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1、一、选题的依据及意义：选题依据:传统的油门控制方式是驾驶员通过踩油门踏板，由油门拉索直接控制发动机油门的开合程度，从而决定加速或减速，驾驶员的动作与油门动作之间是通过拉索的机械作用联系的。这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，导致排放出的尾气中含油量高。电子油门控制方式是驾驶员仍然通过踩油门踏板控制拉索，但拉索并不是直接连接到油门，而是连着一个油门踏板位置传感器，传感器将拉索的位置变化转化为信号传送至汽车的ECU(电子控制器)，ECU将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控制模块，油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器，从而控制油门的开合程度。这种油门控制比传统方式精确，
2、发动机能够根据汽车的各种行驶信息，精确调节进入气缸的燃油空气混合气，改善发动机的燃烧状况，从而大大提高了汽车的动力性和经济性，有效降低了尾气中的油含量，这一点对于达到欧Ⅲ排放至关重要。另外，由于电子油门系统是通过ECU来调整节气门的，因此，电子油门系统还可以设置各种功能来改善驾驶的安全性和舒适性。意义:随着全球排放法规的逐步提升，特别是国内排放法规的提升（例如北京在2008年已经开始全面实行国4标准），E-Gas系统正越来越普及，而电子油门踏板正是其中必不可少的产品。传统油门踏板是被动控制油门，而电子油门踏板是主动控制油门。它将驾驶者的加速意图直接转变为电信号。这种电信号发送至发动机管理系统后
3、即可迅速、准确地实现驾驶者的意图。主动控制油门的作用可以大幅提高排放水平。这也就使得电子油门踏板成为汽车工业界满足国家强制性排放法规不可缺少的零部件。家用汽车电子油门控制结构对汽车运行的平稳性、驾驶员操作的强度有着重要影响，研究此课题可以在了解汽车油门控制结构原理形式的基础上，设计出一款检测油门控制踏板性能的试验台，实现油门踏板上给定输入力时，油门控制输出性能（比如扭转角）的检测标定，并对主要的试验台构件进行有限元仿真分析。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：电子节气门的研究工作起源于20世纪70年代，80年代中后期开始有产品问世，出现第一台电子节气门，应用在德国宝马公司生产的BMW7
4、50iL顶级轿车上。由于节气门控制系统的技术和成本都比较高，虽然汽车电子控制系统发展较快，但也只应用于各大汽车公司生产的高级轿车上，如奔驰、宝马以及大众的奥迪系列等等。近104年来，国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。目前，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Bosch，Pierburg，美国Delphi，Visteon，日本的ToyotaHitachi，Denso，意大利Marelli等已推出系列化产品。现在已应用于各种品牌的中档轿车上，像上海大众的波罗、帕萨特也配备了电子节气门系统，国内近年来在捷达、宝来、波罗等轿车上广泛采用了引进的电子油门系统，但对引进的电子油
5、门只是处于使用阶段，对其核心技术知之甚少。国内的电子油门控制系统的研究远远落后于国外，只有关于电子节气门的结构探讨、实现功能等综述性报道。目前清华大学、北京理工大学等几家单位进行过控制系统设计方面的研究。相对而言，国内企业还没有进行此种产品的生产能力，在这方面的研究尚正处于起步阶段，随着汽车工业的发展，对这项技术的深入研究将是必然的趋势。汽车发动机采用电子控制系统(EFI)具有以下优点:1.启动性能好。启动时间仅为传统化油器式的50%左右；2.加速性能好。进行全开的加速试验,车速由0km/h~100km/h的时间比传统化油器缩短7%；3.动力性强。与使用传统化油器系统相比,发动机功率可增大5%
6、~10%,扭矩增大7%左右；4.耗油量低,经济性好。EFI系统能实现空燃比(A)的高精度控制,各缸充量分配较均匀,与传统化油器相比,省油5%~15%；5.减少排气污染。EFI系统可获得最佳A,与三元催化剂配合使用可以使排气中的CO、HC和NO,控制在最低范围内。EFI系统以其优越性取代了化油器,在进气系统中保留了节气门这一部件,并增设了电控单元(ECU)、节气门位置传感器以及空气流量计等检测工况。ECU根据这些传感器的信号参数(包括空气流量、转速和温度等),调节喷油器的喷油量,获得最佳A。但是电子节气门也存在不足:1.为了保证系统失效后发动机仍能运转,需要回位弹簧使节气门保持一微小开度,就存在
7、一个非线性弹簧,再加上非线性阻尼和进气扰流阻矩的不稳定性,使得系统难于达到高精度的控制;2.由于空气流经节气门到进气歧管进入气缸的时间非常短,即使ECU处理得非常快,节气门对信号的响应也存在个10毫秒级的延迟,这对发动机形成均匀混合气造成不利影响;43.电子节气门系统非常敏感,在节气门积碳变脏超过极限后,由于信号不准确使系统控制失误,发动机控制性能变差;4.控制系统复杂,不便于维修。目前ETCS总
