《{安全生产管理}现代汽车技术安全性ABSTCSESP》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{安全生产管理}现代汽车技术安全性ABSTCSESP（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代汽车技术,汽车技术的发展,汽车产业已经成为当今世界社会与经济发展的支柱产业。汽车产业的发展在很大程度上得益于汽车技术进步。汽车诞生100多年来，涌现出了各种有关汽车的技术发明和专利，使汽车的面貌日新月异。现代汽车，是现代技术发展的产物，同时也是现代技术发展的动力。汽车技术的发展是人类文明史的见证。 汽车工业还是首先带头应用最新技术的行业。组合机床、自动生产线、柔性加工系统、机器人、全面质量管理等新技术、新工艺，都是在汽车工业最先得到推广和广泛应用的。汽车工业的发展，不仅带动了相关工业的发展，而且也不断对相关工业提出新的要求，从而促进了相关工业的技术进步。 未来汽车的发展，还将推动各种高新技
2、术和边缘学科的发展。如材料科学、人机工程、电子技术、能源科学，以及汽车空气动力学、车辆土壤力学、汽车轻结构学、汽车轮胎学等等。,一、现代汽车技术的发展,1、汽车产品多样化时期汽车技术的发展 汽车发动机从单缸发展到V型8缸，提高了压缩比，使发动机输出功率增大。燃油泵的发明与使用改善了发动机的供油情况，并使燃油箱移到汽车尾部。气门和凸轮轴布置的改变也是发动机的重大技术改革。蓄电池点火系统的应用，不但改善了发动机性能，同时也使得电灯、电喇叭、电气仪表，特别是起动电机有可能应用到汽车上。 同步器的应用是变速器结构的一项重大改革。传动轴取代了早期的传动链条。主减速器中螺旋伞齿轮和准双曲线齿轮的应用能适应
3、高速平稳的运转并降低噪声。低压充气轮胎提高了汽车对路面的附着性能和行驶安全性。轮胎可靠性提高了，汽车就没有必要再携带两只备胎。新式转向器和转向传动机构使汽车转弯变得轻巧灵活。在20世纪30年代，各厂商都陆续采用了液压制动系统，此外，许多轿车都安装了独立悬架。,在车身技术方面同样也在不断进步，全钢车身取代了早期的木质结构。大型钢板冲压技术和焊接技术的进步使得车身变得轻巧牢固。承载式车身亦已广泛应用。与此同时，前大灯、近光灯、闪光信号灯、尾灯、刮水器、夹层安全玻璃、暖气及除霜装置、后视镜、保险杠、行李箱等部件已被普遍采用。 为提高汽车车速和改善汽车的舒适性，汽车车身造型从马车车身发展到流线型车身。
4、二战后，由于社会经济基础的影响，欧洲汽车的设计思想开始与美国分道扬镳。当时欧洲的经济处于恢复阶段，人民生活较俭朴，要求汽车尺寸紧凑和简朴实用，小排量轿车风靡欧洲；美国人民生活较富裕，石油价格较低，致使美国汽车设计追求尺寸宽松和表现气派。美国汽车从内部设备到外部装饰都力求豪华气派，1958年和l959年可算是美国汽车装饰达到登峰造极的时期，有的汽车别出心裁地将尾翅横向伸出，大有把形式美凌驾于功能之上的趋势。 小巧精致趋于流线型造型的欧洲汽车在与大型华丽的美国轿车在竞争中屡屡获胜，表明汽车真正的美在于形体与线条的简朴与明晰，而不是随心所欲的浮夸和华丽饰件的堆砌。,2、注重节能、环保和安全时期汽车技
5、术的发展,汽车在给人们带来方便的同时，也对人类社会产生了一些影响。一方面，由于汽车保有量的增加，带来了严重的空气污染。其中最明显的例子是在1943年9月美国洛杉矶市出现了浅蓝色、白色或紫色的烟雾，主要是汽车排放的NOX及HC进入大气后与大气中的氧气在阳光的作用下，进行连锁反应，形成臭氧、醛、过氧乙酰硝脂等有害物质。这些污染物包括CO、NOX、碳烟微粒等。上述情况促使公众越来越注意环境保护问题。因此，美国及有关各国都陆续制订了汽车排放法规，限制汽车排放物，而且法规的要求越来越严。环保要求对汽车技术，特别是车用发动机的技术发展起了很大的推动作用。曲轴箱强制通风系统（PCV）、废气再循环系统（EGR
6、）、排气三元催化系统、二次空气喷射系统、燃油蒸发控制、分层燃烧系统、稀混合气燃烧系统等新措施和新技术不断推出，缓解了汽车排放对人类健康和环境的威胁。 另一方面，由于汽车车速的不断提高，交通事故日益严重，交通安全已经成为引起社会广泛关注的社会问题。于是，各工业发达国家的政府，纷纷制定保证汽车交通安全的标准与法规。这些安全法规迫使汽车在有关安全性能及其装置方面不断改善，如ABS电子控制防抱死制动系统、ASR驱动防滑系统、EDL电子差速锁、EBD电子制动力分配装置、ESP电子增稳系统、安全气囊及安全带等。 节能是汽车技术发展的永恒课题，为了降低高速行驶时的风阻，以通用汽车公司1952年制造的别克牌汽
7、车为开端，出现了基于流体力学的真正的高速车型鱼型车身。但随着车速的不断提高，升力问题出现了。高速时产生的气动升力不仅影响汽车的稳定性，而且影响汽车的可操纵性与安全性。1963年司蒂倍克设计了称之为阿凡提的双座轿车，开始兼顾低风阻和高速安全性的楔型车时代，这种楔型造型很快被赛车广泛采用。,3、汽车产品的现代化标志,（1）汽车产品的电子化 电子技术的迅速发展和电子计算机的微型化，使汽车有可能装备各种微处理器以及各种电子元件。上个世纪70年代以来，汽车上出现了很多各种各样的电子产品，将一些传统的机械结构转变为性能优良、技术高精的机电一体化装置。电子技术在汽车上的应用，可以满足日益严格的法规要求，适应
8、顾客对汽车使用的方便性、舒适性、高效性及经济性的要求。随着汽车对电子技术的依赖性越来越大，电子技术成为汽车不可缺少的一部分。 （2）汽车整车的轻量化 整车轻量化除了运用先进的设计方法使汽车尺寸紧凑和结构合理外，更重要的是采用了新型材料。现代汽车上所采用的新材料主要是工程塑料、轻质铝合金、高强度合金钢等。 （3）汽车结构的变革 汽车发动机的结构变革主要目的是提高发动机工作效率、降低燃油消耗和减少污染。在一些新型的发动机上采用汽油缸内喷射技术，可变配气相位及可变进气道技术，可燃混合气稀薄燃烧技术，柴油机电控技术及共轨技术，废气涡轮增压装置等，使发动机的结构发生了变化。,二、现代汽车技术发展方向,1
9、、安全可靠 随着日益增长的全球汽车保有量，汽车交通事故的数目也在触目惊心的增长。每年汽车碰撞事故而造成 40 多万人死亡和 1200 万人受伤。行车安全已成为当前汽车技术亟待解决的问题。 汽车制造商们为保障驾驶员机乘客的安全，在汽车上面安装了很多安全设施。如：安全带、安全气囊、故障自诊断设备、 ABS 、 EBD 、 ESP 等装置。,汽车安全性的分类,被动安全系统 安全气囊 安全带 头枕 作用是车内人员受伤害时提供保护,主动安全系统 防抱死系统ABS 牵引力控制系统TCS 电子稳定程序ESP 作用是防止事故发生,主动安全性的发展,ABS汽车制动防抱死系统,什么是ABS系统 （Anti-bra
10、king System:ABS),装有ABS的汽车遇到突然出现的障碍物时，即使是驾驶员猛踩制动，车辆仍能控制自如。 轮速传感器不断监视着所有的车轮，一旦某一车轮开始将要抱死，ABS 快速反应，迅速降低这个车轮的制动压力，使它不至于完全停止转动。依靠这种调整，保证了可能的最短制动距离，使得车辆仍能操控自如，并增强了稳定性。,在汽车制动时，随着制动强度增大，原先滚动的车轮有可能完全停止转动（抱死），此时汽车仍以较大的惯性向前冲而车轮在地面上滑移。在车轮完全打滑的情况下，车轮对地面的附着性能大大下降，汽车的制动距离增大，而且汽车有失控的危险（图1）。制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，
11、研究表明，在车轮滑移率为15%20%时制动效果最佳。,ABS的优点,ABS能缩短汽车的制动距离。 能增加驾驶员在制动过程中控制方向盘绕开障碍物的能力。 能保证汽车制动时的方向稳定性，特别时在路面较滑，潮湿的道路上行驶时。,ABS的发展,1932 年，英国人霍纳摩姆首先研制出了 ABS 系统，并申请了专利。然而受当时技术水平的限制，未能广泛推广使用。 90 年代， ABS 发展迅猛，欧洲和美国、日本等地区均在高速发展 ABS 。 到 1995 年，轿车装有 ABS 的比例，美国、德国、日本分别为 55% 、 50% 和 35% ；货车装有 ABS 的比例分别为 50% 、 50% 和 45% 。
12、 瑞典 VOLVO 公司凭借在安全技术上的深入和超前探究，其汽车安全性能始终令它人仰止，甚至会成为“安全汽车”的代名词。,ABS的使用情况,什么是牵引力控制系统（TCS）,能防止车轮打滑，在车辆启动与加速时，保证良好的牵引性能，同时照顾车辆的稳定性和操控性。 轮速传感器不断监视着每个车轮。如果某个车轮表现出打滑的趋势，TCS 会调整驱动扭矩并且迅速干预制动系统和发动机的运行。车辆因此能够安全地启动或加速。,汽车驱动防滑转系统（Anti Slip Regulation，或Acceleration Slip Regulation，简称ASR）的作用是防止汽车在起步、加速和滑溜路面上行驶时驱动轮滑转
13、，特别是要防止汽车在非对称路面（两侧车轮路面不一致）或在转弯时驱动轮的滑转，以保持汽车的方向稳定性、操纵性，并维持最佳驱动力。例如，驾驶员正在转换车道并加速超车时，如果驱动轮滑转，则汽车根本不按驾驶员的意愿更换车道，而留在原车道上并可能撞到前面的汽车上（图3）。又例如，汽车在转弯时，如果驱动力超过附着力，则汽车可能不转弯而滑出路面。,TCS的作用(traction control system),装有TCS的汽车通过两种方法控制车轮打滑： 减少节气门开度来降低发动机功率 由制动器控制车轮打滑。 TCS的作用：当汽车加速时将滑动控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快速滑动。 功能： 提高牵引力；
14、保持汽车的行驶稳定性。,TCS的优点,在湿滑路面起步不会打滑。 两个牵引轮中有一个陷入泥水中，它可以通过 ABS 系统刹住打滑车轮，把牵引力转移到另一牵引轮，会很快使车辆脱离困境。 在左、右车轮与地面的摩擦系数不一样时，车辆不会侧滑。如果不希望 TCS 起作用时，可以按下“TRAC OFF”按钮，这时“TRAC OFF”灯会启亮，TCS失去作用，汽车会和未装备 TCS 的普通车辆一样行驶。,TCS的工作原理,当汽车的电脑通过传感器检测到牵引轮（在此为前轮）空转（既打滑）时，它会发出如下指令来降低该车轮的牵引力： 1、滞后发动机的点火正时。 2、增加空燃比，使混合气变稀。 3、关闭三个喷油器（六
15、缸发动机）。 4、使自动变速器上升一个档位。 5、如果以上措施仍不能制止车轮打滑，汽车电脑还会启动 ABS 系统给打滑车轮施与适当的制动力。,什么是电子稳定程序（ESP）（Electronic Stabilty Program),汽车转向行驶时，只有各车轮从地面获得适当的横向力，汽车才能按照驾驶员的意图进行转向行驶。汽车在转向行驶过程中产生离心力，当前轮承受的离心力超过其横向附着力时，前轮就会向外侧滑，使汽车产生不足转向。当后轮承受的离心力超过其横向附着力时，后轮就会向外侧滑，使汽车产生过度转向。同样，在转向车轮偏转相同角度的情况下，汽车在附着系数较高的路面行驶时，汽车会出现转向过度现象。汽车
16、在附着系数较低的路面行驶时，汽车会出现转向不足现象。如图4所示。 在转向行驶过程中出现不足转向或过度转向都会影响汽车的方向稳定性，在防抱死制动控制系统和驱动防滑控制系统的基础上，发展了ESP（Electronic Stability Program，又称汽车动态控制系统），使汽车在各种行驶状态和道路条件下都能保持良好的方向稳定性。它是l994年奔驰汽车公司首先推出的汽车主动安全系统。,ESP的优点,主动提高汽车在加速、摆动和刹车时的稳定性。 通过制动系统或者发动机管理系统来干预车辆的平稳性。 优点： 提高在极端状态下的转向能力 降低打滑风险 提高行驶稳定性 优化停车距离,ESP的应用举例,一辆汽车行驶在路滑的左弯道上，当过度转向开始使得车子向右甩尾时，ESP的传感器感觉到了滑动，就迅速让右前轮制动，使汽车产生顺时针方向的转矩，而将汽车保持在原来的车道内； 当不足转向使前轮驶离路面而丧失对地面的附着力时，四通道的ESP就让左后轮制动，由此产生逆时针方向的转矩使汽车回到正确路线上(如果车上装的
