Auto-elektronika – História, súčasnosť a perspektívy
-
Upload
camden-marsh -
Category
Documents
-
view
49 -
download
0
description
Transcript of Auto-elektronika – História, súčasnosť a perspektívy
Auto-elektronika – História, súčasnosť a perspektívy
Ján GamecKatedra elektroniky
a multimediálnych telekomunikácií
Zrod automobilov
• Začiatok histórie automobilov rok 1765– Nicholas CUGNOT dôstojník francúzskej
armády vyvinul samohybný, parou poháňaný voz
– uviezol 4-roch pasažierov – rýchlosť približne 3 km/h– jedna z jeho prvých jázd viedla ulicami Paríža
vozidlo sa prevrátilo a CUGNOT bol uväznený pre verejné ohrozenie
• Vývoj pokračoval a v roku 1885 – Karl BENZ vyrába ako prvý dnes uznávaný automobil– využíval motor s tzv. vnútorným spaľovaním.
Tri-Car 1885
Zrod automobilov
Tri-Car 1885 - MotorwagenTri kolesá Benzínový, štvortaktný
horizontálny, jednoválcový.
Elektrické zapaľovanie
Vŕtanie 116 mm, zdvih 160 mm
Hnaná zadná náprava s diferenciálom (mechanicky ovládané nasávacie ventily)
Patent. model Motorwagen: 958 cm3, 0,8HP, 600W, 16km/h
Komerčný model: 1600cm3, 0,75HP, 8mph
Vodou chladený motor
Riadenie prednej nápravy
Replika patentovaného automobilu Karla Benza (29 január 1886)
• Počas vyše tých 125 rokov – z hrubého mechanického zariadenia – veľmi zložitý produkt, neschopný existencie bez
sofistikovanej elektronickej technológie
• Najväčšie zmeny - posledných 30 až 40 rokov. • Vývoj fascinujúcich kombinácii elektronických
a mechanických inžinierskych riešení • Splnenie zdanlivo nesplniteľných požiadavok
– nízke emisie, – ekonomická spotreba paliva, – jazdné vlastnosti.
• Trend naďalej smeruje k rastu počtu elektronicky riadených systémov.
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Automobily v počiatkoch– elektrické komponenty iba v systémoch
zapaľovania - magneto alebo batéria a indukčná cievka,
– vyvinuté Charlesom Ketteringom v roku 1908 (používané až do 90-tých rokov, v niektorých motoroch sa používajú dodnes).
– Po roku 1920 bol elektrický systém rozšírený o štartér a osvetlenie.
• Prvý skutočný elektronický systém– rádioprijímač (elektrónkový) - 30-té roky– elektrónky neboli príliš vhodné pre prostredie
automobilu - notoricky nespoľahlivý – nástupu tranzistorových prijímačov 60-té roky
• Po elektrickej stránke sa až do druhej polovice 60-tých rokov automobil vyvinul veľmi málo
• V podstate to bol mechanický systém s mechanickým riadením
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Hlavný stimul pre vývoj lacných a spoľahlivých elektronických systémov – kongres USA v roku 1970 – konštatovanie zhoršujúcej sa kvality ovzdušia
v amerických mestách– senátor MUSKIE upozornil a vyzýval k veľkej
redukcii emisií, produkovaných automobilmi.
Stručná história elektroniky v automobiloch
• „MUSKIE-ho zákony“ – všetky automobily predávané v USA po roku
1975-76 majú mať úroveň znečisťujúcich emisii o 90% nižšiu ako tie do roku 1970
– Zvláštny dôraz bol kladený na minimalizáciu CO, rôznych oxidov dusíka - NOx a nespálených uhľovodíkov HC.
– Vytvorenie EPA (Environmental Protection Agency – Agentúra na ochranu životného prostredia) - dohliadala na legislatívu.
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Automobilový priemysel preskúmal všetky dostupné technológie a dospel k názoru– v tak krátkom čase prichádzalo do úvahy iba
spracovanie výfukových plynov– katalytické konvertory (katalyzátory)– pôvodne boli použité iba oxidačné
katalyzátory, ktoré odstraňovali HC a CO.
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Redukcia emisií NOx použitím techník EGR (Exhaust Gas Reduction)– malá časť (6-10%) nasávanej zmesi sa nahrádza
výfukovými plynmi - inertné zriedenie, zníženie teploty horenia a tým aj úroveň NOx
• Trojcestné katalyzátory v neskorších 70-tých rokoch - ďalšia redukcia NOx
– odstraňovali všetky tri znečisťujúce zložky – potreba elektronických riadiacich systémov pre
presné riadenie pomeru vzduchu a paliva
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Dopyt po pokročilejších elektronicky riadených systémoch zo strany amerického automobilového priemyslu.
• Po roku 1981 - riadenie na báze mikropočítačov - benzínové motory General Motors
• Požiadavka na výrobu 3,7 milióna elektronických riadiacich jednotiek (ECU- Electronic Control Unit) ročne. – 22000 ks ECU denne iba pre túto jednu firmu.
Stručná história elektroniky v automobiloch
Senzory a systémy v automobiloch pred viac ako 30–timi rokmi obmedzené na:– rýchlosť auta, otáčky motora (nepresne neskôr
rozšírené o);– teplota chladiacej kvapaliny (voda), – úroveň paliva v nádrži, – poruchy v systéme mazania (tlak oleja).
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Rýchly nárast rozvoja elektronických riadiacich systémov postihol už nie len elektronické riadenie motora
• Zvýšil úžitkovú hodnotu vozidla z hľadiska– aktívnej bezpečnosti, – pasívnej bezpečnosti, – jazdných vlastnosti, – komfortu a – komunikačných schopnosti.
Stručná história elektroniky v automobiloch
• Dnešný konkurenčný trh je spätý:– s prísnym environmentálnym a
bezpečnostným zákonodarstvom;– s očakávaním vysokej úrovne ovládania
a výkonnosti;– s orientáciou na vozidlá s autodiagnostikou
a manažmentom– so zdokonaľovaním komunikačných
schopností, komfortu a luxusu– s dostupnosťou lacných elektronických
zariadení.
Stručná história elektroniky v automobiloch
Elektronické systémy automobilov blízkej minulosti až súčasnostiElektronické systémy automobilov súčasnosti a blízkej budúcnosti
Elektronické systémy
Čomu sa venujeme na FEI
Čomu sa venujeme na FEI
Čomu sa venujeme na FEI
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Adhoc siete a V2I aj V2V komunikácia
Kam speje svet a čomu sa musíme venovať
• Nové elektrické alebo hybridné pohony• Optimalizácia ich riadenia• Vývoj technológií distribučných sietí el.
energie• Manažment distribúcie el. energie• Nové akumulačné prvky el. energie a s tým
spojené technológie
Poďakovanie
We support research activities in Slovakia / Project is co-financed from EU funds. This paper was developed within the Project "Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky", ITMS 26220120055
Ďakujem za pozornosť