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汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文1

【關(guān)鍵詞】汽車電子排擋 開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)思路 相關(guān)探究

隨著信息技術(shù)以及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽車電子排擋技術(shù)越來(lái)越受到青睞與關(guān)注。但我國(guó)汽車電子工業(yè)起步相對(duì)較晚，電子排擋的生產(chǎn)線及其相關(guān)主要零部件對(duì)于進(jìn)口的依賴度相對(duì)較高。為此，加強(qiáng)對(duì)汽車電子排擋的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)對(duì)進(jìn)一步提高我國(guó)汽車生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力有著至關(guān)重要的影響與意義。

1 擋位要求

集手動(dòng)擋與自動(dòng)擋為一體的電子排擋主要包含六個(gè)擋位，這六個(gè)擋位具體為空擋（N）、手動(dòng)與自動(dòng)切換擋（A/M）、升擋（+）、降擋（-）、倒車擋（R）以及前進(jìn)擋（G）。這其中，空擋、前進(jìn)擋以及倒車擋處于穩(wěn)態(tài)的位置，而其余擋位處于非穩(wěn)態(tài)位置。

A/M是手動(dòng)與自動(dòng)模式的選擇擋，當(dāng)駕駛員想要切換至手動(dòng)模式進(jìn)行駕駛時(shí)，只需將換擋桿向左打到這一選擇擋位置就好，同樣的由自動(dòng)擋切換到手動(dòng)擋也是如此。在空擋的情況下，變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)處于相脫離的狀態(tài)，此擋位的使用與傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器使用類似，例如司機(jī)在遇到紅燈時(shí)就需將汽車擋位掛到空擋位置處，此外，由于這種擋位的設(shè)計(jì)沒(méi)有停車擋，為此司機(jī)在準(zhǔn)備停車以及拔出車鑰匙之前一定要將擋位掛到空擋上，否則汽車會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)聲對(duì)司機(jī)加以提醒。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電子排擋的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有手柄、外殼、磁鐵以及電路板等幾部分組成。開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)面上是自動(dòng)模式下的選項(xiàng)開(kāi)關(guān)；滑動(dòng)片安裝在手柄下面，主要用于駕駛員換擋時(shí)的移動(dòng)擋桿。固定栓主要用于將底座、電路板以及上面的外殼固定，以防止在撥動(dòng)擋桿時(shí)因電路板位置不穩(wěn)定而造成的信號(hào)采集失誤。

3 電路設(shè)計(jì)

硬件電路設(shè)計(jì)是整個(gè)電子排擋系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，它首先對(duì)駕駛員所選擇的不同擋位進(jìn)行識(shí)別，再通過(guò)微控制單元MCU的處理后對(duì)讀到的傳感器信號(hào)進(jìn)行編碼，之后編碼信號(hào)傳送到TCM端面，來(lái)以此實(shí)現(xiàn)換擋的功能。在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循資源節(jié)約、高性價(jià)比以及持續(xù)發(fā)展的原則。

就MCU控制模塊來(lái)說(shuō)，各擋位和傳感器觸發(fā)具備一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。電子排擋硬件電路的主要作用有：

（1）通過(guò)傳感器對(duì)駕駛員的操作意圖進(jìn)行采集，并對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾。

（2）將采集到的相關(guān)信號(hào)輸送到MCU，并依照相關(guān)協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（3）之后，將處理的結(jié)果信息準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地傳輸給變速器的控制機(jī)構(gòu)。

4 主控制器（MCU）模塊

電子控制單元作為整個(gè)電子排擋系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的品質(zhì)。電子排擋系統(tǒng)作為比較典型的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其控制的實(shí)時(shí)性特征明顯。而由于汽車工作的環(huán)境相對(duì)較為惡劣，汽車內(nèi)部元件所處的環(huán)境溫度變化區(qū)間較大，這也就在一定程度上對(duì)電子控制單元的設(shè)計(jì)提出了相應(yīng)的要求。為此，在考慮到設(shè)計(jì)成本問(wèn)題的同時(shí)，一款芯片若能夠在滿足系統(tǒng)所需功能的同時(shí)也盡可能節(jié)省成本，這便是最佳的選擇。本文所設(shè)計(jì)的電子排擋系統(tǒng)是以低功耗型單片機(jī)為核心控制單元的，該芯片是主要采用了8位CMOS閃存單片機(jī)，其不僅僅有著較為精確的內(nèi)部振蕩器以及遇起始位時(shí)的自動(dòng)喚醒功能，同時(shí)其工作時(shí)電壓的轉(zhuǎn)換范圍相對(duì)較寬泛。此外，該芯片的使用與操作也較為便捷，同時(shí)其運(yùn)算能力也比較優(yōu)越，可承受的工作溫度也較為寬泛。一芯片總共有三組I/O口，本文所述的系統(tǒng)主要將RC的8個(gè)I/O口以及RA的一個(gè)I/O口作輸入使用，以此接收相應(yīng)的傳感器輸出，而RB其中的4個(gè)I/O口主要用作MCU的輸出。最后，九個(gè)上拉電阻作用主要是提高輸出電平與芯片輸入信號(hào)的噪聲容限，通過(guò)對(duì)抗干擾能力的增強(qiáng)以進(jìn)一步防止系統(tǒng)復(fù)位時(shí)引起的不穩(wěn)定狀況。

5 電源相關(guān)設(shè)計(jì)

電源模塊設(shè)計(jì)主要需要解決兩個(gè)電源之間轉(zhuǎn)換功能的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。電源模塊主要有供電和穩(wěn)壓兩個(gè)重要功能。在汽車電子排擋整個(gè)控制系統(tǒng)中，需要進(jìn)行供電的器件的主要有兩部分，其中一部分是用于傳感器等功率性器件的供電，另一部分是用于相關(guān)數(shù)字器件的供電。一般的車載系統(tǒng)都是12V的直流電源，而絕大多數(shù)單片機(jī)系統(tǒng)芯片都要求5V的直流電，這就需要將車載電源轉(zhuǎn)換為能夠滿足單片機(jī)系統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源。本文設(shè)計(jì)主要運(yùn)用大功率型三極管和穩(wěn)壓管來(lái)實(shí)現(xiàn)將12V的直流電源將為5V的直流電源的工作。這其中，兩個(gè)三極管組成的共射，使得電路進(jìn)一步放大，進(jìn)而對(duì)信號(hào)也起到了雙倍放大的作用。而電容起到一定的濾波作用，以用來(lái)消除車載電源抖動(dòng)的相關(guān)干擾，同時(shí)，電阻連接在三極管的基極和發(fā)射極之間，起到了一定的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用，而二極管在防止電源反接，避免燒壞電路板等方面起到保護(hù)電源的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]周曉翠.汽車電子排擋電路設(shè)計(jì)及電磁分析[D].控制科學(xué)與工程，湖南大學(xué)，2012.

[2]周曉翠，孫煒，陳彩霞.采用圓柱形永磁體的汽車電子排擋的開(kāi)發(fā)[M].汽車工程，2012.

作者簡(jiǎn)介

陳建（1981-），男，河南省中牟縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)檐囕v工程。

高云（1980-），男，安徽省淮北市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)檐囕v工程。

汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文2

本文重點(diǎn)分析了現(xiàn)代國(guó)內(nèi)的行人保護(hù)法規(guī)的基本要求，從車輛的造型、總布置、車身等設(shè)計(jì)改進(jìn)入手，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的行人保護(hù)思想的融入，將可能出現(xiàn)的車輛與行人碰撞沖擊降低到最少。

關(guān)鍵詞：

行人；汽車；設(shè)計(jì)；保護(hù)

隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車保有量不斷增加，更多的人開(kāi)始駕駛私家車，也有更多人對(duì)駕駛存在一定的問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)的交通事故出現(xiàn)了一定程度的增長(zhǎng)，這與我國(guó)汽車保有量不斷增加有著間接聯(lián)系。行人在路上行走過(guò)程中，可能遇到車輛碰撞的情況也是時(shí)常發(fā)生。每年我國(guó)行人與機(jī)動(dòng)車出現(xiàn)碰撞之后，行人的死亡人數(shù)2萬(wàn)人左右，致殘的人數(shù)在1.5萬(wàn)人左右，造成死亡的主要原因就是行人的頭部、頸部等與車輛發(fā)生碰撞，致殘的原因主要就是腿部及以下部分與車輛發(fā)生的碰撞。因此，在進(jìn)一步考慮駕乘人員的人身安全的同時(shí)，也需要在車輛的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到行人的安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)車輛設(shè)計(jì)更多的考慮到與車輛可能出現(xiàn)碰撞的行人的人身安全[1]。不同國(guó)家就行人保護(hù)上有著不同的技術(shù)參數(shù)要求如表1：

1我國(guó)行人保護(hù)法規(guī)的基本要求

在我國(guó)，行人保護(hù)法規(guī)還在不斷的完善和健全的過(guò)程中，主要針對(duì)行人腿部與車輛保險(xiǎn)杠之間的碰撞及人的頭部與車輛前蓋之間的碰撞進(jìn)行分類。針對(duì)腿部的碰撞又進(jìn)一步細(xì)分為大腿和小腿的碰撞，人的頭部碰撞分為成人和兒童的頭部之分。針對(duì)不同情況下的車速和角度進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，另外針對(duì)碰撞載荷、彎曲力矩、剪切位移、加速度等進(jìn)行了進(jìn)一步落實(shí)和規(guī)定。這種細(xì)致的行人保護(hù)法規(guī)可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)公路上行人的有效保護(hù)，在出現(xiàn)事故之后，對(duì)相關(guān)的責(zé)任認(rèn)定有著更多詳細(xì)的約束和要求。在處理車輛駕駛員的責(zé)任界定的時(shí)候有了更多的依據(jù)，見(jiàn)表2。

2車輛設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的主要問(wèn)題分析

針對(duì)現(xiàn)代國(guó)內(nèi)的行人保護(hù)法規(guī)的具體要求，我們?cè)谲囕v的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要更多注重對(duì)路上行人的保護(hù)，保證他們?cè)谂c車輛發(fā)生碰撞之后出現(xiàn)更小的傷害和威脅。

2.1造型設(shè)計(jì)的改進(jìn)汽車與行人出現(xiàn)碰撞的主要部分主要在車輛的前部，這一部分的造型需要進(jìn)一步考慮行人與汽車發(fā)生碰撞之后，對(duì)行人的最大保護(hù)[2]。換句話說(shuō)，在與行人可能出現(xiàn)碰撞的汽車部位進(jìn)行相關(guān)硬度的降低，這樣就可以有效保障行人在碰撞之后的身體安全。例如，在前蓋與車身之間的接縫處需要設(shè)計(jì)的問(wèn)題就比較復(fù)雜，一方面這一部分是車輛兩個(gè)部分之間連接處，需要有較好的配合度，同時(shí)在相關(guān)的硬度上有著一定的要求，另一方面這一部分也是車輛與行人可能發(fā)生碰撞的主要部分，需要進(jìn)一步降低其結(jié)構(gòu)上的硬度，從而保證行人在與車輛發(fā)生碰撞之后，有著更多的保證和措施。因此在這一部分的造型上，是否將與行人可能出現(xiàn)的碰撞進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，將其相關(guān)考慮融入這一部分的造型設(shè)計(jì)之中。同時(shí)在車輛的外型上需要突出相關(guān)的設(shè)計(jì)不能突兀，因?yàn)檫@種突兀的設(shè)計(jì)可能在車輛與行人出現(xiàn)碰撞之后，對(duì)行人產(chǎn)生更多不必要的傷害，因此這種設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步在車輛外形上進(jìn)行去除。另外，具體到車輛保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)角度不能大于8度，這一點(diǎn)主要考慮到行人的腿部與車輛發(fā)生碰撞之后，進(jìn)一步增加兩者接觸的表面積，這種面積的增加，單位面積上承受的碰撞沖擊就小很多。這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)行人腿部的有效保護(hù)，同時(shí)這種設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步降低行人被卷入車輪下的可能，減少可能發(fā)生的一些危險(xiǎn)。

2.2總布置設(shè)計(jì)的改進(jìn)一種車型在前期的設(shè)計(jì)和改進(jìn)過(guò)程中需要進(jìn)一步考慮到行人的有效保護(hù)，即在總布置的設(shè)計(jì)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)相關(guān)車型的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而進(jìn)一步降低與行人出現(xiàn)碰撞之后，行人出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能，或者是行人出現(xiàn)傷害的程度。具體的總布置設(shè)計(jì)的行人安全考慮有以下幾個(gè)方面：首先車輛前蓋邊緣高度進(jìn)一步降低，因?yàn)檫@一高度的降低可以實(shí)現(xiàn)行人在與車輛發(fā)生碰撞之后，一般都是小腿受傷，這樣可以進(jìn)一步降低對(duì)行人的傷害，保護(hù)了大腿和頭部。其次，保險(xiǎn)杠的緩沖塊需要設(shè)計(jì)在正面上，這里是行人小腿與車輛可能出現(xiàn)接觸的部位，這一部位設(shè)計(jì)出一個(gè)緩沖塊，可以進(jìn)一步降低行人小腿的沖擊。最后，保險(xiǎn)杠與車輛橫梁之間的距離需要留出相應(yīng)的間隙，一般都需要在8公分左右，這一距離可以實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)杠與人體的小腿或者大腿出現(xiàn)碰撞之后，這8公分就是最佳的減沖區(qū)域，降低碰撞沖擊對(duì)人體的傷害，見(jiàn)圖1。

2.3車身設(shè)計(jì)的改進(jìn)車身主要指的是車輛的骨架設(shè)計(jì)，尤其是前部的骨架設(shè)計(jì)，需要更多的融入對(duì)行人碰撞時(shí)的傷害[3]。具體來(lái)說(shuō)，有以下幾個(gè)方面：第一，車輛前蓋的設(shè)計(jì)一般都有內(nèi)勁，見(jiàn)圖2。這些內(nèi)勁的設(shè)計(jì)主要是為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)車輛的影響，增加車輛駕乘的舒適性。要引入對(duì)行人的安全考慮，需要進(jìn)一步在這些前蓋內(nèi)勁的設(shè)計(jì)中融入更多的吸能元素的設(shè)計(jì)，這樣才能更好的降低出現(xiàn)與行人之間碰撞之后的，人體沖擊能量的吸收，降低對(duì)人體的傷害。第二，在相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用方面更多的考慮行人的保護(hù)。一些車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)一個(gè)彈起功能，通過(guò)感應(yīng)器的識(shí)別，當(dāng)出現(xiàn)與行人的碰撞之后，這種彈起功能啟動(dòng)，這樣可以進(jìn)一步吸收相關(guān)的沖擊力，降低對(duì)行人的傷害。

3結(jié)語(yǔ)

汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文3

【關(guān)鍵詞】 汽車總裝 電子電氣 工藝 設(shè)計(jì)模式 流程

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國(guó)民的生活水平也在不斷的提高，人們對(duì)汽車的需求也越來(lái)越大，汽車廠商為了迎合客戶的需求，不斷地推出新車型來(lái)滿足客戶的需求。汽車廠商在滿足客戶們對(duì)汽車駕駛的易操作性和舒適性的同時(shí)，也要滿足國(guó)家所倡導(dǎo)的節(jié)能低排原則，這對(duì)汽車廠商來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

要解決這個(gè)問(wèn)題，那就要采用現(xiàn)在的電控技術(shù)和計(jì)算機(jī)微處理器。現(xiàn)在的車型配置已經(jīng)非常之多，對(duì)其生產(chǎn)要求也是越來(lái)越嚴(yán)格，因此就對(duì)汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和立場(chǎng)有個(gè)更高的要求。

一、汽車總裝電子電氣的特點(diǎn)

現(xiàn)在汽車總裝電子電氣系統(tǒng)不僅能夠滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也滿足一些配置的特殊化功能的需求。但是現(xiàn)在，這些已經(jīng)不能夠滿足這個(gè)飛速發(fā)展的社會(huì)，已經(jīng)對(duì)汽車總裝方面的方案提出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。

首先應(yīng)該將電控單元硬件標(biāo)準(zhǔn)化，再者就是可以按照訂單上的一些要求來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)軟件植入，在這些軟件植入之后，可以對(duì)電控單元之中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以此來(lái)讓每一輛車在配置上達(dá)到提樣的標(biāo)準(zhǔn)。

二、對(duì)工藝設(shè)計(jì)模式上的開(kāi)發(fā)

首先就是設(shè)備型的設(shè)計(jì)模式，這種模式是在與一些其他工業(yè)設(shè)備派和起來(lái)使用的，它是由工藝設(shè)計(jì)人員在工藝編程系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)完成的。這個(gè)設(shè)備是工業(yè)設(shè)備系統(tǒng)的一個(gè)輔助設(shè)備，它是一個(gè)接收主機(jī)信息，進(jìn)而反應(yīng)信息的一個(gè)設(shè)備。還有一個(gè)就是進(jìn)化型工藝設(shè)計(jì)模式，這個(gè)模式主要是針對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的工藝操作的，在這個(gè)模式中，工藝人員需要采取上面所說(shuō)的輔助設(shè)備，來(lái)獲取車輛的信息的，然后進(jìn)行操作的。還有就是最后一個(gè)返修性工藝設(shè)計(jì)模式。這個(gè)模式針對(duì)的是電子電氣返修工藝上，對(duì)電子電氣故障的返修處理。

三、工藝流程上的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

1、在整個(gè)車輛叫進(jìn)行裝配完成后，在電氣系統(tǒng)第一次通電之后，要對(duì)車載系統(tǒng)電子電氣進(jìn)行初始化操作，只有在完成了初始化操作之后才能對(duì)車進(jìn)行首次啟動(dòng)。在進(jìn)行初始化操作的時(shí)候，要注意到幾個(gè)方面，就是要注意一些對(duì)電控單元的一個(gè)激活，還有就是對(duì)防盜安全系統(tǒng)在進(jìn)行初始化之后，要檢查一下防盜安全系統(tǒng)是否處于一個(gè)激活狀態(tài)，是否有效。

2、四輪定位儀和前束調(diào)整臺(tái)，四輪定位儀是用來(lái)對(duì)汽車方向性檢測(cè)調(diào)整的一種設(shè)備，如果車輛在高速行駛的時(shí)候，會(huì)減少輪胎的磨損，對(duì)車輛有一定的操控性。這個(gè)主要是檢測(cè)前后車輪的一個(gè)前束和外傾，校正方向盤。前速調(diào)整臺(tái)是對(duì)汽車前輪側(cè)滑檢測(cè)的一個(gè)保障，它是動(dòng)態(tài)檢測(cè)調(diào)整車輛前束的。對(duì)于有些車型上是配備了車勝電子穩(wěn)定系統(tǒng)的。這要利用車輛的前束調(diào)整臺(tái)在完成前束調(diào)整時(shí)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的幾何領(lǐng)圍狀態(tài)。然后記錄下這個(gè)零位值，以此來(lái)保證電子電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定，在車載系統(tǒng)電子電氣初始化操作沒(méi)有完成前，因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)還沒(méi)有正常的運(yùn)行，所一中間會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤也會(huì)被記錄下來(lái)。對(duì)于這些錯(cuò)誤的信息，為了以后的檢測(cè)的準(zhǔn)確性，這些錯(cuò)誤是要?jiǎng)h除的。

3、電檢是對(duì)車輛進(jìn)行電子電氣故障檢查的一個(gè)重要工序，這道工序做得好壞，對(duì)車輛的質(zhì)量來(lái)說(shuō)，是一個(gè)非常重要的方面。所以對(duì)生產(chǎn)裝好要出場(chǎng)的的車輛都要進(jìn)行電檢，不能遺漏任何一輛。在對(duì)硬件和電控單元檢驗(yàn)室要保持其統(tǒng)一性，再者就是還要對(duì)點(diǎn)檢結(jié)果進(jìn)行一個(gè)總體上的分析，方便以后工作上的進(jìn)一步改進(jìn)。接下來(lái)的這一步就是車輛的入庫(kù)了。因?yàn)檐囕v一旦入庫(kù)之后，可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間不用，這樣就必須把車輛調(diào)到省電模式，對(duì)于這些比較簡(jiǎn)單的操作，采用的是簡(jiǎn)化型的工藝設(shè)計(jì)模式的方案。

4、最后一個(gè)就是電子電氣的返修。車輛在生產(chǎn)中出現(xiàn)一些故障是很正常的，對(duì)于各個(gè)故障都要進(jìn)行返修。返修是要利用一些診斷工具來(lái)進(jìn)行故障處理的。在完成最后的裝配工作之后，一定要對(duì)一些工序在電子電氣上進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的檢查。如果有什么故障，立即進(jìn)行返修。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程的開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也有著決定性的作用。本文對(duì)汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了分析和研究，包括：汽車總裝電子電氣的特點(diǎn)，對(duì)工藝設(shè)計(jì)模式上的開(kāi)發(fā)，工藝流程上的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

筆者希望能夠有更多的有志之士能夠投身到這個(gè)課題的研究當(dāng)中，望能夠指出筆者在文中的不足之處，同時(shí)能夠開(kāi)發(fā)出更好的汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程，為我國(guó)的汽車工業(yè)做出一份應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鄭偉，操小軍.汽車總裝電子電氣工藝設(shè)計(jì)模式和流程的開(kāi)發(fā)[J].北京汽車，2014，（3）：1-4.

汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文4

【Abstract】At present， there are some problems existing in HXD2 type electric locomotive，such as no interlock between the switch and the electric key，no prompt of the control circuit voltage，taking off the wheel stopper not timely.These problems buried serious hidden dangers to traffic safety. Therefor， the control voltage monitoring device， the wheel stop monitoring device and the switch alarm device are designed and developed to provide a strong guarantee for the safe transportation of locomotives.

【P鍵詞】控制電壓；止輪器；開(kāi)關(guān)機(jī)報(bào)警裝置

【Keywords】 control voltage；stop wheel；switch alarm device

【中圖分類號(hào)】U264.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0109-02

1 引言

HXD2型機(jī)車控制回路電壓在不升弓合閘的情況下，由機(jī)車蓄電池組提供維持機(jī)車低壓設(shè)備工作，該電壓雖然可通過(guò)機(jī)車故障顯示屏或控制電壓表（機(jī)械間）查看，但由于顯示不直觀、不直接、不便于現(xiàn)場(chǎng)司乘人員對(duì)控制回路電壓的盯控；再加上HXD2機(jī)車若控制電壓低于88V，MPU就會(huì)對(duì)機(jī)車受電弓回路進(jìn)行封鎖，機(jī)車無(wú)法升弓合閘。若有控制回路電壓報(bào)警裝置，能夠及時(shí)提醒當(dāng)前電壓變化情況，司乘人員若及時(shí)采取有效預(yù)防措施，可有效減少機(jī)車因控制電壓低造成機(jī)車故障。

止輪器，用于鐵軌之上，車輪踏面密貼在防溜止輪器上起到靜止制動(dòng)作用。由于傳統(tǒng)止輪器制動(dòng)均沒(méi)有檢測(cè)止輪器，在鐵軌上的功能，一旦輪器在軌制動(dòng)時(shí)工作人員忘記撤除而進(jìn)行升弓合閘動(dòng)車，易造成脫軌掉道的事故發(fā)生，行車安全存在嚴(yán)重的安全隱患。若有止輪器報(bào)警裝置，能夠及時(shí)提醒司乘人員將止輪器歸位，有效避免因未撤除止輪器造成的安全事故。

HXD2型機(jī)車監(jiān)控裝置的開(kāi)關(guān)機(jī)不受機(jī)車電源鑰匙控制，由獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制，乘務(wù)員在換端操作時(shí)若未開(kāi)機(jī)，會(huì)影響機(jī)車正常開(kāi)行；若未關(guān)閉監(jiān)控裝置，機(jī)車有速度后會(huì)引起緊急制動(dòng)；存在嚴(yán)重的安全隱患。若有監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)機(jī)報(bào)警裝置及時(shí)提醒司乘人員，可有效避免此類問(wèn)題發(fā)生，消除安全隱患。

2 解決方案

①控制回路電壓檢測(cè)解決。本裝置驅(qū)動(dòng)電源直接接在機(jī)車控制回路母線，當(dāng)檢測(cè)到機(jī)車控制回路電壓低于90V，進(jìn)行循環(huán)提示報(bào)警，提示語(yǔ)音為“控制回路電壓低”。當(dāng)機(jī)車控制回路電壓上升到95V，結(jié)束報(bào)警。②止輪器監(jiān)測(cè)的解決。本裝置提供止輪器架、報(bào)警盒。當(dāng)檢測(cè)到止輪器不在位時(shí)，未升弓或啟機(jī)時(shí)，發(fā)出燈光報(bào)警進(jìn)行提示。機(jī)車升弓或啟機(jī)后，報(bào)警盒發(fā)出燈光報(bào)警和語(yǔ)音報(bào)警進(jìn)行提示報(bào)警，提示語(yǔ)音為 “注意止輪器”，表示止輪器不在位，需檢測(cè)止輪器是否在軌制動(dòng)中。機(jī)車的兩端司機(jī)室各安裝一個(gè)報(bào)警盒，在機(jī)車通電時(shí)兩個(gè)報(bào)警盒開(kāi)啟。③監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)機(jī)監(jiān)測(cè)的解決。通過(guò)采集監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)、機(jī)車電鑰匙信號(hào)，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析進(jìn)行相應(yīng)語(yǔ)音提示。當(dāng)監(jiān)控裝置開(kāi)機(jī)、機(jī)車電鑰匙關(guān)閉時(shí)，語(yǔ)音提示“請(qǐng)關(guān)閉監(jiān)控裝置”，當(dāng)監(jiān)控裝置關(guān)機(jī)、機(jī)車電鑰匙閉合時(shí)，語(yǔ)音提示“請(qǐng)打開(kāi)監(jiān)控裝置”，此方案通過(guò)電鑰匙、監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)預(yù)留點(diǎn)位采集信號(hào)，對(duì)司乘人員進(jìn)行提示，不改變機(jī)車電路設(shè)計(jì)，不參與機(jī)車控制。

3 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)及功能

3.1 技術(shù)參數(shù)

輸入電壓：額定 110VDC 范圍：85VDC～125VDC

輸入信號(hào)：①兩對(duì)干接點(diǎn)常閉信號(hào)，常開(kāi)告警；②監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)、機(jī)車電鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)。

輸出信號(hào)：①語(yǔ)音報(bào)警；②LED報(bào)警

工作方式：異步半雙工差分傳輸

傳輸介質(zhì)：雙絞線或屏蔽線

外形尺寸：①報(bào)警盒 185mm×100mm×36mm；②放置架 295mm×200mm×120mm

輸出方式：連接線公母頭對(duì)接（5芯線+8芯線+3芯線）

使用環(huán)境：-40℃到70℃，相對(duì)濕度0%到85%

3.2 功能

3.2.1 控制回路電壓報(bào)警條件測(cè)試

3.2.2 止輪器在位邏輯測(cè)試（通信狀態(tài)）

3.2.3 監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)機(jī)邏輯測(cè)試（通信狀態(tài)）

3.2.4 LED報(bào)警條件測(cè)

3.2.5 語(yǔ)音報(bào)警條件測(cè)試

3.2.6 通信測(cè)試

4 主要技術(shù)難點(diǎn)

①機(jī)車控制回路電壓低報(bào)警功能，對(duì)機(jī)車110V母線電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以防止因機(jī)車控制回路電壓低及其相關(guān)故障進(jìn)行預(yù)警，防止事故擴(kuò)大。②止輪器監(jiān)測(cè)具有防脫功能，可徹底杜絕機(jī)車止輪器未撤除啟動(dòng)。③監(jiān)控裝置開(kāi)關(guān)機(jī)報(bào)警，可及時(shí)提醒關(guān)閉機(jī)車電鑰匙后關(guān)閉監(jiān)控裝置，以及閉合機(jī)車電鑰匙后打開(kāi)監(jiān)控裝置。

汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文5

從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，CAE在發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始應(yīng)用，尤其是1995年之后，CAE成為發(fā)達(dá)國(guó)家在工業(yè)實(shí)踐中最重要的科學(xué)技術(shù)手段之一，在航空、航天和汽車等技術(shù)復(fù)雜度極高的行業(yè)中普及得尤其快速。CAE帶給汽車工業(yè)最直接的好處有三點(diǎn): 一是降低開(kāi)發(fā)成本; 二是縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間; 三是提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量。

傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程是產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，然后試制樣件和進(jìn)行物理試驗(yàn)驗(yàn)證。其中，試制和物理試驗(yàn)需要花費(fèi)大量的人力、財(cái)力和時(shí)間。如果開(kāi)發(fā)后期的物理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)過(guò)程中存在重大的缺陷，將導(dǎo)致制造裝備報(bào)廢的重大投資風(fēng)險(xiǎn)。而現(xiàn)代CAE分析驅(qū)動(dòng)的汽車開(kāi)發(fā)流程則是在從做出重大技術(shù)方案和技術(shù)指標(biāo)決定的概念設(shè)計(jì)階段，到后續(xù)的布置設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、樣件試制、物理樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證的整個(gè)過(guò)程中，CAE分析都貫穿期間。尤其是在概念設(shè)計(jì)階段，CAE分析充分發(fā)揮了不需要物理樣機(jī)也可以“虛擬現(xiàn)實(shí)”的強(qiáng)大威力，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程提供科學(xué)的技術(shù)決策。在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，CAE分析通過(guò)前期增加的虛擬試驗(yàn)，后期替代或減少大量的物理試驗(yàn)，從而減少開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。同時(shí)，只有通過(guò)CAE分析才能從本質(zhì)上理解汽車的NVH（指噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度）品質(zhì)、操縱穩(wěn)定性及可靠性等深層次機(jī)理，并提供解決方案，真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

CAE分析和物理試驗(yàn)構(gòu)成現(xiàn)代汽車開(kāi)發(fā)體系中的核心，是汽車開(kāi)發(fā)流程中真正的“開(kāi)發(fā)”環(huán)節(jié)。

自主開(kāi)發(fā)需要CAE分析

汽車工業(yè)是帶動(dòng)面最廣泛的工業(yè)，汽車產(chǎn)品是高新技術(shù)的最大載體，一般航空航天領(lǐng)域的高精尖技術(shù)只有通過(guò)汽車工業(yè)才能轉(zhuǎn)化為規(guī)模產(chǎn)業(yè)，所以汽車工業(yè)是或曾是幾乎所有發(fā)達(dá)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車工業(yè)的發(fā)展會(huì)快速地拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)前，中國(guó)汽車工業(yè)面臨著雙重挑戰(zhàn): 一是全球汽車工業(yè)共同的挑戰(zhàn)，即越來(lái)越嚴(yán)格的政府法規(guī)、要求越來(lái)越“苛刻”的客戶需求、越來(lái)越多的車型、越來(lái)越復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)、越來(lái)越短的上市要求和越來(lái)越高的成本壓力等; 二是中國(guó)汽車工業(yè)特有的挑戰(zhàn)，即目前還沒(méi)有建立完備的自主開(kāi)發(fā)能力。

在汽車工業(yè)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，長(zhǎng)安汽車在坎坷但前景光明的自主開(kāi)發(fā)道路上以堅(jiān)定的步伐一直向前。在這條艱難的道路上凝聚著長(zhǎng)安汽車集團(tuán)一線工人的奮戰(zhàn)、銷售人員的辛勞、管理者的智慧，更凝聚了開(kāi)發(fā)工程師們刻苦鉆研、努力創(chuàng)新的拼搏。長(zhǎng)安汽車工程研究院始終緊盯“打造具有國(guó)際水平、國(guó)內(nèi)一流的汽車開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)”的目標(biāo)，大力發(fā)展新技術(shù)，應(yīng)用新手段，以滿足汽車產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需求。CAE在長(zhǎng)安汽車的成功應(yīng)用，為全面提高長(zhǎng)安汽車的自主開(kāi)發(fā)能力，提供了強(qiáng)有力的核心技術(shù)保障。

眾所周知，要想自主開(kāi)發(fā)汽車，必須具備自主開(kāi)發(fā)的核心能力，而現(xiàn)代汽車工業(yè)的實(shí)踐證明，CAE分析和試驗(yàn)開(kāi)發(fā)是現(xiàn)代汽車開(kāi)發(fā)的核心能力，從某種程度上講，一個(gè)現(xiàn)代汽車企業(yè)的CAE分析水平的高低，不僅直接體現(xiàn)了該企業(yè)是否具備汽車開(kāi)發(fā)的核心能力和開(kāi)發(fā)技術(shù)上的先進(jìn)程度，更決定了該企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。自主開(kāi)發(fā)汽車產(chǎn)品的使命要求長(zhǎng)安汽車必須創(chuàng)建強(qiáng)大的CAE分析能力。

20世紀(jì)90年代末，長(zhǎng)安汽車開(kāi)始了創(chuàng)建CAE分析能力的探索。從技術(shù)中心的車身設(shè)計(jì)部門安排一個(gè)工程師嘗試最簡(jiǎn)單的零部件剛強(qiáng)度分析開(kāi)始，通過(guò)不懈的努力，2004年初，長(zhǎng)安汽車工程研究院成立了專業(yè)的CAE工程所，標(biāo)志著長(zhǎng)安汽車CAE分析能力的初步形成。現(xiàn)在，長(zhǎng)安汽車擁有一個(gè)以博士和碩士為主、人數(shù)接近40的CAE分析團(tuán)隊(duì)，分析范圍包括系統(tǒng)性能（整車、整機(jī)和子系統(tǒng)）分析、CFD分析（汽車空氣動(dòng)力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)氣體交換動(dòng)力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒，汽車HVAC系統(tǒng)等）、車身結(jié)構(gòu)和耐久分析、汽車被動(dòng)安全分析、汽車操縱穩(wěn)定性和舒適性分析、汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)NVH分析以及機(jī)車匹配分析等，覆蓋了發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車開(kāi)發(fā)的所有領(lǐng)域。

我們從一開(kāi)始就堅(jiān)持把CAE徹底融入到開(kāi)發(fā)流程中，使CAE團(tuán)隊(duì)參加實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目，通過(guò)實(shí)戰(zhàn)提高分析能力，發(fā)揮CAE的作用。同時(shí)，我們聘請(qǐng)國(guó)外汽車CAE分析的專家加盟指導(dǎo)，與國(guó)外的咨詢公司、專業(yè)分析公司進(jìn)行Know-how項(xiàng)目合作，快速地提升了長(zhǎng)安汽車的CAE分析能力。

全面應(yīng)用CAE分析顯威力

“利器在手，功在運(yùn)用”。新技術(shù)、新方法只有被實(shí)實(shí)在在地應(yīng)用到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，才能真正發(fā)揮作用。我們?cè)凇伴L(zhǎng)安汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”整個(gè)流程中徹底貫穿CAE分析，在每一個(gè)重大的整車和整機(jī)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中都有強(qiáng)大的CAE分析團(tuán)隊(duì)和市場(chǎng)研究團(tuán)隊(duì)、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、試驗(yàn)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、質(zhì)量開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、工藝制造開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)、銷售團(tuán)隊(duì)一起緊密合作，完成重大項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。

在開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，小到螺栓預(yù)緊力分析，大到整車碰撞模擬和整車NVH分析，CAE分析都發(fā)揮了無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)和作用。例如在一款新發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，通過(guò)CAE分析發(fā)現(xiàn)并成功解決了連桿工作受力不均易導(dǎo)致連桿斷裂的設(shè)計(jì)缺陷，消除了產(chǎn)品潛在的安全隱患; 又如在另一款量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化升級(jí)中，通過(guò)CAE分析解決了冷卻不夠?qū)е赂滋鬃冃魏屠椎墓收? 再如在一個(gè)整車NVH開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，通過(guò)CFD分析，在保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能不變的同時(shí)，大幅度降低了進(jìn)排氣噪聲; 此外，在2005年開(kāi)發(fā)完成的一款新車項(xiàng)目中，我們的CAE分析工程師對(duì)整車進(jìn)行了12輪側(cè)面碰撞分析，使得第一次物理樣車實(shí)車側(cè)面碰撞試驗(yàn)的結(jié)果就達(dá)到了今年7月1日才實(shí)施的車輛側(cè)面碰撞法規(guī)的要求; 等等。

成本領(lǐng)先始終是企業(yè)致勝的法寶之一，CAE分析在提高開(kāi)發(fā)質(zhì)量、保證在物理樣機(jī)試制之前“一次設(shè)計(jì)成功”的同時(shí)，也是降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用的利器。隨著分析能力的提高，我們擺脫了對(duì)國(guó)外分析公司的依賴，節(jié)約了大量費(fèi)用，僅2005年，長(zhǎng)安汽車工程研究院CAE所自主承擔(dān)了123項(xiàng)重大CAE分析項(xiàng)目，直接節(jié)約了委外開(kāi)發(fā)費(fèi)用約2000萬(wàn)元。

長(zhǎng)安的CAE經(jīng)驗(yàn)

長(zhǎng)安成功創(chuàng)建了CAE分析能力，并且使CAE分析完全融入到汽車的開(kāi)發(fā)流程中，發(fā)揮了巨大的作用。總結(jié)幾年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于成功地應(yīng)用和發(fā)揮CAE這一先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)手段為汽車開(kāi)發(fā)服務(wù)，我們有如下的深刻體會(huì):

首先，必須消除“CAE分析只能被用做校核檢驗(yàn)和troubleshooting”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。校核檢驗(yàn)的工作把CAE當(dāng)作看病的醫(yī)生，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)束的產(chǎn)品或出了問(wèn)題的產(chǎn)品查毛病，即使查出病因、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也只能打打補(bǔ)丁，為時(shí)已晚。況且，沒(méi)有經(jīng)過(guò)研發(fā)設(shè)計(jì)錘煉的CAE分析工程師根本就做不了醫(yī)生，查不出毛病。只有把CAE分析徹底地融入到開(kāi)發(fā)流程中，才能使CAE分析在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的最初期就能對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行控制和預(yù)防。

詹樟松

浙江大學(xué)工學(xué)博士，現(xiàn)為長(zhǎng)安汽車集團(tuán)汽車工程研究院副院長(zhǎng)，主要從事汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)和研究工作，已在諸多業(yè)內(nèi)學(xué)術(shù)期刊和專題會(huì)議上發(fā)表了幾十篇學(xué)術(shù)論文。

其次，必須認(rèn)識(shí)到商用CAE分析軟件本身僅僅是工具，企業(yè)購(gòu)買軟件之后如何用好才是關(guān)鍵。長(zhǎng)安汽車購(gòu)買了業(yè)界主要的分析軟件，包括用于結(jié)構(gòu)分析的MSC有限元分析軟件系列、多體動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS、CFD分析軟件AVL-Fire/Swift、汽車碰撞分析軟件Pam-Crash、發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)分析軟件GT-Power、整車性能分析軟件GT-Drive、優(yōu)化平臺(tái)軟件iSight以及控制仿真平臺(tái)MATLAB/Simulink等。要發(fā)揮CAE的作用，熟練使用軟件僅僅是萬(wàn)里的第一步，也是最小的一步。最重要的是，要有工程經(jīng)驗(yàn)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)的累積，我們結(jié)合項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)踐，對(duì)軟件的使用做了一些模板的開(kāi)發(fā)，分析標(biāo)準(zhǔn)和分析規(guī)范的建立，使死的軟件成為最鮮活的工具，充分發(fā)揮了CAE分析的威力。

第三，對(duì)CAE分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)要有準(zhǔn)確的把握。CAE的發(fā)展趨勢(shì)是“完全地虛擬現(xiàn)實(shí)”，其終極目標(biāo)是完全取代物理試驗(yàn)。當(dāng)然這個(gè)目標(biāo)非常遙遠(yuǎn)，需要計(jì)算力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)、工程科學(xué)、工程管理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷地發(fā)展和結(jié)合。但取代越來(lái)越多的物理試驗(yàn)、減少某些物理試驗(yàn)量（比如昂貴的物理樣車碰撞試驗(yàn)）和從事不能或難以進(jìn)行的物理試驗(yàn)（比如汽車翻滾、天氣變化、神6飛行等）的虛擬試驗(yàn)每年都會(huì)取得進(jìn)步。

汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文6

關(guān)鍵詞：汽車覆蓋件；逆向工程；設(shè)計(jì)

Abstract: the author in reverse engineering of automobile covering design do some theory and practice, this paper mainly includes the meaning of reverse engineering, reverse engineering and positive engineering, reverse engineering and intellectual property rights, and to reverse CAD/CAE/CAM technology in automobile covering the combined application are introduced in this paper.

Keywords: automobile covering; Reverse engineering; design

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

近年來(lái)，我國(guó)汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，已經(jīng)具備一定的生產(chǎn)規(guī)模，而隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)汽車質(zhì)量要求增高的同時(shí)也對(duì)汽車外形提出了更高的要求，汽車生產(chǎn)廠家為了提高工作效率，盡可能在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出客戶滿意的新車型，在不斷的尋求新的生產(chǎn)方法和技術(shù)。由于中國(guó)目前的汽車研發(fā)水平主要還是體現(xiàn)在汽車的改型設(shè)計(jì)上，而最大的改型設(shè)計(jì)方向就是對(duì)汽車的外型進(jìn)行一定的重新設(shè)計(jì)，也就是中國(guó)新車型的開(kāi)發(fā)主要集中在車身覆蓋件的設(shè)計(jì)上。

覆蓋件作為汽車的重要組成部分，具有材料薄、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，是汽車的整體性能和形象的最重要的決定因素之一，它的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更是汽車整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵，很大程度上決定了開(kāi)發(fā)周期和成本。逆向工程技術(shù)作為產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它出現(xiàn)后，很快被應(yīng)用到了快速發(fā)展的汽車領(lǐng)域。為汽車覆蓋件設(shè)計(jì)提供了一個(gè)全新的、高效的手段；為汽車制造企業(yè)快捷、高效地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品發(fā)揮了重要作用[1]。

1逆向工程的含義

逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同。它是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計(jì)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn)。它以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)。這就是逆向工程的含義，特別強(qiáng)調(diào)“再創(chuàng)造”是逆向反求的靈魂[2]。

2逆向工程與正向工程、逆向工程與知識(shí)產(chǎn)權(quán)

人們通稱的設(shè)計(jì)，一般均指正設(shè)計(jì)或正向工程。它是對(duì)一個(gè)事物由未知到已知、由想象到現(xiàn)實(shí)的過(guò)程。反設(shè)計(jì)即逆向工程是對(duì)已知事物的有關(guān)信息充分消化和吸收，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)、挖潛和再創(chuàng)造。二者既有區(qū)別又相輔相成。

逆向反求的目的如果僅限于最原始、低級(jí)的模仿，那么它在產(chǎn)品質(zhì)量和生命周期上不會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。逆向工程代表了一種非常高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路和方法，它絕不等于偷技術(shù)，它是在科技道德和法律制約下，從學(xué)術(shù)、工程、技術(shù)方面來(lái)促進(jìn)科技的發(fā)展。這是因?yàn)槿魏萎a(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)，總要借鑒、繼承已有的知識(shí)和技術(shù)；通過(guò)反求來(lái)發(fā)展新產(chǎn)品，起點(diǎn)高，周期短，成效快，決非照抄照搬；科學(xué)的反求，有助于促進(jìn)技術(shù)革新，擴(kuò)大眼界，有助于盡快培養(yǎng)新人[3]。

3 CAD逆向/CAE/CAM技術(shù)在汽車覆蓋件中的聯(lián)合應(yīng)用

在汽車車身外覆蓋件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，逆向工程技術(shù)已成為重要技術(shù)手段。快速、高效、準(zhǔn)確地構(gòu)造出汽車外形，是現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。它的出現(xiàn)克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中產(chǎn)品樣件的制作和試驗(yàn)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)獲得的汽車覆蓋件數(shù)字模型是汽車產(chǎn)品、模具設(shè)計(jì)、模具制造、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)等整個(gè)過(guò)程的最基本的依據(jù)。逆向工程技術(shù)在汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：①新車型的試制，包括改型、仿型和創(chuàng)新設(shè)計(jì)；②汽車零部件的復(fù)制和改型設(shè)計(jì)；③汽車零件模具修復(fù)；④汽車產(chǎn)品數(shù)字化模型的檢驗(yàn)、模型比較、檢具和夾具的檢測(cè)。所以，逆向工程技術(shù)為汽車產(chǎn)品的研發(fā)提供了很好的技術(shù)支持。在汽車車身及模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中,根據(jù)逆向產(chǎn)品的規(guī)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次關(guān)系,大致可分為：整車開(kāi)發(fā)的逆向工程；部件總成和單件開(kāi)發(fā)的逆向工程；模具開(kāi)發(fā)中單工序的逆向工程[4]。

運(yùn)用逆向工程技術(shù)獲得覆蓋件CAD模型，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，然后結(jié)合CAE技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能分析、并把分析結(jié)果反饋到產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，再進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得一個(gè)與前面產(chǎn)品對(duì)象不完全相同，甚至完全不同的新的結(jié)構(gòu)外形，最終達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的目的。CAE技術(shù)在汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用也非常廣泛：①采用有限元法計(jì)算機(jī)械零件的應(yīng)力和變形、進(jìn)行強(qiáng)度和剛度分析，具有較高的計(jì)算精度而得到普遍采用，特別是在材料應(yīng)力、應(yīng)變的線性范圍內(nèi)更是如此；②采用多體動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行汽車整車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性的動(dòng)態(tài)仿真分析；③利用有限元法可進(jìn)行汽車碰撞過(guò)程的模擬計(jì)算從而節(jié)省昂貴的真車碰撞試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，為如何提高車身的抗碰撞能力提供一定的參考數(shù)據(jù)；④采用有限元法和邊界方法((BEM)分析汽車的噪聲等；⑤把有限單元理論、塑性成形理論以及沖壓成形經(jīng)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，模擬板料成形過(guò)程，及時(shí)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的拉裂、起皺等缺陷，實(shí)現(xiàn)汽車覆蓋件及其模具的快速設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。采用有限元法對(duì)汽車進(jìn)行剛度、強(qiáng)度分析，動(dòng)力學(xué)仿真分析，覆蓋件沖壓仿真成形分析，對(duì)這些性能進(jìn)行優(yōu)化，可達(dá)到提高產(chǎn)品性能、縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用的目的。可以說(shuō)，CAE在汽車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中已處于無(wú)可替代的地位，CAE技術(shù)水平的提高對(duì)增強(qiáng)我國(guó)汽車工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，有著重要作用。同時(shí)，汽車業(yè)的需求也極大地帶動(dòng)了CAE技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)，CAE技術(shù)在汽車上的應(yīng)用已全面展開(kāi)，單一計(jì)算模型和計(jì)算水平已有一定基礎(chǔ)，但是工業(yè)化應(yīng)用程度還比較低，CAE技術(shù)還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究。

有限元分析軟件與CAD系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，將其應(yīng)用在逆向工程中其效果也是顯而易見(jiàn)的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①縮短了汽車產(chǎn)品再設(shè)計(jì)和復(fù)制品分析的循環(huán)周期；②驗(yàn)證逆向建模的準(zhǔn)確性；③通過(guò)分析更好地理解原型的設(shè)計(jì)思路，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)及不足；④增加逆向產(chǎn)品和工程的可靠性；⑤對(duì)逆向工程建立的CAD模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期達(dá)到或超過(guò)原型的設(shè)計(jì)水平；⑥模擬各種試驗(yàn)方案，有效地與原型進(jìn)行功能對(duì)比，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)；⑦在逆向產(chǎn)品制造前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題[5]。

汽車覆蓋件大都采用薄板金屬?zèng)_壓而成，其模具制造周期影響著汽車的制造成本以及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。將計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）技術(shù)運(yùn)用到汽車覆蓋件模具的制造過(guò)程中，具有加工精度高、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。它是將零件表面的數(shù)據(jù)導(dǎo)入CAM軟件（如Master CAM等）中，從而生成數(shù)控加工所需的刀具軌跡文件，用來(lái)控制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，加工出所需的零件表面。CAD逆向工程與CAM在汽車車身覆蓋件等復(fù)雜型面零件沖壓模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，更是改變了依靠手工制模仿形加工或在數(shù)控機(jī)床手工編程加工等模具生產(chǎn)工藝，降低了開(kāi)發(fā)成本和生產(chǎn)周期。采用CAD/CAE/CAM技術(shù)和各種數(shù)控機(jī)床及三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x相結(jié)合，使汽車覆蓋件模具的開(kāi)發(fā)制造呈現(xiàn)前所未有的面貌，模具精度大幅度提高，壽命延長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)周期縮短，開(kāi)發(fā)制造的成功率也大幅度提高。

4結(jié)論

總之，將CAD/CAE/CAM技術(shù)引入到汽車覆蓋件生產(chǎn)實(shí)際中，可以大大縮短汽車開(kāi)發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳雪輝，袁根福．有限元技術(shù)在產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)中應(yīng)用研究．機(jī)械工程師，2008，(10)：102-104

[2]何杰，孫慶鴻，陳南．汽車覆蓋件CAD/CAM逆向工程．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2000：5-29

[3]黃亞娟，丘宏揚(yáng)，陳松茂．CAD/CAE/CAM.技術(shù)在汽車覆蓋件模具中的應(yīng)用與發(fā)展．機(jī)電工程技術(shù)，2004，33(5)：13-15

[4]黃金陵．汽車車身設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．279