自学必备-汽车工程汽车新技术与未来汽车

1、第六章 汽车新技术与 未来汽车 第一节第一节 汽车新技术汽车新技术 第二节第二节 未来汽车未来汽车 第一节第一节 汽车新技术汽车新技术 了解汽车节能和环保的了解汽车节能和环保的 新技术新技术 了解汽车安全和汽车智了解汽车安全和汽车智 能控制的新技术能控制的新技术 一、节能技术一、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 1汽油缸内直喷技术汽油缸内直喷技术 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

2、车公司制造，并 安装在三菱的量产车上。 一、节能技术一、节能技术 1 1汽油缸内直喷技术汽油缸内直喷技术 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、节能技术一、节能技术 2 2涡轮涡轮增压增压技术技术 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、一、节能技术 3 3可变配气相位技术可变配气相位技术 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： 丰田的丰田的VVT-iVVT-i宝马的宝马的VANOSVANOS 一、节能技术一、节能技术 3 3可变配气相位技术可变配气相位技术 配置了可变气门升程 系统的发动机有： 丰田的丰田的VVTL-iVVTL-i 本田

4、的本田的i-VTECi-VTEC 本田的本田的VTECVTEC 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、节能技术一、节能技术 4 4汽车轻量化技术汽车轻量化技术 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速腾超轻高强度钢板车身结构奥迪奥迪A8A8铝合金车身结构铝合金车身结构 一、节能技术一、节能技术 4 4汽车轻量化技术汽车轻量化技术 镁合金轮毂镁合金轮毂 采用碳素纤维采用碳素纤维 做车身材料的做车身材料

5、的 法拉利法拉利 塑料保险杠塑料保险杠 二、安全技术二、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 1主动安全技术主动安全技术 （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、安全技术二、安全技术 1 1主动安全技术主动安全技术 （2）电子制动力分配系统（EBD） EBD（Electronic Brake force Distribution），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

6、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、安全技术二、安全技术 1 1主动安全技术主动安全技术 （3）驱动防滑系统（ASR） ASR的英文全称是Acceleration Slip Regulation，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

7、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、安全技术二、安全技术 1 1主动安全技术主动安全技术 （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、安全技术二、安全技术 2 2被动安全技术被动安全技术 （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

8、。 3）全新智能安全气囊系统配置。 二、安全技术二、安全技术 2 2被动安全技术被动安全技术 （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、安全技术二、安全技术 2 2被动安全技术被动安全技术 （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。

9、 2）乘员头颈保护系统的工作原理。 三、环保技术三、环保技术 1 1三元催化技术三元催化技术 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、环保技术三、环保技术 2 2废气再循环系统废气再循环系统 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、环保技术三、环保技术 3 3燃油蒸气回收系统燃油蒸气回收系统 燃油蒸气回收控制系统的作用是阻止燃油箱内的汽

10、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、智能化技术四、智能化技术 1 1智能轮胎智能轮胎 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

11、湿后，甚至还能自动改变轮胎的花纹，以 防打滑。 四、智能化技术四、智能化技术 2 2智能钥匙智能钥匙 （1）智能钥匙系统的组成。 （2）智能钥匙系统的作用。 四、智能化技术四、智能化技术 3 3智能玻璃智能玻璃 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、智能化技术四、智能化技术 4 4汽车智能空调汽车智能空调 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。 5.5.车辆信息系统车辆信息系统 车载

12、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、智能化技术四、智能化技术 5 5车辆信息系统车辆信息系统 (1)车辆信息系统 的组成结构。 (2)车辆信息系统 工作原理。 思思 考考 题题 1. 1.汽车给社会带来哪些问题？还有哪些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？汽车新技术可以解决这些问题？ 2. 2.什么是智能汽车和智能交通系统？什么是智能汽车和智能交通系统？ 第二节第二节 未来汽车未来汽车 了解清洁燃料汽车和概了解清洁燃料汽车和概 念车念车 了解汽车工业的发展趋了解汽车工业的发展趋 势势 一、清洁燃料汽车一

13、、清洁燃料汽车 1 1电动汽车电动汽车 （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、清洁燃料汽车一、清洁燃料汽车 1 1电动汽车电动汽车 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、清洁燃料汽车一、清洁燃料汽车 1 1电动汽车电动汽车 3）太阳能电动汽车 太阳能电动汽车是当 今最清洁、最有

14、发展前景 的绿色环保汽车。 太阳能电动汽车的 工作原理。 太阳能电动汽车的 优缺点。 一、清洁燃料汽车一、清洁燃料汽车 1 1电动汽车电动汽车 （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、清洁燃料汽车一、清洁燃料汽车 2 2燃气汽车燃气汽车 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

15、 主要成分是甲烷。 一、清洁燃料汽车一、清洁燃料汽车 3 3醇类汽车醇类汽车 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

16、车大众概念车 标致概念车标致概念车 二、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。 丰田概念车丰田概念车 奥迪概念车奥迪概念车 宝马概念车宝马概念车 尼桑概念车尼桑概念车 三、未来汽车工业三、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