汽車電器與電子技術論文.doc

本文由victorjoe0414貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 汽車電器與電子技術論文 汽車車身電子 姓 學 專 名 院 業(yè) 朱宇辰 機械工程學院 車輛工程 馮金芝 2010 年 6 月 指導教師 完成日期 1 汽車車身電子 摘 要 汽車車身電子包括汽車安全、舒適性控制和信息通訊系統(tǒng)，主要用于增強汽 車的安全、舒適和方便性。汽車車身電子主要包括：安全氣囊電子控制、車用空 調控制、防盜系統(tǒng)、門鎖控制、車燈控制、雨刷控制等,本篇論文將重點就汽車 空調 汽車安全氣囊 汽車防盜系統(tǒng)。 關鍵詞 汽車空調 汽車安全氣囊 汽車防盜系統(tǒng) Auto body electronics ABSTRACT Auto body electronics, including automotive safety, comfort control, and information and communication systems, primarily used to enhance vehicle safety, comfort and convenience. Auto body electronics include: airbag electronic control, auto air conditioning control, anti-theft system, door lock control, light control, wiper control, this paper will focus on automotive air conditioning automotive air bag car alarm KEYWORDS ： Automotive air conditioning alarm system automotive air bag car 2 車身電子行業(yè)的發(fā)展與汽車產業(yè)息息相關， 尤其是與中高檔汽車的發(fā)展情況 關系十分密切。一般而言，小型/經濟型車中需要1012個電控單元（ECU）；高 端大型/豪華汽車中對ECU的需求量則高達70120個。但隨著汽車產業(yè)競爭的激 烈，以及車身電子技術的進步，未來汽車駕駛的舒適性和智能性將成為汽車行業(yè) 競爭的重要因素，一些目前只用于高端汽車的功能模塊將向低端汽車轉移，中低 端汽車對車身電子的需求量將逐步增加。 所以說汽車車身電子的發(fā)展前景是一片 光明的。 1. 汽車空調 一汽車空調的工作原理 其實汽車空調和我們熟悉的家用空調制冷原理是一樣的。 都是利用 R12 或是 R134a 壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹就要吸收大量熱能的原理制冷。汽車空調的 構造和家用的分體空調類似，它的壓縮機往往是安裝在發(fā)動機上，并用皮帶驅動 （也有直接驅動的），冷凝器安裝在汽車散熱器的前方，而蒸發(fā)器在車里面，工 作時從蒸發(fā)器出來的低壓氣態(tài)致冷劑流經壓縮機變成高壓高溫氣體， 經過冷凝器 散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經過貯液干燥器除濕與緩沖，然后以較 穩(wěn)定的壓力和流量流向膨脹閥，經節(jié)流和降壓最后流向蒸發(fā)器。致冷劑一遇低壓 環(huán)境即蒸發(fā)，吸收大量熱能。車廂內的空氣不斷流經蒸發(fā)器，車廂內溫度也就因 此降低。液態(tài)致冷劑流經蒸發(fā)器后再次變成低壓氣體，又重新被吸入壓縮機進行 下一次的循環(huán)工作。在整個系統(tǒng)中，膨脹閥是控制致冷劑進入蒸發(fā)器的機關，致 冷劑進入蒸發(fā)器太多就不易蒸發(fā)而太少冷氣又會不夠，因此膨脹閥是調節(jié)中樞。 而壓縮機是系統(tǒng)的心臟，系統(tǒng)循環(huán)的動力源泉。 3 二汽車空調的組成 汽車空調一般主要由壓縮機(compressor)、電控離合器、冷凝器 （condenser）、蒸發(fā)器（evaporator）、膨脹閥(expansion valve)、貯液干燥 器 （receiver drier） 管道 、 （hoses） 冷凝風扇、 、 真空電磁閥(vacuum solenoid)、 怠速器和控制系統(tǒng)等組成。汽車空調分高壓管路和低壓管路。高壓側包括壓縮機 輸出側、高壓管路、冷凝器、貯液干燥器和液體管路；低壓側包括蒸發(fā)器、積累 器、回氣管路、壓縮機輸入側和壓縮機機油池。 目前大部分小汽車 （主要指民用小車） 上用的制冷劑有 R-12 制冷劑和 R-134a 制冷劑兩種。R-12 制冷劑是一種普通制冷劑，含有會破壞臭氧層的物質-氟利 昂，而且在明火下會生成對人體有害的物質；而 R-134a 是一種新型環(huán)保制冷劑， 具有無毒、無色、不燃不爆、熱穩(wěn)定性好等性質，更重要的是 R-134a 制冷劑不 損害臭氧層。 這兩種制冷劑的化學結構互不相同，所以在汽車上是不通用的。而且它們配 套使用的制冷劑油也不可互溶。如果加錯制冷劑會令系統(tǒng)損壞，如對膠管的腐蝕 等。R134a 之所以用來替代 R12，是因為其熱力性質與 R12 相似，是一種不含氯 的氟利昂，其臭氧破壞系統(tǒng)為零，所以，現在的新車基本都已使用 R134a，即人 們常說的環(huán)保制冷劑。 三汽車空調系統(tǒng)分類（按動力源分） 1獨立式空調：有專門的動力源（如第二臺內燃機）驅動整個空調系統(tǒng)的 運行。一般用于長途貨運、高地板大中巴等車上。獨立式空調由于需要兩臺發(fā)動 機，燃油消耗高，同時造成較高的成本，并且其維修及維護十分困難，需要十分 熟練的發(fā)動機維修人員，而且發(fā)動機配件不易獲得，尤其是進口發(fā)動機；另外設 計和安裝更容易導致系統(tǒng)質量問題的發(fā)生， 而額外的驅動發(fā)動機更增加了發(fā)生故 障的概率。 2非獨立式空調：直接利用汽車的行駛動力（發(fā)動機）來運轉的空調系統(tǒng)。 非獨立式空調由主發(fā)動機帶動壓縮機運轉，并由電磁離合器進行控制。接通電源 時，離合器斷開，壓縮機停機，從而調節(jié)冷氣的供給，達到控制車廂內溫度的目 的。 其優(yōu)點是結構簡單、 便于安裝布置、 噪音小。 由于需要消耗主發(fā)動機 10%-15% 的動力，直接影響汽車的加速性能和爬坡能力。同時其制冷量受汽車行駛速度影 響，如果汽車停止運行，其空調系統(tǒng)也停止運行。盡管如此，非獨立式空調由于 其較低的成本（相對獨立式空調），可*的質量，已逐漸成為市場的主導產品。 目前，絕大部分轎車、面包車、小巴都使用這種空調。目前非獨立式空調。 四汽車空調系統(tǒng)特點 (1)空調裝置運行時振動較大 前面已提到汽車空調裝置是移動式車載空調裝置，由于道路不平，汽車在行 駛中顛簸振動大，所以裝置中連接管道應采用撓性制冷劑管道。 (2)冷凝器緊靠著發(fā)動機的散熱器,所以它的冷凝溫度往往是低高的,所以其運行 工況比其它空調裝置惡劣。 (3)汽車空調系統(tǒng)的壓縮機是直接由發(fā)動機驅動的，它是通過一個皮帶驅動機構 來實現的。當壓縮機不工作時，壓縮機可以與發(fā)動機脫開，它是通過一個電子離 合器來實現的?？照{系統(tǒng)停止工作時，應經常檢查皮帶的松緊，以確定離合器動 4 作是否正確，有時離合器因軸承的損壞而影響壓縮機的軸封，造成壓縮機軸封處 制冷劑泄漏。所以要檢查離合器軸承損壞的早期跡象。 2. 汽車安全氣囊 一 安全氣囊系統(tǒng) 汽車的安全性分為主動安全和被動安全兩種， 主動安全是指汽車防止發(fā)生事 故的能力，被動安全是指在萬一發(fā)生事故的情況下，汽車保護乘員的能力。當汽 車發(fā)生事故時，對乘員的傷害是在瞬間發(fā)生的。例如，以車速 50 公里/時進行正 面撞車時，其發(fā)生時間只有十分之一秒左右。為了在這樣短暫的時間中防止對乘 員的傷害，必須設置安全裝備，目前主要有安全帶、防撞式車身和安全氣囊防護 系統(tǒng)(Supplemental Inflatable Restraint System，簡稱 SRS)等。 由于很多事故是難以避免的，因此被動安全性也非常重要，安全氣囊作為被動安 全性的研究成果，由于使用方便，效果顯著，造價不高，得到了迅速的發(fā)展和普 及。 二 安全氣囊系統(tǒng)組成 駕駛員處的安全氣囊是存放在方向盤襯墊內，因此，當您看見方向盤上標有 SRS或Airbag字樣，就可知此車裝有安全氣囊。安全氣囊系統(tǒng)主要由傳感器、 微處理器、氣體發(fā)生器和氣囊等主要部件組成。傳感器和微處理器用以判斷撞車 程度，傳遞及發(fā)送信號；氣體發(fā)生器根據信號指示產生點火動作，點燃固態(tài)燃料 并產生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。氣囊裝在方向盤轂內緊靠緩沖墊處， 其容量約 50 至 90 升不等，做氣囊的布料具有很高的抗拉強度，多以尼龍材質制 成，折疊起來的表面附有干粉，以防安全氣囊粘著在一起在爆發(fā)時被沖破；為了 防止氣體泄漏，氣囊內層涂有密封橡膠；同時氣囊設有安全閥，當充氣過量或囊 內壓力超過一定值時會自動泄放部分氣體，避免將乘客擠壓受傷；氣囊中所用的 氣體多是氮氣。 5 安全氣囊的工作原理 典型的氣囊系統(tǒng)包括二個組成部分：探測碰撞點火裝置(或稱傳感器)，氣體 發(fā)生器的氣囊(或稱氣袋)。 當傳感器開關啟動后， 控制線路即開始處于工作狀態(tài)， 并借著偵測回路來判斷是否真有碰撞發(fā)生。 如果訊號是同時來自兩個傳感器的話 才會使安全氣囊開始作用。 由于汽車的發(fā)電機及蓄電池通常都處于車頭易受損的 部位，因此，安全氣囊的控制系統(tǒng)皆具有自備的電源以確保作用的發(fā)揮。在判定 施放安全氣囊的條件正確之后，控制回路便會將電流送至點火器，借著瞬時快速 加熱，將內含的氮化鈉推進劑點燃。在近乎爆炸的化學反應快速發(fā)生的同時，會 產生大量無害的以氮氣為主的氣體，將氣囊充氣至飽滿的狀態(tài)，并借著強大的沖 擊力，氣囊能夠沖開方向盤上的蓋而完全展開，以保護駕駛者頭部不受傷害。同 時在推進劑點燃的過程之中，點火器總成中的金屬網罩可冷卻快速膨脹的氣體， 隨即氣囊可由設計好的小排氣口排氣，以發(fā)揮逐漸緩沖功能，并避免在車身仍繼 續(xù)移動時阻礙碰撞后的視線。 據計算，正規(guī)的安全氣囊必須在發(fā)生汽車碰撞后的 0.01 秒內微處理器開始 工作，0.03 秒內點火裝置啟動，0.05 秒內高壓氣體進入氣囊，0.08 秒內氣囊向 外膨脹，0.11 秒內氣囊完全脹大，此刻之后，駕車者才會撞上氣囊。 安全氣囊同樣也有它不安全的一面。據計算，若汽車以 60km 的時速行駛， 突然的撞擊會令車輛在 0.2 秒之內停下， 而氣囊則會以大約 300km/h 的速度彈出， 而由此所產生的撞擊力約有 180 公斤，這對于頭部、頸部等人體較脆弱的部位就 很難承。因此，如果安全氣囊彈出的角度、力度稍有差錯，就有可能釀出一場 悲劇。 安全氣囊在近幾年得到了飛速的發(fā)展，價格大幅度下降，裝備了安全氣囊的 轎車也從過去的中高級轎車向中低級轎車發(fā)展。同時，有些轎車前排安裝了乘客 用的安全氣囊（即雙安全氣囊規(guī)格） ，乘客用的安全氣囊與駕車者用的安全氣囊 相似，只是氣囊的體積要大些，所需的氣體也多一些而已。進入 90 年代以來， 安全氣囊的安全性能已被人們普遍接受， 并被視為一種現代化和高檔次的安全裝 置。了解安全氣囊的工作原理及注意事宜對我們更好的保護自己有很重要的作 用，但對于駕駛員來說，安全駕駛才是第一位的，這是任何先進的安全裝置都無 法替代的！ 三 3. 汽車防盜系統(tǒng) 一、汽車防盜器的定義與類型 (一)汽車防盜器的定義 汽車防盜器就是一種安裝在車上，用來增加盜車難度，延長盜車時間的裝置， 是汽車的保護神。它通過將防盜器與汽車電路配接在一起，從而可以達到防止車 輛被盜、被侵犯、保護汽車并實現防盜器各種功能的目的。 (二)汽車防盜器的類型和特點 隨著科學(教學案例，試卷，課件，教案)技術的進步，為對付不斷升級的盜車手 段， 人們研制出各種方式、 不同結構的防盜器， 目前防盜器按其結構可分四大類： 機械式、機電式、電子式和網絡式。 1.機械式防盜器。早期的汽車防盜器材主要是機械式的防盜鎖。機械鎖發(fā)展至 今經過了數次技術升級，鉤鎖、轉向盤鎖和變速檔鎖等基本屬于機械式防盜器， 6 它主要是通過鎖定離合、制動、油門或轉向盤、變速檔來達到防盜的目的，只防 盜不報警。其優(yōu)點是價格便宜，只需幾十元至幾百元，且安裝簡便，可以在一定 程度上嚇阻盜車賊，或增加盜賊被發(fā)現的可能性。缺點是防盜不徹底，每次拆裝 比較麻煩，不用時還得找地方放置。 目前市場上推出了一種護盤式方向盤鎖。這種鎖較為隱藏，有一層防鋸防鉆鋼板 保護，材質比傳統(tǒng)的拐杖鎖堅固，鎖芯也設計得更加精密，因而可靠性更高。但 是車主必須找一個空間藏這個拆下的轉向盤;排檔鎖是目前車主最欣賞的防盜裝 置之一，這種防盜裝置簡便又而堅固，材質采用特殊高硬度合金鋼制造，防撬、 防鉆、 防鋸， 且采用同材質鎳銀合金鎖芯和鑰匙， 沒有原廠配備的鑰匙極難打開。 如果鑰匙丟失，可用原廠電腦卡復制鑰匙。 2.機電式防盜裝置。隨著科學(教學案例，試卷，課件，教案)的進步，出現了機 電一體式的防盜裝置(中央門鎖)。中央門鎖是以電來控制門鎖的開啟或鎖止，并 由駕駛員集中控制所有車門門鎖的鎖止或開啟。中央門鎖系統(tǒng)具有下列功能： 當鎖住(或打開) 駕駛員側車門門鎖時，其它幾個車門及行李廂都能鎖止(或打 開);如鑰匙鎖門也可鎖好(或打開)其它車門和行李廂;在車內個別門鎖需要打開 時，可分別拉開各自門鎖的按鈕。 3.電子式防盜器。為了克服機械鎖只防盜不報警的缺點，電子報警防盜器應運 而生。汽車電子防盜系統(tǒng)是在原有中央門鎖的基礎上加設了防盜系統(tǒng)的控制電 路，以控制汽車移動的同時并報警。電子防盜是目前較為理想的防盜裝置。如果 有行竊者盜竊汽車或汽車上的物品， 防盜系統(tǒng)不僅具有切斷起動電路、 點火電路、 噴油電路、供油電路和變速電路、將制動鎖死等的功能，同時，還會發(fā)出不同的 求救的聲光信號進行報警，給竊賊一個精神上的打擊，以阻止竊賊行竊。 插片式、按鍵式和遙控式等都屬于電子式防盜器。遙控式汽車防盜器的特點 是可遙控防盜器的全部功能，可靠方便，可帶有振動偵測門控保護及微波或紅外 探頭等功能。隨著科技的快速發(fā)展，遙控式汽車防盜器還增加了許多方便實用的 附加功能，如：遙控中控門鎖、遙控送放冷暖風、遙控電動門窗及遙控開行李艙 等。 現在市場上已有雙向功能的電子防盜器， 這種防盜器不僅能由車主遙控車輛， 車輛還能將自身狀態(tài)傳送給車主，例如車門被開啟或車窗玻璃被破壞等。但是電 子防盜器普遍存在誤報警現象，而且也沒有根本上解決車輛丟失問題。 4.GPS 衛(wèi)星定位汽車防盜系統(tǒng)。GPS 衛(wèi)星定位汽車防盜系統(tǒng)(或其他網絡系統(tǒng))， 將報警信息和報警車輛所在位置無聲地傳送到報警中心，具有車輛定位、遙控熄 火、網絡查詢及跟蹤、車內監(jiān)聽、路況信息查詢、人工導航等多種功能，是全方 位的防盜系統(tǒng)。 GPS 衛(wèi)星定位汽車防盜系統(tǒng)屬網絡式防盜器，它主要