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2018-11-27 07:48
汽车工程师 2018年10期
关键词:汽车

现代摩比斯研发eARS系统车身稳定性提升40%

现代摩比斯公司研发了一款车用电控悬架部件——电动主动式翻滚抑制系统(eARS)。其采用了新一代电机控制方法,替代了传统的液压控制法。

当汽车快速转向并因道路不平而受到冲击时,eARS可缓解离心力引起的车身倾斜,有助于对行驶中汽车车身的水平倾斜起到平衡作用。该项新技术替代了早前的平衡杆技术,可在确保驾驶舒适性的同时提升汽车的转向特性。

相较于全球竞争对手的产品,该产品将车身稳定性提升了40%,同时将该系统的尺寸缩减5%。eARS的研发分别基于12 V和48 V系统,可适用于新能源车。

MuCCA项目研发多车连环碰撞规避系统

英国发起一项名为MuCCA的新项目,致力于研发新一代的驾驶辅助系统。该项目旨在帮助互联及自动驾驶汽车规避高速公路上的多车连环碰撞事故。若该类事故无法避免,该系统试图将不利后果控制在最小范围内。

在2019年末,将开展一项概念验证技术演示。在事故发生的前1 s,配置了多车连环碰撞规避系统的汽车将彼此实现车间通信,同意并基于各汽车的最佳闪避操作采取碰撞规避措施。该系统的复杂性较高,可预判人类驾驶员在可能遇到碰撞事故时所采取的应对操作。

在模拟及赛道测试环境下,MuCCA系统需要论证:其可从不同互联汽车的车载传感器中提取多种数据源、识别潜在的碰撞风险、确定最佳的操作流程、将共享计划传输到临近汽车中。

荷兰VDL公司推出全新巴士采用轻量化复合材料部件

荷兰VDL公司推出了新的Citea系列巴士,其采用了多个轻量化的复合材料部件,这些部件采用一种发泡树脂配方及真空膨胀工艺(VEX技术)制成。

与采用传统树脂技术制成的部件相比,采用VEX技术制成的部件质量最多可减轻45%。每个部件的成型循环时间仅为3 h,比采用手糊技术的生产时间要短得多。同时,新技术使得部件表面非常光滑,从而能够应用表面涂层,获得完美的A级表面效果。

这种多个轻量化的复合材料除了带来独特的外形和极大的空气动力性外,低密度的复合材料部件还降低了巴士的主体质量,从而降低了油耗和排放。

新Forester用拼焊板材料提高侧面碰撞安全性

为了提高汽车侧碰时的安全性,越来越多的高强度材料被投入使用。但是,随着侧面碰撞的面积变小,中支柱的变形就会更明显,高强度部件往往会破损断裂。因此,中支柱下部使用低强度、不易破裂的部件变得越来越多。

斯巴鲁公司在全新Forester美国版车型上采用了由热压和冷压材料组成的拼焊板材料。新Forester与前一代相比,强度更高的1.5 GPa级热压材料被用于中支柱中部和上部,应用比例从原来车型的1%提高至6%。除了前保险杠横梁之外,它们还应用于后保险杠横梁、主车架前侧及中支柱。中支柱下部则采用即使明显变形也不会轻易断裂的440 MPa级的高强度钢板。此外,侧梁和中心车顶横梁采用了1.2 GPa级冷压材料。

Poly公司开发高结合性金属-塑料成型工艺

Poly公司开发了一种可改进汽车复合部件的金属-塑料结合性能,而不需要对金属插件进行预处理的技术。

QUICK-10工艺利用金属嵌件的快速加热和冷却来实现金属-塑料的直接结合,其仅通过注射成型工艺,而不需要对金属进行特殊的表面处理。然而,所使用的塑料必须具有界面亲和性、表面转移性(流动性)和低收缩性,以实现良好的结合。为此,Poly公司已经开发出合适的PPS和PBT级塑料。

QUICK-10工艺的一个关键成分是一种亲合性的改善添加剂,其能够使金属-塑料界面具有高相容性,并增强与金属表面的最大吸附性。模具温度对结合有较大的影响,该公司已设计出适合的成型条件,可获得良好的表面转移性和低的模具收缩率,其线性膨胀率接近于金属的线性膨胀率。

Elaphe优化自动驾驶汽车动力总成

Elaphe公司目前已取得两大成果:创新扭矩矢量分配解决方案以及自动驾驶汽车模块化即插即用平台。扭矩矢量技术可改变两轮驱动汽车和四轮驱动汽车的动力分配总量。车轮中的电子控制器协同工作,提供最佳动力,让汽车处于控制之中,在道路上平稳地朝着既定方向行驶,同时尽可能减少轮胎打滑。

Elaphe在每个车轮内都安装了电机并配有独立冷却系统。在4个电机的作用下,每个车轮几乎都可瞬时获得扭矩。车轮还配备了1个标准盘式或鼓式制动器外加1个动力电子组件。基于不同的汽车设计,汽车的驱动控制单元可与自动驾驶控制单元连接,也可由人类驾驶员输入。组合动力分配与管理模块可对传输到各个轮毂电机的功率进行协调。

Elaphe可生产其模块化自动驾驶汽车平台上的各个组件,并为其他汽车制造商研发并制造组件。

达西亚“Blue dCi”发动机提升性能并实现减排

达西亚正为旗下的Duster车型引入新一代柴油发动机“Blue dCi”。该款发动机采用了最新款的尾气污染物减排系统,氧化催化转化器位于排气管线内,其采用了选择性催化还原(SCR)技术。该技术利用尿基方案(车用尿素),可消除更多的氮氧化物(NOx)排放物,提升发动机能效及性能。

除 SCR系统外,Blue dCi 95和 Blue dCi 115 2款发动机可搭配新款水冷冷风型交换器,喷射压力较高(200 MPa),变速比也得到提升。此外,以下性能优化还提升了驾驶舒适度:功率提升3.7 kW;Blue dCi 95的扭矩提升量达到了30 N·m(转速为1 750 r/min时,扭矩为240 N·m);2款发动机的 100 km加速时间只有1 s多,而油耗和CO2排放量分别控制在4.4 L(混合循环)和 115 g(NEDC工况)。

亚琛应用技术大学研发等离子体火花塞

稀薄燃烧发动机因能够提升发动机经济性而逐渐受到研发人员重视,但其存在点火困难的问题。由于其气体压力和温度相当高,且稀混合气体难以点燃,传统的电动火花塞难以被应用,因为随着压力的提升,磨损非常严重。对此,亚琛应用技术大学研发了一款采用了等离子体技术的全新火花塞。

该研发的核心在于控制电子技术,这类电子控制设备可确保实现微波波段范围(2.45 GHz)内等离子产生器所需的频率。该技术使得频率可变,从而确保能达到最大程度的能量吸收并提升等离子体生成的效能。在该微波频谱范围内,研究团队采用的频宽约为80 MHz。该控制集成电路可测量实际信号,并将该数值与基准信号相比对,在反馈环路中调节其频率。

由于负载分布均匀,可实现最佳的极限精益运营(极限稀薄燃烧)。在汽车发动机领域,其挑战在于速度和功率变化,需要使稀薄燃烧可适用于不同的工况。未来,该技术或将为所谓的“多燃料”方案(在同一发动机内使用多种不同的燃料)奠定基础。

Drive.ai自动驾驶汽车可以与行人交流

美国Drive.ai公司在德克萨斯州弗里斯克推出亮橙色的自动驾驶汽车试点项目。这些汽车外部饰有蓝色和白色的醒目条纹,上面写着“自动驾驶汽车”,且配有4个LED屏幕,向行人显示汽车的实时“意图”(等车、过马路、前进/后退)。另外,还会显示汽车是处于人工驾驶模式还是自动驾驶模式。这些消息还会伴随一个简单的移动图形,说明屏幕所显示的内容,如行人过马路等。

J.W.Speaker与ADS合作加热型车头灯项目

J.W.Speaker与ADS 2家公司合作了加热型车灯透镜项目。新款应用具有成本效益,采用了玻璃基板油墨刮棒,使电流从热导电格栅流出,可为发光二极管(LED)光源的硬镀式聚碳酸酯棱镜除霜。

受热的车头灯透镜可解决汽车车头灯供热不足的问题,可在冬季驾驶时为车头灯除霜。该项专利技术可配合车灯表面的曲率,其反映了注塑内饰与打印电子件的完美融合。

Lightfoot车联网技术提升汽车能效及驾驶安全性

D&G公司为旗下车队配置了Lightfoot公司的车联网技术。该技术可为驾驶员提供更好的操作引导及奖励,实现汽车与发动机连通,为驾驶员提供实时指导。

该技术主要利用了可视及音频警示,提升汽车的最大能效。其能降低交通事故率及相关成本、减少磨损、提升驾驶员的行车安全性。驾驶员还能利用Driver Perks套件,获得折扣及出行、体验、技术、电机驱动、外出就餐等方面的辅助支持。

采用了Lightfoot技术的2周时间里,汽车能效提升了18.8%、驾驶罚金减少了75%、严苛驾驶情境(加速、制动、转向时)减少了50.6%。

Tour Engine研发分置循环发动机技术

Tour Engine公司正在研发全新分置循环发动机技术。该分置循环设计将传统的四冲程循环分为冷缸(进气与压缩)及热缸(膨胀和排气),提升了热管理能力,并且可独立优化压缩比率及膨胀率,实现最有利的过度膨胀率。过度膨胀率提升了发动机的机械功率(机械输出),同时降低工作流体的平均温度,从而降低热缸主动式冷却的需求。

分置循环设计的主要挑战在于热缸与冷缸间空气燃料混合物的热传递机制。Tour Engine的创新型交叉传递机制可实现冷缸和热缸间工作流体的高效率传输,且压力损失最小。对于该机制,需要考虑的是尽量减少死区/转移体积比率,其与容积效率的增幅直接相关。若将该设计引入到体积更大的发动机上,或许能大幅提升容积效率并减少漏气。

能吃废塑料的智能汽车

印尼卡渣玛达大学(UGM)设计了一款智能汽车,或能将塑料废料转换为低排放燃料。

研究人员向尾气管内新增了热解反应器,该热解反应器管最多可容纳重达2 kg的塑料废料。利用热解过程处理塑料废料,并从排放气体中吸收其热量并加以利用,温度将高达400~500℃。该类塑料废料将被转化为液态燃料,存储于车身底部的热反应器管内。同时,微藻养殖支持技术(设备)可被安装到汽车内,旨在降低CO2的排放量。

2 kg的塑料废料可转化为2 L的液态燃料,除聚氯乙烯(PVC)外,其他塑料废料均能转化为液态燃料。由于聚氯乙烯所含氯化物会对机械设备造成腐蚀且有害健康,所以不采用该类物质。

马勒新型绝热活塞涂层提高燃油效率降低排放

德国马勒公司正在研发新一代活塞涂层,旨在提高发动机效率并减少排放。此类涂层将操纵并减少进入活塞的热量,在早期阶段,将降低活塞冷却需求,并且废气温度升高可让废热回收系统获取更多能量,同时可让汽车在冷启动后,更快加热废气再处理系统,从而减少NOx排放,使汽车更易符合当前和未来的排放法规。

此外,马勒通过优化活塞冷却通道,实现了额外的积极效果,如其MonoLiteR活塞,具肾形横截面,可让热力学温度降低高达20 K,而不会对汽油老化过程产生任何负面影响。减少汽油流量,同时活塞压缩高度小,有助于使摩擦最小化,最大限度地减少燃料消耗。

FenSens发布新款无线停车传感器

FenSens打造了一款无线停车传感器,可取代传统的车牌架,可探查汽车前方10 m内的目标物。该产品还采用了蓝牙4.1来搭配安卓或iOS版智能手机,当用户停车时,可向其提供视觉线索。用户只需将该设备拧入车牌架上,并利用智能手机应用,将FenSens与手机连通。

该传感器需安装2节AA干电池,该应用还能提示其电池电量的使用情况,预判电量耗尽的大致时间。用户可使用最小号工具调节传感器位置,这取决于车牌号的安装位置及其与汽车保险杠间底部的位置。

FenSens应用采用了绿线、黄线、橙线及红线等一系列标识来表明汽车与目标物间的距离,并提醒驾驶员汽车将与目标物发生碰撞。若距离过近,还会发出警报,但用户可在应用中禁用该设置。

该产品售价为149.99美元,比从车企处直接购买的后泊车传感器(售价通常在475美元左右(不含安装费))便宜很多。

安森美半导体发布碳化硅二极管

安森美半导体发布了损耗更低和开关更快的碳化硅肖特基二极管。新款AEC-Q101车用级碳化硅二极管具备当代汽车应用所需的可靠性、坚固性以及等同于宽禁带(WBG)技术的诸多性能优势。

相较于硅器件,碳化硅技术可提供卓越的开关性能,二极管没有反向恢复电流,其开关性能与温度无关。该产品的热性能极为出色,功率密度也有所提升,电磁干扰有所下降,系统尺寸及成本也有所下调。

为满足汽车应用在严苛电气环境下的鲁棒性及可靠性,二极管采用了耐高电压设计,其采用的终端结构具有独家专利,可提升可靠性及稳定性,其操作温度范围在-55~175℃。

哈曼推5G多频共形天线网联汽车更智能

现代的智能网联汽车可能需要多达18个天线才能为消费者提供所有相关服务,对于想要让产品可互联,同时简洁又好看的汽车制造商来说,他们面临着很多设计和美学挑战。哈曼国际推出全新5G多频共形天线,可将多个天线结合在1个模块中。该天线可适应各种现代无线电业务,包括LTE、全球导航卫星系统(GNSS)、V2X、WiFi、蓝牙、遥控门禁(RKE)及电子收费系统。天线安装于汽车车身面板的开口处(通常是车顶处或后备箱处),并且配有防水不导电天线罩。

除了精简无线电服务之外,此多频共形天线还可与哈曼的远程信息处理器(TCU)集成,成为“智能天线”。此5G技术将帮助汽车制造商跟上远程通信创新的步伐,让现在和未来的驾驶员都可不受限制,随时联网。因为汽车与周围环境的互联性越来越紧密,此技术也将支持车与车以及车与基础设施间的安全解决方案,并将有望成为汽车的标准配置。

大陆推排气再处理解决方案

大陆集团将推出排气再处理解决方案,旨在确保重型长途卡车、城市轻型卡车和市政车等汽车尾气中的NOx可更有效地转化为无害排放物。

该解决方案的主要挑战集中在确保发动机启动后,排气再处理系统可尽快达到并保持有效的工作温度。但是,整合催化器和过滤器的可能性因车而异,并非所有型号的车都提供催化器和过滤器紧密耦合的范围。甚至某些型号的车,如重型卡车框架设计周期较长,催化器和过滤器紧密耦合在未来几年内都不可能实现,因此,大陆集团推出2种适用于不同基本结构的排气再处理解决方案:催化器过滤器紧密耦合系统,以及柴油喷射到排气流与安装于催化器上方的电加热元件形成创新组合。2种方案既有助于提高燃油效率,又有助于减少NOx排放。

大陆推新型触感仪表盘可减少驾驶员分心

大陆集团开发了新型触感仪表盘。只要驾驶员的手接近仪表盘表面,发光的按钮将会突出显示在仪表盘表面。只要光滑的人造革仪表盘呈现整洁精美的外观,三维按钮将立刻亮起。一旦驾驶员成功使用了所选按钮,他会感受到一股短脉冲来确认自己的选择。触觉信号给了驾驶员反馈,告诉他已经成功启动该功能。此过程说明屏幕变换控制几乎可在失明的情况下操作。而缩回手后,按钮就会再次消失在屏幕之后。通过此类“屏幕变换控制”,大陆集团在人机交互方面解决了以往矛盾的汽车内部需求:使用最少的按钮来实现最多的功能。

极简的仪表盘看起来非常和谐,但能始终提供全面的控制功能。得益于仪表盘表面的变化,屏幕变换控制可根据需求和驾驶状况使用各种功能,从而减少驾驶员分心的状况。

LG Innotek研发纳米多晶热电半导体

LG Innotek公司已成功研发了热电半导体,该产品由纳米多晶材料制成,该材料可实现超精细纳米多晶结构(1×10-9m)。

相较于单晶材料,新研发的纳米多晶材料的刚度提升了2.5倍,可降低因振动而损坏的概率。此外,该款半导体采用了独立模块结构,实现最小热阻,冷却效果比单晶热电半导体模块高了30%,在同等温度下,其冷却期间的耗电量可节省30%。

若将该类半导体应用到汽车及轮船中,其产生的废热可被转化为电能,降低燃料需求量及有害气体的排放量。以1.6 L的柴油车为例,其燃油效率为18 km/L,采用热电半导体后燃油效可率提升9%~12%,达到19.8 km/L。

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