首先,我们来看第一个冶金和高精度零部件,看似好造,国产汽车能造好的没几个。这个涵盖的比较多,只列举两项:
1、轴承。汽车上各种各样的轴承,可以说看起来都很简单,但是造起来却不是那么简单的。因为这类零部件对于数据也好,使用也好,其精度要求可以说是相当的严格。
2、活塞+缸体。这两样算是汽车核心中的核心了,其精度要求达到千分之几的毫米级,什么概念呢?要找出缸体不平的地方得用放大镜,甚至显微镜才能看出来。
如果能造好这类高精度零部件,相信国产车企的技术会有一个质的飞跃。国产发动机之所以不为很多国人所接受,究其根本原因就是与冶金和高精加工密不可分。
其次,ECU芯片。说发动机是心脏的话,那么在时代发展的今天ECU就是汽车的大脑,而ECU芯片就是大脑中枢。有人觉得这个不是很简单吗?
别想当然了,就像最近美国为何以芯片为由想压制华为一样,真正高端的芯片你可能有材料,但是没有造它的工具。根据瓦森纳协议(以下简称:协议),造芯片的光刻机不可以卖给协议外的国家,全球顶尖的光刻机生产厂家不是美国,而是荷兰,但是荷兰根据协议是不可以卖给中国的,就是卖那光刻机也是落后了几代的产品。虽说华为宣布了自己有芯片,可以想象的是因为光刻机的问题华为的芯片与顶尖芯片也是存在指数级的差距。
再说ECU芯片,虽然不需要通讯、电脑、手机等行业芯片那么高端,就国内而言目前能生产ECU芯片的只有奇瑞一家。如果说汽车行业的芯片也如华为一样被封杀,那么国内能造出整车的可能只有奇瑞了。
汽车上这些零件我们基本上很难看到,但是却对车辆行驶起着至关重要的作用,而且设计极为巧妙。
我们可以开车以很高的速度前进,只要路况好车辆行驶非常平稳,想要超车时只需要轻轻转动方向盘车辆就会灵活地变道超越,这一切都离不开一个零件:差速器。如果没有差速器的话汽车高速行驶将会变得非常不稳定,而且转弯和变道也会变得异常困难,车辆将会难以驾驭。因为汽车在行驶中很难保持绝对的直线行驶,比如转弯时,俄日额有时候即便道路很直我们还是要轻微修正方向盘,这时候同一车轴两侧的车轮转速是不一样的,如果这两个轮子之间是硬连接的话当车轮有转速差时必然有一个轮子要发生打滑从而干扰车身的稳定状态。汽车的非驱动轮本来就是独立转动的,因此不存在这个问题,而车辆的驱动轮必须同时获得发动机的动力,这样以来两个车轮难免会有干涉,所以还要有一个机构在稳定向两个车轮传递动力的同时平衡两个车轮的转速差,这个装置就是差速器。
上图就是差速器的原理示意图,人手持的部分相当于发动机动力,差速器通过特殊的齿轮结构把发动机的动力平均分配给两个车轮,而且还可以通过驱动齿轮的自转来平衡两侧车轮的转速差,没有任何电子设备,纯机械结构,工作稳定性极高,响应速度极其灵敏。就是这样一个纯机械结构保证了车辆行驶稳定性和转弯。试想两个驱动轮如果转速一样的话汽车高速行驶将会变得极不稳定,转弯也会极不利索,因为两个车轮硬连接后相当于给车身施加了一个强制直线行驶的力,车辆发生任何转向趋势时都会与这个力产生对抗从而影响车辆稳定性。
小时候对前驱车特别感兴趣,因为很好奇前轮是怎样实现既能驱动车辆还能转向的功能的。长大后就知道了,靠的是转向球笼,一个很简单但是极有智慧的部件,它可以以一定角度传递动力。
上图就是转向球笼的工作原理,它可以把发动机的动力以一定角度传递给车轮,有了它前轮就可以同时实现驱动车辆和转弯的功能了。
万向节也是一种改变动力传输方向的机构,其工作原理如上图所示。
万向节在汽车中很多地方都用到,比如转向柱、传动轴。有了万向节汽车在空间布局上就更加方便了。
汽车减震系统由减震弹簧和减震阻尼器组成,弹簧用来缓解冲击力,让车辆行驶起来更舒适。但是弹簧并不能吸收冲击力,因为弹簧受力压缩后冲击力会变成弹簧的弹性势能,等冲击力结束后弹簧的弹性势能会释放,这时候就会发生这样的情况:车辆通过减速带后开始像跳跳球一样跳个不停,很明显这是不行的,严重影响舒适性和稳定性。所以就需要一个装置来吸收冲击力,这就是减震阻尼器,也就是我们平时所说的减震器,它内部有活塞和油液,通过活塞压迫油液运动产生阻力把冲击力消耗掉,减少车辆的跳动。
其实汽车上有很多非常有意思的精巧设计,这都是人们智慧的结晶。
不说那些复杂的机械机构,我们就讲一些每天开车都看得到的零件,技术含量很高,甚至于有一些被汽车零部件巨头垄断。
汽车上的橡胶制品非常多,最常见的就是汽车轮胎。国际上的汽车轮胎生产厂家主要有德国大陆(马牌轮胎)、法国米其林、美国固特异、日本横滨、韩国韩泰轮胎等。轮胎看似不起眼,感觉都是橡胶,但是真正用过好的轮胎和差的轮胎的人肯定会有深刻的体会,轮胎耐磨性、静音性、刹车距离等都有很大区别。看似不起眼的轮胎里面的学问大着呢,轮胎橡胶的配方也是各个厂家的高度机密,这些配方是经过非常多试验慢慢匹配出来的。
雨刮条和门框密封条也是,好的雨刮条刮起看来干净没有声音,耐用性也好,虽然雨刮条不贵,但是能做好真的不容易。门框的密封条每天都要承受多次挤压,风吹日晒的,如果是一般的橡胶估计早就老化了。汽车密封条也是有好有坏的,有的密封条用久了会在门框上留下橡胶粒,特别是白色车漆的车子更为明显。
汽车的天窗看似简单,乍一看就像是自家洗手间的窗户,其实不然,汽车的天窗的各个零部件都要求也有极高的可靠性,毕竟天窗密封出点问题车里直接就漏水。汽车天窗的供应商基本被国外垄断 ,最大的汽车天窗供应商是来自德国的伟巴斯特,它不光生产天窗也要生产敞篷汽车的自动敞篷,那个的科技含量更高。
提起刹车片,可能很多人的印象最早来自于自行车的刹车皮。随着汽车动力的提升,厂家对于汽车刹车距离的要求越来越高,刹车片的性能要求也越来越高。目前汽车主流的刹车片供应商都是国外的,现代汽车的刹车片主要是由摩擦材料、粘合剂、隔热层组成。其中摩擦材料的选择和配方直接影响刹车片的耐磨程度、摩擦系数。摩擦材料的配比没有做好很容易造成刹车啸叫、摩擦片磨损较快、有的还会在摩擦盘上留下很多刮痕。目前汽车摩擦片的供应商主要是德国博世、意大利布雷博(Brembo)、美国TRW等。
安全气囊的原理大家都明白,简单来说就是碰撞传感器将碰撞信号传给安全气囊控制器,控制器再激发气囊的气体发生装置,通过爆炸反应生成氮气然后将气囊充满。原理大家都懂,但是安全气囊要考虑的东西实在太多,起爆时机、弹出的力度、以及怎么避免从方向盘弹出来造成二次伤害等。之前有家安全气囊供应商巨头高田公司就因为安全气囊弹出二次伤害事件,直接导致公司破产,安全气囊的弹出力非常大,有的人在方向盘上粘一些装饰品是非常危险的,气囊引爆后这些装饰的小钻石直接变成一个个小子弹。目前的安全气囊配到厂商也就是几家国际公司垄断。比如说瑞典奥托立夫、美国TRW(天合)等,不管车子的价格,你用的安全气囊可能跟奔驰宝马用的是一家公司的。
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