第7章現(xiàn)代汽車與未來汽車

第7章現(xiàn)代汽車科技及未來汽車7.1汽車電子化7.2汽車網(wǎng)絡(luò)化7.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)與汽車智能化7.4清潔能源汽車7.5汽車新材料及應(yīng)用7.6未來汽車7.1汽車電子化7.1.1汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)7.1.2電控自動(dòng)變速器7.1.3汽車行車安全技術(shù)7.1.4電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)7.1.5電子控制懸架系統(tǒng)7.1.6巡航控制系統(tǒng)7.1.7安全氣囊控制系統(tǒng)7.1.8汽車空調(diào)控制系統(tǒng)7.1.1汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)是指采用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備作為控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)電子控制系統(tǒng)由進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)（簡稱發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)）一、進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣流量計(jì)、空氣濾清器、節(jié)氣門體、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣管等組成。

1.空氣濾清器2.空氣流量計(jì)3.節(jié)氣門體4.節(jié)氣門5.進(jìn)氣總管6.噴油器7.進(jìn)氣歧管8.怠速空氣調(diào)整器二、燃油系統(tǒng)組成：燃油泵、燃油濾清器、燃油脈動(dòng)減振器、噴油器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、供油總管。1－活性炭罐2－炭罐電磁閥3－燃油壓力調(diào)節(jié)器4－燃油分配管5－噴油器6－燃油濾清器7－燃油箱8－電動(dòng)汽油泵9－燃油添加口10－回油管11－供油管12－油氣排放管三、點(diǎn)火系統(tǒng)

組成：點(diǎn)火電子組件、點(diǎn)火線圈、火花塞、高壓導(dǎo)線。

四、電子控制系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出噴油器基本噴油持續(xù)時(shí)間。然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，確定噴油持續(xù)時(shí)間，控制噴油器噴油。

7.1.2電控自動(dòng)變速器一、電控液力自動(dòng)變速器（EAT）

組成:

液力變矩器行星齒輪機(jī)構(gòu)液壓操縱系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)二、電控?zé)o級自動(dòng)變速器

1.組成：液力變矩器無級變速機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)2.工作原理7.1.3汽車行車安全技術(shù)

一、電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）1971年德國博世公司首次推出ABS，并從集成電路控制發(fā)展為電子控制。

ABS系統(tǒng)組成：1、ABS制動(dòng)系統(tǒng)的功用1）減小制動(dòng)距離。2）增加制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性。3）降低輪胎磨損。4）使用方便，減少駕駛員緊張情緒。2、ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的分類可分為三通道ABS與四通道ABS等類型二、驅(qū)動(dòng)防滑/牽引力控制系統(tǒng)（ASR/TRC）

1.作用ASR的作用是防止汽車在起步、加速和滑溜路面上行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)。2.組成：

ASR驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)和ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有許多相似之處，主要零部件可以通用或者共用。

3.控制方式驅(qū)動(dòng)防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)的控制參數(shù)是滑移率，常用的控制方式有以下幾種：1）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制。2）控制驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)力。3）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和驅(qū)動(dòng)車輪制動(dòng)的綜合協(xié)調(diào)控制。三、電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)(ESP)電子穩(wěn)定程序（ESP）是改善汽車行駛性能的一種控制系統(tǒng)，它建立在其他控制系統(tǒng)之上，是一個(gè)非獨(dú)立的系統(tǒng)。1、組成：傳感器、電控單元、執(zhí)行器

2、工作原理7.1.4電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）

電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，簡稱EPS，是根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向情況等，對轉(zhuǎn)向助力實(shí)施控制，使動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同的行駛條件下都有最佳的放大倍率。1、液壓式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等。2、電動(dòng)式電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電控單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號，控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

7.1.5電子控制懸架系統(tǒng)電子控制懸架系統(tǒng)能夠使懸架隨著路況和行駛條件的變化不斷地進(jìn)行調(diào)整。始終使汽車的舒適性處于令人滿意的狀態(tài)，同時(shí)又能使汽車操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。

各種工況對懸架的要求：車身高度控制原理：7.1.6巡航控制系統(tǒng)又稱速度控制系統(tǒng)，其工作時(shí)，駕駛員無需操作節(jié)氣門踏板就能保證汽車以設(shè)定的車速勻速行駛。巡航控制開關(guān)：7.1.7安全氣囊控制系統(tǒng)安全氣囊系統(tǒng)（SRS），也稱輔助乘員保護(hù)系統(tǒng)是座椅安全帶的輔助裝置，只有在使用安全帶的條件下，該系統(tǒng)才能充分發(fā)揮保護(hù)駕駛員和乘員的作用。

安全氣囊的保護(hù)作用：7.1.8汽車空調(diào)控制系統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的功用是對車內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速和清潔度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使乘員感到舒適；并預(yù)防或去除風(fēng)窗玻璃上霧、霜和冰雪，保證乘員身體健康和行車安全。

組成：1）制冷系統(tǒng)2）暖風(fēng)系統(tǒng)3）通風(fēng)裝置4）空氣凈化系統(tǒng)5）加濕裝置6）操縱控制系統(tǒng)空調(diào)控制系統(tǒng)：7.2汽車網(wǎng)絡(luò)化7.2.1CAN－BUS網(wǎng)絡(luò)7.2.2LAN－BUS網(wǎng)絡(luò)7.2.3MOST網(wǎng)絡(luò)

隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車上的電子裝置越來越多為了便于多個(gè)電子控制單元間的相互連接、協(xié)調(diào)工作和信息共享，汽車控制器局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。

SAE根據(jù)汽車上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能由低至高劃分為三個(gè)等級標(biāo)準(zhǔn)：A級，B級，C級。7.2.1CAN－BUS網(wǎng)絡(luò)CAN是汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)裝備，通常采用兩條CAN：一條用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高速CAN；一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN。7.2.2LAN－BUS網(wǎng)絡(luò)LIN屬于汽車上的A級網(wǎng)絡(luò)。從某種意義上說，LIN是CAN的經(jīng)濟(jì)版通信網(wǎng)絡(luò)。

7.2.3MOST網(wǎng)絡(luò)MOST是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

7.3智能運(yùn)輸系統(tǒng)與汽車智能化7.3.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)7.3.2導(dǎo)航系統(tǒng)7.3.3電子收費(fèi)系統(tǒng)7.3.4汽車智能駕駛系統(tǒng)與智能避撞系統(tǒng)7.3.1智能運(yùn)輸系統(tǒng)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)（IntelligentTransportionSystem），簡稱ITS，是以交通運(yùn)輸目的導(dǎo)向的信息技術(shù)為手段，提升和一體化交通基礎(chǔ)設(shè)施、載運(yùn)工具和管理與控制資源，通過充分發(fā)揮資源潛力和協(xié)同效應(yīng)，為交通運(yùn)輸相關(guān)者提供高安全、高效率和高品質(zhì)的交通運(yùn)輸服務(wù)的新型交通運(yùn)輸系統(tǒng)。

智能汽車是智能交通系統(tǒng)的一部分，它與一般所說的自動(dòng)駕駛有所不同，是高新技術(shù)綜合集成的載體。它包括：1、公共交通信息服務(wù)系統(tǒng)2、導(dǎo)航系統(tǒng)3、安全行駛系統(tǒng)4、救助支持系統(tǒng)5、行人輔助系統(tǒng)7.3.2導(dǎo)航系統(tǒng)

車輛定位和導(dǎo)航系統(tǒng)是ITS環(huán)境中駕駛員信息支持系統(tǒng)的核心設(shè)備。主要有以下幾個(gè)功能。1)地圖查詢2)路線規(guī)劃3)自動(dòng)導(dǎo)航中心監(jiān)控式導(dǎo)航系統(tǒng)：7.3.3電子收費(fèi)系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它不僅為車主用戶、高速公路運(yùn)營商提供快捷的路橋收費(fèi)的交易服務(wù)，還為ITS智能化信息服務(wù)提供了技術(shù)支持。7.3.4汽車智能駕駛系統(tǒng)與智能避撞系統(tǒng)1、汽車智能駕駛系統(tǒng)汽車智能駕駛系統(tǒng)的作用是代替駕駛員進(jìn)行車輛的安全駕駛控制。

2、汽車智能避撞系統(tǒng)汽車避撞系統(tǒng)是汽車主動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)和汽車必要的安全系統(tǒng)，通過對障礙物、危險(xiǎn)姿態(tài)的及時(shí)檢測，為車輛系統(tǒng)獲得足夠的安全時(shí)間，從而避開或減少危險(xiǎn)情況的發(fā)生，達(dá)到安全行車的目的。7.4清潔能源汽車

7.4.1代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車7.4.2電動(dòng)汽車（EV）7.4.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）7.4.4燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）7.4.5太陽能汽車7.4.1代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車代用燃料汽車是節(jié)約能源，對環(huán)境污染極小或是零污染的汽車，包括天然氣汽車，液化氣汽車，醇類燃料汽車，電動(dòng)汽車，太陽能汽車等。1、燃?xì)馄嚫鶕?jù)燃?xì)馄囀褂玫娜剂喜煌細(xì)馄嚳煞譃樘烊粴馄嚕∟GV）和液化石油氣汽車（LPGV）。

2、生物燃料汽車生物燃料屬于再生能源，是太陽能以化學(xué)能形式儲存在生物中的一種能量，是以生物質(zhì)為載體的能量。

7.4.2電動(dòng)汽車（EV）純電動(dòng)汽車由車載電源，電池管理系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，車身及底盤，安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。1837年，英國人羅伯特·戴維遜制造了第一輛有實(shí)用價(jià)值的電動(dòng)汽車，電能來源是蓄電池。

純電動(dòng)汽車組成：7.4.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）

由于目前電動(dòng)汽車所使用的電池系統(tǒng)性能還不理想，HEV的出現(xiàn)為地面車輛的節(jié)能與環(huán)保開辟了另一種設(shè)計(jì)思路。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的新型車型。豐田普銳斯：HEV根據(jù)采用不同的動(dòng)力組合裝置和不同的組合方法可分為：（1）串聯(lián)式（2）并聯(lián)式（3）混聯(lián)式7.4.4燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）燃料電池是把燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)化裝置。它是個(gè)“發(fā)電廠”。

燃料電池有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）能量轉(zhuǎn)化效率高；（2）不污染環(huán)境；（3）壽命長。7.4.5太陽能汽車太陽能汽車是靠太陽能電池作為電源。作為一種新型綠色的交通工具，太陽能汽車零排放、低噪音、能源補(bǔ)充來源廣等優(yōu)勢。

7.5汽車新材料及應(yīng)用7.5.1鋁及其合金7.5.2工程塑料7.5.3陶瓷材料7.5.4復(fù)合材料7.5.1鋁及其合金鋁及鋁合金的密度小，屬于輕金屬。采用鋁合金制造汽車的缸體和車身，整個(gè)汽車的自重可減輕40%。7.5.2工程塑料在車身內(nèi)飾件方面應(yīng)用最廣。塑料材料質(zhì)量小，有隔音、隔熱、耐腐蝕、耐沖擊，絕緣等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷是以天然或人工合成的各種無機(jī)化合物為基本原料，經(jīng)原料處理、成形、干燥、燒制等工序制成的無機(jī)非金屬固體材料。7.5.3陶瓷材料氧化硅發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓器陶瓷渦輪轉(zhuǎn)子7.5.4復(fù)合材料由有機(jī)高分子，無機(jī)非金屬和金屬等材料復(fù)合而成。按機(jī)體材料類型分：聚合物基復(fù)合材料無機(jī)非金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料7.6未來汽車盡管汽車從誕生至今已有100多年的歷史，但是隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，新技術(shù)的應(yīng)用，汽車的更新?lián)Q代從未停止。未來汽車發(fā)展的趨勢大致如下：1）乘用車柴油