2022年机电一体化在汽车中应用 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 论 文 ( 设 计 ) 题 目 :机电一体化在汽车中的应用名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要本文从汽车空调、汽车用传感器和电子掌握防抱死制动系统几个实例入 手,阐述了机电一体化在汽车上的应用;以微机为核心的电子掌握取代了传统 的纯机械掌握,明显地提高了汽车的动力性、加速性、经济性和安全性,降低 了环境污染;机电一体化技术将使汽车进入一个崭新的时代;关键词: 机电一体化,汽车,传感器,空调,防抱死制动系统名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 1
2、8 页精选学习资料 - - - - - - - - - AbstractThis article from the car air-conditioning, automotive sensors and electronically 1 controlled anti-lock braking system is starting with some examples on the integration of mechanical and electrical applications in the car on to computer at the core of the electro
3、nic control replaced the traditional mechanical 2 control of the pure, clear to improve the cars power and acceleration, economy and safety, reduce 3 environmental pollution. Electromechanicalvehicle to enter a new time. integration technology will enable Key words: macaronis, automotive, air condit
4、ioning, anti-lock braking system sensor 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录1 引言 02 汽车用传感器 02.1 发动机掌握用传感器0 5 5 2.2 非发动机用汽车传感器2 2.2.1车速传感器 21、磁电式车速传感器32、霍尔式车速传感器42.2.2车内、外空气温度传感器1、车内、外空气温度传感器的识别2、车内、外空气温度传感器的检测63 汽车的空调系统63.1 汽车的基本空调系统6 3.2 基本组成 6 3.2.1 空调系统的核心压缩机 7 4 电子掌握防抱死制动
5、系统 8 4.1 轮速传感器 8 4.2 压力调剂器 11 4.3 电子掌握装置 11 5 总结 12参考文献 14致谢 15名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 引言汽车的机电一体化是汽车进展的必定趋势;机电一体化的定义就是运用当 今先进的电子技术达到改造各种机械设备的传统电器线路及开发新产品和新的 制造方式;机电一体化技术目前越来越广泛被采纳于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程以及机床、家电等工业上;现在,无论是实 现单机的全自动化操作或者是机组群的联动掌握直至整个生产过程的全自动化 掌握,机
6、电一体化技术都为广大工程技术人员所采纳;随着微电子技术、新空 调技术、防抱死技术和传感器技术的应用,机电一体化使汽车焕然一新;现代 和将来的“ 汽车” 逐步向满意人类需求的“ 舒服、安全、操纵简便以及节油、污染小” 等方向进展;要满意这些需求主要依靠于汽车机电一体化水平的提 高,依靠于汽车用电子产品和传感器产品技术水平的提高;2 汽车用传感器2.1 发动机掌握用传感器 传感器技术是汽车的机电一体化最重要的一环;现代汽车发动机已实现用 微机系统掌握,各种传感器的并用使汽车更简单被掌握;表2-l 汽车用传感器及其检测对象工程检测量及检测对象:温度、冷却水、排出气体 催化剂 、吸入空气、发动机油、室
7、外 内 空气等压力 吸气压 计示压力、肯定压力 、大气压、燃烧压、发动机油压、制动压、种种泵压、轮胎压转数与速 曲轴转角、曲轴转数、车轮速度、发动机速度、车速 度名师归纳总结 加速度负加速度第 5 页,共 18 页流量吸入空气量、燃料流量、排气再循环装置、二次空气量液量燃料、冷却水、电池液、洗窗器液、发动机油、制动油位移方位节流阀开口度、排气再循环阀升降度、车高 悬置、位移 、行驶- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 距离、行驶方位排出气体 2、CO、NO x、碳氢化合物、集油烟其他 转矩、爆震、料酒精成分、湿度、玻璃结霜、鉴别饮酒和睡眠状 态、电池、电压
8、、电池储能多寡、灯泡断线、荷重、冲击物、轮 胎失效率发动机掌握用传感器的精度多以表示;这个数值必需在各种不同条件 下满意燃料经济性指标和排气污染指标规定的掌握,活塞式发动机基本上就是 掌握曲轴的转角位置;利用传感器可测出曲轴转角位置,运算点火提前角,并 用微机运算动身动机转速,其信号以时序脉冲形式输出;燃料供应信号可以用 两种方法获得;一种是直接测量空气的质量流量;另一种是检测曲轴位置,再 由歧气管肯定压力 MAP和温度运算出每个汽缸的空气量;燃料掌握环路多采纳其次种方法或采纳测量空气质量流量的方法;因此MAP传感器和空气质量流量传感器都是重要的汽车传感器;MAP传感器有膜盘线性差动变换传感器
9、、电容盒MAP传感器和硅膜压力传感器、空气流量传感器等;离子迁移式、热丝式、叶片式传感器是真正的空气质量流量计;涡流式、祸轮式是测量空气流速的,需把它换算成质量流量;为算出恰当的点火时刻,需要检测曲轴转角指示脉冲、发动机转速和发动机负荷三个参量;其中,发动机负荷可用歧气管负压换算;在美国的发动机掌握系统中,虽然前两个参量均用曲轴转角位置传感器测量,但掌握环路的组成方法不同;有的系统直接测量歧气管负压,有的系统用类似 MAP传感器的传感器测量环境空气压力AAP,用减法算出歧气管负压;后者可用准确的环境空气压力完成海拔高度修宽的空燃比范畴内的工作,因而并不要求计算化学当量;由于汽车要便于对燃料供应
10、和废气再循环EGR环路进行微调,所以在点火环路中,歧气管负排气标准的确定,需从根本上改进发动机的工作状 况;为此,很多汽车采纳了一种三元催化系统三元催化剂;只有废气比例较小时,才能有效地净化HC、CO和NO x;所以,发动机必需正确运算化学当量的7范畴内的工作;带催化剂的发动机可看作气体发生器;按要求需在燃料供应 环路中加装氧环路,这一环路的关键传感器是氧传感器;它可以检测废气中是否存在过剩的氧气;氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器可以完成此项工作;为了确定发动机的初始条件或随时进行状态修正,仍需使用一些其他传感器,名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 -
11、 - - - - - - - - 如空气温度和冷却水温度传感器等;最新式的汽车中,不少仍安装了爆震传感 器,是由于涡轮增压发动机在中间或高负荷状态下振动较大;过去的火花点火 发动机是在很从而带来很多问题,安装爆震传感器后,当振动超过某一限度 时,就自动推迟点火时间,直至振动减弱到要求范畴为止;即发动机在无猛烈 振动时提前点火,从而找出正确超前量;2.2 非发动机用汽车传感器为了提高汽车的安全、牢靠、操纵便利及舒服性,仍采纳了非发动机用传 感器,如表 2-2 所示;工业自动化领域的各类传感器直接或稍加改进,即可作为 汽车非发动机用传感器使用;表2-2 非发动机用汽车传感器工程 传感器防打滑的制动
12、器对地速度传感器,车辆转速传感器液压转向装量 车速传感器,油压传感器速度自动掌握系统车速传感器,加速踏板位置传感器轮胎 压力传感器自动空调 车内温度传感器,吸气温度传感器亮度自动掌握 光传感器电子式驾驶 车速传感器,气留恋度传感器自动门锁系统 磁传感器2.2.1 车速传感器车速传感器检测电控汽车的车速,掌握电脑用这个输入信号来掌握发动机怠速,自动变速器的变扭器锁止,自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能;车速传感器的输出信号可以是磁电式沟通信号,也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号,车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内,车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内,这是为了
13、排除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰,用于保证电子通讯不产生中断,防止造成驾驶性能变差或其他问题,在汽车上磁电式及光电式传名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感器是应用最多的两种车速传感器,在欧洲、北美和亚洲的各种汽车上比较广泛采纳磁电式传感器来进行车速VSS、曲轴转角 CKP和凸轮轴转角 CMP的控制,同时仍可以用它来感受其它转动部位的速度和位置信号等,例如压缩机离 合器等;1、磁电式车速成传感器 磁电式车速传感器是一个模拟沟通信号发生器,它们产生交变电流信 号,通常由带两个接线柱的磁芯及线
14、圈组成;这两个线圈接线柱是传感器输出的端子,当由铁质制成的环状翼轮 里将产生沟通电压信号; 有时称为磁组轮 转动经过传感器时,线圈磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲,其外形是一样的;输出信号的振幅 峰对峰电压 与磁组轮的转速成正比 车速 ,信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小;传感器磁芯与磁组轮间的气隙大小对传感器的输入信 号的幅度影响极大,假如在磁组轮上去掉一个或多个齿就可以产生同步脉冲来 确定上止点的位置;这会引起输出信号频率的转变,而在齿削减时输出信号幅 度也会转变,发动机掌握电脑或点火模块正是靠这个同步脉冲信号来确定触发 电火时间或燃油喷射时刻的;测试步骤 可以将系统驱动轮顶起
15、,来模拟行驶时的条件,也可以将汽车示波器的 测试线加长,在行驶中进行测试;波形结果车轮转动后,波形信号在示波器显示中心处的零伏平线上开头上下跳 动,并随着车速的提高跳动越来越高;波形显示与例子特别相像,这个波形是在大约 30 英里 / 小时的速度下记录的,它又不像沟通信号波形,车速传感器产 生的波形与曲轴和凸轮轴传感器的波形的外形特点是特别相像的;通常,波形在零伏线上下的跳变是特别对称的,车速传感器的信号的振 幅随车速增加;速度越快波形幅值就越高,而且车速增加,波形频率也将增 加,示波器将显示有较多的波形震荡;确定振幅、频率和外形等关键的尺度是正确的、可重复的、有规章的、可猜测的;这是指波峰的
16、幅值正常,两脉冲间的时间不变,外形是不变的且可名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 猜测的,尖峰高低不平是因传感器的磁芯与磁组轮相碰所引起的,这可能是有 传感器的轴衬或传动部件不圆造成的,尖峰丢失是损坏缺点的磁组轮造成的;不同型式的传感器,其波形的峰值电压和外形有稍微的差异,另外由于 传感器内部是一个线圈,所以故障是与温度有关的,在大多数情形下波形会变得短很多,变形也很大,同时仍可能设定故障码DTC,故障在示波器上显示的摇动线束,这可以更进一步确定磁电式传感器是造成故障的根本缘由,车速传 感器信号输出最常见的故障是根本
17、不产生信号,但假如驾驶汽车时波形是齐直 的直线,那么应当先检查示波器和传感器的连线,确定电路有没有对地搭铁,确认零部件能否转动 塑料齿轮有没有咬死等 确认传感器气隙是否正常,然后再肯定传感器;2、霍尔式车速传感器霍尔效应传感器4 开关 在汽车应用中是特别特殊的,这主要是由于变速器四周空间位置冲突,霍尔效应传感器是固体传感器,它们主要应用在曲轴 转角和凸轮轴位置上,用于开关点火和燃油喷射电路触发,它仍应用在其它需 要掌握转动部件的位置和速度掌握电脑电路中;霍尔效应传感器或开关,由一个几乎完全闭合的包含永久磁铁和磁极部 分的磁路组成,一个软磁铁叶片转子穿过磁铁和磁极间的气隙,在叶片转子上 的窗口答
18、应磁场不受影响的穿过并到达霍尔效应传感器,而没有窗口的部分就 中断磁场,因此,叶片转子窗口的作用是开关磁场,使霍尔效应象开关一样地 打开或关闭,这就是一些汽车厂商将霍尔效应传感器和其它类似电子设备称为 霍尔开关的缘由,该组件实际上是一个开关设备,而它的关键功能部件是霍尔 效应传感器;测试步骤 将驱动轮顶起模拟行使状态,也可以将汽车示波测试线加进步行行驶的 测试;波形结果 当车轮开头转动时,霍尔效应传感器开头产生一连串的信号,脉冲的个数将随着车速增加而增加,与图例相像,这是大约30 英里 / 小时记录的,车速传感器的脉冲信号频率将随车速的增加而增加,但位置的占空比在任何速度下保持 恒定不变;车速
19、传感器越高,在示波器上的波形脉冲也就越多;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 确认从一个脉冲到另一个脉冲的幅度,频率和外形是一样的,这就 是说幅度够大通常等于传感器的供电电压,两脉冲间隔一样,外形一样,且与 预期的相同;确定波形的频率与车速同步,并且占空比决无变化,仍要观看如下内 容:观看波形的一样性,检查波形顶部和底部尖角;观看幅度的一样性:波形高度应相等,由于给传感器的供电电压是不变 的;有些实例说明波形底部或顶部有缺口或不规章;这里关键是波形的稳固性不变,如波形对地电位过高,就说明电阻过大 或传感器接地不良;观
20、看由行驶性能问题的产生和故障码显现而诱发的波形反常,这样可以 确定与顾客反映的故障或行驶性能故障产生的根本缘由直接有关信号问题;虽然霍尔效应传感器一般设计能在高至150温度下运行,但它们的工作仍旧会受到温度的影响,很多霍尔效应传感器在肯定的温度下 冷或热 会失效;假如示波器显示波形不正常,检查被干扰的线或连接不良的线束,检查示波器和连线,并确定有关部件转动正常 如:输出轴、传感器转轴等 ;当示波器显示故障时,摇动线束,这可以供应进一步判定,以确认霍尔效应传感器是否是故障的根源;2.2.2 车内、外空气温度传感器1、车内、外空气温度传感器的识别车内、外空气温度传感器4 用于测量车内、车外的空气温
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