汽車新技術的分析

41/41酒泉職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）08級汽車檢測與維修專業(yè)題目：汽車新技術分析畢業(yè)時刻：二O一O年六月學生姓名：指導教師：班級：08汽修2009年11月20日汽車新技術的分析摘要:汽車是改變世界面貌、綜合多門學科研究成果、技術密集型的產(chǎn)品。各國政府對愛護環(huán)境、節(jié)約能源及交通安全日益關注,人們對汽車的性能、品質(zhì)及功能多樣化的要求日益提高,汽車市場的激烈競爭等都促使汽車技術更加日新月異地向前展。我國政府確定汽車工業(yè)為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),進入了形成自主開發(fā)、大力振興民族汽車工業(yè)的關鍵時期,同時也面臨合理利用能源,開發(fā)清潔燃料汽車,降低汽車排放,愛護環(huán)境,提高產(chǎn)品性能的迫切需要。隨著世界汽車進展的趨勢，汽車高新技術已成為汽車行業(yè)進展的迫切需要，如何樣才能把高科技運用到汽車制造領域，這也是各國極度關注研究的問題。本文介紹了現(xiàn)在汽車技術的進展歷史，指出了現(xiàn)代汽車新技術的進展趨勢。還詳細闡述了現(xiàn)代汽車高新技術的應用和阻礙，同時還提出了以后阻礙汽車行業(yè)的十大高新技術。總之，現(xiàn)在汽車高新技術對汽修行業(yè)有著巨大深遠的阻礙。是推動汽車行業(yè)的要緊動力。關鍵詞：新技術；汽車；應用目錄摘要………………2一、全世界關注的問題———節(jié)能、環(huán)保及安全………………4(一)、汽車的有害排放物………………………4（二）、廢舊汽車………………4二、現(xiàn)代汽車的燃料使用技術……………………5（一）、清潔燃料汽車的應用技術…………….5（二）、氣體燃料汽車的應用技術……………8（三）、氫燃料和生物燃料汽車的應用技術…………………10（四）、無燃料汽車的應用技術………………11三、現(xiàn)代車用發(fā)動機的技術……………………11（一）、多氣門設計及特點……………………11（二）、可變進氣系統(tǒng)及配氣相位……………12四、現(xiàn)代汽車產(chǎn)品開發(fā)的新技術…………………14（一）、信息及計算機技術的應用……………14（二）、產(chǎn)品開發(fā)的新技術……………………16（三）、產(chǎn)品開發(fā)的調(diào)研與組織治理…………18結(jié)束語……………20參考文獻………………………….20一、全世界關注的問題———節(jié)能、環(huán)保及安全地球是人類賴以生存和進展的地點,地球環(huán)境遭受多種產(chǎn)業(yè)及交通工具污染的威脅。汽車工業(yè)及汽車對環(huán)境的污染是其中的一個重要方面。地球環(huán)境遭受的污染愈來愈多,如不從嚴防治,則會對人類及子孫后代造成災難。因此世界各地“救救地球,救救人類”“;既要使現(xiàn)代人生活得好;又要使后代生活幸?！钡暮袈暼找娓邼q。(一)、汽車的有害排放物當全世界僅有4億輛汽車時,每年就將18.3億t的CO2排入大氣層中,加上其它礦物燃料的燃燒,每年排入大氣中的CO2達55億t。現(xiàn)在汽車保有量超過6億輛,排入大氣有害物更多,世界都市約有一半的人是生活在CO2、CO、NOx、SO2或者微粒等超過標準的大氣環(huán)境中,每天約有800人因呼吸污染空氣而早亡,患肺癌等人的比例逐年在增加。過去在倫敦、洛杉磯等都市形成的震驚世界的煙霧、光化學煙霧近幾年來在一些都市又出現(xiàn)了,例如1988年夏天煙霧和熱浪奪去了雅典800人的生命。墨西哥城每年向空氣中排放350萬tCO、45萬tSO2、35萬tHC、27萬tNOx及43萬t塵埃微粒等,市中心不得不設立街頭氧氣室供行人使用,都市空氣污染物大部分來自汽車的排放。美國擁有1.9億輛汽車,每天向大氣中排放大量有害物,使幾千萬人生活在品質(zhì)不行的大氣環(huán)境中。（二）、廢舊汽車報廢舊車的大部分材料是無毒、能夠利用的。少量的材料是有毒或?qū)Νh(huán)境有害的,如鉛酸電池、部分塑料、廢棄機油及凈化處理用的催化劑等。這些有害物質(zhì)如不回收、妥善處理,隨意丟棄,則會對空氣、水源及土壤等造成污染及破壞,積存起來就會危及人類的健康及生存。回收利用舊車不僅是愛護環(huán)境的需要,也是降低汽車成本、節(jié)約地球資源、造福子孫后代的需要。世界各國對回收利用舊車的工作日益重視,例如法國雷諾汽車公司與德國6家廢品處理企業(yè)達成協(xié)議,合作回收德國雷諾汽車修理廠的報廢汽車組件,并按符合環(huán)境愛護的要求處理這些廢品。雷諾公司認為,回收利用報廢汽車組件不僅有利于愛護生態(tài)環(huán)境,還能夠降低汽車成本,例如回收利用一塊擋風玻璃,能夠節(jié)約2/3的成本。相當多的報廢汽車組件的回收利用率可達90%以上。雷諾汽車公司一些車型的緩沖裝置已完全可用回收材料制造,1995年重新加以利用的這類回收材料就達100多萬kg。國外在回收利用舊車方面開展了許多實際及研究的工作:（1)設計、生產(chǎn)中的考慮在設計、生產(chǎn)時期就考慮:優(yōu)先選用容易回收、處理又能重新利用的材料;汽車使用期間更換的零件能夠回收利用,或者能燃燒生熱作為能源利用;采納新的裝配方法,使更換或報廢的要緊零件容易拆卸,同時便于分類和回收處理。（2)使用塑料的處理為了減輕質(zhì)量,現(xiàn)代車輛使用的塑料種類較多,質(zhì)量所占比例增大。為了有利于回收,盡量減少使用的品種,并加上標志,以便于識不和分類。（3)在維修站及修理廠進行綜合的回收工作對檢修、分解報廢的材料,如廢機油、輪胎、蓄電池、保險杠、帶催化裝置的排氣管、各種過濾器、各種報廢零件等進行綜合回收、處理。（4)開展有關的研究工作要制造一輛完全能回收處理的汽車并非易事,有許多問題要研究解決。例如,法國雷諾意大利菲亞特汽車公司共同研究從汽車生產(chǎn)時期到整車報廢時的塑料回收、處理及再生技術。又如美國福特汽車公司與南安普頓大學(SouthamptonUniversity)合作,研究成功一種手持式摩擦電鑒不器,用于鑒不汽車內(nèi)塑料件屬于哪一個塑料家族,以便于分類回收處理不同家族的塑料。該儀器與塑料摩擦會生成不同大小的靜電荷及極性,并與預先儲存在鑒不器微機中數(shù)據(jù)比較,相對應于該塑料家族的指示燈便發(fā)出亮光。二、現(xiàn)代汽車的燃料使用技術（一）、清潔燃料汽車的應用技術1、開發(fā)清潔燃料汽車的目的及意義清潔燃料的研究、開發(fā)及其應用的規(guī)模日益擴大,這是基于以下考慮:(1)各國能源情況不一,為了減少對進口石油的依靠,需要充分運用本國資源,或者使汽車燃料多樣化;(2)現(xiàn)有汽車使用汽油及柴油時,尾氣中有害排放物高,尤其是能形成臭氧及光化學煙霧的氮氧化物及有機烴類物質(zhì),具有致癌潛在可能的有機烴類及能形成溫室效應的二氧化碳及甲醛等,對大氣、人類健康及生態(tài)環(huán)境等的威脅專門大,因此必須開發(fā)、應用清潔燃料降低汽車有害排放物。(3)從長遠著想,一方面石油也是重要的化工原料,另一方面礦藏石油資源終究會日益減少,因此需要為汽車等移動工具查找新的能源;(4)石油是戰(zhàn)略物資,汽車能使用多種燃料,能夠提高國防實力。2、對清潔燃料的要求及差不多比較能成為商品化的、汽車用的清潔燃料需滿足以下要求。(1)資源豐富,價格適宜。在汽油、柴油供應還充裕的情況下,在汽車初始價格、汽車性能、燃料成本、使用維修費用等綜合經(jīng)濟效益方面,能與汽油、柴油競爭。(2)清潔燃料汽車的排放在整體上比汽油機及柴油機的排放低,或者有進一步降低的可能,能滿足日益嚴格的排放法規(guī)的要求。(3)用戶能方便地獲得燃料,變動不大就能使用現(xiàn)有供油網(wǎng)點,或者建設加油站、零配件供應及維修等基礎設施的投資規(guī)模是可行的。(4)能滿足車輛起動、行駛及加速性能等方面的要求。(5)能量密度較高,儲存運輸較方便,毒性及安全防火方面的性質(zhì)是能同意的。(6)設計、生產(chǎn)及使用該種清潔燃料汽車的技術比較成熟,汽車的工作可靠性及使用壽命良好。(7)現(xiàn)有汽車及相關零部件生產(chǎn)廠家能夠適應在改動生產(chǎn)線及投資方面的要求。要能全面地、良好地滿足上述要求是困難的,然而差不多上滿足上述要求,并有進一步改善、提高的可能性卻是能夠?qū)崿F(xiàn)的。3、清潔燃料汽車的性能（1)汽車的動力性能及比油耗汽車的性能首先決定于發(fā)動機的性能。醇燃料與汽油的理論空燃比混合氣熱值較接近,醇燃料的汽化熱高,有內(nèi)冷及提高容積效率的作用。醇燃料有燃燒迅速及時,火焰的亮度及燃燒溫度較低,排溫也較低,輻射熱、排氣及冷卻水的熱損失少等優(yōu)點,使用純醇M100及E100發(fā)動機的性能比原汽油機高（2)清潔燃料汽車的排放性能國內(nèi)外近幾年大量試驗研究結(jié)果表明,清潔燃料汽車放差不多達到甚至低于美國加州制世上最嚴格的低排放法規(guī)(LEV),采納優(yōu)處理技術也能達到更嚴格的超低排放(ULEV)的要求,這是傳統(tǒng)汽車難以做到的。（3)燃料的儲存性能燃料的能量密度、能否便于儲存及運輸,對汽車的使用性能有一定的阻礙。德國大眾汽車公司以各種燃料的能量當量于55L汽油為標準,對各種燃料應占的體積及質(zhì)量進行了比較后結(jié)果表明：清潔燃料尤其是天然氣油箱體積及質(zhì)量都比汽油、柴油大,儲存液態(tài)石油氣及液態(tài)氫氣還需要夾層絕熱良好的氣瓶,其質(zhì)量更大。加大的油箱增加汽車自重,占用部分空間,在不同程度上要阻礙汽車一次加油后的續(xù)駛里程,也必定阻礙商品化的進程。4、清潔燃料汽車的技術進步先進的技術差不多能夠使清潔燃料汽車的性能與傳統(tǒng)汽車不相上下,優(yōu)化的醇燃料汽車的性能已優(yōu)于傳統(tǒng)汽車。有些氣體燃料汽車的性能稍差是由于燃料本身特性所制約,通過試驗研究已有所改善。體現(xiàn)技術進步的另一個重要方面,是消除了過去難以解決的同時使用液體燃料及氣體燃料的問題。現(xiàn)代技術不僅能夠同時使用兩種以上的燃料,在汽車行駛中切換使用不同的燃料,而且還能夠用傳統(tǒng)的化油器原理及方式,或者用燃料噴射器及電子全操縱方式使用不同的燃料,包括氣態(tài)和液態(tài)的。因此使用的效果與使用方式、設備及操縱技術相關,差不也較大。5、汽車使用醇燃料的技術在汽車內(nèi)使用甲醇及乙醇的方式專門多,摻燒低比例及高比例醇燃料,或者使用100%的甲醇或乙醇。摻燒醇燃料的方法有機械或化學的乳化法、薰蒸法、雙噴口化油器法及雙噴油嘴法等。（二）、氣體燃料汽車的應用技術1、氣體燃料的種類簡介作為燃料燃燒能產(chǎn)生熱能的氣體燃料可分為4大類:（1）單組分氣體燃料烴化合物中較輕部分以氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)存在,如甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)乙炔(C2H2)等。(2)天然的礦物質(zhì)氣體燃料在汽車內(nèi)常用的有天然氣(NaturalGaS),以氣態(tài)存在。按儲存狀態(tài)分壓縮天然氣(CNG)及液化天然氣(LNG)。由石油礦藏中伴生的為石油氣(PetroleumGas),以液態(tài)存在叫液化石油氣(LPG)。煤礦中的可燃氣叫煤氣。在一些文獻中,常將這些可燃氣統(tǒng)稱為煤氣(Gas)。（3）生物質(zhì)氣體燃料這是用可再生的生物質(zhì)原料或廢棄物生產(chǎn)出的氣體燃料。如將生物質(zhì)在低于430℃的溫度下進行處理,生產(chǎn)出以甲烷為主并含有CO2及H2的可燃混合體,其熱值約為26MJ/m3,這種混合氣也叫熱解煤氣。又如將農(nóng)作物廢料、垃圾、糞便及污泥等在常溫下進行隔絕空氣的厭氧處理,則可生產(chǎn)出含甲烷等的沼氣。（4）工業(yè)生產(chǎn)及加工出的氣體燃料生產(chǎn)氣體燃料的差不多原料有煤、焦炭、重油及木材等生物質(zhì)。在一些工業(yè)生產(chǎn)中常伴生出一些氣體燃料。屬于這類氣體燃料的如焦爐煤氣、藍色水煤氣、發(fā)生爐煤氣及高爐煤氣等。另外,為了獲得較高的燃燒效率及低排放,也有人為地將某種液體燃料變成氣態(tài)后再使用。例如將甲醇先在蒸發(fā)器中變成氣體,然后送入用鉑、銠或者銅等作為催化劑的裂解反應器,在約500℃的溫度下,將甲醇裂解為H2及CO。裂解甲醇氣的熱值比液體甲醇高20%,抗爆燃性好,熱效率高,由于其成分是H2及CO,因此內(nèi)燃機使用時排放較低。然而整個裝置較復雜,目前在汽車內(nèi)未能推廣應用。2、氣體燃料的性質(zhì)(1)一般特性在常溫常壓下大都為氣態(tài),有些氣體燃料在常溫及一定壓力下可變?yōu)橐簯B(tài),大多數(shù)在低溫、高壓下變成液壓。氣體燃料的氣相液相體積比值都比較高。例如在15℃及一個大氣壓下,丙烷的這一比值為273。除了單成分氣體燃料外,大多數(shù)氣體燃料由多種單組分組成,其構(gòu)成及各自的比例隨產(chǎn)地及產(chǎn)出時刻的不同而不同?？扇細怏w燃料的密度假如比空氣大,則從容器中泄漏出來后,會貼近地表面流淌,不易擴散,形成火災后的危險較大;假如比空氣輕,則易擴散到上空,形成火災的危險較小。丙烷及丁烷相對空氣的密度分不為1.25及1.9,它們較易沉積在各處縫隙中及地面上。液化石油氣的體積膨脹系數(shù)較大,向油箱充油時只能充滿90%的空間。（2）天然氣及石油氣的特性天然氣以氣態(tài)單獨存在或者與原油伴生。從煤礦的排氣中,也可提取部分天然氣,然而由于它是由有機物沉積演變而成,其中含有較多的高碳分子烴類、惰性氮、二氧化碳及硫化氫。天然氣的要緊成分為甲烷,含量變化范圍為80%～99%,其它含有乙烷、丙烷及丁烷等,或者統(tǒng)稱為非甲烷成分,還含有少量的惰性氣氮及二氧化碳等。3、氣體燃料汽車的改裝布置及性能目前氣體燃料汽車要緊是指使用天然氣及石油氣的汽車。早在本世紀30年代,前蘇及意大利等國就研制、使用天然氣汽車,第二次世界大戰(zhàn)中也有較多應用。特不是70年代的石油危機及環(huán)境愛護的要求日益強烈以后,氣體燃料汽車的研究及使用有了專門大進展。據(jù)資料統(tǒng)計,目前全世界共有天然氣汽車125萬輛,液化石油氣汽車400萬輛,加液化石油氣站7萬座。如前蘇聯(lián)約有100多萬輛氣體燃料汽車,340座加氣站;意大利有132萬輛、240座;荷蘭有47萬輛等。美國各大汽車公司從1992年就開始生產(chǎn)天然氣汽車,約有4萬輛以上,加氣站730座。并要求聯(lián)邦政府車隊帶頭使用清潔燃料汽車,接著投資研究改進等。4、氣體燃料汽車的改裝在氣體燃料汽車研究開發(fā)初期及過去一段時刻,大多數(shù)是在原來汽油機或柴油機汽車的基礎上,通過必要的結(jié)構(gòu)變動及參數(shù)調(diào)整后,使用氣體燃料或雙燃料的。目前世界上一些大的汽車公司差不多在生產(chǎn)線上,裝配新的氣體燃料汽車出售。這在汽車性能、質(zhì)量及價格等方面都要比分散、零星地改裝成氣體燃料汽車優(yōu)越。在改裝汽車使用氣體燃料時,首先應明確要達到的目標,然后依照目標制定改裝的技術方案。發(fā)達國家首先要求改裝后的汽車能達到某一個體的排放限制標準。而在滿足排放要求下,盡可能提高汽車的其它性能要求。從使用燃料方面分析,目標也有如下幾種:（1）要能恢復使用100%的汽油或柴油,或者能同時使用兩種燃料;(2)只使用氣體燃料,但為了簡化改裝工作,降低成本,并不要求最佳地使用氣體燃料;（3）要能最佳地使用氣體燃料。目標不同,改裝的技術方案、復雜程度、使用性能及所需改裝費用也不同。（三）、氫燃料和生物燃料汽車的應用技術1、氫燃料汽車的技術及性能氫燃料汽車技術特點要緊依照儲存氫及混合氣形成的方法而不同。目前在汽車內(nèi)儲存氫的方法有高壓氫瓶、金屬氫化物及液態(tài)氫油箱,而混合氣形成的方法有機外與空氣混合、向缸內(nèi)直接噴射高壓氣態(tài)氫或冷態(tài)氫。混合氣形成方式與儲存方法緊密相關,高壓及金屬氫化物儲氫既有機外混合,也有直接向缸內(nèi)噴射高壓氫氣的;如用液態(tài)儲氫法,則通常是向氣缸內(nèi)噴入冷態(tài)氫。理論分析、試驗結(jié)果及實踐經(jīng)驗都表明,采納缸內(nèi)形成混合氣的氫燃料汽車的動力性、熱效率及燃油經(jīng)濟性都明顯地優(yōu)于使用石油燃料的汽車氫燃料汽車的排氣對大氣污染極少。氫本身燃燒后的排放物只有水及NOx,采取一些技術措施可使NOx排放專門低。氫燃料汽車的性能要緊特點包括國內(nèi)外專門多試驗研究結(jié)果表明,汽車全部使用氫或者摻燒少量氫燃料后,不僅有害排放物只有NOx、排放率較低,而且動力性能及效率都有明顯的提高。2、氫氣發(fā)動機的工作過程在氫與空氣著火前化學反應與燃燒過程中,氫原子與氧分子反應的活化能最大,成為阻礙整個燃料化學反應速度的要緊因素,因此需要使氫氣與空氣盡量混合良好,以求燃燒完善。氫的沸點低,在任何發(fā)動機工況下,氫差不多上以氣態(tài)參加工作的。在標準壓力及溫度下氫的擴散系數(shù)(0.61cm2/Sc)比烴燃料約大8倍。這些性質(zhì)有利于混合氣的形成,可不能像汽油混合氣在拐彎處產(chǎn)生分離現(xiàn)象,也可不能因溫度低在進氣道壁上形成液態(tài)油膜。3、阻礙氫氣發(fā)動機工作過程的要緊因素阻礙氫氣發(fā)動機工作過程的要緊因素有混合氣的空燃比、點火提早角及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。由于氫氣發(fā)動機工作過程的基礎研究沒有石油燃料發(fā)動機廣泛深入,隨著時刻的推移,對氫氣發(fā)動機工作過程的了解必定更加透徹。（四）、無燃料汽車的應用技術1、電動汽車1873年在英國出現(xiàn)了第一輛電動汽車,比1885年出現(xiàn)的第一輛內(nèi)燃動力汽車還早12年,1899年法國人杰那茨駕駛的電動汽車制造了105.9km/h的最高車速記錄,1900年在美國生產(chǎn)的4192輛汽車中,有28%是電動汽車。然而當時一些技術問題難以解決,而內(nèi)燃動力汽車日趨成熟,蓬勃進展,電動汽車的開發(fā)便趨于低潮。直至1973年能源危機以后,專門多國家為了開發(fā)新能源汽車以及愛護環(huán)境,實現(xiàn)汽車零排放的要求,又重新重視開發(fā)電動汽車,在一些國家掀起了研究電動汽車的熱潮?，F(xiàn)代汽車除了使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃動力及汽油、柴油外,還采納新型動力,這確實是電動汽車,同時出現(xiàn)了多種方案。傳統(tǒng)動力也使用了多種清潔燃料。三、現(xiàn)代車用發(fā)動機的技術（一）、多氣門設計及特點現(xiàn)代不管是車用汽油機依舊柴油機差不多上采納多氣門的缸蓋。下面介紹有關設計問題。1、多氣門的布置在氣門垂直布置的平頂缸蓋設計中,由于在氣門座與氣門座之間以及氣門座與缸蓋壁之間要布置冷卻水道。因此氣門面積被限制得專門小。假如將進、排氣門傾斜布置,如圖7-5所示,缸蓋底平面形成屋頂狀。隨著氣門中心線夾角α的加大,氣門座及氣門面積也能夠加大。二軸線間的夾角α常在20°～70°之間,過大的傾斜則會使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x加長,散熱面積變大,對改善燃燒不利。2、多氣門的傳動現(xiàn)代車用發(fā)動機大都由曲軸上的齒輪通過齒輪皮帶傳動兩根頂置凸輪軸(DOHC)分不直接驅(qū)動進、排氣門,每個氣門對應一個凸輪。因此也能夠在缸蓋上設置搖臂軸,各用一個凸輪通過整體式搖臂驅(qū)動多個進氣門及多個排氣門。為了降低噪聲,免除調(diào)整氣門間隙的需要,在凸輪與氣門之間采納液壓裝置。在一些發(fā)動機的氣門機構(gòu)中還采納了電控液壓機構(gòu),通過這種傳動機構(gòu),能夠依照汽車不同工況的需要,實現(xiàn)對氣門正時的靈活操縱。能夠改善發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩特性,降低比油耗,但也會使成本增加一些。（二）、可變進氣系統(tǒng)及配氣相位1、可變進氣系統(tǒng)可變進氣系統(tǒng)有兩類:(1)多氣門分不投入工作;(2)可變進氣道系統(tǒng)。其目的是為了改變進氣渦流強度、提高充氣效率;或者為了形成諧振及進氣脈沖慣性效應,以適應低速及中高速工況都能提高性能的需要。(1)通過凸輪或搖臂操縱氣門按時開或關;(2)在氣道中設置旋轉(zhuǎn)閥門,按需要打開或關閉該氣門的進氣通道。這種結(jié)構(gòu)比用凸輪、搖臂操縱簡單。當發(fā)動機在節(jié)氣門部分開度工作時,渦流操縱閥關閉,混合氣通過要緊螺旋進氣道進入氣缸。節(jié)流的氣道促進混合加速,并沿著切線方向進入氣缸,如此能夠形成較強的進氣渦流,關于低速工況及燃燒稀混合氣是有利的。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速及負荷增加時,僅由主氣道進入氣缸的混合氣不能滿足發(fā)動機的需要,因此263多氣門分不投入工作副進氣道中的閥門開啟,增加進入缸內(nèi)的混合氣,而且抑制了進氣道中進氣渦流強度,這關于提高發(fā)動機高速工況時的容積效率及燃燒效率、減少能量損失是有利的。2、可變配氣相位及升程可變配氣相位機構(gòu)有多種方案,在產(chǎn)品中實際應用的有兩類:①可變凸輪軸相位。相關于曲軸的凸輪軸相位是依照發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況而變化的。如本茨、日產(chǎn)、豐田及寶馬等車型采納。該種機構(gòu)的要緊目的是在維持怠速性能情況下,改善全負荷性能。采納外形不同、配氣相位不同的雙凸輪機構(gòu)。如日本本田公司的可變氣門定時電子操縱系統(tǒng)(VTEC&VTEC-E)、三菱公司的多模式可變配氣相位電控系統(tǒng)(MIVEC)。這種系統(tǒng)既能夠改變配氣相位,也能夠同時改變氣門升程,比只能改變配氣相位要復雜些,但效果也會更好。除了上述兩類可變配氣相位以外,近幾年美國福特公司開發(fā)了一種雙等相位的可變氣門定時方案,原來進氣及排氣的配合相位角不變,只是推遲了30°。要緊目的是為了改善部分負荷的油耗及排放。由于這種進、排氣過程相位角是不變的,能夠適應任何發(fā)動機及頂置凸輪軸、頂置雙凸輪軸及推桿等型式的配氣機構(gòu),而且原則上只要一種配氣相位。3、雙等相位可變氣門定時近幾年美國福特公司提出雙等相位可變氣門定時方案。這是使原來的進、排氣相位不變,雙等相位可變氣門定時的比較只是在部分負荷時,將整個配氣相位推遲30°,或者是將氣門重疊時刻推遲到進氣沖程中,為美國排量為2L的發(fā)動機的可變配氣相位圖。原來標準配氣相位:進氣門在上止點前10°開,在下止點后54°關,總進氣相位為244°。排氣門在下止點前58°開,上止點后10°關,總排氣相位248°,在部分負荷時將整個配氣相位推遲30°,然而原來進、排氣相位不變,只是進、排氣門重疊期推遲到進氣沖程中。排氣門的開的時刻需要在膨脹功及泵氣功之間采取折中處理的方案。在一定的氣門正時情況下,排氣門遲開能夠增加膨脹功,而排氣門早一點開,卻能夠在高速及下止點前有更多的時刻掃氣。膨脹功由于排氣門早開的損失能夠用平均指示壓力的百分數(shù)表示。為四氣門發(fā)動機在轉(zhuǎn)速為1500r/min時,排氣門在下止點前58°及50°打開時膨脹功損失情況的比較。排氣門早開比排氣門晚開膨脹功損失大,發(fā)動機負荷較大時,兩種排氣開啟時刻引起的膨脹功損失的差值差不多保持不變。排氣門遲開對減少未燃烴的排放也有一定的作用,這是因為排氣門遲開能夠讓未燃烴在氣缸中多停留一點時刻,讓它們進行化學氧化反應。另外因為排氣過程后期的排氣中未燃烴含量高,讓它停留在缸內(nèi)進行氧化反應對減少HC有利。將上述可變配氣相位方案用于福特4.6L發(fā)動機上。在質(zhì)量為1800kg的汽車內(nèi),試驗結(jié)果表明,將配氣相位推遲38°,燃油經(jīng)濟性提高2.8%,HC及NOx排放分不降低12%及8%。能夠相當于在中高負荷時,代替小于10%或10%的外部排氣再循環(huán)的作用。4、排氣管的設計在發(fā)動機設計中,有時會忽略排氣管的設計。實際上排氣管的設計和進氣管的設計同樣重要,排氣管設計品質(zhì)的優(yōu)劣一方面會阻礙氣缸換氣品質(zhì)及充氣效率的提高;另一方面會阻礙增壓發(fā)動機排氣能量的利用。車用發(fā)動機采納增壓技術的日益普遍;摩托車的應用日益普遍,也都需重視排氣管的設計。從發(fā)動機燃燒室中將排氣排除潔凈的重要機理,是在排氣沖程的最后時期,利用排氣的動力,形成壓力波。緊接著在氣缸排氣處形成一個膨脹波,使排氣壓力在排氣門出口處下降,形成負壓,從而對氣缸中殘余氣體能起抽空作用。在膨脹沖程末期,排氣門打開,壓力高的排氣以較高的流速從氣缸內(nèi)流入排氣管。其動能以壓力脈沖波形式傳向前邊的管內(nèi)氣柱,氣流前峰的壓力上升,而在氣流后方的壓力則下降。隨著排氣過程中活塞向上止點移動,壓力波達到排氣管的另一端。壓力脈沖波的速度遠大于活塞向上移動將排氣推出氣缸外的氣流的速度,在排氣門外邊排氣管口處,將形成一個負壓力波。這種現(xiàn)象如出現(xiàn)在進、排氣門開啟的重疊期內(nèi),有助于將氣缸中殘余的排氣抽得潔凈些,有助于新奇的空氣由開啟的進氣門更多地進入氣缸內(nèi)。假如各缸排氣支管較短,其長度不足以讓壓力波向前傳遞,并使其后方形成負壓力波,則會防礙進氣沖程初期較多的新奇空氣進入缸內(nèi)。然而假如過長,則會使排氣阻力增加,可能會產(chǎn)生反彈壓力,也會阻礙換氣過程及充氣效率。四、現(xiàn)代汽車產(chǎn)品開發(fā)的新技術（一）、信息及計算機技術的應用1、信息技術的應用信息技術的重要性：長期以來,我們逐步理解到掌握信息的重要性。然而當今世界汽車制造行業(yè)將“信息”提高到更高的地位認識。首先將信息收集擴大為“信息技術”看待,已不是過去的口頭或書面的消息、情報及資料等的交流;而是與計算機技術、先進的通訊設備、寬頻帶的電話線網(wǎng)絡以及計算機網(wǎng)絡聯(lián)系在一起。信息技術已成為提高自主開發(fā)能力及水平、提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低成本的重要手段之一。世界級汽車公司將信息看成企業(yè)的戰(zhàn)略資產(chǎn),成立專門的信息技術部進行工作。運用信息技術的能力是企業(yè)核心技術實力之一。當代世界汽車工業(yè)發(fā)生巨大的變化:①新產(chǎn)品的開發(fā)要實施同時工程(CE),公司內(nèi)各部門與分布在國內(nèi)外的零配件制造企業(yè),要同時在同一產(chǎn)品上工作,相互間要及時地通過信息網(wǎng)絡取得聯(lián)系;②企業(yè)跨出了國界,分布在全球各地的子公司、設計中心及工廠等,必須作為一個整體運作。能夠通過先進的通訊設備及網(wǎng)絡,討論產(chǎn)品的開發(fā)問題,對產(chǎn)品進行評估;③銷售工作全球化,方式及方法也發(fā)生變化,例如汽車的銷售服務與其他產(chǎn)業(yè)的銷售服務聯(lián)系在一起,形成全球性的銷售網(wǎng)絡,各銷售點更加注意掌握信息及市場行情的變化;銷售點之間能進行商品供應的相互調(diào)配;④顧客及市場希望企業(yè)對變化的需求能作出快速反應,那些及時地掌握信息,盡快地做好預備及拿出商品的公司將獲得成功,而對需求反應遲鈍的將失去機會。上述這些變化都充分講明,對信息的需求不斷增大,信息的傳遞日益重要。計算機技術的應用美國福特公司將CAD、CAM、CAE及PIM概括為C3P,這是一個計算機技術合成的工具集,將零件形狀設計、制造數(shù)據(jù)以及其它信息聯(lián)系在一起,用來支持和優(yōu)化汽車新產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)。C3P的進展前景確實是通過全球性的產(chǎn)品信息治理、先進的CAD、CAM、CAE的工具和方法,將產(chǎn)品的開發(fā)系統(tǒng)加以優(yōu)化。美國福特公司認為,要實現(xiàn)C3P的目標———成為產(chǎn)品設計、制造的優(yōu)化系統(tǒng),必須掌握下列關鍵要素:①在公司范圍內(nèi)采納統(tǒng)一的高技術“語言”;②從概念到制造全部電子化;③在全球范圍內(nèi)能同時取得最新的工程設計和制造信息;④實施同時工程;⑤用數(shù)字化的產(chǎn)品模型取代大量的實體模型;⑥建立“數(shù)字化的虛擬工廠”來模擬生產(chǎn)過程和實際操作。C3P要實現(xiàn)先進的、重要的技術目標之一是使數(shù)字化的樣車裝配成為可能,也確實是要使下列各點成為可能:①取消實際樣車和其他實樣的設計輔助;②瞬時直觀評審最新的幾何形狀設計;③達到當前參考水平的整車特性CAE分析;④可在靜態(tài)和動態(tài)下檢查吻合與間隙;⑤形成制造過程和裝配分析的基礎。（二）、產(chǎn)品開發(fā)的新技術過去傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計、開發(fā)的方法已不適應時代的要求,各發(fā)達國家都已采納了新方法、新技術,還在接著創(chuàng)新。產(chǎn)品開發(fā)新技術的最終目標是要縮短開發(fā)時刻,提高產(chǎn)品的品質(zhì)、降低成本,最大限度地滿足市場及顧客的需要。為了更好的理解:產(chǎn)品開發(fā)新技術與傳統(tǒng)方法的不同;新技術比老方法體現(xiàn)出多大的先進性及優(yōu)越性。先簡單地介紹一下傳統(tǒng)的設計方法。零、部件傳統(tǒng)的設計、開發(fā)的方法及步驟如下:依照總體設計要求→收集資料及參考機型→構(gòu)思及設計草圖→提出設計方案及總圖→進行強度校核及可靠性分析→設計零件圖→試制及實驗考核→修改原先設計→產(chǎn)品設計、工藝設計及批量生產(chǎn)。盡管在傳統(tǒng)設計中也會使用計算機,然而設計周期是長的,也往往難以保證產(chǎn)品的品質(zhì)是優(yōu)良先進的。1、產(chǎn)品開發(fā)的差不多程序產(chǎn)品的含義專門廣,小的零件、部件、系統(tǒng)的總成直到整車差不多上產(chǎn)品,為了敘述的方便,以整車開發(fā)的對象。因此,比較重大的、復雜的部件及總成也包含在其中,也是需要采納新技術開發(fā)的。一般來講,新車開發(fā)項目可按其設計要求、改變項目的多少,分為新車項目及重大改進項目。新車項目是指動力系、底盤及車身等差不多上采納新的;而重大改進項目是指保持原有的動力系及底盤,或者對它們進行部分改進,而車身則是重新設計、采納新的。當前開發(fā)的新車有3大類型:①滿足中、長期需求的、實現(xiàn)一定戰(zhàn)略目標的。例如2010概念車,新能源車,電動車及低能耗車、安全車等。②滿足國內(nèi)或國外市場近期需要的,例如多功能車、經(jīng)濟型家庭用車、旅游車等。③滿足特種需求的車輛,例如賽車,高越野性能車、特種功能車輛、特不客戶訂制的車以及各種新型專用車輛等。由于發(fā)動機及底盤的開發(fā)周期較長、費用高,而且往往與公司的中、長期戰(zhàn)略目標有關,一般都列為先進開發(fā)的項目。近幾年,國際市場變化趨勢之一是用戶的要求多樣化及個性化,變化的速度也較快,因此以改進的新車開發(fā)為主。為了以較快的開發(fā)速度及較低的價格滿足市場的需要,往往采納原有的動力系及底盤,只是在車身外形、色彩及內(nèi)飾件等方面進行變化;或者采納現(xiàn)有的標準總成以及滿足客戶新要求的部分設計,完成新車的開發(fā)。新車開發(fā)的差不多程序如下:產(chǎn)品打算→總體設計→設計工程→投入生產(chǎn)。產(chǎn)品打算的核心問題確實是要確定開發(fā)、生產(chǎn)什么樣的車輛,市場的需求如何,預測年產(chǎn)量及目標成本多少等。在世界范圍內(nèi),各大公司產(chǎn)品在技術性能上的差異正在縮小,用戶的要求則變得多種多樣。因此,產(chǎn)品打算中的重要工作是要進行全面、深入的調(diào)查研究。調(diào)查的內(nèi)容包括消費者及市場的調(diào)查,競爭公司及競爭車輛的調(diào)查及評估,政策、法規(guī)及技術動向、國內(nèi)及公司內(nèi)部情況及能力的分析等。通過調(diào)查研究,能否正確地掌握用戶的需求及各方面的變化趨勢,將符合這些變化要求的產(chǎn)品迅速地投放市場,已成為產(chǎn)品開發(fā)能否成功的關鍵所在。在調(diào)查研究時,要充分利用計算機信息技術(CIT)及產(chǎn)品信息治理(PIM)的作用。在產(chǎn)品打算時期,要選擇與開發(fā)產(chǎn)品較相近的參考汽車,分析其特征及弱點,提出開發(fā)產(chǎn)品的技術特點。要緊尺寸及初步考慮的外形,提出技術開發(fā)可行性研究報告及產(chǎn)品打算?？傮w設計要解決兩個要緊問題:①車身的造型設計,從客戶的需求、美學、空氣動力特性、車身內(nèi)部的寬敞程度及安全性等,綜合分析考慮車身的造型問題。車身的外形將給用戶直觀的第一感受,同時又與汽車的總體布置及性能緊密相關。因此,有些汽車公司是以車身造型為中心進行汽車的開發(fā)工作。②決定汽車的總體布置及要緊性能參數(shù)及尺寸,決定各系統(tǒng)總成的性能要求、結(jié)構(gòu)形式及尺寸,解決各總成相互之間的配合及電控問題。產(chǎn)品打算及總體設計都需要使用計算機技術進行工作。設計工程是將產(chǎn)品開發(fā)具體化的時期,運用CAD、CAE及CAID等先進技術,在圖紙還未正式出來,產(chǎn)品還未試制出來往常,對各總成及整車的各種性能、強度及可靠性等進行計算分析及“試驗”,依照計算分析及“試驗”結(jié)果,對產(chǎn)品的設計進行修改。進一步運用先進的CAID技術,能夠形成與真實的車輛一樣的三維立體可動“模型”,供專家用戶進行評估,還能夠減少試制樣車的工作量。2、先進的CAID技術傳統(tǒng)的汽車設計方法在造型時,依照設計意圖用合成粘土制作模型,對模型進行評議,并進行多次修改。然后用三坐標測量設備,對實體模型進行測量,以測量結(jié)果作為圖紙設計的依據(jù)。這是將粘土模型作為車身設計的主模型進行工作的。工程師們利用計算機,分析粘土模型的工程可行性,然后將結(jié)果及需要修改的地點用一般語言描述,反饋給設計師,工程師與設計師采納不同的語言進行工作。現(xiàn)代的汽車設計方法不是以粘土模型為主模型,而是以CAD主模型作為設計的重要手段。設計師在設計,制作“模型”時,也是用計算機進行,與工程師分析模型時一樣,差不多上采納計算機語言為共同的語言。包括CAD、CAE及CAM在內(nèi)的先進的CAID技術,使產(chǎn)品開發(fā)工作發(fā)生了一次重大變革,不僅采納的主模型及語言不同,而且使傳統(tǒng)的繪圖及制作模型的方法及工具都變?yōu)檫^時的,或變成非要緊的。利用CAID技術,能夠直接將CAD系統(tǒng)計算分析的結(jié)果輸入,并以此為基礎建立三維模型。美國福特公司及法國雷諾公司初期開發(fā)的三維模型是帶投影的圖像,然后采納高密度電視(HDTV)進行動畫處理;解決了攝像機與計算機虛擬照相機之間移動的實時連慣性等先進技術。使三維立體圖像可涂不同色彩,逼真得像實際汽車一樣。它能夠投影到周圍有專家評議的環(huán)境中,同時能夠旋轉(zhuǎn)?！疤摂M汽車”能夠在實際的都市街道上“行駛”,而且在虛擬汽車駕駛座位上安排了“真”駕駛員。這些動畫中的虛擬汽車都如同確實汽車一樣。利用CAID技術就能夠不要制作實際模型,就能夠?qū)@種逼確實彩色三維立體可動的模型進行評議。而且能夠利用先進的衛(wèi)星通訊技術及設備,將虛擬模型傳送到只要有同意設備的世界上任何地點去,讓有關人員可同時在不同的國家,對開發(fā)的產(chǎn)品進行評議,提出修改的建議。如此不需要有關人員作長途旅行參加評議會議,也不需要將實體模型在世界上運來運去。假如需要,因此也能夠依照計算機設計的結(jié)果,利用數(shù)控銑床加工出實體模型,銑床的精度可達0.1mm。這種模型已被看成是CAID的一種輸出結(jié)果,而不是產(chǎn)品開發(fā)中必不可少的關鍵步驟。在產(chǎn)品開發(fā)過程中,不僅是利用CAID技術,對車身進行造型設計研究,得出立體模型,而且利用先進的CAE的模擬技術,進行車體的結(jié)構(gòu)特性、氣流特性及各部件配置等的設計分析。此外,運用CAE技術對各系統(tǒng),總成的多種性能、結(jié)構(gòu)設計及優(yōu)化等進行計算及分析的工作。近幾年,同樣利用CAID技術對汽車的安全性進行研究,在計算機上模擬碰撞試驗,使用一臺CRAY超級計算機進行計算,并將計算及試驗結(jié)果用高度寫真圖像顯示出來。（三）、產(chǎn)品開發(fā)的調(diào)研與組織治理產(chǎn)品開發(fā)除了需要先進的開發(fā)技術外,還需要良好的產(chǎn)品開發(fā)打算及組織治理。制訂產(chǎn)品開發(fā)打算的第一步確實是要進行消費者及市場的調(diào)查研究等。進行了深入細致的調(diào)查研究,才可能正確地推斷市場的需求,使開發(fā)的產(chǎn)品適合消費者的需要。有了良好的組織治理,才可能提高工作效率,加快產(chǎn)品開發(fā)的進程,降低成本。1、調(diào)查研究在打算經(jīng)濟時期,往往