难得明白
厢式汽车底盘改装设计【摘要】根据用户需求,使厢式汽车具有各种功能,必须对其底盘进行改造。文章在分析底盘改装设计内容和要求的基础上,对车架后悬的改装,千斤顶的安装,油箱的移位等提出改造设计方案,并提出了操作注意事项。【关键词】底盘;改装设计;注意事项0引言厢式汽车是具有独立的封闭结构车厢或与驾驶室联成一体的整体式封闭结构车厢,装备有专用设施,用于载运人员、货物或承担专门作业的专用汽车厢式汽车主要由二类汽车底盘、车厢,连接装置等组成。多数情况下,生产厢式汽车的专用汽车改装厂自己不生产底盘,而是从生产汽车的主机厂购买二类汽车底盘,回厂后根据需要对底盘进行改装设计。为了满足用户提出的要求,保证厢式车具有各种各样的功能,需要对底盘进行这样那样的改装设计总结笔者多年来的工作经验,底盘改装项目主要有车架后悬的改变、加装千斤顶、油箱移位、移动横梁、移动汽液管等。改装时,总的原则是不影响、不降低原二类底盘的性能,不允许随意改变底盘轴距、轮距,保证改装后底盘的强度性能。改装设计应使原来底盘的保养部位、润滑点、注油口、蓄电池和驾驶室翻转操纵机构易于接近,便于操作,不能损坏原底盘上为用户正确使用而设置的各种标识,不应使底盘的维修及保养变得困难[1]。1车架后悬的改造后悬改装设计车架后悬的改造有两种情况,1)后悬缩短。2)后悬加长。按照GB7258《机动车运行安全技术条件》[2]要求,客车及封闭式车厢的车辆后悬不得超过轴距的65%,最大不得超过。对于特殊改装汽车,除了满足上述条件外,为了保证车辆越野性,还要满足离去角要求,GJB219B《军用通信车通用规范》[3]中规定,底盘改装后离去角不得小于26°。一般情况下,车架后端至上装车厢后端的距离不得超过400 mm。当缩短车架后悬时,要保留后横梁或直接利用后横梁附近之前的横梁,同时注意不能损坏板簧后吊耳的连接。当加长车架后悬时,后横梁至前一横梁的距离不应大于1 200mm~1 400 mm,必要时在延长的空间内纵向增加辅助横梁。不论缩短还是加长车架后悬,改制后的后横梁在车架大梁前大约50mm左右(见图1)。后悬加长设计时,为了保证车架的强度,要采用与原车架纵横梁同型号、规格的材料,材料的性能、质量应符合相应标准的规定,一般车架都选用16MnL专用材料。后悬改装操作注意事项后悬改装时要移动后横梁或增加辅助横梁,横梁与纵梁上下翼联接最好采用铆接方式。铆接具有工艺简单、抗震、耐冲击和牢固可靠等优点。如果采用螺栓联接,要注意螺栓应采用强度等级不低于级的螺栓,螺母应采用自锁螺母,整体上要保证强度和防松要求。纵梁加长一般采用焊接方式,为了确保车架加长不出现质量问题,一般企业都制定了《车辆改装车架接长专用工艺规程》,其中规定了焊接人员、设备、材料、操作方法等,每批产品改装前都要做焊缝强度试验,试验合格后,才允许按照工艺要求进行施工。试样材料与被接长的纵梁一致,一般都是16MnL,按照下图制作两件(见图2)。两件对接立焊,采用J507或J502焊条,分两次焊完,底层采用!( mm焊条,顶层采用(!4 mm焊条,电流I=110~170A。焊缝要求如下(图3)。
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汽车专业运用与管理毕业论文范文一、概述信息资源是指信息的生产、分配、交流(流通)、消费过程。它除信息内容本身外,还包括与其紧密相联的信息设备、信息人员、信息系统、信息网络等。以往我国只把物质、能源当作资源,把信息当作一般的“消息”,自邓小平同志“开发信息资源,服务四化建设”题词公开发表后,人们对“信息”的认识,发生了质的飞跃,认识到信息也是一种宝贵的战略资源,它与物质、能源一起成为当今社会发展的三大战略资源。1、信息对生产要素起优化作用。信息可通过优化生产素质,导向生产要素的合理有效配置,促进生产力系统运行的有序等方面发挥功能作用,这表现在:(1)信息通过与劳动力相互作用,增加其他生产要素的信息含量,从而提高生产力系统的素质水平和利用效率。增加了信息含量的生产要素一旦进入生产过程,一是可以缩短劳动者对客体的认识及熟练过程,使生产要素以较快较准的状态进入生产运行系统,从生产过程的时效上表现与发挥生产力的功能。二是可增强生产的有序性与安全系数,带来机会收益。三是可引发对生产过程、生产工具、操作方法和工艺技术的技术革新与发明创造。(2)信息通过与领导层相互作用,导向生产要素的最优组合,从而提高生产力。信息对领导者的导向功能主要有:一是引导领导者注意力的转移,把注意力放到新的工作上去。二是引导领导判断形势,从而作出正确的决策。三是引导领导决策的制定,决策方案形成过程,是领导对信息综和处理的过程。(3)信息通过与生产管理者的的相互作用,增强管理者与管理对象的可知性和透明度,从而提高生产力系统运行的有序度。生产力系统是由多个生产要素构成的整体,而生产是通过一系列生产要素的信息来运行的,准确的信息有利于管理者把握生产运行的尺度,使生产正常、有序、高效地进行。2、信息对资源起补充作用。物质、能源、人力和资金构成社会的基本资源,而信息的发展,对这些社会的基本资源起到补充作用,它的表现为:(1)信息可大大节约社会经济活动中各项资源的使用和消耗。(2)智能机器人的使用,使人力资源得到补充和替代。以高度信息化、智能化的机器人装配线为龙头,汽车公司的无人车间源源不断地生产出大量的汽车,由于人力的节省还使汽车的成本大大降低;以高度信息化的数据库,人们一按电钮就可查到全国乃至全世界的有关资料,省去了在浩瀚文献中查找资料的时间,从而大大节约人力资源。(3)信息还可以替代资本,从而使资金更方便、更快、更有效地为社会经济建设服务。电子货币的出现,以信息卡为载体的信用信息使现代社会经济活动中由货物交换方式演变成信息交换方式;电子转帐出现,把货物流和票据流的资金运动变为信息流的运动,不但大大减少了在途运输资金的麻烦,而且加快资金周转速度,提高资金利用率,从而解决社会经济建设中资金不足的矛盾。3、信息对财富起增值作用。信息不但对生产要素起优化作用和对社会资源起补充作用,而且可直接创造财富,对社会财富起增值作用。(1)信息可使非资源转化为资源,投入相应的信息都会使其产生价值或价值增值。呆滞的资本得到资本需求的信息就会变为赢利的投资。(2)直接出售信息产品和信息服务,从而创造财富。在美国、日本等信息业发达的国家,信息服务业和信息产品制造业的直接收入惊人,据统计,美国信息业销售额1982年为2370亿美元,1985年为4000亿美元,1988年为4700亿美元,预计2000年将接近一万亿美元。(3)信息可缩短流通时间,从而创造财富。电报和电话所起的作用就是加快信息传递速度,缩短信息流动的时间,提高工作效率,从而达到创造财富的目的。通过信息和信息技术缩短流通时间给我们带来的财富的例子很多,如通讯、电话、传真、电子邮件、联机检索、电视会议等一系列先进技术设备,使信息流动时间由过去以周、日计算缩短为现在以分、秒计算,从而大大加快了财富的增值过程。(4)信息可扩大增值空间,从而创造财富。由于信息技术具有很强的辐射能力,使现代的信息活动在更广泛的空间进行,从而创造财富。因此,在信息化不断提高的今天,财富的增值空间不但在某一自然地域或某一国家和地区,而且扩大到全球其他国家和地区。总之,信息经济是“低耗能”的经济,在工业经济中,国内生产总值(GDP)的增长与能源、原材料是同步增长,而在信息经济中,单位GDP所耗能源却下降,美国、日本等国近年来国民经济生产总值在增长,而能源却减少了。我国是人均自然资源劣势的国家,特别是能源较缺,如要把经济建设搞好,就必加快发展信息产业。二、人类社会对信息的需求当今社会,人类对信息需求日益高涨,世界所有国家,无论是发达国家,中等发达国家,还是发展中国家,都立足于新世纪的竞争。而要在竞争中取得胜利,就必须通过各种手段,捕捉有效的信息,从而掌握经济发展的主动权。可以预料,随着社会经济的发展,人们对信息的需要将日益高涨,因为:(1)现代信息处于爆炸的时代,文献量在成指数的增长,社会的信息量在迅速的增加。据不完全统计,当今社会,全球每年大约产生100万份发明专利,450万篇科技文献,1亿2千万册各类出版物,以及数以亿计的各种机构文件和资料。其中每年我国发表的经济类学术论文和资料就有3万多篇,也就是说,每天平均有100多篇,它们分别发表在1000多种报刊上。这些文件和资料每十年大约要翻一番。此外各类信息系统内部以及地区之间、国际之间昼夜不停的信息传递也达到难以统计的程度。面对如此巨大且日益膨胀的信息量,没有足够的计算机系统和互联网络的支持和处理是不可思议的。(2)社会逐渐信息化,信息逐渐社会化和产业化是当今社会发展的潮流与趋势,也是当今的社会特征之一。信息对社会各个领域的渗透日益明显,几乎到了处处存在信息、事事离不开信息的地步。(3)企业的生存和发展,在竞争中立于不败之地,不得不掌握与其命运攸关的有关信息。随着经济的发展,信息在企业的经营活动中更为重要,这是因为:一方面,各种新技术、新设备、新材料不断产生,同时这些新技术、新设备、新材料又被广泛的应用于新产品的开发和应用上,因此,不了解这些信息,企业就不能用最新的科学技术、最先进的设备生产出最新的产品,企业就不能注入新的活力;另一方面,市场经济要求企业的生命越来越和市场连在一起,这就要求企业加强对市场的调查研究,随时了解市场行情,把握市场变化的信息,生产出适销对路的产品。只有这样,企业才能适应复杂多变的市场环境,企业才能生存,才能发展。总之,信息产业和信息技术影响超过了历史上任何一次的技术革命,它不仅影响着物质产品的生产过程,而且影响了信息和知识型产品的生产过程,它不仅影响到各国经济的发展,而且对各国的政治、军事、社会发展等产生了越来越大的影响。三、我国汽车维修业对信息资源的需求及存在问题传统意义上的我国汽车维修业,长期以来一直处于原始、落后的现状,是公认的脏、苦、累、差行业,这种落后表现在管理水平、技术水平、人员素质、设备装备等诸方面,而信息资源方面的落后表现得尤为突出。一百多年前诞生的汽车,只不过是一个简单的四轮交通工具,是被一些人,包括马车夫所嘲笑的笨重怪物。谁也不曾想到,就是这样一个笨重怪物,历经100多年的发展,由原始汽车变化成为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,使汽车的高科技化程度不断得到提高。电子燃油喷射系统的应用,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、空气悬挂系统、动力转向系统、自动巡航系统、中控门锁及防盗系统、动力牵引系统、自我诊断系统……,这一系列高新技术,不断完善着汽车的性能,展现在我们面前的汽车再也不是比马车强不了多少的简单的交通工具,而是一个集现代文明和智慧的高科技产物,而这个高科技产物,还在不断地向高科技领域纵深发展。这种汽车自身的高科技特征,加上世界各个汽车制造厂商每年不断地推出新的车型车种,先进技术的不断采用,多种系统的不断发展,使得广大汽车维修技术人员对汽车维修信息方面的需求越来越强烈。传统的汽车维修资料信息查询,主要借助于传统的媒体(如图书、杂志、报刊等),这种传统媒体,存在着信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于改革开放以后大量涌入国内的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就现在汽车维修技术人员而言,没有一个人能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修技术人员的知识技术、经验以及对信息的全面掌握,越来越显示出自身的局限性。我国汽车维修业对维修资料信息的需求日益强烈。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。INTERNET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的传递到地球上的每一个角落。而INTERNET互联网络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,已成为全面普及的局面。以美国汽车维修业为例,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、网上开展技术咨询、网上购买汽车维修资料,已经成为维修行业的基本特征。早在80年代末90年代初,就已经全面实行。我国汽车维修专业互联网络,是从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,即开始建立了在会员单位内部使用的远程通迅BBS。从96年起,开始投入巨资,大规模建立汽车维修INTERNET互联网站。目前已发展成为专业性最强的汽车维修专业网站,涵盖欧美亚各车系的发动机、变速箱、空调、悬挂、转向、定速、安全气囊、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、电气线路图,并实现了在网上答疑、网上咨询、网上查询、网上培训等功能。这种以电脑信息处理技术为特点的互联网站,已构成现代汽车维修企业的一大高科技特征。汽车维修专业互联网的另外一项重要功能是可以迅速、快捷地提供汽车配件、汽车维修检测设备、汽车维修资料、汽车维修技术与管理人才等方面的供需信息,使企业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策。而互联网上的技术讨论和技术交流,又加速了汽车维修技术人员的整体技术水准。网上的远程汽车维修技术培训,也给需要不断吸取新技术和新知识的汽车维修技术人员的再训练提供了又一条途径。此外,电脑管理系统软件与技术在现代汽车维修企业中的应用,也是信息资源与信息技术在汽车维修业的应用实例。目前,汽车维修企业正面临一场革命。一大批新的汽车维修企业成立,相应的汽车维修服务行业急剧扩张,维修行业的规模也随之变得庞大。到目前为止,全国大大小小的维修企业已经发展到近30万家。如何面对接踵而来行业内的挑战,提高企业在维修界的竞争力,提高企业自己的生产利润,已成为现代汽车维修企业经营者和管理者所面临的主要问题。解决这一问题的关键主要在于两个方面:一方面在于提高企业的技术水平,而更重要的另一方面就是提高企业的管理水平。完善的管理制度,现代化的管理方法,精确的管理数据分析以及电脑在企业管理中的应用,对于一个现代化的汽车维修企业更为重要现代汽车维修企业有两个显著特征:一是先进的检测维修设备和维修资料的应用,二是计算机网络的应用与电脑管理。是信息化和电脑技术把汽车维修企业引向现代管理模式和管理方式。企业发展的根本在于人,在于管理。“服务”将成为未来竞争最重要的手段。良好的服务包括维修服务、售前服务及售后服务。这种主动服务,就是建立稳定的客户关系,依赖于客户信息和维修档案的建立与管理。而大量的企业经营数据信息,仅凭人工来完成是难以想象的。利用电脑技术,建立企业网络数据库才是必由之路。事实上,由于汽车维修行业业务过程复杂、数据信息量大,仅仅依靠人力往往难以对维修、配件、客户档案、车辆档案、员工及各部门工作进程的监督、企业经营数据进行准确的统计和分析。而运用电脑管理,速度快、时间短、资料全、效率高。一个30人的维修企业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个统计员1-2 天的时间,采用电脑进行统计仅仅需要几秒种,效率提高何止几千倍。采用电脑进行维修企业管理的优点是:1、上层管理者可以通过电脑管理网络系统及时了解全厂的运作情况,从而可以对全厂各部门的工作进行统筹安排。2、准确及时的统计报表大大减少了管理者主观判断上可能造成的失误,这样就加强了全体员工的工作积极性,可以形成良好的企业文化,加强企业的凝聚力。3、可以使汽车维修企业彻底改变手工作坊式的工作模式,实现一个质的飞跃,以此来解决作为企业领导每天面对庞大的客户资料、维修记录、凌乱的库存管理以及因此而产生的诸多客户纠纷和纷杂事务。4、厂长经理们可以从繁琐的统筹安排,生产调度,统计报表中解脱出来,去争取更多的客户,带来更多更好的效益。5、标准规范的电脑化管理能够提高服务厂在顾客心目中的形象。电脑管理下的客户及车辆档案,为长期、灵活的客户服务奠定了基础。6、车辆、客户的动态跟踪可以让业务部具体掌握所有车辆以及客户的每一个细节,随时提醒客户进行维修、保养和零件的更换,更体现了服务的完整性。7、图表分析功能可以为工作繁忙的厂长经理们提供一个简单直观的查询功能。8、可以消除在会计方面人为的失误。9、对于顾客的提出的询问能作出迅速确实的反应,尽可能少占用顾客的宝贵时间。10、提高工作效率,合理调配零件,节省人力物力等。与发达国家相比,信息资源在我国汽车维修业的应用方面还存在以下问题:首先,政府扶持政策的力度还不强,资金投入更是不足,资金短缺,投资分散,正常融资环境不健全等,都在阻碍着信息资源和学习技术在我国汽车维修界的应用,从事汽车维修专业互联网站的公司大多于依靠自有资金、人才、技术进行发展,缺乏政府的政策扶持。其次,电脑在众多汽车维修企业的应用不够,有很大一部分汽车维修企业装备的电脑还只是花瓶式的摆设,并没有真正成为生产力。可以说,由于许多汽车维修企业厂长、经理的认识局限,许多汽车维修企业对电脑的兴趣,甚至还不如许多家庭高。电脑已经大规模的进入家庭,甚至许多小学生都能够熟练的操作电脑,而在很多汽车维修企业,电脑还是稀罕物,许多员工还是电脑盲,这不能不说是我国汽车维修业的悲哀。再次,由于我国汽车维修业长期处于原始落后的状态,人员素质普遍较低,对电脑、互联网及信息产业有一种本能的神秘和畏难情绪,存在着电脑难学,不会上网等困难,而企业领导者更愿意将资金投入到厂房、设备等硬件设施方面,对电脑、互联网方面的投入的力度及对员工在这方面的培训力度很小。最后一点,由于我国电信部门长期处于垄断经营的地位,网络收费过多,服务不良等现象,也直接影响到我国汽车维修界的电脑应用和互联网络的应用。四、我国信息资源在汽车维修界的应用前景尽管由于多种条件的限制,信息资源在我国汽车维修业的应用还存在一系列的问题。但是信息产业的浪潮正以汹涌澎湃之势,不可遏止地向全社会各领域冲击。也自然将给进入新世纪的我国汽车维修行业产生更大的推动作用。信息资源在汽车维修界的应用前景将是十分广阔的。(一)汽车维修专业互联网在汽车维修企业的应用中,会因汽车维修技术人员方便、快捷地查询进口汽车维修资料,迅速排除故障,减少车辆维修时间而显著提高生产效率,仅此一项即可为企业节约可观的经济收入,以欧亚・笛威汽车维修互联网为例,该网站目前已有网员600余家,每家会员修理厂利用互联网方便、快捷查询资料,提高生产力,所产生至少5万元/年的经济效益,全年的总经济效益可达3000万元/年,由此产生的影响是十分巨大的。(二)随着电脑的迅速普及,大批掌握使用电脑和互联网的人才将源源不断地进入汽车维修企业,为企业的职工队伍注入新的血液和活力。由于他们的文化素质较高,求知欲强,对新生事物具有很强的敏感性,因此从企业内部产生了掌握现代信息技术的需求,这种需求将会更进一步推动信息资源在汽车维修业的应用。(三)现代维修企业采用电脑的管理方式不仅势在必行,而且时机也已经成熟:其一,电脑硬件的价格已经降低到很低的水平。其二、软件的开发、设计方面也越来越成熟,功能方面也越来越适合维修企业的实际运作。其三、随着一些大中专汽车专业毕业生进入维修企业,为实行电脑管理奠定了良好的人才基础。其四、远程通讯技术的诞生为软件的售后维护工作奠定了坚实的基础。(四)我国已将现代信息产业作为国家的支柱产业来发展,原邮电部改为为信息产业部就是一个极好的例证。1、我国的信息化建设自改革开放以来已取得长足进展,主要表现在以下几个方面:(1)信息基础设施不断完善。“八五”期间,我国共投入约290亿美元资金,基本建成以光缆为主、数字微波和卫星通信为辅的通信干线网络,技术上基本实现了数字化和程控化。(1)信息产业有了较大发展。信息产业在我国仍是一个正在逐步形成的新兴产业,但经过十几年的发展,其整体实力不断增强,信息技术和信息服务产业都取得了较大进展。1995年我国电子工业总产值达2457亿元,为1980年的24。5倍,已形成一批具有较强实力和市场竞争力的大型电子骨干企业和企业集团。信息服务业发展迅速,其服务范围不断拓宽,服务水平逐步提高。据统计,我国信息服务业销售额由1990年的2亿元增长至 1995年的77亿元,全国从事信息服务业的企事业单位共2万多家,已建立各种数据库1000多个。我国信息服务业正朝着计算机化、数据化、网络化和有线咨询信息网等方向发展。(2)信息技术开发与应用初见成效。我国“863”星火计划中包含有许多信息领域的高技术研究课题,如先进的感测系统、智能计算机、自动化技术、现代通迅技术等主题项目,这些课题目前大多已被攻克。“八五 ”期间,我国计算机装机量由1990年的50万台增长到1995年的330万。信息技术在工业控制、计算机辅助设计、企业管理等方面的应用取得重大进展,应用程度已从单项应用向集成化、综合化方向发展。在信息资源开发方面,我国目前已建成了经济、科技、统计、银行、邮电、电力、铁路、民航、海关、气象、人口等12个国家信息系统,初步建成了国家公用分组交换数据网。1993年后我国又开始实施以金桥、金关和金卡构成的“三金”工程为重点的国民经济信息化“金”字工程。这些大型应用系统在开发的同时建设了一批较大型数据库,从而大力促进了我国信息资源的开发与利用。综上所述,在迈入新世纪之后,信息资源和信息技术在我国汽车维修业的应用前景是十分广阔的。我们要把握好这个难得的机遇,推动整个汽车维修行业技术与管理的全面提升,为尽快赶超世界先进水平而不懈努力。
灰羽联盟
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。
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