第三章 現(xiàn)代汽車工業(yè)

2024/4/21汽車概論（第二版）李景芝全國中等職業(yè)學校課程改革規(guī)劃教材主

編2024/4/21汽車發(fā)展簡史現(xiàn)代汽車概貌現(xiàn)代汽車工業(yè)汽車商務概論汽車使用技巧第1章第2章第3章第4章第5章第3章現(xiàn)代汽車工業(yè)本章要點汽車工業(yè)的發(fā)展；現(xiàn)代汽車工業(yè)的主要特點；現(xiàn)代汽車的設計；汽車的制造工藝；汽車制造的組織；汽車的主要材料；汽車試驗。３.１現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展歷史一、世界汽車工業(yè)的發(fā)展及成就1.世界汽車工業(yè)發(fā)展歷程世界汽車工業(yè)的發(fā)展歷程大體可以劃分為以下幾個階段。(１)１８８６年~２０世紀初:這是汽車工業(yè)的起步、單件簡單生產(chǎn)階段。(２)２０世紀初~２０世紀５０年代:１９１８年，美國福特公司創(chuàng)造了流水線生產(chǎn)線組裝汽車法，汽車產(chǎn)量成倍地增加，使得汽車的生產(chǎn)成本大幅度下降。同時注意改進汽車外形以減小風的阻力，采用較大功率的發(fā)動機，提高車速及燃油經(jīng)濟性，并注意改善汽車的造型美觀及乘坐舒適性。(３)２０世紀５０年代~２０世紀７０年代:汽車形式及產(chǎn)量迅速增加，更加注意提高發(fā)動機功率及車速，改進生產(chǎn)技術(shù)，使得汽車性能有了明顯的提高。在這一時期，日本豐田汽車公司提出了精益生產(chǎn)方式。(４)２０世紀７０年代~２０世紀９０年代:自１９７３年石油危機爆發(fā)以后，汽車的節(jié)能、環(huán)保及安全成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要目標，各大汽車公司開始制定全球發(fā)展戰(zhàn)略，建立了全球化生產(chǎn)、經(jīng)營體系。(５)２０世紀９０年代以后:汽車生產(chǎn)除了繼續(xù)追求節(jié)能、環(huán)保及安全外，更加注意駕駛操控的方便性以及乘坐的舒適性。2.汽車產(chǎn)銷量增長迅速３.１現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展歷史3.汽車性能的提高世界汽車工業(yè)在提高產(chǎn)品質(zhì)量及性能方面?同樣取得了驚人的成就?汽車的主要性能指標有:(１)汽車速度。(２)汽車加速性。(３)汽車的油耗。(４)汽車的空氣阻力系數(shù)。(５)汽車的有害排放。4.高新技術(shù)、科技成果的應用日益突出現(xiàn)代汽車已不是過去單純的機械工程的體現(xiàn)，而是要運用諸如空氣動力學、工程熱物理、電子學、控制論、模糊數(shù)學、人體工程學等基礎(chǔ)學科的研究成果，運用諸如計算機網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、紅外線以及航空等高新技術(shù)及新材料。5.產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)日益先進，開發(fā)周期更短現(xiàn)代汽車工業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)方面，所采用的主要新技術(shù)及成就，體現(xiàn)在以下幾個方面:(１)計算機的應用貫穿全過程。(２)計算機技術(shù)孕育出新的汽車技術(shù)。(３)新產(chǎn)品虛擬技術(shù)的開發(fā)成功。(４)在新產(chǎn)品開發(fā)中實施同步工程。３.１現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展歷史6.新技術(shù)不斷涌現(xiàn)除在上述產(chǎn)品開發(fā)中采用的新技術(shù)外，在底盤、發(fā)動機各系統(tǒng)及零部件方面，新的結(jié)構(gòu)、工作原理以及新的材料及工藝等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。7.組織管理及經(jīng)營方式的發(fā)展為了適應現(xiàn)代汽車工業(yè)市場競爭、產(chǎn)品開發(fā)的需要，世界各大汽車公司在企業(yè)戰(zhàn)略目標、產(chǎn)品開發(fā)組織管理及生產(chǎn)方式上都有較大的變化，盡管各大汽車公司的具體做法有所差異，但是可以歸納出若干共同點。(１)汽車工業(yè)運作的全球化。(２)矩陣管理方式。(３)生產(chǎn)方式及生產(chǎn)規(guī)模的變化。３.１現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展歷史二、我國的汽車市場1.國內(nèi)汽車市場現(xiàn)狀2.國內(nèi)汽車企業(yè)市場表現(xiàn)情況３.２現(xiàn)代汽車工業(yè)的主要特點一、現(xiàn)代工業(yè)的特點現(xiàn)代工業(yè)的主要特點有:(１)生產(chǎn)向?qū)I(yè)化、批量化和多品種方向發(fā)展。(２)技術(shù)裝備向智能化、高效率的機器體系方向發(fā)展。(３)市場需求是啟動生產(chǎn)的發(fā)動機。(４)技術(shù)是市場競爭的焦點。(５)部門間的依存度不斷提高。(６)生產(chǎn)分工向國際化方向發(fā)展。(７)新型的工業(yè)壟斷正在形成。二、現(xiàn)代汽車工業(yè)主要特點自卡爾·本茨于１８８６年發(fā)明第一輛汽車以來，汽車工業(yè)已經(jīng)有了１２０多年的發(fā)展歷史。汽車工業(yè)最早形成于美國，然后擴展到歐洲、日本等國家，汽車工業(yè)的發(fā)展代表著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在具有現(xiàn)代工業(yè)特點的同時，其主要的鮮明特點如下:流水作業(yè)、生產(chǎn)自動化、專業(yè)化生產(chǎn)。３.３現(xiàn)代汽車的設計一、汽車設計要求汽車是一個復雜的機電產(chǎn)品。在誕生初期，明顯帶有權(quán)力、地位和富有的特征，到了流水線方式進行大規(guī)模生產(chǎn)的時代，汽車變成為了平民大眾能夠普遍接受的消費品，已經(jīng)進入了人們生活的各個方面，成為生活中不可缺少的部分。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，人們對汽車的要求也是多方面的，如高速、安全、節(jié)能、美觀等。為了適應人們對汽車的多方面要求，設計人員將各種新概念、新結(jié)構(gòu)、新材料等科學地結(jié)合進汽車的設計之中，使汽車在技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)諸方面達到最佳的折中效果?，F(xiàn)代汽車設計要求大體可分為以下幾方面:功能性的適應性、使用經(jīng)濟性、工藝性、可回收性、藝術(shù)性。二、汽車設計方法1.汽車設計方法的發(fā)展伴隨著汽車工業(yè)的不斷壯大和汽車技術(shù)的不斷發(fā)展汽車設計技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新中先后經(jīng)歷了如下三個發(fā)展階段:經(jīng)驗設計階段，以科學實驗和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的設計階段，計算機輔助的半自動、自動設計階段。2汽車的現(xiàn)代設計方法在汽車設計中所采用的現(xiàn)代設計方法主要有:有限元分析、優(yōu)化設計、系統(tǒng)工程方法、模糊設計、模態(tài)分析技術(shù)、逆向工程技術(shù)、人機工程、計算機輔助設計(ＣＡＤ)。３.３現(xiàn)代汽車的設計三、汽車設計開發(fā)流程３.４汽車制造工藝隨著汽車所使用的材料和汽車性能要求的發(fā)展及其機械制造技術(shù)的進步，汽車制造工藝也在不斷地完善，汽車制造工藝直接影響汽車制造質(zhì)量。根據(jù)加工過程中工件材料多少的變化及材料的力學性能是否改變，將汽車制造工藝分為６大類:固結(jié)成型模式、機械加工成型模式、切割成型模式、連接加工模式、涂鍍加工模式和材料性能改變加工模式，這些制造工藝方法的實質(zhì)均是材料結(jié)合方式的改變。一、固結(jié)成型模式固結(jié)成型工藝模式就是通過松散物質(zhì)(如熔化物、粉末、顆粒等)的黏結(jié)加工成型制造固體工件的方式。1.金屬工件固結(jié)成型常用的金屬工件固結(jié)成型方式包括使用液態(tài)物質(zhì)的固結(jié)成型(鑄造成型)或是對固體狀態(tài)物質(zhì)擠壓成型或燒結(jié)。將金屬加熱到熔融狀態(tài)澆注到鑄型型腔中，經(jīng)凝固、清理后獲得毛坯或零件的工藝過程叫鑄造成型。鑄造是毛坯制造最基本的方法之一，一般無須精密的設備，投資少，成本低，且大多數(shù)金屬均可以進行鑄造，所以在毛坯制造中得到廣泛的應用。固體狀物質(zhì)擠壓成型就是固體狀態(tài)的物質(zhì)通過燒結(jié)擠壓(壓縮)或無燒結(jié)擠壓來成型。2.塑料工件的擠壓成型塑料工件的原始材料在加工完成時多為液態(tài)、糊狀或固體狀材料。塑料工件的原始材料包括熱塑性塑料和熱固塑料兩種。這些原始材料經(jīng)常與填充材料或硬化材料相混合使用以改善材料的性能，如提高穩(wěn)定性等。熱塑性塑料多為粉末狀或顆粒狀，加熱時會變軟以至流動，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復進行。熱固塑料在第一次加熱時可以軟化流動，但加熱到一定溫度時會由于發(fā)生化學反應而變硬，而且這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時，就不能再變軟流動了。３.４汽車制造工藝二、機械加工成型模式機械加工成型主要是通過固體零件的塑性變形來實現(xiàn)的。在該過程中，工件沒有材料增減的變化，只是材料的形狀發(fā)生了變化。機械加工時，是采用冷加工還是采用熱加工的方式主要取決于材料的性質(zhì)。加工成型工藝方式主要包括５種方式:壓力加工成型，如鍛造；拉壓成型，如拉壓加工；拉伸成型，如拉伸加工；彎曲成型，如彎曲加工；扭轉(zhuǎn)成型，如扭轉(zhuǎn)加工。壓力成型本質(zhì)上是通過固體零件在壓應力載荷下發(fā)生塑性變形來實現(xiàn)加工的。在汽車技術(shù)中最重要的拉壓成型加工方式是拉壓，許多車身零件是通過拉壓方法來生產(chǎn)制造的，如車門、發(fā)動機罩等。把平板毛坯、型材或管材彎曲成一定的曲率和角度，以形成一定形狀零件的工序稱為彎曲。彎曲成型實質(zhì)上是物體本身在施加的彎曲應力作用下發(fā)生塑性變形。３.４汽車制造工藝三、切割成型模式切割成型是指通過改變工件材料微粒局部之間的黏結(jié)性來改變工件外形的加工過程，切割成型模式中工件材料多少發(fā)生了變化，部分材料在加工過程中被去除。切割成型工藝模式中最常用的加工方式是剪切和切削。1.剪切加工剪切加工就是依靠剪切力從毛坯或工件上分離一部分材料的加工過程。2.切削加工金屬的切削加工是指在刀具和工件的相互作用下，從工件表面切下一層多余金屬，并將其轉(zhuǎn)變成切屑的過程。因此，金屬切削過程也是切屑形成的過程。根據(jù)切屑形成方式和切削刀具的不同，將金屬切削加工方式分為車削、鉸孔、鉆孔、螺紋加工、磨削等。四、連接成型加工模式所謂連接成型工藝模式是指將兩個或多個零件組裝或組合在一起，這些零件要有固定的幾何外形或是由不同材料組合而成的。連接成型加工模式過程中，工件的材料增加了。根據(jù)連接成型的作用原理和加工過程將其分為三大類:力配合連接、形狀配合連接和材料配合連接。五、涂鍍加工模式涂鍍加工模式是在工件表面上涂鍍其他物質(zhì)。根據(jù)鍍層物質(zhì)的狀態(tài)不同其主要分為４種加工方式:鍍層物質(zhì)為氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)，如氣相噴鍍；鍍層物質(zhì)為流體、粥狀或膠狀，如噴鍍；鍍層物質(zhì)處于電離狀態(tài)，如電鍍；鍍層物質(zhì)為顆粒狀或粉末狀，如粒子噴鍍。六、材料性能改變加工模式材料性能改變加工模式指在加工過程中材料性能發(fā)生了改變，如工件的淬火、退火及氮化處理等。３.５汽車生產(chǎn)實施過程新車開發(fā)的過程一般包括以下４個階段:規(guī)劃階段、設計階段、試驗階段、生產(chǎn)階段。３.６汽車的主要材料二、汽車材料的組成汽車材料包括制造汽車各種零部件用的汽車工程材料，以及汽車在使用過程中使用的燃料和工作液等汽車運行材料。1.汽車工程材料汽車工程材料包括金屬材料、非金屬材料和復合材料三大類。(１)金屬材料:即純金屬及合金，有黑色金屬(鋼鐵)、有色金屬(Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ)。(２)非金屬材料:有機高分子材料(主要成分為Ｃ、Ｈ)，如塑料、橡膠、合成纖維等，以及無機材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。(３)復合材料:如玻璃纖維增強塑料等。2.汽車運行材料汽車使用的燃料、潤滑劑及其他工作液和輪胎等被稱為汽車的運行材料，通常是指在車輛運行過程中，使用周期較短、消耗費用較大、對車輛使用性能有較大影響的一些非金屬材料。3.汽車材料的應用以現(xiàn)代轎車應用的材料為例，按照重量來換算，鋼材占汽車自重的５５％~６０％、鑄鐵占１２％~５％、有色金屬占６％~１０％、塑料占８％~１２％、橡膠占４％、玻璃占３％、其他材料(油漆、各種液體等)占１２％~６％。汽車材料應用的總趨勢就是，以非金屬材料代替部分金屬材料，在金屬材料中以非鐵金屬取代鋼鐵。３.６汽車的主要材料三、汽車材料的發(fā)展汽車材料的發(fā)展方向是使汽車輕量化和減少污染。汽車材料總的發(fā)展趨勢是:在汽車的結(jié)構(gòu)材料中，鋼鐵材料所占比例將逐步下降，有色金屬、陶瓷材料、復合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的條件下，將盡可能多地采用鋁合金、復合材料等輕型、新型材料取代鋼鐵材料。３.７汽車試驗一、汽車性能試驗汽車性能試驗包括動力性試驗、燃油經(jīng)濟性試驗、通過性試驗、安全性試驗、制動性試驗、操縱性試驗及平順性試驗等多項試驗。動力性試驗包括汽車的最高車速試驗、加速試驗和爬坡試驗。燃油經(jīng)濟性試驗可以為道路試驗或汽車測功器試驗。通過性試驗一般在汽車試驗場和專用路段上進行，試驗內(nèi)容包括對汽車幾何參數(shù)和掛鉤牽引性能的測定。測試路段上應包括沼澤、水田、松軟土壤、沙漠、壕溝、灌木叢、凸起等無路或障礙路段。安全性試驗主要指碰撞安全性試驗，包括正面碰撞和側(cè)面碰撞試驗。制動性試驗主要通過路上試驗來評定，一般要測定冷制動及高溫下汽車的制動距離、制動減速度、制動時間等參數(shù)。操縱穩(wěn)定性試驗類型較多，包括轉(zhuǎn)彎制動試驗、蛇形行駛試驗、側(cè)向風敏感性試驗、抗側(cè)翻試驗、汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗等。平順性試驗主要用以測定汽車在隨機不平路面的行駛振動及汽車在較大凸起物或凹坑沖擊下的振動對乘員及貨物的影響。３.７汽車試驗二、汽車大型試驗設施簡介汽車試驗場和汽車風洞是汽車試驗的兩種大型試驗設施。1.汽車試驗場