曰月無塵
随着汽车行业技术的不断发展，汽车发动机技术也在不断的提高。下面是我为大家精心推荐的汽车发动机技术论文 范文 ，希望能对大家有所帮助。汽车发动机技术论文范文篇一：《试谈汽车发动机的可变气门技术》 摘要：汽车发动机可变气门技术是当今汽车发动机普遍配置的设备系统。该系统可以对发动机凸轮的相位或者气门的升程进行有效的调节，从而使汽车发动机的配气过程得到优化。因为汽车发动机在高转速和低转速状态下，气门的正时角对发动机的经济性以及动力有所影响，从而提高进气量以及扫气效率，如今的汽车发动机普遍应用这项技术。 关键词：汽车发动机;可变气门技术;气门正时技术;气门升程技术;配气过程 在汽车发动机的运行过程中，如果发动机在运行过程中，随着发动机气门数量的增多和发动机转速的提高，气门正时和气门升程不能随之改变，那么当汽车发动机处于转速过低、转速过高或者功率输出的状况下，就很难保证燃油的消耗问题。如果汽车发动机使用的是单个气门，在对燃油供给方进行控制时，对这个问题解决起来就会很难。但是如果换一种方式，如使用“可变性能”对其进行“综合处理”，那么这样的问题就很容易被解决。 1 气门正时技术 气门正时也就是汽车发动机在运转过程中气门打开的时间。其功能是活塞运动到一定位置时，对气门的开启和关闭时间进行控制。一般情况下，发动机进气门的活塞运动程序应当从下向上，当气门开始排气时，气门打开;当活塞到达气门的上止点时，一个排气运动周期完成，气门关闭。这个过程中，因为运动的空气存在惯性，因此需要一定的时间进行反应。进行排气的过程中，为了让更多的空气进入气缸，更多的废气排出气缸，就要在活塞到达之前打开，并且在活塞运动到下止点之下关闭;发动机的排气门运用同样的原理，排气门应该在活塞开始向下运动之前打开，在活塞运动到下止点之后再关闭。在活塞运动的过程中，排气门和进气门可能会在一定的时间范围内同时打开，这叫做气门叠加，在气门叠加现象产生时，曲轴会产生一定角度的转动，这个角度是气门叠加角，图1是汽车发动机气门配气相关结构图。 发动机的转速处于不同状态时，对于气门叠加角的要求也有所不同，在发动机低转速时，其气门叠加角就越小，发送机转速高，所产生的气门叠加角就会越大。如汽车发动机没有运用气门正时技术，这两个要求就很难同时得到满足，传统的汽车发动机工作原理主要是：当汽车发动机处于低速转动状态时，其中凸轮的转速也非常慢，因此气门的进气速度也随之减慢，当气门打开时，需要的时间较长，但是气门的开度很小。如果汽车行驶的速度达到120km/h时，发动机的转速一般为3000～4000rpm，有可能会达到更高水平，此时汽车发动机气门的开启和关闭速度加快，气缸空气进入的速度开始加快，在这一运动过程中，虽然其进气量很大，但是发动机气门的开启时间非常短，这会在一定程度上降低氧气含量，导致燃油燃烧所需氧气不足，从而使燃油燃烧不够充分。因此可以在这样的发动机上引入可变气门技术，这一技术可以有效解决以上提到的问题，从而大大改善发动机的燃油效率。在运行过程中，对凸轮进行改造，并且对相关的传感信号进行充分收集，汽车发动机如果处于转速非常低的情况下，这时发动机中正时技术就可以对其进行很好的控制;当汽车发动机处于高速运转状态时，可以对气门的开度进行较为科学的调整。 2 气门升程技术 气门升程技术指的是对气门开启的开度大小进行控制的技术。当发动机在运行过程中，气门行程较远的情况下，所进气截面的面积就会随之增大，因此对进气产生的阻力会降低，从而使得气缸的进气更加通畅，这样的运行状态比较适合汽车在高速行驶的状态下。如果在汽车行驶速度较慢的情况下，就会导致进气时达不到要求的负压，从而导致汽车处于低速形式的状态下时，产生运转无力或者不够平稳的现象。如果气门很小，汽车发动机在慢速运转过程中，所需的负压会得到满足，保证氧气的充足和燃油的充分燃烧。然而当汽车处于高速行驶的状况下时，空气的流速就会加快，气阻也会增大，这些情况的出现就会导致气门在进气和排气的过程不够畅通。在汽车发动机中运用可变气门技术，就可以对这两方面的问题进行权衡。气门正时技术只能够对汽车发送机中气门开启的时间进行控制，对于气门开启的开度无法控制。因此要在汽车发动机中运用可变气门的升程技术，这样才能进一步提高汽燃油的燃耗效率，提高汽车经济性能。 3 典型的可变气门升程技术控制为主的发动机技术 3.1 本田汽车中的“VTEC”系统应用 “VTEC”可以同时对发动机气门开度和气门开启时间进行控制的系统，对“VTEC”进行控制的系统主要是“ECU”，它通过发动机中各个传感器，其中包括气缸进气压力传感器、发动机转速传感器、车辆行驶速度传感器、水温传感器等，根据其产生的信号，进行相应指令的发送，同时可以控制凸轮在特定的范围内运转，以此对气门的开闭时间和开闭开度进行合理控制。一般的汽车发动机中，每个汽缸只配备一个凸轮对其进行驱动，但是本田汽车中VTEC系统发动机内含有两个凸轮对其进行驱动，即中低速、高度运转两个组合，通过对电子系统的运用，使其自行进行操纵，从而达成自动转换目标。本田汽车发动机中利用的VTEC系统，可以同时对发动机的低速运转和高速运转中气门的开闭进行时间和开度的控制，这样就能同时达成汽车的动力性和经济性。 本田“VTEC”与其他汽车发动机不同的地方主要是凸轮和摇臂的数目和控制 方法 。其是世界上第一个能够对气门的开闭时间以及升程两个性能同时控制的气门控制系统。其系统通过计算机对气门的正时和升程进行控制，可以在很大程度上提高汽车燃油效率，本田公司几乎在所有车档中均运用了“VTEC”系统。 3.2 丰田汽车VVT-i智能可变气门系统 VVT-i系统是丰田汽车中发动机可变气门系统，当前这项技术已经在丰田汽车中普遍使用。VVT-i系统可以对发动机气门运动进行连续的正时调节，但是对气门的开度大小不能控制。这项技术的工作原理主要是：当汽车的运行速度由低到高运行时，“ECU”就会向凸轮控制下小涡轮内挤压机油，从而使小涡轮进行运转，其运转是相对凸轮进行的，这样就使得凸轮在60。范围内前后旋转，这样就会对气门的开启和闭合时间有所控制，从而实现气门的连续这时目标。这项技术的最大特点是，可以根据汽车发动机所处状态对凸轮进行合理控制，对凸轮轴的转角进行合理的调整，从而优化配气时机，保证对燃油的配气达到最佳状态，以此来帮助燃油充分燃烧，并且提高汽车扭矩，提升汽车的各项性能。 4 结语 在汽车发动机可变气门技术中，升程系统主要控制气门的开度，而正时系统是控制气门开闭的时间。它们均决定了发动机进气量的大小，同属于汽车发送机可变气门控制系统。如今可变气门技术发展得越来越快，这项技术在汽车发动机中的使用可以说是汽车领域发展的一个里程碑，可以看出未来的汽车技术将向着越来越先进的方向发展。 参考文献 [1] 邓明阳，孙旭.发动机全可变气门升程技术现状的分析与展望[J].南通航运职业技术学院学报，2011，(3). [2] 郭建，苏铁熊，王军.发动机可变配气机构的研究进展[J].内燃机与配件，2011，(12). [3] 徐涛，詹樟松，吴学松，等.可变气门升程技术现状及发展趋势[J].内燃机，2013，(6). [4] 张超.宝马第三代连续可变气门升程技术浅析[J].价值工程，2015，(3). 汽车发动机技术论文范文篇二：《浅谈汽车发动机节能技术》 摘 要：本文通过对发动机的节能原理进行分析，提出了一些节约发动机燃油消耗的 措施 ，对中国汽车节能提出了发展方向。 关键词：节能;原理;措施;发展 一、发动机节能的原理 1 提高充气效率 (1)减小进气系统的流动损失。①减小进气门处的流动损失。可通过增大进气门的直径，选择合适的排气门直径;增加气门的数目，采用小气门;改善进气门处流体动力学性能，减小气门处流动损失;采用S(活塞形成)/D(缸径)值较小的发动机等措施可以减小进气门处的流动损失。②减小整个进气管道的流动阻力。进气道应该有足够的流通截面积、表面光滑、拐弯小、多段通道连接要对中;进气管应该有足够的流通截面积、表面光洁，避免急转弯和流通截面的突然变化;空气滤清器的阻力应随结构和使用时间的延长而不同。(2)减少对新鲜充气量的加热。凡是能降低活塞、气门等热区零件的温度和减小接触面积的措施都是有利于减小对新鲜充气量的加热。(3)减小排气系统的阻力。减少排气系统中排气门座、排气道、排气管、排气消声器的阻力，对降低排气压力、减小排气损失均有利。(4)合理选择配气相位。配气相位是否合理主要根据以下几个方面来判断。①充气效率高，保证发动机的动力性能，主要由进气门迟闭角决定。②必要的燃烧室扫气，以保证降低高温零件的热负荷，使发动机运行可靠，主要由进气门迟闭角决定。③合理的排气温度，主要由排气提前角决定。④较小的换气损失、以保证发动机的经济性，主要由进排气门重叠角决定。 2 减小机械损失可从几个方面着手 (1)降低活塞、活塞环、连杆等往复运动机件的摩擦和质量。(2)降低滑动部件的滑动速度。(3)减少润滑油的搅拌阻力。(4)改良润滑油，使其低粘度化。(5)合理选择摩擦零件的材料。 二、发动机节能的措施 1 发动机稀燃技术 也叫发动机稀薄燃烧技术，指采用发动机的实际空燃比远大于理论空燃比的情况下进行的具有良好动力性、经济性和排放行的燃烧技术。 实现的技术途径：(1)实现稀燃混合气。实现稀燃混合气的措施有：使汽油充分雾化;采用结构紧凑的燃烧室;加快燃烧速度;提高点火能量;采用分层燃烧技术。(2)采用分层燃烧系统。主要有气道喷射稀燃系统和直接喷射稀燃系统。 2 发动机的增压技术 对进入气缸的空气提前进行压缩，使单位时间进入燃烧室的新鲜空气量增多，增加发动机的充气效率，提高发动机的功率。 3 燃油掺水节油技术 发动机采用掺水形成的乳化燃油，可以减少排气中的氮氧化合物等有毒成分、降低烟度减少污染，还能有效降低油耗，节约能源。 4 发动机可变气缸排量技术 发动机在中低负荷情况下，使部分气缸停止工作，增加工作气缸的负荷率，使其工作点落入低燃油消耗率和低排放工作区域内，从而改善车辆的经济性和排放性能;当发动机需要大功率时，则让全部气缸工作，体现发动机的动力性。 5 发动机可变配气正时技术 根据发动机转速和负荷的变化，适时调整配气相位和气门升程。 6 可变进气歧管技术 ECU根据发动机转速和负荷的变化而改变进气道的长度，在高转速时使进气通道变短，减少进气流动损失，提高发动机的高速功率。在低转速和低负荷及起动情况使进气通道变长，管内空气流动的动能增加，导致进气流速加快，充气效率提高，在同样的燃烧条件下会获得更大的输出功率，增加转矩。 可变进气歧管技术主要包括可变进气歧管长度和可变进气共振技术.。 7 可变压缩比技术 采用可变压缩比技术对于自然吸气发动机，在部分负荷情况下压缩比可以设计高一些;对于增压发动机在增压压力比较低的低负荷情况下，适当降低压缩比，使压缩比随发动机负荷的变化连续调节，这样可以避免爆燃，又提高了在高压缩比情况下中低负荷的工作效率，增加了动力性能，提高了济性，保证了发动机工作效率的最大化。 改变发动机压缩比的方法有改变燃烧室的容积和改变活塞行程。 8 汽油机燃油喷射与点火系统的电子控制技术 在汽油机电控燃油喷射系统中，电控单元主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器信号对喷油量进行修正，使发动机在各种工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性;汽油机电控点火系统(ESA)根据相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最佳的点火提前角点燃可燃混合气，从而改变发动机的燃烧过程，实现发动机动力性、经济性和排放性的提高。 9 柴油机燃油喷射系统的电子控制技术 在柴油机电控燃油喷射系统中，ECU主要根据发动机转速和负荷信号来确定基本供油量和供油正时，再根据其他传感器信号进行修正。 10 电子节气门技术 汽车电子节气门技术(ETC)淘汰了传统加速踏板采用拉索或杠杆机构，与发动机节气门之间进行直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实现精确控制节气门的开度。该技术可以实现发动机转矩和空燃比的精确控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染。 11 陶瓷发动机 为了减小发动机能量损失中占绝大部分的冷却损失和排气损失，一般采用取消或部分取消冷却系统的方法，并使用陶瓷等耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻和强度高等特点的隔热材料或其他方法减少燃烧室内热量的散失，使发动机在更高的工质温度下工作;利用排气能量。 12 EccoBoost 发动机技术 一种兼具涡轮增压技术和燃油直喷两种技术于一体的发动机技术，发动机能获得更高的动力性和经济性。 结语 根据中国的能源政策和汽车工业发展情况来看，国家首先应该大力发展柴油机技术，主要是研究电控柴油机;其次大力发展电动汽车，优先发展混合动力汽车，加大电池续航能力的研究;再次大力研发推广代用燃料车。发动机油耗的高低直接反应了我国发动机设计与制造水平，汽车发动机节能技术的推广应用，将大力推动我国汽车工业的发展。 参考文献 [1]许文靖.现代汽车节能技术探析[J]，科技创新导报，2009(24). 汽车发动机技术论文范文篇三：《浅谈汽车发动机维修技术》 【摘 要】: 作为汽车的心脏部位，发动机在汽车的正常运行和操作中其中至关重要的作用。因此，平时需要加强对发动机的维修和保养。而针对汽车发电机的维修，其需要比较全面的技术知识和实践操作能力。因此，汽车发动机的维修可以说是一个需要技巧和技术的硬活。本文从汽车发动机检查以及汽车发动机的诊断和维修两个方面出发，具体阐述其相关的维修技术，希望对学习汽车发动机维修的人员有所帮助。 【关键词】: 汽车;发动机;维修;技术 1 传统的发动机维修工艺 发动机的内部零部件的检查： 由于汽车发动机内部的曲轴和活塞往往是比较容易出故障的地方，如汽车突然无法启动等，很可能是因为汽车发动机内部活塞不能运作造成的。因此当汽车发动机出现故障需要维修的情况下，可以先对其曲轴和活塞进行检查，其具体步骤如下： 1.1 曲轴的检查 对于曲轴容易出现的故障，主要有轴颈处容易磨损，容易出现扭曲变形或者疲劳裂纹，因此需要进行重点检查。1)裂纹的检查：对于曲轴裂纹的检查，其相应的检查方法有超声波探伤检查，浸油敲击法检查，磁力探伤检测仪进行检查和X光探伤检查。在用浸油敲击法对曲轴进行检查时，需要先将曲轴在煤油中浸泡一段时间， 然后再将曲轴从煤油中取出来，擦干净后在曲轴上撒一些白粉，再对曲轴的不同部位进行轻敲，如有出现了比较明显的油迹，这说明曲轴的这个部位有裂纹。对于磁力探伤仪检查，其磁力线会穿透曲轴被检查的部分，如果在该部分有裂纹的话，那么这个地方的磁力线就会出现偏散，然后将磁力粉撒在该部位，从会显示出裂纹的具体大小和具体位置;2)弯曲变形的检查：针对曲轴弯曲变形的检查，可以先将整个曲轴的两个顶端用V型版块支承住，如图1所示，然后用在主轴中间用百分表的触头抵着。当曲轴转动一周后，在指针上对出角度的最小值和最大值，并且计算两者之差，这个差值就是曲轴弯曲变形的差值了，如果其值大于0.11mm， 那么曲轴弯曲的比较严重了，为了确保发动机的正常运行，需要及时更换曲轴。 1.2 活塞连杆组的检查。 对应活塞部位的检查，主要是检查其活塞销座的尺寸和裙部直径等是否发生了变化，或者是否在使用过程中发生了堵塞等。其主要的检查方法一般有两种，第一种检查方法是用千分尺进行测量，通过测量裙部直径的大小和活塞汽缸磨损部位值的大小，将这两个测得的数据相减，然后和配缸间隙值进行比较，如果差值大于0.10mm， 则说明活塞磨损比较严重，不能够再使用啦。另一种方法是塞尺进行测量，通过测量配缸间隙来判断其汽车发动机内部活塞是否可以正常使用。首先将塞尺放入安装气环的环槽内，然后以35N的拉力轻轻转动塞尺，当感到轻微的阻力时停止转动，这样就可以用塞尺测量活塞裙部和活塞侧隙差值的大小，当活塞受到磨损越多时，其相应的差值也越大，当该值超过0.12mm时，这该活塞不能再使用啦，需要为汽车发动机配备新的活塞。 2 汽车发电机的诊断和维修 2.1 发动机失速故障 发动机如果出现了失速故障，其一般表现为发动机转速一会低一会高的情况，而这种情况就是常见的发动机失速故障了。出现这种故障的原因主要是因为点火控制系统出现故障，或燃油喷盘系统出现问题，又或者是整个发动机的进气系统出现了问题等。例如，出现了燃油喷盘系统的故障，很有可能是系统线路接触不稳，油管变形或者燃油滤清器灰层太多等。针对不同的原因，可以采取不同的措施进行维修。 其相关的故障排除和维修的方法如下：1)如果是喷油系统出现问题，检查是否是线路接触不良，如果是，则可以调整线路或更换导线的方法进行维修，如果是 机油滤清器盖等太多灰层了，则可以采用清洁滤清器盖的方法进行修复;2)如果是进气管出现了问题，则仔细检查是否有各软管或者其相接的地方出现了漏气，也可以检查PVC阀管子等是否通气正常，如果不是，则可以考虑修复或替换相应的管子;3)针对点火控制系统出现的问题，则需要检查各缸火花塞是否正常工作了。例如，火花塞积累的灰层太多，引起发动机转速不正常，则可以通过彻底清洁火花塞来进行维修。 2.2 发动机怠速不良故障 发动机怠速不良故障的现象主要是发动机怠速不稳，停车易熄火。在故障诊断方面，可以先检测发动机燃油压力。将燃油压力表连接到油压检测孔上，起动发动机，油压表指示正常，压力为265kPa，拨掉油压调节器真空管，油压上升到340kPa。上述结果均在标准范围内，说明燃油管路系统无故障。然后再检查气缸压力。预热发动机，温度到85℃，打开节气门，用缸压表测量各缸压力，当压力值均为l1OOkPa左右，各缸压差小干300kPa时，上述情况表明发动机气缸密封性出现了问题。 针对该故障的维修，其方法如下：清洗怠速电动机、节气门体。将怠速电动机、节气门体拆下，彻底清洗各空气通道，并用压缩空气吹净。用万用表测量一下怠速电动机电阻值，电阻为20Ω，在18～24Ω正常范围内。测量节气门位置传感器，输出阻值呈线性变化，且在正常范围内。若发现进气总管内沉积有异物，用缠有麻布的铁线将其清理干净。为彻底根除故障，还可以对喷油器进行清洗、检测。 2.3自诊断系统可能出现以下几种情况：汽车运行时故障明显，传感器有故障而自诊断系统没有监测到。一是电控汽车控制电脑(ECU)对传感器信号进行检测时，只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号，从而判断传感器的好与坏，记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后，只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查，找到并排除短路、断路的故障即可。但是，若因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等，则自诊断系统就测不出来了。这时就应该依据发动机的故障征兆进行分析判断，继而传感器单体进行针对性检测，以便找到并排除传感器故障。二是由于发动机工况故障现象相似，ECU监测失误，自诊断系统可能显示错误的故障代码。例如，对于装有三元催化转化器的电控汽车，一旦使用过含铅汽油，这类故障特性有时较为明显。在汽车进行检修时，经常会发现故障代码显示的是“水温传感器断路或短路”故障，而发动机故障症状却是：无论发动机在冷车状态下或者热车状态下都不好起动，并且拌有怠速不稳和回火现象，发动机的转速绐终提不高。显然这些故障与水温传感器的关系并不十分密切，在对水温传感器进行单体测量后并未发现任何故障。 但是，当从汽车上拆下三元催化转换器并剖开后发现，三元催化转换器内部严重堵塞，因此可以断定发动机故障是由此而引起。因此当自诊断系统出现故障代码以后，还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较，以得到正确合理的判断，不应该将故障代码当作排除故障的唯一依据。三是电控汽车使用维修不当也可能引发错误的故障代码。在对电控汽车实施维修时，由于维修人员系统输出错误的故障办法。例如，在发动机运转过程中，随意或者无意把传感器插接头拔下，每拔下一次传感器插接头，自诊断系统就会记录一次故障代码。另外，若在上一次汽车维修时，由于操作不当而未能完全清除掉旧的故障代码，那么电脑也同样将原来的旧故障代码保存其内，因此在对电控汽车维修时也要加以注意，不应造成不必要的人为故障代码。 利用常规的检查方法如“五油、三液、一媒，的检查不可忽视，即对透平油、机油、自动变速器油、转向助力油、齿轮油、制动液、冷却液，刮水清洗液以及冷媒的检查。绝大部分高级轿车上仪表灯全部用英文显示，如wash fluid灯亮，应检查清洗液和储存器内液面，添加后即可消除该警报灯亮。一辆奥迪A62.8L轿车ABS灯点亮，似乎是一个大的故障，车主急忙赶往奥迪A6维修中心检修，经检查发现就是制动液容器内的液体低于警戒线，补充完制动液后故障排徐，解决起来很简单。 通过车用零件液体的品质，来判断故障。一辆广州本田车雅阁7230轿车的自动变速器油液变紫，而且有少量的混蚀物，此时行车中动力不足，起速过慢。因此，根据油液的颜色可断定故障的原因是自动变速器的故障而不是发动机动力不足，拆油底壳，检查证明判断是正确的。 检查线路也一样重要。一辆雪铁龙轿车左前轮不升也不降，而其他三轮传动正常。检查发现该车左前空气弹簧减振器排气阀线斯开，接通线路后左前轮活动恢复正常。应该仔细看而不是走马观花的浏览，这样才能达到事半功倍的效果。 通过对油液的“闻”可知油液的品质及该系统基本的工作情况，通过对发动机的排放气体的闻，可以感觉发动机的工作情况，从而为故障判断提供指导。如一辆桑塔纳2000GSi轿车，急加速抖动严重。通过对排放气体气味的分析，认为是高压线有时断火，更换后，故障排除“闻”在维修中比其他手段用得相对较少，但并不是说它不重要，运用恰当在故障判断上可以让我们少走许多弯路。 虽然汽车发展机电一体化越来越多，汽车维修更多是靠专用的故障诊断仪器，但一些特殊故障仍然需要 经验 丰富的维修技术人员靠传统维修手段来判断故障，未来的汽车维修人员不仅仅需有外语基础，电脑常识等高科技知识，同时也应具备丰富的传统维修技术。 3 结论 从上面的分析可以看出，本文只是简单的介绍了汽车发动机比较常见的故障以及出现故障的原因和解决的方法。其实，整个汽车发动机的维修覆盖面比较广，其相应的维修技术也比较全面复杂，要熟练的掌握汽车发动机的维修技巧和相关技术，还需要学习和实践很多知识，比如电控燃油系统的检查和维修等，本文就不在此一一赘述。 参考文献: [1]朱鹦文，魏浩，章秦.探究汽车发电机维修和检测技术[J].汽车和科技，2004(1)：235-248. [2]__斌，罗洛.关于汽车发电机维修技术的几点思考[J].汽车和科技，2007(2)：129-137. [3]卢海.汽车发动机的维护与 修理 [J].川化,2003,(04). [4]林宝丰.汽车发动机的维护及故障排除[J].公路与汽运,2004,(05). [5]孟杰.汽车发动机的维护与保养.长春汽车工业高等专科学校,2011,6. 猜你喜欢： 1. 汽车发动机技术论文 2. 汽车的先进技术论文 3. 汽车电子技术论文范文 4. 汽车柴油机新技术论文 5. 浅谈汽车技术管理论文
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关于智能传感器与汽车电子的分析摘要：现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。关键词：智能传感器1 汽车电子操控和安全系统谈起近几年来我国汽车工业增长迅速，发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测：汽车工业有可能超过IT产业，成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实，汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT 产业的增长。例如，虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右，但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%，中、高档轿车中汽车电子已占30%以上，而且这个比例还在不断地快速增长，预期很快将达到50%。电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素，汽车（机动车）的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高，都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出：电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是，必须指出的是，除了一些车内音响、视频装备，车用通信、导航系统，以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外，现代汽车电子从所应用的电子元器件（包括传感器、执行器、微电路等）到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器（智能执行器、智能变送器）。实际上，汽车电子已经经历了几个发展阶段：从分立电子元器件搭建的电路监测控制，经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统，现在已经进入了采用高速总线（目前至少有5种以上总线已开发使用），统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据，实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元（ECU）组成，可以独立操控，同时又能协调到整体运行的最佳状态。还可以举一个安全驾驶方面的例子，出于平稳、安全驾驶的需要，仅只针对四个轮子的操控上，除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置（ABS）外，许多轿车，包括国产车，已增设了电子动力分配系统（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在，国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统（EBA），该系统在发生紧急情况时，自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度，并判断紧急制动的力度是否足够，如果需要，就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间（例如百万分之一秒级）内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速，进而为每个车轮平衡分配动力，保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”（ETC）系统等。从以上列举的两个例子可以清楚看到，汽车发展对汽车电子的一些基本要求：1.1 电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器（+调理电路）+微处理器，然后再通过微处理器（+功率放大电路）+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求，需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路，并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。1.2 现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制，但汽车车体内的空间有限，构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是，电子控制单元应与受控制部件紧密结合，形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。1.3 电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例，它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此安全气囊的ECU 必须具有自检、自维护能力，不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性，确保动作的“万无一失”。1.4 汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性，并且，对电子产品而言，大多处于非常恶劣的运行环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。1.5 与上述要求同样重要，甚至有时是关键性的条件是，汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产，并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器，它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要，而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产，生产成本较低（几美元至十几或几十美元），所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场，反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。2 智能传感器：微传感器与集成电路融合的新一代电子器件微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混，仍然笼统地称之为传感器，或者含糊地归纳为汽车半导体器件，也有将智能传感器（或智能执行器、智能变送器）与微系统、MEMS等都归入了MEMS （微机电系统）名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。首先必须说明的是，在绝大多数情况下，本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件：将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器；将电学信号转换成非电学参量输出的执行器；以及既能用作传感器又能用作执行器，其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说，关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器（或执行器、或变送器）的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物，而是基于半导体工艺技术的新一代器件：应用新的工作机制和物化效应，采用与标准半导体工艺兼容的材料，用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。 它由两块芯片组成，一是具有自检测能力的加速度计单元（微加速度传感器），另一块则是微传感器与微处理器（MCU）间的接口电路和MCU。这是一种较早期（1996年前后）的，但已相当实用的器件，可用于汽车的自动制动和悬挂系统中，并且因微加速度计具有自检能力，还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到，微传感器的优势不仅是体积的缩小，更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指出的是，采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说，单芯片的解决方案显然更可取，生产成本更低，应用价值更高。智能传感器（Smart Sensor）、智能执行器和智能变送器-微传感器（或微执行器，或微变送器）和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件（例如上述的微加速度计的单芯片解决方案）。因此智能传感器具有一定的仿生能力，如模糊逻辑运算、主动鉴别环境，自动调整和补偿适应环境的能力，自诊断、自维护等。显然，出于规模生产和降低生产成本的要求，智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前，或流程中，或工艺完成后增加一些特殊需要的工序，但也不应太多。在一个封装中，把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器（SAR）、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器和串行接口 （SPI）等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成 CMOS 电路工艺流程之前，亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟，已广泛用于汽车（机动车）所需的各式各样的压力测量和控制单元中，诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广，不局限于汽车工业。目前，生产智能压力传感器的厂商已不少，市售商品的品种也很多，已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小，随之控制单元所需的外围接插件和分立元件越来越少，但功能和性能却越来越强，而且生产成本降低很快。顺便需要说说的是，在一些中文资料中，尤其是一些产品宣传性材料中，笼统地将Smart Sensor(或device)和Intelligent sensor（或device）都称之为智能传感器，但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为，Smart（智能型）传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然，知识型的内涵也在不断进化，但那些只能简单响应环境变化，作一些相应补偿、调整工作状态的，特别是不需要集成处理器的器件，其知识等级太低，一般不应归入智能器件范畴。相信大多数读者能经常接触到的，最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况，因为CCD 阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱，必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的，在中、高档长焦距（IOX）光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统，特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的核心是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪，通过它监测机身的抖动，并换算成镜头的各轴向位移量，进而驱动镜头中可变角度透镜的移动，使光学系统的折射光路保持稳定。微系统（Microsystem）和MEMS（微机电系统）-由微传感器、微电子学电路（信号处理、控制电路、通信接品等）和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显，MEMS 的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程，也即采用常规标准的CMOS 工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法，其中也包括微机械结构件的制作。微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器，智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS，MEMS 的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令，进而能独立、正确动作的微机械（Micromachines）。现在，开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少，涵盖各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。通过控制芯片上的微反射镜阵列，实现光输入/输出的交叉互联。这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。市场上可买到的MEMS光开关已达1296路，开关转换时间约为20ms。微机械（也称为纳米机械）则尚处于开发试验阶段，但已有许多很重要的实验室产品涌现，如著名的纳米电机、微昆虫、微直升机和潜水艇等。技术产业界普遍认为，它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。
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