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MAINTENANCE TECHNOLOGY

世界汽车前沿技术及其市场发展趋势

世界汽车前沿技术及其市场发展趋势

 

21世纪的头10年将是世界汽车技术发展迅猛的10年,估计有42个汽车(部件或系统)模块,50种制造工艺(技术)和20余种(组)材料将获得重大或突破性技术创新成果。
促使汽车工业发生重大变革的因素除了成本和市场竞争压力外,就是用户对汽车产品的安全性、舒适性和个性化提出的越来越高的要求.另外,社会对环保也更加关注,现有的原材料资源日益匮乏和与此有关的越来越严格的法规要求,对这种变革也产生了重要影响。
1 四大领域技术及市场展望
1.1新型动力及代用燃料汽车
在新世纪头10年末期上市的汽车,由于装用了新型动力系统和废气净化装置,其噪声值要比现今的车约低30%,汽车百公里油耗平均下降15%,废气排放也将大幅度减少。至2010年,目前许多人看好的燃料电池汽车,包括各种代用燃料汽车(例如燃气汽车)等的市场份额将达10%左右,即每年的销售规模为500万—600万辆。

1.2电子技术成为汽车核心技术
现在,电子装备及其软件价值平均已占世界汽车生产成本的22%(约为2250欧元/辆),至2010年,该比例将上升55535%(约为3870欧元/辆)。届时,世界汽车电子市场的年销售额规模将达到2600亿欧元,与现在相比增长115%。由于汽车电子化的推动,2010年前后,几乎所有的汽车(部件或系统)模块都将实现智能化。
到2010年,世界汽车软件的市场销售规模将达到1000多亿欧元。不同的总线系统,操作控制系统通过软件不仅能相互联成一体,而且可实现智能化。
1.3汽车制造领域的新进展
今后,在汽车车身制造领域长期广为流行的模块式技术将淘汰。新的轻量化材料(诸如高强度钢,金属泡沫材料,镁,铝和陶瓷材料等)将得到更广泛的应用和普及。至2010年,世界汽车整车整备质量平均将减少17%(即质量减小250kg)。
1.4汽车制造装备市场的结构变化
至2010年,汽车工业对机器设备和模具(工具,工装等)的需求量将比现在增长10%左右。据预测,至2010年,汽车制造业对压铸设备的需求量将增长10%;对纤维复合材料压制设备的需求量增长15%;对工作压力较低的挤(或冲)压机的需求量减少5%;对工作压力较高的挤(或冲)压机的需求量增长6%;对液压成型设备的需求量增长5%;对压制模具(工具)的需求量增长26%;在机械及切割领域,对多工位自动加工设备的需求量下降5%,对磨削机床的需求量下降15%,对齿轮加工设备的需求量下降10%,对珩磨机的需求量下降20%,而对加工中心的需求量增长2%,对硬车削和硬铣削车床的需求量增长18%,对激光束切削机床的需求量增长30%,对激光精密加工设备的需求量增长34%;在部件联接/装配领域,对点焊设备的需求量将下降20%,对机器人自动化装置的需求量增长5%,对粘贴设备的需求量增长28%,对激光焊接设备的需求量增长36%;在表面处理领域,对检测设备的需求量增长5%,对油漆设备的需求量增长8%。从以上汽车制造领域对不同设备的需求发展趋势中,亦可看出未来汽车制造技术的若干发展趋势。未来生物工程技术在汽车油漆领域也将得到应用,并引起一些革命性变化。
2新技术新产品的应用状况
2.1新共轨直喷柴油系统
目前博世开发的第3代共轨直喷柴油系统已经上市。这种共轨直喷柴油系统的喷射压力可达到180MPa,而且由于采用了新型喷油器,该系统可以进行多点喷射。

在该技术的应用方面,德尔福在2002年初已经将其生产的喷射压力为140MPa的共轨直喷柴油系统装在福特Fcous轿车上。西门子开始为标致307型轿车供应类似的系统。从2004年起,MagneitMarelli将为菲亚特和欧宝公司供应其带多点喷射功能的共轨系统。不过,真正具有竞争实力的是博世“整体式喷油器”系统,该装置已经被大众集团广泛采用。这种整体式喷油器系统的喷射压力可达205MPa。
2.2 5缸发动机
5缸发动机的采用已经有多年历史了,但该发动机的使用范围始终非常有限。
大众汽车公司是这种直列5缸(1—5)发动机的开路先锋,目前大众公司已经在其大众、西特、斯柯达等8种不同的车型上分别采用了该欧洲版本的发动机。福特和通用计划在今后几年中生产新型的5缸发动机。菲亚特和福特集团的兰德·罗孚轿车与沃尔沃的品牌以及戴—克公司切诺基吉普车也已装备了5缸发动机。
2.3新一代自动化手动变速器
第2代自动化手动变速器如Borg Warner公司开发的类型则采用了一种双离合系统。它的驱动装置在2个离合器之间换档以防止扭矩中断传递。这种动力变速器变速非常平滑,特别像传统的自动变速器。ZF公司希望2005年在汽车上采用该系统。法雷奥的自动化手动变速器已经在几家汽车生产厂家的汽车上进行演示。专家预测,2008年大部分轻型商用车都要装备这种自动化手动变速器,该装置在欧洲市场上所占的份额将在1/4以上。
2.4气缸节能技术的开发和应用
2001年奔驰公司装在其GL600和S600轿车上的12V发动机已经正式采用这项气缸节能技术,而且这些车型已经投入市场。奔驰声称与那些全时的V12发动机相比,该发动机可以节约20%的燃油。通用公司将计划在2004年采用伊顿公司开发的新气缸节能技术。新型气缸节能装置将首先在其生产的V8载货车发动机上应用。据称,载货车在装备这种节能装置之后可使燃油经济性提高6%—12%。另外,福特公司也在研究开发一种可随时关闭部分气缸的变排量发动机。
2.5电子液压制动装置
这种电子液压制动需要42V电源和较可靠的电力供应装置。博世、大陆和TRW目前是该技术开发的领头羊。电子液压制系统与防抱死制动系统、电子制动力分配系统、牵引力控制系统、电子稳定系统以及制动助力系统等兼容。因此未来的电子液压制动系统应该是与轮胎和底盘等零部件的改进统筹发展的。
奔驰的第5代SL是第一辆装备了电子液压制动系统的轿车,博世公司与奔驰携手开发了该系统。2002年,奔驰已经在E级轿车上装备了电子液压制动系统。大陆公司已经为大众公司的高尔夫轿车专门开发配备了电子液压制动系统;TRW为2种2003年型的轿车配备了电子液压制动系统;博世准备在2005年将该公司开发的电子液压制动系统用于高档或豪华车上。
2.6车速控制装置
现有系统的成本和体积是目前的最大障碍。红外线适配性车速控制装置似乎是以雷达为基础的系统。现在日产的新型Primera已经采用了该装置。
从1999年起,奔驰已经在S级轿车上装备了该装置。这种S级轿车使用大陆公司的子公司ADC提供的Distronic系统。宝马的7系列,美洲豹的XKR以及日产的豪华车型都已经装备了该装置。
2.7整体式发动机起动机技术
目前该技术还缺少42V电子系统技术的协同配合。现在汽车生产厂家尚可以在横置发动机的14V配置中选择皮带驱动系统,但是不久的将来采用42V电气系统的整体式起动机和交流发电机必将在新发动机项目上占据统治地位。
目前,包括法雷奥公司在内的许多零部件供应商已经开发了一种被称为“星”(STARS)的起动机和交流发电机可逆系统。
2.8汽油直喷发动机技术及其应用
在发动机控制技术方面处于领先地位的博世和西门子等公司在这个市场上扮演了主角。
西门子为欧洲市场上的车型配备了其公司的产品。比如雷诺的Megane Cabriolet已经使用了该公司提供的一种高压直喷系统。
博世将为大众大批量生产的1.6L发动机提供GDI。GDI发动机可以将燃料消耗降低15%。奥迪A3在2002年装备了新型GDI发动机。大多数欧洲汽车生产厂家已经制定了引进1.4—2.0LGDI发动机的计划。而宝马则是在2003年初为其12缸发动机引进了GDI。
2.9电控线路应用系统
目前,电控线路系统日益接近正式生产,但还有许多复验工作仍在进行,特别是安全项目。在电控线路应用技术中,德尔福、博世、西门子VDO、ZF、Visteon在它们众多的安全方案中包含了多种技术。德尔福的计划中包括了电控线路的应用技术并以此作为其集成安全系统和冲撞预警程序的一部分,形成了汽车动态安全管理的关键元件。
在电控电路应用技术具有较高效率以及更容易获得组装配机会的同时,该技术也变得更复杂,其成本也较高。节气门电控线路技术现在已经得到应用。2005年,制动器电控线路将出现在欧洲的宝马、奔驰各种车型以及美国的凯迪拉克车型上。
2.10底盘连续控制概念
在2003年的巴黎汽车博览会上,沃尔沃公司展出了S60R轿车和V70厢式车。这2种车以S600轿车为基础,引入了底盘连续控制系统(FOUR-C)。FOUR-C是由减振系统高端技术开发公司奥林斯·瑞星(Ohline Racing)公司和减振器生产厂家莫尼罗(Monroe)联合开发的。沃尔沃公司对该技术的名称使用了一个小小的双关语:FOUR-C等于“foresee”,它的意思是该轿车可以随时预知它本身即将发生和面临的某种情况并进行补偿调整使其正常行驶。
2.11复合陶瓷制动盘
复合陶瓷制动盘的质量比传统的灰铁制动盘轻30%以上,可提供恒定的制动功能(无任何衰减效应),进而延长车辆的整个寿命。
该领域主要有波莱姆博(Brembo)、奔驰和保时捷公司。
复合陶瓷制动盘所面临的问题主要是成本问题,目前的产量特别低。
各种高性能的轿车使用了该技术,例如法拉利—恩佐,奔驰55AMG以及保时捷911。法拉利的一种赛车也使用了该技术。

2.12塑料中的漆膜
该工艺不是将油漆喷洒到各种零件上,而是通过一种化学方法,在注塑成型机中将漆膜粘结到各种塑料件上的新型工艺。
目前在该领域的开发方面,引领新技术潮流的是克莱斯勒公司。克莱斯勒的工程师们说,在未来的10年内,他们将拥有制造轿车整体塑料车身的技术,使用模压的漆膜进行装饰。该漆膜方案投入生产大约是在2002年,在美国道奇品牌的尼昂轿车前面使用了白色的饰条。在2003年的车型上,车的前端和后端饰条都使用了白、红、黄3种色调——在最后的批准阶段将使用另外7种颜色。
2.13智能线路
智能线路就是将“即插即用”的各种功能内设到线束和其各个接头中去。
具有电子控制技术经验的主要线束公司和其它供货商都是这一领域的竞争伙伴。在基本的线束结构、软件和接头方面需要巨大的投资。但是德尔福公司的研究已经表明,在智能线路系统连接的一个完整的开关将会减轻大部分的质量,因为只需要极少的电缆和接头。智能线路将成为下一代大量生产车型的主要特征。智能线路可望早期安装在各种车门视镜及座椅上。
2.14电子驻车制动器
电子驻车制动器较之传统手制动器的优势是可以防止车辆爬坡时向下滚动。如果与距离传感器系统配套使用,在密集的场所内还可以使驻车更容易。由于它是一个高效的发动机停机装置,因此它还可充当防盗器材。
3汽车设计四大新趋势
3.1家用汽车趋向小型化
家用汽车小型化趋势是近年来世界汽车消费的一个显著特点,这一趋势仍在继续发展。法国雷诺公司几年前推出的“克里欧”小型车一炮打响,在欧洲各国大受欢迎。此后意大利的菲亚特公司研制了外形活拨、功能齐全的“潘托”型小轿车,至今已销售了260万辆。小型车价格低,青年人容易接受。此外,这种车的车身短,行驶和停车都很方便,也是受消费者欢迎的原因。
3.2更多考虑“环保”问题
过去30年,德国售出的汽车的耗油量平均减少了一半,从而使排放的有害物质减少了一半。从1999年到2001年,100km耗油量就减少了约1/4,从9.3L减至6.5L。到2004年减至5L是德国汽车制造者的目标。随着过去几年环境意识的不断增强,以及随之颁布的法律,汽车开发人员把保护环境放在最优先的位置。
法国人和德国人设计了重新利用设备,大众、欧宝和福特这样一些大批量生产汽车厂家为它们过去的畅销产品高尔夫牌、阿斯特拉牌和护卫者牌汽车提供回收担保。
一些高级轿车,如新型铝外壳的奥迪A8和新型7座宝马轿车,可回收的材料多达95%。奥迪的铝车身材料可以重复利用无数次。汽车开发人员面临的最大难题是减少会引起温室效应的CO2的排放量,据测量,汽车排出的废气中有94%是CO2。
由于CO2的排放量同发动机燃料的消耗有密切关系,而汽车的自身质量又由于人们对舒适性、功率和设备的要求不断提高而越来越大,所以汽车工程人员面临着十分艰巨的任务。
3.3体现时代特征
作为时代的特征,许多新款克莱斯勒轿车不再配备烟灰缸。相反,仪表板上多了一个放置充气饮料杯的地方。据说,这是文明的要求,美国人大多数已不再抽烟,并且他们绝大部分时间都是在他们的车子里度过的。他们吃在车上,喝在车上,处理银行业务在车上,一句话,他们生活在车上。福特汽车公司紧随其后,汽车设计师们尽量使自己的产品适应美国中产阶级的生活习惯。美国中产阶级按时把汽车当作餐室、办公室,或者更简单一点,当作宁静的避风港。现在甚至还装了高档影视播放系统。
3.4安全技术迅速推广
经过多年努力,许多汽车行驶安全技术正在从实验室走向商业化,同时成为促销的有力手段。不久以后,汽车相撞后前、侧安全气囊会依据车内乘客和驾驶员的体重、身高和与仪表板的距离自动决定其展开时机和冲力大小,这就是所谓的智能抑制系统。英国TEW公司正在研制这种系统,定于今年底问世。美国德尔科电子公司将于明年推出自动紧急呼叫系统:如果车辆在人烟稀少地区发生了撞车事故,且附近无人相救,车上人也无力呼叫时,车内电话将自动拨打911紧急呼叫号码,并通过车内全球定位系统告知交通部门车辆所在地点、车牌号码和安全气囊展开与否,以缩短救援时间。专家们预测,到2005年将有20多项安全技术用于汽车,届时汽车安全性能会有显著提高。

摘自:中国汽车维修人才网

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