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1、项目六 汽车未来展望,【项目导读】,在前面任务中我们学习了汽车的发展进化史，认识了汽车的过去与现在，在本项目中我们了解一下汽车发展的明天，以期为我们以后的学习目标指引方向，提高学习兴趣。对于未来汽车的发展方向，笔者认为可概括为：零油耗，零排放，零堵塞，零事故，可飞行。“零油耗，零排放”指的是新能源汽车；“零堵塞，零事故”指无人驾驶汽车，也称为智能汽车；而“可飞行”指的既能陆地上行驶又能空中飞行的陆空两栖汽车。,汽车文化,汽车文化,任务一 新能源与节能汽车,【任务描述】,掌握新能源与节能汽车的定义和分类，了解各种类别的新能源与节能汽车的典型车型。,【相关知识】,1、新能源汽车与节能汽车的定义 2
2、、新能源汽车的起源发展史 3、纯电动汽车 4、插电式混合动力汽车 5、燃料电池汽车 6、节能汽车混合动力汽车,汽车文化,1、新能源汽车与节能汽车的定义,根据我国在2009年7月1日实施的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。 而在2012年7月9日国务院办公厅发布的节能与新能源汽车产业发展规划（
3、20122020年）（以下简称“规划”）中有所明确：混合动力汽车属于节能汽车，而不再归入新能源汽车行列。根据“规划”，新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。,汽车文化,节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。“下一阶段目标值”即指到2015年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。,1、新能源汽车与节能汽车的定义,汽车文化,2、新能源汽车的起源发展史,在我们的传统认识中，以为新能源汽车是新生产物，它的发展应该比传
4、统的内燃机汽车发展晚，殊不知新能源汽车早在1834年就已经出现。1834年，托马斯达文波特（Thomas Davenport）制造出了世界上第一辆以不可充电的玻璃封装蓄电池和电动机为动力的电动汽车，比世界上第一部内燃机型的汽车足足早了近半个世纪。,汽车文化,2、新能源汽车的起源发展史,1881年，法国工程师古斯塔夫特鲁夫（Gustave Trouve，如图5.1所示）制造了世界上第一辆以可充电铅酸电池为动力的电动三轮车（如图5.2所示），比卡尔本茨发明现在被人们所了解的汽车早了5年。而古斯塔夫特鲁夫本人也成为了公认的“电动汽车之父”。,图5.1古斯塔夫特鲁夫 图5.2 世界上第一辆电动车,汽车
5、文化,2、新能源汽车的起源发展史,1891年，美国人莫里森成功研制了第一辆四轮电动车，使得电动车向实用化迈出重要一步。 1900年，德国著名汽车工程师费迪南德保时捷制造了一辆名为“Lohner-Porsche”的两个前轮装备轮毂电机的前轮驱动双座电动汽车，该车驱动系统的效率高达83%，最高车速可达50km/h，并在电动汽车比赛中取得了最好的成绩。1902年研制了采用发动机和轮毂电机的混合动力汽车（如图5.3所示），取得山地汽车拉力赛的好成绩。,图5.3 保时捷发明的混合动力汽车,汽车文化,2、新能源汽车的起源发展史,1895年至1905年是电动汽车发展的黄金时代，十分短暂。自从卡尔奔驰和戈特利
6、布戴姆勒于1885至1886年发明了现代意义上的内燃机汽车之后，电动汽车头上的辉煌光环就开始逐渐消退。直至福特公司开始大批量生产T型车时，内燃机汽车便以其低廉的使用成本和长久的续航能力迅速普及，将电动汽车彻底打败。到20世纪30年代，电动汽车几乎消失殆尽。直至20世纪70年代初，受中东战争和石油危机以及环境问题的影响，具有节能环保特点的电动汽车又重新引起人们的关注，混合动力汽车、太阳能汽车、燃料电池汽车等新型新能源汽车才陆续被研制开发并得以生产。,汽车文化,3、纯电动汽车,纯电动汽车，英文全称为Pure Electric Vehicle，简称PEV。纯电动汽车是指行驶驱动力完全来自于电机，而电
7、机的驱动电能来源于车载可充电的动力电池组或其他电能储存装置的汽车。纯电动汽车根据驱动电机的数量与布局情况可以分为集中式驱动电动汽车和分布式驱动电动汽车。,汽车文化,3、纯电动汽车,集中式电动汽车采用单电机集中驱动形式，其动力由电机、离合器、变速箱、传动轴、差速器、半轴等一系列传统通用结构传递给驱动轮，这与传统内燃机汽车的动力系统区别不大。而分布式驱动电动汽车将驱动电机布置在车轮旁边或轮毂内部，采用多个电机独立驱动形式，驱动电机可通过各自的减速器及传动半轴或直接将动力传输到不同的驱动轮上，从而省略了大部分传统传动部件。电机之间完全可以通过电子差速器（可内嵌在整车控制器中），控制电机或车轮在电动汽
8、车直线行驶时同步转动和在电动汽车转弯时差速转动。分布式驱动方式主要有轮边电机驱动和轮毂电机驱动两种，如图5.4，5.5，5.6所示。,汽车文化,3、纯电动汽车,a）典型的轮毂电机驱动布置形式,b) 典型的轮毂电机驱动布置形式,图5.4 分布式驱动电动汽车电机布置形式（M表示电机）,汽车文化,3、纯电动汽车,图5.5美国铁姆肯的轮边电机,图5.6 protean轮毂电机公司的轮毂电机,汽车文化,3、纯电动汽车,集中式驱动纯电动汽车的典型主要车型有：美国特斯拉汽车公司的特斯拉、日本日产公司的聆风（Leaf）、中国比亚迪公司的e6。 特斯拉纯电动汽车的上市是当今电动汽车界为数不多的成功案例之一，可谓
9、曾经名噪一时，如图。该车的创始人马丁艾伯哈德在设计时定位非常明确并且思路独特，他走的是高端化路线，是针对有环保意识的高收入人士和社会名流而设计的。特斯拉电动汽车不但外形设计大气优美、科技感十足，而且电源管理系统的设计更是无与伦比。其电源管理系统为三层结构形式，由6831个电池并联组成，每时每刻地监控电池的电压和温度，可以理解为每个电池都上了保险，完美解决了大数目电源管理的问题。因此它被很多人誉为“汽车界的苹果”。,汽车文化,3、纯电动汽车,特斯拉纯电动汽车的百公里加速时间为4秒钟，最高时速为200km/h，采用单速变速箱，最大功率310kW，最大扭矩为600Nm，最大续航里程为500km，售价
10、64.80-85.25万人民币，如图5.7。,图5.7 特斯拉,a）,b）,汽车文化,3、纯电动汽车,如果说特斯拉电动汽车是走的高端路线，那么日产的聆风（Leaf）则是走的中端路线。LEAF是一款5座掀背两厢纯电动汽车，整车是在骐达的基础上设计完成，配备了由锂离子电池驱动的车辆底盘，巡航里程可以达到160公里以上，能够满足消费者在实际生活中的驾驶需求。LEAF由层叠式紧凑型锂离子电池驱动，电池组的最大输出功率可以达到90kW，电动机的输出功率则有80kW，扭矩峰值可以达到280Nm。LEAF独有的制动系统和创新型锂离子电池的结合，使其在完全充电的情况下，可以实现160km以上的巡航里程；在家充
11、电时使用220伏交流电，大约需要8小时就可以将电充满，而更为强大的快速充电器将可在30分钟内为LEAF电池充电80%。,汽车文化,3、纯电动汽车,日产官方宣布，日产聆风的全球销量已突破10万大关。根据日产的资料显示，Leaf聆风（如图5.8）目前在全球电动车市场中的占有率高达45%，几乎是每卖出俩辆电动车就有一辆是聆风。日产聆风成为史上最热销纯电动车。,图5.8 聆风纯电动汽车,汽车文化,3、纯电动汽车,比亚迪e6（图5.9）为我国首款在国内上市的纯电动汽车，该车采用了速度快、成本低、寿命长和稳定性强等的磷酸锂铁电池。该车型搭载一台最大功率90kW，最大扭矩450Nm的电机，最高车速在140k
12、m/h，续航里程达到了300km。,图5.9 比亚迪e6,汽车文化,3、纯电动汽车,分布式驱动纯电动汽车的典型车型有日本庆应义塾大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组开发的电动超级跑车Eliica（艾利卡），如图5.10所示。Eliica在2006年研发成功，该车有8个车轮，重2400kg，其最高时速可达370km，每个车轮都由独立的60kW轮毂电机驱动，并使用两级行星排减速器进行变速。,图5.10 八轮毂电机驱动电动汽车Eliica（艾利卡）,汽车文化,4、插电式混合动力汽车,插电式混合动力汽车，英文全称为Plug-in Hybrid Electric Vehicle，简称PHEV。是一种新型
13、的混合动力汽车，与归为节能车范畴的混合动力汽车的区别在于：其车载的动力电池组可以通过电网（充电桩或家用电源插座）进行补充充电。较混合动力汽车有着较长的续驶里程与较大功率的电池组和驱动电机。典型车型有丰田的第三代普锐斯和比亚迪股份有限公司的比亚迪秦。,汽车文化,4、插电式混合动力汽车,第三代普锐斯（如图5.11所示）总功率可达98.5千瓦，零到百公里加速时间最短可达9.8秒。该车设置有EV、ECO和POWER三种行驶模式。EV模式是在低速行驶时，完全依赖电池提供的能量；ECO模式结合了引擎和电动机，既兼顾了动力性能，又降低了油耗；POWER模式是在需要急加速时完全依靠汽油引擎提供动力，其百公里油
14、耗降低至4.3升。,图5.11 丰田第三代普锐斯,汽车文化,4、插电式混合动力汽车,比亚迪秦（图5.12）是我国比亚迪股份有限公司自主研发的双模二代(在纯电动和混合动力两种模式间进行切换)的高性能三厢轿车。该车混合动力模式下零到百公里加速时间仅为5.9秒，最高时速可达185Km/h，百公里综合油耗仅2L。秦在纯电状态下可连续驶70公里，满足日常代步需求，长途旅行电量耗完后也可用1.5TID黄金动力总成单独驱动，突破了新能源车续驶不足的瓶颈。,图5.12 比亚迪秦,汽车文化,5、燃料电池汽车,燃料电池汽车，英文全称为Fuel Cell Electric Vehicle，简称FCEV。 燃料电池汽
15、车是采用燃料电池作为电源的汽车。该类新能源汽车的核心技术是燃料电池技术，是一种节能、无污染、环保型汽车，是未来汽车发展的趋势。燃料电池一般指氢燃料电池，是指使用氢气作为活性物质，与氧气（空气中的氧）发生电化学反应，将化学能直接转换为电能的发电装置。燃料电池依据电解质的不同，分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）。,汽车文化,5、燃料电池汽车,典型的燃料电池汽车丰田的“未来（Mirai）”（如图5.13），该车为4人座轿车，续航里程能达到480公里，零到百公里加速时间为10秒左右，一
16、次加注氢燃料仅需3分钟。,图5.13 丰田的“未来”（Mirai）燃料电池汽车,汽车文化,6、节能汽车混合动力汽车,混合动力汽车（亦称为“混合动力电动汽车”），英文全称为Hybrid Electric Vehicle，简称HEV。混合动力汽车一般是指在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元（Auxiliary Power Unit，APU）的汽车，其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组，目前HEV所采用的原动机一般为柴油机、汽油机。混合动力汽车跟电动汽车的概念一样，其实也不是一个新概念。早在1900年，一种“汽油-电动混合动力驱动装置”就被安装在汽车上，而混合动力系统的
17、发明者竟然是德国著名汽车工程师费迪南德保时捷。,汽车文化,6、节能汽车混合动力汽车,典型车型有日本丰田的第一代和第二代普锐斯（图5.14）。丰田普锐斯第二代配备有功率为57Kw，最大扭矩为115Nm的1.5升发动机，整备质量1345千克，承载质量1745千克，动力电池采用镍氢电池，其容量为1.3kwh左右,电动机的峰值功率为30kW。,图5.14 第二代普锐斯,汽车文化,6、节能汽车混合动力汽车,混合动力汽车根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，一般可以分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车，如图5.15所示。,图5.15 混合动力汽车的分类,a）串联式结构,b）
18、并联式结构,c）混联式结构,电力连接,液流连接,机械连接,B蓄电池 E内燃机 F油箱 C发电机 M电动机 P功率转换器 T传动装置,汽车文化,任务二 无人驾驶汽车,【任务描述】,知道无人驾驶汽车的概念和基本工作原理。了解无人驾驶汽车的发展动态。,【相关知识】,随着汽车电子控制技术、网络技术、传感技术等方面的发展，人们要从复杂而繁琐的驾驶操作中解脱出来的梦想变得越来越容易实现。无人驾驶汽车的研制成功就意味着这一时代已经到来。,汽车文化,【相关知识】,无人驾驶汽车（图5.16）是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。一般它是利用车载传感器
19、来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。,图5.16 无人驾驶汽车,汽车文化,【相关知识】,美国的谷歌公司研发的无人驾驶汽车影响力最大。Google 无人驾驶汽车（图5.17）和传统汽车不同，车内并没有配置方向盘、油门、刹车，而是被软件和传感器所替代。乘客上车后只需要选择目的地再按下启动按钮，就可以在车内坐等抵达目的地了。,图5.17 谷歌公司的无人驾驶汽车,汽车文化,【相关知识】,除美国有无人驾驶汽车研制成功，英国、法国、德国、日本、中国等国家都有自己的企业研发成功，甚至已经推出了产品。例如，英国Tran
20、sport Systems Catapult公司早在年初就开始进行相关的研发，近日该公司在米尔顿凯恩斯公开了旗下的Lutz Pathfinder无人车（如图5.18），而且外观看起来更相当独特。,图5.18 英国版无人驾驶汽车,汽车文化,任务三 陆空两栖汽车,【任务描述】,了解陆空两栖汽车的发展过程。,【相关知识】,在汽车和飞机被发明后不久，很多人开始尝试着将汽车和飞机进行结合，试图制造出一辆既能在地面上行驶又能在空中飞行的陆空两用汽车。,汽车文化,【相关知识】,1917年，美国航空先驱、飞行家、著名飞机设计师、柯蒂斯飞机与发动机公司的创始人格伦柯蒂斯就曾做过此类尝试，设计过一辆陆空两栖汽车。
21、为减少整车质量，格伦柯蒂斯为该车设计了全铝结构，并为其配置有三个宽40英尺的机翼和4叶片螺旋推进器。但是，该车并未试飞成功，只在地面上实现了短暂的几个飞行式跳跃。虽然如此，格伦柯蒂斯以其超前的想法和高超的技艺，被后人尊称为“飞行汽车”之父。从此研发陆空两栖汽车的公司和个人层出不穷。而陆空两栖汽车的出现，将会改变人们的出行方式，同时可以解决陆上日趋严重的交通拥堵问题。,汽车文化,【相关知识】,1928年，汽车大王亨利福特发明了“福特飞行汽车”并进行了试飞，该飞机虽然成功飞上天空，但由于在飞行过程中发生了碰撞事故致使试飞员丧生，使得此项目又一次无疾而终。 1946年，美国发明家罗伯特富尔顿设计并制
22、造了名叫一辆“Airphibian”的陆空两栖汽车。罗伯特富尔顿在这次的发明中开始考虑陆空两栖汽车在地面上行驶的适应性。当该汽车着陆后，汽车可以在5分钟内收起翅膀和螺旋桨，由一架飞机“变身”为一辆汽车。随后，这辆陆空两栖汽车成为了获得美国民用航空局认定的第一辆可飞行的汽车。,汽车文化,【相关知识】,1949年，美国设计师莫尔泰勒开发的陆空两栖汽车在华盛顿朗维尤试飞成功。该车车身长6.4m，翼展9.14m，重952.6kg，配备排量为5.2L的4缸引擎，功率为110kW，陆地行驶最高时速96.6km，在3658m空中最大飞行速度为177km/h，其中车身采用玻璃钢材料，可流畅地实现陆空行驶的交替
23、进行。该车成为第二辆获得联邦航空局承认的陆空两栖汽车。 1965年，美国发明家保罗莫勒展示了自己设计的飞行汽车“XM2”，但它只能做到盘旋着离地而起。1989年，莫勒设计的M200X亮相，成功地进行了200次飞行试验，离地高度达15.24米。2001年，莫勒驾驶他潜心研究的M400空中汽车轻松自如地奔驰，顷刻飞上了蓝天。他的这一创举被誉为“汽车演变的里程碑”。,汽车文化,【相关知识】,2012年，美国的Terrafugia 科技公司宣布旗下的陆空两栖汽车原型Transition已经成功在纽约Plattsburgh机场已完成首次空中试飞。 Transition是一辆双座汽车，拥有可折叠展翼，既可
24、在陆地上奔驰，也可在高空中飞翔，且变形时间非常短暂。另外，该双栖汽车使用的是常规无铅汽油，在427米的空中进行试飞，持续时间长达8分钟。,图5.19 Transition陆空两栖汽车,a）,b）,汽车文化,【项目总结】,本项目主要介绍了未来汽车发展的方向，详细了讲述了未来几种汽车节能与新能源汽车、无人驾驶汽车和陆空两栖汽车的起源、发展、定义、分类及其部分车型的工作原理。,【项目训练】,1、在2012年7月9日国务院办公厅发布的节能与新能源汽车产业发展规划中是如何定义新能源汽车的？ 2、根据驱动电机的数量与布局情况可以将纯电动汽车分为哪两类？ 3、什么是轮毂电机驱动电动汽车？ 4、什么是轮边电机
25、驱动电动汽车？ 5、根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，混合动力汽车一般是分为哪几类？ 6、“飞行汽车”之父是谁？,项目十一 汽车运动,【项目导读】,汽车运动是自汽车诞生后一项必然产物，也是联系汽车专业赛手、汽车厂商及普通大众人群的桥梁。此项目对于提高读者对汽车的兴趣、拓展读者知识面有着重要的意义。,汽车文化,汽车文化,任务一 汽车运动的起源和发展,【任务描述】,了解世界汽车运动的起源和发展过程。,【相关知识】,汽车运动是使用汽车在封闭场地内、道路上或野外进行比赛速度、驾驶技术和车辆性能的一项运动。 世界上公认的汽车运动诞生日为1894年，该诞生日同时也被国际汽车联盟（简称FIA）认可
26、。19世纪末的以浪漫著称的法国成却成了汽车赛事的温床，世界上最初的几场汽车运动大都在法国产生。,汽车文化,【相关知识】,1894年，法国的小人物杂志在巴黎举办一场汽车比赛（图11.1）。此次比赛目的是为了检验汽车的稳定性，宣传汽车的安全性和可靠性。比赛路线是从巴黎到里昂，全程126km，共有102辆汽车参加比赛。参数汽车种类多样，有内燃机汽车、蒸汽汽车、电动汽车和乙醇汽车。比赛结果，只有9辆汽车到达终点，蒸汽汽车获得第一名，时速为24km/h. 这场赛事在汽车工业发展史上有着特殊的意义，这是人类第一次脱离牲畜动力和人力而使用机械动力进行了交通工具的比赛。,汽车文化,【相关知识】,图11.1 世
27、界上第一场汽车比赛,汽车文化,【相关知识】,1895年6月，法国汽车俱乐部和鲁普奇杰鲁瓦尔报社，也联合举办了一场汽车比赛。此次比赛路程是从巴黎到波尔多往返，全程长达1178km，参赛车辆总共23辆。 此后，美国和欧洲一些国家每年或每隔几年就举行一次大型的汽车赛事。 1900年6月14日，世界上最早的国际汽车锦标赛“格顿贝纳特杯”汽车赛在法国举办，参赛选手有来自法国、比利时、美国和德国,共5个选手。 1905年6月，法国汽车杂志社在法国勒芒市举办了首次真正意义上的场地世界汽车大奖赛。此次比赛路程为沿勒芒的三角形路线，全长770m，赛程分为两天完成，共有32辆汽车参赛，只有11辆顺利完成全程。小城
28、市勒芒也因此闻名于世。 1911年，摩纳哥举办了一次将欧洲10国各自的首都作为起点，以摩纳哥的蒙特卡洛为终点的汽车长途越野赛。这项比赛被命名为“Rally”，译为“拉力”，从此拉力赛诞生了。,汽车文化,任务二 著名的汽车赛事,【任务描述】,了解法国勒芒24小时耐力赛、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛、摩纳哥的蒙特卡罗拉力赛、美国的印地安那波利斯500大奖赛四项世界著名汽车赛事的规则及赛道。,【相关知识】,1、法国勒芒24小时耐力赛 2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛 3、摩纳哥的蒙特卡洛拉力赛 4、美国的印地安那波利斯500大奖赛,汽车文化,耐力赛，英文全称为Grand Touring，简称GT，故耐力赛也
29、称为GT赛。耐力赛是指在指定的赛道上进行很长时间的比拼耐久性的汽车比赛。比赛中每车可设 2-3 名驾驶员，轮流驾驶。世界上最具代表性的耐力赛就是勒芒24小时耐力赛（Le Mans 24 hour race）。 勒芒(Le Mans)位于法国巴黎西南约 200km处，是一个人口约 20万的商业城市。这个小城市能够闻名于世界，主要是因为自1923年开始(1936年、1940年至1948年除外)，每年6月举行的被称为最辛苦的单项赛事-“勒芒24小时耐力赛”（图11.2）。,1、法国勒芒24小时耐力赛,汽车文化,1、法国勒芒24小时耐力赛,图11.2 勒芒24小时耐力赛,汽车文化,勒芒24小时耐力赛对
30、车手是个极大的考验，国际汽车联盟规定参赛的每部赛车由2-3名赛手分别驾驶，即采用换人不换车的方法，所有的加油、换胎和维修时间都包括在24小时以内。最后，行驶里程最多的赛车获胜，一般一昼夜下来，成绩最好的赛车行驶的里程将近5000公里。每人连续驾驶时间不超过4小时，主车手总驾驶时间不超过14小时。 勒芒环行跑道（图11.3）单圈长13.5公里，其中绝大部分是封闭式的公用高速公路，赛道由4个左完和9个右弯构成，最长直到可达450米，赛道宽度为13米。赛车在其2/3的路段上时速达370km/h左右，C组车一般只用3分钟左右的时间就能跑完一圈的路程。在跑道上有一段约6km的直路，赛车在这段路上飞速驶过
31、，速度达到390km/h。,1、法国勒芒24小时耐力赛,汽车文化,1、法国勒芒24小时耐力赛,图11.3 勒芒24小时耐力赛赛道地图,汽车文化,方程式英文单词Formula的原意是惯例，常规，准则，方案。方程式赛车就是指以共同的车辆技术规定的方程式(比如规定好赛车的车体结构、车重、发动机排量、油箱容量等等)所造出来的赛车，就是方程式赛车。用方程式赛车参加的比赛就是方程式汽车赛。,2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,方程式赛车概念,汽车文化,目前，由国际汽联管辖的世界级的方程式赛车分为三个级别，最高级别是一级方程式(Formula 1，简称F1)，赛车发动机排量为3.5升，功率478千瓦，最高时速超过
32、315千米；其次是方程式3000(Formula 3000，简称F3000)，发动机排量3升，功率350千瓦；再其次是三级方程式(Formula 3，简称F3)，发动机排量2升，功率125千瓦。方程式汽车大赛中最为著名的是摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛（图11.4）。 摩纳哥是地处欧洲西南部，地中海边峭壁上的一个公国，北、东、西三面都与法国接壤。它的面积只有1.95平方公里，是世界上海岸线最短的国家，堪称世界“袖珍国”。摩纳哥依山傍海，景色宜人，犹如一个五彩缤纷的海滨公园。它拥有世界最著名的大赌场，也由此而得名赌博之国。摩纳哥还是一个免税天堂，这里是富人名流迷人的休养胜地，这一切为摩纳哥举办世界级汽
33、车比赛提供了理想背景。,2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,汽车文化,2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,图11.4 摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,汽车文化,摩纳哥蒙特卡罗赛道（图11.5）是F1各站赛道中非常特殊的一站，它以市区街道为赛道，赛车直接在街区之间高速穿行，轰鸣的马达声可以穿梭于临街的每一幢房屋，城市的居民探出窗户就能够看到飞驰的F1赛车。所以摩纳哥人总会得意的说：我是站在我们家阳台上观看的F1大赛。由于摩纳哥蒙特卡罗赛道设在街区，所以赛道两侧没有缓冲区，并且非常狭窄，赛手在这个赛道比赛时超车变得非常地困难，如果要在这个赛道获胜，主要靠驾驶技术而不是驾驶速度。摩纳哥蒙特卡罗赛道全长3.340公里是
34、F1赛道中最短的一条，并拥有F1赛道中最慢的弯角和著名的隧道。 赛道的起跑区设在一个右弧度的加速路段上.因此排在后面的车子看不到前排的车手，这就使得这个赛道的起跑相当地危险，一旦前方发生事故就会造成连环相撞。整条赛迫弯道相当多。最高速的路段是在海湾边的一条下坡的右弯隧道中，在这里赛车的最高时速可以达到300公里每小时以上。,2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,汽车文化,2、摩纳哥蒙特卡罗F1大奖赛,图11.5 摩纳哥蒙特卡罗赛道,汽车文化,拉力是英文“Rally”的中文译音，是参赛车辆按规定的平均速度、行驶路线、在规定的时间内到达分站点目标并完成车辆的检验维修的一项汽车道路比赛项目。 摩纳哥的蒙特卡
35、洛与汽车比赛的渊源非常之深，世界上著名的汽车大赛中竟有两个在这个小城市中举办，一个是蒙特卡洛F1大赛，一个是蒙特卡洛拉力赛（图11.6）。蒙特卡洛拉力赛是世界上最古老的拉力赛，其悠久历史可以追溯1911年，跟我国辛亥革命是一年，最初比赛的名称为摩纳哥拉力赛，1924年改名为蒙特卡洛拉力赛。,3、摩纳哥的蒙特卡洛拉力赛,汽车文化,3、摩纳哥的蒙特卡洛拉力赛,图11.6蒙特卡洛拉力赛,汽车文化,1911年1月，烟草商人、摩纳哥赛车俱乐部会长亚历山大诺格斯和蒙特卡洛赌场创始人之子卡米尔布兰克及是摩纳哥王子阿尔伯特一世三人联合发起举办了世界上第一届摩纳哥（蒙特卡洛）拉力赛。此次比赛共有23 辆赛车参赛
36、，亨利罗吉尔技压群芳，驾驶着他的Turcat-Mry 赛车第一个冲过终点。随着蒙特卡洛拉力赛在世界上的影响力日益增强，这里也成为各大汽车厂商展示自己技术实力的舞台。任何野心勃勃、期望将品牌声望推至新高的汽车制造商都不会错过这项顶级赛事。 1912年举办第二届摩纳哥拉力赛时，报名参赛车队由23辆增至88辆，其中有65辆参赛。后因第一次世界大战爆发，摩纳哥在接下来的两年里没有举办拉力赛。在第一次世界大战结束后，这项赛事在1924年又重新得以举办，赛事的名字也改为“蒙特卡洛拉力赛”并且一直沿用至今。,3、摩纳哥的蒙特卡洛拉力赛,汽车文化,印第安纳波利斯500英里大奖赛的历史与蒙特卡洛拉力赛同样悠久，
37、也是始于1911年，通常又被称为印第500或500英里大奖赛，是一项由美国印地赛车联盟（IRL）举办的汽车运动大赛。该项赛事于每年(美国)阵亡将士纪念日周末，在印第安纳波利斯赛道举办。这项比赛又由于印第级方程式赛车的加盟而著名。印第500大奖赛目前已成为与摩纳哥蒙特卡洛F1大奖赛和勒芒24小时耐力赛并列的世界三大汽车大奖赛之一。其单日的观众容量可达到40万人，是目前世界上最大的单日汽车比赛项目。 印第500的赛道（图11.7）长度为4.192公里，比赛总长度为306.016公里，比赛总圈数为73圈。印第安纳波里斯跑道很复杂，其高速赛段是卡特/硬地赛车椭圆跑道的一半，赛道的一侧是水泥护墙，其中一
38、个高速弯就是椭圆的弯道。椭圆赛道上的转弯处对于赛车、车手都有致命的危险性。,4、美国的印地安那波利斯500大奖赛,汽车文化,4、美国的印地安那波利斯500大奖赛,图11.7 印第安纳波利斯500英里大奖赛赛道,汽车文化,任务三 赛场风云人物,【任务描述】,认识埃尔顿 塞纳、迈克尔舒马赫、费尔南多阿隆索、刘易斯汉密尔顿四位世界汽车比赛著名赛车手。,【相关知识】,1、埃尔顿 塞纳 2、迈克尔舒马赫 3、费尔南多阿隆索 4、刘易斯汉密尔顿,汽车文化,埃尔顿 塞纳（图11.8），1960年3月21日出生于巴西圣保罗市，其父亲是一位商人也是一位汽摩运动的热衷者，经营一家汽车零件厂。塞纳有着过人的赛车天赋
39、，加之从小耳濡目染，受家庭环境熏陶，4岁开始开卡丁车，13岁开始参加卡丁车赛。1977年、1978年，连夺两届南美卡丁车冠军。1979年转向竞争更为激烈的欧洲阵地，初次亮相就引起当地赛车界主流人士的注意，连续两年夺得亚军。 1984年时塞纳加入一级方程式杜尔曼车队开始了自己的F1生涯。1988年，以莲花车队为跳板，他加盟了三大车队之一的迈凯伦，当年就拿下年度冠军，次年亚军。1990和1991年，塞纳在与法国著名的F1赛车手阿兰普罗斯特和英国著名F1赛车手尼格尔曼塞尔的激烈角逐中连续两次夺取F1世界冠军。 1994年5月1日，塞纳在圣马力诺大奖赛上身亡驾车失控，撞栏。塞纳是赛车史上最具天才的车手
40、之一，被人们称为“赛车王子”。,1、埃尔顿 塞纳,汽车文化,1、埃尔顿 塞纳,图11.8 埃尔顿 塞纳,汽车文化,迈克尔舒马赫（图11.9）出生于1969年1月，是德国最负盛名的职业赛车手，也是现代最伟大的F1车手之一，被誉为“车神”。在他前16年的职业生涯中，几乎刷新了每一项纪录。总共赢得7次总冠军，也曾是唯一赢得总冠军的德国车手（后被德国车手塞巴斯蒂安维特尔于2010年刷新）。 舒马赫是F1车手队伍中最有天赋的人物。1995年在湿滑的霍根海姆赛道上，舒马赫只用了几圈就超过了所有的对手并最终夺取了冠军。尽管年轻的车手对舒马赫总是怀抱冠军不放气愤不已，可是他们对舒马赫在湿滑的跑道上能够奇妙地控
41、制高速飞奔的汽车也是钦佩之至。同时，舒马赫也对年轻队友不吝赐教，2012年，舒马赫对同车队的西班牙年轻车手罗伯特马里赞赏有加，称其为当今最具潜质的赛车手。 舒马赫在16年职业赛季上，共获得91次F1大奖赛分站冠军，创造了77次F1大奖赛最快圈速，几乎打破了F1的所有记录，至今仍是保持纪录项目最多的车手，是F1赛车史上的不朽神话。,2、迈克尔舒马赫,汽车文化,2、迈克尔舒马赫,图11.9 迈克尔舒马赫,汽车文化,费尔南多阿隆索（图11.10）出生于1981年7月，西班牙著名F1车手，F1世界车手冠军之一。2005年9月25日，24岁的阿隆索首度封王F1世界冠军，由此终结了德国传奇车王舒马赫世界冠
42、军5连冠，也由此成为F1史上最年轻世界冠军车手。 阿隆索3岁开始学习卡丁车，10岁时便参加儿童卡丁车比赛，成为西班牙冠军。2001年，年值18岁的阿隆索加入了米纳尔迪车队，成为历史上F1第三年轻的F1车手。2006年，在“红蓝大战”中脱颖而出，力克法拉利车手迈克尔舒马赫，成功卫冕车手总冠军。从2001到2013的12个赛季里，阿隆索共获得6个年度前三，是当之无愧的史上最伟大的F1赛车手之一。,3、费尔南多阿隆索,汽车文化,3、费尔南多阿隆索,图11.10 费尔南多阿隆索,汽车文化,刘易斯汉密尔顿(图11.11)出生于1985年1月，英国著名F1车手，同时也是F1史上第一位黑人车手。2007年初
43、登陆F1舞台便创下连续9站登领奖台的纪录，2007年以1分之差惜败，获得年度亚军。2008年成为F1史上首位夺取个人冠军的黑人车手。2010年、2012年、2013年获得年度第四名，2009年、2011年获得年度第五名。职业生涯获得29次F1分站赛冠军，37次杆位，是F1现役最优秀的车手之一。,4、刘易斯汉密尔顿,汽车文化,4、刘易斯汉密尔顿,图11.11 刘易斯汉密尔顿,汽车文化,任务四 汽车专业学生科技,【任务描述】,了解当前中国经常举行的几项汽车专业学生科技活动，比如Honda节能竞技大赛、智能车大赛等等，以期引起读者对大学生汽车科技活动的兴趣。,【相关知识】,1、Honda节能竞技大赛
44、 2、智能车大赛 3、大学生方程式汽车赛 4、无碳小车比赛,汽车文化,Honda节能竞技大赛（图11.12）由Honda创始人本田宗一郎先生发起，于1981年在日本创办，迄今为止该赛事已在日本累计举办了34届，每年都有超过500支车队参加比赛。,1、Honda节能竞技大赛,图11.12 节能车大赛现场,汽车文化,该赛事以提高能源利用效率，创造节约型社会为主题，意在使参赛者通过亲自参与和体验创造的过程，共享Honda长期倡导的环保理念以及挑战精神，演绎节能对地球环保的重要意义，进而提高全社会的节能环保意识。 2007年Honda节能竞技大赛登陆中国，首届Honda中国节能竞技大赛在上海成功举办，
45、至今为止在中国已经成功举办了8届，其规模逐年扩大，参赛队伍也在不断增多。该赛事分为两个大的级别：（1）燃油节能车级别；（2）电动汽车级别。 参加燃油节能车级别的参赛人可分为学生组别、本田关联企业组别和普通组别三类组别。其中，学生组织是为大学、职专、初高等在校学生设置的组别，其车队领队可由教师兼任，车队其他成员必须由在籍学生组成；本田有关企业组别为本田在华关联企业的参赛组别。普通组别则为普通参赛者设置的级别，可以和家人、朋友、同事一起参加。,1、Honda节能竞技大赛,汽车文化,燃油节能车级别的组别由Honda统一提供的125cc低油耗4冲程发动机，车体为3轮以上，车架和车身等按相关规定则由各车
46、队独立创作完成，最终以燃油的消耗量多少而一决胜负。 参加电动汽车级别的组别为公开组别，任何个人或者组织，以及各大专院校、本田在华企业均可报名参加。参赛车辆必须使用大赛指定电池并且将该电池作为车辆行驶的唯一动力源的原创车辆。 这辆小赛车虽然很小，但是“麻雀虽小，五脏俱全”。它的开发制作流程基本上和一辆汽车的制造流程相同。这一活动对提高学生的思考能力、动手能力以及协作能力会有很大帮助。目前这一赛事的世界纪录为一升汽油行驶3435km，这一距离相当于从北京到台北的直线距离的两倍。,1、Honda节能竞技大赛,汽车文化,智能车大赛的基本规则：组委会提供给参赛队伍几个标准部件，比如汽车模型、直流电机和可
47、充电式电池，参赛队伍要在此基础上使用指定的微控制器制作一个能够在专门设计的跑道上自动识别道路行驶的智能小车，最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高为获胜者。 国内智能车大赛主要有两个：全国大学生“飞思卡尔“杯智能汽车竞赛和瑞萨超级MCU模型车大赛。其中，“飞思卡尔“杯智能汽车竞赛自2006年首届举办以来，每年举办一次比赛，至2014年已经成功举办9届。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组（图11.13）、电磁组（图11.14）、创意组（图11.15）等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。,2、智能车大赛,汽车文化,2、智能车大赛,图11.1
48、3光电组智能车,图11.14电磁组智能车,图11.15 摄像头组智能车,汽车文化,“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3月份进行相关技术培训，7月份进行分赛区竞赛，8月份进行全国总决赛。表1是近5年全国大学生“飞思卡尔“杯智能汽车竞赛承办院校及冠军单位。,2、智能车大赛,汽车文化,表1 近5年全国大学生“飞思卡尔“杯智能汽车竞赛承办院校及冠军单位,表1 近5年全国大学生“飞思卡尔“杯智能汽车竞赛承办院校及冠军单位,汽车文化,大学生方程式汽车赛事可追溯到上个世纪七十年代末。在1979年，美国休斯顿大学举办了一次SAE Mini-Indy赛车的比赛。主办这个比赛的是Dr. Kurt M. Marshek博士，比赛规定：汽车专业的学生自己设计和制造“mini-Indy”赛车，同时赛车搭载一台5马力的Briggs and Stratton发动机，采用小型场地赛形式。当时共有11家大学参赛，其中德克萨斯大学EI Paso学院成为总成绩冠军。 1984年，Austin学院举办了第二次大学生方程式比赛。在该次比赛中，三名德克萨斯大学Austin学院的学生修改了比赛规则，新规则保留了赛车的小型化，但规定可以使用任何4冲程，进气口为25.4 mm的发动机。 1985