汽車行業(yè)面臨的問題以及未來的發(fā)展方向

1、目 錄摘要21 引言22 汽車發(fā)展面臨的問題與對策2 2.1 能源問題3 2.2 環(huán)境保護問題3 2.3 交通安全問題33 現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢和技術(shù)創(chuàng)新3 3.1 突出環(huán)保型性3 3.1.1 采用高新科技3 3.1.2 使用代用燃料5 3.1.3 采用清潔能源5 3.1.4 尋求新能源6 3.2 開發(fā)電動汽車、使用氫燃料作為動力6 3.3 發(fā)展柴油轎車7 3.4 強化安全性7 3.5 重視智能性8 3.6 提高經(jīng)濟性8 3.7 體現(xiàn)舒適性8 3.7.1 人性化設(shè)計、外形美觀與使用功能的和諧9 3.7.2 降低駕駛員的勞動強度與安全可靠94. 結(jié)論10參考文獻 10摘要：汽車自問世至今，已有一百

2、多年歷史。汽車的結(jié)構(gòu)、性能發(fā)生了很大的變化?，F(xiàn)代汽車正向自能化、電子自動化、節(jié)能和環(huán)保壞、整車輕量化以及高品質(zhì)、高安全等方向發(fā)展。汽車工業(yè)的發(fā)展也呈現(xiàn)集團化、國際化、專業(yè)化和產(chǎn)、供、銷及售后服務(wù)一體化的趨勢。我國汽車工業(yè)更是日新月異，對國民經(jīng)濟的發(fā)展影響最大。關(guān)鍵詞：能源、環(huán)境保護、交通安全1. 引言 汽車自1886年問世至今，已有一百多年的歷史。一百多年來，世界汽車工業(yè)發(fā)生了巨大的變化。在美國、日本等發(fā)達國家，汽車工業(yè)早已成為這些國家主要的支柱產(chǎn)業(yè)。我國汽車工業(yè)自改革開放以來，也以前所未有的速度迅速發(fā)展，汽車年產(chǎn)量有改革開放的幾萬輛發(fā)展到現(xiàn)在的（2012）近兩千萬兩。汽車工業(yè)在我國國民經(jīng)濟中

3、也占有十分重要的地位。隨著人民生活水平的提高，人們對汽車的需求越來越大，汽車已成為人們生活中不可缺少的一部分，對社會生活、人類經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生了極大的影響。汽車是集機械、電子、電控、通訊與訊息等技術(shù)于一體的新技術(shù)含量較高的機械產(chǎn)品，汽車的使用性能、汽車的正確使用與安全駕駛、汽車的維護和修理等越來越受到人們的重視。2. 汽車發(fā)展面臨的問題與對策 汽車是一種重要的交通工具，自從德國工程師Carl Benz(卡爾奔馳)1886年1月29日發(fā)明汽車以來，汽車以為人類做出了不可磨滅的貢獻。毋庸置疑，汽車在造福人類的同時，也帶來了能源短缺、排氣污染與噪聲污染、交通堵塞與交通事故等一系列社會問題。因此，汽車工

4、業(yè)必須與時俱進，不斷開發(fā)研制技術(shù)先進、性能優(yōu)良的汽車產(chǎn)品，用以滿足環(huán)境保護、交通管理等政策和法規(guī)越來越嚴格限制要求。汽車能源、環(huán)境保護和交通安全依然是21世紀全世界關(guān)注的三大課題。內(nèi)燃機汽車經(jīng)過進120的發(fā)展。逐步實現(xiàn)了機電一體化和電子化，名副其實地達到了技術(shù)先進、性能優(yōu)良、物美價廉的境界，在節(jié)能、環(huán)保、安全等方面也取得了重大進步。目前，內(nèi)燃機汽車發(fā)展正面臨著嚴重挑戰(zhàn)。2.1 能源問題 能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的動力，也是衡量綜合國力、國家文明發(fā)展的歷史證明。長期以來，汽車運輸、鐵路運輸、航空運輸和航海運輸都是以石油與石油有關(guān)制品作為主要能源。除此之外，石油也是國防工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)和機械工業(yè)

5、等各大領(lǐng)域的重要能源和原料。而隨著人類生活條件的改善和生活水平的提高，世界汽車和國產(chǎn)汽車年產(chǎn)量、保有量及消耗石油量逐年增加是必然的。但是世界石油的儲存量在逐年的減少即是客觀事實的存在，也是人類發(fā)展的必然結(jié)果。2.2 環(huán)境保護問題 目前，環(huán)境保護已成為人類社會可持續(xù)發(fā)展的核心問題。環(huán)境保護問題既是影響世界各國能源決策和科技體系導(dǎo)向的關(guān)鍵因素，也是科技促進能源發(fā)展的巨大動力。但隨著各種燃料的燃燒，必然會產(chǎn)生各種各樣的燃燒廢氣，除了大量的二氧化碳和水蒸氣之外，還會產(chǎn)生一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、二氧化硫、光化學(xué)煙霧等各種各樣的有害排放物，對環(huán)境產(chǎn)生了嚴重污染。其中，汽車工業(yè)與汽車環(huán)境的污染是一個

6、重要方面。眾所周知，城市空氣污染大部分來自汽車尾氣的排放物。2.3 交通安全問題據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全世界一年中死于車禍人數(shù)已超過100萬，而我國每年因車禍死亡人數(shù)已超過10萬。交通事故造成巨大的生命財產(chǎn)損失已經(jīng)發(fā)展成為社會公害。綜上所述，我們可以看出內(nèi)燃氣汽車的發(fā)展正面臨著能源、環(huán)保和安全的嚴峻挑戰(zhàn)。就目前技術(shù)水平而言，解決上訴問題的有效途徑主要有：采用電子控制技術(shù)，提高汽車整體性能；實施不斷嚴格的油耗、排放和安全法規(guī)；開發(fā)研制新能源、燃用代替燃料；開發(fā)電動汽車和混合動力汽車。3. 現(xiàn)代汽車的發(fā)展趨勢和技術(shù)創(chuàng)新3.1 突出環(huán)保型性3.1.1 采用高新科技 針對嚴重的排放污染，汽車設(shè)計者、制造

7、者應(yīng)把有關(guān)先進的技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品，如采用稀薄燃料、電子控制燃油噴射、二次空氣噴射、廢氣再循環(huán)、曲軸箱廢氣回收、活性炭罐蒸發(fā)污染控制、廢氣三元催化轉(zhuǎn)化等，以降低現(xiàn)有汽車的排放污染。廢氣三元催化轉(zhuǎn)器是一種先進的處理裝置，它通過催化作用將排出的一氧化碳、碳氫化合物、氫氧化合物等有害物質(zhì)經(jīng)過鉑、銠的催化作用后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成水蒸氣、氮氣和二氧化碳。 近年來，柴油機在設(shè)計上有很大改進，如蝸輪增壓及中冷技術(shù)、共軌式燃油噴射技術(shù)、新型廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、顆粒物過濾器及其再生技術(shù)等的應(yīng)用，使新型柴油機的性能大大改善，并能滿足嚴格的排氣要求。此外，汽車制造商將新一代功率強大、結(jié)構(gòu)緊湊的柴油機引入輕型載重汽車和輕

8、型多功能車（SUV）上，能依靠這些車輛保持公司的利潤。 高級小轎車和載重汽車都需裝用大功率的發(fā)動機。此種功率強大的發(fā)動機，在汽車加速及滿負荷爬坡時十分必要。但是，當汽車在乎路上等速運行時，并無必要采用此種耗油很大的大排量發(fā)動機。因此，設(shè)計人員研究開發(fā)了一種“可變排量”的發(fā)動機，即可按要求提供排量(使部分汽缸暫時不起作用)的發(fā)動機。當汽車在某些運轉(zhuǎn)情況下，并不需要所有的汽缸內(nèi)都產(chǎn)生燃燒、發(fā)出動力。采用具有迅速反應(yīng)能力的多功能微處理器，暫時中斷或恢復(fù)部分汽缸工作能力的過渡過程中，并無突然動力下降或行駛不平穩(wěn)的感覺。美國凱迪萊克高級小轎車曾經(jīng)裝用可變排量的V-86-4型發(fā)動機，可按不同工況由全部8缸

9、或6缸、4缸工作。雖然對發(fā)動機在運轉(zhuǎn)中隨時變更排量的控制技術(shù)，尚不完善，但此種獨特的構(gòu)思，加上先進的電子技術(shù)，采用多功能且反應(yīng)迅速的微處理器，實行電控，就完全能夠隨時實現(xiàn)變更排量之目的，由此可獲8一10的節(jié)油效果。當在公路上空載等速運行時，只需4只汽缸提供動力，以保持車輛前進的速度，其余汽缸的供油、點火以及氣門的啟閉，均可暫時停止。此種電控式的可變排量發(fā)動機，近年可在美國通用公司的載重汽車上采用。美國福特汽車公司是傳統(tǒng)汽車制造商的代表，他們的大部分精力花在了改進傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機上。利用先進的現(xiàn)代電子技術(shù)，開發(fā)完善的汽油機排放治理系統(tǒng)。在2001年推出的18L、20L和23L三種排量的Durat

10、eC直4汽油發(fā)動機，就是其中的代表作。該發(fā)動機有由電惱設(shè)計的進氣系統(tǒng)，氣管內(nèi)設(shè)有自動氣門，提高了不同運動狀態(tài)下能源效率，并通過廢氣循環(huán)系統(tǒng)進一步減低排放及油耗。全鋁制缸體，質(zhì)量減輕了18kg，其排放已達歐標準。他們也將一部分精力放在了柴油機和其他能源動力車上。為了贏得歐洲市場，福特開發(fā)出TDCl柴油Turbo發(fā)動機，18L113馬力，每百公里油耗55L，排放達歐標準。3.1.2 使用代用燃料汽車的保有量以每年千萬輛的速度遞增，隨之而來的是使用中的排氣污染的總量也會不斷增加。人們逐漸開發(fā)推出了甲醉、乙醇、氫氣、壓縮天然氣、液化石油氣等代用燃料。這些代用燃料有一個共同特點就是對環(huán)境污染少。但在實際

11、使用上尚有一些技術(shù)問題，如果這些得到解決，氫氣是未來很有希望的汽車燃料。目前世界上不少國家都使用天然氣汽車，為了鼓勵使用天然氣汽車，一些國家還對改用天然氣的汽車實行補貼。天然氣發(fā)動機最大的優(yōu)點是排放污染大為降低；CO排放量是汽油機的l15，HC排放量是汽油機的l5，S02排放量是汽油機的110，C02的排放量是汽油機的45。由于燃燒時不產(chǎn)生積炭，可提高發(fā)動機的燃燒比，延長發(fā)動機使用壽命，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，隨著人們環(huán)保意識的進一步提高，天然氣汽車的使用范圍逐步擴大。醇類發(fā)動機使用的燃料主要是指甲醇、乙醇，它都具有使用、儲存和運輸簡便的特點。甲醇的來源十分豐富，可從煤炭、天然氣中制取，而一般的農(nóng)

12、產(chǎn)品都很容易轉(zhuǎn)換成乙醇燃料。所以，一些農(nóng)業(yè)發(fā)達的國家特別重視開發(fā)乙醇燃料。而醇類發(fā)動機也被稱為真正的綠色發(fā)動機?，F(xiàn)有的汽油發(fā)動機只要經(jīng)過稍加改造就可以燃燒醇類燃料。目前，日本、美國、巴西等都已開發(fā)出醇類發(fā)動機，只不過造價比汽油機要高。在混合動力轎車商業(yè)化方面，豐田公司走在前面，豐田雅思轎車已在美國、歐洲和東南亞開始銷售，并被媒體評為年度環(huán)保轎車。此外，豐田和本田公司在開發(fā)低排放車輛方面也有獨到建解，如電控可變正時氣門技術(shù)及可變進氣管長度技術(shù)，以及稀薄燃燒技術(shù)等多種手段提高燃燒效率，降低了尾氣排放。3.1.3 采用清潔能源 目前世界各國都在推廣應(yīng)用雙燃料(既燃汽油、又燒液化石油氣)轎車，作為低污

13、染清潔燃料，其不但有益于改善大氣環(huán)境、還具有混合均勻、燃燒充分。不積炭、不稀釋潤滑油等優(yōu)點能夠延長發(fā)動機使用壽命，其安全性和控制性也有很好的保證。LPG的價格比汽油低，消耗量也不比汽油高，因此，按目前市場上的油、氣差價計算，用LPG作燃料可以比汽油節(jié)約13左右的燃料費用，若實行燃油稅，則LPG的經(jīng)濟優(yōu)勢將更為顯著；另一方面LPG不會稀釋潤滑油，發(fā)動機磨損小，可以延長壽命，又可減少維修費用。油價上漲使我國許多城市興起雙燃料汽車熱。尤其一些城市出租車大都改為雙燃料車，既省錢、尾氣又不超標，雙燃料車成為出租車的最理想車型。天然石油氣汽車使用的燃料成本相當于汽油車的一半，既節(jié)約能源又有利于保護環(huán)境，噪

14、聲小、行駛平穩(wěn)舒適，更聞不到汽油味，改善空氣質(zhì)量，可見推廣普及LPG汽車有著重大的經(jīng)濟效益和社會效益。3.1.4 尋求新能源 無論是采用新技術(shù)，還是尋找代用燃料，都只能是改善排放，并不能接近或達到“零排放”標準。于是人們把目光轉(zhuǎn)向了既節(jié)能又沒有排放污染的新能源。近年來，美、歐、日及我國等10多個國家的企業(yè)和研究機構(gòu)相繼研制開發(fā)成功了新型能源汽車。美國研制的新型太陽能賽車，用類似飛機的造型，以太陽能作動力，并充分利用行駛過程中機翼所產(chǎn)生的升力來部分平衡車身所受的重力，還提高了行駛速度。美國、日本、德國及中國均已開發(fā)并試用了以電能為動力的電動汽車，用于人口稠密的大都市。3.2 開發(fā)電動汽車、使用氫

15、燃料作為動力 電動汽車具有無污染、噪聲低、安全性高、能源效率高，多樣化、結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便、易操縱、運營成本低等優(yōu)點。在能源和環(huán)保的壓力下，電動汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向?！笆濉逼陂g，我國新能源汽車將正式邁入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段：2011-2015年開始進入產(chǎn)業(yè)化階段，在全社會推廣電動城市客車、電動轎車、小型電動車?！笆濉逼陂g即2016-2020年，我國將進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車，插電式電動轎車，氫燃料電池轎車將逐步進入普通家庭 到目前為止，美國、日本、英國、德國等國家在電動汽車方面的發(fā)展已形成優(yōu)勢，成功地研制出多種電動汽車。電動汽車的水平已進人實用階段，也為“綠色”

16、汽車的競爭打下了基礎(chǔ)。氫氣汽車目前是最有前途的車型。氫氣既可用于清潔發(fā)電，又能通過電解水得到，由于它燃燒生成的也是水，所以對水資源的影響不大，它與電動汽車相結(jié)合產(chǎn)生的氫燃料電池汽車對環(huán)境的污染同樣很小。電動汽車主要以二次電池、燃料電池或太陽能電池為動力，不用汽油，無廢氣排放污染。作為清潔、節(jié)能的新型交通工具，它在行駛過程中無污染、熱輻射低、噪聲小、不消耗汽油，可應(yīng)用多種能源，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便等，具有無與倫比的優(yōu)勢，受到世界各國的歡迎。電動汽車又是高科技的產(chǎn)物，它集光、電、化各學(xué)科領(lǐng)域的最新技術(shù)于一體?；旌蟿恿︱?qū)動車是在車輛上裝有一套內(nèi)燃機發(fā)電機組以及一套蓄電池組。發(fā)電機組中所用內(nèi)燃機(汽油機

17、或柴油機)，較同類型的普通汽車上所用發(fā)動機的功率小。這一較小功率的內(nèi)燃機，系在最佳工況(熱效率最高尾氣排放污染最小)的條件下作等速運轉(zhuǎn)?；旌蟿恿︱?qū)動車輛在運行中，能向蓄電池組補充電能，因此，沒有必要像電動車(電瓶車)那樣，必須停歇在車庫(或充電站點)內(nèi)花很長時間充電?；旌蟿恿︱?qū)動的車輛具有節(jié)能、低排放、低噪聲等優(yōu)點，并且保持了傳統(tǒng)的由內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車連續(xù)行駛里程長的固有特點，混合動力驅(qū)動的車輛不論在小轎車或大型車輛(如公共汽車)領(lǐng)域中，均將具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的市場前景。3.3 發(fā)展柴油轎車 柴油機和汽油機相比不僅可靠性好、使用壽命長，而且經(jīng)濟性顯著，因此發(fā)達國家的柴油車已占汽車總數(shù)的60

18、。隨著汽車載貨噸位的加大，使用柴油發(fā)動機的優(yōu)點更加突出。我國也在大力發(fā)展大功率柴油機及柴油汽車。柴油機不論在經(jīng)濟性能、環(huán)保性能上都具有廣闊的前景，因此轎車柴油化進程今后必將進一步加快，柴油轎車是新世紀的發(fā)展方向。3.4 強化安全性 從目前的應(yīng)用現(xiàn)況來講，汽車主動安全系統(tǒng)一般包括安全氣囊、ABS（防抱死制動系統(tǒng)）、ESP（電子穩(wěn)定程序）、ACC（自適應(yīng)巡航系統(tǒng)）、LDWS(車道偏離預(yù)警系統(tǒng))、TPMS（胎壓監(jiān)控）、倒車警告/倒車影像/車外攝像頭、夜視輔助系統(tǒng)、FCWS前碰撞預(yù)警系統(tǒng)、HMWS車距監(jiān)控系統(tǒng)、LNVS夜視系統(tǒng)、自動剎車系統(tǒng)、IPPS（智能行人保護系統(tǒng)）等。 從目前汽車發(fā)展趨勢來看，未

19、來汽車安全系統(tǒng)正逐漸從被動安全發(fā)展到主動安全為主導(dǎo)，下一個發(fā)展方向?qū)⑹穷A(yù)主動（Pro-Active）。而預(yù)主動也分為輔助（Assist）和干預(yù)（Intervention）兩個階段。隨著系統(tǒng)越來越復(fù)雜，電子主動安全系統(tǒng)會介入到人對車輛的操控行為中去，以減少人為因素引起的安全隱患，降低安全事故對人的損傷程度，這樣的系統(tǒng)也對汽車半導(dǎo)體的安全性和可靠性提出了更高的要求，對半導(dǎo)體的技術(shù)和工藝提出了新的挑戰(zhàn)，如系統(tǒng)響應(yīng)時間、功耗、通訊和冗余設(shè)計等。汽車電子主動安全系統(tǒng)的廣闊應(yīng)用前景也決定了會有越來越多的半導(dǎo)體器件應(yīng)用在汽車里安全系統(tǒng)中。 3.5 重視智能性 “智能汽車”是2l世紀的新型交通工具，將先進的信

20、息處理技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電控技術(shù)、全球衛(wèi)星定位技術(shù)等高新技術(shù)綜合運用于一身，實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)前方障礙物后主動避讓，在陌生地區(qū)可以自動導(dǎo)航引路，甚至自動駕駛等。新世紀的汽車將充分應(yīng)用發(fā)達的科技，利用立體交通導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)自動駕駛和衛(wèi)星自動定位指揮，使汽車駕駛變得輕松、舒適、安全、快捷。隨著汽車、電腦、信息技術(shù)等在人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔迷絹碓酱?，以往汽車作為代步工具的單一功能正在向多功能方向發(fā)展，將信息技術(shù)加載在汽車上逐漸成為美、日西方汽車大國未來概念車的新趨勢。汽車與信息技術(shù)相結(jié)合適應(yīng)了當今社會快節(jié)奏的生活方式，其智能化、網(wǎng)絡(luò)化是信息社會發(fā)展的必然。當前信息技術(shù)在汽車上的應(yīng)用項

21、目相當之多，發(fā)展速度可以說“日新月異”，各種文獻時有報道。總結(jié)信息技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，歸納為四個方面，即主要用于車輛安全系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、通訊、導(dǎo)航系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)和移動多媒體系統(tǒng)。3.6 提高經(jīng)濟性 汽車的經(jīng)濟性主要由兩個方面組成：一是汽車制造成本；二是使用成本。汽車制造成本的降低主要通過新技術(shù)的應(yīng)用、管理的加強和產(chǎn)量的經(jīng)濟規(guī)模來實現(xiàn)。新材料的應(yīng)用能減輕汽車自我的質(zhì)量，這就意味著節(jié)約能源和材料，于是工程塑料、玻璃鋼等復(fù)合材料及新型高強度鋼材、鋁類合金等在汽車中的應(yīng)用范圍不斷擴大。新工藝的應(yīng)用能使汽車在制造中減少工序，如精密鍛造、粉末冶金、無屑加工、一次成型等，不但能降低材料消耗，而且還能節(jié)約能源

22、?？傊?，新技術(shù)在汽車工業(yè)的不斷應(yīng)用能使汽車的制造成本得到大幅度的降低，取得更大的經(jīng)濟效益。 汽車的使用成本主要是燃料的消耗，它占整個汽車使用成本的909以上，減少燃料消耗的主要途徑是：汽車自身質(zhì)量的不斷減輕，使汽車每行駛100km節(jié)油0.2一0.3L，從而降低汽車的使用成本。提高燃油效率是最簡單、最直接的節(jié)油方法。應(yīng)用電子技術(shù)也可大大降低汽車的油耗，如采用電噴、電子點火技術(shù)、怠速控制技術(shù)、電子自動變速器等。3.7 體現(xiàn)舒適性 汽車的舒適性，首先是車身外形的美觀，要求車身造型使人聯(lián)想是一件高雅的藝術(shù)作品，有一種愛不釋手的感覺。其次是外形美觀與使用功能的和諧統(tǒng)一，因為絕大多數(shù)購車者是以實用為最終目

23、的?所以還要重視汽車的功能性要求，即功能比較多、乘坐舒適。為滿足人類的各種需要，特種汽車將層出不窮，諸如休閑車、旅游車、市政車、沙灘車、社區(qū)伴侶車、多功能服務(wù)車等，都將應(yīng)運而生。3.7.1 人性化設(shè)計、外形美觀與使用功能的和諧 2l世紀的汽車除了重視內(nèi)飾布置與外形風格的協(xié)調(diào)外，還要提高汽車的乘坐舒適性，應(yīng)用人體工程學(xué)的研究成果，強調(diào)以駕駛員及乘坐者的&,til、生理和個性為要求來進行內(nèi)飾設(shè)計，講究內(nèi)飾材料的質(zhì)感與色彩，創(chuàng)造宜人的乘坐環(huán)境。購車者多是以實用為最終目的，都很重視汽車的功能性要求，即功能比較多、乘坐舒適。汽車的舒適性，也包括外形的美觀。新世紀的轎車除了重視內(nèi)飾布置與外形風格的協(xié)調(diào)外，還要提高汽車的乘坐舒適性，采用全新豪華胡桃木儀表板，豪華內(nèi)飾、頂棚、門護板全包，柔軟舒適的絨面料座椅，強勁可靠的空調(diào)，暖風系統(tǒng)，側(cè)窗可開；保險杠氣派大方、輪罩和踏板，裙部造型與駕駛室渾然一體，充滿力量感；整車設(shè)計體現(xiàn)了全新的人車理念，座椅給人居高臨下的視覺享受。后座椅可以折疊或拆下，安裝把手易于搬動，座椅都有舒適的頭枕。前排座椅與儀表板上變速桿之間的寬闊空間?使您在車內(nèi)的行動變得輕松自在。后座椅靠背托盤安裝了特制的鉤子，上面可以掛