汽车运用技术论文.doc

汽车运用技术课程论文目录摘要 11. 当前汽车发展趋势12. 汽车技术水平发展动态22.1. 当前汽车主要能源以及节能技术开发的必要性23. 汽车节能途径和技术33.1. 政策性措施33.2. 节能技术与装置33.2.1. 发动机稀燃技术43.3. 高能电子点火装置和喷油汽油机53.3.1. 高能电子点火装置54. 汽车主动安全技术64.1. 现代汽车主动安全技术的发展趋势64.2. 汽车主动安全技术74.2.1. 最新汽车主动安全技术74.2.2. 最新主动安全产品运用车型8参考文献 87汽车技术发展的方向摘要 节能、低碳、环保的生活理念正在被越来越多的人们所接受，而汽车的发展方向与低碳经济是一致的，低碳经济旨在降低人类对环境的破坏以及对不可再生资源的合理应用，而汽车一直以节能、环保、低碳和安全作为发展主导方向。故在未来的日子里，作为减少温室气体排放和减轻对原油进口依赖的解决方案之一，安全节能汽车将成为各国汽车工业发展的大势所趋。本文分析了我国汽车的技术发展状况及应用前景,并对中国新能源汽车发展中面临的问题和解决方法做了探讨。【关键词】 节能安全汽车；燃料；技术；应用前景；新能源 随着人们的生活水平的提高，轿车已经走进了百姓家。但汽车数量的剧增也引起了环境问题的产生，并加快了地球资源的使用速度；随着汽车的增加，肇事事故发生的几率也增大，这促使人们追求安全性能更好的汽车。所以改良汽车性能是大势所趋的。而汽车技术的发展方向必然是更加绿色环保，在这个发展过程中，新概念的提出新技术的使用不断出现，本文对汽车技术发展方向做了深入的解读，并指出当前、今后和未来汽车的发展方向，使其趋于节能、环保、低碳、安全。1. 当前汽车发展趋势 进入2000年以来在国家宏观经济持续发展的大好形势带动下，汽车工业进入了快速发展时期。资本重组力度不断加大，生产集中度逐年提高，新技术新车型不断推出。市场消费环境正在改善，私人购车异常活跃。2001年汽车销售234万辆，其中轿车72.15万辆；同比2000年分别增长13.6%和18.3%。2002年销售325万辆，其中轿车112.6万辆；同比分别增长38.8%和56%。2003年在2002年高速增长的基础上，产销售量双双突破400万辆，全年销售439.1万辆，其中轿车197.16万辆；同比分别增长35.5%和75.3%。 截至2003年底，我国汽车工业固定资产净值2150亿元；职工人数207万人；全行业累计完成工业总产值9422亿元；累计实现销售收入9257亿元；累计完成工业增加值1998亿元；累计实现利润总额755亿元；实现利税总额1263亿元。 随着中国加入WTO，中国汽车工业加快了国际化进程，汽车工业的发展在很大程度上已成为跨国公司全球战略的一部分。目前世界主要跨国公司均已进入中国，并不断加大投资力度，特别是我国的轿车市场，跨国公司通过在国内的合资合作企业，已占据中国90%的市场。 在国家重点支持骨干企业发展的政策引导下，通过竞争加快了市场资源的合理配置，以骨干企业为核心的合资、合作、兼并、重组不断加大，行业重点企业的综合实力明显提高。一汽集团、东风汽车公司、上汽集团进一步加大了与国外大公司的合资合作力度，极大加强了自身实力。 除三大集团外，北汽集团、长安集团、南汽集团、江淮、江铃、广州本田、金杯公司、哈飞、昌河、东南汽车等，也表现出强劲的市场活力。目前汽车行业前15家企业的市场占有量已达90%以上。 党的十六大提出全面建设小康社会的发展战略，有力地推动了国民经济的发展，人民收入水平不断提高，大众消费开始升级换代，近几年中居民消费主要集中在住房、汽车、通讯、教育、旅游、保健、健康等6大领域。汽车已上升为热点消费品，汽车销售市场能量得到快速释放。2000年我国民用汽车保有量1609万辆，其中私人保有量为625万辆；2001年民用汽车保有量1802万辆；其中私人771万辆；2002年汽车保有量2053万辆，其中私人保有量969万辆；2003年民用汽车保有辆达到了2400万辆，其中私人汽车保有量1208万辆，已占50%。私人购车已明显成为带动我国汽车消费市场的主流。在近几年民用车辆保有量的增长中，北京、广州、上海等经济发达地区增长很快。我国成为继美国、日本之后第三大汽车需求市场。2. 汽车技术水平发展动态2.1. 当前汽车主要能源以及节能技术开发的必要性 能源是社会发展的物质基础，是人类改造自然、进行生产活动、创造物质财富并赖以生存的动力。因此，能源对任何一个国家来说都是至关重要的。目前世界所使用的能源绝大部分是不可再生能源，随着世界经济的发展，这些不可再生能源越来越少。其中影响最大、消耗最多且与汽车关系最密切的就是石油。据统计，一辆汽车年平均消耗石油约5t。据德国汽车工业协会(VDA)的统计，2004年全世界现今投入使用运行的汽车总数量已突破8.5亿大关，截止2005年底，我国汽车的保有量已达到3160万辆。由此可见，汽车是消耗石油的大户。汽车的主要能源是石油产品汽油和柴油。据推测，全世界石油的储藏量约为3000亿吨，其中600亿吨已经开采，1000亿吨已被探明。20世纪70年代末，全世界石油的总产量为33亿吨，目前已经增长到50亿吨。照此计算，已探明的石油仅能开采20年左右。 目前，能源短缺已成为世界经济发展的制约要素，中国是贫油国，已成为石油进口大国。油价不断上升，汽车的燃料消耗成为汽车运行的一大成本。目前汽车燃油消耗占我国石油消耗总量的三分之一，随着汽车保有量的增加，该比例也在逐步加大。探索有效的节能措施是应对石油价格急速上涨，延缓石油枯竭的时间，并赢得充足的时间，已完成新能源的替换工作的唯一途径。 节能是汽车工业可持续发展的必由之路。尽管汽车工业已经成为我国的支柱产业，但节能问题正成为制约其快速发展的瓶颈。积极发展节能型汽车，符合我国能源供给实际和大众消费水平，有利于缓解能源紧张状况，保护环境，对于落实国家能源发展战略，加快建设资源节约型、环境友好型社会，具有重要意义。 节能的目的，就是减少国家整个经济发展对能源的需求，以尽可能少的能源消耗来获得尽可能多的经济效益。世界节能委员会的报告提出：节能的中心思想是采用技术上实现可行，经济上合理和环境上可以接受的方法，来有效地利用资源。可见，节能的目的是要求从开发到利用的全部过程中获得更高的能源利用率。从某种意义上说，节能也是最便宜、最迅速地获得能源供应“新能源”。因此，世界各工业发达的国家都非常重视节能工作，而节能汽车早已成为世界汽车消费的主流。 汽车使用量增加不仅加快石油和柴油的枯竭，而且其排放的尾气也严重污染环境。汽车尾气主要包括一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物、光化学烟雾等污染物，严重影响空气环境质量，并直接危害市民身体健康。所以发展环保、绿色能源汽车是迫在眉睫的。3. 汽车节能途径和技术3.1. 政策性措施 世界各国意识到节油问题的重要性，纷纷制定了法规法则或战略。较集中的是从1975年开始美国、日本和欧洲采取的很多油耗控制措施，如SAE J10826，SAE J1256，ECE R15等。 1995年8月11日，德国的下萨克森州、巴伐利亚等州政府共同制定了2000年之前在汽车市场投入3L/100km油耗轿车的目标。 这些法规和战略，促进了3L车技术的开发和发展，新技术的发展又推动了法规的严格化。这种相互推动是目前提高燃油经济性节油措施的主要模式。 我国发展和改革委员会也公布了国家汽车产业政策，在技术政策一章中，明确写到：“国家引导和鼓励发展节能环保型小排量汽车。汽车产业要结合国家能源结构调整战略和排放标准的要求，积极开展电动汽车、车用动力电池等新型动力的研究和产业化，重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术。”同时，“国家还鼓励汽车生产企业开发生产新型燃料汽车”。目前正在制定轻型商用车油耗限值标准。3.2. 节能技术与装置3.2.1. 发动机稀燃技术 稀燃是指发动机可以燃用汽油蒸汽含量很低的可燃混合气，空燃比可达18（过量空气系数为1.22）甚至更稀。 从发动机的燃烧理论上讲，混合气越稀，越接近空气循环，等熵指数k值越大，热效率越高。但事实上，当过量空气系数大于1.051.15后，油耗反而增加。这是由于混合气过稀时，燃烧速度过于缓慢，等容燃烧速度下降，不燃增加，热功转换的有效性下降；燃烧速度下降，混合气热量和分子改变系数减少，指示功减少，机械效率下降；混合气过稀，发动机对混合气分配的均匀性和汽油、空气及废气三者的混合均匀性变得更加敏感，循环变动率增加，个别气缸失火的几率增加等等。如果不解决这些问题，盲目地调稀混合气，不但不能发挥混合气理论上的优势，反而会费油。3.2.1.1. 燃用匀质混合气的技术途径： 使用汽油充分雾化并保证混合气均匀及各缸混合气分配均匀。这样能够消除局部区域混合气偏稀的现象，避免化油器式发动机及调整时的有意加浓；同时缸内混合气的实际浓度有所增加，失火及不稳定现象就会大大减少，发动机便可在较稀混合气浓度的条件下工作。 加快燃烧速度。这是稀燃技术的必要条件和实施的基础。提高燃烧速度的主要措施是组织缸内的气体运动和提高压缩比。如三菱公司的MCA-JET系统。 提高点火能量，延长点火的持续时间。对于常规浓度的混合气体而言，普通点火系所提供的点火能量已经足够，但燃用稀混合气时就应当设法提高点火能量。高能点火和宽间隙火花塞有利于火核的形成，火焰传播距离缩短，燃烧速度提高，稀燃极限很大。有些稀燃发动机采用双火花塞，或者多极火花塞装置来达到上述目的。日本丰田汽车公司生产的TTC-L汽油机，采用双电极火花塞和紊流发生罐（T.G.P)系统。该发动机不但降低了燃油消耗，而且使CO和HC化合物的排放量降低。在排气管内加衬套及隔热层，可以维持高温，使排气中剩余的CO和HC得到进一步的氧化。3.2.1.2. 分层燃烧技术 通过分层燃烧，可以大幅度提高A/F值，大多数稀燃发动机都采用分层燃烧技术方式。实际上，一般在中小负荷工时采用分层燃烧，再大负荷采用弱分层燃烧。所谓弱分层就是指混合气浓度差值较少，这样有助于防止燃烧时产生黑烟和熄火的倾向。分层燃烧的方案主要有单室式和双室式。单室式。单室式主要利用喷油嘴喷油所形成的旋转气流，火花塞、喷油器与燃烧室的匹配，以及供油方式和热量处理等各种方式进行分层燃烧。双室式的空燃比可达到A/F=37。目前的应用情况是单室式的居多。如三菱的GDI和丰田的D4均为单室式。3.3. 高能电子点火装置和喷油汽油机3.3.1. 高能电子点火装置 高能电子点火装置是由蓄电池、分电器、点火线圈、点火信号发生装置、电子点火器、火花塞、高压线等组成。根据高能电子点火装置的储能形成可分为电感放点点火系统和电容放电式点火系统，两者的点火信号发生装置又都有有触点和无触点两类，无触点又有光电式、磁脉冲式、霍尔效应式和电磁振荡式等。要充分发挥高能电子点火装置作用，在使用时应根据节油原理和使用要求对发动机进行合理的调整。 调稀发动机混合气浓度。调稀发动机混合气浓度是发动机节能和降污的一个有效途径，但较稀的混合气燃烧需要较高的点火能量。发动机安装高能电子点火装置后，点火能量提高，如果发动机的混合气不调稀，那么混合气形成火焰核心和传播火焰只需要传统点火系统所发生的能量，即仅占高能电子点火装置放生的点火能量的一部分，其余能量就造成了浪费。所以最好将发动机常用工况下的空燃比调整到17：118：1之间，这样既能保证发动机的正常工作，又能达到节油目的。 增大火花塞间隙。火花塞间隙的两电极在汽缸内与混合气体接触，当发动机压缩终了时，火花跳火，产生火焰核心，其温度远远高于火花塞的电极温度，它与两电极接触将发生热量的急速传导，这种热量传输称为“消焰作用”。消焰作用小，点火性能好；消焰作用大，点火定能就差，容易断火，熄火。经验表明，高能点火装置匹配的点火线圈能量为120mJ时，火花塞间隙1.31.5mm较合适，匹配的点火线圈能量为80mJ时，火花塞间隙1.1mm比较合适。 点火提前调整。发动机安装高能电子点火装置后，再加上调稀了发动机混合气浓度，发动机的最佳点火提前角已发生了变化，必须重新调整。一般的调整方法：在汽车满载行驶时，猛踩加速踏板，听到发动机有轻微的爆燃声，这时的点火提前角较为合适。发动机增压和中冷技术 增压技术。对新鲜空气进行预压缩过程称为增压。增压后进入燃烧室内的新鲜空气量增多。这意味着可以燃烧更多的燃料，从而可以提高发动机的功率。大量实践表明，采用增压和中间冷却技术来提高空气的压力和降低进入汽缸的空气温度，可以几倍的增加功率，同时还能改善热效率、提高经济性、减少排气中的有害成分、降低噪声。近年来，为了克服汽油机增压的困难，在汽油机增压系统中采取了许多措施，使车用汽油机，特别是轿车汽油机的涡轮增压得到了较大的普及和发展。这些措施主要有：在电控汽油喷射式发动机上实行汽油机增压，成功地摆脱了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难；应用点火提前角自适应控制，来克服由于增压而增加的爆燃倾向；对增压后的空气进行中间冷却，另外还有采用增压调节装置。增压方式主要有机械增压、排气涡轮增压、复合增压、惯性增压和气波增压等。4. 汽车主动安全技术概述随着社会的发展，交通安全问题越来越凸显，传统的汽车安全理念也在逐渐发生变化，传统的安全理念很被动比如安全带、安全气囊、保险杠等多是些被动的方法并不能有效解决交通事故的发生，随着科技的进步，汽车的安全被细化，目前汽车安全分为主动安全、被动安全两种概念。4.1. 现代汽车主动安全技术的发展趋势汽车安全设计要从整体上来考虑，不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的机率，而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶员避免事故的发生。现代汽车的安全技术包括主动安全技术和被动安全技术两方面。而被动安全技术和主动安全技术是保证汽车乘员安全的重要保障。过去，汽车安全设计主要考虑被动安全系统，如设置安全带、安全气囊、保险杠等。现在汽车设计师们更多考虑的则是主动安全设计，使汽车能够主动采取措施，避免事故的发生。在这种汽车上装有汽车规避系统，包括装在车身各部位的防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达等传感器、盲点探测器等设施，由计算机进行控制。在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下随时以声、光形式向驾驶员提供汽车周围必要的信息，并可自动采取措施，有效防止事故发生。另外在计算机的存储器内还可存储大量有关驾驶员和车辆的各种信息，对驾驶员和车辆进行监测控制。例如，根据日本政府“提高汽车智能和安全性的高级汽车计划”，由日本丰田公司研制成功的“丰田高级安全汽车”即具有驾驶员瞌睡预警系统、轮胎压力监测警告系统、发动机火警预报系统、前照灯自动调整系统、盲区监控系统、汽车间信息传输系统、道路交通信息引导系统、自动制动系统、紧急呼叫(SOS)停车系统、灭火系统以及各向安全气囊系统等，其中有些单项设备已投放市场。 汽车100多年的发展史中，有关汽车的安全性能的研究和新技术的应用也发生了日新月异的变化，从最初的保险杠减振系统、乘客安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、车轮防抱制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全性能正日趋完善。特别是近几年，随着科学技术的迅速发展，越来越多的先进技术被应用到汽车上。目前，世界各国都在运用现代高新科，加紧研制汽车安全技术，一批批有关汽车安全的前沿技术、新产品陆续装车使用，使未来的汽车更加安全。 未来汽车电子控制的重要发展方向之一是汽车安全领域，并向几个方向发展：利用雷达技术和车载摄像技术开发各种自动避撞系统；利用近红外技术开发各种能监测驾驶员行为的安全系统；高性能的轮胎综合监测系统；自适应自动巡航控制系统；驾驶员身份识别系统；安全气囊和ABS/ASR。随着更加先进的智能型传感器、快速响应的执行器、高性能电控单元、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、第三代移动通信技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化方向发展。4.2. 汽车主动安全技术ABS（防抱死制动系统）它通过传感器侦测到的各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率，由此了解车轮是否已抱死，再命令执行机构调整制动压力，使车轮处于理想的制动状态（快抱死但未完全抱死）。 对ABS功能的正确认识：能在紧急刹车状况下，保持车辆不被抱死而失控，维持转向能力，避开障碍物。在一般状况下，它并不能缩短刹车距离。 EBD（电子制动力分配系）它必须配合ABS使用，在汽车制动的瞬间，分别对四个轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出摩擦力数值，根据各轮摩擦力数值的不同分配相应的刹车力，避免因各轮刹车力不同而导致的打滑，倾斜和侧翻等危险。 ESP（电子稳定程序）它实际上也是一种牵引力控制系统，与其它牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且控制从动轮。它通过主动干预危险信号来实现车辆平稳行驶。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会放慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会放慢内后轮，从而校正行驶方向。 ACC（巡航系统）采用雷达传感器，实时监测车辆与前面车辆（物体）的距离，进而提醒驾驶员注意保持车距。 BSD（盲点检测系统）采用24GHZ雷达传感器检测车辆盲区内是否有行人或者其他车辆，进而报警。 EBA（紧急刹车辅助系统）电脑根据刹车踏板上侦测到的刹车动作，