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        汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)研究

        2017-12-09 00:13:25王彬
        汽車與駕駛維修(維修版) 2017年6期
        關(guān)鍵詞:節(jié)氣門發(fā)動機狀態(tài)

        王彬

        (珠海市理工職業(yè)技術(shù)學校 519100)

        汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)研究

        王彬

        (珠海市理工職業(yè)技術(shù)學校 519100)

        隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展進步,我國的汽車保有量正逐漸呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,與此同時,民眾對于汽車應(yīng)用功能的不斷提高以及現(xiàn)代科技的發(fā)展進步,使得智能化應(yīng)用理念在汽車制造領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用,汽車發(fā)動機是汽車安全運行的核心構(gòu)建,其智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用,將大幅提升發(fā)動機的安全性能以及應(yīng)用性能,本文通過對汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)進行深入的探究,分析其目前的應(yīng)用現(xiàn)狀,以及未來的發(fā)展趨勢,進而促進智能控制系統(tǒng)在汽車發(fā)動機制造領(lǐng)域應(yīng)用水平的提高。

        汽車發(fā)動機;智能控制系統(tǒng);現(xiàn)狀;前景

        0 引言

        現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展進步,使得諸多的制造技術(shù)被引入到汽車的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中,使先現(xiàn)代的汽車不僅能夠提供出行代步工具的需求,同時能夠?qū)崿F(xiàn)高應(yīng)用性能、智能操控、車載娛樂等多元的應(yīng)用感受,使得民眾對汽車的依賴程度也逐漸提升。汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用,使其發(fā)動機的制動系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)都發(fā)生了重大的改變,并在其智能化的發(fā)展進程中,逐漸探究未來社會智能控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

        1 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

        1.1 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)

        電子節(jié)氣門是汽車發(fā)動機的重要組成部分,智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠精確的控制發(fā)動機的空氣進入量,提升發(fā)動機控制性能的提高。電子節(jié)氣門的智能控制系統(tǒng)主要包括三個部分,分別是傳感器、智能控制其以及執(zhí)行機構(gòu)。傳感器主要是在其應(yīng)用的過程中對節(jié)氣門的開閉程度信息進行采集和分析,將其傳遞給智能控制部分,控制其對電子節(jié)氣門的開合程度進行處理。在對電子節(jié)氣門的應(yīng)用狀態(tài)進行控制之后,會有執(zhí)行機構(gòu)進行動作指令的執(zhí)行,做出相應(yīng)的指令動作[1]。

        電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)在目前的汽車制造技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛,電子信息技術(shù)被充分的應(yīng)用,電子節(jié)氣門的主要結(jié)構(gòu)元器件包括驅(qū)動電機元件、復位彈簧元件、傳感器元件以及減速齒輪結(jié)構(gòu)元件,從其工作原理而言,其組成了一個機電的智能控制傳動系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)的能夠使系統(tǒng)中的不同元件組成共同作用的工作組合,在這種工作原理作用下,閥門的轉(zhuǎn)矩能夠被有效克服,進而實現(xiàn)對節(jié)氣門的精準控制。電子節(jié)氣門的正常運行狀態(tài)能夠?qū)Πl(fā)動機的工作性能進行有效的調(diào)節(jié),為保證其有效的控制狀態(tài),需要對電子節(jié)氣門的構(gòu)成進行深入的了解,并那個能夠?qū)ζ浞抡鎸嶒炦M行模擬,保證電子節(jié)氣門的智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的設(shè)計和應(yīng)用方案。

        1.2 智能冷卻控制系統(tǒng)

        智能冷卻控制系統(tǒng)是汽車發(fā)動機的主要部分,自動溫室控制裝置是其核心裝置,智能冷卻控制系統(tǒng)的應(yīng)用功能便是通過自動溫室控制裝置得以實現(xiàn)。自動溫室控制裝置主要包括汽車空調(diào)系統(tǒng)、汽車傳感器以及執(zhí)行器三個部分,因為其工作中的空調(diào)系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)都需要通過冷凝器以及散熱器的工作來實現(xiàn),因而智能冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用是汽車智能控制系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵部分。

        目前由于受到材料以及生產(chǎn)技術(shù)等客觀因素的影響,智能冷卻控制系統(tǒng)還沒有達到最佳的應(yīng)用狀態(tài),但是伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展,將為其智能技術(shù)應(yīng)用水平的提高奠定技術(shù)基礎(chǔ),并能夠拓展其未來的技術(shù)研究方向。新型的汽車發(fā)動機的智能冷卻控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用,主要是通過發(fā)動機冷卻水溫度而對燃油消耗產(chǎn)生的影響。智能控制技術(shù)的最佳應(yīng)用狀態(tài)便是能夠通過智能控制,使得在冷卻水溫的過程中能夠盡量減少能源消耗,延長發(fā)動機的使用壽命[2]。

        1.3 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用特點

        汽車發(fā)動機的智能控制系統(tǒng)主要涉及到三個層面:其控制技術(shù)、功能應(yīng)用技術(shù)以及抗振抗干擾技術(shù)。控制技術(shù)是需要對相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用指標進行軟件真實數(shù)據(jù)以及仿真數(shù)據(jù)的統(tǒng)一;抗振抗干擾技術(shù)是為了滿足汽車發(fā)動機在不同運行環(huán)境中的應(yīng)用需求;功能應(yīng)用技術(shù)則是需要對汽車發(fā)動機的總線技術(shù)智能技術(shù)控制。汽車發(fā)動機在運行的過程中,其轉(zhuǎn)速與溫度處于不斷變動的狀態(tài),為保證其變動狀態(tài)的可控性,則需要對其仿真狀態(tài)進行模擬,進而測算出最佳的智能控制參數(shù),是發(fā)動機的能耗能夠保持在最佳的應(yīng)用狀態(tài)。

        汽車的發(fā)動機智能控制系統(tǒng)能夠采用控制技術(shù)和數(shù)字模擬仿真技術(shù),配合相應(yīng)的數(shù)據(jù)編制軟件,對發(fā)動機的運行狀態(tài)進行實時檢測,并通過測算軟件測算出保證發(fā)動機運行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)標準。此外還可以對其水量和風量進行有效的控制,保證發(fā)動機的溫度,保證燃料的充分燃燒。發(fā)動機抗干擾和抗振技術(shù)的應(yīng)用,使發(fā)動機能夠在各種運行環(huán)境中,都能夠滿足其正常的工作運轉(zhuǎn)需求[3]。

        2 汽車發(fā)動機智能控制系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

        2.1 電子控制點火裝置

        電子控制點火裝置能夠保證發(fā)動機在不同的運行環(huán)境下都能夠保證最佳的點火狀態(tài),讓發(fā)動機的輸出功率和轉(zhuǎn)速能夠保證在最小的油耗下運行,并能夠有效的控制其氣體的排放量。該控制裝置主要有開環(huán)和閉環(huán)兩個控制系統(tǒng)共同完成,兩個系統(tǒng)之間相互配合,完成點火過程。電子控制點火裝置還沒有得到全部應(yīng)用,未來的汽車制造技術(shù)中將其變?yōu)楸貍涞膽?yīng)用技術(shù)將是其發(fā)展趨勢。

        2.2 電子控制汽油噴射系統(tǒng)

        電子控制汽油噴射系統(tǒng)有汽車發(fā)動機傳感器發(fā)送控制信號,根據(jù)發(fā)動機的運行狀態(tài),對汽車的燃料進行控制,使汽車的燃料和空氣的比例能夠達到最佳的應(yīng)用狀態(tài),輔助發(fā)動機進行充分燃燒,減少燃油消耗的同時,還能夠有效的控制其汽車尾氣的排放,進而實現(xiàn)節(jié)能減排的應(yīng)用效果。該控制系統(tǒng)的主要技術(shù)控制點為,控制系統(tǒng)將燃料供給中氧氣傳感器的氧濃度進行信號校正,計算機測算系統(tǒng)會對空燃比例進行測算,進而實現(xiàn)燃料的最佳燃燒狀態(tài)。

        目前的汽車制造領(lǐng)域中,節(jié)能減排的理念已經(jīng)成為其技術(shù)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵點,隨著人們經(jīng)濟意識的不斷提高,還有些汽車消費者采用天然氣作為主要的應(yīng)用燃料。電子控制汽油噴射系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢,將是對混合燃料發(fā)動機的燃燒系統(tǒng)進行控制,將新型的制造工藝以及技術(shù)應(yīng)用到其制造領(lǐng)域中,使汽車發(fā)動機能夠在電子信息技術(shù)的支持下,保證最佳的應(yīng)用狀態(tài),滿足民眾的應(yīng)用需求,拓展燃料的選擇途徑,提高發(fā)動機的應(yīng)用效率。

        2.3 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)

        廢氣再循環(huán)系統(tǒng)是面對日益嚴重的環(huán)境污染壓力而衍生的智能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)的有效應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)部分廢氣的重復應(yīng)用,進而減少尾氣排放中的有害氣體含量,能夠提高尾氣的排放標準。隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的不斷擴張,大量因為使用汽車而產(chǎn)生的有害氣體已經(jīng)成為主要的空氣污染來源,各國都已經(jīng)認識到環(huán)境保護的重要意義,將降低汽車尾氣的有害氣體含量作為硬性指標加以落實。隨著技術(shù)的革新和應(yīng)用,各大汽車制造商都在探究和研發(fā)進行廢氣凈化以及節(jié)約燃料的有效途徑。

        傳統(tǒng)的駕駛員駕駛模式中,很多駕駛員對于發(fā)動機的燃油控制缺乏客觀認識,同時沒有養(yǎng)成良好的駕駛習慣,使得大量未經(jīng)過充分燃燒的有害氣體被排放。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用能夠使的汽車尾氣有害氣體的排放大幅降低,面對目前技術(shù)應(yīng)用以及汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局,進行汽車能源應(yīng)用的優(yōu)化以及節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)將是大勢所趨。

        2.4 電控自動變速系統(tǒng)

        電控自動變速系統(tǒng)主要是依據(jù)汽車行駛的速度以及氣節(jié)們的開合度來判定發(fā)動機的驅(qū)動條件,進而對其變速情況進行精確地控制,使汽車一直能夠處于最佳的形式狀態(tài)中,能夠大幅提升變速裝置的傳送效率,提高換擋操作時的舒適性,保證形式狀態(tài)的穩(wěn)定性,并能夠延長變速器的使用壽命。

        目前應(yīng)用的主要種類有:分離式起動機、集成起動機以及SISS起動機系統(tǒng)。不同的技術(shù)種類,其優(yōu)勢和特點也存在差異,未來的電控自動變速系統(tǒng)將更為人性化和智能化,能夠滿足不同技術(shù)操作人員的技術(shù)應(yīng)用需求而進行調(diào)整,進而使汽車發(fā)動機能夠為汽車駕駛者帶來更為舒適的駕駛體驗。

        2.5 AEB系統(tǒng)

        AEB系統(tǒng)主要是由感知裝置、智能控制裝置以及執(zhí)行系統(tǒng)共同組成,其結(jié)構(gòu)主要分為4個模塊,即信號采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示報警模塊以及智能制動模塊。其主要的應(yīng)用功能為,通過系統(tǒng)的有效運行能夠使汽車在行駛的過程中,準確判斷可能對車輛行駛構(gòu)成危險的障礙物,在駕駛員沒有進行正確操作的情況之下,未能夠及時采取有效的制動措施。而AEB系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷對駕駛?cè)诉M行語音報警,并能夠主動的采取緊急減速或者制動,保證行駛車輛以及駕駛員的人身安全。未來社會人們對自身生命健康重視程度的逐漸提高,AEB系統(tǒng)將有更為廣闊的技術(shù)拓展空間以及應(yīng)用空間,通過其智能控制技術(shù)應(yīng)用保證道路交通安全水平的提高。

        3 結(jié)束語

        面對日益多元的汽車用戶需求、產(chǎn)業(yè)間競爭壓力的不斷增大,以及日趨嚴重的環(huán)境保護趨勢,各種新能源技術(shù)以及多方面的技術(shù)創(chuàng)新將在汽車制造領(lǐng)域不斷涌現(xiàn),智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用將使汽車制造更加人性化和科學化,通過其服務(wù)水平的提高獲得更為廣闊的市場應(yīng)用空間,進而促進其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當結(jié)合社會以及公眾的需求,進行技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,推動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        [1]師文婷,周黎明,彭漢濤等.汽車發(fā)動機電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2015,34(3):16-19.

        [2]于奔淼.基于模糊PID的汽車發(fā)動機冷卻控制系統(tǒng)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016,(19):18-19.

        [3]朱劉寧.汽車發(fā)動機電子節(jié)氣門智能控制系統(tǒng)研究[J].電子制作,2016,(20):41.

        U463.6文獻標示碼:A

        王彬(1975—),講師,研究方向為汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)。

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