车辆工程

车辆工程_6分词条

车辆工程车辆工程
世界汽车经过百余年的发展,已成为改变世界的机器,全球第一大商品。现代汽车也正发展成为机电一体化的(高科技)产品。自20世纪80年代以来,电子技术广泛应用于汽车,出现了汽车电子化趋势,电子器件成本占汽车总成本的比例逐渐上升。在汽车设计与开发以及制造领域,计算机辅助设计和制造、计算机集成制造、虚拟、仿真技术等也得到迅速普及应用,大大缩短了开发和设计时间,降低了成本。

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车辆工程 概述

 

车辆工程汽车工业
中国汽车工业起步较晚,在经历一个较长的成长和徘徊期之后,进入新世纪,迎来以超过20%的年均增幅的高速度发展阶段,汽车产销规模均已进入世界前列。汽车工业已经成为国民经济的支柱产业,在全面建设小康社会的进程中发挥着越来越重要的作用。得益于改革开放,中国汽车产业在与跨国公司的合作竞争中,不断增强自身实力,提高技术水平,坚持消化、吸收后再创新。现今,中国汽车产品技术及质量与国际先进水平的差距已明显缩小。着眼于汽车产业的可持续发展,中国还积极追赶国际汽车发展潮流,大力发展清洁替代燃料和新型能源汽车。与此同时,中国的汽车制造技术也不断提高,逐渐向世界先进水准靠齐。从中国近年来新建的汽车厂和新投产车型来观察,汽车制造技术已获极大提高,轿车主机厂的四大工艺已接近或基本达到国际先进水平。

随着中国汽车产品技术水平的提高,汽车技术标准的水平也逐渐与国际先进标准看齐或相接近。特别是汽车强制性标准,从汽车安全、环保和能耗等方面对汽车产品的技术性能加以规定。目前,中国汽车标准体系已基本建立,截止到2007年4月,已发布汽车摩托车标准1169项。这些标准,绝大多数都是参照ISO、SAE和ECE等标准或法规制定的。新标准的制定和实施,有力地促进了汽车技术进步和新能源汽车技术研发的开展。

汽车设计与开发技术,在一定程度上,可以反映一个国家的现代科技水平。近年来,由于CAD、CAE、CAS和VR等技术在中国汽车设计与开发中的广泛应用,使汽车开发流程不断优化,研发周期逐步缩短,成本明显降低。车身是汽车品牌的标志和象征之一,直接体现汽车设计与开发技术的水平。今后,汽车车身开发技术的发展趋势是:开发流程和关键技术研究并重;构建特色品牌的造型技术将成汽车开发主流;混合建模开发技术将广为采用;数字化技术趋向集成化、虚拟化

国际、国内汽车发动机技术进步迅速,主要表现在:汽油机的可变气门正时、涡轮增压和缸内直喷技术的研发与应用;柴油机先进的燃油供给系统、电控技术以及废气后处理技术等的普及应用。为适应汽车产业可持续发展及节能减排形势,发动机代用燃料技术也快速发展,提高和改善发动机技术性能、燃油经济性和环保性的方案及手段措施,呈现多样化和多元化动力电池混合动力燃料电池发动机技术的开发与应用也是当今国际、国内汽车工业发展的一个明显趋势。

底盘技术的发展和提高,不断推动汽车安全性、行驶稳定性以及汽车舒适性、燃油经济性等诸多技术性能的改善和提高。当前,世界汽车底盘技术发展的一个明显趋势是,在制动、转向、传动等系统(或总成)上,广泛采用电子控制技术,例如,机电一体化的制动防抱死系统电子稳定控制(或程序)、电动助力转向电子转向等。应用先进电子控制系统(装置)的各种变速器技术也迅速发展,并得到普及应用,例如,各式各样的自动变速器装置用于不同的车型。国内企业在制动系统先进零部件研发上,成果甚丰。在ABS的开发上也做了大量工作,但与国外同类产品相比,仍有较大差距。EPS、SBW以及AMT、AT、CVT等先进装置(系统)的研发也在进行之中,个别企业已获较大进展。

世界汽车制造技术的发展方向是:普遍应用轻量化材料制造技术;大力推广绿色制造技术;广泛采用数字化制造技术;积极推行柔性化、自动化生产方式以及使用计算机集成制造技术。中国汽车的制造技术水平也获得很大提高,先进的设备、新工艺、新的管理方法不断涌现。但总体上看,中国汽车制造技术水平与国际先进水平相比仍存在一定差距,主要是:自主创新能力不强,研发能力弱,高、精、尖等关键设备仍依赖进口,零部件制造水平低、能耗大,排污及回收再生能力差。

汽车材料技术发展的主要趋势是:在钢铁材料中,高强度钢的用量将有较大增长;铝合金在汽车上的应用范围进一步扩大;镁合金呈现快速增长趋势;塑料及其复合材料的用量也将持续增长;粉末冶金材料向大型化、高强度方向发展;不锈钢的应用已凸现。然而,尽管如此,在今后一个相当长的时间内,钢铁材料仍然占据汽车材料的主要地位。

车辆工程 排放技术

 

车辆工程汽车排放
目前国际上降低汽车排放的主要技术途径,是在采用高压电控喷射系统增压中冷技术电控EGR等技术措施达到欧4排放标准后,一般不再从发动机本身结构、燃油喷射系统等方面采取技术手段,而是通过采用多效化学尾气净化的方法,由此减少发动机本身的生产和技术成本。

汽油机的指示热效率在现有的基础上,还有约8%的提高余地,除了改善燃烧外,发动机摩擦磨损还有降低25%的余地。实现此目标采取的技术措施是综合性的,主要有缸内直喷、可变气门正时和升程、提高压缩比、均质混合气压燃着火(HCCI)等。

柴油机的指示热效率尚有7%的提高余地,发动机摩擦磨损还有降低15%的可能。具体措施有增压、燃烧控制、采用HCCI燃烧方式、可变气门正时和升程、可变进气涡流、电控高压喷射、电控EGR等技术。

随着汽、柴油机燃烧技术,尾气处理技术以及新一代低排放新能源技术的进一步发展,车用发动机的高效、低排放、低噪音是完全可以实现的。

车辆工程 底盘技术

 

车辆工程汽车底盘
电子技术的进步与应用,使汽车底盘的控制由传统的手动、脚踏控制向电子控制方式发展,出现了ABS、EBD、EHPS和ECHPS等电子类产品。在特殊工况下,对底盘部件的控制,已开始大规模应用主动干预的控制系统来完成,例如TCS、ESP、EPS等,更进一步,发达国家已开始研发全电子控制的底盘控制系统和网络化管理的整体样车。

大多数国内汽车制动系统的研发,处在引进、消化、吸收的阶段上。商用车使用的动力转向器多采用行程限位自动调整装置和安全阀装置,有些企业先后开发了多路转向半整体式动力转向器。对EPS的基础性研究,主要集中于控制算法上,国产管轴助力的EPS已批量应用于国产汽车,小齿轮助力的EPS也已研制出来。中国轿车变速器市场正处于高速发展时期,手动变速器市场自主品牌已占主导地位,自动变速器则主要是进口产品。国内重型机械式变速器的技术水平已接近国外同类产品。与国外液力自动变速(AT)产品相比,国内在设计、制造水平、控制策略等方面都显得很落后。国产机械自动变速器(AMT)虽然已研制很久,但电控系统等方面,技术还未完全过关。中国对CVT的研发起步较晚,若干国产车型虽然部分车辆上装用了CVT,但都是进口产品;有些企业正在开发,但尚未真正步入产业化。

车辆工程 安全技术

 

汽车的安全性分为主动安全性和被动安全性两种。目前,汽车主动安全控制系统主要包括ABS、TCS/ASR、ESP、BA、4WS、汽车主动前轮转向、汽车横摆运动控制系统、汽车主动悬架、汽车主动车身控制以及属于智能交通系统的先进汽车控制与安全系统。汽车的被动安全技术,主要涉及对汽车乘员的防护、汽车结构耐撞性、行人碰撞安全与儿童安全性防护等,例如,乘员约束系统、人体碰撞保护等技术装备就可起到这种保护作用。

目前,用于国内乘用车的乘员约束系统开发设计,主要为前排座椅安全带和安全气囊系统。对完善约束系统的研究尚处于起步阶段。对碰撞生物力学的研究起步较晚,现在的工作,主要是跟踪和引入国际前沿领域的研究成果,进行一些基础性的试验研究。

车辆工程 制造技术

 

车辆工程变速器
本章介绍铸造、压力加工、切削加工、焊接、涂装、电镀、热处理、无损检测、检测、装试等10个专业领域的发展概况。

中国汽车铸件正在向高性能、薄壁、轻质、精(确)尺寸、优良切削性能方向发展;铸造生产过程向清洁、废物再生、高效、节能、节材、环保的绿色铸造方向发展。

压力加工技术向着高效、自动减轻汽车重量、降低成本等方向发展,从而产生了精密锻造技术、内高压成形技术、管类零件成形技术、伺服电机压床等新技术、新设备。

汽车机械切削加工技术已由过去传统的专机生产、流水线生产、自动线生产,发展到现今的以柔性技术为特点的生产线生产。高效、精密、柔性化、自动化是切削加工技术变化的主要趋势。高速加工技术、敏捷制造技术、智能化加工技术、绿色加工技术等都将得到快速发展。

发动机变速器车桥车架车身车厢等六大总成,是焊接技术在汽车制造中最重要的应用领域。脉冲双丝MTG/MAG焊等代表了当前在汽车制造中应用的高效、高速弧焊新工艺。国内已基本掌握激光拼焊板的变形特点和使用规则,并已在国内生产。轿车乃至卡车焊接线、焊接机器人已被大量应用。

汽车涂装不仅在减少公害方面实现了跨越,而且在降低成本、提高涂装质量上也有显著进步。一些新的技术已开始工艺化应用。在合资汽车生产的拉动下,中国主流汽车厂家涂装技术水平已跻身国际先进行列。

汽车零件的防护性电镀由原来单一的镀锌钝化工艺,向耐蚀性能更好,且具有耐热、低脆性、良好加工性能及环保性能的锌合金镀层及无铬达克罗工艺发展。在镀层的耐腐蚀性能获得很大提高的同时,正向镀层耐热性能好、低摩擦系数方向发展。

齿轮渗碳热处理调质热处理的设备通过引进,有了很大进步,现已国产化。正在大力推广应用感应热处理技术。新型节能筑炉材料、燃气加热、锻后余热等温退火、锻后余热淬火、非调质钢等新工艺和新材料,在节能减排中将发挥重要作用。

无损检测、几何形状检测技术不断得到发展,通过较完善的在线检测、统计分析,实施对动态工序的监控,并向智能化、网络化的监控模式发展。

装试技术综合利用了现代化高新技术,在生产组织和信息管理、物流技术等方面有了较大进步,并向模块化、柔性化、信息化方向发展。虚拟装配技术、AGV自动导向小车、多品种混流装配技术、模块化技术、高精度扭矩扳手等新技术、新装备被广泛采用。

车辆工程 材料技术

 

车辆工程铝合金
世界汽车轻量化材料技术发展具有以下若干特点:在政府的引导下,行业合作(联合)开发渐成主流;低成本轻量化材料制备技术和先进零部件制造技术已成为研发热点;新材料在解决(或缓解、平衡)汽车实现轻量化与保持车辆安全之间的矛盾(或冲突)中将发挥重要作用;汽车应用轻量化材料对环境的影响受到广泛关注和重视;轻量化材料的范畴正在扩大;轻量化材料之间的竞争日趋激烈。已经获得工业化实际应用的轻量化材料,主要有高强度钢铝合金镁合金塑料(包括非金属基复合材料)等四大类。在安全、节能、环保等法规的推动下,预计,未来汽车轻量化材料技术将会朝着如下方向发展:碳纤维钛合金金属基复合材料等新型材料将受到重视并获得应用;汽车零部件设计与选材理念将发生重要变化;轻量化材料在汽车上的应用领域不断扩展。

车辆工程 新能源技术

 

大力发展新能源汽车是国际社会应对能源短缺、环境污染和气候变暖问题在交通领域采取的共同措施。世界各国依据各自资源条件和产业技术状况,主要采取制定实施国家交通能源发展战略、组织开展国家重大科技开发计划、实行鼓励性政策等措施,推动新能源汽车的发展。总体来看,尽管在现阶段各国汽车节能技术发展的方向不尽相同、各具特色,但在近中期内发展有资源优势和环境友好的替代燃料(诸如燃气等)调节交通能源结构、减少对石油的依赖、开发应用节能效果显著的混合动力汽车、降低能源消耗、长期发展纯电动汽车和燃料电池汽车、实现交通能源转型的总体趋势则基本相同。近年来,国际新能源汽车的研发和应用突飞猛进。

车辆工程 噪声振动技术

 

NVH不仅是影响车辆舒适性的重要因素,而且也是评价汽车质量品质的重要指标之一。因此,世界各大汽车公司纷纷成立专门的NVH研究机构,并已形成一套比较成熟的汽车振动与噪声特性分析、设计和评价方法,对不同档次的车型采取不同的NVH控制措施。现阶段,世界汽车NVH控制技术的最新进展及发展趋势是:NVH控制技术已应用于汽车新产品的设计阶段;仿真分析的置信度仍是应用领域关注的重点;NVH虚拟环境技术进一步走向工程应用;车辆噪声控制的材料及结构技术有所创新和发展。

随着相关汽车标准的修订,对国产汽车NVH的控制要求也相应提高。因此,国内各主要汽车公司开始重视新开发车型的NVH控制技术,均借助国内与国外的汽车NVH专业技术力量、借鉴先进的汽车NVH工程设计与评价技术和经验,同时大力投资发展汽车NVH分析与实验评价技术条件和能力,在新开发汽车的NVH特性设计以及现生产汽车的NVH问题治理方面已取得明显成效,并已掌握一定的汽车噪声和振动控制技术。但国内汽车行业在该领域与国际先进水平相比,仍存在较大差距。

车辆工程 相关词条

 

宗教学 信用管理 国际政治经济学 侦查学
金融工程 治安学 经济犯罪侦查 公安情报学

车辆工程 参考资料

 

http://daxue.learning.sohu.com/major_detail_220.html
http://www.autoer.cn/

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