喇叭、电气仪表，特别是起动电机有可能应 用到汽车上。用到汽车上。 同步器的应用是变速器结构的一项重大改革。传动轴取代了早期同步器的应用是变速器结构的一项重大改革。传动轴取代了早期 的传动链条。主减速器中螺旋伞齿轮和准双曲线齿轮的应用能适的传动链条。主减速器中螺旋伞齿轮和准双

5、曲线齿轮的应用能适 应高速平稳的运转并降低噪声。低压充气轮胎提高了汽车对路面应高速平稳的运转并降低噪声。低压充气轮胎提高了汽车对路面 的附着性能和行驶安全性。轮胎可靠性提高了，汽车就没有必要的附着性能和行驶安全性。轮胎可靠性提高了，汽车就没有必要 再携带两只备胎。新式转向器和转向传动机构使汽车转弯变得轻再携带两只备胎。新式转向器和转向传动机构使汽车转弯变得轻 巧灵活。在巧灵活。在2020世纪世纪3030年代，各厂商都陆续采用了液压制动系统，年代，各厂商都陆续采用了液压制动系统， 此外，许多轿车都安装了独立悬架。此外，许多轿车都安装了独立悬架。 在车身技术方面同样也在不断进步，全钢车身取代了早期

6、的木质在车身技术方面同样也在不断进步，全钢车身取代了早期的木质 结构。大型钢板冲压技术和焊接技术的进步使得车身变得轻巧牢结构。大型钢板冲压技术和焊接技术的进步使得车身变得轻巧牢 固。承载式车身亦已广泛应用。与此同时，前大灯、近光灯、闪固。承载式车身亦已广泛应用。与此同时，前大灯、近光灯、闪 光信号灯、尾灯、刮水器、夹层安全玻璃、暖气及除霜装置、后光信号灯、尾灯、刮水器、夹层安全玻璃、暖气及除霜装置、后 视镜、保险杠、行李箱等部件已被普遍采用。视镜、保险杠、行李箱等部件已被普遍采用。 为提高汽车车速和改善汽车的舒适性，汽车车身造型从马车车身为提高汽车车速和改善汽车的舒适性，汽车车身造型从马车车身

7、 发展到流线型车身。二战后，由于社会经济基础的影响，欧洲汽发展到流线型车身。二战后，由于社会经济基础的影响，欧洲汽 车的设计思想开始与美国分道扬镳。当时欧洲的经济处于恢复阶车的设计思想开始与美国分道扬镳。当时欧洲的经济处于恢复阶 段，人民生活较俭朴，要求汽车尺寸紧凑和简朴实用，小排量轿段，人民生活较俭朴，要求汽车尺寸紧凑和简朴实用，小排量轿 车风靡欧洲；美国人民生活较富裕，石油价格较低，致使美国汽车风靡欧洲；美国人民生活较富裕，石油价格较低，致使美国汽 车设计追求尺寸宽松和表现气派。美国汽车从内部设备到外部装车设计追求尺寸宽松和表现气派。美国汽车从内部设备到外部装 饰都力求豪华气派，饰都力求豪

8、华气派，19581958年和年和l959l959年可算是美国汽车装饰达到登年可算是美国汽车装饰达到登 峰造极的时期，有的汽车别出心裁地将尾翅横向伸出，大有把形峰造极的时期，有的汽车别出心裁地将尾翅横向伸出，大有把形 式美凌驾于功能之上的趋势。式美凌驾于功能之上的趋势。 小巧精致趋于流线型造型的欧洲汽车在与大型华丽的美国轿车在小巧精致趋于流线型造型的欧洲汽车在与大型华丽的美国轿车在 竞争中屡屡获胜，表明汽车真正的美在于形体与线条的简朴与明竞争中屡屡获胜，表明汽车真正的美在于形体与线条的简朴与明 晰，而不是随心所欲的浮夸和华丽饰件的堆砌。晰，而不是随心所欲的浮夸和华丽饰件的堆砌。 2、注重节能、环

9、保和安全时期汽车技术的发展、注重节能、环保和安全时期汽车技术的发展 汽车在给人们带来方便的同时，也对人类社会产生了一些影响。一方面，汽车在给人们带来方便的同时，也对人类社会产生了一些影响。一方面， 由于汽车保有量的增加，带来了严重的空气污染。其中最明显的例子是在由于汽车保有量的增加，带来了严重的空气污染。其中最明显的例子是在 19431943年年9 9月美国洛杉矶市出现了浅蓝色、白色或紫色的烟雾，主要是汽车排月美国洛杉矶市出现了浅蓝色、白色或紫色的烟雾，主要是汽车排 放的放的NOXNOX及及HCHC进入大气后与大气中的氧气在阳光的作用下，进行连锁反应，进入大气后与大气中的氧气在阳光的作用下，进

10、行连锁反应， 形成臭氧、醛、过氧乙酰硝脂等有害物质。这些污染物包括形成臭氧、醛、过氧乙酰硝脂等有害物质。这些污染物包括COCO、NOXNOX、碳烟、碳烟 微粒等。上述情况促使公众越来越注意环境保护问题。因此，美国及有关微粒等。上述情况促使公众越来越注意环境保护问题。因此，美国及有关 各国都陆续制订了汽车排放法规，限制汽车排放物，而且法规的要求越来各国都陆续制订了汽车排放法规，限制汽车排放物，而且法规的要求越来 越严。环保要求对汽车技术，特别是车用发动机的技术发展起了很大的推越严。环保要求对汽车技术，特别是车用发动机的技术发展起了很大的推 动作用。曲轴箱强制通风系统（动作用。曲轴箱强制通风系统（

11、PCVPCV）、废气再循环系统（）、废气再循环系统（EGREGR）、排气三）、排气三 元催化系统、二次空气喷射系统、燃油蒸发控制、分层燃烧系统、稀混合元催化系统、二次空气喷射系统、燃油蒸发控制、分层燃烧系统、稀混合 气燃烧系统等新措施和新技术不断推出，缓解了汽车排放对人类健康和环气燃烧系统等新措施和新技术不断推出，缓解了汽车排放对人类健康和环 境的威胁。境的威胁。 另一方面，由于汽车车速的不断提高，交通事故日益严重，交通安全已经另一方面，由于汽车车速的不断提高，交通事故日益严重，交通安全已经 成为引起社会广泛关注的社会问题。于是，各工业发达国家的政府，纷纷成为引起社会广泛关注的社会问题。于是，

12、各工业发达国家的政府，纷纷 制定保证汽车交通安全的标准与法规。这些安全法规迫使汽车在有关安全制定保证汽车交通安全的标准与法规。这些安全法规迫使汽车在有关安全 性能及其装置方面不断改善，如性能及其装置方面不断改善，如ABSABS电子控制防抱死制动系统、电子控制防抱死制动系统、ASRASR驱动防驱动防 滑系统、滑系统、EDLEDL电子差速锁、电子差速锁、EBDEBD电子制动力分配装置、电子制动力分配装置、ESPESP电子增稳系统、安电子增稳系统、安 全气囊及安全带等。全气囊及安全带等。 节能是汽车技术发展的永恒课题，为了降低高速行驶时的风阻，以通用汽节能是汽车技术发展的永恒课题，为了降低高速行驶时

13、的风阻，以通用汽 车公司车公司19521952年制造的别克牌汽车为开端，出现了基于流体力学的真正的高年制造的别克牌汽车为开端，出现了基于流体力学的真正的高 速车型速车型鱼型车身。但随着车速的不断提高，升力问题出现了。高速时鱼型车身。但随着车速的不断提高，升力问题出现了。高速时 产生的气动升力不仅影响汽车的稳定性，而且影响汽车的可操纵性与安全产生的气动升力不仅影响汽车的稳定性，而且影响汽车的可操纵性与安全 性。性。19631963年司蒂倍克设计了称之为阿凡提的双座轿车，开始兼顾低风阻和年司蒂倍克设计了称之为阿凡提的双座轿车，开始兼顾低风阻和 高速安全性的楔型车时代，这种楔型造型很快被赛车广泛采用

14、。高速安全性的楔型车时代，这种楔型造型很快被赛车广泛采用。 3、汽车产品的现代化标志、汽车产品的现代化标志 （1 1）汽车产品的电子化）汽车产品的电子化 电子技术的迅速发展和电子计算机的微型化，使汽车有可能装备电子技术的迅速发展和电子计算机的微型化，使汽车有可能装备 各种微处理器以及各种电子元件。上个世纪各种微处理器以及各种电子元件。上个世纪7070年代以来，汽车上年代以来，汽车上 出现了很多各种各样的电子产品，将一些传统的机械结构转变为出现了很多各种各样的电子产品，将一些传统的机械结构转变为 性能优良、技术高精的机电一体化装置。电子技术在汽车上的应性能优良、技术高精的机电一体化装置。电子技术

15、在汽车上的应 用，可以满足日益严格的法规要求，适应顾客对汽车使用的方便用，可以满足日益严格的法规要求，适应顾客对汽车使用的方便 性、舒适性、高效性及经济性的要求。随着汽车对电子技术的依性、舒适性、高效性及经济性的要求。随着汽车对电子技术的依 赖性越来越大，电子技术成为汽车不可缺少的一部分。赖性越来越大，电子技术成为汽车不可缺少的一部分。 （2 2）汽车整车的轻量化）汽车整车的轻量化 整车轻量化除了运用先进的设计方法使汽车尺寸紧凑和结构合理整车轻量化除了运用先进的设计方法使汽车尺寸紧凑和结构合理 外，更重要的是采用了新型材料。现代汽车上所采用的新材料主外，更重要的是采用了新型材料。现代汽车上所采

16、用的新材料主 要是工程塑料、轻质铝合金、高强度合金钢等。要是工程塑料、轻质铝合金、高强度合金钢等。 （3 3）汽车结构的变革）汽车结构的变革 汽车发动机的结构变革主要目的是提高发动机工作效率、降低燃汽车发动机的结构变革主要目的是提高发动机工作效率、降低燃 油消耗和减少污染。在一些新型的发动机上采用汽油缸内喷射技油消耗和减少污染。在一些新型的发动机上采用汽油缸内喷射技 术，可变配气相位及可变进气道技术，可燃混合气稀薄燃烧技术，术，可变配气相位及可变进气道技术，可燃混合气稀薄燃烧技术， 柴油机电控技术及共轨技术，废气涡轮增压装置等，使发动机的柴油机电控技术及共轨技术，废气涡轮增压装置等，使发动机的

17、 结构发生了变化。结构发生了变化。 二、现代汽车技术发展方向二、现代汽车技术发展方向 1 1、安全可靠、安全可靠 随着日益增长的全球汽车保有量，汽车交通事随着日益增长的全球汽车保有量，汽车交通事 故的数目也在触目惊心的增长。每年汽车碰撞故的数目也在触目惊心的增长。每年汽车碰撞 事故而造成事故而造成 40 40 多万人死亡和多万人死亡和 1200 1200 万人受伤。万人受伤。 行车安全已成为当前汽车技术亟待解决的问题。行车安全已成为当前汽车技术亟待解决的问题。 汽车制造商们为保障驾驶员机乘客的安全，在汽车制造商们为保障驾驶员机乘客的安全，在 汽车上面安装了很多安全设施。如：安全带、汽车上面安装

18、了很多安全设施。如：安全带、 安全气囊、故障自诊断设备、安全气囊、故障自诊断设备、 ABS ABS 、 EBD EBD 、 ESP ESP 等装置。等装置。 汽车安全性的分类汽车安全性的分类 被动安全系统被动安全系统 安全气囊安全气囊 安全带安全带 头枕头枕 作用是车内人员作用是车内人员 受伤害时提供保护受伤害时提供保护 主动安全系统主动安全系统 防抱死系统防抱死系统ABS 牵引力控制系统牵引力控制系统TCS 电子稳定程序电子稳定程序ESP 作用是作用是防止事故 发生 主动安全性的发展主动安全性的发展 ABS汽车制动防抱死系统汽车制动防抱死系统 什么是什么是ABSABS系统系统 （Anti-b

19、raking System:ABS) 装有装有ABSABS的汽车遇到突然出现的障碍物时，即使的汽车遇到突然出现的障碍物时，即使 是驾驶员猛踩制动，车辆仍能控制自如。是驾驶员猛踩制动，车辆仍能控制自如。 轮速传感器不断监视着所有的车轮，一旦某一轮速传感器不断监视着所有的车轮，一旦某一 车轮开始将要抱死，车轮开始将要抱死，ABS 快速快速反应，迅速降低反应，迅速降低 这个车轮的制动压力，使它不至于完全停止转动。这个车轮的制动压力，使它不至于完全停止转动。 依靠这种调整，保证了可能的最短制动距离，使依靠这种调整，保证了可能的最短制动距离，使 得车辆仍能操控自如，并增强了稳定性。得车辆仍能操控自如，并

20、增强了稳定性。 在汽车制动时，随着制动强度增大，原先滚动的车轮有可能完全在汽车制动时，随着制动强度增大，原先滚动的车轮有可能完全 停止转动（抱死），此时汽车仍以较大的惯性向前冲而车轮在地停止转动（抱死），此时汽车仍以较大的惯性向前冲而车轮在地 面上滑移。在车轮完全打滑的情况下，车轮对地面的附着性能大面上滑移。在车轮完全打滑的情况下，车轮对地面的附着性能大 大下降，汽车的制动距离增大，而且汽车有失控的危险（图大下降，汽车的制动距离增大，而且汽车有失控的危险（图1 1）。）。 制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，研究表制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，研究表 明，在车

21、轮滑移率为明，在车轮滑移率为15%15%20%20%时制动效果最佳。时制动效果最佳。 ABS的优点的优点 ABS能缩短汽车的制动距离。能缩短汽车的制动距离。 能增加驾驶员在制动过程中控制方向盘能增加驾驶员在制动过程中控制方向盘 绕开障碍物的能力。绕开障碍物的能力。 能保证汽车制动时的方向稳定性，特别能保证汽车制动时的方向稳定性，特别 时在路面较滑，潮湿的道路上行驶时。时在路面较滑，潮湿的道路上行驶时。 ABS的发展的发展 1932 年，英国人霍纳摩姆首先研制出了年，英国人霍纳摩姆首先研制出了 ABS 系统，并申请了专利。然而受当时技术水平的系统，并申请了专利。然而受当时技术水平的 限制，未能广

22、泛推广使用。限制，未能广泛推广使用。 90 年代，年代， ABS 发展迅猛，欧洲和美国、日本发展迅猛，欧洲和美国、日本 等地区均在高速发展等地区均在高速发展 ABS 。 到到 1995 年，轿车装有年，轿车装有 ABS 的比例，美国、德的比例，美国、德 国、日本分别为国、日本分别为 55% 、 50% 和和 35% ；货车；货车 装有装有 ABS 的比例分别为的比例分别为 50% 、 50% 和和 45% 。 瑞典瑞典 VOLVO 公司凭借在安全技术上的深入和公司凭借在安全技术上的深入和 超前探究，其汽车安全性能始终令它人仰止，超前探究，其汽车安全性能始终令它人仰止， 甚至会成为甚至会成为“安

23、全汽车安全汽车”的代名词。的代名词。 ABS的使用情况的使用情况 什么是牵引力控制系统（什么是牵引力控制系统（TCS） 能防止车轮打滑，在车辆启动与加速时，能防止车轮打滑，在车辆启动与加速时， 保证良好的牵引性能，同时照顾车辆的保证良好的牵引性能，同时照顾车辆的 稳定性和操控性。稳定性和操控性。 轮速传感器不断监视着每个车轮。如果轮速传感器不断监视着每个车轮。如果 某个车轮表现出打滑的趋势，某个车轮表现出打滑的趋势，TCS 会调会调 整驱动扭矩并且迅速干预制动系统和发整驱动扭矩并且迅速干预制动系统和发 动机的运行。车辆因此能够安全地启动动机的运行。车辆因此能够安全地启动 或加速。或加速。 汽车

24、驱动防滑转系统（汽车驱动防滑转系统（Anti Slip RegulationAnti Slip Regulation，或，或Acceleration Acceleration Slip RegulationSlip Regulation，简称，简称ASRASR）的作用是防止汽车在起步、加速和滑）的作用是防止汽车在起步、加速和滑 溜路面上行驶时驱动轮滑转，特别是要防止汽车在非对称路面（两溜路面上行驶时驱动轮滑转，特别是要防止汽车在非对称路面（两 侧车轮路面不一致）或在转弯时驱动轮的滑转，以保持汽车的方向侧车轮路面不一致）或在转弯时驱动轮的滑转，以保持汽车的方向 稳定性、操纵性，并维持最佳驱动力。

25、例如，驾驶员正在转换车道稳定性、操纵性，并维持最佳驱动力。例如，驾驶员正在转换车道 并加速超车时，如果驱动轮滑转，则汽车根本不按驾驶员的意愿更并加速超车时，如果驱动轮滑转，则汽车根本不按驾驶员的意愿更 换车道，而留在原车道上并可能撞到前面的汽车上（图换车道，而留在原车道上并可能撞到前面的汽车上（图3 3）。又例如，）。又例如， 汽车在转弯时，如果驱动力超过附着力，则汽车可能不转弯而滑出汽车在转弯时，如果驱动力超过附着力，则汽车可能不转弯而滑出 路面。路面。 TCS的作用的作用 (traction control system) 装有装有TCS的汽车的汽车通过两种方法控制车轮打滑：通过两种方法控

26、制车轮打滑： 减少节气门开度来降低发动机功率减少节气门开度来降低发动机功率 由制动器控制车轮打滑。由制动器控制车轮打滑。 TCS的作用的作用：当汽车加速时将滑动控制在一定当汽车加速时将滑动控制在一定 的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。 功能功能： 提高牵引力；提高牵引力； 保持汽车的行驶稳定性。保持汽车的行驶稳定性。 TCS的优点的优点 在湿滑路面起步不会打滑。在湿滑路面起步不会打滑。 两个牵引轮中有一个陷入泥水中，它可以通过两个牵引轮中有一个陷入泥水中，它可以通过 ABS 系统刹住打滑车轮，把牵引力转移到另一系统刹住打滑车轮，把牵引力转移到另一 牵引轮，会很

27、快使车辆脱离困境。牵引轮，会很快使车辆脱离困境。 在左、右车轮与地面的摩擦系数不一样时，车在左、右车轮与地面的摩擦系数不一样时，车 辆不会侧滑。如果不希望辆不会侧滑。如果不希望 TCS 起作用时，可起作用时，可 以按下以按下“TRAC OFF”按钮，这时按钮，这时“TRAC OFF”灯会启亮，灯会启亮，TCS失去作用，汽车会和未失去作用，汽车会和未 装备装备 TCS 的普通车辆一样行驶。的普通车辆一样行驶。 TCS的工作原理的工作原理 当汽车的电脑通过传感器检测到牵引轮（在此当汽车的电脑通过传感器检测到牵引轮（在此 为前轮）空转（既打滑）时，它会发出如下指为前轮）空转（既打滑）时，它会发出如下

28、指 令来降低该车轮的牵引力：令来降低该车轮的牵引力： 1、滞后发动机的点火正时。、滞后发动机的点火正时。 2、增加空燃比，使混合气变稀。、增加空燃比，使混合气变稀。 3、关闭三个喷油器（六缸发动机）。、关闭三个喷油器（六缸发动机）。 4、使自动变速器上升一个档位。、使自动变速器上升一个档位。 5、如果以上措施仍不能制止车轮打滑，汽车电脑、如果以上措施仍不能制止车轮打滑，汽车电脑 还会启动还会启动 ABS 系统给打滑车轮施与适当的制动力。系统给打滑车轮施与适当的制动力。 什么是电子稳定程序（什么是电子稳定程序（ESP） （Electronic Stabilty Program) 汽车转向行驶时，

29、只有各车轮从地面获得适当的横向 力，汽车才能按照驾驶员的意图进行转向行驶。汽车 在转向行驶过程中产生离心力，当前轮承受的离心力 超过其横向附着力时，前轮就会向外侧滑，使汽车产 生不足转向。当后轮承受的离心力超过其横向附着力 时，后轮就会向外侧滑，使汽车产生过度转向。同样， 在转向车轮偏转相同角度的情况下，汽车在附着系数 较高的路面行驶时，汽车会出现转向过度现象。汽车 在附着系数较低的路面行驶时，汽车会出现转向不足 现象。如图4所示。 在转向行驶过程中出现不足转向或过度转向都会影响 汽车的方向稳定性，在防抱死制动控制系统和驱动防 滑控制系统的基础上，发展了ESP（Electronic Stabi

30、lity Program，又称汽车动态控制系统），使汽 车在各种行驶状态和道路条件下都能保持良好的方向 稳定性。它是l994年奔驰汽车公司首先推出的汽车主 动安全系统。 ESP的优点的优点 主动提高汽车在加速、摆动和刹车时的稳定性。主动提高汽车在加速、摆动和刹车时的稳定性。 通过制动系统或者发动机管理系统来干预车辆通过制动系统或者发动机管理系统来干预车辆 的平稳性。的平稳性。 优点：优点： 提高在极端状态下的转向能力提高在极端状态下的转向能力 降低打滑风险降低打滑风险 提高行驶稳定性提高行驶稳定性 优化停车距离优化停车距离 ESP的应用举例的应用举例 一辆汽车行驶在路滑的左弯道上，当过度转向一

31、辆汽车行驶在路滑的左弯道上，当过度转向 开始使得车子向右甩尾时，开始使得车子向右甩尾时，ESP的传感器感觉的传感器感觉 到了滑动，就迅速让右前轮制动，使汽车产生到了滑动，就迅速让右前轮制动，使汽车产生 顺时针方向的转矩，而将汽车保持在原来的车顺时针方向的转矩，而将汽车保持在原来的车 道内；道内； 当不足转向使前轮驶离路面而丧失对地面的附当不足转向使前轮驶离路面而丧失对地面的附 着力时，四通道的着力时，四通道的ESP就让左后轮制动，由此就让左后轮制动，由此 产生逆时针方向的转矩使汽车回到正确路线上产生逆时针方向的转矩使汽车回到正确路线上 (如果车上装的是双通道的如果车上装的是双通道的ESP，则会

32、使左前轮，则会使左前轮 制动制动)。 如果后轮驱动的汽车控制不住其后轮，如果后轮驱动的汽车控制不住其后轮，ESP可可 同时降低发动机的功率和通过精确计算得出压同时降低发动机的功率和通过精确计算得出压 力来控制车轮，使汽车保持它的正常运行轨迹。力来控制车轮，使汽车保持它的正常运行轨迹。 ESP的组成的组成 转向传感器：监测方向盘旋转的角度，帮助确转向传感器：监测方向盘旋转的角度，帮助确 定汽车行驶方向是否正确。定汽车行驶方向是否正确。 车轮传感器：监测每个车轮的速度，确定车轮车轮传感器：监测每个车轮的速度，确定车轮 是否在打滑。是否在打滑。 侧滑传感器：记录汽车绕垂直轴线的运动，确侧滑传感器：记

33、录汽车绕垂直轴线的运动，确 定汽车是否在打滑。定汽车是否在打滑。 横向加速度传感器：它对转弯时产生的离心力横向加速度传感器：它对转弯时产生的离心力 起反应，确定汽车是否在通过弯道时打滑。起反应，确定汽车是否在通过弯道时打滑。 ESP工作原理工作原理 控制单元通过控制单元通过ESPESP的传感器信号，对车辆的运的传感器信号，对车辆的运 行状态进行判断，进而发出控制指令，并自动行状态进行判断，进而发出控制指令，并自动 地向一个或多个车轮施加制动力，短时间内多地向一个或多个车轮施加制动力，短时间内多 次制动（甚至每秒进行次制动（甚至每秒进行150150次制动），以把车次制动），以把车 子保持在驾驶者

34、所选定的车道内。子保持在驾驶者所选定的车道内。 这些传感器还向控制装置提供汽车在任何瞬间这些传感器还向控制装置提供汽车在任何瞬间 的运行状况信息。的运行状况信息。 ESP与与ABS及及TCS的异同的异同 ESP与与ABS及及TCS共同工作，与共同工作，与ABS的的 工作不同的是它不需要驾驶者对它进行工作不同的是它不需要驾驶者对它进行 操作，而是根据实际情况自己作出反应，操作，而是根据实际情况自己作出反应， 不再盲从驾驶者。不再盲从驾驶者。 在非紧急的情况下，在非紧急的情况下，ESP可充分发挥其可充分发挥其 独有的优势，其转弯控制功能可在正常独有的优势，其转弯控制功能可在正常 转弯制动时为内侧轮

35、和外侧轮分别选择转弯制动时为内侧轮和外侧轮分别选择 最佳的制动压力，以提高方向的稳定性。最佳的制动压力，以提高方向的稳定性。 4 4）自适应定速巡航控制系统）自适应定速巡航控制系统 自适应定速巡航控制系统（速度控制系统或自动驾驶自适应定速巡航控制系统（速度控制系统或自动驾驶 系统）是为减轻驾驶员劳动强度，提高行驶舒适性，系统）是为减轻驾驶员劳动强度，提高行驶舒适性， 保证汽车和发动机都能在有利速度范围内运行的自动保证汽车和发动机都能在有利速度范围内运行的自动 控制装置。在公路长途行车时，驾驶员会有单调乏味控制装置。在公路长途行车时，驾驶员会有单调乏味 的感觉而难以便注意力集中，此时可开启巡航控

36、制系的感觉而难以便注意力集中，此时可开启巡航控制系 统协助驾驶。统协助驾驶。 巡航控制系统在飞机上应用，显示出了它的无可比拟巡航控制系统在飞机上应用，显示出了它的无可比拟 的优点。上个世纪的优点。上个世纪5050年代末，巡航控制系统开始用于年代末，巡航控制系统开始用于 汽车，并很快受到青睐，所以目前在美、日、德、法、汽车，并很快受到青睐，所以目前在美、日、德、法、 意等汽车大国发展、普及很快，尤其是近几年来世界意等汽车大国发展、普及很快，尤其是近几年来世界 各国高速公路的通车里程增多，扩大了汽车巡航控制各国高速公路的通车里程增多，扩大了汽车巡航控制 系统大显身手的空间，因此巡航控制系统在汽车上

37、的系统大显身手的空间，因此巡航控制系统在汽车上的 应用也越来越多。应用也越来越多。 （六）夜视系统和远光灯辅助系统（六）夜视系统和远光灯辅助系统 夜间行车是最令人紧张和容易出危险的驾驶情况之一。交通事故夜间行车是最令人紧张和容易出危险的驾驶情况之一。交通事故 统计数字表明，夜间行车存在很大的潜在危险性：在德国，虽然统计数字表明，夜间行车存在很大的潜在危险性：在德国，虽然 人们在白天驾驶的比例占到人们在白天驾驶的比例占到7575，但是大约，但是大约5050的重大事故发生的重大事故发生 在夜间。这意味着夜间驾驶的危险是白天的两倍。据统计，在欧在夜间。这意味着夜间驾驶的危险是白天的两倍。据统计，在欧

38、 洲每年大约有洲每年大约有5656万人在夜间的交通事故中受伤，另有万人在夜间的交通事故中受伤，另有2.32.3万人死万人死 亡。相似的情况也发生在美国。亡。相似的情况也发生在美国。 引起夜间行车危险性大的原因是主要有两点，一是人眼对光线的引起夜间行车危险性大的原因是主要有两点，一是人眼对光线的 适应性问题。黑夜里人的眼睛从亮到暗需要有一个适应过程，所适应性问题。黑夜里人的眼睛从亮到暗需要有一个适应过程，所 以当驶经交叉路口、繁华路段时，霓虹灯以及其它灯光的照射对以当驶经交叉路口、繁华路段时，霓虹灯以及其它灯光的照射对 驾驶员的视线及辨别交通信号灯的颜色均有影响，这时就要减低驾驶员的视线及辨别交

39、通信号灯的颜色均有影响，这时就要减低 车速，避免危险情况发生。二是由于人们总是用近光灯照明，使车速，避免危险情况发生。二是由于人们总是用近光灯照明，使 得光照条件微弱有限，路上的障碍物或窄道往往很晚才被发现。得光照条件微弱有限，路上的障碍物或窄道往往很晚才被发现。 为了增强在夜间开车的安全性，近日，宝马公司就开发了一种驾为了增强在夜间开车的安全性，近日，宝马公司就开发了一种驾 驶员辅助系统，其中包括宝马的夜视系统（驶员辅助系统，其中包括宝马的夜视系统（BMW Night Vision)BMW Night Vision) 和远光灯辅助系统（和远光灯辅助系统（BMW High-Beam Assis

40、tBMW High-Beam Assist）。其中，夜视系统）。其中，夜视系统 可以使驾驶员及早感知前方的人、动物或障碍物，从而避免危险、可以使驾驶员及早感知前方的人、动物或障碍物，从而避免危险、 危机情况的发生；而远光灯辅助系统则可以自动地控制远光灯在危机情况的发生；而远光灯辅助系统则可以自动地控制远光灯在 最适当和最需要的时候开启和关闭。最适当和最需要的时候开启和关闭。 （2）夜视系统的工作原理 宝马夜视系统的主要功用在于提早发现夜间在黑暗的路边慢跑 的人、自行车、动物以及障碍物。它的原理是利用了人和动物本身 的热辐射特性，使用远红外热能相机对这些物体进行捕捉，而后显 示在荧幕上。运用该系

41、统，驾驶员可以提前5 s觉察出危险情况。 远光灯辅助系统的主要构件是安装在后视镜外壳前面一个传感器， 传感器内包含一架照相机,相机拍摄的图像被反馈到一个电子评估系 统里，由该系统分析前方的物体从而自动控制远光灯的开闭。 （七）其它的主动安全技术（七）其它的主动安全技术 1 1、紧急制动辅助装置、紧急制动辅助装置 （EVAEVA）简介）简介 现代的科学技术使汽车的速度越来越快，为了提高紧急情现代的科学技术使汽车的速度越来越快，为了提高紧急情 况下的制动效率，最大限度避免事故的发生。况下的制动效率，最大限度避免事故的发生。ABS(ABS(防抱死制动系防抱死制动系 统统) )和和EBD(EBD(电子

42、制动分配系统电子制动分配系统) )越来越多的被应用于轿车上。除此越来越多的被应用于轿车上。除此 以外还有一项可以大幅提高制动效率的技术以外还有一项可以大幅提高制动效率的技术EVA(EVA(紧急制动辅紧急制动辅 助装置助装置) )也已经应用到了轿车上，例如东风标致也已经应用到了轿车上，例如东风标致307307。 我们可以把紧急制动分为三部分。首先，当驾驶员意识到危我们可以把紧急制动分为三部分。首先，当驾驶员意识到危 险状况的出现到将右脚从油门移动到刹车踏板，根据不同的人和险状况的出现到将右脚从油门移动到刹车踏板，根据不同的人和 不同的反应状况，这个过程要持续不同的反应状况，这个过程要持续0.70

43、.71 1秒左右。如果这时车速秒左右。如果这时车速 在在100100公里公里/ /小时的时候，右脚踏在刹车踏板上，车子又会继续向小时的时候，右脚踏在刹车踏板上，车子又会继续向 前行驶了前行驶了2727米的距离。接下来，当右脚大力作用于刹车踏板，刹米的距离。接下来，当右脚大力作用于刹车踏板，刹 车系统对车轮的制动作用由零到刹车最大限量，此时车系统对车轮的制动作用由零到刹车最大限量，此时ABSABS介入工介入工 作。但很多客观原因会使驾驶者不能在最短时间内让刹车处于最作。但很多客观原因会使驾驶者不能在最短时间内让刹车处于最 大限量，所以这段距离很难确切的把握，可能从十几米到几十米。大限量，所以这段

44、距离很难确切的把握，可能从十几米到几十米。 最后，刹车系统进入最大限量的工作状态，最后，刹车系统进入最大限量的工作状态，ABSABS系统启动，轮胎系统启动，轮胎 与地面产生剧烈摩擦，车速骤然下降，直到完全停下来。与地面产生剧烈摩擦，车速骤然下降，直到完全停下来。EVAEVA系系 统便是在驾驶者踩刹车踏板这一过程中起作用的。通过嵌入式液统便是在驾驶者踩刹车踏板这一过程中起作用的。通过嵌入式液 压助力系统，且根据驾驶者踩下刹车的速度和力量可以自动感知压助力系统，且根据驾驶者踩下刹车的速度和力量可以自动感知 驾驶者需要什么样的制动效果。驾驶者需要什么样的制动效果。 2 2、车道偏离警告系统简介、车道

45、偏离警告系统简介 车道偏离警告系统车道偏离警告系统(Lane Departure Warning System)(Lane Departure Warning System)的作用是的作用是 能够防止车辆偏离相应的行驶路线引起的碰撞或交通事故。如图能够防止车辆偏离相应的行驶路线引起的碰撞或交通事故。如图 7 71212所示，它是以摄像头为基础的系统安装在汽车挡风玻璃后，所示，它是以摄像头为基础的系统安装在汽车挡风玻璃后， 能够探测到路上的标线，并检测车辆中央至左右车道间的距离，能够探测到路上的标线，并检测车辆中央至左右车道间的距离， 在显示屏进行显示，以警告有偏离车道的倾向，同时通过发出声在显

46、示屏进行显示，以警告有偏离车道的倾向，同时通过发出声 音警报和触觉警报帮助驾驶者保持注意力集中，以提高行车安全。音警报和触觉警报帮助驾驶者保持注意力集中，以提高行车安全。 例如，在出现偏离右侧车道的倾向时，油门踏板的右侧振动；在例如，在出现偏离右侧车道的倾向时，油门踏板的右侧振动；在 出现偏离左侧车道的倾向时，油门踏板的左侧振动。当驾驶者打出现偏离左侧车道的倾向时，油门踏板的左侧振动。当驾驶者打 开车辆转向灯超车时，警告系统便会停止工作，而且也可以手动开车辆转向灯超车时，警告系统便会停止工作，而且也可以手动 关闭。另外，这些设定也可以根据整车厂的要求度身定制。关闭。另外，这些设定也可以根据整车

47、厂的要求度身定制。 （2）被动安全）被动安全 1 1）安全带）安全带 安全带是汽车最重要的被动安全设备之一，在发生碰安全带是汽车最重要的被动安全设备之一，在发生碰 撞事故时，它是阻止乘员在驾驶舱内移动的主要手段。撞事故时，它是阻止乘员在驾驶舱内移动的主要手段。 系上安全带能防止乘员在碰撞中被甩出车外，同时也系上安全带能防止乘员在碰撞中被甩出车外，同时也 将车厢内发生二次碰撞的机会减至最小，可大幅度减将车厢内发生二次碰撞的机会减至最小，可大幅度减 少汽车碰撞事故的伤亡率。少汽车碰撞事故的伤亡率。 目前广泛采用预紧式安全带，可在碰撞达到一定强度目前广泛采用预紧式安全带，可在碰撞达到一定强度 时，启

48、动预紧器，带动锁扣回缩或卷收器回转，使得时，启动预紧器，带动锁扣回缩或卷收器回转，使得 安全带缩短一定距离，有效消除间隙，提高安全带的安全带缩短一定距离，有效消除间隙，提高安全带的 作用。预紧式安全带是在三点式安全带的基础上增加作用。预紧式安全带是在三点式安全带的基础上增加 预紧器构成的。预紧器可以与锁扣结合在一起（锁扣预紧器构成的。预紧器可以与锁扣结合在一起（锁扣 预紧器），也可以与卷收器结合在一起（卷收器预紧预紧器），也可以与卷收器结合在一起（卷收器预紧 器）。预紧式安全带与机械三点式安全带不同之处在器）。预紧式安全带与机械三点式安全带不同之处在 于，在汽车发生猛烈撞击后能够更快速反应，紧

49、紧地于，在汽车发生猛烈撞击后能够更快速反应，紧紧地 将人扣在座位上。将人扣在座位上。 2）安全气囊 安全气囊（Supplemental Restraint System，简称 SRS），也称辅助乘员保护系统，是汽车的一种被动安 全保护装置。安全气囊在汽车遭到碰撞而急剧减速时 迅速膨胀，成为一个缓冲垫，让乘员扑在气囊上。通 过气囊的排气节流阻尼吸收乘员的动能，使猛烈的车 内碰撞得以缓冲，以达到保护乘员的目的。日本、美 国、德国等汽车大国在2001年，已把安全带和安全气 囊定为轿车上不可缺少的装备。 当车辆发生碰撞时，安全气蘘的传感器接收撞击信号 （减速度值控制），将测得信号与规定值（阈值）比 较

50、，如果撞击强度达到或超过气囊展开设定值，系统 电子控制系统向气体发生器发出启动信号，引燃发气 剂（“爆炸”），产生大量气体经过滤、冷却后进入 气囊，使气囊在极短时间内冲破衬垫而展开，使乘员 的头、胸部直接与较为柔软有弹性的气囊接触，从而 通过气囊的缓冲作用减轻乘员的伤害。 （三）其它的被动安全技术（三）其它的被动安全技术 1 1、乘坐舱的设计。首先考虑对碰撞能量的吸收、乘坐舱的设计。首先考虑对碰撞能量的吸收, ,例如防撞门柱、例如防撞门柱、 吸能方向盘等。在发生碰撞时吸能方向盘等。在发生碰撞时, ,就可以吸收能量并帮助减少乘坐就可以吸收能量并帮助减少乘坐 舱的变形舱的变形, ,以达到保护乘员的

51、目的；其次还要考虑发生碰撞时保以达到保护乘员的目的；其次还要考虑发生碰撞时保 持其完整性持其完整性, ,避免乘员受到挤压和冲击。避免乘员受到挤压和冲击。 2 2、孕妇与儿童安全。长期以来、孕妇与儿童安全。长期以来, ,人们对孕妇与儿童的安全并没有人们对孕妇与儿童的安全并没有 刻意去研究刻意去研究, ,但近年来但近年来, ,人们越来越多地关注孕妇与儿童的安全人们越来越多地关注孕妇与儿童的安全, , 如前所述的安全带。现在为孕妇与儿童考虑的还有座椅与专用的如前所述的安全带。现在为孕妇与儿童考虑的还有座椅与专用的 儿童安全保护锁。儿童安全保护锁。 3 3、吸振保险杠。前后保险杠是重要的安全部件、吸振

52、保险杠。前后保险杠是重要的安全部件, ,其吸收冲击能量其吸收冲击能量 的性能必须满足严格的法规要求。我国新颁布的的性能必须满足严格的法规要求。我国新颁布的GB17354GB1735419981998 的要求前后保险杠必须保证汽车在低速碰撞的要求前后保险杠必须保证汽车在低速碰撞(4km/h)(4km/h)下汽车各部下汽车各部 件仍能正常工作件仍能正常工作, ,这项标准和欧洲法规相同。国外保险公司也有这项标准和欧洲法规相同。国外保险公司也有 用用15km/h15km/h碰撞试验结果来评估维修工作量和费用碰撞试验结果来评估维修工作量和费用, ,及估算出投保及估算出投保 费用的高低。费用的高低。 4

53、4、防碰撞强化车身。防碰撞强化车身是最重要的被动安全措施、防碰撞强化车身。防碰撞强化车身是最重要的被动安全措施 之一。目前国外广泛采用之一。目前国外广泛采用CADCAD、有限元分析、计算机模拟、有限元分析、计算机模拟( (如模拟如模拟 撞车撞车) )实车碰撞试验等技术来提高车身的安全性。实车碰撞试验等技术来提高车身的安全性。 5 5、防火措施。采用阻燃性能良好的材料、防火措施。采用阻燃性能良好的材料, ,装备燃油断油阀装备燃油断油阀, ,能自能自 动切断燃油供给及点火。动切断燃油供给及点火。 2 2、环境保护、环境保护 控制汽车排放污染的措施，应从内燃机的结构改进着控制汽车排放污染的措施，应从

54、内燃机的结构改进着 手，即进行机内净化。机内净化就是改善可燃混合气手，即进行机内净化。机内净化就是改善可燃混合气 的品质和燃烧状况，抑制有害气体的产生，使排气中的品质和燃烧状况，抑制有害气体的产生，使排气中 的有害成分减至最少。另外，实行机外净化，用设置的有害成分减至最少。另外，实行机外净化，用设置 在发动机外部的附加装置使排出的废气净化后再排入在发动机外部的附加装置使排出的废气净化后再排入 大气。大气。 （1 1）汽油缸内喷射）汽油缸内喷射 汽油直接喷射（汽油直接喷射（Gasoline direct injectionGasoline direct injection，缩写为，缩写为 GDI

55、GDI）就是指直接往气缸内喷射汽油）就是指直接往气缸内喷射汽油. .而间接喷射的含而间接喷射的含 义在汽油机是指喷在进气门前或节气门前，在柴油机义在汽油机是指喷在进气门前或节气门前，在柴油机 中则指喷在涡流式燃烧室或预燃式燃烧室中。中则指喷在涡流式燃烧室或预燃式燃烧室中。 （2 2）可变配气相位及可变进气道）可变配气相位及可变进气道 气门开启相位、气门开启持续角度（指气门保持升起气门开启相位、气门开启持续角度（指气门保持升起 持续的曲轴转角）和气门升程这三个特性参数对发动持续的曲轴转角）和气门升程这三个特性参数对发动 机的性能、油耗和排放有重要影响。通常将气门开启机的性能、油耗和排放有重要影响

56、。通常将气门开启 相位和气门开启持续角度统称为气门正时。随着发动相位和气门开启持续角度统称为气门正时。随着发动 机负荷和转角的改变，这三个特性参数（特别是进气机负荷和转角的改变，这三个特性参数（特别是进气 门开启相位和开启持续角度）的最佳选择是根本不同门开启相位和开启持续角度）的最佳选择是根本不同 的。的。 （3 3）发动机增压）发动机增压 发动机的增压方法主要有三类：机械增压、废气涡轮发动机的增压方法主要有三类：机械增压、废气涡轮 增压和复合增压。废气涡轮增压早先运用于柴油车，增压和复合增压。废气涡轮增压早先运用于柴油车， 国内轿车国内轿车19981998年开始在排量年开始在排量1.1.的奥

57、迪的奥迪200200上运用，以上运用，以 后又有奥迪后又有奥迪6 6的的. .T T（即（即TurbocharaedTurbocharaed，涡轮增，涡轮增 压），直至最新的帕萨特压），直至最新的帕萨特. .。 （4）催化净化装置 催化净化装置是一种内部装有催化剂的装置，装在发 动机的排气管中。催化剂能使发动机排气中的有害成 分加速转变成无害成分。催化净化方法有两种，一种 是催化氧化法，它以铂、钯、黄金、钴、镍等金属及 其氧化作为催化剂，使有害成分CO和HC氧化成无害成 分CO2和H2O。另一种是催化还原法，它以碱金属，钴 铬合金作为催化剂，使有害成分NOX还原为N2和O2。 目前催化净化装置

58、有氧化催化反应装置和三元催化反 应装置。氧化催化反应装置仅依靠氧化反应降低有害 成分CO和HC，柴油机和汽油机都适用。三元催化反应 装置是氧化与还原反应同时进行，能使CO，HC和NOX同 时都转化为无害气体，它要求发动机的空燃比精确地 控制在理论空燃比附近的最佳范围内，以保证同时对 三种有害成分高效率净化，因此，三元催化反应装置 一般与燃油电子喷射发动机一起使用，用氧传感器检 测排气中的氧浓度，反馈控制发动机的空燃比范围。 由于柴油机排气中残留的氧量较多，使氧传感器的控 制不灵敏，故三元催化反应装置一般不用于柴油机， 而只用于汽油机。 3、节约能源 20世纪70年代石油危机以后，降低汽车燃料消

59、耗的问 题受到全世界普遍重视。此后，节约能源便上升为汽 车技术的重大课题，世界各国均投入大量人力物力进 行研究，并制定了强制的汽车油耗限额法规。随着汽 车技术的进步，油耗限额法规亦逐渐修订得愈来愈苛 刻。 节约能源的有效方法有许多，例如整车轻量化、降低 轮胎的滚动阻力、降低空气阻力、变速器多档化以及 使用代用燃料。 （1）整车轻量化 整车轻量化是节约能源最有效的方法。汽车在向前行 驶时，需要克服各种阻力做功，消耗发动机的能量， 除空气阻力与汽车本身的形状有关外，滚动阻力、上 坡阻力、加速阻力都与汽车的重量有关。只要减小汽 车重量，就可成正比地减小上述三种阻力。美国专家 认为，今后轻量化的途径主

60、要是将目前占汽车重量70% 的钢铁材料换成较轻的其他材料，特别是塑料和铝。 （2）降低轮胎的滚动阻力 汽车轮胎子午线化是轮胎主要的发展趋势之一。子午 线轮胎具有滚动阻力小（节约燃料）、附着性能好、 缓冲性能好、承裁能力大等优点。车速愈高，其节油 效果也越显著，大约比普通轮胎节油7%。 （3）降低空气阻力 汽车的空气阻力是与车速的平方成正比的，亦即在汽 车高速行驶时，空气阻力达到相当可观的数值，此时 用于克服空气阻力的燃料占总消耗的一半以上。因此， 改善汽车的形状具有较大的节油效果。 （4）变速器多档化 变速器采用更多的档位，虽然结构更复杂，但可使驾 驶员针对具体道路条件选择更合适的传动比，成为