第6章汽車新技術(shù)6.1汽車電子化6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化第6章汽車新技術(shù)1980’s開始計算機的廣泛應(yīng)用引發(fā)了汽車新技術(shù)革命-汽車電子化時代的到來。信息，能源和材料等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為未來汽車的安全，節(jié)能，環(huán)保并向智能化，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展拓展了無限空間。第6章汽車新技術(shù)6.1汽車電子化1946年第一臺電子計算機誕生；1948年美國貝爾實驗室發(fā)明了晶體管；1958年美國德克薩斯儀器公司發(fā)明了集成電路；三大發(fā)明是電子技術(shù)發(fā)展的三大基石。6.1汽車電子化6.1汽車電子化汽車電子控制技術(shù)：動力傳動總成的電子控制；底盤的電子控制；車身系統(tǒng)的電子控制；信息通信系統(tǒng)。6.1汽車電子化一、汽油機電子控制系統(tǒng)1、組成6.1汽車電子化汽油機電子控制系統(tǒng)由電控單元控制發(fā)動機燃油噴射，點火時刻，怠速和排放；典型的有：博世公司的莫特朗尼克系統(tǒng)，福特公司的發(fā)動電子控制系統(tǒng)，通用汽車公司的數(shù)字燃油噴射系統(tǒng)。6.1汽車電子化2、類型按噴油位置和混合氣形成方式分：間接噴射和直接噴射；按噴油器個數(shù)和安裝部位分：單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(tǒng)。6.1汽車電子化6.1汽車電子化3.排放控制系統(tǒng)包括燃油箱燃油蒸氣控制EVAP，廢氣再循環(huán)控制EGR和三元催化轉(zhuǎn)化裝置等。6.1汽車電子化二、柴油機共軌燃油噴射系統(tǒng)為適應(yīng)嚴格的排放法規(guī)，1990’S初博世開發(fā)了柴油機高壓電子噴射技術(shù)----共軌燃油噴射系統(tǒng)，改善了發(fā)動機的動力性，經(jīng)濟性和排放性能。6.1汽車電子化共軌燃油噴射系統(tǒng)組成：燃油低壓系統(tǒng)，共軌壓力控制系統(tǒng)，燃油噴射控制系統(tǒng)。6.1汽車電子化三、電液自動變速器和電控?zé)o級變速器1939年通用公司首個在車上安裝液力自動變速器；1950’S出現(xiàn)液力自動變速器；1958年荷蘭人發(fā)明雙V型橡膠帶式無級變速器；1979年荷蘭VDT公司開發(fā)鋼片推動帶式無級變速器；1983年博世的莫特朗尼克系統(tǒng)。6.1汽車電子化1、電控自動變速器EAT由電控單元根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器等信號控制換檔時機，電控單元制換檔電磁閥改變液壓回路，通過液壓裝置實現(xiàn)換檔。6.1汽車電子化2、電控?zé)o級變速器ECVT采用電控-液壓自動控制，傳動比在一定范圍內(nèi)可連續(xù)變化。6.1汽車電子化電控?zé)o級變速器6.1汽車電子化四、汽車四輪驅(qū)動系統(tǒng)4WD1980’S前4WD系統(tǒng)主要用于越野汽車和軍用汽車；為改善動力性能和操縱性能，轎車中使用4WD；在4WD系統(tǒng)中，前后車輪的動力分配直接影響到汽車行駛的動力性能和穩(wěn)定性能，理想的分配比在30：70，50：50之間，智能型4WD可實現(xiàn)。6.1汽車電子化I-4WD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6.1汽車電子化五、防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動防滑系統(tǒng)和電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)1、防抱死制動系統(tǒng)ABS1936年博世發(fā)明；鐵路機動車和飛機用ABS；1954年福特首次使用飛機用ABS于林肯車上，失??；1971年博世推出電子ABS。6.1汽車電子化傳力介質(zhì)不同：液壓式ABS，用于轎車，小型客車；氣壓式ABS，用于貨車和大型客車。抱死的概念汽車在制動過程中，車輪在路面上的運動是一個邊滾邊滑的過程。車輪未抱死時：車輪是純滾動狀態(tài)。車輪抱死時：車輪在路面上的運動處于純滑動狀態(tài)。抱死車輪抱死：剎車時車輪不能轉(zhuǎn)動，與路面發(fā)生了的滑動摩擦，即純滑動?，F(xiàn)象：輪胎尖叫，在路面上留下了兩條黑黑的輪胎印。?。?！抱死的危險輪胎磨損汽車極易失去控制!抱死的危險當(dāng)汽車制動前輪抱死時，汽車會失去轉(zhuǎn)向能力。后輪抱死時會造成汽車急轉(zhuǎn)甩尾。安全的制動：當(dāng)駕駛者緊急制動時快速踩下制動踏板后，前輪不會抱死，轉(zhuǎn)向能力依舊存在，那就完全可以在制動時采取措施避開前方的危險。后輪也不會抱死，側(cè)滑和甩尾也將不會出現(xiàn)，對車身的控制依然在駕駛者手中。ABS：最重要的功能并不是為了縮短制動距離，而是為了能夠盡量保持制動時汽車的方向穩(wěn)定性。ABS系統(tǒng)的組成

電控單元（ECU）即：電子控制裝置組成制動壓力調(diào)節(jié)器（液壓調(diào)節(jié)器）

傳感器（包括輪速傳感器、減速度傳感器和車速傳感器等）ABS結(jié)構(gòu)6.1汽車電子化2、驅(qū)動防滑系統(tǒng)ASR汽車在易滑路面行駛時，驅(qū)動輪打滑，對汽車的驅(qū)動力加以控制，使輪胎與路面之間的驅(qū)動滑移值保持最佳的控制系統(tǒng)。6.1汽車電子化驅(qū)動防滑系統(tǒng)組成6.1汽車電子化3、電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)把汽車的制動，驅(qū)動，懸架，轉(zhuǎn)向，發(fā)動機等各主要總成的控制系統(tǒng)在功能上，結(jié)構(gòu)上有機的綜合在一起，可使汽車在各種惡劣工況下都有良好的方向穩(wěn)定性，表現(xiàn)出最佳的行駛性能。6.1汽車電子化電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)6.1汽車電子化六、汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS可根據(jù)車速，轉(zhuǎn)向情況等對轉(zhuǎn)向助力實施控制，使動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同的行駛條件下都有最佳的放大倍率。低速時有較大的放大倍率，可減輕轉(zhuǎn)向操縱力，使轉(zhuǎn)向輕便，靈活；高速時減少放大倍率：以穩(wěn)定轉(zhuǎn)向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。6.1汽車電子化汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.1汽車電子化七、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS在前輪轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上增加后輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)和電子控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向時能夠?qū)崿F(xiàn)汽車前后四個車輪的轉(zhuǎn)向和控制。6.1汽車電子化四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.1汽車電子化八、主動懸架的電子控制可分為半主動懸架和主動懸架。6.1汽車電子化主動懸架的電子控制6.1汽車電子化九、巡航控制系統(tǒng)CCS又稱速度控制系統(tǒng)，其工作時，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。6.1汽車電子化巡航控制系統(tǒng)6.1汽車電子化巡航控制開關(guān)6.1汽車電子化十、安全氣囊系統(tǒng)SRS1952年安全氣囊由美國機械師發(fā)明;1953年獲得專利;1984年美國汽車碰撞安全標準出臺;1999年我國正面碰撞乘員保護的設(shè)計規(guī)則.6.1汽車電子化按保護作用分：正面碰撞安全氣囊系統(tǒng)；側(cè)面碰撞安全氣囊系統(tǒng)；和安全簾。6.1汽車電子化正面碰撞乘員保護實驗6.1汽車電子化側(cè)面碰撞乘員保護實驗6.1汽車電子化正面碰撞安全氣囊系統(tǒng)6.1汽車電子化正面和側(cè)面碰撞安全氣囊系統(tǒng)的布置6.1汽車電子化安全氣囊的組成：傳感器，電控單元，氣體發(fā)生器，氣囊，續(xù)流器等。2/6/2023492/6/2023506.1汽車電子化十一、汽車空調(diào)控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣溫度，濕度，清潔度，風(fēng)速，通風(fēng)。組成：壓縮機，冷凝器，電子控制裝置，膨脹閥，蒸發(fā)器。6.1汽車電子化汽車空調(diào)控制系統(tǒng)6.1汽車電子化十二、汽車防盜系統(tǒng)控制目標是對無授權(quán)進入車內(nèi)，起動汽車和拆卸防盜系統(tǒng)的企圖進行監(jiān)測，在檢測到任何無授權(quán)侵入行為時，起動報警系統(tǒng)進行聲光報警，并阻止汽車起動。6.1汽車電子化汽車防盜系統(tǒng)6.1汽車電子化十三、42V汽車電源系統(tǒng)1980’S以來汽車的電子化使汽車電器與電子設(shè)備的用電量以每年4%的速度增加。1990’S大眾，奧迪，寶馬，保時捷等公司成立了車載電源論壇，提出14V/42V雙電壓供電系統(tǒng)的規(guī)范劃案。6.1汽車電子化42V汽車電源系統(tǒng)可將發(fā)動機水泵，冷卻風(fēng)扇，空調(diào)壓縮機，轉(zhuǎn)向助力泵等附件直接由電動機驅(qū)動，減少空轉(zhuǎn)消耗，提高能源利用率；可為電動轉(zhuǎn)向，電子制動，發(fā)動機電控氣門配氣相位電磁閥，線控技術(shù)，智能化駕駛技術(shù)的發(fā)展提供動力。

6.1汽車電子化42V汽車電源系統(tǒng)的核心----發(fā)電機6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化為了提高汽車的安全性，經(jīng)濟性和舒適性，電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用，汽車電子控制單元越來越多，汽車控制器局域網(wǎng)CAN應(yīng)運而生。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等級標準：A級，B級，C級。6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化一、CAN總線是汽車網(wǎng)絡(luò)的標準裝備，通常采用兩條CAN：一條用于驅(qū)動系統(tǒng)的高速CAN；一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN。6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化CAN總線結(jié)構(gòu)6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化二、局部連接網(wǎng)絡(luò)是一個汽車底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，目的是給出一個價格低廉，性能可靠的低速網(wǎng)絡(luò)，在汽車網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中作為低端網(wǎng)絡(luò)的通用協(xié)議，逐漸取代目前各種低端總線系統(tǒng)。6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化局部連接網(wǎng)絡(luò)6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化三、線控技術(shù)線控指利用電子信息的傳送和電氣裝置的動作取代傳統(tǒng)的機械，液壓，氣動裝置的連接和動作，如換檔桿，油門拉線，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)制動油路系統(tǒng)等。6.2汽車網(wǎng)絡(luò)化四、光纖信息傳輸網(wǎng)絡(luò)與汽車媒體MOST網(wǎng)絡(luò)汽車多媒體設(shè)備，信息設(shè)備的MOST網(wǎng)絡(luò)是媒體信息傳送的網(wǎng)絡(luò)標準。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化一、智能運輸系統(tǒng)將數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，自動控制，人工智能等先進技術(shù)有效地綜合運用于交通運輸設(shè)施，服務(wù)控制和車載裝備，加強人，車，路三者之間的信息聯(lián)絡(luò)，所形成的一種高效，安全，環(huán)保，節(jié)能的綜合運輸系統(tǒng)。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化二、全球定位系統(tǒng)GPS具有海陸空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化三、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)采用車載GPS定位裝置確定車輛的行駛位置，與預(yù)先存儲的地圖數(shù)據(jù)進行地圖匹配，實時動態(tài)地顯示車輛在路網(wǎng)中的位置，并優(yōu)化車輛達到目的地的最佳路徑以達到相應(yīng)路段后的路徑誘導(dǎo)。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化車輛導(dǎo)航系統(tǒng)6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化四、電子收費系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，它不僅為車主用戶，高速公路運營商提供快捷的路橋收費的交易服務(wù)，還為ITS智能化信息服務(wù)提供了技術(shù)支持。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化五、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)通過安裝在汽車前后，兩側(cè)或四角的環(huán)境攝像系統(tǒng)對汽車前后左右的一定區(qū)域進行不停的掃描和監(jiān)視，通過車載計算機，電子地圖，光學(xué)傳感器等對環(huán)境攝像系統(tǒng)傳來的信號進行了分析計算，并根據(jù)道路交通管理系統(tǒng)的交通信息發(fā)出指令，代替人的大腦指揮執(zhí)行機構(gòu)操縱汽車。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化2、智能避撞系統(tǒng)包括:縱向防撞系統(tǒng)，側(cè)向防撞系統(tǒng)，交叉口防撞系統(tǒng)。6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化智能避撞系統(tǒng)6.3智能運輸系統(tǒng)與汽車智能化3、聲控系統(tǒng)汽車行駛時，駕駛員經(jīng)常需要雙手握住轉(zhuǎn)向盤以隨時調(diào)整行駛方向，在這種情況下，駕駛員可以通過聲音下達指令，進行打開收音機和選擇頻率，調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)溫度，撥打移動電話等。6.4清潔能源汽車一、代用燃料發(fā)動機汽車指節(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，電動汽車，太陽能汽車等。6.4清潔能源汽車1、壓縮天然氣CNG汽車液化石油氣LPG汽車壓縮天然氣主要成分是CH4，成本比汽油，柴油低；液化石油氣熱值高，熱效率高，燃燒充分。6.4清潔能源汽車2、燃氫發(fā)動機汽車德國寶馬是開發(fā)氫氣發(fā)動機轎車最高的公司，1979年生產(chǎn)了第一輛液氫轎車。6.4清潔能源汽車燃氫發(fā)動機汽車6.4清潔能源汽車3、甲醇汽車、乙醇汽車和液體混合燃料汽車1970’S德國推出了甲醇汽車；1979年菲亞特公司推出乙醇汽車。6.4清潔能源汽車4、煤液態(tài)燃料和陽光燃油合成燃料指以化學(xué)方式將煤，天然氣，生物質(zhì)制成的燃料，先轉(zhuǎn)化為合成氣體，后轉(zhuǎn)化為液態(tài)合成燃料。6.4清潔能源汽車二、電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車6.4清潔能源汽車1、電動汽車由車載電源，電池管理系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，車身及底盤，安全保護系統(tǒng)等組成。6.4清潔能源汽車電動汽車6.4清潔能源汽車2、混合動力汽車HEV在燃料電池技術(shù)由于成本過高還不能完全商業(yè)化之前，混合動力電動汽車是率先實現(xiàn)商業(yè)化的新型車型，又是一種獨立車型。6.4清潔能源汽車一汽和東風(fēng)的混合動力汽車6.4清潔能源汽車3）蓄電池電動汽車和混合動力電動汽車用蓄電池美國先進電池聯(lián)合會為了衡量各個公司電池技術(shù)開發(fā)水平，于1992年制訂了先進電池的中期限長期目標，1997年制訂了商業(yè)化目標以界定研發(fā)階段和商業(yè)化階段。6.4清潔能源汽車3、燃料電池汽車燃料電池按電化學(xué)方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過熱機過程，能量轉(zhuǎn)化理論上可85-90%，目前已達到45-60%，幾乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物，被認為是21世紀首選的潔凈，高效的發(fā)電技術(shù)。6.4清潔能源汽車通用公司的燃料電池汽車7.4清潔能源汽車按電解質(zhì)的種類不同，燃料電池可分為：堿性燃料電池AFC；磷酸燃料電池PAFC；熔融碳酸鹽燃料電池MCFC；固體氧化物燃料電池SOFC；固體高分子型燃料電池PEFC；質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC；直接甲醇型燃料電池DMFC。6.4清潔能源汽車三、太陽能汽車組成部分：駕駛控制系統(tǒng)；電器系統(tǒng)；傳動系統(tǒng)；機械系統(tǒng)；車身和底盤；太陽能電池板。6.4清潔能源汽車參加比賽的太陽能汽車6.4清潔能源汽車電器系統(tǒng)是太陽能汽車的核心，由電池和電子執(zhí)行器件組成，控制和管理整個系統(tǒng)所有的輸入和輸出。6.5汽車新材料及應(yīng)用一、新型結(jié)構(gòu)材料通常材料的成分可分為：金屬材料和非金屬材料；隨著科技的發(fā)展，未來汽車材料除金屬材料，非金屬材料外，復(fù)合材料和納米材料也將獲得廣泛應(yīng)用。6.5汽車新材料及應(yīng)用1、鋁及其合金僅次于鋼材的汽車用金屬材料，能夠為汽車制造提出各種鋁合金鑄件，沖壓結(jié)構(gòu)件和拉制的鋁型材；鋁合金比重小，比強度高，工作性能好，散熱性能好。6.5汽車新材料及應(yīng)用奧迪A8率先使用了全鋁車身，不僅堅固耐用，抗銹蝕性更強，而且減輕了車身重量，動力性和經(jīng)濟性優(yōu)越。6.5汽車新材料及應(yīng)用2、鎂合金比重小，比強度高，剛性好，抗沖擊和抗振動性能好，加工性能好，散熱性能好和屏蔽性能好；是汽車儀表板，轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向器導(dǎo)柱和座椅支架等的理想材料。6.5汽車新材料及應(yīng)用3、鈦合金鑄造的汽