Перспективы развития современного автомобиля

Перспективные направления развития конструкции автомобиля

Персональный легковой автомобиль в современном мире наиболее привлекателен для че- ловека как средство каждодневного транспорта, во-первых, по своим техническим возмож- ностям, во-вторых, из-за способности удовлетворить в наибольшей степени индивидуальные запросы каждого владельца.
Это привело к тому, что автомобиль стал самым массовым транспортным средством в мире, количество автомобилей увеличивается (в первую очередь легковых), и, видимо, эта тенденция сохранится и в ближайшем будущем.
Но массовая автомобилизация несет и негативные последствия: гибель и ранения людей на дорогах, загрязнение окружающей среды, снижение скорости перемещения из-за транспортных заторов, влияние на здоровье человека транспортного шума, увеличение площадей полезных земель, занятых автомобильными дорогами, стоянками и т. д.
В связи с этим конструкция автомобиля будет совершенствоваться в следующих направлениях:
1. Повышение безопасности автомобиля.
Установлено, что причинами большинства дорожно-транспортных происшествий являются ошибки водителей. Можно ожидать, что получат дальнейшее распространение системы, скорее всего, электронные, которые будут принимать на себя некоторые функции управления автомобилем или помощи водителю в критических режимах. Получат распространение общие информационные системы, имеющие связь с каждым автомобилем (системы телематики) и позволяющие осуществлять контроль за состоянием транспортной сети определенного региона и заранее предупреждать водителя о возникновении аварийных ситуаций, рекомендовать наиболее рациональные маршруты движения.
2. Уменьшение вредного воздействия на окружающую среду и снижение затрат энергии.
Получат дальнейшее развитие устройства, позволяющие снижать вредные выбросы традиционных двигателей внутреннего сгорания. Усилится борьба за экономию нефтяного топлива как с позиций снижения объемов его потребления, так и с позиции уменьшения объемов выбросов СО₂. Увеличится доля автомобилей, работающих на альтернативных источниках энергии: природный газ, водород, биотопливо. Экономии энергии будет способствовать уменьшение собственной массы автомобиля, применение гибридных силовых установок. Ожидается, что общий расход энергии автомобилями за 10 лет уменьшится на 25%. Будет снижен транспортный шум автомобилей, в первую очередь за счет разработки и использования малошумных автомобилей.
3. Повышение привлекательности автомобиля для потребителя.
Данное направление охватывает широкий круг вопросов и связано со стремлением автопроизводителей создавать автомобили, наиболее полно отвечающие индивидуальным запросам конкретного человека. Можно ожидать снижение до 1,5 лет периодичности выпуска на рынок новых моделей, увеличение количества модификаций автомобиля, применение новых устройств, повышающих комфорт (систем поддержания необходимого климата в салоне, устройств автоматического управления агрегатами и т. д).
Особую роль будет играть широкое применение информационных систем, позволяющих водителю получать при движении объективную и полную информацию как о работе самого автомобиля (средства встроенной диагностики), так и различную информацию из глобальных информационных систем (системы телематики). Это сделает возможным более эффективно интегрировать автомобиль в общую транспортную систему, а водителя и пассажиров — в систему обмена информацией с другими людьми.

Источник статьи: http://wiki.zr.ru/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0%B8%D1%8F_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8F

Перспективы развития автомобильного транспорта

В перспективе автомобильному транспорту будет по-прежнему принадлежать одно из ведущих мест в Единой транспортной системе страны. Вместе с этим дальнейшее повышение эффективности его работы и улучшение технико-экономических показателей связаны с необходимостью повышения технического уровня эксплуатации, развития сети автомобильных дорог и решения ряда научно-технических проблем.

Основными направлениями повышения уровня технической эксплуатации автомобильного транспорта являются обеспечение преимущественного развития автотранспорта общего пользования и укрупнение автохозяйств, совершенствование структуры автомобильного парка, дальнейшего расширения и развития централизованного способа перевозок.

Концентрация автотранспорта общего пользования является действенным способом улучшения планирования, организации и управления перевозочным процессом, широкого внедрения централизованных терминальных перевозок, повышения степени использования подвижного состава, что в совокупности позволит значительно сократить стоимость перевозок и транспортные издержки в целом.

Важнейшим вопросом повышения эффективности работы автотранспорта является совершенствование структуры автомобильного парка. Это потребует минимизации числа типов автомобилей, максимальной унификации и установления, в соответствии с условиями и объемом перевозок, оптимального соотношения количества автомашин, а также автопоездов различной грузоподъемности для того, чтобы каждую грузоперевозку выполнять с наименьшими затратами ресурсов и стоимостью. При этом необходимо, чтобы все автомобили максимально соответствовали дорожным, транспортным и природно-климатическим условиям эксплуатации.

Совершенствование структуры автомобильного парка предполагает увеличения производства автопоездов с наибольшей грузоподъемностью (типа МАЗ-6422, КамАЗ-6412 и т.д.), а также малотоннажных перевозок грузоподъемностью до 1т. (ГАЗ-3201и др.).

Кроме того, должен существенно увеличиться парк специализированных машин (самопогрузчики и т.п.).

Недостаточное развитие сети автодорог твердым покрытием и плохое их содержание весьма отрицательно влияют на работу промышленности, строительства и особенно сельского хозяйства, где убытки от недостатка хороших дорог весьма значительны.

Необходимость развития сети автодорог вытекает из высокой интенсивности транспортного потока, которая на ряде участков превышает допустимый (6 тыс. ед. в сутки) в 5-7 раз.

Поэтому развитие сети автодорог и, в первую очередь, с твердым покрытием является важнейшей перспективной задачей. Следует особо отметить, что ее решение является крупным резервом снижения расхода топлива.

К числу научно-технических проблем, имеющих первостепенное значение для повышения эффективности автомобильного транспорта относятся:

— изыскание средств и методов повышения топливной экономичности автомобилей и снижение токсичности выхлопа автомобильных двигателей;

— обеспечение безопасности движения.

Повышение топливной экономичности автомобилей идет в направлении совершенствования карбюраторных двигателей, массового перехода на дизельные двигатели грузовых машин и автобусов, снижения собственной массы автомобиля.

Для экономии бензина и дизельного топлива и уменьшения токсичности отходящих газов осуществляется перевод автомобилей на газовое топливо (в частности сжиженный газ пропан-бутан, природный газ и др.).

Задача обеспечения безопасности движения на автомобильных дорогах приобретает чрезвычайную остроту.

Во всех развитых странах ведутся исследования аварий, причем работы касаются всего комплекса автомобильного транспорта, то есть системы «человек (водитель, пешеход) – автомобиль – дорога». Теперь к ней добавляют и четвертый элемент: «окружающая среда». Разрабатываемые меры делятся на меры активной безопасности, направленные на предупреждение аварий, и пассивной безопасности, ослабляющие последствия аварий.

Применительно к автомобилю к числу мер активной безопасности относят: повышение устойчивости и управляемости машины, усиление и совершенствование тормозов, повышение надежности шин и др. Меры пассивной безопасности включают: повышение прочности кузова, применение энергопоглощающих бамперов, различных устройств и приспособлений для предохранения водителя и пассажиров от ударов и др.

Ужесточаются требования безопасности при проектировании и строительстве автодорог. Расширяется сеть автомобильных дорог типа автострад с многополосным движением, устройством пересечений с другими транспортными коммуникациями в разных уровнях, со спиральным дорожным покрытием, увеличивающим сцепление шин с поверхностью дороги в различных погодных условиях, применением специальных предупредительных сигналов, светящихся знаков и разметки дорог и т.д.

Источник статьи: http://megaobuchalka.ru/8/43376.html

Топ-10 наиболее перспективных автомобильных разработок

Вот какие автомобильные разработки наиболее перспективны для будущего

Это рейтинг достижений, с которыми связывают будущее мирового автомобилестроения. Они появились в результате конкурентной борьбы между производителями, которые стремятся улучшить абсолютно все — от двигателя до мельчайших элементов подвески. Итак, что в скором времени ждет автолюбителей, какими нововведениями их порадуют конструкторы и другие специалисты, работающие над совершенствованием «железных коней»?

Цифровое улучшение амортизаторов

Производитель автомобильного оборудования Tenneco хочет внедрить адаптивное демпфирование для массового производства. Это новая доступная система регулируемых клапанов. Блок DRiV использует соленоиды для управления потоком жидкости через три порта с разными диаметрами. Открытие и закрытие клапанов в разных комбинациях создает восемь различных профилей демпфирования, а быстрое переключение между этими кривыми имитирует работу более дорогих непрерывно регулируемых клапанов, которые являются общими для адаптивных амортизаторов.

Tenneco также снижает потребность в дорогостоящих компьютерах и датчиках движения, устанавливая схемы управления и акселерометры на самом демпфере. Эти устройства получили название DRiV и могут устанавливаться на амортизаторах для любых автомобилей.

Но Tenneco позиционирует их как решение для пикапов, где адаптивное демпфирование поможет эффективно снизить нагрузку при движении по пересеченной местности или транспортировке грузов.

Новая динамика

Благодаря своему первопроходцу Hypercar Mercedes-AMG немецкий бренд ускоряет революцию в сфере топливных технологий. Это двигатель-теплогенератор или MGU-H. Агрегат отличается компактными размерами, работает по принципу электропривода и является одной из самых передовых технологий.

Компрессор и турбина установленные на 1,6-литровый мотор V-6 и разделяются относительно длинным валом. Он удваивается как ротор для MGU-H в турбине Oreo. При этом крутящий момент двигателя не попадает на колеса, но его 107 л.с. уменьшают отставание, вращая турбину, когда энергии индукции самой по себе недостаточно. Эта технология навсегда изменит динамику уличных автомобилей.

Давление и глубина протектора под контролем

В мире, где большинство приборов способны работать в автономном режиме, автомобильные шины не должны оставаться кордом со слоями резины. Информационная система электронной шины Continental eTIS использует датчик, прикрепленный непосредственно к шине для измерения температуры, нагрузки и глубины протектора, а также давления. Как и система контроля моторного масла, eTIS может предупредить водителя о необходимости замены шины. Это сообщение зависит не от пробега, а от фактического состояния резины.

Адаптивная технология фар

Фары, обеспечивающие максимальную видимость водителю и 100-процентную интенсивность дальнего света без ослепления встречных водителей – следующий этап в развитии автомобильной оптики. Эта технология известна как адаптивные управляемые световые линии, а последняя ее версия установлена в Audi A8 2018, которая поступит в продажу этой весной в Европе и появится осенью в США.

Матричные светодиодные фары HD (Audi называет свою систему ADB) используют 32 светодиода, расположенных в два ряда. Выключив отдельные осветительные элементы или затемнив их, можно создать миллионы световых режимов. Габариты позволяют Audi создавать поворотный эффект без движущихся частей и использовать навигационную систему для прогнозирования схемы затемнения, отключения ламп при возникновении препятствий впереди.

Всего несколько автопроизводителей выпускают подобные системы освещения. Но функционеры ассоциаций и законодатели уже ведут работу на тем, чтобы превратить адаптивные фары в эффективное оборудование, которое будет использоваться массово.

Сжатие вместо искры

Кажется, что Mazda выиграла гонку десятилетия в сфере технологий детонации топлива. Японский производитель использует сжатие, похожее на дизельный двигатель, а не на искру. Компания заявляет, что к 2019 году будет продана машина, использующая эту технологию экономии топлива.

Существует одна оговорка – Skyactiv-X (так Mazda называет этот двигатель) все-таки полагается на искру для управления воспламенением от сжатия. Небольшая доза газа, впрыскиваемого во впускное отверстие в начале такта создает однородную смесь воздух/ топливо по всему цилиндру. Но она слишком обеднена, чтобы воспламениться исключительно при сжатии. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, подключается инжектор и свеча зажигания почти сразу воспламеняет этот богатый топливом карман. Повышение давления, создаваемое тут, затем приводит к сжиганию обедненной смеси во всей камере сгорания.

Mazda использует этот метод при низких и средних нагрузках с соотношением воздух-топливо примерно 30,0:1. Обычные газовые агрегаты используют значительно больше топлива с коэффициентами ниже – 15,0:1. При высоких нагрузках Skyactiv-X работает как обычный двигатель с искровым зажиганием. Оснащенный нагнетателем, 2.0-литровый японский мотор выдает мощность около 190 л.с., а Mazda обещает 30-процентное улучшение топливной эффективности у такого двигателя.

Долой пыль из оксида железа

На торцовочные тормоза Porsche устанавливают обычные железные роторы с 0,004-дюймовым слоем карбида вольфрама. Это делается для предотвращения образования пыли из оксида железа, которая часто покрывает колеса и суппорты мощных автомобилей. Покрытие также дает дискам полированную, блестящую отделку, чтобы помочь оправдать премиумный статус Porsche.

По словам конструкторов известного бренда, сверхсекретная система PSCB значительно сократит тормозной путь автомобиля независимо от скорости и будет эксплуатироваться до 30% дольше. Эта технология дебютирует на Cayenne 2019 года. Системы PSCB будут оснащены белыми суппортами, чтобы показать их чистоту.

Высокое напряжение

По подсчетам экспертов, одна заправка автомобиля бензином в среднем занимает 3 минуты и 33 секунды. EV-драйверы подключаются к быстродействующим станциям постоянного тока в среднем в течение 22 минут и по-прежнему забирают значительно больше времени для зарядки, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Porsche лидирует в сегменте электроприводов, имея агрегат мощностью 350-кВт. Это более чем вдвое выше по сравнению с установкой Tesla в 120 кВт, имеющейся на Superchargers. Простое увеличение силы тока для поддержки 350-киловаттной станции на современном 400-вольтовом оборудовании потребует громоздких кабелей с жидкостным охлаждением, поэтому Porsche предлагает вместо этого просто удвоить напряжение.

Это требует крупномасштабной переработки практически всей бортовой электроники, но решает проблему применения толстых кабелей. Это также приводит к неожиданному побочному эффекту – устранению около 37 килограмм электропроводки и электроники. Полная зарядка по-прежнему будет занимать минуты, но 450 ампер на 800 вольт могут выдавать 90 киловатт-часов, которых хватит на 360 километров.

Следующий этап развития батарей

Замена жидкого или гелевого электролита литиево-ионной батареи кристаллическим твердым аналогом может удвоить энергоемкость, улучшить долговечность и устранить неполадки, которые могут превратить электромобиль в огненный шар. Такие твердотельные батареи являются наиболее перспективным преемником современных аккумуляторов EV. В то время как большинство экспертов говорят, что технология далека от производства, Toyota утверждает, что она начнет внедрять твердотельные батареи в массовое производство с начала 2020-х годов.

Водяная дисперсия и тепловой предел

По мере того, как автопроизводители повышают эффективность мощных двигателей, они все ближе подходят к тепловым пределам, когда топливо взрывается с катастрофическим выбросом энергии. Система WaterBoost от Bosch охлаждает всасывающий заряд, распыляя мелкий туман воды во впускные отверстия во время высокоскоростного режима езды.

BMW использует нагнетание воды в M4 GTS для увеличения мощности с 444 лошадиных сил до 493, а новейший Porsche 911 GT2 RS выдает 700 л.с. с помощью впрыска воды. Технология также увеличивает эффективность двигателя и снижает вредные выбросы.

Проветривание

Изменение пути воздуха, а не настройка форм, с которыми он взаимодействует, является приближающейся границей предельных возможностей в активной аэродинамике. Хотя несколько автомобилей в настоящее время используют этот трюк, Lamborghini Huracán Performante делает это наиболее элегантно.

Втягивание воздуха в стойки, поддерживающие заднее крыло автомобиля, а затем выброс его через вентиляционные отверстия, встроенные в нижнюю часть полого крыла, уменьшает сопротивление и прижимную силу. Когда требуется увеличить последнее, воздушный поток в стойке блокируется, что позволяет крылу функционировать традиционно. Кроме того, внутреннее его пространство разделено на две части, так что появляется возможность создавать большую прижимную силу с одной стороны, помогая Lambo Junior плавно входить в повороты.

Источник статьи: http://1gai.ru/publ/520111-top-10-naibolee-perspektivnyh-avtomobilnyh-razrabotok.html