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关键词:路线设计;运行速度;连续性评价;安全性评价
引言
公路运输在现今的中国发挥着重要的作用,随着我国持续快速增长社会经济,更加频繁的经济交往,大幅度增加居民出行,急剧上升客货流动量,在很大程度上都依托一条快速、高效、安全舒适的公路。原有的很多等级偏低的公路,已无法满通量迅速增长的需要,对我国的国民经济已经起到很大的制约作用。到目前为止我国的公路骨网已经基本形成,但随着交通流量上升,公路交通事故也呈现出逐年上升的趋势,交通安全形势异常严峻。目前公路交通主要由人;车;线路;环境这几个方面组成,人们在分析交通事故时,经常会过多讨论人为操作问题的主观问题,而忽视困难的行驶条件这类客观原有。而行驶条件与公路路线形设计有着密切的关系,公路线形应综合考虑汽车行驶的安全性、舒适性,以及与周围环境的和谐。
一、基于运行速度的评价方法
目前,在世界的很多国家已经开始建立了一个运用运行车速来评价路线设计的评价模型,国内外已经开始越来越重视这种新的评价方式。我国现阶段的设计方法仍是以设计车速为核心的。根据相关规范简单来说就是,在设计车速的条件下设计公路的最小几何指标大于所对应的设计下最小指标就算其符合标准规范了,但实际上这远远还不够。比如说:人们普遍会有一种这样的潜意识,在公路行驶条件和车辆本身的性能满足的情况下,我们通常会采用一种比较贴近极限的高速来行车,即很容易会高于设计车速所对应的指标。这样的话就会使我们采用的线形指标与设计车速所确定的线形指标相脱节,在很大程度上增加了道路的失调性和危险性。所以,研究人员开始创建一种新的评价方法,基于运行速度的评价方法。
二、运行速度的概念
简单来说公路的运行速度其实就是指汽车在公路行驶的实际速度,这种实际速度时变化的,不唯一。在同一条公路上,不同的驾驶员,不同的汽车,不同的道路状况,不同环境都会对汽车额运行速度造成影响。据统计分析,驾驶员在一条公路上行驶会有0.13的变化系数,把其这算按百分比,汽车的速度会随着频率的均匀积累而提高,它会直到达到85%左右为止,到此以后,会有更快继续发展的趋势,而没有规律。从这里我可以推测出,其中有15%是一个不安的因素,这15%内的速度会非常高,设计人员必须也要考虑这15%的因素。通过对以上的分析,我们引入一个新的概念,即运行速度V85,是指当交通处于自由流状态、且天气良好时,在路段特征点上测定的第85个百分位上的车速。在任选一个方向进行第一次的运行速度V85测算时,首先要推算与设计路段衔接的相邻路段速度,作为本路段的初始运行速度V0,然后根据所划分的路段类 型,才能分别进行运行速度V85的推算。由于运行速度V85有效地保证了路线所有相关要素的合理搭配,考虑了公路上绝大多数驾驶员的交通心理需求,目前很多研究人员开始考虑,以运行速度作为设计车速进行线形设计。
三、 分析运行速度与路线的关系
说明:此高速公路设计速度120 km/h,A表示小汽车B表示载重汽车。根据图1进行分析:小汽车在此高速公路上行驶在125km/h上下波动,而载重汽车的实际运行速度在80 km/h上下波动。具体观察可发现,当圆曲线>1000 时敏感性分析上是保持的,汽车的实际运行速度时车速作为线形评价参数,即车速对线形的变化不敏感。但运行速度仍有细微的波动,这些波动主要是由:汽车本身的性能;司机在汽车运行的操作技巧和面临刺激的处理水平等。
说明:C表示高速公路或一级公路 D表示二、三、四级公路。根据图2进行分析,该图的圆曲线半径1000m时,汽车对线形的变化敏感性降低,或者说不再敏感了。通常驾驶人员会有这样的心理,在低等级公路上,驾驶小汽车的人会有超车的趋势,这时候小车的速度肯定会超过设计时速,所以要着重考虑汽车的运行速度。总的来说平曲线半径仅在一定范围内对车速而言是敏感性因素,所以车速作为检验与评价线形的参数也相应地具有一定的适用范围,同时要考虑其他方面的影响因素。
基于运行速度连续评价和安全评价
基于运行速度对路线的连续性评价
我们公路的线形设计要从线形的连续、安全、舒适、视觉良好、与环境相协调等方面综合考虑。在线路设计时我们会首先考虑其线形的连续性,而连续性指的是:在公路几何条件规定时,在不违背驾驶员安全地操作和驾驶车辆的能力满足驾驶员的期望,线形连续的公路设计确保驾驶员能够沿着路线以期望速度行驶。在这样的道路上行车,我们的驾驶员能满足期望而乘客能感受到舒适,这样的线形就满足了行车线路的连续性。
(2)基于运行速度对路线的安全性评价
设计人员在进行路线设计时要考虑其安全行车,车速是对线形好坏的直接反应,而且易于观察。我们设计人员在考虑安全行车的运行速度进行道路设计时,具有很高的实用价值。
根据大量的统计分析,我们发现车速分布的指标与交通事故存在相关性,影响并决定着道路特定位置的安全性能。所以,在进行线形设计时,要考虑其实际的运行速度,考虑车速的具体分布,综合考虑各方面的影响,就能在很大程度上减少交通事故的概率,设计出优秀的公路路线。
五、结语
基于运行速度的公路线形设计方法,并运用基于运行速度的评价方法对线形的安全性、连续性等进行综合的评价。虽然会在一定程度上增加设计的工作量与工程建设费用,但能从线性设计的角度提高公路行车的安全性和舒适性,更好的为我国交通运输服务。
【参考文献】
[1] 刘运通.道路交通安全指南.人民交通出版社.2004
[2] 李政.道路交通安全评价研究.长安大学硕士学位论文.2001:1 1~14
[3] Cheol,Jun.seok,Stephen GRitchie.Real.time Estimation of Freeway Accident Likelihood.
TRB,80“Annual Meeting January 7一ll,200 1.Washington,D.C.
论文关键词:CNG长管拖车安全使用技术
长管拖车是指在拖车上或集装框架内装有几只到十几只大型无缝钢瓶的高压气体运输设备,通常用配管和阀门将气瓶连接在一起,并配有安全装置、压力表和温度计。由于这种设备具有高效灵活、安全可靠、使用维护方便等特点,因此,随着气体工业的发展被迅速推广使用。1987年初,随着国内第一家合资气体公司落户深圳,长管拖车被引进中国,近年来国内的气体工业发展迅速,国外的气体公司纷纷在国内投资建厂;另一方面,国内天然气汽车及压缩天然气(简称CNG)母子站的发展需要将大量的天然气运输到没有天然气管网的地区或很难修建管网的市区。这都促进了CNG长管拖车在国内的广泛应用。但是,CNG长管拖车装载的压缩天然气,工作压力高,使用时需经常来往于城市道路及建筑密集地带,安全问题十分重要,而制造及装置设置方面的安全问题,又是CNG长管拖车操作安全的首要保障。
一、CNG长管拖车的主要安全技术措施
1、控制气瓶质量:气瓶作为长管拖车的主要承压部件, 其质量与长管拖车的安全性能密切相关。因此气瓶内外表面均经过喷丸处理, 并用内窥摄像系统逐只进行内部全面检查, 确保内部质量。气瓶成形及水压试验后逐只进行磁粉检测, 确保不得有任何裂纹状缺陷存在。气瓶的两端螺纹均经磁粉检测, 确保连接螺纹质量可靠。
2、设置爆破片装置:气瓶的两端均设置爆破片装置。爆破片装置较安全阀体积小、重量轻, 但密封可靠, 其泄放面积较同体积的安全阀泄放面积要大得多。
3、设置压力表:气瓶充卸气管路上设置压力表一块, 量程取1.5~3倍的工作压力, 精度1.5级。压力表采用防震型, 其前端设置压力表阀, 便于更换拆卸。
4、设置温度计:考虑到工作环境温度及充气时气体温度升高、卸气时气体温度降低等因素影响,温度计测量范围应覆盖最低和最高工作温度,测量范围应取-40~60 ℃。温度计可采用双金属型,读数方便,坚固耐用机械论文,且采用防护套管与介质隔开,易于更换拆卸论文范文。
5、设置安全联锁装置:装卸气过程中,即操作仓门打开状态,严禁汽车启动运行,否则会造成装卸软管等连接部位拉断、气体泄漏等严重事故。故在操作仓内设置气动安全联锁装置, 靠汽车行走部分自带气包提供气源, 操作状态时使汽车处于制动状态,无法启动,装卸气完毕,操作仓门关闭后,制动状态才予以解除,汽车可正常行驶。
6、设置导静电装置:长管拖车尾部设置导静电接地带,操作仓管路上设置导静电片,可随时导出运行时及充卸气时积聚的静电荷。导静电拖地带采用柔软耐磨的导静电橡胶拖带,即能充分泄放静电荷,又不至于放电太快而产生火花放电。
7、设置灭火装置:长管拖车两侧各配一只5kg干粉灭火器,以备发生火灾险情时急用。
8、控制管路泄漏点:操作仓内装卸气汇总管及各分支管之间采取焊接结构,且经表面渗透检测,尽量减少泄漏点。高压阀门均经复验合格,验证高、低压状态下的密封性。装卸气管及气体排空管均用管夹或支撑予以固定以减轻车辆运行时对管路振动的影响。
二、CNG长管拖车安全使用
1. 长管拖车进入充装区,应将其接地带(静电带)提起,并带上防火帽。
2. 充(卸)作业步骤:
2.1将长管拖车停放在装(卸)站制定的安全作业地点,熄灭牵引车发动机,打开后操作仓门,挂好风钩,对挂车实施驻车制动。
2.2将充装(卸气)站的静电接地线与长管拖车操作仓的导静电片连接。
2.3检查各连接部位是否连接紧固,检查各管件连接处是否泄漏。
2.4充气
2.4.1首次充装
a. 首次充装包括新车的第一次充装和检修后的第一次充装,因为这时钢瓶内充有一定压力的氮气,充装前应将其放空。
b. 充装前应检查阀门是否处于关闭状态,检查是否含有氮气余压并用仪器检测确然含氧量不大于3%。
c. 保持气体管路主控球阀处于关闭状态,依次开启各瓶口球阀,然后缓慢开启主控球阀,将钢瓶内封装的氮气放空,待压力卸尽后立即关闭主控球阀。将站上充装软管与快速接头进行连接,确保连接到位。
d. 置换软管空气,开启充装站的充气阀,使天然气进入软管,压力平衡后关闭,然后开启放空阀将软管内天然气放空,关闭放空阀。
e. 开启主控球阀,然后缓慢开启充装站的充气阀进行充气作业。
f. 当达到充装温度对应的充装压力时(表1),关闭充装站的充气阀,关闭各瓶口球阀及主控球阀机械论文,开启放空阀,将软管内的气体排出,确认软管内无压力后断开快装接头的连接。
表1充装温度与充装压力对照表
公称压力MPa
充装温度℃
-10
10
20
30
40
50
60
20
充装压力MPa
15.2
16.8
18.4
20
21.5
23.1
论文摘要 随着汽车使用率的不断增长,安全性与舒适性成为购车者首要的选车条件,而汽车座椅的设计及工艺更成为了车身固定部件的重要组成部分,因此,提高座椅的安全性及舒适度,是现代汽车生产过程中重要的环节及内容,所以本文主要分析现代汽车座椅的成型技术和工艺方法。
汽车座椅是车身内部的重要装置之一,其主要功能是为驾驶员提供便于操作、舒适而又安全的驾驶位置,为乘客提供舒适、安全的乘坐空间。汽车座椅主要由座椅骨架、座椅弹簧、缓冲垫、装饰蒙皮、调节机构等和座椅的辅助装置等组成,以下将分析座椅安全性及舒适性的重要性,在此基础上再分析座椅的成型技术及工艺,最后总结经验,探讨座椅加工设计过程中需要注意的一些问题。
1 汽车座椅加工安全性与舒适性的重要性
在驾驶汽车过程中与驾驶员有直接关系之一的就是座椅,长时间驾驶时座椅的舒适性不同对驾驶员疲劳性带来很大影响。一般情况下,汽车的座椅是在弹簧上面放置衬垫,其上用皮革等包皮,为使不同体形的驾驶员能采用最适当的驾驶姿势,用螺距10~20能前后调节200mm的座椅滑座,此外调节靠背应设有1~2度间隔的调节装置。如果座椅的尺寸不适合驾驶员,长时间开车时,就会让驾驶员感到不舒适,增加驾驶员的疲劳感。因此,在进行座椅加工时,必须考虑到座椅的安全性能及舒适程度。购车者一般以座椅上最终为安定姿势坐着时,座椅表面的形状评价座椅舒适性。
座椅骨架是座椅的基础结构,承受着各种复杂多变的载荷,决定座椅静、动弹性特性的弹簧也固定在骨架上。坐垫和靠背应具有一定的弹性;调节机构可使座位前后或上下移动以及调节坐垫和靠背的倾斜角度。某些座椅还有弹性悬架和减振器,可对其弹性悬架加以调节以便在驾驶员们不同的体重作用下仍能保证坐垫离地板的高度适当。缓冲垫的作用是隔开人体与弹簧的生硬接触,分散人体对弹簧的压力并使座椅具有柔软丰满的触感和外形,同时还起着对振动的阻尼作用。腰椎支撑装置固定在座椅靠背的骨架上,它能支撑乘客的第二、三腰椎,起到缓和上身疲劳的作用。由此可见,在进行汽车座椅加工之前,技术人员必须对人体力学知识与座椅设计原理有一定的了解,这样才能生产出符合人体安全需求和舒适需求的汽车座椅。
2 汽车座椅加工成形的工艺
一般来说,汽车座椅的类型可以分为缝制座椅和成形座椅这两大类,但是也有学者认为缝制座椅也属于成型座椅的一种,因此,本文主要分析成形座椅的工艺技术:
1)真空成形工艺
这是比较传统的座椅表皮成形的工艺技术,具体地说,就是将非透气性表皮加热,然后达到真空成形的最佳状态时,将表皮放在真空成形模上成形,再经过修边、缝制等工序,最后制作成为座椅套,然后把座椅套,衬垫、泡沫塑料等材料组装成座椅。如果要将这种技术应用于轿车的座椅,就必须把成形表皮和其它部件用高频焊接等技术进行结合,这样才能符合轿车座椅的舒适要求,如果座椅的表皮是布,就须对座椅用布的延伸率、衬垫材料的种类及衬垫形状等问题进行研究,并根据每种座椅的形状进行判断,依据成形机的能力(加热方法、保护气体温度有无调节、吸引能力)确定判断基准。
2)热压成形工艺
汽车座椅使用热压成形的方法,具体地说,就是利用了聚氨酯泡沫来进行定型制作,因为聚氨酯泡沫不容易浸入到座椅的布内,所以不会使布产生硬化的现象,这种工艺技术是通过热压的方法,对座椅的表面进行三维的成形,同时还包括侧面的三维空间的深拉成形。如果要使用热压成形的工艺时,为了防止热可塑性树脂渗布现象是出现,我们可以将布、聚氨酯泡沫、非织布等预先叠合起来,按适当的大小裁好,放在模内加热、加压形成叠层座,而后进行叠层座表皮的修边及必要的缝制,制成整修套,最后把整修套、衬垫、框架等组装成座椅,这样就能制造出持久性强,不易变形的座椅了。另外,如果想要得到良好的成形表皮,加工技术人员必须注意以下两点内容:
第一,注意聚氨酯泡沫的规格(密度、硬度,厚度);
第二,注意成形条件(成形温度、受压时间);
热压成形座椅的外观质量、耐久性,成本较为经济,这些方面都使得这种工艺生产出来的座椅比缝制座椅优越。
3)浇结搪塑成形工艺
以聚氯乙烯树脂为材料,进行浇结搪塑成形,其工艺过程有:(1)热压成形表皮加热加压表皮成形维剪缝制座椅装配;(2)烧结搪塑成形原料加热固化表面成形修剪缝制座椅装配;(3)高频加热成形表皮成形模具高频加热修剪缝制座椅装配线;(4)整体发泡成形整形套成形模具投入原料发泡成形座椅装配;5)粘结成形整形套加热加压套衬粘结加压成形座椅装配。
以上的方法已经在汽车座椅头枕表皮上得到很好的应用,但是这种工艺技术铸模成本较高,表皮单一色、构思单调等等,还需进一步的改进才能更好地为驾驶者提供更优质的座椅。
3 座椅加工成形过程中应注意的问题总结
1)座椅在车厢内的布置要合适,尤其是驾驶员的座椅,必须处于最佳的驾驶位置;
2)在进行座椅加工过程中,需要满足人体工程学的要求,座椅必须具有良好的静态与动态舒适性。其外形必须符合人体生理功能,在不影响舒适性的前提下,力求美观大方;
3)座椅应采用经济的结构,尽可能地减少质量。此外,座椅是支撑和保护人体的构件,必须十分安全可靠,应具有充分的强度、刚度与耐久性。对可调的座椅,要有可靠的锁止机构,以保证安全,因此,座椅应有良好的振动特性,能吸收从车厢地板传来的振动;
4)座椅应具有各种调节机构,为适应不同驾驶员、乘员在不同条件下获得最佳驾驶位置与提高乘坐舒适性创造条件。
4 结论
不管选用哪一种座椅成型的方法及工艺,我们的目的是使得汽车的座椅更加的符合人体舒适度的要求和安全要求,因此,座椅应该从靠背、头枕、座椅、坐垫等方面去进行加工处理,这样才能延长座椅的寿命,使得使用者更加的舒适放心。
参考文献
汽车维修论文格式
一、概述
在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛。随着汽车工业与电子工业的不断发展,今天的汽车已经逐步进入了电脑控制的时代。车身电器与电子设备是汽车的重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。计算机技术与电子技术广泛地应用于汽车,几乎已经深入到汽车所有的系统,大大推动了汽车工业的发展。
目前,国际汽车巨头纷纷将更多的电子信息技术设备装备到其整车中,在国外,中高档轿车采用的电子信息设备已经达到30%~50%,在一些高档车上,这个比率还要高。在电子信息技术设备供应商方面,也纷纷将下一个经济增长点定位在汽车电子产业上。摩托罗拉、英特尔、微软、德州仪器、飞利浦、西门子等这些过去为其他行业和产品提供技术支持的厂商,早已经做好了准备,有些产品已经为汽车提供了新的“动力”。
二、电子技术的应用
(一).电子技术在发动机上的应用
发动机电控技术可分为电控汽油喷射、电子点火、怠速控制、废气再循环控制、增压控制、故障自诊断、安全保险、备用控制以及其他控制技术。
1.电子控制喷油装置
在现代汽车上,机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰,电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。。电子控制燃油喷射系统是以空燃比作为主要的控制目标。通过电子控制器对各种不同传感器送来的数据进行判断和计算来控制喷油器以一定的油压,正确、迅速地把汽油直接喷入发动机汽缸。电子控制器主要是根据进气量的多少来控制喷油量的。电子控制燃油喷射系统按喷油器的喷射位置不同可以分为单点喷射系统(SPI)和多点喷射系统(MPI)两种。多点喷射系统是每个汽缸安装一个喷油器,而单点喷射系统是整个系统中只有一个或两个喷油器,安装在节气门的上方。与传统的化油器相比,电子控制燃油喷射装置的最大特点是,在获得最大功率的同时,最大限度地节油和净化排气,因此是节约能源,降低排污的有效措施。
2.电子点火装置
微机控制的电子点火系统主要由与点火有关的各种传感器、电子控制器(ECU)、点火电子组件、点火线圈、配电器、火花塞等组成。
其中传感器用来不断地收集与点火有关的发动机工作状况信息,并将收集到的数据输入电子控制器,作为运算和控制点火时刻的依据。电子点火系统中所用的传感器主要有曲轴转角传感器、曲轴转速传感器、曲轴基准位置传感器、进气管负压传感器、爆震传感器、空气流量及进气温度传感器等。其中前两种传感器是用来检测发动机转速信号的,而发动机转速信号是微机用来确定点火提前角的最主要依据。由其他传感器检测得到的数据主要用于对点火提前角和点火时刻进行修正。
图1-1某车型电子点火系统
电子控制器也叫微机控制器,它是电子点火系统的中枢,用来接收传感器收集到的信号,并且在按照一定的程序进行判断、计算后,给电子点火组件输出最佳点火时刻和初级电路导通时间的控制信号。微机控制的电子点火系统则可使发动机在任何工况下都处于最佳的点火时刻,从而更进一步改善发动机的动力性和经济性,降低排气污染。
3.怠速控制装置
怠速控制系统是电控发动机的一个子系统,主要由传感器,ECU及执行机构组成。怠速控制均采用发动机转速反馈法的闭环控制方式,即发动机转速传感器将发动机的实际转速和目标转速进行比较,根据比较的差值确定使发动机达到目标值的控制量,并通过执行机构对发动机怠速转速进行校正。
图1-2某车型怠速控制装置
车速传感器信号和节气门位置传感器信号用于判断发动机是否处于怠速工况,ECU便确认发动机处于怠速工况,并启动怠速控制系统实施怠速控制。冷却液温度传感器信号,空调压缩机接通信号,自动变速器档位信号,蓄电池电压等信号用来确定发动机怠速时的目标转速.不同怠速条件下的目标转速值已预先存储在ECU的存储器中.发动机转速信号作为怠速控制系统反馈信号,用来计算控制量的大小。ECU一般不单独设置,是由燃油喷射系统,点火系统等共用一个,这使系统简单化,提高控制精度。执行机构的作用是调节发动机进气量,实现怠速控制.
4.废气再循环控制装置
汽车发动机作为一个大气污染源,应该采取各种有效措施予以治理和改造。关于汽车发动机排气的控制和净化问题,各国都进行了大量研究工作,研制了不少的技术措施。这些方法大致可分为发动机本身的改进和增加排放净化装置。而由于发动机本身的改进,较难满足日益严格的排放法规和降低成本的要求,因此现代汽车采取了多种排放控制措施来减少汽车的排气污染,如三元催化转换、废气在循环(EGR)、活性碳罐蒸发控制系统等。废气在循环简称为EGR(ExhaustGasRecirculation)系统,是目前用于降低NOx排放的一种有效措施。
图1-3某车型废气再循环控制装置
它是将一部分排气引入近期关于新混合气混合后进入汽缸燃烧,从而实现在循环,并对送入进气系统的排气进行最佳控制。普通电子式废气在循环(EGR)控制系统由废气再循环电磁阀、节气们位置传感器、废气再循环控制阀、曲轴位置传感器、发动机ECU、冷却液温度传感器、启动信号等组成。
5.增压控制装置
发动机中增压系统的安装日渐增多,其目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发是增压技术又跨上一个台阶。目前,应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统,其由切换阀、动作器、空气冷却器、空气滤清器、ECU、释压电磁阀组成。通常增压器是为了与发动机的低速小负荷工况相匹配的而设计的,当发动机大负荷运行时容易导致增压器超速运行而损坏,为此电控废气涡轮增压系统专门在排气管中废气涡轮使出增加了一旁通气道,由ECU对切换阀的开度大小进行调整。
6.故障自诊断系统
现代轿车发动机的电控系统中,ECU一般都带有故障自诊断系统,自行检测、诊断发动机控制系统各部分的故障。对于传感器,可通过检测器信号是否超出规定范围来直接进行判断;对于执行器,则在起初是电路中增设专门回路来实现监测,对于ECU本身,也有专用程序进行诊断。故障自诊断系统一般由电子控制器(ECU)中的识别故障及故障运行控制软件、故障监测电路和故障运行后被电路等组成。
7.安全保险装置
如果ECM的输入信号不正常,他将按照内存中存储的固定喷油持续时间和固定点火提前角控制发动机,使发动机能够继续维持工作。ECM本身出故障时,装有备用控制系统的发动机能继续对喷油和点火进行控制,使车辆继续行驶。
8.发动机传感器
发动机传感器是指在发动机上使用的传感器。由于电子技术特别是微型计算机的发展,促进了传感器在发动机上的应用,从而也使发动机的整机性能有了极大的提高。发动机电子控制用传感器主要有空气流量传感器、曲轴位置/凸轮轴位置传感器、发动机转速传感器、爆震传感器进气温度传感器、冷却液温度传感器、氧传感器等。发动机电子控制技术的发展与传感器技术的发展是密不可分的。目前发动机传感器的种类越来越多,可靠性和净度不断提高,并向集成化、数字化和智能化方向发展。
二.电子技术在底盘上的应用
1.电控自动变速器
电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经过计算机的计算、判断后自动改变变速杆的位置,从而实现变速器换档的最佳控,即可得到最佳挡位和最佳换挡时间。
图1-4奥迪A4自动变速器
它的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确反映行驶负荷和道路条件等。传动系统的电子控制装置,能自动适应瞬时工况变化,保持发动机以尽可能低的转速工作。电子气动换挡装置是利用电子装置取代机械换挡杆及其与变速机构间的连接,并通过电磁阀及气动伺服阀汽缸来执行。它不仅能明显地简化汽车操纵,而且能实现最佳的行驶动力性和安全性汽车维修毕业论文格式汽车维修毕业论文格式。
2.防抱死制动系统(ABS)
该系统是一种开发时间最早、推广应用最为迅速的重要安全性部件。它通过控制防止汽车制动时车轮的抱死来保证车轮与地面达到最佳滑移(15%~20%),从而使汽车在各种路面上制动时,车轮与地面都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系统,以保证车辆制动时不发生抱死拖滑、失去转向能力等不安全状况,提高汽车的操纵稳定性和安全性,减小制动距离。驱动防滑系统(ARS)也叫牵引力控制系统(TCS或TRC)是ABS的完善和补充,它可以防止启动和加速时的驱动轮打滑,既有助于提高汽车加速时的牵引性能,又能改善其操纵稳定性。
现代ABS尽管采用的控制方式、方法以及结构形式各不相同,但除原有的传统的常规制动装置外,一般ABS都是由传感器、电子控制器和执行器三大部分组成。其中传感器主要是车轮转速传感器,执行器主要指制动压力调节器。
1、车轮转速传感器
车轮转速传感器是ABS中最主要的一个传感器。车轮转速传感器常简称为轮速传感器,其作用是对车轮的运动状态进行检测,获得车轮转速(速度)信号。
2.电子控制器
ABS的电子控制器(ElectronicControlUnit),常用ECU表示,简称ABS电脑。它的主要作用是接收轮速传感器等输入信号,计算出轮速、参考车速、车轮减速度功、滑移率等,并进行判断、输出控制指令,控制制动压力调节器等进行工作。另外,ABS电脑还有监测等功能,如有故障时会使ABS停止工作并将ABS警示灯点亮。
3.制动压力调节器
制动压力调节器是ABS中的主要执行器。其作用是接受ABS电脑的指令,驱动调节器中的电磁阀动作(或电机转动等),调节制动系的压力,使之增大、保持或减小,实现制动系压力的控制功能。
由于ABS是在原来传统制动系统基础上增加一套控制装置形成的,因此ABS也是建立在传统的常规制动过程的基础上进行工作的。在制动过程中,车轮还没有趋于拖死时,其制动过程与常规制动过程完全相同;只有车轮趋于抱死时,ABS才会对趋于抱死的车轮的制动压力进行调节。
通常,ABS只有在汽车速度达到一定程度(如5km/h或8km/h)时,才会对制动过程中趋于抱死的车轮的制动压力进行调节。当汽车速度降到一定程度时,因为车速很低,车轮制动抱死对汽车制动性能的不利影响很小,为了使汽车尽快制动停车,ABS就会自动终止防抱死制动压力调节,其车轮仍可能被制动抱死。
在制动过程中,如果常规制动系统发生故障,ABS会随之失去控制作用。若只是ABS发生故障、常规制动系统正常时,汽车制动过程仍像常规制动过程一样照常进行,只是失去防抱死控制作用。现代ABS一般都能对系统的工作情况进行监测,具有失效保护和自诊断功能,一旦发现影响ABS正常工作的故障时,将自动关掉ABS,恢复常规制动,并将ABS警示灯点亮,向驾驶员发出警示信号,提醒驾驶员及时进行修理。
图1-5ABS系统图
ABS系统制动过程中,ABS电控单元(ECU)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号,并加以处理,分析是否有车轮即将抱死拖滑。如果没有车轮即将抱死拖滑,制动压力调节装置2不参与工作,制动主缸7和各制动轮缸9相通,制动轮缸中的压力继续增大,此即ABS制动过程中的增压状态。如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑,它即向制动压力调节装置发出命令,关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道,使左前制动轮缸的压力不再增大,此即ABS制动过程中的保压状态。若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态,它即向制动压力调节装置发出命令,打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道,使左前制动轮缸中的油压降低,此即ABS制动过程中的减压状态。ABS系统就是如此循环进行制动的.
3.电子转向助力系统
电子转向助力系统是用一部直流电机代替传统的液压助力缸,用蓄电池和电动机提供动力。这种微机控制的转向助力系统和传统的液压助力系比起来具有部件少、体积小、质量轻的特点,最优化的转向作用力、转向回正特性,提高了汽车的转向能力和转向响应特性,增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。
4.自适应悬挂系统
自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷,自动适时调节悬架弹簧的刚度和减震器的阻尼特性,以适应当时的负荷,保持悬挂的既定高度。这样就能够极大地改进车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。
图1-6奥迪A4自适应悬挂系统
在自适应悬挂控制系统配置中,悬架置于车轮和车体之间。此系统不采用气动膜盒,而代之以盘簧和液压缸。液压系统由电子装置控制,该装置对传感器在汽车运转过程中产生的各种信号进行分析。主动悬挂控制系统配有一个能自动测量高度及根据速度调整的装置,当汽车以高速行驶时能缓慢地减低其速度汽车维修毕业论文格式文章汽车维修毕业论文格式出自http://gkstk.com/article/wk-78500001092730.html,转载请保留此链接!。汽车的水平高度也可通过按钮分两次手动调节。
5.定速巡航自动控制系统
在高速长途行驶时,可采用定速巡航自动控制系统,恒速行驶装置将根据行车阻力自动调整节气门开度,驾驶员不必经常踏油门已调整车速。若遇爬坡,车速有下降趋势,微机控制系统则自动加大节气门开度;在下坡时,又自动关小节气门开度,以调节发动机功率达到一定的转速。当驾驶员换低速档或制动时,这种控制系统则会自动断开。
6.驱动防滑/牵引力控制系统(ASR/TCS)
目前安装ABS的轿车已经相当普遍,但随着对汽车安全性能的要求越来越高,出现了驱动防滑系统(ASR,AccelerationSlipRegulation),驱动防滑系统又称牵引力控制系统(TCS,TractionControlSystem),它的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内,从而防止驱动轮快速滑动。
汽车“打滑”可分为两种情况:一是汽车制动时车轮的滑移,前面已经分析过;二是汽车驱动时车轮的滑转。所谓汽车驱动时车轮的滑转,就当是汽车起步时,尽管驱动轮不停转动,汽车却原地不动的现象。驱动轮滑转有可能引起汽车的侧滑,且损失了发动机的转矩。为了防止驱动轮的滑转,人们在职动防抱死的基础上研制了驱动防滑系统。他的功能为:一是提高牵引力;二是保持汽车的行驶稳定。
7.减震适应系统
减震适应系统是一种全自控系统,可随每个车轮的减震动进行自动调整,以达到各种行驶状态下调顺车身的运动。路面状况、汽车本身,以及驾驶方式等都在监控之下,以随时独立调节各个车轮的减震器设置值,保证最高的舒适性。驾驶人可通过按钮手动选择以舒适为主或以跑车操纵性为主。另一种作为选项的减震适应系统带有电子自动测量高度的悬挂功能,可在高速状态下把汽车自动调低15毫米。控制开关则允许驾驶人以手动方式分两级调低车身水平。减震适应系统的使用,保证开车过程中获得最大的稳定性和安全性,提供最高驾驶舒适性并改善驾驶动感,最大程度减少翻车和侧倾危险,作为选项的自动找平系统可在恶劣路面开车时减少对车身下部的损伤危险,提高稳定性,减少燃耗。
三.车身电子控制技术
1.电动座椅
现代轿车的驾驶者和前部乘员座椅多是电动可调的,所以又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件,人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅也是直接影响轿车质量的关键部件之一。
轿车电动座椅以驾驶者的座椅为主。从服务对象出发电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求,也就是说驾驶者通过键钮操纵,既可以将座椅调整到最佳的位置上,使得驾驶者获得最好的视野,得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利,还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。
图1-8奥迪A4电动座椅
现代轿车的电动座椅是由坐垫、坐背、坐枕、骨架、悬挂和调节机构等组成。其中调节机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成,是电动座椅中最复杂和最关键的部分。自动座椅电子控制系统由座椅位置传感器、电子控制器ECU和执行机构的驱动电机三大部分组成。位置传感器部分包括座椅位置传感器、后视镜位置传感器、安全带扣环传感器以及方向盘倾斜传感器等;ECU包括输入接口、微机CPU和输出处理电路等;执行机构主要包括执行座椅调整、后视镜调整、安全带扣环以及方向盘倾斜调整等微电机,而且这些电机均可灵活进行正、反转,以执行各种装置的调整功能。另外,该系统还备有手动开关,当手动操作此开关时,各驱动电机电路也可接通,输出转矩而进行各种调整动作。
2.安全气囊
安全气囊系统称为SRS,相对于安全带,安全气囊只是一个辅助保护设备。
图1-9奥迪A4安全气囊系统
安全气囊是用带橡胶衬里的特种织物尼龙制成,工作时用无害的氦气填充。此系统由一个传感器激活,该传感器用于监视碰撞中汽车速度减小的程度。在碰撞发生的早期,安全气囊开始充气,安全充气大约需要0.03秒。安全气囊可以非常快的速度充气十分重要,这能确保当乘客的身体被安全带束缚不动而头部仍然向前行进时,安全气囊能及时到位。在头部碰到安全气囊时,安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气。气体的排出有一定的速率,确保让人的身体部位缓慢地减速。由于安全气囊弹开充气的速度可高达320公里/小时,碰撞时如果人的乘坐姿势不正确,将给人带来严重的伤害。
3.电动门窗
电动门窗是指以电为动力是门窗玻璃自动升降的门窗。它是由驾驶员或乘员操纵开关接通门窗升降电动机的电路,电动机产生动力通过一系列的机械传动,使门窗玻璃按要求进行升降。其优点是操作简便,有利于行车安全。
电动门窗主要有升降控制开关、电动机(双向转动永磁电动机)、升降器、继电器等组成,其中电动机一般采用双向转动永磁电动机,通过控制电流方向,使其正反向转动,达到车窗升降功能。
图2-1奥迪A4电动门窗
4.辅助关门系统
辅助关门系统由气动装置、车门传感器组成。装在每个车门锁的传感器会监察车门开合运动的方向。当某个车门手动关闭到车门锁的第一卡合位或稍微超出时,气动辅助关闭装置即被触发,自动将车门拉合到锁定位。减少车门关闭所需的力量,减少车门关闭时产生的噪音,保证车门始终关紧(即使此车门只被关合到门锁的第一卡合位)。
5.自动恒温控制系统/空调
自动恒温控制系统/空调由压缩机、冷凝器、辅助电风扇或入口风扇蒸发器、温度传感器、不含氯氟烃的冷却剂、储蓄罐、温度控制装置、空气内循环开关、循环泵、余热开关等组成。在发动机运转及空调系统工作时,冷却空气由鼓风机以选定的速度和温度送入。与加热系统一样,左侧和右侧的温度可分别调节。如果空调和加热系统同时打开,由于输入的空气已经过除湿并冷却,车窗上不会产生水雾。在这种再加热模式下,空气首先经过冷却(因此成为干燥空气),然后再加热。在发动机关闭后,发动机余热利用系统(REST)启动,把热发动机的冷却剂抽入热交换器,从而自动控制空气流动和分配。余热利用系统在约30分钟后自动关闭,或者在蓄电池充电量过低时关闭。空调系统降低车内温度并减少湿度,从而提供舒适的车内环境,又能防止车窗水雾,提高驾驶安全。如果拨到空气循环工作模式,系统可防止有味气体进入车内汽车维修毕业论文格式论文。动机余热利用系统允许加热过程中不含发动机噪音和废排气,因此不消耗燃料并可在发动机关闭后继续工作。
图2-2奥迪A4空调系统
6.电子防盗系统
电子防盗系统是为了防止汽车本身火车上的物品被盗所设的系统,它有电子控制的遥控器或钥匙、电子控制电路、报警装置和执行机构等组成。
图2-3奥迪A4防盗装置
汽车防盗装置按其发展过程可分为机械锁防盗装置、机电式防盗装置和电子防盗装置三个阶段。电子式防盗报警器是目前使用较为广泛。它主要靠锁定点火或启动来达到防盗的目的,同时具有防盗和声音报警功能。电子防盗报警器共有四种功能:一是服务功能,包括遥控车门、遥控启动、阻和等;二是警惕提示功能,能触发报警记录(提示车辆从被人打开过车门);三是报警提示功能,即当有人动车时发出警报;四是防盗功能,即当防盗器处于警戒状态时,切断汽车上的启动电路。
7.汽车卫星导航系统
汽车电子导航系统是在全球定位系统(GPS)的基础上发展起来的新型汽车驾驶辅助设备,是为了解决道路交通的堵塞和拥挤问题而产生的,是一种能接收定位卫星信号,经过微处理器计算出汽车所在精确经度和纬度以及汽车速度和方向,并在显示器上显示出来的一种装置。
图2-4奥迪A4导航系统
驾驶者只要将目的地输入汽车导航系统,系统就会根据电子地图自动计算出最合适的路线,并在车辆行驶过程中提醒驾驶员按照计算的路线行驶。在整个行驶过程中,驾驶者根本不用考虑该走哪条线路就能快捷的到达目的地。
当前的汽车导航系统包括两部分:全球定位系统和车辆自动导航系统。汽车导航设备一般是由GPS天线、集成了显示屏幕和功能按键的主机以及语音输出设备(一般利用汽车音响系统输出语音提示信息)构成的。受车内安装位置的限制,一般汽车导航设备和汽车视像音响合成在一起,因此,一些汽车导航系统又称为DVD导航系统。
四.电子技术在汽车工业上的的发展趋势
在今后的十几年内,推动汽车电子产品发展的动力仍将是汽车安全、节能、环保等的需要。汽车电子系统的发展将主要集中在汽车用局域网系统LANS和处理器CPUS、发动机控制、机-电接口、ABS和行驶控制、电子控制传动系统、抬头显示系统HUDS、声音识别技术、行车导驶系统及多媒体技术和撞击传感技术等方面。
车载局域网将逐步替代单独控制器;车载计算机的处理能力将有显著提高。多媒体显示系统将为驾驶者提供更多的有关信息,包括图像信息。声音识别技术可望在5年内有重大突破,并应用于汽车领域。比CD-ROM存储量大6-7倍的DVD-ROM,将大量用于汽车的导驶系统和多媒体系统。汽车电子系统的成本将进一步大幅下降。
利用总线技术将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等联接起来,从而构成汽车内部局域网,实现各系统间的信息资源共享。根据侧重功能的不同,SAE将总线划分为A、B、C三大类:A类是面向传感器和执行器的一种低速网络,主要用于后视镜调整、灯光照明控制、电动车窗等控制等,目前A类的主流是LIN;B类是应用于独立模块间的数据共享中速网络,主要用于汽车舒适性、故障诊断、仪表显示及四门中央控制等,其目前主流是低速CAN(又称动力CAN);C类是面向高速、实时闭环控制的多路传输网络,主要用于发动机、ABS和自动变速器、安全气囊等的控制,目前C类主流是高速CAN(又称动力CAN),但是随着下一代高速、具有容错能力的时间触发方式的“XbyWire”线控技术的发展,将逐渐代替高速CAN在C类网中的位置,力求在未来5—10年之内使传统的汽车机械系统变成通过高速容错通讯总线与高性能CPU相连的百分之百的电控系统,完全不需要后备机械系统的支持,其主要代表有TTP/C和FlexRay.
随着第3代移动通讯技术和计算机网络技术的不断发展,未来汽车正朝着移动力、公室、家庭影院方向发展,为司机和乘客提供进行中的实时通讯和娱乐信息,并把汽车和道路及其它远程服务系统结合起来,构建未来的智能交通系统(1TS)。具体功能:①提供丰富的多媒体设施环境,利用GPS、GSM网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动
②具备远程汽车诊断功能,紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点。
结束语:
汽车电子化已成为当前的热点,电子信息技术和汽车制造技术逐步走向融合,电子技术不断把音响视频、网际网络、信息引入汽车内。随着未来汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提高,我国汽车电子产业将形成巨大经济规模效应,成为支持汽车工业发展的一门相对独立新兴支柱产业。
可以预料,随着我国汽车技术的进步,汽车电子新技术必将会得到越来越广泛的应用,国产汽车积极采用电子装置指日可待。虽然要赶上国际汽车的最高水平还有一段路要走,但将来在世界汽车技术尤其是汽车电子技术应用这一领域,我国必定占有一席之地。
参考文献:
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这是一个小型印刷厂车间,面积只有70平方米左右,不到两节地铁车厢那么大。车间有七名女性和一名男性工人,每天的工作是将一种白色涂料喷到有机玻璃板上。
不幸很快就降临在这些工人的身上:七名女工相继发病,其中两名女工去世。
在2009年9月号的《欧洲呼吸杂志》(European Respiratory Journal)上,首都医科大学附属朝阳医院(下称朝阳医院)医生宋玉果及其同事发表研究论文称,上述女工“所患的可能是‘一种与纳米材料有关的疾病’”。
这大概是全球首宗关于纳米颗粒可能致命的临床毒理病例报告。论文的发表,在国际学术界引发了一场小型“地震”。无论那些与纳米技术有关的学术会议,还是科学新闻网站和科学家博客,中国女工之死和纳米安全都是激烈争论的话题。
喷涂车间悲剧
从研究论文披露的情况看,七位女工的年龄在18岁至47岁之间,平均不到30岁,在车间工作的时间从5个月至13个月不等。患病之前,她们的身体健康状况良好。
2007年1月至2008年4月期间,这几位女工被送到朝阳医院职业病与中毒科救治。这个科室专业水准较高,其医生经常被派往中国各个地方,协助处理血铅超标、重金属污染等职业安全事件。
女工们的症状比较类似。所有病人的肺部都受到严重损害,并且有胸腔积液,脸上、手上和胳膊也都出现了严重的瘙痒皮疹。其中,有四位女工体内的器官组织还面临缺血缺氧的危险。
无论对于患者,还是对于医生,治疗过程都令人煎熬。胸腔积液反复出现,常用的治疗方法均告失效。
最终,一名19岁的病人在接受外科手术16天之后去世;另外一名29岁的病人在症状出现后的第21个月,死于呼吸衰竭。
负责诊断和治疗这些女工的,是朝阳医院职业病与中毒科副主任医师宋玉果。根据医院网站的介绍,他多年来从事尘肺、有毒化学物中毒的诊治和临床研究。
宋玉果及其同事开始追究女工们患病的原因,并将嫌疑对象锁定为那个印刷厂车间的工作环境。
该车间所使用的原料是一种象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作为一种黏合剂,广泛运用于建筑、印刷和装修材料中,被认为毒性很低。不过,为了让材料更加结实和耐磨,制造商有时会加入硅、锌氧化物、二氧化钛等金属纳米颗粒。
1纳米等于1米的十亿分之一,大致相当于人头发丝直径的数万分之一。通常,粒径在100纳米以下的材料,均被称为纳米材料。
七名女工和一名男工被分为两组,每天工作8个至12个小时。工人们每天要将大约6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到机器的底盘上;这些混合物随即被高压喷射装置喷涂在聚苯乙烯材质的有机玻璃板上;然后,有机玻璃板在75摄氏度至100摄氏度的温度下被加热烘干。
车间只有一扇门,没有窗户。喷射装置附带有一个燃气排气口,对喷涂过程中产生的烟雾起到一定的排除作用。
女工们发病以后,来自中国疾病预防控制中心、北京疾病预防控制中心、当地疾病预防控制中心的流行病学专家,以及朝阳医院的医生,对这家印刷厂的工作环境进行了调查。
在喷射装置燃气排气口的吸气口中,专家们找到了累积的尘埃粒子。女工们发病前五个月,燃气排气口发生了故障。由于室外温度很低,车间的门也经常被关闭。专家们推断,在这期间,车间内的空气流动非常缓慢甚至处于静止。
这些工人都是工厂附近的农民,没有任何职业安全卫生知识。她们所得到的惟一用来保护自己的工具,就是棉纱口罩。而且,她们工作时只是偶尔戴戴。
据工人们反映,在喷涂过程中,经常会有一些原料喷溅到他们的脸上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三个多月后离开,并没有显示出任何症状。在其他车间工作的工人,其中包括女工们的亲属,也没有出现类似症状。
研究论文没有透露这家印刷厂的名称及其所在地区。在朝阳医院的办公室,宋玉果也谢绝了《财经》记者的采访。
女工之死谜团
在女工们的肺部和胸液中,均发现了直径约30纳米的颗粒。而这般尺寸和形态的颗粒,同样存在于她们接触的喷涂材料之中。
此外,女工们出现了罕见的非特异性间质性肺炎,以及奇特的肺部增生组织――异物肉芽肿等症状。这些症状与纳米材料毒理的动物实验结果相似。
宋玉果及其同事因此认为,很可能是纳米颗粒导致这些女工发病甚至死亡。
但不少专家对这一结论持有保留态度。
9月1日至3日,在北京举行的中国国际纳米科技会议上,多位专家提及宋玉果及其同事的论文。
美国纳米健康联盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克萨斯大学医学中心教授毛罗法・拉利(Mauro Ferrari)告诉《财经》记者,这篇论文非常重要,但他不认同作者关于纳米颗粒导致工人患病和死亡的分析。
法拉利说,要确定纳米颗粒与疾病之间的关系,首先应该分析纳米颗粒的组分,确认这些颗粒来自工作环境;即便病人肺部的纳米颗粒来自工作环境,在没有对照试验的情况下,也很难证明这些纳米颗粒一定是女工患病的罪魁祸首。
他还强调,这家印刷厂的工作环境恶劣而封闭,有毒化学品和气体充斥其中,工人们又没有好的保护措施。这些因素对于工人患病和死亡究竟有怎样的作用,都值得推敲。
对于论文中的一个推论――纳米颗粒进入工人身体的途径是吸入和皮肤接触,中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮表示,这并不总是正确的。他强调,通过吸入方式进人体内是可能的,但是纳米颗粒穿过皮肤直接进入生物体内的证据还很少。
美国麻省大学洛厄尔分校健康与环境学院助理教授迪米特尔・贝罗(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京参加此次学术会议。但他通过电邮对《财经》记者说,在工人肺部和工作环境中都发现纳米颗粒,只能说明纳米颗粒有可能是一个致病因素。实际上,从论文提供的信息来看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,喷涂过程中用到的聚合物材料在高温下的降解产物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。
在贝罗看来,这场悲剧或许不应归咎于纳米颗粒,而应怪罪车间内原始的、不人道的工作条件,“这是一次警醒,无论(悲剧)是否与纳米颗粒相关,工作场所的暴露条件都应当被控制在安全范围内。在这方面,中国还有很长的路要走。”
美国加州大学洛杉矶分校纳米毒理研究中心主任安德烈・内奥教授(Andre Nel)也说,在这起事件中,工人们没有得到应有的生产安全保障,政府部门应该负起监督的责任,以保证生产过程中不会产生对人体和环境有害的物质。
实际上,论文本身也承认了研究存在局限:由于缺乏环境监测数据,无法弄清印刷厂车间纳米颗粒的浓度;纳米颗粒的组成也不清楚。
此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的纳米颗粒,还是所有纳米颗粒都有可能致病?如果的确是纳米颗粒导致那些女工患病,对其他在工作中也会接触纳米颗粒的工人来说,又意味着什么?
如今,关于女工之死的研究论文已经成为了纳米技术研究者们的一个热点话题。据《财经》记者了解,欧洲和美国还有科学家打算组成一个专家小组,到中国开展调研,并希望取到样品回去研究。
诱人前景与安全隐患
不管纳米颗粒是否被确认为几位女工悲惨命运的元凶,纳米技术的安全性问题都因此再度引发各界关注。
纳米技术正在走进人们的生活。从一桶涂料、一瓶防晒霜到一件衣服,都有可能用到纳米技术。
纳米材料颗粒小、表面积巨大,会显示出很多独特的物理化学性质,从而在电子、光学、磁学、能源化工、生物医学、环境保护等领域有巨大的应用前景。例如,很多纳米材料都可用作涂料,替代那些强毒性的化学物质;用碳纳米管等纳米材料改良电池,可以推动电动汽车的发展,使电力更持久等。
纽约一家名为“卢克斯研究”的市场分析公司称,2007年销售的纳米技术相关产品,价值约1470亿美元。到2015年,这一数字可能突破3万亿美元。
纳米技术在展现出诱人前景的同时,其安全性问题也进入了人们的视野。
随着纳米材料的大规模应用,研究人员和工人容易暴露在纳米颗粒浓度较大的实验室或生产车间之中。此外,普通公众也可能暴露在纳米颗粒之下:涂料、化妆品等产品中用到的纳米材料,可能在产品损坏或分解时释放。
这些纳米颗粒物可能经过呼吸道吸入、胃肠道摄入、药物注射等方式进入人体,并经过淋巴和血液循环,转运到全身各个器官。
根据多项流行病学研究,空气中的细颗粒物,尤其是纳米级别的颗粒物,浓度的大量增加会导致死亡率的增加。伦敦大雾曾经导致居民大量死亡,就是一个被经常引用的案例。
那么,人造的纳米材料进入人体后,是否会导致特殊的生物效应,并对人体健康构成危害呢?从理论上说,纳米物质由于尺寸小,与常规物质相比更容易透过人体的各道屏障;由于表面积大,也可能有更多毒害人体的方式。
朝阳医院的宋玉果在8月31日《健康报》发表文章说,相关的动物实验研究发现,许多纳米物质具有明显的毒性,其中研究较多的为碳纳米管、纳米二氧化钛等。一些纳米物质还被认为可致动物肺脏、肝脏、肾脏和血液系统等损伤。
对于与纳米物质相关的疾病,宋玉果称之为“纳米相关物质疾病”。当然,他也表示,公众不必为纳米物质相关疾病感到恐慌,不是所有纳米颗粒物都有毒性。
动物毒理性实验的结果,也不能简单地推到人的身上。但由于科学界对纳米安全性的研究刚刚开始,几乎没有任何相关人体毒理性资料――这也是宋玉果及其同事的论文引起国际科学界高度关注的一个原因。
中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮告诉《财经》记者,目前开展过安全性研究的纳米材料只有十几种,还非常有限。但他相信,随着研究队伍的壮大和研究投入的加大,将来必定可以从大量的数据积累中寻找到一些规律。
在国际上,纳米安全性研究的热潮大约始于2003年。《科学》和《自然》等著名学术杂志纷纷发表文章,探讨纳米材料与纳米技术的安全问题:纳米颗粒对人体健康、自然环境和社会安全等是否有潜在的负面影响。
这之后,各国明显增加了纳米安全性方面的研究。美国的国家纳米技术计划(NNI)将总预算的11%投入纳米健康与环境研究。欧盟每年支持三个左右与此相关的项目,每个项目的经费规模在300万至500万欧元之间,而欧盟各个国家还有自己国内支持的纳米安全性项目。
中国在极力推进纳米技术研究和产业化的同时,也开展了纳米安全性的研究。其中,中国科学院在2001年就开始筹建纳米生物效应与安全性实验室。科技部在2006年启动了为期五年的国家重点基础研究发展计划(即“973”计划)项目“人造纳米材料的生物安全性研究及解决方案探索”,经费2500万元,首席科学家由赵宇亮担任。
不过,赵宇亮告诉《财经》记者,与美国和欧盟相比,中国在纳米安全性研究上的投入只是“一个零头”。
政治决策与公共参与
中国科学家在纳米安全性方面的研究工作,得到了国际同行的认可。其中,在每年召开的与纳米毒理学相关的国际会议上,几乎都会邀请中国科学家作大会报告。赵宇亮还与其他科学家共同主编了第一本纳米毒理学英文专著。美国纳米健康联盟主席法拉利称,中国科学家是纳米毒理学研究领域的领导者之一。
不过,令赵宇亮感到尴尬的是,美国国家纳米技术协调办公室的官员曾经问他,包括美国、欧盟、英国、日本等很多国家的相关管理部门,都发表了对于纳米技术安全性的调研报告、方针和策略,为什么中国没有?对此,赵宇亮不知如何回答是好。
在美国和欧盟,纳米技术及其安全性已经成为政治家们关心的话题之一。它们的环保部门、国家科学与技术委员会,以及其他政府研究机构,会通过白皮书等文件形式,发表政府层面对于纳米安全性问题的见解。
其中,2001年,美国在国家科学技术委员会之下建立了国家纳米技术协调办公室,负责协调政府层面之间的纳米研究计划。而纳米研究项目的成果,会通过这个办公室反馈给其他政府机构,帮助科学研究去影响政府决策。
2009年3月,美国食品药品监督管理局(FDA)还了一份有关纳米技术的合作倡议。该局将与纳米健康联盟旗下的八个研究机构合作,以加快建立保障纳米医疗产品安全可靠的有效体系。法拉利告诉《财经》记者,在实验室研究结果与安全性评估的关联,以及纳米技术相关药物的审批等方面,美国食品药品监督管理局都做了很多工作。
相比之下,纳米安全性在中国似乎局限于科学研究的阶段,政府部门仍然保持沉默。
对于纳米技术的研究和产业化,各国都在积极支持。其原因正如美国《环境健康展望》杂志所称,科学界普遍认为,纳米材料和纳米技术对于社会是十分有益的,能够提供更好的药物、更强更轻的产品、对环境更友好的能源和环境技术。
与此同时,为了获得公众对于纳米技术发展的支持,各国也需要在纳米安全性方面进行更多的研究,同时鼓励公众参与。在中国纳米国际科技会议的闭幕式上,法拉利也特地呼吁加大公众在纳米安全性研究上的参与程度。
实际上,关于纳米技术发展的“风险预防”原则,在欧洲和美国等地正深入人心――人们希望在纳米技术等新技术的风险出现之前,尽可能地提前进行防范和干预。而公众及早参与到纳米技术研究和政策的讨论,是“风险预防”实践的关键环节之一。
英国杜伦大学风险研究所负责人菲尔・麦克纳顿(Phil Macnaghten)教授告诉《财经》记者,要想避免纳米技术重蹈转基因技术的覆辙,让公众从“上游”参与讨论影响纳米技术的研究和政策,或许是一个有效的办法。如果等到技术发展之后再让公众在“下游”参与,可能为时已晚,“很难改变公众业已形成的印象和认识”。
[关键词]优化设计;动力性;安全性;燃油经济性;舒适性
中图分类号:F420 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0379-01
正文:汽车设计开发过程中涉及很多内容,优化设计渗透到其中的方方面面。现在汽车行业中汽车数字化产品开发过程的重要技术手段是CAE技术。通过运用CAE技术,让电脑模拟实车情况,在很大程度上节省了人力,物力,这也是这项技术在优化领域如此盛行的原因。随着社会经济的发展,人们对汽车的性能有了更高要求,更多的是追求车的动力性,安全性,燃油经济性和舒适性。以下就此四个方面进行叙述。
1 动力性
汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所达到的平均行驶速度。随着人们生活水平的提高,人们在汽车基本性能追求的基础上,对汽车行驶速度有了更高要求。汽车的动力性与整车结构强度,发动机性能,汽车外形等有关。
1.1 汽车整车结构
通过对车身等总成结构分析,对车身所用材料进行选择以及为车身优化提供设计指导。通过对底盘或整车零件进行分析,以实现零件优化、轻量化、可靠性设计等。轻量化逐渐成为汽车结构的设计优化分析的设计目标,它通常以强度、刚度或频率等为约束条件,改变设计形状和尺寸,进行多方案比较,选出最优的设计方案。
1.2 发动机性能
发动机是整车的心脏,其工作环境尤为恶劣,因此对发动机自身的强度,刚度有极高的要求。汽油发动机工作时,其内部最高工作温度可达到2200k-2800k,所以发动机的冷却系统就极其重要。发动机冷却系统分为风冷和水冷,就水冷系统而言,在设计时,就需要先对发动机冷却液流动路径进行优化设计,使流经冷却管道的冷却液既能较快的带走能量又能保证发动机足够的强度和刚度。
1.3 汽车外形
汽车在行驶过程中受到的行驶阻力有滚动阻力,空气阻力,上坡阻力和加速阻力。汽外形主要影响的是空气阻力的大小。空气阻力又分为摩擦阻力和压力阻力,压力阻力在汽车直线行驶过程中大致占得比例为91%。压力阻力主要与汽车车身主体形状,车身表面突起物(如后视镜,门把手,引水槽,悬架导向杆等),冷却系统和车身通风时空气流经车体内部构成的阻力有关。无风条件下汽车运动的空气阻力(N)为
其中为空气阻力系数,A为迎风面积,为汽车行驶速度。由上式可知,空气阻力与和A值成正比。轿车A值变化不大,所以降低值是降低空气阻力的重要手段。降低值可以通过优化车身结构,如使发动机盖向前下倾,汽车后部采用舱背式或直背式结构,车身底部采用平整结构等来实现目标。
2 安全性
随着中国经济的发展,中国汽车保有量不断增加,同时每年交通事故率也随之上升,人们对汽车安全性也越来越重视。汽车产品性能的重要指标之一是汽车的碰撞安全性。汽车的碰撞试验已被国家法规明文规定并且要评定星级。对企业而言,实车试验成本是巨大的,现在借助计算机模拟试验,不仅减少了试验成本,还有效提高了车辆设计的安全性。汽车上现有的安全带和气囊的设计优化为驾乘人员及行人提供了更加安全的保障。现代汽车上的离合器踏板,加速踏板,制动踏板都是经过无数次试验,结合人机关系,不断优化,才有的固有模式。此外,踏板的形状,行程,安装位置也是在人机工程的基础上进行设计优化的。由于人在驾车时总会有各种小问题,针对这些问题,现在汽车上出现了很多高级应用,如自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control),GPS导航系统,自动大灯感应系统,随动转向系统(Fly By Wire),无人驾驶系统和车载行驶记录仪等。就拿自适应巡航系统来说,它是一种智能化的自动控制系统,在车辆行驶过程中,安装在汽车前部的车距传感器(雷达)持续扫描车辆前方道路,同时轮速传感器车速信号。当与前车距离过小时,ACC控制单元会控制车辆制动,保证驾驶安全。这种系统是经过不断优化才在现在汽车上使用的。
3 燃油经济性
由于节约燃料,保护环境已成为全球关注的重大事件,汽车燃油经济性受到全世界人民的重视。燃油经济性好不仅可以降低汽车的使用成本,减少石油的消耗,节约能源,还能降低发动机产生的二氧化碳的排放量,起到防止地球变暖的作用。通过对发动机结构的优化,如活塞裙部的设计优化,活塞顶部材料的选择和活塞头部的结构设计等,达到使发动机热损失和耗油更少的目标。由盖托.乔治亚罗设计的大众高尔夫第一代就是在中东石油战争爆发后出现在人们视野里的燃油经济性较好的两厢式车型,并且这款车在停产之前已卖出600多万辆,这也说明,人们对燃油经济性的重视程度。现代汽车行业正在发生巨变,人们对燃油经济性的追求,使新能源车的发展有了广阔市场。越来越多的企业,越来越多的人加入到新能源开发的行业中。2015年,媒体报道中国已经成为了新能源汽车发展的第二大国,
4 舒适性
经济的飞速发展,汽车的批量化生产,使汽车进入寻常百姓家。人们已经不仅仅满足于汽车带来的速度与激情,除了上述的三点外,人们更加追求乘坐的舒适性。乘坐舒适性包括汽车行驶时的平顺性,行驶时的声噪情况,空调温度,出风口位置以及车内各物件与驾乘人员的人机关系等。首先,座椅是最直接的与驾乘人员接触的物件之一,座椅的优化设计在很大程度上影响了乘坐舒适性。其次,汽车行驶时,车辆与道路、空气发生摩擦,以及车辆各部件振动时产生很大的噪音,在制造汽车车门,车窗和顶篷以及其他设计所关心的结构时就必须对这些结构进行优化,在最大程度上减小噪音,实现车身内的声学设计并进行噪声控制。再次,人们对温度的感知是灵敏的,现代汽车的空调系统温控的精度上升,已经能实现0.5的温度控制,部分车已经实现了温度分区控制。最后,车内物件的位置也是通过人机关系不断进行优化才在最终装配时确定的位置。
本文章在撰写过程中,参考借鉴了很多论文,在此谨向他们表示衷心感谢。限于作者水平,本文章肯定存在很多不足和需要进一步改进之处,竭诚希望广大读者朋友们批评指正。
参考文献
[1] 余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社,2009.
近年来,我国道路交通安全形式越来越严峻,在众多的交通事故中,以追尾碰撞与超车侧向碰撞事故这两种类型最为常见。如果能够在事故发生前提醒驾驶员并采取一定的安全措施,对减少交通事故的发生则是非常有用的,汽车防撞预警系统正是基于提高车辆的主动安全性来实现在行车过程中,给驾驶员提供必要的技术设施。
本文在安全跟车模型的基础上,设计了系统构成,并给出了初步的设计方案。对车载测距技术进行了综合比较,确定系统采用毫米波多普勒雷达传感器、超声波传感器和红外线传感器分别对前、后和侧向车间距离、两车相对速度和角度进行测量;在结合各种防碰原理的基础上,把系统分为主控单元子系统、测距子系统、信息采集单元子系统和显示-声光报警子系统四个部分,并确定了实现系统功能所需要的关键技术;在安全距离的基础上,对主控单元子系统和测距子系统进行了软、硬件设计,解决了系统功能所需要的关键技术。
车辆防撞技术作为智能运输系统的一个子课题,将不断成熟和完善,防撞系统的应用可以缩短车辆间的安全行车距离,还可以实现安全超车,保证高速运行车辆的安全性,提高公路运输效率,促进经济的快速发展。
关键词:防撞预警;雷达;超声波;红外线;传感器
英文摘要
Thetrafficsafetyconditionisbecomingmoreandmoreseriousinrecentyears,thestatisticshowsthatamongtheaccidentofhighwaytheRear-endCollisionandSideCollisionarefrequent.Ifthedriverscanbeinformedbeforetheaccidentstakeplace,thesafetylevelwillbeimprovedgreatly.Thehighwayvehicleanti-collisionwarningsystemissuchatechniquebasedontheinitiativesecurityofautomobilewhendriving
Basedonthemathematicmodelofautomobilesafefollowingdistance,thehardwareandsoftwareofthesystemarebuilt.Throughanintegratedcomparisonofdetectingtechniques,themillimeterwavefrequencymodulatedpulse-Dopplerradar、Ultrasonicsensorandinfraredsensorarechosen,whichcanmeasurethelengthwaysdistanceandtransversedistance,relativevelocityoftwovehiclesandazimuthatthesametime.Basedonreferencevarioustheoriesofanti-collisionwarningsystem,thesystemincludesfoursub-systems:themaincontrolunitofsub-system,measuringdistanceofsub-system,informationunitofsub-systemandmonitor,sound&lightalarmofsub-system.Basedonit,thekeytechnologiesinvolvedinthesystemaredetermined.Basedonthesafetydistancemodel,thesoftwareandhardwareofthemaincontrolunitofsub-systemandmeasuringdistanceofsub-systemaredesigned,thekeytechnologiesissolved.
Vehicleanti-collisiontechniqueassub-itemofIntelligentTransportSystemwillgrowupandbeperfectinfuture.Itwillshortenthesafespacebetweencarheads,actualizethesafeovertakingandguaranteevehiclesafety,soitwillhelptoincreasetransportefficiencyandkeepeconomicfastgrowth.
Keyword:anti-collisionwarningsystem;radar;ultrasonic;infrared;sensor
1.1选题意义和背景
汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔,随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越来广泛,汽车电子化的程度越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。汽车上的电器与电子控制系统在汽车技术进入机电一体化阶段的今天,地位极为重要,正在汽车技术领域发展成为一门独立的分支学科,其性能的优劣直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放干净、及舒适性等。电子控制技术在汽车上,首先应用于发动机燃油消耗控制与排放进化与排放控制,接着被应用于底盘部分的控制,以提高行驶的稳定性、安全性、与舒适性等。随着交通运输向高密度发展,电子控制技术又进一步应用于汽车的乘坐安全性和导航等方面。
电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。应用的电子技术主要有:电子控制安全气囊,智能记录仪,雷达式距离报警器,中央控制门锁,自动空调,自动车窗、车门、座椅、刮水器,车灯控制,电源控制以及充电器等。近年来汽车的自动调速系统,主动式汽车防撞系统,汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。
在过去20~30年中,人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面,例如,在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等,以减轻汽车碰撞带来的危害。安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏,却无法消除对被撞物体的伤害;此外,车上安装的安全气囊系统,在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。所有这些被动安全措施都不能从根本上解决汽车在行驶中发生碰撞造成的问题。如果从预防撞车事故的发生的角度着眼,在提高汽车主动安全性方面下功夫,则可在汽车安全性领域有较大的突破。
汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体(如汽车、行人或其他障碍物)的距离与汽车本身的车速不相称造成的,即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞,汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制,使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性,减少车祸的发生。
发展汽车防撞技术,对提高汽车智能化水平有重要意义。据统计,危险境况时,如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间,则可分别减少追尾事故的30%,路面相关事故的50%,迎面撞车事故的60%;1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。理论上,汽车防撞装置可在任何天气、任何车速状态下探测出将要发生的危险情况并及时提醒司机及早采取措施或自动紧急制动,避免严重事故发生。汽车防撞装置是借助于遥测技术监视汽车前方和后方的车辆、障碍物,并根据当时的车速自动判断是否达到危险距离,及时向司机发出警告,必要时还可进行自动关车、自动紧急刹车。
汽车要避撞就必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离,并迅速反馈给汽车,以在危急的情况下,通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等,来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、错误判断所造成的交通事故。目前,大家都将防撞技术的关键点着眼于车辆测距技术。
1.2国内外研究的现状
鉴于交通事故的不可预测性和不可绝对避免性,为了减少交通故,优化交通秩序,利用计算机及信息技术来提高道路交通安全和效率已成为国内外研究的热点。二十世纪八十年代以后展开的关于智能交通系统的研究,被认为是解决各种交通问题的一个很好的途径。智能交通系统是将先进的信息技术、通讯数据传输系统、电子控制系统以及计算机处理系统有效地应用于整个运输管理体系,使人、车、路环境协调统一,从而建立一个全方位发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统。其中智能车辆系统涉及到计算机测量与控制、计算机视觉、传感器数据融合、车辆工程等诸多领域。视觉系统在智能车辆中起到环境探测和辨识作用。与其他传感器相比,机器视觉具有检测信息量大,单纯以当前的现实条件出发解决,容易导致系统实时性差。在实际应用中可使用多个摄像机,或者利用高速摄像机的多幅连续图像序列来计算目标的距离和速度。还可根据一个摄像机的连续画面来计算车辆与目标的相对位移,并用自适应滤波对测量数据进行处理,以减少环境的不稳定性造成的测量误差。在智能车辆领域,除视觉传感外,常用的还有雷达、激光、GPS等传感器。
利用信息感知、动态辨识、控制技术与方法提高的主动安全性,是先进汽车控制与安全系统(AVCSS)的主要研究内容.世界各大汽车公司、大学在政府的支持下,都在开展这方面的研究与开发工作。日本各大汽车制造企业如丰田、日产、马、本田、三菱等公司,为实现其运输省提出的发展"先进的安全汽车(ASV)计划"致力于新型安全汽车技术研究开发,并取得了重要的进展。丰田汽车公司使用毫米波雷达和CCD摄像机对本车的距离进行动态监测,当两车距离小于规定值时,系统将发出直观报警信号提醒本车驾驶员。日产汽车公司使用紧急制动劝告系统,利用先进的车距监测系统对跟车距离进行动态监测,当需要减速或制动时,用制动灯亮来提醒驾驶员,并及时监测驾驶员操纵驾驶踏板的踏踩状态,必要时使汽车的自动制动系统前起作用降低车速,在最危险时刻自动制动。本田公司使用具有扇形激光束扫描的雷达传感器,即使车辆在弯道行使也能检测到本车与前方汽车或障碍物的距离降到规定值时,驾驶员仍未及时采取相应措施,便发出警告信号。三菱和日立公司在毫米波雷达防撞方面也做了大量的研究,其雷达中心频率主要选择60~61GHz或76~77GHz,探测距离为120米,尼桑公司为41LV-Z配备了自适应巡航控制系统,该系统利用毫米波雷达作为探测器,为巡航驾驶提供了判断依据。
德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究,特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商,其采用的雷达为调频毫米波雷达(FrequencyModulationContinuousWave),频段选择76~77GHz。如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统,探测距离为150米,当测得的实际车间距离小于安全车间距离时,发出声光报警信号。该系统已经得到应用。
美国的汽车防碰撞技术已经相当先进,福特汽车公司开发的汽车防碰撞系统的工作频率为24.725GHz,探测距离约106米。据说该系统理论上能根据转弯的角度信息自动适应路面的转弯情况,仅探测本车道内车辆的信息,从而可避免旁车道上目标物的影响。戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统,她能够测出安全距离,发现前方有障碍物,计算机能够自动引发制动装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示,车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶,在距离障碍物2.54cm的地方停下来。
我国汽车防碰撞系统的研究开发同国外发达国家相比,存在较大差距,近几年相继有一些科研院所、大专院校和公司厂家进行此方面的研究。近距离报警如倒车雷达现已蓬勃地车辆上安装使用,但国内目前生产的中远距离测量普遍达不到要求,表现在最远测距距离近,测距误差大,远远不满足高速公路的安全车距离要求,需进一步研究。
本课题,不是直接测量距离,而是从测量车与车之间相对速度的角度出发,研究利用雷达激光测距、超声波测速及其它相关技术来预测高速行驶车辆的后碰及侧碰问题,实现报警,从而避免事故发生。
本次研究主要针对汽车防撞系统,对前面开发的系统性能进行了改进。主要研究内容包括以下几个方面:
1.汽车纵向防撞系统的总体设计
完成汽车防撞系统的总体设计,把整个系统划分成四个分工不同的子系统,并确定实现总体方案所需要解决的关键技术。
2.汽车防撞安全距离模型的确定
结合系统的技术要求和车辆的行驶情况,对课题组以前提出的安全距离跟车模型进行了改进,使其具有更好的可靠性和实用性,对模型中的个别参数进行重新选取,使模型及模型的参数选取更加合理。
3.进行汽车防撞系统硬件的总体设计并解决关键技术
在以前研究的基础上,重新对汽车防撞系统进行总体设计,提高了系统的实时性,并且电路中硬件器件全部采用贴片封闭形式,提高硬件系统的抗干扰性和可靠性。本论文中着重论述了主控单元子系统和雷达工作数据发送单元的硬件设计,解决了汽车防撞系统中的雷达测距系统这一关键技术,使该课题的研究从模拟实验阶段过渡到实车实验阶段。
4.按照系统的功能需求,制定了各子系统之间通讯的通讯规约,并用MCS-51汇编语言设计了系统的主控单元子系统软件和雷达测距子系统中雷达通讯数据发送单元软件。
5.在模拟实验的基础上,通过装车实验,验证了系统所要求的各种性能。
1.3本文的主要工作和内容安排
本文在第一章绪论中阐述了汽车防撞技术产生的背景及现实意义,主要研究内容并对现有的防撞技术进行了归纳和总结,进而提出本课题的研究思路和新颖所在;第二章主要阐述了测距传感器的选择,并且确定了三种测距方法;第三章进行了报警系统防撞模型的建立;第四章进行了硬件设计和实验验证;第五章为系统的软件设计,第六章为结论与展望。
目录
第一章绪论1
1.1选题意义和背景1
1.2国内外研究的现状2
1.3本文的主要工作和内容安排5
第二章几种测距方式的比较和选择6
2.1激光方式7
2.2超声波方式8
2.3红外线方式9
第三章系统模型的建立10
3.1追尾防撞模型的建立10
3.1.1模型建立的理论依据10
3.1.2模型的建立12
3.1.3模型的讨论17
3.1.4模型参数的讨论18
3.2超车侧向防撞模型的建立19
3.2.1模型的建立19
3.2.2模型参数的选择26
3.2.3模型的最小转角与最大转角数据分析28
第四章系统硬件设计30
4.1单片机的性能特点30
4.1.1单片机的选择30
4.1.2MCS-51单片机的主要性能31
4.1.3单片机系统的设计要求31
4.2追尾碰撞报警系统硬件设计32
4.2.1测量距离通道的设计32
4.2.2测速通道的设计33
4.2.3开关量输入通道的设计34
4.2.4转向、油门、制动信号的采集35
4.2.5声光报警的设计36
4.2.6显示装置的设计39
4.2.7电源设计43
4.2.8电路板的电源保护装置和电源的抗干扰的设计44
4.2.9"看门狗"电路的设计44
4.3系统主要传感器47
4.3.1毫米波雷达传感器48
4.3.2超声波传感器53
4.3.3红外线传感器55
4.3.4霍尔车速传感器55
4.3.5转向角度传感器59
4.3.6制动踏板传感器60
4.3.7油门传感器61
4.3.8路面状况选择开关61
4.4系统总体电路图64
第五章报警系统软件程序的实现65
5.1系统报警方式65
5.2程序设计思想65
5.3程序的实现66
第六章结论与展望71
6.1结论71
6.2展望71
参考文献73
附录76
本论文中虽然对安全距离模型进行了改进,但仍需进一步改进和细化,采用一定的控制理论和算法,使模型更具有科学性、可靠性和可操作性。本系统现阶段只是就危险情况实现了向驾驶员报警,事实上由于驾驶员的反应性有差异及注意力不集中、疲劳驾驶等因素的存在,有时未必能及时采取减速、刹车等措施,因此系统下一步的目标是实现自动刹车的功能,使驾驶员的安全更有保障。
(1)本系统只是在理论上讨论了汽车防碰撞的问题,由于实验设备和时间问题还没有进行实验。
(2)本系统还应该进一步在复杂天气(雨、雪、大雾),潮湿、冰雪路面上进一步测试,验证系统的设计功能。
(3)在本系统基础上,进一步开发车辆自适应巡航控制系统,使车辆的舒适性和主动安全性得到提高.
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关键词:汽车制动钳 密封性能 检测
中图分类号:TH134 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)03(a)-0050-02
汽车制动性能直接影响着汽车的行车安全。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大,人们对安全、可靠性要求越来越高。为保证人身和车辆的安全,必须为汽车配备十分可靠的制动系统。近几年,欧洲和国内汽车的使用表明,盘式制动器较鼓式制动器更能确保制动安全性、稳定性及耐久性。制动钳是盘式制动器的重要组成部分,制动钳密封性不良,就会使汽车盘式制动器总成出现渗漏现象,从而降低制动力,使制动效果降低。严重的可能会造成交通事故。
1 盘式制动器工作原理
当前在汽车生产制造领域,其最为常用的制动器是盘式制动器,依照其摩擦副中固定元件,其结构的差异,其又可进一步细分为全盘式制动器,以及钳盘式制动器两种类型,而后者当前主要在轻型货车,以及各类轿车中得到了广泛的使用。对于钳盘式制动器,依照其制动钳固定形式的不同,其又可以划分为浮钳盘式及定钳盘式。定钳盘式制动器,其主要工作原理如下:其制动钳是安设在车桥上的,因而其不仅不能沿着轴向转动,也不能发生旋转,在制动盘的两边,则分别有安设有制动钳的两个活塞。在制动钳开始制动时,其制动液,会从制动主缸中,经过进油口等部位,最后进入到液压腔里面,从而将其两侧的制动块,推向制动盘,进而实现汽车制动,其结构如图1所示;对于浮钳盘式制动器,其制动钳也是和车桥相连接的,其与定钳盘式制动器差异是,其是可以沿着制动盘发生轴向运动的,同时在制动盘的内侧,其还安设了相应的液压缸。浮钳盘式制动器其主要工作原理如下:在制动时,存在与主缸中的液压油,其会经由进油口,最终进入到制动缸中,然后将活塞推向右边,并使其对制动盘产生压迫,如此一来,制动盘反而会给其向左边的力,从而使得活塞及其制动钳等,呈现向左运动的趋势,直至制动盘与制动块相连接。而这个时候,在制动盘的两侧,都有制动块,从而实现其制动功效。其结构示意图如图1所示。
2 汽车制动钳密封性能检测系统原理分析
该汽车制动钳密封性能检测系统,其结构主要是由控制系统,测试系统及工作台等部件组成,该系统检测原理是,工作人员输入检测信号后,该检测系统会事先依据已经设置好的程序及时序,进行排气、检测,及平衡和充气的等检测流程,并最后由系统给出密封性能合格与否的检测结果。
具体来说该检测系统其主要工作原理包括如下几个方面:一是充气环节。借助几个相应的电磁阀SV,可以将压缩空气充入到被测物,及基准物里面,也即制动钳里面;二是平衡环节。将电磁阀SV2和3依次闭合,同时将其电源予以切断处理,至被测物及基准物中,其压力处于稳定状态后,判断制动钳是否存在大泄露情况。若没出现大泄漏情况,则继续下个检测流程,若出现大泄漏情况,其指示灯会闪亮,并自动发出声光报警,同时自动跳往排气流程;三是检测环节。此环节是制动钳性能检测的关键环节,在排除比较大的泄漏后,该环节主要对制动钳的小泄漏进行检测,通常其是借助其泄漏差压来反映的。若其实际差压,超过设定值上限,则该制动钳密封性能不合格,同时系统会予以红灯显示,反之为合格,同时以绿灯显示。此外,对于不合格的制动钳产品,系统会予以自动记录,工作人员可以通过打印输出结果;四是排气环节。该环节是该系统检测的最后环节,在完成检测工作后,将基准物及被测物中的空气,排放出去,然后才能实施下一轮检测工作。
3 结语
随着社会经济的快速发展,近年来我国汽车工业领域也获得了蓬勃的发展,不仅在汽车生产数量的规模方面得到了极大提升,在汽车生产技术及质量方面,也获得了质的飞跃。然而随着汽车工业领域的迅猛发展,其存在的问题也不断暴露出来,其中尤以其制动器的密封性能最为严峻,其极大地威胁着汽车用户的行车安全,阻碍汽车领域的健康可持续发展,因此加大对汽车制动钳密封性能检测的相关研究,有着重要意义。
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