电子节气门原理及设计

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1、湖南涉外经济学院电子节气门的原理设计(论文)专题名称电子节气门的原理及设计系别机械工程学部专业汽车检测与维修班级汽车0801班姓名蒋鸿斌学号200801001422指导教师杨振东杨震宇二〇一〇年六月十六日14目录一前言...........................................3二电子节气门系统分类与国内外的研究现状.........4三电子节气门的结构原理...........................5(1)电子节气门的系统组成和功能...............6四大众汽车节气门系统的工作原理与控

2、制策略.........7五总结...........................................12参考文献..........................................1214电子节气门的原理及设计内容摘要:介绍电子节气门系统的结构系统与故障分析和排除,以及电子节气门基本结构、工作原理、及其控制策略,并且运用具体实例和多种车型来结合,通过指出传统的节气门的弊端指出电子节气门的优势和目前的不足之处。而在种种相比之下可以看出电子节气门的普及是势在必然的。关键词:电子节气门;结构;原理;控制策略

3、一、前言电子节气门在线传操控技术中是相对容易实现产品化同时具备发展前景的。传统发动机节气门操纵机构采用机械连接方式,应用范畴受到限制并且缺乏精确性。电子节气门通过传感器、微处理器和执行器对节气门进行控制,反应更灵敏,控制更精确,结构简单,非常可靠。电子节气门可以设置各种功能或与其它控制系统ECU通讯来改善驾驶的安全性和舒适性。电子节气门是多种新一代汽车电子控制系统的基础,常见的例如定速巡航控制系统(CCS)和驱动防滑系统(ASR)等,并为汽车上的集中控制提供了基础。二、电子节气门系统分类与国内外的研究现状(1)电液式节气门14  电液

4、式节气门,大多数应用在有液压系统的工程机械中。它具有结构简单、成本低、驱动力大、功耗低等特点,其电液控制的转换主要通过高速开关数字阀实现,控制精度高,对液压油没有太高的要求。但是由于液压系统存在供油压力波动,液压执行机构之间的摩擦力以及阀所具有的启闭特性等方面的影响,致使其位置响应不精确,速度响应慢。因此,电液式节气门很少应用在汽车上。  (2)线性电磁铁式节气门  电磁铁式节气门用比例电磁铁作为控制器。它用电磁力作为驱动力,其中控制信号为电流信号,具有结构简单、体积小、控制方便、响应速度快、稳态精度好,但它的最大作用力受到线圈匝数和

5、最大工作电流的限制,而且在一定的工作负荷下所需的电功耗相对较大。因此,线性电磁式节气门很少在汽车上应用。  (3)步进电机式节气门  步进电机式节气门通过步进电机直接驱动节气门轴实现油门的开度控制。驱动步进电机通常采用桥式电路结构,控制单元通过发出的脉冲个数、频率和方向控制电平对步进电机进行控制。步进电机具有结构简单、可靠性高和成本低的优点,但它的控制精度不高。因此,步进电机式节气门也较少在汽车上应用。  (4)直流伺服电机式节气门直流伺服电机采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高,可靠性高。14控制单元通

6、过调节脉宽调制信号的占空比来控制直流电机转角的大小。此外,电机输出转矩和脉宽调制信号的占空比成正比。由于以上的优点,直流伺服电机广泛应用于电子节气门的控制。电子节气门的研究工作起源于20世纪70年代,80年代开始有产品问世,近10年来,国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。发展趋势可总结为:在控制策略上由线性控制发展为非线性控制,由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系统,从单一的控制功能发展到集成多种控制功能,兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。  国外多家公司已对电子节气门系统作了深入的研发,比如德国Bo

7、sch,Pierburg,美国Delphi,Visteon,日本Toyota,Hitachi,Denso,意大利Marelli等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车。虽然国内某些轿车,如POLO,也配备了电子节气门系统,但目前对ETC还没有系统深入的研究,也没有成熟的产品。14  目前,虽然国内部分高级轿车,如宝来、奥迪、帕萨特、POLO、红旗等已经配备了电子节气门控制系统,但都属于国外引进的技术,对其核心技术了解得很少。可喜的是,今年来,中国第一汽车集团公司开发了电子节气门控制系统,并把该项技术用于红旗HQ3高级轿车上。此外,

8、国内部分高校对电子节气门控制系统开展了研究,并取得了阶段性成果。比如:吉林大学对汽车电子节气门控制器的开发,实现了控制器的动态响应满足设计指标;湖南大学进行了基于OSEK/VDX的电子节气门控制器的研究与开发,构建了基于

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