時間:2022-02-18 12:13:50
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隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展,在現(xiàn)代汽車上,電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合催生出汽車電子技術(shù)概念。電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用加快了電子汽車的發(fā)展趨勢,推動了汽車功能的多元化和便捷化。
一、汽車電子技術(shù)
現(xiàn)代電子技術(shù)與汽車工業(yè)的結(jié)合促成了電子汽車概念的誕生和實現(xiàn),概括地來說當(dāng)前的汽車電子技術(shù)主要包括:智能化集成傳感器:提供用于模擬和處理的信號,而且還能對信號作坊大處理。同時,他還能自動進(jìn)行時漂、溫漂和非線性的自動校正,具有較強(qiáng)的抵抗外部電磁干擾的能力,保證傳感器信號的質(zhì)量不受影響;嵌入式微處理機(jī)已廣泛地應(yīng)用與安全、環(huán)保、發(fā)動機(jī)、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術(shù):隨著汽車電子技術(shù)應(yīng)用的增加,對有關(guān)控制軟件的需求也相應(yīng)增加,并可能要求進(jìn)一步計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此,要求使用多種語言,并開發(fā)出通用的高水平軟件,以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡(luò)將大大地依賴于軟件;多通道傳輸技術(shù),多通道傳輸技術(shù)的采用,對電子控制集成化的實現(xiàn)是十分必要和有效的。采用這種技術(shù)后,使各個數(shù)據(jù)線成為一個網(wǎng)絡(luò),以便分享汽車中心計算機(jī)的信息。汽車車載電子網(wǎng)絡(luò):汽車電子設(shè)備發(fā)展的一個重要趨勢是大量使用微處理機(jī)來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應(yīng)用,車載電子設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。為了進(jìn)一步提高行使的經(jīng)濟(jì)性,溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此,以分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)造汽車車載電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是很有必要的。集成化技術(shù):汽車電子技術(shù)的一個發(fā)展趨向是功能集成化,從而實現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更有效以及可診斷的數(shù)據(jù)中心。光導(dǎo)纖維:汽車電子技術(shù)的進(jìn)步,已使各系統(tǒng)控制走向集中,形成整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)除了中心電腦外,甚至包括多達(dá)23個微處理器及大量傳感器和執(zhí)行部件,組成一個龐大而復(fù)雜的信息交換與控制系統(tǒng)等。
二、國內(nèi)汽車電子技術(shù)發(fā)展
電子技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用加快了汽車技術(shù)的升級和突破,自20世紀(jì)80年代以來,汽車工業(yè)的長足發(fā)展,也是以電子技術(shù)(特別是計算機(jī)、集成電路技術(shù))為動力而實現(xiàn)的。采用電子技術(shù)是解決汽車所面臨的諸多技術(shù)問題的最佳方案。因此一國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況決定了其在未來軌跡汽車行業(yè)競爭中的地位和影響力。目前,國產(chǎn)汽車的電子技術(shù)應(yīng)用多數(shù)還處于初級階段。只有少數(shù)廠家,主要集中在一些中外合資和國內(nèi)較為先進(jìn)的汽車生產(chǎn)廠家,開始將電子控制裝置應(yīng)用在汽車工業(yè)中。國內(nèi)現(xiàn)在采用的電子裝置主要包括發(fā)動機(jī)的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊,ABS等領(lǐng)域,而且多數(shù)為直接引進(jìn)國外產(chǎn)品組裝,國內(nèi)科研院所目前有關(guān)汽車電子技術(shù)應(yīng)用的研究也主要集中在發(fā)動機(jī)控制、電控懸架、ABS系統(tǒng)等幾個方面,在汽車的電子網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、GPRS導(dǎo)航及智能交通系統(tǒng)的研究等方面與國外還有一定差距。
三、現(xiàn)代電子技術(shù)促進(jìn)汽車智能管理的發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民群眾對汽車工業(yè)要求的逐步提高,當(dāng)前的電子技術(shù)在汽車工業(yè)領(lǐng)域里得到了很好較快較好的應(yīng)用。汽車智能管理系統(tǒng)就是這一應(yīng)用的重要體現(xiàn)。車輛智能管理儀(以下簡稱管理儀)硬件構(gòu)成主要由CPU,數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數(shù)碼相機(jī)控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星的信號,經(jīng)過計算后可得出車輛所處的經(jīng)緯度、行駛速度、行駛方向等參數(shù)。管理儀還能夠采集與司機(jī)操作有關(guān)的數(shù)據(jù),如剎車、遠(yuǎn)光燈、近光燈、左右轉(zhuǎn)向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關(guān)等參數(shù)。管理儀根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間間隔和特殊事件的觸發(fā),將有關(guān)數(shù)據(jù)保存入IC(IntelligentCard)卡中。根據(jù)這些數(shù)據(jù),車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進(jìn)行檢查、管理,以確定車輛是否按照規(guī)定的要求運行。管理儀還能夠?qū)ψ罱?5次停車前,每次停車前50秒的所有信息進(jìn)行詳細(xì)記錄,GPS數(shù)據(jù)的采集速度受GPS系統(tǒng)的限制,每秒鐘記錄1次,其他參數(shù)每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數(shù)碼照相機(jī)的控制接口,可以根據(jù)外部觸發(fā)信號,對車內(nèi)的情景拍照。
汽車工業(yè)是高科技工業(yè),汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術(shù)、新工藝的運用。電子技術(shù)是21世紀(jì)推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會變革的重要技術(shù)之一,電子技術(shù)的發(fā)展及其在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用將有效提升汽車工業(yè)的發(fā)展水平。
參考文獻(xiàn):
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一、近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用
在電子技術(shù)中應(yīng)運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術(shù)中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆?,特別是如何應(yīng)用近似計算。
在工作點穩(wěn)定電路中的應(yīng)用要進(jìn)行靜態(tài)分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。
二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題
由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機(jī)理和現(xiàn)有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應(yīng)機(jī)理等。盡管如此,納米電子學(xué)中急需解決的關(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面,其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工
要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋?、光刻等技術(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。其中,不同層通常是由不同勢能的半導(dǎo)體材料制成的,構(gòu)建成納米尺度的量子勢阱,這種結(jié)構(gòu)稱作“半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)”。
(2)分子晶體管和導(dǎo)線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導(dǎo)線,但把這些元件組裝成一個可以運轉(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,Purdue University等研究機(jī)構(gòu)在這個方向上取得了可喜的進(jìn)展,但該技術(shù)何時能夠走出實驗室進(jìn)入實用,仍無法斷言。
(3)超高密度量子效應(yīng)存儲器
超高密度存儲量子效應(yīng)的電子“芯片”是未來納米計算機(jī)的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機(jī)械部件的計算機(jī)信息系統(tǒng)提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應(yīng)存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學(xué)研究者提出了新的挑戰(zhàn)。
(4)納米計算機(jī)的“互連問題”
一臺由數(shù)萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機(jī)注定需要巧妙的結(jié)構(gòu)及合理整體布局,而整體結(jié)構(gòu)問題中首當(dāng)其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結(jié)構(gòu)中信息的輸入、輸出問題。納米計算機(jī)要把海量信息存儲在一個很小的空間內(nèi),并極快地使用和產(chǎn)生信息,需要有特殊的結(jié)構(gòu)來控制和協(xié)調(diào)計算機(jī)的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)計算機(jī)設(shè)計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學(xué)上的考慮和限制,連接的數(shù)量不可能無限制地增加。因此,納米計算機(jī)導(dǎo)線間的量子隧穿效應(yīng)和導(dǎo)線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。
(5)納米 / 分子電子器件制備、操縱、設(shè)計、性能分析模擬環(huán)境
當(dāng)前,分子力學(xué)、量子力學(xué)、多尺度計算、計算機(jī)并行技術(shù)、計算機(jī)圖形學(xué)已取得快速發(fā)展,利用這些技術(shù)建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設(shè)計與性能分析的模擬虛擬環(huán)境,并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現(xiàn)有計算機(jī)的速度、分子力學(xué)與量子力學(xué)算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細(xì)的量子模擬虛擬環(huán)境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術(shù)手冊
交互式電子技術(shù)手冊經(jīng)歷了5個發(fā)展階段,根據(jù)美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術(shù)手冊、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊、基于數(shù)據(jù)庫的電子技術(shù)手冊和集成電子技術(shù)手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術(shù)手冊并不存在,大多數(shù)電子技術(shù)手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術(shù)手冊雖然代表不同的發(fā)展階段,但是各有優(yōu)點,較低級別的電子技術(shù)手冊目前仍然有著各自的應(yīng)用價值。由于類以上的電子技術(shù)手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點。
簡單的說,電子技術(shù)手冊就是技術(shù)手冊的數(shù)字化。為了獲取信息的方便,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術(shù)手冊的發(fā)展就是圍繞這一過程來進(jìn)行的。
四、電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用
時間和頻率是描述同一周期現(xiàn)象的兩個參數(shù),可由時間標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出頻率標(biāo)準(zhǔn),兩者可共用的一個基準(zhǔn)。
1952 年國際天文協(xié)會定義的時間標(biāo)準(zhǔn)是基于地球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期而建立的,分別稱為世界時(UT)和歷書時(ET)。這種基于天文方面的宏觀計時標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備龐大,操作麻煩,精度僅達(dá)10- 9 。隨著電子技術(shù)與微波光譜學(xué)的發(fā)展,產(chǎn)生了量子電子學(xué)、激光等新技術(shù),由此出現(xiàn)了一種新穎的頻率標(biāo)準(zhǔn)——量子頻率標(biāo)準(zhǔn)。這種頻率標(biāo)準(zhǔn)是利用原子能級躍遷時所輻射的電磁波頻率作為頻率標(biāo)準(zhǔn)。目前世界各國相繼作成各種量子頻率標(biāo)準(zhǔn),如(133 Cs)頻標(biāo)、銣原子頻標(biāo)、氫原子作成的氫脈澤頻標(biāo)、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標(biāo)等等。這樣做后,將過去基于宏觀的天體運動的計時標(biāo)準(zhǔn),改變成微觀的原子本身結(jié)構(gòu)運動的時間基準(zhǔn)。這一方面使設(shè)備大為簡化,體積、重量大減??;另一方面使頻率標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定度大為提高(可達(dá)10- 12 —10- 14量級,即30 萬年——300 萬年差1 秒)。1967 年第13 屆國際計量大會正式通過決議,規(guī)定:“一秒等于133 Cs 原子基態(tài)兩超精細(xì)能級躍遷的9192631770 個周期所持續(xù)的時間”。該時間基準(zhǔn),發(fā)展了高精度的測頻技術(shù),大大有助于宇宙航行和空間探索,加速了現(xiàn)代微波技術(shù)和雷達(dá)、激光技術(shù)等的發(fā)展。而激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展又為長度計量提供了新的測試手段。
總之,在探討了近似計算在靜態(tài)分析中的應(yīng)用問題、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應(yīng)用手冊后,廣大科技工作者對電子技術(shù)在時間與頻率標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用知識的初步了解和認(rèn)識。在當(dāng)代高科技產(chǎn)業(yè)日漸繁榮,尖端信息普遍進(jìn)入我們生活之中的同時,國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和和諧社會的構(gòu)建離不開我們科技工作者對新理論的學(xué)習(xí)和新技術(shù)的應(yīng)用,因此說,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應(yīng)用價值是不足為虛的。
【參考文獻(xiàn)】
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[4]劉艷梅《電子技術(shù)在現(xiàn)代汽車上的發(fā)展與應(yīng)用》[J],《中國科技信息》,2006(01)。
【關(guān)鍵詞】電磁兼容 電磁干擾 汽車 電子技術(shù)
1 引言
電子技術(shù)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,電子技術(shù)在解決汽車的安全性與舒適性等方面發(fā)揮了重要的作用。與此同時,電子產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域的廣泛使用,電磁兼容問題也應(yīng)用而生。眾所周知,汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng),汽車電磁兼容研究多局限在試驗方面,隨著電動汽車和混合驅(qū)動汽車的出現(xiàn)以及汽車電氣系統(tǒng)的增加,特別是信號頻率的不斷提高,汽車電磁兼容問題越來越成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中必須解決的重要問題。
電磁兼容技術(shù)是由電磁干擾研究發(fā)展起來的新領(lǐng)域。電磁干擾的研究工作可追溯到19世紀(jì)后半葉。希維賽德發(fā)表的論文“論干擾”,標(biāo)志著研究干擾問題的真正開始。20世紀(jì)以來,許多工業(yè)國家都日益重視電磁干擾的研究,并逐漸地系統(tǒng)地開展電磁兼容技術(shù)的研究。20世紀(jì)后半葉,電子計算機(jī)、信息技術(shù)、測試設(shè)備、電信、半導(dǎo)體等電子和電氣技術(shù)得到了空前發(fā)展和廣泛應(yīng)用,已滲透到了社會生活的各個領(lǐng)域。電磁兼容問題在電子、信息、通信等各類產(chǎn)品不斷運用高新科技的背景下,也在各國政府制定的相關(guān)規(guī)范管制之下,更突顯出電磁兼容相關(guān)問題的重要性與緊迫性。
隨著汽車電子化程度的不斷提高,汽車電磁兼容技術(shù)作為汽車技術(shù)的重要組成部分,其應(yīng)用程度已經(jīng)成為衡量當(dāng)代汽車技術(shù)水平的一個重要標(biāo)志。目前,世界上汽車發(fā)達(dá)國家對汽車電磁兼容研究已經(jīng)取得了諸多新進(jìn)展,形成了一系列汽車電磁兼容體系,諸如汽車電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,測試系統(tǒng),分析和設(shè)計軟件,管理和認(rèn)證的機(jī)構(gòu)等。中國電磁兼容技術(shù)尚處于起步階段,研究隊伍和條件相對不足,同時,中國當(dāng)前應(yīng)用的汽車電子產(chǎn)品多為國外品牌和產(chǎn)品,汽車電子產(chǎn)品檢測幾乎為空白。目前,國內(nèi)實力相對較強(qiáng)的汽車企業(yè)及其研發(fā)機(jī)構(gòu)已認(rèn)識到電磁兼容性的重要性,并開始著手相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)工作。
汽車電子電器設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾在一定程度上可能給汽車本身裝備的電子控制系統(tǒng)及其他電子產(chǎn)品的正常工作帶來不利影響。識別及判定汽車電磁環(huán)境中的車內(nèi)干擾源和車外干擾源,是科學(xué)解決汽車電磁兼容干擾問題的前提條件。基于科學(xué)理念與創(chuàng)新方法,研發(fā)與應(yīng)用電磁兼容技術(shù),探索控制汽車電磁干擾的方法,已成為近年來汽車電子技術(shù)研究的重要內(nèi)容。
2 電磁兼容技術(shù)的特點
隨著時代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,通信學(xué)科和信息行業(yè)逐漸出現(xiàn)了一門新興領(lǐng)域――電磁兼容。作為一門新興的綜合叉學(xué)科,電磁兼容學(xué)科的理論體系以電磁場理論為基礎(chǔ),并在研發(fā)中不斷拓展與延伸。電磁兼容技術(shù)是由電磁干擾引出的一項新技術(shù),它強(qiáng)調(diào)地是電氣裝置或電氣系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾或不受環(huán)境干擾,并能夠工作在指定環(huán)境中的能力。電磁兼容技術(shù)作為一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科,其理論基礎(chǔ)除了電磁場理論之外,還涉及數(shù)學(xué)、電路基礎(chǔ)、信號分析等學(xué)科與技術(shù),其應(yīng)用范圍幾乎涉及到所有電子領(lǐng)域。目前,由于人們對計算機(jī)及手機(jī)等電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用,加之廣播、電視、微波技術(shù)的發(fā)展,射頻設(shè)備功率成倍增加,電磁污染問題愈加嚴(yán)重,直接影響人體健康。探索有效控制電磁負(fù)效應(yīng)的原理、方法與技術(shù),對于促進(jìn)電子信息技術(shù)進(jìn)步及環(huán)境安全亦具有重要現(xiàn)實意義。
一般而言,EMC是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。隨著電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們在各類系統(tǒng)中所采用的電子設(shè)備數(shù)量不斷增加,其頻帶加寬,功率增大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,傳輸速率提高,因此,電磁兼容問題日趨重要。眾所周知,半導(dǎo)體元件對脈動電壓非常敏感,當(dāng)瞬變電壓值超過其電壓值時,半導(dǎo)體元件會被擊穿而損壞,而脈沖信號一旦被電子控制單元(ECU)誤認(rèn)為輸入信號便會使電子設(shè)備做出錯誤的判斷,以至產(chǎn)生故障。
事實上,設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,是電磁兼容的內(nèi)涵要求;同時,在實際應(yīng)用中,設(shè)備對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,也是電磁兼容的客觀要求。電磁干擾與電磁耐受是電磁兼容的主要類型。在實際應(yīng)用中,所有電子產(chǎn)品均須符合電磁兼容的一般規(guī)定與特定標(biāo)準(zhǔn)。
3 汽車的電磁兼容及控制策略
3.1 汽車電磁兼容一般特點
從理論及應(yīng)用的角度而言,汽車電器的電磁兼容環(huán)境應(yīng)是一個設(shè)備共存、互不干擾的環(huán)境,然而研發(fā)及現(xiàn)實應(yīng)用中并非如此。大量研究證明,造成電器功能降級或失效的電磁干擾發(fā)生的主要要素為干擾源,干擾耦合通路及敏感源;其中,干擾源為產(chǎn)生干擾的電路或設(shè)備,干擾耦合通路為能夠?qū)⒏蓴_源產(chǎn)生的干擾能量傳遞到敏感源的路徑,敏感源為受這種干擾影響的電路或設(shè)備。研發(fā)及應(yīng)用相關(guān)技術(shù)抑制干擾源,阻斷耦合以及提高敏感設(shè)備的抗干擾閾值,是解決電磁兼容負(fù)效應(yīng)問題的根本措施。
中國快速發(fā)展的現(xiàn)代化促進(jìn)了汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,在技術(shù)領(lǐng)域人們關(guān)心和重視汽車電磁兼容性的程度也在不斷提高;在這種背景下,中國汽車電磁兼容技術(shù),特別是標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程將會加快。但是,信息化的快速發(fā)展,汽車制造及運行所面臨的內(nèi)部及外部電磁環(huán)境的復(fù)雜性加劇,使得汽車的電磁兼容問題變得愈加突出,汽車日常使用受到外部的電磁干擾越來越多,特別是周圍環(huán)境中的通訊設(shè)備、電力設(shè)備、無線電廣播等無處不在,極大地干擾著汽車的正常工作。與此同時,汽車所安裝的多樣化的電子電器設(shè)備,既會對其周圍的其它車載電子電器設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾,其自身也會受到周圍其它車載電子電器設(shè)備電磁干擾的影響。
一般汽車內(nèi)部的電磁干擾主要來自發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)及控制系統(tǒng)中的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu),汽車上的電子電器設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾會給汽車本身裝備的電子控制系統(tǒng)及其它電子產(chǎn)品的正常工作帶來諸多不利影響。因此,要保證諸如發(fā)動機(jī)燃油電子控制等系統(tǒng)和其它電子設(shè)備的穩(wěn)定性,就必須重視對電磁兼容技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。無論是汽車內(nèi)部還是外部的電磁干擾,其對車用電子設(shè)備尤其是車用ECU影響都很大,這些電磁干擾會嚴(yán)重影響汽車電子設(shè)備的工作性能。
3.2 汽車電磁兼容的控制
控制電磁兼容負(fù)效應(yīng)一直是電子信息及控制技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)的重點。為了防止異?,F(xiàn)象發(fā)生,需要在汽車上采用一些防干擾措施,以保證車用電子設(shè)備的正常工作??垢蓴_的基本技術(shù)是要通過新技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用,以消除干擾源或者防止干擾信號的串入來實現(xiàn)。
具體而言,電磁輻射干擾的抑制,通常采用屏蔽及濾波等途徑予以應(yīng)對。屏蔽能夠有效的抑制電磁干擾,一般可選導(dǎo)電率高的材料作屏蔽體。理論與實踐均已證明,當(dāng)屏蔽高頻磁場時,選擇導(dǎo)電率高的鋼或鋁等材料效果較好;屏蔽低頻磁場時,選擇導(dǎo)磁率高的磁鋼、鈹莫合金或者鐵等材料,也具有明顯的正效應(yīng)。對所有容易產(chǎn)生火花(或電弧)的電器,都應(yīng)采用金屬罩進(jìn)行屏蔽,以達(dá)到消除電磁兼容負(fù)作用的效果。與此同時,濾波也是有效的控制電磁兼容的途徑。濾波器主要抑制通過電路通路直接進(jìn)入的干擾,它是應(yīng)用最為普遍的抗干擾方法。根據(jù)信號與干擾信號之間的頻率差別,可以采用不同性能的濾波器,抑制干擾信號,提高信噪比;在點火裝置的高壓電路中, 用電阻性電纜串入適量的電阻,減小由火花干擾引起的高頻振蕩,削弱火花產(chǎn)生的干擾電磁波。阻尼電阻值越大,抑制效果越好。但阻尼電阻太大,又會減少火花塞電極間的火花能量。理論與實踐證明,提高信號幅值,即提高信噪比,是抗干擾的重要方法。對于微弱的傳感器信號(如溫度信號、光電信號等),采用放大電路增大幅值,是減小干擾影響的有效途徑。
現(xiàn)代電子技術(shù)、制造技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了汽車工藝技術(shù)的多樣化及復(fù)雜性。隨著電氣數(shù)量和種類的不斷增加及工作頻率的不斷提高,汽車內(nèi)電磁環(huán)境日益復(fù)雜,它們不僅對外是潛在的干擾發(fā)射源,也是車載電器本身的干擾源。另外,汽車也可能在一定的條件下處于復(fù)雜的電磁場中,由此產(chǎn)生的電磁干擾耦合到一定程度必然影響汽車電子電器系統(tǒng)的正常運行。無論是異常穩(wěn)態(tài)電壓、無線電干擾電壓、瞬變過電壓,還是靜電放電,消除或減弱其對汽車正常工作電壓信號的影響,已成為抗干擾的重要技術(shù)出發(fā)點。
4 主要結(jié)論
隨著電氣和電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,電磁兼容問題備受關(guān)注,加強(qiáng)電磁兼容的基礎(chǔ)理論研究,研發(fā)先進(jìn)的電磁兼容技術(shù),建立完善的測試與檢驗標(biāo)準(zhǔn),對于促進(jìn)中國電子信息產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展及日新月異,中國民族汽車工業(yè)的發(fā)展也得到了空前發(fā)展,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)電子設(shè)備已成為推動汽車工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。制定符合中國國情及發(fā)展水平,又適應(yīng)國際規(guī)范的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),盡快提升汽車電磁兼容性的設(shè)計和檢測能力,在目前具有必要性與迫切性。
4.1 電磁兼容技術(shù)研發(fā)是解決電磁兼容問題的關(guān)鍵
前已述及,人們關(guān)心和重視汽車電磁兼容性的程度正在提高,這為科學(xué)解決電磁兼容問題提供了重要基礎(chǔ)。目前,相關(guān)研究還不能完全提供工程有效的解決汽車EMC問題的方法,科學(xué)高效的電磁兼容技術(shù)還有待于進(jìn)一步研發(fā)。在整車系統(tǒng)分析上,逼近現(xiàn)實的建模和巨大的計算量之間的矛盾是要解決的關(guān)鍵問題,而模型精確性和算法效率則是其重要的理論基礎(chǔ)及前提條件,未來有望結(jié)合專家系統(tǒng)的思想在實際應(yīng)用中不斷地得以完善。
4.2 干擾源與干擾耦合通路及敏感源是導(dǎo)致電磁干擾的主要因素
事實上,導(dǎo)致汽車電磁兼容的要素也無例外地隸屬于上述因素。伴隨著汽車技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的一系列新問題也需要不斷地發(fā)現(xiàn)和科學(xué)地解決。針對汽車電子設(shè)備的電磁兼容問題,科學(xué)分析及評價車載干擾源和外部環(huán)境對汽車的電磁干擾現(xiàn)象,進(jìn)一步探索與研發(fā)前瞻性技術(shù),并在電路設(shè)計模塊化、阻尼電阻、并聯(lián)電容器、金屬屏蔽、感抗型高壓阻尼線、采用濾波器、采用平衡技術(shù)和提高信號幅值等方面,開展防止電磁干擾的技術(shù)研發(fā),是未來技術(shù)研發(fā)的重要方向。
4.3 消除干擾源或者防止干擾信號的串入是控制汽車電磁兼容的根本途徑
在技術(shù)環(huán)節(jié),重點開展汽車零部件的電磁兼容性研究與測試,探索安全有效而低成本的新技術(shù),是推動國內(nèi)汽車電子電器部件技術(shù)健康有序發(fā)展的前提。與此同時,需要加強(qiáng)汽車整車的電磁抗擾性研究與測試的技術(shù)突破,以加快提高國產(chǎn)汽車的整體水平。
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作者簡介
1新經(jīng)濟(jì)是21世紀(jì)的主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)
新一輪世界產(chǎn)業(yè)革命浪潮正在悄然迫近。人類社會在經(jīng)歷了采集經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)之后,世界經(jīng)濟(jì)已面臨一種以全球化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識驅(qū)動為基本特征的社會經(jīng)濟(jì)形態(tài)—新經(jīng)濟(jì)(LIVewEconom3)。新經(jīng)濟(jì)是相對傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)而言的新概念。新經(jīng)濟(jì)作為21世紀(jì)的主導(dǎo)經(jīng)濟(jì),主要表現(xiàn)為持續(xù)的高經(jīng)濟(jì)增長、高就業(yè)和低通貨膨脹的“兩高一低”特征二新經(jīng)濟(jì)將對典型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)—汽車業(yè)造成自上而下的大變革。這場變革可能會改變汽車產(chǎn)業(yè)的根本性質(zhì),誘發(fā)汽車產(chǎn)業(yè)在組織構(gòu)造、產(chǎn)業(yè)界限、供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)模式、產(chǎn)品壽命、市場格局、競爭方式、交易速度和金融制度等方面深層次的革命。新經(jīng)濟(jì)崛起將對全球汽車產(chǎn)業(yè)的生存和發(fā)展帶來了危機(jī)和風(fēng)險。
2對汽車產(chǎn)業(yè)的影響和沖擊
新經(jīng)濟(jì)對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)造成的影響和沖擊十分明顯。例如,新經(jīng)濟(jì)發(fā)源地美國近年來汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重己逐步下降,經(jīng)濟(jì)增長中有27%歸功于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),而傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)—汽車業(yè)的份額僅占4%左右;;1998年美國三大汽車公司的市盈率平均僅為9,而微軟公司卻高達(dá)52。另外,三大汽車公司的市場資本總值還及不上微軟公司。新經(jīng)濟(jì)對汽車產(chǎn)業(yè)造成的影響和沖擊還具體表現(xiàn)在以下幾方面:
(1)新經(jīng)濟(jì)帶來了汽車產(chǎn)業(yè)新的經(jīng)濟(jì)運行模型,更引發(fā)了產(chǎn)業(yè)的制度創(chuàng)新。越來越多的事實證明,汽車工業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展并沒有或并不完全依賴科技進(jìn)步,企業(yè)的制度創(chuàng)新將更重于技術(shù)創(chuàng)新。隨著發(fā)展中國家汽車企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備低效使用的例子增多,人們認(rèn)識到,機(jī)制和制度層面的問題將成為制約汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要瓶頸;
(2)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的沖擊是多方面和顛覆性的。例如電子商務(wù)以極具侵略性的銷售模式,瓦解了汽車傳統(tǒng)銷售的業(yè)務(wù)組合,改變用戶傳統(tǒng)的購車經(jīng)驗,動搖傳統(tǒng)用戶的忠誠度,改變傳統(tǒng)汽車市場的固有格局,從而使汽車企業(yè)不得不重新構(gòu)建新的流通體系,制訂新的經(jīng)營戰(zhàn)略;
(3)在新經(jīng)濟(jì)時代,全球競爭加劇導(dǎo)致汽車產(chǎn)業(yè)知識一技術(shù)一產(chǎn)品更新周期的縮短,人們將網(wǎng)絡(luò)年(3個月)”來描述汽車電子技術(shù)的發(fā)展速度。虛擬電子空間產(chǎn)生的“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”和“動態(tài)聯(lián)盟”為加快汽車產(chǎn)品創(chuàng)新和開發(fā)速度提供了可能。例如,在1991)年轎車由構(gòu)思到生產(chǎn)出廠要花費6年時間,而現(xiàn)在已縮短為不到2年。
(4)全球汽車供應(yīng)鏈及其管理正由“縱向一體化”趨向“橫向一體化”。根據(jù)新經(jīng)濟(jì)時代供應(yīng)鏈管理需要,汽車產(chǎn)業(yè)將借助信息技術(shù),建立供應(yīng)鏈管理運行的支待系統(tǒng)和平臺,重新設(shè)計組織結(jié)構(gòu)及業(yè)務(wù)流程,組合資源要素,實現(xiàn)利潤最大化;
(5)工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代的效率標(biāo)準(zhǔn)是勞動生產(chǎn)率,而新經(jīng)濟(jì)時代講究的是知識生產(chǎn)率。隨著知識對汽車產(chǎn)業(yè)增長的貢獻(xiàn)度越來越大,汽車產(chǎn)業(yè)的附加值已逐漸偏重于研究開發(fā)和銷售服務(wù)兩頭,呈現(xiàn)“啞鈴型”態(tài)勢(見圖1)。例如,50年代一輛汽車成本的85%以上是支付給從事常規(guī)生產(chǎn)的工人和零部件及原料供應(yīng)商,到90年代末,這兩部分成本的份額不到60%余部分支付給了設(shè)計人員、工程師、規(guī)劃人員、策略家、金融專家、經(jīng)營人員、律師、廣告商和銷售商等一批善于識別問題和解決問題的創(chuàng)新者;另外,美日歐發(fā)達(dá)國家的汽車工業(yè)逐漸趨向“空心化”,即將生產(chǎn)企業(yè)遷移國外。而這種“空心化”反而使企業(yè)競爭力增強(qiáng);
(6)與工業(yè)時代不同的是,新經(jīng)濟(jì)時代的市場需求表現(xiàn)為個性化和多樣化,汽車生產(chǎn)方式趨向“多品種變批量”的敏捷化柔性化生產(chǎn)。而大批量重復(fù)性生產(chǎn)變得不合時宜。如通用汽車公司曾投資30---40a億美元,建立僅需15管理的高度自動化的未來工廠,但后來因市場原因無法獲得預(yù)期的效益而只得關(guān)閉。事實將證明,在新經(jīng)濟(jì)時代,僅僅依靠投資和提高生產(chǎn)規(guī)模不能解決企業(yè)竟?fàn)幜栴};
(7)魔”成為新經(jīng)濟(jì)時代企業(yè)競爭模式,競爭合作關(guān)系將取代傳統(tǒng)汽車工業(yè)的單純競爭關(guān)系。汽車工業(yè)全球戰(zhàn)略聯(lián)盟的案例層出不窮。例如,美國三大汽車廠商合資成立了電子商務(wù)網(wǎng)站.并號稱要將這個網(wǎng)站對全世界所有汽車制造廠商和零部件供應(yīng)商開放,成為世界上最大的虛擬采購市場,從而創(chuàng)造“上午合作,以便下午競爭”的奇跡。
總之,過去100車改變了世界,未來將進(jìn)人世界改變汽車的新經(jīng)濟(jì)時代。在新經(jīng)濟(jì)時代,汽車工業(yè)、汽車產(chǎn)品和汽車企業(yè)的概念將發(fā)生根本性變化?,F(xiàn)在,汽車是裝有計算機(jī)的輪子,在新經(jīng)濟(jì)時代的未來.汽車將是具有輪子的計算機(jī)。預(yù)計到2014高度成熟的汽車產(chǎn)品將轉(zhuǎn)變?yōu)榻⒃谛滦洼p質(zhì)材料、新能源和新型混合動力基礎(chǔ)上的消費類電子產(chǎn)品,汽車產(chǎn)業(yè)也將改造成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
3汽車產(chǎn)業(yè)嫁接新舊經(jīng)濟(jì)的經(jīng)驗
24世紀(jì)初,汽車的規(guī)模生產(chǎn)使美國和西方發(fā)達(dá)國家進(jìn)人了以汽車工業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)之一的工業(yè)化時代。然而,近年來新經(jīng)濟(jì)正成為美國等國家經(jīng)濟(jì)長盛不衰的支住力量,汽車工業(yè)作為典型的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)出路何在,汽車產(chǎn)業(yè)如何嫁接新舊經(jīng)濟(jì)體系,成為汽車界的重大研究課題。美國和其它發(fā)達(dá)國家汽車工業(yè)界通過研究探索,對此作出了成功的努力。
(1)面對日本汽車工業(yè)的競爭,美國汽車產(chǎn)業(yè)不是在世界市場的價格競爭中坐等淘汰,而是由政府引導(dǎo),組成以企業(yè)為主體的“PNGV”國家創(chuàng)新系統(tǒng),向傳統(tǒng)汽車注人高新技術(shù),從而爭回世界汽車第一生產(chǎn)大國的地位。在新經(jīng)濟(jì)時代,由于信息革命涉及新舊產(chǎn)業(yè)眾多領(lǐng)域,因此.政府對推動汽車產(chǎn)業(yè)高科技化的作用日顯突出;
(2)美國及發(fā)達(dá)國家現(xiàn)代轎車上的電裝部件價值占整車比重已超過所有鋼材費用的份額,平均達(dá)到30%(其中電子裝備價值達(dá)220)。通過汽車電子的大量應(yīng)用(見圖?),新經(jīng)濟(jì)成分已成功地與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)了對接;
(3)產(chǎn)業(yè)界限模糊、產(chǎn)業(yè)相互結(jié)合是新經(jīng)濟(jì)時代的趨勢之一。汽車產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)具有互動互促的關(guān)系(見圖3)4美國汽車產(chǎn)業(yè)為信息產(chǎn)業(yè)提供巨大的應(yīng)用市場,信息產(chǎn)業(yè)通過推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)信息化進(jìn)程,為汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)輔助作業(yè)、重組作業(yè)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品增值的可能,從而提高了美國汽車產(chǎn)業(yè)的競爭力。
4中國汽車產(chǎn)業(yè)爭取“生存權(quán)”的策略
近100年來,發(fā)達(dá)國家汽車企業(yè)的競爭焦點經(jīng)歷了規(guī)模經(jīng)濟(jì)一成本價格一質(zhì)量性能一品種多樣化等競爭歷程,目前又進(jìn)人了高新技術(shù)的更高層次競爭。由于新經(jīng)濟(jì)時代的來臨和加人從飛的臨近,中國汽車工業(yè)將迅速與世界汽車產(chǎn)業(yè)全面接軌。在新形勢下,中國汽車工業(yè)不但要補(bǔ)市場經(jīng)濟(jì)的課程,還將要承受新經(jīng)濟(jì)競爭環(huán)境的考驗。因此根據(jù)中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展所處階段的定位和對21世紀(jì)發(fā)展的預(yù)測,必須考慮爭取新經(jīng)濟(jì)時代中國汽車產(chǎn)業(yè)“生存權(quán)”策略。
4.1面上實行“井行”發(fā)展策略
目前汽車產(chǎn)業(yè)面臨的問題是當(dāng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)這一課尚未補(bǔ)完,勞動力價格優(yōu)勢又在逐步消失,產(chǎn)品質(zhì)量仍是困擾企業(yè)的頑癥,再遇上產(chǎn)品換代加快的市場競爭壓力。在競爭環(huán)境下,中國汽車工業(yè)不可能亦步亦趨,串聯(lián)式走完傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,必須充分利用信息技術(shù),按照“并行工程”思想解決以上一系列問題;
4.2點上實行“跨越式”發(fā)展策略
當(dāng)前世界汽車產(chǎn)業(yè)正面臨新技術(shù)革命和新一輪產(chǎn)業(yè)調(diào)整的發(fā)展契機(jī),新經(jīng)濟(jì)時代創(chuàng)造了汽車工業(yè)在全球范圍內(nèi)重新洗牌的機(jī)會。因此無論是發(fā)達(dá)國家汽車企業(yè)還是發(fā)展中國家汽車企業(yè)可能將打破傳統(tǒng)工業(yè)的“壇壇罐罐”,重新處于新的起跑線上。我們必須發(fā)揮利用發(fā)展中國家“后發(fā)效應(yīng)”,及早對“新一代汽車電子裝備”、“汽車新材料”、“新能源汽車燃料電池、復(fù)合動力及氫能源汽車)”、“電子商務(wù)”、“虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)”、“智能交通汽車系統(tǒng)(邢)”和“超級汽車”等未來技術(shù)進(jìn)行跟蹤、研究和探索,以便選擇重點,制定對策,并尋找契機(jī),適時投人,以實現(xiàn)新經(jīng)濟(jì)時代汽車工業(yè)“跨越式”發(fā)展;
4.3推行“企業(yè)為主與政府引導(dǎo)相結(jié)合”策略
1 吉林省大數(shù)據(jù)時代下戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
1.1 政府支持得力
2015年,吉林省政府圍繞大數(shù)據(jù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展先后下發(fā)10號、22號、23號文件,同時,開展了大數(shù)據(jù)時代信息化建設(shè)方案研討會、加強(qiáng)企業(yè)管理創(chuàng)新宣貫會暨“大數(shù)據(jù)時代企業(yè)運營模式創(chuàng)新”,對企業(yè)謀劃大數(shù)據(jù)時代企業(yè)運營發(fā)展,提升大數(shù)據(jù)時代企業(yè)核心競爭力起到了良好地推動作用,對促進(jìn)吉林省信息化建設(shè)事業(yè)發(fā)展具有積極的意義。吉林省科技廳組織開展了關(guān)于征集“大數(shù)據(jù)”“云計算”“互聯(lián)網(wǎng)+”等領(lǐng)域科技平臺建設(shè)項目的工作,為大數(shù)據(jù)時展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動提供了支撐。
1.2 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好
吉林省深入貫徹落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。據(jù)測算,2014年戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)完成產(chǎn)值469 1億元,同比增長11.7%。光電子和汽車電子行業(yè)走在全國的前列;在生物產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,吉林省以玉米加工轉(zhuǎn)化為標(biāo)志的生物化工產(chǎn)業(yè)穩(wěn)居國內(nèi)龍頭地位,生物醫(yī)藥已經(jīng)形成相當(dāng)規(guī)模,總量和技術(shù)水平處于國內(nèi)前列。以碳纖維為主的新材料產(chǎn)業(yè)以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)等相關(guān)技術(shù)研發(fā)水平處于全國領(lǐng)先地位[1]。
1.3 發(fā)展前景可期
吉林省擁有豐富的資源、良好的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),積極推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)發(fā)展。現(xiàn)已建成“數(shù)據(jù)災(zāi)備中心”“吉林石化數(shù)據(jù)中心”“白城云計算中心”“遼源IBM云計算中心”“吉林市江南數(shù)據(jù)中心”等中心[2],通過數(shù)據(jù)中心、平臺和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢,吸引大量的IT產(chǎn)業(yè)及服務(wù)外包企業(yè)向吉林省集聚,對帶動吉林省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)外包等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,將起到重要的推動作用。
2 存在的主要問題及原因分析
2.1 市場應(yīng)用乏力、產(chǎn)業(yè)鏈條不完善
大數(shù)據(jù)時代剛剛興起,在國內(nèi)外都缺乏有跡可循和切實可靠的發(fā)展經(jīng)驗,全省缺少具有較大規(guī)模、能夠帶動大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的龍頭企業(yè)。光電子、汽車電子等特色產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈不完備,各環(huán)節(jié)尚未形成明顯的上下游協(xié)作發(fā)展模式[3],處在起步發(fā)展階段。
2.2 資源共享程度低
雖然吉林省擁有豐富的數(shù)據(jù)資源,良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),但是以往很少有大數(shù)據(jù)思維,對數(shù)據(jù)收集、存儲不重視,對數(shù)據(jù)加工、利用不充分,且忽視了整個產(chǎn)業(yè)體系的健全和配套[4],數(shù)據(jù)中心沒有發(fā)揮應(yīng)有的拉動作用,大量信息系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)長期閑置。
2.3 核心技術(shù)儲備不足
在大數(shù)據(jù)時代的初期,全國都表現(xiàn)為大數(shù)據(jù)人才、技術(shù)缺乏,相比于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),吉林省電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱[5],大數(shù)據(jù)技術(shù)研究、儲備不夠,暫時缺乏大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)軍人才,缺少系統(tǒng)級、架構(gòu)級的大數(shù)據(jù)技術(shù)與產(chǎn)品支持,影響打造在國內(nèi)外有知名度的大數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務(wù)。有待集中省內(nèi)外科研院所力量,協(xié)力攻關(guān),實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。
3 吉林省大數(shù)據(jù)時代戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為吉林省最具發(fā)展?jié)摿突盍Φ漠a(chǎn)業(yè),初中英語教育教學(xué)論文其對數(shù)據(jù)的依賴程度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),大數(shù)據(jù)時代下如何發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),提出以下幾點建議。
3.1 構(gòu)建運行機(jī)制
建立政府、企業(yè)和社會聯(lián)動的大數(shù)據(jù)形成機(jī)制,開展“數(shù)據(jù)開放”試點工程。縱觀國外數(shù)據(jù)開放的進(jìn)程,基本上都是選擇先建立政府?dāng)?shù)據(jù)開放門戶網(wǎng)站再開放平臺的模式,要盡快統(tǒng)籌建設(shè)政府?dāng)?shù)據(jù)交換共享平臺,為新興產(chǎn)業(yè)提供數(shù)據(jù)下載、應(yīng)用等多項服務(wù),以政府?dāng)?shù)據(jù)開放共享來帶動整個數(shù)據(jù)資源的開放開發(fā)。
3.2 搭建共享平臺
大數(shù)據(jù)庫是一種平臺,想要利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力的提升,無論如何也逃不開大數(shù)據(jù)庫的使用。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)作為該省產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分,大數(shù)據(jù)化是提高其發(fā)展的有效手段,要全力建設(shè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)庫,探索將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的有效手段,研究推動大數(shù)據(jù)在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理、市場營銷、售后服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的應(yīng)用,積極推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
3.3 培養(yǎng)專業(yè)隊伍
大數(shù)據(jù)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)都屬于技術(shù)含量高、更新速度快的產(chǎn)業(yè),在其發(fā)展的每個環(huán)節(jié)都需要依靠專業(yè)人員完成,因此,必須培養(yǎng)和造就一支懂指揮、懂技術(shù)、懂管理的專業(yè)隊伍。整合吉林省的智力資源,加強(qiáng)國內(nèi)外學(xué)術(shù)和技術(shù)交流,研究、探討并掌握數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本方法,加強(qiáng)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和應(yīng)用融合。
3.4 健全政策保障
一是盡快研究制定專門促進(jìn)大數(shù)據(jù)時代下戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠政策,建立符合實際的技術(shù)、財政、稅收、人才等政策支撐體系,為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好地政策環(huán)境。二是推動成立吉林省大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,集合技術(shù)、資源、資金等多方面的優(yōu)秀力量,形成研發(fā)與應(yīng)用企業(yè)間的交流、合作平臺,共同解決聯(lián)盟內(nèi)企業(yè)面臨的各種技術(shù)與資源的難題。三是加快大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?;A(chǔ)設(shè)施作為大數(shù)據(jù)時代的硬件,是贏得大數(shù)據(jù)時代的先機(jī)。建設(shè)大數(shù)據(jù)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用服務(wù)區(qū),促進(jìn)大數(shù)據(jù)與戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,結(jié)合吉林省特點,重點推動大數(shù)據(jù)在光電子、汽車及生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。
4 結(jié)語
大數(shù)據(jù)時代是一個浩浩蕩蕩、不可阻擋的歷史潮流??偟膩碚f,吉林省發(fā)展大數(shù)據(jù)時代戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)機(jī)遇大于挑戰(zhàn),務(wù)必以更積極的姿態(tài)順應(yīng)新形勢,把握機(jī)遇,謀劃發(fā)展,贏得未來。目前,大數(shù)據(jù)時代下戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究在全國都處于探索性階段,國務(wù)院雖下發(fā)了《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》,但涉及到各個領(lǐng)域具體實施的細(xì)則,并無經(jīng)驗可循。因此,大數(shù)據(jù)時代下如何促進(jìn)吉林省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為下一步需要探討和解決的根本問題。
一.問題背景
能源短缺尤其是石油短缺是全球性的問題,而作為經(jīng)濟(jì)增長的中國在能源方面保持著強(qiáng)勁的需求。當(dāng)前,中國資源的“紅燈”已經(jīng)亮起,其中石油資源的短缺十分突出,據(jù)專家估計,中國已探明的石油可采儲量約我23億t,2004年中國累計進(jìn)口原油1.2億t,石油對我依存度已達(dá)到40%。目前我國汽車消耗燃油約占全國總石油消費的三分之一。預(yù)計2010年,汽車燃油需求我1.38億t,占總消費43%;2020年燃油需求我2.56億t,比例將達(dá)到75%;而到了2030年,這一比例將有可能達(dá)到77%。
笨重、噪聲大、噴黑煙,令許多人對柴油機(jī)的直觀印象不佳,加之柴油機(jī)的構(gòu)造比較復(fù)雜,不少人對柴油機(jī)缺乏了解,尤其對現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)缺乏了解,因此柴油機(jī)汽車在一些城市成了“被限制的對象”、受到種種歧視。其實,經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用,現(xiàn)代柴油機(jī)已與傳統(tǒng)柴油機(jī)有了很大差別,在減少質(zhì)量、噪聲、廢氣煙度等方面取得了重大突破。其中,共軌技術(shù)就是現(xiàn)代柴油機(jī)采用的新技術(shù)之一。
二.柴油機(jī)的發(fā)展淺析
自1897年柴油機(jī)問世至今,在一百多年的發(fā)展過程中,自20世紀(jì)20年代中期以德國BOSCH公司我代表推出的機(jī)械式噴油系統(tǒng)取代蓄壓式供油系統(tǒng),是柴油機(jī)在汽車上的應(yīng)用成為可能,從而在許多地方取代了汽油機(jī),并發(fā)展壯大。
柴油機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了五個階段:
1.電控直列式噴右泵
電控直列式噴右泵在直列泵基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電子控制燃油噴射裝置,他具有噴油量與噴油定時控制功能或只具備其中一種功能,有些噴油壓力和噴油速率等控制功能。(如日本DKK公司的RED-型電子調(diào)速器。德國Heinzmann公司的E型電子調(diào)速器及美國Barber Colmann
公司的電子調(diào)速器等)
2.電控單體泵系統(tǒng)
德國Bosch公司的電控單體泵(EUP)系統(tǒng),采用較短的高壓油管,可實現(xiàn)較高的噴油壓力,最高噴油壓力可達(dá)160MPa,該系統(tǒng)采用高速電磁閥控制噴油定時及噴油量。
3.電控分配泵
柴油機(jī)電控分配泵的噴油量及噴油定時的控制一般采用高速電磁閥,電磁閥的閉合時刻對應(yīng)著噴油定時,電磁閥從閉合到開啟的時間確定了噴油量,如日本豐田公司的ECD-2型電控VE泵。
4.電控泵噴嘴系統(tǒng)
電子控制泵噴嘴系統(tǒng)可分為機(jī)械驅(qū)動式和蓄壓式兩種,如美國底特律柴油機(jī)的DDEC型電控泵噴嘴,英國LucasCAV公司的EUI型電控泵噴嘴。
電控蓄壓十系統(tǒng)的特點是:將電控和液壓技術(shù)相結(jié)合,按時控制噴射過程和噴射壓力。如日本小松公司的KOMPICS電子液壓泵噴嘴系統(tǒng)。
5.電控共軌燃油系統(tǒng)
20世紀(jì)90年代研制出了一種全新的燃油噴射系統(tǒng)----電控共軌燃油系統(tǒng),該系統(tǒng)雖然正式問世不久,但已顯示出它的巨大的優(yōu)越性。如日本的電裝公司的共軌系統(tǒng)ECD-2及德國Bosch公司的柴油機(jī)共軌電控蓄壓式噴射系統(tǒng)。
三、現(xiàn)代共軌柴油噴射系統(tǒng)淺析
現(xiàn)代先進(jìn)的汽車柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù),在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破,達(dá)到了汽油機(jī)的水平,而且相比汽油機(jī)更環(huán)保。目前國外輕型汽車用柴油機(jī)日益普遍,奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機(jī)的車型。
在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是,汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比,柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出的大小,而柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置(油門拉桿位置)來決定的。因此,基本工作原理是計算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號,首先計算出基本噴油量,然后根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等傳感器的信號進(jìn)行修正,再與來自控制套位置傳感器的信號進(jìn)行反饋修正,確定最佳噴油量的。
電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU(計算機(jī))和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制,實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器,將實時檢測的參數(shù)同步輸入計算機(jī),與巳儲存的參數(shù)值進(jìn)行比較,經(jīng)過處理計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制,驅(qū)動噴油系統(tǒng),使柴油機(jī)運作狀態(tài)達(dá)到最佳。這類電控系統(tǒng)可分為:蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)、液力增壓式電控燃油噴射系統(tǒng)和高壓共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)。以下就介紹一下高壓共軌電控柴油噴射系統(tǒng):
(一)共軌技術(shù)
在汽車柴油機(jī)中,高速運轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒,實驗證明,在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動,使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后,使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升,達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力,將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象,由于二次噴油不可能完全燃燒,于是增加了煙度和碳?xì)浠衔?HC)的排放量,油耗增加。此外,每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化,隨之引起不穩(wěn)定的噴射,尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象,嚴(yán)重時不僅噴油不均勻,而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機(jī)這個燃油壓力變化的缺陷,現(xiàn)代柴油機(jī)采用了一種稱為"共軌"的技術(shù)。
1、原理。
共軌電噴技術(shù)是指在高壓油泵、壓力傳感器和電子控制裝置(ECU)組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式。它是由高壓油泵將高壓燃油輸送到公共供油管,通過公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制,使高壓油管壓力大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān),可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的程度,因此,也就減少了傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量,其大小取決于燃油軌道(公共供油管)壓力和電磁閥開啟時間的長短。該技術(shù)不再采用傳統(tǒng)的柱塞泵脈動供油的原理,而是通過供軌直接或間接的形成恒定的高壓燃油,分送到每個噴油器,并借助于集成在每個噴油器上的高速電磁開關(guān)閥的啟閉,定時定量的控制噴油器噴射至柴油機(jī)燃燒室的油量,從而保證柴油機(jī)達(dá)到最佳的燃燒比和良好的霧化,以及最佳的發(fā)火時間、足夠的能量和最少的污染排放。柴油機(jī)供軌式電控燃油系統(tǒng)的原理如附圖所示。
2、分類
按照噴油高壓形成的不同,共軌式電控燃油噴射系統(tǒng)有兩種基本型式,即高壓共軌式和中壓共軌式。
(1)高壓共軌系統(tǒng)。高壓輸油泵(壓力在120MPa以上)直接產(chǎn)生高壓燃油后,輸送至共軌中消除壓力的脈動,再分送到各噴油器;當(dāng)電子控制裝置按需要發(fā)出指令信號后,高速電磁閥(響應(yīng)在200s左右)迅速打開或關(guān)閉,進(jìn)而控制噴油器工作,即按設(shè)定的要求噴出或停噴高壓燃油。
(2)中壓共軌系統(tǒng)。中壓輸油泵(壓力為10-13MPa)將中壓燃油輸送到共軌中消除壓力的脈動,再分送至帶有增壓柱塞的噴油器中;當(dāng)高速電磁閥開關(guān)閥接收到電子控制裝置發(fā)送的指令信號后,就迅速開啟或關(guān)閉,從而控制燃油器工作,迅即通過高壓柱塞的增壓作用,將從共軌中來的中壓燃油加壓至高壓(120-150MPa)后噴出或停噴。
高壓共軌系統(tǒng)與中壓共軌系統(tǒng)的主要判別在于,高壓燃油的獲得方式不同;前者由高壓燃油泵直接提供,而后者則借助于增壓柱塞增壓后獲得。
3、特點
柴油機(jī)共軌式電控燃油噴射技術(shù)集計算機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感檢測技術(shù)以及先進(jìn)的噴油器結(jié)構(gòu)于一身。它不僅能達(dá)到較高的噴射壓力、實現(xiàn)噴射壓力和噴油量的控制,而且還能實現(xiàn)預(yù)噴射和后噴,從而優(yōu)化噴油特性、減低柴油機(jī)噪聲和大大減少廢氣的排放量,其特點為:
(1)采用先進(jìn)的電子控制裝置及配有高速電磁開關(guān)閥,使得噴油過程的控制十分方便,并且可控參數(shù)多,利于柴油機(jī)燃燒過程的全程優(yōu)化。
(2)采用共軌方式供油,噴油系統(tǒng)壓力波動小,各噴油器間相互影響小,噴射壓力控制精度較高,噴油量控制較準(zhǔn)確。
(3)高速電測開關(guān)閥頻率高,控制靈活,使得噴油系統(tǒng)的噴射壓力可調(diào)范圍大,并且能方便的實現(xiàn)預(yù)噴射、后噴等功能,為優(yōu)化柴油機(jī)噴油規(guī)律、改善其性能和降低廢氣排放提供了有效手段。
(4)系結(jié)構(gòu)移植方便,適應(yīng)范圍廣,不像其他的擊中電噴油系統(tǒng),對柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有專門要求;尤其是高壓共軌系統(tǒng),與目前的小、中型及重性柴油機(jī)均能很好匹配,因而市場前景看好。
(二)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)及基本單元
高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng)主要由電控單元、高壓油泵、蓄壓器(共軌管)、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵,高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌(蓄壓器),高壓油軌中的壓力由電控單元根據(jù)油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進(jìn)行調(diào)節(jié),高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管,根據(jù)機(jī)器的運行狀態(tài),由電控單元從預(yù)設(shè)的 map 圖中確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。
1、高壓油泵
高壓油泵的供油量的設(shè)計準(zhǔn)則是必須保證在任何情況下的柴油機(jī)的噴油量與控制油量之和的需求以及起動和加速時的油量變化的需求。由于共軌系統(tǒng)中噴油壓力的產(chǎn)生于燃油噴射過程無關(guān),且噴油正時也不由高壓油泵的凸輪來保證,因此高壓油泵的壓油凸輪可以按照峰值扭矩最低、接觸應(yīng)力最小和最耐磨的設(shè)計原則來設(shè)計凸輪。
2、高壓油軌(共軌管)
共軌管將供油泵提供的高壓燃油分配到各噴油器中,起蓄壓器的作用, ECD-U2 系統(tǒng)的共軌管如圖 4 所示。它的容積應(yīng)削減高壓油泵的供油壓力波動和每個噴油器由噴油過程引起的壓力震蕩,使高壓油軌中的壓力波動控制在 5Mpa 之下。但其容積又不能太大,以保證共軌有足夠的壓力響應(yīng)速度以快速跟蹤柴油機(jī)工況的變化。 ECD-U2 系統(tǒng)的高壓泵的最大循環(huán)供油量為 600毫升,共軌管容積為 94000毫升。
高壓共軌管上還安裝了壓力傳感器、液流緩沖器(限流器)和壓力限制器。壓力傳感器向 ECU 提供高壓油軌的壓力信號;液流緩沖器(限流器)保證在噴油器出現(xiàn)燃油漏泄故障時切斷向噴油器的供油,并可減小共軌和高壓油管中的壓力波動;壓力限制器保證高壓油軌在出現(xiàn)壓力異常時,迅速將高壓油軌中的壓力進(jìn)行放泄。
3、電控噴油器
電控噴油器是共軌式燃油系統(tǒng)中最關(guān)鍵和最復(fù)雜的部件,它的作用根據(jù) ECU 發(fā)出的控制信號,通過控制電磁閥的開啟和關(guān)閉,將高壓油軌中的燃油以最佳的噴油定時、噴油量和噴油率噴入柴油機(jī)的燃燒室。
BOSCH 和 ECD-U2 的電控噴油器的結(jié)構(gòu)基本相似,都是由于傳統(tǒng)噴油器相似的噴油嘴、控制活塞、控制量孔、控制電磁閥組成,圖 5 為 BOSCH 的電控噴油器結(jié)構(gòu)圖。在電磁閥不通電時,電磁閥關(guān)閉控制活塞頂部的量孔 A ,高壓油軌的燃油壓力通過量孔 Z 作用在控制活塞上,將噴嘴關(guān)閉;當(dāng)電磁閥通電時,量孔 A 被打開,控制室的壓力迅速降低,控制活塞升起,噴油器開始噴油;當(dāng)電磁閥關(guān)閉時,控制室的壓力上升,控制活塞下行關(guān)閉噴油器完成噴油過程。
為了實現(xiàn)預(yù)定的噴油形狀,需對噴油器進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計??刂剖业娜莘e的大小決定了針閥開啟時的靈敏度,控制室的容積太大,針閥在噴油結(jié)束時不能實現(xiàn)快速的斷油,使后期的燃油霧化不良;控制室容積太小,不能給針閥提供足夠的有效行程,使噴射過程的流動阻力加大,因此對控制室的容積也應(yīng)根據(jù)機(jī)型的最大噴油量合理選擇。
控制量孔 A 、 Z 的大小對噴油嘴的開啟和關(guān)閉速度及噴油過程起著決定性的影響。雙量孔閥體的三個關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)是進(jìn)油量孔、回油量孔和控制室,它們的結(jié)構(gòu)尺寸對噴油器的噴油性能影響巨大?;赜土靠着c進(jìn)油量孔的流量率之差及控制室的容積決定了噴油嘴針閥的開啟速度,而噴油嘴針閥的關(guān)閉速度由進(jìn)油量孔的流量率和控制室的容積決定。進(jìn)油量孔的設(shè)計應(yīng)使噴油嘴針閥有足夠的關(guān)閉速度,以減少噴油嘴噴射后期霧化不良的部分。
此外噴油嘴的最小噴油壓力取決于回油量孔和進(jìn)油量孔的流量率及控制活塞的端面面積。這樣在確定了進(jìn)油量孔、回油量孔和控制室的結(jié)構(gòu)尺寸后,就確定了噴油嘴針閥完全開啟的穩(wěn)定、最短噴油過程,同時就確定了噴油嘴的穩(wěn)定最小噴油量??刂剖胰莘e的減少可以使針閥的響應(yīng)速度更快,使燃油溫度對噴嘴噴油量的影響更小。
但控制室的容積不可能無限制減少,它應(yīng)能保證噴油嘴針閥的升程以使針閥完全開啟。兩個控制量孔決定了控制室中的動態(tài)壓力,從而決定了針閥的運動規(guī)律,通過仔細(xì)調(diào)節(jié)這兩個量孔的流量系數(shù),可以產(chǎn)生理想的噴油規(guī)律。
由于高壓共軌噴射系統(tǒng)的噴射壓力非常高,因此其噴油嘴的噴孔截面積很小,如 BOSCH 公司的噴油嘴的噴孔直徑為 0.169mm × 6 ,在如此小的噴孔直徑和如此高的噴射壓力下,燃油流動處于極端不穩(wěn)定狀態(tài),油束的噴霧錐角變大,燃油霧化更好,但貫穿距離變小,因此應(yīng)改變原柴油機(jī)進(jìn)氣的渦流強(qiáng)度、燃燒室結(jié)構(gòu)形狀以確保最佳的燃燒過程。
對于噴油器電磁閥,由于共軌系統(tǒng)要求它有足夠的開啟速度,考慮到預(yù)噴射是改善柴油機(jī)性能的重要噴射方式,控制電磁閥的響應(yīng)時間更應(yīng)縮短。
4、高壓油管
高壓油管是連接共軌管和電控噴油器的通道,它應(yīng)有足夠的燃油流量減小燃油流動時的壓降,并使高壓管路系統(tǒng)中的壓力波動較小,能承受高壓燃油的沖擊作用,且起動時共軌中的壓力能很快建立。各缸高壓油管的長度應(yīng)盡量相等,使柴油機(jī)每一個噴油器有相同的噴油壓力,從而減少發(fā)動機(jī)各缸之間噴油量的偏差。各高壓油管應(yīng)盡可能短,使從共軌到噴油嘴的壓力損失最小。
四.共軌柴油機(jī)的未來前景和展望
在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的歐洲國家,柴油轎車已經(jīng)被廣泛接受和認(rèn)可。2004年國內(nèi)工消失了柴油轎車12654輛。20世紀(jì)90年代初,轎車總大約有20%為柴油車。1998年至2004年,柴油轎車在歐洲的銷售所占分額已每年4個百分點的速度增長,從24.8%躍升至40.3%,2004年柴油轎車在新車銷售中的比例已超過45%。法國,西班牙,奧地利,比利時及盧森堡,柴油轎車的銷售量超過汽油車了。美國也達(dá)到30.1萬輛,日本近1%轎車是柴油轎車,而且這趨勢有在迅速上升趨勢。
發(fā)動機(jī)歷來是汽車企業(yè)欲雄起于諸子紛爭中的必奪之物,而發(fā)動機(jī)的科技含量很大程度上決定了一款車型的品質(zhì)和性能,一家企業(yè)在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的自主研發(fā)能力,同樣很大程度上也決定了其在國際汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的話語權(quán)和影響力。隨著油價上漲等因素的制約和影響,汽車向經(jīng)濟(jì)性邁進(jìn)步伐不斷加大,共軌技術(shù)的優(yōu)勢已經(jīng)使現(xiàn)代柴油技術(shù)在近幾年取得了巨大成功 ,我相信這些優(yōu)勢很快能在中國或國際上體現(xiàn)因為這是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)市場走勢,并向更為理想的方向——柴油動力進(jìn)軍。柴油汽車的發(fā)展將無可限量。
致謝語
值止畢業(yè)論文完成之際,感謝我的知道 老師老師對本人畢業(yè)論文耐心而又詳盡的指導(dǎo).雖然教務(wù)繁忙,卻時刻惦記著學(xué)生的論文寫作進(jìn)度.朱老師以其淵博的知識,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及悔人不倦的指導(dǎo),使我的論文不斷完善和提高.在此,向朱老師表示最衷心的感謝.
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隨著國內(nèi)日益增長的、多樣化的汽車消費市場的不斷擴(kuò)大,湖南省以“四化兩型”社會建設(shè)為契機(jī),將汽車產(chǎn)業(yè)作為支柱產(chǎn)業(yè)來培育,并于2007年成立了以湖南省長任組長的汽車工業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組,下大力氣支持整車發(fā)展,支持配套企業(yè)加速發(fā)展,推動汽車產(chǎn)業(yè)振興。特別是近幾年,通過整合省內(nèi)資源,引進(jìn)業(yè)內(nèi)戰(zhàn)略投資者,一批重點項目陸續(xù)建成投產(chǎn),湖南省汽車產(chǎn)業(yè)的后發(fā)趕超優(yōu)勢將逐步顯現(xiàn)。目前,以長株潭地區(qū)為核心的汽車及零部件產(chǎn)業(yè)集群,聚集了湖南省汽車工業(yè)70%以上的生產(chǎn)要素,擁有140多家整車及零部件生產(chǎn)企業(yè),衍生了數(shù)以千計的汽車售后服務(wù)與維修企業(yè)。
隨著湖南汽車產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張和集群效應(yīng)的形成,高端技能型人才的匱乏成了制約汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的瓶頸。因此,以合適的培養(yǎng)模式加快汽車高技能型人才的培養(yǎng)步伐,全面提高汽車行業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量和水平,建立有利于培養(yǎng)汽車高端技能型人才的培養(yǎng)體系和環(huán)境,是當(dāng)前進(jìn)一步推動和服務(wù)湖南汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的一項十分緊迫而重要的任務(wù)。
鑒于此,株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院從2007年開始進(jìn)行系統(tǒng)的研究與實踐。學(xué)院院長鄧志革教授的項目組在理念創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,爭取各級政府的支持,構(gòu)建了汽車高技能人才培養(yǎng)體系,探索出了一條“立足汽車行業(yè)、服務(wù)汽車產(chǎn)業(yè)、培養(yǎng)汽車人才、打造汽車品牌”的辦學(xué)新路子。
一、成果的主要內(nèi)容
1.組織進(jìn)行湖南汽車高技能型人才現(xiàn)狀與需求調(diào)研
為了清楚地了解湖南汽車行業(yè)人力資源的現(xiàn)狀和未來需求,在湖南省汽車行業(yè)協(xié)會和湖南省機(jī)械行業(yè)管理辦公室的支持下,學(xué)校經(jīng)過認(rèn)真研究與策劃,利用暑假社會實踐活動的機(jī)會,于2007年7月10日至8月26日組織了由69名師生參加的調(diào)研團(tuán),對長沙、株洲、湘潭、衡陽、岳陽、益陽、常德、郴州、婁底、永州、邵陽等11個地市汽車人力資源現(xiàn)狀和未來需求進(jìn)行了實地調(diào)研。為保證調(diào)研的水平和質(zhì)量,學(xué)校制定了完善的調(diào)研方案、調(diào)查問卷和調(diào)研宣傳提綱。全體調(diào)研人員組成的11個分團(tuán)各對應(yīng)一個地市,共深入到72家汽車整車及零部件生產(chǎn)企業(yè)及328家汽車售后服務(wù)與維修企業(yè),直接接觸汽車企業(yè)一線技術(shù)工人3200余人次, 召開汽車企業(yè)和行業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)座談會11個,訪談156人;收回各類調(diào)查問卷3279份。
本次調(diào)研活動是學(xué)校建校以來面向湖南汽車行業(yè)進(jìn)行的一次最大范圍、最全項目、最多數(shù)據(jù)、深入生產(chǎn)企業(yè)一線的汽車人員現(xiàn)狀和需求的調(diào)查。通過對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析和研究,獲得了大量的信息,形成了系統(tǒng)的調(diào)研報告?;诖?,學(xué)校進(jìn)一步完善了面向汽車產(chǎn)業(yè)集群的高技型能人才培養(yǎng)體系方案,明確了學(xué)校設(shè)立面向湖南汽車高技能人才培養(yǎng)模式的思路,堅定了學(xué)?!懊嫦蚱囆袠I(yè)、服務(wù)汽車產(chǎn)業(yè)、培養(yǎng)汽車人才、打造汽車品牌”的決心。
2.研究構(gòu)建了“兩層四類”的汽車高技能型人才培養(yǎng)體系
針對湖南汽車產(chǎn)業(yè)集群對汽車高技能型人才的多樣化需求,學(xué)校逐步建立了“兩層四類”的汽車高技能型人才培養(yǎng)體系?!皟蓪印奔闯踔衅瘘c的“3+2”中、高銜接層次和高中起點的三年制??茖哟?。四類是在兩層的基礎(chǔ)上,??茖哟斡址譃槊嫦蚱囌囇b配與零部件生產(chǎn)制造企業(yè)、面向汽車服務(wù)與營銷企業(yè)、面向汽車診斷與維修企業(yè)、面向新能源汽車企業(yè)四種人才培養(yǎng)類型。
針對四種類型的人才培養(yǎng),學(xué)校通過對系部及專業(yè)的動態(tài)調(diào)整,對應(yīng)設(shè)置了機(jī)電工程系、汽車運用系、汽車商務(wù)系和汽車電子系等專業(yè)系部。依托機(jī)電工程系,建立了面向汽車整車與汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)的汽車制造、機(jī)電、模具等高技能人才培養(yǎng)體系;依托汽車運用系,建立了面向汽車故障診斷與維修領(lǐng)域培養(yǎng)“汽車醫(yī)生”的高技能型人才培養(yǎng)體系;依托汽車商務(wù)系,建立了面向汽車銷售與流通領(lǐng)域培養(yǎng)汽車服務(wù)與營銷、電子商務(wù)等高技能型人才培養(yǎng)體系;依托汽車電子系,建立了面向新能源汽車領(lǐng)域培養(yǎng)汽車電子技術(shù)運用方面的高技能型人才培養(yǎng)體系。
3.構(gòu)建了各具特色的汽車高技能型人才培養(yǎng)模式
在面向汽車產(chǎn)業(yè)集群的高技能型人才培養(yǎng)體系建設(shè)中,人才培養(yǎng)模式的改革也是非常重要的內(nèi)容,只有建立一個符合人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)律的恰當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)模式,才能保證所培養(yǎng)的人才為社會所用。
學(xué)校要為湖南汽車產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展培養(yǎng)“下得去、留得住、作用好”的汽車人才,一是必須使他們的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)符合未來工作崗位的需求,同時也符合他們今后接受畢業(yè)后教育和汽車?yán)^續(xù)教育的需求。二是要創(chuàng)造貼近汽車行業(yè)工作實際的人才培養(yǎng)氛圍。
學(xué)校對“兩層四類”人才培養(yǎng)分別制定了有針對性的培養(yǎng)方案,明確了各類人才培養(yǎng)的側(cè)重點,構(gòu)建和實施了各具特色的人才培養(yǎng)模式。汽車整車裝配與零部件生產(chǎn)制造類人才培養(yǎng)采用“校企合作、產(chǎn)學(xué)一體”的人才培養(yǎng)模式,引入企業(yè)典型真實產(chǎn)品作為教學(xué)載體,注重做中學(xué)、做中教;汽車服務(wù)與營銷類人才培養(yǎng)采用“引名企入校園、融專業(yè)入社會”的人才培養(yǎng)模式,注重汽車知識的滲透、注重汽車文化的熏陶;汽車故障診斷與維修類人才的培養(yǎng)采用“校企合作、項目引領(lǐng)、能力遞進(jìn)”的人才培養(yǎng)模式,注重“一個經(jīng)典保健、三臺外科手術(shù)、五個系統(tǒng)診斷”,著力打造“汽車醫(yī)生”。新能源汽車類人才培養(yǎng)采用“校企合作、協(xié)同創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)模式,注重汽車新技術(shù)的開發(fā)與運用,著力培養(yǎng)混合電動汽車高端技能型人才。
4.開發(fā)建立了一大批汽車高技能型人才培養(yǎng)基地
為保證新的人才培養(yǎng)模式的實施,學(xué)校通過整合社會資源,充分發(fā)揮政府、行業(yè)、企業(yè)和市場的能動性,實施開門辦學(xué),建立了一大批汽車高技能人才培養(yǎng)基地。
學(xué)校建立政府主導(dǎo)、市場驅(qū)動、行業(yè)統(tǒng)籌、企業(yè)參與的建設(shè)模式,一是以政府為主導(dǎo),學(xué)校牽頭成立了“株洲汽車教育集團(tuán)”,成功申報并立項建設(shè)了“湖南汽車制造業(yè)高技能型人才培養(yǎng)培訓(xùn)基地”;二是以行業(yè)為統(tǒng)籌,相繼建立了博世汽車臨床診斷中心、上海通用ASEP項目教學(xué)中心、全國首家北京汽車培訓(xùn)中心、寶馬售后英才(BEST)項目教育中心、保時捷項目教學(xué)中心;三是與企業(yè)合作,相續(xù)建立了南車時代電動汽車人才培養(yǎng)基地、株洲汽車齒輪股份有限公司人才培養(yǎng)基地、湖南省九城汽車人才培養(yǎng)基地、廣汽菲亞特人才培養(yǎng)基地等13個企業(yè)人才培養(yǎng)基地;四是以市場為驅(qū)動,與深圳毅俊企業(yè)管理咨詢有限公司在多年合作辦學(xué)的基礎(chǔ)上,共同投資注冊成立“華大菁英教育有限公司”,實施了公司化運作的基地建設(shè)模式。學(xué)校通過華大菁英教育有限公司整合行業(yè)企業(yè)專家、人力資源專家和職業(yè)教育專家等優(yōu)勢資源,創(chuàng)建了整套職業(yè)人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)管理文件,建立了“IPO”教學(xué)方法培訓(xùn)認(rèn)證體系,搭建了學(xué)校群與企業(yè)群之間的“大訂單”人才培養(yǎng)平臺,延伸了校企合作的廣度和深度。
5.積極培育了一支“名師引領(lǐng)、企業(yè)歷練”的教學(xué)團(tuán)隊
如果說汽車高技能型人才培養(yǎng)基地的建設(shè)是汽車高技能人才培養(yǎng)體系的載體, 那么為實施人才培養(yǎng)的教師隊伍就是這個體系的核心。學(xué)校頗有新意地實施了“名師引領(lǐng)、企業(yè)歷練、就近轉(zhuǎn)型”的教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)工程。學(xué)院先后從行業(yè)、企業(yè)、科研院所聘請了中國汽車維修領(lǐng)域頂尖專家朱軍教授、汽車營銷領(lǐng)域頂尖專家裘文才教授、新能源汽車知名專家袁翔教授、汽車制造領(lǐng)域知名專家高衛(wèi)民教授分別擔(dān)任學(xué)院名譽院長、首席專家和兼職教授,并且充分發(fā)揮他們在相關(guān)教師隊伍建設(shè)中“傳、幫、帶”的引領(lǐng)作用。同時,學(xué)校還利用校企合作項目的資源優(yōu)勢,每年分期分批輪流派出一定數(shù)量的教師到上海通用、寶馬、保時捷等知名企業(yè)進(jìn)行專題培訓(xùn),到北汽控股株洲分公司、南車時代電動汽車、吉利汽車公司、廣汽菲亞特等落戶本土的企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場鍛煉。近三年來,所有汽車專業(yè)教師都至少到兩個以上的企業(yè)進(jìn)行過為期30天以上的培訓(xùn)和鍛煉,真正實現(xiàn)了教師隊伍的“雙師”型。此外,學(xué)校在專業(yè)改造、系部調(diào)整的過程中,通過內(nèi)部集訓(xùn)、企業(yè)送培等方式,對原電子工程系的老師進(jìn)行新能源汽車方面的轉(zhuǎn)型培訓(xùn)、對原機(jī)械工程系的老師進(jìn)行汽車制造與裝配方面的轉(zhuǎn)型培訓(xùn)、對原經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系的老師進(jìn)行汽車營銷方面的轉(zhuǎn)型培訓(xùn),實現(xiàn)了教師的“就近轉(zhuǎn)型”。
學(xué)校通過實施“名師引領(lǐng)、企業(yè)歷練、就近轉(zhuǎn)型”教師隊伍建設(shè)工程,有32名教師相續(xù)獲得了上海通用、寶馬、保時捷公司的師資認(rèn)證,有3名教師成為省級專業(yè)帶頭人,汽車運用技術(shù)和模具制造與裝配兩個團(tuán)隊均成為省級教學(xué)團(tuán)隊。
二、成果的創(chuàng)新點
1.對接汽車前后市場的人才培養(yǎng)體系
針對汽車產(chǎn)業(yè)集群對汽車人才的多樣化需求,學(xué)校通過專業(yè)改造、系部調(diào)整,系統(tǒng)建立了對接汽車整車及零部件生產(chǎn)與制造、汽車技術(shù)服務(wù)與營銷、汽車故障診斷與維修、新能源電動汽車等涉及汽車前、后市場和汽車新技術(shù)發(fā)展的人才培養(yǎng)體系,增強(qiáng)了人才培養(yǎng)的針對性和實效性。
2.“汽車醫(yī)生”的人才培養(yǎng)理念
在汽車技術(shù)診斷與維修人才培養(yǎng)方面,通過“一個經(jīng)典保健、三臺外科手術(shù)、五個系統(tǒng)診斷”,使傳統(tǒng)的汽車維修人才朝職業(yè)化的“汽車醫(yī)生”方向發(fā)展,有效提高了汽車人才的培養(yǎng)品質(zhì)。
3.個性化的人才培養(yǎng)模式
根據(jù)不同類別汽車職業(yè)崗位工作的實際要求,明確了“兩層四類”人才的不同培養(yǎng)面向、培養(yǎng)重點,建立了適合各自人才培養(yǎng)需要的教育教學(xué)模式,形成了不同的課程體系和內(nèi)容構(gòu)成,有效避免了人才培養(yǎng)的同質(zhì)化發(fā)展。
4.“教育公司運作、職教集團(tuán)聯(lián)通、典型項目引領(lǐng)”的校企合作模式
學(xué)校通過華大菁英教育有限公司的市場化運作,形成了以湖南汽車制造業(yè)高技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)基地、上海通用ASEP項目教學(xué)中心、寶馬售后英才(BEST)項目教育中心、保時捷項目教學(xué)中心、博世汽車臨床診斷中心等典型校企合作項目為引領(lǐng),以株洲汽車職業(yè)教育集團(tuán)為職業(yè)院校和汽車企業(yè)集群搭建聯(lián)系溝通平臺,使校企合作的深度和廣度得以有效拓展。
5.傳統(tǒng)師資的“就近轉(zhuǎn)型”
學(xué)校在進(jìn)行傳統(tǒng)專業(yè)改造、結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中,積極組織相關(guān)專業(yè)老師結(jié)合原來所學(xué)所用專業(yè)進(jìn)行“就近轉(zhuǎn)型”,此做法意義有三:一是避免的傳統(tǒng)師資的閑置,二是緩解了汽車師資的不足,三是優(yōu)化了人才隊伍。
三、成果的應(yīng)用成效
本成果最直接的效果是面向汽車產(chǎn)業(yè)集群,培養(yǎng)了一大批覆蓋汽車前、后市場的高端技能型人才。近三年,“兩層四類”總計招生3000余人,有近千名畢業(yè)生服務(wù)在湖南汽車制造與售后服務(wù)的不同崗位。也就是在近三年,學(xué)生參加省級以上技能競賽中獲29個一等獎、40個二等獎和68個三等獎,2010年汽車專業(yè)代表湖南參加全國技能決賽獲二等獎。在2011年全省春季技能競賽中,學(xué)院獲得2金2銀3銅的佳績,有2個項目3個團(tuán)隊代表湖南參加全國決賽并獲得1金2銀的優(yōu)異成績。
一、新能源汽車定義及分類
根據(jù)我國《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》,新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池汽車、氫發(fā)動機(jī)汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等各類別產(chǎn)品。
二、國際新能源汽車發(fā)展態(tài)勢分析
(一)發(fā)展環(huán)境分析
1.能源危機(jī)成為新能源汽車發(fā)展的動力。石油資源的日益枯竭和石油價格的巨幅波動,不僅對世界各國經(jīng)濟(jì)造成了重要影響,更引起各國汽車產(chǎn)業(yè)的深刻變革:大排量、高油耗的汽車不再受到大多數(shù)消費者的青睞,燃油節(jié)約型汽車逐漸成為汽車市場的主流。世界各國欲借發(fā)展新能源擺脫其對石油的依賴發(fā)展趨勢,逐步形成了新的世界經(jīng)濟(jì)增長模式。
2.金融危機(jī)提供新能源汽車發(fā)展的機(jī)遇龍源期刊。全球金融危機(jī)的爆發(fā)給新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了新的機(jī)遇。為了擺脫經(jīng)濟(jì)低谷,拉動經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,獲得市場[1]競爭先機(jī),并使自己在未來的產(chǎn)業(yè)競爭格局中占據(jù)有利位置,發(fā)展新能源汽車成為世界各大汽車企業(yè)共同的戰(zhàn)略選擇。
3.環(huán)境污染呼喚新能源汽車時代的到來。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,汽車已經(jīng)成為城市的污染源之一。汽車尾氣主要成分是CO、HC、NOX和顆粒物等,在城市中心,交通排放的CO形成的污染物濃度占CO總濃度的90%~95%,HC和NOX占80%~90%,而這些排放物正是造成地球氣候變暖的重要原因之一。
4.技術(shù)變革促進(jìn)新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。除了常規(guī)的化石能源(煤、石油)以外,新能源與可再生能源(太陽能、風(fēng)能、水能、生物能等)的開發(fā)和利用比例逐漸提高,并由此產(chǎn)生了相應(yīng)的多種新技術(shù)。能源的多樣化發(fā)展給汽車新技術(shù)的應(yīng)用帶來了無限可能,各類新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)必然會將汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域延伸、拓展到更加廣泛的產(chǎn)業(yè)范疇。
(二)發(fā)展特點分析
新能源汽車在全球剛剛起步,代表著汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向?;旌蟿恿ψ鳛樾滦推嚹茉磩恿夹g(shù)共性平臺發(fā)展趨勢,繼承了先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)技術(shù),結(jié)合了高效潔凈的電力驅(qū)動方式,既充分利用現(xiàn)有燃料基礎(chǔ)設(shè)施,又能包容各種代用燃料,已成為新型動力系統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)化的典型代表,開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,其中插電式混合動力汽車越來越受到重視;純電動汽車借助各種高新技術(shù)特別是新型動力電池技術(shù)的進(jìn)步找到了新的發(fā)展機(jī)遇,開始進(jìn)入市場,并有快速增長的趨勢;燃料電池作為一種新興能量轉(zhuǎn)換裝置,盡管目前還存在很多需要克服的技術(shù)障礙,但其作為新一代汽車能源動力系統(tǒng)的遠(yuǎn)期解決方案仍然被看好,各種資助和示范驗證正在進(jìn)行,真正進(jìn)入市場將還有一個較長的時期;代用燃料汽車可以用天然氣、液化石油氣、生物柴油、合成燃料、醇類燃料、醚類等多種清潔替代能源,成為解決石油資源短缺的重要途徑。
(三)發(fā)展戰(zhàn)略比較
美國長期側(cè)重降低石油依賴、確保能源安全的戰(zhàn)略發(fā)展趨勢,將發(fā)展新能源汽車作為交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)根本上擺脫石油依賴的重要措施,并以法律法規(guī)的形式確定其戰(zhàn)略定位。美國從20世紀(jì)80年代起在不同的階段提出了不同的車用能源發(fā)展戰(zhàn)略,克林頓時期以提高燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),混合動力是其主要的技術(shù)解決方案;布什時期追求零排放和對石油的零依賴,氫燃料電池汽車是其主要的技術(shù)解決方案,后期還計劃用10年時間實現(xiàn)20%的石油替代和節(jié)約,主要措施是使用生物質(zhì)燃料;近期奧巴馬大力發(fā)展電動汽車,實施了總額48億美金的動力電池以及電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化計劃,其中40億美金用于動力電池的研發(fā)。
日本長期堅持確保能源安全、提高產(chǎn)業(yè)競爭力的雙重戰(zhàn)略,通過制訂國家目標(biāo)引導(dǎo)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時高度重視技術(shù)創(chuàng)新龍源期刊。日本在2006年“新國家能源戰(zhàn)略”中明確提出,通過改善和提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)生物質(zhì)燃料應(yīng)用、促進(jìn)電動汽車應(yīng)用等途徑,到2030年交通領(lǐng)域?qū)κ偷囊蕾嚹軌蚪档?0%。重視生物燃料和燃料電池等技術(shù)開發(fā),擬在2011年單年度生產(chǎn)生物燃料5萬千升發(fā)展趨勢,計劃在五年內(nèi)斥資2090億日元開發(fā)以天然氣為原料的液體合成燃料技術(shù)、車用電池,以及氫燃料電池科技。近期又將大力發(fā)展電動汽車作為低碳革命的重要內(nèi)容,計劃到2020年以電動汽車為主體的下一代汽車能夠達(dá)到1350萬輛。日本的混合動力汽車已形成產(chǎn)業(yè)化,豐田、本田、日產(chǎn)等日本廠商的混合動力汽車不僅在國內(nèi)熱銷,在國際市場上也令其他國家廠商望其項背。
歐洲更加側(cè)重于溫室氣體減排戰(zhàn)略,將滿足日益嚴(yán)格的二氧化碳排放限制要求作為發(fā)展新能源汽車的主要驅(qū)動力。歐洲新能源汽車發(fā)展的主要目標(biāo)在早期以生物質(zhì)燃料和天然氣為主,在本世紀(jì)初期提出到2020年實現(xiàn)23%的石油替代,主要是生物質(zhì)燃料、CNG以及氫燃料,但近期對于電動汽車給予高度關(guān)注。歐洲在發(fā)展電動汽車方面起步較晚,但是國家規(guī)劃非常細(xì)致、系統(tǒng),從基礎(chǔ)研發(fā)做起,分階段從研發(fā)產(chǎn)業(yè)化、基礎(chǔ)設(shè)施方面給予統(tǒng)籌布局。2009年下半年德國的電動汽車計劃以純電動汽車為重點,分別提出了2015年、2020年的產(chǎn)業(yè)化和市場化的發(fā)展目標(biāo)。
(四)產(chǎn)業(yè)政策分析
上世紀(jì)90年代以來,美日歐等國先后出臺了一系列法律、規(guī)劃、政策文件發(fā)展趨勢,加強(qiáng)了對形成本國電動汽車產(chǎn)業(yè)的有效支持,主要體現(xiàn)在以下幾方面:高度重視產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期的政策扶持;主要采用稅收和補(bǔ)貼等政策支持措施;稅收、補(bǔ)貼政策往往與油耗控制政策及尾氣排放控制政策相結(jié)合;注重加強(qiáng)對降低整車重量的政策引導(dǎo)。2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)以來,世界各國加強(qiáng)了對本國汽車產(chǎn)業(yè)的扶持力度,尤其是針對培育形成本國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)出臺了一系列扶持政策,關(guān)注點重在兩個方面:大力支持先進(jìn)電池等技術(shù)的研發(fā)和鼓勵購買電動汽車。
2009年1月,韓國頒布“新增長動力規(guī)劃及發(fā)展戰(zhàn)略”,將綠色技術(shù)、尖端產(chǎn)業(yè)融合、高附加值服務(wù)等三大領(lǐng)域共17項新興產(chǎn)業(yè)確定為新增長動力,在綠色運輸系統(tǒng)方面,提出重點開發(fā)油電混合動力汽車等自主核心技術(shù),實現(xiàn)關(guān)鍵零部件和材料國產(chǎn)化,2013年進(jìn)入綠色汽車世界4強(qiáng)。2009年9月,美國“美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質(zhì)量就業(yè)”,提出撥款20億美元,支持汽車電池技術(shù)等的研發(fā)和配件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)展趨勢,盡快生產(chǎn)出全球最輕便、最廉價和最大功效的汽車電池,使美國電動汽車、生物燃料和先進(jìn)燃燒技術(shù)等站在世界前沿。
2009年4月1日,日本開始實施“綠色稅制”,免除消費者在購買純電動汽車、混合動力汽車、清潔柴油汽車時的多項稅收,還提出在2009年11月后的一年時間里再提供2300億日元左右的資金用于支持節(jié)能環(huán)保車型的補(bǔ)貼龍源期刊。2009年7月1日,美國政府提出了總額10億美元的“汽車折價退款機(jī)制”——以舊換新補(bǔ)貼政策,計劃為期一年;“美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質(zhì)量就業(yè)”提出,為鼓勵消費者購買電動汽車,美國政府將提供總額高達(dá)7500億美元的稅收抵免。英國政府在2010年度預(yù)算案中提出“綠色復(fù)蘇”計劃,其核心是挑選2~3個城市作為僅適用電動汽車的純綠色城市,重點推動普及電動汽車;在全國范圍內(nèi)建立一個充電網(wǎng)絡(luò),保證電動汽車能在路邊充電站及時充電;對放棄污染較高舊車、購買清潔能源車的消費者,提供每車2000英鎊的補(bǔ)貼。
(五)發(fā)展趨勢分析
在車用動力電池領(lǐng)域,混合動力和純電動車用動力電池負(fù)責(zé)儲存并為電動機(jī)提供電能發(fā)展趨勢,其性能、成本和安全性很大程度上決定著混合動力汽車和純電動汽車的發(fā)展進(jìn)程。從當(dāng)前的技術(shù)水平以及發(fā)展趨勢來看,鎳氫電池是目前應(yīng)用最為廣泛的車用動力電池,由于其技術(shù)成熟度和成本上的優(yōu)勢,在短期內(nèi)仍將是混合動力汽車的首選動力。鋰離子電池具有無記憶性、低自放電率、高比能量、高比功率、環(huán)保等諸多優(yōu)點,應(yīng)用前景較好,一旦成本問題得到解決,將成為純電動汽車和插電式混合動力汽車的主要動力選擇。
在車用驅(qū)動電機(jī)領(lǐng)域,永磁無刷電動機(jī)結(jié)構(gòu)靈活、設(shè)計自由度大、性能較好,適合成為電動汽車高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動,已經(jīng)在混合動力轎車上進(jìn)行較多應(yīng)用,但是受永磁材料工藝影響和限制較大,而且控制系統(tǒng)復(fù)雜,造價很高;開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點,結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)修理容易、可靠性好、轉(zhuǎn)速和效率高、調(diào)速范圍寬、控制靈活發(fā)展趨勢,如果其技術(shù)瓶頸(轉(zhuǎn)矩波動大、噪聲大、需要位置檢測器、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較大等)得到突破,將更適合電動汽車動力性能要求,被視為最具潛力的電動車電氣驅(qū)動系統(tǒng)。
電子控制技術(shù)在新能源汽車中發(fā)揮著極其重要的作用,應(yīng)用在汽車的各個領(lǐng)域,包括動力牽引系統(tǒng)控制、車輛行駛姿態(tài)控制、車身控制和信息傳送。隨著集成控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,汽車電子控制技術(shù)已明顯向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化三個主要方向發(fā)展。
三、國際新能源汽車發(fā)展經(jīng)驗總結(jié)
從國際經(jīng)驗看,各國政府都制定和實施了系統(tǒng)的激勵性政策,在發(fā)展規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)投入、消費政策、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、道路交通管理等方面,都為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了寬松的環(huán)境。
1.發(fā)展規(guī)劃制定。美國、日本、韓國、歐盟等根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所處階段的實際需要,制定分階段、分類別發(fā)展規(guī)劃,動態(tài)調(diào)整新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策,使電動汽車產(chǎn)業(yè)順利實現(xiàn)由政府推動過渡到市場推動。
2.基礎(chǔ)研究資助。美國、日本、歐盟等地政府組織科研大攻關(guān),協(xié)調(diào)全境范圍內(nèi)甚至全球范圍內(nèi)的政府機(jī)構(gòu)、科研單位、汽車和燃料廠商,對未來新能源汽車技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)研究發(fā)展趨勢,并對新能源汽車的示范運行直接補(bǔ)貼龍源期刊。
3.財稅政策激勵。各國政府通過財稅政策降低消費環(huán)節(jié)新能源汽車的購車成本和使用成本,從經(jīng)濟(jì)上激勵消費者購買、使用新能源汽車,主要措施包括:購置稅減免、返還以及直接補(bǔ)貼,許多歐盟國家基于燃油效率和環(huán)保性能制定車輛稅費,針對消費者購置新型、清潔和高能效汽車給予稅收減免;征收燃油稅,歐盟實施高稅率燃油稅激勵消費者選用節(jié)能環(huán)保的先進(jìn)柴油車。
4.技術(shù)法規(guī)限制。美國、日本、歐盟等普遍采用強(qiáng)制性技術(shù)法規(guī)限制燃油消耗和尾氣排放,并逐步提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),促使汽車生產(chǎn)商加大研發(fā)投入,生產(chǎn)新能源汽車。各國和地區(qū)的法規(guī)主要有:美國的CAFE標(biāo)準(zhǔn)和Tier標(biāo)準(zhǔn)、日本燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)和尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)、歐洲自愿協(xié)議和歐盟尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
5.交通管理獎罰。為鼓勵新能源汽車的發(fā)展,美國、日本、歐盟等地在交通管理措施中也有所體現(xiàn),給予新能源汽車交通優(yōu)先和停車免費等獎勵,對高油耗、污染大的汽車采用懲罰性的措施。
參考文獻(xiàn)
[1]陳柳欽.新能源汽車國際路線觀察[J].決策,2010,(10).
一、新能源汽車定義及分類
根據(jù)我國《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》,新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池汽車、氫發(fā)動機(jī)汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等各類別產(chǎn)品。
二、國際新能源汽車發(fā)展態(tài)勢分析
(一)發(fā)展環(huán)境分析
1.能源危機(jī)成為新能源汽車發(fā)展的動力。石油資源的日益枯竭和石油價格的巨幅波動,不僅對世界各國經(jīng)濟(jì)造成了重要影響,更引起各國汽車產(chǎn)業(yè)的深刻變革:大排量、高油耗的汽車不再受到大多數(shù)消費者的青睞,燃油節(jié)約型汽車逐漸成為汽車市場的主流。世界各國欲借發(fā)展新能源擺脫其對石油的依賴發(fā)展趨勢,逐步形成了新的世界經(jīng)濟(jì)增長模式。
2.金融危機(jī)提供新能源汽車發(fā)展的機(jī)遇龍源期刊。全球金融危機(jī)的爆發(fā)給新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了新的機(jī)遇。為了擺脫經(jīng)濟(jì)低谷,拉動經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,獲得市場[1]競爭先機(jī),并使自己在未來的產(chǎn)業(yè)競爭格局中占據(jù)有利位置,發(fā)展新能源汽車成為世界各大汽車企業(yè)共同的戰(zhàn)略選擇。
3.環(huán)境污染呼喚新能源汽車時代的到來。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,汽車已經(jīng)成為城市的污染源之一。汽車尾氣主要成分是CO、HC、NOX和顆粒物等,在城市中心,交通排放的CO形成的污染物濃度占CO總濃度的90%~95%,HC和NOX占80%~90%,而這些排放物正是造成地球氣候變暖的重要原因之一。
4.技術(shù)變革促進(jìn)新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。除了常規(guī)的化石能源(煤、石油)以外,新能源與可再生能源(太陽能、風(fēng)能、水能、生物能等)的開發(fā)和利用比例逐漸提高,并由此產(chǎn)生了相應(yīng)的多種新技術(shù)。能源的多樣化發(fā)展給汽車新技術(shù)的應(yīng)用帶來了無限可能,各類新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)必然會將汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域延伸、拓展到更加廣泛的產(chǎn)業(yè)范疇。
(二)發(fā)展特點分析
新能源汽車在全球剛剛起步,代表著汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向?;旌蟿恿ψ鳛樾滦推嚹茉磩恿夹g(shù)共性平臺發(fā)展趨勢,繼承了先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)技術(shù),結(jié)合了高效潔凈的電力驅(qū)動方式,既充分利用現(xiàn)有燃料基礎(chǔ)設(shè)施,又能包容各種代用燃料,已成為新型動力系統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)化的典型代表,開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,其中插電式混合動力汽車越來越受到重視;純電動汽車借助各種高新技術(shù)特別是新型動力電池技術(shù)的進(jìn)步找到了新的發(fā)展機(jī)遇,開始進(jìn)入市場,并有快速增長的趨勢;燃料電池作為一種新興能量轉(zhuǎn)換裝置,盡管目前還存在很多需要克服的技術(shù)障礙,但其作為新一代汽車能源動力系統(tǒng)的遠(yuǎn)期解決方案仍然被看好,各種資助和示范驗證正在進(jìn)行,真正進(jìn)入市場將還有一個較長的時期;代用燃料汽車可以用天然氣、液化石油氣、生物柴油、合成燃料、醇類燃料、醚類等多種清潔替代能源,成為解決石油資源短缺的重要途徑。
(三)發(fā)展戰(zhàn)略比較
美國長期側(cè)重降低石油依賴、確保能源安全的戰(zhàn)略發(fā)展趨勢,將發(fā)展新能源汽車作為交通領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)根本上擺脫石油依賴的重要措施,并以法律法規(guī)的形式確定其戰(zhàn)略定位。美國從20世紀(jì)80年代起在不同的階段提出了不同的車用能源發(fā)展戰(zhàn)略,克林頓時期以提高燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),混合動力是其主要的技術(shù)解決方案;布什時期追求零排放和對石油的零依賴,氫燃料電池汽車是其主要的技術(shù)解決方案,后期還計劃用10年時間實現(xiàn)20%的石油替代和節(jié)約,主要措施是使用生物質(zhì)燃料;近期奧巴馬大力發(fā)展電動汽車,實施了總額48億美金的動力電池以及電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化計劃,其中40億美金用于動力電池的研發(fā)。
日本長期堅持確保能源安全、提高產(chǎn)業(yè)競爭力的雙重戰(zhàn)略,通過制訂國家目標(biāo)引導(dǎo)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時高度重視技術(shù)創(chuàng)新龍源期刊。日本在2006年“新國家能源戰(zhàn)略”中明確提出,通過改善和提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)生物質(zhì)燃料應(yīng)用、促進(jìn)電動汽車應(yīng)用等途徑,到2030年交通領(lǐng)域?qū)κ偷囊蕾嚹軌蚪档?0%。重視生物燃料和燃料電池等技術(shù)開發(fā),擬在2011年單年度生產(chǎn)生物燃料5萬千升發(fā)展趨勢,計劃在五年內(nèi)斥資2090億日元開發(fā)以天然氣為原料的液體合成燃料技術(shù)、車用電池,以及氫燃料電池科技。近期又將大力發(fā)展電動汽車作為低碳革命的重要內(nèi)容,計劃到2020年以電動汽車為主體的下一代汽車能夠達(dá)到1350萬輛。日本的混合動力汽車已形成產(chǎn)業(yè)化,豐田、本田、日產(chǎn)等日本廠商的混合動力汽車不僅在國內(nèi)熱銷,在國際市場上也令其他國家廠商望其項背。
歐洲更加側(cè)重于溫室氣體減排戰(zhàn)略,將滿足日益嚴(yán)格的二氧化碳排放限制要求作為發(fā)展新能源汽車的主要驅(qū)動力。歐洲新能源汽車發(fā)展的主要目標(biāo)在早期以生物質(zhì)燃料和天然氣為主,在本世紀(jì)初期提出到2020年實現(xiàn)23%的石油替代,主要是生物質(zhì)燃料、CNG以及氫燃料,但近期對于電動汽車給予高度關(guān)注。歐洲在發(fā)展電動汽車方面起步較晚,但是國家規(guī)劃非常細(xì)致、系統(tǒng),從基礎(chǔ)研發(fā)做起,分階段從研發(fā)產(chǎn)業(yè)化、基礎(chǔ)設(shè)施方面給予統(tǒng)籌布局。2009年下半年德國的電動汽車計劃以純電動汽車為重點,分別提出了2015年、2020年的產(chǎn)業(yè)化和市場化的發(fā)展目標(biāo)。
(四)產(chǎn)業(yè)政策分析
上世紀(jì)90年代以來,美日歐等國先后出臺了一系列法律、規(guī)劃、政策文件發(fā)展趨勢,加強(qiáng)了對形成本國電動汽車產(chǎn)業(yè)的有效支持,主要體現(xiàn)在以下幾方面:高度重視產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期的政策扶持;主要采用稅收和補(bǔ)貼等政策支持措施;稅收、補(bǔ)貼政策往往與油耗控制政策及尾氣排放控制政策相結(jié)合;注重加強(qiáng)對降低整車重量的政策引導(dǎo)。2008年國際金融危機(jī)爆發(fā)以來,世界各國加強(qiáng)了對本國汽車產(chǎn)業(yè)的扶持力度,尤其是針對培育形成本國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)出臺了一系列扶持政策,關(guān)注點重在兩個方面:大力支持先進(jìn)電池等技術(shù)的研發(fā)和鼓勵購買電動汽車。
2009年1月,韓國頒布“新增長動力規(guī)劃及發(fā)展戰(zhàn)略”,將綠色技術(shù)、尖端產(chǎn)業(yè)融合、高附加值服務(wù)等三大領(lǐng)域共17項新興產(chǎn)業(yè)確定為新增長動力,在綠色運輸系統(tǒng)方面,提出重點開發(fā)油電混合動力汽車等自主核心技術(shù),實現(xiàn)關(guān)鍵零部件和材料國產(chǎn)化,2013年進(jìn)入綠色汽車世界4強(qiáng)。2009年9月,美國“美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質(zhì)量就業(yè)”,提出撥款20億美元,支持汽車電池技術(shù)等的研發(fā)和配件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)展趨勢,盡快生產(chǎn)出全球最輕便、最廉價和最大功效的汽車電池,使美國電動汽車、生物燃料和先進(jìn)燃燒技術(shù)等站在世界前沿。
2009年4月1日,日本開始實施“綠色稅制”,免除消費者在購買純電動汽車、混合動力汽車、清潔柴油汽車時的多項稅收,還提出在2009年11月后的一年時間里再提供2300億日元左右的資金用于支持節(jié)能環(huán)保車型的補(bǔ)貼龍源期刊。2009年7月1日,美國政府提出了總額10億美元的“汽車折價退款機(jī)制”——以舊換新補(bǔ)貼政策,計劃為期一年;“美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質(zhì)量就業(yè)”提出,為鼓勵消費者購買電動汽車,美國政府將提供總額高達(dá)7500億美元的稅收抵免。英國政府在2010年度預(yù)算案中提出“綠色復(fù)蘇”計劃,其核心是挑選2~3個城市作為僅適用電動汽車的純綠色城市,重點推動普及電動汽車;在全國范圍內(nèi)建立一個充電網(wǎng)絡(luò),保證電動汽車能在路邊充電站及時充電;對放棄污染較高舊車、購買清潔能源車的消費者,提供每車2000英鎊的補(bǔ)貼。
(五)發(fā)展趨勢分析
在車用動力電池領(lǐng)域,混合動力和純電動車用動力電池負(fù)責(zé)儲存并為電動機(jī)提供電能發(fā)展趨勢,其性能、成本和安全性很大程度上決定著混合動力汽車和純電動汽車的發(fā)展進(jìn)程。從當(dāng)前的技術(shù)水平以及發(fā)展趨勢來看,鎳氫電池是目前應(yīng)用最為廣泛的車用動力電池,由于其技術(shù)成熟度和成本上的優(yōu)勢,在短期內(nèi)仍將是混合動力汽車的首選動力。鋰離子電池具有無記憶性、低自放電率、高比能量、高比功率、環(huán)保等諸多優(yōu)點,應(yīng)用前景較好,一旦成本問題得到解決,將成為純電動汽車和插電式混合動力汽車的主要動力選擇。
在車用驅(qū)動電機(jī)領(lǐng)域,永磁無刷電動機(jī)結(jié)構(gòu)靈活、設(shè)計自由度大、性能較好,適合成為電動汽車高效、高密度、寬調(diào)速牽引驅(qū)動,已經(jīng)在混合動力轎車上進(jìn)行較多應(yīng)用,但是受永磁材料工藝影響和限制較大,而且控制系統(tǒng)復(fù)雜,造價很高;開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點,結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)修理容易、可靠性好、轉(zhuǎn)速和效率高、調(diào)速范圍寬、控制靈活發(fā)展趨勢,如果其技術(shù)瓶頸(轉(zhuǎn)矩波動大、噪聲大、需要位置檢測器、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較大等)得到突破,將更適合電動汽車動力性能要求,被視為最具潛力的電動車電氣驅(qū)動系統(tǒng)。
電子控制技術(shù)在新能源汽車中發(fā)揮著極其重要的作用,應(yīng)用在汽車的各個領(lǐng)域,包括動力牽引系統(tǒng)控制、車輛行駛姿態(tài)控制、車身控制和信息傳送。隨著集成控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,汽車電子控制技術(shù)已明顯向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化三個主要方向發(fā)展。
三、國際新能源汽車發(fā)展經(jīng)驗總結(jié)
從國際經(jīng)驗看,各國政府都制定和實施了系統(tǒng)的激勵性政策,在發(fā)展規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)投入、消費政策、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、道路交通管理等方面,都為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了寬松的環(huán)境。
1.發(fā)展規(guī)劃制定。美國、日本、韓國、歐盟等根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所處階段的實際需要,制定分階段、分類別發(fā)展規(guī)劃,動態(tài)調(diào)整新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策,使電動汽車產(chǎn)業(yè)順利實現(xiàn)由政府推動過渡到市場推動。
2.基礎(chǔ)研究資助。美國、日本、歐盟等地政府組織科研大攻關(guān),協(xié)調(diào)全境范圍內(nèi)甚至全球范圍內(nèi)的政府機(jī)構(gòu)、科研單位、汽車和燃料廠商,對未來新能源汽車技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)研究發(fā)展趨勢,并對新能源汽車的示范運行直接補(bǔ)貼龍源期刊。
3.財稅政策激勵。各國政府通過財稅政策降低消費環(huán)節(jié)新能源汽車的購車成本和使用成本,從經(jīng)濟(jì)上激勵消費者購買、使用新能源汽車,主要措施包括:購置稅減免、返還以及直接補(bǔ)貼,許多歐盟國家基于燃油效率和環(huán)保性能制定車輛稅費,針對消費者購置新型、清潔和高能效汽車給予稅收減免;征收燃油稅,歐盟實施高稅率燃油稅激勵消費者選用節(jié)能環(huán)保的先進(jìn)柴油車。
4.技術(shù)法規(guī)限制。美國、日本、歐盟等普遍采用強(qiáng)制性技術(shù)法規(guī)限制燃油消耗和尾氣排放,并逐步提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),促使汽車生產(chǎn)商加大研發(fā)投入,生產(chǎn)新能源汽車。各國和地區(qū)的法規(guī)主要有:美國的CAFE標(biāo)準(zhǔn)和Tier標(biāo)準(zhǔn)、日本燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)和尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)、歐洲自愿協(xié)議和歐盟尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。
5.交通管理獎罰。為鼓勵新能源汽車的發(fā)展,美國、日本、歐盟等地在交通管理措施中也有所體現(xiàn),給予新能源汽車交通優(yōu)先和停車免費等獎勵,對高油耗、污染大的汽車采用懲罰性的措施。
參考文獻(xiàn)
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1緒論
隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展,自動變速器的形式也多種多樣。其中,由于汽車電子技術(shù)的發(fā)展變速器又完成了由原來的手動變速器到更為方便的自動變速器的轉(zhuǎn)換。這就要求現(xiàn)代的汽車維修技術(shù)人員必須有非常扎實的變速器的工作原理知識,不僅要熟悉機(jī)械修理和電氣修理的特征,更重要的是要將機(jī)和點統(tǒng)一到一起來認(rèn)識,這正是現(xiàn)代汽車維修的關(guān)鍵所在,自動變速器的維修很好的體現(xiàn)的現(xiàn)代汽車維修工作的關(guān)鍵。
2 自動變速器的概述及分
汽車變速器常見的有四中形式:分別是液力自動變速器(AT),機(jī)械無極自動變速器(CVT),電控機(jī)械自動變速器(AMT),雙離合器自動變速器(DCT)。目前轎車普遍使用的是AT,AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。其中液力變扭器是AT最具特點的部件,它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成,直接輸入發(fā)動機(jī)動力傳遞扭矩和離合作用。
2.1液力自動變速器(AT)
液力自動變速器的結(jié)構(gòu)是由液力變矩器與動力換擋的輔助變速裝置組成。液力變矩器安裝在發(fā)動機(jī)和變速器之間,以液壓油為工作介質(zhì),起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。目前,絕大多數(shù)液力自動變速器都采用行星齒輪系統(tǒng)作為輔助變速器。行星齒輪系統(tǒng)主要由行星齒輪結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。由此可見,液力自動變速器實際上是能實現(xiàn)局部無極變速的有極變速器。液力自動變速器使汽車具有良好的安全性和乘坐舒適性,優(yōu)越的動力和方便操作。但這種變速器成本高,效率低,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2.2機(jī)械無極自動變速器(CVT)
采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進(jìn)行動力傳遞,即當(dāng)棘輪變化槽寬肘,相應(yīng)改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進(jìn)行變速,傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了,它的優(yōu)點是重量輕,體積小,零件少,與AT比較具有較高的運行效率,油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的,就是傳動帶很容易損壞,不能承受較大的載荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車,因此在自動變速器占有率約4%以下。
2.3電控機(jī)械自動變速器(AMT)
電控機(jī)械自動變速器是在傳統(tǒng)固定軸式變速器和干式離合器的基礎(chǔ)上,利用自動變速理論和電子技術(shù)實現(xiàn)調(diào)控的。AMT既具有液力自動變速器的優(yōu)點,又保留手動變速器的高效。它結(jié)合兩者的優(yōu)點,是非常適合我國的機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品。在幾種變速器中,AMT的性價比最高。
2.4雙離合器自動變速器(DCT)
雙離合變速箱又稱為直接換擋變速箱。DCT的優(yōu)勢比較明顯,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。雙離合器是一個非常緊湊而緊密的部件,也是DCT的核心。外部大的離合器負(fù)責(zé)奇數(shù)檔的動力接合和中斷,內(nèi)部小的離合器負(fù)責(zé)偶數(shù)檔的動力接合和中斷。因此DCT的換擋速度通常說來相比只有一個離合器的半自動變速器更快。
3 自動變速器的工作原理
自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為駕駛員踏下油門的位置或發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度指揮自動換擋系統(tǒng)工作,自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機(jī)構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動器的制動與釋放,并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動力傳遞路線,實現(xiàn)變速器擋位的變換。
傳統(tǒng)的液力自動變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門開度的變化,自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機(jī)械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)換成控制油壓,并將該油壓加到換擋閥的兩端,以控制換擋閥的位置,從而改變換擋執(zhí)行元件(離合器和制動器)的油路。這樣,工作液壓油進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行元件,使離合器結(jié)合或分離,制動器制動或松開,控制行星齒輪變速器的升擋或降擋,從而實現(xiàn)自動變速。
電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動機(jī)的運行狀態(tài),接受駕駛員的指令,并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號,通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥,使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路,從而控制換擋時刻和擋位的變換,以實現(xiàn)自動變速。
液力變矩器利用液體的流動,把來自發(fā)動機(jī)的扭矩增大后傳遞給行星齒輪機(jī)構(gòu),同時,液壓控制裝置根據(jù)行駛需要(節(jié)氣門開度、車速)來操縱行星齒輪系統(tǒng),使其獲得相應(yīng)的傳動比和旋轉(zhuǎn)方向,實現(xiàn)升擋、降擋、前進(jìn)或倒退。以上過程中,扭矩的增大、油門開度和車速信號對液壓控制裝置的操縱、行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動比和旋轉(zhuǎn)方向的改變,都是在變速器內(nèi)部自動進(jìn)行的,不需要駕駛員操作,即進(jìn)行自動換擋。
4自動變速器的常見故障和分析
4.1換擋沖擊大
4.1.1故障現(xiàn)象
在汽車起步時,換擋手柄掛檔時震動大。行駛過程中,升檔是產(chǎn)生震動。
4.1.2故障原因
(1)升高慢
(2)發(fā)動機(jī)怠速高
(3)換油元件打滑
(4)電控件出現(xiàn)了問題
(5)主油路的油壓高
4.2自動變速器打滑
4.2.1故障現(xiàn)象
汽車起步加速時,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速快但車速升高慢。汽車行駛過程加速時,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加快但車身沒有明顯的加快。
4.2.2故障原因
(1)自動變速器里油太少
(2)單向離合器打滑
(3)離合器的制動帶損壞
(4)離合器或制動器漏油
4.3頻繁跳檔
4.3.1故障現(xiàn)象
汽車行駛過程中,自動變速器突然降檔而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增大并產(chǎn)生沖擊。
4.3.2故障原因
(1)節(jié)氣門傳感器故障
(2)電控件的原因
(3)控制系統(tǒng)電路的原因
4.4不能升檔
4.4.1故障現(xiàn)象
汽車只能在1檔行駛,不能升到2檔。
4.4.2故障現(xiàn)象
(1)汽車的車速傳感器出現(xiàn)問題
(2)檔位開關(guān)有問題
(3)檔位對應(yīng)的制動器或離合器出現(xiàn)問題
5結(jié)束語
過本論文細(xì)致的研究,了解了自動變速器的基本組成結(jié)構(gòu),及工作原理有很深刻的認(rèn)識,并且知道了變速器的重要性。對于變速器所出現(xiàn)的故障,有一個準(zhǔn)確的判斷依據(jù)并及時作出維修。隨著汽車科技的發(fā)展。汽車上的設(shè)備會越來越多,我們要及時的更新有關(guān)的知識,避免盲目的拆裝。這樣我們就能更上社會的步伐,不會被淘汰。
參考文獻(xiàn):