俥科技:专为电动车设计的新刹车系统 动能回收搭配铝合金碟盘
在内燃机发展那么久之后,由于能源与排放议题,既有技术难以在成本与效率达到理想,在多种新兴的替代能源技术当中,现在车辆的发展趋势逐渐转向电动车,不过相较于内燃机车辆,电动车在许多特性都有所不同,故初期使用现有车辆直接套用电动车动力系统的做法并不合适(望向台湾满街跑的低价电动摩托车...),在结构方面也需要更合适的作法,至少目前在汽车领域这样的想法已经是车厂的共识了;然而除了基本结构外,德国马牌 Continental 发现就连现行针对内燃机车辆设计的碟煞系统也不那么适合电动车,所以他们提出全新的电动车用煞车概念。
动能回收系统与旧式刹车由于电动车为了有效地使续航力提升,多半会导入动能回收系统,借由减速时的摩擦力产生一定的电力回充到电池,让车辆的续航力能够稍微延长;但将导入动能回收系统的结果,会使得车辆只要处于减速,就会由于动能回收系统的摩擦力使得速度衰减率提升,反而意外降低煞车系统的使用率,多半煞车系统又多以铁作为材料,当使用率降低也使得煞车更容易生锈腐蚀,但这样一来一旦需要紧急煞车就可能产生煞车系统失灵的状况。
马牌的概念则是从材料与结构着手,首先马牌将煞车碟盘的材料换成没有锈蚀问题的铝合金,同时也把碟盘加大到几乎与轮框口径相同,但同时原本固定在碟盘外圈的卡钳则转换到碟盘内圈并固定在车体的轮架上,同时轮圈采用两片式结构结构,一块是外轮框,一块是在结构上凿空的星状内框,而碟盘则直接锁在内框上,不再像现行煞车设计是锁在轮轴上;马牌声称这样的结构更轻盈,同时也没有碟盘锈蚀的问题,且因为结构设计的改变,要更换煞车的来令片也变得更容易。只是这样的概念也需要有车厂响应,毕竟汽车产业能够蓬勃发展,也是仰赖大量通用规格才走到今天,关键在于哪个重要的车厂登高一呼响应,才有量产的可能。
新闻与图片来源: Car and Driver
铝合金车身和钢制车身个人认为铝的比较好,原因如下:
1、铝车身如果设计合理,技术先进的话强度也很高的,就像飞机的铝合金机体一样。
2、钢材车身的重量大,通常的概念会比较结实,但是如果出重大事故,安全性是一样的,而且同样的速度出车祸钢材车身由于重量大动能就大,撞击力度也会相应增大的。
3、铝合金车身重量轻,相同的速度出车祸撞击力度也会相应较小,而且使用铝合金车身,还能降低一定的油耗。
业内专家表示,钢车身和铝车身各有优劣,不能一概而论。汽车工程研究院材料工程师介绍说,钢制车身优势主要是技术成熟度比较高,成本相对较低,但重量没有显著优势。而铝合金车身优势主要是轻量化,对于高端车可以留下更多的重量空间去增加配置,例如提高动力性。
成本较高是铝制车身向低端车普及缓慢的原因之一。“对于以钢车身工艺为主的传统车厂,铝车身涉及一定的工艺改造,如开卷落料、焊接、涂装等。”他说,目前车身用铝经过拉延及烘烤硬化,屈服强度可达220~260MPa,强度仅能达到一般高强钢的强度水平,因此需要通过截面结构设计及连接工艺来弥补,对传统钢车身设计工程师提出了挑战,而且铝材成本较为昂贵。
现在的车大部分都用了铝合金轮毂,但在十万以下的低配车型中还是很多用了铁轮毂,贵一点的车低配也不再使用铁轮毂。由此可见,铝合金轮毂要好于铁轮毂,那么它好在哪?买了铁轮毂的车有必要花钱换成铝合金的吗?今天我们就来说一说它们各自的优缺点。
先说铁轮毂,它有两个优点,价格便宜柔韧性好。换一个铁轮毂也就三四百元,换一个铝合金轮毂从六七百到一两千不等,二者价格差别很大。铁轮毂柔韧性好,单个地方变形了可以修复,比如说上马路牙子时把轮毂与轮胎接触的地方挤变形了,可以通过整形来修复一下,还能用一段时间,当然如果出现了慢漏气现象,则也需要更换掉。它的缺点是重量大,更容易发生变形,外观不好看。
再来说铝合金轮毂,缺点是价格贵,边缘坏了不能修复。优点就很多了,首先是外观好看,可以做成各种样式,视觉效果好。主要还是面子问题,铝合金轮毂一般是中高配车,看到铁轮毂,肯定是买的低配车。其次,它还有着实实在在的优点。因为铝的密度比铁小,再加上造型的缘故,铝合金轮毂要比铁轮毂重量轻,大约要轻一两公斤左右。就因为重量轻了,带来了以下几点好处。
1.现在的车都在追求轻量化,轮毂轻了实际上是减轻了簧下质量,簧下质量可以简单理解为悬架以下部分,能和车轮一起跳动的部件的质量。俗话说簧下一公斤簧上十公斤,意思是簧下减轻一公斤相当于簧上减轻十公斤,并且减轻簧下质量其实并不是一件容易的事,铁轮毂换成铝合金轮毂是一种最简单省事的做法。
2.加速性能会得到提升。就好比我们去转动一个大圆盘,如果大圆盘重量很大,我们要用很大的力气才能使圆盘慢慢的转动起来。如果用相同的力量去转动一个大小相同但重量很轻的圆盘,则一下就会转的很快,到了车上就是加速性能会得到提升。相应的刹车性能也会得到提升,因为轮毂轻了,自身惯性力也变小了,存储的机械能变少,刹车需要克服的动能就变少,刹车性能提高。还是那个重的圆盘,转起来后想要让它停下,所用的力得比较大,但想要轻的圆盘停下,所用的力就比较小。
3.操控性和舒适性得到提升。因为轮毂变轻,运动时惯性力变小,遇到颠簸路面悬架上下跳动的会更活跃,各种路况下悬架的运动速度也越快,转向也更加轻便,各种反应灵敏不迟钝,操控性变好。相同的道理,簧下质量减轻,悬架的运动更活跃,能更好的化解来自颠簸路面的振动。另外簧下质量越轻,簧上质量越重,簧下部件的跳动对簧上部件的影响就越小,因为质量轻惯性小,惯性力推不动车身使其运动。所以颠簸带来的振动都被悬架上下运动化解掉了,几乎传不到车身上,舒适性自然就会提高。其实我们日常也可以感受到,车子满载要比空载时更稳,颠簸路段车身颠簸的也不那么严重了,这就是因为增加了簧上质量的缘故,反过来减轻簧下质量也是相同的效果。
最后,用铝合金轮毂油耗也会降低,还是由于变轻了的缘故。就像我们跑步穿2斤的鞋和1斤的鞋跑,所用的力气肯定是不一样大的。当然所说的各种性能的提升,平时开车也许感觉不到,但是汽车性能的提升就是这么一点一滴累积起来的,即使厂家做提升性能的改进,也是一点点的改进而来,不可能突然提升一个很大的档次。所以在经济条件允许的情况下,如果原车是铁轮毂,是可以花点钱换成铝合金的轮毂,好处还是比较多的。
单纯比较撞击的话,合金(尤其是钢铁成的SUV车)车身的抗撞击力要远远甩过超跑几条街,即便是一些常用的铝合金车身也比碳纤维要耐撞得多。碳纤维超跑的抗撞击能力你可以理解成就跟日本车拼个半斤八两(估计还比不上)……
网上一堆不懂装懂的人把超跑吹成神了,还什么一遇到撞击就会自动解体,脆皮就是脆皮,重量轻性能好是碳纤维的优势,耐撞击是完全没得比的,这就是为什么超跑车身是碳纤维,但驾驶舱经常还是会用金属框架用于保护乘客。把驾驶舱金属换成碳纤维当然可以获得更好的性能,但出事的时候死亡率也是刚刚的飙升。
铝合金轮毂的好处在哪里很多车友们在购买新车或开一段汽车后,都想对汽车进行各个方面的改装。其中最多的就是对汽车轮毂的改装,把原车铁质轮毂换成铝合金轮毂。很多人都认为汽车铝合金轮毂不仅比铁质轮毂漂亮,而且又结实轻便,更经济实惠。其实汽车铁质轮毂也不是一无是处。今天就给大家介绍一下汽车铝合金轮毂和铁质轮毂的优缺点。现在一般都认为铝合金的轮毂要比钢轮毂好,理由无非是以下几点:美观,这点欧同意,应该是的.轻便-省油,这点重量上差距可以省多少?变形,好像是认为铝合金的伸缩率高,难道希望轮毂变形,散热:铝合金和钢的热传导性差距很大吗?
铝合金轮毂:刚性好,保圆性好,不宜变形,车车的各部分磨损就小,适合高速行驶;钢的软,容易变形,四轮定位都没用,高速时(160以上)明显车会震动,影响车的寿命;弹性好,提高车辆行驶中的平顺性,更易于吸收运动中的振动和噪音。铝合金轮毂缺点:这种轮毂耐用性稍差,一旦遇到坚硬物碰撞后变形不能修复,省油:铝合金轮圈平均每个比钢圈轻2公斤,一车用5个便省了10公斤重量。根据日本实验,汽车重量每减轻1公斤,一年可节省12公升汽油,在同等耗油量下,可多跑600-800米。引擎所产生之动能,传动到轮胎时所需克服的负荷是力矩,力矩=重量x距离的平方,所以重量只差2公斤,但是力矩的差即是相当大的。美国汽车工程师学会所发表的一篇研究报告指出,铝合金轮圈在国外虽然比一般钢圈昂贵,但每辆汽车跑到2万公里时,其所节省的燃料费便足以抵回成本。
热胀冷缩是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。大多数物体都具有这种性质。
物体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子(原子)运动会随温度改变,当温度上升时,粒子的振动幅度加大,令物体膨胀;但当温度下降时,粒子的振动幅度便会减少,使物体收缩。
对于一般物体,热胀冷缩是成立的。当物体温度升高时,分子的动能增加,分子的平均自由程增加,所以表现为热胀;同理,当物体温降低时,分子的动能减小,分子的平均自由程减少,所以表现为冷缩。但也有例外,比如说水,这并不是说热胀冷缩对水不成立,而是水中存在氢键,在温度下降时,水中的氢键数量增加,导致体积随温度下降而增大。
原理分析
根据物质粒子最小的原子结构来看,物质的热胀冷缩应该是由物质原子的内部加速运动形成的。从原子的内部结构来讲,当原子受热后,核内质子和中子以及核外电子呈现为粒子运动的加速状态。首先来说,由于原子核的自转以及电场的作用,牵引了核外电子围绕原子核做公转运动。原子核的自转速度决定着外围电子受离心力大小的变化,这也决定着原子内核与电子层轨道之间的距离和电场的高低。只有原子核的自旋和外层电子的公转受到外部能量的激发,才会构成原子内部的离心力和电场力的变化,从而也就体现了物质热胀冷缩的自然现象。
1,由于物质的原子核以及核外电子层的提速运动,使其产生了很强的离心力,这个离心力又使核外电子层与原子核的间距拉大。当原子核与核外电子层的距离拉大后,其原子核与核外电子层间的电场力就会降低,而低能级最外层轨道的电子就会脱离原子内部电场的束缚成为溢出的游离电子,从而也就构成了原子的等离子态。原子核与核外电子层距离的这一变化,也是物质的热膨胀变化系数。然而,物质的热膨胀系数不会无限度的变化,当达到最大的极限时,原子的内部运动就会停留在稳定的运动平衡状态。在一定的温度极限下原子核与核外电子层之间建立了一种极其稳定的电力场,核外电子不再溢出,电场之间的距离不再扩大,原子停止膨胀继而从原物质的固体转为液态。
2,当物质的温度降低后,原子内部的运动速度开始逐渐的下降,原子核的自转速度降低,其对核外电子的离心力作用也将逐渐的减小继而使原子核与核外电子层之间的距离变小电场加大,此时原子又会吸引外部空间的游离电子来补齐电子外层轨道的缺位电子而达到原子非等离子体的原始平衡状态。同时,物质又从液态逐渐的过渡到固态,这就是物质的热胀冷缩原理。
在我们的教科书中,也提到了关于对原子的热能和光能的激发作用。原子核与核外电子层之间的电场距离是随温度变化的,也是一种变量状态。物质受外部能量的激发可使原子的内部产生动态变化,原子核的最外层电子最容易受到能量的激发而成为飘逸的自由电子,也就是我们平常所说的物质等离子态,上述的两个条件是必备的。当物质在受热达到极点后可从固态到液态,液态到固态的这一物理转变过程,这个过程必须使原子的内部产生质变。物体的热胀冷缩显现了物质原子的内部物理变化,否然的话,物质的热胀冷缩原理就很难讲清楚的。
汽车发动机由以下7部分组成:
1、曲柄连杆机构:连杆、曲轴、轴瓦、飞轮、活塞、活塞环、活塞销、曲轴油封。
2、配气机构:汽缸盖、气门室盖罩、凸轮轴、气门、进气歧管、排气歧管、空气滤、消音器、三元催化、增压器、中冷器等。
3、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,目前我国汽车主流市场的发动机多采用水冷却)。
4、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。
5、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。
6、启动系:起动机、点火开关、蓄电池。
7、点火系:火花塞、高压线、高压线圈、分电器。
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。
分类介绍:
外燃机:
外燃机,就是说它的燃料在发动机的外部燃烧,1816年由苏格兰的R.斯特林所发明,故又称斯特林发动机。
发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能,瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机,当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时,高压便产生了,然后这种高压又推动机械做功,从而完成了热能向动能的转变。
内燃机:
明白了什么是外燃机,也就知道了什么是内燃机。内燃机即往复活塞式发动机,这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多,常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。