【正文】
起來,但在考慮不確定的社會和環(huán)境條件基礎(chǔ)上,該研究試圖回答如何和遵循什么樣的技術(shù)路線來解決社會面臨的能源消耗、排放和安全性帶來的問題和沖突,以滿足未來流動性的需要。這些研究網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)和重點活動能夠執(zhí)行,并且側(cè)重點不同的組織之間可以協(xié)同運作。汽車研發(fā)今天已變得更加國際化,研究機構(gòu)、大學(xué)和工業(yè)界內(nèi)部及相互之間協(xié)同努力。FURORE研究網(wǎng)絡(luò)成員的本質(zhì)是對未來技術(shù)有獨特的見解。 FURORE的技術(shù)研發(fā)路線圖的目標(biāo)和范圍FURORE技術(shù)路線圖是由EARPA歐洲汽車研究合作伙伴協(xié)會發(fā)起和由歐洲聯(lián)盟委員會/在歐洲共同體環(huán)境下,這些技術(shù)對環(huán)境經(jīng)濟和社會情況有可持續(xù)改善的潛力,因此,在規(guī)劃過程中上要考慮周全。另一方面完全新技術(shù)的時機決不能被低估并且非常有必要對使目標(biāo)明確的不同的可能的方法開放,即使他們是非常有抱負和危險的。一項新技術(shù)的突破需要許多有利的因素,一個發(fā)展進化也比任何一個革命性的方式更有機會。以一個敏感的方式指導(dǎo)對未來社會需要的研究,需要對那些能引進或者阻止新公路技術(shù)引進的很多因素有很好的理解。歐盟委員會的責(zé)任就是鼓勵和支持研究開發(fā)更有效的,少污染和安全的車輛。為了彌補個人道路交通的增加,對環(huán)境,能源資源,以及個人健康和安全的負面影響,一種對未來汽車的綜合研究的方法是至關(guān)重要的。人口流動在生活質(zhì)量的評價中占有很突出的地位并已經(jīng)成為一個經(jīng)濟增長的需要?!? 一個全面的系統(tǒng)方法,結(jié)合特殊的和共性技術(shù),以及開發(fā)工具及平臺,將帶來更好、更快、更便宜的研究成果?!? 在全新技術(shù)的研究上,必須具有額外的促進環(huán)境和能源安全的可持續(xù)進步。特殊技術(shù)和共性技術(shù),以及開發(fā)工具和平臺的整合,將帶來更好、更快、更便宜的研究成果,最終,關(guān)鍵性的加強是歐洲公路運輸部門的可持續(xù)發(fā)展。先進的仿真技術(shù)是必要的,用來建立基本詳細的知識,以便更精確地模擬物理過程,并增加預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。 主動和被動安全顯示出極大的研究潛力,需要以結(jié)合的方式提供最好的結(jié)果。整車重量對于燃油消耗和安全的問題是至關(guān)重要的。全新技術(shù)的研究,必然附加地促進環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和能源安全。最重要的,獨立于推進系統(tǒng)或燃料的未來情景之外的其它環(huán)節(jié)盡可能的節(jié)約能源也是必備的。這項研究得出結(jié)論認為,這種循序漸進的途徑,通過戰(zhàn)略性重點研究推動了“快車道”的步伐,使得滿足2020年及以后的挑戰(zhàn)處在有利位置。進一步的先決條件是,在車輛安全性上的妥協(xié)折衷都是不允許的。對汽車撕碎的殘渣的后處理,不同材料類型的妥善分離,回收材料的質(zhì)量檢驗(參照新材料的特性)都是大問題。主要的技術(shù)領(lǐng)域是實現(xiàn)更小的和更靈活的車輛概念,所有車輛裝備可能的小型化,同時用來優(yōu)化裝配和重量的不帶機械裝置的總線系統(tǒng)(Xbywire),用以支持車身模態(tài)和復(fù)合材料設(shè)計的連接和接合技術(shù),和支持高度模塊化的車架結(jié)構(gòu)。所以車架和殼體結(jié)構(gòu)的不同復(fù)合材料的應(yīng)用,如鋼材、鋁和塑料,這是需要評估的,將所有的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)考慮在內(nèi)。輕量化設(shè)計可以通過集中在材料使用和車輛構(gòu)架這些不同方法上來達到。所有研究都顯示出車重與油耗之間有直接聯(lián)系。在少于18或24個月這樣一個設(shè)計周期里實現(xiàn)我們所需要的性能的真正挑戰(zhàn),需要在最初設(shè)計階段的嚴格的工程化性能的前處理和一個聯(lián)系到多學(xué)科的最優(yōu)化,這在所要求的精度和速度上還是不大可能的。特別是這里提到的輕量化設(shè)計、主動控制可能是實現(xiàn)可接受的噪音行為的唯一解決方案。 主動降噪技術(shù)進行研究和發(fā)展已超過十年,但到目前為止,在車輛設(shè)計上的成功應(yīng)用仍然非常有限。被動降噪涉及的許多解決方法已在外部噪聲方面討論過,如本底噪聲屏蔽、先進的底座懸置和創(chuàng)新型高阻尼低重量材料,靜音輪胎等。有了這些性能參數(shù),這就會導(dǎo)致設(shè)計要求的沖突。 道路車輛的車內(nèi)噪聲(和振動)問題,是很不同于外部噪音的,由于其主要驅(qū)動力不是來自立法,而是來自客戶和制造商的要求這個意義上說。對于整車和相關(guān)的噪聲源的噪聲排放行為以及個別車輛部件的噪音和振動行為,我們需要改進的模擬仿真方法。同樣的,可用于發(fā)動機、變速箱及其他汽車零部件等承載結(jié)構(gòu)的高阻尼材料,和為了優(yōu)化和低噪運行的可替代動力系統(tǒng)(不含內(nèi)燃機)和動力傳動智能管理同樣也有待繼續(xù)開發(fā)。 車輛外部噪聲的領(lǐng)域內(nèi),進排氣系統(tǒng)的管口排放噪音,適合主動有源噪聲控制的應(yīng)用,它也可能適用于輪胎噪音。在這兩種情況下,先進的、成熟的對封裝體的熱量控制,克服任何熱平衡問題是必須考慮的。對于靜音輪胎的進一步發(fā)展來說,對噪音的產(chǎn)生機制有更深入的了解是必需的,盡管在這一領(lǐng)域有已有的知識和正在進行的研究活動。內(nèi)外部噪音:目標(biāo)和突出的技術(shù)難點在降噪方面,F(xiàn)URORE只注重車輛技術(shù)而不是全面的整體分析(包括基礎(chǔ)設(shè)施、景觀規(guī)劃,交通管理等)。對于長期(2030后)的重點是成功地過渡到完全自治系統(tǒng)。短期研究的需要(?2010年)一般是旨在使第一代主動安全技術(shù)穩(wěn)定成熟、價格合理和可取的。與此主題相關(guān)的是“駕駛員支持”的問題。主動安全作為產(chǎn)品技術(shù)還處于一個起步階段,將對道路交通意外中的傷害產(chǎn)生巨大的潛在影響,既對乘員、行人,也對第三方。除了這些技術(shù),能夠顯著改善道路安全的方法就是對駕駛員進行教育和培訓(xùn)的發(fā)展計劃。這些系統(tǒng)需要在汽車傳感器上獲得信息,并能夠智能的控制約束力量水平以及如何施加到乘員身上。提高被動安全方面總的策略是碰撞條件的影響,例如通過改善環(huán)境(如可變形導(dǎo)軌),提高車輛耐撞性(如能量吸收),改變?nèi)说臎_擊運動(如安全帶)。在汽車安全領(lǐng)域的一個特殊的挑戰(zhàn)是向更小更輕、更省油,以及因環(huán)境因素推測出電動或混合動力車輛使用增多發(fā)展的這種趨勢。一種可行的“最高安全車輛”需要我們研究。有關(guān)動力總成技術(shù)發(fā)現(xiàn)的總結(jié):●2020年以后,集成內(nèi)燃機(ICengine)將是動力總成的主力;●具有復(fù)合燃燒系統(tǒng)的集成內(nèi)燃機(ICengine)將進入市場;●完全可變發(fā)動機概念及其控制,將是發(fā)展的趨勢;●具有先進控制和系統(tǒng)集成的混合(內(nèi)燃機)車輛將滲透市場;●燃料電池汽車的應(yīng)用將從APU(輔助動力單元)開始,然后發(fā)展到原動力應(yīng)用。為了克服這些問題,在棧堆和燃料儲存技術(shù)上的真正突破是必要的。綜合這些因素,在所有最好的內(nèi)燃機混合動力技術(shù)中,目前使用非可再生氫氣的燃料電池車輛不能提供出有利于車輪效率(well to wheels)的改進。堆棧只是燃料電池動力傳動效率的一部分——還要考慮到空氣系統(tǒng)、熱管理、駕駛室內(nèi)加熱/冷卻、冷啟動(freezing of bustion water in the cell)、電機和電力轉(zhuǎn)換器,這些會減少整個動力傳動系統(tǒng)效率。在許多應(yīng)用中的一個次要功能是,傳統(tǒng)電池還要用來啟動車輛和維持空調(diào)。以氫燃料運行的電池車的優(yōu)勢是真正的零排放汽車。主要的研究領(lǐng)域當(dāng)然是電池,而它必須考慮能量和功率密度的提高,以及可靠性和降低成本。這樣,如果有更多的無CO2產(chǎn)生的電能存在,來自可再生能源或核能源,那么電池電動車輛就必須重新討論。到2020年后,電動混合可能是司空見慣的,即是一個高效率的推動者也是總線系統(tǒng)需要額外動力的提供者。結(jié)合先進變速器的高效率和靈活性(可能雙離合器或無級變速型),汽車動力總成的能源消耗將進一步降低。柴油均質(zhì)充分壓燃(HCCI)和汽油控制自動點火(CAI)的燃燒過程,二者有許多相似之處,可能會融合燃料特性成為一種“復(fù)合燃燒系統(tǒng)”。汽油和柴油的改良處在一個非常早期的技術(shù)階段,需要大量的研究,以保證車輛在瞬態(tài)運行時的氫的生成。關(guān)于液體燃料或可行性氫氣存儲的重整改良是必需的。燃??料電池或內(nèi)燃機(也許是新型直列或轉(zhuǎn)子型)適合用作輔助動力單元。 特別是必須考慮到成本/燃油&排放節(jié)省的比率。考慮到其他的復(fù)雜性和零部件,與傳統(tǒng)動力系統(tǒng)相比,混合動力汽車將只能逐步地滲透市場。我們需要在混合動力系統(tǒng)的零部件上做研究,如新的變速箱、電動馬達和電池。盡管如此,混合動力技術(shù)與電動單元的共存要求傳統(tǒng)的車輛動力總成做出巨大的變化。成本、重量、可靠性和日益增加的復(fù)雜性都被認為是這項技術(shù)的障礙和困難?;旌蟿恿ο到y(tǒng),集成了啟動發(fā)電機和42伏的電路網(wǎng),并結(jié)合小型化的發(fā)動機,尤其在城市交通中,它被認定是減少燃油消耗和排放的普遍措施。高檔汽車將越來越多地采用尖端復(fù)雜的技術(shù),以安全地方式來分配車輪之間的驅(qū)動扭矩。如果能證明大批量制造的成本具有競爭力,那么這項技術(shù)可以達到非常顯著的市場滲透力。其市場滲透將顯著的,但僅限于小型車輛。連續(xù)或無級可變類型(CVT,IVT)提供了更好的工作效率,尤其為大排量發(fā)動機。變速箱和傳動系統(tǒng)源于對減少二氧化碳排放量的要求,加上市場對最佳操控性的追求,將會在歐洲變速器市場引起一場重大變化。非貴重金屬后處理系統(tǒng)是未來成本和資源節(jié)約的希望。將氮氧化物捕捉和粒子捕捉結(jié)合到一個系統(tǒng)中帶來了成本和油耗的優(yōu)勢。這個時間很短。系統(tǒng)集成包括車載電子診斷(EOBD)是絕對必要的,即燃燒系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)和測量系統(tǒng)必須優(yōu)化成為一個整體,以滿足市場需求和法規(guī)要求。后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢到2020年技術(shù)趨勢:在此期限框架內(nèi),先進的柴油機后處理系統(tǒng)將會是一個最大的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)有的后處理技術(shù)——三元催化劑,脫氮氧化物催化劑,氧化催化劑和柴油顆粒過濾器——將在成本、尺寸和效率方面不斷提高。對于通常負荷下的均質(zhì)壓燃(HCCI),在規(guī)劃的大部分區(qū)域降低氮氧化物排放的更大進步是可預(yù)期的,而全負荷下燃油消耗不會增加。為增加小型化的程度,氣缸內(nèi)的壓力峰值將會增加,這??要求新發(fā)動機的設(shè)計理念包含機械增壓和改進材料。廢氣再循環(huán)(EGR),微粒過濾器,脫氮氧化物過濾和基于尿素結(jié)合氧化催化劑的選擇性催化還原(SCR)將被使用。燃油消耗和NOx /PM排放將通過燃燒過程改善提出來,包括靈活的高壓燃油噴射應(yīng)用,每缸四氣門、改進增壓,電子控制和低燃油消耗。具有噴油孔大小可變的噴油嘴將是這些先進的柴油機概念的一部分。相比流行的柴油發(fā)動機技術(shù),高達25%的燃料消耗受益,預(yù)計就是小型化措施和摩擦損失進一步減少的結(jié)果。輕型柴油機截止到2007年的技術(shù)現(xiàn)狀由于增壓比重的增長,中冷以及電輔助渦輪增壓和可變氣門系列概念等這些能夠優(yōu)化扭矩和瞬態(tài)特性的技術(shù)成為可能,使得在未來十年內(nèi),小型化柴油機的重要性將越來越突出。極增壓稀薄燃燒的點火燃燒過程在這方面也是有希望的。一些燃料特性的演變可能會支持這種新的燃燒理念?;鸹c燃式發(fā)動機到2020的技術(shù)趨勢時間跨越到2020年的時候,上述技術(shù)將進一步發(fā)展和變得先進是最有可能的,這些靈活的子系統(tǒng)將采用先進的自適應(yīng)控制,利用新的傳感器技術(shù)。最后,成本最低的皮帶驅(qū)動的起動發(fā)電機在14V啟動可以自動啟動/停止車輛,由此可減少燃料消耗,但沒有再生制動和扭矩的支持,則需要42V的系統(tǒng)。使用可變氣門的后果是顯著改善的燃油經(jīng)濟性和二氧化碳排放降低達20%。采用直噴是提高發(fā)動機效率的另一種手段,但在成本方面,這些具有分層燃燒的發(fā)動機比傳統(tǒng)的點火發(fā)動機更昂貴,由于它需要先進的噴射技術(shù)和額外的氮氧化合物后處理。增壓(機械增壓和渦輪增壓)將與減少排量相結(jié)合,有時需要重新設(shè)計引擎。技術(shù)發(fā)展的總體趨勢目標(biāo)和遠景是減少能源消耗,近乎零排放和替代燃料兼容的動力系統(tǒng)。所有未來的研究開創(chuàng)必須考慮燃料、發(fā)動機和后處理之間是交互影響的系統(tǒng)。需要集中的基礎(chǔ)研究來解決能源儲存問題,尤其是電池儲能。氫氣可作為電力在道路交通使用中的中間載體。因此核能的利用是一個選擇,但肯定會導(dǎo)致一場普遍的關(guān)于能源供應(yīng)的政治討論。通過電力電解生產(chǎn)氫提供給大規(guī)模數(shù)量的需要,而不僅是小范圍的應(yīng)用。純氫,例如做為可再生生物燃料中有價值的一項,在我們所能想到的時間階段外,到2030年及以后,我們設(shè)想它可能會達到一個不可被忽略的市場份額。大型生產(chǎn)設(shè)施仍然不具備,可以預(yù)計,在生產(chǎn)這些生產(chǎn)設(shè)施過程中時,仍然有優(yōu)化的潛力。因為天然氣或煤的液化,成本和二氧化碳必須加以跟蹤。他們直接關(guān)系到未來的燃燒要求和/或優(yōu)化限制。它們都將發(fā)展成幾乎無硫的(2009年達到10 ppm的含硫量),而其他特性的改善評估需要嚴格按照燃油生命周期的效率和對排放物二氧化碳的影響。在某些情況下,這些新燃料或混合物可能與新的燃燒方式相互促進,但這還有待驗證。對于降低實際噪聲的全面方法20302050:進一步降低室內(nèi)噪音,接近WHO(世界衛(wèi)生組織)目標(biāo)再循環(huán)2020:85%,引入可以長期持續(xù)的分析標(biāo)準(zhǔn)2040:95%通過重量,剩余5%的低環(huán)境影響處理能源和燃料:目標(biāo)和顯著突破技術(shù)在歐盟委員會關(guān)于替代燃料基于上述目標(biāo)鼓勵下,到2020年可用燃料的組合將變得更加多樣異構(gòu)。以下是經(jīng)聯(lián)盟認可的研究目標(biāo):轎車貨車客車燃料2020:實現(xiàn)歐盟替代燃料20%的目標(biāo),同時優(yōu)化燃料/燃燒,相當(dāng)數(shù)量的燃料存儲車隊(如客車)使用壓縮天然氣和氫氣;2030:確定和頒布可持續(xù)的運輸路線圖。為滿足歐盟溫室氣體排放目標(biāo),以及減少對能源的依賴,所有在運輸中的過度能源消耗必須被大幅減少。 對于特定的替代燃料也是可以期待的,雖然仍存在大的障礙——技術(shù)以及相關(guān)成本問題,這需要在其市場份額大幅上升前解決。 在2020年前和以后,H2的突破很大程度上取決于它在生產(chǎn)和儲存方面所取得的進展。有共識稱,如果替代品的使用一直按歐盟的目標(biāo)增長到2020年,那么將會增補現(xiàn)有的流體燃料類型的數(shù)量。長遠目標(biāo)是減少歐盟對能源的依賴,這也將提高能源供應(yīng)安全。廢氣排放水平預(yù)計將需要新的測量技術(shù),輕型柴油機接近或低于汽油機的下一階段的水平。關(guān)于未來歐洲能源情形觀點未來1020年的交通預(yù)測顯示,交通流量和擁擠的增加將抵消車輛技術(shù)取得的重大改進,能源消耗、廢氣、噪音和安全的消極后果將進一步增加?;A(chǔ)設(shè)施(包括物理網(wǎng)絡(luò)和交通管理系統(tǒng))將被要求保持最少的傳送時間,減少交通擠塞和實現(xiàn)高效率的多式聯(lián)運。居民希望能在幾種運輸方法之間自由地選擇,從一地到他地?zé)o縫轉(zhuǎn)移,而無需擔(dān)心運送工具。然而,公路仍將是旅行和運輸?shù)闹饕J?,而且人均公里?shù)將進一步增加。未來遷移的重點將主要是城鎮(zhèn)居民和他們的需求,而這基本上是個人的流動和一些實用性物品。超過70%的人將生活在城市和郊區(qū)的聚集區(qū),超過25%的人口將超過60歲。這意味著一項潛在的技術(shù)轉(zhuǎn)換成預(yù)期的技術(shù)目標(biāo)需要通過檢驗,但在可行性和大規(guī)?;a(chǎn)方面沒有