标题什么是加速速率控制,柴油机为什么要采用加速速率控制转速?

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如今的汽车,科技含量越来越高,相对的技术名称也越来越多。比如EBD、EBA、ABS等专业词汇,你都知道是什么意思吗?为了不再被汽车宣传单上的各种缩写迷惑,小编整理了一些常用的汽车用语英文缩写。记住这些你也是小专家了,在跟朋友侃侃而谈的时候可以让自己显得更专业哦。

1.ABS——刹车防抱死系统

在没有ABS时,如果紧急刹车一般会使轮胎抱死,由于抱死之后轮胎与地面是滑动摩擦,所以刹车的距离会变长。如果前轮锁死,车子失去侧向转向力,容易跑偏;如果后轮锁死,后轮将失去侧向抓地力,容易发生甩尾。特别是在积雪路面,当紧急制动时,更容易发生上述的情况。

ABS是通过控制刹车油压的收放,来达到对车轮抱死的控制。其工作过程实际上是抱死—松开—抱死—松开的循环工作过程,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。

ABD与ABS的区别在于,ABS是保证在紧急制动时车轮不被抱死,以达到安全操控的目的,并不能有效的缩短制动距离。而ABD则是通过EBD在保证车辆不发生侧滑的情况下,允许将制动力加至最大,以有效的缩短制动距离。

2.EBD——电子制动力分配

汽车制动时,如果四只轮胎附着地面的条件不同,比如,左侧轮附着在湿滑路面,而右侧轮附着于干燥路面,四个轮子与地面的摩擦力不同,在制动时(四个轮子的制动力相同)就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。

EBD的功能就是在汽车制动的瞬间,高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值,然后调整制动装置,使其按照设定的程序在运动中高速调整,达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹配,以保证车辆的平稳和安全。

汽车技术发展到现在,刹车辅助系统已经非常完善,而且延伸出不同的名称,包括BA、BAS、EBA等,这些可以统称制动辅助系统。

在正常情况下,大多数驾驶者踩下刹车只会施加很小的力,然后根据道路交通情况增加或减弱对制动踏板施加制动力。而一般只有面临紧急情况,才会突然踩下刹车踏板施加很大的制动力,但是由于驾驶员反应过慢或力度有限(女性或老人)等情况,很难达到最大的制动力。

EBA的功能就是通过驾驶者踩踏制动踏板的速率来判断其制动行为,如果它察觉到制动踏板压力是恐慌或突然性增加,EBA就会在几毫秒内启动全部制动力,以此达到最大制动效果,从而缩短刹车距离,防止在走走停停的交通中发生追尾事故。

对不少大排量豪华车型中会配备TCS牵引力控制系统,它的功能是通过驱动轮的转速和传动轮的转速来判定驱动轮是否发生打滑现象,在轮胎即将打滑的瞬间,自动降低或切断传到该轮胎上的动力,甚至施加刹车,防止车轮打滑,使之保持循迹性。

TCS是针对汽车在光滑路面制动时、加速起步时或在冰雪等光滑路面行驶时出现的车轮打滑以及失去方向控制的情况下,专门设计的安全功能。TCS可以提高汽车行驶稳定性,提高加速性,提高爬坡能力。随着人们越来越重视车辆安全,TCS逐渐出现在许多普通轿车上。

5.ESC——电子稳定控制系统

很多品牌的汽车都有,只是各厂家的叫法不同而已,比如大众称其为ESP、本田叫VSA、丰田管它叫VSC,广义上的电子稳定控制系统称为ESC才严谨。

该系统在保证车辆横向稳定性方面体现在当系统通过转角传感器、横向加速度传感器及轮速传感器的信号发现车辆发生了转向不足或过度时,系统会控制单个或是多个车轮进行制动,来调整汽车变换车道或在过弯时的车身姿态,使汽车在变换车道或是过弯时能够更加的平稳而安全。

6.SRS——辅助防护系统

System的缩写,辅助防护系统,常见的辅助防护系统有安全气囊和安全带。气囊只是SRS的一部分,安全气囊还要靠传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号。然而判断撞车是一个复杂的过程,很多低速碰撞并不足以引发气囊的弹出的条件,因为在系统判断中安全带已经足以保障成员安全,也有的碰撞没有接触到传感器的接触范围,没能引发气囊,总而言之气囊对于汽车被动安全来说是重要的一环,但前提是系好安全带。

1.EPS——电子助力转向系统

它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成,不同的车尽管结构部件不一样,但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。

老司机肯定知道,我们驾驶的汽车转向是越来越轻,而之所以如此,都是因为EPS的功劳。与传统机械液压助力转向不同,EPS电子助力转向系统以蓄电池为能源,由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出最理想状态。简单地说,在低速打转向时,电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转传输出较大功率,使驾驶员打方向省力。同时它以电机为动力单元,可以独立于发动机工作,EPS几乎不会消耗发动机燃油,因此更节能、更环保。

全称Four-Wheel Drive——四轮驱动,通常指的是分时四轮驱动或适时四轮驱动,车辆可以在两驱和四驱之间进行手动或自动切换。

搭载4WD系统的车辆可以根据驾驶需求开启或关闭四驱系统,这通常会以锁定四轮驱动带动前后轮,让前后车轮得到的动力平均分配,这会增强车辆的越野能力,但在铺装路面上如操作不当却可能造成安全隐患。

3.AWD——全时四轮驱动

全称All-Wheel Drive——全时四轮驱动,如今跟也有叫AWD其实为适时四驱,但只要知道这个代表车子可以全轮驱动即可。

搭载有AWD系统的车辆行驶于湿滑路面上,限滑差速器与离合器会帮助你控制对四个车轮的动力传输,而更先进的AWD系统还会使用前后车轮扭矩分配器,根据车轮抓地力的实际情况合理分配四个车轮所获得的动力,甚至直接对打滑的车轮切断动力供应,这就可以使车辆更好地适应极端气候与路况。

车企在生产具备一定越野能力的车辆时,一般都会为车辆搭载AWD系统,这就在一定程度上代表了这类车辆在复杂气候和路况下具备更可靠的安全性与更可控的操控性。

4. ACC——自适应巡航控制

ACC自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统,它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中,安装在车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器采集车速信号。

当与前车之间的距离过小时,ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作,使车轮适当制动,并使发动机的输出功率下降,以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。

自适应巡航控制系统在控制车辆制动时,通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度,当需要更大的减速度时,ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时,ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。

StratifiedInjection(燃油分层喷射),TSI比FSI更先进。但是在国内中低档量产车采用的TSI技术实际上为涡轮增压器+燃料分层喷射),等同于TFSI(涡轮增压,而非双增压器+燃料分层喷射),又由于国内的燃油品质达不到标准,所以国内发动机都没有用分层燃烧。在国内,TSI上面的颜色是为了区分不同的排量,1.4排量的是TSI,1.8排量和2.0排量的是TSI,2.0TSI车型中的高配车型或者高端车型则使用全红的TSI标识,不过这种标识已经被取消了。

TDI-Turbo Direct Injection,意为涡轮增压直接喷射柴油发动机,在柴油机上加装了涡轮增压装置,使得进气压力大大增加,压缩比一般都到10以上,这样就可以在转速很低的情况下达到很大的扭矩,而且由于燃烧更加充分,大大降低了CO、HC、颗粒的排放,其中CO2排放与同排量汽油车比可降低30%,但是,在拥挤的城市中行车时,TDI的优势则很难施展开来。

CGICDI- Charged Gasoline Injection (汽油缸内直喷技术) Common rail diesel injection(柴油缸内直喷),是奔驰公司开发的缸内直喷技术,供油动作已完全独立于进门与活塞系统之外,超乎传统喷射理论的稀薄燃烧与更多元的混合比便得以实现。CDI则为该技术的柴油版本。宝马GDI、通用SIDI均与此有异曲同工之妙。

原理是根据发动机的运行情况,调整进气(排气)的量,和气门开合时间、角度,使进入的空气量达到最佳,提高燃烧效率。优点:省油,功升比大;缺点:中段转速扭矩不足。目前与此技术相类似的主要有:本田的VTEC、i-VTEC,丰田的VVT-i,三菱的MIVEC,铃木的VVT,现代的VVT,起亚的CVVT,江淮的VVT,长城的VVT等。

HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。又分为①串联式混合动力汽车(SHEV)②并联式混合动力汽车(PHEV)③混动式混合动力汽车(PSHEV)。

DM-Dual Mode(双模),是纯电动车(EV)和混合动力(HEV)相结合的技术,是一种将控制发动机和电动机两种混合力量相结合的技术,实现了既可充电、又可加油的多种能量补充方式。

ASS-全功能座椅系统

ASR-加速防滑控制系统

DAC-下坡行车辅助控制系统

DSC-车身动态控制系统

GOA-全方位车体吸撞结构

SDSB-车门防撞钢梁SIPS-侧面撞击保护系统

SLH-自动锁定车轮轴心

PDC-停车距离控制系统

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【摘要】简要介绍柴油机电控高压共轨喷射系统的发展现状,主要分析柴油机电控高压共軌喷射系统的结构和原理,分析柴油机电控高压共轨喷射系统的关键技术。

【关键词】柴油机;高压共轨;关键技术

随着世界能源危机和环境污染的加重,为了节约能源、降低排放,使得柴油机电控喷射技术得到了飞速的发展。既要保住直喷柴油机卓越的燃油经济性能,又要满足日益严格的排放法规,最重要的一步还是改善燃烧过程,而燃油喷射系统的性能又是影响柴油机燃烧过程至关重要的环节。高压共轨电控燃油喷射技术的应用则发挥了巨大的威力,进一步降低燃油消耗、增强了动力性能和满足了更加严格的排放法规,并使系统具有更高的喷射压力和更加灵活的喷油方式。目前,国外的柴油机电控共轨喷射系统方面的研究与发展正进行得如火如荼,并有多种高压共轨系统投入使用。

一、高压共轨电喷柴油机基本原理

该种柴油机的电控喷射系统是通过控制喷油时间来调节出油量的大小,而柴油机喷油控制则是由发动机的转速和加速踏板位置来决定的。因此,其基本原理是计算机根据转速传感器和油门位置传感器的输入信号来控制,首先计算出基本喷油量,燃油根据水温、进气温度、进气压力等传感器的信号进行修正,再与来自控制位置传感器的信号进行反馈修正,从而确定最佳喷油量。

电控柴油喷射系统由传感器、ECU和执行机构三部分组成,其任务是对喷油系统进行电子控制,实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、温度、压力传感器,将实时检测的参数同步输入计算机,与已储存的参数值进行比较,经过处理计算,按照最佳值对喷油泵、废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制,驱动喷油系统使柴油机运作状态达到最佳。

共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。由高压油泵把高压燃油输送到公共油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此,也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于油轨压力和电磁阀开启时间的长短。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能,其优点有以下几点。

(1)共轨系统中的喷油压力柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳喷射压力,从而优化柴油机综合性能。

(2)可独立的柔性控制喷油正时,配合高的喷射压力(120—200Mpa),可同时控制NOX和微粒在较小的数值内,以满足排放要求。

(3)柔性控制喷油速率变化,实现理想喷油规律,容易实现预喷射和多次喷射,即可降低柴油机NOX,又能保证优良的动力性和经济性。

(4)由电磁阀控制喷油,其控制精度较高,高压油路中不会出现气泡和残压力为零的现象。因此,在柴油机运转范围内,循环喷油量变动小,各缸供油不均匀可得到改善,从而减轻柴油机的振动和降低排放。

二、系统组成及基本单元

ECU是电控高压共轨喷射系统的核心机构,它一般由输入模块、微控模块、输出模块和通信模块4个部分组成。ECU通过各个传感器实时采集柴油机运行过程的数据并对数据进行处理,将实时运行参数与预存在ECU内的MAP图相比较、计算确定喷油定时、喷油脉宽,驱动喷油器电磁阁,完成喷油压力和规律的控制、此外电控单元还能完成在线故障诊断和应急处理,与监控系统实时通信,记录并存储重要的状态参数。

高压油泵供油量的设计准则是:在任何情况下必须保证柴油机的喷油量与控制油量之和的需求,以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生与燃油喷射过程无关,且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证。因此,高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。高压油泵对油量的控制采用控制低压燃油有效进油量的方法,该方法能使高压油泵不产生额外的功率消耗,但需要确定控制脉冲的宽度和控制脉冲与高压油泵凸轮的相位关系,控制系统比较复杂。

共轨管是电控高压共轨喷射所特有的零部件,主要包括油轨、轨压传感器和压力限制阀。共轨管的主要作用是储存燃油并建立油压,消除燃油压力波动同时限制燃油压力,使之不超过安全限值。压力传感器向ECU提供高压油轨的压力信号,同时保证高压油轨在出现压力异常时,迅速将高压油轨中的压力进行放泄。

电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件,它的作用是根据ECU发出的控制信号,通过控制电磁阀的开启和关闭,将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。电控喷油器的结构基本相似,都是由与传统喷油器相似的喷油嘴、控制活塞、控制量孔、控制电磁阀组成。

在电磁阀不通电时,电磁阀关闭控制活塞顶部的量孔,高压油轨的燃油压力通过量孔作用在控制活塞上,将喷嘴关闭;当电磁阀通电时,量孔被打开,控制室的压力迅速降低,控制活塞升起,喷油器开始喷油;当电磁阀关闭时,控制室的压力上升,控制活塞下行关闭喷油器完成喷油过程。

控制喷油的形状,需对其进行合理的优化设计实现预定的喷油形状。控制室容积的大小决定针阀开启时的灵敏度,控制室的容积太大,针阀在喷油结束时不能实现快速断油,使后期的燃油雾化不良;控制室容积太小,不能给针阀提供足够的有效行程,使喷射过程的流动阻力加大。因此,对控制室的容积也应根据机型的最大喷油量合理选择。

控制量孔的大小对喷油嘴的开启和关闭速度及喷油的过程起着决定性的影响。双量孔阀体的三个关键性结构是进油量孔、回油量孔和控制室,他们的机构尺寸对喷油器的喷油性能影响巨大。回油量孔与进油量孔的流量率之差及控制室的容积决定喷油嘴针阀的开启速度,以减少喷油嘴喷射后期雾化不良的部分。此外,喷油嘴的最小喷油压力取决于回油量孔的流量率及控制活塞的端面面积。这样在确定了进油量孔、回油量孔和控制室的结构尺寸后,就确定了喷油嘴的稳定最小喷油量控制室容积的减少可以使针阀的响应速度更快,使燃油温度对喷油嘴喷油量的影响更小。但控制室的容积不可能无限制的减小,它应能保证喷油嘴针阀的升程,以使针阀完全开启。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力,从而决定了针阀的运动规律。通过仔细调节两个量孔的流量系数,可以产生理想的喷油规律。对于喷油器电磁阀,由于共轨系统要求它有足够的开启速度,考虑到与喷射是改善柴油机性能的。

ECU软件的实质是企业在技术开发过程中,企业通过对各种发动机在各种工作状态下进行试验而获得的知识和经验积累,是一个不断完善和细化的过程。ECU软件先检测出发动机的转速和油门开度等参数,然后输入到计算机内,形成MAP。在工作的时候,将发动机实时参数与MAP进行分析处理,向伺服回路发出指令进行控制。

随着喷射压力的不断提高和其他相关技术的发展,要求有更高精度和响应速度的新型智能型传感器来满足技术进步的要求。

高压共轨电控燃油喷射技术的出现使得车用柴油机的发展获得了新生,它不仅保留了传统柴油机卓越的燃油经济性能,还进一步降低了NOX和微粒物和碳烟的排放,使其更节能,排放更环保,在性能上已远远超过了传统汽油机。共轨电控燃油喷射系统的进一步发展与优化涉及到执行器、传感器、计算机和控制技术,是一门综合性的新兴技术,只有在发展中不断完善。

[1] 张 怡. 柴油机电控共轨喷油控制技术[J]. 农机使用与维修, 2006(1).

[2] 蒋耕农. 魏建秋新型柴油机汽车维修800问[J]. 北京: 金盾出版社, 2004.

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