第三章 現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)

2024/4/21汽車(chē)概論（第二版）李景芝全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校課程改革規(guī)劃教材主

編2024/4/21汽車(chē)發(fā)展簡(jiǎn)史現(xiàn)代汽車(chē)概貌現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)汽車(chē)商務(wù)概論汽車(chē)使用技巧第1章第2章第3章第4章第5章第3章現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)本章要點(diǎn)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展；現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的主要特點(diǎn)；現(xiàn)代汽車(chē)的設(shè)計(jì)；汽車(chē)的制造工藝；汽車(chē)制造的組織；汽車(chē)的主要材料；汽車(chē)試驗(yàn)。３.１現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展歷史一、世界汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展及成就1.世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展歷程世界汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展歷程大體可以劃分為以下幾個(gè)階段。(１)１８８６年~２０世紀(jì)初:這是汽車(chē)工業(yè)的起步、單件簡(jiǎn)單生產(chǎn)階段。(２)２０世紀(jì)初~２０世紀(jì)５０年代:１９１８年，美國(guó)福特公司創(chuàng)造了流水線生產(chǎn)線組裝汽車(chē)法，汽車(chē)產(chǎn)量成倍地增加，使得汽車(chē)的生產(chǎn)成本大幅度下降。同時(shí)注意改進(jìn)汽車(chē)外形以減小風(fēng)的阻力，采用較大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，提高車(chē)速及燃油經(jīng)濟(jì)性，并注意改善汽車(chē)的造型美觀及乘坐舒適性。(３)２０世紀(jì)５０年代~２０世紀(jì)７０年代:汽車(chē)形式及產(chǎn)量迅速增加，更加注意提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率及車(chē)速，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，使得汽車(chē)性能有了明顯的提高。在這一時(shí)期，日本豐田汽車(chē)公司提出了精益生產(chǎn)方式。(４)２０世紀(jì)７０年代~２０世紀(jì)９０年代:自１９７３年石油危機(jī)爆發(fā)以后，汽車(chē)的節(jié)能、環(huán)保及安全成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)，各大汽車(chē)公司開(kāi)始制定全球發(fā)展戰(zhàn)略，建立了全球化生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)體系。(５)２０世紀(jì)９０年代以后:汽車(chē)生產(chǎn)除了繼續(xù)追求節(jié)能、環(huán)保及安全外，更加注意駕駛操控的方便性以及乘坐的舒適性。2.汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量增長(zhǎng)迅速３.１現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展歷史3.汽車(chē)性能的提高世界汽車(chē)工業(yè)在提高產(chǎn)品質(zhì)量及性能方面?同樣取得了驚人的成就?汽車(chē)的主要性能指標(biāo)有:(１)汽車(chē)速度。(２)汽車(chē)加速性。(３)汽車(chē)的油耗。(４)汽車(chē)的空氣阻力系數(shù)。(５)汽車(chē)的有害排放。4.高新技術(shù)、科技成果的應(yīng)用日益突出現(xiàn)代汽車(chē)已不是過(guò)去單純的機(jī)械工程的體現(xiàn)，而是要運(yùn)用諸如空氣動(dòng)力學(xué)、工程熱物理、電子學(xué)、控制論、模糊數(shù)學(xué)、人體工程學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的研究成果，運(yùn)用諸如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、紅外線以及航空等高新技術(shù)及新材料。5.產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)日益先進(jìn)，開(kāi)發(fā)周期更短現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，所采用的主要新技術(shù)及成就，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(１)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用貫穿全過(guò)程。(２)計(jì)算機(jī)技術(shù)孕育出新的汽車(chē)技術(shù)。(３)新產(chǎn)品虛擬技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功。(４)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中實(shí)施同步工程。３.１現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展歷史6.新技術(shù)不斷涌現(xiàn)除在上述產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中采用的新技術(shù)外，在底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)及零部件方面，新的結(jié)構(gòu)、工作原理以及新的材料及工藝等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。7.組織管理及經(jīng)營(yíng)方式的發(fā)展為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要，世界各大汽車(chē)公司在企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)組織管理及生產(chǎn)方式上都有較大的變化，盡管各大汽車(chē)公司的具體做法有所差異，但是可以歸納出若干共同點(diǎn)。(１)汽車(chē)工業(yè)運(yùn)作的全球化。(２)矩陣管理方式。(３)生產(chǎn)方式及生產(chǎn)規(guī)模的變化。３.１現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展歷史二、我國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)1.國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)現(xiàn)狀2.國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)市場(chǎng)表現(xiàn)情況３.２現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的主要特點(diǎn)一、現(xiàn)代工業(yè)的特點(diǎn)現(xiàn)代工業(yè)的主要特點(diǎn)有:(１)生產(chǎn)向?qū)I(yè)化、批量化和多品種方向發(fā)展。(２)技術(shù)裝備向智能化、高效率的機(jī)器體系方向發(fā)展。(３)市場(chǎng)需求是啟動(dòng)生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。(４)技術(shù)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。(５)部門(mén)間的依存度不斷提高。(６)生產(chǎn)分工向國(guó)際化方向發(fā)展。(７)新型的工業(yè)壟斷正在形成。二、現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)主要特點(diǎn)自卡爾·本茨于１８８６年發(fā)明第一輛汽車(chē)以來(lái)，汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)有了１２０多年的發(fā)展歷史。汽車(chē)工業(yè)最早形成于美國(guó)，然后擴(kuò)展到歐洲、日本等國(guó)家，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展代表著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，在具有現(xiàn)代工業(yè)特點(diǎn)的同時(shí)，其主要的鮮明特點(diǎn)如下:流水作業(yè)、生產(chǎn)自動(dòng)化、專業(yè)化生產(chǎn)。３.３現(xiàn)代汽車(chē)的設(shè)計(jì)一、汽車(chē)設(shè)計(jì)要求汽車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電產(chǎn)品。在誕生初期，明顯帶有權(quán)力、地位和富有的特征，到了流水線方式進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)代，汽車(chē)變成為了平民大眾能夠普遍接受的消費(fèi)品，已經(jīng)進(jìn)入了人們生活的各個(gè)方面，成為生活中不可缺少的部分。隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的要求也是多方面的，如高速、安全、節(jié)能、美觀等。為了適應(yīng)人們對(duì)汽車(chē)的多方面要求，設(shè)計(jì)人員將各種新概念、新結(jié)構(gòu)、新材料等科學(xué)地結(jié)合進(jìn)汽車(chē)的設(shè)計(jì)之中，使汽車(chē)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)諸方面達(dá)到最佳的折中效果?，F(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)要求大體可分為以下幾方面:功能性的適應(yīng)性、使用經(jīng)濟(jì)性、工藝性、可回收性、藝術(shù)性。二、汽車(chē)設(shè)計(jì)方法1.汽車(chē)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展伴隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷壯大和汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展汽車(chē)設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新中先后經(jīng)歷了如下三個(gè)發(fā)展階段:經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，以科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)階段，計(jì)算機(jī)輔助的半自動(dòng)、自動(dòng)設(shè)計(jì)階段。2汽車(chē)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在汽車(chē)設(shè)計(jì)中所采用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要有:有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程方法、模糊設(shè)計(jì)、模態(tài)分析技術(shù)、逆向工程技術(shù)、人機(jī)工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ＣＡＤ)。３.３現(xiàn)代汽車(chē)的設(shè)計(jì)三、汽車(chē)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程３.４汽車(chē)制造工藝隨著汽車(chē)所使用的材料和汽車(chē)性能要求的發(fā)展及其機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)制造工藝也在不斷地完善，汽車(chē)制造工藝直接影響汽車(chē)制造質(zhì)量。根據(jù)加工過(guò)程中工件材料多少的變化及材料的力學(xué)性能是否改變，將汽車(chē)制造工藝分為６大類:固結(jié)成型模式、機(jī)械加工成型模式、切割成型模式、連接加工模式、涂鍍加工模式和材料性能改變加工模式，這些制造工藝方法的實(shí)質(zhì)均是材料結(jié)合方式的改變。一、固結(jié)成型模式固結(jié)成型工藝模式就是通過(guò)松散物質(zhì)(如熔化物、粉末、顆粒等)的黏結(jié)加工成型制造固體工件的方式。1.金屬工件固結(jié)成型常用的金屬工件固結(jié)成型方式包括使用液態(tài)物質(zhì)的固結(jié)成型(鑄造成型)或是對(duì)固體狀態(tài)物質(zhì)擠壓成型或燒結(jié)。將金屬加熱到熔融狀態(tài)澆注到鑄型型腔中，經(jīng)凝固、清理后獲得毛坯或零件的工藝過(guò)程叫鑄造成型。鑄造是毛坯制造最基本的方法之一，一般無(wú)須精密的設(shè)備，投資少，成本低，且大多數(shù)金屬均可以進(jìn)行鑄造，所以在毛坯制造中得到廣泛的應(yīng)用。固體狀物質(zhì)擠壓成型就是固體狀態(tài)的物質(zhì)通過(guò)燒結(jié)擠壓(壓縮)或無(wú)燒結(jié)擠壓來(lái)成型。2.塑料工件的擠壓成型塑料工件的原始材料在加工完成時(shí)多為液態(tài)、糊狀或固體狀材料。塑料工件的原始材料包括熱塑性塑料和熱固塑料兩種。這些原始材料經(jīng)常與填充材料或硬化材料相混合使用以改善材料的性能，如提高穩(wěn)定性等。熱塑性塑料多為粉末狀或顆粒狀，加熱時(shí)會(huì)變軟以至流動(dòng)，冷卻變硬，這種過(guò)程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。熱固塑料在第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，但加熱到一定溫度時(shí)會(huì)由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而變硬，而且這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時(shí)，就不能再變軟流動(dòng)了。３.４汽車(chē)制造工藝二、機(jī)械加工成型模式機(jī)械加工成型主要是通過(guò)固體零件的塑性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在該過(guò)程中，工件沒(méi)有材料增減的變化，只是材料的形狀發(fā)生了變化。機(jī)械加工時(shí)，是采用冷加工還是采用熱加工的方式主要取決于材料的性質(zhì)。加工成型工藝方式主要包括５種方式:壓力加工成型，如鍛造；拉壓成型，如拉壓加工；拉伸成型，如拉伸加工；彎曲成型，如彎曲加工；扭轉(zhuǎn)成型，如扭轉(zhuǎn)加工。壓力成型本質(zhì)上是通過(guò)固體零件在壓應(yīng)力載荷下發(fā)生塑性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)加工的。在汽車(chē)技術(shù)中最重要的拉壓成型加工方式是拉壓，許多車(chē)身零件是通過(guò)拉壓方法來(lái)生產(chǎn)制造的，如車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等。把平板毛坯、型材或管材彎曲成一定的曲率和角度，以形成一定形狀零件的工序稱為彎曲。彎曲成型實(shí)質(zhì)上是物體本身在施加的彎曲應(yīng)力作用下發(fā)生塑性變形。３.４汽車(chē)制造工藝三、切割成型模式切割成型是指通過(guò)改變工件材料微粒局部之間的黏結(jié)性來(lái)改變工件外形的加工過(guò)程，切割成型模式中工件材料多少發(fā)生了變化，部分材料在加工過(guò)程中被去除。切割成型工藝模式中最常用的加工方式是剪切和切削。1.剪切加工剪切加工就是依靠剪切力從毛坯或工件上分離一部分材料的加工過(guò)程。2.切削加工金屬的切削加工是指在刀具和工件的相互作用下，從工件表面切下一層多余金屬，并將其轉(zhuǎn)變成切屑的過(guò)程。因此，金屬切削過(guò)程也是切屑形成的過(guò)程。根據(jù)切屑形成方式和切削刀具的不同，將金屬切削加工方式分為車(chē)削、鉸孔、鉆孔、螺紋加工、磨削等。四、連接成型加工模式所謂連接成型工藝模式是指將兩個(gè)或多個(gè)零件組裝或組合在一起，這些零件要有固定的幾何外形或是由不同材料組合而成的。連接成型加工模式過(guò)程中，工件的材料增加了。根據(jù)連接成型的作用原理和加工過(guò)程將其分為三大類:力配合連接、形狀配合連接和材料配合連接。五、涂鍍加工模式涂鍍加工模式是在工件表面上涂鍍其他物質(zhì)。根據(jù)鍍層物質(zhì)的狀態(tài)不同其主要分為４種加工方式:鍍層物質(zhì)為氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)，如氣相噴鍍；鍍層物質(zhì)為流體、粥狀或膠狀，如噴鍍；鍍層物質(zhì)處于電離狀態(tài)，如電鍍；鍍層物質(zhì)為顆粒狀或粉末狀，如粒子噴鍍。六、材料性能改變加工模式材料性能改變加工模式指在加工過(guò)程中材料性能發(fā)生了改變，如工件的淬火、退火及氮化處理等。３.５汽車(chē)生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程新車(chē)開(kāi)發(fā)的過(guò)程一般包括以下４個(gè)階段:規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段、試驗(yàn)階段、生產(chǎn)階段。３.６汽車(chē)的主要材料二、汽車(chē)材料的組成汽車(chē)材料包括制造汽車(chē)各種零部件用的汽車(chē)工程材料，以及汽車(chē)在使用過(guò)程中使用的燃料和工作液等汽車(chē)運(yùn)行材料。1.汽車(chē)工程材料汽車(chē)工程材料包括金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料三大類。(１)金屬材料:即純金屬及合金，有黑色金屬(鋼鐵)、有色金屬(Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇ)。(２)非金屬材料:有機(jī)高分子材料(主要成分為Ｃ、Ｈ)，如塑料、橡膠、合成纖維等，以及無(wú)機(jī)材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。(３)復(fù)合材料:如玻璃纖維增強(qiáng)塑料等。2.汽車(chē)運(yùn)行材料汽車(chē)使用的燃料、潤(rùn)滑劑及其他工作液和輪胎等被稱為汽車(chē)的運(yùn)行材料，通常是指在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，使用周期較短、消耗費(fèi)用較大、對(duì)車(chē)輛使用性能有較大影響的一些非金屬材料。3.汽車(chē)材料的應(yīng)用以現(xiàn)代轎車(chē)應(yīng)用的材料為例，按照重量來(lái)?yè)Q算，鋼材占汽車(chē)自重的５５％~６０％、鑄鐵占１２％~５％、有色金屬占６％~１０％、塑料占８％~１２％、橡膠占４％、玻璃占３％、其他材料(油漆、各種液體等)占１２％~６％。汽車(chē)材料應(yīng)用的總趨勢(shì)就是，以非金屬材料代替部分金屬材料，在金屬材料中以非鐵金屬取代鋼鐵。３.６汽車(chē)的主要材料三、汽車(chē)材料的發(fā)展汽車(chē)材料的發(fā)展方向是使汽車(chē)輕量化和減少污染。汽車(chē)材料總的發(fā)展趨勢(shì)是:在汽車(chē)的結(jié)構(gòu)材料中，鋼鐵材料所占比例將逐步下降，有色金屬、陶瓷材料、復(fù)合材料、高分子材料等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的條件下，將盡可能多地采用鋁合金、復(fù)合材料等輕型、新型材料取代鋼鐵材料。３.７汽車(chē)試驗(yàn)一、汽車(chē)性能試驗(yàn)汽車(chē)性能試驗(yàn)包括動(dòng)力性試驗(yàn)、燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)、通過(guò)性試驗(yàn)、安全性試驗(yàn)、制動(dòng)性試驗(yàn)、操縱性試驗(yàn)及平順性試驗(yàn)等多項(xiàng)試驗(yàn)。動(dòng)力性試驗(yàn)包括汽車(chē)的最高車(chē)速試驗(yàn)、加速試驗(yàn)和爬坡試驗(yàn)。燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)可以為道路試驗(yàn)或汽車(chē)測(cè)功器試驗(yàn)。通過(guò)性試驗(yàn)一般在汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)和專用路段上進(jìn)行，試驗(yàn)內(nèi)容包括對(duì)汽車(chē)幾何參數(shù)和掛鉤牽引性能的測(cè)定。測(cè)試路段上應(yīng)包括沼澤、水田、松軟土壤、沙漠、壕溝、灌木叢、凸起等無(wú)路或障礙路段。安全性試驗(yàn)主要指碰撞安全性試驗(yàn)，包括正面碰撞和側(cè)面碰撞試驗(yàn)。制動(dòng)性試驗(yàn)主要通過(guò)路上試驗(yàn)來(lái)評(píng)定，一般要測(cè)定冷制動(dòng)及高溫下汽車(chē)的制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、制動(dòng)時(shí)間等參數(shù)。操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)類型較多，包括轉(zhuǎn)彎制動(dòng)試驗(yàn)、蛇形行駛試驗(yàn)、側(cè)向風(fēng)敏感性試驗(yàn)、抗側(cè)翻試驗(yàn)、汽車(chē)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)等。平順性試驗(yàn)主要用以測(cè)定汽車(chē)在隨機(jī)不平路面的行駛振動(dòng)及汽車(chē)在較大凸起物或凹坑沖擊下的振動(dòng)對(duì)乘員及貨物的影響。３.７汽車(chē)試驗(yàn)二、汽車(chē)大型試驗(yàn)設(shè)施簡(jiǎn)介汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)和汽車(chē)風(fēng)洞是汽車(chē)試驗(yàn)的兩種大型試驗(yàn)設(shè)施。1.汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)