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文檔簡(jiǎn)介

1、歐洲未來(lái)道路車(chē)輛技術(shù)研究目錄1 執(zhí)行概要技術(shù)策略a部分2 介紹2.1 furore 背景2.2 furore技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的目標(biāo)與范圍2.3 方法與局限3 前景梗概3.1 目前歐盟概要,成員國(guó)和全球政策 3.1.1 歐盟政策 3.1.2 歐盟成員國(guó)政策 3.1.3 其他全球政策3.2 furore 在未來(lái)道路運(yùn)輸預(yù)期上的觀點(diǎn) 3.2.1 方法 3.2.2 2015-2020的目標(biāo)、政策和預(yù)期 3.2.2.1 燃料和能源供應(yīng) 3.2.2.2 co2和溫室效應(yīng)氣體 3.2.2.3 排放 3.2.2.4 道路安全 3.2.2.5 交通和擁擠 3.2.2.6 道路運(yùn)輸帶來(lái)的噪音 3.2.2.7 再循環(huán)利

2、用 3.2.3 政治氛圍的影響3.3 furore的目標(biāo)至2020年及以后4 未來(lái)的技術(shù)突破 4.1 導(dǎo)言:關(guān)于未來(lái)技術(shù)在環(huán)境、能源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件方面的影響 4.2 能源和燃料 4.3 動(dòng)力總成 4.3.1 至2007年的技術(shù)狀況 4.3.2 至2020年的技術(shù)趨勢(shì) 4.3.3 2020年以后的技術(shù)設(shè)想 4.3.4 動(dòng)力總成研究需求 4.4 車(chē)輛結(jié)構(gòu) 4.4.1 技術(shù)突破 4.4.2 研究需求 4.5 安全 4.5.1 被動(dòng)安全 4.5.2 被動(dòng)安全研究需求 4.5.3 主動(dòng)安全 4.5.4 主動(dòng)安全研究需求 4.6 噪音、振動(dòng)和不平度 4.6.1 外部噪音 4.6.2 外部噪音研究需求 4.

3、6.3 內(nèi)部噪音 4.6.4 內(nèi)部噪音研究需求5 furore網(wǎng)絡(luò)對(duì)未來(lái)歐洲研究開(kāi)發(fā)的影響技術(shù)策略b部分6 動(dòng)力總成的技術(shù)評(píng)估 6.1 能源和燃料 6.1.1 通用范圍導(dǎo)言 6.1.2 技術(shù)發(fā)展水平 6.1.3 未來(lái)傳統(tǒng)燃料的目標(biāo) 6.1.3.1 燃料需求 關(guān)于最小的改變?cè)O(shè)想 6.1.3.2 燃料需求 關(guān)于最大的改變?cè)O(shè)想 6.1.4 燃料技術(shù)的選擇 6.1.5 替代燃料 6.1.6 困難和障礙 6.1.7 研究需求 6.1.8 總結(jié) 6.2 動(dòng)力總成 6.2.1動(dòng)力總成的技術(shù)發(fā)展水平 6.2.1.1 排放標(biāo)準(zhǔn) 6.2.1.1.1 法規(guī) 6.2.1.1.2 未來(lái)計(jì)劃的排放限度 6.2.1.2 火

4、花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī) 6.2.1.2.1 設(shè)計(jì)趨勢(shì)和燃燒技術(shù) 6.2.1.2.2 減少排放的技術(shù)選擇 6.2.1.3 輕型柴油機(jī) 6.2.1.3.1設(shè)計(jì)趨勢(shì)和燃燒技術(shù) 6.2.1.3.2減少排放的技術(shù)選擇 6.2.1.4 重型柴油機(jī) 6.2.1.4.1設(shè)計(jì)趨勢(shì)和燃燒技術(shù) 6.2.1.4.2減少排放的技術(shù)選擇 6.2.1.5 變速箱與傳動(dòng)系統(tǒng) 6.2.1.6 一般(總體)趨勢(shì) 6.2.2 2020年前先進(jìn)的動(dòng)力總成 6.2.2.1 排放標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2.2 火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī) 6.2.2.3 柴油機(jī) 6.2.2.4 混合和輔助動(dòng)力單元 6.2.2.5 內(nèi)燃機(jī)技術(shù)發(fā)展的新概念 6.2.3 2020以后可替代

5、動(dòng)力總成 6.2.4 困難和研究需求 6.2.4.1 先進(jìn)的動(dòng)力總成 6.2.4.2 后處理 6.2.4.3 可替代的動(dòng)力總成7 車(chē)輛結(jié)構(gòu) 7.1 到2020年的技術(shù)目標(biāo) 7.2 技術(shù) 7.3 困難與障礙 7.4 研究需求 7.5 卡車(chē)與客車(chē)的車(chē)輛結(jié)構(gòu)8 安全 8.1 被動(dòng)安全方面 8.1.1 目標(biāo) 8.1.2 技術(shù) 8.1.3 困難與障礙 8.1.4 研究需求 8.2 主動(dòng)安全與駕駛員輔助 8.2.1 目標(biāo) 8.2.2 技術(shù) 8.2.3 困難與障礙 8.2.4 研究需求9 噪音、振動(dòng)和舒適 9.1 外部噪音方面 9.1.1 外部噪音方面客車(chē) 9.1.1.1 技術(shù)發(fā)展水平 9.1.1.2 目標(biāo)

6、 9.1.1.3 技術(shù) 9.1.1.4 困難與障礙 9.1.1.5 研究需求 9.1.2 外部噪音重型車(chē)輛 9.1.2.1 技術(shù)發(fā)展水平 9.1.2.2 目標(biāo) 9.1.2.3 技術(shù) 9.1.2.4 困難與障礙 9.1.2.5 研究需求 9.2 內(nèi)部噪音方面 9.2.1 技術(shù)發(fā)展水平 9.2.2 目標(biāo) 9.2.3 技術(shù) 9.2.4 困難與障礙 9.2.5 研究需求附錄:歐盟和國(guó)家政策信息furore 協(xié)會(huì) 1 執(zhí)行概要 executive summary 主題網(wǎng)絡(luò)furore建立了一個(gè)利益相關(guān)者的平臺(tái),以討論到2020年及以后與車(chē)輛相關(guān)的突破性的技術(shù)和對(duì)應(yīng)的研究需求。該網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)主要是內(nèi)燃機(jī)提供

7、動(dòng)力的道路車(chē)輛,但也分析可替代能源和系統(tǒng)的潛在的突破性技術(shù),如替代燃料和混合動(dòng)力和燃料電池。furore起到一個(gè)保護(hù)傘作用,以協(xié)調(diào)傳播工作和啟動(dòng)基礎(chǔ)研究活動(dòng),并讓大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)促進(jìn)這些技術(shù)的發(fā)展,使得汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展成為可能和更加透明的提供汽車(chē)研究發(fā)展領(lǐng)域的未來(lái)研究計(jì)劃。 目前furore文件的范圍,是鞏固總結(jié)參加組織的意見(jiàn)、專(zhuān)門(mén)研討會(huì)結(jié)果和文獻(xiàn)分析,以形成全面的汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的路線圖。由組織概括出的不與任何整車(chē)或引擎制造商關(guān)聯(lián)的技術(shù)期望,應(yīng)作為一個(gè)獨(dú)立的決策用以支持歐盟委員會(huì)為rtd在有關(guān)陸地運(yùn)輸在目前和未來(lái)框架計(jì)劃所作的未來(lái)研究政策。此外,該路線圖旨在幫助汽車(chē)領(lǐng)域、研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)之間建

8、立合作。輸出將通過(guò)國(guó)際研討會(huì)、公共網(wǎng)站和cd - rom加上信息數(shù)據(jù)庫(kù)和所有活動(dòng)產(chǎn)生的材料的形式傳播。 通常之間是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的幾個(gè)公司作為執(zhí)行這個(gè)項(xiàng)目的組織,已成立了一個(gè)專(zhuān)責(zé)小組,每個(gè)公司以它在特殊領(lǐng)域的能力作出貢獻(xiàn)。所有furore合作伙伴都在earpa內(nèi)組織(歐洲汽車(chē)研究合作伙伴協(xié)會(huì)組織)。其他的輸入來(lái)自eucar / sg的動(dòng)力總成,concawe以及其他歐洲領(lǐng)先的汽車(chē)研究機(jī)構(gòu)。對(duì)某些技術(shù)、發(fā)現(xiàn)和結(jié)論的描述主要是基于專(zhuān)家知識(shí)和見(jiàn)解,研討會(huì)舉行的專(zhuān)門(mén)課題和文獻(xiàn)研究。重要發(fā)現(xiàn)和信息據(jù)預(yù)測(cè),從傳統(tǒng)到新技術(shù)會(huì)有一個(gè)平穩(wěn)轉(zhuǎn)變,在預(yù)想的一段時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有可預(yù)知的極端改變。該聯(lián)盟相信演變發(fā)展而不是徹底改變

9、。此外,可以預(yù)見(jiàn),在不同類(lèi)型燃料驅(qū)動(dòng)的情況下,動(dòng)力總成傳動(dòng)技術(shù)的多樣化日趨增多,很多技術(shù)可能在未來(lái)同步并行。政治及經(jīng)濟(jì)上的策略和技術(shù)上的可行性將決定向新技術(shù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)變的速度效率。我們?nèi)匀豢梢栽诜浅0l(fā)達(dá)的國(guó)家看到這些技術(shù)發(fā)展具備較大改善潛力。這種速效改進(jìn)對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的直接影響被認(rèn)為是比在生產(chǎn),基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)中引進(jìn)全新技術(shù)這種在公眾中遭受非議的方法的效果更大。 然而,考慮到國(guó)際形勢(shì),也必須以敏感的態(tài)度鼓勵(lì)全新技術(shù)的引進(jìn)。在歐洲社會(huì)任何單獨(dú)活動(dòng)都有可能對(duì)歐洲汽車(chē)工業(yè)在世界市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生負(fù)面影響。 關(guān)于潛在新技術(shù)我們需要一個(gè)全面的具有系統(tǒng)導(dǎo)向的視野,不僅考慮到車(chē)輛使用,還有煉油和燃料的生命周期。對(duì)于一

10、種全面的認(rèn)識(shí),包含整個(gè)技術(shù)生命周期的的方法是必不可少的。通過(guò)“演變進(jìn)化革命”這種方法,許多領(lǐng)域都有研究需求“技術(shù)發(fā)展形勢(shì)”和可替代的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。 近期的研究評(píng)估了各種燃料和能源方案,分析了最重要的動(dòng)力總成技術(shù),依據(jù)排放,二氧化碳、能效提高和潛在的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)判斷它們,并放眼未來(lái)的整車(chē)技術(shù),像新的車(chē)輛結(jié)構(gòu),安全性和nvh等方面。對(duì)于所有這些議題,作為將來(lái)的研究需求已經(jīng)被列出和充分論證。下面,最重要的發(fā)現(xiàn)將被提及,研究的主題將被突出和強(qiáng)調(diào)。2020及以后展望突破性技術(shù)和所派生的研究需求是在全面分析了未來(lái)公路運(yùn)輸?shù)那闆r,投票演習(xí),研討會(huì)和個(gè)別討論基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。通常,技術(shù)性指標(biāo)可分解成研究目標(biāo)、工程目標(biāo)和

11、商業(yè)目標(biāo)。有必要提到的是furore主要側(cè)重于研究目標(biāo)。這意味著一項(xiàng)潛在的技術(shù)轉(zhuǎn)換成預(yù)期的技術(shù)目標(biāo)需要通過(guò)檢驗(yàn),但在可行性和大規(guī)?;a(chǎn)方面沒(méi)有深入研究。未來(lái)歐洲交通的設(shè)想觀點(diǎn)由于向中歐和東歐國(guó)家的擴(kuò)大,歐盟預(yù)計(jì)到2020年將成為世界上最強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)區(qū),人口約4.5億(27個(gè)成員國(guó))。超過(guò)70的人將生活在城市和郊區(qū)的聚集區(qū),超過(guò)25的人口將超過(guò)60歲。在討論未來(lái)的技術(shù)時(shí),必須考慮到這些已選擇的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)遷移的重點(diǎn)將主要是城鎮(zhèn)居民和他們的需求,而這基本上是個(gè)人的流動(dòng)和一些實(shí)用性物品。到2020年,我們今天在不同的運(yùn)輸系統(tǒng)之間優(yōu)化多式聯(lián)運(yùn)和互通性上所作的努力將帶來(lái)積極的結(jié)果。然而,公路仍將是旅行和運(yùn)輸

12、的主要模式,而且人均公里數(shù)將進(jìn)一步增加。有些預(yù)訂系統(tǒng)可能使用個(gè)人和集體運(yùn)輸?shù)榷喾N方式是有可能的,這取決于安全、效益、成本、時(shí)間和舒適性。居民希望能在幾種運(yùn)輸方法之間自由地選擇,從一地到他地?zé)o縫轉(zhuǎn)移,而無(wú)需擔(dān)心運(yùn)送工具。由于歐盟東擴(kuò)和整合,貨物運(yùn)輸也將增加,及時(shí)生產(chǎn)和分配(包括世界各地)、船運(yùn)和管制解除使得成本降低,競(jìng)爭(zhēng)力提高。基礎(chǔ)設(shè)施(包括物理網(wǎng)絡(luò)和交通管理系統(tǒng))將被要求保持最少的傳送時(shí)間,減少交通擠塞和實(shí)現(xiàn)高效率的多式聯(lián)運(yùn)。由于建立跨歐洲交通網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)流動(dòng)性的首要條件,大量改善工作必須在2020年前實(shí)現(xiàn)。關(guān)于未來(lái)歐洲能源情形觀點(diǎn)未來(lái)10-20年的交通預(yù)測(cè)顯示,交通流量和擁擠的增加將抵消車(chē)輛技

13、術(shù)取得的重大改進(jìn),能源消耗、廢氣、噪音和安全的消極后果將進(jìn)一步增加。為了提高空氣質(zhì)量,未來(lái)的立法將會(huì)強(qiáng)加在更低的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上,未來(lái)的立法將會(huì)強(qiáng)加在更低的污染物排放指標(biāo)(接近零水平)上,但承認(rèn)走向這個(gè)零水平的報(bào)酬是遞減的。廢氣排放水平預(yù)計(jì)將需要新的測(cè)量技術(shù),輕型柴油機(jī)接近或低于汽油機(jī)的下一階段的水平。 歐盟計(jì)劃到2020年以代用能源(特別是天然氣,生物燃料和氫)替代部分石油類(lèi)燃料。長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是減少歐盟對(duì)能源的依賴(lài),這也將提高能源供應(yīng)安全。如今,98的運(yùn)輸依靠原油,即67的成品油需求。有共識(shí)稱(chēng),如果替代品的使用一直按歐盟的目標(biāo)增長(zhǎng)到2020年,那么將會(huì)增補(bǔ)現(xiàn)有的流體燃料類(lèi)型的數(shù)量。氫通常被視為終極

14、目標(biāo)是另一種選擇。 在2020年前和以后,h2的突破很大程度上取決于它在生產(chǎn)和儲(chǔ)存方面所取得的進(jìn)展。此外,還需要對(duì)主要能源的來(lái)源做出一直尚未做出的政治決策。 對(duì)于特定的替代燃料也是可以期待的,雖然仍存在大的障礙技術(shù)以及相關(guān)成本問(wèn)題,這需要在其市場(chǎng)份額大幅上升前解決。持續(xù)下調(diào)的二氧化碳?jí)毫妥栽竻f(xié)議有可能擴(kuò)展到所有部門(mén)。為滿足歐盟溫室氣體排放目標(biāo),以及減少對(duì)能源的依賴(lài),所有在運(yùn)輸中的過(guò)度能源消耗必須被大幅減少。加上提高可觀的效率,我們認(rèn)為這將是通向成功的唯一方法。以下是經(jīng)聯(lián)盟認(rèn)可的研究目標(biāo):轎車(chē)貨車(chē)客車(chē)燃料2020:實(shí)現(xiàn)歐盟替代燃料20%的目標(biāo),同時(shí)優(yōu)化燃料/燃燒,相當(dāng)數(shù)量的燃料存儲(chǔ)車(chē)隊(duì)(如客車(chē)

15、)使用壓縮天然氣和氫氣;2030:確定和頒布可持續(xù)的運(yùn)輸路線圖。co2/ghg2020:95g/km2030:80g/km2020:-10%,基于現(xiàn)在2020:-40%,基于現(xiàn)在排放2020:50% 歐盟+pm0.1控制2020:nox<25% 歐盟,pm<50%歐盟,包含任意化合物,局部控制2020:對(duì)滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)境的真正需要的了解安全2020:道路死亡 -75% 2030-2050:引入自動(dòng)駕駛交通2020:信息通訊和交通管理使得擁堵變得高速暢通噪聲2020:對(duì)周?chē)h(huán)境適宜的噪音級(jí)。對(duì)于降低實(shí)際噪聲的全面方法2030-2050:進(jìn)一步降低室內(nèi)噪音,接近who(世界衛(wèi)生組織)目標(biāo)再

16、循環(huán)2020:85%,引入可以長(zhǎng)期持續(xù)的分析標(biāo)準(zhǔn)2040:95%通過(guò)重量,剩余5%的低環(huán)境影響處理能源和燃料:目標(biāo)和顯著突破技術(shù)在歐盟委員會(huì)關(guān)于替代燃料基于上述目標(biāo)鼓勵(lì)下,到2020年可用燃料的組合將變得更加多樣異構(gòu)。引進(jìn)幾種新的燃料,因?yàn)椴煌陌l(fā)動(dòng)機(jī)和排放控制技術(shù),和并行的燃料支持的基礎(chǔ)設(shè)施的成本問(wèn)題,幾種新燃料的引入將是一個(gè)挑戰(zhàn)。在某些情況下,這些新燃料或混合物可能與新的燃燒方式相互促進(jìn),但這還有待驗(yàn)證。常規(guī)燃料:運(yùn)輸用的主要燃料,像汽油和柴油,不會(huì)發(fā)生顯著變化,但燃料規(guī)格可能進(jìn)一步發(fā)展。它們都將發(fā)展成幾乎無(wú)硫的(2009年達(dá)到10 ppm的含硫量),而其他特性的改善評(píng)估需要嚴(yán)格按照燃油生

17、命周期的效率和對(duì)排放物二氧化碳的影響。 先進(jìn)的常規(guī)燃料:這些主要是礦物油成分,如合成燃料和混合燃料。他們直接關(guān)系到未來(lái)的燃燒要求和/或優(yōu)化限制。純?nèi)剂匣蚧旌先剂媳仨毤右钥紤]。因?yàn)樘烊粴饣蛎旱囊夯杀竞投趸急仨毤右愿櫋?替代燃料:天然氣、生物質(zhì)液體燃料、生物燃料和氫都是主要的極具選擇性的可替代燃料。大型生產(chǎn)設(shè)施仍然不具備,可以預(yù)計(jì),在生產(chǎn)這些生產(chǎn)設(shè)施過(guò)程中時(shí),仍然有優(yōu)化的潛力。然而,這些燃料帶來(lái)的主要問(wèn)題是如何生產(chǎn),存儲(chǔ)和分發(fā),且價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)力。純氫,例如做為可再生生物燃料中有價(jià)值的一項(xiàng),在我們所能想到的時(shí)間階段外,到2030年及以后,我們?cè)O(shè)想它可能會(huì)達(dá)到一個(gè)不可被忽略的市場(chǎng)份額。從碳?xì)?/p>

18、化合物(烴類(lèi))中產(chǎn)生的氫無(wú)論是在工廠或車(chē)輛使用中其效率都不高,考慮到二氧化碳效應(yīng)和供應(yīng)目標(biāo)的安全性,看起來(lái)似乎不是一個(gè)可行的長(zhǎng)期解決方案。通過(guò)電力電解生產(chǎn)氫提供給大規(guī)模數(shù)量的需要,而不僅是小范圍的應(yīng)用。以可再生能源的角度看這似乎是不可行的。因此核能的利用是一個(gè)選擇,但肯定會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)普遍的關(guān)于能源供應(yīng)的政治討論。其他液體替代燃料的成本情況稍好一些,即使還有大規(guī)模的與食物土地目標(biāo)利用有關(guān)聯(lián)的生物燃料生產(chǎn)的關(guān)注存在。氫氣可作為電力在道路交通使用中的中間載體。由于電力配電網(wǎng)是大范圍分布且有競(jìng)爭(zhēng)力,那么研究高效和成本效益的車(chē)載電力存儲(chǔ),作為一種有趣的解決方案不應(yīng)被忽視,尤其當(dāng)結(jié)合到發(fā)電時(shí)對(duì)co2的控制(

19、二氧化碳集中封存過(guò)程潛力)。需要集中的基礎(chǔ)研究來(lái)解決能源儲(chǔ)存問(wèn)題,尤其是電池儲(chǔ)能。 所有這些可供選擇的的解決方案主要關(guān)注的是生產(chǎn)成本,對(duì)于氣體燃料來(lái)說(shuō)是解決存儲(chǔ)和分銷(xiāo)的問(wèn)題;如果在這方面,沒(méi)有突破性的改善,替代燃料將仍然保持邊緣角色供應(yīng)小范圍的市場(chǎng)。所有未來(lái)的研究開(kāi)創(chuàng)必須考慮燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)和后處理之間是交互影響的系統(tǒng)??深A(yù)期的高度多樣化的燃料市場(chǎng)需要為新的燃燒過(guò)程設(shè)計(jì)新的燃料氫氣將首先來(lái)自特殊的市場(chǎng)電力作為主要能源將只向具有成本效益先進(jìn)的電池/儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)滲透動(dòng)力總成技術(shù) 排放和后處理目標(biāo)和顯著突破技術(shù)車(chē)輛推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,受到客戶要求的影響,如排放和安全標(biāo)準(zhǔn)的立法邊界條件,以

20、及受能源資源和生產(chǎn)/分銷(xiāo)成本和稅收影響的價(jià)格。技術(shù)發(fā)展的總體趨勢(shì)目標(biāo)和遠(yuǎn)景是減少能源消耗,近乎零排放和替代燃料兼容的動(dòng)力系統(tǒng)?;鸹c(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)-截止到2007的技術(shù)現(xiàn)狀在不久的將來(lái),點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化的重要性將大大增加。增壓(機(jī)械增壓和渦輪增壓)將與減少排量相結(jié)合,有時(shí)需要重新設(shè)計(jì)引擎。減小氣缸排量的可行操作可達(dá)到降低40,相應(yīng)的在燃油消耗和二氧化碳排放量上可達(dá)到20的降低。采用直噴是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的另一種手段,但在成本方面,這些具有分層燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)比傳統(tǒng)的點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)更昂貴,由于它需要先進(jìn)的噴射技術(shù)和額外的氮氧化合物后處理。作為一個(gè)中間階段,直噴均質(zhì)燃燒(使用常規(guī)排放控制)與機(jī)械增壓相結(jié)合,

21、將占領(lǐng)更多的市場(chǎng)份額。使用可變氣門(mén)的后果是顯著改善的燃油經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳排放降低達(dá)20。另一種選擇觀念是一個(gè)可變壓縮比(vcr)結(jié)合小型化,(機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī))將使得二氧化碳排放減少達(dá)25的成為潛在可能。最后,成本最低的皮帶驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)在14v啟動(dòng)可以自動(dòng)啟動(dòng)/停止車(chē)輛,由此可減少燃料消耗,但沒(méi)有再生制動(dòng)和扭矩的支持,則需要42v的系統(tǒng)。當(dāng)然,部分新技術(shù)可以在聯(lián)合使用時(shí)有效的工作,但研究工作必須為各類(lèi)型車(chē)輛的高燃油經(jīng)濟(jì)性找到具有成本效益的解決方案?;鸹c(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)-到2020的技術(shù)趨勢(shì)時(shí)間跨越到2020年的時(shí)候,上述技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展和變得先進(jìn)是最有可能的,這些靈活的子系統(tǒng)將采用先進(jìn)的自適應(yīng)控

22、制,利用新的傳感器技術(shù)。例如,具有氮氧化物和微粒排放非常低的自動(dòng)點(diǎn)火控制的新型燃燒系統(tǒng),將在引擎領(lǐng)域廣泛實(shí)現(xiàn),且沒(méi)有滿負(fù)荷隱患。一些燃料特性的演變可能會(huì)支持這種新的燃燒理念。在政策問(wèn)題得到解決和能源策略促進(jìn)這些燃料進(jìn)入市場(chǎng)后,點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)與天然氣和氫氣完全兼容,那么適應(yīng)這些燃料的燃燒系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)。極增壓稀薄燃燒的點(diǎn)火燃燒過(guò)程在這方面也是有希望的。這種燃燒技術(shù)具有極低的氮氧化物排放量,并可能只需要氧化或三路催化轉(zhuǎn)換器。輕型柴油機(jī)-截止到2007年的技術(shù)現(xiàn)狀由于增壓比重的增長(zhǎng),中冷以及電輔助渦輪增壓和可變氣門(mén)系列概念等這些能夠優(yōu)化扭矩和瞬態(tài)特性的技術(shù)成為可能,使得在未來(lái)十年內(nèi),小型化柴油機(jī)的重要

23、性將越來(lái)越突出。70kw/l的特定功率輸出似乎已經(jīng)可以達(dá)到。相比流行的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),高達(dá)25的燃料消耗受益,預(yù)計(jì)就是小型化措施和摩擦損失進(jìn)一步減少的結(jié)果。先進(jìn)的燃油噴射系統(tǒng),允許適應(yīng)噴射的特點(diǎn),如前導(dǎo)、分開(kāi)和二次噴射后以及比率成形,將大幅減少本地排放,或許也避免了在中小型汽車(chē)上額外加裝微粒和氮氧化物控制設(shè)備的必要。具有噴油孔大小可變的噴油嘴將是這些先進(jìn)的柴油機(jī)概念的一部分。重型柴油機(jī)-截止到2007年的技術(shù)發(fā)展水平重型發(fā)動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)是相似的,更加重視排放控制,而市場(chǎng)希望提高其效率的要求也越來(lái)越強(qiáng),以期降低運(yùn)營(yíng)成本。燃油消耗和nox /pm排放將通過(guò)燃燒過(guò)程改善提出來(lái),包括靈活的高壓燃油噴射應(yīng)用

24、,每缸四氣門(mén)、改進(jìn)增壓,電子控制和低燃油消耗。有很多種燃燒過(guò)程理念附帶相應(yīng)的排放控制要求。廢氣再循環(huán)(egr),微粒過(guò)濾器,脫氮氧化物過(guò)濾和基于尿素結(jié)合氧化催化劑的選擇性催化還原(scr)將被使用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)-到2020年的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 為進(jìn)一步獲得減少排放和燃油消耗,重型和輕型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的子系統(tǒng)的變異性將會(huì)增加,這要通過(guò)采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。為增加小型化的程度,氣缸內(nèi)的壓力峰值將會(huì)增加,這要求新發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)理念包含機(jī)械增壓和改進(jìn)材料。單循環(huán)控制策略下,排放將進(jìn)一步降低。對(duì)于通常負(fù)荷下的均質(zhì)壓燃(hcci),在規(guī)劃的大部分區(qū)域降低氮氧化物排放的更大進(jìn)步是可預(yù)期的,而全負(fù)荷下燃油消耗不會(huì)增加。

25、后處理-截止到2007年的技術(shù)發(fā)展水平大多數(shù)2007年的后處理系統(tǒng)我們今天是可以見(jiàn)到的。現(xiàn)有的后處理技術(shù)三元催化劑,脫氮氧化物催化劑,氧化催化劑和柴油顆粒過(guò)濾器將在成本、尺寸和效率方面不斷提高。首先,基于尿素的scr系統(tǒng)將很快在卡車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)。后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)-到2020年技術(shù)趨勢(shì):在此期限框架內(nèi),先進(jìn)的柴油機(jī)后處理系統(tǒng)將會(huì)是一個(gè)最大的挑戰(zhàn)。對(duì)nox和pm控制最嚴(yán)格的關(guān)鍵技術(shù)是冷卻egr、高壓燃油噴射、柴油氧化催化劑、柴油微粒過(guò)濾器、通過(guò)scr或氮氧化物吸附的氮氧化物催化還原,或者這些的組合,取決于市場(chǎng)需求和世界各地的排放發(fā)展策略要求的廢氣排放法規(guī)。系統(tǒng)集成包括車(chē)載電子診斷(eobd)是

26、絕對(duì)必要的,即燃燒系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)必須優(yōu)化成為一個(gè)整體,以滿足市場(chǎng)需求和法規(guī)要求。各系統(tǒng)的耐久性和可靠性在產(chǎn)品投放之前仍然需要證明。這個(gè)時(shí)間很短。這些特別應(yīng)用于針對(duì)nox和pm的后處理系統(tǒng),因?yàn)榈趸镂狡骱陀糜谥匦筒裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)的柴油顆粒過(guò)濾器仍然處在實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展階段。將氮氧化物捕捉和粒子捕捉結(jié)合到一個(gè)系統(tǒng)中帶來(lái)了成本和油耗的優(yōu)勢(shì)。帶有改進(jìn)吸附媒介的改進(jìn)scr技術(shù)可以降低氮氧化物后處理系統(tǒng)的成本。非貴重金屬后處理系統(tǒng)是未來(lái)成本和資源節(jié)約的希望。然而,污染物的轉(zhuǎn)化效率仍然需要深入的研究工作。變速箱和傳動(dòng)系統(tǒng)源于對(duì)減少二氧化碳排放量的要求,加上市場(chǎng)對(duì)最佳操控性的追求,

27、將會(huì)在歐洲變速器市場(chǎng)引起一場(chǎng)重大變化。傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器將不大可能獲得更大的市場(chǎng)份額,由于其燃油經(jīng)濟(jì)性上的不足,雖然通過(guò)液力變矩器鎖和6個(gè)或更多的傳動(dòng)比可以減輕這種影響。連續(xù)或無(wú)級(jí)可變類(lèi)型(cvt,ivt)提供了更好的工作效率,尤其為大排量發(fā)動(dòng)機(jī)。自動(dòng)化變速器(手自一體,amt),提供了顯著的燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)(一般為5),但仍將保留換檔時(shí)扭矩中斷的駕駛感覺(jué),其改進(jìn)正在進(jìn)行中,以避免這一缺點(diǎn)。其市場(chǎng)滲透將顯著的,但僅限于小型車(chē)輛。雙離合變速器(dct)幾乎具有同樣多的優(yōu)勢(shì),但在大多數(shù)情況下可以無(wú)縫換檔。如果能證明大批量制造的成本具有競(jìng)爭(zhēng)力,那么這項(xiàng)技術(shù)可以達(dá)到非常顯著的市場(chǎng)滲透力。在這段時(shí)間框架內(nèi),

28、四輪驅(qū)動(dòng)的普及程度將繼續(xù)增加,特別是以生活方式為導(dǎo)向的基于前輪驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的車(chē)輛。高檔汽車(chē)將越來(lái)越多地采用尖端復(fù)雜的技術(shù),以安全地方式來(lái)分配車(chē)輪之間的驅(qū)動(dòng)扭矩?;旌蟿?dòng)力和輔助動(dòng)力裝置 隨著車(chē)載電力需求的增加,加上對(duì)提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率的追求,由此產(chǎn)生了對(duì)混合電動(dòng)技術(shù)和輔助動(dòng)力裝置的需要?;旌蟿?dòng)力系統(tǒng),集成了啟動(dòng)發(fā)電機(jī)和42伏的電路網(wǎng),并結(jié)合小型化的發(fā)動(dòng)機(jī),尤其在城市交通中,它被認(rèn)定是減少燃油消耗和排放的普遍措施。這種通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉和制動(dòng)能量回收和利用電動(dòng)機(jī)來(lái)協(xié)助裝有小型發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛啟動(dòng)的“輕度混合動(dòng)力”技術(shù)的運(yùn)用帶來(lái)了良好的燃油節(jié)能潛力。成本、重量、可靠性和日益增加的復(fù)雜性都被認(rèn)為是這項(xiàng)技術(shù)的障礙

29、和困難。我們必須在電機(jī)、起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)的集成、控制系統(tǒng)和減輕重量方面上做研究。盡管如此,混合動(dòng)力技術(shù)與電動(dòng)單元的共存要求傳統(tǒng)的車(chē)輛動(dòng)力總成做出巨大的變化。新的變速箱、離合器和大電機(jī)是必要的,連同高功率電池,盡管它仍然非常昂貴且發(fā)展不夠充分。我們需要在混合動(dòng)力系統(tǒng)的零部件上做研究,如新的變速箱、電動(dòng)馬達(dá)和電池。此外,所有零部件的集成和控制也是一個(gè)重要的問(wèn)題。考慮到其他的復(fù)雜性和零部件,與傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)相比,混合動(dòng)力汽車(chē)將只能逐步地滲透市場(chǎng)。  特別是必須考慮到成本/燃油排放節(jié)省的比率。另一條不同的途徑,通常可以避免許多與電池及電能儲(chǔ)存相關(guān)的問(wèn)題,是使用小型的、高效輔助動(dòng)力裝置(apus)提

30、供基本的動(dòng)力需求,同時(shí)由一個(gè)主內(nèi)燃機(jī)引擎提供高功率作為補(bǔ)充。燃料電池或內(nèi)燃機(jī)(也許是新型直列或轉(zhuǎn)子型)適合用作輔助動(dòng)力單元。作為輔助動(dòng)力裝置的燃料電池系統(tǒng)需要在成本、重量和體積上有顯著降低,包括反應(yīng)堆本身、燃料、空氣供應(yīng)系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。關(guān)于液體燃料或可行性氫氣存儲(chǔ)的重整改良是必需的。改良裝置增加了燃料電池系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。汽油和柴油的改良處在一個(gè)非常早期的技術(shù)階段,需要大量的研究,以保證車(chē)輛在瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的氫的生成。2020年以后的技術(shù)愿景帶有一些高度變化的子系統(tǒng),在精密的動(dòng)力總成管理系統(tǒng)控制下,繼續(xù)結(jié)合利用改進(jìn)的、部分資源可再生的燃料,這樣“多樣化”燃燒的內(nèi)燃機(jī)的存在將是可能的。柴油均質(zhì)充

31、分壓燃(hcci)和汽油控制自動(dòng)點(diǎn)火(cai)的燃燒過(guò)程,二者有許多相似之處,可能會(huì)融合燃料特性成為一種“復(fù)合燃燒系統(tǒng)”。結(jié)合改進(jìn)的后處理技術(shù),“零影響”排放水平將可以實(shí)現(xiàn)。結(jié)合先進(jìn)變速器的高效率和靈活性(可能雙離合器或無(wú)級(jí)變速型),汽車(chē)動(dòng)力總成的能源消耗將進(jìn)一步降低。加上新材料和新的設(shè)計(jì)規(guī)則的出現(xiàn),功率達(dá)到150千瓦/升的汽油機(jī)和75千瓦/升的柴油發(fā)動(dòng)機(jī),這樣一種特殊的引擎是值得期待的。到2020年后,電動(dòng)混合可能是司空見(jiàn)慣的,即是一個(gè)高效率的推動(dòng)者也是總線系統(tǒng)需要額外動(dòng)力的提供者。我們需要在儲(chǔ)能技術(shù)上的顯著提高和可能性突破,以此克服存在的嚴(yán)重障礙,倘若研究工作在這其間得到應(yīng)有的支持。這樣,

32、如果有更多的無(wú)co2產(chǎn)生的電能存在,來(lái)自可再生能源或核能源,那么電池電動(dòng)車(chē)輛就必須重新討論。純電池汽車(chē)已經(jīng)在小范圍內(nèi)應(yīng)用,并已被研究了數(shù)十年。主要的研究領(lǐng)域當(dāng)然是電池,而它必須考慮能量和功率密度的提高,以及可靠性和降低成本。電動(dòng)動(dòng)力總成本身是全新的東西,如何更具成本效益和用節(jié)省材料的生產(chǎn)方法來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)是一個(gè)問(wèn)題。以氫燃料運(yùn)行的電池車(chē)的優(yōu)勢(shì)是真正的零排放汽車(chē)。從技術(shù)角度,可以將其視為電動(dòng)車(chē),它的“電池”被燃料電池替代或填補(bǔ)。在許多應(yīng)用中的一個(gè)次要功能是,傳統(tǒng)電池還要用來(lái)啟動(dòng)車(chē)輛和維持空調(diào)。燃料電池堆在部分負(fù)荷時(shí)顯示出最好的效率,這將有利于在城市內(nèi)駕駛。堆棧只是燃料電池動(dòng)力傳動(dòng)效率的一部分還要考

33、慮到空氣系統(tǒng)、熱管理、駕駛室內(nèi)加熱/冷卻、冷啟動(dòng)(freezing of combustion water in the cell)、電機(jī)和電力轉(zhuǎn)換器,這些會(huì)減少整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率。在此之上,效率轉(zhuǎn)化器(如果使用)和罐裝燃料的生產(chǎn)效率是必須考慮的。綜合這些因素,在所有最好的內(nèi)燃機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)中,目前使用非可再生氫氣的燃料電池車(chē)輛不能提供出有利于車(chē)輪效率(well to wheels)的改進(jìn)。由于燃料電池技術(shù)相對(duì)較新,高端的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的努力是必須的,以降低生產(chǎn)成本,提高整個(gè)能源使用效率和減少體積和重量。為了克服這些問(wèn)題,在棧堆和燃料儲(chǔ)存技術(shù)上的真正突破是必要的。燃料電池汽車(chē)的市場(chǎng)機(jī)會(huì) 一般

34、比幾年前預(yù)期的要悲觀,它將主要在小范圍內(nèi)應(yīng)用,甚至2020年以后的一段時(shí)期。有關(guān)動(dòng)力總成技術(shù)發(fā)現(xiàn)的總結(jié):2020年以后,集成內(nèi)燃機(jī)(ic-engine)將是動(dòng)力總成的主力;具有復(fù)合燃燒系統(tǒng)的集成內(nèi)燃機(jī)(ic-engine)將進(jìn)入市場(chǎng);完全可變發(fā)動(dòng)機(jī)概念及其控制,將是發(fā)展的趨勢(shì);具有先進(jìn)控制和系統(tǒng)集成的混合(內(nèi)燃機(jī))車(chē)輛將滲透市場(chǎng);燃料電池汽車(chē)的應(yīng)用將從apu(輔助動(dòng)力單元)開(kāi)始,然后發(fā)展到原動(dòng)力應(yīng)用。主被動(dòng)安全:目標(biāo)和突出的技術(shù)難點(diǎn)被動(dòng)安全:盡管車(chē)輛安全在過(guò)去的25年里取得了顯著改善,但目前死亡和受傷的數(shù)目再加上所有相關(guān)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)成本,仍然被視為是不可接受的。一種可行的“最高安全車(chē)輛”需要我

35、們研究。對(duì)兒童安全運(yùn)輸?shù)男路椒ㄐ枰^續(xù)發(fā)展,行李/物品系統(tǒng)的自動(dòng)約束也是如此。在汽車(chē)安全領(lǐng)域的一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)是向更小更輕、更省油,以及因環(huán)境因素推測(cè)出電動(dòng)或混合動(dòng)力車(chē)輛使用增多發(fā)展的這種趨勢(shì)。各種技術(shù)的最佳組合要求能提供給輕型車(chē)輛里的乘客類(lèi)似傳統(tǒng)汽車(chē)的保護(hù)水平。提高被動(dòng)安全方面總的策略是碰撞條件的影響,例如通過(guò)改善環(huán)境(如可變形導(dǎo)軌),提高車(chē)輛耐撞性(如能量吸收),改變?nèi)说臎_擊運(yùn)動(dòng)(如安全帶)。新的安全概念,如所謂的“智能的”約束系統(tǒng),能適應(yīng)實(shí)際發(fā)生的事故情況和特定乘員,與目前的約束系統(tǒng)相比應(yīng)能夠更好地保護(hù)汽車(chē)乘員。這些系統(tǒng)需要在汽車(chē)傳感器上獲得信息,并能夠智能的控制約束力量水平以及如何施加到

36、乘員身上。進(jìn)行深入研究的先決條件是全面有效的事故統(tǒng)計(jì)和調(diào)查(如建立國(guó)際事故數(shù)據(jù)庫(kù))。除了這些技術(shù),能夠顯著改善道路安全的方法就是對(duì)駕駛員進(jìn)行教育和培訓(xùn)的發(fā)展計(jì)劃。主動(dòng)安全: 主動(dòng)安全包含眾多領(lǐng)域,從前碰預(yù)警和預(yù)防到碰后緊急救援管理。主動(dòng)安全作為產(chǎn)品技術(shù)還處于一個(gè)起步階段,將對(duì)道路交通意外中的傷害產(chǎn)生巨大的潛在影響,既對(duì)乘員、行人,也對(duì)第三方。最終的目標(biāo),常常被看作是一種“防事故車(chē)輛”,當(dāng)需要躲避災(zāi)禍時(shí),它可以告知處在危險(xiǎn)和干擾中的司機(jī)。與此主題相關(guān)的是“駕駛員支持”的問(wèn)題。這又是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,從簡(jiǎn)單的預(yù)備信息(導(dǎo)航,路徑規(guī)劃,避免交通堵塞)開(kāi)始,然后是協(xié)助或從駕駛員手中接管操作(智能巡航控制

37、、車(chē)道跟蹤、公路列隊(duì)、并最終完全自主駕駛),一個(gè)極具吸引力的命題,但面臨著公眾接受和法律問(wèn)題這樣的主要障礙需要克服。短期研究的需要(2010年)一般是旨在使第一代主動(dòng)安全技術(shù)穩(wěn)定成熟、價(jià)格合理和可取的。中期(2020年)需要是旨在引入可取的和能負(fù)擔(dān)得起的帶有高度集成車(chē)載智能的部分具有自我管理的車(chē)輛。對(duì)于長(zhǎng)期(2030后)的重點(diǎn)是成功地過(guò)渡到完全自治系統(tǒng)。因此,處于設(shè)想期間的研究課題將是:自適應(yīng)被動(dòng)安全系統(tǒng),以確保所有類(lèi)型車(chē)輛乘客的安全;主動(dòng)安全和智能車(chē)輛系統(tǒng)傳感、處理、網(wǎng)絡(luò);道路-車(chē)輛的互感;先進(jìn)的駕駛輔助;總線技術(shù),使自動(dòng)駕駛。內(nèi)外部噪音:目標(biāo)和突出的技術(shù)難點(diǎn)在降噪方面,furore只注重車(chē)

38、輛技術(shù)而不是全面的整體分析(包括基礎(chǔ)設(shè)施、景觀規(guī)劃,交通管理等)。降低外部噪聲的主要技術(shù)必須反映降噪主題的優(yōu)先排名:輪胎、引擎、排氣和進(jìn)氣系統(tǒng)以及車(chē)輛的行駛狀況。對(duì)于靜音輪胎的進(jìn)一步發(fā)展來(lái)說(shuō),對(duì)噪音的產(chǎn)生機(jī)制有更深入的了解是必需的,盡管在這一領(lǐng)域有已有的知識(shí)和正在進(jìn)行的研究活動(dòng)。為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音,一種方法是將發(fā)動(dòng)機(jī)(和變速箱)本身或車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙完整密封。在這兩種情況下,先進(jìn)的、成熟的對(duì)封裝體的熱量控制,克服任何熱平衡問(wèn)題是必須考慮的。在臨界運(yùn)行條件下,如冷啟動(dòng)和熱車(chē)階段、低怠速、部分負(fù)荷條件和高負(fù)荷加速,我們還需要進(jìn)一步的研究以改善燃燒噪聲的控制。 車(chē)輛外部噪聲的領(lǐng)域內(nèi),進(jìn)排氣系統(tǒng)的管口

39、排放噪音,適合主動(dòng)有源噪聲控制的應(yīng)用,它也可能適用于輪胎噪音。然而,在這一領(lǐng)域可以提供高效、可靠、可生產(chǎn)的和低成本解決方案的技術(shù)還有待繼續(xù)開(kāi)發(fā)。同樣的,可用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱及其他汽車(chē)零部件等承載結(jié)構(gòu)的高阻尼材料,和為了優(yōu)化和低噪運(yùn)行的可替代動(dòng)力系統(tǒng)(不含內(nèi)燃機(jī))和動(dòng)力傳動(dòng)智能管理同樣也有待繼續(xù)開(kāi)發(fā)。仿真技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,必須成為未來(lái)研究活動(dòng)的一部分,以便更精確地模擬物理過(guò)程,并增加預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)于整車(chē)和相關(guān)的噪聲源的噪聲排放行為以及個(gè)別車(chē)輛部件的噪音和振動(dòng)行為,我們需要改進(jìn)的模擬仿真方法。研究活動(dòng)必須繼續(xù)以便開(kāi)發(fā)新的或改進(jìn)車(chē)輛噪音輻射的測(cè)試方法,這能以比現(xiàn)行方法更好的方式反映實(shí)際的交通狀

40、況。 道路車(chē)輛的車(chē)內(nèi)噪聲(和振動(dòng))問(wèn)題,是很不同于外部噪音的,由于其主要驅(qū)動(dòng)力不是來(lái)自立法,而是來(lái)自客戶和制造商的要求這個(gè)意義上說(shuō)。車(chē)內(nèi)噪聲方面不能獨(dú)立于其他重要的車(chē)輛性能來(lái)看待,如被動(dòng)安全、車(chē)輛的操控性、油耗、熱舒適性、耐用性、通訊和娛樂(lè)等。有了這些性能參數(shù),這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)要求的沖突。車(chē)內(nèi)噪聲的主要來(lái)源是燃燒、滾動(dòng)和空氣動(dòng)力噪音。被動(dòng)降噪涉及的許多解決方法已在外部噪聲方面討論過(guò),如本底噪聲屏蔽、先進(jìn)的底座懸置和創(chuàng)新型高阻尼低重量材料,靜音輪胎等。不過(guò),僅僅通過(guò)使用這類(lèi)材料的解決方案要取得重大突破這將是困難的,尤其是在“品牌”層次的聲音設(shè)計(jì)上。 主動(dòng)降噪技術(shù)進(jìn)行研究和發(fā)展已超過(guò)十年,但到目前為

41、止,在車(chē)輛設(shè)計(jì)上的成功應(yīng)用仍然非常有限。材料層次上取得的進(jìn)步,為實(shí)現(xiàn)低成本、高性能和可靠的傳動(dòng)方案,甚至將結(jié)構(gòu)材料集成到智能元件中,都是具有很大潛力的。特別是這里提到的輕量化設(shè)計(jì)、主動(dòng)控制可能是實(shí)現(xiàn)可接受的噪音行為的唯一解決方案。考慮到聲“品牌”,有源噪聲控制提供了一個(gè)直接的解決方案,使得可調(diào)目標(biāo)功能得以實(shí)現(xiàn)。在少于18或24個(gè)月這樣一個(gè)設(shè)計(jì)周期里實(shí)現(xiàn)我們所需要的性能的真正挑戰(zhàn),需要在最初設(shè)計(jì)階段的嚴(yán)格的工程化性能的前處理和一個(gè)聯(lián)系到多學(xué)科的最優(yōu)化,這在所要求的精度和速度上還是不大可能的??傊?,最重要的研究領(lǐng)域?qū)⑹牵喊察o的輪胎,路面/輪胎互動(dòng)感應(yīng)新的阻尼材料有源噪聲控制交通噪聲控制的整體解決辦

42、法車(chē)輛結(jié)構(gòu):目標(biāo)和突出的技術(shù)難點(diǎn)由于增加了不少舒適性和安全性方面設(shè)備,近幾年車(chē)輛重量有所增加,將來(lái)輕量化將成為最重要的議題之一。所有研究都顯示出車(chē)重與油耗之間有直接聯(lián)系。降低車(chē)重,無(wú)論在零部件上還是整體上都是一項(xiàng)確實(shí)地累積措施并且總是有利的。輕量化設(shè)計(jì)可以通過(guò)集中在材料使用和車(chē)輛構(gòu)架這些不同方法上來(lái)達(dá)到。這里我們談到的可能性必須由全盤(pán)的視角來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)。所以車(chē)架和殼體結(jié)構(gòu)的不同復(fù)合材料的應(yīng)用,如鋼材、鋁和塑料,這是需要評(píng)估的,將所有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)考慮在內(nèi)。這意味著除了技術(shù)實(shí)現(xiàn)外,生命周期分析也必須考慮。主要的技術(shù)領(lǐng)域是實(shí)現(xiàn)更小的和更靈活的車(chē)輛概念,所有車(chē)輛裝備可能的小型化,同時(shí)用來(lái)優(yōu)化裝配和重量的不

43、帶機(jī)械裝置的總線系統(tǒng)(x-by-wire),用以支持車(chē)身模態(tài)和復(fù)合材料設(shè)計(jì)的連接和接合技術(shù),和支持高度模塊化的車(chē)架結(jié)構(gòu)。此外,在設(shè)計(jì)過(guò)程的早期階段就需要考慮再循環(huán)和改善分解等所有必要的技術(shù)。對(duì)汽車(chē)撕碎的殘?jiān)暮筇幚?,不同材料?lèi)型的妥善分離,回收材料的質(zhì)量檢驗(yàn)(參照新材料的特性)都是大問(wèn)題。決策者們意識(shí)到這樣一個(gè)矛盾是非常重要的: 用高性能材料來(lái)減少汽車(chē)重量的需求,這些高性能材料往往不容易回收 和在標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛上期望達(dá)到的回收限額,這兩者之間的矛盾。進(jìn)一步的先決條件是,在車(chē)輛安全性上的妥協(xié)折衷都是不允許的??偨Y(jié),車(chē)輛結(jié)構(gòu)中最重要的研究領(lǐng)域是: 輕量化概念車(chē) 先進(jìn)的混合材料車(chē)輛結(jié)構(gòu) 新改進(jìn)的回收方法結(jié)

44、論道路運(yùn)輸技術(shù)歷來(lái)遵循一個(gè)循序漸進(jìn)的路線,由許多小的步驟結(jié)合起來(lái),在可靠性、安全性、舒適性、性能和對(duì)環(huán)境影響方面,取得了顯著和卓越的進(jìn)步。這項(xiàng)研究得出結(jié)論認(rèn)為,這種循序漸進(jìn)的途徑,通過(guò)戰(zhàn)略性重點(diǎn)研究推動(dòng)了“快車(chē)道”的步伐,使得滿足2020年及以后的挑戰(zhàn)處在有利位置。在2020年及以后,我們將增加多種不同的推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù),但內(nèi)燃機(jī)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。最重要的,獨(dú)立于推進(jìn)系統(tǒng)或燃料的未來(lái)情景之外的其它環(huán)節(jié)盡可能的節(jié)約能源也是必備的。 基于內(nèi)燃機(jī)和傳統(tǒng)燃料的動(dòng)力總成技術(shù)上的充足的科研投入,保證了歐洲汽車(chē)業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)力,并減少對(duì)能源的依賴(lài)和改善環(huán)境。全新技術(shù)的研究,必然附加地促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和能源安

45、全。除了所需要的技術(shù)研究,只有在生產(chǎn)、分配和存儲(chǔ)等方面的改進(jìn),才能使得基于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的燃料電池和氫成為有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇。整車(chē)重量對(duì)于燃油消耗和安全的問(wèn)題是至關(guān)重要的。對(duì)新材料和生產(chǎn)工藝,包括回收利用技術(shù)的深入研究是必要的。 主動(dòng)和被動(dòng)安全顯示出極大的研究潛力,需要以結(jié)合的方式提供最好的結(jié)果。這同樣適用于噪音:未來(lái)汽車(chē)技術(shù)的重點(diǎn)集中在路面/輪胎相互作用、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣和進(jìn)氣系統(tǒng)和車(chē)輛的行駛條件。先進(jìn)的仿真技術(shù)是必要的,用來(lái)建立基本詳細(xì)的知識(shí),以便更精確地模擬物理過(guò)程,并增加預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 一個(gè)全面的系統(tǒng)的方法,集中了關(guān)注的利益相關(guān)者(基礎(chǔ)設(shè)施、汽車(chē)制造商、研究機(jī)構(gòu)等)和有關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域(材料、電

46、子、信息通訊等),將帶來(lái)卓越的技術(shù)進(jìn)步。特殊技術(shù)和共性技術(shù),以及開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)的整合,將帶來(lái)更好、更快、更便宜的研究成果,最終,關(guān)鍵性的加強(qiáng)是歐洲公路運(yùn)輸部門(mén)的可持續(xù)發(fā)展。總結(jié): 在內(nèi)燃機(jī)和傳統(tǒng)燃料基礎(chǔ)上的動(dòng)力總成技術(shù)演進(jìn)方面的研究投資是必要的,從而保證歐洲汽車(chē)行業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)減少能源的依賴(lài)和改善環(huán)境。 在全新技術(shù)的研究上,必須具有額外的促進(jìn)環(huán)境和能源安全的可持續(xù)進(jìn)步。 減少能源消耗措施的重要性,需要被高度重視,獨(dú)立于未來(lái)推進(jìn)系統(tǒng)或燃料預(yù)想設(shè)定。 一個(gè)全面的系統(tǒng)方法,結(jié)合特殊的和共性技術(shù),以及開(kāi)發(fā)工具及平臺(tái),將帶來(lái)更好、更快、更便宜的研究成果。2 介紹2.1 furore的背景在未來(lái)30

47、至50年內(nèi)個(gè)人交通仍將是歐洲地面運(yùn)輸?shù)闹饕е山?jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)和歐洲共同體的擴(kuò)大可以預(yù)見(jiàn),個(gè)人流動(dòng)將進(jìn)一步增加。人口流動(dòng)在生活質(zhì)量的評(píng)價(jià)中占有很突出的地位并已經(jīng)成為一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要。然而,一個(gè)更為便捷的個(gè)人流動(dòng)和組織運(yùn)輸需要被提及,這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)平衡的運(yùn)輸模式。為了彌補(bǔ)個(gè)人道路交通的增加,對(duì)環(huán)境,能源資源,以及個(gè)人健康和安全的負(fù)面影響,一種對(duì)未來(lái)汽車(chē)的綜合研究的方法是至關(guān)重要的。車(chē)輛和燃料的新技術(shù)的引進(jìn),將減少對(duì)環(huán)境的的關(guān)注。歐盟委員會(huì)的責(zé)任就是鼓勵(lì)和支持研究開(kāi)發(fā)更有效的,少污染和安全的車(chē)輛。完成這個(gè)的最重要的依據(jù)是rtd的歐洲框架計(jì)劃。以一個(gè)敏感的方式指導(dǎo)對(duì)未來(lái)社會(huì)需要的研究,需要對(duì)那些能引

48、進(jìn)或者阻止新公路技術(shù)引進(jìn)的很多因素有很好的理解。立法和政策制定者需要不同的獨(dú)立的信息來(lái)源,使他們可以概括可能是由新技術(shù)的引進(jìn)引起全球環(huán)境變化。一項(xiàng)新技術(shù)的突破需要許多有利的因素,一個(gè)發(fā)展進(jìn)化也比任何一個(gè)革命性的方式更有機(jī)會(huì)。必須的基礎(chǔ)設(shè)施和其他實(shí)質(zhì)方面有時(shí)很少關(guān)心到。另一方面完全新技術(shù)的時(shí)機(jī)決不能被低估并且非常有必要對(duì)使目標(biāo)明確的不同的可能的方法開(kāi)放,即使他們是非常有抱負(fù)和危險(xiǎn)的。所以這樣的結(jié)果需要在研究開(kāi)發(fā)中有充分的投入。在歐洲共同體環(huán)境下,這些技術(shù)對(duì)環(huán)境經(jīng)濟(jì)和社會(huì)情況有可持續(xù)改善的潛力,因此,在規(guī)劃過(guò)程中上要考慮周全。公路運(yùn)輸研究將在實(shí)現(xiàn)到2010年的歐洲委員會(huì)研究政策兩個(gè)最為雄心勃勃的目

49、標(biāo)上起到重大作用,分別是增加研發(fā)投入占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的3,和把歐洲建成世界上最有競(jìng)爭(zhēng)力和動(dòng)態(tài)的以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域。2.2 furore的技術(shù)研發(fā)路線圖的目標(biāo)和范圍furore技術(shù)路線圖是由earpa-歐洲汽車(chē)研究合作伙伴協(xié)會(huì)發(fā)起和由歐洲聯(lián)盟委員會(huì)/ dg研究資助的第五框架計(jì)劃。furore研究網(wǎng)絡(luò)成員的本質(zhì)是對(duì)未來(lái)技術(shù)有獨(dú)特的見(jiàn)解。通過(guò)聯(lián)合自主研發(fā)的核心團(tuán)隊(duì),并與來(lái)自大學(xué),國(guó)家科研機(jī)構(gòu),零部件供應(yīng)商和汽車(chē)制造商(所有這些目前正在參與歐盟框架計(jì)劃)相聯(lián)合,一個(gè)獨(dú)立的現(xiàn)實(shí)的未來(lái)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。汽車(chē)研發(fā)今天已變得更加國(guó)際化,研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和工業(yè)界內(nèi)部及相互之間協(xié)同努力?,F(xiàn)在的研究路線圖就是

50、一個(gè)證明,加強(qiáng)研究機(jī)構(gòu)之間的戰(zhàn)略合作是可能的。這些研究網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)和重點(diǎn)活動(dòng)能夠執(zhí)行,并且側(cè)重點(diǎn)不同的組織之間可以協(xié)同運(yùn)作。除了這一技術(shù)路線圖,furore網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是建立一個(gè)歐洲汽車(chē)行業(yè)綜合的,長(zhǎng)期的研究策略,這是基于起主導(dǎo)作用的工程公司,rtd組織和大學(xué)的觀點(diǎn),并應(yīng)配合以產(chǎn)品為導(dǎo)向的oem方案。顯然,未來(lái)的道路車(chē)輛將會(huì)使一系列技術(shù)結(jié)合起來(lái),但在考慮不確定的社會(huì)和環(huán)境條件基礎(chǔ)上,該研究試圖回答如何和遵循什么樣的技術(shù)路線來(lái)解決社會(huì)面臨的能源消耗、排放和安全性帶來(lái)的問(wèn)題和沖突,以滿足未來(lái)流動(dòng)性的需要。2.3 方法和局限furore的汽車(chē)研發(fā)技術(shù)路線圖的范圍是鞏固專(zhuān)業(yè)知識(shí)和通過(guò)專(zhuān)門(mén)的研討會(huì)得到的科研

51、組織的意見(jiàn),由furore投票調(diào)查對(duì)為未來(lái)的運(yùn)輸方案和系統(tǒng)做全面的文獻(xiàn)分析。研究的主題是:能源和燃料(包括常規(guī)和替代燃料),動(dòng)力總成技術(shù)(今天和未來(lái)系統(tǒng)以及排放及后處理),和整車(chē)方面(包括車(chē)輛結(jié)構(gòu),安全性和噪聲)。根據(jù)目前的技術(shù)狀態(tài),直到2020年的研發(fā)趨勢(shì)和2020年以后的技術(shù)愿景來(lái)對(duì)研究主題進(jìn)行分析。什么樣的潛在技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo),障礙和壁壘可能會(huì)妨礙潛在技術(shù)的引進(jìn),最終這些研究需要克服重大的技術(shù)障礙成功的實(shí)現(xiàn)2020年的目標(biāo),這些在一項(xiàng)報(bào)告里進(jìn)行了論述。不同車(chē)輛級(jí)別的劃分是一個(gè)正確的開(kāi)始。在歐洲共同體的15個(gè)國(guó)家,acea新登記車(chē)輛類(lèi)型數(shù)據(jù),下面的幾個(gè)類(lèi)型涵蓋了大部分歐洲汽車(chē)市場(chǎng):乘用

52、車(chē):13761894新注冊(cè)輕型商用車(chē)一直到3.5噸(包括小巴):1735106新注冊(cè)商用車(chē)輛超過(guò)3.5噸(包括巴士及教練):360130新注冊(cè)由于在很多論點(diǎn)問(wèn)題上重復(fù),所以在學(xué)術(shù)研究和討論會(huì)上堅(jiān)決依照以下兩種類(lèi)型車(chē)輛:1. 乘用車(chē)包括類(lèi)m1類(lèi);2. 卡車(chē)和公共汽車(chē),包括m2,m3,nx類(lèi)。摩托車(chē)未在上述被選類(lèi)型中,是因?yàn)槠滗N(xiāo)售量小并且使用頻率低。與在上面列出的車(chē)輛性能相比,其對(duì)環(huán)境的影響未被重視。汽車(chē)研發(fā)和工程專(zhuān)家研討會(huì) 文獻(xiàn)分析 投票履行權(quán)利與基礎(chǔ)研究科學(xué)家的討論 與oem討論 furore汽車(chē)技術(shù)研發(fā)路線與其他研發(fā)組織討論 與燃料工業(yè)討論 與供應(yīng)商討論圖 2.1 furore的信息源研究結(jié)

53、果由兩部分組成,其中戰(zhàn)略部分提供了概述和關(guān)鍵信息,技術(shù)部分通過(guò)對(duì)技術(shù)的描述和利弊的討論提供了研究背景。在技術(shù)部分中,研究者試圖將研究報(bào)告分為以下子章節(jié):l 其他已有研究成果或目前的技術(shù)狀態(tài)的描述l 2020年及以后,在一些特殊領(lǐng)域里的目標(biāo)需要實(shí)現(xiàn)l 可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的潛在技術(shù)l 可能阻礙潛在技術(shù)引進(jìn)的障礙l 需求調(diào)研需要克服的主要技術(shù)障礙因?yàn)槲磥?lái)是不可預(yù)知的,技術(shù)方案評(píng)估和在這樣的研究方式下尋找到自己的方式進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)是一個(gè)很棘手的問(wèn)題。非??隙ǖ氖悄壳笆袌?chǎng)的技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展并且現(xiàn)在的研究原型將會(huì)得到完善,比預(yù)期時(shí)間更快的引入這項(xiàng)研究。所有研究的參與者都已經(jīng)避免過(guò)分的樂(lè)觀。由此看來(lái),這項(xiàng)研究在某

54、些領(lǐng)域里仍然很保守,在上述假設(shè)下很謹(jǐn)慎。在未來(lái)的30年內(nèi),技術(shù)可能以不可預(yù)見(jiàn)的方式發(fā)生變化,因此,在五年,十年或更多年進(jìn)行這樣的研究可能看起來(lái)非常不同。這就需要在確定的時(shí)間內(nèi)定期更新。3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)在展望未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之前,讓我們先來(lái)了解兩方面內(nèi)容,一是目前技術(shù)發(fā)展的科技水平,二是未來(lái)推動(dòng)科技進(jìn)一步發(fā)展的影響因素,比如說(shuō)政府政策、購(gòu)買(mǎi)者或使用者的需求。furore應(yīng)當(dāng)著眼于制定一個(gè)2020年以及以后相關(guān)的宏偉發(fā)展規(guī)劃,當(dāng)然在實(shí)現(xiàn)之前需要一個(gè)健全、全面的技術(shù)了解。本章我們將基于大量的參考文獻(xiàn)(參考3.1-3.77)和對(duì)專(zhuān)家意見(jiàn)、觀點(diǎn)的調(diào)查分析,對(duì)2020年之前的發(fā)展愿景以及相關(guān)政策進(jìn)行闡述,

55、而furore 對(duì)2020年以后的研發(fā)目標(biāo)將參考于這些信息。3.1 當(dāng)前歐洲國(guó)家的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和政府政策概述3.1.1 歐洲政策對(duì)于道路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,歐洲政策是基于在2001年出版的英國(guó)白皮書(shū)2010歐洲道路運(yùn)輸政策:當(dāng)務(wù)之急,政策的制定者承認(rèn),一些地區(qū)很想率先做出改變,但是目前的發(fā)展現(xiàn)狀并不如意,白皮書(shū)的出版是制定長(zhǎng)遠(yuǎn)政策的第一步,它將主導(dǎo)未來(lái)30年可靠的運(yùn)輸系統(tǒng),提議政策中與furore相關(guān)的關(guān)鍵部分如下:l 平衡各種運(yùn)輸方式,包括重新改變鐵路運(yùn)輸,配合海運(yùn)和陸上水運(yùn)系統(tǒng),控制航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,提高陸運(yùn)的質(zhì)量和各個(gè)運(yùn)輸方式的有效銜接; l 作為改善全球變暖和能源危機(jī)的措施,到2020年應(yīng)引入公路運(yùn)輸總?cè)加?0%的新能源燃料。書(shū)中并沒(méi)有提到傳統(tǒng)燃油車(chē)輛的尾氣和co2排放的標(biāo)準(zhǔn),但是混合動(dòng)力汽車(chē)、壓縮天然氣燃料和氫燃料電池都被寄予厚望;l 到2010年每年道路運(yùn)輸事故的死亡總數(shù)應(yīng)當(dāng)減半,速度控制系統(tǒng)、主動(dòng)安全電子防護(hù)、車(chē)輛

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