对未来汽车的展望

第九章,对未来汽车的展望,1.技术水平,技术水平是超前研究和开发的成果，未来的技术已存在于今天的开发和设计室里，并期待着达到成批生产的水平。城市配送运输车和载货车将向什么方向发展呢？,用机电装置或电子装置替代机械装置是一个大的发展趋势。特别是自1992年实行欧标准以来，复合发动机和燃油的研究加快。根据德国联邦交通部议会国务秘书S.Hilsberg 2001年6月在德国工程师协会召开的年会上所做的报告，在今后十五年，城市配送运输车将增加60%以上。因此，仅靠改善道路设施是不够的，必须寻找解决问题的新方法9-1。载货汽车的进一步研发很大程度上也取决于此。,载货汽车将来可以达到的技术水平可以根据其可能的发展步骤通过外推法推断。经验表明这种推断并不总是准确无误。尽管如此，物理规律，对载货汽车而言，力学、行驶动力学和热力学规律在这一过程中的影响不言而喻。,2.传动系发展,包括柴油脱硫在内的“清洁”柴油机的研发需要全世界投入数十亿马克的研究经费。在今后几年中，随着欧标准或欧标准的实施，排放要求更加严格，研发经费必定会进一步增加。巨大的研发费用必然要求风险共同承担、互相合作和共同承担任务，这样才能发挥互相配合协作的优势。共轨系统将继续应用。,排放标准将越来越严格，在将来，除了对电动汽车及发动机电控系统进行进一步的开发和改进外，对燃油喷射进行优化也很重要，它不是对发动机自身进行改进。发动机外围设备的费用将更高。直列式发动机和V型发动机将继续并存。传统的低效率发电机及现在以24V-供电系统为电源的启动器在不久的将来将逐渐地被合并成42V-供电系统单元。42V-供电系统具有有趣的辅助功能，如制动能量回收，将获得的制动能量用于起动助力，并给电气设备供电。,奔驰actro,采用带多个挂车的载货汽车列车，可节省交通面积，有效载荷与静载荷之比得到改善，油耗下降。Scania和Krone开发了载货汽车概念车，由3轴牵引车和5轴挂车组成，总重量为60吨。Benz在荷兰也在进行了类似的试验并取得了良好的效果。在前面提及的德国工程师协会年会上9-1介绍了一种2轴半挂牵引车，它牵引两个相同的半挂车，每个半挂车的重量为25吨，总重量为75吨,用ADAMS程序模拟载货列车设计方案,9.4无人驾驶,在公路上，当然不能应用无人驾驶，但在工作场地或企业内部，无人驾驶运输装置已应用到全自动化生产中。在一企业物流中心，使用了2辆Mercedes- Benz生产的3-轴无人驾驶汽车Actors，实行两班倒。该车具有自动导航和全自动装、卸功能，采用触摸传感器避障，每年在生产和仓库间行驶10000次，运输货物14000吨。这种全自动驾驶运输装置加速了货物的转运，具有很好的发展前景,在转运场所及长途和配送运输9-1；9-2间的交接区应用无人驾驶已不再是幻想(图9-2)。载货汽车列车在此将成为独立的系,图9-2 Daimler Chrysler公司进行的用于企业内部和装御台的无人驾驶研究,9.5 电子技术和遥控技术在安全和通讯方面的应用,电子装置和系统决定汽车未来的技术水平。首当其冲的是驾驶辅助装置，它有助于提高道路交通的安全性。驾驶辅助装置必须象聚精会神的副驾驶员一样辅助驾驶员，因为驾驶员是最薄弱的一个环节.,距离控制装置由雷达和调节距离的速度控制器组成，当接近前面行驶的车辆时，系统会自动制动，将间距调节到必需的安全距离。它不仅在高速时起作用，在堵车时还能帮助车辆停停走走。偶然的行驶轨迹偏离也是交通事故的根源之一，可以通过一个辅助系统消除。还可以通过自动化或自动控制的变速器换挡减轻驾驶员的负担，这种研发工作正在全面展开。,另一种辅助安全系统是由电控装置和盘式制动器组成的气动制动装置，主要用于提高主动安全性。采用电子稳定调节器和电子稳定程序可以减少驾驶员错误，避免列车在极端情况下翻车。但这种控制也不是没有限度的，它不能超过物理极限。,上述系统将来同样要装配到挂车和半挂车上。必须将牵引车和挂车间的诊断通讯标准化，这是随车诊断和远程服务技术应用的基础。要努力实现不同汽车上设备的完全兼容。ISO 1992对牵引车和挂车间的通讯进行了标准化，但各制造商生产的数据总线却各不相同。,9.6 行走机构和驾驶室的发展,减振系统的进一步发展使行走系取得了很大的进步。铰链较少、零件较少、重量轻的稳定杆用到了轴的导向中。对转向轮的独立悬挂也进行了研究，但考虑到成本的因素MAN公司放弃了在重型载重车上采用该技术。重量轻的双曲线齿轮轴得到更广泛的应用。Mercedes -Benz公司的新型车HL 6采用压制的钢板结构比现在采用的铸造结构轻了80kg，除Axor外还推广到另外的车型上,多轴底盘前、后从动轴的转向今后将会受到更多得关注，目的是减小轮胎磨损和提高转向的灵活性。供货商提供机械转向和电子控制转向系统，也提供可转向的驱动轴。轮胎也晋升为设计元素，通过胎面形态设计可减少滚动噪音。在载重车和公共汽车上，已经出现了用单个宽轮胎取代双轮胎的迹象。,Scania和Volvo公司正致力于开发长头汽车，其特殊的外形具有广告效应。但与64的美国半挂车牵引车还是不能相比9-3。因为立法环境以及长途行驶道路条件的显著差异，将来也不可能趋向同一。尽管如此，Renault公司还是为Magnum的大空间驾驶室提供了舒适的沙发、桌子、卧榻和电视机供用户选配,图9-3 Renault Magnum驾驶室的优化配置,未来载货车上的发动机,9.7未来载货车上的发动机,随着全球经济一体化和电子商务的推广，货物运输随之增加，与此相应，运输能力的增长潜力是有限的，这就需要提高载货车的载货能力。除了采用智能物流方案外，也必须对汽车自身进行优化，在此前提下，才能在运输任务增加的情况下使运输符合生态要求，实现经济效益。,这就意味着，未来的载货汽车要扩大装载空间，并尽可能地提高载重量。从立法角度来考虑，增加许可的总重量是不可能的。这就意味着必须减小汽车重量以增加载重量。在此发动机起着至关重要的作用，它的比功率数据，如结构容积功率和比功率，以及绝对功率是汽车运输性能的重要影响因素,共轨喷油系统也在载货汽车发动机上得到应用。随着功率的提高，共轨喷油系统提供了最灵活的喷油过程形成。为了有效满足未来的排放限值，以现在的观点来看，在批量生产中必须进行废气后处理(粒子过滤、Denox-催化器)，在此还有一些没有解决的课题，如含硫量、油室及随车诊断总成，在进行汽车大批量生产之前，这些问题都必须得到解决,基础发动机的发展趋势是，尽可能简单的基本设计和高集成、多功能的辅助组件。由此可给生产、加工过程及随后的维修带来许多方便。标准发动机总成，包括在大功率要求情况下，都采用直列式6缸发动机，因为它与V型发动机相比具有结构技术的优点。而V型发动机则在气缸最大压力增加的情况下体现其价值。总工作容积为12升、比功率为30kW/l、发动机功率达到368kW的发动机已在重型长途运输汽车上得到使用。在额定功率下，其平均压力为20bar，在最大转矩情况下，其平均压力为25