汽车底盘设计（精选十篇）
汽车底盘设计 篇1
在汽车设计中, 底盘设计非常重要, 必须要引起相关设计人员的高度重视, 传统的底盘设计方法非常繁琐, 需要耗费大量的时间、精力, 已经不能适应当代设计技术的发展, 而参数化设计的出现弥补了这个缺陷, 尤其是随着计算机技术的快速发展, 参数化设计与汽车底盘设计的结合越来越成熟。
1 参数化设计基本情况介绍
参数化设计其实就是一个智能化和集成化结合的设计过程, 需要软件的支撑, 下面简要的介绍CAD和UG。
CAD是计算机辅助设计软件, 绘图功能非常强大, 且可以进行二次开发, 目前, CAD在各个行业的图纸绘制中应用非常广泛;UG是一种应用非常广泛的三维软件, UG的开发者与通用汽车公司关系非常紧密, 所以UG在汽车相关部件的设计中应用的越来越成熟、越来越广泛[1]。传统的汽车底盘设计, 零部件的结构一旦发生变化, 修改起来非常麻烦, 需要重新绘图, 浪费时间, 但是采用参数化设计的方法, 可以很容易的修改图纸, 并且能够继承以往的一些设计经验, 设计人员就有了更多的时间和精力来发挥自己的创造力, 设计出更好的产品。
2 参数化设计在汽车底盘上总布置和总装配的应用
汽车底盘的总布置的参数化设计就是使用尺寸参数来控制底盘的各总成位置, 由此可以生成不同的技术方案。在设计过程中, 一旦某一部分发生变化, 那么就会在短时间内生成新的总布置图, 其设计的过程如图1所示。
在进行汽车底盘总布置参数化设计的时候, 必须要建立一个总的坐标系, 总坐标系用来确定总成部件的装配位置尺寸, 总成部件本身也应该具有坐标系, 该坐标系用来确定自身的定位基准。在这种情况下, 如果某一总成部件的位置关系发生变化, 那么只需要修改坐标系的参数即可, 在三维的环境下进行相对位置的确定, 这两个坐标系应该是同一类型的, 可以使用右手准则来确定。底盘总布置参数化设计的主要目标是实现总成结构形式和位置关系的确定, 能够很方便的进行空间位置和基本结构的动态修改, 为了实现这个目标, 应该抽取出各个零部件的总体参数, 一般将这些参数分为形体参数和位置参数, 两者分别确定了总成部件的大小、形状和布置方向。底盘是由许多零部件装配起来的, 所有组成底盘的零部件根据相对的装配关系能够组成一个树形的装配关系图, 称为装配树, 在建立底盘的装配关系之前, 必须要对底盘的装配关系树有一个深入了解。
当前, 进行底盘的总体装配采用最多的两种方法是:坐标点装配和通过约束装配。对于常规的底盘装配, 坐标点装配方法应用的多, 因为这种装配方法易于理解、操作简单, 能够提升装配的效率;但是当底盘比较复杂的时候, 常采用约束装配的方法, 该方法在装配复杂装配体上有着非常明显的优势[2]。在进行汽车底盘装配的时候, 各总成部分的尺寸都有一定的相互关系, 如果其中的一部分发生变化, 就会影响到整体的装配关系, 从而影响着整个底盘各部分的布置, 假设其中的一部分装配关系发生变化, 其余的部分也能对应的发生变化, 那么就要建立装配尺寸链, 这些装配尺寸链可以实现各装配关系修改的自动化变化, 并且不会产生装配干涉。
在进行汽车底盘的总布置设计时, 对装配进行干涉检查和运动校核是非常重要的一项工作。对于前置后驱的布置方案来说, 发动机的位置一般位于前车桥的上方, 汽车在行驶的过程中, 难免会发生晃动, 从而引起前车桥的上下跳动, 这就有可能引起前车桥和发动机油底壳发生运动接触干涉, 为了最大限度避免这种情况的发生, 在设计的时候, 应该使前车桥和油底壳之间留有足够的间隙, 如出现相对位置布置不合理的情况, 应该修改相应的位置参数来进行调整, 保证汽车的正常运行;前轮转向的运动校核是汽车底盘总布置设计必须要进行的一项工作, 主要是验证转向轮与纵拉杆、车架间之间的是否存在合理的运动间隙, 发现不合理的情况, 就要及时采用技术手段进行处理[3]。
3 汽车底盘参数化设计数据库的建立
在进行汽车底盘参数化设计的时候, 有一个好的设计数据库非常重要, 它能够在很大程度上对汽车底盘的设计质量造成影响。在进行汽车底盘设计的时候, 设计人员必须要严格的遵守相关国家标准和行业规范, 这是设计最基本的要求, 假设所有的规定、规范都需要设计人员自己手工查询, 那样就会耗费大量的时间, 且查询的没有那么详细, 难免有遗漏, 给设计工作增加了很多不必要的麻烦, 如果将相关的国家规定、行业规范集中到一个数据库里面, 那么设计人员就能够快速的查询出自己所需要的东西, 将极大地提高设计效率。建立一个有效的底盘零部件参数化的模型库, 对于提高整体的设计效率具有重要的意义。
建立该数据库首先要创立原始图形, 该原始图形是采用参数化的方法创建的, 原始图形的建立有两种方法, 分别是哑图法和活图法。哑图法就是将提前绘制好的图加载进图库提供调用, 这种方式简单、快速, 不需要编制绘图程序, 但是有一个缺点, 不能生成子变形图, 采用活图法的方式就是利用图形的参数作为驱动, 直接去将图形绘制出来, 它可以生成子变形图, 这种图形库是开放的体系, 设计人员可以根据自己的需要添加新的模型, 极大提高设计效率。
4 结语
参数化设计和汽车底盘设计之间进行有效结合, 能够极大地提高设计人员的工作效率, 缩短汽车底盘的设计周期, 非常有推广意义, 同时, 这种新技术也是比较复杂的, 但是极具前景, 也是未来自动化设计的一个发展方向, 希望本文能够对相关的设计人员产生一定的指导意义。
摘要：参数化设计在汽车底盘设计中应用越来越多, 文章分析汽车底盘中参数化设计的应用后, 探讨参数化设计的基本内容, 同时从理论的层面上初步解析汽车底盘的参数化设计, 对各个环节进行了探讨。
关键词：汽车底盘,参数化设计,探讨,应用
参考文献
[1]王伟, 路春光, 刘伟民.基于Pro/E二次开发的电动汽车底盘车架的参数化设计[J].汽车零部件, 2013 (9) :62-66.
[2]廖清德.基于Pro/E的微型静液压清扫车参数化设计[J].福建工程学院学报, 2013 (6) :547-551.
汽车底盘教学模式改革设计方案 篇2
一、教学模式的设计与创新
《汽车底盘构造与检修》的教学必须根据最新的职业教育课程改革理论，围绕相关企业岗位典型工作任务，建立了以工作任务为导向的行动体系学习课程，采用情景式教学设计，具体地，在每一个教学项目开始前，按照企业工作的基本模式，即以顾客报修为出发点，给出与本项目教学内容相关联的典型案例，让学生进行思考，激发学习的兴趣和动力。然后以此为基础，讲解本教学项目涉及的构造原理、故障检修等具体教学内容，通过理论教学及实际操作训练，最后还要对先前的案例进行分析研讨。
1、建立基于案例教学的工学结合教学设计模式。基本架构如图所示：
2、运用现场教学（实训）四步教学法
现场教学融“教、学、做”为一体，使学生理论与实际相结合。现场教学活动以学生为主体，教师为主导，整个过程分为准备、实施两个阶段，在实施阶段有分四个步骤。
第一步现场讲解：主讲教师在实训现场将课题（项目）所需的理论知识、技术要求、操作方法与步骤等进行讲解。
第二步示范演示：主讲教师在实训现场演示项目的操作方法与步骤。
第三步分组训练：学生分组训练——学生操作，提问，记录；教师——示范，纠错，答疑，监督。
第四步考核总结：抽查考核，归纳总结。
3、建立符合岗位需求和嵌入职业资格标准的课程教学评价体系 每个实训项目的指导书中都提供有考核内容和评分标准，既有利于教学的监督考核，也有利于学生自己进行检查，寻找自己的薄弱环节。整个课程的考核包括了笔试、口试、实践操作、任务完成、作业等多种方法，考核的内容有理论知识、操作技能、劳动规范遵守、安全环保意识、团队协作能力、思考创新能力等多项内容，重在考察学生的能力素质，在学习完相关课业后，还要求学生参加汽车维修职业资质考证的考试，学生的课程成绩评定要把平时成绩作为重要组成，平时成绩与期末成绩的比例课根据专业与课程特点确定。
二、多种教学方法的运用
教学方法改革的目的
教学方法改革，就是要以先进的教学理念指导教学方法的改革；灵活运用多种教学方法，调动学生学习积极性，促进学生学习能力的发展；协调传统教学手段和现代教育技术的应用。
我们要用“学习化社会”和“终身学习”的教育理念来转变教学角色，教师从传授者变为引导者，由传统中重视人的“受教育权”向重视人的“学习权”转变，以确定学习者的主体性地位。改革以往课程以教师为中心而学生被动地接受学习，以传授知识为主而对发展学生的技能重视不够，只强调理论学习而忽略亲身实践，课堂教学基本是教师一言堂而对学生的学习兴趣等关注不够等。
学习过程要采取以学习者为中心的方法，理论与实践教学应该以能激发学习者兴趣的方式安排，着重培养提高学生的自我发展能力和综合素质，培养职业核心能力，使学生具备终身学习能力和素质。设计工作过程导向的教学项目，综合运用各种教学方法
在反思传统教学存在弊端的基础上，以先进的教学理念为指导，根据汽车技术发展状况，及时调整教学内容，改进教学方法，在具体实践中有目的地灵活运用多种教学方法，有效地保证了这一课程的教学质量。
1、案例教学法
案例教学法是围绕一定的教学目标，把职业活动中的工作任务通过典型化处理，形成可供学生思考分析和决断的案例，通过对这个具体案例的描述，引导学生对这个案例进讨论和研究来提高学生分析问题和解决问题的一种教学方法。
在案例教学中，教师与学生承担着更多的教与学的责任，要求有更多的投入和参与。就教师来讲，他有责任去选择和组织要讨论的材料，要从大量的资料中选择出适当的案例。如果手头没有现成的可以覆盖所教内容的案例的话，他还要自己动手撰写这些案型，并以一定的程序把它呈现出来。就学生来讲，他也担负着一定的责任，要对教师所提供的具体事实和原始材料进行分析、讨论、并从中得出对自己以后的工作有用的结论来，这也意味着学生必须做好课前准备。
例如学习项目二“发动机的检测”中的教学任务二“气缸密封性的检测”的内容，该部分内容是讲解“气缸密封性的检测的原理、方法及检测标准”，来解决一些实际问题的基本思路和方法，实践性较强，贴近汽车维修行业作业实际，通过一些常见的典型故障实例，采用案例教学法，真实性强，能充分调动学生的好奇心和学习主动性，培养学生分析、解决实际问题的能力。本教学法采用分组讨论、提出解决方案，然后实施并验证。本方法的教学规模为4～5组，每组10人左右。由于进行精心设计，在案例分析法教学过程中，学生全体参与、全过程参与，教学效果好。
2、分组讨论教学法
在教学中，坚持因材施教，积极主张实施“分层次”教学和“分组教学”。学生分组结合教材、维修资料、教学载体进行分析、讨论。小组成员互助学习、互相讨论故障产生原因和排除方法，共同对故障实施维修并参与维修质量评估、成绩考核。形成小组成员互帮互助的学习氛围。
在课堂上，每一个个体都需要贡献自己的智慧，没有旁观者，只有参与者。学生一方面从教师的引导中增进对一些问题的认识并提高解决问题的能力，另一方面也从同学之间的交流、讨论中提高对问题的洞察力。它实际上是为学生进入实际生活场景做准备,为他们将来的职业岗位设置了一个近乎真实的场景，缩短了学生的学习与就业之间的距离。学生参与积极性较高，大大激发了学生自主学习的兴趣，促进学生积极思维和开发学生潜在能力，教学效果好。
例如学习项目二“发动机的检测”中的教学任务四“润滑系和冷却系检测”的内容，该部分内容是讲解“润滑系和冷却系检测的原
理、方法及检测标准”，讲授该部分内容时采用小组讨论法，要求每个学生发言，使学生彼此分享各人的意见和独到的见解，有利于学生自主学习，并将自主学习的成果用语言表达出来，及有利于课程知识的掌握，又有利于实施素质教育，培养学生的自信心、发言的胆量、口头表达能力等综合职业能力。本教学方法的教学规模为4～5组，每组10人左右。
3、角色扮演教学法
教学过程中，我们实施以学生为中心、以能力为本位、以探究为途径、以综合考评为结果的教学理念和方法，还学生以教育主体的地位，角色扮演教学法便是其具体的体现。通过亲身实践维修企业经营管理的全过程去主动验证所学理论、积极探究没有学习的知识，培养所需各种能力，收到非常好的教学效果。
角色扮演教学法是一种在教学中给学生提供一个问题项目，项目的设置尽量模仿工作项目和营造职业氛围，在学习时将学生分组，要求参与活动的学生在其中分别担任一个相应的角色，其余的学生则作为观众观看操作演示。操作演示结束后进行情况汇报，并让操作演示、观看者和老师共同对整个活动情况进行讨论，让学生在一个逼真而没有风险的环境中去体验、练习各种技能的一种教学方法，使学生在校学习期间就能体会到真实工作的感受，体验到真正的工作氛围。
角色扮演教学法在其最简单的水平上，是通过行动来学会处理问题，实际情况是参与者与观看者都会卷入到一个真实的问题项目之中，并都急于想使这种卷入带来结果。角色扮演的过程给人的行为提
供了生动的实例，学生通过这个实例为媒质：A、探索他们的感情；B、洞察他们的态度价值和感知；C、培养他们解决问题的技能和态度；D、用各种方法探讨对教材的理解。
例如学习项目三“底盘的检测”中的教学任务二“汽车车轮定位的检测”的内容，该部分内容是讲解“汽车车轮定位的检测原理、方法及检测标准”，实训教学过程中学生要扮演检测工的角色，按照职业岗位的要求来进行练习，这样的教学方法让学生完全融入到工作项目之中，全身心的投入，使学生思维活跃、学习兴趣高涨，自主学习、独立思考，勇于创造与创新成为学习活动的特点。
4、启发引导教学法
在讲授理论性较强的内容时，以启发式和研讨式课堂教学为主，注重学生智力开发，促进学生自主学习，加深领会。使课堂教学和现场教学、实验实训等结合起来，引导学生乐于实践、积极思考、自觉训练，在教师的教和学生的学之间形成良性互动，实现“教、学、做”于一体的良好效果。
在教学过程中，学生需要按照给定的引导问题，学习掌握解决实际问题所需要的理论知识，从书本抽象的描述中刻画出具体的学习内容，并由此建立起具体的理论与实践的对应关系，因此，在更高的程度上实现了理论与实践的统一。
例如学习项目二“发动机的检测”中的教学任务三“点火系的检测与诊断”的内容，该内容是综合运用所学发动机电控技术的基本知识和技能，根据以前的教学经验，不借助启发引导教学法，学生难
以弄清该部分的检测内容，通过启发引导，能够达到理论教学和实践教学有机结合的目的，既有利于学生掌握该部分的理论知识，又培养了学生的实际动手能力，大大提高了教学效果。本方法采用教师集中讲解、演示，学生分组操作（一般每组8人左右），教师循环指导的方式。
5、开放式教学法
教学形式的开放：在课外实训室定时开放，学生可以在允许的时间内，由4-8名学生组成一个小组，自主选定实训项目，在任课教师的指导下，小组同学共同探讨解决问题，以锻炼和培养特定的技能并鼓励学生利用周末和节假日到检测站，服务站实习和工作。教学内容的开放：随着汽车检测技术的发展，我们在教学过程中，依托教材，但不拘拟于教材。为使所教学生所学更贴近于实际，我们经常从企业聘任检测一线的技师和专家，进行汽车检测新技术的培训。
6、体验式教学法
学生顶岗实习时，将学生置于真实的职业环境中接受“真刀真枪”的锻炼，便于其了解岗位职责、培养职业意识，提高综合分析能力做到与上岗零距离、与社会零适应期。
三、现代教学技术手段的应用
1、《汽车底盘构造与检修》多媒体课件内容紧扣课程教学大纲的要求，并在使用过程中，结合课程特点，对课件内容不断进行修改完善。使本课程能充分利用我校拥有的现代化教学设备进行教学，把当今世界最新的汽车技术展现在同学们面前，使教学活动图文并茂，声色俱
佳，教学活动不再枯燥乏味，教学重点变得突出，教学难点变得简单，以激发起学生的学习兴趣。
2、重新设计实践性教学环节。通过实践性教学，培养学生的职业素质，依据汽车专业及《汽车底盘构造与检修》课程的要求，配备实践能力较强的指导教师分组指导学生操作训练，每个实践性教学环节都应该要经过以下过程：
对于每一部分，都有相应的内容和严格的要求，教师在指导学生技能训练的同时，要时刻注意学生职业素质的养成，如热爱专业、爱护设施、态度端正、保持场地清洁等内容。经过如此循环操作，严格训练，使实践性教学达到预期效果。
3、建立网络教学平台。实施《汽车底盘构造与检修》课程上网，内容包括课程大纲、授课资料、习题集、多媒体资料等。学生可以在业余时间通过网络，阅读该课程的相关模块设置的课程扩充性资料，进行自主学习，教师也可以在网上进行答疑和辅导。由于网络平台的开放性和信息量大等特点，学生极大地提高了学习的积极性和主动性，同时也扩大了学生的知识面学生的学习能力和教学质量有了明显提高。
4、改革考核方式
本课程考试采取知识与技能相结合的综合能力考核。理论知识考试采取闭卷笔试或课堂提问答辩等的方式进行考核；实训技能采取现场操作与答辩相结合的考核的方式。对实践性环节的考核，应以“应知应会”为标准进行考核，应知考查学生应该掌握的专业知识，应会考查学生应该具备的职业技能，采用学生抽签、现场操作、口试答辩的方式，严格按评分标准现场评分。
新能源汽车底盘设计方向分析 篇3
摘 要：中国的汽车市场竞争激烈，加之目前全球都在倡导生态环保，汽车作为排放高污染物的交通工具，在设计上更为强调环保节能。新能源汽车在能源的利用上使用了可再生的清洁能源，因而受到推崇，但是，在汽车底盘设计上存在着不足。本论文针对新能源汽车底盘设计方向进行分析。
关键词：新能源汽车；制动系统；底盘设计；设计方向
0 引言
新能源汽车的设计上使用环保材料，大大降低了汽车运行中的污染物排放量。目前中国已经着力于新能源汽车的研究，并被作为新兴产业被提出来。但是，与普通的汽车相比，新能源汽车在设计上还存在着不足，特别是新能源汽车的底盘设计上尚需要创新。
1 关于新能源汽车的概述
新能源汽车，是在动力能源的使用上与普通汽车之间存在着差别，在其运行中不再使用汽油和柴油，取而代之的是可再生清洁能源，比如，压缩气罐、太阳能或者液化石油气等。[1]中国的新能源汽车以动汽车，作为节能汽车产品而备受推崇。根据所使用的动力燃料不同，电动汽车可以分为三类，其一为纯电动汽车，属于是完全用电池驱动汽车行驶；其二为电机和电池共同运作下的混合动力车；其三为燃料电池车将，即氢燃料作为主要能源原料。
2 新能源汽车的底盘创新设计
新能源汽车的创新设计中，底盘设计是其中的一项重要内容。由于新能源汽车与普通的汽车存在着诸多的不同，因此，在汽车底盘的设计上需要根据汽车的性能以及实用性方面考虑，但是在进行设计研发和完善的过程中，需要大量的投入，而且开发的周期也比较长。特别是新能源汽车在零部件上较为困难，而且在设计经验上也存在着不足。如果说在汽车底盘设计上存在着创新优势，就在于可以整体性规划，从而使得底盘的性能充分地发挥出来。
新能源汽车的底盘创新设计中，“滑板式底盘”是最初的设计。在底盘设计上不再延续传统汽车常规性的底盘设计，而是着重于铝制滑板式底盘的设计。采用这种底盘设计，虽然底盘系统在设计上有所创新，但是，核心系统并没有发生改变，包括变速系统、转向系统等，都使用一个电气连接，向汽车的车身延伸。当引入了线传操控技术之后，根据技术需要，汽车的底盘设计也相应地有所创新。此时，转向系统以及制动系统在机械形式上摒弃了传统的形式，而是电子控制用于汽车的各项控制上。[2]汽车底盘的空间扩大了，原有的转向柱和消踏板都被取消，汽车的空间得以增大。
3 汽车底盘设计中对材料的应用
3.1 汽车底盘设计中对TRIP钢材料的应用
通常TRIP 钢材料会用于大型的装载汽车，却几乎不会用于其他汽车的底盘设计上，特别是小型汽车的底盘并不会选择TRIP钢材料。TRIP钢材料的强度非常高，而且具有较高的可塑性。将TRIP 钢材料应用于汽车底盘设计中，不仅可以降低燃油的消耗，而且还可以降低汽车尾气的排量。此外，TRIP 钢材料还具有良好的结合力，耐腐蚀性也非常强，涂层也很密实。
3.2 汽车底盘设计中对三聚磷酸铝的应用
汽车底盘设计如何对汽车的使用起到决定性的作用。因此，汽车底盘设计中对各个零部件的质量和设计都具有较高的要求。比如，处于行驶状态的汽车在使用的过程中，底盘很容易遭到腐蚀。所以，汽车底盘设计，从设计到使用材料，再到底盘涂料，都对质量有所严格要求。[3]比如，某汽车厂所制造的汽车，在汽车发动机材料的使用上，就没有经过严格检验，而是使得材料中含有铅等具有较大毒性的物质，而且这种材料并没有很强的抗腐蚀性，使得产品在存储的过程中稳定性不够。三聚磷酸铝具有良好的抗腐蚀性。
4 新能源汽车底盘设计的完善
4.1 完善新能源汽车底盘设计需要注意的问题
要对新能源汽车底盘设计进行完善，就要从三个方面思考问题：
其一，汽车底盘设计平台的应用，即在底盘设计中，包括底盘设计的构架，以及其子系统都需要保持不变。
其二，要将传统发动机取消，采用新型的转向系统和传动系统。汽车底盘子系统的需要基于原有的构架，根据需要做出科学性的调整。比如，底盘设计中，子系统的设计方案要保留下来，具有不良影响的发动机要严格取缔。因此，在汽车底盘的设计上，要在对构架进行调整的同时，还要安装真空动力泵，以使真空源得以改善。新的动力系统的减速器接口也要改变。设计完子系统的零部件之后，就要对悬置系统采用CAE分析的方法，以使得系统运行中不会产生太过强烈的噪音。
其三，由于底盘设计中对子系统的设计采用了新的方案，车体后舱的布局也会相应地发生改变。通过对整车的质量以及荷载重新计算，而使得悬架系统在运行中，安全系统更高。否则，就需要重新设计，并做好悬架系统的调整工作。对新能源汽车的前轴荷的分布情况和后轴荷的分布情况进行分析，就可以发现需要对悬架系统的设计参数需要重新设计。对悬架四轮定位参数的确定，可以采用Adams分析进行确定，要尽量保留原有的设计方式，从实际应用的角度出发对汽车的底盘进行局部性调整。这样做不仅会降低开发成本，而且会缩短开发周期。
4.2 新能源汽车保持承载式车身
新能源汽车保持承载式车身，在于很多汽车都会采用这种设计。由于副车架并不能够承担车身质量的相关功能，因此，在动力总成部件的设计上，需要将悬置点确定下来。车身的悬置设计中，要对车身进行量化分析，可以采用CAE分析方法，可以在一定程度上避免由于悬置设计空间不规范而导致的总体布设困难。
4.3 新能源汽车运用非承载式车身
汽车车身采用非承载式设计，由于底盘可形成比较大的框架而使得底盘的承载力增强，其中可以布设全部的动力系统。所以，在新能源汽车设计的初期，就要规划好进行部件，不仅可以提高总体布置的简易程度，而且随着车身重心的降低而使得车身的整体质量有所减轻。
5 结语
虽然新能源汽车已经被现代人接受，但是，由于新能源汽车的底盘系统设计依然会采用普通车辆的底盘设计方法，就会对新能源汽车的使用功能带来影响。因此，在新能源汽车的设计中，就要在汽车底盘设计予以改进。
参考文献：
[1]张俊.新能源汽车绝缘监控系统选配设计[J].机电技术，2015（02）：107-109.
[2]向洪军.新能源汽车底盘设计趋势[J].科技与创新，2015（05）：45-46.
[3]袁金辉.汽车底盘混合动力电驱动技术的控制策略研究[J].中国农机化学报，2015（01）：219-222.
作者简介：付东（1994—），男，江苏邳州人，沈阳理工大学本科在读。
张贺朋（1994—），男，辽宁阜新人，沈阳理工大学本科在读。
汽车底盘设计 篇4
汽车底盘制动系统主要由四个部分构成, 分别是供能装置、 传动装置、制动装置和控制装置。其中, 供能装置主要为汽车的制动系统提供必要的能源, 使汽车制动装置在启动时有充分的能源;传动装置主要是将供能装置产生的能源传送到制动装置中, 让制动装置更加顺利地启动;制动装置是底盘制动系统中最重要的装置, 包括行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四个部分;控制装置是对汽车底盘制动系统中各个子系统进行控制的装置。在汽车底盘制动系统中, 制动装置最关键的作用是行车制动和驻车制动。这两个作用分别对应的子系统共同使用汽车的制动鼓和刹车片实现汽车制动。车辆正常行驶时, 会应用行车制动来控制车辆的制动鼓和刹车片;车辆紧急制动时, 就会启动驻车制动系统控制制动鼓和刹车片, 保证车辆能够有效制动。但是在紧急制动的过程中, 驻车制动的制动力往往太小, 不能使车辆及时停止下来, 这就需要改进汽车底盘制动系统, 提高车辆的制动力。汽车底盘制动系统如图1所示。
汽车在紧急制动时, 控制系统接收到紧急制动信号, 驻车制动的阀门就会自动打开, 控制系统会通过继动器控制后制动室, 使后制动室打开, 实现车辆的紧急制动。在紧急制动的过程中, 车辆的前制动室是不参与紧急制动的, 所以汽车的紧急制动系统不是特别完善。在改进设计汽车底盘制动系统时, 要使前制动室也参与到汽车的紧急制动中来, 使控制系统通过继动器为前、后制动室共同提供制动信号, 提高车辆的紧急制动性能。
2汽车底盘制动系统改进设计的思路
2.1改进设计方向
因为原有的底盘制动系统需要通过继动器启动制动室的储气装置, 才能启动后制动室, 所以在制动的过程中, 会存在一定的延时。为了保证制动系统启动的及时性, 可以利用电传动的方式来实现制动信号的传递, 有效减少车辆紧急制动的延时, 提高车辆行驶的安全性。
2.2改进设计具体要求
在改进设计汽车底盘制动系统时, 要保证改进后的制动系统满足我国相关的各项标准, 即改进后的制动系统要具有较好的制动性能, 制动性能评价指标有坡度制动比和制动距离;可靠性要高, 而且要有备用系统对制动器进行辅助控制, 以免在主系统失效后, 汽车失去紧急制动能力, 即使在动力源缺失的情况下, 也能保证制动系统的制动性能, 保证制动稳定性。
2.3改进设计方案
底盘制动系统的改进设计需要改进原有的气动制动装置, 将汽车的后制动室改为电控制, 并增加串联阀门、制动器和紧急控制阀, 使前制动室也参与到车辆的紧急制动中。将制动阀门改为步进电机直接控制, 取消气路控制管道, 缩短车轮的制动控制时间。利用电控制可以实现对后轮运行状况的监视, 避免出现车轮抱死的情况, 影响车辆制动安全。改进后, 制动系统原有的前制动室保持不变, 但取消了原本后制动室的气路控制, 利用传感器、步进电机、大功率电路控制系统等实现车辆的制动控制。底盘制动控制系统改进设计方案如图2所示。
3改进后底盘制动控制系统的工作原理
3.1前制动室制动
改进底盘制动系统后, 驾驶员在制动时, 前轮制动的芯管会排除气动间隙, 使前制动室的进气口打开, 储气筒中的气体会直接通过制动阀门进入前制动室中, 促使前制动室发挥制动作用。当驾驶员踩住制动踏板不动时, 前制动的气孔会促使通气芯管向上移动, 使制动活塞两侧的压力平衡。如果制动力不足, 则再次踩下制动踏板, 前制动室中的进气口就会打开, 加大前制动室的制动压力, 提高制动能力。当制动结束后, 驾驶员松开踏板, 前制动装置中所有的压力回归平衡, 排气口打开, 所有的进气口关闭, 汽车的前轮就完全解除了制动状态。前制动装置的结构如图3所示。
3.2后制动室制动
后制动室与前制动室的制动结构基本相同, 只是后制动室的制动连接为步进电机。步进电机连接的是制动踏板上的传感器和踏板加速度的传感器, 传感器感觉到踏板的运动后, 就会将采集到的信息传递到制动控制系统中, 根据制动踏板的运动行程分析车辆驾驶人员的制动意图, 然后发挥具体的制动作用。 制动控制系统还可以对后制动系统中车轮的转速进行监控和分析, 避免车轮出现抱死和滑移的现象。车轮在后制动时, 步进电机提供的推力必须大于制动阀中弹簧的压缩量, 这样才能有效起到制动作用。后制动控制系统需要分析车辆制动意图, 并监控车轮的转速等, 所以控制系统需要具备很高的控制稳定性, 避免处理速度过慢, 影响整个步进电机的运转, 导致车辆后制动系统的制动效能不能有效发挥出来。
4结束语
汽车底盘制动系统的改进和设计主要是将后制动室改进为电动控制, 将制动踏板与步进电机连接, 增加制动控制的灵敏度, 并实现对后轮转动情况的监控, 避免在制动时出现车轮抱死情况, 导致安全事故的发生。汽车底盘制动系统经过改进设计之后, 制动能力得到明显提高, 而且在改进后的底盘制动系统中, 各个部件的使用性能良好, 解决了原有汽车制动能力不足、制动延缓等问题, 有效提高了车辆行驶的制动安全性。
摘要：制动系统可以让汽车按照驾驶员的要求减速, 并使车辆在停放过程中更加可靠, 所以汽车底盘制动系统是确保行车安全非常重要的一个系统。针对汽车底盘制动系统的功能和作用改进这一系统, 希望可以提高汽车底盘制动系统的制动性能, 减少安全事故的发生。
关键词：汽车,底盘制动系统,制动性能,改进设计
参考文献
[1]汪洪波.基于功能分配的汽车底盘集成系统协调控制与稳定性分析[D].合肥:合肥工业大学, 2014.
[2]马国宸.基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D].杭州:浙江大学, 2011.
汽车系毕业论文：汽车设计的影响 篇5
事实上，我国在汽车设计领域中对于中国元素的使用比较单薄。很多年，我们都是模仿或借用其他国家的设计理念或者设计策略进行汽车设计。当然，中国设计师也特别期待在中国的汽车市场能够出现中国文化的缩影，但是就以往的经验而言，尽管存在对中国文化的使用，也只是浮于表面只是在名称上加以使用，比如长安长江鲟等。这样蜻蜓点水式的沾取中华文化之水不但不能体现出我国文化的博大精深，反倒会促使文化被忽视，这样更不利于我国汽车设计的发展，也不利于我国传统文化的弘扬。
1.1具有中国文化特色的建筑物与汽车设计
长城是十分具有文化特色的中国重要的文化遗产，它曾经是特别重要的军事重地。长城的文化史就是一部记载着我国两千多年以来的建筑史，那里面融入了中国人民的智慧和故事。它气势磅礴，象征着中华人民的心胸开阔;它也像一条巨龙，象征着中华民族中对“龙”文化的理解和延续。我国著名的国产汽车“长城”，就是融入了非常具有中国特色的长城元素。长城汽车的标志整体来看造型颇似椭圆形。这种形状代表了国际化，因为地球本身就是椭圆形;同时，长城汽车logo中上方凸起的部分与万里长城烽火台极其相似。在中国古代，烽火台是用来传递信息或者是防御之地，长城汽车设计采用此标志不但体现出对中华文化的热爱，将中国最重要的元素融入其中，也体现了中国汽车要走出国门，走进世界的梦想，用椭圆的造型将中国文化与世界文化进行很好的融合，另外烽火台也象征着中国汽车产业对于新时代新信息的接受度和融合度，代表中国的汽车产业将不再如同以前只会模仿和加工制造，现如今，我国的汽车产业不但要立足本土，更要承载着传递文化的重任，不断的让中华文化在世界文化舞台上发光。
1.2中庸文化与汽车设计
中庸文化是中国非常具有代表性的文化之一。中庸文化的内涵是讲求做事做到和谐，不偏不倚，不多不少，不张扬也不收敛，总之笔者认为中庸就是代表了中国人骨子里的特质，不承认都不行。所以中国汽车在设计方面也遵循此特点。福克斯两厢，看起来厚重，外观平庸，线条圆润像极了唐朝文化中对美的理解“珠圆玉润”，在造型上没有特别突出之处，不会特别偏向某一边，也不会像美国车那样浮夸，总之这款车看起来更沉稳，更保守，更能够符合中国人的大众心态，也更符合中国当前提出的“和谐”文化。所以这款福克斯两厢的受关注度和销售量远远高于标志307，标志307看起来特色鲜明，类似一只猛豹看起来不太符合中国人低调做人，高调做事的作风，也不符合中国人外圆内方的特质，更不符合中国人遵循中庸的内在文化感。另外，对于颜色的偏好中国人也更倾向中庸的选择，放眼望去，中国马路上大都是比较传统的色彩，黑色，白色，银色等，近年来又出现很多暖色调，让人看起来更温暖，过度感更好，大部分中国人不喜欢比较刺眼的颜色，这就又更加能够凸显出具有中国文化的汽车设计特质。
2汽车设计中应该如何与中国传统文化融合
2.1不应乱加中国文化元素
对于汽车设计师而言，不应该认为只从表面上加入了具有代表中国文化的元素就是已经实现了中国式汽车设计的目标。如果简单的在车体设计中加入凤凰、熊猫、绸缎或者玉石，就会显得非常突兀，也不会有很多美感，反倒让人觉得无法理解，更不会对文化有着更浓厚的感情。笔者曾经在一次汽车博览会中看到一辆车身表面带有青花瓷样，且还伴有诗词歌赋的概念车展示，的确具有文化代表的元素呈现的非常清晰，古诗、青花与书法，但是却让购买者望而却步，认为这样的车无法在中国市场中得到好评，就好似“金玉其外败絮其中”的花瓶，通过高新技术简单的将文化罗列，而不是在细节之处类似“涓涓流水”般将文化渗透出来，这样的风格完全不符合中华文化中国的中庸之风。所以如果没能够深刻理解中华文化的内涵，就不能够将文化元素运用的得心应手，相反更会让人觉得凌乱不堪。所以对于设计师而言，一方面要精专设计方面的专业知识，另一方面更要精心研读中国古典文化的精髓，将文化与设计，中国元素与世界市场进行有机结合，才能够设计出具有中国特色的汽车，才能够被举手称赞。
2.2应将具有中国寓意的事物悄声无息的融入进汽车设计中
在我国，历史最悠久的汽车当属红旗。每次一看到红旗车型，都会感到一种中国人奋勇亢进的力量在心底涌动，特别是此车的车名也是取自具有抗战标志的“五星红旗”中的两个汉字。首先，红旗车前高后低的车身借鉴中国传统的宫灯造型的竖长条尾灯，源自中国古代折扇形象的“九梁十八柱”式进气格栅;另外，轿车的尾灯设计灵感也是来源于中国古代的宫灯造型。在外观上能够看到精进也能够看到中国力量，内饰上就更能让你不断感叹设计的精妙绝伦，设计师将中国的“如意”与车内中控相结合，不但取义期待万事如意，更体现了中国周易理学中的形而上之文化内涵。根据我国文化传统，如意是一种象征吉祥的摆设品，在古代，如意的制作在选材和造型设计上都十分考究，又由于它的寓意实在太好，所以特别受到人们的喜爱。在车门的把手上还镶嵌了具有中国富贵气质的羊脂玉，上面雕刻着龙云的图案，暗示龙在腾云驾雾，尊贵而又吉祥。可见，从车身到车型再到内饰，五一不体现了中华文化之美。
3结语
汽车底盘设计 篇6
Simon Loasby先生表示：“大众汽车的设计语言是简洁（Simple）、产品（Product）、广泛（Universal）、共鸣（sympathy）、高识别度（Iconic）。大众汽车设计力求传达简洁、实用性、完美的比例，将优雅的设计融入品牌价值之中，也因此产品不仅外型美观、技术先进，还有一种不同因素之间的融合，像环保、舒适性等，而大众汽车的设计都要反映出这些元素。”
而在讲解大众汽车“Think Blue.蓝·创未来”的环保理念环节，大众汽车集团（中国）经销商网络、品牌培训及新能源车战略推广高级执行总监思德凡（Maik Stephan），向与会者介绍了大众汽车在新能源汽车领域的创新成果。我们都知道，随着化石燃料日渐枯竭，新能源车是未来发展的重要方向，而各家各派都有自己的一套方案，像丰田是主打混合动力，日产大力发展纯电动车等。但是大众却涉猎多个领域，在保持现有的传统动力系统的同时还不断开发混合动力（Hybrid）、插电式混合动力（PHEV）、纯电动车（BEV）等技术和产品。此外，随着模块化战略（MQB）的实施，大众汽车几乎能为所有级别的车型产品开发电动版车型：从小型车到大型豪华轿车，从纯电动车到插电式混合动力车。
电动车的未来还远么？那就得看大众能不能将新能源车的价格变得更加亲民了。
汽车设计的科技觉醒 篇7
一款新车型从开始研发到投入批量生产,一般需要3年至4年。在十年之前,这个过程通常需要5年时间。而现在,软件业继CAD(计算机辅助设计)和PLM(产品生命周期管理软件)之后,虚拟实景技术希望再次全面介入并极力简化汽车设计流程。
在过去的十年中,计算机及软件技术的发展已经将数字化工厂规划、仿真以及同步工程等在以前看似不可能实现的做法转变成现实。虽然就目前来看,包含各种功能的软件也的确使数据的一致性更具挑战性,但是一些汽车制造商已经普遍采用了一些独立工具,在车辆真正投产之前进行产品的优化和评估。
此外,数字工厂规划也将产品开发和生产紧密联系起来,这种发展从根本上说来源于汽车制造商对经济效益的诉求。从目前汽车市场竞争环境来看,制造商要想立于不败之地,必须要快速做出反应。数字工具可以帮助他们将市场推广的时间大幅提前,同时提高生产效益,使产量在最短时间内达到最大化。
满足个性化需求
汽车的三 维动画模型通过借助虚拟现实技术建立后,可以显示汽车的各种零件,甚至是一个焊接点,这种三维模型的准确率是相当高的,设计者可以确定每一个零部件的质量,了解每一个零件的性能,汽车制造商可以根据得到的数据直接进行大规模的生产。有调查表明,利用虚拟现实开发出的一种新车型可以在生产周期上节省一到两个月的时间,开发成本也可以节省原来的百分之十,按照常规来讲,就车型开发时间来说,新款的汽车设计需要12到18个月,但是在虚拟现实汽车设计当中,车身设计师可以在这里检查车体的各种外形质量,检测车身的光洁度,还可以分析汽车的空气动力性能等等。虚拟现实技术正在向全世界的汽车行业迈进
事实上,利用数字化工具生成三维虚拟模型对于一些国际汽车制造商来说已经不是新鲜事了——福特汽车公司早已将三维实时虚拟模型技术应用到产品开发方面。福特密歇根州迪尔伯恩市的福特产品开发中心有一个称为iVR(Immersive Virtual Review,沉浸式虚拟评估)的实验室,开发人员在这里已经完全采用三维虚拟模型来替代物理模型进行汽车内饰的开发。
而在福特汽车位于德国科隆的3DCAVE虚拟设计工作室里,工程师已经可以通过3D虚拟系统对新车内上千项设计细节进行评估、优化,而不必需要在面前摆放一辆真实的汽车。在这里,工程师身处一个由三面白色的墙壁和屋顶构成的空间内,位于中间的是一个汽车内饰模型。3台投影设备将车辆的3D影像投射到墙壁和屋顶上,当工程师坐上座椅,借助偏光眼镜和移动感应红外线系统,就如同坐进了一辆汽车之中并可以感受车内各项设施,可以验证车身内外饰的外观是否与设计意图吻合,快速评估各种设计方案。
目前,日本、韩国的模型能力比较强,大多采取基于实物模型的开发手段。欧美等国的数据能力和三维建模能力很强,很多采用数字模型选型的开发手段。在我国,大多是结合这两种手段一起研发。
上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心创意设计经理刘小勇一直从事汽车创意设计工作,采取虚拟的三维数字模型,戴上特制的眼镜就可以看到三维效果。上汽通用五菱在开发一款车的时候,刘小勇的团队制作了一个虚拟的三维动画视频短片,很快获得了领导批准,将方案确定下来。而实物模型由于仿真件加工时间较长,需要的时间也相对较长。
他表示,现在上汽通用五菱越来越注重设计思路和技术的结合,力争设计思路把握客户需求,管理层总监层面全部都要进行市场回访。
目前上汽通用五菱已经可以做到在终端销售时提供一些个性化和功能化的选择给客户。比如车身颜色、个性化的配件等,利用虚拟三维技术,甚至可以在4S店或者销售终端摆一台显示器向客户展示不同的配件安装效果,由客户可以自行搭配。
实现中国特色
除了满足消费者的个性化需求,未来汽车设计的发展还要注重环境和能源问题,这应该引起越来越多的重视。
中国汽车经过过去50多年的发展,给普通公众带来了便利,但同时也给社会带来很多问题。堵车是其中最首要的一个问题。也许大多数人不知道开车出行对城市来说意味着什么,北京市小汽车平均载客量是1.19人,堵车时每辆车占用道路面积为24平米,平均每个驾车者占的平均道路面积为22平米,这样的效率对于城市交通来讲显然是无法忍受的。随着城区道路的拥堵,加上越来越严厉的限行措施,上班族不得不采用其他的形式上班。
清华大学美术学院工业设计系教授严扬认为日本汽车造型的特点是很甜美,意大利的汽车设计热情、优美,充满的戏剧性,中国的汽车外形设计充满了青花瓷等中国元素,但这都体现在外形上。而中国的道路系统有自己的特点,这是需要中国设计师来解决的问题。此外,中国马上就要进入老龄化社会,2050年中国会有4.3亿的老人,老人的数量比全球所有的老人加起来可能还要多。到那时如果65岁的人还需要上班,需要驾驶怎样的汽车?
“中国有非常多的特点需要我们的设计师去思考,我觉得这才能成为中国汽车设计的特色。比如说城市车辆可以设计得更小一些,使一个车位可以停两辆到三辆车,使城市空间能够得到充分利用。此外,北京汽车平均时速只有20公里,汽车时速过快无法发挥价值。再比如可以加大汽车外壳的弹性,未来发生剐蹭时也可以避免纠纷等。我们应该直面去解决交通问题,去创造我们更合理的、更舒适的出行体验,我觉得这是我们设计师的责任。”严扬说。
汽车内饰优化设计 篇8
随着社会的进步和生活水平的提高,人们在追求靓丽的车身外形和澎湃动力的同时,也越来越关注汽车内饰。汽车的内饰和外饰不同,外饰主要体现视觉效果,是供人观赏的。而人们真正享受的是汽车内饰。对成功的汽车内饰来说,不仅要体现以人为本的原则,强调触角、手感、舒适性和观赏性,更要兼顾功能性、经济性,考虑驾驶安全便利和环保等目的。
2 汽车内饰的基本介绍
一般我们所说的汽车内饰主要包括:仪表板、车门内护板、座椅、顶棚、地毯、方向盘、A、B、C、D柱、遮阳板以及与其相关的功能件和装饰件等,还包括一些附属设备,如:空调系统中的出风口和控制面板,电子系统的显示面板,照明灯具等。
2.1 仪表板
仪表板因其得天独厚的空间位置,使愈来愈多的操作功能分布于其中,是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。仪表板的设计首先以驾驶员位置对仪表的可视性和对各种操控件的操作方便为依据。我们对视野性、手、脚活动范围、手伸界面,按钮区布局等方面进行了人机工程实验。同时考虑仪表板和门内护板及A柱之间的衔接。仪表板按其材料可分为硬仪表板和软仪表板,我们设计采用半硬泡软质仪表板采用PVC真空吸塑成型表皮;中间缓冲材料为半硬质PU泡沫塑料;骨架材料为ABS和钢材。这种仪表板具有较好的刚性且因PU泡沫的开孔性而具有良好的回弹性,并能吸收50%~70%的冲击能量,安全性高,耐热、耐寒、坚固耐用,且触感好。同时对仪表板表面进行亚光处理,以减轻驾驶员的视觉疲劳,提高驾驶安全性;仪表也设计成既能提高可见度又减少漫反射的冷光仪表。按驾驶方向需要,我公司配置有方向盘左置仪表板和右置仪表板。
2.2 门内护板
车门内护板占据驾驶室内左、右两个侧面是汽车内饰中重要的功能件和装饰件,与仪表板及座椅连成一体,很自然地成为仪表板和座椅的延伸。其上装配有门锁内手柄,门锁及玻璃升降器等开启按钮的控制面板,扬声器等。门内护板采用改性PP注塑成型,车门内板与扶手一体化造型,再复合软饰绒布材料制成整体门内板。这种设计产品尺寸稳定,利于大批量生产需要,有效提高车内可利用空间。
2.3 座椅
座椅是汽车内饰件中的重要的安全件和功能件,我们的座椅根据人体工程学原理设计,利用滑轨实现前后调节,利用减振器实现高度调节,利用齿板齿条式实现靠背角度调节和头枕调节等功能。这样既保证座椅的使用功能性,又提高了乘坐舒适性,延长了使用寿命。表皮采用防静电、防汗、除臭、透气性良好的复合纤维纺织品和皮革。骨架用钢材辅之以弓形簧和拉簧;坐垫和靠垫用半硬质低压发泡的PU泡沫塑料,密度在48~55Kg/m3,经验证这个密度范围既保证了座椅的乘坐舒适性,又保证了使用耐久性。
2.4 顶棚
顶棚是汽车内饰中的重要组成部分。顶棚基材主要为PU压合板,面材为抗静电、不吸尘、耐磨损、易清洗的无纺布,两者通过热复合并胶粘在一起的成型顶棚。这种顶棚成型方便,尺寸稳定,具有隔音、隔热、降噪功能,提高乘员的舒适性和安全性。
2.5 地毯
我们的地毯为复合材料,上层为涤纶纤维,下层为XPE,两者粘接在一起,XPE厚度为6~8mm,具有装饰作用,且防污、防滑、吸音、隔热、减震。
2.6 方向盘
方向盘又称转向盘,它是汽车的主要操作功能件又是装饰件。我公司采用四幅软质方向盘,骨架上的软质材料为自结皮PU泡沫塑料低压发泡而成;表皮层采用ABS塑料(真皮包覆方向盘表面时,直接缝制在PU发泡层上)为了满足消费者追求豪华、舒适、手感好的要求,我们在方向盘表面部分增加了桃木饰纹、钛银色或真皮包皮等供选择。
2.7 A、B、C、D柱
A、B、C、D柱采用PP塑料注塑成型,成型方便,尺寸稳定;根据内饰整体颜色需要,用软触漆涂装。
2.8 色彩
色彩是物体给人的第一印象,我们的汽车内饰色彩设计在遵守色彩设计学中的配色平衡原理下,突出个性,将整个内饰颜色整合成体现活泼、开朗个性的米黄色系和体现简朴、自然的灰色系为主体色系。同时对部分件增加焦点色,在米黄色系中,将仪表面罩、中部面罩、排档杆球头、烟灰盒等件进行桃木纹处理;在灰色系中,将仪表面罩、中部面罩、排档杆球头、烟灰盒等件进行钛银色处理。
通过上述色彩的搭配可以营造汽车内饰丰富的层次感、和谐统一的空间氛围。
3 结束语
内饰材料和设计是一门大综合的学问,涉及光学、美学、力学、人体工程学、材料科学等。汽车内饰材料必须满足阻燃性等相关法律法规和标准的要求。随着世界能源的紧缺,安全、环保的要求,汽车内饰材料日趋向轻量化、环保、可回收利用等综合性能方向发展;现代汽车内饰设计首先强调整体感,即整个内部环境形成一个完整协调的设计主调,在每个局部保证各自独立功能的前题下,各部分要形成和谐统一。同时内饰设计也应与外饰设计相互呼应,使整车浑然一体。汽车内饰产品是体现生活质量和品味的主要载体和象征。因此,汽车内饰是否成功已逐渐成为衡量一辆汽车成功与否的关键因素。
参考文献
[1]周达飞,吴张永,王婷兰.汽车用塑料—塑料在汽车中的应用[M].北京:化学工业出版社,2005年.
汽车音响系统设计 篇9
一、汽车音响系统对音响产品的要求具有独特性
(一) 汽车蓄电池瞬间低电压的影响
当汽车处于停止状态时, 汽车蓄电池的电压会发生陡然而迅速的下降。如下图所示, 在汽车正常行驶的过程中, 发动机能够保持正常的的状态, 并连续不断地给汽车蓄电池充电, 电压和汽车音响也保持在14.4V左右的正常状态。而到了T1时刻, 发动机停止运行, 这时候的汽车蓄电池无法继续接受来自发动机提供的电力, 并迅速释放电力, 电压也发生陡然的下降;T2发动机又开始继续运行的时候, 电池表现出短暂的短路现象, 此刻蓄电池的电压最坏会降到6V;T3以后, 发动机正常运转, 蓄电池内的电压稳步上升。
一般而言, 由于外围电路的电容急速释放电力, 电路无法继续开展正常的工作。因此, 当汽车处于停止或正好启动的节点时, 汽车音响设备的音频功率放大器会停止声音的继续输出。但当今社会科学技术的发展突飞猛进, 人们对汽车音响的高追求已经不能再受音频功率放大器电路结构的影响。现在一些高端汽车在启动或者停止的瞬间, 汽车音响仍然会处于正常播放的状态。
(二) 信号干扰与音响质量之间的关系
当高大的建筑群或山脉阻挡了无线电波时, 信号会经过折射沿着不同的方向达到汽车的收音天线。而不同方向的信号之间相互阻挠, 导致汽车的收音天线接收的信号非常紊乱, 甚至信号点的重叠直接导致一个频率点的信号完全消失。这种现象叫做频率选择性衰落, 或者也可称为多径干扰。
因此, 在设计系统的时候, 增加一个分集功能是极其有必要的。这样即便遭到信号干扰, 最起码会有一个天线还能正常接收到信号。一般采取的是多调谐器设计方法。利用至少两条单独的调谐器——天线路径来接收一样的频道, 并利用最大比合并分集的手段, 将单独的信号合并为一个整体, 进而大大提升信号的质量。
(三) 即插即用USB/SD的兼容性
目前大多数的汽车内都普遍设立了USB插槽, 但由于USB插槽兼容性能一般, 下载的音乐才播放时常常出现各种各样的问题, 因此汽车使用者一般很少选择使用即插即用的USB插槽。因此, 汽车音响系统的设计者在后期的研发制造过程中应当将USB插槽的兼容性问题考虑进去, 突破兼容限制。
二、汽车音响系统的构造
一台汽车的电气系统由两部分组成, 分别是用电设备和供电系统。其中, 供电系统的特点是低压和直流, 又包括开关、发电机、蓄电池等。用电设备指的是空调、音响、车灯等消耗电源的设备。发电机和蓄电池是两个主要的供电设备。
发电机的工作原理是汽车发动机运行导致发电机工作。因此汽车在正常行驶的过程中, 最重要的供电者就是发电机。一切电气设备以及蓄电池的电源都将由发电机提供。当发动机处于不稳定的环境中时, 那么发电机就不能正常发电, 此时用电设备的运行就只能依靠蓄电池。
当发电机能够正常供电时, 电源系统中的脉冲电流比较高, 用电设备或者开启、或者关闭, 这导致各个负载中的脉冲电流也出现高高低低的变化。因此, 汽车制造商对汽车供电设备的期望是无论在什么环境、什么状态下, 供电设备都必须用电设备提供稳定、持续、正常的电源。
三、汽车音响系统的结构
如下图所示, 显示设备、操作设备、音源设备、扬声器、音频处理设备等共同组成了汽车的音响系统。
与家庭音响相比, 受环境的影响, 汽车音响对设计研发有着更高的要求。汽车行驶的环境不是固定不变的, 气候温度会出现高低不同的差异, 行驶地面也有高低不平之分。因此, 在设计电路印刷版时难度也较大。一般情况下, 汽车音响要适应的环境在-30℃到90℃之间, 温度跨越非常大。所以选取的电路元件必须具备良好的散热板, 能够满足高难度的散热要求。
行驶地面环境对汽车音响设备的抗震性提出了要求, 汽车音响系统的兼容性和设备的抗震性将成为今后汽车设计师们的关注点。
四、汽车音响系统的设计原理与方法
如何以最短的时间周期开发出高质量、高效率的汽车音响系统直接决定着制造商在风起云涌的汽车竞争市场上是否能打响漂亮的一战。在开发汽车音响系统的时候, 必须要注重硬件系统的多元化和人机界面的一体化, 并在此基础上提高造型设计的美观性。具体而言, 有以下几个问题需要格外重视。
(一) 电源系统有效地滤波和去藕
音响性能降低的一个非常重要的原因是电源噪声。因此为保证电源质量, 应当采用稳压IC为音响系统供电, 采用非晶扼流圈与大容量电解电容和小容量独石陶瓷电容组成的LC无源低通滤波器给汽车音响电源滤波, 它能够将汽车供电系统中的瞬态干扰信号大幅度衰减或完全滤除, 并能阻止汽车用电设备内部电路设计中产生的干扰噪声通过电源线反窜入汽车供电系统中, 污染其他的用电设备的电源供电环境。
(二) 接口和接插件的慎重选择
应采用质量卓越、损耗小的屏蔽线, 注意接口部分的接插件具备一定的防水、抗震、防尘的性能, 保证汽车对不同环境的适应能力。
(三) 重视控制软件程序抗干扰
研发汽车音响系统不是一个一蹴而就的事情, 而是一个复杂、困难的程序。嵌入式的模块化设计是汽车音响系统软件控制程序设计中常用的手段。但在不稳定的环境下, 加上不正常的操作极其有可能导控制软件程序受到干扰而失去控制。所以, 软件控制测试与情境模拟测试就显得格外重要。在开发出各种控制软件程序后, 必须将可能发生的情况全部模拟一遍, 确认没有问题后才能进入后期运行。
(四) 建立完善的音响测试标准
一个企业必须建立自己的一整套测试试验标准, 并不断吸收先进的标准条款要求, 以此作为衡量设计开发的基准, 促使设计开发核心技术的不断提高。
五、结束语
随着人类对环境保护的日益重视, 汽车产业发展更加注重低碳、节能、环保, 低碳经济催生技术提升。相关的零部件产业要及时捕捉发展动向, 主动应用先进技术。在汽车音响领域, 车载数字功放将会带来引领潮流的产品与应用。也为汽车构成的所有零部件行业提出了较高的配套要求, 材料更新、技术升级、较低消耗、轻量化等已经成为零部件企业迫在眉睫的任务
摘要：随着科学技术的进步和人们生活水平的提高, 汽车已经成为人们衣食住行生活中不可或缺的一份子。汽车音响系统也逐渐成为消费者购买汽车时看重的一大指标。本文结合多年的汽车音响系统设计开发经验, 回顾了汽车音响的发展历程, 着重阐述了在开发设计汽车音响系统时应当注意的事项, 希望能够对今后汽车音响系统的开发起到有益的参考。
关键词：汽车音响,设计开发,发展历程,音响系统,注意事项
参考文献
[1]冯吉瑜.低碳经济将加速零部件行业革新和转型[J].汽车零部件, 2010 (3) .
[2]魏富选.车载音响系统收音方案的技术发展[J].汽车零部件, 2010 (3) .
[3]冯雷, 郭红梅, 徐兴.基于TI音频IC研制高保真数字功放[J].国外电子元器件, 2010 (3) .
[4]冯奇.汽车音响直流电源滤波器的设计[J].电子工程专辑, 2009 (10) .
[5]余永权.计算机接口与通信[M].华南理工大学出版社, 2005 (1) .
[6]王兴亮.现代音响与调音技术[M].西安电子科技大学出版社, 2007
[7]王克义.微机原理——结构、编程与接口[J].清华大学出版社, 2009 (03) .
汽车轻量化设计研究 篇10
在世界经济领域与人们现实生活中企业的地位毋庸置疑, 其发展的重要方向是舒适、安全、低成本、节能和智能化等, 随着不断提高的社会文明程度以及日益紧张的不可再生资源, 最大程度降低材料用量以及控制尾气污染, 这些都是汽车行业需要面对的挑战。相关资料表示, 每次减少10%的汽车质量, 可以节省6-8%的油耗。世界主要汽车生产国都在严格执行排放标准。我国北京也把汽车尾气排放强制执行欧洲三级标准。
控制节省车体质量, 也就是轻量化设计这一主要问题, 不仅可以减少材料消耗, 还可以降低排放尾气量, 这已经成为全球汽车行业的共识, 已经得到了巨大的成绩。同时加入WTO以后, 对轻量化设计的大量应用, 提高了我国汽车综合水平, 成功接轨于世界标准, 对于提升我国汽车行业国际竞争起到重要作用。
2 汽车灯具轻量化设计应用
2.1 替代材料
20世纪80年代, 由于能源危机造成的影响, 日本提出了汽车轻量化设计, 设计出对能耗与原材料有效节省的新车型。汽车灯具选择注塑材料制作, 提出了与灯具大型注塑件相适合的制造技术, 有效节省了手工操作所需的成本, 进一步提升了企业灯具轻量化设计水平。车灯具体能够划分为前照灯、后车灯、转向灯、雾灯等。PC由于具有较强的抗冲击能力要相当于250倍的无机玻璃, 相当于30倍的聚甲基丙烯酸甲酯板材, 最早代替剥离在前灯外罩中应用, 由于利用PC制作外罩, 造成灯体利用改性聚丙烯, 灯罩与灯体一般利用粘胶粘接式进行装配。此外, 车灯造型中装饰功能是主要部分, PC拥有极好的光学与着色性能, 可以制作车内装饰条对车灯进行点缀和装饰。一般利用透明有色的PC制作装饰条, 可以选择辅助喷底漆突出其颜色, 也可以同构镀铝方式对金属色积极改变和装饰;装饰圈通常利用镀铝方式改变金属色在照明灯外实施包嵌;灯具中反射镜是主要的零部件, 从前都是利用压铸件镀铝进行制作, 目前全部应用PC注塑镀铝, 降低了质量, 也对工艺进行了简化。灯具中一般是没有办法改变灯泡的发光颜色的, 而指示灯全部是发出颜色的灯光, 因此, 利用内配光镜的颜色对整灯光颜色进行调整, 通常有色透明PC的颜色包括红、黄、绿和蓝。
(1) 透明有色聚碳酸酯
由于光源颜色调整与装饰的要求, 采取聚碳酸酯可以着色的优点, 生产材料厂家按照用户的需求可以直接在生产中添加颜色以及一些添加剂等, 制作透明有色的PC料。在这些透明有色的PC料中, 最重要的是色母料的耐热性。
(2) 聚碳酸酯表面处理
PC塑件的表面较为坚脆, 尤其是透明件, 当其沾上大量灰尘, 即便是通过静电布搽拭, 轻易就划伤配光镜表明, 进一步对整个灯具的外观造成影响。通常PC作为灯具外的表面零件时, 要处理产品表面之后使用。当前具体是利用表面有机硅耐磨涂层的方法进行处理。从前灯具中的反射镜或者饰圈等零件都是采用金属件实施电镀或者镀铝, 金属件质量较重, 加工较为复杂, 成本很高。目前代替使用PC注塑件, 工艺成型便捷, 可以加工出较为复杂的形状, 通过镀铝工艺得到的拥有金属光亮的表面, 质量较轻。在工程塑料中, PC基材表面和铝层之间形成了很好的附着力。PC镀铝的主要工艺是在真空中蒸发金属纯铝, 使其在被涂覆的物体上沉积, 也可以称为真空镀铝。汽车灯具镀铝的零件基本包括灯体、反射饰圈, 在灯具中安装发挥了反射和折射功能。
2.2 工艺手段结合结构优化
在设计密封结构时应用工艺手段结合结构优化, 要对配光镜和灯壳的密封粘结方式进行确定。当前汽车配光镜和灯壳之间主要采取热熔胶粘接、冷硅胶粘接、PU胶粘接、热板焊接、摩擦焊接等方式进行。例如前组合灯和后组合灯。当前前组合灯采取的粘接方法具体包括热熔胶粘接、冷硅胶粘接、PU胶粘接。由于前组合灯一般使用的材料为配光镜PC和灯壳PP, 这两种材料不能实施热板焊接、摩擦焊接, 所以不适合通过这两种方式进行玻璃焊接。对于小面积产品适合利用超声波焊接, 例如侧转向灯等。
2.3 灯具零部件之间等寿命设计
在传统的设计过程中, 考虑灯具系统和各零部件之间的等寿命设计并不充分。按照相关的要求, 不同灯具零件出现了不一样的安全系数。通常在整车寿命的前提下, 各个灯具零件之间形成了较大寿命差异。损坏了一个零件, 另一个零件却完好无损, 进一步形成浪费。可以联系可靠性与耐久性试验得到的数据, 对灯具部件的疲劳强度有效考核, 实行寿命设计。在整车寿命要求下, 对安全系数积极调整。除了易损件之外, 其他零部件的寿命也近似于相同的数值, 防止了一些灯具零部件不必要的长寿命, 进一步降低了耗材, 减轻了重量。此外, 在目前汽车电子电气所占比例逐渐加重的情况下, 可以利用功能优化, 通过各种方式完成相同的功能, 进而达到以电子化替代机械功能的目的, 最终可以有效减少机械零件, 减轻重量。
3 汽车轻量化技术的应用前景
轻量化技术的发展始终联系材料的应用而开展, 各国为此利用了很多方法:美国PNGV计划决定选择包括高强度钢铝合金、镁合金以及复合塑料材料进一步完成汽车轻量化设计, 同时重点突出了扩大轻质材料的重要意义;国际钢铁协会考虑了很多因素, 吸收了很过国家的著名钢铁企业与汽车行业参加, 经历四年的时间, 完成了减轻目标轿车白车自身重量20%;在ULSAB-AVC计划实施中, 扩展轻量化目标到超轻刚悬架系统、发动机支架等构件, 有效改善白车燃油效率, 容易回收材料, 有效降低成本并且实现大批量生产。在安全、节能和环保等法规的影响下, 以及在性能与成本等因素的限制下, 预期汽车轻量化材料技术在未来的发展方向为:
(1) 碳纤维、钛合金以及金属基符合材料有可能被作为新型轻量化材料。
(2) 在轻量化材料技术的影响下, 设计思路将会出现重要的突破。
(3) 制造零部件技术依然是未来研究的关键。
4 结束语
当今汽车工业最为关键的研究方向是汽车轻量化的发展。尽可能降低汽车自重以及减少油耗, 一般是通过对轻质材料的积极革新, 研究快捷的先进制造工艺积极实现的。我国应当掌握内高压成型技术、半固态据合金成型技术和超高强度钢成型技术等先进的轻量化材料和成型技术, 以及努力节省轻量化工艺成本, 推动我国汽车轻量化技术发展。
摘要：企业产业发展的主要方向就是汽车轻量化, 也是一个汽车厂商是否拥有先进技术的主要标志。我国汽车制造业很早已经把轻量化作为发展课题, 如今面对逐渐提高的环保要求以及不断上涨的原材料价格, 积极发展汽车灯具轻量化已经显得至关重要。文章主要分析了汽车轻量化设计的现状和意义, 汽车灯具轻量化设计应用, 汽车轻量化技术的应用前景。
关键词：汽车轻量化,设计,发展
参考文献
[1]冯美斌.汽车轻量化技术中新材料的发展及应用[J].汽车工程, 2014 (3) .
