机电液一体化在汽车上的应用

1、黄冈师范学院交通学院 毕 业 论 文 题 目： 机电液一体化技术在汽车上的应用 专 业： 汽车检测与维修 班 级： 汽修1214 学 号： 姓 名： 余汉 指导教师： 熊霞丽 完成日期： 2015年4月18日 摘要随着科学的发展，人们生活水平不断的提高，汽车已不再是一种奢侈品，它正在以飞快的速度步入千家万户，随之而来的汽车新技术革命愈演愈烈。本文简介了机电液一体化技术及在汽车上的应用。从电控发动机，助力转向，电子稳定系统，自动变速器入手鲜明地展现了现代新技术（机电液一体化技术）给汽车带来的巨大变化以及给人们生活带来的便利。关键词：机电液一体化技术；电控发动机；助力转向；电子稳定系统；自动变速器

2、目 录摘要11 概述2 1.1机电液一体化技术的简介31.1.2机电液一体化技术的主要内容及相互关系31.1.3机电液一体化技术的发展趋势42 机电液一体化技术在汽车上的应用42.1机电液一体化技术在发动机上的应用4 2.1.1应用在汽车发动机上的电子控制系统42.2机电液一体化技术在底盘上的应用52.3 机电液一体化技术在汽车稳定系统上的应用 6 3 电液一体化技术在汽车上的应用存在的不足及解决方案6 3.1电液一体化技术在汽车上的应用存在的不足及解决方案 6 3.2汽车助力转向在的不足及解决方案 7 3.3自动变速器存在的不足及解决方案7结语9致谢参考文献附录1 概述1.1机电液一体化技术

3、的简介1.1.1什么是机电液一体化技术机电液一体化技术是机械技术、液压技术和微电子技术的有机结合，它是在融合了机械、液压、计算机、传感器、自动控制等多门科学技术的基础上发展起来的一门新兴科学。用电子技术实现关键参数的实时监控在关键部位设置传感器对汽车上的发动机燃油、冷却、润滑、充电系统及行走、振动，转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警，利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。1.1.2机电液一体化技术的主要内容及相互关系一机电液一体化技术主要包括：（1）整机

4、的电子控制。随着电子控制技术的飞速发展，特别是大规模集成电路的出现和应用，以微机器为核心的各种控制系统已经非常普遍，使整机的结构更简单，操纵更方便，可靠性更高。如仿型控制，操纵控制，电液控制，无限遥控，智能控制等。（2）发动机的电子控制。发动机是工程机械的动力源，随着更高要求的环保标准如欧标准、欧标准的出台，环保型的电喷发动机得到了广泛的应用。另外，电喷发动机还节约了能源，更好地实现了对发动机的柔性控制。具体包括发动机的油门控制，发动机的功率匹配控制，发动机工况和电控泵的监测与控制，燃油喷射控制，冷却系统和润滑系统的监测与保护等。二. 电子技术的发展促进了液压技术的发展工程机械的电、液一体化控

5、制是密不可分的，纯粹的电子控制满足不了工程机械所需要的大功率和大扭矩的需求，纯粹的液压控制无法实现自动控制功能和参数的合理匹配，液压元件控制需要电子控制的参与，电子技术的进步也促进了液压技术的发展。（1）动力元件泵。为了实现电子自动控制的需要，相继出现了为适应闭环反馈自动控制的电液比例变量泵、电液伺服变量泵、负载敏感泵等。（2）控制元件阀。相继出现了适应自动控制、通流能力大、响应速度快和易于集成的插装阀，精度高和响应速度快的数字阀，控制精度高和灵敏度高的伺服阀、比例阀，成本低和可靠性高的高速开关电磁阀等。（3）执行元件液压缸。采用带陶瓷镀层的液压缸能防腐蚀，便于在污染环境中工作，位置自动调节式

6、液压缸，便于自动调节位置及行程。1.1.3 机电液一体化技术的发展趋势一. 液压系统向高压化方向发展工程机械液压系统的特点就是输出的力矩和功率大，而这依赖于高压系统。随着大型、特大型工程机械和矿山机械的出现，继续向高压发展是液压系统发展的一个趋势。但是，从人机安全和系统元件寿命等角度来考虑，液压系统工作压力的增高受很多因素的制约。如液压系统压力的升高，增加了工作人员和机体的安全风险系数；高压下的腐蚀物质或颗粒物质将在系统内造成更严重的磨损；压力增大是泄漏增加，从而使系统的容积校率降低；零部件的强度和壁厚势必会因为高压而增加，致使元件机体、重量增大或者工作面积和排量减小，在给定负载下，工作压力过

7、高导致的排量和工作面积减小将致使液压机械的共振频率下降，给控制带来困难。1.2国内外机电液一体化技术在汽车上的应用如今，汽车电子化程度的高低，已成为衡量轿车综合性能和现代化水平的重要标志，许多工业发达国家都已形成了独立的汽车电子产品。国外汽车电子产品生产主要集中在几个大的汽车电子公司，如日本的电装公司、美国的德科公司、德国的博世公司和西门子公司。它们依靠自身拥有的核心技术，价格和服务优势，长期为世界上多家汽车大公司配套，占据了世界汽车电子技术装备的大部分。2 机电液一体化技术在汽车上的应用2.1机电液一体化技术在汽车发动机上的应用汽车发动机的运行工况是多变的，只有电子控制的灵活性和电脑强有力的

8、综合处理功能，才能使汽车发动机在各种运行工况下都实现全面优化运行，从而提高发动机的性能。1.提高发动机的动力性 在汽油发动机上，电控燃油喷射系统取代了传统的化油器式燃料供给系统，减小了进气系统中的进气阻力，部分发动机上还采用了进气控制系统等，提高了充气效率，另外，电控系统可保证进入发动机汽缸的空气得到充分利用，从而提高发动机的动力性。2.提高发动机的燃油经济性 在各种运行工况和运行环境下，电控系统均能精确控制发动机工作所需的混合气浓度，使燃烧更完全、燃油利用更充分，从而提高发动机的燃油经济性。2. 应用在汽车发动机上的电子控制系统 目前应用在汽车发动机上常用的电子控制系统主要有:电控燃油喷射系

9、统、电控点火系统、怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示系统、自诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。1电控燃油喷射系统 1.电控点火系统 电控点火系统最基本的功能是控制点火提前角。该系统根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。 2.进气控制系统进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。2.2机电液一体

10、化技术在汽车底盘上的应用除发动机控制外，近几年电子技术在底盘控制系统上的应用也得到飞跃式的发展。新技术的出现和应用主要有以下几个目的:增加各种动力性能（包括牵引性、制动性和操纵和行使稳定性）、增强安全性、改进燃油经济性、提高舒适性、降低排放、保护环境。预计在最近几年里，电子系统的价值成本将会上升到占整车的15%左右。设计和生产电子底盘控制系统中，具有挑战性的工作主要在于：（a）控制器（包括控制软件和硬件）的设计，（b）机电驱动器的设计，（c）汽车状态参数的估算。尽管如此，在汽车控制系统的开发上，目前具有以下几个很关键的技术条件，有助于电子底盘控制系统产品和市场的进一步发展：传感器：即可靠又便宜

11、的新传感器在市场上的出现和应用；点在技术：微处理器内存和计算速度的迅速提高；液压控制阀：具有生产精度高、反应快、价格低的液压控制阀的能力；故障检测和故障安全：传感器和液压系统的自我故障检测能力，以及故障安全能力的发展和成熟。2.3电液一体化技术在汽车稳定系统及上的应用汽车加速、制动或转向时，如果驾驶员对路面情况改变的反应和操作不及时或不准确（驾驶员一般只能在汽车侧偏角24？H内对汽车侧滑进行有效纠正）而侧滑，将造成汽车失控导致交通事故。美国一项统计显示，车速在80100km/h时，40%的车祸于汽车侧滑失控有关；车速超过160km/h时，几乎100%的车祸与侧滑失控有关。随着高速公路的发展，车

12、速的提高，汽车侧滑造成事故的可能性也不断提高。为了确保车辆高速行驶的安全性，在车上装置汽车稳定性控制系统十分必要，而现代电子技术的发展也为其研制成功奠定了基础。汽车稳定性控制系统的功能时控制车辆的横摆力矩，把车轮侧偏角限制在一定范围内，其目的包括：保证汽车在制动和加速时的方向稳定性和可控性；保证转向时不出现过量的不足和过度转向；增强汽车的转向反应和轨迹跟踪性能；缩短制动距离，改善牵引性能3电液一体化技术在汽车上的应用存在的不足及解决方案3.1 电控发动机存在的不足及解决方案经常听到说，这车（电控发动机）有油、有火，为什么不着？或是着车后马上又熄灭，需要再次或多次启动才能着住车，其影响原因是多方

13、面的。电控发动机的启动性能，可能是受以下条件影响：雾化、浓度良好的混合气；确实可靠的点火；充足的气缸压力；进气系统沉积物（气门积碳）；进气系统轻微漏气；怠速控制系统和电脑控制数据等。 这些不太适宜的操作是： 1、打开钥匙后没有等待几秒钟就打马达，在供油系统压力没有达到规定值时运转。 2、每次打马达的时间非常短，多次后会使发动机中的混合气非常浓，造成火花塞淹湿和气缸压力降低。 3、在冬季经常短途（13公里）行驶、或是原地着车，会使燃烧室内的碳黑积累导致火花塞点火困难。 4、 使用了不良燃油。 如何保证尽快启动发动机是非常重要的。当你在比较寒冷时候启动发动机，有时会出现着不住的现象或是发动机转速抖

14、动严重。再次启动仍不能使发动机顺利运转，就要注意操作了： 热起动困难：热起动不良的原因有很多，像进气道的沉积物影响、汽油品质、机油品质、温度传感器信号、节气门的脏污、点火系统原因、油泵原因等，前三项的可能性比较大。热车起动时如果混合气过浓、过稀都会导致起动不良。下面分析一下具体的影响. 自己判断的方法：如果是起动时过浓，在起动的同时将油门踩下部分或全部，打马达，如果起动成功，排气管会喷出黑色排气。如果是由于气阻的原因造成不着，在等一段时间后可以起动，或是用水将发动机上的油轨冷却后就可起动。32 汽车助力转向在的不足及解决方案一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。机械式的液压动力转向系统一

15、般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以，也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下：开这样的车，尤其时低速转弯的时候，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。还有，机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高，这也是耗资源的一个原因所在。3.3 自动变速器存在的不足及解决方案目前自动变速器存在以下缺点： 制造工艺复杂，制造成本高，投资规模大油耗大，经济性

16、相对差传动带寿命相对短，维护成本高驾驶员缺乏驾乘乐趣为了使以上不足尽量减少，提出了以下改进系统：电子控制无级变速器(ECVT)：随着电子技术的应用，电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视，正在积极开发市场，以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司. 总结本文介绍了机电液一体化技术在汽车中的应用：在发动机上的应用、在底盘上的应用、在汽车稳定系统上的应用、在自动变速器上的应用。还介绍了电液一体化技术在汽车上的应用存在的不足及解决方案。对于未来，机电液一体化技术的广泛应用已经成为汽车行业的一种趋势。从电控发动机，助力转向，电子稳定系

17、统，自动变速器入手鲜明地展现了现代新技术（机电液一体化技术）给汽车带来的巨大变化以及给人们生活带来的便利。机电液一体化在汽车上的应用将会越来越广泛。致谢经过数天查资料、整理材料、写作论文，时光匆匆飞逝，三年的努力与付出，随着论文的完成，终于让我在大学的生活，得以画上了美的句号。首先，感谢学院领导为我们提供了良好的论文编写环境。只有这一切环境和制度的保障，才使我们的论文得以顺利的完成。同时还要感谢答辩组的领导和老师，对我们的论文进行仔细审阅并提出许多的意见，帮助我们进一步完善论文，提高论文质量。论文得以完成，还要特别感谢熊老师，因为论文是在熊老师的细心指导下完成的。熊老师严谨的治学态度，精益求精

18、的工作作风，诲人不倦的高尚师德，平易近人的人格魅力对我影响深远。在整个论文写作中，各位老师、同学和朋友积极地帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。同时还要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是他们让我学到了许多知识。通过此次的论文，我学到了很多知识，通过查资料和搜集有关文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大突破。通过写论文，我学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。参考文献1 薛宏建.汽车故障与检修500例M.第2版.北京.机械工业出版社.2006.72 闵永军.万茂松.周良.