第15章汽车新技术

第15章汽车新技术12/26/20231北京邮电大学自动化学院平安气囊SRS(SupplementRestrainSystem)ESP转子发动机〔马自达〕发动机缸内直喷技术车载网络系统混合动力〔丰田〕半球形CVT12/26/20232北京邮电大学自动化学院1平安气囊的分类1.按碰撞类型分正面碰撞防护平安气囊系统、侧面碰撞防护平安气囊系统和顶部碰撞防护平安气囊系统。2.按照平安气囊安装数目分单气囊系统(只装在驾驶员侧)和双气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个平安气囊)两种。3.按照平安气囊的触发机构分按照平安气囊的触发机构可分为电子式和机电式两种。12/26/20233北京邮电大学自动化学院平安气囊任务过程平安气囊系统的根本组成12/26/20234北京邮电大学自动化学院平安气囊系统任务原理当汽车蒙受前方一定角度范围内的碰撞时，安装在汽车前部和SRSECU内部的碰撞传感器都会检测到汽车忽然减速的信号，并将信号输入SRSECU，以便判别能否发生碰撞。当汽车蒙受碰撞且减速度到达设定值时，SRSECU发出控制指令将气囊组件中的点火器(电雷管)电路接通，电雷管引爆使点火剂(引药)受热爆炸(即电热处通电发热引爆炸药)。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠固体药片)受热分解并释放出大量氦气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖板鼓向驾驶员和乘员；12/26/20235北京邮电大学自动化学院气囊引爆过程(a)撞车10ms后，到达引爆系统引爆极限，点火器点燃气体发生器产生氮气，驾驶员依然直坐着。(b)40ms后，气囊已完全充胀，驾驶员向前挪动，平安带斜系在驾驶员身上并被拉长，部分冲击能量已被吸收。(c)80ms后，驾驶员的头及身体上部沉向气囊，气囊后面的排气孔将氮气在一定压力下匀速逸出。(d)110ms后，驾驶员向后挪动回到座椅上，大部分气体从气囊中逸出，前方恢复明晰视野。12/26/20236北京邮电大学自动化学院气体发生器12/26/20237北京邮电大学自动化学院12/26/20238北京邮电大学自动化学院12/26/20239北京邮电大学自动化学院2ESP－电子稳定系统ESP〔ElectronicStabilityProgram〕系统由控制单元及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕垂直轴线转动的形状)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。控制单元经过这些传感器的信号对车辆的运转形状进展判别，进而发出控制指令。ESP那么可以探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或缺乏转向特别敏感。12/26/202310北京邮电大学自动化学院电脑能在一秒钟之间对车轮进展几百次的检测，并同时对制动系统进展数十次的支配，在“抱死-松开-抱死-松开〞的循环任务过程中，使车辆一直处于临界抱死的间隙滚动形状。安装了ABS的汽车能显著改善汽车的制动性，具备一定的转向避让才干。任务原理12/26/202311北京邮电大学自动化学院〔1〕防止转向过度的后轮侧滑在弯道上，一辆具有转向过度特性的车会在后轮上产生向外拉的效果而跑离弯道；此时，经过在右前轮上施加制动力，ESP会相应产生一个具有稳定作用的顺时针扭矩，从而将车辆拉回到正确的行驶轨迹上来。12/26/202312北京邮电大学自动化学院〔2〕防止转向缺乏的前轮侧滑在弯道上，一辆具有转向缺乏特性的车，在左转向时，会在前轮上产生向外拉的效果；而经过ESP在左后轮上施加制动力，车辆将被拉回到正确的行驶轨道上来。12/26/202313北京邮电大学自动化学院EDS－电子差速锁EDS〔ElectronicDifferentialSystem〕，又称为EDL(ElectronicDifferentialLockingTractionControl)。它是ABS的一种扩展功能，用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力，从而对汽车的加速打滑进展控制。

EDS的任务原理：在汽车加速过程中，当电子控制单元根据轮速信号判别出某一侧驱动轮打滑时，EDS就自动开场任务，经过液压控制单元对该车轮进展适当强度的制动，从而提高另一侧驱动轮的附着利用率，提高车辆的经过才干。当车辆的行驶情况恢复正常后，电子差速锁即停顿任务。同普通车辆相比，带有EDS的车辆可以更好地利用地面附着力，来提高车辆的运转性。12/26/202314北京邮电大学自动化学院3转子发动机：马自达汽车公司的中心1961年，被转子发动机的潜在优势深深吸引，马自达的工程师决议积极大力地进展转子发动机的不断开发。六年过去了，经过无数个小时的努力斗争，终于在1967年，工程师们骄傲地在CosmoSports上安装了世界上第一台双转子发动机。今天，马自达是世界上独一消费和销售转子发动机汽车的公司。12/26/202315北京邮电大学自动化学院

排量/L

1.308

6挡手动方式下

最大功率/kW

176〔8500r/min〕

最大扭矩/N·m

211〔5500r/min〕马自达1.3LRenesis转子发动机参数12/26/202316北京邮电大学自动化学院汪克尔转子发动机任务冲程12/26/202317北京邮电大学自动化学院对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心〔见图中力PG〕。这一运动在两个分力的力作用下进展。一个是指向输出轴中心〔见图中的Pb〕的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力〔Ft〕。

12/26/202318北京邮电大学自动化学院体积小分量轻精简构造

均匀的扭矩特性运转更安静，噪音更小可靠性和耐久性汪克尔型转子发动机的特点12/26/202319北京邮电大学自动化学院4发动机缸内直喷技术FSI普通多点放射发动机的喷油器是装在进气歧管上的，汽油在歧管内开场混合，然后再进入到汽缸中熄灭。而空气跟汽油的最正确混合比是14.7/1〔也叫实际空燃比〕。由于汽油跟空气是在进气歧管内混合，那么他们只能均匀的混合在一同，所以必需到达实际空燃比才干获得较好的动力性和经济性。FSI缸内直喷发动机，运用了稀薄熄灭技术，就是说它在正常任务情况下的空燃比要大于实际空燃比，混合气浓度比普通电喷发动机更低。混合气浓度降低了，那么经济性也随之提高，跑同样的路，运用稀燃技术的发动机就会更省油。12/26/202320北京邮电大学自动化学院当空燃比大于实际空燃比时，由于混合气浓度降低，那么汽油的发火性也会降低。通俗的说汽油就不那么容易被点燃。要获得更好的点火和熄灭条件，就必需把燃油直接放射到汽缸中去。经过对熄灭室内部外形的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气。这样才干在保证在顺利点火的情况下尽能够的实现稀薄熄灭。而这种在不同区域拥有不同混合气浓度的熄灭技术叫做分层熄灭技术。12/26/202321北京邮电大学自动化学院12/26/202322北京邮电大学自动化学院系统在一个运转周期内运用了两次放射。第一次放射是在吸气行程的时候喷入部分汽油，让汽油跟空气能有充分的时间混合；第二次放射，是在紧缩终了时活塞接近上止点的时候喷入部分汽油，让火花塞周围构成较浓的区域，利于点火。而在整个紧缩过程中，活塞顶部都在构成剧烈的涡流，这样空气跟汽油就能混合得更均匀，熄灭更充分。12/26/202323北京邮电大学自动化学院首先，FIS与普通发动机显著的区别就是它的喷油器安装在熄灭室上的，汽油直接喷注到汽缸当中去。而它的第二次放射，是在紧缩终了时进展的。此时汽缸内的压力非常高，油路必需具备比缸内更高的压力才干把汽油有效的喷注到汽缸当中去。这就对整个燃油供应系统提出了更高的要求。首先要运用高压汽油泵，燃油管道内的压力提高以后，管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高，这样才干保证在正常运用时不会发生燃油泄露。这样，对喷油器的设计和制造工艺也提出了更高的要求。由于喷油器是直接安装在熄灭室上的，那么必需需求喷油器有耐高温的才干，而且供油压力提高以后对喷油嘴的精度也提出了更高的要求，由于喷油嘴要在高温高压的形状下保证良好的密封性能。12/26/202324北京邮电大学自动化学院车载电子安装按照通讯的数据类型和性能需求被划归为四类：动力传动系统车身电子系统缺点诊断系统信息文娱系统5车载网络系统12/26/202325北京邮电大学自动化学院网络化汽车的优点①采用网络式构造，只需一根通讯电缆衔接，减少了线束衔接，减轻车体质量；②无须配电柜，部件数量减少，可靠性能提高；③可实现实时诊断、测试和报警，实现集中显示、历史查询和自诊断等功能，使汽车具有准黑匣子功能；④电气信号传送性质发生了变化，由功率型转变为“逻辑〞型；⑤系统的扩展性强等。12/26/202326北京邮电大学自动化学院与其他控制现场相比，汽车内温度变化范围大(-45℃到100℃)，电磁干扰和其他电子噪声强，环境恶劣，使得网络在车内的运转可靠性显得尤为重要。北美汽车制造商和汽车工程师协会(SAE)开发了J1850，这是一个汽车网络的公用协议。CAN(ControllerAreaNetwork〕总线最早是德国博世公司开发的，是一种最高数据速率可到达1Mb/s的实时控制总线。目前，CAN在世界范围得到了广泛的认可和支持。CAN(ControllerAreaNetwork〕总线12/26/202327北京邮电大学自动化学院POLO轿车CAN总线的衔接方式12/26/202328北京邮电大学自动化学院汽车通讯和多媒体总线构造针对多媒体数字化技术的日益普及，世界范围内的汽车制造商已就光纤数据总线技术在汽车上的运用进展了长期的研讨，以满足汽车对多媒体数字化技术运用方面的需求。4b以IEEE4-1995和4a为根底，目的是在新型运用中普及多媒体规范规格，用来支持车内多媒体文娱的运用，如后座文娱和其他完好的音视频处理方案。德州仪器公司(TI)率先推出了业界第一套车用4b总线处理方案。车用的IDB-4技术可在10m塑料光纤(POF)或非屏蔽双绞五类线(UTP5)上以100Mb/s的速率支持4b协议。

12/26/202329北京邮电大学自动化学院IDB-4其构造12/26/202330北京邮电大学自动化学院6混合动力混合动力系统，简要说来就是采用电动机和传统的内燃机作为动力源，经过混合运用热能和电力两套系统开动汽车，到达节省燃料和降低排气污染的目的。大致上分为：串联式、并联式和混联式三种。12/26/202331北京邮电大学自动化学院12/26/202332北京邮电大学自动化学院12/26/202333北京邮电大学自动化学院12/26/202334北京邮电大学自动化学院12/26/202335北京邮电大学自动化学院LEXUSRX400h启动阶段12/26/202336北京邮电大学自动化学院低速行驶阶段12/26/202337北京邮电大学自动化学院加速阶段12/26/202338北京邮电大学自动化学院全速、四轮驱动阶段12/26/202339北京邮电大学自动化学院减速、制动阶段12/26/202340北京邮电大学自动化学院普通行驶阶段12/26/202341北京邮电大学自动化学院7半球形CVT12/26/202342北京邮电大学自动化学院半球形CVT半环形无级变速器经过改动夹在输出圆盘和输入圆盘之间的动力滚子中心轴的倾角来实现平稳、顺畅、延续无级差的换档。这是一种划时代的变速器。

人类开发半环形无级变速器的历史可追溯到1877年。100年后的1978年，NSK正式立项开场研发,整整用了21年的时间终于率先研制胜利并量产投放市场。由于半环形无级变速器实现了真正意义上的无级差变速,使换档过程不仅平缓、顺畅、安静,而且效率高、油耗低,大大降低了有害废气排放。它是NSK精深的摩擦学技术的结晶,是人类梦寐以求的无级变速器。12/26/202343北京邮电大学自动化学院12/26/202344北京邮电大学自动化学院12/26/202345北京邮电大学自动化学院由于这是在高面压下进展的滚动接触,所以接触面的疲劳耐久性便成了首要的课题。为理处理这个问题,NSK结集了一切摩擦学技术,开发出了超高纯度钢－CVT钢。同时经过特殊的热处置技术,添加具有应力缓和特性的残留奥氏体含量,使