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汽車設計論文實用13篇

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汽車設計論文

篇1

緒論

1.汽車的誕生加速了人類文明的進程,汽車是現代科技的重要載體之一,是衡量一個國際科技水平和經濟水平重要的指標之一。汽車車身是汽車的四大組成部分之一,也是我們了解汽車的第一步。現在的汽車領域更新換代速度越來越快,汽車換代又在很大程度上是車身的更新。車聲設計不僅僅是美學,同樣包括了空氣動力學、環境學、材料和化工等眾多學科。隨著人類生活水平的提高和科技的發展,汽車車身設計朝著虛擬化、個性化、人性化和綠色安全方向發展。

2.國外汽車行業起步早,水平高。在國外車身設計是被極為重視的一個環節。車身是保護乘客重要的部分。科學的設計可以極大地提高安全性能。汽車行業在經歷了馬車型、箱型汽車后步入了流線型汽車時代。隨著空氣動力學的發展,人們了解到車速的提升不僅僅是增加動力這么簡單。流線型車身將空氣阻力因素從0.5降到了0.3以下,這意味著能節省14%的燃油,空氣阻力每降低百分之十燃油節省百分之七左右。然而車身的設計師減小空氣阻力因素的重要手段。石油危機爆發以來,油耗成了普通百姓選擇車輛的一個重要參考數據,為了達到節油減排的目的,汽車生產商基本都是采用減小整車質量來達到目的,這樣一來輕質合金材料和復合材料在優化車身方面將得到極大應用。寶馬高端轎車正在大量采用碳纖維材料,來減輕整車質量和提高車身硬度。

3.汽車車身設計對安全也有極大影響,這是影響現代人買車的重要參考數據之一。IIHS在安全性報告中的數據表明,其2011年進行了相關數據統計,以上牌行駛1-3年的乘用車為樣本統計,大型車平均每100萬臺車中發生嚴重事故造成的死亡人數為24人,而同樣本中的微型車和小型車的死亡人數則為65人。同時IIHS也給出了2000年時候的數據統計,可以發現,車輛安全性帶來的好處是非常明顯的,無論是大型車還是小型微型車,相比十年前發生事故的死亡率明顯降低,但是尺寸不同車輛之間的死亡率依舊有明顯的差異。此外,IIHS以及E-NCAP的碰撞測試數據也可以看出,大型車普遍碰撞表現更好,而小型車則相對較差,在引入小面積重疊碰撞試驗甚至很多時候小型、微型車的得分實在慘不忍睹,這也是我們可以從公開數據中看到的。這樣看來車身的大小會對安全有極大影響。車身不管厚薄只要滿足工藝和性能要求的前提下,車身越輕越好,即可以降低油耗還可以減少成本。如某系車的前翼子板也是采用非金屬材料,但性能標準即能達到使用要求又降低成本。汽車發展至今最大的問題不是汽車越重越安全,而是汽車重量既輕又安全。汽車加重100KG很簡單,但是要減少100KG所依靠的就是汽車精尖制造工藝和技術,不過不管是車子的厚度還是大小對車輛安全的影響都不是最大的,最大的還要算是車身所用材料。以前的高強度鋼板,拉延強度雖高于低碳鋼板,但是延伸率只有后者的50%,所以只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件。現在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當的微量元素,經各種處理軋制而成,其抗拉強度高達420N/mm2,是普通低碳鋼板的2~3倍,深拉延性能極好,可軋制成很薄的鋼板,是車身輕量化的重要材料。到2000年,其用量已上升到50%左右。含磷高強度冷軋鋼板:含磷高強度冷軋鋼板主要用于轎車外板、車門、頂蓋和行李箱蓋升板,也可用于載貨汽車駕駛室的沖壓件。主要特點為:具有較高強度,比普通冷軋鋼板高15%~25%;良好的強度和塑性平衡,即隨著強度的增加,伸長率和應變硬化指數下降甚微;具有良好的耐腐蝕性,比普通冷軋鋼板提高20%;具有良好的點焊性能;與汽車鋼板相比,鋁合金具有密度小(2.7g/cm3)、比強度高、耐銹蝕、熱穩定性好、易成形、可回收再生等優點,技術成熟。德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車,由于采用了全鋁車身骨架和外板結構,使其總質量減少了135kg,比傳統鋼材料車身減輕了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。全新奧迪A8通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件,車身零件數量從50個減至29個,車身框架完全閉合。這種結構不僅使車身的扭轉剛度提高了60%,還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。又因為所有的鋁合金都可以回收再生利用。當然還有比之更好的還有纖維材料。高強度纖維復合材料,特別是碳纖維復合材料(CFRP),因其質量小,而且具有高強度、高剛性,有良好的耐蠕變與耐腐蝕性,因而是很有前途的汽車用輕量化材料。碳纖維復合材料在汽車上的應用,美國開展的最好。

4.通過這篇論文,我們可以知道車身對安全和動力方面的些許影響,也能了解些許關于車身設計方面的知識。了解到車身不僅僅是一堆鋼材,更是藝術和科學的結晶

參考文獻:

[1]吳亞良著,《現代轎車車身設計》,上海科學技術出版社,1999年3月

篇2

系統使用80C51單片機作為信息控制器,將調制到40kHz載波的信息經紅外發射管發送出去;同樣80C51單片機控制紅處接收器接收數據信息。

如果以汽車甲為例,當乙車要轉彎或剎車時都會通過紅外發射器發出信息,甲收到信息后就會在本車上顯示并用聲響電路提醒,同樣當丙車要超車時也會有信息從丙傳給甲并在甲車上顯示。

二、系統基本組成結構

本系統采用80C51核心芯片,附加12MHz的晶振頻率,30PF的瓷片補償電容,最簡單的RC上電復位電路,片外存儲器選擇腳(31腳EA)接正電源,并利用采樣電路對接收的模擬信號數字化然后送80C51處理,從P3.5輸出的調制信號經T9013放大送紅外管發射。

三、信息的編碼格式及發送/接收過程

本系統采用脈沖個數編碼,分別代表左轉彎、右轉彎、剎車3種狀態,其中左轉彎為2個脈沖,右轉彎為5個脈沖,剎車為8個脈沖。為了增加接收的可靠性,第一位碼寬為3ms,其余為1ms,數據幀間隔大于10ms。

為了消除干擾,確保數據的有效傳輸,脈沖采用的編碼格式,起始位為10ms,數據位為1ms,停止位為10ms,此可保證數據的準確發送與接收。

當單片機檢測到P0.0-P0.2端口為低電平時,先設置發送標志位,然后依次發送數據幀。發送數據時,中斷將被禁止。當剎車(轉向)開關閉合時,數據幀將被重復連續地發射,直到開關松開為止。

當紅外線接收器接收數據幀脈沖時,第一位碼的低電平將啟動中斷程序,實時接收數據幀。在數據幀接收時,中斷將被關斷,并且對第一位(起始位)碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms,將作誤幀處理。當間隔位的高電平脈寬大于3ms時,結束接收,然后根據累加器A中的脈沖個數,使相應的輸出口(P0.3-P0.6)為低電平,驅動顯示及聲響電路。

四、結論

本文是利用紅外線穿透性強、干擾小等特點,將其應用于交通工具中,彌補了紅外線很少在交通通信中應用的空白。此系統采用電能驅動、結構簡單、成本低廉、噪聲小,不妨礙司機的正常駕駛。

篇3

用于汽車電子產品的無源保護網絡如圖1所示。與此相同或類似的電路廣泛用于保護與汽車12V總線連接的各種系統。這種網絡防止高壓尖峰、持續過壓、電池反向和電流過度消耗造成損害。圖1的電流保護作用很明顯,如果負載電流超過1A的時間很長,保險絲F1就會熔化。D1與F1結合防止電池反向連接造成損害,大電流流經正向偏置的D1并燒斷保險絲。電解電容器大約在額定電壓的150時有一個有趣的特性:隨著終端電壓的提高,這種電容消耗的電流也越來越大,就C1而言,它在輸入持續升高時起箝位作用(最終燒斷保險絲)。雙電池助推時的電壓為28V左右,這不會燒斷保險絲,因為C125V的額定值足夠高,額外消耗的電流很少。電感器增加了很小的電阻,以限制峰值故障電流以及輸入瞬態的轉換率,從而在存在尖峰時幫助C1實現箝位。

無源網絡的主要缺點是它依靠燒斷保險絲來防止過流、過壓和電池反向造成損害。另一個缺點是,它依靠電解電容實現箝位。這種電容器老化以后,電解質會變干,等效串聯電阻(ESR)提高的特性也就消失了,這會損害箝位效果。有時D1采用大的齊納二極管以幫助這個電容器發揮作用。人們已經設計出了有源電路來克服這些缺點。

有源電路

圖2顯示了一個有源解決方案,該方案用于屏蔽敏感電路,使其免受變化不定的12V汽車系統的影響。采用LT1641來驅動輸入N溝道MOSFET,而上述提供無源解決方案就不具備這種附加保護:首先,LT1641在輸入低于9V時斷開負載,以防在低輸入電壓時系統失靈,并在起動時或充電系統出現故障時,減少系統向非關鍵負載提供寶貴的電流的機會;其次,LT1641在首次加電時逐漸升高輸出電壓,對負載實行軟啟動;第三,通過限流和定時斷路器保護輸出免受過載和短路影響。如果發生電流故障,斷路器就以1至2Hz的速率自動重新嘗試建立連接,可以設定保護電路上行線路保險絲的容限,讓它在LT1641的下行線路出現電流故障時不熔化;最后,圖2所示電路隔離出現在輸入端的過壓狀態,同時提供箝位輸出,以便負載電路在出現過壓時能繼續正常工作。

在12V輸入的通常情況下,LT1641將MOSFET的柵極充電至大約20V以充分提升MOSFET的電壓,并向負載提供電源。27V齊納二極管D1的兩端分別連接柵極與地,但是在9至16V的工作電壓范圍內不起作用。當輸入升高到超過16V時,LT1641繼續給MOSFET的柵極充電,試圖保持MOSFET完全接通。如果輸入升得太高,齊納二極管就會對MOSFET的柵極箝位,并將輸出電壓限制在大約24V。LT1641本身在其輸入端能夠處理高達100V的電壓,而且不受柵極箝位動作的影響。柵極箝位電路比無源解決方案的箝位電路精確得多,而且簡單地通過選擇一個具有合適擊穿電壓的D1,就可以輕松調整柵極箝位電路以滿足負載要求。

圖2所示電路在負載電流高達1A左右時工作得很好,但是就更高的負載電流而言,推薦使用圖3所示電路來防止MOSFET過度消耗功率。如果過壓狀態持續存在,如電氣系統由兩個串聯電池供電的時間超過通常所需時間,或負載突降后電流慢速上升以及MOSFET較小時,那么過度消耗功率是有風險的。輸出由D1和D2取樣,如果輸入超過16.7V,那么就向“SENSE”引腳反饋一個信號,以將輸出穩定在16.7V。這里的調節比圖1所示電路的調節更精確,并且可以通過選擇合適的齊納二極管輕松定制,以滿足負載的需求。

總的功耗由“TIMER”引腳限制,這個引腳記錄MOSFET調節輸出所用的總時長。如果過壓狀態持續超過15ms,那么LT1641就停機并允許MOSFET停止輸出調節。在大約半秒鐘以后,該電路嘗試重新啟動。這種重啟周期一直持續,直到過壓狀態消失并恢復正常工作為止。處理過流故障的方法與圖2描述的方法相同。

電池反向保護

簡單地增加一個串聯二極管,就可以給圖2或圖3所示電路增加電池反向保護功能。

在大多數情況下,采用普通p-n二極管就可以,如果正向壓降很重要,可以選擇肖特基二極管。在隔離二極管中的功耗不可接受的關鍵應用中,圖4所示的簡單電路就可以解決這個問題。

在正常工作情況下,MOSFETQ2的體二極管正向偏置,并傳送功率至LT1641。LT1641接通時,Q2柵極獲得驅動,從而完全接通。如果輸入反向,那么Q3的射極就被拉低至低于地電平,Q3接通,從而將Q2的柵極拉低并保持其接近Q2的源極電平。在這種情況下,Q2保持斷開狀態,并隔離反向輸入,使其不能到達LT1641和負載電路。微安級電流流經1MΩ電阻,到達LT1641的“GATE”引腳。

高壓LDO用作電壓限幅器

最高輸入電壓額定值為25V或更低的降壓穩壓器(如LT1616)一般不考慮用于汽車應用。然而,如果與LT3012B/LT3013B等低壓差(LDO)線性穩壓器結合使用,在輸入電壓上的缺點就可以輕松克服。這種尺寸小、效率高的組合如圖5所示,可以在汽車環境中提供3.3V輸出。

LT3013B擁有4V至80V的寬輸入電壓范圍,并集成了電池反向保護功能,無需特殊電壓限制或箝位電路,因此節省了成本和電路板面積。在以適中的負載電流工作時,LDO穩壓器的效率近似等于VOUT/VIN。如果VOUT比VIN低得多,那么LDO的效率就會下降。例如,將12V輸入降至3.3V輸出時,效率僅為28。

篇4

二、基于多元智能理論的汽車英語課程設計

(一)汽車英語課程設計的基本條件

Posner(1994)認為,課程設計的基本條件包括:了解學生的需求、興趣、能力、知識水平等例如:學生需要什么、需要的原因、已有的能力、待補的能力、已有的基礎或條件,缺乏什么等等。熟悉課程情況例如,有能力識別和解釋該課程的基本概念和技能,全面和細致的有關知識,目前這個課程的開設情況等。擅長聽說讀寫譯五項必備能力,具有豐富教學經驗,而不是簡單的拼湊、復制、模仿依據以上課程設計的基本條件,做好高職英語課程設計就要求教師進行問卷調查或訪談學生已經完成的課程標準或已經具備的語言知識,要求通過參考有關著作、論文、同類課程、教材等,與同行交流,收集積累案例或經驗等等。

(二)汽車英語課程設計的標準

根據Furey提出的標準,高職英語課程設計必須把握下列標準:

1.是否有足夠的理論依據英語課程設計必須基于什么樣的科學理論基礎,是否遵照其本身的科學性和社會性?

2.是否適合學生目標在從事高職英語教學中,教師要因材施教。不但熟悉、掌握學生的自身學習情況、學習興趣,也注重培養學生的實際效果性。

3.是否具有成功實施的可能性和效果的可評性在從事高職英語教學中,教師要不斷自評課程設計的真實效果。

(三)汽車英語課程設計的內容

汽車英語課程設計的內容取決于授課的理念。針對英語語言,如果認為語言是符號系統,課程設計就由語音、詞匯、語法、句型構成,強調語言形式的正確性;如果視語言為交際工具,課程設計要考慮的是交際的人,交際發生的條件、交際的目的等。英語課程設計關注的不僅是語言形式的正確性,還有社交的適當性。在教學研究過程中,在多元智能理論的指導下,根據調研結果對課程教學內容進行逐步更新,教材從最初的純英文閱讀形式的到單獨開發學生的專業英語閱讀能力,從聽、說、讀、寫等能力的平行拓展,汽車專業英語校本教材內容新穎,圖文并茂,根據主題確定教學內容、重點及難點,融專業英語聽、說、讀、寫訓練于一體,重點突出,實用性強,有利于開發學生的多元英語語言智能,改善課堂教學氛圍,提高教學效果。

三、多元智能理論下汽車英語課程設計需注意的問題

首先,汽車英語以提高口語交際能力為本位,突出應用性本課程在對汽車企業英語應用能力需求深入調研的基礎上,按確定工作任務模塊、同時突出語言技能的要求制訂教學大綱和授課計劃,明確了教學應達到的知識標準和技能標準。其次,課程體系整合突出全面性、邏輯性、典型性和實用性本課程以國際汽車行業最新的知識體系為基礎,以市場為導向,將傳統汽車英語課程的以訓練專業英語閱讀能力為主體的教學內容,整合成為汽車構成的4大部分分別為發動機、底盤、車身、電氣設備以及發動機的兩大機構五大系統和底盤的傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統等各個任務模塊以系統的知識主題構成課程內容體系。最后,教學手段優化,突出多元英語智能培養在教學實踐中,注重將互動教學、角色扮演、案例教學、多媒體聽力、課件加視頻等教學手段相結合,增加學生的學習興趣,提高其用英語分析和理解專業知識的能力和用英語進行專業領域的交際能力,并結合具體課程內容指導學生進行延伸性思考,以增強學生的創新能力,全面促進學生多元智能的發展。

篇5

買輛汽車長個“面子”,國人的消費心理無疑也讓本土汽車企業對汽車外觀設計投入不敢小視。

中國一汽集團技術中心外觀設計科科長張長林在接受中國經濟時報記者電話采訪時表示,“好的汽車外觀能夠吸引客戶青睞這輛汽車,好的內飾能夠讓客戶決定買這輛車,好的底盤則能讓客戶想買第二輛車。好的汽車外觀自己就會說話。”由此可見,如果不能吸引住汽車買主的眼球,再好的內室、再好的底盤也可能無法讓客戶接觸認知,這也是諸多汽車公司競相重視汽車外觀設計研發的關鍵。

篇6

1背景圖導入

在Rhino中最為精確建模的方法就是把各角度的背景圖插入到相應的視圖中去。背景圖需提前在AUTOCAD軟件中制作出來,一般我們選用的角度多為頂視、側視和前視。然后應用Rhino軟件的Back-groundbitmap工具將背景圖插入到相應視圖中,調整比例和位置使它們的大小和位置關系互相符合,如圖1是背景圖插入并對齊后的樣子。

2繪制車身的特征

曲線這是一個非常關鍵的步驟,首先利用之前調整好的背景圖,應用曲線工具繪制出構成車身主要曲面的特征曲線。由于特征曲線直接關系到汽車整體造型質量的高低,所以繪制時先打開Planner模式,然后在一個視圖中繪制出特征曲線,再使用controlpointson工具到相應的視圖中,依照曲線的方向去調整每個控制點的具置,控制點越少,曲線的光滑度和精確度就越高,如圖2是各視圖中的汽車特征曲線。

3創建汽車的車身主體

在完成特征曲線的繪制后,就要進行曲面生成的步驟。由于該車完全是流線型造型,為了生成光滑流暢的曲面,在曲面與曲面銜接的地方連接點盡量采用G2連續。由于構成汽車車身的曲面比較多,我們在這主要把它大致分為三部分:車身、玻璃和車門。由于車身和車門在造型上是連貫的曲面,所以先利用Rhino中的Sweepalong2Rails將它們一體生成,再利用投影工具將車門投影上去,并對其進行Trim做出車門部分。玻璃部分同樣采用Sweepalong2Rails或SurfacefromCurveNetwork工具,將其生成曲面。如圖3所示。

其它部件的生成

除了汽車的車身主體外,還為車身增加了進氣格柵、門鎖把手、車標等等細節,這些都是在車身對應的位置上應用投影、剪切、擠出等工具生成的。另外,還為汽車增加了車輪和內飾,使汽車整體更加完美。如圖4所示。

模型渲染

篇7

在大多數汽車控制系統設計中,EMC變得越來越重要。如果設計的系統不干擾其它系統,也不受其它系統發射影響,并且不會干擾系統自身,那么所設計的系統就是電磁兼容的。

在美國出售的任何電子設備和系統都必須符合聯邦通訊委員會(FCC)制定的EMC標準,而美國主要的汽車制造商也都有自己的一套測試規范來制約其供應商。其它的汽車公司通常也都有各自的要求,如:

SAEJ1113(汽車器件電磁敏感性測試程序)給出了汽車器件推薦的測試級別以及測試程序。

SAEJ1338則提供關于整個汽車電磁敏感性如何測試的相關信息。

SAEJ1752/3和IEC61967的第二和第四部分是專用于IC發射測試的兩個標準。

歐洲也有自己的標準,歐盟EMC指導規范89/336/EEC于1996年開始生效,從此歐洲汽車工業引入了一個新的EMC指導標準(95/54/EEC)。

檢查汽車對于電磁輻射的敏感性,應該確保整個汽車在20到1000MHz的90%帶寬范圍內參考電平限制在24V/米的均方根值以內,在整個帶寬范圍以內的均方根值在20V/米以內。在測試過程中要試驗駕駛員對方向盤、制動以及引擎速度的直接控制,而且不允許產生可能導致路面上任何其他人混淆的異常,或者駕駛員對汽車直接控制的異常。

由于芯片幾何尺寸不斷減小,以及時鐘速度的不斷增加都會導致器件發射超過500MHz的時鐘諧波,因此EMC設計非常重要。如摩托羅拉公司最新基于e500架構的微控制器MPC5500系列,該芯片采用0.1微米工藝技術,時鐘頻率為200MHz。

此外,產品成本的要求迫使生產商設計電路板時不使用地層并盡可能減少器件數量,汽車設計工程師將面對非常嚴格的設計約束挑戰。設計的電子系統必須高度可靠,即使一百萬輛汽車中有一輛存在一個簡單的故障都是不允許的。沒有考慮EMC設計而召回所有汽車的事實證明這種做法不僅損失巨大,而且影響汽車廠商的聲譽。

在電磁兼容設計中,“受害方”的概念通常指那些由于設計缺乏EMC考慮而受到影響的部件。受害部件可能在基于MCU的PCB或者模塊的內部,也可能是外部系統。通常的受害部件是汽車免持鑰匙入車(Keyless-Entry)模塊中的寬帶接收器或者是車庫門開啟裝置接收器,由于接收到MCU發出的足夠強的噪聲,這些模塊中的接收器會誤認為接收到了一個遙控信號。

汽車收音機通常也是受害部件:MCU可能產生大量的FM波段諧波,嚴重降低聲音質量。分布在汽車中的其它模塊也可能受到類似的影響,基于MCU的模塊產生的發射噪聲經由線纜傳播出去,如果MCU產生足夠強的噪聲對文本和語音進行干擾,那么無繩電話和尋呼機也容易受到干擾。

EMC設計

很多EMC設計技術都可以應用到電路板和SoC設計中。最具共性的部分就是傳輸線效應,以及布線和電源分布網絡上的寄生電阻、電容和電感效應。當然,SoC設計中存在許多與芯片自身相關的技術,涉及基底材料、器件幾何尺寸和封裝等。

首先了解傳輸線效應。如果發送器和接收器之間存在阻抗不匹配,信號將產生反射并且導致電壓振鈴現象,因而降低噪聲容限,增加信號串擾并通過容性耦合對外產生信號發射干擾。IC上的傳輸線尺寸通常非常小,因此不會發射噪聲或者受到輻射噪聲的影響,而電路板上的傳輸線尺寸通常比較大,容易產生這種問題,最常用的解決辦法是使用串聯終結器。

在SoC設計中,噪聲主要通過寄生電阻和電容來傳導,而不是以電磁場的方式輻射。CMOS芯片通過一種外延工藝實現極低電阻基底的方法來增強抗閉鎖的能力,而基底的底側為基底噪聲提供了一種有效的傳導路徑,使得很難將噪聲源同敏感節點在電氣上分隔開來。

許多并行的p+基底觸點(contact)為阻性耦合噪聲提供了一個低阻抗路徑。在n阱和p溝道晶體管p基底的側壁以及底部之間會形成寄生電容,因而產生容性耦合噪聲,并且在n溝道晶體管的基底和源區之間形成pn結(見圖1)。

單個pn結電容非常小,在一個VLSI的SoC設計中并行的電容總和通常是幾個納法,在連接到電源網絡之前將源區和基底直接連接可以短路掉這個電容。這種技術還消除了進入基底的瞬時負電流而導致的體效應(bodyeffect)。體效應會增加耗盡區,并導致晶體管的Vt變高。同樣的技術也可以應用于n阱p溝道晶體管,以減小容性耦合噪聲。

然而,包含層疊晶體管的數字電路或者模擬電路通常都需要隔離源區。在這種情況下,增加Vss到基底或者Vdd到基底的電容能夠降低噪聲瞬態值。對模擬電路設計來說,體效應通過改變偏置電流和信號帶寬降低了電路性能,因此需要使用其它解決辦法,如阱隔離。對數字電路,采用單一的阱最理想,可以降低芯片面積。通過認真的設計可以對體效應進行補償。

基底噪聲的另一個來源是碰撞離化(impact-ionization)電流,該噪聲跟工藝技術有關,當NMOS晶體管達到夾斷(pinch-off)電壓時就會出現這種情況。碰撞離化會在基底產生空穴電流(正的瞬間電流)。

通常,基底噪聲的頻率范圍可能高達1GHz,因此必須考慮趨膚效應。趨膚效應是指導體上隨著深度的增加感應系數增大,在導體的中心位置達到最大值。趨膚效應會導致片上信號的衰減以及信號在芯片p+基底層的失真。為最大程度減小趨膚效應,要求基底厚度小于150微米,該尺寸遠遠小于某些基底允許的最小機械厚度,然而更薄的基底更易碎。

噪聲源

微控制器內部存在四種主要的噪聲源:內部總線和節點同步開關產生的電源和地線上的電流;輸出管腳信號的變換;振蕩器工作產生的噪聲;開關電容負載產生的片上信號假象。

許多設計方法可以降低同步開關噪聲(SSN)。穿透電流是SSN的一個主要來源,所有的時鐘驅動器、總線驅動器以及輸出管腳驅動器都可能受到這種效應的影響。這種效應發生在互補類型的反相器中,輸出狀態發生變化時p溝道晶體管和n溝道晶體管瞬間同時導通。確保在互補晶體管導通之前關斷另一個晶體管就可以實現穿透電流最小,在大電流驅動器的設計中,這可能要求一個前置驅動器來控制該節點信號的轉換率。

切斷不需要使用模塊的時鐘也可以降低SSN。很明顯,該技術同具體應用十分相關,應用該技術可以提高EMC性能。在類似摩托羅拉的MPC555和565這樣高度集成的微控制器芯片中,所有芯片的模塊都具有這樣的功能。

SSN也會產生輻射干擾,瞬間的電源和地電流會通過器件管腳流向外部的去耦電容。如果該電路(包括邦定線、封裝引線以及PCB線)形成的環路足夠大,就會產生信號發射。而環路中的寄生電感會產生電壓降,將進一步產生共模輻射干擾。

共模輻射電場E的強度由下面等式計算:

E=1.26x10-6Iwfl/d

E=1.26x10-6Iwfl/d

這里E的單位是伏特/米,Iw的單位是安培,f是單位為赫茲,l是路徑長度,d是到該路徑的距離,l和d的單位都是米。復雜設計中頻率由特定的應用需求來確定,不可能降低,因此SoC設計工程師必須認真考慮如何通過降低Iw或l來降低電場強度。

處理好時鐘域也能降低SSN。許多優秀的SoC設計都是同步電路,這樣容易在時鐘上下沿處產生很大的峰值電流。將時鐘驅動器分布在整個芯片中,而不是采用一個大的驅動器,這樣可以使瞬態電流分布開。另外一種可能的辦法是確保時鐘不互相重疊。當然必須小心避免由于時序不匹配而產生競爭。更重要的是,時鐘信號應該在遠離敏感的I/O邏輯信號,特別是模擬電路。

當前的復雜嵌入式MCU有許多輸出信號,大多數輸出信號都必須能夠快速地響應電容負載。這些信號包括時鐘、數據、地址和高頻串行通信信號。對內部節點來說,穿透電流和容性負載都會產生噪聲。應用同樣的技術處理內部節點可以解決輸出管腳驅動器電路噪聲問題。另外,管腳上信號的快速變換會產生反射引起的輸出信號線上的信號振鈴和串擾。

將這種類型的噪聲源減到最小有許多解決方案。輸出驅動器可以設計成驅動強度可以控制,并且可以增加信號轉換速率控制電路來限制di/dt。由于大多數器件測試設備同最終應用相比,測試節點電容更高,所以通常更愿意指定一個固定值來實現驅動強度的控制。例如,假定MPC5XX系列的MCU微控制器芯片的CLKOUT滿驅動強度是一個90pF的負載,并且是專為測試目的而設定。除了因為時序而考慮滿驅動強度外,最好使用降低的驅動強度。

上面介紹的技術對于降低噪聲有積極的作用,由于瞬態電流包絡延長,平均的電流實際上會增加。在芯片上實現一個LVDS物理層也可以減小由于輸出管腳上大的瞬態電流產生的噪聲,這種方式依靠差模電流源來驅動低阻抗的外部負載(圖2)。電壓的擺幅限制在±300mV范圍內。

支持這種技術所需增加的管腳可以通過減少電源管腳來彌補,由于這種實現方式有效地降低了片上瞬態電流,因而輸出驅動器通過電源基本上維持一個恒定的直流電流,而傳統驅動器中的瞬態電流則會在電容性負載上產生大的電壓擺幅。

在振蕩器設計中有兩個方面會影響到EMC:輸入和輸出信號波形的形狀會產生影響;通過頻率抖動來實現頻譜展寬并降低其窄帶功率的能力。

振蕩器從本質上屬于模擬電路,因而對工藝、溫度、電壓和負載效應比SoC中的數字電路更敏感。使用自動增益控制(AGC)電路形式的反饋來限制振蕩器信號幅度可以消除大部分這些效應。AGC的另外一種替代實現就是雙模式振蕩器,可以在高電流模式和低電流模式之間切換。初始狀態下,電源接通時使用高電流模式確保較短的啟動時間,然后切換到低電流模式確保最小噪聲。

在集成了作為振蕩器電路一部分的鎖相環的SoC設計中,可以利用頻率抖動在很小的范圍內改變時鐘頻率,這樣隨著頻率在一個范圍上展開,可以減少基本能量。整個系統設計必須仔細考慮確保這種改變的比率以及頻率范圍不會影響最終應用中關鍵器件的時序。而在類似CAN、異步SCI和定時的I/O功能等廣泛應用于汽車的串行通信中不能采取該方式。芯片上的開關噪聲表明其自身就是期望信號輸出的一個阻尼振蕩,這是電感與芯片上負載電容串聯組合而產生的結果。對一個典型的片上總線來說,負載是一個連接到許多三態緩沖器的長的PCB布線,該負載的主體是電容,包括柵極,pn結以及互聯電容。

消除電感或者降低di/dt可以減小或者消除噪聲。只有當噪聲幅度大到會引起連接節錯誤開關時,才需要認真考慮設計中的噪聲問題。

降低對于外部噪聲源的敏感性包括對外部器件以及內部設計的考慮。外部的瞬態電流會引起管腳上的兩種情況:電壓變化會導致容性耦合的電流進入器件;超出電源范圍的電壓最終會通過電阻路徑將電流傳導到器件中。

汽車電子設計中,通常用外部RC濾波器來限制瞬態電壓擺幅和注入電流。必須小心,確保外部器件值考慮到漏電流效應,尤其是模擬輸入時。值得注意的是,MCU和IC的I/O管腳通常多達200個,這種解決方案所需的額外成本和電路板空間使工程師在系統設計中不愿意采用。最好的解決辦法是實現在芯片上的高度集成。

硬件和軟件技術可以協同實現EMC性能要求。例如,許多MCU都具有在外部總線上輸出內部訪問的能力,通常情況下這些都是不可見的。這種方式對于調試非常有用,但是在一些設計不當的系統中可能會產生外部的總線競爭,從而使相關噪聲增加。

在過去的工作中我曾遇到芯片上A/D變換器讀取值不正確的類似問題,該問題看上去似乎噪聲在某種程度上干擾了測量或者是變換。通過了解系統的硬件結構圖,從表面上了解A/D變換器的輸入部分似乎一切都很正常,但是我注意到外部的EPROM以某種方式實現解碼,而這種解碼方式在某些非常特殊的情況下可能會引起總線競爭,這種競爭不會影響程序的任何運行,但是會產生足夠的噪聲,因此會出現A/D變換偶然的錯誤。通過改變解碼邏輯就迅速解決了這個問題。

參考文獻:

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篇8

從60年代開始引導世界設計新潮流到80年代,意大利設計師一直走在世界設計的前沿,他們在設計領域展現的創造力,使別國的設計師眼花繚亂,從此確立了意大利設計的世界性地位。到了今天,意大利設計幾乎成為“優良設計”的代名詞。

由于意大利設計師的杰出成就,意大利甚至形成了“設計引導型生產方式”,使意大利的設計和生產形成了良性循環。這種生產方式既肯定了設計師的才能,也提高了整個國民的生活質量。

意大利的許多設計師出身建筑師,畢業于米蘭理工學院或都靈建筑學院,這種教育機制也許更能發揮設計師的潛力,所以意大利的設計師大都多才多藝,同一個設計師既可以設計豪華典雅世界一流的法拉利跑車,也可以設計普通的意大利通心粉式樣。

在眾多杰出的設計門類里,作為意大利風格設計中重要的組成部分的汽車造型設計,更是被那些享譽世界的汽車造型設計師們演繹得爐火純青、別具一格。

作為世界第一商品的汽車,如同名牌時裝的款式一樣,無論其內在品質如何,給人的第一印象均來自于它的造型,造型是否討人喜歡是購買者很重要的選擇要素,也直接關系到這款車子甚至汽車商的命運。因此,汽車的造型設計至關重要,全球各大汽車企業在汽車造型方面傾注了大量人力財力,而汽車造型工作也都是由公司的最高層直接管轄的。

以下是一段描繪汽車造型設計的文字:汽車造型設計是根據汽車整體設計的多方面要求來塑造最理想的車身形狀,其目的是吸引和打動觀眾,使其產生擁有的欲望。汽車造型設計是外部和內部設計的總和,它不是對汽車的簡單裝飾,而是運用藝術的手法科學地表現汽車的功能、材料、工藝和結構特點。它雖然是車身設計的最初步驟,但卻是決定產品命運的關鍵。汽車的造型已成為汽車產品競爭最有力的手段之一。

汽車造型主要涉及科學和藝術兩大方面。設計師需要懂得車身結構、制造工藝要求、空氣動力學、人機工程學、工程材料學、機械制圖學、聲學和光學知識。同時,設計師更需要有高雅的藝術品味和豐富的藝術知識,如造型的視覺規律原理、繪畫、雕塑、圖案學、色彩學等等。另外,汽車作為一種商品,設計師還要考慮成本和顧客的心理需求。設計師在精通這些知識的基礎上,不斷推陳出新(這是最重要的),創作更富魅力的汽車形體。

早期的意大利汽車造型設計,受到了美國設計的影響,但到了30年代,意大利人就已經開始設計具有它們自己特色的汽車了。這些汽車因為在設計中使用了有節制的、優雅的線條而不同凡響,在這一時期確立的設計特點,到今天,仍然是意大利設計中最重要的特色。由于意大利人不僅有著與法國人相同的浪漫和時尚的嗅覺,而且比法國人更奔放和沒有禁忌。設計時排除了其它客觀條件的限制,以豪放、性感、灑脫,多以性能的表現和外形吸引顧客,此種風格充分地反映出了意大利人的熱情、浪漫、靈活和機敏的個性。

歐洲是世界汽車造型發展的中心,歐洲的汽車造型設計領先美日,而意大利則是汽車造型設計的圣地,這里薈萃了世界上大部分專業設計室,是全世界造型設計工作者所膜拜的神圣殿堂,世界上許多名車的車身設計往往來自意大利設計師的靈感之作。在歐洲十大暢銷汽車中,就有六款是由意大利人設計的。

造就一批批世界級汽車設計師的搖籃地,就是菲亞特總部所在地,意大利的都靈汽車工業園。都靈位于意大利西北部,在近一百年的工業發展史上,該地區許多行業的中小企業發展成為知名的大企業,形成意大利最發達的工業地區。今天的都靈汽車工業園區巳是世界汽車工業領域中最重要的中心之一,匯

集著大名鼎鼎的意大利設計Italdesign、平尼法里那(Pininfarina)、博通(Bertone)等著名的汽車設計公司。當地有無數具有優良技術傳統的鈑金沖壓工匠以及長期從事汽車設計的大小規模工作坊,可提供世界一流的設計、開發、原型車制作等服務。

當今世界許多車廠的車型都是在這里設計的,每年約有400輛樣車在此誕生。歐洲車廠傳統上將新車型的設計交給這里的設計公司進行,雖然到現在幾乎所有車廠都具備了獨立研發的能力,但委托設計往往是更高效的方法。美國、日本的車廠偶爾也會成為他們的客戶,但數量遠比不上歐洲車廠。近年韓國車廠在委托設計方面表現最為積極。

意大利著名汽車設計公司和設計師介紹

Italdesign(意大利設計)

在世界汽車設計領域,有兩個名字無人不知,那正是來自意大利的Italdesign和被評為“世紀設計大師”的喬治亞羅。對于這個值得驕傲的稱號,喬治亞羅是當之無愧的,不論是他設計的為數眾多、遐邇聞名的名車還是他所創立的目前全球效益最好也是規模最大的汽車設計室Italdesign來看,喬治亞羅和他的設計室已經成為汽車設計領域經典的象征。

喬治亞羅畢業于都靈美術學院,17歲進入菲亞特汽車公司工作。Italdesign由喬治亞羅和工程師曼托瓦尼創立于1968年,主要給國際汽車生產商提供汽車樣式、工藝和原型生產。許多世界著名車廠與之有著良好的合作關系,客戶群龐大而穩定。公司的名字后來發生了改動:1987年變為ItaldesignS.p.A.(意大利設計股份公司);從1999年7月(在1999年9月進入股市之前)開始叫做Italdesign-Giugiaro股份公司。

Italdesign擁有完備而先進的硬件設施,公司占地面積42,000平方米,擁有CAD/CAM工作站系統450套,數控機床16臺,不同噸位的沖壓機10臺,激光切割機器人6臺,三維坐標測量儀15臺,原型車生產線3條。其規模已接近普通小車廠。

Italdesign同時有著一支十分龐大的設計隊伍,名氣和高薪是吸引設計師的主要原因;能為這樣的設計室工作是每個汽車造型師的夢想。

不過擁有驕人成績的喬治亞羅也不是一步登天,這位設計大師也是憑借自己的努力和超人的天賦,在不斷的磨礪中取得令人矚目的成績。當初的喬治亞羅加入了有著悠久歷史的博通設計室,師從呂思奧·博通。呂思奧·博通的教誨深深影響了喬治亞羅,拓展了他的創作空間,使他的天賦得以展現,同時造就了喬治亞羅驚人的想象力。人們說,博通先后造就了兩位設計大師,其中之一就是喬治亞羅,另一位是設計出藍博基尼跑車的馬塞羅·甘迪尼MarcelloGandini。

在博通的這段時間,喬治亞羅創作了許多以實用性為主的汽車,大受歡迎,同時也確立了自己樸實、簡練、細膩、流暢的實用風格。后來由于種種原因,喬治亞羅離開了博通,來到設計風格更適合自己的GHIA設計室,但是在這兒他卻沒有多少優秀的作品問世。1968年喬治亞羅自立門戶,與著名的汽車工程師曼托瓦尼一起成立了Italdesign,并為此傾注了他全部的心血。喬治亞羅不僅是一位優秀的造型設計師,他還具有企業管理的天賦,在他的領導下,設計室規模日漸壯大、生意紅火。現在,能為這個設計室工作已成為每個汽車造型師的夢想。

20世紀六、七十年代,以美國車為代表的夸張造型達到了鼎盛時期,然而,當時世界經濟處于蕭條時期,對汽車有直接影響的便是燃油危機。在那個時候,大家更需要一種簡單、實用、有良好空氣動力性的車型,于是以喬治亞羅為代表的意大利車身設計界所倡導的樸實、簡練、細膩、流暢的實用風格在國際上得到了很高的評價。喬治亞羅也籍此奠定了大師級的地位。據稱,世界上現有2500多款他設計的汽車在行駛著,除了一些著名的法拉利、阿爾發·羅米歐和藍旗亞車型之外,在歷史上獲得卓著成功的菲亞特家庭轎車如熊貓(Panda)、烏諾(Uno)、鵬托(Punto)、派力奧等都是出自這位大師之手。

近年,喬治亞羅已退居二線,把生意和設計工作交給了飽受其熏陶的兒子法比齊奧。法比齊奧雖然也有一些比較出色的作品,然而外界評價其能力和天賦都與父親有很大差距。

盡管如此,Italdesign在老喬光環的籠罩下,憑借著規模和硬件的優勢,法比齊奧領導的Italdesign發展得亦相當不錯。當然,Italdesign欲在未來繼續保持其行業上的優勢,如果法比齊奧只負責管理企業,另行聘請更高水平和年輕有活力的設計師作為生力軍是有遠見之舉。

篇9

汽車設計人才的成長需要整個汽車工業體系的配合

“以前我國培養汽車設計師的教育模式是以車身工程為主,車身造型為輔,專業設置屬于工科,而在國外,汽車設計師基本都是搞造型的出身,專業設置屬藝術類。國內以前這種教育模式與當時中國汽車工業的生產技術水平是相適應的,而且也是與當時汽車市場的發展狀況相適應的。如果當時培養以車身造型為主的設計師,那么他們走出校門后很可能難有用武之地。”據介紹,清華大學美術學院工業設計系開始“試水”汽車造型設計方面的課程也是1996年以后的事情了。嚴揚指出,這幾年隨著經濟的發展,汽車消費市場越來越成熟,個人買車的比例也越來越高,中國培養以造型為主的汽車設計師的時機已經成熟,“現在已經有一些我們認為不錯的企業開始給設計師提供良好的成長與發揮的環境了,但一個好的設計人才的成長還需要整個汽車工業體系的配合。”

技術對市場的影響越來越不明顯

嚴揚認為,造型作為汽車產品的一種競爭力,其作用正在不斷提升,在國外,一些汽車產品的設計對市場的影響力已經超過了技術對市場的影響力,國內也出現了這種趨勢。

他解釋道:“任何一個產品進入市場時都是以技術為主導的,很多現代產品的產生正是基于技術創新,但是技術對市場的推動是跳躍式的——技術發展到一個十分成熟的階段后,就會遇到一個平臺,期間產品的技術不會有重大進步,也不會對產品的市場進步產生重大的推進,當產品技術得到重大突破,擺脫平臺期后技術對市場的推動作用又會增強,但這一技術會逐漸成熟,走向下一個平臺期。從機械技術的角度來看,汽車技術遇到的平臺期已經很長了,說得極端一些,20世紀前半葉,汽車機械技術方面的大致格局已經形成,雖然之后汽車技術又遇到了很多很有意義的改進,但是對汽車的基本功用、結構沒有產生大的影響。當技術遇到這種平臺期時,產品在市場上的進步需要設計來彌補、來推動。汽車造型在產品間技術水平差不多的情況下能夠通過體現個性,滿足消費者的心理需求來創造更多的價值。”

國內汽車企業模仿借鑒要避免“硬碰硬”

在與筆者聊到某款因外型設計而引起廣泛爭議的車型時,嚴揚認為,我國一些汽車的設計可能會有模仿的因素但這并不完全等同于抄襲,某些汽車工業強國在發展初期也是經歷了模仿的階段。關鍵是我們的企業在模仿、借鑒的過程中要學會與國外的企業“共生”,不能在知識產權的問題上與別人“硬碰硬”。當我們國家汽車設計能力發展到一定水平后,模仿自然就會轉變為創新。

汽車上的“中國元素”應當是一種自然的流露

篇10

2.1在整個汽車企業管理層形成項目管理理念現階段,中國汽車企業應該形成較為系統化、格局化的項目管理模式,以有效的抵制某些企業新產品開發過程中項目管理的自發形成與局部開展弊端。而且汽車企業高層應該擔負著推動項目管理發展的責任,充分認識到當今社會項目管理在汽車音響產品開發乃至整個企業生存發展上的重要性,并在此基礎上根據企業自身積極營造圍繞項目管理的企業管理文化。而且,企業管理層不僅要形成項目管理理念,更要在實踐中有效開展產品開發的項目管理,擔當重大項目的指揮者和組織者。

篇11

在工藝上,我們有五千年的優良傳統,但現在卻表現得如此蒼白無力。中國汽車何時能變成精致生活的代名詞,像中國電影一樣受到世界的贊嘆和追捧?所有的關鍵都在于我們的發展方向是撿便宜地克隆還是轉向努力積累自己的傳統。

遠離上海高貴地價的商業中心,往西南方向一路走,路邊的樓房越來越矮,人口密度逐漸遞減。在閔行技術開發區一條小路的盡頭,是雅汽車設計公司。這個設計公司最近被中國最大的汽車零組件公司敏實集團(市場份額據稱為10%)并購。敏實集團在中國香港上市,原是國內汽車外部零組件供貨商,以往專為中國各大汽車制造廠生產汽車裝飾飾條,像車頭罩、尾燈、整流罩等。敏實集團買下雅汽車設計公司之后,等于自己同時擁有生產和設計等核心生產能力。

雅汽車設計從2001年開始經營汽車設計業務,主要從事汽車外觀和內飾設計,其團隊主要由擁有十年以上海外設計經驗的華人組成。雅在和許多國內汽車廠合作多年后發現,國內汽車廠最大的問題在于汽車核心技術還跟不上,就算有最新概念的設計提交給汽車廠,汽車廠也未必有能力制造出來能完美匹配外型設計的驅動系統。

大環境太惡劣

要看清楚國內汽車業的真實情形,必須將目光提升至俯瞰整個汽車產業的發展。中國汽車業從20世紀50年代第一輛解放牌卡車誕生至今已有50年的歷史。解放牌卡車讓中國自主造車成為事實,但中國汽車業真正進入發展時期要從20世紀80年代算起,那時大眾和吉普兩家汽車公司在中國成立了合資公司。直到2005年這20年當中,中國汽車業從當時學步時期的汽車技術,到現在能掌握較新的技術,一路走來實為不易。

雅汽車設計所遇到的問題是整體大環境的問題。即使雅設計公司的幾個主要設計師都有世界主流汽車公司的設計經驗,他們在中國最常遇到的問題往往并不在設計本身。雅的汽車設計總監傅立志是一位曾在美國豐田汽車原廠擔任前衛設計師15年的美籍華裔設計師,他認為:“受整體生活水平影響,中國本地的汽車設計人材難覓。汽車設計需要熱情的年輕人,但中國的年輕人大多沒有汽車生活經驗,怎么能夠設計出好的車子?”

傅立志在回到國內尋求中國汽車設計業發展這幾年,經歷過許多令他啼笑皆非的狀況。有一次傅立志和國內“長X”汽車廠合作(因汽車廠大都不愿承認某些設計是外包的,因此傅立志不方便透露),傅立志和對方主管設計的部門接洽了很長一段時間,經過許多輪的討論和研究,最后設計藍圖終于出來了,“很無奈的是,國內公司不尊重專業部門的設計,汽車公司總裁可以一聲令下就所有專業的判斷和成果”,傅立志說。在他看來,中國汽車業的生存目前多是靠著車廠老總的經驗判斷,而不是市場調查。而他的境遇是中國各產業所遇到的整體難題之一,因為不少企業的管理模式還停留在計劃經濟時期的狀態:高度集中的決策系統、未被充分授權的績效部門、未脫離任務導向的業務推展模式等。中國汽車業界不僅面臨汽車設計能力和汽車制造技術等問題,公司內部的生產管理也還在摸索與優化當中。

克隆不是救命稻草

汽車設計(Styling)和一般美術設計不同,它是藝術和工業二者的結合。一般來說,工業的發展規律是技術先行,待市場到達一個成熟狀態時,才會在設計層面上激蕩出藝術的火花。雅汽車設計曾幫不少在國內的中外汽車廠設計與開發項目,并跟這些廠商簽有保密協議,意在維持車廠自行研發設計的形象。事實上,國內車廠的設計部門和自主研發部門的陣容、資金和能力尚不具備自主研發制造一款高性能高標準的SUV(SportUtilityVehicle),或者更高級的汽車款式,這在內行人看來十分明顯。這種模仿可以說是走了一條不太光明的捷徑,不是什么明門正派的做法。

在自主研發受挫的經驗教訓下,為維持收益,國內汽車廠便不斷模仿外國車廠的經典車型,雖然極力否認是抄襲之作,但其外觀相似度往往可以達到“一眼分不出的地步”。這種剽竊外國車款的做法,雖然暫時維系了國產車廠的生命,但長期下來卻無法在市場上建立自已健康存活的品牌,也無法真正走上可持續發展的道路,會受到品牌汽車在中低端市場的嚴重威脅。

我國紅旗轎車早年的生產制造過程值得有遠見的國內汽車廠深思。紅旗轎車在一汽制造時,結合了凱迪拉克和克萊斯勒二款老車的機械原理,但外型與內飾完全采用中國特色的設計。作為官方用車,紅旗轎車被設計成高面罩式,滿足要求體面又不要求風阻的需求。我國汽車工業若是能延續紅旗轎車的生產傳統,繼承紅旗轎車的精神遺產,才有可能走上“人間正道”。

再走一小段,我國車廠在中低端車型的制造技術上就可以達到國際水平。自主設計靠的是時間,有些人認為等不到自主研發成功的那天,很多公司就壽終正寢了。但這絕不是我們車廠抄襲的借口。如果不搞自主研發,關廠倒閉只是早晚的問題,自主研發或許會帶來更長更久的機會。當然,除非車廠只想狠賺一筆就關門走人。

外資汽車也要自主研發

不僅國內汽車該做自主研發,外資汽車廠近年以來對本地化的需求也非常迫切,比如日韓兩國的汽車挾相似的亞洲消費喜好,把德國和美國車的市場份額壓得很低。

篇12

1 引言

《汽車設計》是車輛(汽車)工程專業或方向的一門專業核心課程,也是一門實踐性非常強的課程。該課程任務是使學生學會分析和評價汽車及其各總成的結構和性能,合理選擇結構方案及有關參數,并學到一些汽車主要零部件的設計和計算方法和總體設計的一般方法,為從事汽車技術工作打下良好的基礎。然而《汽車設計》課程因為涉及內容廣泛、概念眾多、公式量大,因此采用傳統的教學模式已經不能適應社會需求的發展[1]。目前我校汽車設計課程在教學中存在教學過于理論化,學生對于其理論知識的學習深度不夠,知識難以接受理解。實踐教學相對理論教學滯后,因此有必要對課程教學方法進行改革。

2教學方法改革

2.1多媒體演示教學

將多媒體教學課件引入到汽車設計理論教學中,具有以下幾個優點:①圖文并茂;它既能通過圖形的講解去理解結構的設計原理,又能通過文字對內容的歸納進行理論教學[2]。②信息量大、滿足教學要求;枯燥的理論教學激發不了學生對課程內容的興趣,通過課件可以引入很多實際設計中的知識從而增強學生的學習激情。③三維動畫能清楚反映總成部件的相互運動情況,從而更好地加深學生對知識的理解。如手動變速器的設計教育論文,由于涉及眾多齒輪的設計公式,教師很難講授清楚,學生理解起來也很吃力。通過計算機課件,把變速器的設計過程通過動畫直觀展示,使學生形成清晰的感官認識,對正確理解和掌握知識點發揮了很大的作用,不僅順利完成了難點教學,也使學生體驗到科學的奧妙和技術的強大動力。④通過課件的聲、圖、文字、動畫有機的融合,能激發學生的興趣,使學生能夠集中注意力進行聽課,從而提高課堂教學質量的效果。

2.2 CAD/ CAE/ VPT等先進設計方法引入汽車設計教學中

隨著計算機相關技術的發展,幾何模型的設計從二維轉向三維。在實現CAD/ CAE/ CAM 一體化的過程中,產品的設計、制造、檢測全部實現無紙化,因此在汽車設計的教學中要與時俱進,將現代的設計手段、設計方法引入到汽車設計教學中[3-4]。

在汽車設計的教學中,對于傳統部件的設計,可以采用CAD的設計方法進行教學,教學的重點可以通過使用三維設計軟件進行汽車總成部件的設計。如圖1所示,左圖為變速器設計中所用設計公式的計算小軟件,通過課程教學中的演示學生可以清楚地看出設計的步驟,根據計算后的結果引入CAD設計軟件,最終形成右圖所示的三維總成件,整個變速器的設計清楚可見,同時又通過先進的設計方法使學生掌握了現代汽車設計的相關方法論文格式范文。目前,機械CAD軟件可以實現從概念設計、三維零部件建模到裝配分析等各功能的設計。

圖1 變速器設計實例

CAE設計方法的引入是汽車設計教學中又一個形象的方法。目前汽車制造企業在樣機的制作、實驗和性能評價過程中會充分利用計算機技術進行分析和仿真,這樣無疑可以減少樣機或試制品的制作次數。在三維模型組裝完畢后,可將模型轉化到仿真軟件上進行動態仿真,模擬真實環境進行三維動態和碰撞等的分析,可以發現部件運動以后的問題,還可將關鍵部件或部位放在有限元分析軟件中,對其在各種工況下的受力和變形進行分析,及時發現設計的薄弱環節,避免設計缺陷。CAE設計方法引入汽車設計課程教學中,不僅可以提高學生對課本理論知識的理解,更可以使企業實際需求與學生學習相結合,從而引導學生進行更加有針對性的學生。如圖2所示,為轉向節設計的CAE受力分析結果圖,通過改組圖片對比學生可以容易明白轉向節在設計時應該考慮到三種特殊工況情況下的受力分析。

(a)車輪越過不平路面工況(b)緊急制動工況(c)側滑工況

圖2轉向節設計實例

虛擬樣機技術(VPT)就是在建筑第一臺物理樣機之前,設計師利用計算機技術建立機械系統的數字化模型,進行仿真分析并以圖形方式顯示該系統在真實工程條件下的各種特性,從而修改并得到最優化設計方案的技術。虛擬樣機技術利用虛擬環境在可視化方面的優勢以及可交互式探索虛擬物體的功能教育論文,對產品進行幾何、功能、制造等許多方面交互的建模與分析。它在CAD模型的基礎上,把虛擬技術與仿真方法相結合,為產品的研發提供了一個全新的設計方法。圖3為引入VPT技術形成的車橋差速器仿真模型,通過該模型的運動仿真可以清楚地分析出部件在運動過程中的受力變化情況。

圖3VPT設計實例

只有這樣才能夠提高學生的動手能力,增加學生對汽車設計理論的直接了解,有利于老師和學生之間的互動水平。

2.3 項目教學法引入到汽車設計教學工作中

項目教學法是一種以項目為導向,將理論與實際相結合的先進教學方法[5]。汽車設計課程因為所涉及實際性較強,教師在教學中可以設立相關小的項目。項目教學法便于用在汽車某個總成或部件的設計項目上,如轉向器的設計、麥弗遜式獨立懸架的性能計算、離合器膜片彈簧的優化設計等。通過項目教學進一步鞏固學過的知識,強調學生的動手能力。

3.結束語

綜上所述,通過對汽車設計課程教學方法的改進,按照新的教學改革思路,經過這幾年的摸索,不斷總結經驗,初步取得了較好的成績,學生對于汽車設計課程的教學測評已經連續2年獲得優秀等級,達到了課程的培養目標。

參考文獻:

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篇13

柴油發動機相比于汽油發動機具有較高的節油性能,主要是因為柴油發動機的壓縮比較高。根據實驗數據得知,同款轎車分別裝備兩種發動機相比,柴油發動機比汽油發動機節油18%左右。柴油發動機的節油特點在大型貨車中更為明顯,柴油發動機能夠節油30%。因此,目前我國正在加大力度進行轎車和輕型貨車的柴油機改裝,這項技術在德國和日本已經相當嫻熟。德國和日本90%以上的貨車都裝載柴油發動機,我國在推動柴油發動機的進程上仍任重道遠。

1.1.2發動機的結構組成

汽車油耗的主要影響因素就是發動機的比油耗,而比油耗大小完全取決于發動機的內部結構。在設計和研制過程中,對壓縮比、供油系統以及燃燒室進行嚴格的控制會有效地減少發動機的比油耗。有條件的情況下還可以引用高能電子打火裝置。

1.1.3發動機的負荷率

發動機的阻力矩數值影響著發動機的負荷率。發動機在正常的運轉下勢必要消耗燃油,克服阻力矩做功,增加負荷率就是在每個工作的循環中增加發動機的供油量。汽油發動機控制油量的方法通常是依托于內部的節氣門完成,而柴油機則是依靠噴油泵齒條的位置變化進行油量控制。發動機的全負荷是指汽油發動機的節氣門全部打開,柴油發動機的噴油泵齒條處在額定功率的位置上,發動機的部分負荷就是指節氣門部分打開以及噴油泵齒條在額定功率內位置變換。通俗地講,就是駕駛員將油門踩到底時發動機會達到全負荷,相反發動機為部分負荷。發動機負荷的變化影響著發動機的比油耗,通過試驗和計算得知,當負荷率處在80%~90%之間時,發動機的比油耗最小,所以發動機在全負荷以及低負荷的情況下會比較費油。

1.2汽車結構對能耗的影響

1.2.1汽車質量對能耗的影響

汽車的質量是影響能耗的最基本因素。汽車質量主要影響著汽車在運行中的加速、坡道以及滾動阻力。如今,國內外在汽車制造上,重視輕質材料的選擇和應用,從而大幅度地減輕了質量,這不僅降低了油耗,還節省了資源。

1.2.2汽車外形對能耗的影響

汽車的外形是影響汽車行進間空氣阻力的重要因素,而速度是產生空氣阻力的前提。研究表明,發動機克服空氣阻力做的功隨汽車行駛速度的增大而增加。如果汽車的速度很低,空氣阻力對汽車耗油的影響微乎其微,當汽車行駛速度達到50km/h時,空氣阻力對汽車耗油的影響逐漸顯著。減少空氣阻力的主要方法是對汽車外形進行改良,減少空氣阻力系數。

1.2.3汽車輪胎對能耗的影響

汽車的滾動阻力主要來源于輪胎,對汽車使用輪胎進行優化和改良,可以有效地減少油耗。子午線輪胎的廣泛使用,大幅度降低了滾動阻力對油耗的影響,而且效果明顯。

1.2.4汽車傳動效率對能耗的影響

汽車動力的高效傳遞也可大幅降低油耗,而且還避免了能量的過量損失。目前,自動變速器得到了廣泛的使用,因為自動變速器為駕駛者提供便利。但是相比與機械變速器,耗油量較高,這也是復雜的機械變速器沒有被淘汰的原因。而且機械變速器的檔位比自動變速器多,從而使發動機增加了經濟工況下的工作機會,有利于增加燃油利用率。

2汽車節能技術及設備

2.1節能添加劑

2.1.1油節能添加劑

油節能添加劑主要包括減磨劑以及修補劑。減磨劑可以避免金屬齒輪等突峰部位之間的直接接觸,并且能夠形成一層保護膜,使摩擦系數大大降低,進而控制了摩擦損耗,并減少了汽車的油耗。當金屬齒輪表面磨損較為嚴重時,可以使用修補劑進行處理,修補劑與金屬磨損部位發生化學反應,可以達到對金屬修復和養護的作用,解決了陳舊發動機密封性不良的問題,實現了降低油耗的目的。

2.1.2燃油節能添加劑

燃油在燃燒的過程中會出現霧化和燃燒不充分的現象,燃油節能添加劑可以很好地改善這一類問題。燃油的霧化會導致燃油不完全燃燒,產生熱源不足,加大了燃油的消耗。燃油節能添加劑能夠有效地改善燃油霧化,并且其中含有助燃劑,能夠使燃油在氣缸內快速燃燒、能量傳遞、循環速度快,從而增加了燃油的利用率,大大減少了油耗。燃油節能添加劑在優化和改良的過程中,還添加了抗磨劑和清潔劑,能夠有效減少燃燒室內產生的摩擦以及凈化整個供油系統的效果。

2.2強制怠速節油器

在汽車下坡的過程中,汽車發動機并不是停止工作,而是需要輔助制動,在這種工況下的發動機,節氣門雖然關閉,但是發動機的怠速供油系統會持續供油,在這時發動機的轉速較高,燃油通過怠速供油系統進入氣缸后并不能進行燃燒,而是直接經排氣管排出,另有一小部分會流進曲軸箱內與油混合。這樣不僅浪費燃油還污染了曲軸箱內的油,使其無法發揮正常的效果,使發動機的磨損加重。這一現象不僅會在汽車下坡的過程中出現,繁華都市交通擁堵,駕駛員重復踩踏加速和制動踏板,導致發動機反復出現強制怠速工況。具體研究表明,汽車在行駛過程中,發動機在強制怠速工況下的工作時間占行駛時間的20%左右,無論駕駛員的技術如何,都無法避免這一現象的發生,所以強制怠速節油器的使用能夠很好的解決這類問題。

2.3電子點火裝置

國內外的汽車發動機普遍利用電子點火裝置,并且一些新型的汽車也開始采用這種技術。電子點火裝置主要分為觸點式以及無觸點式,電力點火裝置中觸點式保留了原有的白金觸點,與以往的觸點功用不同,只是獲得發動機點火中的信號裝置。無觸點式沒有白金觸點,利用光電以及磁電氣獲得發動機的點火信號,無論是觸點式還是無觸點式都不會出現以往因為發動機加速運轉產生斷火現象,并且能夠有效地提高點火的能量,提高燃燒速率,降低燃油的消耗,還能改善汽車整體的加速性能以及排氣凈化的性能。

3加大力度宣傳汽車節能

汽車駕駛員在熟悉具體的節油操作后,更要加強節油意識,這不但是每個汽車駕駛員的任務,更是社會大眾都應該重視的問題,只有樹立良好的節油意識,才會在日常使用中時刻注意節油措施。這需要社會的廣泛關注和大力宣傳,必要時,還可以制定相關的法律法規約束人們節省燃料。國家還應加大力度改善大城市的交通狀況,保障汽車能夠穩定行駛,減少不必要的起停,從而達到節能的目的。