該書從水平與垂直兩個維度進行描述。水平維度主要是對驅(qū)動模塊、能量體、能量轉(zhuǎn)化和存儲進行描述,包括從環(huán)境影響和技術(shù)實現(xiàn)角度進行評價。垂直維度主要是從功能和技術(shù)角度進行過程分析,對應(yīng)用前景和結(jié)果進行描述。
本書以評價、設(shè)計和優(yōu)化可選用(也稱可替代)車輛動力驅(qū)動技術(shù)方案為主要內(nèi)容。在內(nèi)容安排上,本書從水平與垂直兩個維度對車輛動力技術(shù)進行描述。水平維度主要是對驅(qū)動模塊、能量體、能量轉(zhuǎn)化和存儲進行描述,包括從環(huán)境影響和技術(shù)實現(xiàn)角度進行評價。垂直維度主要是從功能和技術(shù)角度進行過程分析,對應(yīng)用前景和結(jié)果進行描述。
通過對理論基礎(chǔ)知識、應(yīng)用潛力、局限性分析和大量實際案例的關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí),汽車行業(yè)的研發(fā)工程師、車輛工程專業(yè)的學(xué)生以及對汽車感興趣的非專業(yè)技術(shù)人士都可以從中獲得有關(guān)車輛動力驅(qū)動的知識和評價、分析其發(fā)展趨勢的能力。
過去幾十年內(nèi),生態(tài)的、經(jīng)濟的、技術(shù)的和社會的環(huán)境條件發(fā)生了很大變化,汽車車型和檔級的多樣化趨勢也隨之愈加明顯。這樣的發(fā)展趨勢要求動力驅(qū)動技術(shù)(系統(tǒng))能夠量體裁衣地適應(yīng)不同的車輛應(yīng)用,而不是追求一種萬能的動力驅(qū)動形式。作者在過去的20年里通過廣泛、深入的教學(xué)和科研實踐親歷了這一不斷持續(xù)的發(fā)展過程。
在此期間,正值“可選用車輛動力驅(qū)動”第1版醞釀之中,人們都在關(guān)注3L油耗汽車和低油耗驅(qū)動發(fā)動機,那時未來動力驅(qū)動的多樣化還不是一個熱門話題。
在本書第2版醞釀期間,在許多經(jīng)濟圈、政治圈和部分技術(shù)圈內(nèi)混合動力驅(qū)動儼然成了汽車技術(shù)的萬能解決方案。
在本書第3版撰寫過程中,電動汽車在上述同一批人士和同樣的圈內(nèi)又被視為市內(nèi)交通的救世主。與此同時,經(jīng)驗與教訓(xùn)也讓人們一點點地更加客觀一些、更加理智一些,F(xiàn)在回過頭來看,許多車輛動力驅(qū)動方案往往曾經(jīng)被誤判過,要么被贊為靈丹妙藥,要么被貶為異想天開。
因此,在構(gòu)思本書第3版時特別考慮了采用一些新的描述方法和范例,針對一類具有應(yīng)用潛力的動力驅(qū)動系統(tǒng),重點強調(diào)其技術(shù)實施的原因、優(yōu)點和經(jīng)濟效益。
與前兩版相比,第3版更清晰、更詳細(xì)地介紹了可選用動力驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展愿景。內(nèi)燃機作為未來汽車動力驅(qū)動的載體和共同作用者,其進一步的發(fā)展情況在這里以大量最新的范例予以介紹。有關(guān)未來燃料的內(nèi)容主要沿用前兩版已有的敘述,因其間出現(xiàn)了唯一、通用能量載體(氫)的觀點,第3版充實了從經(jīng)濟、生態(tài)角度論述的內(nèi)容。
電驅(qū)動是目前的一個熱門話題,本版更詳細(xì)地介紹了相關(guān)內(nèi)容并提供了大量當(dāng)前的實施案例。
汽車技術(shù)領(lǐng)域目前出現(xiàn)了種類繁多的能量載體和驅(qū)動系統(tǒng),不免會有各種不切實際的推測或臆想,可選用的方案太多也會導(dǎo)致不知所從。因此,本版對能量載體與驅(qū)動系統(tǒng)的組合予以了更明確地解釋,同時輔之大量當(dāng)前的實施案例進行說明,希望讀者從中能獲得一種對應(yīng)于汽車類型和汽車應(yīng)用領(lǐng)域的清晰分類。
第3版雖然在內(nèi)容上做了較大改動和擴展,但最初的斷言沒有改變而且還進一步予以強調(diào),即汽車未來多樣化決定了其動力驅(qū)動形式多元化、驅(qū)動系統(tǒng)模塊化設(shè)計和相互關(guān)聯(lián)的模塊功能。
第3版前言車輛動力技術(shù)熱力驅(qū)動、電驅(qū)動、混合驅(qū)動與能量管理 衷心感謝斯普林格出版社容許本書能夠配上許多具有說服力的、復(fù)雜的彩色插圖。
康奈爾·斯坦(Cornel Stan)于2011年10月在本書第1版和第2版之間的3年里,可選用車輛動力驅(qū)動領(lǐng)域有了長足的發(fā)展,其間出現(xiàn)的大量新概念和技術(shù)解決方案很好地說明了這一點。擬出臺的法律法規(guī)將對降低二氧化碳排放和限制有害物質(zhì)排放提出越來越嚴(yán)格的要求,燃料價格增長迅速,汽車節(jié)能減排的話題成為這一期間公眾關(guān)注的焦點。
最新的研發(fā)結(jié)果,以及從政治、經(jīng)濟及社會三方面展開的分析和得到的趨勢預(yù)測都印證了本書在第1版前言中的斷言:企望一種通用的動力驅(qū)動方式,和企望一種滿足所有需求的萬能汽車一樣,是不可能實現(xiàn)的,從緊湊型至豪華型的車型多樣化趨勢反而會更明顯,這也意味著相應(yīng)的動力驅(qū)動形式多樣化。過去3年舉辦的各類國際專業(yè)活動顯示,動力驅(qū)動形式除了與汽車等級相適應(yīng)之外,其適應(yīng)各地區(qū)特點的因地制宜發(fā)展趨勢也很明顯。
2007年,本書作者與通用公司GCipolla 教授在柏林共同主辦了第一屆“可選用車輛動力驅(qū)動”國際會議,與會汽車制造公司發(fā)表的一些信息也證實了上述趨勢:
- Toyota:全混驅(qū)動在城市工況下具有優(yōu)勢,柴油汽車更適合于市郊和高速行駛。
- Ford:公司生產(chǎn)的混合動力汽車只投放美國市場。柴油汽車在美國不適用,然而在歐洲卻具有優(yōu)勢。
- General Motors:General Motors、Daimler和BMW三家公司聯(lián)合研發(fā)的雙;旌蟿恿ζ囍煌度朊绹袌。柴油汽車在歐洲具有優(yōu)勢,在印度值得推薦使用,但是不適用于中國和美國市場。
- AUDI,BMW,Daimler,F(xiàn)ord,General Motors:微混和中混動力驅(qū)動汽車將占領(lǐng)市場,其中價格差別會很明顯,5~6kW電驅(qū)動的微混汽車加價300~800歐元,10~20kW電驅(qū)動的中混汽車加價1000~2000歐元。全混汽車其價格太貴(加價4000~8000歐元),只適用于一些利基市場。
基于提及的發(fā)展趨勢,在本書第2版中增加了大量具有代表性的最新數(shù)據(jù),其中涉及動力驅(qū)動系統(tǒng)和組合應(yīng)用,也涉及能量載體、能量轉(zhuǎn)換器和能量儲存器。
……
第3版前言
第2版前言
第1版前言
字母符號含義
第1章移動性(交通):發(fā)展條件、
要求和愿景1
11發(fā)展條件1
12發(fā)展要求12
13能量管理的研發(fā)愿景(路徑)22
第2章熱動力驅(qū)動30
21熱力學(xué)過程——可實現(xiàn)性與
局限性30
22四沖程活塞式發(fā)動機——應(yīng)用
潛力與發(fā)展趨勢46
221發(fā)動機過程的匹配與優(yōu)化46
222汽油機和柴油機的
工作過程趨同110
23可供選用的熱機116
231二沖程發(fā)動機116
232汪克爾發(fā)動機126
233流體機械(燃?xì)廨啓C)129
234斯特林發(fā)動機135
第3章替代燃料139
31能量載體(能源):資源、
潛力和特性139
32天然氣146
33石油氣156
34醇類燃料:甲醇和乙醇158
35氫氣176
36植物油185
37二甲醚190
38合成燃料192
第4章電驅(qū)動196
41電動汽車196
42電動機198
43電能儲存器:電池203
44車載發(fā)電裝置:燃料電池205
45電驅(qū)動汽車223
第5章動力系統(tǒng)、能量載體、能量轉(zhuǎn)
換器和能量儲存器的組合230
51動力結(jié)構(gòu)230
52熱機作為發(fā)電裝置的電驅(qū)動(串聯(lián)
式混合動力)232
53通過內(nèi)燃機和/或電動機的驅(qū)動
(并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力)252
531混合度分級252
532內(nèi)燃機-行星齒輪-電動機組合
的并聯(lián)式全混類動力(豐田
Prius,本田Insight)254
533內(nèi)燃機-行星齒輪-電動機組合
加配后驅(qū)電動機的并聯(lián)式
全混類動力(雷克薩斯
RX400h車)260
534內(nèi)燃機-電動機同軸全混類
動力(保時捷)261
535內(nèi)燃機-雙電動機同軸全混
類動力(戴姆勒)264
536雙模混合動力(即電動機集成于內(nèi)燃機變速器之中的全混類動力)
(寶馬-戴姆勒-通用)265
537無機械連接的內(nèi)燃機-電動機
分軸混合動力(標(biāo)致)271
538并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力驅(qū)動
系統(tǒng)信息匯總273
第6章作為復(fù)雜系統(tǒng)的汽車
能量管理285
參考文獻296