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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录专心-专注-专业第一章 绪 论1.1 选题的背景及意义1.1.1 前言现代汽车电子控制技术实质上是汽车技术和电子技术的相结合，是现代汽车工业高速发展与高新技术发展的产物。它在历经近40年左右的发展，已经达到了很高的性能，在安全、环保、节能和低成本等方面均取得很大成果。但是，随着全球汽车的保有量的急剧增加，汽车行业受到了能源日益枯竭、油价不断上涨、全球气候变暖及与之相对应的二氧化碳排放的困扰。因此，为了挽救十分恶劣的大气环境，世界各国相继制定了汽车排放的法规，来控制汽车排放污染。据研究，汽车有害排放主要来源于尾气的排放。有效的抑制汽车尾气有害成分的排放，是治理汽车
2、尾气污染的关键。为了降低尾气排放污染，世界各领域的相关专家和研究机构，从产生污染物的原因着手，在提高发动机的燃烧性能及有害废气净化处理等方面展开研究，并取得了不错的成效。1.1.2 我国汽车工业的发展汽车正在改变中国人的生活。中国改革开放的近30年间，汽车已走入普通居民家庭。图1-1 2001-2010年民用汽车保有量（单位：万辆）近年来，随着汽车工业的迅速发展，我国汽车的保有量急剧增加（如图1-1）。汽车尾气已成为社会公害。它直接影响了人们正常的工作、学习和身心健康，同时极大的影响了城市大气环境状况，已经成为导致光化学烟雾的主要因素之一。在中国大中城市的空气污染已经逐渐由煤烟型污染转化为汽车
3、尾气型污染，汽车排放污染已经成为城市环境的主要问题之一。这也决定了汽车控制技术的飞速发展，并且我们已经在尾气控制方面取得了重要的进步。但是，我们还需要通过进一步研究汽车的控制技术，来减少尾气的排放对大气环境的影响。因此，安全、环保、节能是中国汽车行业可持续发展面临的主要问题，也是中国汽车技术发展的主要方向。1.2 汽车排放的主要污染物对环境的影响汽车尾气的排放是目前增长最快的大气污染源，在发达的国家级城市区域，汽车是CO、HC、NOX等空气污染物的主要来源。汽车排放的尾气对我们健康造成严重的危害。下面我们分别介绍各污染物的生成和危害。1.2.1 一氧化碳的危害一氧化碳对人体的毒害程度大小，有许
4、多因素决定。空气中一氧化碳的浓度大小、同一氧化碳的接触时间长短、呼吸速度，以及有无吸烟习惯（吸烟者羧基血红素的本底含量约为5%，不吸烟者约为0.5%）等对人们受害程度有很大影响。人体中CHOb的含量随接触一氧化碳的见增长而增多，经过大约79小时后COHb的含量稳定后不再增加，稳定值随着空气中一氧化碳含量的增加而增加。表1-1 不不同含量的CO对人体健康的影响CO含量（体积分数 ）（）对人体健康的影响CO含量（体积分数 ）（）对人体健康的影响510对呼吸道患者有影响2502h接触，头晕血液中COHb=40%。30人滞留8h，视力及神经机能出现障碍血液中COHb=5%。5002h接触，剧烈心痛、眼
5、花、虚脱。40人滞留8h，出现气喘。1201h接触，中毒，血液中COHb10%300030min即死亡。可见人在一氧化碳含量（体积分数）为15的空气中呆大约8小时后，便发生有害影响。表1-1是不同浓度CO对人体健康的影响。1.2.2 HC化合物的危害饱和烃的危害不大，相反不饱和烃的危害性则很大。即空气中甲醛、丙烯醛等醛类气体含量不同对人体造成的伤害不同。如表1-2所示。表1-2 不同含量的醛类气体对人体健康的影响醛类气体含量（体积分数）（）对人体健康的影响1眼、呼吸道、皮肤有强烈刺激作用。25头晕、恶心、红白血球减少、贫血。1000急性中毒。烃类还是引起光化学烟雾的重要物质。NO的危害和CO相
6、似，此外，NO还对呼吸道有影响（占95%）。NO2是棕色气体，有特殊的刺激性臭味（占5%）。氮氧化物的影响会在短时间内迅速表现出来，交通高峰时人们如果正好在污染浓度高的要道边及路口，会很快感觉眼、口、鼻难受。它被吸入肺部后，能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸，有可能导致肺气肿。1.2.3 氮氧化合物的危害NO是无色、无味气体，稍溶于水，只有轻度刺激性，毒性不大，高浓度时会造成中枢神经轻度障碍，NO可被氧化成，是一种棕褐色强生理刺表1-3 对人及生物的影响浓度（ppm）影 响0.5连续312个月，换支气管炎部位有肺气肿出现。1.0闻到臭味。2.5超过7h，西红柿、植物等作物叶子变白色。5.0闻到强
7、烈臭味。501min内人呼吸困难，鼻受刺激。8035min引起胸痛。100150人在3060min，就因肺水肿而死亡。250很快死亡。激性的有毒气体，是引起急性呼吸道疾病的主要物质。它使人中毒是在发生水肿同时，引起独具特点的闭塞性纤维性细支气管炎。对健康人，大约在16ppm，10min期间，肺气流阻力明显上升。大气中不同浓度对人及生物影响如表1-3所示。由于在大气中几天内就扩散，下雨时就溶解，其累计浓度不会过高，因此，对大气的污染不像CO那样严重。1.3 现代汽车控制技术的现状及发展趋势汽车电子控制技术是从发动机控制开始的，而发动机的电子控制技术，又是从控制点火开始的。现代汽车电子控制已从单一
8、项目的控制发展到多项内容的集中控制，从单一的点火时刻开始，逐步扩展到控制废气在循环、空燃比、怠速转速等多项内容的发动机的综合控制，即所谓的发动机的集中控制系统。发动机控制系统的核心技术电子控制汽油喷射（EFI）系统，该系统是用计算机控制燃油供应量的装置。国外电子控制燃油喷射系统（简称电喷系统）的雏形是Bendix公司在1957年研制出来的。1965年7月美国加州开始推行汽车污染物排放法规，于是在1967年Bosch研制出速度密度式（EFID）的电控喷射系统，并于1972年又研制出质量流量式（EFIL）的电控喷射系统。自此以后，电子喷射系统随着电子技术的发展而不断更新，从而使汽车的燃油喷射性能不
9、断的提升。在发动机的工作方式和喷油方式确定后，发动机的进化之路并没有终止，在发动机技术的完善上一代一代的汽车人在做着不懈的努力。有些完善甚至都没办法记录。很显然现在的发动机运转更加平顺了，抖动也不是那么激烈了。燃油经济性也更好了，马力更足了。而这些都是依赖于新技术的运用。为了改善进气就有了：本田的ECVT,丰田的VVT-I,现代的CVVT，通用的DVVT等可变气门正时技术；为了获得更好的空燃比，就有了大众的TFSI分层喷射技术，VIS可变进气道技术，涡轮增压中冷技术等等；为了使环境污染最小在排气管里又增加了氧传感器，三元催化转化器，以及废弃在循环技术。目前，我国汽车电子控制技术处于初级阶段，只
10、有部分汽车厂家且主要集中在中外合资生产的汽车上开始采用电子控制装置。如北京切诺基、一汽奥迪、上桑塔纳、东风富康、上海通用别克、广州本田、四川丰田、一汽丰田、海南马自达、三星、三峰等汽车上不同程度的安装了电子控制装置。随着中外合资、合作项目的增加及国内的广阔市场，相信在不久的将来国内汽车电子控制装置的应用水平也会有较大的提高。由于环境污染的恶劣影响，对汽车尾气排放的要求也越来越高，老气的发动机技术淘汰已经成了必然，更多充分利用能源的技术也在不停的研发当中。同时由于全球能源危机的巨大影响，更加节能的新能源技术必将在发动机技术的发展上书写重重的一笔。1.4 我国现行的车辆尾气排放标准为了抑制这些有害
11、气体的产生，促使汽车生产厂家改进产品以降低这些有害气体的产生源头，欧洲和美国都制定了相关的汽车排放标准，如表1-4所示。其中欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准，目前，国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准。表1-4 我国轻型汽车与欧洲标准的实施日期比较标准中国实施年份欧洲实施年份相差时间国前（欧）1900197317国（欧）200019928国（欧）200419968国（欧）200720007国（欧）201020055随着我国汽车拥有量的飞速增长，国家的排放标准也在水涨船高般的不断更新。据有关专家披露，一辆国汽车的排放量相当于两辆国汽车的排放量。因此，汽车生产厂家如要生存，就得不断地开发新
12、的控制技术来减少排放有害气体的排放量。由此看来，现代汽车控制技术显得尤为重要。 第二章 汽车排放的污染物2.1 公害的概述目前，大气污染、水污染及噪声污染已成为世界的三大公害。尤其在工业化国家已发展成普遍性问题，引起人们对环境保护的重视。大气污染主要来自燃料（煤、石油、天然气等）燃烧生成的烟气、工业生产和汽车排放的尾气。随着工业的发展和能源的变化，大气污染已相继经过三个时期：一是煤炭烟气时期；二是二氧化硫污染时期；第三时期就是所的光化学烟雾的污染。60年代起，世界汽车保有量剧增，汽车尾气对大气造成了严重影响。其特点不仅是数量大的流动污染源，而且在在居民稠密处，容易发生局部地区污染物浓度过高，即导致了洛杉矶光化学烟雾事件。世
