杨博智毕业论文汽车技术及未来发展趋势

目 录摘 要 .1Abstract.2第一部分 总述 .31.1 引言 .31.2 汽车发展历史 .3第二部分 汽车的特点与构造 .42.1 汽车发展特点 .42.2 汽车的构造 .5第三部分 汽车的新型技术 .63.1 车辆动力学控制 .63.2 线控技术(control by wire) .73.4 电子巡航控制系统(简称 CCS) .9第四部分 汽车未来发展趋势 .94.1 车身造型的未来发展趋势 .104.2 未来汽车新技术和发展趋势 .11第五部分 结论 .13参考文献 .14谢 辞 .15汽车新技术及未来发展趋势1汽车新技术及未来发展趋势摘 要： 随着汽车电子技术的飞速发展，汽车智能化新技术正在逐步得到应用。汽车智能化技术使汽车的操纵越来越简单,动力性和经济性越来越高，行驶安全性越来越好，这是未来汽车的发展趋势。关键词： 车辆动力学控制，线控技术，电子巡航控制系统汽车新技术及未来发展趋势2New technology and development trend in the futureAbstract: With the rapid development of automobile electronic technology, auto intelligent new technology is being applied gradually. Intelligent technology that the car auto control more and more simple, the dynamic performance and fuel economy more and more high, driving safety more and more, this is the trend of the development of the car. KeyWord: Vehicle dynamics control, line control technology, electronic cruise control system 汽车新技术及未来发展趋势3第一部分 总述1.1、引言1886 年，世界上第一辆装有发动机的汽车问世。自此，人类告别了“马车时代”，跨入了“汽车时代”。人类的行走艺术由此赋予了新的内涵。此举不仅改变了人们的生活方式，也变革了世界经济、文化，渗透到了人类生产、生活的各个领域，直接影响着人类的发展进程。人们不禁惊呼：汽车是改变世界的机器，是贯穿 20 世纪最具影响力的重大发明。汽车，这个由几万个零部件组合的行走机器，正如陶器、石器、青铜器、蒸气机代表着人类文明的一个时代一样，它所迸发出的文化意念，凝结着人类智慧的结晶，闪耀着当代科学技术、造型艺术的光芒，诠释着今日人类的文明与骄傲。 1.2、汽车发展历史中国汽车工业发展进入新阶段中国汽车工业发展我认为大致可以分成三个阶段：第一个阶段：中国汽车工业 1953 诞生到 1978 年改革开放前。初步奠定了汽车工业发展的基础。汽车产品从无到有。第二个阶段，1978 年到 20 世纪末。中国汽车工业获得了长足的发展，形成了完整的汽车工业体系。从载重汽车到轿车，开始全面发展。这一阶段是我国汽车工业由计划经济体制向市场经济体制转变的转型期。这一时期的特点是：商用汽车发展迅速，商用汽车产品系列逐步完整，生产能力逐步提高。具有了一定的自主开发能力。重型汽车、轻型汽车的不足得到改变。轿车生产奠定了基本格局和基础。我国汽车工业生产体系进一步得到完善。随着市场经济体制的建立，政府经济管理体制的改革，企业自主发展、自主经营，大企业集团对汽车工业发展的影响越来越大。汽车工业企业逐步摆脱了计划经济体制下存在的严重的行政管理的束缚。政府通过产业政策对汽车工业进行宏观管理。通过引进技术、合资经营，使中国汽车工业产品水平有了较大提高。摸索了对外合作、合资的经验。第三个阶段，进入21 世纪以后。中国汽车工业在中国加入 WTO 后，进入了一个市场规模、生产汽车新技术及未来发展趋势4规模迅速扩大；全面融入世界汽车工业体.第二部分 汽车的特点与构造2.1、汽车发展特点美国通用汽车公司研发与规划副总裁伯恩斯说：“未来的汽车将具有以下七大特点：安全、价廉、环保、实用、高效、省时以及提供与外部世界的联系。这就意味着汽车行业必须围绕低价位、实用性、设计和技术进行创新。”当今，在这个网络驱动的日子里，数字化应用正在以前所未有的速度和方式进行整合，将汽车的设计、工程、采购和制造业务集成起来，这使我们能够缩短汽车的开发时间，并以更快的速度将新款汽车推向市场。最主要的有以下两个方面： 一是在汽车设计方面。由于越来越多地采用计算机工具，从而能在更短的时间开发出更多的款式、车型。 由于越来越多地采用数学模型，从而能实现验证模拟设计，并确认汽车空气动力学、耐冲撞性能、可制造性，大大从而缩短开发时间。同时汽车厂商越来越多地采用虚拟汽车概念，从而无需制作物理原型，就能组装、观察、模拟汽车的性能及制造工艺，并且越来越多地开展厂家、院所、政府、供应商间的战略伙伴关系进一步加快了汽车开发时间。 由于消费者的生活方式主导汽车设计的潮流，将诞生出新的汽车种类，进而满足消费者越来越多的需求。这些新产品将在不同程度上组合轿车、旅行车、皮卡车、越野车的特点，同时也将促成汽车市场进一步分化。 二是在汽车动力方面。专家预测，在今后 10 年中，内燃机将继续担当汽车动力的主要来源。但是，汽车动力系统将来的主要发展方向是越来越多地采用稀燃汽油发动机、柴油发动机技术，优化的燃油发动机组合，以及更好地催化技术。 汽车动力系统的配置将有改变。电动和燃油混合动力型汽车、燃料电池汽车等多种动力技术将日趋普及。这些尖端技术可望在将来减少或消除汽车尾气排放及其对环境的污染。 此外，未来的汽车，机械系统将大量地被电子系统所取代。这将大大提高轿车的驾驶性能及行驶的安全性。其特色功能如：语言识别、无钥匙点火等。 汽车新技术及未来发展趋势5可以说，新一代汽车一个突出特点是：车内将配置更多的电子器件、计算机功能并接入因特网。车上配有：交通信息功能、路线规划与导航设备、高级导航设备、车载娱乐信息设备等。所以，汽车将变为可与消费者家庭、办公单位交换信息的信息、通信、娱乐中心。 在汽车安全方面：为了保护车内驾乘人员的安全，汽车制造厂家将在车上设置新一代的安全带、能量吸收结构、前端和侧面安全气囊、触发气囊的智能传感器、发生紧急情况的求救信号等。 2.2、汽车的构造发动机-发动机是汽车的动力装置。由 2 大机构 5 大系组成：曲柄连杆机构；配气机构；燃料供给系；冷却系；润滑系；点火系；起动系。冷却系：一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式，即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。燃油供给系：汽油机燃油供给系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、MPV。进排气歧管等组成。启动系：起动机、点火开关、蓄电池。点火系：火花塞、高压线、高压线圈、分电器。曲柄连杆机构：连杆、曲轴、 轴瓦、飞轮 、活塞 、活塞环 、活塞销、曲轴油封。配气机构：汽缸盖 气门室盖罩凸轮轴 气门进气歧管 排气歧管空气滤 消音器三元催化 增压器中冷器等。变速器-过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同 通俗上分为手动变速器(MT)，自动变速器(AT)，手动/自动变速器，无级式变速器。速比是指主动牙轮转动车身-车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。汽车车身结构主要包括：车身壳体(白车身)、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它装备。电气设备-由电源和用电设备两大部分组成。电源包括蓄电池和发电机；用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。1蓄电池：汽车新技术及未来发展趋势6蓄电池的作用是供给起动机用电，在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足，蓄电池可以储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。 2起动机：其作用是将电能转变成机械能，带动曲轴旋转，起动发动机。起动机使用时，应注意每次起动时间不得超过 5 秒，每次使用间隔不小于 10-15 秒，连续使用不得超过 3次。若连续起动时间过长，将造成蓄电池大量放电和起动机线圈过热冒烟，极易损坏机件。底盘-底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 电器系统-(1)启动系统 启动系统由启动机、启动继电器、启动开关及启动保护装置组成。 (2)点火系统 点火系统由分电器、电子点火控制器、点火线圈、火花塞及点火开关组成。 (3)仪表系统 仪表系统由仪表指示表、传感器、各种报警器及控制器组成。 (4)照明与信号系统照明与信号系统由前照灯、雾灯、示宽灯、转向灯、制动灯、倒车灯等及其控制继电器和开关组成。 (5)辅助装置 辅助装置由各种辅助电器及其控制继电器和开关组成。(6)其他装置 其他装置由发动机电子控制系统、汽车空调系统和汽车音响系统等组成第三部分 汽车的新型技术3.1、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)。汽车新技术及未来发展趋势7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。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。3.2、线控技术(control by wire)汽车的各种操纵系统正向电子化、自动化方向发展，在未来的 510 年里，传统的汽车机械操纵系统将变成通过高速容错通信总线与高性能 CPU 相连的电气系统。如汽车将采用电气马达和电控信号来实现线控驾驶(steer by wire)、线控制动(brake by wire)、线控油门 (throttle by wire)和线控悬架(suspension by wire)等，采用这些线控系统将完全取代现有系统中的液压和机械控制。在新一代雅阁 V6 轿车上采用的 DBW 就是新技术之一。DBW 是线控油门的英文缩写，也可称之为电控油门，即发动机的油门是通过电子控制的。传统的油门控制方式是驾驶员通过踩油门踏板，由油门拉索直接控制发动机油门的开合程度，从而决定加速或减速，驾驶员的动作与油门动作之间是通过拉索的机械作用联系的。而 DBW 将这种机械联系改为电子联系。驾驶员仍然通过踩油门踏板控制拉索。但拉索并不是直接连接到油门，而是连着一个油门踏板位置传感器，传感器将拉索的位置变化转化为电信号传送至汽车的大脑 ECU(电子控制器) ，ECU 将收集到的相关传感器信号经过处理后发送命令至油门作动器控汽车新技术及未来发展趋势8制模块，油门作动器控制模块再发送信号给油门作动器，从而控制油门的开合程度。也就是说驾驶员的动作与油门的动作之间是通过电子元件的电信号联系的。虽然从构造上来看，DBW 比传统油门控制方式复杂，但油门的控制却比传统方式精确，发动机能够根据汽车的各种行驶信息，精确调节进入气缸的燃油空气混合气，改善发动机的燃烧状况，从而大大提高了汽车的动力性和经济性。使用线控技术的优点很多，比如使用线控制动无需制动液，保护生态，减少维护；质量轻；性能高(制动响应快)；制动磨最小(向轮胎施力更均匀)；安装测试更简单快捷( 模块结构)；更稳固的电子接口；隔板间无机械联系；简单布置就能增加电子控制功能；踏板特性一致；比液压系统的元件更少等。由于至今仍没有一个通信网络可以满足未来汽车的所有成本和性能要求，因此，汽车 OEM 制造商仍将采用多种联网协议(包括 CAN、LIN 和MOST、1394 等)。随着电控单元在汽车中的应用越来越多，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其它处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等联接起来，从而构成的汽车内部网络。其优点有：1.减少了线束的数量和线束的容积，提高了电子系统的可靠性和可维护性。2.采用通用传感器，达到数据共享的目的。3.改善了系统的灵活性，即通过系统的软件可以实现系统功能的变化。CAN 总线是德国博世公司在 20 世纪 80 年代初开发的一种串行数据通讯协议。它的短帧数据结构、非破坏性总线仲裁技术以及灵活的通讯方式使 CAN总线具有很高的可靠性和抗干扰性，满足了汽车对总线的实时性和可靠性的要求。目前，国外的汽车总线技术已经十分成熟，并已在汽车上推广应用。国内汽车新技术及未来发展趋势9引进技术生产的奥迪 A 6 车型已于 2000 年起采用总线替代原有线束，帕萨特B5、宝来、波罗、菲亚特的派立奥、西耶那、哈飞赛马等车型都不同程度地使用了 CAN 总线技术。此外，部分高档客车、工程机械也都开始应用总线技术。预计到 2005 年 CAN 将会占据整个汽车网络协议市场的 63。在欧洲，基于CAN 的网络也占有了大约 88%的市场。目前使用 CAN 总线网络的汽车大多具有两条或两条以上总线，一条是动力 CAN 总线，主要包括发动机、AB