对汽车新技术的应用现状的分析

对汽车新技术的应用现状的分析

摘要: 随着社会的发展,科技不断进步,使当今汽车新技术日新月异。新技术在当今汽车上的应用, 人类文明的发展使更多的环保、安全和电子技术应用到汽车上; 在改进现有动力机械的同时许多替代燃料、新型动力被开发出来, 最后分析了未来汽车技术的发展趋势。

关键词: 汽车新技术; 环保; 应用现状

1 引言

汽车自发明以来就给人们的工作和生活带来极大的便利, 随着不同时期人们不同的要求, 汽车技术也在发生着翻天覆地的变化,世界掀起了新的制造业革命, 节能、环保与安全成为新的主题, 大量的新技术也陆续应用到汽车上,使汽车更具现代化与智能化。

2 动力与环保新技术

为了解决日渐临近的石油能源危机和石油燃料所带来的大气污染问题, 人们不断结合新技术对现有内燃机进行改进, 不断寻找新的燃料, 目前已开发了不少的实用技术。

2.1 汽油机的电控燃油喷射系统

电子汽油喷射系统是以燃油喷射装置取代化油器。通过微电子技术对系统实行多参数控制, 使燃油喷射适时、适量, 它由空气系统、燃油供给系统、和电子控制系统组成, 通过传感器检测发动机进气量、发动机转速及曲轴转角等信号, 由电子控制单元根据发动机运行工况计算出每循环的基本供油量; 同时通过节气门位置、冷却水温度、空气温度和氧含量等发动机运行工况参数, 对供油量进行修正后, 再转换为喷油时间并放大输出, 实现对喷油器的喷油量的控制, 从而使发动机始终具有一个最佳的空燃比。

2.2 柴油机高压共轨(Common Rail)电控喷油系统

共轨电控喷油系统有一条公共油管, 用可调的高压油泵压力阀调节共轨腔内压力并由压力传感器检测, 根据柴油机负荷和转速要求将共轨中的油压控制在预定值, 实现反馈控制。有一定压力的燃油经共轨分别通向各缸喷油器, 喷油器上方的高速电磁阀控制喷油量和喷油定时。利用电磁开关阀控制喷油器的背压变化可以改变喷油量和喷油定时, 改变施加在电磁开关阀上的控制脉冲可以调节喷油量;改变脉冲时刻可以控制喷油定时。共轨中若是与喷射压力相同的柴油, 则高压柴油直接进入喷嘴盛油槽开启针阀进行喷射, 这便是“高压共轨”系统。

2.3 冷却废气再循环( EGR)技术

EGR 技术是引出一部分排出的废气(10%～20%) 通过进气管与新鲜空气混合后再度进入气缸参与燃烧, 实现废气再循环, 破坏有害气体(NOx)高温富氧的生成条件, 减少NOx 的生成。EGR 技术可分为内部EGR 和外部EGR。内部EGR 通过改变配气正时实现, 该系统不需外加其它设备, 结构简单,应用方便; 但由于是在进气行程内直接开启排气阀使废气回流, 因此难以精确控制EGR 率; 外部EGR技术对原机改动小、设计自由度较大, 可以通过电控单元ECU( Electronic Control Unit)控制EGR 率实现智能控制, 所以较为常用。对其使用冷却技术将回流废气冷却后送入气缸可进一步降低废气温度, 降低燃烧峰值温度, 使NOx排放更小。

2.4 燃料电池与混合动力技术

燃料蓄电池是把氢、甲醇等燃料和空气中氧气的化学能通过电化学反应直接转变成电能的发电装置, 主要用在近几年发展起来的电动汽车上。燃料蓄电池的能量转换率极高, 理论上可达100%, 实际效率已达60%～80%。燃料蓄电池汽车的等效燃油经济性高于汽油内燃机车, 而且不产生污染物, 为世界汽车工业展示了光明前景, 有效地减少了尾气中的有害物质。

2.5 生物燃油与代用燃料技术

环境保护对汽车排放提出了越来越严格的要求, 生物柴油以其优越的环保性、润滑性、安全性和可再生性受到各国的普遍重视。用甲醇或乙醇等短链醇和菜籽油进行酯化反应, 再经洗涤干燥即可得到生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相同, 在生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。目前生物柴油使用最多的地区是欧洲, 份额已占成品油市场的5%; 美国能源政策法也已把其正式列为一种汽车替代燃料。

3 舒适性和安全性新技术

随着人们对汽车安全性和舒适性的日益重视和科学技术的飞速发展, 在汽车舒适和安全保护领域出现了大量的新技术。

3.1 主动悬架

主动悬架主要是提高汽车的乘坐舒适性。主动悬架由控制系统和执行机构组成,按执行机构有、无源液压系统分为全主动悬架和半主动悬架。主动悬架采用有源可控元件组成一个闭环或开环的控制系统,可根据路面凹凸不平状况对系统的激励, 外部输入变化信号, 通过执行机构主动地调整悬架控制力,使悬架总是处于最佳减振状态。半主动悬架与全主动悬架相比工作消耗功率小,结构简单,造价低且在运行品质上与全主动悬架接近,因此倍受关注。

3.2 防抱制动(ABS)系统

车辆防抱制动控制系统(ABS)主要是改善汽车制动时的方向稳定性, 现已发展为成熟的产品, 并在各种车辆上得到了广泛的应用, 但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS, 它是以连续量控制形式, 使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率, 理论上是一种理想的ABS控制系统。。

3.3 自动避撞系统

自动避撞系统通过雷达等探测装置随时监测路面状况, 在汽车运行中探测汽车运动方向上的障碍物。可以根据与周围车辆距离的远近而自行调整车速, 使车辆间保持一个安全的距离, 减小发生碰撞的可能。一旦发生紧急情况, 碰撞事故在所难免时, 它可以发出警报并自行采取刹车等措施, 而无需驾驶员的操作, 从而大大减轻碰撞的程度, 甚至完全避免事故, 为乘客提供了更有效的保护。

4 展望

首先, 新能源成为未来汽车技术发展的一大追求。为真正实现零排放, 国际间电动车的开发研究方兴未艾, 其中最具发展前景的是燃料电池动力电动车。电动汽车将进入实用阶段。随着低价格、高能量和长寿命新型电池的研究发展, 以及人们对环保的强烈呼声, 电动汽车将在各大城市成为一种代步工具。

其次是轻量化。国外研究表明, 一般轿车重量减轻10%,可减少6%的燃油消耗。目前, 欧洲汽车制造商提出一项环保目标, 即实现乘用车平均二氧化碳排放量降低30%,这相当于在目前平均整车重量的基础上降低车重的一半。使用更多替代钢的轻质材料, 以降低车重。美国轿车自重由目前的1100kg降低到1000kg 以下。铝合金、镁合金及碳素纤维、纳米热塑材料等轻质材料在汽车制造上的应用将增多。而且汽车材料的再循环利用也是汽车发展的一大趋势。

第三是安全性能的提高。汽车除了配备ABS系统、安全气囊等被动安全系统外, 还要求车身具有良好的防碰撞性。

汽车导航、网络功能和音响等组合将成为每辆车的基本装备。汽车已经不再是简单的交通工具, 而成为现代科技的载体和结晶。

参考文献：

【1】李朝晖、杨新桦.汽车新技术[M].重庆:重庆大学出版社,2004

【2】李彩芬李国铀.柴油机废气再循环技术的应用研究[J].柴油机,2004

【3】王军,申金升.国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势[J].公路交通科技,2000