汽车电器基本知识、主要电子控制系统.ppt

听说电是汽车的神经 对 而且越来越多有关电的新技术应用于汽车 第九讲汽车电器 第一节电器概述第二节电源系统第三节点火系统第四节起动系统第五节照明信号系统第六节全车线路连线原则第七节现代汽车计算机控制系统 第一节电器概述 电在汽车上也是必不可少的 电火花 起动 照明 仪表 信号等 可以说 汽油是汽车的血液 电是汽车的神经包括电源系统点火系统起动系统照明信号系统仪表警告系统现代汽车应用了更多的电子计算机控制系统 使汽车称为典型的机电一体化产品 全车线路连线原则 低压 汽车电器设备系统的额定电压有12V和24V两种 目前汽油机普遍采用12V 而柴油机则多采用24V 直流 汽车发动机的起动机是直流串励式电动机 必须由蓄电池供电 而向蓄电池充电必须用直流 所以汽车电器设备为直流系统 单线制 汽车上所有电器设备均为并联 而从电源到用电设备只用一根导线连接 汽车底盘 发动机等金属机体作为另一公共 导线 单线制导线用量少 线路清晰 安装方便 负极搭铁 单线制时蓄电池的一个电极接至车架上 称 搭铁 负极接车架即为 负极搭铁 负极搭铁对车架或车身的化学腐蚀较轻 对无线电干扰较小 大多数车辆均采用负极搭铁 均装有保险装置 以防短路烧坏用电设备除起动机 喇叭 转向灯之外 各用电设备均经过电流表 第二节电源系统 一概述 作用 在汽车上用于产生和储存电能 并供给一切用电设备 组成 蓄电池发电机 及调节器 二蓄电池 功能 电能 化学能作用起动时 给起动机供电工作中 发电机发出的电能超过用电设备的需要时 由蓄电池储存发电机发出的电能不满足用电设备的需要时 由蓄电池部分或全部供电构造 主要是铅酸蓄电池外壳 极板组 隔板 电解液 极柱 其他类型的蓄电池干荷电铅蓄电池 干态 加入电解液30min后 不需要充电即可使用 是应急的理想电源免维护蓄电池 也叫MF电池 使用过程中不需要添加蒸馏水 不需进行维护碱性蓄电池电动汽车的蓄电池钠硫电池燃料电池锌 空气电池 三发电机 作用由发动机带动发出电能 机械能 电能 正常情况 除起动机之外的所有用电设备由其供电 并向蓄电池充电组成 硅整流交流发电机 转子总成 磁场部分定子总成 电枢线圈硅整流器 三相交流 直流调节器作用 调节发电机的输出电压 使其稳定在规定的工作范围 第三节点火系统 一概述 作用 将低压 高压 按一定次序和时刻分别分到各个气缸产生电火花 点燃可燃混合气组成点火开关电源点火线圈分电器火花塞 点火开关 控制点火系的初级电路及仪表电路等蓄电池 12V 供给点火系所需的电能点火线圈 自耦变压器 将低压变成能击穿火花塞间隙的高压分电器 由断电器 配电器 点火提前调节装置组成火花塞 产生电火花 点燃混合气电容器 减小触点分开时产生的火花 延长触点使用寿命 二主要元件 点火开关 起动时 接通低压电路点火线圈 低压 高压分电器作用 接通和切断低压线路组成断电器 磁通变化经磁场产生高压配电器 分配高电压至各气缸上点火提前装置离心提前装置 转速越高 提前角越大真空提前装置 负荷越小 提前角越大人工提前装置 根据汽油辛烷值火花塞 高压电流下 两极间产生电火花 点燃气缸中的混合气 三点火系电路 第四节起动系统 一概述 作用通过转动发动机曲轴 使其进入工作状态组成起动机电磁操纵机构起动方式人力电力起动 二起动机 作用 产生起动扭矩结构 壳体 磁极 电枢 整流子 电刷 三电磁操纵机构 作用 控制起动电机的运转和起动齿轮与飞轮齿圈的啮合与脱离 防止电机电枢超速运转 四起动电路 第五节照明信号系统 一照明装置 仪表指示系统概述 为使驾驶员能随时了解汽车和发动机的各种参数是否正常 以便及时采取措施 防止发生人身和机械事故 汽车上或多或少地使用各种仪表 这些仪表有的显示汽车的常规运行参数 有的显示某些极限参数 仪表系统电流表 机油压力表水温表 燃油表车速里程表 发动机转速表指示灯系统温度指示灯 机油压力指示灯充电指示灯 燃油低液位指示灯制动系统指示灯 制动液面警告灯 二仪表 电流表 指示蓄电池充电或放电电流机油压力表 检测机油 润滑系统 压力水温表 指示发动机冷却水工作温度燃油表 指示燃油箱内储油量的多少车速里程表 指示行车车速 累计汽车行驶里程数发动机转速表 用于监视发动机工作状况 便于掌握换挡时机 三信号及报警装置 转向信号闪光器倒车信号电源指示灯仪表报警装置喇叭 辅助电器设备 风窗玻璃洗涤器 组成控制电路与刮水器联动动作低速刮水高速刮水点动刮水间歇刮水洗涤风窗 电动刮水器 组成 电动机 传动机构动作慢速刮水快速刮水停机复位 不管何时切断电源都停止在下部 风窗除霜装置 电动门窗玻璃升降器 组成 电动机减速装置传动机构齿扇式齿条式控制开关 汽车空调 汽车音响 第六节全车线路 一全车线路连线原则 低压 汽车电器设备系统的额定电压有12V和24V两种 目前汽油机普遍采用12V 而柴油机则多采用24V 直流 汽车发动机的起动机是直流串励式电动机 必须由蓄电池供电 而向蓄电池充电必须用直流 所以汽车电器设备为直流系统 单线制 汽车上所有电器设备均为并联 而从电源到用电设备只用一根导线连接 汽车底盘 发动机等金属机体作为另一公共 导线 单线制导线用量少 线路清晰 安装方便 负极搭铁 单线制时蓄电池的一个电极接至车架上 称 搭铁 负极接车架即为 负极搭铁 负极搭铁对车架或车身的化学腐蚀较轻 对无线电干扰较小 大多数车辆均采用负极搭铁 均装有保险装置 以防短路烧坏用电设备除起动机 喇叭 转向灯之外 各用电设备均经过电流表 二全车线路图 第七节现代汽车计算机控制系统 汽车计算机控制的必要性 为了实现高效 安全的公路交通 不能只着眼于汽车 而应把人 汽车和环境作为一个系统 为了改善和提高汽车的性能 需要对汽车的许多系统进行优化控制 微型计算机具有结构紧凑 工作可靠 功能强大 响应快速和价格低廉等优点 特别适宜于作为汽车计算机控制系统的控制器 目前 汽车计算机控制已经涉及到动力性 经济性 安全性 可靠性 其目的主要有 满足用户需求 大幅度提高汽车性能 尤其是舒适性 方便性 安全性 可靠性等 满足社会需求 保护环境 节约能源 节省资材 实现公路交通系统智能化 将汽车与社会紧密联系起来 电子控制一览 燃油喷射控制 EFI 进气 增压控制 空燃比控制 点火控制 ESA 爆震控制 怠速控制 ISC 排放控制 EGR 车身 安全性 发动机 底盘 自动变速器 ECT 防滑差速器 LSD 动力转向 EPS 四轮转向 4WS 制动防抱死 ABS 驱动防滑 ASR TCS 巡行控制 CCS 悬架控制 TEMS 自动安全带 安全气囊 雷达防撞 倒车报警 防盗系统 传动系 转向系 制动系 行驶系 悬架 电动车窗 电动门锁 电动后视镜 电动车顶 电动天线 自动空调 自动座椅 收放机 电视机 信息与通信 电子仪表显示 导向行驶 车用电话机 车用传真机 控制系统框图 传感器 电控单元 执行器 输出 输入 ECU 传感器 感测控制系统外部的信息并能电信号 电控单元 控制系统的中枢 是系统中的信息处理部分 处理 分析 计算输入信息 形成控制指令并将控制决定传输给执行器 执行器 系统的输出部分 将ECU的控制指令转变为实现控制目标的物理运动 发动机控制 电控燃油喷射 EFI ElectronicFuelInjection 按照发动机各种工况的要求和进气量控制喷油量 实现空燃比的最佳控制 发动机控制目标动力性 经济性 排放控制 工作可靠性 自动变速箱 自动变速箱能根据路面情况 实际工况来自动换入合适的档位 减轻了司机的劳动强度 全液压控制型 仅靠液压系统来实现控制电子控制型 由电脑控制换档时刻和换档模式ECT ElectronicallyControlledTransmission 防抱死控制系统 ABS AntilockBrakingSystem 控制目标缩短制动距离改善制动过程的方向稳定性保持制动过程的转向操纵能力减轻驾驶员的紧张程度延长轮胎的使用寿命在制动过程中 电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定有车轮趋于抱死时 ABS就进入防抱制动压力调节过程 巡航行驶电子控制系统 CCS CruiseControlSystem控制目标使汽车速度保持稳定 将驾驶员从对节气门的持续控制中解脱出来 减轻驾驶员的工作强度 和防碰撞控制系统 低成本车距传感器 联系形成智能车辆道路系统举例 巡行控制有四个操作 位于方向盘上MAIN 开 关 打开 使之处于备用状态SET COAST 调置 滑行 达到某希望车速时 推上该开关 进行调置RES ACC 再调置 加速 调置暂时解除状态 推上该开关 重新调置上次调置的车速调置状态 推上该开关 加速CANCEL 消除 解除调置状态 电子控制悬架系统 传统的悬架组成 弹性元件 减振器 导向机构作用 车身与车轮之间的弹性连接 衰减和消除车身振动 改善行驶平顺性 提高汽车的方向稳定性被动式悬架 弹簧刚度和减振器阻尼不变电控目标为适应汽车在不同行驶状态和道路条件对刚度和阻尼变化的要求 具体控制要求在平整路面上 减少阻尼 提高汽车的平顺性在不平路面上行驶 加大阻尼 提高汽车的稳定性急转弯 急加速和紧急制动 旋架应比较硬即刚度大正常行驶时 应使悬架感到比较柔软分类半主动悬架 对刚度阻尼 车身高度分级控制主动悬架 连续变化 汽车驱动防滑系统 ASR AccelerateSlipRegulation 加速打滑控制 作用 是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内 从而防止驱动轮快速滑动 它的功能一是提高牵引力 二是保持汽车的行驶稳定 原理 当电脑检测到某个驱动轮打滑时 就会自动降低发动机的输出功率 并对打滑的车轮施加制动 直到车轮恢复正常的转动 ESP ElectronicStabiltyProgram 电控行驶平稳系统包含ABS及ASR 是这两种系统功能上的延伸 因此 ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式 转向控制 控制目标改善驾驶员的转向操纵感觉 减轻驾驶员的体力消耗 提高汽车的转向能力要求既转向轻便省力 又能较好反馈 路感 计算机控制系统出现故障时 仍能保留人力转向能力尽可能减小转向的动力消耗分类 根据转向动力形式分液压转向系统 通过电磁阀对转向助力进行调节电液混合转向系统 转向油泵由电动机驱动电动转向系统 EPS 电动机直接驱动转向机构四轮转向系统 4WS 液压 机械液压 电动 安全气囊控制 控制目标发生碰撞时 该系统可以在乘员与汽车内部结构之间膨胀开一个气囊 起缓冲作用 提高乘员安全性 是一种被动安全系统 气囊在撞击约50ms内充满 安全气囊系统 ARS 主要组成输入 碰撞传感器 系统检测装置ECU执行器 充气组件充气器压缩气体式 气体压缩在钢瓶中气体发生式 常用 如叠氮化钠气体发生器 NaN3 Fe2O3气囊 用尼龙布制成 可装在前排 后排 侧面等位置装饰盖和底板 导航与全球定位系统 汽车导向系统 又称导航系统对飞机和轮船来说 由于周围无参照物 需要具备确定本身在地图上的位置 这种能够确定方