唯物辩证法认为:处在不断变化之中的事物,在其每次由一种性质变化到另一种性质的过程中,总是由微小的变化(即量变)慢慢积累开始;当这种积累达到一定程度时,就会导致事物由一个性质变化为另一个性质(即质变)。量变是质变的准备,没有量变就不会发生质变;经过质变,在新的基础上就又开始了新的量变,如此循环往复,推动事物无限地发展下去。
事实表明,质量互变规律也揭示了汽车产业和技术发展的状态。
众所周知,汽车诞生初期,其结构很简陋。汽车从简陋到逐渐完善主要是依靠许多出色的发明家所完成的千百项技术革新。
汽车发动机从简单的单缸发动机发展到复杂的V型8缸发动机,需要解决气缸整体铸造工艺、零部件动平衡、材料、密封等许多技术问题。为了提高发动机的效率,其中一个重要的方法是提高压缩比,但这又需要解决燃料抗爆性的问题。燃油泵的发明改善了发动机的供油情况,并使燃油箱能够移到汽车尾部。气门和凸轮轴布置的改变也是发动机的重大技术改革。蓄电池点火系统的应用,不但改善了发动机性能,同时也使得照明灯、电喇叭、电气仪表,特别是起动电动机有可能应用到汽车上。
同步器的应用是变速器结构的一项重大改革,传动轴则取代了早期的传动链条。主减速器中螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮的应用,能适应高速平稳的运转并降低噪声。低压充气轮胎提高了汽车对路面的附着性能和行驶安全性。新式转向器和转向传动机构,使汽车转弯变得轻巧灵活。而随后出现的液压制动系统和独立悬架都提高了汽车性能。液力自动变速器在轿车上的应用更是具有代表性的汽车技术革新。
但总体来说,在过去的100年里,汽车技术的发展只在一定程度上对汽车的结构与性能有所影响,但并没有迎来汽车技术突破性的变革。也就是说,只有量变没有质变,只有渐变而没有突变。因为至今为止,批量生产的汽车还是配备以石油为燃料的内燃机,汽车的传动系统、制动系统、转向系统和悬架等结构都没有根本性的变化;几十年来,汽车的外形和内饰也还是老样子,变化不大。当然,量变到一定的程度必然会引起质的变化,尤其是近年来涌现出的以纯电驱动汽车为主的新能源汽车,正在使汽车技术发生质的变化。
汽车纯电驱动可以说是汽车技术发展中的一次突变。目前在汽车实现纯电驱动的同时,汽车智能化技术也正在逐步得以广泛应用。这项技术使汽车的操作更简单,行驶的安全性也更好。
据有关专家介绍,智能技术系统都是由三大关键技术组成的:第一是传感器,第二是控制器,第三是执行器。随着传感器技术、信息处理技术、控制技术、电子硬件技术的发展,智能汽车迎来了契机。智能汽车的发展从汽车使用角度来说,需经历两个阶段:第一个阶段是智能汽车的初级阶段,即辅助驾驶;第二个阶段就是智能汽车发展的终极阶段,即完全代替人的无人驾驶。
在智能技术积累基础上的全自动无人驾驶汽车,被认为是汽车技术发展进程中继纯电驱动技术之后的又一次“质变”。电动汽车可以一步到位地完成智能化。(www.daowen.com)
不久前,大陆汽车先进驾驶辅助系统主管克里斯托弗·舒马赫在国际汽车工程师年会上发言时说:“2025年,人们将看到无人驾驶汽车真正投入使用。”
目前,日产汽车公司正在开发可以完全独立行驶的聆风电动车,这款车能够独立控制汽车驾驶系统,主动避免碰撞发生。
据报道,无人驾驶的技术研发早在20世纪80年代就开始了,其根本原理是计算机与传感器之间的配合,其发展也和计算机的计算能力呈现出正相关的逻辑关系。早在1987年,在慕尼黑联邦国防军大学就诞生了一台机器人汽车,能自动控制转向盘并完成加速和制动的动作,最高时速达到了96km。其后,不同国家也从不同领域开始了无人驾驶技术的研究。目前,世界上大多数知名汽车厂商都开展过无人驾驶汽车的测试,并制订了中长期目标。2010年,谷歌公司首次承认,其研发的无人驾驶汽车已完成了22万km的测试。此外,戴姆勒集团2013年版5级奔驰车已具备无人驾驶功能,包括在交通拥堵时根据交通状况自动加速、制动或避让行人。日本日产自动车公司也计划在2020年年底前将自动驾驶汽车推向市场。
目前,国内也有不少研究机构在进行无人驾驶技术的探索。中国人民解放军军事交通学院研制的无人驾驶汽车在2012年年底已经成功挑战了京津高速公路——85min行驶了114km。根据记录,它完成了自主超车12次、被动超车21次,换道36次、加速操作1816次、制动操作30次、转向操作11812次;只有在通过收费站时,需要人力完成取卡和缴费环节。
谷歌无人驾驶汽车内置谷歌开发的无人驾驶系统,可以结合传感器、雷达、摄影机、导航系统等,全面替代驾驶员。
据媒体报道,谷歌无人驾驶汽车目前的行驶里程已达到30万mile(1mile=1609.344m),而且在电脑操作下没有一次交通事故发生。
由上述可见,从内燃机汽车到电动汽车,再到智能汽车和无人驾驶汽车,汽车产业和技术的发展就这样从量变到质变,再到另一个质变,如此循环往复,完全验证了唯物辩证法的质量互变规律,充分揭示了汽车技术发展的状态。
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