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汽 车 文 化
07
汽车技术发展
模块七
学 习 目 标
◎了解汽车技术发展的基本状况。
◎了解现代汽车的主要技术。
◎了解现代汽车安全和环保技术。
◎熟悉汽车技术发展的趋势。
汽车技术概述
学习单元一
一、汽车电子化
现代汽车上有很多各种各样的电子产
品，电子技术的应用越来越广泛，今
天的汽车已经进入计算机控制的时代。
汽车电子化的程度被看作衡量现代汽车水平的重要标志。据统计，目前平均每辆车上电子装置成本在整个汽车制造成本中占 23％以上。
学习单元一 汽车技术概述
二、汽车信息化
汽车信息化使现代汽车成为一个移动的信
息中心。现代汽车信息化技术包括GPS和互联网应用。
GPS 技术利用卫星与用户之间的相对位置，通过数据处理确定用户的位置，可以监察和引导汽车运行，但服务项目有限。而利用互联网技术能够拓展出许多项目的服务。
学习单元一 汽车技术概述
三、汽车娱乐化
汽车娱乐化使现代汽车成为移动的多媒体。
近年来，采用最新技术，将声音、图像、信息和通信四者融为一体，形成新的汽车多媒体系统，事实上它已大大超过了汽车音响的功能。
随着互联网、卫星通信和无线技术的日益发达，汽车音响将能利用高科技手段使乘员在车内可以办公、娱乐，并对驾驶员给予路线状况、车辆状况和安全方面的提示。
学习单元一 汽车技术概述
四、汽车网络化
汽车网络化将使汽车成为办公、通信、娱乐的场所。
网络汽车的主要装置有电子地图导航系统。网络汽车能知道自己在地图上的所在位置和行驶方向，并能计算出到达目的地的最佳路线。有汽车前后摄影系统，它将汽车盲区的位置通过中控台平面显示器显示出来。在网络日益普及的今天，这种新型的通信技术理所当然地要进入汽车领域。
学习单元一 汽车技术概述
五、汽车智能
随着计算机的广泛应用，汽车无须由人
驾驶就能自动行驶，这种汽车称为智能汽车，其关键技术是计算机代替了人的一切操作，因为它附带有道路识别系统、信号接收系统、自动制动系统、自动变速系统等。所有的系统由多个计算机控制并相互联机协调。
学习单元一 汽车技术概述
五、汽车智能
汽车避撞技术首先解决的问题是汽车之间的安全距离。
汽车与汽车之间超过了这个安全距离，就能自动报警，并采取制动措施。
目前，测定汽车之间安全距离的方法有超声波测距、微波雷达测距、激光测距等。
学习单元一 汽车技术概述
五、汽车智能
汽车智能“黑匣子”能客观记录机动车辆发生车祸前驾驶员的操作过程，有效地提供驾驶员在事故发生前做出的种种反应。
交通事故处理部门安装这种系统后，可对穿行在各条公路上的所有汽车进行实时监控，一旦发生车祸，离事故发生地点最近的交通事故处理中心可以在几秒钟之内获取撞车的行驶速度、车内乘客伤亡情况等信息。
学习单元一 汽车技术概述
五、汽车智能
汽车智能驾驶系统相当于机器人，能代替人驾驶汽车。
它主要通过安装在汽车前后保险杠及两侧的红外线摄像系统对汽车前后左右的一定区域进行不停的扫描和监视，通过车内计算机、电子地图、光学传感器等对红外线摄像机传来的信号进行分析计算，并根据道路交通信息管理系统传来的交通信息发出指令，代替人的大脑指挥执行系统操纵汽车。
学习单元一 汽车技术概述
现代汽车技术
学习单元二
一、发动机技术
1. 电子燃油喷射系统
（1）电子燃油喷射系统的定义。电子燃油喷射系统是以一个电子控制装置（ECU）为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
1. 电子燃油喷射系统
（2）电子燃油喷射系统
的组成。电子燃油喷射
系统是由进气系统、燃
油系统和电子控制装置
系统三部分组成的。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
1. 电子燃油喷射系统
（3）电子燃油喷射系统的优点。
①进气系统无喉管和预热的影响，无流动损失和掉头换向、抢气的影响，无雾化不好、分配不均的影响。
②充气效率好，燃烧条件好，热效率高。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
1. 电子燃油喷射系统
（3）电子燃油喷射系统的优点。
③利用 ECU 计量控制，均匀点喷，随机修正，能使空燃比（A/F）控制在 14.7 的最佳区域内。
④获得了动力性、经济性和净化性。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
2. 电子点火控制系统
（1）电子点火控制系统的
组成。电子点火控制系统
是由各种传感器、ECU 和
执行器（点火器）组成的。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
2. 电子点火控制系统
（2）ESA 系统的工作原理。ECU 根据曲轴位置传感器位置信号，判断各缸的活塞位置，并判断发动机转速→通过节气门位置传感器或空气流量计确定出负荷，判断发动机运行工况→ECU计算对应的点火提前角和点火初级线圈电路的通电时间，从而对电子点火器进行控制。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
2. 电子点火控制系统
（2）ESA 系统的工作原理。
ECU还可根据影响因素对这两个参数进行修正和通过爆震传感器对点火进行反馈控制等，实现点火系统的智能控制。
修正点火提前角是由 ECU 的 CPU 根据发动机的转速和负荷以外的信号对点火提前角修正的角度。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
3. 废气再循环控制装置
（1）废气再循环控制装置概述。废气再循环控制装置将发动机排放的一部分废气返回到进气管中，与新鲜的混合气混合后进入气缸，然后参与燃烧过程。EGR 装置可以减少氮氧化合物的生成，降低燃烧的最高温度。其功能是根据发动机的工况控制再循环的废气量，减少排放污染。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
3. 废气再循环控制装置
（2）EGR 率。EGR 率表示 EGR 系统的控制量，即
EGR率过大，燃烧速度太慢，燃烧不稳定，失火率增加，使碳氢化合物（HC）排放增加；EGR率过小，氮氧化合物（NOx）排放达不到法规要求，易发生爆震、发动机过热等现象。
学习单元二 现代汽车技术
一、发动机技术
3. 废气再循环控制装置
（3）EGR 系统的工作原理。电子
控制的 EGR 系统是根据发动机ECU
测得的发动机转速、负荷、温度状态等工况信号，由EGR系统计算出符合当时工况的最佳EGR率，并控制EGR执行器进行相应的操作。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
1. 自动变速器
自动变速器根据车速、驾驶员意
愿、道路情况等条件可在前进时
自动变换车速，而不需要驾驶员手动换挡。
电子控制自动变速器主要由变速机构、电子控制系统等组成。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
1. 自动变速器
ECT 电子控制系统主要包括传感器、ECU 和执行机构。
ECU根据车速传感器、节气门位置传感器等输入信号，经过判断、运算、分析和处理，最后控制换挡电磁阀、锁止电磁阀工作，使不同组合的换挡执行元件工作，实现不同的挡位。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
2. 防抱死制动系统
（1）滑移率。汽车在制动过程中，由于制动力矩的作用，制动车轮经历了自由滚动、边滚边滑和抱死 3 个过程。常用滑移率（s）表示车轮运动状态，即
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
2. 防抱死制动系统
（1）滑移率。
试验证明，滑移率与地面对车轮的附着系数φ有一定关系。
当车轮抱死时，侧向附着系数为0，抱死时易发生侧滑现象。将滑移率控制在 20％左右时，除保证侧向有一定附着系数，还可获得最佳纵向附着系数。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
2. 防抱死制动系统
（2）防抱死制动系统的工作原理。
防抱死制动系统是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器检测各车轮的转速，由ECU计算出当时的车轮对应滑移率，并与理想的滑移率相比较，向ABS液压调节装置输出控制信号。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
2. 防抱死制动系统
（3）ABS 的优点。
安装 ABS 的车辆可防止车轮抱死，因而可改善轮胎的磨损情况，缩短制动距离，提高汽车制动稳定性，并使制动效果达到最佳状态。因此，ABS 在汽车上得到了广泛应用。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
3. 驱动防滑控制系统
（1）驱动防滑控制系统的作用。
驱动防滑控制系统又称牵引力控制系统，它的作用是当汽车加速时将滑移率控制在一定范围内，从而防止驱动轮快速滑动。后驱动轮滑动容易甩尾，而前驱动轮滑动容易失去转向。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
3. 驱动防滑控制系统
（2）驱动防滑控制系统的组成。
ASR系统由轮速传感器、节气门位置传感器、ECU、压力调节器等组成。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
3. 驱动防滑控制系统
（3）驱动防滑控制系统的工作原理。
ECU根据轮速传感器和车速传感器检测到某个驱动轮打滑时，就会自动降低发动机的输出功率，并对打滑的车轮施加制动力，直到该车轮恢复正常的转动。该系统与ABS有许多共同之处，所以有些车将两者组合在一起使用。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
4. 电子稳定程序系统
（1）电子稳定程序系统的作用。电子稳定程序系统实际上是一种牵引力控制系统，它不但控制驱动轮，还控制从动轮。
当后轮驱动汽车出现转向过多情况，后轮失控而甩尾，ESP系统可控制外侧的前轮制动来稳定车辆；而当出现转向不足时，ESP系统会控制内侧后轮制动来校正行驶方向。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
4. 电子稳定程序系统
（2）ESP系统的组成。
ESP系统包括防抱死制动系统和驱动防滑控制系统。ESP系统由ECU、转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等组成。
ESP系统能够探测和分析车况并主动纠正驾驶的错误，防患于未然。
学习单元二 现代汽车技术
二、底盘技术
5. 电子制动力分配系统
电子制动力分配系统能根据汽车制动时产生轴荷转移的不同而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。EBD系统在汽车制动瞬间，计算出 4 个轮胎的摩擦系数，调整制动装置，达到制动力与摩擦力的匹配，避免出现甩尾或回转运动。
学习单元二 现代汽车技术
三、自诊断及通信系统
1. 车载自诊断系统
车载自诊断系统可从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，尾气一旦超标会马上发出警示。当系统出现故障时，故障灯亮，同时动力总成控制模块（PCM）将故障信息存入存储器，通过一定程序可以将故障码从 PCM 中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速、准确地确定故障的性质和部位。
学习单元二 现代汽车技术
三、自诊断及通信系统
2. 车载通信系统
汽车通信包括3种形式：第1种为低档次的车载免提装置，电源使用点烟器，安装容易，但可听辨程度及音质较差；第2种为汽车电话，属于车内固定电话，音质较佳，但用户必须另外买卡，开车时将手机转接到汽车电话上，较麻烦；第3种是车载电话系统，可与驾车人电话匹配，此系统音质好，使用方便。
学习单元二 现代汽车技术
四、安全气囊
安全气囊是汽车被动安全中一项
技术含量很高的产品。
20 世纪 80 年代，汽车生产厂家开始装用安全气囊，进入 90 年代，安全气囊的装用量急剧上升，而进入 21 世纪以后，汽车上普遍都装有安全气囊。
学习单元二 现代汽车技术
四、安全气囊
安全气囊是辅助安全系统，与安全带配合使用时可使事故死亡率降低 47％左右。
当汽车遭受一定碰撞后，气囊系统就会引发某种类似小剂量炸药的化学反应，隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内设备碰撞之前起到缓冲作用，减轻身体所受冲击力，从而降低乘员受伤害的程度。
学习单元二 现代汽车技术
汽 车 节 能
学习单元三
一、汽车节能技术
1. 整车轻量化
整车轻量化是节约能源最有效的方法。
轻量化的途径主要是将目前占汽车质量 70％的钢铁材料换成较轻的其他材料，特别是塑料、铝和碳纤维等。
学习单元三 汽 车 节 能
一、汽车节能技术
2. 降低轮胎滚动阻力
汽车轮胎子午线化是轮胎主要的发展趋势之一。子午线轮胎具有滚动阻力小（节约燃料）、附着性能好、缓冲性能好、承载能力大等优点。车速越高，其节油效果也越显著，大约比普通轮胎节油7％。近年来，许多轮胎公司都在研究高性能的专用轮胎，其主要特点是采用特殊材料和较薄的胎体。
学习单元三 汽 车 节 能
一、汽车节能技术
3. 降低空气阻力
汽车的空气阻力与车速的平方成正比，即在汽车高速行驶时，空气阻力达到相当可观的数值，此时用于克服空气阻力的燃料占总消耗的一半以上。改善汽车的形状具有较大的节油效果。
现代轿车的造型已把拐角削得更圆滑就是最好的证明。
学习单元三 汽 车 节 能
一、汽车节能技术
4. 变速器多挡化
变速器采用更多的挡位，虽然结构更复杂，但可使驾驶员针对具体道路条件选择更合适的传动比，这已成为汽车技术发展的趋势。
5. 使用代用燃料
用合成燃料、液化石油气、压缩天然气、醇类燃料、氢气等替代石油燃料。
学习单元三 汽 车 节 能
二、汽车节能的方法
（1）确保轮胎气压正常。
（2）不要随意调整轮胎的宽度。
（3）定期检查车轮定位是否调整正确。
（4）尽可能用黏度最低的润滑油。
（5）认真保养发动机，发现故障应立即排除。
（6）避免“小车拖大车”。
学习单元三 汽 车 节 能
二、汽车节能的方法
（7）不要长时间预热。
（8）长时间停车要熄火。
（9）加速时不要猛踩油门。
（10）按照行驶速度要求换挡。
（11）不要超速行驶。
（12）清理拖车和后备厢里多余的东西。
学习单元三 汽 车 节 能
三、我国汽车节能发展趋势
尽管汽车工业已经成为我国的支柱产业，
但节能环保问题正成为制约其快速发展的瓶颈。
积极发展节能环保型汽车，符合我国能源供给实际和大众消费水平，有利于缓解能源紧张状况和保护环境，对于落实国家能源发展战略，加快建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。
学习单元三 汽 车 节 能
汽车与环境
学习单元四
一、汽车使用对自然的影响
1. 汽车尾气污染成头号杀手
许多大城市的汽车尾气污染占城市大气污染的 60％以上，并呈上升趋势。汽车尾气如今已成为城市空气的主要污染源，在城市的道路上到处可见一些公交车、中巴车、货柜车等车辆排出大量的废气、黑烟，有的机动车虽然已经破旧不堪，却仍然行驶。
学习单元四 汽车与环境
一、汽车使用对自然的影响
2. 汽车与二氧化碳
在导致气候变化的温室气体中，二氧化碳是最主要的成分。
国内外目前普遍重视汽车有害气体排放的控制与削减，但降低二氧化碳的排放所取得的进展非常有限。对于同一类型的燃料，汽车二氧化碳的排放直接与油耗有关。
学习单元四 汽车与环境
一、汽车使用对自然的影响
3. 汽车与全球气候变化
为了应对全球气候变化的威胁，很多发达国家都同意将其国内的温室气体排放降低到预定水平，日本和韩国的汽车企业也达成了类似的自愿协议。
汽车污染物排放使世界越来越温暖，暖冬的出现与地球的污染有着密切的关联。
学习单元四 汽车与环境
一、汽车使用对自然的影响
4. 汽车与噪声
汽车噪声成为影响人们生活环境质量的重要污染源，危害着人们的身心健康。由于汽车加速行驶，车外噪声能反映出汽车在常用工况下车辆的最大噪声，特别是在市区行驶时的最大噪声目前被大部分国家列入汽车检查项目和考核汽车整车噪声的主要指标。
学习单元四 汽车与环境
二、汽车的主要污染物
汽车的主要污染物为一氧化碳、未燃碳氢化合物、氮氧化合物和颗粒物，前三种为气体气态污染物，是肉眼看不见的。
汽车污染物排放水平主要取决于车辆的技术水平和保养情况。其他因素诸如驾驶习惯、行驶工况和环境温度也会影响污染物的排放。
北京率先采取欧洲标准加强对机动车尾气的监督管理，在达标的机动车上张贴绿色环保标志。
学习单元四 汽车与环境
三、汽车污染物对人体的主要危害
1. 一氧化碳
一氧化碳会降低血液的携氧能力，导致人体关键组织缺氧。CO浓度较高，将是致命的；较低的CO浓度也可能危害人体健康。
2. 碳氢化合物
碳氢化合物能增加地表臭氧的形成，对人类的呼吸系统有害。另外，一部分HC是致癌物质，而且也是间接的温室气体。
学习单元四 汽车与环境
三、汽车污染物对人体的主要危害
3. 氮氧化合物
氮氧化合物（NOx）可以在空气中产生化学反应，生成NO2，对健康产生负面影响，尤其是对那些患有呼吸系统疾病的人群。
NOx能导致光化学烟雾、酸雨的产生，能破坏植被，导致地表的臭氧形成，并且能与大气反应形成颗粒物。
学习单元四 汽车与环境
三、汽车污染物对人体的主要危害
4. 颗粒物
颗粒物（PM）危害人体的健康，尤其是对那些患有呼吸系统疾病的人群，颗粒物与医院就诊率的增加有联系，它会导致患有呼吸系统疾病的人寿命缩短。
学习单元四 汽车与环境
四、欧洲尾气排放标准
欧洲尾气排放标准是欧盟国家共同采用的汽车尾气排放标准。
欧洲标准也是发展中国家大都采用的汽车尾气排放标准。
在欧洲，汽车排放标准每 4 年更新一次。
目前，我国汽车尾气排放标准基本采用的是欧洲标准体系。
学习单元四 汽车与环境
五、国家环保标准
1. 汽车排放标准
2005年，国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》等标准为国家汽车污染物排放标准。
学习单元四 汽车与环境
五、国家环保标准
2. 汽车环境噪声标准
为贯彻《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，严格控制机动车噪声污染，国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局在2004年12月联合发布了《关于实施汽车国家第二阶段排放标准噪声限值的公告》，提出实施《汽车加速行驶车外噪声限值及测量方法》的
有关要求。
学习单元四 汽车与环境
五、国家环保标准
3. 燃料消耗标准
我国于2003年发布了国家强制性标准《轻型汽车燃料消耗量试验方法》，于2004年发布了《乘用车燃料消耗量限值》，两项国家标准现更新为《轻型汽车燃料消耗量试验方法》（GB/T 19233—2008）和《乘用车燃料消耗量限值》（GB 19578—2014）。
学习单元四 汽车与环境
未 来 汽 车
学习单元五
一、未来汽车技术发展的十大趋势
（1）乘用车柴油机化的比例将越来越高。（2）电动汽车保有量增加。（3）汽车安全标准将更加严格。（4）汽车制造使用更多铝合金、镁合金、工程塑料及碳纤维等轻质材料。（5）汽车排放控制标准将更加严格，同时，燃油品质规定也将进一步提高。
学习单元五 未 来 汽 车
一、未来汽车技术发展的十大趋势
（6）提高经济性、降低油耗将成为各大汽车制造厂商为之努力的首选课题。
（7）各种电子、智能装置将在汽车上得到更多应用。
（8）前轮驱动汽车将不断增加。
（9）通信、网络技术在汽车，尤其是商用车上的应用越来越普遍。（10）载货汽车向高吨位发展。
学习单元五 未 来 汽 车
二、未来汽车的分类
1. 纯电动汽车
纯电动汽车使用电动机作为动力，用蓄电池作为能源储存单元，用电力作为能源，其特点是无排放、不依赖汽油，但是由于蓄电池的能量密度和功率密度比汽油低很多，因此纯电动汽车的续驶里程有限。
学习单元五 未 来 汽 车
二、未来汽车的分类
2. 混合动力电动汽车
混合动力电动汽车是指车上装有两个以上动力源的汽车。车载动力源有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组等多种。目前，混合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池和电动机作为动力的汽车，它使用汽油和蓄电池。
学习单元五 未 来 汽 车
二、未来汽车的分类
3. 燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是用电动机作为动力，用燃料电池作为能源转换装置，其能源来自氢气。
燃料电池的优点是能量转化效率高，可高达60％～80％，为内燃机的2～3倍。燃料电池的燃料是氢，生成物是清洁的水，不会污染环境。
学习单元五 未 来 汽 车
二、未来汽车的分类
4. 环保车身汽车
未来汽车将可能使用碳纤维复合物构造的车身。碳纤维复合物的高强度使得汽车极为安全，车辆在发生正面碰撞时，可以保护乘客免受严重的伤害。未来汽车将应用更多容易降解、容易再生的材料来代替汽车中一些含铅和不易降解的塑料产品。
学习单元五 未 来 汽 车
二、未来汽车的分类
5. 语音控制汽车
驾驶未来汽车不再是只依靠手动操作，语音等方式可能成为未来汽车的辅助驾驶途径。语音驾驶系统能够跟随驾驶者脸部运动，对驾驶者的口型及发出的声音做出反应。当命令发出时，图像识别系统还能帮助降低语音的分析错误率。通过与车载全球卫星定位系统的整合，这种语音控制还能实现自动驾驶和自动导航功能。
学习单元五 未 来 汽 车
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