21世纪专用汽车创新展望

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21世纪专用汽车创新展望

魏赤天

(武汉市社会科学院󰀁湖北武汉󰀁430015)

󰀁󰀁摘󰀁要:专用汽车广泛用于社会的各领域,在社会中的地位与作用愈加明显。21世纪,创新将成为时代的主旋律,如何适应创新时代的发展?专用汽车推广使用新能源汽车底盘、高新技术的专用功能装置和新材料,向绿色环保、节能、专用性更强和多功能方向发展,并通过软科学研究,把握专用汽车市场发展趋势和产品技术创新发展的方向,推进专用汽车开发、研制与生产经营的全面发展。

关键词:专用汽车󰀁技术创新󰀁发展研究

中图分类号:U469󰀁6;N39󰀁文献标识码:C󰀁文章编号:1004󰀂0226(2002)03󰀂0025󰀂03

󰀁󰀁诞生于19世纪末期,崛起于20世纪初叶的汽车,到了20世纪中期已经将这个世界装在了自己的车轮上。为了使汽车能发挥更加广泛和更加重要的作用,根据市场需求和用户的需要,世界发达国家的汽车厂家随后在汽车上加装各种特殊和专门用途的装置,使汽车的功能得到了延伸而进入人类生活、劳作的各个领域。这些名叫特种汽车或专用汽车或特装车的汽车衍生产品逐渐形成了汽车家族中的一个巨大分支,越来越占有重要的地位。

随着21世纪的到来,创新将成为时代的主旋律,智力、智慧和知识这些精神要素将在新世纪里成为经济财富的主要来源。作为汽车产品中的智能创新型产品的专用特种汽车,可以预计将会有一个大的发展。从某种意义上来说,汽车家族如果要在新世纪中成长壮大,必须突破原有框架和意念中传统的结构和形式,必须研究和开发满足新世纪人类各种新的需求的专用装置、特种设施,安装和配置在汽车架构之中,让汽车更大限度地扩大使用功能,才能使汽车在诸多交通工具和工程机械中异军突起,立于不败之地,从而受到用户的广泛欢迎。所以说,专用汽车的智能型发展是汽车工业突破性创新发展的重要途径。

专用汽车从诞生的那一天起,就形成了对汽车基本型的依赖。这种完全的依赖性一直持续到上个世纪的末期,才逐渐出现了一批完全摆脱汽车基本型控制的品种,开始重新组合汽车的总成和部件,同时按专用汽车用途和品种的需求,自行制造一些总成和部件,实质上形成了汽车的新品种。例如将汽车的底盘改造成专门用于装配各种厢式专用汽车、罐式专用汽车的架构;将发动机重新布置在车架的中部或后部;将车架重新加工成异形的、重心或低或高的梯型和曲线形式;重新安装汽车的传动系统,安置取力器改变发动机的动力输出,对汽车的驱动方式和转向操纵方式以及废气排放方式进行了改变等。尽管专用汽车从结构到内涵的重新研究、开发、设计、制造是一种发展趋势,但是󰀂万变不离其宗 ,对汽车基本型的依附和依赖直到目前为止还是不可改变的。

21世纪是一个创新的世纪,在人类生活和工作的各个领域里,人们的聪明才智和精神力量将会得到充分的释放,从而创造出前人无与伦比的奇迹。在汽车这个产业领域里,已有和未知的新成果、新产品、新设想层出不穷。汽车的这些新变化必将影响专用汽车的产品、品种、种类的构成和内涵的创新发展。

那么在21世纪这个新的世纪里,汽车将会出现哪些变化?同时会给专用汽车带来哪些变化?专用汽车本身会出现哪些变化呢?让我们来尝试作一些探讨和展望吧。

1󰀁新能源专用汽车的出现和发展将不可估量

一百多年来,汽车所采用的能源除初期曾采用过蒸汽外,基本是使用石油的高级制成品汽油和柴油。20世纪末期,科学技术发达和汽车制造技术高度发展的国家,陆续出现了用电能驱动的电动汽车和用太阳能驱动的太阳能汽车;还有采用受控核裂变能的原子能汽车的设想和模型也已经出现;有些科学家还提出采用从水分子结构中提取氢和从海水中提取能量作为汽车驱动能源的设想,即采用可再生能源的汽车;加上已经有比较成熟技术的采用天然气、沼气作为驱动能源的汽车。汽车的新能源体系已经逐渐形成,并且将会发展和成熟为取代汽油和柴油的汽车新产品。!26!

随着汽车新能源体系的逐渐形成和发展,大量采用汽车基本型底盘改装的专用汽车也必然成为新能源专用汽车新品种。这种依靠新型能源驱动装置的产生,为专门用于一些危险品运输和高危险环境中必须进行防火、防爆、防噪、防震、无人驾驶等作业的专用汽车的开发研究和使用创造了便利条件,也为专用汽车独立成型中的动力来源和动力输出等难题的解决创造了条件,使专用汽车的结构更简单,配置更合理,工作效率更高,使用更便捷。

2󰀁高新技术注入专用汽车传统技术的切入口是对专用汽车的专用装置的高技术化改造

专用汽车的专用装置多年来均采取电动、液压驱动、空气压力驱动和喷吹、水压驱动及机械式驱动的方式,这些装置的控制均采用手动,部分采用了半自动和自动化控制,其动能主要取自于汽车发动机,或由汽车发电机输出的电力驱动。随着信息科学技术、数字控制技术的研发,汽车专用装置有可能大量采用这些高新技术,或者运用这些高新技术对原有的专用功能及专用装置的结构和原理进行改造,使专用汽车的计量、检测、装卸、保温、冷藏、保鲜、充氧、探测、预警及警报、光电信号、喷洒、吹送等功能的控制、启动、运行、结束、效果监测等全部电子化、自动化。同时随着汽车的无人和自动化驾驶,在汽车操纵系统和专用装置中采用远红外控制、指挥和监测系统,使原来人们不敢想象的探雷、排雷、除险、抗暴、排毒、救援等高危区域也可以使用专用汽车来进行工作和完成作业。只是要在制造这种特殊专用汽车时,采用高新技术研发的廉价材料或一次性材料制成的廉价汽车总成部件,因为这种专用汽车使用往往是一次性或短期的。

3󰀁新材料科学技术将大量应用于专用汽车专用汽车是根据使用领域和使用范围不同而设计和制造的一种汽车,为了满足各种使用的需要,有必要选用各种不同的材料来制造。新材料科学技术的目的是人工制造耐超高温、耐超高压、超高强度、高速信息传输和在常温下表现超导等特殊性能的材料,这些材料在相当的程度上可取代一般金属材料用作制造专用汽车部件和装置。在新世纪将出现的新材料主要有:

a󰀁新金属材料󰀁如非晶态合金,通常金属原子排列为规则的晶体结构,非晶态金属的韧性、磁性、耐磨性和抗拉强度均大大增加。这种新材料将于未来七、八年前后进入市场。

b󰀁新陶瓷材料󰀁如精细陶瓷(纳米,毫微米陶瓷)具有耐磨、耐热、高强度、抗腐蚀和致密不透水等魏赤天:21世纪专用汽车创新展望

多种特性,制成陶瓷发动机不仅成本降低,性能改善,还可减少污染,这种新型发动机将很快在市场出现。专用汽车的专用装置中的动力机和缸体也可采

用。

c󰀁聚合物(高分子)材料󰀁如高性能碳纤维塑料,这种材料以碳素纤维代替现有的玻璃纤维,使现有的工程塑料成本更低、强度更高,完全可以成为汽车外壳和专用装置的壳体及容器。

d󰀁复合材料󰀁由金属、陶瓷、生物膜和高分子等复合制成,可达到高强度和多功能两种目的,尤其对于一些要求达到高强度、高耐热、抗腐蚀、抗低温等特殊用途的专用功能装置是十分必要和重要的,一旦投入市场即马上可被用于有这方面特殊需求的专用汽车上。

e󰀁光电子材料󰀁如光电子分子装置,是用分子组装的方法达到高性能、高可靠性和高寿命的目的,可用于专用汽车控制系统的光电子计算机中。f󰀁高温超导材料󰀁可用于一些能源和电子等特殊领域使用的专用汽车,因其电阻为零,可满足特殊需要。新世纪里,纳米技术的应用,将产生一系列新材料,这些未知的新型材料的产生和应用,必将使专用汽车的开发、生产和使用等方面产生革命性的变化。

4󰀁专用汽车的品种朝着绿色环保、节能、智能型、专用性更强和多功能等方向发展

21世纪,人们将与威胁地球的大气污染和气候变化、土壤蜕变、淡水危机、物种灭绝以及居住环境恶化等环境污染和生态蜕变问题直接面对,而且不得不采取针锋相对的办法与之斗争。在这场斗争中,专用汽车毫无例外的要顺应需要,一方面要克服自身所产生的对环境的污染和对地球生态的破坏力,诸如采用新能源减少废气的排放;采用新结构和新技术降低噪声;在保温、冷藏等方面采用无氟替代技术。另一方面在推进新世纪绿色环保进程中要着力开发出能满足需要的绿色环保功能的专用汽车。例如:一些从事环境监测、污染测量、大气监测和测量、土壤监测和测量的专用汽车;在林业类专用汽车中,用于林业砍伐和运输的专用汽车将减少,而用于植树、植草、浇灌、喷洒农药、播撒树种、花种、草种、修剪树枝、草坪、城市洒水、清扫、清洁等方面的专用汽车以及用于西部退耕还林、退耕还草、退耕还湖工程方面的专用汽车将大量研发和使用。随着高新技术开发出富有的自然资源取代现有的稀缺资源,专用汽车在这种可持续发展战略中,也会随着新技术与新的资源配置的需要应运而生。随着新世纪城市2002!3󰀁专用汽车󰀁SpecialPurposeVehicle

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学、工程技术的理论与方法,对现代经济、社会现象及各种相关因素进行综合研究的高度综合性科学,它可以使人类更容易、更直接、更全面、更有效地利用各种飞速发展的社会、人文科学技术知识的新成果。专用汽车行业运用软科学技术的最突出、最明显的表现就是各类专家知识的综合系统研究。这种综合系统研究可以从各种学科的,对专用汽车的市场需求的走势和对专用汽车的形式和内涵的技术发展方向进行宏观预测和研究,从而在宏观世界领域清醒地把握市场发展趋势和技术创新发展方向。在微观方面,针对某一个专用汽车生产企业,就是运用计算机集成制造系统(CIMS)。它的运用,将从根本上改变目前专用汽车研发中的模仿、移植和简单重复式生产,使专用汽车的高新技术含量、技术水平和质量等级大大提高,最终摆脱对某一品牌汽车基本型的依赖,成为独立、创新的汽车新品种,极大地推进专用汽车的更新换代和技术储备,成为相对独立,具有个性,式样新颖的汽车新品种,自立于汽车家族之林而不败。

(收稿日期:2002󰀂05󰀂14)

化的迅速发展,为高速公路建设和发展服务的专用车如处理交通事故的现场勘察车、清障车及监测车速、判断司机是否饮酒、救护抢险等方面的其它专用

车,还有城市建设所需的混凝土搅拌运输车、混凝土泵车、散装水泥运输车、建筑予制构件(包括规格和不规格的)运输车、污泥吸排车、线缆敷设车等专用汽车都将有大量的需求和发展。而这些专用汽车的专用特种装置将是渗入大量高新技术的智能型装置,有的将根据需要逐渐采用机械手或者直接采用机器人。由于高等级公路建设在新世纪里得到全面的发展,专业运输专用车将朝着大型化、重型化和汽车列车化方向发展。用于人们生活的各种救护、医疗、采输血、旅游休闲车、流动厕所车等品种会越来越多,而且会朝着专用性更强或多功能服务的方向发展。再过20~30年,即到2030年,一些专用汽车如家庭旅游休闲车等进入家庭将不是虚幻的童话。5󰀁软科学研究的发展和应用将全面推进专用汽车的发展

软科学研究是一门综合运用自然科学、社会科