毕 业 论 文(设计)题目:汽车发动机冷却系统维护所在院系专业班级学 号学生姓名指导教师2010 年 03月 21 日目 录摘要 ………………………………………………………………………………1关键词 ……………………………………………………………………………11引言…………………………………………………………………………………22 冷却系统的作用……………………………………………………………23 冷却系统的组成………………………………………………………………24 冷却系统的构造及维护……………………………………………………………25 冷却系统的工作原理……………………………………………………………46 冷却系统的特点……………………………………………………………………47 冷却系统的检修……………………………………………………………………48冷却系统智能控制…………………………………………………………………… 系统组成…………………………………………………………………… 单片机控制系统工作原理…………………………………………………………… 单片机系统控制工作过程……………………………………………………………6结论…………………………………………………………………………………10谢辞…………………………………………………………………………………11参考文献 ………………………………………………………………………12摘 要本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法,同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法,以及冷却系统的智能控制,并举例做出简单介绍。关键词:冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制1 引言:如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。2 冷却系统的作用冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量,使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎,气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎;水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却,正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。3 冷却系统的组成水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种,空调冷凝器通常与其装在一起。水泵和节温器发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵,它能精确的控制水泵的转速,并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料(石蜡或乙醚之类的材料)做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。空气的流动为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器散热器兼作储水及散热作用,再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,水泵的叶轮容易穴蚀;二是气水分离会产生气阻;三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接,防止上述问题的产生。冷却介质虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水,而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的凝固点,防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通,相当于高压锅的作用,水箱盖则相当于高压阀,一般情况下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,提高传热能4 冷却系统的构造及维护汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件,如果发动机冷却系统的维修率很高,就会引起发动机其他部件的损坏,使发动机的整体工作能力受到影响,因此,汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要,那么,怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢?驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们,正确堆护发动机的冷却系统,首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件:第一、冷却液,冷却液指清洁的软水,不是什么水都可以当作冷却液的,越娇贵的车对水质的要求越高。比如,清澈的泉水,虽然清澈,看起来也干净,但泉水中含有大量的矿物质,如果加入发动机的冷却系统中,就会产生大量的水垢,影响冷却系统正常作用的发挥,可见,冷却液水质的好坏是相当重要的,国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和,达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的冷却液,乙二醇浓度一般保持在33~50%之间,也就是冰点在-20℃~-45℃之间,往往根据不同地域的实际需要合理选择,以满足使用要求。2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高,冷却液的沸点也就越高,-20℃时冷却液的沸点为℃,而-50℃时沸点达到℃。如果冷却系统采用压力盖,冷却液的实际沸点会更高,即使在炎热的夏天,也能有效的防止冷却液“开锅”。3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用,逐步破坏冷却系统内的金属表面,严重时可使冷却系统的壁穿孔,引起冷却液漏失,导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统,加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。5、防垢。水源中所含的各种杂质,其中包括金属离子、无机盐等,决定了结垢和沉淀的形成,会大大地降低冷却系统的导热效率,在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水,可以避免结垢和沉淀的形成,从而保护发动机。第二、汽缸水套,它相当于发动机燃烧室周围的水道,当发动机产生大量的热时,汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中,水和油的管道泾渭分明、互不干涉,如果发现冷却液中有油,就说明水路和油路发生了穿孔现象,一旦出现这种情况,水温表的水温会急剧上升,这时一定要及时采取措施。第三、散热水箱和冷却风扇,散热水箱从外观看状似蜂窝,做成这种形状是为了增加水箱的散热面积,以增强散热效果;冷却风扇有在正面安装的,也有在侧面安装的,汽车在高速行驶过程中,冷却风扇将外面的空气吸引进来,利用自然风,起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇,用装在散热器上的温度控制开关来控制,当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制,因此发动机熄火后,散热器中液温若高于88℃-93℃,电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转,则是不正常的;而温度高于98℃时,仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时,温控开关高温部分接通,电源接通电动机便高速运转;当温度达到120℃时,冷却水温过高,报警指示灯闪亮,为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转,先检查和更换熔断丝,或检修温控开关,必要时再查看电风扇有无损坏。第四、冷却水泵和节温器,冷却液在冷却系统中的流动,主要依靠冷却水泵的动力;节温器能感知发动机的工作温度,低温时,它封住水套中的水,令其在水套内流动,当达到一定温度时再打开,让水经过散热水箱,发挥散热作用。这里值得说明的是,切勿将节温器摘掉,否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统,应了解经常出现的几种冷却系统故障:1、由于冷却液水质不好,水箱中经常会出现锈污和水垢,它们积聚在水箱通道结合处、弯角处,阻碍水流畅通,造成散热不良,如果出现这种情况,应及时清洗干净,日常加水时,尽量加清洁软水,如果用除垢防锈液,养护效果会更好,这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂,它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮,恢复冷却系统的功能,使冷却液循环顺畅,防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足;另外,驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品,它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀,有效抑制水垢生成,润滑水泵、节温器,消除水泵异响,保护铜、铝、锡和其它金属部件,延长水箱寿命,防止水箱开锅,使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统,使汽车行驶一天后全部放出,再用清水冲洗;然后再加入同样苛性钠溶液,使用一天后放净,最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后,从膨胀箱的加水口加入1kg苏打,让汽车行驶一天放净后,使发动机低速运行,并不断从加水口加入清水,即可彻底清除水垢。2、漏水,只要是流体,都有泄漏的可能,汽缸水套中的水一旦发生泄漏,水温表的水温就会急剧上升,出现这种情况,您一定要及时采取必要的措施,以免发生不必要的麻烦,这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂,它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”,对于发动机的修复和保护,对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的,它可与任何冷却液相融使用,并可减缓冷却系统杂质的产生。总的来讲,冷却系统还有很多故障,不能一一列举。一般情况下,各位车主应遵循这样一个原则,车辆每行驶1000千米,就应查看一下发动机的工作情况。另外,汽车刚停车时,不可立即打开水箱盖,以免出现烫伤的情况。5 冷却系统工作原理冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。图1-1 发动机的冷却系(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管;7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套;17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。冷却液的循环路线如图2-2所示。图2-2 冷却液循环路线示意图图3-3 散热器盖(A)压力阀打开;(B)真空阀打开1-溢流管;2-压力阀弹簧;3-压力阀;4-散热器加水口;5-真空阀6 冷却系统的特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此,现代冷却系统要综合考虑下面的因素:发动机内部的摩擦损失;冷却系统水泵的功率;燃烧边界条件,如燃烧室温度、充量密度、充量温度。先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法,统筹考虑每项影响因素,使冷却系统既保证发动机正常工作,又提高发动机效率和减少排放。 温度设定点发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统,这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础,因此,发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态,如市区行驶和低速行驶时,会产生高油耗和排放。通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值,可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点,这取决于希望达到的目的。 提高温度设定点提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点,它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度,降低发动机摩擦磨损,降低发动机燃油消耗。研究表明,发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃,使气缸温度升高到195℃,油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内,使发动机机油的最高温度为140℃,则油耗在部分负荷时下降10%。提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果,降低冷却液的流速,减小水泵的额定功率,从而降低发动机的功率消耗。此外,可采用不同的方式,进一步减小冷却液的流速。 降低温度设定点降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率,降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本,提高部件使用寿命。研究表明,若气缸盖温度降低到50℃,点火提前角可提前3℃A而不发生爆震,充气效率提高2%,发动机工作特性改善,有助于优化压缩比和参数选择,取得更好的燃油效率和排放性能。7 冷却系统的检修常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等);散热风扇不工作;低速上坡,环境温度过高;V型皮带过松,转动效率差;以及缸体有水垢,节温器失效,水泵损坏,热敏开关失灵等。为防止冷却液温度过高,在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当,以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁,是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形,均合影响风量流通,使冷却液温度过高,必要时清洗或修复。2.按规定使用防冻冷却液,保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时,冷却液液面在膨胀箱内,位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器,当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁,应及时予以添加。3.应保持风扇皮带张紧力适当,风扇正常工作。皮带过松影响水循环,加剧其磨损;过紧易损坏轴承。4.热敏开关连接良好,若有松动会影响风扇换档变速及正常运转;如果发现冷却系溢水,应及时检查节温器技术状况。5.防止发动机大负荷、长时间工作,以免水温过高;上坡及时换档,减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时,应注意散热。更换冷却液时,将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开,拆下冷却液膨胀箱盖,松开水泵口软管夹箍,拉出冷却液软管,放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液,直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机,直到风扇运转,将发动机熄火,检查冷却液高度,必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满,加注1/2即可,一般使用2年左右更换一次。8 冷却系统智能控制系统由于汽车运行过程中产生强烈的振动、热辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有特殊要求:1.电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求。提高系统整体的可靠性和稳定性。2.电路应采取有效的防护隔离措施,以提高其抗干扰能力。 系统组成该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动;电控节温器利用电加热引起双金属片变形,由双金属片变形带动节温阀旋转运动,来改变大小循环;电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭;微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。 单片机控制系统工作原理由温度传感器感受发动机水温的变化,同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。这些信号经过处理(电容器低通滤波、校正和电压跟随器耦合)送入A/D转换器(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机,89C510单片机89C51根据不同的输入信号分析处理去控制驱动电路,实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。即可实现对发动机冷却能力的智能控制。 单片机 系统控制过程当发动机预热时(发动机水温(70℃),单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使其完成如下操作。a.电控冷却风扇不工作;b.电控导风板关闭状态;c.电控节温器处于小循环状态。由于导风板关闭,冷却风扇不工作,以至冷却空气不能进入散热器;同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电),发动机水温上升很快。当水温升至75℃,单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号,使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时,单片机又发出指令,使电控导风板处于敞开状态。此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用,尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时,单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作,而让节温器仍处于大循环状态,导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大,实现快速降温。当发动机水温降至89℃时,单片机根据采样数据分析处理发出控制指令,使执行元件完成以下操作。a.电控冷却风扇不工作;b.电控导风板处于敞开状态;c.电控节温器处于大循环状态。这样,直到发动机水温返升至95℃,电控冷却风扇又重新工作。结 论汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.谢 辞时间过的很快,两年的大学生活就这么结束了,有些匆忙、有些不舍,却也很充实。感谢我的母校黑龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助,表示衷心感谢!祝X老师工作顺利,桃李满天下!谢我的论文导师,XX老师,X老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议,指正了我论文中的诸多不足,使我的论文得以顺利完成,在此对导师的细心指导表示衷心感谢!在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助,在此我向他们表示我衷心地感谢!最后,祝母校蒸蒸日上!祝所有老师工作顺利!参考文献[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京:高等教育出版社,2004[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京:高等教育出版社,2002[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京:高等教育出版社,2005[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001
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汽车行驶系我给你帮这个忙。
网上海了去了···偶就是这专业毕业的 简单点的就是摘录点关于汽车维修的或新能源相关的知识,在找几个典型维修实例 之后再找点未来发展之类的屁话·· 这就是好文章
江苏省交通技师学院JIANGSU COMMUNICATION TECHNICIAN COLLEGE毕 业 设 计 (论 文)汽车转向系统检测与维修 Testing and Maintenance of Auto Steering System系 名: 车辆工程系 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师姓名: 指导教师职称: 年 月 目 录第一章 汽车转向系统的历史与组成 汽车转向系统的历史 汽车转向系统的组成 转向操纵机构 转向器 转向传动机构 4第二章 汽车转向系统的分类 液压助力转向系统 电控液压助力转向系统 电动助力转向系统 线控转向系统 7第三章 汽车转向系统检测与维修 转向沉重 故障现象 故障原因及处理办法 方向盘自由行程过大 故障现象 故障原因及处理办法 转向轮抖动 故障现象 故障原因及处理办法 助力转向机构检测与维修 9结论 11致谢 12参考文献 13 汽车转向系统检测与维修 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 职称:摘要 汽车转向系统是汽车相当重要的组成部分,对汽车的操纵稳定性起着非常重要的作用,从最早的纯机械的转向系统到现在的电控转向系统,他们各自的优点也有各自的缺点。 文论述了汽车转向系统的分类,包括机械式转向系统,液压式转向系统,电控液压式助力转向系统和电控助力转向系统及线控转向系统。并简单的介绍了他们各自的工作原理,以及优缺点。最后对汽车转向系统经常出现的故障进行了分析,尤其是助力转向机构的检测与维修。关键词: 汽车 转向系统 检测 维修Testing and Maintenance of Auto Steering SystemAbstract The steering system is a very important part of the car. It plays a very important role in the handling and stability of the car. From the earliest mechanical steering system to the electronically controlled steering system, they have their own advantages and disadvantages. This article main discusses the classification of automotive steering systems, including mechanical steering system, hydraulic steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electronically controlled power steering system and by-wire steering introduce their working principles as well as the advantages and disadvantages. Finally, the steering system failures are analysed, especially in the detection and repair of the assistance steering words Automobile Steering System Testing Maintenance 汽车转向系统检测与维修引言汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。一个完整的转向系统包括转向操纵机构,转向器和转向传动机构,根据转向器的不同又分为机械转向系统和动力转向系统。本文系统的分析了转向系统的各自的组成以及他们的故障检测与维修,为以后人们对汽车转向系统的研究提供了一定的参考。第一章 汽车转向系统的历史与组成 汽车转向系统的历史汽车在行驶过程中,需要驾驶员的意志经常改变其行驶方向,即所谓汽车转向。就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是,驾驶员通过一定专设的机构,使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度。在汽车直线行驶时,往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用,自动偏转而改变行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,称为汽车转向系统。因此,汽车转向系统的功用是保证汽车能按照驾驶员的意志而进行转向行驶。最好的转向系统为纯机械系统,由于机械系统在转向阻力非常大时,驾驶员需要很大的放线盘转向力,频繁的转向会使驾驶员感觉劳累。后来出现了液压助力转向系统,它能较好的帮助驾驶员解决转向劳累的问题,但是它不能较好的协调转向轻便和转向路感之间的矛盾,而且在能耗方面表现的不是很好。随着电子技术的发展,出现了电控液压助力转向系统,它用电机代替了液压助力转向系统中的发动机,能较好的解决了能耗的问题,而且也解决了转向轻便和转向路感之间的矛盾。但是电控液压助力转向系统中液压油的泄漏和液压系统的能耗的问题也一直没有解决掉。目前应用前景最好的是电控助力转向,它真正实现了按需转向。 汽车转向系统的组成汽车转向系统主要由转向操纵机构,转向器和转向传动机构组成。 转向操纵机构转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。主要由转向盘,转向管柱和转向传动轴等组成。下图1为某款汽车的转向操纵机构与转向器的布置图。 图1东风EQ1090E型汽车转向操纵机构与转向器布置图Fig1 The Dongfeng EQ1090E vehicle steering control mechanism and steering layout 1.转向盘转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接,转向盘上都装有喇叭按钮,有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。 2.转向轴、转向柱管及其吸能装置 转向轴是连接转向盘和转向器的传动件,转向柱管固定在车身上,转向轴从转向柱管中穿过,支承在柱管内的轴承和衬套上。轿车除要求装有吸能式转向盘外,还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是:当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时,通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式,吸收冲击能量。Mazda 6轿车转向柱管吸能装置的工作原理是:发生碰撞时,转向器向后移动,下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中,上转向传动轴被压扁,吸收了冲击能量。此外,转向柱管通过支架和U形金属板固定在仪表板上。当驾驶员身体撞击转向盘后,转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来向前移动。这时,一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向柱管吸能装置,当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向盘时,网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形,吸收冲击能量。 转向器1.转向器的传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。 (1)正效率功率由转向轴输入,由转向传动机构(如转向横拉杆或摇臂)输出的情况下求得的传动效率称为正效率,显然,正效率越高越好。(2)逆效率功率由转向传动机构输入,由转向轴输出的情况下求得的传动效率称为逆效率。(3)可逆式转向器逆效率很高的转向器称为可逆式转向器。其特点是路面传到转向传动机构的反力很容易传到转向轴和转向盘上,利于汽车转向结束后转向轮和转向盘的自动回正,但也能将坏路面对车轮的冲击力传到转向盘,发生“打手”情况。常用于轿车、客车和货车。 (4)不可逆式转向器逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。不可逆式转向器使转向轮不能自动回正、没有路感。由于上述特性,在汽车上很少采用。(5)极限可逆式转向器逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可逆式转向器。其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之间,接近于不可逆式。采用这种转向器时,驾驶员有一定路感,可以实现转向轮自动回正,只有路面冲击力很大时,才能部分地传到转向盘。常用于越野车和矿用自卸汽车。2.齿轮齿条转向器齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构,适合与麦弗逊式独立悬架配用,常用于轿车、微型货车和轻型货车。目前,轿车普遍采用的都是齿轮齿条式转向器。 3.循环球式转向器循环球式转向器中一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车,也用于部分轻型越野汽车。转向螺杆转动时,通过钢球将力传给转向螺母,使螺母沿轴向移动。同时,在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下,所有钢球便在螺旋管状通道内滚动,形成“球流”。4.涡杆曲柄指销式转向器具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的球轴承上,蜗杆与锥形指销相啮合,指销用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时,指销沿蜗杆螺旋槽上下移动,并带动曲柄及摇臂轴转动。 转向传动机构从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节,使转向轮偏转,并使两转向轮偏转角按一定关系变化,以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。1.转向传动机构的组成 转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件共同组成,其中转向梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。 2.转向摇臂循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接,小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。3.转向直拉杆转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件,具有传力和缓冲作用。在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,三者之间的连接件都是球形铰链。4.转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边,由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接头组成。其特点是长度可调,通过调整横拉杆的长度,可以调整前轮前束。第二章 汽车转向系统的分类汽车转向系统根据转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。机械转向系统的所有传力件都是机械的,主要由转向操纵机构,转向器和转向传动机构三大部分组成。上一章已经对其进行了分析。下面主要讨论动力转向系统。动力转向系统又分为,液压助力系统,电动助力转向系统和线控转向系统。液压助力转向系统1.常压式液压助力转向系统其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置,也无论转向盘保持静止还是运动状态,系统工作管路中总是保持高压。2.常流式液压助力转向系统其特点是转向油泵始终处于工作状态,但液压助力系统不工作时,基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。电控液压助力转向系统在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统,使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转角增量(或角速度)有关,还与车速有关,就形成了电控液压助力转向系统。与传统液压助力转向系统相比,增加了液压反应装置和液流分配阀,而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻力,通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压助力系统辅助力的大小,从而实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。下图2为电控液压助力转向系统的示意图。 图2电控液压助力转向系统示意图Fig2 Electronically controlled hydraulic power steering system 电动助力转向系统直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统,可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。当转向轴转动时,转矩传感器开始工作,把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元(ECU),ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,并将指令传递给电动机,通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统(转向轴)中,从而完成实时控制的助力转向。下图3为电动助力转向系统示意图。 图3电动助力转向系统示意图Fig3 Electric power steering system schematic 目前应用前景最好的也是电动助力转向系统,相比其他几种转向助力系统有下列的优缺点。1.优点(1)效率高、能量消耗少;(2)系统内部采用刚性连接,反应灵敏,滞后小,驾驶员的“路感”好;(3)结构简单,质量小;(4)系统便于集成,整体尺寸减小;省去了油泵和辅助管路,总布置更加方便;(5)无液压元件,对环境污染少。2.缺点(1)直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小,难以用于大型车辆;(2)减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性,正确匹配整车性能至关重要;(3)使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件,增加了系统的成本。线控转向系统线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶状况,通过数据线将信号传递给车载电脑,电脑据此做出判断并控制液压激励器提供相应的转向力,使转向轮偏转相应角度实现转向。下图4为线控转向的组成示意框图。 图4线控转向组成示意框图Fig4 By-wire steering system diagram第三章 汽车转向系统检测与维修汽车转向系的性能直接关系到汽车行驶的稳定性和安全性。汽车在长期的运行中,前桥和转向系各零件会发生各种耗损,如磨损,变形,裂纹和车轮定位角改变。这些都会破坏正常运行,使汽车在行驶中,发生不同程度的转向沉重,方向不稳,行驶跑偏,前轮摇摆等故障。这将增加驾驶员的劳动强度,甚至影响到安全行驶,所以一定要重视转向系的维修与调整。常见的故障包括:转向沉重,转向盘自由行程过大和转向轮抖动。转向沉重 故障现象汽车行驶中,驾驶员向左、右转动转向盘时,感到沉重费力,无回正感;汽车低速转弯行驶和调头时,转动转向盘感到非常沉重,甚至打不动。 故障原因及处理办法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准,转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有:(1)转向轮轮胎气压不足,应按规定充气。(2)转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准,应校正车轴和车架,并重新调整转向轮定位。(3)转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧,应予调整。(4)转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小,应予调整。(5)转向器缺油或无油,应按规定添加润滑油。(6)转向器壳体变形,应予校正。(7)转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦,应予修理。(8)转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油,应予调整或添加润滑脂。(9)转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油,或转向节止推轴承缺油,应予调整或添加润滑脂等。方向盘自由行程过大 故障现象汽车保持直线行驶位置静止不动时,转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大,需用较大的幅度转动转向盘,方能控制汽车的行驶方向;而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。 故障原因及处理办法转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动轴中—处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有:(1)转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷,应予调整或更换。(2)转向盘与转向轴连接部位松旷,应予调整。(3)转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷,应予调整。(4)纵、横拉杆球头连接部位松旷,应予调整或更换。(5)纵、横拉杆臂与转向节连接松旷,应予调整或更换。(6)转向节主销与衬套磨损后松旷,应予更换。(7)车轮轮毂轴承间隙过大,应予更换等。转向轮抖动 故障现象汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时,出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。尤其是高速时,转向轮摆振严重,握转向盘的手有麻木感,甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。 故障原因及处理办法转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准,转向系连接部件之间出现松旷,旋转部件动不平衡。具体原因主要有:(1)转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷,应予校正动平衡或更换轴承。(2)转向轮使用翻新轮胎,应予更换。(3)两转向轮的定位不正确,应予调整或更换部件。(4)转向系与悬挂的运动发生干涉,应予更换部件。(5)转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大,应予调整或更换轴承。(6)转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷,应予调整或更换。(7)转向器在车架上的连接松动,应予紧固。(8)转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一,应予更换。(9)转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷,应予紧固或调整。(10)转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一,应予更换等。助力转向机构检测与维修大多数中级以上的现代轿车,为同时满足转向省力和转向灵敏度的要求,普遍采用液压式动力转向系统。按时和正确的维护是转向系统能正常工作,减小故障和延长使用寿命的主要手段,是保证行车安全的重要措施之一。1.油液的及时补充和更换(1)经常检查储液罐的液面高度是否在油位标志的范围。检查时要注意热和冷标志。如果发现油液面高度低于规定标志时,要及时补充。还应该经常注意观察油液中是否有泡沫,有则说明系统内有空气或者液面太低,要排气或者补充油液。油液在使用和存放过程中,其品质会不断下降,严重时会直接影响转向系统的工作,甚至引起故障。故必须保障使用保质期内的油液,并按照油液使用说明书规定的行驶里程定期更换。必须使用指定的油液,不能随意更换。同时注意不能将两种不同的油液混合使用。(2)油液的排放和加注。把车水平停放,顶起前桥,支撑好汽车,是方向盘处于中间位置,打开储液罐的盖,排出罐内油液。(3)系统排气的方法。如发现系统内有空气,或者更换油液和维修液压回路时,应对系统进行排气。方法如下:把车水平停放,顶起前桥,支撑好汽车。将油液补充到标定范围,如发现下降,应及时补充足。重新接上高压线,启动发动机并使之怠速运转,将方向盘回转到左右极限位置数次,在这过程中,注意观察液面位置。2.动力转向系统的检查(1)方向盘的检查检查自由间隙。在发动机熄火,方向盘处于中间位置时,用拉力计沿方向盘的切线方向施加5N的拉力,检查方向盘的自由间隙,标准值为25-50mm。如不符合,检查转向器齿轮的啮合间隙和传动机构球头的间隙。检查回正性能。此项检查需在宽阔的场地路试,实验前应确保轮胎气压正常。首先慢性,分别向左,向右轻轻地小角度转向,检查左右转向力有无明显的不同及方向盘的回正情况,不正常则维修。如果正常,以35km/h的速度行驶,将方向盘顺(逆)时针转过90°,1-2s后放开方向盘,如果回正度超过70°,说明其回正性能良好。检查原地转向力。将汽车停于硬质的平面上,确保轮胎气压符合要求,使方向盘处于中间位置。起动发动机,使之怠速运转。用拉力计顺时针和逆时针分别拉动方向盘115度,切向力应小于37N。如果拉力过大,则检查油泵的皮带是否过松,损坏,油液是否不足,系统内有无空气,软管是否扭曲等。(2)系统油压的测试油压测试的目的是检查液压系统及其主要元件的性能。在测试之前,应确保油泵的驱动装置是正常的。检测时,在油泵出口与转向器进口之间连接专用的测试工具,连接顺序为油泵出油口-压力表-关闭阀-转向器进油口。起动发动机,对系统进行排气,并把油液补充到标志范围,原地左,右转动方向盘几次,使油温升高到50-60℃,然后让发动机怠速运转,依次做下面的检查。检查油泵的输出压力。关闭阀门,此时表上的压力即为泵的输出压力,标准值不小于8MPa。如果过低,说明油泵内部泄露严重,应大修或更换油泵。检查不同转速下系统的压力差。完全开通阀门,提高发动机转速,分别记录发动机转速为1000r/min和3000r/min时的压力值,两者之差应小于,如果不符合,则应维修或更换流量控制阀。检查无负荷时的压力。完全开通阀门,此时系统处于无负荷状态,压力值标准为。油压如果过大,说明液压系统内部有堵塞。检查方向盘极限位置的压力。完全开通阀门,原地分别向左和向右转动方向盘极限位置,此时表上的压力值不应小于8MPa,如果压力过小,说明转向器内漏严重,需要大修或者更换。转向压力开关的检测。油泵上安装有一路开关,其作用是,当汽车在发动机怠速或者低速转弯时接通,提高发动机的怠速转速。使发动机熄火,拨开压力开关的接头,在油泵的插座上连接欧姆表,再重新起动发动机。逐渐关闭阀门,使油压升高,然后观察开关接通时的压力值是否为115-210MPa,逐渐打开阀门,使油压降低,然后观察开关接通时的压力值是否为107-112MPa。如果有一项不符合,更换开关。压力检查完后,拆下专用测试工具,接好油管后,要注意重新给系统排气,补足油液。 结论论文分析了不同种类汽车的转向系统,以及他们各自的工作原理和优缺点。最后分析了转向系统的常见故障,对不同的故障现象提出了各自的解决办法。论文在最后对液压助力转向机构的故障进行了特别的分析。致谢在学院学习生活的三年里,我在各位老师孜孜不倦地教诲下,通过自己的努力,顺利完成了大学三年的学习任务。首先,应当感谢学院的各级领导给我们营造了良好的学习氛围和舒适的生活环境,以及对我们学业上的重视与关怀,特别是对本次毕业设计给予了大量人力、物力的支持。在本次毕业设计中,我的指导教师严谨细致、不辞辛劳和精益求精的教学态度,使我深受感动,这对我在本次毕业设计中取得的成绩起了决定性的作用,在此致以衷心的感谢。当然,也要感谢在设计中关心帮助过我的各位同学。我知道我的这次设计还存在着许多缺陷和不完善的地方,将会在今后的生活和工作中不断的去学习。参考文献[1] 丛树林,张彬.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2011.[2] 陈德阳.汽车底盘构造图册.北京:人民交通出版社.2010.[3] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(上册)[M].北京:机械工业出版社.2010.[4] 蔡兴旺.付晓光.汽车构造与原理(下册)[M].北京:机械工业出版社.2010.[5] 屠卫星.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2010.[6] 李家本.汽车底盘构造与维修实训[M].北京:中央广播电视大学出版社.2010.[7] 宋年秀,王东杰,刘超.图解汽车底盘构造与拆装[M].北京:中国电力出版社.2008.[8] 图解新型汽车底盘构造与拆装[M].北京:机械出版社.2011.[9] 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解[M].北京:电子工业出版社.2009.[10] 刘文苹.汽车底盘构造与检修[M].北京:化学工业出版社.2010.[11] 张立飞,赵健.汽车底盘构造与维修[M]. 北京:北京理工大学出版社.2010.[12] 黄华友.汽车底盘构造与维修[M].北京:电子工业出版社.2010.[13] 孔令来.汽车底盘构造与维修[M].北京:机械工业出版社.2010.[14] 王家青.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社.2011.
利用尾气分析发动机的故障有一辆1995年生产的尼桑蓝鸟轿车,故障现象是冷车时挂挡后踩油门有轻微的冲击,怠速不良,做过许多检查和修理,始终不能解决问题。该车最初进厂修理是因为冲洗发动机后不能着车,拖进厂后检查发现点火系统进水,进行请洁干燥之后重新装复,车虽然着了,但是怠速有些不稳。经过检查发现高压线有漏电现象,分火头和分电器盖也有些烧蚀。征得用户同意后对上述部件进行了更换,发动机故障基本排除,但用户反映车不好用,冷车挂档后踩油门有轻微的冲击。虽然故障现象非常不明显,但用户执意要求检修,并声称如果问题不能解决,就要把前面的修理费用免掉。我接到这辆车时正是热车,由于一时不能验证故障现象,便先根据用户描述的情况进行分析,认为故障可能出在油路上。随后在热车状态下进行无负荷测试尾气,测试结果如下:怠速时HC为275ppm(标准值为220ppm),CO为%(标准值为%);高怠速时HC为120—150ppm,CO为%一%(该厂仅有一台两气废气分析仪)。测量气缸压力,各缸压力正常。进行气缸功率平衡测试,各缸工作都正常。进行断缸测试,各缸HC和CO值变化都一样。从上面的数据当中是否可以发现问题呢7当然可以。尽管两气尾气分析仪本身没有数据分析和混合比浓度测试的功能(一般四气尾气分析仪可以通过CO,、O2以及过量空气系数入直接看出混合比浓度),但通过数据可以看出,这辆车的尾气排放偏低,对于没有安装氧传感器和三元催化器的车辆来说是太低了。CO含量高一般是因为混合比偏浓,而CO含量太低的一个主要原因是混合比偏稀。根据这个思路,我将该车的尾气调高,将CO调到,HC调到200ppm。当车完全冷却后再次进行检测,尾气排放没有超标,原来的故障现象也彻底消失了。各系统故障的方法,其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价。尾气分析的主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化转化器转化效率等,主要的分析参数有CO、HC、CO2,和O2等的含量,还有空燃比(A/F)或过量空气系数入。尾气分析的项目如表1所示。二、尾气分析的基本规则HC和O2的读数高,是由点火系统不良或混合气过稀失火引起的。当测试的CO、HC值高,而C02、02值低时,表明发动机工作混合气很浓。如果燃烧室中没有足够的氧气保证正常燃烧,通常情况下,CO2的读数和CO的读数相反。燃烧越完全,CO2的读数就越高,其最大值在%—%之间,此时CO的读数应该等于或接近于的读数是最有用的诊断数据之—,02的读数和其它3个读数一起,能帮助找出故障诊断的难点。通常,装有催化转化器的汽车,O2的读数应该是%—%,说明发动机燃烧很好,只有少量未燃烧的02通过气缸排出。如果02的读数小于%,则说明混合气太浓,不利于燃烧。如果02的读数超过2%,则说明混合气太稀。利用功率平衡试验(根据制造厂的使用说明)和四气尾气分析仪的读数,可以看出每个缸的工作状况。如果每个缸C0和C02的读数都下降,HC和C02的读数都上升,且上升和下降的量都一样,则证明每个缸都工作正常。如果只有一个缸的变化很小,其它缸都一样,则表明这个缸点火或燃烧不正常。一个调整好的闭环控制电控汽车的尾气排放中,HC的含量大约为55~100ppm,CO应低于%,O2为%~%,C02为%~%。汽车尾气测试值与系统故障的判断分析如表2所示。三、几种常见的气分析仪汽车尾气分析仪有两气、四气和五气等多种类型,下面分别进行介绍。两气尾气分析仪两气尾气分析仪是用来测量汽车尾气排放中C0和HC的体积分数的。但是,如果一辆车的排气管或尾气分析仪的测量管路有泄漏,那么所检测到的就是被外部空气稀释了的尾气,C0和HC的测量值将降低,自然就不能反映尾气的真实含量。目前国内所用的两气尾气分析仪大多都不具有检查自身泄漏的功能,因此即使用两气尾气分析仪测量车辆尾气,也不能真实地反映出发动机的故障来。2.四气尾气分析仪随着装有三元催化转化器和电子控制系统汽车的增多,汽车的排放标准也更加严格,因此需要更精确地测量尾气并诊断车辆排放超标的原因。四气尾气分析仪不仅具备两气尾气分析仪的所有功能,而且还能进行故障诊断和分析,它除了能测量C0和HC外,还能测量C02和02、发动机油温、转速等,以及计算过量空气系数入和空燃比A/F等。所以四气尾气分析仪不仅可作为环保检测仪器使用,作为发动机故障检测分析的诊断工具也非常有用。对于几种尾气的分析,前面我们已经做过阐述,在这里只对过星空气系数入进行简要的说明。过星空气系数入可以直观地告诉我们空燃比的情况,从理论上讲,混合气的过星空气系数入=1最为标准,但实际上不可能没有变化,所以一般情况下入被设计为—(有些车有具体说明),可以看成是理想的匹配。若入大于该值,说明空燃比过大,混合气过稀;若入小于该值,则为空燃比过小,混合气过浓。四气尾气分析仪还可提供发动机转速(RPM)和发动机温度(TEMP)参数,作为故障诊断时的参考数据o五气尾气分析仪当C0和HC降低时,可能会引起尾气中的N0x浓度升高,若要监测N0x的浓度,就得使用五气尾气分析仪。而且,N0x常常是在高温大负荷的情况下产生的,若没有底盘测功机,就只能靠路试去测量。四、几个应用实例一辆捷达轿车,装备ATK新2气门发动机,配有三元催化转换器。用户反映该车发动机工作不稳,测量尾气排放严重超标。捷达新2气门ATK发动机采用电子控制多点顺序燃油喷射管理系统,该系统是一个集喷油、点火、怠速、爆震、空调、自我诊断及陂行回家等功能于一体的闭环集中控制系统。根据该车故障现象,首先检查火花塞,发现火花塞间隙偏大,更换新件后,尾气排放情况略有好转,但未得到明显改善。连接故障诊断仪V.A.G1552对发动机电控系统进行检测,调出1个故障码(氧传感器)。按故障码的提示,检查氧传感器至发动机电脑的连接线束,未发现短路、断路情况,于是将氧传感器更换。随后试车,继续测量尾气,尾气排放指标依然偏高,但发动机电控系统已无故障显示。用燃油压力表测量喷射系统压力,发动机怠速时油压为250kPa,急加速时为300kPa;关闭点火开关10min后,系统保持压力为200kPa,以上各项数据均正常。接下来拆下喷油嘴进行超声波清洗,测量其电阻值为15Ω,也符合标准。连接压力机,观察喷油嘴雾化状态良好,检查喷油嘴连接线束,也无短路、断路情况。继续检查点火系统,用万用表测量点火线圈、高压线电阻均正常。将发动机恢复后试车,故障依旧。用V.A.G1552查寻故障存储,仍没有故障码出现。在读取测量数据时,观察到氧传感器信号电压在—之间变动,属正常;进气压力传感器的数据也符合标准。于是怀疑三元催化转换器有问题,将其更换后试车,尾气排放依然超标。检查配气相位,正时标记正确;怀疑汽油质量有问题,清洗油箱及管路并更换优质汽油后,情况丝毫不见好转。经仔细观察发现:如果起动发动机后怠速运转而不进行路试,尾气排放基本合格;路试约2km后尾气排放指标升高;若每次起动间隔时间超过30min,怠速测量基本合格。根据上述情况,决定更换发动机电脑,但将电脑更换了也无济于事。其它部分是否存在问题呢?于是抱着试试看的想法,拆下排气歧管进行检查,并与新的排气歧管进行比较,发现该车氧传感器的排气取样孔偏小。换上新的排气歧管进行尾气检测,各项指标显著降低。对该车进行路试,尾气排放依然合格。恢复该车所换的其它配件,继续试车,尾气排放始终未超标。由此可以断定,故障部位就在氧传感器排气取样孔。由于从气缸内排出的废气处于高速流动状态,行至氧传感器取样孔处时形成涡流,导致排出的废气不能及时在此处更新,使氧传感器不能准确地向发动机电脑反馈同步信号,造成发动机电脑不能根据实际工况对喷油脉宽进行正确修正,最终出现发动机工作异常,尾气排放严重超标的故障。有一个时期,曾有一批车出现过此类故障,都是由于进行尾气改造后,氧传感器取样孔打得不合适,导致氧传感器不能有效采集尾气,造成信号失准。一辆装备5S—FE发动机的丰田佳美轿车,发动机怠速不稳,经常熄火。该车采用TCCS发动机电子控制系统。首先调取故障代码,仪表板上的发动机故障指示灯显示为正常代码。用四气尾气分析仪进行检测,仪器显示的检测结果如表3所示。由检测结果可以看出:HC和02都较高,这是空燃比失衡的一个重要特征;C0值较低,而C02在峰值,这说明可燃混合气已充分燃烧,点火系统应该不会有什么问题;入值较高。综合分析表明,该发动机工作时的混合气偏稀,因此应从进气系统和供油系统着手进行故障检查。对车辆进行检测:真空管无漏气、错插现象;PCV阀密封良好,机油尺插口良好。起动发动机,将化油器清洗剂喷在进气管垫和EGR阀周围,发现随着转速上升,怠速逐渐稳定。取下EGR阀,发现针阀周围有少量积碳,EGR阀通道上有很多积碳,针阀不能落入阀座,致使进气歧管的混合气被废气稀释,从而怠速不稳,发动机容易熄火。对EGR阀进行彻底清洗,并换上新垫,起动发动机,一切恢复正常。再次用尾气分析仪进行检测,结果如表4所示,所有数据都在标准范围之内,故障排除。从这个故障诊断实例可以看出,在对有故障的车辆做完必要的常规检查之后,使用尾气分析仪可以很快发现故障的本质原因,缩小检修范围。一辆广东三星6510汽车,套装97款克菜斯勒道奇3.3L发动机,行驶里程为140000km。故障现象:挂档轻加油门至1200r/min时有时熄火,不熄火时怠速降至400—500r/min甚至更低;急加油门没有任何故障,熄火后起动容易。故障分析:试车过程中,没有明显的断油或断火的感觉,但总感觉进入的空气量不够用。经检查,怠速系统没有任何故障,怠速马达在其它修理厂进行过替换试验,没有问题;节气门体也进行过更换试验,没有问题;用额外补充进气量的办法(断开一个节气门体后面的真空管),同样没有解决任何问题。原地不挂档加油门试验,无论怎样试验均没有任何故障征兆,发动机转速从1200r/min到800r/min下降非常平稳。怀疑是进气压力传感器有故障,有可能缓加油门时不能很好地感知进气量,所以使用检测仪的数据流功能,对各个数据进行实时观察,没发现有错误的数据流,MAP数值正常。对供油系统和点火系统进行仔细检查和测量,均没有发现任何故障。到现在为止应该说仅是凭经验感觉一点故障线索,那就是感觉好像进气量太少。既然怀疑是因为进气量太少造成的故障,那么通过尾气检测一定可以发现一些线索,所以对尾气进行了测量,怠速时的检测结果如表5所示。通过测量结果我们可以发现,混合气偏稀(入大于),燃烧比较好 (CO2较高,接近于15%)。通过上面的分析,可以间接证明该车进气或者供油系统有故障。为了检验这一分析,将所有影响进气量或感知进气量的元件一一列出,采取逐步分析排除的办法确定故障元件。这些元件有:怠速马达、节气门体及其传感器、MAP传感器、EGR阀。前几种元件已经检验和试验过, 目前只剩下EGR阀没进行过检验。EGR排气再循环阀的功用是在发动机工作过程中,将一部分废气引到吸入的新鲜空气(或混合气)中返回气缸进行再循环,以减少N0x的排放量。因为N0x主要是在高温富氧条件下生成的,废气为惰性气体,在燃烧过程中吸收热量,这样将降低最高燃烧温度,也减少了N0x的生成量。但是过度的排气再循环会影响发动机的正常运行,特别是在怠速、低速小负荷及发动机冷态运行时,参与再循环的废气会明显降低发动机的性能。因此应根据工况及工作条件的变化,自动调整参与再循环的废气量。根据发动机结构不同,进入进气歧管的废气量一般控制在6%—13%之间。在EGR系统中,通过一个特殊的通道将排气歧管与进气歧管连通,在该通道上装有EGR阀,通过控制EGR阀的开度来控制参与再循环的废气量(如图1所示)。EGR阀开启或关闭是由阀上方真空气室的真空度来控制的,而真空度则由受ECU控制的EGR真空电磁阀控制。EGR电磁阀受ECU控制,ECU根据发动机转速、空气流量、进气管压力、温度等信号控制EGR电磁线圈通电时间的长短,以此来控制进入EGR阀真空气室上方的真空度,从而控制EGR阀的开度,改变参与再循环的废气量。装有背压修正阀的EGR排气再循环系统,在EGR(真空)电磁阀与EGR阀间的真空管路中装有一个背压修正阀,其功用是根据排气歧管中的背压附加控制月F气再循环。即当发动机在小负荷工况,排气背压低时,背压修正阀保持EGR阀处于关闭状态,不进行排气再循环;只有在发动机负荷增大,排气歧管背压增大时,背压修正阀才允许EGR阀打开,进行排气再循环。排气歧管的背压通过管路作用在背压修正阀的背压气室下方,当发动机处于小负荷工况,排气背压低时,在阀门弹簧的作用下气室膜片向下移动,使修正阀门关闭真空通道,此时EGR阀在其阀门弹簧作用下保持关闭,因而不进行排气再循环;当发动机负荷增大,排气歧管背压升高时,修正阀背压气室下方的背压升高,使膜片克服阀门弹簧弹力向上运动,将修正阀门打开,由EGR电磁阀控制的真空通过背压修正阀进入EGR阀上方真空气室,将EGR阀吸开,月F气再循环通道打开,废气进行再循环。EGR电磁阀受ECU控市IJ,ECU根据转速信号、进气压力信号、水温信号、空气流量信号等,通过控制EGR电磁阀的开度来控制进入EGR阀的真空度,从而控制EGR阀的开度,改变参与再循环的废气量。通过上面的EGR阀工作原理分析可知,EGR在怠速工况和小负荷情况下是不参与工作的,否则会有一部分尾气进入燃烧室,不但会降低燃烧室的温度,还会恶化燃烧环境,阻碍新鲜空气的进入。故障排除:更换EGR阀,故障彻底消失。一辆奥迪A6轿车,装备2.8LJV6电控发动机,怠速时有轻微抖动,并且加速迟缓。故障检查:检测点火波形基本正常,但稍有不稳。测量尾气,C0为0.3%一0.5%,HC为200一500ppm,且在此范围内波动。用V.A.G1552检测仪检查,无故障代码输出。用V人.G1552故障检测仪进行数据流检测,发动机电控系统运行参数正常。检测结果分析:根据对客户的询问和加速迟缓的症状,应考虑对喷油器进行清洗;C0值正常,HC值虽然符合排放污染物的限制标准,但该车装有氧传感器和催化转化器,其C0值应低于0.5%,HC应低于100 ppm,而检测结果表明该车HC值高于此,标准且有波动,从出厂标准考虑为不正常,因此考虑发动机可能有失火现象,应进一步检查点火系统是否有轻微断路或短路,特别是短路故障。故障检修:清洗喷油器,观察各缸喷油器的雾化状况和流星的均匀性,均良好。检查点火系统,发现有一个缸的高压线有轻微短路(漏电)现象,为此更换了高压线。因火花塞间隙偏大,也同时更换了。复检发动机抖动稍有改善,但未彻底消除;尾气检查HC值下降不大,并仍有波动,分析认为故障仍可能是失火所致。为了进一步诊断故障,分别在左、右两侧月F气歧管氧传感器旁边的尾气检测口(该口通常用一个螺栓密封)进行检测,结果发现:左侧气缸排出的尾气C0值在0.5%左右,HC值在125ppm左右(因在催化转化器前测量,其值会比在月F气民管测量值稍高),且波动极小;右侧气缸排出的尾气中C0值也在0.5%左右,但HC值却在125—250ppm之间,且时有波动。因此间题应在右侧气缸中。为此检查右侧气缸的高压线和火花塞,发现第2缸火花塞的3个电极中有一个间隙过小,调整后重新安装,故障完全消除,尾气检测值也符合出厂标准。目前,安装催化转化器的车型越来越多,测量尾气有时比较困难,在不能很好分析故障的时候,可以尽量在催化转化器前方测量,这样可能更真实地反映发动机的排放情况。同时,还应将催化转化器前、后的测量结果加以比较,以便判断催化转化器的转化效率是否正常。一辆奔驰S320轿车,发动机怠速不稳,抖动严重,但加速正常。故障检测:调取该车故障代码,显示为正常代码;用示波器测试点火二次波形,结果正常;对各缸气缸压力进行测试,均在标准范围之内;进气及真空系统不漏气;用四气尾气分析仪检测尾气,发现怠速时数据很不稳定,第1组数据如表6所示,4种气体的检测数值全都较高。再次测试,其数据如表7所示。检测结果分析:将上述检测结果进行对比分析发现,HC和Co总是同时升高或降低,C02时高时低,燃烧效率很不稳定,02不能充分参与反应,数值一直较高。从而可以判定为混合气的形成与燃烧环境十分恶劣。推测是喷油器堵塞,导致喷油器针阀与阀座配合不密封,各缸喷油器在应该喷油时不喷油或少喷油,而在不需喷油时却持续喷油,因而造成供油不正常,致使4种气体的检测数据极不稳定。故障检修:做喷油脉冲宽度试验,怠速时为3.5ms,在正常范围内。拆下各缸喷油器检查,果然每个喷油器都有不同程度的堵塞。经过彻底清洗,装复试车,一切恢复正常。从该故障的检修过程可以看出,在燃油系统的检查中,利用尾气分析仪可以省去一些检修环节,如油压的测试,燃油泵、油压调节器和燃油滤请装置的检测。换个角度来考虑,假如在应急修理中,在未做相关检查之前,就用尾气分析仪进行检测,也许在诊断一开始就能找到故障点。一辆奥迪100型轿车,装备2.6LV6电控发动机,运转时严重抖动,加速无力,排气管排出的气体气味呛人。故障检测:用V.A.G1552微机故障检测仪对发动机电控系统进行检测,存在故障代码,故障代码的含义是“右侧燃油自适应修正已达极限”。用V.A.G1552微机故障诊断仪对发动机电控系统进行数据流检测,发现左、右两侧的燃油修正因数相差过大,左侧为—3.8%—0%,而右侧为10%—12.9%。用发动机综合分析仪检查点火系统并进行气缸压力分析,发现第3缸点火波形的击穿电压较低,且该缸气缸压力偏低(气缸压力相差过大也会导致发动机抖动)。用尾气分析仪检测尾气,Co为0.9%—1.3%, 而HC高达2800—2900 PPmo检测结果分析:根据检测结果可认为右侧混合气过稀,控制电脑对右侧燃油系统进行连续加浓且已达到修正极限。为判断是否是由于右侧氧传感器的信号导致这种结果,先对左、右两侧的氧传感器信号及其对空燃比变化的反应、电控单元对氧传感器信号变化的响应能力进行测试。为此,人为地制造混合气过浓和过稀的状态,发现氧传感器和电控单元的功能均正常,因此可以认为故障是控制系统以外的原因导致的。根据上述检测结果,点火波形基本正常,可以认为点火系统正常,但HC过高表示失火,因此可以认为这种失火很可能是由于混合气过稀,超出着火界限所致。但从尾气中的Co值看,实际混合气并不过稀,因此判断故障很可能是进气系统漏气所致。测量气缸压力,发现第3缸压力比其它缸低约100kPao故障检修:在拆解进气歧管时,发现进气歧管垫的实际压合面宽度只有1mm左右(至少应有4—5mm),其原因是进气歧管的安装面为v形,在安装密封垫后,再安装进气歧管时,由于不小心使该垫下滑,从而减小了密封带,导致严重漏气,即使燃油修正已达到极限,但仍无法完全补偿,这是机械原因导致的故障。将上述故障点彻底排除后试车,故障排除。一辆上海别克G轿车,故障症状是发动机排气冒黑烟。诊断与排除:大修发动机后试车,开始时一切正常,只是排气管接口垫有些轻微漏气。继续试车发现,发动机热车后出现怠速不稳、加速不畅现象,同时故障灯点亮报警。经检查,显示故障码为四131,即氧传感器故障。发动机热车运转时就车测量(不拔下括头),氧传感器电压为0.28V且不变化,更换一个氧传感器后,发动机刚着车时还好,但运转一会儿后故障重现,怠速不稳,排气管冒黑烟。拆下火花塞检查,发现已有积碳,更换一组新火花塞后,运转约半小时,怠速又不稳,检查火花塞又被积碳糊死。此时故障灯再次点亮,经检查显示故障码P0171,即混合气太稀。因更换氧传感器后故障不但没有好转反而加重,所以修理工认为故障不在氧传感器。经测量,油压正常,又检查、试换7空气流星、水温、节气门位置等传感器,故障始终未能排除,于是回过头来再检查新换的氧传感器。经就车测量,氧传感器电压为0.18V左右,与用检测仪查到的数据相同,证明检测仪可以完全接收到氧传感器电压。断开氧传感器括头,测量PCM端接线,电压只有0.32V(理论值为0.45V),于是怀疑电路有故障或PCM损坏。用尾气分析仪检查尾气,发现在怠速时C0含量接近4%,HC达到300ppm左右。通过尾气分析可以认为此时的混合气不是太浓。就车测量氧传感器,电压仍旧很低(这种现象又可以解释为混合气过稀)。断开氧传感器括头,用数字万用表测量PCM端电压为0.44V,说明线路及PCM基本情况正常。为什么会出现浓、稀两种截然不同的解释呢7难道是新换的氧传感器有故障7于是,使用模拟器模拟氧传感器数值的功能。将模拟器的绿色氧传感器专用线和黑色连线连接在车上氧传感器的输出回路上;将中间功能选择开关置于Knock/0xy位置;将右侧功能选择开关置于VoHs/0xy位置;使发动机起动运转,然后打开SST皿,此时SST皿4寄产生一个0.15V的恒定的连续信号来模拟稀混合气状态下的氧传感器发出的信号;按下模拟器上方的“0(y”键,模拟器将产生一个0.85V的恒定的连续信号来模拟浓混合气状态下的氧传感器发出的信号;在使用模拟器模拟7氧传感器后,再用检测仪读取数据流,发现氧传感器的输入信号也一同变化;当模拟器的电压较长时间为0.85V时,观察尾气的C0值降为0.65%,说明PCM对系统的控制完好,故障原因还是在氧传感器。将氧传感器安装到其它车辆上进行试验,没有发现任何故障,数据流、燃烧、尾气、行驶都很正常。通过上面的试验可以证明:系统几乎没有故障,问题的原因在于氧传感器信号。因为此车有漏气现象,会不会是因为排气包漏气,导致排气包中形成负压,将外界的真空引进排气系统当中了呢7经检查ldF气系统确有漏气之处,将排气管修好之后试车,故障排除。
你是。。。。。我们老师也布置了这作业,顺便发到我邮箱吧,,,,谢谢啦,
没有范文哦,我们只有原创的,如果需要就看我名联系我吧
轻型电动车设计方案摘要随着科学技术的进步,交通工具越来越发达。但是它给人们带来便捷的同时,作为其动力的石油资源开始枯竭。人们意识到环境污染的严重性,已开始实施环保政策,治理大气污染,并积极探索新型无污染能源,因此,电动车越来越被人们所关注。结合电动车的历史与现状,本文全面分析了电动车国内外发展趋势。经过比较分析,充分考虑到影响轻型电动车性能的各种因素,设计出自己的轻型电动车整车结构,并完成驱动、制动控制系统的设计以及充电电池、电动机等主要部件的设计,形成控制器的初步设计方案。关键词:轻型 电动车 巡逻车 设计AbstractWith the progress of science and technology, the means of transportation is more and more developed. But it brings for people convenient at the same time, be its dynamical petroleum resources to start to be dried up. People realize the severity of the environmental pollution, have already begun to implement the environmental protection policy, manage the air pollution, and explore the new-type pollution-free energy actively. So the electronic bicycle is being paid close attention to by people. Combine the historical current situation of the electronic bicycle, this paper has analysed the domestic and international development trend of electronic bicycle in an all-round way. Through comparative analysis , I fully consider that influences various kinds of factors of electronic climbing bicycle performance , design my own electronic climbing bicycle completed car structure , and complete to drive, apply the brake design , rechargeable battery and motor of control system main selecting type of part to finish, form the preliminary design plan of the controllerKeyword:Electronic bicycle Dsign目录第一章 绪论 引言 国内外电动车的发展及现状 我国电动车产业的现状: 国外电动车的发展及现状 发展电动车的必要性和有利条件 设计任务 8第二章 电动自行车关键技术概况 电动自行车电机 电动自行车电池 镉镍电池 氢镍电池 铁镍电池 铅酸电池 电池选用情况 车架 电动自行车的控制器 控制器的介绍 智能控制器的实现方案 电机调速方案 电机及控制器保护方案 蓄电池欠压保护方案 刹车控制方案 系统程序流程 控制器结构原理图 17第三章 整车方案选择 车架造型的选择与创新 有限元素法 蓄电池安装设计 其他另部件选择对整车影响 总体设计方案的选择 21第四章 动力系统设计 阻力分析 滚动阻力F 空气阻力R 坡度阻力f 加速阻力j 电机的选择 蓄电池规格选择 29第五章 整车设计及性能分析 整车设计 车架强度的校核 电动车是否会翻倾的校核 电动车上下坡翻倾校核 侧倾校核 制动翻倾性和加速翻倾性校核 减震弹簧的设计 骑行速度校核 转向系统校核 34第六章 总结与展望 总结 展望 35致谢 36参考文献 37第一章 绪论引言中国是一个名副其实的自行车大国,自行车与老百姓的关系十分地密切,可以这样说,只要有路的地方,总能见到骑自行车的人。虽然中国人均自行车占有量高居世界首位,但是,每年仍维持着3200万辆的产量,而市场需求也达到了2900万辆。如此巨大的市场对任何一种自行车相关联的产品都是极具吸引力的。随着社会的发展,人民生活水平的提高,民众对交通工具的需求也在提高。目就,很多大中城市对摩托车上路实施严格控制,为弥补公共交通能力上的不足,一种单缸二冲程燃油型助力车大量面市。它的出现的确给城市居民的生活和工作带来了方便,但这种燃油型助力车也给城市的空气带来严重的污染。不仅如此,几十万个小汽油桶存放在千家万户内,消防工作也十分繁重。80年代曾一度兴起的电动车开发与研究,大有一统天下之势。当时电动车存在的问题很多:电机效率低、电池寿命短、电池比能量不高,很快地便冷落下来。其后,每当有新技术出现时,便会立即在电动车上使用(包括电动汽车领域)。电动车的发展经历了三起两落,人们始终没有放弃对它的研究。随着科学技术的发展,90年代中后期,电机制作技术有了突破性进展,传动和控制系统更加轻便可靠,蕾电池技术也取得了长足的进步,所有这些为电动自行车的第三次腾飞打下了坚实的基础。由于电动自行车具有无废气污染、无嗓音、轻便美观等特点,特别适合在人口较集中的大中城市中使用,故受到欧美、日本等西方国家青睐。在欧洲,电动自行车是供人们休闲使用;在日本,主要是妇女和儿童骑行。他们对电动自行车的要求相对较低。例如:电池一次全充电,续驶里程在20kM以上,时速在20hm/h以下即可。为达到这些要求,蓄电池很容易满足其要求。在中国,自行车是作为代步工具使用的。在一些大城市,职工上下班来回行走几十公里,对于一次充电仅能行驶20km的电动自行车显然不能满足要求,为保证行驶里程长,就要加大电池容量,电池容量增加,电池体积、重量、价格等都要增加。另外还有一个如何正确驾驶电动自行车的问题。这要从两个方面来看,首先它不同于自行车,因为它不是单纯依靠人力使车辆行驶;其次它不同于全电动车,当其电池没有电的时候,可以借助人力继续行驶。由此可见,电动自行车对骑行者的素质要求较高。电动自行车生产厂家,应指导用户正确使用电动自行车。国内外电动自行车的发展及现状我国电动自行车产业的现状:一、 据不完全统计,目前我国电动自行车生产企业有464家,分布在15省、市。去年中自协联同各省市协会对226家企业统计,电动自行车产量达399.72万辆。根据统计分析有以下几个特点:(一)、规模扩大,产量增长,但形成经济规模的企业依然很少2004年我国电动自行车总产量增长幅度大,但是以众多厂家的增加而增长,不是靠规模厂家的增多而增长。真正形成较大规模的企业不多,很难压制众多小企业盲目加入,年产100辆、1000辆的企业依然存在。由于小企业数量越多,所以统一规范的难度也越大。所以希望有规模的企业在保证产品质量的前提下更要加快发展,这对企业和行业都有好处,提高竞争力,提高市场占有率,可以压制一些小企业的盲目加入。(二)、自行车企业生产电动自行车的依然不多,优势并不明显。虽然电动自行车是自行车的延伸产品,但从目前看自行车企业生产电动自行车优势并不明显。中自协226家电动自行车生产企业中原生产自行车的企业仅59家,占25%,总产量110万辆,占27.5%,其中年产1万辆的企业31家,占33%,由此表明优势不明显,还没有在电动自行车产业中形成主导地位。(三)、产品质量参差不齐,质量状况不容乐观。去年399.72万辆电动自行车中真正严格按国标GB1761(1999)《电动自行车安全通用技术标准》生产的比例不高,约占50%,从上海、天津、江苏、浙江的自行车展览会上展出的样车看,达标的品种并不多。从市场价格看,1500元/辆的在增多,有的甚至价格在1000元/辆以下。这些价格的下降不是通过管理的提高,生产规模的扩大,从而成本下降,而是不少企业通过配置质量低的零部件或低价原材料、简陋的生产来降成本,实现利润,所以质量较差。从近期的产品抽样结果可以证明,2004年国家自行车监测中心对40个企业产品抽检,合格率仅75%,不合格的25%对消费者来说就是100%;近期上海检测58个企业,合格率仅63.8%;徐州抽检的不合格率达50%;还有山东胶东地区抽查15个批次,合格率仅33%。这些数据应当引起我们企业的高度重视。这些不合格产品都有三个共同问题,一是产品超重、超速。二是踏板式车型多,脚踏离地高度不够,转弯时,脚踏触地。三是车架、前叉组合强度不够,导致严重断裂,个别产品甚至制动性能都不达标,都给产品使用带来安全隐患。所以近年来电动自行车的用户投诉量不断增长。产品出口也存在质量问题,导致退货。中自协为此已搞了一个“三包”规定,并报国家技术监督局。他们也十分重视,已提到议事日程,计划搞一个全国性的电动自行车产品“三包”规定。我们企业一定要把精力放到提高质量上来。当然我国电动自行车的总体质量水平在提高,我只是把问题提得重一些,希望引起企业重视。只有抓好产品质量的一致性、稳定性,才能真正促进行业的健康高效的发展。二、2005年我国电动自行车的发展趋势2004年的产量标志我国电动自行车已进入了发展阶段。展望2005年电动自行车在刺激需求和制约需求的矛盾中仍将有新的发展。拉动需求的因素是什么,有以下几点。(1)去年我国人均GDP已达到1000美元,预示社会需求将有一个升级,收入增高,需求势头自然高。有相当部分居民把电动自行车作为代步工具作为首选。今年3月份有关部门调查全国有63%的人收入稳定增加,而且有71%的群体认为现在是购买耐用消费品的最好时期。电动自行车自然也会受到影响,使一部分人由意向转为购买行动。(2)《道路交通安全法》将于5月1日正式实施,电动自行车可以以非机动车身份名正言顺地合法上路。无疑使一部分人把目光投向电动自行车。各地有关政府部门也有法可依,将放开对电动自行车的上路限制。国家技术监督局近期也将出台新的标准。所以企业的产品一定要符合标准,乘势而上。(3)中自协统计,到2004年全行业累计产销量达700万辆。仅去年一年就增加了400万辆,这表明使用电动自行车的人越来越多,城市拥有量迅速扩大,这无疑是一个很好的产品流动大广告,必将吸引市民的眼球,成为刺激购买欲的因素。(4)2002年8月北京市通告禁止电动自行车上牌上路,当时北京出台禁令后不久,太原、桂林、福州、温州等城市也出台了电动自行车上路禁令,这可能是巧合,但也不排除受北京市的影响。今年北京将允许电动自行车上路,这无疑带来正面影响,成为电动自行车需求扩大的有利因素。当然,我们还必须看到电动车产业发展中的负面因素。(1)今年国内的电力供应仍然紧张,钢材、塑料、橡胶原材料价格还将上涨。无疑要制约行业的发展。据有关部门预计,今年我国电力缺口达2000万千瓦以上,华东、华南、华北是缺口严重地区,而我国电动自行车主要产区正是这些地区。今年1-2月份钢材平均上涨39.7%,而且权威部门预示,钢材高价位还将持续4年以上。橡胶平均上涨11%。从全国其它强势行业看,去年我国汽车增长44.7%,拖拉机增长51%,机床增长54.3%,发电机增长148.2%,冶炼设备增长66.6%,这些强势行业的用材必将挤占电动自行车行业的用材,这些都将成为制约行业发展的外部因素。(2)从内部因素看,生产企业不规范行为也将制约发展。目前行业内有许多企业的产品未能达标。说明行业内一些企业的法制观念淡薄。市场经济是法制经济。如果道路上行驶的不达标电动自行车越来越多,非机动车和机动车混在一起,必将要引起交管部门的重视,规范的力度必然加大,到一定程度不达标电动车将受到限制,对行业来说是自毁前程。如按现状发展下去,我想断送电动自行车行业的时间不会很长,所以业内企业一定要高度重视这个问题,自觉遵纪守法,共同促进行业的健康发展。三、要把握落实科学发展观,促进电动自行车的发展中央十六大提出了科学发展观的理念。胡锦涛总书记在一次人和自然会议上也提出要树立落实科学发展观。我们对此要把握好二点:一是必须着力提高经济增长的质量、效益,努力实现速度、效益的统一,使经济保持可持续发展。二是要坚持理论与实践相结合,因地制宜,因时制宜,贯彻到各个方面。电动自行车行业如何落实呢?我认为①要努力提高电动自行车的产品质量,延长产品使用期;②提高管理水平、降低能源消耗、材料消耗,就目前我们行业的管理水平还是粗放型的,表现为耗能高、耗材高、效率低、效益低。国家统计局统计2003年我国国内生产总值达116694亿元,增长速度不小,但分析,我们消耗了26000万吨钢材,占世界的25%,8.2亿吨水泥,占世界的50%和2.5亿吨石油,换来了占世界总GDP的4%。所以我们的企业家要有社会责任感,电动自行车行业也如此。1)要通过科学、严格的管理提高质量,降低消耗,节约资源,努力达到可持续发展的目标。2)要开拓创新,电动自行车行业更要紧跟时代步伐,大力运用新技术、新材料、新工艺,延长产品使用周期,减少消耗,替换紧缺原材料等,牢固根据科学发展观,推动电动自行车产业的新发展。国外电动自行车的发展及现状日本是电动自行车商品化较早的国家之一。1994年4月雅马哈公司首先推出商品名为“PAS”的电动自行车。“PAS”Power Assistant System 的缩写。本田公司则于1995年2月亮出名为“RACOON”的电动自行车,据说在性能、结构上比雅马哈的略胜一筹。雅马哈、本田两家公司在争夺电动自行车市场的拼杀上已开始就进了白热化状态。三洋、松下、小松等公司不甘落后,纷纷亮出品牌打出广告,意欲抢占市场。据不完全统计,1994年雅马哈公司一统市场,生产销售了电动山地车3万辆;1995年本田和雅马哈展开拼搏,两家公司生产销售电动自行车合计达9万多辆,两方平分秋色;1996年更多的公司加入竞争行列,实现销售超过了20万辆,其中雅马哈公司销售了7万辆,本田公司销售了6万辆;近几年的销售又有了新的突破。至此,据统计日本电动自行车生产厂家从五年前的仅有一家发展到了十三家,年生产能力突破了40万辆。欧美等西方国家生产销售电动自行车也较早,如:德国MSG公司,Diamant公司,Hercules公司等很早就推出了“Cityblitz”,“Electry”等等品牌的电动自行车;英国的Aschbach公司,奥地利的Velectro公司,意大利的Montuori公司都有电动自行车问世。而美国的Charger 公司,ZAP公司,也都出品了电动自行车。不过欧美更注重开发电动汽车,相比之下电动自行车显得无足轻重了。从最近第五十七届米兰国际两轮车展览会上得到的消息,尽管目前电动自行车的发展还存在着诸多的制约因素,但对其发展前景还是普遍看好,许多企业在电动自行车辆的研究开发中倾注了较大的力量。在这次展览会上,一些国际知名公司像奔驰、雅马哈、比亚乔等都展示出了他们的各种新型电动自行车。从这次参展的国外部分品牌的电动自行车来看,目前国外电动自行车正朝着驱动无刷化、功能多样化、控制智能化方向发展。详见表1-1。公司 品牌 主要性能参数 主要特点德国奔驰 HybirdBike 重量;电机输出功率:220W;最大时速25Km/h;一次充电续行距离:20Km 车轮:26英寸;24V5Ah镍镉电池;无刷轮毂式电机驱动;脚踏来电;皮带传动加内齿圈增速飞轮。意大利比亚乔 Albatros重量28Kg;电机输出功率:250W;最大时速25Km/h;一次充电续行距离:30Km 车轮:26英寸;36V5Ah镍镉电池;“U”字形车架;外转子无刷直流电机前轮驱动;后轮配有内变速齿轮。日本雅马哈 PAS XPC26 重量;电机输出功率:235W;最大时速24Km/h;一次充电续行距离:40Km 车轮:26英寸;24V5Ah镍镉电池;典型的中轴驱动型电动自行车。美国PMI ContinentDove 重量32Kg;电机输出功率:180W;最大时速20Km/h;一次充电续行距离:30Km 车轮:24英寸;24V12Ah镍镉电池;后轮轮毂式电机驱动,造型流畅。国内大陆鸽、安琪儿均按此车款仿型设计。表1-1国外部分电动自行车性能在美国,电动自行车将可能拥有一个重要的市场,但是必须进行适当的宣传和推销工作。2002年,美国开始更改电动自行车的立法,电动自行车的市场地位有所变化。新的法规规定:电动自行车需具有脚蹬功能,电动机功率<750w,最高行驶速度<32km/h,可以像自行车那样骑行。美国连邦法[自行车]之定义即包含了以上这类电动自行车。该立法对于电动自行车来说是好消息,车辆可以允许有帽盔、后视镜等配置,并能在自行车道上行驶。按上述条例,电动自行车由有关的消费制品安全委员会 (Consumer Product Safety Commi sion——CPSC)管理。生产电动自行车的各企业的规章制度均应合乎此法规要求。将来电动自行车新法规,可能停止或取消二轮车的骑行规定中对低龄人群的骑行许可。很多州规定年龄在16岁以上才能取得骑行许可,也有些州规定是18岁。此法规将作为美国的电动自行车的使用规则,但很多消费者和商人对之尚未适应。美国市场现有的电动自行车不少是根据日本和欧洲的模式设计的,美国对于电动自行车功率末满的问题并未拒绝。然而,美国的有些电动自行车制造厂己对新的法规优势进行研究。目前,美国市场销售的电动自行车,很多是EvGlobal、Giant、Merida和松下Panasonic的产品。新加入销售行列的有Electric Vehicle Technolo—gies(EVT)、 The Electric cycl e Company(TECC)、wave Crest Laboratories 3家公司。EVT和TECC已按新法规进行产品生产。采用高技术电动机的wave Creast Laboratory则用美国军用特殊待制品中心的有利条件生产军用电动自行车。ETC、CurrieTechnologies和Zap目前生产的电动自行车主要是轻量电动踏板车。由于美国经济受伊拉克战事、恐怖活动、失业率等种种因素的影响,消费需求也随之减弱。 美国对电动自行车的认识现状是:电动自行车尚未被认作文通工具。目前,很多购买者将之当作一种休闲娱乐器具。此外,对于市场的细致分析也没有进行。实际情况是还有不少美国人对电动自行车的存在及其功能尚未注意,或者是还不了解。因而要开拓美国电动自行车市场首先要加强宣传和广为介绍电动自行车的功能及其特性和优点。在商品广告宣传方面美国是比较强的,美国有很多电视和杂志广告,还有有线电视、CS广播和互联网发布的新产品信息,商业信息量较大,例如对商品的使用方法、功效、功能等等都有详细的宣传和说明。但是,电动自行车行业还未很好地利用此种具有优势的广告手段,而是赖于当地的传媒、邮件及行业的宣传资料联络商人。在美国,电动自行车要打开市场,应当在适当的媒体上做适量的广告,互联网就是一个很好的选择。很多商品信息通过互联网与销售商进行勾通,并解决消费者对该商品的咨询等问题。关于美国电动自行车的实际销售量,由于尚无相关机构,因此很难统计出来。美国市场的很多电动自行车是从国外进口,据中国台湾有关媒体报道,2002年,台湾省向美国出口电动自行车3.7万辆,在中国大陆洁lJ造的Pauasent、Aprillia、Pri ma等外国品牌的电动自行车输入美国的数量不多。中国大陆制造的电动自行车很多是面向中国市场而设计的。而面向美国出口的产品,对于产品的技术条件(规格、性能等)要有若干变更,例如车子的载重量、功率、速度等,更重要的是要具有较高品质、竞争力强的产品,使美国市场乐意接受。电动踏板车、轻型电动踏板车则在美国市场呈继续上升趋势,它们处于电动二轮车的重要位置。Cycle Electric公司200l—2002年间共销售电动踏板车约27万辆。还有一些小型公司,如Currie、Bleady、EV Rider制造立乘式踏板车。中国大陆向美国出口的电动踏板车也较多。坐骑式踏板车作为短距离交通工具,在美国市场扩展很快。据称,中国有100家以上制造踏板车的工厂向美国出口产品。美国电动踏板车市场的进口供应厂商有中国台湾的JD Components和HCF两家公司,HCF的Po—lari s和Merctery型号在市场处于领先地位,川Components主要提供坐骑型踏板车。美国的电动自行车市场销售渠道尚未理顺,商品目录制作公司、联网销售店、自行车专业商店、批发商店、高尔大二轮车零售商、礼品商店、自由市场以至户外市场等等均可自由销售电动自行车(含电动踏板车)。目前,很多公司在研究、探索并确立较完善、较有秩序的电动自行车销售渠道。发展电动自行车的必要性和有利条件电动自行车在我国的发展虽然经历了数十年,历经曲折,但它能够在九十年代重新崛起,应该说有其客观的必要性和有了条件。
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1.作为动力源,发动机的工作性能和技术状况对车辆的安全性、燃油经济性和排放性能影响很大。 2.发动机故障在各类汽车故障中占有最大的比例,而且检测诊断和维修的难度大。 3.随着汽车排放法规的日益苛刻,当今的发动机采用了大量的新技术。
汽车因为车轮的转动才能够在道路上行驶,当汽车要停下来时,怎么办呢?驾驶者不可能像动画片中一样的把脚伸到地面去阻止汽车前进,这时候就得依靠车上的刹车装置,来使汽车的速度降低以及停止了。 刹车装置藉由刹车片和轮鼓或碟盘之间产生摩擦,并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。常见的刹车装置有“鼓式刹车”和“盘式刹车”二种型式,它们的基本特色如下: 一、鼓式刹车: 在车轮毂里面装设二个半圆型的刹车片,利用“杠杆原理”推动刹车片使刹车片与轮鼓内面接触而发生摩擦。 二、盘式刹车: 以刹车卡钳控制两片刹车片去夹住轮子上的刹车碟盘。在刹车片夹住碟盘时,其二者间会产生摩擦。 汽车在湿滑或结冰的低摩擦路面上行驶时,如果发生过度刹车的情况,则车轮会被刹车装置锁死而失去抓地力,导致车辆失去控制方向的能力。为了使车辆在这种危险的路面上能够有效控制前进的方向,于是研发出ABS“防抱死刹车系统”。 性能越来越强的ABS“防抱死刹车系统”,在游刃有余之际还可以让TCS-Traction Control System“循迹控制系统”和VSC-Vehicle Stability Control“车辆稳定控制系统”(等同于ESP)来控制车辆在行驶时的循迹性能,以及控制车辆在过弯时的稳定性能。 鼓式刹车应用在汽车上面已经近一世纪的历史了,但是由于它的可靠性以及强大的制动力,使得鼓式刹车现今仍配置在许多车型上 (多使用于后轮)。鼓式刹车是藉由液压将装置于刹车鼓内之刹车片往外推,使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生摩擦,而产生刹车的效果。 鼓式刹车的刹车鼓内面就是刹车装置产生刹车力矩的位置。在获得相同刹车力矩的情况下,鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车盘还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力,只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式刹车。 鼓式刹车的作用方式: 简单的说,鼓式刹车就是利用刹车鼓内静止的刹车片,去摩擦随着车轮转动的刹车鼓,以产生摩擦力使车轮转动速度降低的刹车装置。 在踩下刹车踏板时,脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞,刹车分泵的活塞再推动刹车片向外,使刹车片与刹车鼓的内面发生摩擦,并产生足够的摩擦力去降低车轮的转速,以达到刹车的目的。 鼓式刹车之优点: 1.有自动刹紧的作用,使刹车系统可以使用较低的油压,或是使用直径比刹车碟小很多的刹车鼓。 2.手刹车机构的安装容易。有些后轮装置盘式刹车的车型,会在刹车盘中心部位安装鼓式刹车的手刹车机构。 3.零件的加工与组成较为简单,而有较为低廉的制造成本。 鼓式刹车的缺点: 1.鼓式刹车的刹车鼓在受热后直径会增大,而造成踩下刹车踏板的行程加大,容易发生刹车反应不如预期的情况。因此在驾驶采用鼓式刹车的车辆时,要尽量避免连续刹车造成刹车片因高温而产生热衰退现象。 2.刹车系统反应较慢,刹车的踩踏力道较不易控制,不利于做高频率的刹车动作。 3.构造复杂零件多,刹车间隙须做调整,使得维修不易。 由于车辆的性能与行驶速度与日遽增,为增加车辆在高速行驶时刹车的稳定性,盘式刹车已成为当前刹车系统的主流。由于盘式刹车的刹车盘暴露在空气中,使得盘式刹车有优良的散热性,当车辆在高速状态做急刹车或在短时间内多次刹车,刹车的性能较不易衰退,可以让车辆获得较佳的刹车效果,以增进车辆的安全性。 并且由于盘式刹车的反应快速,有能力做高频率的刹车动作,因此许多车款采用盘式刹车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配,以满足此类系统需要快速做动的需求。 盘式刹车的作用方式: 顾名思义,盘式刹车以静止的刹车盘片,夹住随着轮胎转动的刹车碟盘以产生摩擦力,使车轮转动速度将低的刹车装置。 当踩下刹车踏板时,刹车总泵内的活塞会被推动,而在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到刹车卡钳上之刹车分泵的活塞,刹车分泵的活塞在受到压力后,会向外移动并推动刹车片去夹紧刹车盘,使得刹车片与刹车盘发生摩擦,以降低车轮转速,好让汽车减速或是停止。 盘式刹车的优点: 1.盘式刹车散热性较鼓式刹车佳,在连续踩踏刹车时比较不会造成刹车衰退而使刹车失灵的现象。 2.刹车盘在受热之后尺寸的改变并不使踩刹车踏板的行程增加。 3.盘式刹车系统的反应快速,可做高频率的刹车动作,因而较为符合ABS系统的需求。 4.盘式刹车没有鼓式刹车的自动煞紧作用,因此左右车轮的刹车力量比较平均。 5.因刹车盘的排水性较佳,可以降低因为水或泥沙造成刹车不良的情形。 6.与鼓式刹车相比较下,盘式刹车的构造简单,且容易维修。 盘式刹车的缺点: 1.因为没有鼓式刹车的自动煞紧作用,使盘式刹车的刹车力较鼓式刹车为低。 2.盘式刹车的刹车片与刹车盘之间的摩擦面积较鼓式刹车的小,使刹车的力量也比较小。 3.为改善上述盘式刹车的缺点,因此需较大的踩踏力量或是油压。因而必须使用直径较大的刹车盘,或是提高刹车系统的油压,以提高刹车的力量。 4. 手刹车装置不易安装,有些后轮使用盘式刹车的车型为此而加设一组鼓式刹车的手刹车机构。 5.刹车片之磨损较大,致更换频率可能较高。 [编辑本段]汽车零部件行业发展趋势 汽车零部件生产企业脱离整车企业并形成专业化零部件集团,正成为一种全球化趋势。国际著名的汽车及零部件企业,几乎都在中国建立了合资或独资企业,引进技术合资企业已超过1000家。国内一批科技含量高、效益好、规模大的汽车及零部件企业逐步成长起来。随着国际上汽车行业开始实行零部件“全球化采购”策略及国际跨国汽车企业推行本土化策略,国内市场将出现巨大的零部件配件缺口。到2010年,中国汽车零部件国内产值将达到7000亿元左右。 目前,虽然全球经济整体下滑,但根据近四到五年的实际采购实践,中国采购的成果并不像大量公司预测的那样乐观,几乎80%以上的公司没有达到他们采购量和采购降成本的目标。而随着人民币升值和出口退税率的下降,中国采购面临的压力更大,国际采购商已经将目光同时转移到越南、印度、泰国、澳大利亚等其它国家与地区。从以上看来,中国的汽车零部件产业在当前的金融危机下仍将加速增长。
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
ABS系统的结构组成及工作原理分析摘要:本文主要介绍汽车防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析,同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理,轮速传感器,液压控制装置的组成和原理;并能进行控制电路的分析。关键词:ABS系统 组成 原理 控制电路一、前言ABS(Anti-locked Braking System)防抱死制动系统,它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统,现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。表1 ABS系统各组成部件的功能组成元件功能传感器车速传感器检测车速,给ECU提供车速信号,用于滑移率控制方式轮速传感器检测车轮速度,给ECU提供轮速信号,各种控制方式均采用减速传感器检测制动时汽车的减速度,识别是否是冰雪等易滑路面,只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令,通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低液压泵受ECU控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压;在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中,将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。ABS警告灯ABS出现故障时,由EUC控制将其点亮,向驾驶员发出报警,并由ECU控制闪烁显示故障代码ECU接受车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析、判别、放大,由输出级输出控制指令,控制各种执行器工作二、电子控制系统2.1传感器的结构型式与工作原理(一) 转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的,当齿圈转动时,轮速传感器感应交流信号,输出到ABS电脑,提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。(二) 横向加速度传感器有一些ABS系统中装有横向加速度传感器,因里面主要开关触点组成,因而一般称为横向加速度开关。外形如图1所示。横向加速度低于限定值时,两触点都处于闭合状态,插头两端子通过开关内部构成回路,当汽车在高速急转弯过程中,横向加速度超过限定值时,开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态,插头两端子之间在开关内部形成断路,此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正,以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压,使ABS更有效地工作。此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。图1(三) 减速度传感器目前,在一些四轮驱动的汽车上,还装有汽车减速度传感器,又称G传感器。其作用是在汽车制动时,获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,在低附着系数路面上制动时,汽车减速度小,因而该信号送入ECU后,可以对路面进行区别,判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时,采取相应控制措施,以提高制动性能。减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。A.光电式减速度传感器汽车匀速行驶时,透光板静止不动。当汽车减速度时,透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大,透光板摆动位置越高,由于透光板的位置不同,允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同,使光电晶体管形成开和关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用,可将汽车的减速度区分为四个等级,此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。B.水银式减速度传感器水银式减速度传感器的基本结构如图所示,由玻璃管和水银组成。在低附着系数路面时汽车减速度小,水银在玻璃管内基本不动,开关在玻璃管内处于接通(ON)状态。在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大,水银在玻璃管内由于惯性作用前移,使玻璃管内的电路开关断开(OFF),如图2所示,此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。图2水银式汽车减速度传感器,不仅在前进方向起作用,在后退方向也能送出减速度信号。C.差动变压式减速度传感器2.2电子控制模块(电脑)的结构与工作原理ABS系统电子控制部分可分为电子控制器(ECU)、ABS控制模块、ABS计算机等,以下简称ECU。Ø ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成:1)轮速传感器的输入放大电路。2)运算电路。3)电磁阀控制电路。4)稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。各电路的连接方式如图3至5所示图3图4图5a) 轮速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的轮速传感器根据轮速输出交流信号,输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时,需要四个传感器,输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时,只需要三个传感器,输入放大电路也就成了三个。但是,要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。b) 运算电路运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算,以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分,计算出初始速度,再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算,则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号,对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。c) 电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号,控制通往电磁阀的电流。d) 稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所有5V稳压电压的同时,上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内,并对轮速传感器输入放大器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视,控制着电磁阀电动机和电磁阀。出现故障信号时,关闭电磁阀,停止ABS工作,返回常规制动状态,同时仪表板上的ABS警报灯点亮,让驾驶员知道有故障情况发生。Ø 安全保护电路ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。系统发生故障时,首先停止ABS工作,恢复常规制动状态,使仪表板上的ABS警报灯点亮,提示整个系统处于故障状态。现在的故障显示方法一般是通过ECU内部的发光二极管(LED)的闪烁、仪表板上的ABS警报灯的闪烁、或用专用的诊断装置加以显示。切断点火开关后故障显示内部消失,重新接通点火开关时若未发现故障,则认为系统正常,ABS可进行正常控制。具有专用诊断装置的ABS系统能够记忆故障内容,并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码,进行显示或消除。1.接通电源时的初始检查接通点火开关、ECU电源接通时,将检查下列项目。(1)微处理机功能检查①使监视器产生错误信息,让微处理机识别。②检查ROM区的数据,确认未发生变化。③对RAM区进行数据输入和输出,判断工作是否正常。④检查A/D转换的输入,判断是否正常。⑤检查微处理机间的信号传递,判断是否正常。(2)电磁阀动作检查使电磁阀产生动作,判断是否正常工作。(3)故障反馈电路功能检查由微处理机来识别故障反馈电路工作是否正常。2.汽车起步时的检查汽车起步时对重要的外围电路进行检查,若检查结果正常,ABS开始工作。(1)电磁阀功能检查①让电磁阀工作,判断是否正常。②比较各电磁阀的开、关电阻,判断电磁阀是否工作正常。(2)电动机动作检查使电动机运转,判断是否正常。(3)轮速传感器及输入放大电路的信号确认。确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。3.行驶中的定时检查(1)12V(载货车为24V)、5V电压监视识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。监视12V电压,并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况,然后加以分析识别。(2)电磁阀动作监视ABS系统工作过程中,电磁阀必定动作,ECU随时监视电磁阀的工作情况。(3)运算电路中运算结果的对比检查ECU内部通常设有二套运算电路,同时进行运算和传输数据,利用各自的运算结果相互比较、互相监视,能够确保可靠性,及早发现异常情况。另外,各种速度信号和输入、输出信号也在运算电路中相互比较,这些结果必须相同。(4)微处理机失控检查由监视电路判断微处理机工作是否正常。(5)脉冲信号的监视微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。(6)ROM数字的确定计算ROM数据之和,确认程序工作正常。4.自行诊断显示如果安全保护电路检查出有异常情况,则停止ABS系统的工作,返回原有的常规制动方式(不使用ABS),且ECU呈现故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用诊断装置发出故障信号,ECU根据这些信号显示出故障码。汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时,故障码也不一样。Ø ECU的工作原理ECU是ABS系统的控制中心,它的本质是微型数字计算机,一般是由两个微处理器和其他必要电路组成的、不可分解修理的整体单元,电脑的基本输入信号是四个轮速传感器送来的轮速信号,输出信号是:给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号,如图所示:1.ECU的防抱死控制功能电子控制模块(电脑)有连续监测四个轮速传感器速度信号的功能。电脑连续地检测来自全部四个轮速传感器传来的脉冲电信号,并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值,从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快,哪个车轮速度慢。电脑根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础,一旦判断出车轮将要抱死,它立刻就进入防抱死控制状态,向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压,以控制轮缸上油路的通、断。轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力,使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死(通与断的频率一般在3—12次/秒)。2.ECU的故障保护控制功能首先,电脑能对自身的工作进行监控。由于电脑中有两个微处理器,它们同时接受、处理相同的输入信号,用与系统中相关的状态——电脑的内部信号和产生的外部信号进行比较,看它们是否相同,从而对电脑本身进行校准。这种校准是连续的,如果不能同步,就说明电脑本身有问题,它会自动停止防抱死制动过程,而让普通制动系统照常工作。此时,修理人员必须对ABS系统(包括电脑)进行检测,以及时找出故障原因。图6是ABS系统电脑内部监控工作的简要图解。来自轮速传感器①的输入信号同时被送到电脑中的两个微处理器②和③,在它们的逻辑模块④中处理后,输出内部信号⑤(车轮速度信号)和外部信号⑥(给液压调节器的信号),然后根据这两种信号进行比较、校对。逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中(每个处理器中有一个比较器),在那里进行比较,如果它们不相同,电脑将停止工作。微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦,另一路由液压调节器控制电路⑨经过反馈电路⑩送到比较器⑧。微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。通过比较器进行比较,如果外部信号不能同步,ABS系统电脑将要关闭防抱死制动系统。图6ABS系统电脑不仅能监视自己内部的工作过程,而且还能监视ABS系统中其他部件的工作情况。它可按程序向液压调节器的电路系统及电磁阀输送脉冲检查信号,在没有任何机械动作的情况下完成功能是否正常的检查。在ABS系统工作的过程中,电脑还能监视、判断轮速传感器送来的轮速信号是否正常。ABS系统出现故障,例如制动液损失、液压压力降低或车轮速度信号消失,电脑都会自动发出指令,让普通制动系统进入工作,而ABS系统停止工作。对某个车轮速度传感器损坏产生的信号输出,只要它在可接受的极限范围内,或由于较强的无线电高频干扰而使传感器发出超出极限的信号,电脑根据情况可能停止ABS系统的工作或让ABS系统继续工作。这里要强调的是,任何时候琥珀(黄)色ABS系统故障指示灯点亮不灭,就说明电脑已停止ABS系统的工作或检测到了系统的故障,驾驶员或用户一定要进行检修,如果处理不了,应及时送修理厂。2.3 ABS故障指示灯当有下列的异常现象被发现时,ABS控制电脑会使ABS故障指示灯点亮:① 泵油电动机作用的时间超过一定的时间。② 车辆已经行走超过30S,而忘记放开驻车制动。③ 未收到四轮中任何一轮的传感器信号。④ 电磁阀作用超过一定的时间或是检测到电磁阀断路。⑤ 发动机已经开始动作,或是车辆已经开动,未接收到电磁阀输出讯号。⑥ 当点火开关打开在I段时,ABS故障指示灯会点亮,如果没有异常现象,发动机起动后ABS故障指示灯就会熄灭。ABS系统有两个故障指示灯,一个是红色制动故障指示灯,另一个是琥珀色或黄色ABS故障指示灯,见图7所示。两个故障指示灯正常闪亮的情况为:当点火开关接通时,红色指示灯与琥珀色指示灯几乎同时点亮,红色指示灯亮的时间较短,琥珀色指示灯亮的时间较长一些(约3S);发动机起动后,储能器要建立系统压力,两灯会再次点亮,时间可达十几秒钟;驻车制动时,红色指示灯也应亮。如果在上述情况下灯不亮,说明故障指示灯本身或线路有故障。图7红色指示灯故障常亮,说明制动液不足或储能器中的压力不足(低于14MPa),此时普通制动系统和ABS系统均不能正常工作;琥珀色ABS故障指示灯常亮,说明电控单元发现ABS系统有故障。三、液压控制系统3.3 循环式制动压力调节器的工作原理此种形式的制动压力调节器在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀,直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通,如图8所示。图中的储能器的功能是在减压过程中将从轮缸流经电磁阀的制动液暂时储存起来。回油液压泵也叫做再循环泵,其作用是将减压过程中从制动轮缸流进储能器的制动液泵回主缸。该系统的工作原理详述如下。图81.常规制动状态在常规制动过程中,ABS系统不工作,电磁线圈中无电流通过,电磁阀处与“升压”位置。此时制动主缸和轮缸状态如图9所示,由制动主缸来的制动液直接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油液压泵也不工作。图92.保压状态当转速传感器发出抱死危险信号时,电控单元向电磁线圈输入一个较小的保持电流(约为最大工作电流的1/2),电磁阀处于“保持压力”位置,如图10所示。此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封,轮缸中的制动压力保持一定。图103.减压状态如果在电控单元“保持压力”命令发出后,车轮仍有抱死的倾向,电控单元即向电磁线圈输入一最大工作电流,使电磁阀处于“减压”位置,此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通,轮缸中制动液经电磁阀流入储液室,轮缸压力下降,如图11所示。图114.增压状态当压力下降后车轮转速太快时,电控单元便切断通往电磁阀的电流,主缸和轮缸再次相通,主缸中的高压制动液再次进入轮缸(见图),使制动压力增加。制动时,上述过程反复进行,直到解除制动为止。3.2 可变容积式制动压力调节器的工作原理如图12所示是可变容积式制动压力调节器的基本原理图。它主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。其基本工作原理如下。图12常规制动时,电磁线圈6中无电流流过,电磁阀7将控制活塞14的工作腔与回油管路接通,控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端,活塞顶端推杆将单向阀13打开,使制动主缸2与轮缸10的制动管路接通,制动主缸的制动液直接进入轮缸,轮缸压力随主缸压力而变化。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况。如上图。需要减压时,电控单元9向电磁线圈6输入一大电流时,电磁阀内的柱塞8在电磁力作用下克服弹簧作用力移到右边。如图13所示,将储能器3与控制活塞14的工作腔管路接通。制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移,单向阀13关闭,主缸2与轮缸10之间通路被切断。同时由于控制活塞的右移,使轮缸侧容积增大,制动压力减小。图13当电控单元9向电磁线圈6输入一较小电流时,由于电磁线圈的电磁力减小,柱塞8在弹簧力作用下左移至储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置,如图14所示。此时控制活塞左侧的液压保持一定,控制活塞在液压压力和强力弹簧弹力的作用下保持在一定位置,而此时单向阀13仍处于关闭状态,轮缸侧的容积也不发生变化,制动压力保持一定。图14需要增压时,电控单元9切断电磁线圈6中的电流,柱塞8回到左端的初始位置,如图12所示,控制活塞工作腔与回油管路接通,控制活塞左侧控制液压解除,控制活塞左移至最左端时,单向阀被打开,轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。3.3 制动压力调节器的结构形式压力调节器总成(也叫ABS制动执行器、ABS液压控制总成)是在普通制动系统液压装置的基础上加装ABS制动压力调节器而成的。普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。ABS制动压力调节器装在制动主缸与轮缸之间,如果它与制动主缸装在一起,则称之为整体式制动压力调节器,否则就称为分离式制动压力调节器。除了普通制动系统的液压部件外,ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。实质上,ABS就是通过电磁控制阀体上的控制阀,控制轮缸上的液压,使之迅速变大或变小,从而实现了防抱死制动功能。ABS制动压力调节器总成基本上可分为三类:整体式,制动主缸与液压总成装成一体的,如图15所示;分离式,制动主缸与液压总成是分别独立的总成,如图16所示;真空式,仅控制后轮,并采真空液压控制,如图17所示。图15图16图173.4 电磁阀的结构形式及工作原理电磁控制阀是液压调节器的重要部件,由它完成对ABS系统各个车轮制动力的控制。ABS系统中都有一个或两个电磁阀,其中有若干对电磁控制阀,分别控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等多种型式。三位三通电磁阀的内部结构图如图18所示,它主要由阀体、进油阀、卸压阀、单向阀、弹簧、无磁支撑环、电磁线圈等组成。滑动支架6的两端由无磁支撑环3导向。主弹簧13和副弹簧12相对布置,但主弹簧弹力大于副弹簧弹力。为了关闭进油阀5和打开卸压阀4,滑动支架有约的移动过程。无磁支撑环被压进阀体中,这样可迫使磁通在线圈中穿行时必须通过支架,并经工作气隙a穿出,以保证磁路有稳定的电磁特性。单向阀8与进油阀5并行设置,其作用是当解除制动时,单向阀打开,增加一个附加的、更大的由轮缸到主缸的出油通道,这样能使轮缸的压力迅速下降,即使在主弹簧断裂或支架被卡死的情况下也能使车轮制动器松开解除制动。图18该电磁阀工作过程如下:当电磁线圈中无电流通过时,由于主弹簧力大于副弹簧力,进油阀被打开,卸压阀关闭,制动主缸与轮缸油路接通,所以轮缸压力既能在没有ABS参与的常规条件下增加,也能在ABS系统工作的条件下增加。当向电磁线圈输入1/2最大工作电流时(保持电流),电磁力使支架向下移动一定距离将进油阀关闭。由于此时电磁力不足以克服两个弹簧的弹力,支架便保持在中间位置,卸压阀仍处于关闭状态。此时,三通道间相互密封,轮缸压力保持一定值。当电控单元向电磁线圈输入最大工作电流时,电磁力克服主、副两个弹簧的弹力使支架继续下移,将卸压阀打开,此时轮缸通过卸压阀与回油管相通,轮缸中制动流入回油管路,压力降低。如图19所示为一种常开式二位二通电磁阀的内部结构。当电磁线圈3中无电流通过时,在回位弹簧7的作用下,铁心12被推至限位杆9与缓冲垫圈11相抵触的位置。此时与铁心连在一起的顶杆10没有将球阀6顶靠在阀座5上,电磁阀的进油口A与出油口B相通,电磁阀处于开启状态。当电磁线圈中有一定的电流通过时,铁心在电磁吸力的作用下,克服弹簧力的作用,带动顶杆一起右移,顶杆将球顶靠在阀座上,电磁阀进油口与出油口之间的通道被封闭,电磁阀处于关闭状态。限压阀4的作用在于限制电磁阀的最高压力,以免压力过高导致电磁阀损坏。图19四、总结通过这次写论文让我了解了更多ABS系统的知识,特别是电子控制部分这一块。ABS系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数,使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死,提高汽车制动能力,改善了操纵性和稳定性。在写论文时,我也查阅了许多的ABS相关的知识,它其实跟ASR(汽车防滑电子控制系统)有着同样的作用和原理,很多都是相关连的。通过查阅书籍,使我的视野更加的开阔了,也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。参考文献:[1] 杨庆彪. 汽车电控制动系统原理与维修精华. 北京:机械工业出版社,2006[2] 邯郸北方学校. 怎样维修汽车和SRS系统. 北京:机械工业出版社,2007[3] 鲁植雄. 汽车和ESP维修图解. 北京:电子工业出版社, 2006[4] 邹长庚. 现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断(下)——车身与底盘部分.北京:北京理工大学出版社,2006[5] 董继明、罗灯明. 汽车检测与诊断技术. 北京:机械工业出版社, 2007最好是自己写了、这个你参考一下吧
什么毕业啊?写这种题目的论文,太没深度了。
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