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第29章 汽车展望——梦想承载着希,望驾驭世界不断向前(2)

汽车电子信息技术的发展使未来汽车发生革命性的变化。一是线控技术(x-by-wirc)的应用。传统汽车中的转向盘、换挡手柄等通过机械连接操纵汽车的部件消失了,代之以类似于电脑游戏手柄或鼠标形式的线控操作,这些操作通过高速容错通讯总线与高性能CPU来控制与其相连的电气伺服系统。采用线控技术,可以降低部件的复杂性减少液压与机械的联接装置、控制装置,减轻汽车重量,降低能耗和制造成本。线控操纵使汽车的内部布置更加灵活,设计的自由空间更大。如SKF采用线控技术的尼桑Murano公司与意大利着名汽车设计公司Bertone联合开发制造的Novanta概念车,它彻底摒弃了转向盘、加速和制动踏板等机械操控结构-使人耳目一新。

第二个革命性变化是汽车将变成信息社会中互联网上的机动节点,接受诸如GPS之类的导航信息,进行移动电话通讯和收、发电子邮件,甚至可以从交通信息中了解前方道路的实时状况,使变速器可提前换挡,悬架系统可提前调整减震器阻尼。上述提前操作都是在无须司机干预的情况下发生的,因而大大减轻了驾驶负担,提高了行车的安全性和舒适性。

汽车电子信息技术的发展也促使汽车的进一步个性化。举例说,只要你把车钥匙插入,个人密码被读出,那么一切被预置在存储器中的个人信息就可调用,从而进行相关于个人特征和偏好的一系列调整:座椅的位置和姿态、安全气囊的爆破力设定、收音机电台的预选、电话和电子信箱通讯录的启用,与驾驶习惯相关的行车参数的预置等。对于同一辆车的多个主人,同一个人开不同车辆,统统可以“对号入座”。

(二)未来汽车的材料技术

未来汽车利用材料科学的成果可有很大的获益,其中最重要的莫过于轻量化材料的应用。未来汽车所使用的轻量化材料不只局限于高强度钢,铝、镁合金和陶瓷纤维复合材料,而是将大幅度应用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料(CFRP)是目前已知的最轻的结构材料,它可以使汽车车身和底盘零件减重67%之多。但最大障碍是材料价格过高,因此要研究碳纤维的生产成本和转化为碳纤维所用的材料成本,发展新的碳纤维大规模生产工艺。现在已开发了一种能把商品级的聚丙烯腈纺织品转化为碳纤维的生产过程,还开发了一种基于造纸副产品木质素生产碳纤维的方法,上述方法的进一步完善将可使碳纤维的价格达到每公斤6美元的目标。由于碳纤维复合材料采用碳素纤维做车身材料的法拉Scuderia制作汽车零件的成型工艺成本较金属件低,因而今后有可能生产碳纤维汽车的成本比现在的金属外壳汽车还低,而其通过轻量化所节约的燃料可使未来汽车实现2L油走百公里的目标。

未来汽车材料技术的另一个要点是大力发展材料的可回收性。通常,当一辆汽车不再具有使用价值时,它就会作为报废车辆送去拆解并粉碎。有用的材料通过分类回收,并再生利用,其余的就要粉碎成粉末,而当作垃圾处理。由于大量废物中还含有许多其他有用物质未被利用,有必要进一步扩大回收材料的比例。此外,在拆解报废车辆中还应防止如铅等有害重金属和不可降解塑料对自然生态造成的危害。目前,在发达国家,报废车中75%的材料被回收利用,另外25%则被填埋掉。在日本制定的未来汽车发展计划中,要求到2015年,汽车的再生利用率要达到95%;到2025年,这一指标要接近100%。美国三大汽车公司专门设立了“汽车再生利用合作组织”,研究汽车拆卸、分类、破碎和回收利用的各种技术问题研究利用新型材料的相应办法,设立共同的材料分类编号或标记号。为确保再生利用目标的实现,当然最重要的就是在汽车设计中严格限定使用对环境友好的、易回收、无毒性、可降价的材料并为了有利于分类回收要制定优先使用的材料目录,尽可能减少汽车上使用材料的品种,例如现在要求车用塑料尽可能统一到聚烯烃材料上来的呼声已越来越高,其目的就是要解决因车用工程塑料种类过多而不利于再生利用的问题。

材料的多层镀膜技术在汽车中将会获进一步的应用。例如通过在风挡玻璃表面镀膜来硬化外表面,以便进一步减薄玻璃厚度,有利于轻量化;同时通过夹层玻璃的中间层多层镀膜来提高其隔热性能,特别是对外来阳光的反射,从而减少夏天的空调耗能。将来有一天,也许多层镀膜技术能使汽车车身的油漆层成为光电池的光电转换层,这样,汽车又多了一个可以不花钱的动力源作为辅助能源。

人们对纳米材料在汽车上的应用也有很大的期待。纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、宏观量子效应等特性,大大提升了材料的功能和价值。例如,纳米技术可强化钢板的力学性能,使车体更耐撞而提高安全性;纳米技术也可提高塑料强度,提高其阻燃性能,抗老化性能和抗菌性能,使汽车内饰件更有利于人体的健康;利用纳米涂料可使车身外观色泽更为光亮,并耐磨、耐蚀;将橡胶生产中的助剂纳米化,制作出来的纳米轮胎无论在强度、耐磨性和抗老化性能上均比传统轮胎优异。过去用稀土材料代替贵金属作三元催化转化器的催化剂达不到高的转换效率,近来的试验表明采用纳米级的稀土材料不仅转换效率大幅提高,转换温度也能有效降低。最值得一提的是纳米储氢材料今后在燃料电池汽车上的应用前景。现在的研究表明,纳米碳管储氢可存储自重10%·13%的氢,且安全性好,储氢过程耗能少,大大优于现有的高压罐储氢和低温液氢储存方式。今后这一技术的突破与产业化将会促进燃料电池汽车时代的早曰到来。

(四)未来汽车的个性化

汽车不只是一种交通工具,它的诞生开启了人类的一种新的生活方式。汽车的大规模普及和应用使它成为人们除家和办公室外的第三个充满个性化的私人空间,因此汽车的个性化实际上是它的应有之义。但是过去的技术发展无法解决大规模生产与个性化产品之间的矛盾,同一车型不同车主的汽车个性化差异只能通过售后改装来解决,这不仅限制了其差异的范围,而且有时会产生标准和法规产生冲突的问题。

随着柔性生产技术的应用,同一生产线上生产不同车型或者同一车型装不同选装件成为可能。网络技术的发展和电子商务的开拓使厂家可以让客户在网上对所定制的汽车进行功能定义以及部件模块和内外饰件的配置,从而购得一辆真正属于你的个性化的汽车。

个性化汽车的另一个含义是车内的设备能对用户进行个性化的服务,而这一功能的实现靠的是上面叙述过的未来汽车的电子信息技术。汽车上的个人身份识别系统与智能化材料、智能化传感器、智能化电控系统等相配合,就可以针对个人的特性和偏好进行最佳的个性化服务。

汽车个性化的进程正在起步,汽车市场已越来越细分,造型和功能也越来越多样,一些大的汽车公司已逐渐改变销售模式,扩大客户定制的内容。“全球化平台技术、本地化生产制造、个性化产品服务”,将使未来汽车的个性化可以走得更远。

二、未来的汽车工业

100多年前诞生的汽车被称为改变世界的机器,而为世界提供这一机器的汽车工业也一直随着世界的改变而前进,它以其与时俱进的设计创新,先进可靠的制造技术,科学现代的管理理念长期矗立于制造业的顶峰。20世纪80年代以后,计算机和微电子技术的飞速发展使世界进入了一个信息时代,有的传统产业衰落了、消亡了,但汽车工业和汽车产品由于全面应用计算机和微电子技术,已成为信息社会的重要支柱。汽车工业已不是传统机械工业的概念,而是一个将汽车业与电子信息产业融为一体的高新技术产业,汽车工业的持续发展是可以期待的。

未来世界汽车工业的总体规模将更大、分布将更合理,中国将由汽车制造大国转变为汽车制造强国。进入21世纪后,全球汽车产量以每年200万辆左右的速度递增,2005年全球汽车总产量达6650万辆,由于中国、印度等发展中国家的汽车工业正步入高增长阶段,估计上述增长率会有较长的稳定期,预计到2025年,全球汽车工业的年产规模将超过1亿辆。未来的新增生产能力主要集中在发展中国家,其中以中国发展速度最快,预计2010年左右,中国的汽车年产量会达到1100万辆左右,而成为世界第二大汽车生产国,而在其12年后就会上升为世界第一大汽车生产国。中国要从汽车制造大国上升为汽车制造强国恐怕要到2020年左右。

未来世界汽车工业面临着一系列的挑战:竞争白热化、价格负增长、产品更新快、成本压力大;面对环境、能源、交通安全等问题,汽车工业必须承担起自己的社会责任。这些挑战也是汽车工业发展的动力和机遇,使世界汽车工业在创新和拼搏中前进。

为了优化资源配置,提高产业集中度,降低开发成本,加强竞争优势,汽车工业的产业组织结构会进一步调整,其趋势是:跨国重组越来越快,集团规模越来越大大集团对市场的应变力和竞争力越来越强。由于整车与零部件生产的分工和剥离成为趋势,除整车经兼并重组形成几家超级跨国大集团外,零部件也将经历兼并重组而形成不依附于个别整车集团的国际化的零部件集团巨头。由于电子信息产品在汽车中的比重越来越大,未来汽车零部件业的巨头也可能就是IT业的巨头。

为了进一步缩短产品开发周期、节省开发成本、提高产品的质量、解决大批量生产和个性化汽车需求的矛盾,汽车工业将更全面和有效地应用计算机技术和网络工具。开发是基于网络的并行开发,从虚拟样车到实车测试都离不开计算机;生产是计算机控制的柔性加工和柔性装配,从高节拍的生产线上驶出个性化的汽车产品(肖售是基于网络的电子商务,从售前的用户定制到售后的维修、保养、回收,全都用计算机进行跟踪式服务。

为了适应经济全球化,进一步推动全球的汽车开发、采购和销售,将美国、欧洲、日本几大汽车标准统一为世界标准将是汽车工业界未来要面对的问题,世界标准的制定和实施将进一步推进汽车的技术进步和企业效益的提高。

汽车生产所消耗的资源和材料十分巨大,

汽车消费所带来的能源、环境和交通安全问题依然严重汽车工业惟有承担起社会责任确保社会的可持续发展,才能有自身的可持续发展。尽管通过不断的技术创新,低能耗、零排奥迪设计师设想的未来汽车放、主动安全的智能汽车已经展现在人们眼前,但是要使这样的概念汽车真正成为市场欢迎的、产业化的商品,还有相当长的路要走。展望未来,汽车工业任重而道远。

任务三概念车

概念车由英文ConceptionCar意译而来。概念车不是将投产的车型,它仅仅是向人们展示设计人员新颖、独特、超前的构思而已。概念车还处在创意、试验阶段,很可能永远不投产。因为不是大批量生产的商品车,每一辆概念车都可以更多地摆脱生产制造水平方面的束缚,尽情地甚至夸张地显示自己的独特魅力。

别克YJob是汽车工业界公认的世界第一辆概念车,它是于1938年由美国通用汽车艺术和色彩部首任主任,美国汽车造型之父——哈利杰·厄尔(HarleyEarl)发明出来的。

概念车是时代的最新汽车科技成果,代表着未来汽车的发展方向,因此它展示的作用和意义很大,能够给人以启发并促进相互借鉴学习。因为概念车有超前的构思,体现了独特的创意并应用了最新科技成果,所以它的鉴赏价值极高。

世界各大汽车公司都不惜巨资研制概念车,并在国际汽车展上亮相,一方面了解消费者对概念车的反映-从而继续改进;另一方面也是为了向公众显示本公司的技术进步-从而提高自身形象。概念车是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。概念汽车的展示,是世界各大汽车公司借以展示其科技实力和设计观念的最重要的方式。因而概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。

一、概念车种类

一种是能跑的真正汽车,另一种是设计概念模型。

第一种比较接近于批量生产,其先进技术已步入试验阶段并逐步走向实用化,一般在5年左右可成为公司投产的新产品。

第二种汽车虽是更为超前的设计,但因环境、科研水平、成本等原因,只是未来发展的研究设想。

二、概念车欣赏

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