汽車的未來

第六章   汽車的未來

第一節(jié)   制造材料的變化

在當今社會，汽車仍將作為最主要的交通工具。但隨著汽車保有量的不斷增加，帶來的負面影響也越來越大。例如能源的不斷消耗、對于環(huán)境的污染等。因此，作為汽車制造業(yè)來講，必須不斷提高車輛的技術(shù)含量，去面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

這些技術(shù)的變革，主要體現(xiàn)在：汽車質(zhì)量的輕量化、汽車燃料的多樣化、控制技術(shù)的電子化。

根據(jù)研究表明，汽車自身質(zhì)量每減少100公斤，其燃油消耗率可減少0.2L/100Km。目前，各生產(chǎn)廠家都在不斷的將各種輕型材料用于汽車制造。在各大汽車公司，一些汽車附件都采用超輕高強度鋼板制造，僅此一項，即可減輕重量20~25%。

多年來，鋁一直以其質(zhì)量小，易于回收而被大量用于車輛零件的制造。例如發(fā)動機活塞、汽缸體許多廠家都采用鋁合金制造。過去的車輪輪輞都采用鐵圈，既不美觀，質(zhì)量又大。現(xiàn)在不僅小轎車上采用了質(zhì)量較輕、樣式美觀的鋁合金車輪，許多客車也開始采用。據(jù)統(tǒng)計，截止1998年，世界上一輛中級轎車鋁材使用量已經(jīng)平均達到85公斤。

除此之外，鎂合金、碳纖維材料在汽車上的使用率也不斷提高。由于碳纖維質(zhì)量輕，耐熱性好，有些賽車專門用其來制造制動活塞。塑料材料的使用率更是逐年提高。用塑料制造的車內(nèi)零件，質(zhì)量小、易于成型、美觀、舒適、還可以吸收撞擊時的能量。塑料油箱，既可以方便的布置在車身下部，而且受到撞擊后不易破碎，安全性極高。

車身制造材料的變化也是極大。過去的汽車全部采用全鋼車身，自重較大。如今已經(jīng)開始采用玻璃鋼和碳素纖維制造車身。著名的麥拿倫F1賽車，采用全碳素纖維車身，自重僅有900余公斤。（附插圖）

第二節(jié)       汽車動力的變化

汽油和柴油作為汽車的現(xiàn)用燃料，具有許多的優(yōu)勢。但是世界上的石油資源并不是取之不盡，用之不完的。所以減少車輛的燃油消耗率是當前各個廠家的研發(fā)重點。通過減輕自重，減少車輛內(nèi)耗，合理設(shè)計等方法，汽車的燃油消耗率不斷下降。德國大眾的路波轎車，根據(jù)測試，其燃油消耗率已經(jīng)達到3L/100 Km，開創(chuàng)了轎車低油耗的先河。（附插圖）就連以豪華舒適著稱的美國轎車，也在不斷的降低車輛的燃油消耗率。

解決能源問題的另一個方法是開發(fā)其他的代用燃料。作為汽車代用燃料的目前主要有壓縮天然氣、液化石油氣、甲醇、乙醇、煤氣和氫氣。

壓縮天然氣主要成分是甲烷。液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷。這兩種燃料是我國目前的主要代用燃料。國家已經(jīng)頒布了《車用壓縮天然氣》和《車用液化石油氣》兩部國家標準，作出了詳細的規(guī)定。北京市公共汽車和出租汽車的燃料改造也是采用的以上兩種氣體。

世界上第一臺內(nèi)燃機就是采用的醇類燃料。但是一直未能得到普及。直至20世紀70年代才重新受到重視。目前已經(jīng)有40余個國家和地區(qū)在使用醇類燃料的汽車。以甲醇作為代用燃料的汽車研究實驗是“九五”期間燃料汽車技術(shù)的重要組成部分，并且已經(jīng)在輕型客車產(chǎn)品開發(fā)、加氣站建設(shè)、運行實驗方面取得了重要成果。

氫氣汽車是指直接用氫氣作為燃料的汽車。但是現(xiàn)在仍然處于研究階段。

電動汽車的研究早在19世紀就開始研究，但一直受到蓄電池容量的限制。傳統(tǒng)的鉛蓄電池遠遠不能滿足電動汽車的需要，這就使得電動汽車的最高行駛速度、最遠行駛里程不能滿足人們的需要。目前，在電動汽車使用的電池有鎳鎘電池、銀鋅電池等，蓄電池的存儲容量有了極大的提高。我國清華大學(xué)的電動汽車研究一直處于世界領(lǐng)先地位。現(xiàn)在在清華大學(xué)校園里行駛的兩量校車就是改裝后的電動汽車。

電動汽車的普及還需要國家的大力支持。如在政策上予以傾斜、用電費用予以優(yōu)惠、建立充電點等。在國外有些城市就采取高峰時只有電動車可以進入城區(qū)的政策，對電動車進行保護。比較實用的是將內(nèi)燃機和蓄電池聯(lián)合使用的混合動力汽車。它們在城區(qū)行駛時利用電動機驅(qū)動，并且制動時的能量可以反充給蓄電池，而在城外高速行駛時，則以內(nèi)燃機驅(qū)動車輛。

第三節(jié)    控制技術(shù)的變化

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被用在了汽車上�？梢哉f，汽車的發(fā)展與電子技術(shù)的發(fā)展保持同步，汽車正在由單一的機械產(chǎn)品向機電一體化的高科技智能產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。

汽車上最早應(yīng)用的電子產(chǎn)品是電子管收音機，隨后是硅整流發(fā)電機和晶體管電壓調(diào)節(jié)器的使用�，F(xiàn)在，北京已經(jīng)作出規(guī)定，非電控汽油噴射發(fā)動機的汽車禁止上牌照。汽車的電子控制系統(tǒng)利用了電腦進行控制，主要是為了解決環(huán)保、節(jié)油和安全的問題。在發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，其核心部件是電腦。發(fā)動機上采用若干個傳感器，用來檢測空氣流量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸轉(zhuǎn)角等主要信號，并搜集水溫、空氣溫度等修正信號，全部傳輸給電腦，電腦通過對比，控制噴油嘴的噴油量和點火時間。同時，借助氧傳感器和爆震傳感器，對噴油量和點火時間是否準確進行檢測，如不合適，則對噴油量和噴油時間進行修正。在一些高級轎車上，用來控制各機件工作的電腦達到了30余個，可以控制發(fā)動機的噴油和點火系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等。

第三節(jié)       舒適性的提高

車輛的乘座舒適性逐漸為人們所重視。早期的汽車只是重視車輛的行駛功能，并不在意乘車人的感受。在中國就有“開寶馬，坐奔馳”的說法。其實現(xiàn)在，各大廠商都在乘座舒適性上大做文章。

小型車大型化是現(xiàn)在汽車發(fā)展的一個趨勢。現(xiàn)在的小型車采用車輪四角的布置方式，使得小型車的車內(nèi)空間與中級轎車不相上下。車輛座椅從最初的機械調(diào)節(jié)發(fā)展到電動調(diào)節(jié)，并且利用電腦控制，可以儲存駕駛員的個人資料，自動將駕駛座椅調(diào)節(jié)到司機最為舒適的位置。在奔馳汽車的前排座椅中，還裝有內(nèi)置的換氣風(fēng)扇，可以保持座椅的干爽，并可以在冬季為座椅加熱。為了減輕駕駛員的操作疲勞，自動巡航控制裝置也逐漸普及。它可以根據(jù)司機的預(yù)先設(shè)計，將車輛行駛速度自動保持一定，駕駛員只需控制方向盤即可。在國外，無人駕駛車輛的研究已經(jīng)取得一定的成果。司機只要在行車電腦上輸入目的地，車輛可以自動沿最近的路線駛向目的地。

在奧迪轎車上，裝有智能式空調(diào)系統(tǒng)。自動空調(diào)機可以左右分開自動調(diào)節(jié)，并可以根據(jù)太陽位置和光線強度調(diào)節(jié)溫度。溫度控制裝置有兩套，司機與前部成員都可以單獨控制。位于腳部出風(fēng)口和兩側(cè)出風(fēng)口的出風(fēng)溫度傳感器可以測量穩(wěn)定溫度，并充分考慮到周圍的情況。空調(diào)控制單元對接收到的所有信息進行自動處理，再將信號傳給調(diào)節(jié)器，從而達到自動調(diào)節(jié)溫度的功能。

在國內(nèi)生產(chǎn)的2003款本田轎車，將車窗的控制與門鎖控制和為一體，通過一把車鑰匙即可控制各個車窗的開啟和關(guān)閉。自動懸架系統(tǒng)可以保持車身的穩(wěn)定，并自動調(diào)節(jié)懸架的硬度，以適應(yīng)不同路面的需求。制動防抱死系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)更是為車輛的行車安全上了一道保險。