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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronik im Auto. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Automobil. Elektronische Geräte Heutzutage werden Sie niemanden mit der Fülle an Elektronik in einem Auto überraschen, insbesondere in hochklassigen – im Lincoln des Mark VIII-Modells gibt es nur mehr Mikroprozessoren als in jedem anderen modernen Kämpfer. Der Automobilelektronikmarkt ist einer der vier am schnellsten wachsenden Sektoren der Elektronikindustrie (nach Telekommunikation, Computer und Industrieausrüstung), der wiederum mit durchschnittlich 8 bis 10 % pro Jahr am stärksten wächst Industrie der Welt. Darüber hinaus entfällt der Hauptanteil der Kosten für elektronische Geräte im Ausland nicht auf Servicegeräte (Radiorecorder, Einbruchmeldeanlagen etc.), sondern auf die Mittel zur Steuerung der eigenen Systeme des Autos und zur Gewährleistung der Sicherheit. Ihr Anteil an den Kosten eines modernen Autos steigt ebenfalls und liegt derzeit im Durchschnitt bei 10 bis 15 %, obwohl Analysten eine Stabilisierung in naher Zukunft bei etwa 20 bis 25 % prognostizieren. Angesichts des kontinuierlichen Rückgangs der Stückkosten elektronischer Geräte (bezogen auf eine Funktion) besteht jedoch kein Zweifel daran, dass die Anzahl der von elektronischen Geräten im Auto ausgeführten Funktionen und ihre Vielfalt zumindest bis dahin stetig weiter zunehmen werden solange der Verbraucher sie nutzen kann. Dank der schrittweisen Wiederherstellung der Beziehungen zwischen der russischen Wirtschaft und der Weltwirtschaft gehört das zu Sowjetzeiten bestehende Preisungleichgewicht zwischen Elektronik- und anderen Maschinenbauprodukten der Vergangenheit an. Gleichzeitig wird für inländische Automobilfabriken die Notwendigkeit relevant, gleichzeitig die Effizienz und Umweltfreundlichkeit zu steigern und die Fahrleistung von Autos zu verbessern. Dies liegt erstens daran, dass der Export veralteter Produkte in Industrieländer selbst zu reduzierten Preisen nahezu unmöglich wird und Unternehmen harte Währungen benötigen, um importierte Komponenten zu bezahlen. Zweitens wurden in unserem Land kürzlich strengere Standards für zulässige Luftverschmutzung und Fahrzeugsicherheit verabschiedet, die bald in Kraft treten sollten, was uns den Bedingungen auf dem globalen Automobilmarkt näher bringen wird. In dieser Hinsicht erscheint es völlig natürlich und berechtigt, auf die Erfahrungen der globalen Automobilindustrie zurückzugreifen. In unserem Land rüstet VAZ mittlerweile mehr als 40 % der produzierten Autos mit elektronischen Steuerungssystemen für Einspritzung und Zündung aus. Am wichtigsten und wirtschaftlich gerechtfertigtsten ist derzeit die flächendeckende Einführung elektronischer Systeme, die die Leistung verbessern und die Betriebskosten von Motor und Getriebe senken, sowie Systeme zur Verbesserung der Sicherheit – sowohl aktiv (ABS – Antiblockiersystem (AntiBlocking System). ), APS – Traktionskontrolle) und passiv (Airbags). Darüber hinaus wurden weitere elektronische Systeme entwickelt und bereits eingesetzt – Federungssteuerung, Navigation, Parken usw., die jedoch immer noch eher Luxus als Notwendigkeit sind. Das einzige elektronische Bauteil im Auto war lange Zeit neben dem Radio die Zündanlage. Das klassische Funkenzündungssystem wurde erstmals 1801 von Philippe Lebon vorgeschlagen und fand seine erste industrielle Anwendung auf dem Lenoir-Gasmotor in den Jahren 1860–1864. Allerdings funktionierte die Fremdzündung aufgrund des damals noch geringen Niveaus der Elektrotechnik nicht zuverlässig. Daher wurden bis in die 90er Jahre des letzten Jahrhunderts die meisten Verbrennungsmotoren mit Glühzündung (einem stark erhitzten Körper im Brennraum) gebaut. Die Situation änderte sich mit der Entwicklung eines absolut zuverlässigen und kompakten Magnetzünders durch Robert Bosch. Darüber hinaus war es in den 10er Jahren unseres Jahrhunderts dank der Verbesserung des Designs der Zündkerze, der Zündspule und der Auswahl der Kontaktmaterialien möglich, einen zufriedenstellenden Betrieb des Batteriezündsystems zu erreichen. Dennoch blieben sie, insbesondere die Kontakte, immer noch eines der unzuverlässigsten und wartungsintensivsten Teile des Autos. Es waren grundlegend andere Lösungen erforderlich. Die ersten elektronischen Zündsysteme wurden in den 1940er Jahren auf der Basis gasgefüllter Thyratrons entwickelt, fanden jedoch aufgrund der Sperrigkeit und Zerbrechlichkeit der Konstruktion keine breite Anwendung. Die Massenanwendung von Transistorzündsystemen – zuerst kontaktbehaftet, dann kontaktlos – fand Anfang der 1960er Jahre statt, als General Motors Corp. (GMC) begann, ihre Serienautos damit auszurüsten. Die weitere Verbreitung elektronischer Zündsysteme ist bekannt. Von besonderem Interesse ist das Hochfrequenzentladungssystem Direct Ignition (SAAB), das von Strahltriebwerken übernommen wurde. Bei seiner Entstehung wurden die Umstände ausgenutzt, dass die Durchbruchspannung bei einer Hochfrequenzspannung (80 ... 200 kHz) zwei- bis dreimal geringer ausfällt als bei einer Niederfrequenzspannung und statt eines dünnen Fadens Durch den Funken entsteht eine kugelförmige Entladung mit deutlich größerer Oberfläche. Durch die Reduzierung der Spannung wird das System unempfindlicher gegen Öl- und Rußbildung an Kerzen, zudem beschleunigt die Kugelform der Funkenentladung die Zündung und erhöht die Zuverlässigkeit der Zündung magerer Gemische. Die Komplexität des Designs und die höheren Kosten dieses Systems sowie die Tatsache, dass es reichlich Funkstörungen erzeugt, führten jedoch dazu, dass es nach der Einführung elektronisch gesteuerter verteilter Einspritzsysteme (die Betriebsbedingungen von Kerzen und des Zündsystems) aus der Produktion genommen wurde insgesamt sind bei solchen Motoren viel einfacher als bei Vergasern). Auch die Kraftstoffeinspritzung ist entgegen der landläufigen Meinung keine neue Erfindung. Darüber hinaus war es das Einspritzsystem, das ursprünglich in fast allen Verbrennungsmotoren zum Einsatz kam, die mit flüssigem Kraftstoff betrieben wurden. Es stellte sich jedoch schnell heraus, dass ein recht komplexer Mechanismus zur Regulierung der eingespritzten Kraftstoffmenge und hochpräzise Kraftstoffdosierpumpen erforderlich waren. Dies war zu Beginn des Jahrhunderts zwar sehr teuer, bot aber zu einem vernünftigen Preis nicht die nötige Zuverlässigkeit und Stabilität der Eigenschaften. Daher gerieten Einspritzsysteme in der Automobilindustrie nach der Erfindung eines einfachen und günstigen Sprühvergasers durch Donat Banki fast in Vergessenheit. Sie blieben nur bei Dieselmotoren, deren erhöhte Kosten übrigens größtenteils auf die hohen Kosten der Hochdruck-Direkteinspritzausrüstung zurückzuführen sind. Aufgrund ihres hohen Preises wurden mechanische Einspritzsteuergeräte in Serienautos fast nie eingesetzt. Die ersten elektrisch gesteuerten Systeme entstanden bereits 1939 (Moto Guzzi, Italien), blieben aber technisch noch Exoten. Im Jahr 1957 führte Chrysler ein auf Vakuumröhren basierendes elektronisches Kraftstoffeinspritzsystem für Kraftfahrzeuge ein, das aufgrund seiner hohen Kosten ebenfalls keine breite Anwendung fand. Transistorsysteme verbreiteten sich in den frühen 1970er Jahren weiter und wurden in deutschen (Volkswagen, 1967) und japanischen (Nissan, 1971) Autos verwendet, die in die Vereinigten Staaten exportiert wurden. An der Wende der 70er und 80er Jahre begann man in Japan, den USA und etwas später auch in Deutschland mit der Einführung integrierter Mikroprozessorsteuerungen als Motor. Der Vergaser hat viele Nachteile: Instabilität der Einstellungen, insbesondere bei Temperatur- und Kraftstoffwechseländerungen; ungleichmäßige Kraftstoffverteilung über die Zylinder; geringe Genauigkeit bei geringer Last, was dazu führt, dass die Vergaser so eingestellt werden müssen, dass im Leerlauf und bei geringer Last das Kraftstoffgemisch zu fett ist. Darüber hinaus erhöht der Vergaser den Luftansaugwiderstand. Aufgrund des Vorhandenseins einer Schwimmerkammer verschlechtert sich die Leistung des Vergasers bei starken Erschütterungen, Beschleunigungen in Kurven und beim Kippen des Fahrzeugs. Diese Mängel im Vergleich zu Serienautos wurden vorerst durch die Einfachheit und Billigkeit der Vergaser vollständig ausgeglichen. Dennoch kommt es seit Ende der 30er Jahre sowohl in teuren Autos als auch in der Kolbenluftfahrt wieder zu mechanisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzsystemen. Sie waren sehr aufwendig und teuer, ermöglichten aber eine Steigerung der Effizienz und Stabilität der Motoren. Da jedoch die Anforderungen an die Umweltsauberkeit von Abgasen immer strenger wurden und die Wartung eines Serienautos vereinfacht wurde, erwies es sich als nahezu unmöglich, ihre Umsetzung durch die Verbesserung von Vergasern sicherzustellen (Eine typische Anforderung auf dem US-Markt ist die Notwendigkeit für die erste Wartung von Motor und Getriebe frühestens nach 80 ... 100 km. Meilen). Der Kern des Problems besteht darin, dass sich das brennbare Gemisch schlecht entzündet, ungleichmäßig brennt, zur Detonation neigt und bei der Verbrennung viele Stickoxide (NOx) erzeugt. In der Atmosphäre bilden diese Oxide in Verbindung mit Wasser Salpetersäure und salpetrige Säure. Befindet sich im Gemisch mehr Kraftstoff, als in der verfügbaren Sauerstoffmenge verbrannt werden kann, führt eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs zu Emissionen von Kohlenwasserstoffen CmHn, Kohlenmonoxid CO, Benzopyrenen, Aldehyden und bei einem noch größeren Kraftstoffüberschuss zu sehr krebserregender Ruß (Rauch). Bei einer starken Verletzung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses kommt es in der Regel zu einer Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, was vielen Autofahrern sicher bekannt ist. Mit einem Katalysator (Nachbrenner) der Abgase ist es möglich, die Menge der schädlichen Emissionen deutlich – um mehr als das Zehnfache – zu reduzieren, allerdings erfordert sein Betrieb eine ganz bestimmte Zusammensetzung der Abgase. Insbesondere verträgt der Wandler den Betrieb mit bleihaltigem Benzin nicht. Ein Verstoß gegen diese Bedingungen führt zum irreversiblen Ausfall des Konverters. Dennoch ermöglichte das Aufkommen und die rasche Kostensenkung der Mikroprozessortechnologie die Entwicklung von Kraftstoffeinspritzsystemen für Benzinmotoren, die erstens keine teuren feinmechanischen Geräte erfordern und zweitens deutlich größere Fähigkeiten als mechanische haben. Infolgedessen ist der Einsatz elektronischer Kraftstoffeinspritz- und Zündsteuersysteme seit Ende der 1980er Jahre in entwickelten Ländern bei Fahrzeugen fast aller Klassen wirtschaftlich gerechtfertigt. Das elektronisch gesteuerte Einspritzsystem (EFI – Electronic Fuel Injection) ermöglicht bei Verwendung eines Sauerstoffgehaltsensors in den Abgasen (L-Sonde) eine sehr stabile (+ 0,5 %) Einhaltung des optimalen Gewichtsverhältnisses des zugeführten Kraftstoffs und des Ansaugluft für jeden Zylinder (1:14,65 für Benzin). Dies ist sowohl notwendig, um die Leistung des Katalysators sicherzustellen, als auch um den besten Kompromiss zwischen Motorleistung und Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Deshalb ist es in der Praxis nur im Einsatz möglich, eine lange Lebensdauer und Leistung von Katalysatoren zu gewährleisten Kraftstoffeinspritzsysteme werden bedingt in drei Gruppen eingeteilt – mit Zentraleinspritzung, wenn eine Sprühdüse für den gesamten Ansaugkrümmer vorhanden ist (Manchmal muss diese durch eine zweite ergänzt werden – eine Startdüse, die bei kaltem Motor funktioniert und sich abschaltet es erwärmt sich), bei verteilter (Mehrpunkt-)Einspritzung, wenn Injektoren in den Ansaugrohren jedes Zylinders in der Nähe der Einlassventile eingebaut sind, und bei direkter (Direkt-)Einspritzung, wenn die Düse direkt in der Zylinderwand oder im Zylinderkopf montiert ist und fördert den Kraftstoff direkt im Kompressionstakt in den Zylinder, wenn die Ventile bereits geschlossen sind. In den ersten beiden Fällen überschreitet der Kraftstoffdruck während der Zufuhr 4 ... 10 kg / cm2 nicht, während er bei der Direkteinspritzung bei einem Dieselmotor 600 und bei einem Benzinmotor 50 kg / cm2 erreichen kann. Das günstigste System – mit Zentraleinspritzung – bietet eigentlich nur zwei wesentliche Vorteile – Vibrationsfestigkeit und das Fehlen häufiger Anpassungen. Das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten derzeit Mehrpunkt-Einspritzsysteme in die Zulaufrohre (Abb. 1). Direkteinspritzsysteme in Ottomotoren haben bisher nur bei aufgeladenen Motoren ihre Berechtigung, da sie es ermöglichen, bei weiten Ventilsteuerzeiten und einem absoluten Ladedruck von mehr als 1,5 kg die Verschleppung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Abgaskrümmer auszuschließen /cm2.
Es gibt auch Systeme der kontinuierlichen und gepulsten (intermittierenden) Injektion. Bei kontinuierlichen Einspritzsystemen arbeitet die Düse ständig, nur ihre Leistung ändert sich, bei Impulssystemen wird der Kraftstoff zu bestimmten Zeitpunkten portionsweise eingespritzt. Die kontinuierliche Einspritzung hat viele Nachteile und gilt heute in Automobilmotoren als veraltet. Die Verwendung einer Mehrkanaleinspritzung bietet weitere Vorteile gegenüber der Verwendung von Vergasern. Dies ist zum einen die Möglichkeit, eine hohe Stabilität der Zusammensetzung des brennbaren Gemisches über einen weiten Temperatur- und Motorlastbereich und praktisch unabhängig von der Viskosität des Kraftstoffs zu gewährleisten (der Durchsatz der Vergaserdüsen hängt stark von der Viskosität des Kraftstoffs ab). Kraftstoff). Zweitens ermöglicht der Einsatz der Mehrpunkteinspritzung (insbesondere der Direkteinspritzung) nicht nur eine gleichmäßige Kraftstoffverteilung über die Zylinder, sondern auch den Verzicht auf eine Erwärmung der Ansaugluft und des Ansaugkrümmers. Darüber hinaus kühlt der verdampfende Kraftstoff im Gegenteil die Ansaugluft und die Motorzylinder. Dadurch fällt die Dichte der Ansaugluft um 7 ... 10 % höher aus (Aus dem gleichen Grund – um die Lufttemperatur zu senken – versuchen sie auch bei günstigen Autos mit Einspritzung, Luft anzusaugen, die nicht vom Motor kommt Abteil, in dem es heiß ist, aber direkt „von der Straße“ und dafür ggf. zusätzliche Lufteinlässe sorgen (Opel „Cadett“) . Durch die Erhöhung der Luftdichte und damit der in die Zylinder gelangenden Sauerstoffmenge können Sie mehr Kraftstoff verbrennen und mehr Leistung erzielen. Durch die Senkung der Ansauglufttemperatur kann das Verdichtungsverhältnis erhöht werden, was die Motoreffizienz verbessert. Durch den Verzicht auf den Vergaser verringert sich der Lufteinlasswiderstand, was die Verwendung eines Resonanzeinlasses ermöglicht, was auch die Leistung verbessert. Die Annäherung des Injektors an den Zylinder verhindert bei Mehrkanal-Einspritzsystemen das Herausfallen von Kraftstoffkondensat. Dies erleichtert das Starten des Motors, reduziert die Bildung von Kohlenstoffablagerungen an den Zündkerzen und das Ausspülen von Öl aus den Zylinderwänden. Das Fehlen von Kraftstoffkondensation erhöht die Stabilität und das Motordrehmoment, insbesondere bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten, wo es am meisten benötigt wird. Beträgt die Steigerung der Maximalleistung beim Umschalten des Motors auf Kraftstoffeinspritzung üblicherweise etwa 10 %, so kann die Drehmomentsteigerung bei niedrigen und mittleren Drehzahlen 15 ... 20 % erreichen. Natürlich kann eine solche Steigerung der Fahrleistung des Autos „auf der Stirn“ erreicht werden, indem man das Arbeitsvolumen des Motors um etwa 20 ... Kosten erhöht. Der Einsatz verteilter Einspritzsysteme bietet eine weitere Möglichkeit, den Kraftstoffverbrauch zu senken – die Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zu einigen Zylindern, um den Rest stärker zu belasten. Die Zweckmäßigkeit einer solchen Lösung liegt darin begründet, dass bei geringer Last der Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors nicht nur aufgrund mechanischer Verluste, sondern auch aufgrund eines nicht optimalen Betriebszyklus stark abnimmt. Die Steigerung des Wirkungsgrades belasteter Zylinder überkompensiert mechanische Verluste in den abgeschalteten Zylindern, so dass der Wirkungsgrad bei geringer Last insbesondere bei Mehrzylindermotoren um 25 ... 30 % gesteigert werden kann. Eine ähnliche Technik – das abwechselnde Überspringen von Einspritzzyklen – wird auch häufig bei japanischen und amerikanischen Mehrzylinderautos eingesetzt. Es gibt eine weitere Anwendung der Cycle-Skipping-Methode – die Kühlung der „abgeschalteten“ Zylinder mit Ansaugluft, die es Ihnen ermöglicht, die Motorleistung aufrechtzuerhalten und Ihr Ziel auch nach einem vollständigen Kühlmittelverlust (GMC North Star-Motor usw.) zu erreichen. Der Einsatz von Elektronik gewährleistet eine optimale Steuerung nicht nur des Motors, sondern auch des Fahrwerks des Fahrzeugs. Zum einen handelt es sich hierbei um bekannte Antiblockiersysteme, die es in den meisten Fällen ermöglichen, die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs bei einer Notbremsung bei gleichzeitig möglichst kurzem Bremsweg aufrechtzuerhalten. Zweitens wird eine ihnen nahestehende Funktion von Antischlupfsystemen übernommen, die im Zusammenhang mit der Verbreitung von Fahrzeugen mit Frontantrieb, bei denen die Beherrschbarkeit verloren geht, wenn die Antriebsräder durchrutschen oder blockieren, eine große Relevanz erlangt haben. Da die Vorderräder beim Beschleunigen des Autos entlastet werden (weshalb alle Renn- und Prestigeautos, die eine gute Beschleunigungsdynamik haben müssen, immer noch mit einem Antrieb entweder nach hinten („Daimler-Benz“, „BMW“) oder nach hinten konstruiert sind Alle Räder („Audi A8“), um einen Kontrollverlust und übermäßigen Reifenverschleiß zu vermeiden, ist es äußerst wünschenswert, ein Auto mit Frontantrieb sowie Antiblockier- und Traktionskontrolle zu haben. Mit Hilfe elektronischer Geräte wird auch der Gegensatz zwischen Getrieben mit automatischer und manueller Schaltung geglättet. Denken Sie daran, dass das klassische Automatikgetriebe zur Gewährleistung eines reibungslosen Schaltens die Verwendung eines teuren und sperrigen Drehmomentwandlers erfordert, der außerdem große mechanische Verluste aufweist (geringer Wirkungsgrad). Das Getriebe mit Handschaltung ist konstruktiv deutlich einfacher, kompakter, günstiger und zuverlässiger. Es stimmt, es ist weniger bequem zu verwenden. Das integrierte Motor- und Getriebesteuerungssystem automatisiert den Gangwechselvorgang ohne den Einsatz von Drehmomentwandlern und zusätzlichen Kupplungen – durch automatische Steuerung der Kupplung und der Motordrehzahl unter Beibehaltung aller Betriebsvorteile sowohl von Automatikgetrieben (Komfort) als auch von Handschaltgetrieben (Zuverlässigkeit, niedrige Kosten, geringe Energieverluste). Darüber hinaus ist durch die elektronische Steuerung das Risiko von Schäden durch falsche Handhabung nahezu ausgeschlossen. Ein solches Getriebe unterscheidet sich hinsichtlich der Herstellungskosten nicht von einem Schaltgetriebe und seine Steuerfunktionen sind normalerweise in ein integriertes Motor- und Getriebesteuersystem integriert. In jüngster Zeit wurden Schaltalgorithmen entwickelt, die sich an den Fahrstil eines bestimmten Besitzers anpassen, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass immer mehrere Standardmodi zur Auswahl stehen (hohe Geschwindigkeit, Stadt, sparsam usw.). Eine ebenso wichtige Rolle in einem modernen Auto spielen elektronische Sicherheitssysteme. Es ist üblich, es in aktive (Unfallverhütung) und passive (Verringerung der Schwere ihrer Folgen) zu unterteilen. Die aktive Sicherheit wird durch eine Verbesserung der Beschleunigungs- und Bremsdynamik des Fahrzeugs sowie eine Erhöhung der Kurvenstabilität durch Maximierung der Spurweite und Absenkung des Schwerpunkts gewährleistet (dies ist deutlich sichtbar, wenn wir die Silhouette von In- und Ausland vergleichen). Autos einer ähnlichen Klasse, wie VAZ-2108 und Volkswagen „Golf III“ oder „Golf IV“) in Kombination mit einem elektronischen Fahrwerkskontrollsystem. Bei teuren Autos wird manchmal ein Radarsystem eingesetzt, um Frontalzusammenstöße und Kollisionen zu verhindern (Abstand wahren), es rettet jedoch nicht vor einem Baumstamm oder einem Loch im Asphalt. Um die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zu verringern, werden obere (Innenraum-)Bremslichter verwendet, die aus großer Entfernung sichtbar sind. Das war nicht genug, und dann wurde ein System mit einem Transceiver-Funkkanal entwickelt, das bei einer Notbremsung oder einem Unfall vor dem Auto automatisch den Blinker einschaltet. Derzeit wird dieses System, das auf der Erfindungsausstellung in Brüssel mit der Goldmedaille ausgezeichnet wurde, fertiggestellt und anschließend in den meisten entwickelten Ländern standardisiert. Die Beschleunigungsdynamik wird vor allem durch die Einführung elektronischer Kraftstoffeinspritz- und Getriebesteuerungssysteme (ein Mikroprozessor kann die Gänge viel schneller und genauer schalten als ein Mensch; dadurch beschleunigt das Auto) und durch den Frontantrieb verbessert Fahrzeuge, auch durch Verbesserung der Gummizusammensetzung und des Profilmusters der Räder, Bremsen – der Einsatz von Antiblockiersystemen, die ein übermäßiges Durchrutschen der Räder gegenüber der Straße verhindern, wodurch Sie in den meisten Fällen die maximal mögliche Bremskraft erhalten , die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs auch bei einer Notbremsung aufrechtzuerhalten. Einen gewissen Beitrag zur Erhöhung der aktiven Sicherheit leistet die Lenkservosteuerung mit variabler Übersetzung und Lenkreaktion – um bei hoher Geschwindigkeit einen gleichmäßigen Einschlag der Räder zu gewährleisten, ist ein größerer Lenkwinkel erforderlich als bei niedriger Geschwindigkeit. Manchmal wird eine zusätzliche Vorrichtung eingeführt, um ein Abreißen der Räder durch seitliche Kraft zu verhindern. Dadurch ist die Schleudergefahr bei scharfen Kurven mit hoher Geschwindigkeit praktisch ausgeschlossen. Alle diese Vorteile bleiben jedoch nur solange bestehen, wie das Servosystem ordnungsgemäß funktioniert .... Die passive Sicherheit wird sowohl durch konstruktive Maßnahmen (Erhöhung des Verformungsverlaufs gequetschter Karosserieteile bei gleichzeitiger Stärkung des Innenraums, Ersatz eines herkömmlichen Lenkrads durch ein Sicherheitslenkrad) als auch durch die Einführung elektronischer Geräte zur Auslösung von Airbags und eines Gurtstraffers erhöht. Übrigens begann die flächendeckende Einführung von Elektronik in Autos in den Vereinigten Staaten genau, nachdem der Kongress an der Wende der 60er und 70er Jahre ein Gesetz über den obligatorischen Einbau von Systemen verabschiedet hatte, die den Motorstart blockieren, bis die Sicherheitsgurte an den beiden anliegen Vordersitze sind fest. . Heutzutage wird in der Regel ein integriertes Steuerungssystem für Gurte und Airbags verwendet. Der darin enthaltene Sensor ist ein einachsiger (oder zweiachsiger, bei Verwendung von Seitenairbags) Beschleunigungsmesser, meist ein Halbleiter-Beschleunigungsmesser (Abb. 2), eine Steuereinheit mit Schwellenwertgeräten und einer Reihe von Zündpillen, von denen einige bei Auslösung auf die reagieren Laufräder spannen die Riemen (Abb. 3) und füllen die Airbags teilweise. Die Aktivierung der Zündpillen des Gurtstraffermechanismus wird in der Regel etwas früher eingestellt als der Zeitpunkt der Airbagauslösung.
Der Betrieb dieses Systems ermöglicht es Ihnen, bei einem Frontalzusammenstoß mit einem festen Hindernis mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h (EG-Norm) und manchmal mehr – bis zu 80 km/h – erschrocken, zerkratzt oder verletzt davonzukommen. Bei Geschwindigkeiten über 80 km/h beträgt die Beschleunigung, die eine Person im Moment des Auslöschens der Bewegungsenergie auf dem Weg erfährt, etwa 0,7 ... Gewicht, selbst wenn keine äußeren Schäden vorliegen. Apropos elektronische Sicherheitssysteme: Erwähnenswert ist auch ein einfaches, aber sehr nützliches Gerät zur Überwachung des Zustands von Signallampen und Leitungen. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass bei eingeschalteter Zündung ein kleiner Strom durch die Lampen und die Verkabelung fließt, der die Lampen nicht zum Leuchten bringt, aber die Diagnose eines Kurzschlusses, eines offenen Stromkreises und des Zustands der Lampe ermöglicht Am Ende der Lebensdauer erhöht sich der Widerstand des Filaments leicht, was als Warnung für den Fahrer im Voraus dient. In letzter Zeit erfreut sich zumindest bei Fahrzeugen einer überdurchschnittlichen Klasse eine gewisse Beliebtheit der Verwendung einer elektronischen Steuerung der Federungsparameter – der Steifigkeit und des Dämpfungskoeffizienten von Stoßdämpfern sowie von Änderungen der Fahrhöhe. Eine solche Federung wird oft als aktiv bezeichnet, obwohl es sich tatsächlich nur um eine relativ langsame Anpassung der Federungsparameter an die Straßenverhältnisse handelt, d. h. genauer ist es, sie als adaptiv oder semiaktiv zu bezeichnen. Ein wirklich aktives Federungssystem sollte streng genommen mit Hilfe eines leistungsstarken Servosystems jede Unebenheit verfolgen und Stöße bereits im Moment ihres Auftretens dämpfen, wie es bei komfortablen Schiffen und vielen Kriegsschiffen der Fall ist („Rollstabilisatoren“). In Europa und vielleicht sogar weltweit ist Citroen führend im „Aufhängungsbau“, das seit langem und erfolgreich die fortschrittlichsten – hydropneumatischen – Aufhängungen in Kombination mit der elektronischen Steuerung ihrer Parameter einsetzt. Mitsubishi scheint unter den japanischen Firmen führend zu sein. Amerikaner mit ausgezeichneten Straßen und einer Geschwindigkeitsbegrenzung von 55 Meilen in den meisten Bundesstaaten bevorzugen traditionellere Lösungen – größere Abmessungen und damit ein höheres Trägheitsmoment der Karosserie, kombiniert mit Rädern mit großem Durchmesser und weichen Aufhängungen, in denen normalerweise elektronische Systeme verbaut sind Steuern Sie nur den Dämpfungsfaktor. Durch den Einsatz elektronischer Geräte konnten auch eine Reihe traditioneller Geräte verbessert werden, allen voran elektrische Antriebe (Scheibenwischer, elektrische Fensterheber, Sitzverstellung etc.), Beleuchtungs- und Signalgeräte. Traditionell werden in der Automobiltechnik Kollektor-Elektromotoren eingesetzt, die drei wesentliche Nachteile haben: begrenzte Lebensdauer, unzureichende Zuverlässigkeit (Haftneigung) und Funkstörungen. Diese Mängel sind auf die Verwendung von Schleifkontakten im Kollektor zurückzuführen. Die Entwicklung der Elektronik hat dazu geführt, dass kontaktlose (bürstenlose, bürstenlose) Motoren gegenüber herkömmlichen Motoren preislich konkurrenzfähig geworden sind und diese in Bezug auf Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und Einstellmöglichkeiten übertreffen. Umfangreiche Steuerungsmöglichkeiten ermöglichen eine Vereinfachung der Kinematik zahlreicher Geräte, beispielsweise eines Scheibenwischers, bei dem anstelle der mechanischen Reversierung eine elektrische Reversierung eingesetzt werden kann. Daher ersetzen derzeit fast alle führenden Automobilhersteller schrittweise Kollektormotoren in ihren Fahrzeugen durch berührungslose Motoren, die zudem den Vorteil haben, dass ihre Steuergeräte über eine Schnittstelle zur direkten Steuerung durch einen Mikroprozessor verfügen können. Was Beleuchtungsgeräte betrifft, wäre die Einführung der immer beliebter werdenden Metallhalogenid-Entladungslampen ohne den Einsatz elektronischer Steuergeräte schlicht unmöglich. Die Hauptvorteile von Halogen-Metalldampflampen im Vergleich zu Glühlampen sind die deutlich geringere Größe der Leuchtfläche, die es ermöglicht, die Größe der Scheinwerferreflektoren zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität der Strahlbündelung beizubehalten, um eine bessere Effizienz (höhere Lichtausbeute bei gleicher Leistung) zu erreichen Stromverbrauch), stabile Spektral- und Helligkeitseigenschaften, unabhängig vom Verdünnungsgrad der Batterie, und Haltbarkeit. Ein weiteres elektronisches System, das die Fahrsicherheit verbessert, ist die Scheinwerfer-Positionskorrektur, die bei Fahrten auf unebenen oder kurvigen Straßen für eine konstante Ausleuchtung der Fahrbahn sorgt, unabhängig von der Beladung und der Position der Karosserie, im letzteren Fall überwacht sie das Lenkrad. Darüber hinaus reduziert der Korrektor die Blendwirkung der Scheinwerfer auf Fahrer entgegenkommender Autos. Die Signalleuchten vieler amerikanischer Autos werden neuerdings auf Basis ultraheller LED-Blöcke hergestellt. Sie sind sparsamer, kleiner und zuverlässiger als herkömmliche Glühlampen, insbesondere im Blinkmodus sorgen sie für mehr Helligkeit und reinere Farben (tagsüber besser sichtbar). Die Helligkeit der LEDs lässt sich je nach Umgebungslicht leichter verändern. Auch Tonsignale bleiben nicht unbemerkt – die traditionellen elektromagnetischen Kontakthörner werden durch berührungslose elektrodynamische und piezoelektrische Hörner mit entsprechenden elektronischen Verstärkern und Steuergeräten ersetzt. Das Aufkommen digitaler Signalprozessoren und die allmähliche Preissenkung für diese Geräte führten zur Entwicklung aktiver Systeme zur Unterdrückung niederfrequenter Geräusche im Fahrzeuginnenraum. Der Kern der Idee besteht darin, über die Lautsprecher des eingebauten Audiosystems Signale einzuspeisen, bei denen es sich um gegenphasiges Rauschen handelt. In diesem Fall kompensieren sich die Rauschsignale gegenseitig. In der Praxis kann aufgrund der Welleneigenschaften des Schalls die gewünschte Wirkung nur bei einer Frequenz unter 200 ... 300 Hz erzielt werden und die Geräuschreduzierung beträgt nicht mehr als 8 ... 15 dB. Es scheint ein wenig zu sein, aber da der Kampf gegen niederfrequente Geräusche auf andere Weise wirkungslos ist, spart ein solches elektronisches System 10 ... 25 kg Dynamat-Schallabsorber oder anderes Material, das keineswegs billig ist. Die weit verbreitete Einführung der elektronischen Steuerung mit dem traditionellen Ansatz führt zu einer starken Komplikation der elektrischen Verkabelung und damit zu einer Erhöhung der Komplexität ihrer Verlegung und der Wahrscheinlichkeit von Fehlern bei der Wartung während des Betriebs. Die Fülle an Kabeln drohte, das Auto in einen „Schaltschrank“ auf Rädern zu verwandeln. Auf der Suche nach einer Lösung für dieses Problem griffen die Automobilhersteller auf die Erfahrungen aus der Luftfahrt zurück: Einst erreichte die Masse der elektrischen Kabel dort 30 % des Gewichts der elektrischen Ausrüstung von Flugzeugen und nahm tendenziell weiter zu. Das Problem wurde durch die Einführung von Systemen vom Typ „gemeinsame Leitung mit serieller Übertragung“ gelöst, bei denen die meisten elektronischen Geräte über eine gemeinsame Dreidrahtschnittstelle parallel miteinander verbunden sind und Informationen zwischen ihnen über dieselben, jedoch getrennten Leitungen ausgetauscht werden in der gleichen Weise wie in Ethernet-Computernetzwerken. Ähnliche Lösungen, sogenannte Multiplex-Verkabelung, wurden Anfang der 90er Jahre in der Automobilindustrie eingesetzt. Zunächst gab es wie üblich einen „Krieg der Standards“, der J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-Bus usw. umfasste. Bis heute ist der von Bosch gemeinsam entwickelte CAN-Standard hat die meiste Anerkennung erhalten. und Motorola. Es bietet eine Übertragungsrate von bis zu 1 Mbit/s und ermöglicht die Verwendung von Kupferkabeln und Glasfaser für die Informationsübertragung. Autor: S. Ageev, Moskau
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