【文章內(nèi)容簡介】 為了滿足汽車高速開關(guān)控制的要求，混合動(dòng)力汽車還需要裝備高功率密度、 低損耗的開關(guān)、 電容和電感等?；旌蟿?dòng)力汽車對(duì)智能化的要求導(dǎo)致其控制的復(fù)雜性，因此要求控制裝置采用高速運(yùn)行的半導(dǎo)體芯片 ,其功率密度高 ,散熱性能較好。 用于混合動(dòng)力汽車的電機(jī)必須要具有良好的可控性和容錯(cuò)能力以及具有低噪聲、高效率的特點(diǎn)，同時(shí)具有對(duì)電壓波動(dòng)不敏感等性能。用于混合動(dòng)力汽車的電機(jī)類型有交流感應(yīng)電機(jī)、永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。 四、混合動(dòng)力汽車的發(fā)展前景 與傳統(tǒng)型汽車相比混合動(dòng)力汽車在節(jié)能和排放上勝出一籌。就目前來說 ,雖然 HEV 的價(jià)格比傳統(tǒng)汽車高出 20%左右，但相信隨著各國環(huán)境立法的日趨嚴(yán)厲 ,混合動(dòng)力汽車性能的日益提高以及其成本的不斷降低 , 混合動(dòng)力汽車的市場份額將逐漸增大。盡管從長遠(yuǎn)來看 HEV 只是一種過渡車型 ,但是在近二三十年內(nèi)會(huì)有較好的發(fā)展前景。 專題三：了解 汽車新技術(shù) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 一、了解目前廣泛使用的汽車新技術(shù) 二、了解汽車新技術(shù)的發(fā)展方向 電子控制燃油噴射系統(tǒng)（ E FI） 電子控制燃油噴射系統(tǒng)構(gòu)成 電子燃油噴射控制系統(tǒng)（簡稱 EFI或 EGI系統(tǒng)），以電控單元（又稱電腦或 ECU) 為控制中心，利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位上的各種傳感器，測得發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作參數(shù)，按照在電腦中設(shè)定的控制程序，通過控制噴油器，精確地控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。使用 EFI，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更加充分，從而提高功率，降低油耗，實(shí)現(xiàn)低公害排放的目的。 EFI由 燃油供給系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三部分組成。 任務(wù) 一 認(rèn)識(shí)已廣泛應(yīng)用的汽車新技術(shù) （ 1）燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)主要由燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器及噴油器等組成。 工作時(shí)，電動(dòng)燃油泵將燃油箱的汽油源源不斷地泵出，經(jīng)燃油濾清器濾除雜質(zhì)和水份，在燃油壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用下 ,使噴油器內(nèi)的燃油壓力始終保持為一定值。噴油器在電子控制器的控制脈沖作用下間歇噴油，將適量的燃油噴入進(jìn)氣管。與空氣混合形成空燃比適當(dāng) (標(biāo)準(zhǔn)： ）的可燃混合氣。 （ 2）進(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器、空氣流量計(jì)、怠速執(zhí)行器、節(jié)氣門等。 在氣缸進(jìn)氣行程真空吸力作用下，適量的空氣經(jīng)空氣濾清器濾清后，經(jīng)節(jié)氣門和(或 )怠速通道到進(jìn)氣歧管，與噴油器噴出的汽油混合后從進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸。 在汽車運(yùn)行時(shí)，空氣的流量由節(jié)氣門開度控制。發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，節(jié)氣門關(guān)閉，空氣由怠速旁通道和怠速輔助通道進(jìn)入氣缸。通過怠速調(diào)節(jié)螺釘改變怠速旁通道的通氣量，可調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速；電子控制器通過控制怠速調(diào)節(jié)電磁閥，可調(diào)節(jié)怠速輔助空氣通道的空氣流量，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的自動(dòng)控制。 空氣 （ 3）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器，以及連接它們的控制電路所組成。 電控單元 傳感器 執(zhí)行器 汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)與缸內(nèi)直噴技術(shù) FSI是 Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指 燃油分層噴射技術(shù) 。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒技術(shù)的一種。采用此技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)能增大輸出功率同時(shí)降低燃油消耗。 所謂稀薄燃燒即空燃比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 。 它的特點(diǎn)是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最佳的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動(dòng)，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比達(dá)到 25： 1以上，按照常規(guī)是無法點(diǎn)燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運(yùn)動(dòng)在火花塞周圍形成易于點(diǎn)火的濃混合氣，混合比達(dá)到 12： 1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速波及外層。 汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù)的前提是發(fā)動(dòng)機(jī)采用 缸內(nèi)直噴技術(shù)（ GDI) 缸內(nèi)直噴是高壓噴油嘴直接向氣缸內(nèi)噴射燃油。同 EFI相比其噴油器直接安裝在燃燒室上方，而且噴油壓力更高，噴射控制更加精準(zhǔn)。 汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)（ GDI） ? 簡介： 缸內(nèi)直噴汽油機(jī) (Gasoline Direct Injection）簡稱 GDI。 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給從化油器、單點(diǎn)電噴、多點(diǎn)電噴，直到今天的汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，每一次進(jìn)化，都使得今天的汽車變得更加清潔和更加高效。 缸內(nèi)直噴技術(shù)的革命性在于，燃油以極高壓力直接注入于燃燒室中，在油氣霧化和混合效率上幾乎達(dá)到完美程度，再加上各項(xiàng)電子控制技術(shù)大幅進(jìn)步，計(jì)算機(jī)對(duì)于進(jìn)氣量與噴油量時(shí)機(jī)的判讀與控制也更加精準(zhǔn)，因此，缸內(nèi)直噴技術(shù)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率大幅提升，除了產(chǎn)生更大動(dòng)力之外，環(huán)保和節(jié)能效果也得以空前提高。 汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)可以說是世界汽車發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，其無以倫比的燃油經(jīng)濟(jì)性、具有可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ牡团欧?，使它正在逐漸取代其他汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的“模擬”技術(shù)，成為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)未來的“數(shù)字”技術(shù)發(fā)展方向。 ? 原理特點(diǎn)： 直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的供油技術(shù)，通過一個(gè)高壓油泵提供所需的 100bar以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內(nèi)的電磁燃油噴嘴，然后通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間直接注入燃燒室，通過對(duì)燃燒室內(nèi)部形狀的設(shè)計(jì)，讓混合氣能產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其他周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證了在順利點(diǎn)火的情況下盡可能的實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒。 ? 簡介： VVA 是 Variable Valve Actuation的縮寫，它代表的含義就是可變氣門操作系統(tǒng)。這一裝置提高了進(jìn)氣效率，實(shí)現(xiàn)了低、中、高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩的充分輸出，保證了各個(gè)工況下都能得到足夠的動(dòng)力表現(xiàn)。 可變氣門配氣技術(shù)，從大類上分，包括可變氣門正時(shí)和可變氣門行程兩大類。有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配可變氣門正時(shí)，如豐田的 VVTi發(fā)動(dòng)機(jī)；有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配了可變氣門行程，如本田的 VTEC；有些發(fā)動(dòng)機(jī)既匹配了可變氣門正時(shí)又匹配了可變氣門行程，如豐田的 VVTLi、本田的 iVTEC、寶馬的 Valvetronic 等。 ? 原理特點(diǎn)： 可變配氣控制機(jī)構(gòu)的主要目的是，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的需求，可隨時(shí)調(diào)整氣門升程和正時(shí)來改進(jìn)油耗、排放及扭矩。 可變氣門控制系統(tǒng)（簡稱 VVA系統(tǒng)） ? 簡介 ： 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)基本上從航空工業(yè)沿襲而來， 20世紀(jì) 60年代見于車用發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)中增壓器結(jié)構(gòu)和安裝方式各有不同，但工作機(jī)理已經(jīng)基本趨于一致，不過從市場占有率來說，渦輪增壓和機(jī)械增壓是最主流的結(jié)構(gòu)。 渦輪增壓器 (Turbo charger) 渦輪增壓器的全稱應(yīng)該是廢氣渦輪增壓器，顧名思義，它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量來驅(qū)動(dòng)渦輪，并帶動(dòng)同軸上的壓氣機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，將空氣壓縮并送入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。由于廢氣渦輪增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間沒有任何機(jī)械傳動(dòng)連接，機(jī)械損耗更小。理論上只要汽缸壁足夠堅(jiān)固，只需通過增加渦輪的尺寸和激量，就能將動(dòng)力提升到十分驚人的程度 機(jī)械增壓器 (Super charger) 所謂機(jī)械式增壓只是一種稱謂，有人也將其直譯為超級(jí)增壓。增壓器的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子通過發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸獲取工作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，壓縮 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù) 并送入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。當(dāng)然，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和曲軸無法直接連在一起，而是通過各種齒輪、皮帶或鏈條等傳動(dòng)裝置。由于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，汽車廠家通常不太愿意使用該項(xiàng)技術(shù)，而后期自行加裝機(jī)械增壓器的難度很大，極少有人嘗試。 此外還有復(fù)合式增壓器、慣性增壓器氣、波式增壓器、沖壓式增壓器等。 ? 原理特點(diǎn)： 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料是靠活塞向下止點(diǎn)運(yùn)行所產(chǎn)生的真空將燃料吸入汽缸內(nèi)的，由于輸入的燃料量受到吸入汽缸內(nèi)空氣量的限制，因此發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也會(huì)受到限制，如果通過壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸來增加燃料量，就會(huì)提高燃燒作功能力。因此利用增壓的方式將外界空氣壓入氣缸，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作效率不變的情況下增加輸出功率。 ? ADC（有時(shí)也稱為連續(xù)性阻尼控制系統(tǒng) CDC）由電子控制單元、 CAN、 4個(gè)車輪垂直加速度傳感器、 4個(gè)車身垂直加速度傳感器和 4個(gè)阻尼器比例閥組成。根據(jù)汽車的運(yùn)動(dòng)狀況及傳感器信號(hào)，電子控制單元計(jì)算出每個(gè)車輪懸架阻尼器的最優(yōu)阻尼系數(shù)，然后對(duì)阻尼器比例閥進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)整車高，抑制車輛的變化等，使汽車的懸架系統(tǒng)能提供更好的汽車舒適性、安全性和穩(wěn)定性。為此，讓汽車車輪的動(dòng)載振幅和車身垂直加速度盡可能小。 汽車底盤新技術(shù)不勝枚舉，特別是越來越多的電子控制技術(shù)的應(yīng)用，使汽車底盤技術(shù)不斷向更高層次發(fā)展。 主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)（ ADC） ? ESP的英文全稱是 Electronic Stability Program,中文意思是“電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)”。也可稱作 ESC或 VSC。 ESP主要是在緊急情況下對(duì)車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)，它整合了 ABS和 TCS的功能，并且增加橫擺扭矩控制 —— 防側(cè)滑功能，可以防止車輛在高速行駛轉(zhuǎn)彎或制動(dòng)過程中失控。 ? ESP系統(tǒng)主要在大側(cè)向加速度、大側(cè)偏角的極限工況下工作。它利用控制左右兩側(cè)車輪制動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力之差產(chǎn)生的橫擺力矩來防止出現(xiàn)難以控制的側(cè)滑現(xiàn)象，保證車輛的路徑跟蹤能力，提高了車輛在高速行使時(shí)的安全性。 ? 研究估計(jì) ESP降低了 30%50%的轎車單車致命事故和 50%70%的SUV單車致命事故。 ESP（ ESC、 VSC）電子穩(wěn)定控制系統(tǒng) ? 如圖 1左側(cè)所視，車輛前輪側(cè)滑，車輛出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足。此時(shí)， VSC系統(tǒng)通過制動(dòng)器對(duì)內(nèi)后輪施加一定的制動(dòng)力，由此產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針的力矩，改進(jìn)車輛轉(zhuǎn)向能力。 ? 如圖 1右側(cè)所視，車輛后輪側(cè)滑，出現(xiàn)車輛甩尾和過度現(xiàn)象。此時(shí)，VSC系統(tǒng)通過制動(dòng)器對(duì)外前輪施加一定的制動(dòng)力，由此產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的力矩，保證車輛的穩(wěn)定性。 代號(hào)說明？ ? EFI ECU FSI GDI VVA ? ADC ESP VSC ABS ? TCS的英文全稱是 Traction Control System，中文意思是“牽引力控制系統(tǒng)”。 TCS是根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速來判定驅(qū)動(dòng)輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)前者大于后者時(shí)，進(jìn)而抑制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的一種防滑控制系統(tǒng)。 ? 而 TCS是使用現(xiàn)有 ABS系統(tǒng)的電腦、傳感器和控制引擎與變速箱電腦，通過使用引擎點(diǎn)火的時(shí)間、變速箱擋位和供油系統(tǒng)來控制驅(qū)動(dòng)輪打滑。當(dāng) TCS感應(yīng)到車輪打滑的時(shí)候，首先會(huì)經(jīng)過引擎控制電腦改變引擎點(diǎn)火的時(shí)間，減低引擎扭力輸出或是在該輪上施加剎車以防該輪打滑，如果在打滑很嚴(yán)重的情況下，就再控制引擎供油系統(tǒng)。 ? TCS系