內燃機車的案例
基于HyperWorks的司機室防撞柱的輕量化設計
表1 結果對比
3 結論
本文以某型內燃機車司機室防撞柱為研究對象，以結構的質量為目標函數，以材料的許用應力為約束條件，以7個零件的可變尺寸和5種可變形狀為設計變量，研究了尺寸優化、尺寸與形狀聯合應用于輕量化設計的方法，得出以下結論：①在產品的詳細設計階段，當模型的仿真結果應力超過許用應力時，單純使用尺寸優化的方法雖然能降低結構的應力，但是增加了部分零件的尺寸厚度，增加了質量，不利于輕量化；在尺寸優化的基礎上，聯合應用形狀優化的方法，優化部分結構細節，可以有效降低結構應力，降低結構質量，達到輕量化的目的。②內燃機車輕量化設計是一個復雜、系統的工程，本文的司機室防撞柱輕量化設計只涉及到其中一部分，可以推廣到內燃機車整車輕量化設計中，并且綜合考慮模態、動力學的影響，也可以設置多元目標函數和多約束條件，有利于降低成本，提高設計效率，為整車結構輕量化研究提供有效參考。
參考文獻
[1] 張勝蘭，鄭冬黎，郝琪，等.基于HyperWorks的結構優化設計技術[M].北京：機械工業出版社，2007.
文章來源：科技與創新
展開 大眾2026年發布最后一代內燃機車 進入電動車時代
據外媒報道，大眾集團預計，從2026年開始推出新一代汽油及柴油車之后，內燃機引擎汽車時代也隨之宣告結束。
為減少二氧化碳排放以緩解氣候變化，監管部門不斷向傳統車企施壓，這也促使大眾不得不邁向電動車領域。大眾品牌首席戰略官Michael Jost星期二（12月4日）在德國沃爾夫斯堡附件舉行的行業會議上表示：“我們的同事正在內燃機平臺上研發最后一代車型，大眾內燃機汽車陣容將逐漸被縮減至最少。”
大眾集團已經開始推出其首批電動汽車，其中包括明年上市的保時捷Taycan。集團旗下12大品牌預計將生產1500萬輛汽車，而大眾預計未來五年將投資500億美元用于向自動駕駛及電動汽車邁進。大眾品牌的I.D. Neo掀背車未來12個月內將開始在德國生產，而其他I.D. 系列車型從2020年開始將在中國的兩家工廠開始裝配。另外，大眾計劃在2030年之前發布超過300款純電動版或者混動版汽車、貨車、卡車和摩托車車型。
未來十年內，在新的平臺投入使用之后，大眾將繼續提升其內燃機引擎技術。Jost表示，2050年之后，在一些充電基礎設施不夠完善的地區，部分汽油及柴油車將會繼續被使用。
Jost補充到，柴油車為城市帶來污染的問題可以通過更加清潔的引擎來解決，但長期來看更大的威脅則是易造成全球變暖的二氧化碳排放問題。Jost說到，大眾完全遵守巴黎氣候協議所制定的目標。該協議呼吁加速推出有害氣體排放更低或者為零的車型。
內燃機汽車逐漸退出市場也標志著大眾將經歷翻天覆地的變化。在排放門丑聞事件曝光之后，大眾也成了典型案例。Jost說到：“是的，我們犯了錯誤，我們很清楚大眾在應對尾氣排放污染問題上應承擔的責任。”
展開 電動汽車為何提速辣么快？從電機和發動機解析原理
而內燃機車幾乎一切都與電動機相反，它就像一位中長跑運動員，甚至是馬拉松，雖然在發令響的一瞬間沒有那么強的爆發力，可是隨著比賽的進行它會逐漸進入狀態且可以長時間保持。這恰恰符合了內燃機車靜止加速沒有電動車快，但是只要有一定的距離和時間，最終獲勝的還是內燃機車。
押寶太陽能充電系統?現代要讓汽車成為能源產消者
發電太陽能電池板將整合至車輛的車頂或是車輛引擎蓋中，并將為內燃機車、混合動力和電池電動車提供額外電力，提高燃油效率，增加續航里程。
近日，現代汽車和起亞汽車宣布，計劃在現代汽車集團特定車型上推出太陽能充電技術。發電太陽能電池板將整合至車輛的車頂或是車輛引擎蓋中，并將為內燃機車、混合動力和電池電動車提供額外電力，提高燃油效率，增加續航里程。
目前，現代汽車集團正在研發三種類型的太陽能車頂充電技術：第一代硅太陽能車頂系統；第二代半透明太陽能車頂系統；以及第三代輕型太陽能車身蓋。
現代汽車集團工程設計部執行副總裁Jeong-Gil?Park研發了該項技術，他表示,“未來，包括太陽能充電系統等各種類型的發電技術將與汽車相連，從而使汽車由被動消耗能量的設備成為積極生產能量的解決方案，車主將由消費者變為能源產消者。”
在汽車發展的歷史上，汽車行業面臨能源形式上的巨大變化還是第一次。毫無疑問的是，無論是氫燃料電池汽車、混合動力汽車還是純電動汽車、太陽能汽車，不同的技術路徑與能源組合將會助力人類通向更為清潔的未來社會。
來源：中國青年報
展開 
寶馬研發出緊湊電驅動部件 將用于iX3/i4車型
此外，由于目前尚不清楚電動車的推廣應用速度，車企還要保障設計的靈活性，并為用戶提供內燃機車。寶馬新推出的設計理念其實已對早前的車輛制造產生了重大影響。
由于新款電動動力傳動系統是可擴容的，使得該款設備在調整后可適配不同的安裝空間及車輛要求。此外，車載電池可匹配第五代模塊化電芯，使得新款其能適用于各類車輛架構。寶馬或能為旗下電動車配置直流/直流充電器，其充電時間將大幅縮短。
根據寶馬之前公布的規劃，2021年將發布第五代電驅系統，并打造模塊化生產平臺，它將適用于寶馬旗下所有內燃機車、插電式混合動力車和純電動汽車。這套系統包括經過大幅優化的電機、變速箱、電力驅動元件以及電池。另外，第五代電驅系統可采用靈活尺寸的扁平化電池組。底盤較低的車型可以采用高度較低的電池組，底盤較高的車型則將會采用較高的電池組。而且搭載該電驅技術的車型都將有一個部分地板空間被預留出來，用來安裝、擴展電池組，以獲得更長的續航里程。
展開 聽專家解釋為什么電動汽車發展之快,超乎你的想象
隨著許多國家承諾在未來幾年內逐步停止使用石油，并承諾用電動汽車取代現有的汽車，電力革命似乎已經真正開始了。
盡管全面轉換為純電動汽車不會在一夜之間發生，但這里有一些來自不同行業和領域的專家，他們相信電動汽車將會比我們想象的更快地在全世界普及。下面就讓我們聽聽專家們關于電動汽車普及速度加快的解釋。
1．“PSA集團將100%電動化。”——Carlos Tavares
PSA首席執行官卡Carlos Tavares在去年的密歇根州底特律的汽車新聞世界大會上表示：PSA在2017年11月進行了創紀錄的測試，預計到2025年該公司的產品將完全是電動的。除了對電動汽車的預測之外，Tavares還表示，到2030年，PSA 80%的汽車將能夠自動行駛。如果Tavares的話是真的，我們可以預計在不到10年的時間里，電動汽車將充滿所有的道路。
2．“這一突破標志著固態材料和制造技術新時代的開始。”——Dr. Fabio Albano
去年11月，Fisker Inc.公布了電動汽車電池的重大突破，創新的新能源固態電池可以使汽車持續行駛500英里，并只需一分鐘就能充電。
Fisker的電池系統副總裁Dr. Fabio Albano強調，他們的固態電池比鋰離子電池更安全、更高效，這一發展不僅對Fisker來說是一個巨大的突破，而且對整個電動汽車行業來說也是一個巨大的突破。該公司計劃在2023年之前應用新電池技術，所以在短短5年內，電動汽車就可以在一分鐘內充電。
3．“這一聲明標志著內燃機車的終結。”——H?kan Samuelsson
2017年7月，沃爾沃總裁H?kan Samuelsson宣布，從2019年開始，該公司將不再生產內燃機車。因此從2019年開始，沃爾沃將只生產電動或混合動力汽車。
展開 液壓技術會被取代嗎？
2）火車牽引機車，最早被應用的是蒸汽機車（1825年），后來出現的是電力機車（約1840年），20世紀七八十年后才出現內燃機車（約1920年）。現在，蒸汽機車基本退出了使用，內燃機車與電力機車同時并用已近一個世紀。盡管現在高速列車普遍使用的是電力驅動，但內燃機車還在大量地使用。
3）汽油發動機是1883年發明的，而柴油發動機是之后9年才發明的。多年來柴油機由于出力大，備受青睞，在船舶、卡車、移動工程機械上幾乎是唯一的動力源，在轎車上也與汽油機平分天下。然而，現在，柴油機又因為是細微顆粒PM10和NOx的主要排放源而前途岌岌可危了。
（2）技術取代的條件
1）功能、應用領域環境必須基本相同。拿牛頭與馬腿來談取代，是無稽之談。
2）性價比更優：或性能優，而價格增加不多；或性能不差，但價格明顯低。這里的性能應該是廣義的，包括了持久性、環保性等等。
這里的價格，則不僅要考慮到研發、設計、制造費用，還要考慮到更換、替代費用。
因此，要說一項技術先進，可以取代另一項，就需要實事求是地全面比較通過測試獲得的性能數據，比較各種成本，光比較某一點是不夠的。例如，伺服閥，盡管其重復性、線性等明顯優于電比例閥，但其應用數量、范圍還是遠不如電比例閥，不僅是由于伺服閥結構復雜，制造成本降不下來的緣故，還有伺服閥對污染十分敏感等等問題。
另外，對于性能，不同應用的關注重點不同。例如，液壓元件的工作持久性，遠洋船希望能20年，而導彈則只需要幾分鐘。在一種應用中是優秀的性能，完全可能在另一種應用中不被重視。
所以，說什么，發明了一種神器，可以取代全部現有液壓技術的，那不是幼稚，不了解液壓技術的博大精深、應用廣泛，就是有意忽悠。
展開 改變傳統思維突破慣性設計理念 的工藝實踐探討
圖5 胎模鍛鍛件
抓住機遇開拓鍛造市場新領域
隨著一帶一路建設的不斷深入，鐵路建設走出了國門到達了亞洲鄰國、歐洲、非洲，機車車頭、貨車車廂、鐵路路基的需求量也在增加，其中多數零部件產品都是鍛件或者鑄件，這里面很多鑄件可以被我們所擅長的鍛件替代；地鐵在施工與建設過程中，需要大量鍛件，如盾構機的刀塊、車輛轉向接頭等；內燃機車備件市場，也不可忽視，印度等一些欠發達國家仍然在使用內燃機車，其中也有不少鍛件，鋼頂鍛件就是其中之一，德國大排量重型卡車發動機活塞已經大量采用鋼頂。筆者所在公司生產過的幾類典型產品：
⑴抓住其他行業鑄改鍛的市場需求關鍵期，開拓球閥、高鐵、大規格高磅級閥門、汽車零部件市場。
⑵鋁合金、鈦合金、不銹鋼、高溫合金材料鍛造。輕量化且高強度設計是未來的發展方向，鍛造企業家要主動順應新技術、新工藝要求。大力開發如航空發動機葉片、輪 盤，飛機隔框、肋條，直升機槳轂，汽車底盤橫拉桿等鋁合金鍛件。
⑶少無加工的高精鍛造產品。改變原有粗獷式生產理念，將鍛件產品做精做細，逐漸淘汰落后設備與產能，向高端化努力，如汽車等速萬向節和汽車齒輪的精密成形生產。
⑷軍工產品鍛件。積極參與到軍品科研與實踐過程，重點開展核心工藝能力的研發，特別是在鎂合金、高溫合金等有色金屬和高強度合金鋼成形工藝方面進行新的研究。
⑸高校聯動。國內高校的實驗設備和技術條件已經達到世界先進水平，在新材料、新工藝的研發方面國內與國外各有所長，企業要充分尊重與發揮高校的人才與技術優勢。
結束語
鍛造行業作為基礎產業，一直在低利潤的環境里徘徊，同時又面臨著環境監管的巨大壓力。為了更好地生存，我們需要努力降低制造成本、提高生產效率，通過思維創新增加產能和生產能力，適時地去開發可能的市場，增強企業的活力，創造更大的收益。
展開 純電動轎車三電匹配研究
1 動力總成懸置系統設計要求
1.1 純電動汽車動力總成激勵與傳統汽車的區別
由于電動汽車動力總成不同于傳統的內燃機車動力總成，兩者的內部激勵存在較大區別。傳統內燃機車內部激勵主要包括以下幾點：
(1) 活塞、連桿等質量往復運動產生的往復慣性力；
(2) 往復慣性力引起的往復慣性力矩；
(3) 缸內點火燃燒壓力產生的氣體扭矩[2]。
由于電動汽車不存在內燃機的燃燒過程，動力來源于電機，且動力傳輸路徑也有別于傳統內燃機汽車，其懸置系統所受內部激勵不同，主要為：
(1) 電磁激勵，主要包括電機定、轉子氣隙中的電磁力作用產生的電磁振動以及電機磁場和外部電路相互作用產生的振動；
(2) 機械激勵，主要包括轉子機械不平衡產生的振動，以及由同時嚙合齒對數的變化、輪齒受載變形、齒輪制造誤差等因素所引起的齒輪傳動系內部激勵[8]。
1.2 電動汽車動力總成設計要求
考慮該型電機常用工作狀態3 000 r/min時的激振頻率為50 Hz，根據隔振原理，固有頻率要小于激振頻率的倍，系統才能有效隔振，工程實際中通常要求頻率比在2～5 之間，本文取此值為2。對于承載式車身的轎車，其整車縱向、橫向、垂向以及橫擺方向的固有頻率大致在5 Hz以下，俯仰和側傾的固有頻率通常不到2 Hz。此外，道路隨機激勵經懸架衰減、過濾后的頻率一般不超過2.5 Hz，而人體對水平方向振動敏感區一般為1 Hz～2 Hz，垂向敏感區為4 Hz～8 Hz。對動力總成的固有頻率進行設計時，應避開上述車身固有頻率、路面激勵頻率及人體對振動的敏感頻率范圍[2]，因此，確定動力總成固有頻率設計目標為：Z 方向固有頻率在9 Hz～25 Hz，其他方向固有頻率均分布在6 Hz～25 Hz。
設計動力總成懸置系統時，應盡量使其在6 個方向的振動互不耦合。
展開 現代為特定車型研發太陽能充電 有利燃油效率
發電太陽能電池板將整合至車輛的車頂或是車輛引擎蓋中，并將為內燃機車、混合動力和電池電動車提供額外電力，提高燃油效率，增加續航里程。
目前，現代汽車集團正在研發三種類型的太陽能車頂充電技術：第一代硅太陽能車頂系統；第二代半透明太陽能車頂系統；以及第三代輕型太陽能車身蓋。
第一代太陽能車頂系統包括安裝在普通車頂的量產硅太陽能電池板結構，將用于混合動力車型。根據天氣狀況，該系統每天可為電池充滿30%至60%的電。
第二代半透明太陽能車頂系統將首次應用于內燃機車輛。與第一代系統不同，第二代系統提供穿透式面板，滿足了希望車頂開放的消費者要求。該半透明太陽能電池板應用于全景天窗，在為電動車輛電池或安裝在內燃機車輛上的附加電池充電的同時，保持一定的車頂透明度。在內燃機車輛上安裝太陽能充電系統將促進車輛的出口，因為車輛能夠遵守全球各地的二氧化碳排放法規。
第三代輕型太陽能蓋系統目前用于環保型車輛，處于實驗研究過程中。其包括一個將太陽能電池板安裝于發動機罩和車頂組合的結構，以最大限度地提高能量輸出。
太陽能充電系統由太陽能電池板、控制器和電池組成。當來自太陽的太陽能接觸到太陽能電池板表面時，會產生電能，通過使用來自太陽的光子進行轉換，然后在硅電池中產生電子空穴對，從而產生太陽能電力。按照一個太陽標準（夏季中午，輻射強度為1000 W/㎡），配備100W的太陽能電池板時，每小時可產生100Wh能量。在控制器中，最大功率點追蹤（MPPT）會控制電壓和電流，從而提高太陽能電池板收集電力的效率，并可進行電源轉換。太陽能電池收集的電力由控制器轉換成標準電壓，然后存儲于電池中或是用于減少車輛交流（AC）發電機的負載。現代汽車集團在研發太陽能電池系統時，不止考慮到效率問題，還考慮了設計。
展開 又一汽車巨頭2026年停產燃油車！
該公司計劃在未來五年內推出多達20款電動汽車，作為母公司大眾推動電動化進程的一部分。
奧迪在電動化轉型方面的立場在一定程度上反映出大眾集團的決心和戰略。后者計劃在未來幾年迎頭趕上，力爭與電動汽車領域的領頭羊特斯拉一決高下。奧迪本土競爭對手寶馬和戴姆勒也不甘落后，紛紛推出自己的電動車型，但這兩家豪車制造商仍然認為內燃機車型預計將在未來多年內占據主導地位。
然而，戴姆勒更傾向于電動汽車，精心打造了EQ全電動陣容，并計劃到2039年逐步淘汰內燃機。相比之下，寶馬并沒有停止內燃機開發計劃，該公司曾對電動汽車常用稀土礦物的可用性表示擔憂，直到2018年仍然堅持電動汽車成本始終比內燃機車要高得多的看法。
展開 
2026粵港澳大灣區（廣州）軌道交通展覽會
（組委會）陸亮（組委會）138（組委會）1821（組委會）9172（組委會）
參展范圍：
1.車輛及零部件：高速動車組；動車檢測車；內燃機車；城市軌道交通車輛（地鐵、輕軌、單軌列車）、現代有軌電車；中低速及高速磁懸浮列車；PRT（個人捷運列車）；真空運輸系統；各類新型運輸系統及貨運機車等；轉向架、制動系統、車體、車門、連接系統、車鉤、通風系統、照明系統、鎖閉系統、輪對、潤滑系統；復合材料、絕緣材料、粘合劑、潤滑劑、橡膠制品、密封材料、控制臺、燈、衛生間、座椅、空調、逸出系統、門系統及配件、地板系統、供熱系統、監控系統、廚房設備等；
2.軌道交通車輛內飾：車輛設備：駕駛員操縱臺、地面材料、手提式照明器具、殘疾人上車設備、內部裝飾燈具、行李架、卷簾系統、整體衛生間、衛生設備座椅及座椅系統、吧臺、紡織材料、裝潢系統等;
裝飾/信息/空調/安全：通風空調系統、下車系統、緊急情況系統、軌道零件吹風機、防火隔離、地面系統、加熱系統、信息和廣告系統、安裝系統、內飾設計系統、內裝飾襯、監視系統、盟洗系統等;
旅行餐飲：輔助設備及設施、食品發放設備、食品/飲料售貨機、衛生設備、廚房設備、冷藏和柜臺系統、服務設備、車站餐飲、手推車等。
展開 生態環境部：部署藍天保衛戰改善全國空氣質量
到2025年，運輸結構、車船結構清潔低碳程度明顯提高，燃油質量持續改善，機動車船、工程機械及重點區域鐵路內燃機車超標冒黑煙現象基本消除，全國柴油貨車排放檢測合格率超過90%，全國柴油貨車氮氧化物排放量下降12%，新能源和國六排放標準貨車保有量占比力爭超過40%，鐵路貨運量占比提升0.5個百分點。
3.《臭氧污染防治攻堅行動方案》以京津冀及周邊地區、長三角地區、汾渭平原為國家臭氧污染防治攻堅的重點地區，以5-9月為重點時段，加大揮發性有機物(VOCs)和氮氧化物減排力度，開展五項攻堅行動，包括含VOCs原輔材料源頭替代行動、VOCs污染治理達標行動、氮氧化物污染治理提升行動、臭氧精準防控體系構建行動以及污染源監管能力提升行動。到2025年，臭氧濃度增長趨勢得到有效遏制，全國空氣質量優良天數比率達到87.5%，VOCs、氮氧化物排放總量比2020年分別下降10%以上。
顆粒物(PM2.5)檢測：
《重污染天氣消除攻堅行動方案》聚焦細顆粒物(PM2.5)污染，顆粒物檢測工采網推薦Alphasense OPC系列顆粒物傳感器。
經全球研究機構和大學實驗室測試，Alphasense OPC提供PM1、PM2.5和PM10（以及可選PM4.25）的數字輸出以及每種尺寸的顆粒計數直方圖。Alphasense的（正在申請專利的）流量校正確保了穩定的讀數，即使在高粉塵環境中也是如此。
Alphasense OPC在清潔和高度污染的城市環境中廣泛商用，并越來越多的用于工業應用。
展開 豐田會長：汽車全部電動化的時代不會到來
假如2021年國家和地方補貼全部取消，那么純電動汽車的售價會遠遠高于插電式混合動力車和純內燃機車，排除像北京這樣只支持純電動汽車的一線城市，本身純電動汽車銷量就遠遠不及插電式混合動力汽車，那么，2020年以后拿什么來競爭？筆者認為，電動汽車的特點，決定了其最適合作為城市代步工具，而非長途行駛工具。即使中國國家電網在高速沿線布置了很多快速充電樁，但那仍然是飲鴆止渴。在典型的電動車消費市場北京市，消費者在選擇電動汽車時，第一考慮的因素是自己是否擁有一個固定停車位，能否安裝上充電樁，或者單位是否有可以方便停車充電的位置。
我國的軌道交通歷史和發展
在機車方面，先是仿制國內現有蒸汽機車，造出了“解放型”蒸汽機車。隨后，中國又自行設計出“勝利型”與“和平型”蒸汽機車。
1962年，由于貨運量激增，蒸汽機車的牽引力不足，導致軌道交通力有限無法滿足運輸需求，于是中國很快又開始研制內燃機車，并在1962年制定出“內燃電力并重，內燃為主”的方針，先后創造出“東方紅型”內燃機車和“6Y1型”系列電力機車，成為中國電氣化客貨運輸的主力車型。
改革開放時期
1978年，中國迎來改革開放的重要歷史轉折，鐵路的客運和貨運需求都在飛速提升。然而此時的鐵道部明沒有足夠資金來改良鐵路提升運力，于是提倡改。
第一個改革的是廣深鐵路，采取社會融資的方式，結果相當的成功，廣深鐵路的綜合運輸能力提升了70%。
除了多修鐵路以外，在1997年，中國鐵路開始了轟轟烈烈的干線大提速，先后提速五次。
2006年，“天路”青藏鐵路開通，在高原凍土地區成功修筑這樣一條鐵路，可以堪稱是工程史上的一個奇跡。
無論是高山、高原、高寒，還是凍土、軟土、黃土，又或者是沙漠、戈壁、巖溶，鐵路勘探設計者攻克了幾乎所有特殊地質條件，探索出成套鐵路修建技術，印證了中華民族從站起來、富起來到強起來的歷史性飛躍。
截至2006年，中航國鐵路里程已經達到7.66萬公里，位居世界第四，中國已經是名副其實的鐵路大國。
高鐵時代
2007年，中國鐵路開始了第六次提速，此次提速意義重大，中國鐵路也自此開始步入了高速時代。
引進先進技術是一件很復雜的事情：不僅要買產品，還要把對方的技術切實地變成自己的，尤其是高鐵這種世界型的尖端技術。
為此，鐵道部想出一個很巧妙的招標規則：投標企業必須是國內的合資企業，并與國外企業簽訂了完整的技術轉讓合同。
這一舉動迫使西門子、川崎重工、阿爾斯通等企業與中國企業合資并轉讓核心技術。
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