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        淺談”機(jī)電一體化技術(shù)”在汽車中的應(yīng)用

        2017-03-10 12:20:34李寶田
        青年時(shí)代 2017年4期
        關(guān)鍵詞:變速器

        李寶田

        摘 要:汽車是典型的“機(jī)電一體化”產(chǎn)品,汽車中采用機(jī)電一體化技術(shù)在汽車的機(jī)械功能、動(dòng)力性能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將汽車與電子化設(shè)計(jì)及軟件技術(shù)結(jié)合起來,使汽車的功能如虎添翼??梢哉f今天的汽車已經(jīng)進(jìn)入了電子控制的時(shí)代,并向自動(dòng)化智能化方向發(fā)展。本文主要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的主要應(yīng)用和機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上應(yīng)用的前景預(yù)測。

        關(guān)鍵詞:ECU 燃油經(jīng)濟(jì)性;變速器;汽車局域網(wǎng)

        一、自動(dòng)變速器電子控制技術(shù)

        汽車自動(dòng)變速器能自動(dòng)改變傳動(dòng)比,調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能,大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。自動(dòng)變速器在汽車的應(yīng)用起源于1939年美國通用汽車公司,它被首次應(yīng)用于轎車上,隨著電子技術(shù)以及微處理機(jī)廣泛應(yīng)用于變速技術(shù),自動(dòng)變速技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前,常用的電子控制變速器有:

        (一)電控?zé)o級變速器(CVT)

        從結(jié)構(gòu)和原理上來講與傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器以及自動(dòng)變速器都有很大的不同,它的速比變化是無極的,可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的最佳匹配,使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間工作在最佳工況下,因此,可以有效提高汽車的動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性和排放功能。CVT在汽車變速器的發(fā)展史上具有變革意義,近20年來,CVT不僅在中國,在世界上都得到快速發(fā)展。

        (二)雙離合器自動(dòng)變速器

        雙離合器自動(dòng)變速器是一種最新型的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器,它不僅擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性,而且還能提供無間斷的動(dòng)力輸出,一般的電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)在換擋時(shí)要切斷動(dòng)力,再次啟動(dòng)必然引起傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊,造成動(dòng)力損失,影響車輛的乘坐舒適性和動(dòng)力性。DSG的出現(xiàn)從根本上解決了這一問題,DSG的換擋極為迅速,不產(chǎn)生動(dòng)力間斷,也沒有頓挫感,明顯提高引擎動(dòng)力,傳輸效率和降低油耗,排放等優(yōu)點(diǎn)。

        二、底盤電子控制技術(shù)

        (一)驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)(ASR)

        ASR是在汽車防抱死系統(tǒng)ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它的基本功能是防止汽車驅(qū)動(dòng)輪在加速時(shí)出現(xiàn)打滑,尤其是在下雨下雪,冰雹結(jié)冰等摩擦力較小的路面上,ASR通過控制制動(dòng)輪制動(dòng)力矩或控制發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的牽引力,驅(qū)動(dòng)時(shí)將車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi),以獲得最大驅(qū)動(dòng)力和良好的轉(zhuǎn)向性能,保持汽車的行駛穩(wěn)定。

        (二)電子控制懸架系統(tǒng)

        電子控制懸架系統(tǒng)經(jīng)過傳感器的檢測信號通過計(jì)算機(jī)處理能自動(dòng)控制車輛懸架的剛度,阻尼系數(shù)以及車身高度,根據(jù)汽車載荷、車速和路面情況的變化而改變懸架特性。突破傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的局限性,使其與道路狀況和行駛狀態(tài)相適應(yīng),保證了汽車行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性,適應(yīng)了現(xiàn)代汽車對乘坐舒適性,行車安全性更高的要求。

        (三)電子穩(wěn)定程序(ESC)

        ESC作為ABS/ASR功能上的延伸,不僅成功地解決了汽車在制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性問題,也出色解決了汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問題。

        (四)巡航控制系統(tǒng)(CCS)

        CCS又稱為車速控制系統(tǒng)或恒速控制系統(tǒng),它利用先進(jìn)的電子技術(shù),使汽車在行駛中根據(jù)行駛阻力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度,從而對速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

        三、車載電子信息系統(tǒng)

        它采用車載專用中央處理器,基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)形成的車載綜合信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)包括三維導(dǎo)航實(shí)時(shí)路況,IPTV,輔助駕駛,故障檢測,車輛信息,車身控制,移動(dòng)辦公,元件通信,基于在線的娛樂功能及TSP服務(wù)等應(yīng)用,極大的提升了車輛電子化,網(wǎng)絡(luò)化以及智能化水平。

        (一)CAN總線在現(xiàn)代轎車的設(shè)計(jì)中已成為汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)裝備,奔馳寶馬大眾等汽車公司以及美國通用福特汽車公司都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。CAN具有多主節(jié)點(diǎn),開放式結(jié)構(gòu),錯(cuò)誤檢測及自恢復(fù)能力,實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。

        (二)全球定位系統(tǒng)以及車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS為具有海陸空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。它使用24顆衛(wèi)星高度為20200km的導(dǎo)航衛(wèi)星組成,衛(wèi)星星座分布在六條近圓軌道上,它可以在全球范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)為用戶提供靜態(tài)或動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確位置,速度和高度等信息。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)用來實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示車輛在路網(wǎng)中的位置,并優(yōu)化車輛到達(dá)目的地的最佳路線,降低所需時(shí)間,改善了車輛行駛的安全性及效率,提高了道路通行能力,有利于緩解車流量,解決交通堵塞,能源節(jié)約等問題。

        (三)電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)。ETC作為智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,實(shí)現(xiàn)了車輛經(jīng)過收費(fèi)站無需停車交費(fèi),當(dāng)車輛通過收費(fèi)站,由計(jì)算機(jī)等設(shè)備自動(dòng)完成對車輛通行費(fèi)的征收工作,從根本上克服交通延誤以及交通堵塞,減少了停車次數(shù),提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,有利于環(huán)境保護(hù)。

        四、機(jī)電一體化在汽車上應(yīng)用的前景

        采用電子技術(shù)對汽車進(jìn)行更為精確的控制,測量和通信是不斷提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性,環(huán)保性,安全性和舒適性的最重要手段。隨著人們快節(jié)奏生活的提高以及對汽車各項(xiàng)性能的更高要求,汽車電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用也將越來越多,我相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善,機(jī)電一體化系統(tǒng)將使汽車駕駛的更智能化,更安全化,達(dá)到一個(gè)個(gè)科技的高峰。

        參考文獻(xiàn):

        [1]曹紅兵 現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社2012.

        [2]付百學(xué) 汽車電子控制技術(shù)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

        [3]史立偉,曲金玉,張學(xué)義,汽車電子技術(shù)[M]國防工業(yè)出版社,2012.

        [4]張育華,徐士鳴 汽車電子控制技術(shù)與故障診斷[M]大連理工大學(xué)出版社,1995

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