汽車設計論文范文第1篇
關鍵詞：汽車車身；汽車安全；汽車動力
汽車工業(yè)飛速發(fā)展，越來越多的人對汽車的追求不僅僅停留在速度方面了，對外觀的要求也越來越高。汽車車身技術是汽車制造的重要組成部分。車身造型設計是將科學和藝術相結合的工作。在科學方面包括了流體學，人機工程等學科。本次困論文主要介紹車身造型對安全和動力的影響。
緒論
1.汽車的誕生加速了人類文明的進程，汽車是現(xiàn)代科技的重要載體之一，是衡量一個國際科技水平和經(jīng)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(xiàn)在的汽車領域更新?lián)Q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(huán)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(fā)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(fā)展。
2.國外汽車行業(yè)起步早，水平高。在國外車身設計是被極為重視的一個環(huán)節(jié)。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(yè)在經(jīng)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(fā)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(jié)省14%的燃油，空氣阻力每降低百分之十燃油節(jié)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(fā)以來，油耗成了普通百姓選擇車輛的一個重要參考數(shù)據(jù)，為了達到節(jié)油減排的目的，汽車生產(chǎn)商基本都是采用減小整車質(zhì)量來達到目的，這樣一來輕質(zhì)合金材料和復合材料在優(yōu)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(zhì)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(xiàn)代人買車的重要參考數(shù)據(jù)之一。IIHS在安全性報告中的數(shù)據(jù)表明，其2011年進行了相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以上牌行駛1-3年的乘用車為樣本統(tǒng)計，大型車平均每100萬臺車中發(fā)生嚴重事故造成的死亡人數(shù)為24人，而同樣本中的微型車和小型車的死亡人數(shù)則為65人。同時IIHS也給出了2000年時候的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)，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(fā)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(shù)據(jù)也可以看出，大型車普遍碰撞表現(xiàn)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(shù)據(jù)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(fā)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(xiàn)在的高強度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當?shù)奈⒘吭?，?jīng)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(shù)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?。?.7g/cm3）、比強度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)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(zhì)量減少了135kg，比傳統(tǒng)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(shù)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(zhì)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(xiàn)代轎車車身設計》，上?？茖W技術出版社，1999年3月
[2]郭竹亭主編《轎車車身設計》，吉林科學技術出版社2000年10月第一版
[3]龔微寒主編《轎車現(xiàn)代設計制造》，人民交通出版社，2001年9月
汽車設計論文范文第2篇
筆者對汽車造型設計人才的職業(yè)能力的研究，從汽車行業(yè)近十年來造型設計職業(yè)崗位的發(fā)展入手，對“企業(yè)—部門—崗位—工作內(nèi)容”的層次進行細分，總結出汽車造型設計人才的具體職業(yè)崗位的具體工作內(nèi)容。文章中的汽車行業(yè)人才需求信息主要從三個渠道獲得：一是對合資、國企、民營、私企以及汽車設計服務等不同類別企業(yè)的調(diào)查；二是歷年來高校招聘和社會招聘的需求信息；三是網(wǎng)絡、文獻對國際上汽車企業(yè)機構構成和人員配備的介紹。
其一，汽車行業(yè)造型設計人才的需求企業(yè)。隨著汽車保有量的迅速增長，市場對汽車個性化產(chǎn)品和服務的需求，為整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈帶來了新的發(fā)展機遇，整車企業(yè)、設計研發(fā)企業(yè)、零部件制造企業(yè)，甚至汽車資訊企業(yè)都需要造型設計人員的參與。筆者通過調(diào)查了解到，以下類型企業(yè)需要聘用汽車造型設計人才：汽車整車開發(fā)及生產(chǎn)、汽車零部件開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)、汽車設計服務企業(yè)、汽車銷售企業(yè)等。
其二，汽車行業(yè)造型設計人才的需求崗位和工作內(nèi)容。在所有企業(yè)中，汽車整車企業(yè)的設計開發(fā)環(huán)節(jié)最完整，因此文章以整車企業(yè)為研究對象，分析其部門設置和人員分布。雖然各個汽車企業(yè)的造型部門在結構和組織上有一定的差別，但其對產(chǎn)品策劃和工程開發(fā)所起到的作用是相同的。文章提出了一個虛擬的具有普遍意義的汽車造型設計部門的基本構架和人員組織。零部件開發(fā)企業(yè)的造型設計人員，承擔了與整車企業(yè)造型創(chuàng)意部門人員類似的職責，兩者在人才能力需求上比較相似。下面將對不同類型企業(yè)的造型設計具體崗位的工作內(nèi)容進行總結：整車開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)、汽車設計服務企業(yè)與設計造型設計的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：
一是汽車產(chǎn)品策劃部門，崗位：汽車產(chǎn)品開發(fā)前期研究及開發(fā)策劃人員（偏向造型策劃）。工作內(nèi)容：包括汽車品市場需求調(diào)研、流行趨勢調(diào)研、競爭品牌及車型調(diào)研、品牌前瞻性的研究、市場定位、產(chǎn)品概念的提出等，并具備與設計管理和造型設計以及技術部門的溝通能力。二是設計管理部門，崗位：設計管理人員。工作內(nèi)容：負責汽車造型設計統(tǒng)籌管理、時間節(jié)點控制、情報管理以及設計人員人事、設備及物品的管理，并與相關部門進行溝通。三是造型創(chuàng)意部門，崗位：車身造型設計師、汽車內(nèi)飾造型設計師。工作內(nèi)容：理解汽車產(chǎn)品定位，以草圖和效果圖的形式，分別負責車身或內(nèi)飾設計項目的造型創(chuàng)意，并與油泥模型師和數(shù)字模型師進行一定程度的溝通，在設計時須考慮空氣動力學和人機工程學等問題，并與相關部門進行溝通。四是色彩紋理設計部門，崗位：色彩紋理設計師。工作內(nèi)容：應具有獨立的色彩紋理創(chuàng)意的能力，明確產(chǎn)品的整體思路，具有對材質(zhì)、花紋、色卡的管理能力，以及與其他部門的溝通能力。五是數(shù)字模型部門，崗位：Casc表面制作設計師。工作內(nèi)容：對工程和造型創(chuàng)意有深刻的認識，通過正向C面三維建模，準確地表現(xiàn)設計意圖，并與相關部門進行溝通。A-CLASS表面制作設計師，工作內(nèi)容：通過逆向A面三維建模，實現(xiàn)模具基礎，并與相關部門進行溝通。六是實體模型部門，崗位：油泥模型師。工作內(nèi)容：透徹地理解造型設計師的設計創(chuàng)意，具有強大的三維模型塑造能力，并向數(shù)字模型師傳達分面方式。七是設計試制部門，崗位：設計試制工作人員。工作內(nèi)容：負責樣車設計制作、內(nèi)飾仿真件以及部分表面零部件的制作，并與相關部門進行溝通。汽車零部件開發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)與設計造型設計的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：造型創(chuàng)意部門，崗位：汽車座椅、儀表盤輪轂、數(shù)字設備、進氣隔柵、車身保險杠、方向盤、車燈造型設計師。工作內(nèi)容：主要從事具體零部件的造型創(chuàng)新，須熟悉不同車型的造型特點，并能在零部件創(chuàng)新設計中把握其與整車的關系。由于零部件企業(yè)的部門設置沒有整車企業(yè)龐大，往往要求造型設計師向上兼顧產(chǎn)品策劃能力，向下兼顧工程協(xié)調(diào)能力。汽車后市場與設計造型設計的部門、崗位及工作內(nèi)容如下：一是汽車造型改裝部門，崗位：改裝造型設計師。工作內(nèi)容：從事汽車車身造型的局部改裝造型創(chuàng)新設計，如轎車翼子板改裝設計、貨車車頭擾流罩加裝等，須熟悉不同車型的造型特點，并能在局部的改裝中實現(xiàn)特定的改裝功能，以及能與工程合作，保證改裝后汽車性能。二是汽車車身及內(nèi)飾美容部門，崗位：汽車美容設計師。工作內(nèi)容：從事汽車車身貼花、貼膜裝飾，汽車內(nèi)飾的軟裝改造、內(nèi)飾裝飾品的選配等工作。
二、汽車造型設計人才的職業(yè)能力
通過以上分析可以看出，不同企業(yè)、部門、崗位的汽車造型設計人才雖然工作內(nèi)容、難度和綜合性各有不同，但從中不難總結出汽車行業(yè)中造型設計人才的職業(yè)能力需求。
其一，設計把握能力。由于汽車產(chǎn)品開發(fā)的復雜性和汽車造型設計部門分工的細化，要求汽車造型設計人員在把握能力方面必須做到：明確汽車整車項目目標與崗位工作目標之間的關系；對崗位工作進程和成果進行把控；并能與其他相關崗位和部門進行良好的協(xié)調(diào)、溝通。
其二，設計調(diào)研能力。因為汽車產(chǎn)品系統(tǒng)層次豐富，開發(fā)社會關聯(lián)度大，周期長，風險大，因此汽車造型設計人員在調(diào)研能力方面應做到：通過不同手段實時把握、跟蹤與汽車設計相關的社會、經(jīng)濟和技術等資訊，并分析其內(nèi)在聯(lián)系，形成獨到的設計見解；能夠把握汽車造型流行趨勢；能夠從各種事物及相關設計領域中提煉美、創(chuàng)造美；能夠從人的生活方式、城市發(fā)展和交通方式等變化中發(fā)掘汽車造型設計創(chuàng)意。
其三，設計操作能力。在具體的汽車造型設計操作中，設計師應做到：將抽象的整車設計概念轉換成視覺化的造型設計定位；運用汽車草圖及效果圖清晰地表現(xiàn)造型設計定位中的車身比例、線型特征、功能件排布、材質(zhì)質(zhì)感等設計信息；能夠用汽車油泥模型對設計進行推敲、展示、評價；并能運用計算機輔助三維設計軟件構建汽車造型設計的精細模型。文章通過對汽車行業(yè)發(fā)展、企業(yè)類型及與造型設計相關的部門、崗位和工作內(nèi)容進行調(diào)查、分析，總結出汽車造型設計人才的特定職業(yè)能力需求。筆者希望通過對快速發(fā)展的汽車行業(yè)的人才職業(yè)需求和人才職業(yè)能力的研究，促進對現(xiàn)有汽車造型設計人才培養(yǎng)方案的制訂，以及課程設置、教學內(nèi)容、教學方法等方面的改革，以適應汽車行業(yè)對造型設計人才的需求。
汽車設計論文范文第3篇
(1)汽車標志的概念。
“標志”也叫“標識”，它具有溝通交流和傳遞信息的作用，而且比語言和文字的表達作用更加直接、有力，所以標識被廣泛應用。車標也是商標，是樹立汽車品牌形象的核心部分。車標一般都是由文字符號、圖形和不同的色彩組合而成，這其中賦予了車標豐富的企業(yè)文化內(nèi)涵和設計理念，它體現(xiàn)的是整個汽車企業(yè)的品牌形象。每一個車標都是一代傳奇，一種身份，它體現(xiàn)著企業(yè)的競爭力，是歷史的見證。
(2)汽車標志的起源。
自19世紀末汽車被發(fā)明以來，未過多久汽車標志就隨之而誕生了。確切來說，汽車標志的誕生是在1889年，是由法國人路易斯開創(chuàng)的。由于有標志的汽車銷售量遠遠超過沒有標志的汽車，所以在以后的時間里，車標便迅速被開發(fā)了出來。到現(xiàn)在車標已經(jīng)成為人們識別汽車種類最為重要的載體之一，它已經(jīng)與汽車品牌緊密融合。車標隨著歷史的發(fā)展和科技的進步也在不斷地改進和更新，以滿足人們不斷提升的審美需求。
2汽車標志設計理念
(1)車標設計的美學要求。
美學是一種科學，它主要在于探索自然界、人類社會和藝術領域的一般規(guī)律。汽車標志是人類發(fā)明創(chuàng)造的，那么它就要符合人類的審美規(guī)范并具有實用性。車標通過自身鮮明而形象化的外在特征，可以向人們傳遞出很多有價值的信息。一個好的車標可以讓人們在欣賞過程中感受到它獨特的氣息和豐富的內(nèi)涵，讓人們意識到那不單單是品牌的宣揚，更是一種高品位的審美享受。
(2)車標設計的目標。
汽車標志并不是被用來高高在上地捧著的，它必須參與到塑造自身汽車品牌形象的過程中來，因此汽車標志在設計過程中要具備實用性、形象性、清晰性和意象性。實用性是指車標的的識別和傳遞信息的功能，消費者對汽車的印象好壞跟標志的實用性有很大的關系。絕大部分進口高檔車在中國市場上都很火，唯獨一款車銷售不理想，那就是大眾公司的輝騰，就是因為大眾標識的不實用性;形象性就是人們的視覺印象;意象性就是內(nèi)涵、內(nèi)在美;清晰性就是要求標志有簡潔的設計效果。
(3)汽車標志設計中最重要兩點。
汽車標志的審美要與自身品牌文化內(nèi)涵相結合。車標是汽車制造企業(yè)打造品牌文化的核心內(nèi)容之一，所以車標一定要體現(xiàn)企業(yè)的文化內(nèi)涵。眾所周知，寶馬汽車無論是在操控性能還是在制造工藝方面都不及奔馳汽車，但是寶馬汽車在消費者心目中的地位幾乎等同于奔馳汽車，原因何在?就是因為寶馬公司擅于宣傳和塑造自身的品牌文化，讓自身的文化深深扎根于人們的心中。汽車標志的審美要與實用功能特點相結合。這就要求設計者既要注重識別性，又要注意差異性。目前在中國市場上，自主研發(fā)設計且質(zhì)量優(yōu)秀的汽車標志少之又少，很多設計都存在模仿和盜版現(xiàn)象，這種現(xiàn)象十分不利于塑造自主品牌汽車的企業(yè)形象，更沒有什么品牌價值可言。例如，榮威的汽車標志有點模仿標致公司汽標的嫌疑。與此同時汽車標志設計要區(qū)別于其他汽車品牌，就拿本田和現(xiàn)代兩個汽車標致來說，都以“H”字母為主元素，相似度很高，對一般人而言，這兩個車標很像同一個．。
3汽車標志設計的原則
汽車標志本身就是一個傳播媒介、傳播符號，它的任務是把汽車企業(yè)的設計理念和文化內(nèi)涵有效地傳達給消費者。因此車標的外在設計一定要簡潔、大方、有氣質(zhì)，要給人們留下良好的第一印象。
(1)選定汽車標志的設計方向。
按照專業(yè)劃分汽車標志設計可分為文字型、幾何型、具象型以及綜合型等等。文字型的汽車標志主要考慮的是文字符號、英文字母和阿拉伯數(shù)字等為主要設計元素，如國產(chǎn)比亞迪的車標、本田、現(xiàn)代等;幾何型主要是以抽象圖形為主要設計元素，如凱迪拉克的標志;具象型則主要以動植物為主要設計元素，如法拉利車標、蘭博基尼車標等等;當然還有很多綜合型的車標，它們把很多元素融合在了一起。因此，在設計汽車標志的時候要首先明確大的設計方向。
(2)車標設計要有獨特的創(chuàng)意性。
每一個汽車標志都包含著企業(yè)和設計者的情感，一個優(yōu)質(zhì)的車標甚至就是他們的信仰所在，精美別致、新穎獨特的車標是設計的精髓和核心。別具一格的車標設計不僅能反映出一個設計團隊的創(chuàng)新力，更能間接地反映出整個企業(yè)的創(chuàng)新力和凝聚力。因此，別具一格的設計更能吸引人的眼球。創(chuàng)意是一個企業(yè)的靈魂，沒有創(chuàng)意的企業(yè)最終都會被時代所淘汰。面對競爭越來越激烈的市場環(huán)境，當今所有的汽車公司都已開始從戰(zhàn)略的高度來設計和應用汽車標志，已達到鞏固或提升自身品牌形象的目的。
(3)設計要簡潔大方并體現(xiàn)企業(yè)文化內(nèi)涵。
在大眾人群中，很少有人去細細品味一個復雜難懂的車標，越是簡潔明了越能深入人們的內(nèi)心。比如梅賽德斯公司的三叉戟標志，雪弗蘭的金領結標志，豐田的“T”字形標志，法拉利的“跳馬”標志等，這些標志都讓人一目了然，且讓人們銘記于心。奔馳標志的三叉星代表了公司要征服陸地、海洋和天空的偉大構想;雪佛蘭的金領結標志象征了大方、氣派和風度;豐田的標志由兩個橢圓組成一個“T”字型，而“T”字占據(jù)了大半個最的橢圓，反映出豐田公司想把自己的技術和產(chǎn)品推向世界的愿望。
4標志設計的色彩效果
色彩是汽車標志的重要組成部分，好的色彩效果可以直接提升啟齒標志的質(zhì)感。實踐證明人們對色彩是很敏感的，色彩能比圖形更快地進入人們的視野，因此運用好色彩會給設計者帶來巨大的收益。色彩的內(nèi)涵非常豐富，可以表達多種含義，這是其他手段無法替代的。紅色象征著激情，黃色象征尊貴、溫暖，綠色象征自然和諧、青春活力，藍色象征深沉、嚴謹。寶馬的車標藍白相間，藍色代表天空，白色代表天空;法拉利車標中的黃色與金絲雀羽毛想同，代表尊貴;布加迪的車標中以紅色填充，充滿了狂野與激情?？偟膩碚f，選擇合適的色彩填充車標是很重要的一個環(huán)節(jié)。
5結語
在現(xiàn)如今，汽車市場競爭如此激烈的現(xiàn)狀下，實行價格戰(zhàn)不是明智的決策，最重要的是要注重產(chǎn)品的質(zhì)量和細節(jié)上的完美。毫無疑問，汽車標志也將成為各大企業(yè)著重打造的一張王牌。在時代不斷發(fā)展的背景下，只有適應時代潮流，在繼承的基礎上不斷進行車標的改進和創(chuàng)新，使之符合不斷提升的審美要求，才能使企業(yè)取得最終的勝利。
汽車設計論文范文第4篇
盡管汽車的標稱電池總線電壓為12V，但是視交流發(fā)電機充電時間的不同而不同，該電壓可能在9～16V范圍內(nèi)變化。此外，鉛酸電池電壓在出現(xiàn)各種臨時情況時，會有很大變化。冷車發(fā)動和停啟情況可能將電池電壓拉低至3.5V，而拋載可能使電池總線電壓升高到36V。因此，電源IC必須能夠準確地調(diào)節(jié)輸出，以平穩(wěn)應對各種輸入電壓變化。冷車發(fā)動/停啟和拋載時，使用單節(jié)鉛酸電池的多種臨時電壓擺幅如圖2所示。請注意，恰當?shù)碾娫碔C(此處是LT8616)可準確調(diào)節(jié)3.3V輸出，平穩(wěn)應對這兩種臨時情況。
二、高效率工作
在汽車應用中，電源管理IC以高效率工作很重要，這主要有兩個原因。首先，電源轉換效率越高，以熱量形式浪費的能量就越少。因為熱量是任何電子系統(tǒng)實現(xiàn)長期可靠性的天敵，所以必須有效管理熱量，這一般需要散熱器以提供冷卻，從而增大了總體解決方案的復雜性、尺寸和成本。第二，在混合動力或電動汽車中，電能的任何浪費都會直接減少可行駛里程。直到不久前，高壓單片電源管理IC和高效率同步整流設計還是相互獨立的，因為各自所需IC工藝不可能同時支持這兩種功能。以前，效率最高的解決方案是高壓控制器，這類控制器用外部MOSFET實現(xiàn)同步整流。然而，與單片解決方案相比，對于低于15W的應用而言，這類配置相對復雜、笨重。幸運的是，現(xiàn)在市場上已經(jīng)有新型電源管理IC，能夠通過內(nèi)部同步整流同時提供高壓(高達42V)和高效率。
三、始終保持接通系統(tǒng)需要超低電源電流
很多電子子系統(tǒng)需要以“備用”或“保持有效”模式工作，在這種狀態(tài)時以穩(wěn)定電壓吸取最低限度的靜態(tài)電流。在大多數(shù)導航、行車安全、車輛安全以及發(fā)動機管理電子電源系統(tǒng)中，可以看到這類電路。此外，這些子系統(tǒng)都可能使用幾個微處理器和微控制器。最豪華的汽車上有超過150個這類DSP，其中約20%需要始終保持接通工作。在這類系統(tǒng)中，電源轉換IC必須以兩種不同的模式工作。首先，當汽車行駛時，給這些DSP供電的電源轉換電路一般會以電池和充電系統(tǒng)饋送的滿標度電流工作。然而，當汽車點火裝置關閉時，這類系統(tǒng)中的微處理器必須保持有效，從而需要其電源IC提供恒定電壓，同時從電池吸取最低限度的電流。既然可能有超過30個這類始終保持接通的處理器同時運行，那么即使點火裝置關閉，對電池的功率需求也是非常大的。因此，可能總共需要數(shù)百毫安(mA)電源電流給這些始終保持接通的處理器供電，這有可能在幾天時間內(nèi)徹底耗盡電池電量。所以，這些電源IC的靜態(tài)電流必須極大地降低，以在不增大電子系統(tǒng)尺寸或復雜性的前提下，延長電池壽命。直到不久前，就DC/DC轉換器而言，高輸入電壓和低靜態(tài)電流要求還是相互排斥的。為了更好地管理這些要求，10年前幾家汽車制造商設定了低靜態(tài)電流目標，即每個始終保持接通的DC/DC轉換器<100μA，但是今天的首選是低于10μA。幸運的是，新一代電源IC已經(jīng)推出，可在備用模式提供低于5μA的靜態(tài)電流。
四、尺寸更小的電源轉換電路
有幾種方法減小電源轉換電路的尺寸。一般而言，這種電路中最大的組件不是電源IC，而是外部電感器和電容器。通過將這類IC的開關頻率從400kHz提高到2MHz，就可以極大地減小這些外部組件的尺寸。但是為了有效達到這一目的，電源IC必須能夠在這類較高頻率上提供非常高的效率，以前這是不可行的。不過，采用新的工藝和設計方法，已經(jīng)開發(fā)出能夠以2MHz頻率切換同時提供超過92%效率的同步電源IC。高效率工作最大限度降低了功耗，因而無須散熱器。高效率工作還有一個額外的好處，即保持開關噪聲位于AM頻段以外，這一點在任何噪聲敏感電子產(chǎn)品中都是很重要的。另一種顯著減小電源轉換電路尺寸的方法是，當需要兩個單獨的電壓軌時，采用雙通道轉換器而不是兩個單獨的器件。因為一個雙通道轉換器IC的尺寸僅略大于相同的單通道轉換器，因此其解決方案占板面積可以僅為兩個單獨轉換器合起來所占面積的一半。此外，雙通道轉換器可最大限度減小不想要的通道間串擾，而兩個相鄰單個轉換器的串擾可能造成問題，除非它們同步至一個共同的時鐘。如果包括外部時鐘和同步功能，會增大電路的尺寸、復雜性和成本。五、新型解決方案LT8616是一個多輸出、高壓同步降壓型穩(wěn)壓器系列的首款器件。其3.4～42V輸入電壓范圍使該器件非常適合汽車應用，因為這類應用既會遇到冷車發(fā)動或停啟情況導致的低壓瞬態(tài)，又會遇到拋載情況導致的高壓瞬態(tài)。其雙通道通道具備1.5A和2.5A連續(xù)輸出電流能力，同時提供0.8V至略低于VIN的輸出，因此非常適合用來提供多種直接由車輛電池總線而來的汽車電壓軌。該器件是一款占板面積非常緊湊和簡單的雙輸出解決方案，無須任何外部二極管。其原理圖如圖3所示。LT8616的同步整流設計包括用于每個通道的內(nèi)部頂部和底部MOSFET，每個通道都提供高達95%的效率。圖4顯示，當用標稱12V輸入給5V負載供電時，該器件可提供超過95%的效率，當同時給3.3V負載供電時，效率為94%，甚至在開關頻率相對較高的700kHz時。這種高效率工作最大限度減小了功率浪費，同時甚至在空間最受限的應用中，也無須散熱器。在電動汽車和混合動力汽車中，這種特點的直接作用就是，延長了電池一次充電的可行駛里程。此外，LT8616的突發(fā)模式(BurstMode)工作將兩個通道的無負載靜態(tài)電流降至僅為5μA，從而使該器件非常適用于始終保持接通應用，因為這類應用即使在無負載時也必須保持恒定電壓調(diào)節(jié)，以最大限度延長電池壽命。這一點尤其重要，因為始終保持接通的系統(tǒng)越來越多。另外，紋波非常低的突發(fā)模式工作拓撲將輸出噪聲最大限度減小至低于10mVPK-PK，從而使該器件適合用于噪聲敏感應用。如果應用需要外部同步，那么可以用脈沖跳躍頻率模式取代突發(fā)模式。LT8616非常低的壓差電壓特性也很有益，尤其對必須在停/啟或冷車發(fā)動時調(diào)節(jié)輸出的應用而言。圖4顯示，一旦輸入超過2.9V，即使當輸入電壓降至低于設定的輸出電壓時，在本圖情況下為5V，輸出也始終為2A且比輸入電壓低500mA。這一點很重要，因為很多電子控制模塊(ECM)需要一個或多個微處理器/微控制器。盡管這些微處理器/微控制器設計為用標稱5V電壓工作，但是電源低至3V時，它們?nèi)匀焕^續(xù)工作。而在冷車發(fā)動情況下，輸入可能降至3.4V，所以微處理器仍然可以繼續(xù)工作，從而使電子控制單元(ECU)在冷車發(fā)動情況下一直無縫運行。另外，LT8616的最短接通時間僅為非常短的30ns，這允許以2MHz恒定頻率從24V輸入提供1.5V輸出，從而使設計師能夠優(yōu)化效率，同時避開關鍵的噪聲敏感頻段，例如，AM收音機頻段。即使在輸入電壓高于16V時，LT8616也將提供低至1V、良好穩(wěn)定的輸出電壓。由于以較高開關頻率工作可減小外部組件尺寸，所以LT8616的2MHz開關頻率允許實現(xiàn)占板面積非常緊湊的解決方案。此外，也已經(jīng)有了最大限度減輕潛在EMI/EMC問題的特殊設計方法。LT8616采用了雙通道設計。每個通道都有內(nèi)部集成的上管和下管高效率電源開關以及必要的升壓二極管。它們的振蕩器、控制和邏輯電路都是共享的，并集成到單個芯片中。兩個通道以180°反相工作，以最大限度減小輸入和輸出紋波。特殊設計方法和一種新的高速工藝在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)了高效率，LT8616的電流模式拓撲實現(xiàn)了快速瞬態(tài)響應和卓越的環(huán)路穩(wěn)定性。其他特點包括內(nèi)部補償、電源良好標記、堅固的短路保護輸出軟啟動/跟蹤和過熱保護。28引線3mm×6mmQFN或28引線耐熱增強型TSSOP封裝與高開關頻率相結合，允許使用尺寸很小的外部電感器和電容器，從而提供了占板面積非常緊湊和高熱效率的解決方案。
五、結論
汽車中復雜電子系統(tǒng)的快速增加導致對電源管理IC出現(xiàn)了更高的要求。通過使用雙輸出電源IC，汽車設計可以顯著減少電源轉換電路所需空間。再加上2MHz開關頻率，還可以顯著減小外部組件(即電感器和輸出電容器)的尺寸，從而可提供占板面積非常緊湊的雙軌解決方案。這類緊湊型設計非常堅固，能夠承受停啟、冷車發(fā)動和拋載情況導致的瞬態(tài)變化，同時準確調(diào)節(jié)兩路輸出。此外，超低靜態(tài)電流使兩個通道非常適合始終保持接通系統(tǒng)。隨著越來越多的電子系統(tǒng)添加到日益縮小的空間中，最大限度減小解決方案占板面積同時最大限度提高效率也變得至關重要了。幸運的是，滿足這些要求的新一代電源IC已經(jīng)上市，從而為未來汽車中增加更多電子產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。
汽車設計論文范文第5篇
早期的汽車業(yè)完全是由一些對機械充滿激情的工程師們所主宰。但是到了美國工程師亨利·福特率先尋找到大批量制造便宜汽車的方法，同時也引發(fā)了對汽車極大的需求以后，情況就有所改變了。
亨利·福特的T型車開遍了天下，使得汽車從富有階層的變成普通人的代步工具，但也引發(fā)了汽車業(yè)的巨變。到了20世紀20年代，在汽車業(yè)最為發(fā)達的美國，人們已經(jīng)普遍對清一色黑乎乎的福特T型車感到厭倦。正是敏銳地感覺到這一需求變化，通用汽車公司在總裁斯隆的倡導下成立了“藝術與色彩處”，以后又升格成為設計部，讓設計師來包裝汽車的外形，此舉使得1930－1940年代的美國汽車明顯變得豐富多彩起來。
技術的發(fā)展為設計師的大舉登臺創(chuàng)造了極佳的條件。首先是用于車殼的快干與多彩油漆的發(fā)明及廣泛應用使得雙色甚至多色的車體開始流行，同時車身僵硬的線條與凸角也開始被弄彎磨圓，用藝術與色彩來概括不僅準確而且生動。與以往只是為汽車底盤配上一個漂亮、合乎買家口味的車體不同，通用的設計師并不只是簡單地做造型，而是將流行色與從航空流體力學那里借鑒來的最新研究成果結合起來，讓汽車更美觀、行駛更快速平穩(wěn)。正是借助了設計部門的力量，通用汽車超越了福特成為全美以及全球汽車業(yè)的霸主，至今沒有動搖。
美國汽車設計師的黃金歲月是二次大戰(zhàn)以后的1940－1950年代。又是通用率先在凱迪拉克的車尾上裝飾了一對漂亮的小尾翼以及亮閃閃的車首，在車尾車身鍍鉻裝飾條，讓人們仿佛回到剛剛離開的軍艦甲板上、飛機舷梯旁。發(fā)展到1950－1960年代，一個個唯美而沒有實用的裝飾翼“高聳入云”，成為最明顯不過的時代烙印。1960年代的美國人突然開始講究起安全、環(huán)保等實際用途而厭倦了華而不實的東西，于是單純的設計師又開始失勢，一批有著工程師背景的新人又借機崛起，其影響至今不絕。
其實，工程師在這近半個世紀的時間里并沒有受到太大的冷落。到了他們有機會來把握設計的大局時，1970－1980年代的汽車實用而平板，難以稱得上漂亮。
如今的汽車設計師都儼然成為業(yè)內(nèi)的明星，從設計高爾夫的喬治亞羅到法拉利、勞斯萊斯的設計者平尼法利納都為“真正懂行”的車迷們所津津樂道。
然而，實際上要設計出一款能夠在街道上飛奔的汽車實在是件不容易的事——除了鋼鐵的車殼不可能像黏土模型那樣隨意地彎曲打磨以外，更重要的是他們時時要遭遇一群“行家中的行家”工程師們的質(zhì)疑——比如車首過低不能夠裝下大尺寸引擎，車寬過窄放不下剎車，試過車以后又會說駕駛座位置靠后視野不佳而且不夠安全、車門打開角度太小進出不方便，即便是所有開發(fā)工作即將完成之際還會有一大堆要求騰出空間裝下高級音響、新的空氣過濾裝置等要求。
汽車設計論文范文第6篇
門蓋在工作時與汽車殼體之間的接觸過程非常復雜，不僅涉及到接觸、大位移、大變形等非線性問題，而且由于不同車型的汽車外殼結構不同，選用的材料也不同，所以研究時必須考慮汽車殼體模型.由于研究的主體是門蓋，而推動門蓋的主動力已知，汽車殼體只是力傳遞的邊界條件，所以引入汽車殼體的簡化模型.汽車殼體采用一般小轎車大小4500×1750×1300的簡化模型，其材料模型采用線彈性模型，彈性模量取相比結構鋼較小的值，這樣既可以模擬在壓縮過程中出現(xiàn)的較大變形，又避免引入材料非線性影響計算效率，同時對門蓋的應力和變形計算影響很小..根據(jù)門蓋的結構形式和特點，CAE建模時采用殼單元（ShellElement）來劃分網(wǎng)格.在不影響分析結果的前提下對門蓋進行了必要的簡化，如忽略了螺紋孔、圓角及倒角等特征，從而提高有限元模型的質(zhì)量、減小模型的計算規(guī)模.分析模型如圖2所示.
2有限元分析
門蓋閉合過程中，門蓋與汽車殼體之間存在接觸非線性.同時，工作過程中汽車殼體的剛度不是恒定的，它隨著變形的大小而變化，即存在幾何非線性.因此本文作SOL601，106高級非線性靜力學分析.非線性分析和線性分析相比，非線性分析的計算時間和計算機存儲量要大得多，而且在數(shù)值計算方法和求解參數(shù)的設定上有較大區(qū)別[2].邊界條件包括載荷、約束和仿真對象[3].在門蓋的左右軸套上分別施加軸承力，力的大小為800KN，方向為沿著油缸的軸向，指向門蓋.在汽車殼體的底部作固定約束、門蓋的旋轉軸處作銷釘約束.同時，忽略門蓋組件各結合面之間的接觸變形，近似將各接觸部分看作剛性接觸，在FEM下為門蓋的各邊、面之間添加1D連接[4-5].門蓋與汽車殼體之間的接觸是非線性的，在仿真模型下，定義高級非線性接觸，汽車殼體作為“源區(qū)域”，門蓋底板作為“目標區(qū)域”，“接觸參數(shù)”保持默認.有限元計算模型如圖3所示，分析結果如圖4所示（只顯示門蓋）.根據(jù)圖形可知門蓋最大等效應力為170.76MPa.應力主要集中在門蓋的左右軸套上，即油缸與門蓋連接處.門蓋的材料為Q235號鋼，屈服強度為235MPa，可見在該工況下門蓋滿足強度要求.
3優(yōu)化設計
有限元分析的最終目的是進行優(yōu)化設計，現(xiàn)在需要對門蓋結構進行優(yōu)化，優(yōu)化的目標是模型的重量最小[6-7].約束條件是在不改變門蓋模型網(wǎng)格劃分、邊界約束和載荷大小，并能滿足強度要求的前提下，控制最大等效應力值不超過材料屈服強度的70%（約165MPa）.
3.1筋板的布置
根據(jù)分析結果可知，應力主要分布在左右軸套處，大部分的筋板受力極小，因此，可通過布置筋板的分布進行優(yōu)化設計.為便于加工和裝配，門蓋筋板布置采用均勻分布的方式.設計變量為筋板的數(shù)量，原結構中單行設置的筋板數(shù)量為10，考慮減重的目標及結構的穩(wěn)定性，取筋板數(shù)量為3-7.圖5為筋板數(shù)量與門蓋最大應力和位移關系，圖6為不同筋板數(shù)量對應底板的應力分布圖.結果表明筋板數(shù)量對門蓋的最大應力（軸套處）影響較小，對門蓋底板的應力分布位置影響較大.底板最大應力發(fā)生在門蓋油缸軸線方向上的臨近筋板與主橫筋板接觸處，最大應力為N=4時σmax=61.52MPa.綜合考慮最大應力、最大位移和底板的應力分布，以及實現(xiàn)減重的目的，確定新結構的筋板數(shù)量為4.
3.2筋板厚度的優(yōu)化
3.2.1靈敏度分析
靈敏度分析是為優(yōu)化設計做鋪墊.通過靈敏度分析可以確定模型各參數(shù)對輸出結果影響的大小.在模型校正過程中重點考慮對輸出結果影響較大的參數(shù)，排除那些對輸出結果影響很小的參數(shù)，這將在很大程度上減小模型校正的工作量，提高優(yōu)化設計的效率[8-9].NX高級仿真中幾何優(yōu)化模塊下提供了全局靈敏度解算方案.設計目標為門蓋的重量最小，約束條件為門蓋的最大應力，設計變量為筋板厚度.為便于加工與安裝，門蓋結構中相同結構的尺寸應保持一致.筋板厚度參數(shù)主要包括底板厚度T1、主橫筋板厚度T2、橫筋板厚度T3、豎筋板厚度T4、軸套厚度T5、前板厚度T6、門蓋耳套幫板厚度T7和其他筋板厚度T8.對上述筋板厚度進行全局靈敏度分析，獲得各參數(shù)對設計目標影響的全局靈敏度曲線，最后將所有靈敏度曲線調(diào)整到一幅圖表中進行比較，根據(jù)各參數(shù)的全局靈敏度曲線的斜率大小判斷設計參數(shù)對設計目標的靈敏程度，最終確定T1、T2、T3、T4.根據(jù)各參數(shù)對約束條件的影響曲線，確定T5.全局靈敏度曲線如圖7所示.由圖7（a）可知底板、主橫筋板、橫筋板及豎筋板的厚度對門蓋的重量影響較大，其中底板的影響最大.由圖7（b）可知軸套的厚度對約束條件的影響最大.為提高門蓋強度以及減輕門蓋的重量，主要對底板、主橫筋板、橫筋板、豎筋板厚度進行減小，同時適當增加軸套的厚度.
3.2.2尺寸優(yōu)化
尺寸優(yōu)化是建立在數(shù)學規(guī)劃論的基礎上，在滿足給定條件下達到最佳經(jīng)濟技術指標[10].NX高級仿真結構優(yōu)化的解算器采用的是美國Altair公司的AltairHyperOpt，它擁有高效、強大的設計優(yōu)化能力.結合以上分析結果，進行筋板數(shù)量等于4時筋板厚度的優(yōu)化分析.在“幾何優(yōu)化”對話框中作如下設置：①定義目標：重量定為最??；②定義約束：門蓋上的最大等效應力為165MPa；③定義設計變量見表1；④控制參數(shù)：選擇最大迭代次數(shù)為20.經(jīng)解算，找到最佳方案：底板厚度由原來的52mm修改為45mm，主橫筋板厚度由原來的50mm修改為45mm，橫筋板厚度由原來的25mm修改為20mm，豎筋板厚度由原來的20mm修改為16mm，軸套厚度由原來的34.5mm修改為35.2mm，為了便于生產(chǎn)，將軸套的厚度圓整為35.5mm.優(yōu)化后與優(yōu)化前的分析結果對比見表2.從計算結果可看出，優(yōu)化后的門蓋強度得到明顯提高.另外，重量由原來的10496kg降低為8786kg，減重17.2%，取得了優(yōu)化設計的預期效果.
4結論
通過對汽車打包機門蓋的有限元計算模型進行非線性分析，得出了門蓋在額定載荷下的應力和位移情況.從門蓋的應力云圖的動態(tài)顯示過程可直觀地找出門蓋的薄弱環(huán)節(jié)，為門蓋的結構優(yōu)化提供了依據(jù).通過對門蓋主要設計參數(shù)的全局靈敏度分析，給出了對門蓋重量影響較大的參數(shù)，提高了優(yōu)化設計的效率.通過對門蓋結構的優(yōu)化設計，提高了門蓋的強度，減輕了重量，降低了生產(chǎn)成本，取得了優(yōu)化設計的預期效果.
汽車設計論文范文第7篇
關鍵字：80C51汽車行駛信息紅外接收器
一、系統(tǒng)數(shù)學模型
系統(tǒng)使用80C51單片機作為信息控制器，將調(diào)制到40kHz載波的信息經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)送出去；同樣80C51單片機控制紅處接收器接收數(shù)據(jù)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(fā)射器發(fā)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(tǒng)基本組成結構
本系統(tǒng)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(shù)字化然后送80C51處理，從P3.5輸出的調(diào)制信號經(jīng)T9013放大送紅外管發(fā)射。
三、信息的編碼格式及發(fā)送/接收過程
本系統(tǒng)采用脈沖個數(shù)編碼，分別代表左轉彎、右轉彎、剎車3種狀態(tài)，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(shù)據(jù)幀間隔大于10ms。
為了消除干擾，確保數(shù)據(jù)的有效傳輸，脈沖采用的編碼格式，起始位為10ms，數(shù)據(jù)位為1ms，停止位為10ms，此可保證數(shù)據(jù)的準確發(fā)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(fā)送標志位，然后依次發(fā)送數(shù)據(jù)幀。發(fā)送數(shù)據(jù)時，中斷將被禁止。當剎車(轉向)開關閉合時，數(shù)據(jù)幀將被重復連續(xù)地發(fā)射，直到開關松開為止。
當紅外線接收器接收數(shù)據(jù)幀脈沖時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)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(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，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(tǒng)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。
參考文獻
[1]何立民：《單片機實驗與實踐教程》北京：北京航空航天大學出版社
汽車設計論文范文第8篇
考慮到汽車電氣系統(tǒng)由大電流電動機、繼電器、螺線管、車燈和不斷顫動的開關觸點組成，因此出現(xiàn)尖峰信號和噪聲就一點也不奇怪了。另外，交流發(fā)電機是采用斬波勵磁調(diào)整的三相電機，有時會以非常大的電流對電池充電。因此，對于工作在汽車環(huán)境中的電路設計來說，尤其是需要適應在負載突降和雙電池助推情況下產(chǎn)生的高輸入電壓電路。
無源保護電路
用于汽車電子產(chǎn)品的無源保護網(wǎng)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(tǒng)。這種網(wǎng)絡防止高壓尖峰、持續(xù)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(jīng)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(xù)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(tài)的轉換率，從而在存在尖峰時幫助C1實現(xiàn)箝位。
無源網(wǎng)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(xiàn)箝位。這種電容器老化以后，電解質(zhì)會變干，等效串聯(lián)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(fā)揮作用。人們已經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)失靈，并在起動時或充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，減少系統(tǒng)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(fā)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(xiàn)電流故障時不熔化；最后，圖2所示電路隔離出現(xiàn)在輸入端的過壓狀態(tài)，同時提供箝位輸出，以便負載電路在出現(xiàn)過壓時能繼續(xù)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(nèi)不起作用。當輸入升高到超過16V時，LT1641繼續(xù)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(diào)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(tài)持續(xù)存在，如電氣系統(tǒng)由兩個串聯(lián)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(wěn)定在16.7V。這里的調(diào)節(jié)比圖1所示電路的調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)輸出所用的總時長。如果過壓狀態(tài)持續(xù)超過15ms，那么LT1641就停機并允許MOSFET停止輸出調(diào)節(jié)。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(xù)，直到過壓狀態(tài)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(lián)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(shù)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(tài)，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(jīng)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(wěn)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(wěn)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(huán)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(jié)省了成本和電路板面積。在以適中的負載電流工作時，LDO穩(wěn)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。
在圖5中，通過讓LT3013B在正常輸入電壓范圍內(nèi)以低壓差方式工作實現(xiàn)更高的效率。在這種情況下，LT3013B的輸出電壓設定為24V。該LDO的輸出電壓僅比VIN低400mV，它以97的效率為LT1616降壓型穩(wěn)壓器供電，而且電壓恰好在正常工作電壓范圍的中間。在負載突降情況下，VIN可能迅速升至高達80V，但是在VIN超過24.4V時，LT3013B將調(diào)整它的輸出，并將其有效地“限制”在24V，這剛好在LT1616開關的額定電壓范圍內(nèi)。如果VIN上升至高于24.4V，該LDO的效率會下降，但是這種情況持續(xù)時間很短，不會產(chǎn)生什么不良后果。
LT1616將LT3013B受到限制的輸出轉換為3.3V。在12V輸入時，該開關的效率大約為80。在冷車發(fā)動時，汽車的電壓可能降低至5V。在這種情況下，LT1616的輸入電壓為4.6V，恰好處于它的工作電壓范圍之內(nèi)。LT3013BLDO穩(wěn)壓器與LT1616開關結合，在不犧牲效率的前提下，可在12V汽車電氣系統(tǒng)典型的寬工作電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的3.3V輸出。
汽車設計論文范文第9篇
CAE軟件實現(xiàn)了計算機與設計人員相互作用，計算機技術發(fā)揮其高效率的特長，設計人員發(fā)揮其靈活性特點，這樣就使模具的制作流程更加靈活，并且提高了模具的生產(chǎn)效率。CAE軟件采用計算機技術把設計方案優(yōu)化，使模具在制作過程中結構合理，工藝參數(shù)精確。CAE軟件可以提高企業(yè)的生產(chǎn)率，節(jié)省時間。CAE軟件實現(xiàn)了設計計算的自動化和圖樣繪制的精確化，這樣就大大節(jié)省了設計人員的時間，而且使設計的精確度提高。CAE的使用使設計到制作的時間減少，從而降低了勞動力和材料的成本。計算機的運轉提高了繪圖的效率，計算機進行設計的優(yōu)化時考慮到原材料的使用問題，確保原材料得到充分利用，節(jié)省了企業(yè)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
2散熱器罩的工藝分析
2．1覆蓋件沖壓工藝的主要特征
在進行覆蓋件的沖壓過程中，盡量運用一道工序就可以完成任務，使覆蓋件的輪廓清晰，如果覆蓋件在兩次工藝才成形的話，會導致成形不完整的問題，使覆蓋件的質(zhì)量降低。當覆蓋件的形狀確定后，盡可能使覆蓋件表面平滑均勻，使各個部位的變形程度能夠達成統(tǒng)一，在不同的工序完成時，能夠確保各個工序能夠相互調(diào)整，使工序的狀態(tài)良好。覆蓋件上的孔是在各個工藝完成后再制作，以免在孔的形成過程中產(chǎn)生畸變問題。當覆蓋件成型以后，就可以進行翻遍等工作，先確定好工料的形狀和尺寸，然后對成形的工藝進行分析，對模具的結構進行分析，然后分析在模具成形過程中需要的零部件。
2．2散熱器罩沖壓工藝分析
2．2.1結構工藝介紹
散熱器罩在形狀設計的過程中是對稱的，在覆蓋件的制作中，在水平面上形成X和Y兩個方向，這兩個方向在制作的過程中設計的深度是不一樣的，這就導致了在設計覆蓋件的時候，確定形狀會存在很多的問題，按照覆蓋件制作的特點，為了能夠提高制作的效率，就要減少相關的工序，可以將沖孔與兩邊的工藝在統(tǒng)一的模具中完成，運用水平修邊的方法，使修邊與側壁的沖孔工藝同步進行。散熱器罩是沿著Y方向對稱的，而且其頂部形成一個較為平緩的面，在沖壓的時候可以運用正裝的方式，這樣就不會出現(xiàn)凸模的死角，使模具的形狀可以順利地形成，X邊的深度比較大，在制作的過程中需要進行壓邊操作。
2．2.2沖壓方案的確定
在進行沖壓的過程中，一般都會經(jīng)過成形、修邊這兩個步驟，在成形的過程中，在X方向因為深度比較大，因此要采用拉伸的方式，在修邊的過程中一般會采用單工序的方式，在拉伸成形的時候，在覆蓋件的制作中一定要注意，一定要在一副磨具中完成，這樣才能夠確保拉伸的質(zhì)量。
3散熱器罩拉伸成形的CAE分析
3．1CAE仿真分析的功能
在對汽車的覆蓋件進行設計時，運用CAE軟件，實現(xiàn)了軟件的制作的仿真，在運用CAE軟件進行仿真的過程中，首先要運用三維建模的方法，建立一個曲面的模型，然后將零部件的模型放到仿真軟件中，分析二者是否可以匹配。按照沖壓設備在設計中拉伸的效果，從而對接觸的方式進行確定。在模具沖壓的過程中，可以在參考力學模型的基礎上，運用有限元的相關知識，建立有限元的模型，加入零部件的曲面模型中沒有確定補充面，這時，就要運用CAE軟件進行模型表面的設計，從而能夠運用軟件自動生成補充面。在CAE軟件中，由于網(wǎng)格的自動劃分功能并不能很好地實現(xiàn)求解器的需求，當網(wǎng)格被劃分完成后，就可以運用CAE對網(wǎng)格進行檢測，將那些不合格的網(wǎng)格檢查出來。通過對模具的類型進行分析，從而建立分析模型。通過對零部件的分析，從而能夠計算出毛坯的尺寸，運用CAE軟件對毛坯的尺寸進行進一步的計算，從而確定毛坯的形狀，運用CAE軟件分析毛坯的主要輪廓，從而能夠制作出毛坯的主要模型。在對拉伸筋進行定義的過程中，可以分析出金屬的流動狀況，能夠在制作模具的時候防止起皺問題的發(fā)生，從而能夠制作出更加平整的模具，運用拉伸筋能夠將成形的數(shù)據(jù)進行模擬和分析，運用拉伸筋建立幾何模型，這種方法在計算數(shù)據(jù)時精確度比較高，但是，這種方法在建立拉伸筋模型時需要耗費很多時間，而且在建立拉伸筋模型的過程中容易出錯。也可以運用建立等效的拉伸筋模型的方法，這種方法能夠按照尺寸建立出等效的模型，比較靈活，能夠對數(shù)據(jù)進行準確地分析，被廣泛地應用。
3．2散熱器罩的CAE仿真分析
在散熱器罩的CAE仿真分析的過程中，在對單元進行劃分的時候一定要格外注意，一般都是運用四邊形單元，而且要根據(jù)模型，設計合理的劃分方法，在對自動的網(wǎng)格進行劃分后，其中四邊形單元占單元總數(shù)的大部分。在分析沖壓方向的時候，一般都會運用CAE來確定，確保沒有死區(qū)的產(chǎn)生，而且盡量可以使拉伸的深度減小。為了能夠使拉伸成形更加得成功，就必須要對模具的工藝進行完善，要對補充面進行設計，并且要分析壓料面的問題，在對壓料面進行設計的時候，不能出現(xiàn)凹凸不平的問題，要使壓料面保持平整，而且要盡量簡化壓料面制作的流程。對壓料面的工藝進行完善，要確定好壓料面的拉伸方向和位置，從而能夠使壓料面的各個部位都能夠均勻分布。在進行壓邊設計后，確定了拉伸筋的結構后，運用CAE的分析，對模具的起皺問題進行考量，模具的內(nèi)部如果出現(xiàn)了起皺的問題，可以發(fā)現(xiàn)，模具出現(xiàn)起皺的部分幾乎都在模具的中心部分，在模具的中間部分，在壓邊的過程中由于受力不足，而且，在拉伸筋設計的環(huán)節(jié)存在一定的問題，因此，在解決這種問題的時候，可以運用強化壓邊力度，或者是增加拉伸筋的數(shù)量，對拉伸筋的位置進行調(diào)整，將拉伸筋調(diào)整到模具的中間部位，也可以通過使用劑，從而能夠減小摩擦系數(shù)。在對模具進行計算的過程中，一般來說，模具的厚度在0.8毫米的時候，能夠形成一個較大的節(jié)點，這時不會發(fā)生模具起皺的問題，而且不會影響模具的美觀度，也不會出現(xiàn)模具出現(xiàn)局部開裂，給汽車帶來安全隱患的問題。
4結語
CAE是借助計算機軟件，對人們對于模具的生產(chǎn)起到輔助作用，有助于技術人員可以可以采用計算機技術對模具的結構、模具的加工進行制作和設計。隨著計算機技術的高速發(fā)展，計算機強大的軟件和硬件系統(tǒng)為促進了CAE的進一步完善，為模具行業(yè)提供了強有力的保障。在運用CAE進行散熱器罩進行制作的過程中，能夠實現(xiàn)對制作流程的仿真分析，能夠實現(xiàn)對模型表面的設計，從而能夠運用軟件自動生成補充面，確保沖壓方向沒有死區(qū)的產(chǎn)生。
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