现代汽车技术与安全2

（1）横向加速度车速感应型 在前轮的动力转向器上，再安装一个后 轮专用的控制阀，产生一个与横向加速度 成比例的，与前轮转向器阻力相平衡的油 压，把该压力的油液送到后轮执行机构。 在执行机构中，装入高刚性弹簧，当与送 来的油压达到平衡状态时，输出杆便产生 位移，从而带动后轮开始转向。
（2）前轮转角 车速感应型 在该系统中，从油泵出来的油 液直接流入电磁阀，车速传感器， 转角传感器分别将车速和前轮转角 信号输入计算机。按计算机指令， 控制油液流入后轮执行机构。
二次空气喷射系统
废气再循环EGR
降低NOX排放
氧传感器 预催化器
电控单元
EGR阀
氧传感器
2
主催化器
CAN 诊断 故障灯 诊断 接口 防盗
微粒则由微粒捕捉器
柴油机的排放主要由氮氧化物、碳 氢、一氧化碳和微粒组成。氧催化转 化器可以降低碳氢、一氧化碳以及部 分微粒，氮氧化物排放要通过废气再 循环等方式进行控制，而微粒则由微 粒捕捉器处理。
CVT的控制
夹紧力控制 这是提高CVT传动效率和金属传动带与带 轮摩擦副寿命的保证。 夹紧力过小，金属带与带轮间产生滑转，这 会降低传动效率并加快金属带与带轮的磨损， 缩短使用寿命。 夹紧力过大时也会增加摩擦损失，降低传动 效率，同时金属带的张力过大也会缩短带的 使用寿命。
速比控制 为了满足动力性或经济性的要求，传动 系的速比应按驾驶员的意图，在汽车行驶阻 力和发动机输出功率之间实现最佳匹配。 在保持被动带轮夹紧力不变时，速比变化 可以通过改变主动带轮夹紧力实现，但随速 比变化时，主、被动带轮夹紧力失去原有平 衡，被动带轮夹紧力也必须相应变化。可见 夹紧力控制与速比控制是相互影响的，这就 使CVT的控制变得复杂。
这一技术的研究与开发热点在于： (1)如何解决高压共轨系统的恒高压密封问题； (2)如何解决高压共轨系统中共轨压力的微小波 动所造成的喷油量不均匀问题； (3)如何解决高压共轨系统的多MAP(三维控制数 据表)优化问题； (4)如何解决微结构、高频响电磁开关阀设计与 制造过程中的关键技术问题。
二、汽车底盘技术
共轨技术是指在高压油泵、 压力传感器和ECU组成的闭环 系统中，将喷射压力的产生和 喷射过程彼此完全分开的一种 供油方式。
高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对 公共供油管内的油压精确控制，使高压油管压力 大小与发动机的转速无关，可以减小柴油机供油 压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统 柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油 量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁 阀开启时间的长短。
(四) 车辆动力学控制系统 1.车辆动力学控制系统的优点
即使在临界的侧向动态状况也能提供给驾驶员一 种主动的支持。 在所有工作模式达到极限状态时也可增强车辆的操 纵稳定性和行驶能力。 即使在极端的转向操作中，也可增强车辆的稳定性， 使滑溜的危险迅速减少。 改善车辆的驱动能力并缩短制动距离。
2.VDC控制器
1.4汽油机废气涡轮增压中冷
空气
中冷器
二次空气 喷射点
涡轮增压器
CAN ME9.6 ECM
(ETM) 前氧传感器 LSU4.9 预催化器 后氧传感器 LSF4.2 主催化器 消声器
MIL灯
诊断接口
涡轮增压中冷技术
1. 5 尾气催化净化技术
催化技术的发展大大促进了汽油发动机的无 公害化，传统的三元催化剂不能净化排气中的 氮氧化合物(NOX)，近来开发了含氧稀薄燃烧状 态下，也能净化NOX的还愿型和吸收型催化技 术，现阶段的净化装备和可靠耐久性能还未达 到三元催化剂的水平。
车高控制的油气悬架
车高控制的油气弹簧由高度控制阀进 行控制，当某一个车轴或车轮的载荷增大 时，判定“车高低了”，则向油缸充油； 当判定了“车高高了”则放油。高度控制 还可以保持车的水平，减少转向时的侧倾， 高速时降低车高还可以减少风阻，提高稳 定性。
（三）电控操纵稳定性系统
1.转向盘力特性 转向盘力随汽车运动状况而变化的规律称为 转向盘力特性。 转向盘力特性决定于下列因素：转向器传 动比及其变化规律、转向器效率、动力转向器 的转向盘操作力特性、转向杆系传动比、转向 杆系效率、主销位置、轮胎、地面附着条件、 转向盘转动惯量、转向柱摩擦阻力以及汽车整 体动力学特性等。
2.行使工况对转向盘力的要求
在低车速、低侧向加速度行驶工况下，汽车应 具有适度的转向盘力与转向盘转角，还应有良好的 回正性能。 由于考虑到高速行驶时汽车应具有较大的转向灵 敏度，转向系总传动比不宜过大。但总传动比不够 太小，否则会带来低速行驶时转向盘力过于沉重的 问题。 通过选装合适的动力转向器来解决上述矛盾。
第二代 时间控制系统 时间控制系统是用高速强力电磁阀直接 控制高压燃油，电磁阀关闭，开始喷油；电 磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁 阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持 续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞 上的斜槽和提前器等全部取消，对喷射定时 和喷射油量控制的自由度更大。
2. 共轨电控喷射系统
四轮转向系统是一个电子控制后轮操纵系统。 有四部分：前轮定位感应器、可操纵的固定偏轴伞 齿轮后轴、电动机驱动的执行机构、控制单元。 转向盘位置和车辆速度传感器不断将数据传输 给控制单元，控制单元据此确定后轮的转向角度。 该系统有3种基本状态：正相、中间和负相。在较 低速度的负相，后轮与前轮方向相反；中速时，后 轮保持直行；高速时的正相，后轮与前轮方向相同。
现代汽车技术与计量
扬州大学机械工程学院车辆部
沈 辉
2007年12月
现代汽车技术 汽车检测与诊断基础 计量基础知识
汽油机集中控制系统
现代汽车技术
一、发动机技术 （一）汽油发动机技术
1.1汽油机电控燃油喷射 1.2汽油机稀薄燃烧与缸内直喷 1.3汽油机可变配气相位 1.4汽油机废气涡轮增压中冷 1.5尾气净化
（一）汽油发动机技术
1.1
进气系统 点火系统 燃油系统 控制系统
汽油机电控燃油喷射
空气流量计、节气门位置、怠速控制 点火控制装置、点火线圈、火花塞 油泵、油压调节器、喷油器、碳罐 电脑ECM、继电器、传感器、执行器
电控燃油喷射系统
1.2
汽油机稀薄燃烧与缸内直喷
技术特点
（1）不利用气缸内空气流动和活塞顶凹坑来扩散油雾; （2）把油雾集中在火花塞附近; （3）在宽广的转速范围内，实现空燃比大于40：1的 超薄层状燃烧; （4）在全负荷区域，通过在进气过程中喷入燃油，以 促进燃油与空气的混合,并利用燃油的汽化冷却空气，改 善体积效率； （5）通过高压缩比实现高效率的燃烧。
（4）刚度可调的空气弹簧 弹簧刚度控制: 具有副气室的空气弹簧,由刚度控制阀改变主、 副气室的通道面积，得到（软）、（中）、（硬） 不同的刚度，其控制与由车速控制的有级可调阻 尼半主动悬架有类似之处。
3.车高控制 车高控制的空气弹簧悬架 车高控制的空气弹簧由高度控制阀进行控 制，当判定“车高低了”则向气室充气，当 判定“车高高了”，则放气，高度控制还可 以保持车的水平，减少转向时的侧倾，高速 时降低车高还可以减少风阻，提高稳定性。
共轨电控喷射系统
柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全新的 技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检 测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要 特点是： [1] 采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀； [2] 采用共轨方式供油； [3] 高速电磁开关阀频响高，控制灵活； [4] 系统结构移植方便，适应范围宽。
在高车速、转向盘小转角和低侧向加速度 范围内，汽车应具有良好的横摆角速度频率 特性、直线行驶能力与回正性能。
转向盘力的大小要适度，特别是随着车 速的提高，转向盘力不宜过轻而要保持一定 的数值；采用随行驶车速而改变转向盘操作 力特性的动力转向器，可以显著改善高速行 驶时的转向盘力的品质。
3.电子可变量孔动力转向系统
（一）自动变速器
1.自动液力-机械式变速器(AT) 2.电控机械式自动变速器(AMT) 3.电控机械式无级变速器(CVT)
1.自动液力-机械式变速器(AT)
2.电控机械式自动变速器(AMT)
3.无级变速
无级变速技术(CVT, 即Continuously Variable Transmission)能实现传动比的连续 改变，它是采用传动带和工作直径可变的主、 从动轮相配合传递动力。可以使传动系与发动 机工况实现最佳匹配，提高整车的燃油经济性 和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的 乘坐舒适性。
4.磁力动力转向系统
5.电动动力转向系统
电动机由电子控制仪控制，控制仪由装在方向 盘轴上的两只转矩传感器获取汽车转向盘握紧力和 瞬间转向力数据。电子控制仪允许对转向力支撑系 统施加不同的由程序控制的力。
主要是速度控制和电动机电流控制。 速度控制是当速度高于某一值时，系统应停 止对电动机供电，离合器处于分离状态，这时 就按普通的转向控制方式工作。 系统确定电动机电流的大小是按照汽车转向 力矩和车速信号。当车速很低时，转向需要的 助力大，此时供给电动机的电流值就应大；当 车速接近45km/h时，转向需要的助力减少，此 时供给电动机的电流值就应减少；当车速超过 45km/h时，若无需助力，此时就应切断电动机 的电流。
在物理极限的驱动状态下对车辆运动状态的控制 涉及车辆在道路平面上的三个自由度（纵向、侧向和 绕垂直轴线的横摆），所以车辆的操纵稳定性应符合 驾驶员的输入和道路的情况。VDC的控制变量为汽车的 横摆角速度和车身的侧偏角。首先要确定驾驶员的输 入，在物理极限的驱动状态下，车辆应表现如何（名 义表现），以及实际上它表现如何（实际表现）。为 了尽量减小名义和实际表现之间的差别（偏差），必 须借助于执行器对轮胎力进行某种控制。
3.VDC对车辆性能的影响 通过在汽车上安装的各种传感器，检测 到汽车的速度、角速度、方向盘转角以及 其它的汽车运动姿态，根据需要可以主动 地对车轮进行制动，来改变汽车的运动状 态，使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性 能，增加了汽车的附着性、控制性和稳定 性。
百度文库
（五）四轮转向电子控制系统（4WS）
（3）前轮转角感应型
为了把前轮转角传给后轮，在前轮齿 轮齿条式转向器的齿条轴上，安装了后 轮转向齿轮，其角位移，通过中间传动 轴，传给后轮转向器。后轮具有小转角 同相转向，大转角逆相转向的功能。在 微小转向的高速行驶时，形成了同相转 向，获得了行驶稳定性，在大转角转向 的极低速行驶时，变成逆相转向，获得 了小半径转向性能。
（二）电子控制主动悬架系统 由传感器检测系统运动的状态信号,反馈 到电控单元ECU,然后由ECU发出指令给执 行机构主动力发生器，构成闭环控制。 自动改变弹簧刚度和减振器阻尼特性参数。 主动悬架除了控制振动还可以控制汽车的 姿态和高度。
车速控制的可调阻尼悬架
（3）车速控制的可调阻尼悬架 不同等级的阻尼的车速范围： 起步、制动、急转弯和高 速（100km/h以上）选择运动 （硬）改善操纵稳定性 低速（40km/h以下）选择 舒适（软）得到好的平顺性 中速（40-100km/h）选择 正常（中）兼顾平顺性与操 纵稳定性
二.柴油机技术
1.电控喷射 2.共轨技术
1.电控喷射 第一代电控喷射系统—位置控制系统 第二代电控喷射系统—时间控制系统 第三代电控系统—高压共轨系统
位置控制系统不仅保留了传统的泵 －管－嘴系统，还保留了原喷油泵中的 齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量 的机械传动机构，只是对齿条或者滑套 的运动位置予以电子控制。
（6）准确控制混合气的质量，精确控制 点火时刻，保证气缸内的燃料燃烧完全。 （7）降低废气排放物和燃油消耗下降； （8）提高发动机的充气效率，增加发动 机的功率和扭矩。
1.3 可变配气相位、可变气门升程 两种形式实现: 凸轮轴或者凸轮的变换来 改变配气相位和气门升程； 气门挺杆可变系统，工作 时凸轮轴和凸轮不变动，气门 挺杆，摇臂或拉杆靠机械力或 者液压力的作用而改变，从而 改变配气相位和气门升程。
（4）前轮转角比例车速感应型
在动力传至后轮转向轴之前， 与前者基本相同，但后轮的执行机 构由相位控制部分和动力补助部分 构成。动力补助部分以油压为动力， 由后轮滑阀和动力缸构成。相位控 制部分能实现对后轮同相位或逆相 位的控制。