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采訪吳雨練和王宇之前,我還單純地認(rèn)為,汽車設(shè)計就是,從設(shè)計圖上就可以直接變出一款車。通過實際跟這兩位清華學(xué)子的溝通學(xué)習(xí),才知道汽車設(shè)計僅步驟而言,就是個復(fù)雜的過程。
吳雨練就讀清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計研究生之前,已經(jīng)在汽車企業(yè)的設(shè)計部歷練過,參與過上海汽車商用車的設(shè)計,也獲得過全國汽車設(shè)計比賽的認(rèn)可,但是吳雨練對自己要求更高,所以在2011年考取了清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院的研究生,開始更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計。之所以這里用了工業(yè)設(shè)計而不是汽車設(shè)計,因為吳雨練告訴我:汽車設(shè)計只是工業(yè)設(shè)計的一部分,兩者息息相關(guān)。
汽車設(shè)計,最先是調(diào)研和構(gòu)思,要確定好主題,要為什么樣的消費群體設(shè)計一款什么樣的車;然后進(jìn)入草圖階段,把車的大致輪廓勾畫出來,設(shè)計者的設(shè)計理念在這里表達(dá)出來;然后要用電腦軟件進(jìn)行渲染,制作數(shù)字模型,根據(jù)更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)再修改草圖;接下來是建模、內(nèi)飾設(shè)計;再接下來進(jìn)入油泥模型的制作,一般是1:5模型,這部分一般由設(shè)計師親自出馬,可以對自己作品有更好的控制。吳雨練說,在學(xué)校,這些步驟后設(shè)計算基本完成,但是在真正的操作中,接下來還有很多的流程,市場調(diào)研、成本核算等等,然后樣車還要經(jīng)過風(fēng)洞、碰撞、路面測試等各種過程,才會有可能成為市場中銷售的車型。
吳雨練在幫我普及汽車設(shè)計知識的同時,帶我在清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院的汽車教室參觀,這里儼然就是一個設(shè)計工作室,墻面上貼著各屆學(xué)生的設(shè)計作品,學(xué)生的書桌更像我們平時的工作臺,老師的辦公室也在不遠(yuǎn)處,有什么問題隨時問。幾個學(xué)生正在一起討論著什么,吳雨練告訴我說,他們的設(shè)計作品獲了獎,正討論用獎金趁暑假假期去歐洲學(xué)習(xí)呢。王宇就是本科生的一員,這么說又不太準(zhǔn)確,因為他已經(jīng)保送了清華的研究生。就這件高興的事,王宇也是小糾結(jié)了一番,因為他同時也被泛亞汽車設(shè)計中心錄取,權(quán)衡左右,王宇決定繼續(xù)學(xué)習(xí)深造。
采訪的時候,吳雨練和王宇的作品都入圍了“創(chuàng)‘繪’未來起亞汽車設(shè)計大賽”,因為大賽要求設(shè)計作品加入中國元素,王宇從“荷花”找到靈感,“因為是為2020年設(shè)計的車型,所以用了很多大膽的假設(shè)。車身可以伸縮,因為停車位越來越緊張。還可以使用新能源,太陽能鋰空氣電池。同時,車主可以根據(jù)自己的需求改變汽車的色彩,軟質(zhì)感的材質(zhì)價格低廉又便于更換”。這款為了個性新生代設(shè)計的汽車,有自己獨特的想法,王宇還解釋說:“汽車設(shè)計的作品,可以天馬行空,但是也要考慮到技術(shù)的實施性,比如我想到了可伸縮的車身,就是因為現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)有這樣的材質(zhì)。現(xiàn)在很多廠家都在研究新能源的車型,也是因為很多技術(shù)已經(jīng)到了可以實際使用的階段。”對于這個說法,在車企已經(jīng)有實戰(zhàn)經(jīng)驗的吳雨練更是頗有感觸,“我們設(shè)計的車,可能要5年10年以后才能面向市場,就要提前設(shè)想那時候消費者需要一個什么樣的車。不僅如此,和汽車相關(guān)的一些技術(shù),汽車材質(zhì)等各個方面的發(fā)展,都影響汽車的設(shè)計。”
正因為此,學(xué)習(xí)汽車設(shè)計的同時,他們也在吸取各方面的知識,從車身結(jié)構(gòu)、制造工藝要求、空氣動力學(xué)、到人機工程學(xué)等等。泡圖書館,學(xué)校里有專給他們使用的信息平臺,新技術(shù)、新科技實時掌握。當(dāng)然和很多男孩子一樣,吳雨練和王宇也愛運動。“如果參加比賽,或者有什么課題要做,時間就很緊張,也經(jīng)常會熬夜。不過還是會抓緊時間參與各種活動,看看電影、話劇”,吳雨練晚上就約好了同學(xué)一起看話劇。“在清華學(xué)習(xí)汽車設(shè)計,機會很多,比如有和奔馳等品牌合作的設(shè)計項目。繼續(xù)讀研究生,也是希望能有出國交換學(xué)習(xí)的機會。”王宇從小就喜歡汽車,雖然并不是從小立志做汽車設(shè)計師,但是從小學(xué)畫畫,對汽車設(shè)計充滿向往。所以現(xiàn)在學(xué)習(xí)起來也是充滿樂趣。
隨著科技不斷發(fā)展,汽車設(shè)計逐漸引入虛擬設(shè)計。在電子虛擬裝配設(shè)計下,建立仿真模型,能夠直觀的規(guī)劃出汽車的實際裝配流程,對汽車實際運行中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行干涉檢測。基于CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的運用,能夠比較有效的對汽車的運動狀態(tài)進(jìn)行仿真,幫助汽車設(shè)備進(jìn)行定位。為此,本文對CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的運用進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞:
CATIA運動仿真;汽車設(shè)計中;運用
科技信息技術(shù)的發(fā)展為汽車設(shè)計領(lǐng)域帶來了福音,現(xiàn)代社會汽車設(shè)計與生產(chǎn)需要將虛擬技術(shù)應(yīng)用到汽車制造與汽車設(shè)計中來。CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的運用,能夠有效的縮短汽車零部件的開發(fā)時間,能夠?qū)ζ嚿a(chǎn)進(jìn)行動態(tài)的零部件檢測。在本文中以CATIA軟件為例,對如何使用三維軟件,進(jìn)行汽車設(shè)計仿真、汽車運動控制等進(jìn)行研究。
一、運動仿真與建模
1、運動仿真概述
運動仿真是針對運動機構(gòu)建立其運動的數(shù)據(jù)空間模型,根據(jù)機構(gòu)自身的運動規(guī)律,對機構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)狀態(tài)讀取與分析。在運動機構(gòu)內(nèi)部存在著很多功能較大的零部件,運動仿真能夠分析零部件的運動速度、加速度、作用力、反作用力、力矩等參數(shù),這些參數(shù)能夠應(yīng)用于實際機構(gòu)故障檢修與維護(hù)上。針對于汽車設(shè)計,運動仿真可以根據(jù)參數(shù)進(jìn)行零件材料的調(diào)整。運用CATIA軟件來實現(xiàn)汽車虛擬裝配的設(shè)計,并對其運動進(jìn)行仿真,使得汽車設(shè)計到配件生產(chǎn)的整個環(huán)節(jié)實現(xiàn)可視化。同時該種建模設(shè)計還能夠?qū)υO(shè)計結(jié)果進(jìn)行動、靜態(tài)的干涉檢測,提升設(shè)備可靠性。CATIA運動仿真對汽車系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,減少實際設(shè)計中的失誤[1]。
2、運動仿真建模
汽車運動仿真模型的建立,需要在汽車裝配模型建立之后進(jìn)行。針對一個汽車系統(tǒng)來說有很多設(shè)計需要進(jìn)行仿真,本文中僅對汽車總布置設(shè)計工作中的運動進(jìn)行建模分析。在仿真建模的目的,主要是對汽車前輪的跳動、方向盤角度輸入、以及傳動軸的校驗。第一,對汽車機構(gòu)運行時的西部動作進(jìn)行分析,掌握汽車的運動方式和約束條件。第二,前輪跳動。汽車設(shè)計的前輪跳動,需要通過上下擺臂之間的球銷連接,來帶動轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)前輪跳動。第三,前輪轉(zhuǎn)動。前輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn),主要是依靠方向盤的角度轉(zhuǎn)動,通過拉桿將力傳動給方向機,方向機轉(zhuǎn)動引起車輪轉(zhuǎn)動。第四,前驅(qū)動軸運動。汽車的前驅(qū)動軸運動在前輪運動帶動下實現(xiàn),在花鍵軸套內(nèi)進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的運動,第五,后傳動軸運動。汽車的后傳動軸發(fā)生運動,需要在后橋彈性元件的作用下來實現(xiàn),對于后傳動軸運動的仿真,可以根據(jù)其運動的軌跡來分析其運動規(guī)律。在實際汽車設(shè)計仿真環(huán)節(jié)中,可以根據(jù)實際情況建立不同的運動副。針對一個仿真模型需要具有多個運動副,才能夠?qū)崿F(xiàn)真實精確的仿真[2]。
二、CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的應(yīng)用
1、汽車部件包絡(luò)體生成
CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的應(yīng)用,最為突出的特點就能夠進(jìn)行汽車機構(gòu)部件運動的包絡(luò)體確定。當(dāng)是汽車運動設(shè)計的模型建立之后,在CATIA軟件中的DUM模型中,能夠容易獲得汽車部件運動的包絡(luò)體,該包絡(luò)體實際上就是汽車部件所能夠運動的最大的范圍。當(dāng)該最大范圍生成之后,模型軟件中能夠分析汽車的前輪、前驅(qū)動軸、轉(zhuǎn)向拉桿等的運動是否符合實際需求[3]。
2、數(shù)據(jù)模型檢驗
為了檢測汽車前輪運動是否符合實際需求,需要在前輪建模環(huán)節(jié)中,根據(jù)實際需求向模型輸入不同層別的方向盤轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)角不同,所產(chǎn)生的左右輪轉(zhuǎn)角度數(shù)則有著比較大的差別。對所測量出來的前輪數(shù)據(jù),對左右輪的轉(zhuǎn)角的進(jìn)行檢驗。根據(jù)以下公式進(jìn)行分析:LH01cotcot,0其中為汽車轉(zhuǎn)向輪外輪在實際測量中輸入的轉(zhuǎn)角;1為汽車轉(zhuǎn)向輪內(nèi)輪在實際測量中輸入的轉(zhuǎn)角;H為汽車兩個主銷軸與地面交點之間的距離;L為汽車的實際軸距。在以上數(shù)據(jù)檢驗環(huán)節(jié)中,如果所得到的結(jié)果差異比較大,需要重新進(jìn)行運動仿真,指導(dǎo)所測量的數(shù)據(jù)結(jié)果符合實際需求。
3、干涉檢查
當(dāng)汽車設(shè)計仿真模型建立之后,需要進(jìn)行設(shè)計的干涉檢查,汽車的干涉檢查主要分為動態(tài)檢查和靜態(tài)檢查。其中動態(tài)檢車比較關(guān)鍵,當(dāng)汽車設(shè)計仿真進(jìn)入到CATIA的轉(zhuǎn)配環(huán)境中時,需要系統(tǒng)建立汽車齒輪齒條之間的約束,同時需要將設(shè)計系統(tǒng)中的各個結(jié)構(gòu)之間的相互位置關(guān)系進(jìn)行確定。這樣能夠便于汽車空間布置與校驗[4]。
4、車輪定位分析
汽車的車輪定位在檢驗汽車穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要的作用,當(dāng)汽車在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時,其前輪作為轉(zhuǎn)向輪,需要產(chǎn)生一定的回正力矩,因此其定位參數(shù)需要提前設(shè)置,能夠有效的保障汽車行車穩(wěn)定性。對汽車前輪定位參數(shù)的設(shè)置,其實際標(biāo)準(zhǔn)有兩個,第一,靜平衡狀態(tài)下的車輪中心定位,車輪中心與車身的相對位置在靜止時測量,其數(shù)據(jù)是否滿足數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。第二,當(dāng)車輪中心在仿真系統(tǒng)所設(shè)定的極限區(qū)域內(nèi),其車身進(jìn)行上下跳動時,前輪定位參數(shù)產(chǎn)生一定的規(guī)律。正確的仿真模式能夠針對這些變化參數(shù),發(fā)現(xiàn)汽車機構(gòu)中存在的問題,并對汽車進(jìn)行檢驗與檢修。在對于汽車車輪定位環(huán)節(jié)中,能夠在仿真中分析出汽車前輪前束值隨著汽車前輪向上跳動而出現(xiàn)減少。
結(jié)論:
綜上所述,本文對運動仿真的概念進(jìn)行介紹,分析其運動仿真的建模,并且研究CATIA運動仿真在汽車設(shè)計中的實際應(yīng)用。針對于汽車設(shè)計,運動仿真可以根據(jù)參數(shù)進(jìn)行零件材料的調(diào)整。運用CATIA軟件來實現(xiàn)汽車虛擬裝配的設(shè)計,并對其運動進(jìn)行仿真,使得汽車設(shè)計到配件生產(chǎn)的整個環(huán)節(jié)實現(xiàn)可視化。
作者:陳炳橋 單位:哈爾濱廣廈學(xué)院
參考文獻(xiàn)
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[2]孔薇,晏雙鶴,楊維新.CATIA虛擬裝配及運動仿真在汽車加速踏板控制器設(shè)計中的應(yīng)用[J].汽車與配件,2008,27:36-37.
關(guān)鍵詞 汽車液壓;減震器;設(shè)計
中圖分類號:U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)13-0018-01
1 減震器的介紹
減震器是汽車懸掛系統(tǒng)中的重要組成部分,減震器用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩和吸收路面沖擊的能量,以改善汽車行駛的平順性。按產(chǎn)生阻尼的材料減震器可以分為液壓式和充氣式減震器,這兩種都是定阻尼減震器,還有一種應(yīng)用于高檔汽車的可調(diào)阻尼減震器。目前國內(nèi)外汽車普遍使用的是液壓減震器,液壓減震器可分為單筒液壓減震器和雙筒液壓減震器,雙筒液壓減震器在壓縮和伸張狀態(tài)都有設(shè)定好的阻尼力,穩(wěn)定性能較好,所以應(yīng)用廣泛。
2 雙筒液壓減震器工作原理
當(dāng)汽車行駛過程中遇到顛簸時,車身與車輪之間會產(chǎn)生相對移動。在車身遠(yuǎn)離車輪時,活塞向下移動,導(dǎo)致下腔的油液由于壓力升高經(jīng)過流通閥而流入上腔。由于活塞桿的存在,上腔容積的增加小于下腔容積的減小,使得部分油液推開壓縮閥進(jìn)入儲油缸筒。反之,當(dāng)車身原理車輪是,下腔會產(chǎn)生真空,儲油缸的油液推開補償閥進(jìn)入下腔。這些閥的節(jié)流作用對懸架啟動會的阻尼作用。
3.2 相對阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)的確定
3.3 最大卸載力的計算
3.5 連桿長度的計算
3.6 活塞及閥系尺寸的計算
4 材料選擇
缸體采用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,外表面涂漆,內(nèi)表面精度等級為5級;活塞以及活塞桿的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理,表面高頻淬火;缸蓋采用45號鋼;表面陽極氧化處理浮動活塞采用45 號鋼。
5 液壓油的選擇
液壓油具有雙重作用,一是左右傳遞能量的介質(zhì),二是作為劑運動零件的工作表面。在選擇液壓油時應(yīng)滿足以下幾點要求:合適的粘度、粘溫特性好,良好的性,化學(xué)穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性等。根據(jù)該減震器的設(shè)計要求選擇L-HFC型號的液壓油。
6 密封圈的選擇
密封裝置是用來防止液壓系統(tǒng)油液的內(nèi)外泄露以及外界灰塵的侵入,保證系統(tǒng)建立的所需的工作壓力。密封裝置的種類很多,按密封部位的運動情況可分為動密封和靜密封兩大類。常用的密封裝置有:間隙密封、O形密封圈、唇形密封圈以及組合密封裝置。在該減震器中選用O形密封圈。O形密封圈一般用耐油橡膠制成,截面為圓形。O形密封圈隨著壓力的增加能自動地提高密封性能,且在磨損后具有自動補償能力。此外,O形密封圈結(jié)構(gòu)簡單、密封性好,成本低、高低壓均可使用。
本文設(shè)計了捷達(dá)車款的減震器,經(jīng)檢測滿足設(shè)計要去,值得推廣。
參考文獻(xiàn)
[1]王望予.汽車設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社,2006.
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[3]周松鶴,徐烈恒.工程力學(xué)[M].機械工業(yè)出版社,2003.
喬說:“過去我們通過人眼觀看二維草圖,再通過耗時的傳統(tǒng)方式將其直接轉(zhuǎn)化為手工打造的鋁合金車身,這些一次性的車身隨后被掃描到計算機上,修改曲面用于加工,這種方式不能對汽車曲面快速生成實時渲染的圖形,因而需要團(tuán)隊擁有高超的手工技能,很耗費時間,在制造過程中進(jìn)行完善的空間也很有限。”
這其實是整個汽車業(yè)共同的難題。邁克(Mike Russell)是全球二維和三維設(shè)計、工程及娛樂軟件開發(fā)商歐特克(Autodesk)的解決方案工程師,他提到,汽車業(yè)早期的設(shè)計流程是,先用手繪制一幅汽車草圖,然后制作一個四分之一或二分之一大小的油泥模型,這時可以初步判斷汽車的外觀,再制作一比一的油泥模型,基本合適后,再測量整體數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。這本身就是一個大量占據(jù)時間和資金的過程。
隨著技術(shù)的發(fā)展,軟件開始介入到汽車設(shè)計師的工作中,比如利用二維設(shè)計軟件進(jìn)行繪圖,但在三維可視化軟件被廣泛應(yīng)用前,汽車業(yè)始終無法擺脫物理樣車設(shè)計的“頑疾”:由于物理樣車成本高昂,而且模型修改復(fù)雜度和難度很高,設(shè)計師很難獲得多個樣本并實時調(diào)整。同時,并非每款設(shè)計都會上市量產(chǎn),這也會造成巨大的浪費。邁克說:“在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程里,一開始可能提出100款設(shè)計,然后壓縮到10款,最終壓縮到4款實體樣品。”
傳統(tǒng)汽車設(shè)計流程還牽涉到工廠和工廠之間的協(xié)作難題。一款汽車并非所有的部件都由汽車廠家設(shè)計,比如燈具通常會委托燈具廠設(shè)計生產(chǎn),汽車廠商會給車上留出“洞”,限定好尺寸,同時燈的造型還要符合整個車的造型,燈具廠即便設(shè)計出五到六款車燈也可能達(dá)不到汽車廠家的要求,拖長了整個項目周期和成本。
三維可視化軟件為汽車廠家改造設(shè)計流程提供了可能。以工業(yè)造型設(shè)計軟件Autodesk Alias Studiotools為例,它提供從早期的草圖繪制、造型,一直到制作可供加工采用的最終模型各個階段的設(shè)計。關(guān)鍵在于,軟件能夠為工程師提供一個可操控的三維空間以及照片級的渲染效果,而且隨著技術(shù)的發(fā)展,操控和渲染的自由度不斷提升。由此,一款汽車產(chǎn)品對外形、成本、結(jié)構(gòu)的設(shè)計和修改就可以完全放在數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行,草圖-模型-修改的設(shè)計流程被顛覆:理論上,草圖階段完全可以設(shè)計出1000款產(chǎn)品,然后不斷在數(shù)字化環(huán)境中預(yù)覽、調(diào)整和優(yōu)化,壓縮數(shù)量,最終只生產(chǎn)出一款樣機,同時,包括燈具這樣的零部件設(shè)計也可以實現(xiàn)早期協(xié)同,使之更匹配整車的設(shè)計感。
設(shè)計流程的重塑對那些龐大的汽車企業(yè)至關(guān)重要。但對每年生產(chǎn)1000輛汽車,以手工定制為核心價值的摩根汽車意義到底有多大?喬說:“在我來到摩根后,我極力推廣三維可視化軟件在公司的應(yīng)用。這使我們縮短了開發(fā)時間,可以快速生成多個概念,并且在昂貴的物理模型生成之前可視化——部門總監(jiān)能直接根據(jù)實時渲染效果圖簽字批準(zhǔn)設(shè)計,我們也可以在軟件中生成栩栩如生的新車圖像。”
事實上,利用三維軟件實現(xiàn)汽車內(nèi)部和外部的可視化并不是一個特別新鮮的話題,但隨著軟件本身的發(fā)展,以及其他技術(shù)的涌現(xiàn),比如云計算,軟件與汽車設(shè)計結(jié)合得愈來愈緊密。
歐特克公司提供了一組數(shù)據(jù):在“云”中做單一的設(shè)計渲染比在實體設(shè)備上快3到5倍,建筑師甚至可以借助云技術(shù)把制作設(shè)計渲染的時間從90分鐘縮短為12分鐘;美國工業(yè)機械制造商Balzer Pacific利用云技術(shù),把4項設(shè)計的分析時間從4天縮短到90分鐘。簡單地說,云計算讓軟件計算效率成倍提高。
效率成倍提高讓軟件和汽車設(shè)計中的一項應(yīng)用具有了普及的可能性,這就是軟件仿真。廠商可以通過軟件仿真實現(xiàn)一些測試環(huán)境,比如數(shù)字化風(fēng)洞,對車型的加熱、空氣流通、散熱等方面進(jìn)行仿真測試,甚至對引擎能效本身的情況也可以進(jìn)行測試,從而優(yōu)化和調(diào)整。
關(guān)鍵詞:多功能,節(jié)能,一體化
1、汽車防曬罩的開發(fā)前景
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,轎車消費市場蓬勃興起,逐漸成為新的消費亮點。據(jù)了解,由于停車設(shè)施不足帶來的停車難問題,在我國大中城市日益嚴(yán)重,當(dāng)前,我國私人汽車擁有量已突破1000萬輛,而全國停車位缺口平均在60%以上。隨著我國私人汽車擁有量的迅速增長,汽車數(shù)量的增長與停車位短缺的矛盾日益突出。有數(shù)據(jù)表明,國內(nèi)城市每4.84輛機動車才有一個合法的停車位,有的城市平均每31輛車才配有一個停車位。國家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)運行局副局長林玉龍說,停車難不但成為制約城市發(fā)展的主要因素,而且阻礙了我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展,已經(jīng)成為當(dāng)前迫切需要解決的問題[2]。車位緊張、停車難的問題已經(jīng)演變?yōu)橐粋€社會話題,有人認(rèn)為汽車的使用將是制約今后汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。
在地價如金的當(dāng)今社會里,修建車庫的代價眾人知曉,其成本也是可想而知的。因此有很大一部分車輛只能露天停放,雨天經(jīng)受風(fēng)雨的浸淋,晴天則經(jīng)受艷陽的暴曬,這種浸淋和暴曬無疑會使車輛的外殼加速老化。論文大全。在全球溫室效應(yīng)加劇的今天,經(jīng)暴曬后的車廂內(nèi)溫度奇高,車廂內(nèi)各種儀器和設(shè)施不僅會縮短正常的使用壽命,而且也會影響駕駛員進(jìn)入車廂后啟動車輛行駛,進(jìn)入車廂猶如置身桑拿浴房。
如今很多車子都停靠在馬路兩邊或停靠在樹蔭下面,或停靠在一些臨時規(guī)劃的露天停車場。停靠在樹蔭下面可以保持車內(nèi)溫度不至于過高。但停在樹蔭下面要注意防備樟樹、松樹等。這些樹種會在高溫時滴下樹脂類物質(zhì),尤其夏季是樹木汁液分泌的旺盛季節(jié),如果滴落在車身上,那樣就比較難清除,而且這類油性物質(zhì)對車身的腐蝕性很強。假如能夠給汽車加上一個防曬罩,那樣就可以減少這些不必要的麻煩。
2、現(xiàn)階段解決汽車防曬方法的分析
給汽車貼上防爆膜,是目前解決汽車防曬問題最簡單最直接的辦法,也是一種較常用的辦法。它可以有效阻斷太陽熱量,進(jìn)而減輕空調(diào)負(fù)荷,提高燃油效率,緩解引擎負(fù)荷,防止車內(nèi)物品褪色老化,保護(hù)車主的皮膚免受有害紫外線的傷害,防眩光,以及在發(fā)生事故時有助于固定破損玻璃碎片等多種功能。
停車時給汽車安上遮光板,遮光板一面呈銀色,體積小,材質(zhì)輕,可折疊,用時打開像一道屏風(fēng),放在車內(nèi)的前部或后部,可保護(hù)儀表盤同時也可以使座椅不那么燙人。
從目前解決汽車防曬的方法來看,無論是哪一種方法都只能起到局部的防曬和隔熱功能,要想真正做到實質(zhì)性的防曬和隔熱,我們推出汽車防曬罩這類產(chǎn)品是比較理想的選擇。
3、現(xiàn)階段市場產(chǎn)品狀況分析
汽車防曬罩是汽車發(fā)展到一定階段,而出現(xiàn)的汽車附屬類產(chǎn)品,這類產(chǎn)品主要是用于汽車的防輻射、防熱以及防塵、防雨露霜雪,防意外刮傷等。汽車防曬罩的主要消費對象是私家車車主。
“U.S.A.STAR”電動式防盜汽車防曬罩的出現(xiàn)是美國為了解決80年代私人轎車的廣泛普及與相配套的車庫大量匱乏之間的矛盾而發(fā)明的。在西方,“U.S.A.STAR”電動式防盜汽車防曬罩被稱作是“可隨車攜帶的車庫”。其缺點是罩上汽車防曬罩后汽車的尾部仍然露在外面,一方面熱量會從尾部傳到整個車身,大大減弱了其防曬隔熱功能。
另外,目前市場上還有一些手動卷軸式只遮車體上半部分的汽車防曬罩,都有其共同的缺點。
4、汽車防曬罩的衍生設(shè)計——帳篷
在了解了目前市場上汽車防曬罩和戶外帳篷之后,我將汽車防曬罩和戶外帳篷設(shè)計融于一體。而提出汽車防曬罩與戶外帳篷一體化的概念。將此多功能產(chǎn)品采用雙層帳,目的是更好的結(jié)合帳篷的功能,同時也解決目前汽車防曬罩單層隔熱性不好的主要缺點。在層與層之間加上通氣軟管,軟管采用柔軟材料,如同人體氣管,其作用使整個汽車防曬罩的層與層之間產(chǎn)生相對的空間,更好的達(dá)到帳內(nèi)氣體的流通,致使車內(nèi)溫度大大降低,進(jìn)而降低汽車室內(nèi)溫度。
在設(shè)計中,我們不能忽視該產(chǎn)品作為汽車防曬罩使用時的防盜問題,所以我設(shè)計一個名為防盜吸盤的附件,防盜吸盤既做到自身的防盜,又可防止汽車防曬罩被盜。論文大全。
經(jīng)過設(shè)計預(yù)想,我總結(jié)了多功能汽車防曬罩的設(shè)計思路和大體方向,即簡潔、美觀、親和、時尚、前衛(wèi)的,同時也容易操作,容易折疊、展開和獨具個性化。
在設(shè)計時,我提出了汽車防曬罩與戶外帳篷一體化的概念,將汽車防曬罩和戶外帳篷設(shè)計融于一體,使其更加節(jié)約材料,同時也滿足汽車防曬罩功能的多樣化。
這一點我們暫且稱為形,應(yīng)該說它是產(chǎn)品與人交流中最直接的因素之一,色彩是另一因素。它們屬第一感性因素,同技術(shù)、結(jié)構(gòu)、機能相比它們有著更大的可變可能,有著一定的自由度。
多功能汽車防曬罩的設(shè)計應(yīng)該是有針對性的設(shè)計,比如針對每年銷售情況而進(jìn)行尺寸的配合設(shè)計,在設(shè)計時要嚴(yán)格參考汽車的基本尺寸。論文大全。
我認(rèn)為將產(chǎn)品設(shè)計成隧道式的帳篷形式是比較合理的,一方面考慮到帳篷與汽車的外形的配合,另一方面隧道式的帳篷抗風(fēng)性能較好。再者產(chǎn)品設(shè)計成隧道式加大了其作為帳篷使用時的空間,也更加符合人機工程學(xué)原理,即隧道式帳的有效躺臥空間在中間部位,這樣,人臥在帳內(nèi)不至于有壓抑的感覺,同時帳篷兩端可用來放置一些戶外生活用品。內(nèi)帳的設(shè)計尺寸是在外帳的基本尺寸上加以考慮的,既考慮了通風(fēng)、透氣性,也考慮了與外帳的結(jié)合操作。
為節(jié)約成本,我們可以在設(shè)計時把設(shè)計元素做模塊化處理,做到一件多用,各件互用。這樣做也會有效控制成本,增強產(chǎn)品的連續(xù)性和保持產(chǎn)品風(fēng)格的相對穩(wěn)定性。從而也實現(xiàn)不同型號汽車的互換。通過拉開塊與塊之間的拉鏈,對產(chǎn)品進(jìn)行不同的組合。該產(chǎn)品模塊化設(shè)計的意義還在于,當(dāng)車罩上防曬罩時,我們通過拉開塊與塊之間的拉鏈,自由的、輕松的出入停著的汽車內(nèi),更清凈、隱私地享受車內(nèi)生活。
如果在技術(shù)、結(jié)構(gòu)等隱性因素相差不多的情況下自己的產(chǎn)品想在大量同類產(chǎn)品中脫穎而出,要依靠在第一感性因素方面先做好文章,也就是做好設(shè)計開發(fā)階段做好造型、色彩、材質(zhì)等方面的工作了。當(dāng)然技術(shù)方面的因素也是必須要跟上的,技術(shù)是一個產(chǎn)品的靈魂。如下圖分別為外帳三視圖和內(nèi)帳三視圖,兩者完全結(jié)合就是一個戶外帳篷使用,當(dāng)內(nèi)帳把底部和兩則部分拆卸下來與外帳結(jié)合就作為汽車防曬罩使用。
多功能汽車防曬罩的設(shè)計滿足了現(xiàn)代人特有的生活方式。多功能汽車防曬罩的設(shè)計同時也解決了私人汽車迅猛發(fā)展與車位緊張、停車難之間的矛盾,在車位緊張的時候,車主可以將車停在馬路兩旁或者是一些臨時規(guī)劃的停車場所,當(dāng)然要把汽車防曬罩罩上。使車主不為愛車被曬心疼,這樣能更好的保養(yǎng)汽車,使愛車壽命延長,也可以增加車主享受清爽舒適的駕駛愉悅。
汽車防曬罩與戶外帳篷一體化設(shè)計,更大程度地節(jié)約了材料,讓資源優(yōu)化配置,在資源和能源緊缺的現(xiàn)代社會中更應(yīng)該重視這點。利用有限的資源進(jìn)行多功能的產(chǎn)品設(shè)計將是未來的發(fā)展趨勢。
注釋
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:汽車設(shè)計 美學(xué) 造型方法
中圖分類號:TB47
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1007-3973(2012)007-116-02
在汽車工業(yè)120多年的歷史中,汽車作為一種具有特殊意義的工業(yè)產(chǎn)品,每一個品牌往往具有使命感的造型語言,這些被賦于使命的語言往往要和整體的美學(xué)造型語言相統(tǒng)一。這種語言在美學(xué)準(zhǔn)則中是相對穩(wěn)定的。它的存在使每一個品牌的汽車的造型語言和元素成為了一種類似于遺傳基因的內(nèi)在物質(zhì),形成每一個品牌的可以傳承的精髓。它也會隨著時代的發(fā)展而變化,也會因客觀條件的不同而產(chǎn)生差異。
汽車設(shè)計作為一個技術(shù)與藝術(shù)高度結(jié)合的集大成者,其造型必須是形式美與內(nèi)容的完美結(jié)合,在體現(xiàn)形式美的同時,又必須透露出汽車的技術(shù)本質(zhì)。科技感與流暢的線條并不沖突,在汽車設(shè)計上,這是一堆天生就共存的元素。
汽車設(shè)計中的美學(xué)準(zhǔn)則,主要是研究汽車形式美感與人審美之間的關(guān)系。以美學(xué)的評判標(biāo)準(zhǔn)來闡述汽車造型美的發(fā)展規(guī)律,通過規(guī)律的發(fā)展來研究與發(fā)現(xiàn)人們對產(chǎn)品的審美理念。
1 汽車造型的比例與尺度
任何一輛汽車使我們最先感受到的是它的尺度和比例。汽車的比例與尺度很多時候是由車型,動力系統(tǒng)布置,懸掛等技術(shù)因素決定。但是如何在這個范疇內(nèi)使汽車看起來最美,就必須運用美學(xué)的基礎(chǔ)。造型設(shè)計中各個部分的大小,長短,高低與整體關(guān)系的比較關(guān)系,一般都不涉及具體數(shù)值,為了使細(xì)節(jié)與整體造型的統(tǒng)一,一般都是先規(guī)定比例元素,將其作為基本的衡量單位來計算其他部分的比例。
(1)黃金比的運用。黃金比是將一長度分為兩部分,使其分割后的長度與原來線段之比等于分割后短段與長短之比。在汽車設(shè)計中,尤其是b級轎車都采用黃金比例法則進(jìn)行設(shè)計,比如軸距和和總長的比例。
(2)均方根的應(yīng)用。均方根比例中,√2,√3,√4這三個特征被廣泛采用,因為這些比例關(guān)系更符合人們的視覺習(xí)慣。
(3)整數(shù)比例及整數(shù)比矩形。整數(shù)比例是以正方形為主要的比例基準(zhǔn),組成不同矩形的比例。這種比例具有明快,均稱的美感,并且具有較好的工藝性。在汽車的造型設(shè)計中,高與長的比例一般為1:3。
2 汽車造型的對稱與平衡
造型的對稱是一個形象的完美復(fù)制,主要是指物體的兩個局部的比例與形狀都是完全對稱的。對稱這種手法是一種普遍存在的“形式美”。
汽車造型中穩(wěn)定的感覺,往往是對稱的造型帶給我們的。
平衡,就是物體在空間中以合理的布局分布,以帶給人平衡的感覺,它是對稱進(jìn)一步的發(fā)展形式。一般以三種形式表現(xiàn):等形不等量(圖1中a),不等量不等形(圖1中b),不等形不等量(圖1中c)。
平衡造型法會給人以內(nèi)在的,有秩序的動態(tài)美感。相比對稱手法更具趣味性。具有動中有靜,靜中有動,動靜相宜的,生動活潑的藝術(shù)效果。交通工具的側(cè)視效果往往是均衡的主要體現(xiàn)。也可以說這種均衡使得每一種車型根據(jù)自身不同的定位有了自己獨特的語言,表達(dá)了設(shè)計者對于美的追求。
3 汽車造型的穩(wěn)定與輕巧
造型物的上下造型面的輕重關(guān)系,反映出造物的穩(wěn)定性。穩(wěn)定的基本條件是,物體的重心須處在支撐面內(nèi)。重心越低,越靠近支撐部的中心部位,其穩(wěn)定性就越高。穩(wěn)定性會對人的情感產(chǎn)生影響。穩(wěn)定性高給人以穩(wěn)重,可靠之感;穩(wěn)定性低給人以不安定,壓迫之感。在產(chǎn)品的造型設(shè)計中,有“實際穩(wěn)定”和“視覺穩(wěn)定”兩個方面。
增加物體穩(wěn)定的方法有降低重心,增大支承面。多用正三角形和梯形。顏色上多采用又下自上,顏色漸淺的方法。
輕巧也是指造型物上下之間的大小輕重關(guān)系,指的是在維持 “實際穩(wěn)定”的前提下,使造型獲得輕巧,靈動的美感。增加輕巧的方法有:提高重心的位置,縮小底面積,用網(wǎng)狀或架空的造型方法,適當(dāng)?shù)亩嗍褂们妫酶呙鞫阮伾洼p巧材質(zhì)以引起人們的心理聯(lián)想。
4 汽車造型的統(tǒng)一與變化
統(tǒng)一指部分聯(lián)合成整體,歸于一致;在同一個物體中不同的要素趨向于安置在某一個要素之中。統(tǒng)一的作用是使形體變得有秩序感和安定感。例如在汽車的輪轂形式以及翼子板的切口等,一般都采用相同的形式,相同的形式感在側(cè)視圖中會比較整體,有條不紊。變化是指同一事物或環(huán)境中,要素與要素之間存在的差異性或在同一物體或環(huán)境中,相同要素以一種變化的方式所產(chǎn)生的一種視覺上的變化感。變化的作用是使形體有動感,可以避免讓人感到呆板和沉悶,讓形體更加生動。早在上世紀(jì)30年代,西方的汽車設(shè)計師,比如布加迪就在探索形體的變化所能帶來的令人驚嘆的變化力。
汽車設(shè)計中的統(tǒng)一造型,給人以酣暢的感覺,但是一味只追求統(tǒng)一而無變化,便會失去趣味,美感也無法持久。因為人們的精神是心理是追求視覺刺激的。而變化是刺激的原動力,但是變化應(yīng)該是合理并且符合規(guī)律的。
5 汽車造型的協(xié)調(diào)與對比(見表1)
6 汽車造型的過渡與呼應(yīng)
過渡是指造型物的兩個不同形狀或色彩之間采用一種既能聯(lián)系兩者,又能逐漸演變的形式,使之相互協(xié)調(diào),達(dá)到造型統(tǒng)一的效果。汽車造型設(shè)計中,一般采用圓角或者棱線進(jìn)行過渡,以增加造型的整體感與線形靈活多變的效果。
呼應(yīng)是指造型物體的某一個空間坐標(biāo)內(nèi),如上下﹑左右﹑前后,這樣的形體相互聯(lián)系和位置的相互呼應(yīng),使之在視覺上產(chǎn)生相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一感。
7 美學(xué)造型的靜感與動感
動與靜的矛盾在形式法則上是矛盾的統(tǒng)一。要求靜中有動,動中求靜,比如內(nèi)飾的設(shè)計上,要求高速駕駛時,給人靜的感覺,這樣能使人乘坐時有寧穩(wěn)﹑舒適的感覺,使駕駛者的注意力更為集中,并且有助于緩解疲勞。
關(guān)鍵詞:汽車造型設(shè)計;集成產(chǎn)品開發(fā);A面;美學(xué)法則
前言
設(shè)計者在汽車造型設(shè)計每個環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)忽視某些環(huán)節(jié)過程或不規(guī)范操作,使得設(shè)計過程不具完整性。以往設(shè)計過程可能缺乏實際案例支撐從而被人們理解不透徹或觀點較為陳舊,本文結(jié)合以往實際例子講述可能出現(xiàn)不科學(xué)的環(huán)節(jié),以及采用新方法等規(guī)避與設(shè)計初衷相偏差,減少設(shè)計失誤,從而提高設(shè)計整體可接受性及可觀性。
1前期調(diào)研
前期調(diào)研是開發(fā)設(shè)計的必要條件和充分條件,沒有前期的調(diào)查無法決定人群的需求和市場的供求量。產(chǎn)品規(guī)劃前期對所要開發(fā)的車型都要有詳盡的技術(shù)與相關(guān)多種因素的資料收集和分析[1],這樣設(shè)計師對即將進(jìn)行的造型構(gòu)思和風(fēng)格定位以及功能定位更容易把握以使得新造型盡可能被目標(biāo)客戶群接受。
2頭腦風(fēng)暴及手繪草圖
通過對前期調(diào)研分析,可以根據(jù)調(diào)研與評價的結(jié)果針對性地進(jìn)行初期的創(chuàng)意構(gòu)思,這個階段會有大量的草圖出現(xiàn)。手繪草圖對于設(shè)計師來說是能打開心靈的窗口、發(fā)現(xiàn)美、探索問題的必不可少的方式[2]。近幾年隨著各種繪畫制圖軟件流行,草圖被好些人認(rèn)為可取代,草圖階段往往或多或少的被忽視。設(shè)計師采用拼接等方式在其它方案上修修補補,省去手繪草圖階段,呈現(xiàn)出一些“新”造型,看似速度快了很多。筆者認(rèn)為,那樣永遠(yuǎn)跳不出原來方案的束縛,丟失了捕捉瞬間靈感及激發(fā)創(chuàng)作激情的絕佳機會;違背創(chuàng)新創(chuàng)造的初衷。從各角度發(fā)散思考快速尋找合適造型體,及時記錄瞬間靈感與美感。
3IPD法則與效果圖
IPD是集成產(chǎn)品開發(fā)的簡稱,是一套產(chǎn)品開發(fā)的模式、理念與方法。基于市場的開發(fā),是種跨部門、跨系統(tǒng)的協(xié)同方式[3]。在效果圖階段須秉承這一法則,否則設(shè)計的結(jié)果不是自我感覺良好不被大眾所接受或就是產(chǎn)品缺陷較多、開發(fā)效率低,應(yīng)該設(shè)計時讓市場、技術(shù)、生產(chǎn)、采購、銷售等部門共同參與進(jìn)來。在方案討論選擇的同時,更多的是對各種曾經(jīng)出現(xiàn)的問題和潛在問題加以分析規(guī)避,各部門各學(xué)科專業(yè)共同參與商討,高效及時解決問題選擇最符合的方案同時加以優(yōu)化。效果圖方案的選擇應(yīng)該不能為了結(jié)果選擇而選擇,更應(yīng)該突出發(fā)現(xiàn)問題,準(zhǔn)確高效地解決可能出現(xiàn)的各種問題。例如生產(chǎn)部門結(jié)合以往加工制造出現(xiàn)的問題,對新方案整體評估提出優(yōu)化建議等,可避免后續(xù)產(chǎn)生問題不必要的重復(fù)修改。
4油泥模型驗證
現(xiàn)代油泥模型加工方式的出現(xiàn),使得原來油泥模型制作時間大大縮短,三維洗削使得油泥模型成本有所降低,此階段是對CAS造型數(shù)據(jù)的空間整體驗證修整。在一些設(shè)計過程中此階段同樣存在被忽視省略或過于走形式化。設(shè)計出來的東西確少實物空間驗證過程,往往出現(xiàn)以下問題:(1)實際造型效果低于數(shù)據(jù)及圖片效果。視角及感受方式的不同,多跨度空間實物模型與電腦三維效果往往出現(xiàn)一些偏差,甚至視覺上出現(xiàn)細(xì)微扭曲變形[4]。(2)油泥模型曲面驗證時出現(xiàn)干癟平等現(xiàn)象,甚至是視覺上的塌陷感,使得造型失去飽滿感,尤其出現(xiàn)在翼子板、保險桿等處。解決辦法是根據(jù)實際情況制作1:1或者稍微縮小比例模型。對于存在形態(tài)偏差,可適當(dāng)調(diào)整尺寸比例及型面對比關(guān)系;對視覺干癟塌陷,應(yīng)將曲面形體變化處適當(dāng)加大曲率,即增加凸凹感。在數(shù)字模型里修改時體現(xiàn)的是提面與壓面,將對應(yīng)面曲率適當(dāng)提高。圖2中油泥模型的翼子板后側(cè)出現(xiàn)視覺平癟感、缺乏飽滿美感,但在三維數(shù)據(jù)模型中不易發(fā)現(xiàn),因此,將油泥模型此處與門板面銜接處繼續(xù)刮修下壓,直到此型面呈現(xiàn)凸感。最后根據(jù)掃描點云對數(shù)字模型進(jìn)一步調(diào)整曲率。
5數(shù)字模型達(dá)到A面要求
A面又稱A級曲面,是值具備很高質(zhì)量的曲面,所謂曲面的質(zhì)量在視覺上的直觀表達(dá)就是非常光順、沒有褶皺和無理由的不連續(xù)[5]。對于A面須達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn):G0≤0.001-0.005G1≤0.05º-0.1ºG2≤0.1-0.3對于內(nèi)飾表面A面的要求亦可圍繞上述標(biāo)準(zhǔn)稍作調(diào)整。在制作數(shù)字模型階段,須避免用類似CAS面代替A面。往往一些設(shè)計中A面數(shù)字模型一些特征面及倒角面采用非A面標(biāo)準(zhǔn)面片,此類A面往往會比較難調(diào)節(jié)構(gòu)建,會花費較多時間調(diào)整,若被非A面面片代替大致看不出來兩者差異。但經(jīng)過分析檢查之后,往往G2數(shù)值明顯存在較大偏差,曲面達(dá)不到相應(yīng)要求,若加工出來會出現(xiàn)細(xì)微折痕或曲面光順性較差。例如圖3中凸起造型拼接面檢查G2數(shù)值較大,可以看出應(yīng)該不符合A面要求,若采用圖4精細(xì)斑馬線檢查分析放大就可以看出出現(xiàn)斷線、不連貫,固不能達(dá)到理想光順要求。
6造型設(shè)計符合美學(xué)法則
6.1造型盡可能滿足黃金比例和黃金矩形
黃金分割率和黃金矩形能夠給畫面帶來美感,令人愉悅。在很多藝術(shù)品以及大自然中都能找到它。希臘雅典的巴特農(nóng)神廟就是一個很好的例子,達(dá)•芬奇的《維特魯威人》符合黃金矩形。《蒙娜麗莎》中蒙娜麗莎的臉也符合黃金矩形,《最后的晚餐》同樣也應(yīng)用了該比例布局。例如客車前圍風(fēng)擋玻璃及止口下立面(整體黑色區(qū)域)在前圍整體比例應(yīng)該符合黃金比例,那樣視覺效果最佳。
6.2造型滿足變化規(guī)律性
形體結(jié)構(gòu)的變化具有類似重復(fù)變化規(guī)律性,呈現(xiàn)出一定的韻律感。不可雜亂無章,所心所欲。
6.3造型滿足統(tǒng)一協(xié)調(diào)性與對比差異性
在設(shè)計中,根據(jù)具體型面將各種形式因素基本上保持同一格調(diào)、同一基色,沒有明顯的差異同時又有對比變化,使得更加生動。例如,汽車車身整體造型語言協(xié)調(diào)統(tǒng)一,或者柔美或者剛硬,同時,在前臉等處正負(fù)空間法交錯營造形體變化,凸面與凹面、粗面與纖細(xì)面等就是一種對比變化。
7結(jié)論
本文以實際多個汽車車型種類項目出發(fā),結(jié)合造型設(shè)計過程中存在的問題點,總結(jié)從造型設(shè)計初期到后期各個階段論述應(yīng)注意的問題及設(shè)計理念方法。秉承“舊”方法精髓,采用新理念思維,愿能起到拋磚引玉的效果,給實際設(shè)計開發(fā)工作帶來指導(dǎo)意義。
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關(guān)鍵詞:開閉件設(shè)計;車身;性能與質(zhì)量
中圖分類號: F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
開閉件是車身中工藝較復(fù)雜的部件,他涉及到零件沖壓、包邊焊接、零部件裝配、總成組裝等工序;開閉件也是車身上安裝附件最多的總成,對尺寸配合和工藝技術(shù)都要求嚴(yán)格。開閉件是車身的關(guān)鍵運動件,其靈活性、堅固性、密封性等方面的缺點易暴露,對汽車產(chǎn)品的使用質(zhì)量有嚴(yán)重的影響。因此對于開閉件的設(shè)計也提出了許多的要求。
1. 開閉件的外表面不應(yīng)有負(fù)角,除了包邊和局部整形外,理論上車門內(nèi)外板、前機艙蓋和后行李箱蓋必須有良好的沖壓工藝性,可以一次拉延成形,以便降低模具投入成本,提高生產(chǎn)速度。沖壓成型的工序越少,從而生產(chǎn)的效率也就會提高,從爾整個生產(chǎn)成本也就降了下來。
2. 開閉件邊緣要光順,與其他制件間隙要均勻,既要達(dá)到美觀的目的,又必須實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。在開閉的過程中不會與其他的制件有干涉。
3. 前機艙蓋和后行李箱蓋的內(nèi)外板同外板的連接方式除了周圈的包邊外,為了增加大面積覆蓋件的剛度和強度,消除板件的震動噪音,內(nèi)板和外板間還分布有涂膠點。涂膠處還需設(shè)計有盛膠槽;此外,內(nèi)板設(shè)計時需設(shè)計有壓潰筋,內(nèi)外板包邊時還需涂有包邊膠,主要用于提高機蓋和后行李箱蓋的剛度和強度,降低噪音。
4. 前機艙蓋、后行李箱蓋在開啟狀態(tài)的最小高度應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn),將發(fā)動機罩、后行李箱蓋開到預(yù)定的角度(一般在90度左右),前后艙蓋不能與前后風(fēng)擋接觸,并且最小間隙不能小于10mm,后背門的開啟角度一般在70度到90度之間,或者以開啟后最低點距地面的高度為1800-2000mm作為標(biāo)準(zhǔn)。
5. 前艙蓋與前艙橫梁之間,車門及后背門(后行李箱蓋)與側(cè)圍之間除了設(shè)計有起緩沖和密封作用的密封條外,還需設(shè)有對稱的一組或兩組橡膠緩沖結(jié)構(gòu),我們稱它為減震塊,用已減少開閉時引起的震動。開閉件都為運動件,因此在開關(guān)時都應(yīng)留有緩沖行程,加有緩沖塊,并且與相鄰件的間隙一般保持在5-8mm的距離。
6. 由于發(fā)動機罩和后行李箱(后背門)的關(guān)閉狀態(tài)和最大開度的關(guān)系,因此還需設(shè)計有撐桿、氣彈簧、鉸鏈等起支撐和開啟作用的制件。
7. 由于前艙蓋、后行李箱蓋(后背門)只是單純的旋轉(zhuǎn)運動,而且沒有過程限位,因此之是校核在運動過程中不與周圍部件干涉,另外校核下氣彈簧的開啟行程即可,而前后車門存在三個限位,因此還存在鉸鏈和車門限位器的復(fù)合校核。
8.滾壓型的窗框是等截面的,與內(nèi)板一般是用二氧化碳保護(hù)焊焊接。
9. 帶有后背門的轎車,為了避免后背門在開啟的時候后頂蓋后側(cè)干涉,因此頂蓋的后面會有一個負(fù)角。
10.由于車門內(nèi)板上為了玻璃升降器及鎖的裝配,都留有工藝孔,為了防止雨水通過這些工藝孔流入車內(nèi),在車門內(nèi)板和車門內(nèi)護(hù)面之間都設(shè)計有一層防水膜,通過丁腈膠帶與車門內(nèi)板粘接到一起。
11.為了避免電泳液和雨水的沉積,還需設(shè)計有漏液孔,漏液孔的位置要設(shè)計在裝配位置下的最低點,以便于水的流出。孔的大小和數(shù)量要根據(jù)時間和排水量來確定。如果漏液孔設(shè)計不合理,會造成液體流不出,出現(xiàn)反酸現(xiàn)象。
12. 開閉件的內(nèi)外板之間在連接時為了保證表面的質(zhì)量,不能使用焊接,一般采用包邊連接。包邊分為兩種形式:直接包邊和球頭包邊。包邊一般為7-12mm,外板的倒角一般為2mm,內(nèi)板到外板倒角處留有2mm的間隙,在拐角處必須設(shè)計有工藝缺口,包邊3-5mm,切口角度大于135度。對于外邊面曲率變化較大處(如車門的四個角),為防止包邊時局部堆料,需要減小包邊量,但最小不能小于2mm。
關(guān)鍵詞:LNG汽車加氣站;撬裝式加氣站;工藝流程
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
天然氣是有別于傳統(tǒng)燃料的一種新型清潔能源,當(dāng)被用作為燃料時,能夠大量減少污染氣體的排放,凈化城市空氣。在汽車運輸中,天然氣具有不可替代的優(yōu)勢。LNG汽車是指將液化的天然氣儲存在車用瓶內(nèi)供以動力來源的汽車,車用瓶的標(biāo)準(zhǔn)為溫度112K,壓力0.1MPa。為了更好地推廣LNG汽車,首先要建立液化天然氣汽車的加氣站,并在重要的運輸線上配備專門的加氣站,做完這些工作之后,應(yīng)該在運輸主線路和各支線路上配備加氣站,最后完成LNG汽車加氣站的網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建。
一、建站方式
(一)、站房式設(shè)計
這種建站方式占地面積大,土地費用高,設(shè)備與基礎(chǔ)相連,施工周期長,加氣站的土建施工、設(shè)備安裝費用高。
(二)、撬裝式加氣站
橇裝式LNG汽車加氣站將汽車加氣站的儲存裝置、加注裝置以及控制系統(tǒng)都集中到一個橇裝式集成系統(tǒng)。這種建站方式,占地面積小,成本低的土地,絕大多數(shù)的集成一個或多個橇塊上,建設(shè)周期短,土建施工,設(shè)備安裝費用灌裝站建站的總成本低和易于成本回收,這種建站方式適合初期LNG加氣站。所以相比于站房式的加氣站,撬裝式的加氣站得到廣泛的應(yīng)用。
1.橇裝式LNG汽車加氣站防雷技術(shù)
橇裝式LNG汽車加氣站作為新型加氣站的一種,其一旦發(fā)生雷擊并引發(fā)火災(zāi)或爆炸將造成不可估量的損失,因此橇裝式LNG汽車加氣站的防雷安全十分重要。
1.1防直擊雷系統(tǒng)
1.1.1接閃器
LNG低溫儲罐及卸車加注橇體集中設(shè)置在橇裝平臺上。低溫儲罐一般位于鋼質(zhì)罩棚內(nèi),儲罐與罩棚之間距離較遠(yuǎn),卸車加注橇于彩鋼棚下。鋼質(zhì)罩棚以及彩鋼棚厚度不應(yīng)小于BVV。若其厚度達(dá)不到要求,則應(yīng)另外加裝接閃裝置。罩棚和彩鋼棚應(yīng)與其支撐鋼架做可靠電氣連接。若罩棚與彩鋼棚存在一定的間隙,為均衡電壓,則將罩棚與彩鋼棚支撐鋼架在兩邊緣處采用A&VV。的軟銅帶進(jìn)行等電位連接。
1.1.2引下線
引下線是將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置的重要泄流渠道,應(yīng)在橇裝平臺轉(zhuǎn)角處設(shè)置引下線,分別將鋼質(zhì)防曬罩棚和金屬彩鋼棚架與環(huán)形接地裝置連接;應(yīng)在綜合值班區(qū)外側(cè)兩端設(shè)置引下線將接地裝置和接閃器連接,引下線間距沿周長計算小于25m,每根引下線在其距地面2.7m以下用耐絕緣層隔離,或采用3mm厚的交聯(lián)聚乙烯層隔離。引下線3m范圍應(yīng)內(nèi)敷設(shè)5cm厚瀝青層,以防接觸電壓和跨步電壓。綜合值班區(qū)引下線應(yīng)在距地面0.3-1.8m處裝設(shè)斷接卡;泵橇儲罐區(qū)引下線應(yīng)設(shè)斷接卡,上端與鋼質(zhì)防曬罩棚和金屬彩鋼棚架焊接,下端與引下線焊接。
1.2防閃電感應(yīng)如橇裝式
LNG汽車加氣站未采取防閃電感應(yīng)措施,一旦其附近甚至本站遭受雷擊,將在其金屬部件上產(chǎn)生閃電靜電感應(yīng)和閃電電磁感應(yīng)從而使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電。由此,泵橇儲罐區(qū)應(yīng)采取防閃電感應(yīng)措施。應(yīng)將低溫儲罐轉(zhuǎn)角處用16mm2的軟銅帶與其基礎(chǔ)鋼座相連,基礎(chǔ)鋼座左右兩側(cè)通過2根25mm×4mm的鍍鋅扁鋼用最短途徑連入泵橇儲罐區(qū)環(huán)形接地裝置。卸車加注橇體外加裝鋼護(hù)欄,將鋼護(hù)欄當(dāng)做等電位連接帶使用,將金屬設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮等正常非帶電金屬物可靠電氣連接到鋼護(hù)欄上。鋼護(hù)欄左右兩側(cè)通過2根25mm×4mm的鍍鋅扁鋼用最短途徑接入泵橇儲罐區(qū)接地裝置。平行敷設(shè)凈距小于100mm以及交叉凈距小于100mm的管道、電纜金屬外皮等長金屬物采用金屬線進(jìn)行跨接,少于5根螺栓的法蘭盤通過金屬線進(jìn)行跨接。
二、LNG汽車加氣站的工藝流程
液化天然氣由LNG低溫槽車來運輸,在卸車臺處利用低溫泵將槽車中的LNG卸至LNG儲罐中,加氣時通過低溫泵,將LNG儲罐中的液化天然氣達(dá)到飽和壓力0.45~0.80MPa,再通過加氣機加入汽車的車載氣瓶里。在正常待機狀態(tài)下,泵池的液相與儲罐的液相空間相通,但泵池的氣相和儲罐的氣相不相通,即緊急切斷閥關(guān)閉,加液機的加液緊急切斷閥關(guān)閉,加液機循環(huán)緊急切斷閥打開,與儲罐的氣相空間相通,其余回路(泵的供液回路、卸車回路)處于關(guān)閉狀態(tài)。
(一)、卸車流程
卸車流程包括泵卸車和手動卸車兩種方式。
1.泵卸車方式
1.1連接槽車出液口和氣相口,打開管路閥門,通過槽車上的管道放空閥,將卸車軟管中的空氣進(jìn)行吹掃置換。關(guān)閉放空閥后,卸車軟管壓力與儲罐壓力相同,對卸車軟管接口進(jìn)行檢漏,無泄漏后,打開槽車出液閥和氣相閥。
1.2通過控制盤將系統(tǒng)調(diào)到“卸車模式”或在柜門上手動開關(guān)選擇撥到“自動卸車”檔,系統(tǒng)自動打開壓力平衡流程,儲罐、槽車和低溫泵壓力相互平衡。
1.3當(dāng)儲罐壓力降到設(shè)定壓力時,控制系統(tǒng)啟動泵的預(yù)冷流程,槽車中的LNG通過卸車軟管流入到泵池,對潛液泵進(jìn)行預(yù)冷。
1.4按下啟動按鈕,等泵的預(yù)冷溫度達(dá)到要求后,泵自動啟動對儲罐進(jìn)行上充液(上下進(jìn)液可以手動切換)。
1.5在上充液過程中,由于過冷液體對儲罐內(nèi)氣體的冷卻作用,儲罐內(nèi)壓力會逐步降低。
1.6儲罐液位達(dá)到90%時,系統(tǒng)自動停機并發(fā)出報警提示。關(guān)閉進(jìn)液管路閥門及槽車上的出液閥和氣相閥,打開槽車上的管道放空閥,對卸車軟管進(jìn)行泄壓后,卸下卸車軟管。
泵卸車方式示意圖
2.手動卸車方式
2.1連接槽車出液口、氣相口,打開進(jìn)液管路閥門,通過槽車上的管道放空閥,將卸車軟管中的空氣進(jìn)行吹掃置換。關(guān)閉放空閥后,卸車軟管壓力與儲罐壓力相同,對卸車軟管接口進(jìn)行檢漏,無泄漏后關(guān)閉閥門。
2.2打開儲罐出液閥、增壓器輸入閥和增壓器輸出閥,給槽車增壓,當(dāng)槽車壓力達(dá)到0.6MPa以上時,打開出液閥門,槽車中的液體進(jìn)入儲罐底部。
(二)、調(diào)壓流程
1.自增壓調(diào)壓流程
LNG液體由LNG儲罐的出液口直接進(jìn)入增壓氣化器氣化,氣化后的氣體經(jīng)LNG儲罐的氣相管返回LNG儲罐的氣相空間,為LNG儲罐調(diào)壓。采用這種調(diào)壓方式時,增壓氣化器的入口壓力為LNG儲罐未調(diào)壓前的氣相壓力與罐內(nèi)液體所產(chǎn)生的液柱靜壓力(容積為30m3的儲罐充滿時約為0.01MPa)之和,出口壓力為LNG儲罐的氣相壓力(約0.6MPa),所以自增壓調(diào)壓流程調(diào)壓速度慢、壓力低。如下圖所示:
自增壓調(diào)壓流程示意圖
2.潛液泵調(diào)壓流程
LNG液體氣經(jīng)LNG儲罐的氣相管返回到LNG儲罐的氣相空間,為LNG儲罐調(diào)壓。采用潛液泵為儲罐調(diào)壓時,增壓氣化器入口壓力為潛液泵的出口壓力,美國某公司的TC34型潛液泵最大出口壓力為2.2MPa,一般將出口壓力設(shè)置為1.2MPa,增壓氣化器的出口壓力為儲罐氣相壓力,約為0.6MPa。增壓氣化器的入口壓力遠(yuǎn)高于其出口壓力,所以使用潛液泵調(diào)壓速度快、調(diào)壓時間短、壓力高。如下圖所示:
潛液泵調(diào)壓流程示意圖
(三)、泄壓流程設(shè)計
卸壓設(shè)計流程中,對儲罐進(jìn)行加壓的過程中會出現(xiàn)液化天然氣不斷揮發(fā)的情況,如果這些提起不被及時排出的話,儲罐的壓力就會不斷增大,超過極限承載能力之后,閥門就會自動打開,氣體外泄。所以為了保證加氣站的安全,必須對儲罐進(jìn)行泄壓處理。
結(jié)束語
由于LNG是一種清潔無污染的新能源,隨著國家政府對天然氣運用的大力支持,越來越多的交通運輸車將配置天然氣燃料汽車,而LNG加氣站是主要服務(wù)站的一種方式,液化天然氣的廣泛運用勢必帶動LNG加氣站,因此在未來LNG加氣站有著不可估量的前景。
參考文獻(xiàn):
[1]齊興健,夏怡,何沛.分析汽車加油加氣站設(shè)計的重點[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014,04:234-235.