未来的汽车小学生作文(精选14篇)
看着大人们开着汽车,是多么羡慕呀!多想自己也开一会儿汽车,可那明明是个白日梦!不过你不用担心。在现在,2023年,有一种新型汽车出现了。它是“全能汽车”!在这种汽车上,就是闭着眼睛也能开汽车!
在这种汽车上,有许多微型摄像头,他们录下路上的情况,输入到车内的电脑里。经过电脑的处理,汽车就能自己自动安全的行驶。在车上的电脑内,有着全国各地的地图。只要输入你要去的地方,车子就能把你送到你想去的地方。车内的方向盘只是个样子,不起作用。大人可以用来练习,小孩可以用来玩耍。
一、汽车可预测路况
未来的汽车将利用安装在十字路口的视频监控器预测路况。目前, 美国境内的许多城镇都计划配备这种装置。这些监视器会通过无线网络将数据传给你的汽车。远在48公里外, 它们就可以将视频图像传给你的仪表板。如果你未看到有行人正在穿过街道, 但这个视频系统会获知你所处的位置, 了解行人的情况, 并警告你提高注意力。功能类似于Google新开发的“街道视图”地图系统。视频监控器系统现已在旧金山、纽约等大城市派上用场。该装备可以呈现近乎每个街区360度的流动视频图像。尽管上述情景现在只能通过计算机才能实现, 但汽车的仪表板不久将收到类似的实时图像。
这一概念如今又向前推进了一步。工程师计划给汽车装上能分析这种视频输入的计算机处理器, 以预测交通中的异常情况。所以, 汽车不仅可警告你迎面挡路的障碍物, 它还将使用这一数据确认是否需要打开气囊, 或者在需要时自动接管方向盘的控制权。
二、汽车将与道路“对话”
拥有一辆能感知其他车辆存在的汽车不失为一件美事, 而拥有一辆能与道路“对话”进而知道路况的汽车更是每个人的梦想。为使这一梦想变成现实, 美国一些城市的市政府和汽车生产商正联合开发专用短程通信系统。车辆使用短程无线信号, 不仅可以彼此对话, 还可以与路上的所有基础设施“交流”。目前, 美国城市交通管理部门计划在主要十字路口和事故高发区安装专用短程通信系统。
作为回应, 大汽车生产商也将为他们的汽车提供专用短程通信系统支持。通信网络将监控汽车所行进的路段, 读取红绿灯信息以及交通标志传感器。在汽车和道路信息都被激活的状态下, 先前难以想象的安全措施将成为现实。例如, 届时救护车可以指挥下个路口的红绿灯从红变绿, 从而一路畅通无阻。
不过, 更为雄心勃勃的计划正在酝酿之中。据悉, 老式卫星可能被功能更强大的全球定位系统卫星取代。尽管现在太空中已有30个全球定位系统卫星, 工程师希望未来这一数字将达到50个。新系统可以追踪天气情况, 并建议改变路线。例如, 你在行驶途中可以避免遭遇堪萨斯州的龙卷风或法国大冰雹的袭击。
三、汽车“自理”能力增强
对汽车和司机而言, 沿路建立的无线网络, 将在未来把如今看上去不可能的事情变成可能。例如, 你即将经过一家维修站, 但在你距离其很远时, 无线网络就会向你车内的导航系统发送信号, 提前通知你该换油了。好事还在后面, 它可以做到“与时俱进”, 通过无线网络遥控你的汽车软件模块, 或检查其安全传感器的性能。
更令人激动的是, 以卫星为基础的无线动力系统将从太空为车辆充电。如何实现这种太空充电呢?卫星将从太空中收集太阳能, 随后将能量通过无线信号传输给这台车辆。其工作原理同无线计算机网络一样, 只是前者的信号将承载能量而非数据。
四、爱车变身迷你自动取款机
未来, 微处理器将被装到汽车的各个部分——从发动机控制阀调速系统到座椅控制。所以, 我们为什么不能将微处理器用于管理金融交易呢?美国的一些州已经提供了特殊的借记卡, 当你驾车通过收费站时, 从借记卡扣除的金额就会出现在挡风玻璃上。不过, 同未来汽车管理金融交易的高效相比, 这些略显原始。未来, 当你驱车来到麦当劳“得来速”餐厅时, 当地的Wi-Fi网络能通过加密无线信号同你的爱车交流。换言之, 在你点餐后, 汽车将自动完成付款的金融交易。
或许届时你爱车中的导航系统不仅仅只提供道路指示和安全警告, 功能还将扩展至像签名簿之类的东西。你可以在上面输入通关密码 (或使用指纹和视网膜扫描) , 作为电子签名。一旦这套系统构建完成, 将来你到麦当劳“得来速”餐厅消费时, 爱车就如同一台迷你自动取款机。当然, 这是否对你的预算是件好事, 尚需拭目以待。
五、汽车将会自动驾驶
未来的汽车拥有属于它自己的自动取款机, 并具备自我维护功能, 对许多工程师而言, 这只不过是冰山一角而已。那谁又是真正的“圣杯”呢?答案是非全自动无人驾驶汽车莫属。此方面取得显著成就的应属美国国防部高级研究规划局。该机构是美国国防部的一个下属机构, 旨在完善用来开发安全、自动化军用车辆的机器人技术。
2005年, 斯坦福机器人专家塞巴斯蒂安·特朗凭借其一款名为“斯坦利”的自动汽车, 赢得由美国国防部高级研究规划局所举办的挑战赛冠军。尽管此项比赛的宗旨是为了开发出可以保护士兵的装备, 不过特朗认为该技术的民用开发进程要比人们想象的速度快。他认为, 无人驾驶汽车每年或许可以挽救数千人的生命。
2007年6月, 为备战美国国防部高级研究规划局举办的“城市大挑战”, 特朗的新机器人跑车“Junior”完成了几圈试车。尽管“Junior”的速度从未超过时速24公里, 它却完成了三点U形转弯, 并成功通过一个十字路口。特朗距离开发出一款全自动汽车的目标又进了一步。
智能化汽车已现雏形
电脑技术、自动控制技术以及现代通信技术的结合,使汽车制造商多年来的宿愿有了初步的结果,最近,美国、日本和欧洲的车商陆续已将一批成熟的高科技用于汽车设计中,并先后在国际车展中亮相。美国加州国际汽车经济研究所的调查报告指出,下一个汽车销售高潮将从普及“智能化汽车”开始。
汽车制造商心目中未来的的汽车将是一种自动驾驶的汽车,能指导驾车者避开交通高峰地段和出事地段,同时提供丰富的网上信息和娱乐。当然,最重要的是保证汽车在行驶中具有更高的安全性以及适应形势需要的环保功能。调查报告列举了智能化汽车拥有的主要功能。
夜视功能:这种技术源于军用装备,20世纪80年代中期出现,至少已有10年以上实际应用历史。车上一个红外线摄像机帮助驾车者看到在前灯光线外的物体。以汽车、动物和行人所发出的热量而为电脑所识别。
音控技术:可以让驾车者对汽车发出语音指令,控制车内广播电台、电话和内部温度。今后数年内,语音激活功能将成为接入网络和其他各种自动服务的关键。
卫星电话系统:驾车者按一个键,就可以同他人通话。这一系统主要提供紧急救援服务,同现在的导航系统不同的是,它可以通过一个车内手机连接到24小时服务中心,由于有全球定位系统的辅助,接线员知道你目前确切的位置。预计,该系统将在2003年成为汽车的标准设备。
可调整踏板:驾车者可根据自己的身高和最合适的坐姿而调整脚控踏板,福特汽车公司今年1月已开始在其几种车型中提供可调整踏板。
车上网络系统:到今年4月,将至少有6家车商向市场提供可在车上上网的配套装置,你可以边开车边上网。美国通用汽车公司已在车上试用其Onstar系统,只要按一个键,说一声“启动”〔Onstar〕,系统便将一个手机拨号连接到伺服器上。然后你可以用语音指令要求播放天气预报、新闻、体育和交通状况,或者是电子邮件,电脑发出的声音为你将信息阅读出来。更令驾车者欢心的是,届时由于网络家电的大量普及,你可在车上指示家中的微波炉开始工作,一回到家里你便可饱餐一顿。
自动门:如果你丢了汽车钥匙,没关系,钥匙也许很快就会过时。美国Mercedes公司正在开发一种电子开关系统,能够在车主靠近车门的时候自动辨认对方。车主只要随身携带一张电子卡,将这一系统激活即可,当车主接触把手时,门可以自动开锁。
自动导航:该技术将很受驾车者欢迎,尤其是长途开车和外出旅行,你不必担心方向和路经,予先输入的指令将保证车子按最佳路线行驶。同时,自动控制系统将让你不必一直将脚放在踏板上,你可以舒服地靠在椅背上。该系统还通过雷达使汽车同前面的一辆车保持安全的距离,即使是有雾的天气也不会撞到前面的车辆。这样的系统已经开始出现在Mercedes和美洲豹在欧洲销售的豪华车上。
此外,未来的智能汽车将逐渐淘汰传统的石化燃料动力系统,而启用“绿色”能源。其中,电动汽车将广泛被消费者接受。美国的通用、福特,德国的大众、戴姆勒—克莱斯勒,日本的丰田、本田和日产,瑞典的沃尔沃和意大利的菲亚特等车商,都在积极研制可以利用无线电技术充电的小汽车,电能将被转化成特殊的激光束或微波束,通过天线接收,届时人们不必停车补充能源就可开车环游世界。
网络汽车将进入实用阶段
你可以想像,有一天你正驾车行驶在京沪高速公路上,突然汽车仪表板上跳出这样的一条信息:“操作系统致命错误:60438,你必须重新启动!”这时你该怎么办?阅读说明书?用移动电话通知救援中心?重启按钮究竟在什么地方?当然这只是往坏处想。不过,随着软件制造商争夺汽车仪表板空间的竞争日趋激烈,“操作系统”一词正在被赋予一种全新的含义。
1999年8月,通用汽车公司发布了“网络汽车”,其特点是司机坐在舒适的座椅上就可以通过声音上网。为今后将网络汽车推向用户市场,通用公司向开发出Java编程语言及相关操作环境的太阳公司求助。在一次新闻发布会上,美国太阳电脑系统公司首席执行官斯科特麦克尼利称自己“经常把汽车说成是一种带轮胎的Java浏览器”。这让十多位来自底特律的汽车公司主管人员大吃一惊。
虽然麦克尼里对汽车市场非常热衷,但太阳公司还是落在了老对手微软公司后面。微软公司研制的基于“视窗CE"的汽车电脑取代了传统的汽车音响。这种装在仪表板上、显示屏仅有五英寸的增强型电脑,可以播放CD,搜索无线电台,读取电子邮件,查找下一个约会地点并告诉你走哪条路最近。这种汽车电脑已经上市约一年。
尽管太阳和微软两家公司在个人计算机行业及商界大名鼎鼎,但在汽车工业方面还是初出茅庐的小字辈。名气比它们小得多的WindRiver系统公司已经向汽车制造商销售其重量轻、功能强劲的操作系统达几年之久。“普通汽车要安装50多个微处理器,”WindRiver公司创建人之一、现任公司董事会主席杰里菲德勒解释说。“它们会让你的汽车变得更可靠,更省油,更安全。”
与膝上型电脑操作系统不同的是,汽车上的系统必须百分之百可靠,因为它们控制汽车中许多重要的功能。随着每年新车型的推出,这种操作系统将变得更加普及。不过,WindRiver公司没有满足于控制汽车刹车系统。菲德勒预想将来会有这样一天,由WindRiver驱动的发动机计算机可以和由WindRiver驱动的仪表板计算机相互沟通。这样,汽车就会告诉你什么时候加油,最近的维修中心在哪里,为你确定约会并告诉你怎样到达约会地点。
买车的时候,你至少会有75种选择。比如,你将决定是向车上计算机发出方向的指令,还是直接跟客户服务代表讲话,他也可以给你同样的信息。两种技术现在都已经在探索,但都还处于初步开发阶段。
被称为OnStar的技术是通用汽车公司的按键式客户服务,它以9600波特的极慢速度收发信息,如果你不是在一个地方静等方向指令的话,这可能就有麻烦了。Clarion牌的汽车电脑和福特的Visteon声音识别器目前至少还会接错5%的指令。但是,作为第一代产品,这些型号仍然是良好的开端。专家们相信,最后,像导航科技(NavTech)这样的GPS导航系统会成为标准车上用品,它会问你到什么地方去,然后告诉汽车如何到达那里。再加上有朝一日有可能直接装到汽车制动闸上面的常速行驶控制器和路障检测器,你作为驾驶者的工作可能只是选一种音乐来听。
福特推出现代化概念车
忙碌的美国人花费很多的时间驾驶汽车往返于居住地和工作场所之间,购物、赴约或是看病。汽车制造商为了吸引更多的顾客,或是留住原有的顾客,特意设计汽车来满足那些几乎整天都坐在驾驶盘后面的人。最近,福特汽车公司和梅塔格家庭用品公司联合发展了一种“概念车”,设计研究把一些既方便又节省时间的家用设备安装在标准的家庭用“小型货车”,也叫做“小型面包车”里。福特汽车公司妇女市场和产品部经理林达李解释了那种叫做“风星牌”的汽车是如何诞生的。她说,和家庭用产品公司合作的想法和我们多年来的探讨和研究十分吻合。这就是产生和实现这一想法的开端。
这种家庭用小型货车配备有两个小型的电冰箱,车主可以把从超级市场购买到的需要冷藏的食品存放在里边,而继续干其他的事情,不必先回家把东西放好再出门。她说,其它的,还可能有一个干/湿两用的吸尘器,一个非常小的微波炉,一个非常小的洗衣/烘干联合机。此外,还可以选择一系列供文娱和休闲的用品,例如一个供后座用的电视屏幕、小型餐桌、人工垃圾压缩机、另一个垃圾桶以及其它供全家人外出时的需要东西。
不过,风星车并不是那种休闲用的旅行车,不是那种带有床铺、烧饭炉子和淋浴设备等专供比较长时间,一两个星期旅行用的车辆。林达李说,我们从来就没有取代休闲用旅行车的念头。这种类型的车是专门为那些比较活跃的家庭每天使用的。风星型已经在全国各地开始展销,获取公众的反应。福特公司下一步是进一步探讨消费者希望在车里安装些什么样的设备?什么样的福特车适合于安装什么样的设备?据悉,目前风星车的设计方案还可以包括休闲用越野车和其它类型的面包车。
如果福特和梅塔格的奋斗目标是对的,那么以后你再去维修车辆的时候,很可能对机械师说,请检查一下机油,看看车胎的气压,清除一下烘干机里的棉绒,并且看看冰箱里的牛奶是否还新鲜。什么稀奇古怪的事都可能出现。
以后怎样用车
从现在起20年后,从你汽车上发来的一个电子邮件可能将你唤醒:“今天的合用汽车该你当班了!”你出门朝汽车走去,发现合用伙伴们已经等在汽车那里准备出发了。你用钥匙打开车门,他们就挤进后座去。等你坐上驾驶座时,伙伴们早已下载了一份数字式音乐文件,在旅行用的播放屏幕上把最喜欢的电视节目放出来,启动空调,然后就开始在网上浏览新闻网址了。发动机是电气驱动的,毫无声息,你感不到一点震动。除开车上电脑机总开着以外,其它所有的系统都是自动开启的。车上电脑机接收你昨晚撰写的报告最新版本,这样,你在去办公室的路上可以检阅一遍。
未来,你将可以轻松自如地驾着漂亮的汽车在高速公路上飞驰。
你戴上安全带,松开手闸。汽车开始往后退,但突然间却停下来。打开车门,你发现邻家三岁的女孩在你的车旁跌倒。谢天谢地,多亏了你车上安装的“路障检测系统”!否则你永远也不可能看到她在那个地方,很容易从她身上辗过去!上路后,全球定位系统(GPS)提供一份彩色地图,路面上如有修路工作就闪红色,事故闪紫色,畅通无阻闪天蓝色。如果无意间开进交通堵塞地带,电脑机会很有礼貌地告诉你另外一条路线。如果车上有哪位错过了进早餐,电脑机会寻找一个汽车餐馆,那里不会排太长的队。
上了高速公路后,你往左边慢慢驶近“智能车道”——一条专用车道,汽车在这条车道上可以高达每小时160公里的速度前进,而且是一辆车挨一辆车,但移动速度很均匀,不像别的车道上拥挤着慢慢爬动的车流。附近控制交通的计算机通过互联网与你的汽车连接在一起,它会检查你的驾驶执照、保险和驾驶纪录,然后在“智能车道”里给你让出一个空位来。你开进车道,把你的出口号码告诉电脑,然后朝后一靠,放松下来。虽然你的车与今天的车看上去没有很大的差别,可是,它会比“火星探路者”的计算能力还要大。专家认为,上面提及的许多功能十到二十年後就有可能实现。
由于未来的汽车都与互联网的连接,因此没有人能够预测最后的结果会是什么样。也许是在车后座上,让孩子把那里当一个信息娱乐中心?或者是在前面父母坐的地方,一边眼睛看着前面的道路,一边把电子邮件大声读出来?也许两者都有!
今后,越来越多的国家会出现“智能车道”,上了这条车道后,驾驶就可以自动进行了。目前,这种技术已在日本和美国进行测试。今年秋季美国将在弗吉尼亚州,按计划将完成一条两英里长的真正高速公路和一个光纤数据收集网络的建设。
车道中间的磁带和为公路设置的外界线会在自动驾驶中提供帮助。“大约20年内,”弗吉尼亚技术大学的交通研究员雷培塞尔说,“就有可能在公路上出现一种特设车道,主要供带自动驾驶功能的汽车用。”这当然是好消息,因为如果我们想摆脱塞车问题,这可能是唯一的办法。
不必等太久,你将有可能告诉汽车你想听什么音乐,孩子们在车后座上玩电视游戏时,你可以读电子邮件,你可以从电脑或者某个人那里得到方向指示,如果你露出睡意,还可能得到汽车的立即提示。还有一件大好事:到晚上,你可以启动“夜视器”,这是一种热成像显示器,可以帮助你在黑暗中看得十倍清楚。
快到家时,唯一剩下来要做的事情,就是让你的汽车电脑,告诉前厅把灯打开,让烤炉开始准备晚餐。
参考:〔美〕《汽车新闻》2001.N.33;29
通信:无锡市中桥二村125号103室邮码214073刘林森
未来的汽车是一个简单的房子,里面会有一个遥控器,上面有几个按钮,你觉得饿了,按红色按钮,就有会一桌丰盛的午餐供你享用,如果你觉得有点渴,就按黄色按钮,一杯可口的果汁就出来了!
未来的汽车还可以在天空中自由地飞。如果堵车了,车上的自动传感器就会感应到,车顶上会有一个螺旋桨,两旁有一对翅膀,在螺旋桨的作用下车子慢慢地飞上了天空。
未来的汽车可以不用油,而是用电,如果有太阳的话,可以用太阳来充电,如果下雨的话,后面有一个风车,利用风车发电让车开动!
未来的汽车还会发出香味,春天有柠檬的香味,夏天有西瓜的香味,秋天有苹果的得味,冬天有梅花的香味。
未来的汽车的车盖和玻璃都是防热防紫外线的,所以你坐车里就不用为太热而发愁了。
这种车也很环保,有了这台车后,车主就不用付高昂的油价了。因为这辆车的后面有个芝麻大小的筒,你别看他小,只要一按,它就可以扩大十倍,然后只要扔进去一小袋的垃圾,就可以每天走十万公里,并能走十天。
这辆车的防盗功能很强,如果小偷来偷你的车,只要他做出任何违法的事,汽车旁就会出现一支机器手,牢牢的抓住他。然后通知车主和警察,直到你和警察来之后,车主发出指令让机器手松开,它就会根据车主的声音,让警察把他带走。除了这些功能,它还具有防弹、防爆等功能。
在路上,我正开着车,一辆大卡车从另一条道上插过来。“不好!要撞上去了!”我着急地说。我转念一想,对啊!我的车可以跳过去呀!于是,我按了一下红色按钮。这时,从汽车底部弹出了一个弹簧。我又按了一下按钮,忽然汽车一下子从大卡车前面跳了过去,这才脱离了危险。
我又继续向前开,开到了一个山脚下,我正想开过去时,一看,不好!原来,前几天下了一场倾盆大雨,雨水把山上的泥冲到路上,特别滑,根本开不过去。不过这并没有阻挡我的去路。因为我的车可以飞过去呀!于是,我又按了一下蓝色按钮。这时,从车身两侧一下子伸出了一双翅膀,然后向天空飞去了。
目前, 新能源汽车中技术较为成熟的混合动力车型, 价格是否能为消费者所接受?我国真的会迎来新能源汽车的广泛普及吗?业内汽车专家对新能源汽车的发展前景, 又持怎样的观点……伴随着新能源汽车一时间成为业界的焦点, 它所带来的问题也引起了人们的关注。
厂家:你方唱罢我登场
在国家发展和改革委员会今年第29号公告中所发布的第164批新车目录中, 一批混合动力和燃料电池动力等新能源车型榜上有名:其中包括上海大众帕萨特燃料电池轿车、一汽集团奔腾混合动力车和上海通用君越混合动力车, 此外还有东风、长安和北汽福田的4款混合动力客车。
“你方唱罢我登场”, 可谓目前各大汽车厂商在新能源汽车研发领域的真实写照。除了已经发布的各款新能源车型外, 无论是合资品牌, 还是自主品牌, 都在纷纷为下一阶段的发展计划储备力量。世界汽车巨头宝马公司除了拥有目前世界上实现零排放的氢动力技术外, 其混合动力车型SUVX6 Active Hybrid蓄势待发, 该车型的驱动模式与传统的混合动力车相比, 明显具有更高的行驶动力, 与纯粹的内燃机驱动相比又可降低最多20%的油耗;而在自主品牌方面, 吉利现正在抓紧研发超级混合动力车, 该车可能会在明年初投产。和同级别车型相比, 该超级混合动力车可以节能50%、减排70%;以手机电池大王身份进入汽车行业的比亚迪汽车, 在新能源汽车领域一直致力于电动汽车的研发。比亚迪F6双模电动车即将在深圳大批量生产并推向市场。
买主:望而生畏是价格
各大汽车厂商使出浑身解数, 用尽各种“噱头”力推新能源汽车, 以求把更多消费者的注意力吸引到自己身上来, 但市场终究是现实的, 也是充满着功利色彩的。尤其是目前国内汽车市场尚处于起步阶段, 更多消费者第一考虑的仍然是价格因素。买一辆混合动力车价格多少, 是否划算?这是跳入消费者脑海的第一问题。
相对于燃料电池车、氢能汽车的高昂成本, 混合动力汽车离消费者距离更近一些。以一辆混合动力车型与普通品牌车型作实际比较如下:假设一辆混合动力车型, 其在综合路况下的百公里油耗数是4.7L, 如果以此和一辆排量为1.6L、百公里油耗为9L的汽油车相比, 混合动力车型每行驶100公里可省油4.3L。取平均值来算, 一般而言一辆家庭用车每年行驶里程为2万公里, 现在的93#汽油价格已经上涨到每升6.05元 (截至本刊发稿时北京市场最新油价为每升6.3元) , 则这辆混合动力车型每年省下的油钱为5203元。如果10年行驶总里程达到20万公里的话, 省下的油钱为5.203万元。综上可以看到, 以目前国内1.6L各品牌车型的价格普遍在11万至14万元区间 (更有甚者售价10万元以下) , 和一辆30万元的混合动力车型相比, 油费上的这笔差价对于高昂的车价, 颇有些“小巫见大巫”的意味。
除了购买价格外, 汽车在使用过程中还会产生保养成本和维修成本。一旦发生故障, 新能源汽车如何进行维修?维修成本有多高?如果算上这并非“小头”的后期使用成本, 价格确实让买主望而生畏。
不仅如此, 有一个现象也很值得关注:那就是国内市场上的新能源汽车与海外市场相比, 价格有一定程度的上浮。同样一个品牌, 同样一款车型, 在国内市场上的定价要比投放于海外市场的价格上调较大幅度, 有时达到几十个百分点。
对此, 有业内专家指出, 这一现象的出现, 与各汽车厂商的全球战略规划有关。毕竟, 相比刚刚起步的国内市场而言, 各大汽车巨头公司肯定会将混合动力等新能源汽车的销售重心放在欧美市场, 那里才是厂家追逐市场份额与利润空间的“重中之重”。而在国内, 更多的厂家希冀以新能源概念车的推出, 大打节能环保的“绿色概念牌”, 培育潜在消费群体, 率先占领市场, 形成品牌效应是其最主要的战略目标, 销售业绩与市场占有率的考虑已在其次, 定价偏高就并不奇怪了。这一现象无形中在新能源汽车与消费者之间“添了堵”, 即使有意购买混合动力车的买主, 也可能就此“持币观望”。
能让买主得到多大程度的实际利益, 是各大厂商在国内推出新能源汽车后必须考虑的问题。人人都明白, 新能源汽车与城市环保、节能减排息息相关, 但很少会有消费者愿意为一款高价格、高成本的“概念车”买单。
专家:政策扶持很关键
对比发达国家成熟的汽车市场, 我国新能源汽车的普及之路还刚刚开始。
确实, 与国内新能源汽车并未完全深入人心的现实状况相比, 反观海外市场上的新能源汽车, 却是“虎虎有生气”。美国是混合动力车型选择最为丰富的国家, 同时也是混合动力车型最大的市场。据美国《纽约时报》网站报道, 美国消费者对经销商展厅中混合动力车的需求量持续增加, 甚至汽车制造商的生产速度已无法满足这一需求。据当地一位市场研究公司的行业分析员透露, 混合动力车可谓“一车难求”, 在10种销售最快的车型中, 有4种是混合动力车, 其中丰田的普锐斯最为抢手。据统计, 整个汽车行业在今年6月份的平均销售时间为57天, 而经销商在拿到一款混合动力车后4天基本就可以卖出去。不少汽车制造商正想尽办法, 以求增加一些受欢迎车型的产量, 例如, 福特汽车公司韦恩装配厂加班加点生产, 其他各大厂商也纷纷摩拳擦掌, 开足马力。毫无疑问, 混合动力车型成了如今并不算景气的美国汽车市场的一大亮点。
难道美国人天生就爱新能源汽车?他们为何会对混合动力车如此情有独钟?有业内专家指出, 汽油价格不断上涨是一大现实因素, 但更重要的是, 政府在政策上的扶持是最有效的“助推器”。比如, 在日本, 消费者购买一辆价值60万日元的混合动力汽车, 即可获得政府不菲的补贴;美国国会早在2005年就通过法案, 允许对购买混合动力车的消费者提供最高3600美元的税收减免。“他山之石, 可以攻玉。”目前, 国内已有不少汽车专家表示, 从我国当前新能源汽车的发展阶段来看, 政策扶持显得尤其关键。国内完全可以借鉴国外的成熟经验, 有效的政策扶持在一定程度上, 能成为新能源汽车市场普及的“强心剂”。诸如大幅度的购车补贴、买主可享受税收减免等优惠政策, 可在更大范围内吸引消费者的眼球, 新能源汽车的受欢迎程度肯定会由此不断升高。
这辆车的环保功能超强。它吃的全是清洁的能源。晴天,它可以把太阳光转化成动能;阴天,它则吸收二氧化碳,并把二氧化碳转换成动能,最后变成氧气从排气口排出。到那时,雾霾就会跟我们说“拜拜”了。油价飞速上涨,你也不用担心了。车里的空调能根据人的体温自动调节温度,夏天车内会很凉爽,冬天则很温暖。
可不要以为这辆车只能在陆地上行驶。它有神奇切换按钮,按下蓝色键,车子就会变成潜艇,让你潜入大海和鱼儿们玩个痛快;如果你想去地底探险,按下红色按钮,车头会冒出一个金刚钻,让你去地底挖美丽的钻石。
这辆车的功能多得不得了,我就不一一介绍了。如果你在路上看见了一台这么酷的车,可千万记得要招手,我一定会停下来,让你也好好体验一下的!
它可以把下水道里的沼气吸走,变为能量,然后再排出氧气。它的排气量非常少,每时每50公里才排出1毫升废气。它的表层有一种特殊的材料,在危急关头它就以隐身,从而脱离危险。
它还可以从废水中吸取成量,每加仑废水中能吸取50公里的成量。启动它就必须扫描你的虹膜,如果确认你的虹膜,就可以启动它,如果确认失败,你就会被打出车外。
我觉得它的重量可以再轻一点,功能可以再大一点。排气量可以再减少一点,最好可以让它不排出废气。
现在的汽车只能在陆地上行驶,安全性不高,容易发生事故。在未来的社会里,我希望我可以发明一种汽车,一种与众不同的汽车.
这辆汽车的能源主要是依靠太阳能。白天通过太阳提供的能源来使汽车发动行驶,夜晚利用月光来提供能源,这样不仅不会污染大自然,还可以循环利用能源,是一个免费的“天然加油站”。
这辆车的特殊之处就是和飞机一样有两个翅膀。现在的交通特别的拥挤,在遇到堵车的情况时,它会自动伸出翅膀,飞过堵车的地带,到达通常的地带。但是汽车不可以像飞机一样在空中飞行,如果那样的话,空中那个的飞行秩序可就乱套了。
这辆车子的安全性能很高。当你上车时它会自动检测你是否属于酒驾,如果酒精含量达到一定含量,汽车将不会启动,当遇到意外时,它会有个安全气囊弹出,保护身体的各个部位,并且会自动报警。
这辆汽车有特殊的防盗功能。开启爱车时需要指纹识别,如果你的`指纹不正确,它会留下你的图像并自动传给警察网络,这给小偷是一个很好的防范系统。
老年人使用这辆车它有自动导航系统,输入你想要去的目的地,它会自动驾驶带你去想去的任何地方。
我的這辆多功能汽车非常先进,功能多极了!它是一种新能源汽车,用的不是油,而是洗衣粉。它能把少量的洗衣粉转化成无数泡泡,你只要一踩油门,泡泡就会推着车走。当快碰到别的车辆时,它会迅速收集空气,然后一起发射出去,把别的车推得远远的。如果你饿了,可以点击一下车内的烤箱设备,蛋糕一秒就能烤好;如果你想开着这辆车飞到天空中去,可以按一下飞行按钮,这样,彩色的泡泡就会在天上驾一座泡泡桥,车就能开上去了。你还可以把车开到云上,然后开启收集模式,雪白的云就会自动飘到车的后备箱里,之后,云经过车里的特殊机器的处理变成比人间的棉花糖好吃十倍的棉花糖。我的這辆多功能汽车最大的特点还在后面呢。假如两国之间发生战争,那我会毫不犹豫地加入战斗,开着我的多功能汽车到战场,然后按一下变形按钮,“咔嚓”一声,汽车就先长出两条腿,再长出两只强壮的胳膊,接着又冒出一对眼睛。它的眼睛其实是枪口,可以发射一连串的子弹,它的车灯是炮弹,车门则是几个坚固的盾牌,所以我并不害怕敌人的进攻。
我相信,随着科技的发展,一定会有更多更先进的高科技产品问世,我的多功能汽车也会真的出现。
(指导老师:彭黎英)
中国汽车工业在连续经历了过去2年的爆发式增长之后, 其整体规模已经跃居世界第一。未来汽车业的可持续发展尽管与很多因素有关, 其中材料技术无疑占据重要地位, 汽车技术的进步在很大程度上取决于材料技术的进展。目前, 汽车上应用的材料可分成如下两大类。
a.结构材料:构造汽车零部件所用的材料。包括金属材料如钢铁材料、有色金属 (铜合金、铝合金、镁合金等) 、金属基复合材料等;非金属材料如塑料、橡胶、玻璃、涂料、粘接剂、非金属基复合材料等。
b.功能材料:在汽车工作过程中, 起特殊作用的材料。如传感器材料、电子材料、磁性材料、尾气后处理材料等。
本文主要涉及汽车结构材料, 根据北美2007年和2015年轻型车材料构成对比数据可以看出, 钢铁等传统材料在目前及今后相当长的时间内仍是汽车用材的主体。
2 汽车技术发展对材料的需求
在社会、经济、环境、法规和基础设施等因素的推动下, 未来汽车技术将向着节能、环保、安全、舒适的方向发展。在未来汽车技术发展进程中, 材料技术的重要作用和贡献度将日益显现。
2.1 汽车节能对新材料技术的需求
面临不可再生的石油资源, 各国政府颁布的汽车燃油耗标准越来越低。图1为美国政府在2010年4月初公布的汽车燃油经济性 (CAFE) 新标准, 规定美国2016年销售的轻型车平均燃油经济标准由2011年的8.6 L/100 km提升为6.6 L/100 km, 燃油经济性增幅约为30%。该法规的实施, 将对相关汽车生产设计产生重大影响。简单地把车辆尺寸变小已经难以满足新法规的要求, 为了达到发动机排量降低但不牺牲动力性能以满足新法规的目的, 除改进动力系统外, 汽车生产商需要应用一系列新材料、新技术, 采用更先进的与新材料相适应的制造工艺。
有助于提高燃料经济性的材料如下。
(1) 轻量化材料
能有效减轻汽车零部件自重的材料。
a.低密度材料:铝合金、镁合金、钛合金、塑料、复合材料。
b.高强度材料:高强度钢、高强度不锈钢、高强度铸铁。
据估计, 重型载货车自重减轻15%~20%, 燃料效率可提高2%~5%。采用高强度钢、铝合金、镁合金、塑料与复合材料等轻量化材料, 可显著减轻车身、底盘、发动机及其他零部件的自重。
(2) 耐磨、减摩材料
利用高性能润滑材料, 耐磨、减摩新材料及涂层技术, 降低发动机与传动系统摩擦损失。
2.2 汽车环保和回收再利用对新材料的要求
随着我国汽车工业的高速发展, 汽车保有量迅速攀升, 2009年末已近8 000万辆 (见图2) , 环境压力日益增加。为了保护我们赖以生存的环境, 一方面必须对汽车产品使用环保型材料给予高度重视, 汽车废旧材料回收、再生与利用技术已成为热点, 并开始形成一种新兴的产业。国家发改委、科技部和环保局联合制定了《汽车产品回收利用技术政策》, 要求2010年车辆回收利用率达80%~85%, 材料的再利用率不低于75%~80%;另一方面, 必须减少发动机尾气中的有害成分, 即尽可能让燃油充分完全的燃烧, 且对汽车尾气进行必要的后处理。在这些方面, 汽车材料的进步和发展将起着主要的推动作用。
有助于环保和提高回收再利用的材料如下。
(1) 能够降低发动机排放的材料
这类材料能有效地减少发动机尾气中的有害成分, 如高品质的燃料与润滑剂、尾气后处理材料等。
(2) 绿色材料
这类材料不含有传统材料中的有害物质, 易于降解, 对环境友好, 如不含铅的易削钢、轴瓦材料, 水性涂料、粘结剂, 天然纤维复合材料等。
(3) 先进的材料回收再生技术
如非金属材料的分拣技术、有色金属碎末的熔炼技术等。
2.3 汽车安全对新材料的要求
国际上很多国家对汽车安全性能有着越来越高的要求。例如, 美国制订的汽车安全法规多达56项, 其中主动安全26项, 被动安全23项, 防止火灾5项, 其他2项。2010年4月发生的丰田大规模召回事件给汽车安全敲响了警钟, 为此美国将出台一套更加严格的针对汽车安全的法律。
提高汽车安全性能的重要手段之一, 就是采用有助于提高车辆安全性的零部件, 即具有高冲击能量吸收率的材料制造吸能零部件。图3是采用具有高吸能特性铝合金发动机罩盖对行人进行保护。
2.4 汽车舒适性对新材料的要求
随着高速公路的发展及车速的不断提高, 都对汽车的舒适性提出了更高的要求。主要考虑在以下几个方面做出改善:足够的内部空间、静音环境 (NVH) 、人性化内部设施。为此, 采用先进的材料技术是十分关键的。
有助于提高车辆舒适性的材料如下。
a.具有高阻尼性能的材料。这类材料能有效地吸收车辆或零部件运动时所产生的振动能量, 减轻车辆或零部件的振动, 如金属、非金属发泡材料, 金属-非金属-金属夹层材料等。
b.具有高隔音性能的材料。这类材料能有效地降低车辆或零部件运行时所产生的噪声, 如金属、非金属发泡材料, 金属-非金属-金属夹层材料, 铝合金、镁合金等。例如, 10 mm厚聚氨酯泡沫最大隔音量为23 d B, 20 mm厚泡沫铝 (见图4) 隔音30 d B以上, 高于聚苯乙烯6倍。
3 当前汽车材料的主要研究领域
在节能环保要求的驱动下, 当今世界汽车材料技术开发主要集中在如下方面。
(1) 汽车轻量化材料技术
a.汽车轻量化材料开发。
b.材料性能测试与试验技术。
c.零部件轻量化设计技术。
d.轻量化制造技术:成形技术、连接技术、表面处理技术。
e.零部件回收再生技术。
f.零部件维修技术。
(2) 动力系统材料技术
a.燃烧室系统、排气系统零部件用耐热、耐腐蚀材料的开发。
b.气缸体、气缸盖用高强度、轻量化材料及其工艺开发。
c.发动机运动件高性能轻量化材料开发。
d.抗磨减摩、绝热表面涂层技术。
3.1 轻量化材料技术未来发展趋势
(1) 第三代先进高强度钢的开发与应用
近期到中期的目标是, 通过冶炼技术的改进和新颖的化学成分设计, 减少或取消贵重合金元素用量, 开发出强度更高、其他性能 (塑性、成形性、韧性) 优良的高强度钢 (见图5) , 如高成形性的品种, 高弹性模量的品种, 成形后强化 (非烘烤硬化) 新品种等;远期目标则是, 开发质量轻、强度高、韧性好的复合材料 (钢-其他金属材料或钢-非金属材料) , 低密度钢, 以及近净尺寸零件用材 (如车身骨架用的高强度无缝钢管) 。
成功开发的第三代先进高强度钢的重点应用部位包括:轿车车身、车轮, 商用车车身、车架、车箱、悬架、车轮等。
(2) 铝合金材料技术的开发与应用
此项技术的开发包括:满足特定零部件使用要求的新合金开发;成形性能与焊接性能优良的高强度铝合金开发;具有相同机械性能不同物理性能 (密度和弹性模量) 的可行性研究;合金热机械性能对零部件性能的影响;开发新型抗划伤合金。与此同时, 开发可用于铝合金零部件分析和设计的, 集产品、工艺、材料为一体的数字技术, 主要工作包括准确可信的结构设计说明书, 建立铝合金组织与机械性能之间关系, 编制数字分析方法指南。与上述技术相关的是, 开发低成本的、适用于相同材料和不同材料的连接技术, 主要有:铝与铝、铝与钢、铝与塑料及复合材料之间的连接技术, 环境友好的预处理方法 (或消除预处理) , 接头检测与质量保证方法。
目前, 汽车中用铝量最大的零部件有车轮、动力系零部件和悬架系统零部件, 而增长较快的是车身外板、结构件与白车身。近年及今后几年内, 铝合金车身、覆盖件及结构件用量的增长已成为并将继续成为汽车用铝增长的主要动力。
(3) 镁合金的开发及其在汽车上的应用
镁合金是极具竞争力的汽车轻量化材料, 镁合金的压铸件在所有压铸合金中是最轻的。镁有相当高的导热性与导电性, 无磁性, 并有优异的尺寸稳定性与良好的能量吸收特性, 是制造抗振零件的良好材料。未来镁合金铸件在汽车中的应用仍会以较快的速度增长, 主要是发动机气缸体、气门罩盖、变速器壳体、进气歧管等动力系零部件, 以及仪表板、支架、门框、发动机托架、前部组件、座椅、转向柱零件等。根据C.Blawert等人的预测, 镁合金材料未来的研究方向主要是在提高镁合金材料强度、延展性能及抗蠕变性能等几个方面。
(4) 汽车塑料材料的开发与应用
“以塑代钢”是汽车轻量化的重要思路之一, 塑料及其复合材料在汽车上的应用与金属材料相比, 有许多独特的优势, 是未来满足汽车舒适、安全、高速、节能环保等多方面要求的重要材料选项之一。
内饰件:PVC不久将从内饰件应用中退出;聚亚胺酯的应用量将不断增长, 复合材料在结构件和抗冲击的零件上的应用将会增长;金属-塑料混合材料在内饰件中的应用极具潜力。未来要着力开发外表美观、具有良好降噪性能的内饰新材料;具有优良高速抗冲击性能的内饰件材料。
外饰件:开发综合性能优良的外饰件用聚合物体系;光亮、耐候的着色剂;先进的增强材料及增强技术;可生产出A级表面、免油漆外饰件的复合材料;大型薄壁零件快速制造工艺;低成本、高表面质量结构复合材料的快速制备工艺。
发动机零部件:开发低成本的耐热树脂材料、导电树脂材料、燃料电池、混合动力零部件用材及燃料电池塑料件制造技术。
底盘与驱动系零部件:开发结构件用的低成本热塑性复合材料、碳纤维复合材料, 冲击能量吸收率高的材料, 疲劳性能和抗蠕变性能好的材料。开发新的低成本增强技术、连接与密封技术、修理技术及新的零部件成形技术。
未来汽车塑料的发展趋势是内饰件与外饰件的材料标准体系同一化。
(5) 轻量化材料技术发展中应注意的问题
a.轻量化不是简单的材料替代, 而是材料综合性能、经济性、资源可持续性等多方面综合考虑的结果。例如, 以车轮用材为例, 20世纪80年代初期, 全球90%的汽车车轮以钢材作为原料, 但到2003年铝车轮的份额升至60%。
b.材料间的竞争带来技术进步。表1就是轻量化材料之间竞争应用的范例。
3.2 动力系统材料技术发展动向
随着汽车工业的发展, 对汽车零部件的要求越来越高, 需要满足更高的机械载荷、更高的温度、更恶劣的腐蚀环境、更苛刻的润滑条件, 因此对材料的要求也日趋严格。高强度、轻量化、耐热、耐磨、减摩、耐腐蚀等成为今后的发展方向。下面以发动机五大主要部件, 即气缸体、气缸盖、曲轴、连杆、活塞为例简要介绍未来发动机零部件材料的技术走向。
(1) 气缸体、气缸盖
气缸体、气缸盖选择材料的主要出发点在于高强度、优良的热疲劳性能及轻量化。轿车用汽油机已普遍从灰铸铁发展为铝合金, 并正在逐步发展为镁合金材料。未来重型车柴油机的气缸体、气缸盖所用灰铸铁、合金灰铸铁材料有逐渐被蠕墨铸铁替代的趋势。蠕墨铸铁优点:强度高, 意味着气缸可以在更高的压力下工作, 从而满足日益严格的尾气排放要求;如果工作压力不变, 设计师可以减轻发动机的质量, 使设计结构更紧凑。
此外, 从轻量化的角度考虑, 铝合金成为中、小型柴油机气缸体、气缸盖材料的发展方向。梅塞德斯-奔驰公司率先开发出了世界第一台全铝3 L直喷式柴油机, 并投入了批量生产。
(2) 曲轴
曲轴选材的主要出发点是考虑疲劳强度及耐磨性。目前, 曲轴的材料有球墨铸铁、非调质钢和调质钢。主要的强化工艺有表面感应淬火、圆角滚压和氮化工艺。钢+轴颈及圆角表面感应淬火是目前承载能力最高的一种曲轴材料的工艺组合, 已广泛应用在重型及高爆发压力的发动机上。球铁+轴颈表面感应淬火+圆角滚压是目前性价比最高的一种曲轴材料工艺组合, 虽然其疲劳强度较同等圆角淬火钢曲轴低15%左右, 但它具有减重、耐磨、减振降噪及降低成本的综合效益。氮化属于一种整体表面处理工艺, 因其能耗高、效率低、成本高、强化效果有限、对环境造成污染等缺点, 将逐步被淘汰。未来曲轴发展趋势如下。
a.高爆发压力重型柴油机曲轴采用钢+圆角感应淬火工艺。
b.曲轴用钢非调质化。
c.中、小功率发动机曲轴采用球铁+圆角滚压工艺。
d.球铁毛坯铸态化
e.材质趋向低强度。
(3) 连杆
连杆的选材主要出发点是材料需具有疲劳强度及轻量化的特征。目前, 连杆材料技术有铸造连杆、锻造连杆、粉末冶金连杆和裂解连杆技术。相对铸造连杆和锻造连杆, 粉末冶金连杆有较好的机械性能, 尺寸精度高, 而且具有减重、节约材料、减少工序和降成本的综合优势。同理, 裂解工艺用于连杆加工具有节省投资、减少刀具费用、节能、降低成本和提高产品质量的综合效益。未来连杆发展趋势如下。
a.裂解工艺的应用将越来越广泛。
b.粉末冶金连杆所占低比例将稳步增长。
c.铝基复合材料连杆的研究开发力度将加大。
(4) 活塞
活塞的选材主要出发点是需有高温强度高、抗氧化、耐腐蚀及轻量化的特性。目前, 采用的活塞材料技术如下。
a.铝合金+表面处理。其中, 铸造铝合金应用于汽油机, 中、重型柴油机;锻造铝合金主要用于高级轿车及赛车发动机。
b.锻钢:调质钢、非调质钢应用于重型柴油机。
c.钢-铝组合应用于重型柴油机。
d.铸铁:灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁应用在大、中缸径的中、低速柴油机上。
活塞顶部的处理方法主要有阳极氧化处理、镀铬、陶瓷喷镀、微弧氧化;活塞裙部的处理方法主要有镀锡、涂石墨、涂二硫化钼。
未来活塞的发展趋势如下。
a.整体锻钢活塞是重型柴油机未来的发展方向。
b.铝基复合材料和碳基复合材料是活塞新材料。
4 对我国汽车材料开发的几点建议
我国汽车材料技术与汽车技术的发展基本同步, 从早期主要靠引进到现在基本形成了完备的产业规模, 并形成产、学、研一体的具有可持续发展的技术体系。然而, 从总体上看, 我国汽车材料领域的现状还不能完全满足国内汽车工业发展的需要, 主要差距如下。
a.自主创新能力差, 缺乏原创性成果和具有自主知识产权的品牌与产品。缺少有效的科技创新体制, 研究工作主要集中在大学、科研机构, 其成果难以产业化。
b.企业自主创新能力不足, 产品结构不合理, 技术含量低, 不能满足市场对高端产品的需求技术, 管理水平落后, 生产规模小, 劳动生产率低, 产品质量差。
c.此外, 汽车行业采用的材料系列与品种繁杂、数量少, 致使汽车专用材料的产量难以达到经济规模。汽车材料基础技术研究薄弱, 缺少新材料评价技术与体系, 材料技术标准混乱, 基础技术数据与行业统计数据贫乏。
对我国汽车新材料开发的几点建议如下。
a.重视材料基础技术的研究, 注重材料产业化技术的开发。
b.建立实质性的产、学、研体系, 加强相互间的沟通、交流、合作。
c.发挥行业协会和学会的作用, 搭建学术交流合作的平台, 发挥其桥梁和纽带的作用。
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