汽车新技术与未来汽车

第六章汽车新技术与未来汽车第一节汽车新技术第二节未来汽车第一节汽车新技术学习目标学习目标1122了解汽车节能和环保的新技术了解汽车安全和汽车智能控制的新技术一、节能技术汽车主要的节能技术有汽油缸内直喷技术、涡轮增压技术、可变配气相位技术、汽车轻量化技术等。1．汽油缸内直喷技术汽油缸内直喷技术源于柴油发动机的喷油技术。使汽油发动机能像柴油发动机那样具备较高的燃烧效率，达到节省燃油的目的。1995年，首台汽油缸内直喷发动机（GDI）由日本三菱汽车公司制造，并安装在三菱的量产车上。一、节能技术1．汽油缸内直喷技术大众公司的保时捷、奥迪、大众、斯柯达的新车均采用了FSI燃油缸内直喷技术。FSI发动机通过一个高压油泵提供所需的油压，在1ms内将燃油在最适合的时刻喷入气缸。一、节能技术2．涡轮增压技术涡轮增压技术是在FSI发动机的基础上增加增压技术，主要包括一个涡轮增压器和一个机械增压器。涡轮增压是对吸入的空气进行压缩，增大气体密度，从而增加每个进气冲程进入燃烧室的空气量，增加循环供油量，提高功率和扭矩，提高燃烧效率，提高使用经济性。一、节能技术3．可变配气相位技术采用可变配气相位技术，可以满足发动机各种工况对气门准确开闭时刻的要求。改善了发动机在低、中转速下的扭矩输出，大大增强驾驶的操纵灵活性，发动机的转速也能设计得更高。可变配气相位控制系统主要是通过调整气门的打开或关闭时间，来改变发动机的性能。包括可变气门正时系统和可变气门升程系统两大类。配置了可变气门正时系统的发动机有：丰田的VVT-i宝马的VANOS一、节能技术3．可变配气相位技术配置了可变气门升程系统的发动机有：丰田的VVTL-i本田的i-VTEC本田的VTEC既配置了可变气门正时又配置了可变气门升程系统的发动机有：一、节能技术4．汽车轻量化技术世界铝业协会的报告指出，汽车自身质量减少10%，燃油的消耗可降低6%~8%。轻量化技术主要途径是广泛使用超轻高强度钢板、铝合金、镁合金、塑料和碳纤维复合材料等轻质材料。速腾超轻高强度钢板车身结构奥迪A8铝合金车身结构一、节能技术4．汽车轻量化技术镁合金轮毂采用碳素纤维做车身材料的法拉利塑料保险杠二、安全技术汽车安全技术分为主动安全技术和被动安全技术。1．主动安全技术（1）防抱死制动系统（ABS）ABS系统作用是使汽车在制动时，可充分利用车轮的附着力，使车轮处于最佳制动状态，缩短制动距离，同时保证汽车制动方向的稳定性，防止产生侧滑和跑偏。ABS系统的结构：二、安全技术1．主动安全技术（2）电子制动力分配系统（EBD）EBD（ElectronicBrakeforceDistribution），即电子制动力分配系统。EBD的作用就是在汽车制动的瞬间，通过对四只轮胎附着的不同地面情况进行感应、计算，得出不同的磨擦力数值，使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保证车辆的平稳、安全。EBD和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。二、安全技术1．主动安全技术（3）驱动防滑系统（ASR）ASR的英文全称是AccelerationSlipRegulation，即牵引力控制系统或驱动防滑系统。驱动防滑系统的目的是防止汽车在起步、加速时驱动轮的打滑现象，以维持车辆行驶方向的稳定性。ASR可以通过减少节气门开度来降低发动机功率，或者由制动器控制车轮打滑来达到对汽车牵引力的控制。ASR与ABS的区别在于，ABS是防止车轮在制动时被抱死而产生侧滑，而ASR则是防止汽车在加速时因驱动轮打滑而产生的侧滑。二、安全技术1．主动安全技术（4）电子稳定系统（ESP)ESP即电子稳定系统，它综合了防抱死制动系统（ABS）和驱动防滑系统（ASR），功能更为强大。1）ESP系统的结构和基本工作原理。2）ESP系统的作用。二、安全技术2．被动安全技术（1）安全气囊安全气囊在车辆发生碰撞时能够起到缓冲作用，从而降低撞击对车内乘客造成的伤害。1）安全气囊的结构组成。2）安全气囊的基本工作原理。3）全新智能安全气囊系统配置。二、安全技术2．被动安全技术（2）预紧式安全带预紧式安全带是当汽车发生碰撞事故的瞬间，乘员尚未向前移动时安全带首先拉紧，将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。控制装置分两种：1）电子式控制装置2）机械式控制装置预拉紧装置则有多种形式，常见的是燃爆式。二、安全技术2．被动安全技术（3）乘客头颈保护系统主动式头枕是一种纯机械系统，是由一条连杆连接至座椅靠背内的压力板。1）主动式头枕工作原理。乘员头颈保护系统简称WHIPS，一般设置于前排座椅。2）乘员头颈保护系统的工作原理。三、环保技术1．三元催化技术三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。(1)三元催化器结构组成。(2)三元催化器工作原理。三、环保技术2．废气再循环系统废气再循环系统用于降低废气中的氮氧化物(NOX)的排放量。(1)废气再循环工作原理。(2)废气再循环系统的缺点。三、环保技术3．燃油蒸气回收系统燃油蒸气回收控制系统的作用是阻止燃油箱内的汽油蒸气泄漏到大气中污染环境，同时收集汽油蒸气并适时送入进气管，与空气混合后进入发动机燃烧，提高燃油经济性。目前常见的燃油蒸气回收系统主要由油气分离阀、活性碳罐、碳罐电磁阀等组成。四、智能化技术1．智能轮胎智能轮胎的功能是在汽车正常行驶时，当温度过高或轮胎气压太低时，及时向驾驶员发出警报，以防止发生事故；或使轮胎在不同行驶条件下保持最佳运行状况，提高安全系数。智能轮胎一般都是通过在外胎内嵌入特殊的带有计算机芯片的传感器而获得智能的。更为先进的智能轮胎还能感知光滑的冰面，探测出结冰路面后而使轮胎自动变软，增大轮胎与路面的附着力；在探测出路面潮湿后，甚至还能自动改变轮胎的花纹，以防打滑。四、智能化技术2．智能钥匙（1）智能钥匙系统的组成。（2）智能钥匙系统的作用。四、智能化技术3．智能玻璃智能化汽车玻璃有许多种类：•防光防雨玻璃•电热融雪玻璃•影像显示玻璃•防碎裂安全玻璃•调光玻璃•光电遮阳顶篷玻璃四、智能化技术4．汽车智能空调智能空调系统能根据外界气候条件，按照预先设定的指标对车内的温度、湿度和空气清洁度进行分析、判断，及时自动打开制冷、加热、去湿及空气净化装置，调节出适宜的车内空气环境。5.车辆信息系统车载信息系统是利用无线通信技术与外部网络相连接，实现人与外在信息资源之间单向或双向传输的互动系统。四、智能化技术5．车辆信息系统(1)车辆信息系统的组成结构。(2)车辆信息系统工作原理。思考题1.汽车给社会带来哪些问题？还有哪些汽车新技术可以解决这些问题？2.什么是智能汽车和智能交通系统？第二节未来汽车学习目标学习目标1122了解清洁燃料汽车和概念车了解汽车工业的发展趋势一、清洁燃料汽车1．电动汽车（1）纯电动汽车1）蓄电池电动汽车蓄电池电动汽车的主要问题是电池的寿命短，使用成本高，电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，价格较贵等。但蓄电池电动汽车在短距离、固定线路运输领域已得到广泛应用。一、清洁燃料汽车1．电动汽车2）燃料电池汽车燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置。燃料电池的优点有能量转化效率高、不污染环境、寿命长等。目前，燃料电池在汽车上的应用已取得重大进展。一、清洁燃料汽车1．电动汽车3）太阳能电动汽车太阳能电动汽车是当今最清洁、最有发展前景的绿色环保汽车。①太阳能电动汽车的工作原理。②太阳能电动汽车的优缺点。一、清洁燃料汽车1．电动汽车（2）混合动力汽车混合动力汽车是指车上装有两个以上动力源的汽车。目前所说的混合动力电动汽车一般是指发动机机混合蓄电池的电动汽车。混合动力电动汽车的优缺点：一、清洁燃料汽车2．燃气汽车燃气汽车主要有液化石油气汽车和压缩天然气汽车。燃气汽车具有排放污染小、效率较高、成本低的优点。液化石油天然气汽车是以液化石油气为燃料的汽车。该燃料是以丙烷、丁烷为主要成分的石油产品。压缩天然气汽车是以压缩天然气为燃料，天然气的主要成分是甲烷。一、清洁燃料汽车3．醇类汽车醇类汽车是指以甲醇（CH3OH）或乙醇（C2H5OH）等醇类物质为燃料的汽车。醇类燃料是可再生的资源，可由一些廉价原料制造，与汽油和柴油相比，燃烧更完全。目前美、德、加、法、日、瑞典、新西兰等发达国家政府和汽车公司，正在推动醇类燃料的研究试验和示范推广。二、概念车1938年，哈利杰.厄尔发明了世界第一辆概念车——别克YJob。概念车是时代的最新汽车科技成果，代表着未来汽车的发展方向，能够给人以启示并促进相互借鉴学习，且鉴赏价值极高。概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。大众概念车标致概念车二、概念车概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。丰田概念车奥迪概念车宝马概念车尼桑概念车三、未来汽车工业20世纪80年代以后，计算机和微电子技术的飞速发展使世界进入到了信息时代，汽车工业也全面应用计算机和微电子技术。未来世界汽车工业的总体规模将更大、分布将更合理，中国将由汽车制造大国转变为汽车制造强国。未来世界汽车工业将面临着一系列的挑战，面对环境、能源、交通安全等问题，必须承担起相应的社会责任。为了优化资源配置，提高产业集中度，降低开发成本，加强竞争优势，汽车工业的产业组织结构必将做进一步的调整。三、未来汽车工业为了进一步缩短产品开发周期、节省开发成本、提高产品的质量、解决大批量生产和个性化汽车需求的矛盾，汽车工业将更全面和有效地应用计算机技术和网络工具。为了适应经济全球化，进一步推动全球开发、采购和销售，将美国、欧洲、日本几大汽车标准统一为世界标准将是汽车工业界未来要面对的问题。汽车生产所消耗的资源和材料十分巨大，汽车消费所带来的能源、环境和交通安全问题依然严重，汽车工业唯有承担起社会责任，确保社会的可持续发展。思考题1.比较各种清洁燃料汽车的优缺点，哪种清洁燃料电池汽车更容易推广使用？2.搜索几款概念车的图片，分析一下设计师的设计理念。3.未来汽车发展的趋势是什么？