淺談電子技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用

顏龍 牛曉 孟繁超

摘要：電子技術(shù)日益成熟，科技的進(jìn)步我們有目共睹，將電子技術(shù)融入汽車(chē)中，使得汽車(chē)技術(shù)進(jìn)入電腦控制的全新時(shí)代，而這一切都依賴(lài)于電子技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新能力成為競(jìng)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵。本文主要介紹了電子技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù);應(yīng)用;裝置;發(fā)展趨勢(shì)

一、電子技術(shù)的發(fā)展

自電子技術(shù)融入到汽車(chē)中起，引發(fā)了汽車(chē)領(lǐng)域的巨大變化，同時(shí)也推動(dòng)了汽車(chē)的發(fā)展。電子技術(shù)應(yīng)用是為了解決汽車(chē)安全，污染和節(jié)油三大問(wèn)題而出現(xiàn)的。尤其是現(xiàn)在的微機(jī)得以在汽車(chē)上應(yīng)用給汽車(chē)工業(yè)帶來(lái)了劃時(shí)代的變革。[1]

汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，

電子裝置成本在汽車(chē)的占比中也越來(lái)越高，汽車(chē)從原本的單一機(jī)械產(chǎn)品逐步向機(jī)電一體化產(chǎn)品方向發(fā)展，成為了“電子汽車(chē)”，這是一種大勢(shì)所趨，甚至有專(zhuān)家說(shuō)過(guò)，以后的汽車(chē)是“裝在四個(gè)輪子上的一臺(tái)電腦”。[2]

電子技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用最初起于電子管收音機(jī)、硅整流發(fā)電機(jī)和晶體管調(diào)節(jié)器，到晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點(diǎn)火裝置，更多的是應(yīng)用現(xiàn)有的電子技術(shù)來(lái)解決汽車(chē)安全、污染和油耗問(wèn)題。

汽車(chē)電子技術(shù)發(fā)展有很多的體現(xiàn)，它實(shí)現(xiàn)了功能的多樣化、技術(shù)的一體化、系統(tǒng)的集成化、通信的網(wǎng)絡(luò)化。1.功能的多樣化體現(xiàn)在最初汽車(chē)只是單純的機(jī)械產(chǎn)品，發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火噴油。發(fā)展到現(xiàn)如今的無(wú)人駕駛，自動(dòng)避讓系統(tǒng)，自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)等等。2.技術(shù)一體化體現(xiàn)在各部件松散組合發(fā)展到現(xiàn)在的機(jī)液電磁一體化。3.系統(tǒng)的集成化，最初的汽車(chē)是單一控制，復(fù)雜的操作模式與系統(tǒng)，到現(xiàn)在的多變量多目標(biāo)的協(xié)調(diào)配合控制，簡(jiǎn)便了操作，將多種變量集合控制。4.通信網(wǎng)絡(luò)化，從初期的分別工作到現(xiàn)在的分布式模塊化控制局部網(wǎng)絡(luò)。

二、電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車(chē)上部分應(yīng)用

1. 在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用：

（1）電子控制噴油裝置

在現(xiàn)代汽車(chē)上，機(jī)械式或機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置，因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動(dòng)地保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)并修正得到發(fā)動(dòng)機(jī)最佳工況時(shí)的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀(guān)規(guī)律編成程序存在微機(jī)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，根據(jù)各傳感器測(cè)得的空氣流量、排氣管中含氧量、進(jìn)氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù)，按預(yù)先編好的運(yùn)算程序進(jìn)行運(yùn)算、然后和內(nèi)存中的最佳工況的參數(shù)進(jìn)行比較和判斷再調(diào)整供油量。這樣就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于最優(yōu)工作條件下運(yùn)行，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能得到提高。

（2）電子點(diǎn)火裝置

電子點(diǎn)火裝置是由微機(jī)、傳感器、及其接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。該裝置可根據(jù)傳感器送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)各種參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、判斷，然后進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的調(diào)節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減少空氣污染。此外，新型發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置還有自適應(yīng)控制、智能控制及自診斷操作等。一般認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護(hù)方面。

2. 電子技術(shù)在底盤(pán)上的應(yīng)用：

（1）常速巡行自動(dòng)空制系統(tǒng)（CCS）

在高速長(zhǎng)途行駛時(shí)，可采用常速巡行自動(dòng)控制系統(tǒng)，恒速行駛裝置將根據(jù)行車(chē)阻力自動(dòng)調(diào)整節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，駕駛員不必經(jīng)常踏油門(mén)以調(diào)整車(chē)速。若遇爬坡，車(chē)速有下降趨勢(shì)，微機(jī)控制系統(tǒng)則自動(dòng)加大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度;在下坡時(shí)，又自動(dòng)關(guān)小節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)駕駛員換低速擋或制動(dòng)時(shí)，這種控制系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。隨著世界各大汽車(chē)產(chǎn)家對(duì)汽車(chē)安全問(wèn)題的高度重視，安全氣囊系統(tǒng)、行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)（FDR或VDC）、防撞系統(tǒng)、安全帶控制、照相控制等方面已大量采用了電子新技術(shù)。

（2）電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)

電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)是用一部直流電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸、用蓄電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系統(tǒng)比起來(lái)具有部件少、體積小、重量輕的特點(diǎn)，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性，提高了汽車(chē)的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車(chē)低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性以及調(diào)整行駛時(shí)的穩(wěn)定性。

3.電子技術(shù)有著許多顯而易見(jiàn)的功能，例如在通信方面，汽車(chē)中儀表盤(pán)上，顯示的速度、公里、油耗、溫度等都是由電子技術(shù)提供的，讓我們方便觀(guān)察行駛中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，車(chē)載控制電腦可以添加導(dǎo)航等應(yīng)用，方便我們的出行。

在汽車(chē)動(dòng)力方面通過(guò)電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制，其中自動(dòng)變速箱更是電子技術(shù)發(fā)展的最高階段。

在安全保障方面，汽車(chē)中的防抱死系統(tǒng)、安全氣囊裝置、電子限速裝置、胎壓監(jiān)測(cè)裝置以及汽車(chē)中的電子鎖等，都保障了我們的出行安全，這些電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大大增加了汽車(chē)的安全系數(shù)，也有效保護(hù)的駕駛?cè)撕托腥恕?/p>

三、電子技術(shù)在汽車(chē)應(yīng)用上的發(fā)展趨勢(shì)

電子控制系統(tǒng)應(yīng)用在汽車(chē)已經(jīng)有了二十多年的歷史，到目前為止，研制出了許多電子控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)不斷地發(fā)展也日益完善。不同的電子技術(shù)在汽車(chē)中起到不同的作用，現(xiàn)如今電子技術(shù)主要的發(fā)展方向依舊是安全、動(dòng)力、通訊、舒適性。

汽車(chē)工業(yè)在中國(guó)發(fā)展很快，2000年至今世界汽車(chē)工業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)已經(jīng)從歐美國(guó)家向亞洲國(guó)家，特別是中國(guó)轉(zhuǎn)移。隨著汽車(chē)工業(yè)的深化改革和發(fā)展汽車(chē)電子技術(shù)的高低已經(jīng)成為現(xiàn)在世界衡量汽車(chē)先進(jìn)性的重要標(biāo)志了?？v觀(guān)近幾十年來(lái)汽車(chē)技術(shù)方面的重大成就與突破，無(wú)疑都是與電子技術(shù)有關(guān)。電子技術(shù)已經(jīng)深入到了汽車(chē)領(lǐng)域的每個(gè)角落，人性化的發(fā)展更是汽車(chē)電子技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。

四、結(jié)束語(yǔ)

電子信息技術(shù)在汽車(chē)上的引用很大程度的提高了汽車(chē)的安全性和實(shí)用性，更能滿(mǎn)足大眾的需求，改善汽車(chē)電子技術(shù)應(yīng)用是未來(lái)發(fā)展的首要目標(biāo)，未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展也更加依賴(lài)于電子技術(shù)的發(fā)展。作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物，汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)駛?cè)肓丝燔?chē)道，在不久的將來(lái)或許“裝在四個(gè)輪子上的一臺(tái)電腦”會(huì)成真。

參考文獻(xiàn)

[1]潘旭峰. 現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)[M]. 北京理工大學(xué)出版社， 1998.

[2]陳輝， 王磊. 機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 機(jī)械， 2008， 35（7）：1-4.

[3]韓紅群.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理[M.北京：北京大學(xué)出版社，2007.8

通訊作者：牛曉山東協(xié)和學(xué)院

山東協(xié)和學(xué)院 山東濟(jì)南 250200