一篇关于新汽车技术的论文

0年前,如果汽车配备了ABS(防抱死制动系统),不仅说明汽车的安全性能出众,而且档次相当高级。如今,汽车安装ABS已经相当普遍,经济型汽车也安装了ABS。

防抱死制动系统ABS(防抱死制动系统)属于汽车主动安全系统。ABS系统的配置不仅能有效避免紧急制动时车轮抱死(打滑)的发生,还能在制动时保持车辆平稳。随着人们对汽车安全性能的要求越来越高,一些中高档汽车已经不满足于ABS,安装ASR(加速滑移调节,也叫牵引力控制系统)来防止车辆尤其是大功率车辆在起步和再次加速时发生滑移,以保持车辆行驶方向的稳定性。

ASR和ABS的区别在于,ABS是为了制动时防止车轮打滑,而ASR是为了加速时驱动轮打滑时防止车辆打滑。ASR是ABS的延伸,两者相辅相成。或者ESP(电控平顺性系统)可以进一步提高车辆的安全性能。

ASR的作用是将汽车加速时的滑行率控制在一定范围内,防止驱动轮快速滑行。它的第一个功能是提高牵引力;二是保持汽车平稳运行。行驶在湿滑的路面上,没有ASR的车加速时驱动轮容易打滑;如果后驱车辆容易甩尾,如果前驱车辆容易失去对方向的控制。有了ASR,汽车在加速时就不会有或者可以缓解这种现象。转弯时,如果驱动轮打滑,整车会向一侧偏移,有ASR时,车辆会沿着正确的路线转弯。汽车的牵引力控制可以通过减小节气门开度来降低发动机功率,也可以通过制动来控制车轮打滑。而配备ASR的汽车,就是把这两种方式结合起来工作,也就是ABS/ASR。在装有ASR的车辆上,从油门踏板到汽油机油门(柴油喷油泵操纵杆)的机械连接被电子油门装置取代。当传感器向控制单元(CPU)发送油门踏板位置和车轮转速的信号时,控制单元会产生一个控制电压信号,伺服电机会根据这个信号重新调整节气门的位置(或柴油机纵杆的位置),然后将位置信号反馈给控制单元,以便及时调整制动。

ESP(电子稳定程序)包括ABS和ASR,是这两个系统的功能延伸。所以ESP可以算是目前汽车防滑装置最先进的形式。ESP系统由控制单元、转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的转速)、侧滑传感器(监测车身绕垂直轴旋转的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。控制单元通过这些传感器的信号判断车辆的行驶状态,然后发出控制指令。带ESP的车和只带ABS和ASR的车的区别在于,ABS和ASR只能被动反应,而ESP可以检测分析车况,在驾驶失误发生前进行纠正。ESP对转向过度或转向不足特别敏感。例如,当汽车左转和过度转向(转向过快)时,它会向右甩尾。当传感器感应到滑动时,它会迅速制动右前轮,以恢复其附着力,并产生相反的扭矩,使汽车保持在原来的车道上。当然,凡事都有个限度。如果司机盲目开快车,现在任何安全装置的安全性都很难保证。

据汽车工程专家预测,未来ASR会像ABS一样普及,因为ABS、ASR、ESP都包含了技术和性能的环节。有专家认为,ASR等装置可能会在一定范围内取代四驱。比如,以前人们认为最好用四驱来提高汽车的驾驶性能,但相比四驱,ASR等装置更适合汽车。这是因为四驱结构复杂,成本高,增加了车重,耗油量大,而ASR等装置结构简单,安装方便,在一般城市道路上使用效果还不错。ABS/ASR/VDC系统ABS/ASR系统成功解决了汽车制动和行驶时的方向稳定性问题,但无法解决汽车转弯时的方向稳定性问题。比如汽车转弯时,不可避免地会受到横向和纵向的力。只有地面能够提供足够的横向和纵向力,驾驶员才能控制汽车。如果地面的侧向附着能力比较低,会损害汽车向预定方向行驶的能力。汽车在雨天高速转弯时,往往会侧滑,这是地面侧向附着能力不足的原因。

为了解决这个问题,最近,汽车工业发达国家已经开发了基于ABS/ASR系统的车辆动力学控制系统(VDC)。该系统将汽车的制动、行驶、悬架、转向、发动机等主要总成的控制系统在功能和结构上有机地集成在一起,可以使汽车在各种恶劣工况下,如冰雪路面、分车道、弯道、采取避让动作变道、刹车、加速、下坡等,对不同载荷、不同胎压、不同程度的轮胎磨损都具有良好的方向稳定性,表现出最佳的行驶性能。VDC的应用彻底缓解了制动、加速、转向对驾驶员的高要求,树立了汽车主动安全驾驶的新里程碑。

VDC系统的转向控制主要通过各个车轮的制动控制和发动机功率输出控制来实现。例如,当汽车左转时,如果前轮由于转向能力不足而倾向于滑出弯道,VDC系统可以检测到侧滑即将发生,并采取适当措施制动左后轮。左后轮产生的制动力可以帮助汽车转弯,使汽车继续沿着理想路线行驶。如果后轮在同一弯道上倾向于侧滑和转弯过多,VDC系统会采取适当措施制动右前轮,以维持车辆的稳定行驶。在极端情况下,VDC系统还可以通过降低发动机的功率输出来降低行驶速度,减少对地面侧向附着力的需求,以维持车辆的稳定行驶。采用VDC系统后,汽车在开阔路面或弯道上的制动距离可以进一步缩短。

VDC系统主要使用以下传感器:轮速传感器,用于跟踪各个车轮的运动状态;方向盘角度传感器,用于感测方向盘角度;横摆率传感器用于记录汽车绕垂直轴旋转的所有运动;侧向加速度传感器用于检测转向时离心力的大小;车轮位移传感器用于测量车轮与车身之间相对位置的变化。这些传感器的核心部分是横摆角速度传感器,因为横摆角速度与方向盘转角的比值是反映汽车转向品质的重要参数。位移传感器的信号传输到电子控制装置,用来控制半主动悬架,改善汽车的接地性能。

其他传感器将车辆瞬时运动状态的信息传输到电子控制装置,与理想运动状态进行比较。一旦车辆偏离理想路线,它会在极短的时间内采取纠正措施,并向制动控制系统或发动机控制系统发出相应的指令,维持车辆在理想路线上运行。电子制动力分配系统(EBD) EBD可以根据车辆制动引起的轴荷转移差异,自动调整前后桥的制动力分配比例,从而提高制动性。

当汽车刹车时,四个轮胎所处的地面条件通常是不同的。比如有时候左前轮和右后轮贴在干水泥地上,右前轮和左后轮贴在水里或者泥水里。这种情况会导致制动时四个车轮与地面的摩擦力不同,容易导致侧滑、倾翻和车辆侧翻事故。EBD通过高速电脑感知和计算制动瞬间四个轮胎附着的不同地面,得出不同的摩擦值,使四个轮胎的制动装置根据不同的情况以不同的方式和力度进行制动,并在运动过程中不断高速调整,从而保证车辆的稳定性和安全性。

安全气囊(SRS)安全气囊是现代汽车中引人注目的高科技装置。装有安全气囊装置的汽车方向盘通常与普通方向盘无异,但一旦汽车前端发生强烈碰撞,安全气囊会瞬间从方向盘中“跳出来”,垫在方向盘和驾驶员之间,防止驾驶员的头部和胸部撞到方向盘或仪表板等硬物。自从安全气囊出现以来,许多人的生命被挽救了。研究表明,装有安全气囊装置的汽车发生正面碰撞时,大型汽车驾驶员死亡率降低30%,中型汽车降低11%,小型汽车降低14%。安全气囊主要由传感器、微处理器、气体发生器和安全气囊组成。

传感器和微处理器用于判断碰撞程度和发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固体燃料并产生气体给安全气囊充气,使安全气囊迅速膨胀,安全气囊容积约为(50-90) L,同时安全气囊装有安全阀,当过度充气或安全气囊内压力超过一定值时,会自动释放部分气体,避免挤压乘客,造成伤害。安全气囊中使用的气体主要是氮气或一氧化碳。除了驾驶员侧的安全气囊,有些车还为前排乘客配备了安全气囊(即双气囊规格)。乘客使用的安全气囊与司机使用的安全气囊类似,但安全气囊更大,需要更多的气体。此外,一些汽车在靠近车门的座椅侧面安装了侧气囊。