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)境影響和技術實現(xiàn)角度進行評價。垂直維度主要是從功能和技術角度進行過程分析,對應用前景和結(jié)果進行描述。
本書以評價、設計和優(yōu)化可選用(也稱可替代)車輛動力驅(qū)動技術方案為主要內(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)境影響和技術實現(xiàn)角度進行評價。垂直維度主要是從功能和技術角度進行過程分析,對應用前景和結(jié)果進行描述。
通過對理論基礎知識、應用潛力、局限性分析和大量實際案例的關聯(lián)學習,汽車行業(yè)的研發(fā)工程師、車輛工程專業(yè)的學生以及對汽車感興趣的非專業(yè)技術人士都可以從中獲得有關車輛動力驅(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(系統(tǒng))能夠量體裁衣地適應不同的車輛應用,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、政治圈和部分技術圈內(nèi)混合動力驅(qū)動儼然成了汽車技術的萬能解決方案。
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)驗與教訓也讓人們一點點地更加客觀一些、更加理智一些。現(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,針對一類具有應用潛力的動力驅(qū)動系統(tǒng),重點強調(diào)其技術實施的原因、優(yōu)點和經(jīng)濟效益。
與前兩版相比,第3版更清晰、更詳細地介紹了可選用動力驅(qū)動技術的發(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,本版更詳細地介紹了相關內(nèi)容并提供了大量當前的實施案例。
汽車技術領域目前出現(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,同時輔之大量當前的實施案例進行說明,希望讀者從中能獲得一種對應于汽車類型和汽車應用領域的清晰分類。
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)模塊化設計和相互關聯(lián)的模塊功能。
第3版前言車輛動力技術熱力驅(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)動領域有了長足的發(fā)展,其間出現(xiàn)的大量新概念和技術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之外,其適應各地區(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熱力學過程——可實現(xiàn)性與
局限性30
22四沖程活塞式發(fā)動機——應用
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(燃氣輪機)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;旌蟿恿Γ措妱訖C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章作為復雜系統(tǒng)的汽車
能量管理285
參考文獻296