汽车轻量化技术发展综述
摘要：汽车轻量化是实现节能减排最直接的有效途径之一，对汽车工业的可持续发展具有
重要意义，同时也是汽车工业发展的重要方向之一。当前我国汽车工业轻量化水平与国外具
有很大的差距，亟需从各个层面解决这个问题，在未来实现真正意义上的轻量化。本文从结
构优化设计、新型轻量化材料的应用和先进制造工艺这三个方面对汽车轻量化技术的国内外
研究现状和发展趋势进行了综述。最后，对汽车轻量化技术进行展望。
关键词：汽车轻量化；节能减排；结构优化；新型材料；先进制造工艺
中图分类号：U 462 文献标识码：A
Development of lightweight technology for automobile
Abstract:Automobile lightweight is one of the most effective ways to realize energy saving and emission reduction. It is very important to the sustainable development of automobile industry. It
is also one of the important directions of the development of the automobile industry at the same
time. At present, China's automobile industry has a large gap between the level of quantitative and foreign. It is high time to take some measures to solve this problem and achieve the true sense of
the light in future. This paper from the structure optimization design and application of a new type
of lightweight materials and advanced manufacturing technology of the three aspects of the automotive lightweight technology at our country and abroad research status quo and development
trend were reviewed. Finally, the automobile lightweight technology is prospected.
Key words:Automotive lightweight; Energy-saving and emission-reduction; Structure optimization; New materials; Advanced manufacturing technology
1 引言
据报道预计到2020年中国汽车保有量将超过2亿辆。到2015年底，全球汽车保有量达到11.2亿辆左右。汽车保有量的增加在给人们出行带来方便的同时也带来了能耗、安全、污染等问题。相关实验表明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽车整车质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%[1]。为了实现汽车工业的可持续发展，各国相继提出技术要求，已达到节约能源，降低排放等目的。
当前，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。在现实生活中，无论是传统内燃机车，还是新能源汽车，车辆机构轻量化都有极为重要的意义。与此同时，车辆轻量化技术的应用，在一定程度上还可以提升车辆动力性，改善乘坐舒适性和提高操纵稳定性，从而总体上提高汽车质量。
轻量化，即在满足汽车整体使用要求的前提下，最大限度地减轻各零部件的质量，达到质量、性能、成本三者的最优结合。在进行汽车结构轻量化设计时，需考虑三个方面的要求：一是强度要求，不能发生材料的破坏；二是刚度要求，即变形不能超过允许的范围；三是稳定性要求，包括动态稳定性和静态稳定性。轻量化技术涵盖行业和学科多，产业链长，主要流程为：产品的轻量化设计材→料的轻量化选择工→艺的处理得到轻量化结果产→品的试验与产品全生命。
实现汽车轻量化主要有三种途径：一是改进汽车结构，使部件薄壁化、中空化、小型化及复合化；二是开发新型轻质材料，如使用铝、镁合金等有色金属；塑料及非金属复合材料，或者截面厚度较薄的高强钢度钢；三是采用先进的制造工艺，如激光拼焊、液压成型、辊压成型等。具体详细分类如下图[2,3]。
图1 汽车轻量化技术分
Fig.1 Classification of Automot Technology
2 车辆结构设计与优化汽车结构优化设计在汽车轻量化早，也是发展最成熟的一种技术。上随着计算硬件和计算机软件的发展首次将有限元法应用于汽车的可行CAE 逐步发展成熟，进入21世纪后用于汽车零部件和整车结构设计。基汽车结构优化设计得到应用并逐步轻量化的首选方法。近年来，轻量化件工具不断出现，结构优化设计方法于汽车轻量化设计上。总的来说，汽计经历了：尺寸优化，形状优化，拓段。 (1)尺寸优化
尺寸优化设计是应用最早，也是发种汽车轻量化技术。它一般以汽车零设计变量，如冲压件的壁厚、梁柱的大小等。然后以结构质量最小为足不同工况下的刚度、强度、振动条件来构建优化模型。 (2)形状优化
形状优化主要是指改变汽车的局形，使得结构更加合理，受力更加材料有效利用。形状优化方法分两则几何外形的结构，可以将结构的几从而将形状优化转变为尺寸优化问结构来说，多数具有不规则的几何
参数来描述，难以将其转化为尺寸
技术分类图 omotive Lightweight
轻量化技术中应用最术。上世纪70年代，的发展，美国汽车公司的可行性设计。随着世纪后，CAE 已广泛应设计。基于CAE 分析的并逐步发展成为汽车，轻量化理论方法和软计方法被广泛的应用来说，汽车结构优化设优化，拓扑优化三个阶，也是发展最成熟的一汽车零部件的尺寸为、梁柱的截面尺寸、孔最小为目标函数，以满、振动、吸能等为约束车的局部或者整体外力更加均匀，从而实现法分两种，对于具有规构的几何外形参数化，优化问题。但对于汽车的几何外形，无法采用为尺寸优化问题。对于
这种问题，目前广泛采用不需要尺状优化方法。如可通过定义白车身的形状变量，结合近似模型技术，量化的多目标优化，就可以达到很(3)拓扑优化
拓扑优化以指定的设计空间的对象,通过计算得到其中的材料分度看，结构优化分为三个层次，首确定最优的结构；其次是形状优化条件下的最优边界形状；最后是尺定结构中各部分具体尺寸。由此可产品设计的核心。目前，拓扑优化的材料插值法、优化算法、工程应用化研究方法主要有解析法和数值法合工程应用，工 程应用中常采用数在轻量化方面，拓扑优化已用于计以及主要零部件如轮毂的优化设究者在结构设计的开始阶段引入拓对结构进行布局优化，以获得较合案，再通过结构参数优化设计，得刚度及设计工艺要求的最优结构。员利用基于有限元法的拓扑优化骨架的拓扑结构，经拓扑优化后的特性参数指标均有不同程度的提高成为车身轻量化设计的重要 方法有潜力的结构优化方法[4]。
3 新型轻量化材料
车身轻量化在汽车轻量化中起用，采用轻质材料是当前车身轻量以下分析了几种轻量化材料的特点量化材料在国内外汽车工业上势。
3.1 新型高轻度钢
近年来随着冶金技术的进步，在上，以超低碳为基本特征，逐步形性、高强度、烘烤硬化等性能的汽车目前汽车车身使用的高强度钢主要主要有: (1) BH 钢( 烘烤硬化钢强度在烘烤涂漆时升高，可在不损下，提高抗凹陷性，可减薄钢板，强度且成型困难的零件，如车顶、部件，主要使用抗拉强度为340板。(2)TRIP 钢(相变诱发塑性钢
碰撞时必须吸收较多能量的高强度需要尺寸参数的无参形白车身主要梁结构截面技术，对白车身进行轻达到很好的效果。 间的材料分布为优化材料分布。从汽车设计次，首先是拓扑优化，状优化，确定给定拓扑后是尺寸优化，最终确由此可见，拓扑优化是优化的研究内容包括：
程应用等。结构拓扑优数值法。解析法不太适采用数值方法。 已用于汽车车架结构设优化设计中。如有些研引入拓扑优化理论，先得较合理的初始结构方计，得到满足其强度和结构。还有一些研究人优化技术涉及车身大化后的车身大骨架各项的提高。拓扑优化正在方法，被认为是最具中起着非常重要的作身轻量化的主要途径。的特点，详细阐述了轻上的应用及其发展趋步，在高强度钢的基础逐步形成了具有深拉伸的汽车新型高强度钢。钢主要是板材和管材。硬化钢)BH 钢板的屈服在不损失成形性的前提钢板，主要用于要求高车顶、车门、行李箱等340～390MPa 的BH 钢性钢)。主要用于发生高强度结构件，如车身
框架等。(3) MS钢(马氏体相位钢)用于对防撞要求很高的零件，即在很短的碰撞变形行程内要吸收大量的能量，如侧面防撞保护件。(4)硼钢。用于要求高强度和高成型度的零件，可以最大限度地减轻质量。如A、B柱等加强件[5]。
实践证明,当钢板厚度分别减少0.05，0.10，0.15mm 时，车身减重分别为6%，12%，18%。就发展趋势而言，车身采用新型高强度钢板在不断减薄，而车身强度却提高了，同时增加了汽车的安全性，降低了噪声和振动，提高了燃油效率，降低了汽车总质量。成本没增加，而加速性、驾驶性能却有所改善。不论从成本角度，还是从性能角度分析，新型高强度钢板是满足车身轻量化、提高碰撞安全
性的最佳材料。各汽车制造厂的新型高强度钢板使用比例正在不断提高。日本三菱公司的帕杰罗( SPORT) 为该公司最新SUV 型车设计了全新的车身结构，车身70%的构件由高强度钢板制成，整车的扭转刚度甚至比大切诺基还要高45%，车身的承载能力可达2t以上。福特的Windstar车身骨架中60% 是高强度钢。丰田最新的Vitz车身结构中高强度钢占48%，比该公司生产的Starlet 车减轻质量17kg。但钢板高强度化易引起塑性下降，成形性变差，而屈服强度的提高则引起面畸变和回弹效应，增加了形状的不稳定性。因而，高强度钢板是一种难以成形的材料。典型的成形缺陷有开裂、形状不良、尺寸精度不良和卡模具等。热成形技术是一项新型的专门用于成形高强度冲压件的先进制造技术，可用来成形强度高达1500MPa的冲压件，目前成为世界上众多汽车厂商关注的焦点，其中温热成形工艺是冲压成形领域的前沿技术，可广泛应用于汽车前后保险杠、A柱、B柱、C 柱、车顶构架、车门内板、车门防撞梁等构件的生产[6]。
3.2 铝镁合金
轻合金具有理想的性能，因此，采用轻质合金也是重要措施之一，主要有铝合金、镁合金、钛合金等。由于篇幅有限，下文仅介绍铝合金和镁合金。
一 .铝合金
铝的密度大约是钢1/3，是应用最为广泛的轻质材料。铝合金和钢铁材料相比， 具有热导率高、耐腐蚀好、加工性能优良等优点，虽然强度不如高强钢；但是通过技术改进，完全可以使其满足汽车轻量化对强度的要求。此外，铝合金比钢更能吸收碰撞能，大约是钢的2倍，能有效提高汽车的碰撞安全性。研究表明，用铝合金替代低碳钢、铸铁或者高强钢，每千克铝合金可以减少13～20kg温室气体的排放[7]。因此，以铝带钢是汽车轻量化技术的另外一个发展趋势，特别是在很多豪华车型上铝对钢的替代趋势更加明显。汽车用铝合金主要包括变形铝合金和铸造铝合金，铸造铝合金占据主导，占汽车用铝量的80% 左右，主要用于制造发动机缸体、缸盖、离合器壳、保险杠、车轮等；变形铝合金主要用于车身覆盖件的制造，如奥迪A8就创纪录的采用了全铝合金车身。另外，铝基复合材料、泡沫铝、粉末冶金铝合金等新型的铝合金材料正在研发和应用之中。目前为止，铝合金在汽车工业应用的最大瓶颈是焊接工艺性和成本控制，进一步加强技术改进，降低成本，提高铝合金的成形性能，将大大促进铝合金在汽车工业中的应用，加速我国汽车的轻量化进程。
二 .镁合金
镁的比重分别是铝的2 /3，钢的1/4，是实际应用中质量最轻的有色金属材料，镁合金具有很高的比强度和比刚度，相比高强钢和铝合金，其轻量化效果更为明显。此外，镁合金还具有阻尼减振、较好的散热性和容易回收等优点，是被公认当今最具发展潜力的汽车轻量化材料。按照制造工艺不同，可将镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金，由于变形镁合金加工制造成本较高，目前应用较多的为铸造镁合金。
经过几十年的发展，已经有超过60种汽车零部件采用镁合金制造，如仪表盘骨架、座椅骨架、转向盘、变速器壳体、轮毂等。虽然我国的镁储量、原镁产量、镁出口量都位居世界第一位，但汽车用镁量与西方国家尚有很大差距，欧美国家的乘用车单车用镁量为5kg左右，而我国还不足1kg。限制镁合金广泛应用的主要原是受技术条件限制，造成车用镁合金的制造工艺成本较高。此外，镁合金在强度、韧性以及耐腐蚀性方面也有一定的不足。因此，加强镁合金在汽车关键零部件部位的应用研究，开发高性能的镁合金将是未来的研究重点[8]。
3.3 工程塑料及复合材料
塑料、纤维主要具有质量轻、加工性能良好、优良的综合理化性能、优秀的装饰效果、节能和环保等等特点。塑料及复合材料正以其独特的优越性逐渐与汽车行业相结合，具有巨大的潜在需求和良好的发展前景。
一 . 工程塑料在汽车上的应用
近30年来，国际上汽车塑料的用量在不断增加，
平均每辆车上塑料的用量从50～前的150 kg，而且增长还在继续。发达国家中，每辆轿车平均使用塑料占到汽车总重量的10％。汽车塑料中聚丙烯(PP)、ABS 树脂、聚氯乙烯(PE)。很明显，聚烯烃材料构成了汽制件，而且这种趋势在今后将会越程塑料轻量化主要有以下优势：柔磨、避震、抗冲击性良好。每100其它材料200～300 kg，可有效减少加有效载荷。各种塑料在汽车上的应塑料化后 的轻量化情况比较如表 表1 工程塑料在汽车上
Table1 Application of engineeri automobile
目前，我国每辆轿车塑料用量平总重量8％左右，落后于国外同期水塑料在汽车工业上的应用将会越来使用全塑汽车已不是梦想，一个塑化代即将到来。
二. 复合材料在汽车上的应用 由纤维增强材料，如：玻璃纤纶纤维等与基体材料经缠绕、模压艺可制得纤维增强复合材料。常见的材料有玻璃纤维增强复合材料 (GF 强复合材料(CFRP)及芳纶(AFRP)。纤维增强复合材料具有比大、抗腐蚀性、耐久性 能好等特点强材料主要有各种玻璃纤维增强复(1)SMC 材料，是用低黏度树脂复合物
纤维而制成的片状模压复合材料，与～60 kg 已发展到目继续。在美国、欧洲等用塑料已超过150kg，车塑料中用量最大的是氯乙烯(PVC) 和聚乙烯构成了汽车主要的塑料将会越来越明显。 工势：柔韧性 较好、耐100kg 的塑料可替代有效减少汽车自重，增上的应用和汽车配件如表1所示。 汽车上的应用 gineering plastics in
用量平均为100kg，占同期水平，可以预测，会越来越广泛，开发并个塑化的汽车工业时
玻璃纤维、碳纤维、芳、模压、拉挤等成型工。常见的纤维增强复合(GFRP)、碳纤维增纤维增强复合材料具有比强度高、比模量等特点。车用纤维增强复合材料(GFRP)：脂复合物浸渍片状玻璃材料，与钢质零件相比，
SMC 生产周期短，便于汽车改型，量轻、节省燃油。设计自由、零件体性好。隔热性与耐用性好。SMC 部件、内装饰部件、悬架零件、发动其中保险杠、发动机罩、车顶是最大的SMC 部件。(2)GMT 材料，是以基体，以玻璃纤维毡为增强骨架的具有质量轻、强调高、易成型、耐腐材料韧性好、成型周期短、生产效用、加工成本低，被誉为绿色材料材料是用于汽车产业，如：电池托座椅骨架等。(3)RTM 材料，是在模置玻璃纤维增强材料，经闭模锁紧浸透玻纤增强材料，经过固化而得料。RTM 材料机械性能更好，方向性RTM 应用在车顶、后厢盖、侧门框另外，碳纤维增强复合材料(CFR 刚度和强度；耐蠕变性能、耐腐蚀好；导电、X 射线穿透性和电磁屏减快、传导小。CFRP 是主要用于制盘等主要结构件的最轻材料，可40％～60％，相当于钢结构质量的前碳纤维增强复合材料已用于赛车力车的各种零部件的生产[9]。 4 先进制造工艺
随着科学技术的飞速发展，
越来工艺应用到汽车制造业，如：液压焊接等。这些先进制造工艺的应用量化水平的大幅度提高。 4.1 液压成形
液压成形是指采用液体作为传力的凹模或凸模，使坯料在传力介质合凸模或凹模成形。由于用液体代少了模具数量，降低了费用，还提成形极限，可以实现车身轻量化设成形毛坯的不同可以分为管材液压成形。
管材液压成形的对象为波纹管面异形管件等。主要应用于汽车的件、悬架系统零件、车身结构件勒汽车公司的仪表盘支架、德国Audi AL Z 车架的部分结构件均采技术制造。德国奔驰汽车公司已建
压成形车间，宝马汽车公司也已在改型，投资效益好。质、零件数量少、制件整SMC 主要应用在车身、发动机盖下部件等。顶是最重要也是产量最，是以热塑性 树脂为骨架的一种复合材料。型、耐腐蚀等优点。GMT 生产效率高、可回收利色材料。有80％的GMT 电池托盘架、保险杠、是在模具型腔中预先放模锁紧再注入树脂胶液化而得到的一种复合材方向性和局部性增强，侧门框等。
(CFRP)，具有足够的耐腐蚀性和耐磨性能很电磁屏蔽性好；振动衰用于制造汽车车身和底，可使汽车质量减轻质量的1／3～1／6。目于赛车、重卡、混合动
，越来越多的先进制造：液压成型工艺，激光
的应用，有助于汽车轻为传力介质，代替刚性力介质的压力作用下贴液体代替模具，不但减，还提高了产品质量和量化设计。液压成形按材液压成形和板材液纹管、多通管以及变截汽车的有发动机系统零构件等。如美国克莱斯德国奥迪汽车公司的件均采用管件液压成形司已建立专门的管件液也已在几个车型中使用
了管件液压成形的零件。在国内 ,哈尔滨工业大学在管件液压成形方面进行了较系统的研究，开发出国内首台管件液压成形机，可以通过计算机严格控制液体压力与轴向载荷，并进行了典型零件的试生产。
应用平板毛坯的液压成形的对象主要涉及复杂曲面零件及覆盖件等。为了提高成形极限,在成形工艺方面也逐渐采用新的成形技术,如：带周向液压的充液拉深法、外周带液压的充液反拉深法、超声波振动充液拉深法、差温充液拉深技术、成对液压成形 新工艺、充液变薄拉深新工艺以及微温充液拉深法等。
目前液压成形方法主要用来制造汽车的覆盖件如汽车发动机盖板，车门，翼子板等零件。对于液压成形设备，目前国外已有专用的充液拉深成形专用设备。日本丰田汽车公司建成了以40000kN超级大型充液拉深专用机为中心的冲压生产线，制造大型钣金覆盖件。但是专用设备造价比较高,不适合我国的国情,哈尔滨工业大学成功研制了基于通用单动和双动压力机的充液拉深装备，液室压力和压边力可以 根据设定曲线自动跟踪调节 , 具有很高的自动化程度。
此外,随着汽车高度轻量化的需求促使汽车制造业在成形方法上不断创新, 如采用一些新的材料,使半固态成形、热冲压成形等也逐渐应用于汽车行 业[10]。
4.2激光拼焊
激光拼焊板就是将两张或多张不同厚度或不同材质的钢板通过激光对焊成一 张钢板，然后进行整体冲压成形的工艺。目前，汽车车身已经大范围使用激光拼焊板，如侧围内板、门内板、前地板等。但是激光拼焊技术存在厚度突变 ， 不能应用于汽车外表面板。
激光拼焊技术具有以下特点：一.减少了工件数量。二.降低工件重量，从而降低整车质量。由于车身设计受刚度，强度和材料的约束，传统车身只使用统一料 厚的板材，虽然可以满足整体的性能要求，却在性能要求较低的部位存在过设计， 增加了车身的重量。而激 光拼焊技术可以按需分配材料的厚度分布，避免过设 计，节省成本。三.减少累计公差提高工件质量。四.提高车身碰撞安全性。在汽车中采用激光拼焊板可使零件数量减少19%，零件重量减轻24%，焊点下降49%，生产时间缩短21% 。
目前国内已形成成熟便捷的激光拼焊板供应网络，如：宝钢集团已分别于北方、中东部及南方建立了3家激光拼焊板加工配送中心，并且进一步计划在重庆与武汉再建立 2 家激光拼焊板加工配送中心。国内汽车冲压模具厂已拥有丰富的加工激光拼焊件冲压模具的经验。哈飞汽车的“赛马” 、长安汽车“CM8”、“CV9”、
一汽轿车“新红旗C301”、昌和汽车“爱迪尔”、一 汽天津“C1”等，已 较早在车身应用激光拼焊件。安徽江淮汽车股份有限公司赵淮北等人通过对JAC和悦轿车、和悦MPV两款车型在纵梁、门内板的激光拼焊板使用情况对比分析发现，使用激光拼焊板后，不仅没有增加磨具的设计难度、调试难度，而且成本得到有效控制，减轻了车身重量。与此同时，北京汽车，上海汽车，奇瑞汽车等自主品牌汽车的门内板和前纵梁已广泛采用激光拼焊技术[11]。
五 总结
汽车轻量化是一个复杂的系统工程，需要制造业的各个方面协调发展。
在结构优化设计方面：汽车结构的尺寸优化、形状优化和拓扑优化已发展成熟并得到大范围应用。但汽车结构的多学科、多目标优化设计方法还有待更深入的分析研究和完善，以求达到尽快应用的目的。在新型轻量化材料的方面：铝合金、镁合金、新型塑料和纤维增强复合材料等都具有很大的应用开发潜力。此外，研究多种材料混合结构的设计理论、方法和相应制造工艺，在汽车不同部位采用不同的材料，能够充分发挥各种材料的优势。这类研究开发将成为汽车轻量化技术的研究热点。在制造工艺方面：液压成型、激光焊接得到更为广泛的应用。另外，零部件的轻量化必须得到重视。采用不同轻量化手段的优势，研究汽车材料选择、结构设计和制造工艺设计，也是未来汽车轻量化技术的重要发展方向。
参考文献
[1]冯美斌.汽车轻量化技术中新材料的发展及应用[J].汽车工程，2006(3):4 -11
[2]李玲，董建雄，黄云飞.汽车车身轻量化的研究与应用（上）[J]材料，.2015（32）：68.
[3]范子杰，桂良进，苏瑞意.汽车轻量化技术的研究与进展[J]汽车安全与节能学报，2014，5（1）2.
[4]何德禄，任立飞，王建启等.汽车轻量化技术发展方向[J]科学技术，2015(4)315.
[5]朱久发.高强度钢板在汽车车身上的应用及问题对策[J].武钢技术,2007，45( 2) : 43?45．[6]智淑亚.汽车车身轻量化材料的应用及发展[J].中国制造业信息化，2012，,4（17）104?105.
[7] Ingarao G，Lorenzo ＲDi，Micari
F.Sustainability issues in sheet metal forming processes: An overview [J]．Journal of Cleaner Production，2011，( 19) : 337 －347．
[8]郭玉琴，朱新峰，杨艳等. 汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J]锻压技术，2015，,40（3）：3 [9]张红英，欧阳八生. 汽车轻量化之有效途径?
高分子材料的应用[J].模具技术，2014（5）：57?58.
[10]田浩彬，林建平，刘瑞同等. 汽车车身轻量化
及其相关成形技术综述[J].汽车工程，2005,27(3):383?384
[11]李玲，董建雄，黄云飞.汽车车身轻量化的研究与应用（下）[J]材料,2015（32）：82?83.
汽车技术发展综述 谢智豪机制3班 0322 摘要 汽车工业，是20世纪对人类生活影响最大的产业，没有之一。汽车技术已发展超过百年，在这百余年中，汽车技术也经历了几次革命性的变化。在新时期节能环保的社会背景及人们日益增长的安全舒适度需求下，汽车新技术也要不断创新才能更好的适应市场的变化和人们自身的生活。 关键词：汽车发展、未来技术、安全、环保 正文： 汽车技术发展路线有四个永恒的主题就是“安全”、“节能”、“环保”和“舒适”，有3大主要目标，即实现社会、经济和环境三个方面的可持续发展。自1970年以来，全球汽车数量几乎每隔15年翻一番，2013年全球汽车产量8738万辆，据预测至2014年世界范围汽车保有量将达12亿辆。它们在我们生活中已留下难以磨灭的痕迹。
一．汽车技术发展之路 第一次革命：“帕纳尔系统”全面应用 19世纪末，法国的帕纳尔--勒瓦索公司将发动机装在车前部，通过离合器、变速装置和齿轮传动装置把驱动力传到后轮，这种方案后来被称为“帕纳尔系统”。“帕纳尔系统”的地位是1901年由当时的戴姆勒发动机公司真正确立起来的，它被安装在威廉·迈巴赫设计的一辆汽车上，这种汽车成为全世界汽车制造的样板。戴姆勒公司有一位杰出的汽车推销商，名叫埃米尔·那利内克，在1901年3月用装载“帕纳尔系统”的新赛车参加了“尼扎赛车周”，这个用他女儿的名字“梅塞德斯”作为汽车牌号的新赛车战胜了所有的对手，一鸣惊人。 第二次革命：福特T型车的创新 1908年10月1日，底特律（美国的汽车城）的工人们首次用大批量生产的部件在流水线上组装汽车，生产一种以“福特”命名的汽车，型号为“T型”。亨利·福特的T型汽车是一种没有先例的技术典型。构造简单的四缸发动机只有千瓦（20马力），工作容积为2884毫升，每分钟转速1600转。工作负荷低，转速慢，使得这种发动机非常坚固耐用，它可以用最低劣的汽油，甚至可以用煤油比例很大的混合油。T型车在全世界备受青睐，它成了便宜和可靠交通的象征。到20年代，全世界一半以上的注册汽车都是福特牌。 由T型车推广开来的创新还有许多，如方向盘左置使乘客出入方便。T型车第一个将发动机汽缸体和曲轴箱做成单一铸件，第一个使用可拿掉的汽缸盖以利检修，第一个大量使用由福特汽车公司自己生产的轻质耐用的钒钢合金。T型车灵巧的“行星”齿轮变速箱让新手也觉得换挡轻松自如。
汽车发动机的发展与新技术分析 【摘要】本文对汽车发动机技术现状进行了概述，并从三缸涡轮增压发动机、柴油发动机配电子涡轮、汽油机这三个方面就汽车发动机新技术做了举例说明。最后对汽车发动机发展新技术做了展望。 【关键词】汽车发动机;发展现状;新技术 一、发动机技术现状 自90年代出现第一台内燃机以来，内燃机作为汽车动力装置已经有一百五十多年的历史了。随着科技的飞速发展，汽车发动机技术经过了三次历史变革。在第一次历史变革中，汽车发动机的燃料由最初的煤气更变为石油燃料（如柴油、煤油、汽油等）;在第二次历史变革中，汽车发动机实现了工业化生产;在第三次历史变革中，汽车发动机与电子技术实现了结合。当前，电子控制技术在汽车发动机中得到了广泛的应用，例如配气机构、燃料供给等。科技的日新月异使得汽车发动机新技术层出不穷。 二、汽车发动机新技术 （一）三缸涡轮增压发动机 1.PSA 1.2THP发动机 在2014年北京车展上，标致汽车展台为大家带来了一个小家伙——1.2THP 发动机。目前该发动机已在神龙集团襄阳发动机工厂生产，未来将在东风标致以及雪铁龙旗下多款车型中应用。 这台1.2THP三缸涡轮增压直喷发动机采用了全铝机身轻量化设计，同时加入了平衡轴设计，降低发动机的整栋以及噪音。最后，凭借涡轮增压、缸内直喷以及进排气门双可变正时技术，使得这台精油1.2L排量的的发动机最大功率达到了100KW，最大扭矩也达到了230Nm.这一数据接近一台1.8L自然吸气发动机的数据了。 在配气方面，1.2THP发动机采用双顶置凸轮轴，并且拥有进排气双连续可变正时技术与涡轮增压相辅相成的还有缸内直喷技术，采用高压油泵将提供200Bar压力的喷油压力。 2.雷诺Energy TCe 90发动机 作为法系车的另一个代表，雷诺在2014年的法国车展上展示了旗下的三缸发动机。雷诺一直是最稳定的引擎供应商，雷诺Energy TCe 90发动机从F1赛场上借鉴了不少经验。
本科课程论文 题目汽车轻量化技术及实现途径课程汽车设计 专业机械制造及其自动化 班级2012级1班 学号 姓名 联系方式 2015年6月26日
目录 摘要： (3) 1.前言 (3) 2.轻量化技术及其发展现状 (3) 3.实现汽车轻量化的主要途径 (4) 3.1合理的结构设计 (4) 3.2使用新型材料 (5) 3.2.1有色合金材料 (6) 3.2.2高强度钢 (7) 3.2.3塑料和复合材料 (7) 3.2.4其他轻量化材料 (8) 4.汽车轻量化发展面临的问题 (8) 5.结论 (9) 参考文献 (9)
汽车轻量化设计技术 *** 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要：本文简要介绍了目前汽车轻量化技术的发展状况,包括轻量化设计概况、各种轻量化材料的性能及运用,阐述了汽车轻量化的实施途径。 关键词：汽车轻量化发展 1.前言 有关研究数据表明, 若汽车整车质量降低10%, 燃油效率可提高6% ~ 8% ; 若滚动阻力减少10%, 燃油效率可提高3% ; 若车桥、变速器等机构的传动效率提高10% , 燃油效率可提高7%。由此可见, 伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30% , 空载情况下, 约70% 的油耗用在车身质量上, 因此车身的轻量化对减轻汽车自重, 提高整车燃料经济性至关重要。同时, 轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻,整个车身会更加稳定; 轻量化材料对冲撞能量的吸收, 又可以有效提高碰撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。 2.轻量化技术及其发展现状 汽车轻量化的技术内涵是:采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计,或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下,尽可能降低汽车产品自身重量,以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。 然而,汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。首先应保持汽车原有的性能不受影响,既要有目标地减轻汽车自身的重量,又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性,同时汽车本身的造价不被提高,以免给客户造成经济上的压力。 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与材料密切相关;另一方面,优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途
学科（车辆）方向讲座报告 题目：智能汽车技术发展及研究现状 姓名： 学号： 专业：车辆工程 任课老师： 2014年6月30日
智能汽车技术发展及研究现状 摘要：智能车辆作为智能交通系统的重要组成部分，能够提高驾驶安全性，大幅改善公路交通效率，降低能源消耗量，该技术的研究日益受到国内外学者的关注。因此，本文综述世界智能车辆行驶安全保障技术研究进展，重点介绍世界主要发达国家智能车辆关键技术的应用和发展计划，分析智能车辆关键技术当前应用现状并展望今后的发展趋势，对我国汽车产业的发展提供前沿资料。 关键字：智能车辆能源消耗安全技术发展计划 1.绪论 智能车辆（Intelligent vehicles）是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的高新技术综合体。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。作为智能交通系统的一个重要组成部分，智能车辆系统利用传感器技术、信号处理技术、通讯技术、计算机技术等，辨识车辆所处的环境和状态，并根据各传感器所得到的信息做出分析和判断，或者给司机发出劝告和报警信息，提请司机注意规避危险；或者在紧急情况下，帮助司机操作车辆（即辅助驾驶系统），防止事故的发生，使车辆进入一个安全的状态；或者代替司机的操作，实现车辆运行的自动化。 智能车辆系统的引入，可以提高交通的安全性和道路的利用率。目前，在汽车、卡车、公交系统、工业及军用等领域，智能车辆系统都得到了应用，而且应用的多样性和领域还在不断增加。可以预言，随着信息采集技术、信息处理技术、系统工程技术等相关技术的研究和发展深入，智能车辆系统将是智能交通系统研究和发展的重要领域。下面就对智能汽车关键技术的发展和研究现状进行综述。 2.世界智能汽车的发展概况 各国在发展智能汽车技术时的侧重点并不完全形同。美国更强调系统的观点，过去的十几年，美国将注意力放在道路上，把数千万美元投入到先进的车路系统上。而日本则关注较近期的应用，将安全保障技术逐步添加到汽车上，使汽车逐步智能化，这样，不管智能公路是否如期建成，都可以逐步提高汽车的安全性，并且给汽车制造商带来丰厚的利润。对美国和日本的智能汽车发展框架进入深入研究会深切体会到这种差别。事实上，在智能汽车关键技术的应用研究领域，世界各国都在投入大量财力和人员进行研究，各国正在实施或已完成的智能车辆研究项目如图1所示。 图1. 世界智能汽车研究项目概况
一、智能网联汽车基本内涵 1）概念层面的理解 ①汽车是指传统意义的汽车，包含今天广义上的新能源汽车； ②网联汽车是指在汽车的基础上，彼此能通信的汽车； ③智能网联汽车是指网联汽车基础上，具备智慧（有学习、判断、决策）能力的汽车。 理解： ①汽车还是汽车，这是没有改变的部分； ②智能网联汽车是新时代的汽车，这是变的部分。 ③传统汽车由人驾驶，彼此之间没有“会话”（通信）功能，更没有判断（决策）能力。 2）术语层面的表述 智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置（注：硬件系统），并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享（注：对外通信系统），具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能（注：软件系统），可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车（注：功能）。 理解： ①智能网联汽车由软件和硬件两部分组成， i）硬件细分3个部分：传感器、控制器、执行器等装置； ii）软件：在现代通信与网络技术的支持下，具有环境感知、智能决策、协同控制等功能； ②发展智能网联汽车最终目的是：实现替代人工操作的新一代汽车； ③发展智能网联汽车的基本要求：安全、高效、舒适、节能 二、智能网联汽车概念的位置关系 智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通等概念间的相互关系，如图 1 所示。智能汽车隶属于智能交通，智能网联汽车是智能交通与车联网的交集。
图1 智能网联汽车是智能交通与车联网的交集 理解： ①智能网联汽车、智能汽车与车联网、智能交通是4个概念，不能混淆； ②智能交通是一个种概念，智能汽车、智能网联汽车是智能交通2个属概念， ③智能交通与车联网彼此之间有交集，这个部分是智能网联汽车。 三、发展智能网联汽车的时代意义 ①智能网联汽车是国际公认的是未来的发展方向； ②智能网联汽车的初级阶段，有助于减少30% 左右的交通事故，交通效率提升10%，油耗与排放分别降低5%； ③智能网联汽车的终极阶段，完全避免交通事故，提升交通效率30% 以上，并最终能把人从枯燥的驾驶任务中解放出来。 一句话，智能网联汽车可以提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行方式。 四、智能网联汽车4个发展阶段及技术特点 1）自主式驾驶辅助阶段及技术特点 自主式驾驶辅助系统是指依靠车载传感系统进行环境感知并对驾驶员进行驾驶操作辅助的系统。 （1）技术特点： 环境感知，运用传感系统技术是主要技术特点。 （2）技术分类： 有预警系统与控制系统两大类。 ①预警系统细分： i）前向碰撞预警（Forward Collision Warning，FCW）；ii）车道偏离预警（Lane Departure Warning，LDW）；iii）盲区预警（Blind Spot Detection，BSD）；iv）驾驶员疲劳预警（Driver Fatigue Warning，DFW）；v）全景环视（Top View System，TVS）；vi）胎压监测（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）等6大系统； ②控制类系统有： i）车道保持系统（Lane Keeping System，LKS）；ii）自动泊车辅助（Auto Parking System，APS）；iii）自动紧急刹车（Auto Emergency Braking，AEB）；iv）自适应巡航（Adaptive Cruise Control，ACC）等4大系统。
综 述 汽车转向系统的技术发展趋势 武汉理工大学机电学院 赵 燕 周 斌 张仲甫 [摘要]多年来,转向系统经历了从舒适性到安全性再到环保性的演变。本文简要回顾了转向系统的技术发展趋势以及对其未来发展的预测。 关键词: 转向系统 电动转向器 1 概述 汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。其作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向,并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时,能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。因此,转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。以往转向器的生产厂商主要在质量、价格、舒适性及其他因素之间寻找平衡点,而且将改进汽车的舒适性、易操作性和安全性作为转向器的发展方向。然而,随着全球汽车总量的不断增加,汽车技术的发展在给人们带来便利和舒适的生活方式的同时,也导致了对环境的破坏。在21世纪,汽车技术的发展必须全方位考虑环保的问题。在此情况下,对转向系统的大量需求不仅仅是针对性能的改善,还应对更高层次的安全及环保要求采取相应的对策。本文展示了转向系统相关的技术趋势,包括当前的成果及对未来的展望。 2 汽车转向系统的发展概况 2.1 汽车的产品数量 汽车是在一个世纪前出现的,大规模的汽车制造可以远溯到1911年。相关技术的发展及二次世界大战中的技术更新促进了汽车工业的发展和进步。今天,汽车工业在世界上大部分国家的经济中起到了中心作用。1999年,全球轿车的总产量大约为3866万辆,比1998年增加大约2.2%;2000年世界汽车产量达5733万辆,比1999年增长2.8%[1],创历史新纪录。汽车生产大国日本在1999年生产了810万辆汽车,比1998年增加了0.6%[2]。由于中国及其他亚洲国家汽车市场的扩大,这种增长趋势还会持续下去。1992～2001年的10年里,我国汽车产量平均年增长15%,是同期世界汽车年均增长率的10倍。2000年我国生产汽车206.82万辆。2002年1～9月我国国产汽车实现销售237.11万辆,销售拉动生产,1～9月累计生产汽车234.15万辆,年底突破300万辆已胜券在握。我国“十五”计划的最后一年即2005年,汽车产量的预期目标是320万辆,其中轿车为110万辆[3]。然而,这种增长也具有负面影响,那就是会导致空气污染和其他负面的社会和环保问题。因此,随着汽车产量的增加,人们对具有更高水平的环保、节能、安全性的转向系统及其他汽车零部件的需求会越来越大。 2.2 转向系统的技术状况 对转向系统产品的需求随着汽车化的提高而发生着变化。最初驾驶员们只希望比较容易地操纵转向系统,而后则追求在高速行驶时的稳定性、舒适性和良好的操纵感。动力助力转向器系统应运而生。 在上世纪50年代,通用汽车公司推出循环球式液压动力转向系统。由油泵产生的液压力帮助驾驶员克服负载施加在转向系统上的操纵阻力。在过去的50年里,转向系统主要使用液压力来帮助驾驶员操纵汽车。汽车厂家已经为不同尺寸、不同质量、不同类型的汽车——从经济型到大的运动型汽车及大货车的液力和电液动力转向系统做了超凡的工作,使之成为当今动力转向系统的主力。 上世纪80年代出现的电动转向系统(EPS)则为动力转向器增添了新品种。EPS不仅可以提供汽车在高 ? 22 ?汽车研究与开发
汽车轻量化设计研究 企业产业发展的主要方向就是汽车轻量化，也是一个汽车厂商是否拥有先进技术的主要标志。我国汽车制造业很早已经把轻量化作为发展课题，如今面对逐渐提高的环保要求以及不断上涨的原材料价格，积极发展汽车灯具轻量化已经显得至关重要。文章主要分析了汽车轻量化设计的现状和意义，汽车灯具轻量化设计应用，汽车轻量化技术的应用前景。 标签：汽车轻量化；设计；发展 1 汽车轻量化设计的现状和意义 在世界经济领域与人们现实生活中企业的地位毋庸置疑，其发展的重要方向是舒适、安全、低成本、节能和智能化等，随着不断提高的社会文明程度以及日益紧张的不可再生资源，最大程度降低材料用量以及控制尾气污染，这些都是汽车行业需要面对的挑战。相关资料表示，每次减少10%的汽车质量，可以节省6-8%的油耗。世界主要汽车生产国都在严格执行排放标准。我国北京也把汽车尾气排放强制执行欧洲三级标准。 控制节省车体质量，也就是轻量化设计这一主要问题，不仅可以减少材料消耗，还可以降低排放尾气量，这已经成为全球汽车行业的共识，已经得到了巨大的成绩。同时加入WTO以后，对轻量化设计的大量应用，提高了我国汽车综合水平，成功接轨于世界标准，对于提升我国汽车行业国际竞争起到重要作用。 2 汽车灯具轻量化设计应用 2.1 替代材料 20世纪80年代，由于能源危机造成的影响，日本提出了汽车轻量化设计，设计出对能耗与原材料有效节省的新车型。汽车灯具选择注塑材料制作，提出了与灯具大型注塑件相适合的制造技术，有效节省了手工操作所需的成本，进一步提升了企业灯具轻量化设计水平。车灯具体能够划分为前照灯、后车灯、转向灯、雾灯等。PC由于具有较强的抗冲击能力要相当于250倍的无机玻璃，相当于30倍的聚甲基丙烯酸甲酯板材，最早代替剥离在前灯外罩中应用，由于利用PC制作外罩，造成灯体利用改性聚丙烯，灯罩与灯体一般利用粘胶粘接式进行装配。此外，车灯造型中装饰功能是主要部分，PC拥有极好的光学与着色性能，可以制作车内装饰条对车灯进行点缀和装饰。一般利用透明有色的PC制作装饰条，可以选择辅助喷底漆突出其颜色，也可以同构镀铝方式对金属色积极改变和装饰；装饰圈通常利用镀铝方式改变金属色在照明灯外实施包嵌；灯具中反射镜是主要的零部件，从前都是利用压铸件镀铝进行制作，目前全部应用PC注塑镀铝，降低了质量，也对工艺进行了简化。灯具中一般是没有办法改变灯泡的发光颜色的，而指示灯全部是发出颜色的灯光，因此，利用内配光镜的颜色对整灯光颜色进行调整，通常有色透明PC的颜色包括红、黄、绿和蓝。
【摘要】新能源汽车由于其具有环境友好、可持续发展等特点受到了各国政府及研究者的广泛关注。本文总结了美国、日本等学者都对新能源汽车产业的发展及相应政策做的研究分析，同时总结了我国学者对中国新能源汽车产业发展及问题、相关产业政策和消费者市场等方面的相关文献进行了综述，旨在为进一步的研究有所启示和帮助。 【关键词】新能源汽车文献综述消费者市场 新能源汽车产业的发展对我国汽车产业的升级、减少环境污染和节约能源起到了决定性的作用。近几年，我国政府开始大力支持和推广新能源汽车产业，制定了一系列产业政策、消费政策、税收政策等，引起了学者们的广泛专注，引发了巨大的投资浪潮，极大地促进了新能源汽车产业的发展。目前我国关于新能源汽车方面的研究还相对较少，研究领域也相对有限，本文通过对比总结国内外新能源汽车的相关研究，对我国目前新能源汽车产业及消费者市场等方面问题的研究情况进行综述。 一、国外新能源汽车的相关研究 新能源汽车是低碳的必然选择，也是汽车产业的发展趋势。新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家制定的战略及相关扶持政策。美国、日本等发达国家对新能源汽车的发展高度重视，通过财政支持、税收优惠等手段来支持新能源汽车的开发和发展，并取得了成就。国外在新能源汽车产业的研究通常在政府引领下联合大学、研究机构及企业共同展开，主要关注新能源开发技术、产业化、市场化等相关理论的研究，对于新能源汽车的研究成功也主要集中在美国、日本和欧洲等国的研究。 美国对新能源汽车产业的研究主要集中在产业理论与政策，并主要针对电池汽车和氢能源汽车。John R.Wilson和Griffin Burgh（2003）在氢能源研究报告中分析了氢能源在美国能源独立和安全方面的作用，但是他们指出大规模利用将会面临技术、热动力损失、规模和安全等多方面的问题，同时氢能源配套技术和基础设施的发展严重滞后于氢燃料汽车技术，所以美国想要进一步发展氢能源还需要克服很多技术上和经济上的困难。Amble（2011）较全面地研究了近年来美国新能源汽车的发展趋势及政府为保障新能源汽车发展所形成的政策法律体系。在此基础上，提出在世界范围内发展新能源汽车须建立统一的生产、安全国际标准体系。2013年美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal所说，氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战，基础设施是关键，但政府目前还不打算拨款修建加氢站。 日本主要致力于混合动力汽车和研发和产业化推广。其中有日本学者Max Ahman（2004）重点研究在新能源汽车的研发与发展中日本政府所产生影响，以及在政府支持计划中技术灵活性的重要性，还介绍了日本政府为促进新能源汽车产业的发展所出台的一些综合政策。Yoichi Kaya（2006）实例验证了氢能及其燃料电池的能源利用率和无污染性，指出氢能源引用推广的关键是提高能源转化技术水平、提高燃料效率和加强相关基础设施建设。HasishiIshitani（2007）在概括了日本新能源已有产业政策深入探讨了未来纯电动和燃料汽车的技术研发格局和发展方向。Masonori Mond（2007）证实了氢能源环保性能的高效性，阐述了日本氢能加气站的建设运营状况，并提出了日本下个阶段大力发展氢能和燃气电池等基础设施的建议。井志忠（2007）对日本新能源产业的发展模式进行研究，总结了日本新能源产业发展的动因、政策扶持体系和官产学一体化的研发与应用格局。 二、中国新能源汽车产业发展及问题相关研究 我国新能源汽车产业始于21世纪初，2001年我国启动了“863”计划后形成了“三纵三横”的开发布局。2010年，我国新能源汽车的发展基本上紧随世界发展潮流，新能源汽车产业被定为七大战略性新兴产业之一。针对于新能源汽车的产业发展，程振彪（2010）认为我国新能源汽车和国际相比有着自己的优势部分，如新能源公交车。杨萍、易克传（2011）指出总体来说我国新能源汽车产业的发展基础较好，市场前景广阔，但也需要在各个方面加以努力促进新能源汽车产业的发展。目前我国的新能源汽车产业发展中整车企业和关键零部件企
汽车发动机的发展史发动机，汽车中最重要的部分，可以说没有发动机的存在，就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏，为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞做功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力，无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上，于1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。 1892 年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机(即柴油机)，实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。1956年，德国人汪克尔发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。 1926 年，瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50 年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。 1967 年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统，开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management System，EMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。 1971年，第一台热气发动机——斯特林机的公共汽车已开始运行。1972年，日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧的发动机的西维克牌轿车，打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。这种发动机是在普通发动机燃烧室的顶部加上一个槌状体的副燃烧室，先将这处副燃烧室中较浓
浅谈汽车新技术的发展趋势
浅谈汽车新技术的发展趋势 摘要:近年来随着全球汽车工业的飞速发展，计算机、电子等学科领域的先进技术在车辆上开始大量应用，汽车的功能和性能日益提高,世界各大汽车公司都争相采用新技术、新理论研制各种高性能、安全、环保车,使得汽车产品不断更新换代,进一步满足消费者的需求。本文是对近年来汽车新技术发展现状进行的分析,进而达到推广和普及新技术的目的。 关键词:汽车新技术发展 近年来，汽车新技术的发展可谓是日新月异，各种概念车和新型汽车如雨后春笋般出现在各大车展上，由车展我们也可窥见今后汽车技术的将会向安全、节能、环保等方面发展。 一、汽车安全技术将更加完善 汽车安全技术涉及的范围越来越广,越来越细,但任何单一技术都或多或少存在不尽人意之处,而且仅仅依靠某一项技术已很难使汽车整体安全性能 得到很大提高。因此,如何提高汽车安全性,满足人们对汽车安全性能越来越高的需求变得越来越急迫。驾驶汽车,首先要确保行车安全；另外要不断完善各项单一技术本身，还要搞好各项单一技术之间的协同，这一点更重要，它直接影响到第一项工作的最终成败。所以今后的汽车安全技术是越来越集成化,智能化,系统化的。[1] 1.1车辆动力学控制 车辆动力学控制(Vehicle Dynamics Cotrol)的缩写是VDC，该系统的作用是保持汽车在行驶(包括制动和驱动)时的稳定性。传统的ABS(防抱死制动系统)和TCS(牵引控制系统)主要是对车轮上的制动力和驱动力进行控制，防
止车轮出现过大的纵向滑移率，以获得最大的附着力，既可产生最大的减(加)速度，又可防止出现侧滑。车辆动力学控制系统虽然也是控制车轮的制动力与驱动力，但它们与ABS/TCS有很大的不同，其主要表现是可实现左右纵向力的差动控制，以直接对汽车提供横摆力矩，抵消汽车的不稳定运动(如在滑路上甩尾时的矫正作用)。该系统通过在汽车上安装的各种传感器，检测到汽车的速度、角速度、转向盘转角以及其它的汽车运动姿态，根据需要主动地对某侧车轮进行制动，来改变汽车的运动状态，使汽车达到最佳的行驶状态和操纵性能，增加了车轮的附着性和汽车的操纵性和稳定性。 1.2智能速度控制系统 汽车智能速度控制系统的功用是在某些特殊路段或特殊行驶条件下对车速进行强制限制。汽车智能速度控制系统主要由电子控制单元和执行器组成。该控制系统工作时，需首先设定限制速度。例如某区域的限速为80km/h，我们可以将该速度设定为限速值。当车速未达到80km/h时，汽车智能速度控制系统不起作用。当车速接近80km/h时，电子控制单元启动执行器，限制加速踏板的行程，使汽车不能继续加速。当车速低于80km/h时，电子控制单元解除对执行器的控制，驾驶员又可以自由地踏下加速踏板使汽车加速。智能速度控制系统限速值的设定，可以用选择开关设定，也可以通过接受无线信号设定(即接收道路速度无线信号切换或电子地图信号切换) ：可以只设定一个值，也可以根据不同的路况，有多个挡位供设定。智能速度控制系统为智能化交通奠定了基础。例如在高速公路上设置限速无线信号发射系统，交通管理部门就可以根据气候条件和路面情况及时调整限制车速，让道路更加安全畅通。
汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径 作者：SKP资讯中心整理来源：上海汽车》2007年第6期热度：506 前言 有关研究数据表明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%～8%；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10%，燃油效率可提高7%。由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定；轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。 1、轻量化技术及其发展现状 汽车轻量化的技术内涵是：采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。 然而，汽车轻量化绝非是简单地将其小型化。首先应保持汽车原有的性能不受影响，既要有目标地减轻汽车自身的重量，又要保证汽车行驶的安全性、耐撞性、抗振性及舒适性，同时汽车本身的造价不被提高，以免给客户造成经济上的压力。 汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。一方面汽车轻量化与材料密切相关；另一方面，优化汽车结构设计也是实现汽车轻量化的有效途径。 与汽车自身质量下降相对应，汽车轻量化技术不断发展，主要表现在： (1)轻质材料的使用量不断攀升，铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多； (2)结构优化和零部件的模块化设计水平不断提高，如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，计算机辅助集成技术和结构分析等技术也有所发展； (3)汽车轻量化促使汽车制造业在成形方法和联接技术上不断创新。 目前，国内汽车轻量化材料正在加速发展，新型智能材料逐渐在汽车制造中得到应用。车用高性能钢板、镁合金已在汽车上有所应用。如上海大众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金。随着镁合金材料的技术进步及其抗蠕变性能的进一步改善，自动变速器壳体以及发动机曲轴箱亦适合改用镁材料制造。若曲轴箱由铝改为镁，则可减轻30%左右。 传统的轿车车身结构是钢车身，现今也越来越多地采用高强度钢、精练钢、铝合金和夹层
汽车发动机发展史 汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步显得更受关注。如今介绍一辆汽车的发动机时：可变气门正时技术，双顶置凸轮轴技术，缸内直喷技术，VCM汽缸管理技术，涡轮增压技术，等等都已经运用的相当广泛；在用料上也是往轻量化的方向发展：全铝发动机目前的应用已经非常广泛；汽车的污染也是不可避免，于是新能源技术，包括柴油机的高压共轨，燃料电池，混合动力，纯电动，生物燃料技术也已经有普及的趋向，但回顾一下发动机的历史或许更能理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。 十佳发动机VQ35 汽车技术的迅猛发展从我国的汽车教材也能看出端倪：新技术的发展已经让汽车教材难以跟上步伐！如今大部分汽车教材还是以东风汽车的发动机来作为范例，而东风发动机还是带化油器的老式发动机，与如今全电子化的发动机简直就隔了几个世纪。 回到汽车的起步阶段，那时的汽车被马车嘲笑，污染严重，但起步的意义却非同寻常。 汽油机之前的摸索阶段
18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。 蒸汽机汽车 1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。 N.J.Cugnot 1867年，德国人奥托（Nicolaus August Otto）受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。 1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。
收稿日期：2009-08-02 作者简介：高成（1937-），男，陕西人，教授级高工，主要从事汽车电子发展方向的评估和规划． 未来20年汽车电子技术发展趋势 高 成1，邱 浩2 （1. 深圳市航盛电子股份有限公司，广东 深圳； 2. 深圳职业技术学院 汽车与交通学院，广东 深圳 518055） 摘 要：安全性、节能、减排和舒适娱乐性是汽车电子未来发展的主要方向，全球各大汽车电子研发团队争相加大对这4个方面的研发力度．本文介绍了全球最具影响力的来自欧洲、美洲和亚洲的6个专业汽车电子研发公司的最新研究进展，主要集中在汽车安全、动力性、环保、车载通讯、信息娱乐、半导体技术和微控制器的开发上．分析结果表明，未来20年内汽车电子工业发展的重点将转移到第三世界国家，汽车性能的提高更多地依赖于电子技术的提升，电动汽车将不可阻挡地占据重要地位． 关键词：汽车电子；安全；环保；半导体 中图分类号：TK9；TN3 文献标识码：A 文章编号：1672-0318（2010）01-0033-07 在过去10年里，汽车工业发生了2个显著变化，一是增长的基点正在从经欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移[1]．数据显示，2007-2012年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的89%；二是在市场成熟的欧美国家，汽车的性能的提高更多地依赖于电子技术．有研究表明，1989年至2010年，电子设备在整车制造成本所占比例，由16%增至40%以上．目前每部新车的IC 成本约在310美元左右，估计到2015年将增长到400美元左右．无论是市场重心向发展中国家转移，还是技术重心向电子技术倾斜，都将势必影响到汽车电子发展的方向[2]．而且，其技术本身也将面临着来自性能、安全以及环保法规多方面的苛刻要求．今后10年，电子技术在汽车工业中扮演着多大的作用，它又应该如何承担起汽车电子化的重任？本文就全球一些专业的汽车主体厂商和零配件厂商进行专业分析，展望未来20年汽车电子方向的发展趋势． 1 德尔福：绿色、安全和通讯是 汽车电子的未来 德尔福通过对推动全世界新技术、产品和市 场发展的全球趋势全面的调查和研究，发现汽车电子行业的未来就是绿色性环保性、安全性和连通通讯． （1）环保型．全球汽车行业最主要的发展趋势就是倾向于发展高效燃料、低碳排放量的发动机[3]．目前有许多选择方案，其一就是先进的柴油发动机和电子控制系统，在公路驾驶时，其燃料经济性比汽油发动机提高30%~40%；其二就是电动动力系统或混合动力汽车（HEV ）．混合动力汽车技术应用有许多结构，但都涉及一个小型电池组、一个电子控制器及一个可以使汽车发动机在停车时自动关闭并在发动机自动重起前对汽车进行再次电动加速的电动机．混合动力汽车系统可以提高汽车的燃油经济性达30%~40%，并降低碳排放达60%．纯电动汽车的研发工作仍在继续，而且范围已拓展至电动汽车或插入式混合动力汽车．这些汽车采用更大的电池组，可以在纯电动驱动的情况下，行驶更长的距离．最后，供应商和汽车制造商正在开发气缸压力传感和均质充量压燃燃烧（HCCI ）等系统，以在经济性和汽油发动机排放方面取得更大的进展．所有这些动力系统的创新技术都将在未来的5~15年里为全世界的汽车增加大量电子内容． （2）安全性．汽车电子发展的第二大趋势是安 2010年第1期 Journal of Shenzhen Polytechnic No.1, 2010 深圳职业技术学院学报
汽车轻量化技术分析 一、汽车轻量化技术发展的背景及意义： 现阶段，汽车工业的发展面临着三大严峻问题：即油耗、环保和安全，轻量化、环保回收及节约能源已成为全球汽车工业的发展趋势。针对此类问题，各国纷纷开始重视能源和环保议题制定了相应的法规，并提出了有效的改进措施。轻量化技术通过降低自身质量从而达到降低油耗、减少排放的目的。 有关研究数据表明，若汽车整车质量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，；若滚动阻力减少10%，燃油效率可提高3%；若车桥、变速器等机构的传动效率提高10% ，燃油效率可提高7%。此外，车辆每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km。 由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放、实现我国汽车工业可持续发展十分重要。汽车车身约占汽车总质量的30%，空载情况下，约70%的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定，轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。正是出于对减少能源消耗、减少污染物排放等目的，汽车轻量化技术一直以来成为科研、汽车生产制造等重点探索方向。无论是对于传统动力汽车，还是新能源汽车，轻量化所带来的经济效益和社会效益都相当可观。目前，在汽车轻量化领域，正呈现技术、工艺和材料等多方发力局面。 二、汽车轻量化的含义：
汽车轻量化是在满足汽车使用要求、安全性和成本控制要求的条件下，将结构轻量化设计技术与多种轻量化材料、轻量化制造技术集成应用实现的产品减重。以上是世界汽车产业对汽车轻量化的普遍共识与认识。但在实现汽车轻量化的同时，一个非常重要的前提是：不能以牺牲车辆安全性和NVH（噪音、振动、平顺性）为代价，汽车轻量化必须在预定整车减重目标、整车成本控制目标、安全性目标和NVH 控制水平的全面约束下进行。 汽车轻量化并不是简单地以缩小汽车的体积或者减轻汽车的质量来衡量。汽车的安全性、稳定性、舒适性和耐撞性等与汽车的质量有直接关系，所以，还需要考虑其经济合理性，毕竟车属于商品，要让消费者接受它的价格。 （1）对于已有的功能可满足要求的汽车，轻量化的设计是降低重量而保持原功能不变，其轻量化的效果是直接的减重； （2）现有功能尚不能全部满足要求或需要提升的汽车，轻量化设计是完善功能而保持质量不变； （3）既要提高改进性能，同时也使汽车减重。正因如此，汽车轻量化设计实际上是功能改进，质量降低，结构优化和合理价格的结合。 三、汽车轻量化技术的发展历史与现状： 汽车结构的创新化设计和特殊材料的使用是汽车轻量化技术的重要组成部分。如果汽车车身结构设计合理，不仅可以减少材料的使用量，还能达到轻量化的目的。要想实现汽车轻量化，车身材料是非常重要的。相关研究表明，汽车轻量化技术主要可以分为以下四个方面： ①轻量化材料：实现汽车轻量化必须集成利用多种新材料和相关应用技术。目前，汽车轻量化材料使用的主要是高强度钢，其次是铝镁合金、复合材料及塑料。其中，高强材料主要用于降低钢板厚
汽车前沿技术及其市场发展趋势.txt等待太久得来的东西多半已经不是当初自己想要的了。一层秋雨一阵凉，一瓣落花一脉香，一样流年自难忘，一把闲愁无处藏。幸福生活九字经：有希望，有事干，有人爱。女人和女人做朋友，要之以绿叶的姿态，同时也要暗藏红花的心机。本文由棋子逃至1987贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 世界汽车前沿技术及其市场发展趋势 21 世纪的头 10 年将是世界汽车技术发展迅猛的 10 年，估计有 42 个汽车(部件或系统)模块， 50 种制造工艺(技术)和 20 余种(组)材料将获得重大或突破性技术创新成果。(关注：股市机会流向五大热点板块！ ) 促使汽车工业发生重大变革的因素除了成本和市场竞争压力外，就是用户对汽车产品的安全性、舒适性和个性化提出的越来越高的要求.另外，社会对环保也更加关注，现有的原材料资源日益匮乏和与此有关的越来越严格的法规要求，对这种变革也产生了重要影响。 1 四大领域技术及市场展望 1.1 新型动力及代用燃料汽车在新世纪头 10 年末期上市的汽车，由于装用了新型动力系统和废气净化装置，其噪声值要比现今的车约低 30%，汽车百公里油耗平均下降 15%，废气排放也将大幅度减少。 2010 至年，目前许多人看好的燃料电池汽车，包括各种代用燃料汽车(例如燃气汽车)等的市场份额将达 10%左右，即每年的销售规模为 500 万—600 万辆。(剖析主流资金真实目的，发现最佳获利机会！) 1.2 电子技术成为汽车核心技术现在，电子装备及其软件价值平均已占世界汽车生产成本的 22%(约为 2250 欧元／辆)，至 2010 年，该比例将上升 55535%(约为 3870 欧元／辆)。届时，世界汽车电子市场的年销售额规模将达到 2600 亿欧元，与现在相比增长 115%。由于汽车电子化的推动，2010 年前后，几乎所有的汽车(部件或系统)模块都将实现智能化。到 2010 年，世界汽车软件的市场销售规模将达到 1000 多亿欧元。不同的总线系统，操作控制系统通过软件不仅能相互联成一体，而且可实现智能化。 1.3 汽车制造领域的新进展今后，在汽车车身制造领域长期广为流行的模块式技术将淘汰。新的轻量化材料(诸如高强度钢，金属泡沫材料，镁，铝和陶瓷材料等)将得到更广泛的应用和普及。至 2010 年，世界汽车整车整备质量平均将减少 17%(即质量减小 250kg)。 1.4 汽车制造装备市场的结构变化至 2010 年，汽车工业对机器设备和模具(工具，工装等)的需求量将比现在增长10%左右。据预测，至 2010 年，汽车制造业对压铸设备的需求量将增长 10%；对纤维复合材料压制设备的需求量增长 15%；对工作压力较低的挤(或冲)压机的需求量减少 5%；对工作压力较高的挤(或冲)压机的需求量增长 6%；对液压成型设备的需求量增长 5%；对压制模具(工具)的 1 需求量增长 26%；在机械及切割领域，对多工位自动加工设备的需求量下降 5%，对磨削机床的需求量下降 15%，对齿轮加工设备的需求量下降 10%，对珩磨机的需求量下降 20%，而对加工中心的需求量增长 2%，对硬车削和硬铣削车床的需求量增长 18%，对激光束切削机床的需求量增长 30%，对激光精密加工设备的需求量增长 34%；在部件联接／装配领域，对点焊设备的需求量将下降 20%，对机器人自动化装置的需求量增长 5%，对粘贴设备的需求量增长 28%，对激光焊接设备的需求量增长 36%；在表面处理领域，对检测设备的需求量增长 5%，对油漆设备的需求量增长 8%。从以上汽车制造领域对不同设备的需求发展趋势中，亦可看出未来汽车制造技术的若干发展趋势。未来生物工程技术在汽车油漆领域也将得到应用，并引起一些革命性变化。 2 新技术新产品的应用状况 2.1 新共轨直喷柴油系统目前博世开发的第 3 代共轨直喷柴油系统已经上市。这种共轨直喷柴油系统的喷射压力可达到180MPa，而且由于采用了新型喷油器，该系统可以进行多点喷射。在该技术的应用方面，德尔福在 2002 年初已经将其生产的喷射压力为 140MPa 的共轨直喷柴油系统装在福特Fcous 轿车上。西门子开始为标致 307 型轿车供应类似的系统。 2004 从年起，