汽车技术发展方向及未来汽车.pptx

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1、世界汽车课程作业1.列出国内外著名汽车品牌的名称和标志（不少于20个）2.介绍一项汽车竞赛的起源、发展和现状3.介绍一家国内外知名汽车公司的历史、发展和现状及其主要汽车产品（期末大作业，不少于3,000汉字，打印）4.发挥自己的想象，展望未来汽车的发展趋势、新技术、新结构、新材料等（期末大作业，不少于3,000汉字，打印）17周周一下午6：00以前交到2202载运机械教研室汽车技术发展方向及未来汽车汽车技术发展目标安全节能与环保便于操作舒适安 全截至2009年3月，全国机动车保有量为172,769,371辆。其中汽车66,898,004辆摩托车90,190,666辆挂车1,018,019辆上道

2、路行驶的拖拉机14,641,381辆其他机动车21,301辆截至2009年3月，全国私人机动车保有量为132,145,162辆，占机动车总量的76.49%。其中私人汽车43,825,835辆，占私人机动车保有量的33.16%，占汽车保有量的65.51%私人摩托车88,025,319辆，占私人机动车的66.61%，占摩托车保有量的97.60%。截至2009年3月全国机动车驾驶人为184,363,373人其中汽车驾驶人125,354,479人拥有汽车驾驶证的人数为125,354,479人，占驾驶人总量的67.99%根据美国运输部的调查：使用三点式安全带，驾驶员座位上的负伤率可降低43%52%(因车

3、速不同而异）副驾驶员座位上的负伤率可降低37%45%在低于95km/h的碰撞速度下，不会有死亡事故发生。如果不装用安全带，即便是在20km/h的碰撞速度下也会发生死亡。安全带安全带安全气囊安全气囊（Supplemental Inflatable Restraint System，简称SRS)安全气囊平时是收卷的，汽车行驶中的任何颠簸都不能引爆气囊系统，仅在汽车受到剧烈的正向碰撞时才会引爆气囊系统。汽车发生碰撞后，气体发生器在30m内使气囊完全充满气体，从而避免或减轻对乘员头部及身体上部的伤害。正驾驶位的气囊装在方向盘的中间位置，副驾驶位的安全气囊安装在正前方的平台内部。在意外发生的瞬间可以有效

4、的保护驾驶位和副驾驶位乘员的头部和胸部。侧面气囊系统是保护汽车遭侧面碰撞以及车辆翻滚时乘员的安全。一般安装于车门上，在车辆遭到侧面碰撞导致车门严重变形，以至于无法开启车门，车内乘员被困于车内时，侧面安全气囊可以有效的保护车内驾乘人员来自侧面撞击导致的腰部，腹部，胸部外侧，以及胳膊的伤害，保证身体上肢的活动能力和逃生能力。AIRBAG汽车制动防抱死系统汽车制动防抱死系统（Anti lock-Braking System，简称ABS）美国国家高速公路交通安全委员会（NHTSA）根据交通事故统料的分析表明：装有ABS的汽车翻车事故减少30%40%；在干燥的公路上，能减少大约24%的车祸；在湿地或雪地

5、上，能减少大约15%的事故；与行人和骑自行车者相撞的事故降低了27%。ABS的工作原理的工作原理当车轮制动时，安装在车轮上的传感器立即能感知车轮是否抱死，并将信号传给电脑，对抱死的车轮，电脑马上降低该车轮的制动力，车轮又继续转动，转动到一定程度，电脑又对其施加制动，保证车轮既受到制动又不致抱死，这样不断重复，直至汽车完全停下来。电脑能在一秒钟之间对车轮进行几百次的检测，并同时对制动系统进行数十次的操纵。不过，ABS只在紧急制动时才起作用，一般情况下起作用的还是普制动系统。电子制动力分配系统电子制动力分配系统（Electric Brakeforce Distribution，简称EBD）EBD的

6、功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹配，以保证车辆的平稳和安全。当紧急刹车车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移，并缩短汽车制动距离。EBD实际上是实际上是ABS的辅助功能，它可以改善提高的辅助功能，它可以改善提高ABS的的功效。所以在安全指标上，汽车的性能又多了功效。所以在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。在EBD系统的辅助之下，刹车力可以得到最佳的效率，使得刹车距离明显地缩短，并在刹车的时候

7、保持车辆的平稳，提高行车的安全。而EBD系统在弯道之中进行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶的安全。汽车牵引力控制系统（汽车牵引力控制系统（Traction Control System，简称TCS）TCS依靠电子传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时(这是打滑的特征)，就会发出一个信号，调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮，从而使车轮不再打滑。TCS可以提高汽车行驶稳定性，提高加速性，提高爬坡能力。原采只是豪华轿车上才安装TCS，现在许多普通轿车上也有。TCS如果和如果和ABS相互配合使用，将进一步增强汽车的安全相互配合使用，将进一步增强汽车的安全性能。性能。TCS

8、和ABS可共用车轴上的轮速传感器，并与行车电脑连接，不断监视各轮转速，当在低速发现打滑时，TCS会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。若在高速发现打滑时，TCS立即向行车电脑发出指令，指挥发动机降速或变速器降挡，使打滑车轮不再打滑，防止车辆失控甩尾。集成安全系统集成安全系统装备这种集成安全系统的汽车同时带有先进的雷达装置。汽车行驶中，电脑可以自动监测周围情况并进行计算。监测包括路面，迎面来的车辆和行人或其他物体，计算出驾驶员应该作出何种快速反应以及车辆应该多快减速等，然后根据情况发出各种警示信号。这些工作都能在瞬间完成。这种车内还安装有先进的测试系统，例如眼睛跟踪系统，它可以测定驾驶员的警觉

9、程度和疲劳程度。如果发现驾驶员处于疲劳驾驶状态，汽车就会发出警告以确保安全。在躲避碰撞状态，集成安全系统会自动运用ABS制动装置，牵引力控制装置和制动力分配等系统，使汽车的各个系统达到最佳状态，帮助驾驶员避免可能发生的碰撞。自动巡航技术（自适应巡航系统）自动巡航技术（自适应巡航系统）新型巡航系统则具有高度智能化功能，能够自动调整车速，巡航时速最低可以达到32km/h。装上新巡航系统的汽车在街道上行驶时，驾驶员可以将脚远远地搁在一边，车辆可自动减速、加速，仿佛有一位看不见的驾驶员在为你驾驶。人眼看得见的，自动巡航系统能察觉，就是驾驶员看不到的东西，它同样也能发现。它携带的GPS定位系统会时时提醒

10、自动巡航系统近一平方公里范围内可能突然出现的物体，例如前方路上准备穿过路口的车辆，在路边等待穿越的行人等。自动巡航系统一接受信息，马上会用它自己的“脑子”判断最佳车速应该是多少，并自动巡航行驶，待确认无潜在危险之后，又会自动恢复到较快的巡航速度。一体化底盘控制系统一体化底盘控制系统新型一体化底盘控制系统的功能，就是让驾驶员在急速行驶或转弯的汽车中不会撞得头破血流或被甩出车外。通过中央底盘控制器，将制动、悬挂、转向、动力传动等控制系统进行“电子化连接”，通过复杂的控制运算，对各个系统进行协调，使车辆整体性能和稳定性达到最佳水平，减少颠簸和快速转向时离心力造成的冲撞。距离警示系统：自动刹车距离警示

11、系统：自动刹车主要特点是在自适应巡航系统被关闭时也可以帮助司机保持与前车的安全距离，当距离警示系统被激活后，司机可以预先设定自己与前车的时间间隔（共有5种选择），汽车行驶时，系统探测到您的汽车与前面的汽车时间间隔低于您的设定时，会在前挡风玻璃发出警示，同时发出警告铃声，如果司机仍然没有采取任何安全措施，这个系统将会主动帮你刹车。车道偏离警示系统：主动修正方向车道偏离警示系统：主动修正方向车道偏离警示使用摄像头监测汽车在车道标线之间的位置，如果未使用变道信号而越过车道标线，即发出声音信号向司机报警，在此基础上，VOLVO开发出了自动转向规避碰撞功能，它比车道偏离系统更为先进。该系统利用摄像头和雷

12、达监测汽车本身与对面来车的位置，在设计上保证了能够帮助防止司机一时疏忽造成的迎面碰撞。如果汽车即将进入错误车道，同时系统探测到对面车辆处在碰撞路线上，汽车会自动转向，回到原车道中的安全位置。驾驶员警示系统：监控行车安全驾驶员警示系统：监控行车安全它能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的司机发出警示，在我们还在要采取各种强制措施要求疲劳驾驶的司机进行休息时，这项技术的发生已经让汽车主动充当交通警察的角色。这项系统被激活后，无论是白天还是黑夜，只要汽车进入司机容易放松的平直车道和容易让司机分神的道路时，该系统就会主动介入工作，通过摄像头不断检测汽车与道路两边以及周围汽车的距离，并通过传感器

13、发送到控制单元之中，控制单元不断对这些数据进行计算，以评估汽车是否存在失控的危险，如果评估的结果是高风险，就会发出警告铃声，同时在仪表盘上显示您需要休息的信号。值得一提的是，担心隐私被汽车监控的司机大可不必有这个担心，因为这个系统不会监控您个人的眼神移动这样的小动作。酒后驾驶闭锁装置：拒绝酒后驾驶酒后驾驶闭锁装置：拒绝酒后驾驶安装了这个装置的汽车，当您一打开车门时，系统就被激活，10秒钟过后就可以使用，你对着这个装置吹气5秒，系统就会自动识别你有没有喝酒，还适不适合开车，如果你没有喝酒或喝得非常少，系统不会对你发出警告；如果你喝了一点点，系统会提醒你几秒钟后才能发动汽车，这个时候，系统也会同时

14、关闭汽车，即使你强行打火也发动不了汽车。VDIM(车辆动态集成控制车辆动态集成控制)丰田VDIM技术可以说是车辆稳定控制系统(VSC)的新发展，它的开发思路是集成现有的ABS、TCS、VSC、电动动力转向(EPS)等既有技术，在尽量使用原有技术和总成部件的基础上，增加适当的新技术，又应用了新的集成手段或方法，获得优异的性价比，按照丰田的想法，在实现汽车智能控制后，今后交通事故的伤亡率可能为零。PRE-SAFE安全防护系统安全防护系统 这套安全保护系统的主要设计原理是，当系统检测到潜在的事故状态时，能够帮助驾驶员和乘客以及车辆本身，在撞击发生前进入预备状态。例如，系统将收紧前排坐椅的安全带，将坐

15、椅调节到最有利的位置，天窗和玻璃自动关闭等等。PRE-SAFE防护系统的这些功能，可以使碰撞在无法避免的情况下，大幅度减少事故引发的严重后果，从而将对人员的伤害降到最低。CISS安全技术安全技术 CISS的英文全称是Core-Competence Integrative Safety Systems，意思是“集成性安全核心系统”，构成该系统基础的运算流程是以人脑这样的生物模型为建模依据的。CISS安全技术可以借助气囊控制设备这一最佳范例来说明车辆安全功能的复杂性，并视具体碰撞情形，气囊控制设备会激活相应的约束系统，确保安全。环环 保保 与与 节节 能能传统汽油机的减排技术传统汽油机的减排技术进

16、气道电控喷油（PFI）三效催化剂（TWC）+闭环电控 废气再循环（EGR）传统汽油机的节能技术传统汽油机的节能技术适当提高压缩比、优化燃烧室结构、采用双火花塞等技术优化燃烧系统 采用高强度轻材料，如低合金钢、铝合金、镁合金、塑料和各种纤维强化等材料制造汽车零部件 采用顶置凸轮轴与多气门、可变气门定时和升程、进气系统优化设计与可变进气系统、以及涡轮增压等优化进排气系统传统汽油机的节能技术传统汽油机的节能技术通过停缸法在部分负荷下使部分气缸停止工作 通过GoStop方法，在汽车处于长时间怠速时，发动机自动停止运转，从而避免发动机工作在怠速和低效率区 汽油机高压油泵缸内直接喷射技术（GDI）与稀燃+

17、增压技术柴油机节能减排新技术柴油机节能减排新技术主要采用以改善燃烧为核心的机内净化技术：先进的燃油喷射技术+高压共轨系统 先进的进气管理系统：包括可变截面涡轮增压器（VNT）控制，EGR控制系统）机外净化技术（各种后处理技术）：氧化催化剂（DOC）NOx还原催化剂（主要有选择性催化还原（SCR）和贮存催化还原（NSR）微粒捕集器（DPF）均质压燃（均质压燃（HCCI）燃烧技术）燃烧技术HCCI核心思想可表述为可控预混低温燃烧，其燃烧特征为多点着火、高热效率、超低NOx和PM排放。目前，国际上HCCI产业化研究主要集中在汽油机和柴油机HCCI燃 烧控制方面，包括燃烧诊断、燃烧模式切换和瞬态工况过

18、渡。缸内直喷多段喷射是HCCI燃 烧 在车用发动机上应用更有前途并更具可行性的方式。新能源汽车新能源汽车新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。目前我国市场上在售的新能源汽车主要有 天然气汽车 醇类燃料汽车 生物柴油汽车 双燃料汽车 电动汽车 混合动力汽车 天然气天然气天然气是当今世界能源的重要组成部分，它与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱。据研究资料显示，世界已探明的石油储量，按汽车现在消耗的速度，还能支撑40-70年。而已探明的天然气储量，预计可以开采200年。从这个意义上讲，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一

19、个重要方向。天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的1/2，是石油的2/3。按照天然气的化学成分和形态，天然气汽车可分为 压缩天然气(CNG)汽车 液化天然气(LNG)汽车 液化石油气(LPG)汽车 优点：优点：天然气汽车是一种理想的低污染车，与汽油汽车相比，它的尾气排放中CO下降约90%，HC下降约50%，NOx下降约30%，S02下降约70%，CO2下降约23%，微粒排放可降低约40%，铅化物可降低100%。可见天然气对环境造成的污染远远小于石油和煤炭，是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。天然气汽车的使用成本较低，比燃油汽车节约燃

20、料费约50%。与电动汽车相比，天然气汽车的续驶里程长。有关专家认为天然气汽车是目前最具有推广价值的低污染汽车，尤其适合于城市公共交通和出租汽车使用。存在问题存在问题动力性较低 供气体系建设有难度 贮气瓶占用空间较大，携带不便 汽车用户的初始投资较大 天然气发动机关键技术天然气发动机关键技术电子控制技术 空燃比控制技术 优化燃烧技术 先进的后处理技术 改善供气能力，加快加气站基础设施的建设研制储存量大、耐高压、轻质的车载复合气瓶 醇类燃料汽车（醇类燃料汽车（methanol and alcohol-powered automobile）是指利用醇类燃料做能源驱动的汽车。醇类燃料是指甲醇（CH3O

21、H）和乙醇（C2H5OH），都属于含氧燃料。生物柴油汽车生物柴油汽车生物柴油是清洁的可再生能源，它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油与石油柴油的比较生物柴油与石油柴油的比较生物柴油的闪点远大于常规柴油，有更好的安全性能；生物柴油的十六烷值高于常规柴油，其燃烧性能要好于后者，使发动机运转更平稳，噪声更低；生物柴油的含硫量极低，燃用它所排放的硫化物可以忽略不计；生物柴油的含氧量为10%，比常规柴油更容易完全燃烧，可以减少发动机内碳的沉淀；生物柴油在冷凝点、燃烧功效、燃料耗氧量、

22、对水源的危害以及生物可降解性方面也都优于常规柴油，其它指标与常规柴油大致相当。用生物柴油代替常规柴油时，无需对发动机做大的改造，可以直接利用现有的油品储存、运输和分销设施。生物柴油与压缩天然气、液化石油气、生物柴油与压缩天然气、液化石油气、甲醇和二甲醚等代用燃料的特性比较甲醇和二甲醚等代用燃料的特性比较 生物柴油在汽车上使用时，其综合性能要好于压缩天然气、液化石油气和甲醇，与二甲醚相当；对于二甲醚来说，建立一整套生产、运输和供应系统的难度要大于生物柴油；燃用二甲醚时，需对燃料的喷射系统做出相当大的改进，燃用生物柴油则没有这方面的困扰。从目前的实际情况出发，使用生物柴油是实现发动机超低污染的最有

23、前途的燃料。生物柴油发动机对空气污染物排放生物柴油发动机对空气污染物排放的影响的影响和普通柴油相比，使用生物柴油能大大降低污染物的排放。有毒且有助于烟雾和臭氧形成的CO的排放降低了5%左右；能够引起人类呼吸系统疾病的颗粒物（PM）的排放降低了30%左右；能够形成酸雨的SOx和硫酸盐的排放为零；有助于烟雾和臭氧形成的HC化合物的排放降低了95%左右；大多数可致癌的芬芳族化合物（包括多环芳香烃PAH和非多环芳香烃NPAH）的排放降低了75%85%，全部的非芳香烃降低了90%以上。生物柴油作为柴油机燃料的优点生物柴油作为柴油机燃料的优点 优良的环保特性可再生性 良好的储运性能 优良的润滑性能 较好的

24、发动机低温启动性能 良好的燃烧性能 使用生物柴油存在的问题使用生物柴油存在的问题 多数生产生物柴油的装置中会用到大量的甲醇 发动机尾气中的NOx含量较高生物柴油的凝固点高 电动汽车电动汽车电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。电动汽车无需再用内燃机，因此，电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。由于电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。电动汽车的优点电动汽车的优点 本身不排放污染大气的有害气体 由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除人们

25、对石油资源日见枯竭的担心 还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量 电动汽车的不足电动汽车的不足 目前蓄电池单位重量储存的能量太少 电动车的电池较贵 电动汽车发展的关键电动汽车发展的关键低成本、高容量及高安全性蓄电池交流感应电机及其控制稀土永磁无刷电机及其控制电池和整车能量管理系统智能及快速充电技术低阻力轮胎轻量和低风阻车身制动能量回收 纯电动汽车纯电动汽车 纯电动汽车，相对燃油汽车而言，主要差别在于四大部件：驱动电机 调速控制器 动力电池 车载充电器相对于加油站而言，它由公用超快充电站充电。纯电动车省去

26、了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，电动机和控制器的成本更低，且纯电动车能量转换效率更高。纯电动车的缺点是它改变了传统汽车的使用生活方式，需要每天充电。纯电动汽车时速快慢，和启动速度取决于驱动电机的功率和性能其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如：铅酸、锌碳、锂电池等。它们体积，比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。发展纯电动汽车的问题发展纯电动汽车的问题公用超快充电站是纯电动汽车商业化的基础设施，专用电缆、线缆连接器乃至计费、收费系统，等有

27、待建立和完善充电机与车载电池之电缆连接器问题必须规范，形成电池品种、电压分档、快慢（功率大小）诸要素的一致，否则纯电动汽车及公用超快充电站无法有效无法对接 燃料电池电动汽车燃料电池电动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，它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”燃料电池的优点燃料电池的优点 能量转化效率高 不污染环境 寿命长 混合动力电动汽车混合动力电动汽车复合动力电动汽车（亦称混合动力电动汽车）是指车上装有两个以上动力源，包括电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车车载动力源有多种：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的

28、发电机组当前复合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。油电复合动力电动汽车的优点油电复合动力电动汽车的优点 1、采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率。此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率而内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。2、因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。油电复合动力驱动汽车的缺点油电复合动力驱动汽车的缺点有两套动力，再加上两套动力的管理控制系统，结构复杂，技术较难，价格较高 省油有限 太阳能汽车太阳能汽车太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，再把电能存储在蓄电池中备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池