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摘 要:随着市场经济的发展,国民经济日益提高,广大群众消费能力显著提高,这极大的推动了私家车的普及。车载导航是现代汽车的重要车载设备,为群众出行提供了极大的便利,同时车载导航在交通管理、疏导交通、提高交通运输效率上也有着突出贡献,尤其是在“网约车”普及后,车载导航的功能能否有效发挥甚至会对经济秩序、社会秩序产生影响,因此我们需要不断提高车载导航科技水平,致力于车载导航精准度的提高。因此本文就产汽车发电机对车载导航主机的电磁干扰现象展开研究,以明确汽车发电机对导航主机电磁干扰的机制,找到车载导航电磁干扰问题解决方法。
关键词:汽车发电机;导航主机;电磁干扰;问题;对策
1 导航主机对汽车行驶的重要性分析
导航主机是汽车车载导航的重要形式,也是最常见的车载导航类型,其对汽车行驶有着重要影响,这与车载导航的功能性密切相关。车载导航最原始的功能就是导航功能,而导航就是引导航行的意思,具体来说车载导航能够引导汽车行驶,帮助司机进行路线规划,为司机选择最佳的形成路线,从而节约行驶时间、降低能源消耗;同时导航需要搭配地图进行,车载导航在帮助司机进行路线规划的同时也会将行车路线附近的地图展示给司机,司机可以通过地图快速了解行车过程中会经过的场所,为司机出行安排提供帮助;此外,车载导航在突发事件中发挥着重要作用,比如突发疾病,可通过车载导航定位医院位置并自动完成路线规划,亦或者汽车发生故障,导航可以为司机在路线上监测并确定最佳的停车地区,从而避免车辆故障对交通秩序产生影响等。
随着科学技术的不断发展,车载导航的功能逐渐丰富,现代科技为车载导航赋予了更多的功能性,使得车载导航能够更好地服务于司机的出行需要和行车安全。如倒车影像可在司机进行倒车时进行辅助,便于司机观察车后环境,降低倒车时事故的风险;如3D实景地图可帮助司机在行车过程中获取实时路况,为司机路线选择提供帮助,一定程度上能够缓解交通拥堵的问题;还有一些实用的车载导航的附加功能,如行程记录仪、FM/AM、物联网、多功能信息系统等。
综合来说,导航主机的使用对汽车行驶有着重要影响,其不仅能够为群众出行提供便利,在保障行车安全、缓解交通压力、解决交通事故纠纷等领域均有重要表现。
2 汽车发电机的工作机制和电磁干扰类型
2.1 汽车发电机的工作机制及干扰
发电机是汽车电气系统的重要部件,其在汽车运动过程中通过机械传动实现发电,为运行中的汽车电设备(起动机除外)提供电力,同时还能够将多余电力输送至汽车蓄电池,完成车载电池的充电。当下常用的汽车发电机结构基本一致(除运动跑车、私人定制车等稀有车辆外),绝大多数大汽车发电机的是由三相同步交流发电机和硅整流器构成,定子绕组中通过感应三相交流电然后通过硅二极管组成的整流器将交流电变为直流电,再通过相应的电器系统供应给各类车载电器,完成供电和蓄电任务。
但汽车在行驶过程中本身就处于较不稳定状态,发电机的运行参数受到车速、路况、天气、车载电器使用情况等诸多因素影响,因此产汽车发电机的运行状态并不稳定,而不稳定的电流很容易对车载电器的运行参数产生干扰,影响车载设备性能的正常发挥。
汽车发电机的交流电通过二极管进行整流以实现三相交流电向直流电的转化,但在实际的运行过程中仍存在部分交流从端子输出的电流中,这些电流分量能够以电干扰的形式进入到汽车电源系统中,从而对汽车导航主机产生影响;在电流输出的过程中也可通过短波通讯接收器进入到电气系統中,从而对汽车导航主机产生干扰。其中根据电磁干扰的发生原因及机制,可以将汽车发电机对导航主机的电磁干扰分为两大类,分别为EMI干扰(电磁干扰)和EMS干扰(电磁抗干扰)两类。
2.2 EMI干扰
EMI(Electromagnetic Interference)即电磁干扰,是电气系统中最常见的干扰类型,这与电流运动过程中的电磁效应有关,根据干扰机制又可细分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰指的是在电机直的作用下,来一个电网络上的信号直接对另一个电网络上产生干扰,当两个电器系统处在同一电系系统时容易发生此类电磁干扰,汽车导航主机和汽车发电机在同一电系内,因此难免发生传导干扰。而辐射干扰则是通过电磁效应和“场”实现干扰,电器在运行的过程中会向外发出电磁波辐射,当电磁辐射遇到敏感线路时就会发生干扰现象,如有电话拨入时扩音器会出现杂音就是一种典型的辐射干扰型的电磁干扰现象。EMI的发生和电荷运动有关,只要存在电荷运动就会存在电磁干扰,这与电荷运动产生电流,电流运动过程中的电磁现象有关,是电系中必然存在的干扰类型。
2.3 EMS干扰
EMS(Electromagnetic Susceptibility)即电磁抗干扰,指的是电子设备对电磁能量干扰的抗性,或者说是电设备对电磁干扰的敏感性,电器对电磁的敏感性较强则容易受到电磁干扰,一般来说越精密的电器设备EMS干扰越显著,随着车载导航越来越精密,EMS干扰也越来越常见。
3 汽车导航电磁干扰问题防控对策
3.1 降低发电机干扰源
汽车运行过程中发电机开始工作,其会推动电荷在汽车电系内运动,从而发生剧烈的电磁反应,这必然会对导航主机运行参数产生影响,导致定位不准、测速不稳定的问题,当发电机干扰无法避免时我们不妨通过降低发电机干扰源的思路来降低汽车发电机对导航主机的电磁干扰,具体来说可通过以下三种思路:(1)使用抗干扰能力较强的元件组成汽车电气系统,提高电气系统整体抗干扰能力。(2)使用功耗小的元件组成汽车电气系统,以降低电气系统内的电磁效应强度。(3)在汽车电系系统内加入滤波器、非线性器和光电耦合器等来预防信号干扰,同时避免在电系内接入噪音设备,若需要加入则采用DV隔离技术。
3.2 优化电路设计
当无法有效解决汽车发动机干扰源时,我们只能通过优化电路设计来提高导航主机的抗干扰能力,降低汽车发电机对导航主机的电磁干扰,具体优化思路主要有三种:(1)对导航主车速信号输入电路进行调整,通过在线路里加入阻值来增强电路高频滤波能力。(2)在车速信号输入端加入阻值,实现信号阀值的提升,提高电磁干扰抗性。(3)对仪表盘电路进行调整,使用阻值相对较高的组合仪表。
4 结语
就目前的技术来看,车辆导航主机电磁干扰问题无法避免,但可通过调整汽车电气系统并接入适当的阻值、使用抗干扰元件等来降低电磁干扰影响。
参考文献:
[1]杨晓云. 汽车发电机对DVD主机的干扰问题分析[J]. 电子世界,2017(21):40-41.
[2]宋广辉. 汽车电控系统电磁干扰故障分析与检修方法研究[J]. 轻工科技,2014,30(12):40-41.
[3]潘远亮,彭东林,张兴红,等. 基于VEE的汽车电磁环境测试系统[J]. 现代制造工程,2005(7):70-72.
[4]陈朋. 汽车音响噪声干扰问题的解决[C]. //第21届全国电磁兼容学术会议论文集. 2011:196-200.
[5]王戡,刘万里. 集成永磁直线发电机的自供电磁流变减振器设计[J]. 汽车技术,2016(7):21-23,43.
[6]吴磊平. 车用发电机噪声在线检测及噪声源识别系统研发[D]. 四川:西南交通大学,2015.
(嘉兴宝驭汽车销售服务有限公司,浙江 嘉兴 314000)
关键词:汽车发电机;导航主机;电磁干扰;问题;对策
1 导航主机对汽车行驶的重要性分析
导航主机是汽车车载导航的重要形式,也是最常见的车载导航类型,其对汽车行驶有着重要影响,这与车载导航的功能性密切相关。车载导航最原始的功能就是导航功能,而导航就是引导航行的意思,具体来说车载导航能够引导汽车行驶,帮助司机进行路线规划,为司机选择最佳的形成路线,从而节约行驶时间、降低能源消耗;同时导航需要搭配地图进行,车载导航在帮助司机进行路线规划的同时也会将行车路线附近的地图展示给司机,司机可以通过地图快速了解行车过程中会经过的场所,为司机出行安排提供帮助;此外,车载导航在突发事件中发挥着重要作用,比如突发疾病,可通过车载导航定位医院位置并自动完成路线规划,亦或者汽车发生故障,导航可以为司机在路线上监测并确定最佳的停车地区,从而避免车辆故障对交通秩序产生影响等。
随着科学技术的不断发展,车载导航的功能逐渐丰富,现代科技为车载导航赋予了更多的功能性,使得车载导航能够更好地服务于司机的出行需要和行车安全。如倒车影像可在司机进行倒车时进行辅助,便于司机观察车后环境,降低倒车时事故的风险;如3D实景地图可帮助司机在行车过程中获取实时路况,为司机路线选择提供帮助,一定程度上能够缓解交通拥堵的问题;还有一些实用的车载导航的附加功能,如行程记录仪、FM/AM、物联网、多功能信息系统等。
综合来说,导航主机的使用对汽车行驶有着重要影响,其不仅能够为群众出行提供便利,在保障行车安全、缓解交通压力、解决交通事故纠纷等领域均有重要表现。
2 汽车发电机的工作机制和电磁干扰类型
2.1 汽车发电机的工作机制及干扰
发电机是汽车电气系统的重要部件,其在汽车运动过程中通过机械传动实现发电,为运行中的汽车电设备(起动机除外)提供电力,同时还能够将多余电力输送至汽车蓄电池,完成车载电池的充电。当下常用的汽车发电机结构基本一致(除运动跑车、私人定制车等稀有车辆外),绝大多数大汽车发电机的是由三相同步交流发电机和硅整流器构成,定子绕组中通过感应三相交流电然后通过硅二极管组成的整流器将交流电变为直流电,再通过相应的电器系统供应给各类车载电器,完成供电和蓄电任务。
但汽车在行驶过程中本身就处于较不稳定状态,发电机的运行参数受到车速、路况、天气、车载电器使用情况等诸多因素影响,因此产汽车发电机的运行状态并不稳定,而不稳定的电流很容易对车载电器的运行参数产生干扰,影响车载设备性能的正常发挥。
汽车发电机的交流电通过二极管进行整流以实现三相交流电向直流电的转化,但在实际的运行过程中仍存在部分交流从端子输出的电流中,这些电流分量能够以电干扰的形式进入到汽车电源系统中,从而对汽车导航主机产生影响;在电流输出的过程中也可通过短波通讯接收器进入到电气系統中,从而对汽车导航主机产生干扰。其中根据电磁干扰的发生原因及机制,可以将汽车发电机对导航主机的电磁干扰分为两大类,分别为EMI干扰(电磁干扰)和EMS干扰(电磁抗干扰)两类。
2.2 EMI干扰
EMI(Electromagnetic Interference)即电磁干扰,是电气系统中最常见的干扰类型,这与电流运动过程中的电磁效应有关,根据干扰机制又可细分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰指的是在电机直的作用下,来一个电网络上的信号直接对另一个电网络上产生干扰,当两个电器系统处在同一电系系统时容易发生此类电磁干扰,汽车导航主机和汽车发电机在同一电系内,因此难免发生传导干扰。而辐射干扰则是通过电磁效应和“场”实现干扰,电器在运行的过程中会向外发出电磁波辐射,当电磁辐射遇到敏感线路时就会发生干扰现象,如有电话拨入时扩音器会出现杂音就是一种典型的辐射干扰型的电磁干扰现象。EMI的发生和电荷运动有关,只要存在电荷运动就会存在电磁干扰,这与电荷运动产生电流,电流运动过程中的电磁现象有关,是电系中必然存在的干扰类型。
2.3 EMS干扰
EMS(Electromagnetic Susceptibility)即电磁抗干扰,指的是电子设备对电磁能量干扰的抗性,或者说是电设备对电磁干扰的敏感性,电器对电磁的敏感性较强则容易受到电磁干扰,一般来说越精密的电器设备EMS干扰越显著,随着车载导航越来越精密,EMS干扰也越来越常见。
3 汽车导航电磁干扰问题防控对策
3.1 降低发电机干扰源
汽车运行过程中发电机开始工作,其会推动电荷在汽车电系内运动,从而发生剧烈的电磁反应,这必然会对导航主机运行参数产生影响,导致定位不准、测速不稳定的问题,当发电机干扰无法避免时我们不妨通过降低发电机干扰源的思路来降低汽车发电机对导航主机的电磁干扰,具体来说可通过以下三种思路:(1)使用抗干扰能力较强的元件组成汽车电气系统,提高电气系统整体抗干扰能力。(2)使用功耗小的元件组成汽车电气系统,以降低电气系统内的电磁效应强度。(3)在汽车电系系统内加入滤波器、非线性器和光电耦合器等来预防信号干扰,同时避免在电系内接入噪音设备,若需要加入则采用DV隔离技术。
3.2 优化电路设计
当无法有效解决汽车发动机干扰源时,我们只能通过优化电路设计来提高导航主机的抗干扰能力,降低汽车发电机对导航主机的电磁干扰,具体优化思路主要有三种:(1)对导航主车速信号输入电路进行调整,通过在线路里加入阻值来增强电路高频滤波能力。(2)在车速信号输入端加入阻值,实现信号阀值的提升,提高电磁干扰抗性。(3)对仪表盘电路进行调整,使用阻值相对较高的组合仪表。
4 结语
就目前的技术来看,车辆导航主机电磁干扰问题无法避免,但可通过调整汽车电气系统并接入适当的阻值、使用抗干扰元件等来降低电磁干扰影响。
参考文献:
[1]杨晓云. 汽车发电机对DVD主机的干扰问题分析[J]. 电子世界,2017(21):40-41.
[2]宋广辉. 汽车电控系统电磁干扰故障分析与检修方法研究[J]. 轻工科技,2014,30(12):40-41.
[3]潘远亮,彭东林,张兴红,等. 基于VEE的汽车电磁环境测试系统[J]. 现代制造工程,2005(7):70-72.
[4]陈朋. 汽车音响噪声干扰问题的解决[C]. //第21届全国电磁兼容学术会议论文集. 2011:196-200.
[5]王戡,刘万里. 集成永磁直线发电机的自供电磁流变减振器设计[J]. 汽车技术,2016(7):21-23,43.
[6]吴磊平. 车用发电机噪声在线检测及噪声源识别系统研发[D]. 四川:西南交通大学,2015.
(嘉兴宝驭汽车销售服务有限公司,浙江 嘉兴 314000)