隨著汽車輕量化的發展,碳纖維復合材料的使用正呈現上升趨勢,然而,該材質與熱塑性塑料不同,無法輕易實現固化、分解并還原為初始的原材料。為解決碳纖維復合材料的循環再利用問題,美國華盛頓州立大學的研究團隊研發并采用了一種新的化學回收法:他們將多種弱酸作為催化劑,將其添加到液態乙醇中,在低溫條件下發生化學反應,使得該類熱固性材料被分解。
為提高固化材料的分解速率,研究人員提升了材料溫度,使含有催化劑的液體得以滲入到復合材料中,進而實現碳纖維復合材料的化學分解。研究人員采用乙醇液體,使樹脂體積發生膨脹,隨后又用氯化鋅分解碳氮鍵,這一步可謂至關重要。
研究團隊還研發了一套高效的方法,妥善保存碳纖維與樹脂,以便以后再利用上述材料。目前,該團隊已為其技術申請專利,并致力于推動該技術的商業化運作。
大陸研發了新款電子制動方案——MK C1,該產品定位高度自動化駕駛車輛,符合其對制動裝置的相關要求。
MK C1是一款線控系統,自動壓力增大功能速度超快且精度高,可實現制動能量回收(回收率為100%)和系統減重30%。為達到制動冗余的相關要求,大陸結合使用了旗下的MK C1與MK 100 ESC衍生產品,可提供正常操作及合作操作2種模式。在正常操作模式下,MKC1裝置將提供所有的制動功能,保障行駛的穩定性及駕駛舒適度;合作制動模式可實現制動功能最大化。
該款創新型電子系統整合了串聯式雙腔制動主缸,將制動助力系統及制動控制系統集成到一個外觀緊湊的箱型設計模塊中。MK C1能夠以150 ms的速率積聚制動壓力,是當前常規制動系統速率的2倍。
奧迪研發了一套自動駕駛模擬器,旨在為用戶提供自動駕駛模擬環境,并基于用戶體驗提升其自動駕駛車輛的技術水平。
奧迪將模擬器的使用環境布置得非常輕松、舒適。該模擬器并未配備方向盤,也無需控制器,用戶可以靜靜地坐著,使用網絡服務或與其他模擬器操控者進行互動。這類模擬器還可測定相關操控人員的腦電圖及大腦活動,探查用戶在模擬駕駛環境下是否會因周邊環境而分神,進而導致注意力不集中。
奧迪希望通過本款自動駕駛模擬器收集用戶體驗,進而提升自動駕駛車輛的性能,使其變得更為高效。
電裝公司研發了一款24 GHz的亞毫米波后置及側置雷達傳感器,助力車載安全系統的功能強化。
公司計劃將該款雷達傳感器置于汽車的后保險杠內,旨在探測可能進入汽車后部及側部盲區的其他車輛。該傳感器還能探測到汽車換向時可能接近其車尾的其他車輛。該雷達傳感器作為車載安全系統的組成部分,可幫助駕駛員識別其他車輛,并在變更車道或在停車場時為汽車提供導航服務。此外,該款雷達傳感器還負責管控自動緊急剎車功能,避免相鄰車輛發生碰撞事故。
為能夠準確探查是否前向或逆向移動,其移相器可切換亞毫米波雷達傳感器的傳感方向及感應距離。
日本國立物質材料研究所的研究團隊與國立長岡技術科學大學共同研發了新款高強度鎂合金板(Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn-0.3Zn),取名為 AXMZ1000。輕量化的鎂合金很早就已引起汽車行業的關注,但由于鎂合金在室溫下強度低、成型性能差,阻礙了鎂板狀合金的應用推廣。
該團隊在加工Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn合金期間,發現只需將少量的鋅(w(Zn)=0.3%)添加到Mg-1.1Al-0.3Ca-0.2Mn合金后,將大幅提升其延展成型性能。此外,經過短時老化,將使含鋅合金強度呈現大幅提升。
該款合金在常溫下的成型性能可媲美中等強度的鋁合金,后者多被用于制造汽車車身件。此外,該合金的強度比鋁合金高1.5~2倍。新合金均由普通金屬制成,其材料成本并不昂貴,且制作及熱處理工藝簡單,未來或將成為一款低成本的輕量化車用薄板。
肯聯鋁業研發了新一代高強度6000 系鋁合金“ConstelliumHSA6”,旨在滿足車企對輕量化鋁材日益增長的需求。
對于碰撞管理系統、白車身結構件及電池外殼而言,ConstelliumHSA6屬于十分理想的材料,便于設計師們優化擠型并降低其壁厚。相較于傳統的鋁合金材料,Constellium HSA6還可實現減重15%~30%。
此外,該款鋁合金材料還能將強度提升15%~30%,可在碰撞發生時提升汽車的防護能力,強化電池的防護能力,有助于電池系統及其他關鍵的車輛系統的冷卻。該款鋁材還能夠在碰撞發生時吸收動能,為駕乘人員及行人提供保護,最大限度地確保汽車外觀完整性。
奔馳汽車中最近加入了一項新的被動安全行人保護技術——A柱氣囊,并已申請了美國專利。
根據奔馳的試驗,在汽車與行人發生碰撞后,產生傷害最大的位置或許是堅硬的A柱,因此為了保護行人,就設置了A柱氣囊。
A柱氣囊的專利圖顯示,配備了A柱氣囊的汽車在與行人發生碰撞時,A柱處會向外側彈出氣囊以保護行人與堅硬的A柱發生直接碰撞,并且與應用較為廣泛的行人保護技術“發動機蓋彈起功能”協同工作。
該氣囊將會被儲存在一個由纖維材料制成的管子當中,未啟用時其會被隱藏在汽車A柱外板內側,而氣囊的兩端則分別與A柱頂端和發動機蓋相接。當汽車與行人發生碰撞時,彈起式發動機蓋和A柱氣囊會為行人提供更多的緩沖,以盡可能減小對被撞行人的傷害。
豐田獲得了一項叫作“汽車控制器和汽車控制方法”的專利。這是一套能讓手動變速箱進入空轉狀態的系統。它不僅能延長發動機的使用壽命,而且還能減輕新手對發動機的破壞。這點對于新手駕駛員來說非常實用。
系統的工作原理大致如下:一個能夠用于操控手動變速箱離合器和變速器的控制器,當確定可以進入滑行狀態的時候,系統能讓離合器自動脫落,實現空擋。而在滑行結束之后,它則會打開換擋鎖,這樣能夠防止駕駛員將汽車突然切換到過高或過低的擋位。
大陸推出一款創新型智能表面材料,這款半透明的Acella Hylite飾面材料能夠顯示特殊光效,若駕駛員感到疲勞困倦或在駕駛中遇到危險狀況,飾面的顏色將發生變化,提升駕駛員的安全意識,進而提升車輛的道路安全性。
若Acella Hylite飾面材料與各類照明技術、背景燈光相融合,就能與晝夜節律、天氣條件及環境照度相映襯,而重點照明技術則可利用燈光顏色及光照強度生成不同的車內光照情景。此外,駕駛座、副駕駛座、乘客區域及汽車后部均可分別采用不同的車內照明方案。
Acella Hylite材料質地輕盈、透水性好,可搭配各類照明設備,形成多款燈光設計,聚焦材料本身及其周邊環境。大陸將結合利用多種顏色、結構及質地的材質,設計出更多的新效果。光源的顏色及強度可搭配出不同的光照效果,映襯用戶的特殊心境。此外,用戶還可對乘客艙的照明進行單獨設定,以匹配車內環境或駕駛情景。
NanoSteel公司推出了一款表面硬化鋼粉末產品“BLDRmetal L-40”,可采用基于粉末床的激光融合添加劑制造工藝對其進行加工制作。其硬度高,延展性(韌性)出色(表面硬度>70 HRC,鋼芯的延伸率>10%),可借助3D打印技術,用標準的商用設備打印出來。
該合金的性能卓越,可媲美M300馬氏體時效鋼,可用作H13等工具鋼的替代品,采用3D打印技術后易于加工。BLDRmetal L-40提升了3D打印技術在各類硬材質市場內的應用潛力,該產品的設計定位為工具、模具、軸承及變速齒輪等零部件。
NanoSteel采用3D打印技術制造了一款8英寸(20.32 cm)的滾絲板牙套件,其性能遠超模具加工機械制作的D2和M2工具鋼。
保時捷推出了一款純碳纖維增強塑料車輪,該車輪重達8.6 kg,比同等鋁合金車輪輕20%,但堅韌度卻高出20%,一整套車輪的售價超過17 600美元。
車輪的中心采用交織性的碳纖維織物生產,通過200多個單獨的部件切割、組裝而成。保時捷采用編織碳纖維來生產輪輞,然后再將由碳纖維織物組裝而成的車輪中心編織到輪輞上去。車輪總計采用了約18 km的碳纖維材料。
在高壓和高溫情況下進行樹脂填充和初步的樹脂固化之前,編織機還要將輪輞和車輪中心的部件整合在一起。隨后開始進行模塑成型、冷卻、嵌入中控鎖、上保護漆及美化外觀等程序。保時捷表示,環保的編織程序有助于提升車輪的緊密度和硬度。采用輕量化材料,輪胎可以更好地貼緊道路表面,并被完美地優化用于吸收縱向和橫向力。較低的旋轉質量意味著在加速和制動方面更加輕盈。
豐田展示了一款發動機原型機,取名為自由活塞發動機線性發電機(FPEG)?!白杂伞敝傅氖腔钊辉僖栏接谇S,在動力沖程期間,將對活塞施加向下的作用力,當其通過氣缸內的繞組時,將生產三相交流電。FPEG的運行如同雙沖程發動機,新增了汽油機缸內直噴技術及電控閥,使其能像柴油機那樣運行。此外,其采用壓縮氣體引燃燃油混合物,而非火花塞。
豐田表示,該款發動機的機械結構簡單,在連續使用的情況下,其熱效能值為42%。目前,只有性能最佳、結構設計最復雜、價格最為昂貴的汽油發動機,其熱能效值能接近該數值,前提是必須在特定環境條件下才能實現。此外,雙缸FPEG的性能十分均衡,其周長和長度分別為20.32 cm和60.96 cm,動力輸出或將達到11 kW,在主驅動電池電量耗盡后,使其能夠維持緊湊型電動車在高速路上的行駛,且該設計將成為未來的趨勢。
博格華納正在研發新款離合器自動化技術,進而實現手動變速箱的電氣化進程,該研究已進入最后階段。
主動式手動變速箱離合器(AMTC)技術采用了一款致動器及電氣控制件,旨在提升其燃油經濟性并降低排放量,還為用戶保留了傳統手動變速箱的換擋體驗。
公司承認,將手動變速箱與自動駕駛輔助系統(ADAS)相整合,該任務確實不簡單。該系統需要實現“智能化”,且能與自動緊急制動系統相配合,在遇到緊急情況時,離合器松開,使汽車能夠安全停穩,避免危險發生。
馬自達正式宣布推出第2代創馳藍天發動機,該發動機于2017年法蘭克福車展亮相。
第2代創馳藍天發動機采用HCCI均質壓燃燃燒技術,舍棄了傳統火花塞點燃的模式,改用壓縮空氣和燃料混合物方式燃燒,壓縮比達到18∶1。與2008年非創馳藍天發動機相比,現款創馳藍天發動機燃油經濟性提高了30%,而第2代創馳藍天發動機燃油經濟性則提高了50%。新一代發動機將油耗壓縮到3.3 L/100 km,預計將于2019年普及到馬自達量產車型上。
Waymo公司申請了一個自動駕駛汽車的設計專利,準備給自動駕駛汽車穿上一層特殊的外套,一旦撞人,“外套”將會變得更軟,這一專利并非用于防止和行人撞擊,而是用于最大限度地降低撞擊帶來的傷亡。
在自動駕駛汽車車身的設計中,Waymo提出采用一種“壓力膜”技術,這種壓力膜可能由線纜和彈簧等零部件構成,這將會讓汽車的車身能夠自動調整剛度。
如果汽車的傳感器探測到自動駕駛汽車即將和行人或者騎車人發生撞擊,自動駕駛汽車可以立刻調整壓力膜的剛度,讓車殼變得更加“柔軟”,這樣可以降低撞擊的沖擊度;如果傳感器發現將要撞擊的對象是一輛普通汽車,則此時壓力膜仍將保持傳統的剛度,保證發生撞擊時車上人員的安全性。
馬自達向美國商標專利局申報了擁有三增壓技術發動機的專利保護信息。申報信息顯示,該發動機最大的特點在于擁有傳統的雙渦輪增壓技術,外加一個電控渦輪增壓,形成了所謂的三增壓技術。
此次馬自達全新的動力總成里引入了2個常規渦輪增壓器和1個電動增壓器,通過電子渦輪提高在低轉速區間的進氣響應,消除遲滯。該發動機的布局出現了很大的設計變動,傳統的橫置變成了縱置,也就是這臺發動機未來會提供給后驅車使用。
在早些時候,馬自達就曾宣布將重啟轉子發動機的研發。從目前來看,這款三增壓發動機很有可能僅用于專利注冊而不會進行投產,不過其所使用的部分技術很有可能會在新的轉子發動機上使用。
豐田使用納米技術,將木漿等植物纖維制作成納米纖維素(CNF),研發了一種以其作為原材料的汽車車身。
這種材料的鋼度可達到鋼鐵的5倍,而質量只有鋼鐵的1/5,有望成為下一代汽車車體的主流材料。官方稱,CNF的制作成本為9美元/kg,比目前鋁合金的制作成本要高出4倍以上。不過官方認為這種技術有望在2030年讓成本降低一半,并達到量產要求。日本經濟產業省也預計,這項技術在2030年的日本國內產值可達到1兆日元。
康明斯與橡樹嶺國家實驗室(ORNL)正在研發一種新材料,用于修復重卡發動機。當汽車在嚴苛條件下長途行駛后,易造成發動機受損。相較于更換發動機的氣缸頭,該研究團隊提出了一種新方法——先“挖空”磨損部分,然后再采用增材制造技術,放入高性能的合金件,且前者的品質要高于原裝鑄件。
其3D打印工藝由ORNL研發,可用于修復并增強康明斯發動機的耐用性,且無需重鑄零部件,大幅降低了成本并提升了節能性。
康明斯表示:“公司的研發團隊正試圖降低發動機的導熱性,使該設備的保溫時間更持久,進而提升其能效。團隊力圖使修復后的發動機煥然一新,使其耐用性高于全新的發動機?!?/p>
豐田公司申請了車載自動智能除霜濕度傳感器的專利,該專利是將現款自動空調控制器和除霜溫度傳感器相結合的車載系統。
該設計的核心是汽車室內外溫度傳感器及室內濕度傳感器,這些傳感器連接著監控所有數據的電控單元,將汽車的氣候控制系統調整到最合適的階段,從而去除擋風玻璃上的冷凝物。另外,由于不同的溫度和濕度都會導致冷凝發生,豐田的電控單元會識別可能導致冷凝的所有差值和閾值。從本質上講,該裝置的主要功能在于預測車內溫度,并在窗戶起霧前通過除霜器適度增溫。
另外,該項裝置還會參照車內的GPS定位系統,根據不同地理環境的不同濕度和溫度來調整其作用強度。豐田的電控單元會插入附加數據,以便其能在冷凝現象發生時進一步建立閾值,迅速反應。目前,該設置作為專利,還無法保證能在未來車輛上全面應用。但除霜器擁有較大的市場,只要價格合理,該項裝置的應用仍有可觀的前景。
日產會在即將到來的Armada SUV車系上配備智能后視鏡(I-RVM)。該裝置可方便駕駛者看透后方視角,并且提供了標準、普通后視鏡以及后視攝像頭3種使用模式。在演示視頻中,該公司在后排座位放滿了氣球作為障礙物。日產稱,在實際使用過程中,其智能后視鏡能夠看穿任何障礙物,比如特別高的乘客,或者大塊頭的貨物。
在普通駕駛模式下,該后視鏡能夠作為一面反射鏡,或者一塊后視LCD顯示屏。該智能后視鏡提供了標準、鏡面及后視攝像頭3種模式。在非攝像頭模式下,它看起來與普通后視鏡無異。后視鏡底部有一個I-RVM開關,可以從標準鏡面模式切換到智能LCD屏模式。日產稱,該后視鏡采用了克服圖像重疊的特殊結構設計(LCD外層的鏡面可以反射光線)。為接近駕駛員視角,日產將后視攝像頭裝在了車后對應的位置。