未来我们开什么车?

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皇家艺术学院的专家们 认为：21世纪汽车电子技术日渐进入成熟阶段，这是对汽车工业发展最有价值、最有贡献的阶段，也是优化“人—汽车—环境”整体关系最为重要的阶段。在这个阶段，由于计算机技术、控制技术、信息技术、新材料、新工艺的不断进步，在2010年前汽车实用版本的发展趋势有以下方面：微电子化—————技术进步、微型化的趋势是十分明显的。例如，与1978年第一次装于轿车上的ABS相比，目前新开发的ABS及TCS其质量与体积仅为原先的1／4。而自从1976年美国通用汽车公司成功地把微处理器应用于汽车发动机控制系统后，世界汽车工业的微处理器用量激增。如今，微处理器已广泛应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。

    集成化、模块化、网络化—————这是今后另一个大有发展前景的领域。为了减小体积，减轻质量，提高可靠性，减少装配工时，今后的趋势便要求将分散的部件组合成一个整体穴模块雪。就像发动机的点火系统、喷油系统，现在已经集成为一个发动机管理系统。下一步就是将电子变速和发动机管理系统集成为一个动力传动控制系统，再进一步就是将ABS／TCS以及EPS组合成一体。而多路传输技术从20世纪90年代开始推广。采用多路传输技术可减轻质量，减少结构的复杂性，因而可降低成本，并提高可靠性。

    传感智能化—————由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此，研究新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器，具有结构紧凑、安装方便的优点，还有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，即使在特别严酷的条件下使用仍能保持较高的精度。

    供电系统优越化—————随着电子／电器元件在汽车上的应用日益增加，汽车原有的电能供应就出现了不足。因此，欧美的汽车制造商与零部件供应商已达成协议，将汽车的供电系统电压标准由12V提高到42V。这样可以减小电缆、电动机、线圈等尺寸及质量。特别是可使一些新技术如电子控制电动气阀机构、飞轮内装起动机／发电机一体式结构以及电子控制电动制动器的应用成为可能。

    信号传输光导化—————汽车电子技术的进步，已使各系统控制走向集中，形成了整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器，以及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统。光导纤维可为此传输网络提供传输介质，以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。随着光导纤维的成本不断降低，它的应用也将降低汽车各有关方面的成本。

    结构机电一体化—————很多电子控制系统将融入机械结构之中。现在有一个新叫法为“用电线操纵”即电子操纵，具体的包括电控转向、电控制动、电控油门、电控变速、电控悬架等。总之，底盘中的很多总成都将引人电子控制技术。这也将成为今后电子技术大有发展的一个领域。


未来汽车之猜想
    2010年—————在今天最流行的车款以及其第二代设计版本已经走到了尽头，将逐渐从车道上淡出。由于拥有新的发动机系统，世界上每一个大型汽车制造商都开始推出更能适应狭窄路面的小型车，奔驰、宝马、奥迪和美洲豹等公司推出的汽车会装上IQ这一等同于牧羊犬的人工智能系统，许多国家也开始在高速公路上修建自动化的跑道。

    2020年—————到2020年，只剩下3大巨头公司瓜分世界汽车市场。成熟的人工智能系统已经普及，汽车部件安装有芯片，大多数的车拥有SIM卡，不仅可以鉴别车主的身份，还可以记录如汽车状况、泊车和超速行驶等等信息。当车主卖掉车子时就把SIM卡移走，买主则可以插上自己的。另外，车上的部件都安装有电脑芯片，而这时车内系统的病毒将成为车祸的主要根源。

    2030年—————为消费者提供个性化的设计和服务，在这个年代达到顶峰。实际上没有两辆新车是完全相同的，快速的制造工艺使车主可以轻松地改变车型、设计、颜色和车内装修，即使是买车多年之后，也还可以享受这样的服务。

    2040年—————在这个时代，汽车上的人工智能得到了进一步发展，但真正的突破来自动力系统的改善。燃料电池技术的研究成果促生了第一代能高速行驶的氢能汽车，它取缔了几乎所有传统版本的汽车，传统的加油站也将销声匿迹。这时候，全球只剩下两家汽车公司。

    2050年—————在小型车横行30年后，大型车卷土重来。实际上，这些车大如房子，设计有设备完全的生活区。在自动高速路上行驶时，小型灵敏的车辆在大车中间穿梭，当大车车主有访客到来，就打开入屋口让载着朋友的小车开进去。

本文来自机械工程师网站：http://www.chinamachinist.net

tassadar

未来的发动机将是2冲的再现,你相信么?

钳工

原帖由 tassadar 于 2008-3-10 10:56 发表
未来的发动机将是2冲的再现,你相信么?

       引入电喷技术后，二冲的燃油经济性和排放指标得到大大提高，但由于扫气无法做到真正完全，所以残留一部份废气是难免的，使之无法完全吸入新鲜空气，但其结构简单和比功率大大超过四冲机的特性不排除仍有发挥的机会。当然，出于节能环保的目的，六冲程机也可能得到发展。

tassadar

看来国人对发动机真是不够了解.
2冲程发动机就1定是有部分废气不能排干净么?
为什么2冲的发动机就要比4冲的发动机简单?
为什么扫气就是2冲程的负担?

其实引入了定时气门以后的强制扫气2冲程发动机在排量,效率都远远超过4冲程.不过复杂程度远不是现在4冲程发动机能够比较的.
有复杂的配气机构,有无润滑油的活塞,有可变压缩的汽缸.
只有这样就不会出现排量限制性能了.

钳工

原来楼上的不是国人呀，失敬、失敬!愿听高论。

tassadar

真对不起了,用错词了,实在对不起.
不过呢,可能我们国家教育水平问题,都没有很好的去跟大家仔细分析发动机的原理和发展历史.
其实2冲好4冲好,都离不开最简单的卡诺循环.
也就是说压缩以后和膨胀以后的压力差是发动机的输出最关键问题,而不是说多少冲程就有更好效率.
简单2冲程发动机存在严重的燃料短路问题才导致效率下降的.燃料直接排走了~~
这个只有汽油2冲存在问题,柴油的没有这个问题.
4冲程的气门结构的独立的进排气过程导致了马力上限,这样船用超过1万马力以上就没有办法用4冲程了.
其实热效率最高的也是船用2冲程发动机,基本达到了50%以上这个和汽车的发动机不够30%效率相比真是天和地.
柴油发动机天生有高压缩比优势导致效率比较高,但是存在喷射要求高,所以转速上不去,限制了升功率.这样的话按派量交费用的汽车就非常不划算了.
如果用2冲程的柴油机的汽车那在升功率上等同汽油机,同时热效率也高.问题就是成本问题.
未来2冲发动机在结构上是复杂的,除了有气门以外还要有机械增压部分,所以成本不便宜.
目前推广不开的重要问题是润滑油的窜升问题,对严格的欧4标准还是比较困难.要克服就必须要使用陶瓷活塞的发动机,尽量减少排放.不过陶瓷发动机也只有日本在深入研究,美国不作为重点,因为美国柴油机市场不大.
发动机的理论是跟随加工水平进化而进化的.涡轮机就最明显,现在离心单级压力达到12的已经为数不少了.只要有2级那就效率要比船用2冲的高了.目前加工水平没有办法做到100KW级别的发动机有如此好的效率,所以车用是很困难的.如果热效率在50%左右的小涡轮机加上电池技术,这样的混合动力车才是真正的理想汽车动力.

钳工

楼上的果然对发动机很有研究!不过据钳工所知，目前国内初中课本中根本末提及二冲程发动机，就是所教的四冲程也还仃留在化油器阶段，倒是 介绍了目前还末成熟应用的三角转子发动机。相对而言钳工对本田开发的六冲程发动机很感兴趣。虽然石油越挖越少，但随着植物燃料乙醇甲醇的广为应用相信古老的发动机仍将大有用武之地!多谢楼上的指教，受益多多!

jcq

原帖由 tassadar 于 2008-3-12 12:16 发表
真对不起了,用错词了,实在对不起.
不过呢,可能我们国家教育水平问题,都没有很好的去跟大家仔细分析发动机的原理和发展历史.
其实2冲好4冲好,都离不开最简单的卡诺循环.
也就是说压缩以后和膨胀以后的压力差是 ...

据我所知30kw级的涡轮发电机在美国的M1A1上早有应用，另外美国上世纪60年代限量生产过燃气轮机轿车，使用效果很好，柴油燃料，就是氮氧化物超标！

tassadar

M1A1的主动力是1500HP的涡轮机.效率是28%.简单热循环.其发电机效率不好,跟不上它的主动力.
为什么要用涡轮做主动力是为了重量和体积,燃料多用化的原因.最关键是在停车等待时候可以完全关闭主发动机,并且涡轮机能简单高速启动其主发动机.
汽车用的涡轮在美国日本都有研究,部分的美国货柜车在70年代是有使用涡轮.而且是使用效率比较好的回热式涡轮.至于排放超标的主要原因是因为燃烧室的分布不理想.
但是使用涡轮机的最大问题是加速问题.
简单的说是油门迟滞.模型用的微型涡轮从怠速到满功率要3-4秒加速时间.而大飞机用的基本要8秒.船用的超过30秒.
这些数字是在汽车上面完全不可接受的.因为涡轮的转速实在太高了,模型的已经到达220K RPM了,车用的也接近100KRPM
在有原因是涡轮的效率要在70%-90%的输出的时候效率才好,而汽车通常只有使用不足20%总功率,完全违背使用特点.
如果真要使用涡轮那只有使用复杂循环的涡轮,这样热效率高,但是导致其负载区域更小,油门反映更慢.
为了补上其不足,可以使用电动系统,原理和今天的混合动力差不多.不过电池容量更大1点而已.

阿峰哥

钳工真幽默！
不过TASSADAR还是有两把刷子的。