汽车设计论文(收集5篇)

汽车设计论文篇1

在产品设计环节可以使用比较完备的PLM系统实行产品重要文档数据的管理，在产品生产阶段也有比较完备的ERP系统来完成产品供应链的工作。但是在工艺设计及管理阶段却欠缺设计比较完备的信息化软件系统来提升工作效率，故工艺设计阶段成为产品整个生命周期内的短板，所以研究设计适合于汽车企业的工艺设计及管理信息系统成为产品开发环节中的重中之重。其需求分析为：对PBOM（工艺）进行管理，首先最为重要的是能够完成从E－BOM（设计）到PBOM的调整与转变，在一个界面中，可以实现多种视图的管理样式，能够完成对不同视图之间的对比，并可以完成虚拟零部件的拆分与重组功能。对产品开发过程中三个阶段的信息系统进行集成。工艺规划阶段作为产品设计与产品制造之间连接的桥梁，其工艺数据也尤为重要，工艺数据把从设计环节中产生的产品数据作为基础，经过工艺调整后，传输到生产环节，各个生产部门依据工艺数据进行产品制造。所以，急需一个设计完备的工艺信息化系统和上游的PLM系统以及下游的ERP系统之间实现系统集成。对工艺设计数据进行管理，原始的工艺管理方式为：各类工艺文件大都使用个人计算机进行储存，无法对工艺文件的版本、查看权限等进行限制，而且存储到个人计算机中，文件查找困难，各类工艺文件之间无法实现关联，难以复用。对工艺规划阶段的各个流程进行管理，首先把工艺规划设计阶段所有的流程设计模板，进行标准化处理，完成后，操作流程的工作人员可以便捷地完成某个流程内的工作内容；另外标准化的工艺设计流程可以方便工作人员进行查询各个工艺设计流程中的流程状态。

2汽车企业工艺设计解决方案

结合国内某个自主品牌汽车企业的现状，在经过分析研究汽车企业工艺设计与管理信息化需求的前提下，通过一系列的市场调查与各种设计解决方案的比较，选择了其中一种比较适合企业自身特点的工艺设计与管理信息化解决方案。

2.1各类BOM的不同视图管理

在产品开发过程的三个重要环节中，各类BOM作为串联三个环节的关键数据信息，在每个环节所对应的工作人员、功效以及需求也有很大区别，而且每一类BOM也会有比较大的区别，不同环节当中的工作人员对产品的视角也会有所差异，所以每类BOM一定要符合每个环节的需求。工艺设计部门通过同一个平台进行工艺路线工作的设计，根据不同环节及工艺四大专业的区别产生不同的专业视图，从而每输，除去工艺设计及管理系统自身的功能外，个专业都可以根据适合自己专业的BOM视图来设计完成工艺规划。

2.2工艺设计及管理系统数据模型

对于工艺设计及管理阶段来说，主要有以下四个方面的数据信息：produc（t制造什么），process（怎样制造），plan（t在什么地方制造），resource（使用什么设备造）。通过使用面向对象的系统开发方法，把以上四个方面的数据信息有机整合在一起，形成一个比较完备的数据管理模型（也可称为PPPR模型，在企业中形成一个串联产品设计、工艺设计及管理以及产品制造三个阶段的结构化数据信息统一体系。为了使产品在开发过程中的各类数据信息可以准确、快捷地在各个环节之间进行传输，除去工艺设计及管理系统自身的功能外，工艺设计及管理信息系统还需要做到能与上游的PLM系统以及下游的ERP系统集成，与上游的PLM系统集成可以将其上游的E－BOM经过调整后直接传输给工艺设计系统，从而可以作为工艺规划的基础；与下游的ERP系统集成可以将各种供应链信息传输到生产制造部门，作为产品制造的基础。

3汽车工艺设计及管理信息化系统的重要作用

汽车设计论文篇2

ExplorationinTeachingEffectivenessofAutomobileBodyControl

CHENXiaolong

（CollegeofElectronicandElectricalEngineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620）

AbstractAutomobilebodycontrolcurriculumhasanimportantroleinengineeringcolleges.Accordingtotheexperienceofseveralyearsteachingofthiscourseforautomotiveelectronicmajor，thispaperdiscussesonhowtostimulatestudents'interestinlearningthiscourse，developstudents'abilitytoanalyzeproblemsandsolveproblems，andimprovetheirinnovationability.

Keywordsautomobilebodycontrol；ECU；sensor

1提高汽车车身控制课程的教学效果

汽车电子专业的学生需要在将来的工作中使用和设计ECU控制核心，熟悉汽车车身电控系统各个分系统的设计，传感器和电机等执行机构。因此掌握汽车车身电控系统各个分系统的设计和实现是非常必要的。

汽车电子专业的学生除了有理论学习，一般还有实验和课程设计等。汽车车身控制课程有专门对应的综合实验，学生需要在2周的时间内完成至少1个分系统的设计和实现。对于汽车电子专业的学生，在汽车车身控制的理论教学中笔者主要采用了下列方法：

（1）板书教学与多媒体教学相结合。理论学习是基础，在讲解了汽车车身电控系统某个分系统的设计和原理后，可以进行一些专门的传感器和执行机构的介绍。汽车电子专业的学生对传感器和执行机构的原理一般比较熟悉，对ECU的设计比较陌生。汽车电子专业的学生学习过传感器和汽车微特电机等课程，但对于控制理论的掌握弱于自动化专业的学生。关于汽车车身电控系统的分系统的设计方面，尤其注意让学生掌握最基本的ECU设计技巧以及最基础的C语言或汇编语言的编程。学生通过这一部分的学习实现了将控制理论写入ECU的技巧。

（2）在理论教学中融入一些新的电子产品的介绍。新的电子产品的介绍旨在帮助学生全面掌握当前的嵌入式系统在电控系统中的应用和发展，了解很多行业的嵌入式电控产品的发展现状，拓宽学生的视野。安排的内容主要是汽车电控系统产品与其它相关的电子产品的对比与分析。主要介绍智能手机、无线路由器、高清播放器、机顶盒和MP4等电子产品的原理和现状以及和相关的汽车电控分系统的比较与分析。学生从汽车电子领域以外的电子产品发展可以激发汽车电子相关产品开发的思路和灵感，在思考和分析的过程中进一步加深对汽车电控系统产品软硬件设计的理解，更好地为汽车电子专业服务。汽车电子类专业的学生一般具有较好的计算机基础，通过理论学习结合实际的产品，能够使学生较好地掌握汽车车身电控系统分系统原理及其应用，提高了学生的创新能力和综合素质。

（3）采用教师口述为主，PPT播放和视频播放为辅的教学方法。汽车电子专业的外教一般都采用这种方法，一些经典的关于汽车发动机工作过程视频的片段被广大的学生所接受和喜欢。在汽车车身控制的课程中，精心挑选的关于如何搭建CAN总线仿真实验视频为学生喜欢和接受。学生普遍反映教师口述为主，视频播放为辅的教学方法很适合在汽车车身控制的课程中。

（4）课堂提问也是一种很好的教学方法。教师的职责是让更多的学生了解自己授课的内容，所以课堂提问是一个好办法。课堂提问主要针对学习态度和学习成绩差的学生，让这些学生能够紧跟老师上课的内容。另外，一些比较害羞的学生通过课堂提问也变得个性外向，踊跃地回答问题，达到了良好的效果。

对于汽车电子专业的学生，在汽车车身控制的课内实践教学中笔者主要采用了下列方法：

（1）在教师机上进行实验演示。因为设有综合实验，所以在课堂上主要是利用Matlab搭建仿真环境，利用CANoe搭建CAN总线模拟环境，在Linux系统中熟悉嵌入式操作系统的重要命令。在课内实验课堂上可以在教师机上安装Matlab和CANoe以及Linux操作系统。教师指导学生在Matlab/Simulink中创建汽车车身电控分系统的模型仿真和输入输出特性演示。学生还可以在CANoe中初步了（下转第150页）（上接第85页）解CAN总线的特性和仿真，了解CAN报文的格式和CAN通信的特点和分析。教师指导学生在教师机上安装VirtualBox虚拟机，在VirtualBox虚拟机中安装特定的Linux系统。在Linux系统的终端方式下演示文件的建立、编辑和保存，然后进行编译。可以熟练掌握GCC编译器和arm-linux-gcc编译器的安装和使用。在课堂演示中，可以选择gdb跟踪执行。跟踪执行可以跟踪程序执行的每步，观察程序运行状态。与单步执行不同的是，跟踪可以跟踪到函数或过程的内部，而单步执行则不跟踪到程序内部。在通过跟踪执行时，可以将表达式加入观察窗口中，以便随时察看，也可以将当前寄存器放入观察窗口，以方便随时察看。还可以修改当前寄存器值。在程序执行时，可以用这种方法，把寄存器值改为你所指定的值，从而观察程序在此值时运行的结果。通过演示，学生可以较容易地理解汇编语言和C语言在嵌入式电控系统ECU中的使用。

（2）督促学生分组在教师机上完成实验。学生理解清楚老师在教师机上的演示后学生需要分组在教师机或自己的笔记本电脑上调试相关内容，发生错误时，首先鼓励学生独立地调试和排查相应的错误。如果学生长时间解决不了程序错误时，老师帮助学生排查错误，并示范给其他同学看，以便所有的学生了解系统排查错误的技巧。

（3）改变考查方式。考试成绩由三部分组成：期末考试占60%、平时成绩（答疑、课堂提问、课内实验）占40%。而课内实验课作业中，有一部分就是要求学生学会演示实验后，用作业方式作出相应的记录。学生对汽车电控分系统的理解和掌握程度有了较大的提高。

2培养学生分析项目和完成项目的兴趣和能力

汽车电子专业不仅需要将自动控制理论应用到汽车电控系统中，需要传感器和电机在电控系统中的使用，还需要设计好汽车电控的核心ECU。在汽车车身控制的授课过程中，老师会提出一些汽车电控的实际的科研项目，让学生分组讨论。每组的同学在一起思考和分析该项目，给出项目的可行性计划，项目实施的具体方案，项目可以分解成多少模块，模块的概要设计和详细设计，每个模块涉及到的汽车车身控制分系统的相关技术以及整个项目的进度计划。学生在汽车车身控制分系统的相关项目分析中学到了很多技术知识和项目管理经验，提高了分析项目和完成项目的兴趣和能力。汽车电子专业的学生学习完汽车车身控制的课程后，在求职面试时通常因为他们出色的交叉专业的技术能力轻易地征服用人单位。

3结束语

汽车设计论文篇3

根据零件的结构特点，冲压工序包括拉深、冲孔、翻边、整形、落料、切边。需要通过计算来确定汽车冷却器缓冲罩的拉深次数。对锥形件进行拉深计算［5］。相对厚度:t/d2=0.021＞0.02(1)相对锥顶:d1/d2=0.665＞0.5(2)相对高度:h/d2=0.376＜0.43(3)从以上计算结果可以看出该锥形件可一次拉深成形［5］。考虑到锥形件拉深时侧壁易产生皱褶的问题，故在拉深工序之后添加整形工序［6］。

2排样图设计

采用单排排样，引导孔定位，有切口的级进模设计方案。考虑到翻边时孔会产生变形，工艺排样的原则是底部预冲孔，再拉深、翻边、整形、然后落料、切断。该零件成形共分为12个工步，条料宽度为114mm，步距为110mm。排样图见图2。

3多工位成形工艺的数值模拟

3.1多工位级进模排样条料模型建立

对于切边、冲孔、落料等相关的工序，在Dynaform里没有实际的模拟过程［7］，故模拟从第4工步拉深开始。简化后工序最终确定为拉深－整形－冲孔－翻边－整形共5个工序。初始的毛坯条料形状设置为第3工序完成之后的形状，其5工位的排样如图3所示，毛坯材料为304不锈钢。为了得到精确的模拟结果，需将前一步模拟结果作为后一步工序的毛坯导入，图4所示为完成全工序模拟之后的条料排样图。

3.2有限元模型建立及数值模拟

从第4工位拉深开始建立有限元网格模型，如图5所示。根据工艺分析计算，将其主要工艺参数设置如下［8－10］:凸凹模间隙为1.1t，根据理论计算，拉深时压边力为26～35kN之间，取压边力为31kN，凹模、压边圈速度为3000mm•s－1，凹模行程为28mm，压边圈行程为25.5mm，压边圈行程滞后时间为0.00083s。第4工位的拉深模拟结果包括拉深极限图和厚度云图，如图6所示。由成形极限云图6a可以看到，拉深件所有单元的应变均在安全域以内，其拉深区域没有出现拉裂，在其边缘位置和侧壁上部分区域出现轻微的起皱现象。从厚度云图6b可以看出，拉深件的最大减薄区域为底部过渡圆角区，其最小厚度1.291mm，最大减薄率为14%。由于边缘区域最后要作落料切边处理，不影响零件质量，故只对零件侧壁处起皱区域采样，发现其最大厚度为1.548mm，最大增厚率为3.2%。对于板料拉深成形而言，一般认为变薄率在20%以内，增厚率在7%以内都是可行的［11］，所以该零件在拉深成形之后厚度分布合理。图7为第5工位的拉深整形模拟结果，可以看到经过整形之后侧壁的起皱现象已经基本消失。零件的最大减薄率保持不变，只是底部减薄的区域有所增大。图8和图9分别为翻边及整形工序模拟结果，由于零件翻边底部倒角处最小直径为Φ1.1mm，无法一步成形，故在翻边和整形工序时分别设置此处的凸凹模间隙为1.15和1.1mm，通过挤压方式使其变薄。从模拟结果，该厚度基本达到要求，翻边处没有出现破裂和起皱现象。通过对简化后的多工位级进模进行全工序模拟，其结果如图10a所示，由图可见，零件的成形区域没有出现拉裂现象，起皱情况在整形之后基本消除，模拟结果与实际级进冲压得到的条料(图10b)成形情况比较吻合。以上结果表明，该零件成形工艺方案和工艺参数的设置在实际的生产应用中是合理可行的。

4多工位成形工艺方案试验验证

根据上述有限元数值模拟得出的零件成形工艺方案和工艺参数，生产出汽车冷却器缓冲罩多工位级进模。从图11可以看出，模具主要成形部件采用镶块方式加工，闭合高度为540.5mm，送料高度为34.2mm，在3150kN的压力机上安装试模。图12所示为试模所获得汽车冷却器缓冲罩，可以看出零件的表面光滑，无起皱、破裂的现象发生。利用超声波仪器进行产品的厚度测量，并将其与模拟的结果进行比较，其结果见图13。考虑到产品的对称性，选取了中心截面右侧零件沿Z轴方向的厚度变化值进行比较。从图中可以看出，模拟值与实测值厚度变化趋势一致，实测值小于模拟值，其最大差值为0.043mm，最大相对误差为2.87%。实际零件底部1.1mm处最小厚度为1.091mm，满足产品在此处的厚度要求。目前，该级进模已用于生产实际，每年可生产150万件。

5结论

汽车设计论文篇4

论文关键词：汽车电子；车辆工程；课程体系；专业定位

当前，我国汽车工业正处在一个快速发展的时期，需要大量车辆工程的专业人才，汽车电子作为一个新兴的行业也急需专门的人才。近年来，全国已有几所高校开设了汽车电子专业方向的本科专业，总体的目标是：希望培养既懂车辆专业知识又懂电子技术和相关控制理论的复合型人才，但每所高校的侧重点不同。南京林业大学从2009年开始招收汽车电子专业方向的本科生，经过论证和研讨，确立了自己的专业定位、培养目标、培养方案。本文就这个专业方向的开设必要性、专业定位及课程体系发表一点个人的看法。

一、车辆工程（汽车电子方向）的专业定位

1.我国汽车行业发展的形势

据中国汽车工业协会统计，2009年至2011年中国汽车产销量连续三年居世界第一，2011年的产销分别为1841.89万辆和1850.51万辆。

虽然产销量保持了世界第一，但在提升自主品牌竞争力和创新能力方面，中国的汽车产业还有很长的路要走。中国的自主品牌竞争力很弱，轿车中只有很少的几款车是国内自主开发的自有品牌，即使是号称“拥有自主知识产权”的“民族品牌”轿车，其中不少的发动机还有外国品牌的血缘。可以说当今中国汽车市场上的竞争，在很大程度上还是跨国汽车巨头之间的竞争。中国汽车产业只是在具体的数字上保持世界汽车产销第一的外貌，是一个汽车的制造大国，是一个汽车的消费大国，不是一个汽车的民族品牌大国。并且，外资拿走巨额利润。由于没有自己的核心技术，每生产一台合资品牌汽车都要向别人缴纳一笔技术转让费用，大量的利润流进了别人的腰包。附加值较高的汽车零部件基本上都由外资控制，如高压共轨/汽油直喷、自动变速箱、电控悬架、ECU电脑等关键部件都需进口，70%的利润由外方拿走，而附加值较高的汽车零部件的关键是汽车电子技术。

另外，在汽车保有量方面。美国是世界汽车保有量最多的国家，截至2009年底大约有2.46亿辆，每千人汽车保有量高达820辆，汽车普及率为82%。日本、德国、法国、英国、加拿大、比利时、荷兰等西方发达国家，汽车保有量都在50%以上。全世界千人平均保有量为120辆，而中国的千人汽车保有量只有40辆，汽车普及率不到5%。如果在21世纪的第二个十年内，中国能在每千人的汽车保有量上接近或超过世界平均水平，那么，中国汽车的年产销量将超过5000万辆。可见，中国的汽车工业还处在上升期，是个朝阳产业。

2.车辆工程专业发展的现状

我国汽车工业的持续快速发展，特别是越来越多的汽车生产企业意识到掌握核心技术的知识产权才是企业生存的根本，开始实施由劳动密集为主体特征的生产模式向技术密集型和科技创新型转变，车辆工程本科专业人才出现了供不应求的状态。据全国高等学校学生信息咨询与就业指导中心的数据表明，从2004年到2011年，车辆工程本科专业始终保持着90％以上的一次就业率。

从对人才的需求看，我国汽车工业发展经历了3个阶段：第一阶段是20世纪80年代以前，只有几个单一的品牌，主要为商用车，对汽车类人才需求少；第二阶段是20世纪80年代到2000年，合资企业、民营企业增加，各种品牌轿车大量涌现，特别是后期，对车辆工程的人才需求剧增，但大多从事简单的设计或外形模仿工作；第三阶段是近10年开始的，随着自主品牌的主机厂以及零部件企业的大量出现，企业对核心技术、自主知识产权、高附加值的零部件日益重视，开始进行整车和零部件的设计和研发。全国设立车辆工程专业（或近似专业）的高校，1996年以前有30余所，1997年有80多所，目前已达160多所。传统的车辆工程专业的概念是汽车设计，侧重零部件、整车机械和外形的设计、试验，而针对汽车电子设计的高校没有几家。

近些年，汽车电子相关的零部件企业和整机厂对电子类的毕业生需求量很大，特别是既懂电子技术又懂汽车的人才。例如，同济大学车辆工程专业下设汽车设计、发动机设计、汽车电子、汽车贸易等6个专业方向，汽车电子方向是招生和就业最好的，而且还供不应求。目前，国内汽车相关院校有车辆工程专业的都相继设立了汽车电子方向或车辆电子方向，如同济大学、北京理工大学、西华大学、南京工程学院。没有单独设立汽车电子方向的高校也在车辆工程专业中加强了电子类课程，如清华大学、吉林大学等。可见汽车电子在车辆工程中的地位越来越重要。加强汽车电子方向的建设也势在必行。

3.汽车电子的内涵

随着汽车和汽车电子技术的发展，数字技术、信息网络技术在汽车上逐步应用，汽车电子的概念不断延伸到新的层面。现代汽车电子已经成为由基础技术层、电控系统层和人车环境交互层所组成；是面向汽车而集电控技术、信息、网络技术和汽车技术于一体的平台。

汽车电子具体包含以下方面：仪表通信，如电子油耗表、大型电子化薄式仪表盘、多路信息传输等；发动机及传动系，如电子点火、电子控制动力转向等；安全方面，如电子防抱制动控制、电子主动悬架控制、故障预警提示系统等；舒适性方面，如空调自动控制、行驶路线最优化选择控制等。另外，汽车电子在智能交通和新能源汽车方面也发挥了重要作用。

4.汽车电子方向的专业定位

有数据显示，当前世界汽车工业约70%的技术创新来源于电子技术的应用，并由此孕育出一个新的工业领域：汽车电子。新的产业需要新的专业人才为其服务。目前，国内进行汽车电子产品设计开发和生产的专业人才主要由汽车类专业（如车辆工程、交通运输中的汽车方向）和电子类（或机电类）专业的人员组成。汽车类专业的人才往往电子技术知识较弱，难以进行汽车电子产品的独立设计开发，而电子类专业的人才对汽车并不了解，往往很难深刻理解汽车零部件及系统的原理。通常，设计开发由汽车类专业的工程师提出构思和方案，而由电子类的工程师进行具体的设计，这种合作模式往往有其不足之处，电子专业的工程师缺乏主观能动性，而汽车专业的工程师有劲使不上。如果搞电子的工程师又懂汽车，则可根据需要主动、创造性地完成设计和制造工作。正如机械电子工程专业人才受到机电行业的欢迎一样，汽车电子行业也需要既懂汽车又懂电子的专门人才。南京林业大学汽车类专业具有较长的办学历史。1960年开始招收“林业机械（汽车与拖拉机）运用与修理”专业，1985年更名为“汽车运用工程”专业（全国首批），1998年调整为“交通运输”专业。1999年在“机械设计制造及自动化”专业下按“汽车设计”方向开始招收本科生，2008年将此专业方向调整为车辆工程专业。考虑到社会对汽车电子人才需求的日益增多，2008年学校在老专业交通运输下增设了汽车电子及道路工程方向，2009年开始招生。为了理顺专业和学科的归属关系，有利于招生和就业，今年已申报将汽车电子及道路信息工程方向调整为车辆工程（汽车电子方向）。

国内高校多是在机械工程类大平台下进行汽车电子方向的培养，大学前2～3年和车辆工程专业的课程一样，后1～2年增加了一些汽车电子电控方面的课程，电的基础主要为电工学，其培养的人才定位在汽车电子的系统工程师。

鉴于南京林业大学汽车类专业在招生、教学、科研、专业发展的特点以及在汽车行业中的影响力等实际情况，其汽车电子专业方向定位在汽车电子电器系统的设计师。以机械工程和电子技术为基础平台，培养具有较扎实的电子电路及微机设计能力又对汽车构造原理、电子电器及电控系统熟悉的专门人才，即培养既懂车辆专业知识又懂电子技术和相关控制理论的复合型人才，以满足市场对人才的需求。

二、车辆工程（汽车电子方向）的课程体系

课程体系应尽可能多地覆盖专业的知识体系。围绕汽车电子涉及到的学科知识领域和知识点，适当减少了车辆工程专业中机械类的课程而增加了电子类的课程。该专业方向的课程体系由四个方面组成：公共基础课、专业基础科、专业特色课、专业实践教学环节。

1.公共基础课

公共基础课绝大部分为必修课，少数为选修课。这些课程分成两部分，一部分是汽车电子专业方向的科学基础理论，为专业课的学习打下坚实的基础；另一部分是为了培养和提高学生政治思想素质、辩证思维能力和外语应用能力以及进行就业的指导。课程涵盖自然科学与数学、社会科学与文化、文学与艺术、英语与工具、计算机技术、体育与健康等。主要课程有：马克思主义基本原理、思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近代史纲要、大学物理、大学英语、高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、MATLAB、计算机基础、C语言设计、计算机网络技术、数据库及应用、VB程序设计以及体育、军事理论、就业指导、艺术类课程等。

2.专业基础课

专业基础课分为必修课和选修课两部分。必修课主要有：汽车电子专业导论、工程图学、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、微机原理与接口技术、理论力学、材料力学、机械设计基础、单片机原理及应用技术。选修课主要有：汽车传感器技术、汽车电路及其CAD、信号与线性系统、液压与气压传动、虚拟仪器及LabVIEW、嵌入式控制系统设计、电机与拖动、机电一体化系统设计、检测与转换技术、电力电子技术。

3.专业特色课

专业特色课也分为必修课和选修课两部分。必修课主要有：汽车试验学、汽车电器设备、汽车发动机构造与原理、汽车底盘构造、汽车理论、汽车电子控制技术A、交通电子应用技术、科研基本方法。选修课主要有：汽车电子专业英语、计算机控制技术、汽车电子控制技术B、汽车车载网络技术、汽车CAD/CAE技术、汽车振动与噪声控制、汽车自动变速器、可编程控制器原理。

4.专业集中实践教学环节

培养计划安排了一系列的实践教学环节，使学生既掌握汽车工程的专业知识和技能又打下扎实的电子技术的基本功底。通过48学时的电子电路实验和4周电子电路设计的课程设计使学生巩固模拟电子技术和数字电子技术两门课程的内容，掌握常见电子电路的设计方法。通过金工实习、认识实习、汽车模拟驾驶技术以及汽车构造、汽车电器设备的实习，使学生了解汽车基本构造、汽车电器设备的基本构造和工作原理。随后，安排了4周的汽车电子控制技术课程设计，训练的目标是设计并制作出完整的基于单片机汽车电子控制单元。具体内容是：从电路CAD设计电路图开始到制作PCB板、设计单片机程序，最后进行信号采集和控制，进行一个完整的电控单元的设计制作。最后，安排16周的毕业设计，使学生参与到教师的具体科研项目中，进行汽车电子的相关设计和研究训练。

汽车设计论文篇5

关键词汽车理论学以致用设计使用试验

中图分类号：G424文献标识码：A

ApplyTheirKnowledgeforthePurposeofCarTheory

TeachingContentOrganizationandThinking

ZOUXihong，SHIXiaohui

（CollegeofVehicleEngineering，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400054）

Abstract"Cartheory"isaveryimportantcourseofvehicleengineering，notonlythetheoryisstrong，butalsoverypractical，itscontentisanimportanttheoreticalbasisforautomotivedesign，automotiveapplicationsandautomotivetesting.Detailedanalysisofthespecificcontentofautomotivetheory，tovehicledynamics，vehiclehandlingandstability，andinsectionsoftheridevehicles，forexampleadetailedexplorationofa"properlydesignedcar，rationaluseofcars，scientificallytestcar"forthepurposeofteachingtheorganization'sspecificoperationalmethodsofteachingcontent，thusprovidesanimportantreferenceforthe"cartheory"organizationteachingcontent.

Keywords"cartheory"；applytheknowledge；design；use；test

0引言

一辆受欢迎的汽车必然具备“好用、好修、好造、好看”四大特点。好用和好造占主导地位，但两者之间又是矛盾的，好用的汽车不太好造，好造的汽车不太好用。随着汽车的使用要求的提高，必然对汽车结构提出改进，而使得对汽车的制造水平提出新要求，只有制造水平较高，才能保证新结构的实施和应用。

“好用、好修、好造、好看”四大特点对于汽车来说可理解为“性能良好、维修方便、易于制造、美观大方”，对于广大汽车消费者和用户来说，好用是最重要的，也就是汽车性能良好是最重要的。汽车性能良好主要表现在运输生产率高、运输成本低、安全可靠、舒适方便。汽车理论这门课程就是为了解决汽车性能良好即汽车好用的问题。①②

汽车理论是车辆工程专业一门专业核心课程。目前，汽车理论教材普遍采用清华大学余志生主编的第五版，③内容包括七章，第一章为汽车的动力性，第二章为汽车的燃油经济性，第三章为汽车动力装置参数的选定，第四章为汽车的制动性，第五章为汽车的操纵稳定性，第六章为汽车的平顺性，第七章为汽车的通过性。其中动力性、制动性、通过性、操纵稳定性、平顺性的提高可以提高运输生产效率；燃油经济性提高，可以明显降低油耗，从而降低运输成本；制动性、平顺性、操纵稳定性与安全、舒适方便地运输密切相关。④

汽车理论的具体内容是在分析汽车运动的基本规律基础上，以理论分析和实验研究相结合的方法，研究汽车的主要使用性能和结构参数之间的内在联系，分析汽车的主要使用性能的各种影响因素，从而指出正确地设计汽车，合理地使用汽车以及科学地试验汽车的途径。因此在教学内容上要紧紧扣住“正确地设计汽车、合理地使用汽车、科学地试验汽车”这一目的，让学生学了汽车理论之后能够真正体会到如何正确地设计汽车、合理地使用汽车、科学地试验汽车，从而达到学以致用的目的。

1以“正确地设计汽车”这一目的组织教学内容

以第一章和第三章为例，相关计算分析都是在汽车主要参数设定后进行性能计算，为让学生对“正确的设计汽车”有深刻的认识，能否增加有了汽车动力性参数后怎么设计汽车的主要参数呢。比如，采用一个设计实例，设计一辆增程式电动车，其主要参数如表1所示。

表1主要设计参数

第一步，需要计算电机参数，首先是电机的功率需要取多大才能满足动力性参数呢，这就需要用到动力性中发动机功率的选择问题，为同时满足最高车速和最大爬坡度，则需要分别进行计算，当满足最高车速时，车辆在平直的路面上匀速行驶，只有滚动阻力和空气阻力，则可以应用教材（3-1）式即式（1）计算达到最高车速需要的功率；当满足最大爬坡度时，由于坡度阻力不能忽略，因此按式（2）计算满足最大爬坡度时的功率：

所以

按10km/h车速爬最大坡度需要的功率为：

所以

因此，驱动电机功率=（，）=33.141（kW），取35kW。

第二步，需要对轮边最大转矩进行估算，初取轮胎半径=400mm。

若是4轮驱动，单轮驱动转矩为1420.8/4=355.2（N.m）

第三步，对驱动电机（电动机）转矩转速进行估算，初取传动系最小传动比=3.6，则驱动电机转矩为：

驱动电机转速为===3342，取3500rpm，

此时对应车速为：==140>100km/h，满足动力性要求。

第四步，可以根据式（3）计算电池总能量，然后进行电池的选择。

=（3）

实际上，这样的设计例子可以方便地在网络上进行下载，通过这样的例程，让学生深刻体会怎么着手去设计汽车的动力性，从而达到“正确地设计汽车”这一目的。

2以“合理地使用汽车”这一目的组织教学内容

汽车理论中实际上各个章节都与汽车使用息息相关，而用户本身最关心的油耗、安全相关的理论在教材中占了很大比例，如第二章汽车的燃油经济性、第四章汽车的制动性和第五章汽车的操纵稳定性，这几章对于如何合理地使用汽车提供了大量的理论基础，例如对于汽车的操纵稳定性，主要就是研究汽车实际转向行驶轨迹与驾驶员期望转向行驶轨迹之间的差异，对于新驾驶员，往往觉得汽车老是不按自己预想的轨迹来行驶，总是不断在修正方向盘，既感觉车辆不可控，同时自己也感到非常紧张。因此，为解决合理地驾驶汽车，可以以汽车最终的转向效果来组织教学内容。由于轮胎是弹性体、再加上悬架等各大系统的影响，汽车实际最终转向时的实际转向效果由四部分组成，即：

汽车最终的转向效果=驾驶员的意图+弹性侧偏角+侧倾转向角+变形转向角。

因此，操纵稳定性部分内容主要就是汽车最终转向效果的四部分。

2.1驾驶员的意图

当路面出现弯道时，驾驶员出现转向意图，第一反应就是打方向盘，就会得到一个前轮转角，同时汽车会产生一横摆角速度，汽车简化模型如图1所示，此时横摆角速度与前轮转角之间的关系如式（4）所示。

图1驾驶员转向意图简化模型

图2考虑弹性侧偏特性简化模型

因此，这部分内容重点组织驾驶员执行转向意图后人―车闭环系统如何表征、描述和评价。

2.2弹性侧偏角

弹性侧偏角应该是操纵稳定性中最终转向效果的最重要部分，在课程中的内容也是最重要部分。要掌握弹性侧偏角，首先从轮胎侧偏特性着手，在轮胎侧偏特性作用下，轮胎会产生弹性侧偏转向，从而产生侧偏转向角，此时汽车也会产生一横摆角速度，此时汽车简化模型如图2所示，稳态横摆角速度与前轮转角之间的关系如式（5）所示。

=（5）

因此，这部分内容重点组织轮胎弹性侧偏特性及侧偏角的产生、侧偏特性的影响因素、考虑轮胎侧偏特性的线性二自由度模型前轮角阶跃输入下的响应，重点包括稳态响应和瞬态响应。稳态响应部分重点讨论转向半径、转向灵敏度、稳定性因素、特征车速或临界车速、前后轮侧偏角绝对值之差、转向半径比、静态储备系数这7个表征稳态响应的参数如何表征稳态响应及稳态响应的量；瞬态响应重点围绕响应的显性解、显性解稳定收敛的条件及响应品质展开。

2.3侧倾转向角和变形转向角

侧倾转向角和变形转向角部分主要是汽车在使用过程中，由于转弯，车轮跳动等导致汽车产生侧倾运动，侧倾后车轮载荷会产生转移，相关机构会产运动和变形，使外倾角和前束等发生变化，不仅影响弹性侧偏角，而且还会额外产生侧倾转向角和变形转向角，而这部分内容重点抓住在弹性转向角基础上进行修正（加加减减）。这部分重点讨论汽车如何产生侧倾，如何得到侧倾角，产生侧倾后对弹性侧偏角的影响、产生侧倾后各机构的运动和变形情况等，从而分析侧偏角的加加减减。

3以“科学地试验汽车”这一目的组织教学内容

汽车理论讲述的各大性能的分析和评价数据都必须要通过测量和试验得到，而在进行汽车相关性能试验时，必须有相关理论作指导，因此在组织教学内容时可以重点突出科学地试验汽车为目的展开。比如，以汽车平顺性试验为例，对于平顺性试验主要包括汽车振动系统中各部件振动参数（固有频率和阻尼比等）的测量试验和振动输出的测量试验，前者试验数据主要用于对振动系统的设计、优化和验证，后者试验数据主要用于平顺性的分析和评价。

3.1汽车振动系统中各部件参数的测量试验

汽车振动系统中各部件参数主要包括悬架固有频率、悬架阻尼比、车轮固有频率、车轮阻尼比等，若对这些参数进行正确测量，就需要制定正确的测量方法、采用正确的测量设备，其相关的理论基础就是汽车振动系统模型和固有频率和阻尼比等参数对振动系统特性的影响，教学内容可以围绕这些重点展开。如汽车悬架系统部分固有频率和阻尼比的测量，正是用到单质量和双质量系统的自由振动衰减曲线（图3）进行测量和计算的。

图3悬架系统衰减振动曲线

图4人体坐姿三点十二轴受振模型

另外，汽车振动系统中各部件参数的测量试验往往在室内台架上进行，这就会涉及到室内试验台架的设计和选择问题，在设计或选择试验台时，就会涉及到试验台激振输入的选择，这时就会用到路面不平度的统计特征相关理论知识，首先要清楚路面不平度输入的频率和幅值的范围，清楚汽车振动系统的固有频率，才会合理选择激振器的频率和振幅量程，因此，这部分内容可以重点围绕典型路面不平度统计特征分析方面进行。

3.2汽车振动响应输出的测量试验

对于汽车振动响应输出的测量试验主要在室外道路上进行，其主要内容就是测量传感器的选取及测点布置，测量参数的设置和测量路面，以及测量数据的分析等。比如平顺性评价道路试验中，必须紧紧围绕人体对振动的反应和平顺性评价方法进行，首先要知道图4所示人体坐姿三点十二轴受振模型才能正确布置和安装传感器，熟悉平顺性评价方法才能正确选取传感器、测量参数、数据分析方法等。

4结论

一辆受欢迎的汽车必然具备“好用、好修、好造、好看”四大特点，而汽车理论正好是为了解决用户最关注的汽车性能良好即汽车好用的问题。本文以汽车理论中的部分章节为例，详细探索了以“正确地设计汽车、合理地使用汽车、科学地试验汽车”为教学目的组织教学内容的具体操作办法，旨在抛砖引玉，为汽车理论教学的实用性探索出一种新方法。

注释

①何光里.汽车运用工程师手册.人民交通出版社，1993.

②高延龄.汽车运用工程.人民交通出版社，2004.