汽车结构与性能变迁及汽车的发展和科技创新

改变世界的机器——汽车科技发展课程论文院系：班级学号：姓名：汽车结构与性能变迁及汽车的发展和科技创新【摘要】汽车作为现代重要的交通工具之一，以其方便快捷的特点得到迅速普及，本文从汽车的发动机、底盘、车身、制动系统等方面对汽车的结构做了简要的介绍，同时举例讲述了汽车性能的概念以及汽车的性能变迁，最后针对汽车的发展史进行分析以及对汽车的科技创新做出展望。【关键词】汽车结构性能发展殊不知，作为现代的重要交通工具，汽车是不可被忽视的工具之一。然而在现代社会中，汽车有着其“四最”的特点让人们对其深深喜爱——数量最多、最普及、活动范围最广、运输量最大。没有哪种交通工具可以与汽车媲美.汽车是在面上发挥作用,并可以实现门对门的便利.正因为如此,汽车在过去的数十年中迅速发展成为最主要,最受青睐的交通工具.。在这个学期短短几周的对汽车文化的了解和学习中，我本着对汽车的喜爱，不断在老师的讲解以及自己在网络查阅相关知识下，逐渐对汽车有了大体的了解。至少能从一个“汽车知识盲”的群体里解放出来，虽然没有机汽系的同学那么专业，但我已能够掌握一些简单的汽车知识。通过参阅网上的各种资料，我大体对自己所掌握的汽车方面的相关知识做一个较为全面的总结。1汽车的定义及其组成结构汽车是借助于自身的动力装置驱动,且具有4个或4个以上的车轮的非轨道无架线车辆。汽车的主要用途是运输,亦即载送人和货物的车辆.汽车区别于沿敷设的轨道或电力架行的火车,有轨电车和无轨电车,进行农田作业的拖拉机,以及自走式工程机械.在分类统计时,二轮或三轮机动车,具有武器和装甲的作战车辆不算汽车.汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。1.1汽车发动机发动机是汽车的动力装置。由2大机构5大系组成：曲柄连杆机构；凸轮配气机构；燃料供给系；冷却系；润滑系；点火系；起动系.（1）冷却系：一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用两种冷却方式，即空气冷却和水冷却。一般汽车发动机多采用水冷却。（2）润滑系：发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。（3）燃料系：汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。1.2汽车的底盘底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。（1）传动系：汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。（2）行驶系：由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。（3）转向系：汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。（4）制动系：汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。1.3车身车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。。汽车车身结构主要包括：车身壳体(白车身)、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等等。在货车和专用汽车上还包括车箱和其它装备。1.4制动系统制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。2汽车的性能及性能变迁谈到汽车的性能，这是大多数人在购买汽车前首要考虑的问题。一款汽车的性能好坏，直接影响车子寿命，同时在当今这样一个交通飞速发展的社会中更为体现出一个人的品味。2.1汽车的性能汽车的主要性能包括动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性、通过性、排放及噪声污染等。（1）汽车的动力性。汽车的动力性可用三个指标来评定，即汽车的最高车速、加速能力和爬坡能力。汽车的最高车速是在平坦良好的路面（沥青铺设路面）所能达到的最高行驶速度。随着我国高速公路网的快速发展，目前，我国汽车的最高车速均已超过”$$公里&小时。（2）汽车的加速能力是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。汽车的加速能力常用汽车原地起步的加速性和超车加速性来评价。原地起步加速一般常用$’($公里&小时所需时间多少来表示。超车加速的时间越短越好。汽车的爬坡能力是指汽车满载时，在良好的路面上以最低前进挡所能爬行的最大坡度。汽车的燃油经济性。汽车在一定的使用条件下，以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力称为其燃油经济性。我国和欧洲一样，均用百公里耗油多少升来作为汽车燃油经济性指标。汽车的制动性。汽车的制动性能主要从制动效能、制动抗热衰退性和制动时汽车的方向稳定性这三个方面来评价。①汽车的制动效能。是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。制动效能是制动性能最基本的评价指标。它是由一定初速度下的制动时间、制动距离和制动减速度来评定。由于制动距离与行车安全有直接关系，因此，交通管理部门常按制动距离来制定安全法规。②汽车的制动抗热衰退性。是指汽车高速制动、短时间内多次重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。③汽车制动时的方向稳定性。是指汽车在制动时，按指定轨迹行驶的能力，即不发生跑偏、侧滑或甩尾失去转向能力。（3）汽车的操纵稳定性。汽车的操纵稳定性包含着互相联系的两部分内容，一是操纵性，二是稳定性。操纵性是指汽车能及时准确地按驾驶员的转向指令转向；稳定性则是指汽车受到外界干扰后，能自行恢复正常行驶的方向，而不发生倒滑、倾覆、失控等现象。（4）汽车行驶的平顺性。汽车行驶时，对路面不平度的隔振特性，称为汽车的行驶平顺性。汽车行驶时，路面的不平会激起汽车的振动，振动达到一定程度时，会使乘客感到不舒适和疲劳，或货物损坏，还会缩短汽车的使用寿命。（5）汽车的通过性。汽车的通过性是指汽车在一定的载质量下能以足够的平均经济车速，顺利地通过坏路或无路区域，并能克服各种障碍物且具有一定的寿命。汽车的用途不同，对通过性的要求也不一样。行驶在城市铺设路面的汽车，对通过性要求并不突出，但对农用车或军用车辆，就要求有良好的通过性，因为这类车辆所行驶的路面条件复杂且较恶劣。（6）汽车的排放污染和噪声污染。汽车主要有三个排放污染源：一是发动机排气管排出的燃烧废气（柴油车还排放大量的颗粒物）；二是曲轴箱排放物；三是燃料蒸发排放物。这些排放物对环境的污染极大，对人类身体产生严重的不良影响，降低汽车排放污染是一项重要工作。汽车的噪声随着城市汽车保有量的增加，已成了城市环境中最主要的噪声源。为了有效地控制城市的交通噪声，各国都制定了各种机动车的噪声标准及限值标。2.2汽车性能变迁在前面谈到的关于汽车的性能，那么对于汽车的性能变迁，我以雷克萨斯ES作为例子来做简要的陈述。雷克萨斯经过之前的五代变迁，全新雷克萨斯ES依然那么含蓄内敛。漂亮的纺锤形前脸没有“大嘴”式设计的攻击性，倒是呼应了丰田佐吉先生的织布机。今天，这位满怀谦卑的东方绅士足以跻身“高帅富”之列，他的定位“新豪华，新智慧”也是雷克萨斯对其精神的诠释。很多人心目中的技术含量包括了动力传动系统、底盘结构、安全配置等，雷克萨斯的哲学则是强调豪华＋舒适。设计上，全新ES的造型比上代更舒展，这首先得益于分别加长了45毫米和20毫米的轴距和车长（车长达到了4900毫米）。前后轮距也分别增加了15毫米和10毫米，配合大尺寸车轮，看上去全新ES挺拔了不少。通过局部的导流设计（包括车身和底盘），长大了的ES风阻系数却从0.28降低到0.27，实现了更好的空气动力学特性。因为混合动力车型电池组设置在后排座椅后方，行李厢空间受到一定影响，不过425升的容积还是能够保证日常使用。普通版的行李厢空间则达到了490升。在ES对后排舒适度的改善中，腿部空间增加了104毫米，膝部空间增加71毫米，后排头部空间也增加了18毫米。整车高效率的设计使其燃油经济性走在了竞争对手前面。其中，ES300h的油电混合动力系统居功至伟。其电动机的输出功率和扭矩都非常强大，分别为105千瓦和270牛米。2.5升的阿特金森发动机最大功率118千瓦，扭矩213牛米。混动系统的综合输出功率达到151千瓦，官方的综合油耗为5.4升/百公里。相比之下，两款汽油发动机也很强大，2.5升四缸车型输出为135千瓦和235牛米，百公里油耗7.9升；3.5升V6车型输出204千瓦和346牛米，百公里油耗只有9.5升。全新ES的底盘和悬架系统都进行了改进，主要包括后悬架局部的几何形状以及减振弹簧等处。他的前部螺旋弹簧的旋向被设计成相反的，这有助于提升车辆稳定的直线行驶能力。此外，车身整体刚度和控制侧倾的能力也都有不同程度加强。在全新ES丰富的配置清单中，盲点监控系统可以在盲区出现车辆时闪动后视镜上面的警示灯，避免并线时发生危险。车道偏离警示系统LDA的功能是检测车辆行驶轨迹，压到分道线时会有车道警示灯亮起，同时伴有声音警告。远光灯自动控制系统则可以通过摄像头探测对面来车，自动切换灯光。全新ES标配10个安全气囊，还有自动胎压监测系统等配置，从高级走向了更高级。内室设计的原则是分开功能区和操作区，集美观和便利性于一体。而特殊灯光系统所营造的照明环境给人印象最为深刻，除了混合动力的专门仪表，车速表和转速表之间是行车信息显示区域，混合动力车型选择运动模式行驶时仪表自动转成转速表。仪表背光的色彩和亮度都很有愉悦感，大尺寸的中央多功能显示屏也是赏心悦目。由特别设计的LED光源组成的装饰光带，印嵌在高级实木装饰之中，环绕在座舱周围，如果是夜晚环境，将更加妙不可言。3汽车的发展汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。总的说来，汽车发展史可能分为蒸汽机发明前、蒸汽汽车的问世、大量流水生产汽车开始等三个阶段。人类最初的工作劳动完全是由本身来完成，根本没有什么汽车和发动机，如果说有的话，在未使用牛和马之前使用的是人体来鼓动这台发动机。奴隶就是一种“生物发动机”。随着人类的进步与发展，人们对自然界的认识越来越深，利用自然、改造自然的能力日益加强，人们不仅使用人力、畜力、而且知道使用水力、风力。进入20世纪以后，汽车已经从一种实验性的发明转变为关联产业最广、工业技术波及效果最大的综合性工业。因此，汽车工业的发展不仅依赖于汽车行业本身的技术进步，而且也取决于汽车工业应用这些技术的投资能力和世界汽车市场的投放容量，两者相互影响并受到整个经济形势的发展，及人们对环境要求和能源及原材料供应、意外变化及国家政策等的影响。例如第一次世界大战表明了汽车运输的机动性，而且还培训了不少驾驶军用卡车的驾驶员，他们中的很多人还学习到了一些汽车机械技术，于是战后汽车买卖兴隆，在美国，汽车制造商和附件的供应商全负荷生产仍不能满足要求的迅猛增长。汽车价格几倍于战前。但时隔不久由于经济箫条汽车高需求即宣告结束。到了第二次世界大战后，在英国，汽车的需要量比第一次世界大战后更高，几