有关汽车制造的毕业论文

不断增加的城市空气污染 经过20年的改革开放，中国私人汽车数量迅速增加，汽车开始进入普通人的家庭生活。汽车需求的迅猛增长是推动2002年中国经济增长的重要力量。去年汽车制造商制造并销售了325万辆，比2001年增长了37%。此外，去年载客汽车的销售首次突破了100万大关，猛增56%，达到了112.6万辆。 2001年后加入世界贸易组织（WTO），中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%，到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量，中国的汽车市场将会进一步繁荣。 随着轿车进入家庭，主要城市及近郊的交通拥挤状况会进一步加剧，从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车，而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中，汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%，而一氧化碳则占到了85%。因此，中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。 除非政府愿意牺牲这方面的经济支柱产业，限制上路汽车数量。因此，要控制汽车废气排放问题，利用电子技术来减少汽车的废气排放是解决方案之一。 排放标准 2001年底，中国政府宣布对中国三大汽车制造商降低30%的汽车消费税，前提是他们所制造的汽车得满足欧II标准。六个月后，在第三届中国亚洲清洁燃料国际会议上，政府的另一项声明进一步表明了控制汽车排放的决心。声明称，北京将从2003年1月开始对在北京销售的机动车辆实行欧II标准，并计划于2005年实施欧III标准。 要控制废气排放所面临的挑战并不仅仅是要设计一个具有清洁燃烧能力的完美发动机，还要利用合适的半导体电子器件对发动机的燃烧过程进行合理的控制。英飞凌为今天的发动机管理平台提供了所需要的单片机、传感器和功率半导体器件。 用于动力总成系统的半导体器件 为控制废气排放量，可利用半导体传感器来精确测量吸入空气的成份。利用单片机快速计算出所使用的燃料数量，然后再起动燃料喷射器。由于有正确的空气-燃料比，因此可以达到近乎完美的燃烧状态，从而使废气的排放达到最少。 汽车动力总成应用中需要多个传感器来将"真实"环境与电子部分连接起来。基于半导体的传感器专用于测量速度、位置、温度和压力。对于动力总成应用来说，最大的变化趋势是利用集成了传感器单元和信号处理部分的有源传感器来代替过去的被动式传感器。由于需要更精确地测量发动机的状态，因此这一趋势发展很快。 在通过传感器测量到发动机的状态以后，单片机就可以处理这些数据并提供合适的控制信号来控制致动器的动作。单片机是利用逻辑技术制造的，而集成度的提高使得可以将功能强大的处理器与外设集成在一起。目前的趋势是将DSP功能集成进来，从而允许实现更为复杂和精确的信号处理软件算法。这样就可用软件实现以前采用硬件实现的功能。 一旦单片机"知道"下一步该做什么，单片机就发送合适的信号到致动器。通常，致动器需要高电压或者大电流才能动作。因此，需要利用功率半导体器件来驱动致动器，如燃料喷射器或火花塞。过去几年里，功率半导体技术的发展主要集中于优化现有系统的成本和部分集成。这产生了能够集成功率输出级（DMOS或双极）、模拟电路和数字逻辑的混合集成技术（BCD）。高集成度功率器件的优势是可以支持诊断，从而可使系统具有更好的可靠性（动力总成是汽车中的关键应用）。同时，这还可使最终产品所需要的外部器件数量大大降低。 系统解决方案 目前的动力总成电子控制单元（ECU）中，电子器件部分主要是半导体器件。 半导体传感器 传感器位于动力总成系统的前端。传感器用来测量物理参数，如水温、空气压力以及发动机曲轴的转动速度。这些数据非常关键，它们为闭环控制系统提供了关键信息。除了温度传感、压力传感和霍尔传感器以外，微机械技术还带来了崭新的加速和偏向角速度传感器，同时还允许利用标准晶圆制造工艺集成信号处理电路和数字化电路。 1.温度传感器 根据扩展电阻原理，线性和稳定的半导体传感器可低成本地替代镍或铂金属膜传感器，同时还可提供比PTC热电阻技术上更优越的器件。 2.位置和速度传感器 动态差分霍尔IC可以测量曲轴或凸轮轴速度、传动速度和车轮速度。通过使用位于单个芯片上的两个霍尔单元，一个差分放大器和处理电路，可以测量到磁场差。这意味着可以将温度漂移、制造容差和外部电磁环境等破坏性环境影响降到最小。同样的信号水平，与单片机的接口要比采用旧式的有感线圈简单得多、便宜得多。 英飞凌新开发的TLE4925C特别适合曲轴应用。其集成电路（基于霍尔效应）提供了频率与转速成正比的数字信号输出。额外的自校正模块提供最优的精度。利用新的模块型封装所集成的滤波器电容器可以减少干扰。 3.进气管绝对压力/大气绝对压力传感器 在新一代传感器中，复杂的处理电路完全集成在传感器芯片上。随着表面微机械技术得以在标准BiCMOS工艺进行微机械加工，利用其技术制造的传感器称为MEMS(微电子机械系统)。利用微机械技术，可以制作出厚度仅有400 m的多晶硅薄膜。这些薄膜构成在芯片上的多个电容器和两个参考电容器。信号则源于压感区域和参考区域的差别。 由于需要利用模拟的绝对压力传感器来测量进气管绝对压力和大气绝对压力，因此标准BiCMOS技术就特别重要。这是因为需要复杂的电路来提供模拟输出信号，进行线性化和偏差补偿。一个MAP传感器测量进气管中空气的绝对压力，并为发动机管理系统提供一个重要的参数（空气体积）。另一方面，一个BAP传感器则测量环境空气压力（是汽车高度的函数），这也是发动机管理系统所需要的同样重要的一个参数（空气密度）。有了这两个参数，就可算出空气的质量，并利用算出的空气质量来决定喷入多少燃料以实现最佳的燃烧。英飞凌的BAP传感器KP120适用于柴油和汽油发动机的管理。 单片机 单片机是动力总成系统的大脑。实时运行的高度复杂的算法用来在各种情况下管理发动机及传送动作。由于系统位于发动机罩下的恶劣环境中，因此除了合适的CPU以外，单片机的整个系统架构对于系统性能来说非常重要。目前在动力总成应用中使用的CPU架构有8位、16位和32位。 8位架构主要用于非常低端的汽车产品，但在摩托车ECU中的应用前景看起来很好。英飞凌提供低成本的增强8位C500核心，以及适合在成本敏感的摩托车市场中应用的高性能外设。由于相应的软件和工具集与业界标准的80C51单片机完全兼容，因此可加快软件开发周期。 32位单片机的市场份额正越来越大。但是，大批量生产的16位产品仍然在目前的汽车中有很大的市场。英飞凌的16位C167系列旨在满足实时嵌入式控制应用的高性能要求。该系列单片机的架构针对大指令吞吐量和对外部刺激（中断）的快速响应而优化。集成的智能外设子系统可将所需要的CPU干预降低到最低的程度。这还减少了对通过外部总线接口进行通信的需要。C167系列的成功源于其CPU，以及对于动力总成应用的要求来说非常理想的外设组合。 称为C166v2内核的新一代C166内核采用了单时钟周期执行技术，因此性能提升了一倍。内置的高级乘法和累加指令（MAC）执行单元极大地提高了DSP性能。 目前功能最强大的单片机采用了32位CPU。此类CPU中的一些源于单片机架构。而象英飞凌TriCore这样的CPU则是针对实时环境中的嵌入式控制应用而设计的，因此非常适用于象动力总成这样的应用。 功率半导体器件 在动力总成应用中，需要开关驱动喷射器、氧气传感器加热器、放气阀、冷却风扇以及一些继电器等负载。在单片IC中集成多个开关可以缩小电路板尺寸，从而降低成本。目前可提供2至18通道的多通道开关器件。根据特定的应用，可驱动从50mA直到30A的电流。负载可以是欧姆负载、容性负载或感性负载。 越来越多的数字逻辑可以在功率输出级一起实现。随着BCD技术的发展，可以在器件中集成许多此前必须由专用ASIC或单片机完成的新功能。 除了这一控制功能外，目前的开关器件还集成了保护和检测功能，如短路、过载、超温、过压、负载开路、静电放电（ESD）和反向电流保护等。此外，还可通过实现在过载时断路以及限流模式等故障保护模式来进一步提高系统可靠性。多通道开关器件通常可利用标准通信接口（SPI）进行控制。诊断信息通过SPI传输回单片机。英飞凌公司还提供了一种高速点到点通信接口，可为未来时间关键的应用（如PWM电流调整）提供更大的数据带宽，并降低微控制器和功率开关器件（如超过 8通道的器件）的I/O端口数量。

摘 要:现代汽车维修技术的科技含量已越来越高,从电子产品在汽车上的应用,到现代汽车诊断设备的使用、互联网在汽车维修资讯上的应用,以及维修管理软件在汽车维修企业发挥的作用等,处处体现现代汽车维修的高科技特征。汽车维修已不再是简单的零件修复,准确无误地诊断出故障所在,是现代汽车维修的最高境界。在加入世贸组织的新形势下,重视汽修企业自身素质的提高、改变汽修经营的原有方式,才能使我国汽车维修业获得较快发展。 关键词:汽车;维修特征;进展 引 言 现代汽车工业随着科学技术的飞速发展而日新月异,新工艺、新材料、新技术广泛运用,特别是电子技术、液压技术在汽车上应用,使当今的汽车是集各种先进技术的大成,新颖别致的汽车时时翻新。而现代汽车的故障诊断不再是眼看、耳听、手摸,汽车维修也不再是师傅带徒弟的一门手艺,而是利用各种新技术的过程。随着汽车技术的快速发展,日益呈现出汽车维修的高科技特征,与其同时汽车维修理念也不断更新[1]。 1 现代汽车维修的特征 1.1 故障诊断特征 现代汽车已不是简单的机械产品,也不是最初的交通工具,而是由原始汽车进化到一个高科技的结晶体。特别是电子技术、电脑技术的飞速发展,使汽车的科技化程度不断得到提高。电子燃油喷射系统发动机(EFIE)、ABS防抱死制动系统、SRS安全气囊系统、电子控制自动变速箱系统(AT)、加速滑动调整系统(ASR)、自动空调系统(A/C)、电子悬挂系统(ECS)、动力转向系统、自动巡航系统、中控门锁及防盗系统、TCS动力牵引系统及自我诊断系统等,这些总成均由电控单元件(ECU)全面控制,电控单元具有自诊断功能,能记录出现的故障,并以代码形式存储在电控单元存储器中。通过解码器可从电控单元储存器中读出存储的故障码,从而确定故障的部位和提供排除故障的在线帮助[2,3]。 1.2 检修工具特征 随着汽车技术的发展,维修设备也随之产生了质的变化。汽车保修设备的生产,也不再是多以机具类为主。20世纪90年代以来,一批批先进的进口汽车检测设备和仪器涌入国门。四轮定位仪、解码器、汽车专用示波器、汽车专用电表、发动机分析仪、尾气测试仪及电脑动平衡机等,这些昔日人们十分陌生的检测设备,已经成为现代维修企业的必备工具[4]。而这些检测设备,本身就是高科技化的产品,是电子检测技术、电脑技术的高级集成物。要熟练地操作使用这些检测设备,技术人员需要经过严格的培训,并 要掌握外语和电脑技术,才能掌握正确的使用方法,充分发挥检测设备的各项功能。这种高科技化的现代汽车检测设备,使现代汽车维修的科技含量大为提高。 1.3 维修资讯特征 随着资讯、信息、网络化技术的发展,使各行各业都处于一个全新的发展时期。汽车从结构到控制技术日趋高科技化,汽车新品牌、新装备、新功能层出不穷。维修技术人员不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序记忆在大脑中。汽车维修技术人员的知识、技术、经验以及对资讯的全面掌握,越来越显示出自身的局限性。而解决这一不足的就是汽车维修专业互联网络,即INTERNET互联网[5]。 INTER-NET互联网的出现,彻底打破了资讯传递在空间、时间上的局限,能在第一时间最全面、最快速地将资讯迅速地传到地球上每一角落。而INTERNET互联网络在中国现代汽车维修行业中已崭露头角,从国际汽车维修行业看,维修行业技术资料查询、故障检测诊断、技术培训网络化,已得到全面的普及。以美国汽车维修业为例,早在20世纪90年代初,在维修信息综合管理、专家集体会诊、网上查询资料、网上解答疑难杂症、网上开展技术培训以及网上购买汽车维修资料,已经成为维修行业的基本特征。汽车维修专业互联网络,我国从20世纪90年代中期开始起步,以欧亚·笛威汽车维修专业网站为例,从1995年起,即建立了在会员单位内部使用的远程通讯BBS。1996年,开始投入巨资,大规模建立汽车维修INTERNET互联网站[6]。目前已发展成为专业性最强的网站,涵盖欧美亚各车系发动机、变速箱、空调、悬挂、转向、定速、安全气囊及防盗等各系统的基本保养、检修程序、各类数据、各类元件位置图、机械拆装图以及电气线路图,并实现了在网上答题、网上咨询、网上购物和网上培训等功能。1.4 维修人才培训的特征 在我国传统的汽车维修企业中,维修人员的文化水平、理论基础、外语水平都较低,传统的培训方式大都采用师傅带徒弟的模式,很难达到机电一体化、懂电脑、会外语的现代维修技术人员的水平。随着汽车高科技的发展,从事汽车维修服务的技术人员,必须具备高科技的素质,除了具有坚实的汽车专业理论外,还需要熟练掌握各种汽车检测设备与仪器,能掌握一门外语,能熟练使用电脑分析及汽车维修专业INTERNET互联网查询汽车维修资料,对出现的各种疑难杂症进行分析,达到准确判断、熟练排除,以最低的成本、最短的工时、最优质的服务,排除各类汽车故障,使车主满意。此,除了学校的专业教学外,汽车维修技术人员还要加强自身学习,还要借助于各类技术培训,特别是电化教学和网上培训,不断更新维修观念、知识、技能,提高自身素质,才能维修现代汽车[7]。 国外汽车维修教育界还推出了以多媒体电脑运作的动画及实物教学光碟资料库,可应用在远距离教学和网上教学,并可由教师依学生程度及教学课程,自动编排教学影片播放内容、播放顺序、播放时间,随时调整不同的考评内容和考评标准,激发学生的学习热情,提高学生的主动学习意愿,建立起电脑教学化的启发式和互动式学习环境,提高学习成效。这种电脑教学的方式,构成了现代汽车维修培训的新特征。 1.5 维修管理的特征 随着电脑及相关系统的发展,在许多国家,电脑管理已在汽车维修行业中广泛应用,而且这个趋势将持续扩展。在我国,采用电脑化管理还刚起步,对于大多数汽车维修企业而言,谁拥有最完善的管理制度、最现代化的管理方法、最精确的管理数据分析及最良好完备的服务,谁就能争取最多的客户,在竞争中立于不败之地。采用电脑化管理,可以对修理部门的业务部、零件部、车间、收银、总经理监控诸方面进行联网操作,综合管理,使经营活动一目了然,克服了以往混乱的管理局面,将管理人员从日常琐碎的事 务中解放出来,提高办事效率,获得客户认同。上层管理者也可以通过电脑管理网络系统及时了解汽车维修的动态情况,便于统筹安排。可以使维修行业改变传统手工作业的模式,实现质的飞跃。可以让厂长从繁琐的事务中解脱出来,争取更多的效

汽车ABS技术的发展趋势研究 在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。 它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。 一、ABS的工作原理 汽车制动时由于车轮速度与汽车速度之间存在着差异，因而会导致车轮与路面之间产生滑移，当车轮以纯滚动方式与路面接触时，其滑移率为零；当车轮抱死时其滑移率为100％。当滑移率在8％～35％之间时，能传递最大的制动力。制动防抱死的基本原理就是依据上述的研究成果，通过控制调节制动力，使制动过程中车轮滑移率控制在合适的范围内，以取得最佳的制动效果。ABS系统硬件构成主要由传感器（包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器）、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成，形成一个以滑移率为目标的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将这一数据传送至电子控制装置上，控制装置是一个微处理器，它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中，车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时，它就发出信号给液压调节器，液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制（作用、保持、释放、重新作用）。这一动作，每秒钟能出现10次以上。 二、ABS技术的发展及应用现状 基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年，德国博世公司（BOSCH）申请一项电液控制的ABS装置专利，促进了ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS始于1950年代中期福特汽车公司，1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置，这种ABS装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期，由于电子技术迅猛发展，为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。ABS控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。 进入90年代后，ABS技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术，ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90％以上，轿车ABS的装备率在60％左右，运送危险品的货车ABS的装备率为100％。ABS装置制造商主要有：德国博世公司（BOSCH），欧、美、日、韩国车采用最多；美国德科公司（DELCO），美国通用及韩国大宇汽车采用；美国本迪克斯公司（BENDIX），美国克莱斯勒汽车采用；还有德国戴维斯公司（TEVES）、德国瓦布科（WABCO）、美国凯尔西海斯公（KELSEYHAYES）等，这些公司的ABS产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。 近年来，ABS技术在我国也正在推广和应用，1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术，但这些ABS装置我国均没有自主的知识产权。 国内研究ABS主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业大学等单位，虽然起步较晚，也取得了一些成果。在气压ABS方面，国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定的生产规模。液压ABS由于技术难度大，国外技术封锁严密，国内企业暂时不能独立生产，但在液压ABS方面也在做自主研发，力图突破国外跨国公司的技术壁垒，已经取得了一些新的进展和突破。如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱死制动系统（ABS）“九五”国家科技攻关课题，在ABS控制理论与方法、电子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理论，避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性，取得了理论上的突破，研发ABS成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京IVECO轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准GB12676-1999和欧洲法规EECR13的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义，标志着我国汽车液压ABS国产化已迈出坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统，率先在HF6700轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距，但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下，相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平

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