1 汽车发展简史―现代汽车工程技术三大主题

现代汽车工程技术三大主题安全、环保和节能概论授课教师：王刚授课时间：周一晚授课地点：1217教室联系邮箱：[e-mail]现代汽车工程技术三大主题—安全、环保和节能概论授课安排课程主要围绕汽车的“安全、节能、环保”三大主题进行讲授。节次授课时间授课内容课时数授课方式13.10汽车发展简史2理论讲授23.17汽车基本结构2理论讲授33.24汽车主动安全技术2理论讲授43.31汽车被动安全技术2理论讲授54.07汽车安全新技术2理论讲授64.14汽车安全评价体系2理论讲授74.21纯电动汽车2理论讲授84.28混合动力汽车2理论讲授95.05燃料电池汽车与替代燃料汽车2理论讲授105.12发动机节能技术2理论讲授115.19汽车使用节能技术2理论讲授125.26理论考试2理论讲授参考教材《汽车安全、节能与环保》、《现代汽车安全技术》、《汽车环保技术》《新能源汽车》等相关书籍考核方式1）日常考核（20%）——出勤，提问，课后作业等2）理论考试（80%）——试卷考试考试方式纸质试卷，开卷考试范围无范围，可参照每节课后布置的作业题现代汽车工程技术三大主题—安全、环保和节能概论现代汽车工程技术三大主题—安全、环保和节能概论汽车的定义汽车：由动力装置（主要是内燃发动机）驱动，具有四个或四个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车的主要用途汽车的主要用途：运输—载送人员和（或）货物，或者牵引—载送人员（或）货物的车辆。现代汽车工程技术三大主题—安全、环保和节能概论古代交通运输方式的变革汽车发展简史手拿、肩扛借助牲畜橇的使用利用滚木车轮的发明马车马车为汽车的产生奠定了前提条件滚木运输是轮式运输的雏形瓦特在改良蒸汽机瓦特的蒸汽机模型汽车的产生和发展---汽车早期探索时期汽车早期探索时期（1）蒸汽机的发明1712年，英国人托马斯·纽科门发明了蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机。1763年，木匠出身的詹姆斯·瓦特（吉姆斯·瓦特）改良了纽科门蒸汽机。1769年，瓦特与博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机。1774年11月，二人制造了真正意义的蒸汽机。蒸汽机的发明推动了机械工业的发展，并为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。汽车发展简史第一辆蒸汽汽车（2）蒸汽汽车的诞生第一辆蒸汽汽车——1769年，法国的炮兵工程师，尼古拉斯·古诺将蒸汽机装在一辆木制的三轮车上。世界上第一起汽车事故——1770年，古诺的第二辆蒸汽汽车在试车时，由于操纵失灵，撞到兵工厂的墙上，弄得支离破碎，面目全非。古诺的蒸汽汽车性能——时速9.5km/h，牵引4-5吨的货物。第一起汽车交通事故汽车早期探索时期汽车发展简史蒸汽汽车是古代交通运输（以人、畜为动力）与近代交通运输（动力机械驱动）的分水岭，具有划时代的意义。蒸汽公共汽车蒸汽动力时代汽车发展简史蒸汽公共汽车蒸汽轮船蒸汽火车头（3）电动汽车的诞生第一辆电动汽车——1881年，法国工程师古斯塔夫·特鲁夫，将铅酸电池装在三轮车上。第一辆一次电池的电动汽车——1873年，英国人罗伯特·戴维森（RobertDavidsson）用一次电池作动力，成为世界上最初可供实用的电动汽车。第一辆时速过百的电动汽车——时速105.8km/h，1899年，由比利时卡米乐·杰纳茨(CamilleJenatzy)设计的电动汽车创造。汽车早期探索时期汽车发展简史1885~1915年，由于车用内燃机技术还相当落后，行驶里程短，故障多，维修困难，远远不及电动车，因此电汽动车在这一时期被普遍认可，是电动汽车的黄金时期。汽车发展简史在19世纪末20世纪，经济繁荣的美国的电动车销量远远超过其它动力的汽车。电动汽车没有震动，没有难闻的废气，也没有汽油机巨大的噪音。汽油机汽车需要换挡，电动车不需要切换挡位。虽然蒸汽机汽车也不需要换挡，但蒸汽机汽车加一次水的续航里程，相比电动车单次充电的续航里程更短。由于当时只有城市中才拥有良好路面，大部分时候汽车都只能在本地使用，因此电动车续航里程短的问题并没有成为阻碍其发展的原因。在世纪之交，有40%的美国汽车采用蒸汽机，38%的汽车采用电力驱动，22%的汽车使用汽油动力。美国的电动车保有量达到33842辆，电动车在19世纪20年代大获成功，销量在1912年达到了顶峰。在以后的20年间，但无论是电动汽车还是蒸汽汽车，最后都在竞争中让位于后起之秀—内燃机汽车。其主要原因：内燃机技术的不断进步和成熟，公路建设的完善，电动汽车一次充电的续驶里程太短，而且蓄电池的质量和体积都很大。蒸汽汽车存在给水繁琐，起动时为达到必要的蒸汽压力所需时间太长以及存在安全性和公害方面的缺陷等。（4）实用内燃机的发明第一台实用的煤气内燃机（汽油机的雏形）——1876年，德国工程师，尼古拉斯·奥托，试制出奥托内燃机（实用的活塞式四冲程煤气内燃机）。后来，人们一直将四冲程循环称为奥托循环，奥托以内燃机奠基人载入史册。内燃机发明为汽车的发明奠定了基础。第一台柴油内燃机——1892年，德国工程师，鲁道夫·狄塞尔，试制出狄塞尔发动机（柴油动力压燃式发动机）。狄塞尔发明的柴油机，在汽车、船舶和整个工业领域得到越来越广泛的发展。汽车发展简史尼古拉斯·奥托和发明的内燃机鲁道夫·狄塞尔发明的内燃机（1）近代汽车的发明第一辆汽车发明——1885年，德国工程师，卡尔•本茨一个内燃机和加速器安装在一辆三轮马车上。现代汽车诞生日——1886年1月29日德国曼海姆专利局批准卡尔•本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天为现代汽车诞生日。第一位试车员——卡尔•本茨的夫人，曼海姆出发—维斯洛赫—普福尔茨海姆，144km第一个汽车加油站——维斯洛赫。汽车发展简史第一辆汽车和其专利证书近代汽车的诞生与发展第一辆四轮汽车——1886年，德国工程师，哥特里布·戴姆勒，将汽油发动机装在了四轮马车上。这辆车被公认为是世界上第一辆以汽油发动机驱动的四轮汽车。第一辆摩托车——1885年，戴姆勒，将单缸发动机装到自行车上。装有汽油机的四轮汽车哥特里布·戴姆勒第一辆摩托车汽车发展简史（2）汽车的发展完善德国人发明了汽车，但在促进汽车初期发展方面作出贡献最多的却是法国人。1888年，法国，标致汽车公司成立，次年研制成功齿轮变速器、差速器；1891年，法国，首次采用前置发动机后轮驱动，开发出摩擦片式离合器；1895年，法国，米其林兄弟开发出充气式橡胶轮胎；1898年，法国，雷诺发明汽车传动轴，采用箱式变速器、万向节传动轴和齿轮主减速器；1902年，法国，发明的狄第安后桥半独立悬架；1913年，法国，发明人字型齿轮；1893年，德国，发明了化油器；1896年，英国，采用石棉制动片和转向盘；1901年，德国，迈巴赫发明了蜂窝状的冷却水箱；1917年，美国，凯迪拉克公司研制了第一个电起动器；1929年，美国，凯迪拉克公司首先研制出同步器；1919年，法国，海斯柏诺-索扎公司制成四轮鼓式制动器，用脚踏板统一控制的；1921年，美国，杜森伯格公司推出了液压助力器，以后又出现了气动助力制动器；汽车发展简史福特T型走进千家万户（1）汽车的第一次变革——流水线的大批量生产背景：汽车的发明始于欧洲，但早期欧洲的汽车并不属于普通大众，汽车只是有钱人家的玩物，是件奢侈品，普通百姓根本没有接近的机会。福特T型车——为制造理想的大众化汽车，1908年福特公司推出T型车。T型车的出现，使汽车退出“LV的队伍”，成为大众化的商品，在长达20年的T型车生产期间，T型车被称为“运载整个世界的工具”。T型车的特点——各种零件统一规格，实现了总成互换，售价低廉，使用和维护费用低，汽车可靠、耐用、操作简便。T型车成为普通民众的交通工具，改变了人们的生活方式、思维方式和娱乐方式。近代汽车工业的三次变革汽车发展简史生产流水线——1913年，福特首先发明了科学设计的汽车流水生产线，在大型总装车间，钟表制造业采用的总成装配法发展成为了由机械传送带运送零件流水线装配法，极大地提高了工作效率。大批量生产的开端——T型车装配时间从12.5h缩短到1.5h，售价从开始的一辆850美元，最后降到360美元。1915年，福特一个公司的汽车年产量就占美国汽车公司总产量的70%，从1908年到1927年，T型车共生产了1500多万辆。并且很快被其它汽车厂商所仿效而风行一时。影响力①福特生产T型车的经验为世界的汽车工业发展奠定了基础。②造成了美国汽车工业的大发展，通用汽车公司（GeneralMotors）、克莱斯勒公司（Chrys1er）等汽车公司，最多时全美国曾有181家汽车厂。③两个模式的出现，这一时期在汽车大规模生产的组织模式上出现了以福特公司为代表的全能厂模式和以通用汽车公司为代表的专业化协作模式，由一些汽车制造企业联合起来，建立集中管理和销售体系的模式，并为世界上许多企业所效仿。汽车发展简史（2）第二次变革——汽车产品多样化背景：第二次世界大战以前，欧洲人就已经开始对美国汽车的一统天下不满。但是，由于当时欧洲的汽车公司尚不能一大批量生产、降低售价与美国汽车公司竞争。特点：多姿多彩产品新颖，技术领先。例如：发动机前置前驱动、发动机后置后驱动、承载式车身、微载式车身、微型节油车等。标志：汽车产品单一到多样化的变革；成为世界第二个汽车工业发展中心；世界汽车工业有由美国转回欧洲。到1966年，欧洲汽车产量突破1000万辆，比1955年产量增长5倍，年均增长率为10.6%，超过北美汽车产量，到1973年，欧洲汽车产量有提高到1500万辆。1972年2月17日，甲壳虫车累计生产量达15007034辆，成为世界上最畅销和最流行的车型。汽车发展简史（3）第三次变革——精益的生产方式背景：1950年，朝鲜战争爆发。日本的特殊地理位置使它成为美国军需的一个重要供应地，美国为不景气的日本汽车工业输血，极刺激了日本汽车工业的发展。特点：小型油耗低的轿车，“全面质量管理”和“及时生产系统”两种新型的管理机制应用于汽车生产。前者要求工人承担更多的责任，把产品质量放在首要位置。后者要求做好技术服务，推行精益生产方式。两者紧密结合，相辅相成，推动了日本汽车工业的高速发展。标志：3年时间里日本汽车产量和出口量翻番，1980年，日本成为美国和欧洲之后世界第三个汽车工业发展中心。丰田公司在1972年到1976年4年间就生产了1000万辆汽车。汽车发展简史（1）马车型车身最早出现的汽车，其车身造型基本上沿用了马车的形式，因此称为“无马的马车”。当时的马车型车身不过是一种半箱形车身加上座椅，车身上部或为敞篷或为活动布篷用来挡雨遮光。这样的车身难以抵挡较强烈的风雨侵袭，给乘坐者带来了极大的不便。汽车车身造型的演变汽车发展简史1894年德国奔驰的维洛牌1894年法国标致牌小客车1903年福特A型车1910年福特T型车汽车发展简史（2）箱型轿车马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车，这种车的车室部分很像一只大箱子，并装有门和窗，人们把这类车称为“箱型汽车”。美国1915年生产的福特T型车美国通用汽车公司1928年生产的雪佛莱1925年的罗密欧敞篷车1928年的奥斯汀12型汽车作为高速车来讲。箱型汽车是不够理想，因为它的阻力大，大大妨碍了汽车前进的速度。所以人们又开始研究一种新的车型-甲壳虫型（流线型）汽车。汽车发展简史（3）甲壳虫型轿车（流线型轿车）1934年，美国的克莱斯勒公司生产的气流牌轿车，首先采用了流线型的车身外形。1936年，福特公司在“气流”的基础上，研制成功林肯和风牌轿车。此车散热器罩很精练，颇具动感，俯视整个车身呈纺锤形，很有特色。希特勒的贡献—1933年，德国“大众汽车”的产生。甲壳虫轿车的鼻祖——改型的“38”系列车型，标志着流线型车身的大量生产。甲壳虫也成为该车的代名词，开创了“仿生学”先河。美国克莱斯勒气流牌轿车一个狂人福特V8型轿车林肯和风牌轿车大众VW3型车大众38型车—甲壳虫汽车汽车发展简史（4）船型轿车（三箱型轿车）福特V8型汽车——美国福特公司经过几年的努力，于1949年推