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汽车电子技术的应用现状及发展趋势
随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛。可以说,今天的汽车已经进入了电脑控制的时代。
电子技术在汽车上最初的应用始于50年代人们开始在汽车上安装的电子管收音机,60年代初,汽车上应用了硅整流交流发电机和晶体管调节器,到60年代中期,汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装置。但更多地应用电子技术则是在70年代以后为解决汽车安全、污染和节油三大问题而出现的。70年代中期,微机在汽车上得以应用,给汽车工业带来了划时代的变革。国外专家预测汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的15%以上;汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展,成为所谓的“电子汽车”。
一、现代汽车电子技术应用状况概览
电子技术在发动机部分的应用:
(1) 电子控制喷油装置
在现代汽车上,机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态,使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律,事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中,当发动机工作时,根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数,按预先编好的运算程序进行运算,然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断,再调整供油量,这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行,从而使发动机的综合性能得到提高。
(2) 电子点火装置(ESA)
它由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻的调节,这样可以节约燃料、减少空气污染。此外,新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为,发动机电子控制装置的节能效果在15%以上,而效果更明显的则是在环境保护方面。
除此之外,在发动机部分利用电子技术的内容还有: 废气再循环(EGR)、怠速控制(ISC)、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等,它们在不同的车型上都或多或少地被应用。
电子技术在底盘部分的应用:
(1) 电控自动变速器(ECAT)
ECAT可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经过计算机的计算、判断后自动地改变变速杆的位置,从而实现变速器换挡的最佳控制,即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。它的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映行驶负荷和道路条件等。货车传动系的电子控制装置,能自动适应瞬时工况变化,保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接,并通过电磁阀及气动伺服阀汽缸来执行。它不仅能明显地简化汽车操纵,而且能实现最佳的行驶动力性和安全性。
(2)防抱死制动系统(ABS)
该系统是一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面达到最佳滑动率(15%~20%),从而使汽车在各种路面上制动时,车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数,以保证车辆制动时不发生抱死拖滑