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中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)04-0200-01
1 高速CAN线开发物理层面的需求概述
在对于高速CAN总线开发物理层面主要是分为3个部分:物理信令子层实现位编码/解码以及定时和同步等多种的功能,而物理媒介附件,则主要包含了总线上,能够在有效的实现了发送以及接受等相关的报文功能的实时电路,而在对于收发器方面,也是需要严格符合于ISO 11898-2:2003之间的明确规定的,自对于媒介相关接口所设计到的一些物理媒介以及相关的媒介访问单元上,两者之间的机械以及电气的结构的。
2 高速CAN总线开发交互层面上的需求概述
在对于高速CAN总线开发交互层面上的需求方面上时,主要也是明确的限定了连接到CAN网络当中的多种不同的ECU的具体应用功能,并且,在使用一些较为具有独立的小信息项的过程当中,也是需要在进行通信时所采取使用协议的。而一个信号组在其内部则是主要包含了一组的简单信号的,并且,在针对于这些信号当中,还是需要进行同步的融入到交互层当中,并在通过交互层来对其进行读出,最终在合理的通过CAN总线,来在最大限度上实现同步的发送以及接收。
而从通信的角度上来分析,当一个信号或者是一个信号组只是存在于1~64的若干位的过程时,那么它就能够在给特定的帧实践时间之内,去有效的发送一些ECU的交互层,在传输过程当中,所需要接收到的ECU的交互层来。
而站在应用功能的方面上来讲,当一个信号或者是一个信号组或者是还存在着一些其他的特性过程时,那么所使用的功能上,就能够对其进行进行准确的发送信息,而在整个ECU的应用功能当中,主要生成的信号大体上分为以下几种:S1.S2.S3几种,然后在合理的将这些信号重新发送至交互层当中,而将交互层当中的一个信号或者是一个信号组放到CAN帧内部当中的一个指定的位置过程时,那么将会对其分配一个CAN ID,然后在按照原来CAN帧所发送的特定模式,并在此基础之上,在将CAN帧另外当作成为一个UUDT报文在重新对其进行发送,信号所处于的位置以及长度以及相关的发送模式上,是完全受制于各项目当中的C-Matrix来对其进行定义决定的。
而从接受的角度上来看,交互层监控,则主要的目的就是为了将所接受到的各种CAN帧,按照原来所定义下的发送模式,来进行发送以及接受的,并及时的收集其中所需要的实时信号,并在最大限度为其他的接受方式上,是提供其有效的应用功能的。而在这里上文当中所有阐述的“信号”则主要指的就是一种简单的信号或者是被包括在信号组当中的简单信号。
3 高速CAN总线开发直接网络管理需求概述
在对于网络管理的状态方面,主要是包括了以下几种:初始化、启动阶段、正常运行状态、准备睡眠、睡眠等待、总线睡眠、错误状态等几种来进行组成的。而在直线网络管理当中,针对于各个不同的状态之间,的转换关系也是具有较大的差异性的。在针对于bus off处理当中,主要指的就是,当ECU在正式的进入到了bus off的模式过程当中,一定要加强对于快速恢复策略的重视度,而对于快速恢复模式,则主要的具体内容则是:当ECU在正式的进入到了bus off的模式过程当中,CAN的芯片一定要马上进行重新的初始化,在TBusOffSlow时间范围之内,是一定要终止发送报文的,然后在对其重新进行CAN报文的发送的。但是,当总线整体的传输速度上,并不超过于126kb/s的过程当中,仅仅需要执行慢恢复的行为便可。
4 结语
综上所述,本文主要针对于汽车高速CAN总线的开发以及设计的各种要求进行了浅要的阐述,其主要包含了物理层、交互层、直接网络管理等等方面对其提出的分钟要求,而相关设计以及开发者一定要加强对上文当中,所提出的几点要求的重视度,从而才能够统一好整台车的高速CAN总线电子配件的网络开发设计的水平效率。
参考文献
关键词:载货汽车;设计开发;DMU;检查分析
中图分类号:U462.2 文献标识码:A 文章编号:1005-2550(2015)01-0013-07
DMU是英文Digital Mockup的缩写,也就是数字模型,数字样机(也叫虚拟样机)。DMU技术是随着当代计算机技术的进步而发展起来的一门虚拟技术,并且虚拟技术的发展将会是未来汽车技术发展的一项关键技术[1]。它是利用计算机技术,搭建物理样机的虚拟模型,在此模型基础上可以进行产品的设计、虚拟制造、虚拟装配及样机干涉检查、虚拟工艺适应性检查、虚拟维修便利性检查等一系列工作。数字样机技术可以对产品零部件及总体布置进行设计(基本功能),检查装配关系、运动干涉,进行几何特性计算,以及作为工程分析的基础等。其中一个重要的应用就是可以在产品设计初期即可开始对于产品设计质量进行检查。
在传统载货汽车行业中,物理模型是必不可少的组成部分,以供设计师、工程师、工艺师以及管理部门决策使用,无论产品的设计、制造或是装配等过程,主要都是基于物理原型进行检查。显然这种方法需要消耗较多的时间和费用。如果在产品开发阶段采用DMU技术进行检查,则可以避免昂贵的物理模型,使提高开发质量和“实时检查”开发的水平成为可能,通过DMU策略可以大大缩短开发时间,从而使企业在市场上具有快速经济的开发新产品的能力[2]。
1 整车数字样机搭建
1.1 数据操作平台及数据规范性
目前许多三维设计软件都提供DMU基础操作平台,如CATIA、UG、Pro/E等,同时各软件平台间可通过统一的标准交换格式进行数据的转化(如igs、stp等文件格式)。
CATIA是法国Dassault Systemes公司开发的一款CAD/CAE/CAM一体化软件,居世界CAD/CAE/CAM领域的领先地位,广泛应用于航空航天、汽车和造船等行业,它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域,其特有的DMU 数字样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高[3]。因此,本文数据操作平台采用CATIA软件。
整车模型往往数据庞大,动则数G以及数十G的规模,所以在数字样机建立之初就必须对组成数字样机的数据进行统一、规范。根据整车设计阶段的不同(概念设计、方案设计、结构设计等),对各阶段的数模需要提出不同的要求,但必须做到基准统一、形状准确、边界表达清晰、无冗余数据等要求[4]。最终的产品数模,必须严格与物理零件一致。
因整车模型数据庞大,即使执行严格的数据规范,仍会耗费大量的计算机资源,因此整车数字样机数模可采用CATIA自带的轻量化格式文件cgr文件格式。该格式文件可以准确的反应零件的结构、尺寸、边界等信息,同时比CATpart格式文件通常要小数倍至数十倍。特别在进行整车装配检查、干涉检查等工作时,可大幅降低计算机资源占用,提高效率。
1.2 整车数字样机搭建
整车模型结构复杂,在产品设计之初需定义统一基准,通常以整车坐标系为统一坐标系。以载货汽车为例,一般按以下要求建立整车坐标系:以车架上平面、整车纵向中心平面与过前轮中心线的铅垂平面的交点为整车零点。整车向后的方向为X轴正向,整车向右的方向(从后往前看)为Y轴正向,整车向上的方向为Z轴正向。所有零部件以该统一坐标系为基准进行零件设计。
统一坐标系的优点是所有零件设计基于统一基准设计,后续进行整车装配的时候可极大减少装配工作量,并且减少人为干扰因数。
在进行数字样机搭建时应检查整车各系统各零部件数模是否符合要求,并将各系统数模装配完成整车数字模型。同时对照产品明细表,对数字样机完整性进行检查。搭建的样车模型如图1所示。
2 DMU整车检查
2.1 整车布置检查
整车布置检查主要是检查整车布置是否合理,以避免由于布置不合理而导致的各种问题。整车布置检查的内容主要应在整车总布置阶段重点控制。
(a)检查整车轴荷、重量分配是否合理。如从图2中可以看出,该布置将蓄电池、油箱等底盘质量较大的零件都布置于车架左侧,从而导致整车左右重量分配不均;
(b)冷却液、转向液、制动液等容器应布置在方便加注及检查的地方;
(c)各种管路、线束的走向、长度合理,即要满足震动要求,又不能拖挂,各种管线的固定点间距一般在300mm~400mm;
(d)油箱、油管、电器设备、线束等应远离热源(如排气管),油管接头尽可能不要布置在热源及电器设备上方,如不能满足需要应有相应的防护措施。如图3油泵接头布置于电源总开关接头上方,燃油如发生泄露则有直接滴漏在电源开关上的风险;
(e)散热器、中冷器、冷凝器等应布置于通风良好的位置,以利于散热;
(f)进气口等位置需要有防尘、防水措施;
(g)注意连接到轮边的制动液管、线束等长度、路径、固定点应合理,在车轮处于任何转角及跳动位置时,都不应与轮胎发生干涉,也不能绷紧;
(h)注意操纵拉丝等弯曲半径合理,以保证效率;
(i)蓄电池托架上应有排水、排污孔,避免意外漏电;托架上排水孔的位置应确保排出的酸性物质不损坏其它部件;
(j)ECU、电器接头等位置需要注意防水,避免处于雨水能淋到的地方(如驾驶室与车厢之间的空隙处);
(k)注意驾驶室翻转对相应连接部分管线的影响等。
2.2 整车硬点参数检查
整车硬点参数检查主要包括:
(c)驾驶室、发动机、油箱、蓄电池等各总成的整车安装位置硬点;
(d)转向、悬挂等各种影响整车性能的硬点;
(e)传动轴跳动、驾驶室翻转等运动硬点参数检查。
2.3 间隙及干涉检查
间隙及干涉检查从目的和功能来讲主要可以分为三类:静态检查、动态检查以及运动包络检查。
静态、动态、运动包络三类间隙及干涉检查的关注点异同如表1所示。
2.3.1 静态间隙及干涉检查
静态间隙及干涉检查主要目的是检查整车上各系统、各零部件有无静态干涉现象,以及有无保持合理的间隙。如图6主要是检查冷却管路与车架的间隙及与发动机本体的干涉。
2.3.2 动态间隙及干涉检查
动态间隙及干涉检查主要目的是检查整车上各相关系统、零部件有无动态干涉现象,以及有无保持合理的动态间隙。动态间隙及干涉检查的重点关注点在运动的极限位置或某一特定位置。如图7主要是检查前桥跳动时横拉杆与油底壳的间隙及横向稳定杆运动时与水箱的干涉。
关键词:汽车底盘 微课程 教学设计
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(b)-0187-02
随着移动互联网技术的发展,手机、平板电脑等微设备的普及,当今时代已步入一个不折不扣的“微时代”。以各种便携的移动终端为载体、以微博、微信等应用为传播媒介的微时代,使信息的传播速度更迅速,更便捷,对受众更具有冲击力和影响力。在这样一个时代背景下,传统的教学方式也在潜移默化的发生变革。目前,微课程教学正逐渐被运用于各种教育领域,成为提升课堂教学效率的新武器。基于此,该文以《汽车底盘构造与维修》专业课为例,探讨微课程在技工院校汽车维修类专业中的具体应用。
1 微课程的概念和特点
广东佛山教育信息中心的胡铁生老师将微课程的概念定义为:微课程是在微型学习理论指导下,以视频教学为主要呈现方式,围绕核心知识点讲授、实验操作、疑难问题解答等环节展开的教与学的过程和相关资源的有机结合体。它以“微”而著称,微课程的特点主要体现在以下几个方面。
1.1 微课程的课时短
与传统的课程相比较而言,微课程的一大特点是课时较短、节奏较快。这样一来,老师能将课堂上的时间节省下来,用于指导学生学习,同时帮助学生解决一些学习中遇到的问题。同时,对学生来讲,短小的课时更符合他们的认知特点,更有利于他们注意力的保持,不再让他们被动的去接受知识点的灌输,在自主思考学习的过程中潜移默化的养成积极主动的学习态度。
1.2 微课程的主题性更强、课程容量更小
跟传统的填鸭式课堂教学相比较而言,微课程在更小的课程容量中反而具有更集中的主题性。教师可以通^合理的切割知识内容,赋予每个微课程一个明确的主题,同时能够聚焦重难点,对这些聚焦点进行着重讲解,开门见山,长驱直入的使得学生迅速进入主题,明显的提高了学生的学习效率。
1.3 使用便捷、形式灵活
微课程可以使学习过程变得更加的快捷和灵活。微课程的视频容量一般由十分钟以内的微视频组成,因此它可以便捷地在移动终端设备上使用。移动终端设备在现在的学生中覆盖面极高,基本人手一部甚至好几部。微课程的便捷性能满足学生们随时随地学习的愿望,让学生可以在各种无聊的游戏和娱乐间隙见缝插针的学习。微课程的兼容性让学生可以有多种学习模式,既可以在线流畅的观看,也可以离线下载并保存。微课程易于实现资源的共享及快速传播,它对学习者的技术水平要求也不高,操作简单易行。
1.4 丰富的教学资源,真实的情境教学
微课程的教学资源可以很丰富,由整合了课件素材、习题反思、点评反馈等多元化的教学资源所构成的“主题单元资源包”,具有结构紧凑、类型多样、主题鲜明、素材丰富的特点,同时为学生营造出真实的微教学资源环境,有利于学习者锻炼自己的思维方式,开拓思路,诱导创新。
2 在技工院校推行“微课程”的必要性和可行性分析
2.1 技工院校学情分析
技工院校的教育定位是面向劳动力市场培养高级技能型人才。同时受传统思想和教育体制等多方面的影响,技工院校的生源质量偏差也是不争的事实。经过调查,技工院校的学生多由文化基础薄弱、学习意识淡薄的学生组成,这类学生学习主动性差,积极性不高,自控能力缺乏。研究表明,很少有学生能在45 min的课堂内能做到由始至终的专心听讲,大部分的学生只能坚持10~18 min,而技工院校的学生能坚持的时间往往更短。
2.2 在技工院校推行“微课程”的必要性分析
在传统的技工院校中,尽管现在多媒体的覆盖率已经比较高,但大多数的课堂上还是沿用的传统“讲授法”进行教学。老师在讲台上慷慨激昂,换来的却是学生在课桌上食不知味,昏昏欲睡。45 min的课堂对老师和学生都是一种煎熬。老师感慨付出的劳动得不得尊重,学生学习兴趣全无,学习效率极其低下。而蕴含教师心血的微课视频,在教学团队的精心策划实施下,主题鲜明、重难点突出,针对性明显。配合悦耳的音乐、丰富的图片及精彩的视频,能充分的激发学生的学习兴趣,唤醒学生的注意力和进取心。
2.3 在技工院校推行“微课程”的可行性分析
网络社会,网络媒体已经变革成为人们获取信息的主要方式。丰富多样的网络交流平台让人们的交流沟通方式更加畅通和便利,人们在使用手机电脑进行沟通的同时也可以通过各种平台快捷获取自己需要的信息。在这样一个“微时代”的背景下,新时代的学生们更倾向于利用移动设备来进行随时随地的学习。微课依托互联网和移动终端设备广泛传播的授课视频,让知识不局限于课堂传播,而是可以不拘泥于课堂,能够随时随地的“教”与“学”。
3 技工院校《汽车底盘》微课程模式设计思路分析
在借鉴国内外众多设计模式的基础上,我们提出了“一四六八”微课程模式,即“一个目标、四个阶段、六个过程、八个设计”的思路。首先需要根据学科特点确立微课程的教学目标,做到有的放矢,根据教学目标将工作分为构思、制作、实施及评价四个阶段。四个阶段根据工作任务细化为六个过程,每个过程对应一个详细的设计方案。
在构思阶段主要是进行知识单元的构建过程,在这一过程中需要完成知识单元的主题设计和内容设计;在微课程的制作阶段需要进行教学内容的编写以及微视频的录制,编写中注意教学主题、教学过程的设计、辅助内容的设计、教学语言的设计、师生互动的设计以及学生反馈的设计等。在微课程的实施阶段要记录教学实施的过程以及教学互动的过程。最后是微课程的评价阶段,着重于微课的评价过程。
4 技工院校《汽车底盘》微课程具体案例设计
4.1 教学目标确立及构思
首先,必须确立一个明确的教学目标。根据项目化教学的规划,可以将《汽车底盘构造与维修》课程分解为若干个小目标,从而确定每一节微课程的设计主题。每一个目标必须重点突出,以掌握某个具体的知识点为最终目的,接下来的设计将以此目标为中心展开。如“离合器的构造与检修”中,可以分化出两个主题内容:离合器构造认知、离合器常见故障诊断维修。
4.2 《汽车底盘》微课程的制作阶段
下面以“离合器的构造认知”为例,并以技工院校汽车维修专业一年级学生为授课对象,实施微课程教学内容的编写。
实物演示过程适合用桑塔纳G2000用离合器总成进行直接演示,教师边展示边说明其构成及作用;后期部分的微视频制作方案可以利用屏幕录屏软件结合PPT、后期添加解说词来完成。录屏软件可采用Bandicam软件,并在录制完成后通过“爱剪辑”等视频编辑软件进行修剪,进一步浓缩内容以体现微课短小精悍的特点,同时添加字幕,让学生能更直观地学习。
4.3 微课程的教学实施过程
在课堂教学中,教师需要主动把握学生学习的进程。通过教学后台的设计,及时收取学生的学习反馈,检验学生的学习效果。这不仅可以增强师生课堂互动,而且可以促进学生探究学习和合作学习。
5 结语
总之,作为汽车维修专业的创新性教学方式,微课程在促进技工院校培养社会需求的高素质人才中逐渐发挥着越来越重要的作用。在《汽车底盘》专业课微课程设计过程中,应该严格遵守相应原则,依照相应设计模式,从多方面努力争取设计出满足师生需求的汽车维修专业微课程。
参考文献
[1] 尹合栋.微课程的设计开发与评价[J].现代教育技术,2015,25(1):91.
关键词:汽车维修专业课程;开发及建设;校企合作
一、汽车维修专业课程开发的背景
课程开发是指通过需求分析确定课程目标,再根据这一目标选择某一个专业(或多个专业)的教学内容和相关教学活动进行计划、组织、实施、评价、修订,以最终达到课程目标的整个工作过程。而现有的课程体系不能完全满足上述要求,所以课程要做相应的变化,这是因为汽车技术发展日新月异,不同时期对汽车维修从业人员也提出了不同的技术要求,这就决定了学校的教学必须从就业市场实际出发,培养满足市场需求的汽车维修技术人才,汽车维修专业项目课程的开发要有充分的市场调查,了解企业的真正需求。著名汽车维修专家朱军对汽车维修工作的调查发现,现在汽车维修工作已经发生了很大的变化,70%~80%的维修工作是汽车维护或者小修,出现汽车大修的工作所占的比重也越来越小,出现了“以养代修,以换代修”的新特点。
二、汽车维修专业课程开发的依据
课程开发需紧跟当今汽车技术革新和行业发展,以贴近市场、贴近就业、贴近学生为原则,以学生好学、教师好教为基本出发点,培养学生的专业知识与技能,切实提高学生的工作能力。
课程的开发和建设必须要打破传统,突破现有的课程体系和模式,要做出颠覆性的创新,所以要与企业紧密合作,走校企合作之路,在课程开发小组中,汽车维修企业人员应占一定比例。在充分科学的专业调研的基础上,可以邀请行业专家(企业生产一线业务主管、行业协会专家)、课程开发专家(有企业工作背景的专业骨干老师)、课程开发顾问(从事课程开发研究的专家学者)三方面的人士召开论证会,分别对岗位进行真实、详尽的工作任务分析,通过对每个岗位工作任务的分析,获得该岗位的工作流程、工作项目、工作任务、工作行为,进而提炼出岗位能力,综合形成条理清晰的职业能力,为形成以能力为本位的课程开发做好了前期铺垫。课程内容贴合了企业工作实际,贴合了汽车修理一线实际。例如,江苏省无锡汽车工程中等专业学校正在和无锡公交公司合作,校企双方都强烈表达了这方面的意愿,通过对汽车维修企业的维修工单的
调查和统计,找出常见的汽车维修工作项目,课程的开发以此为依据,确定教学内容,和企业共同制订课程标准,共同开发课程,只有这样才能培养出真正满足企业需求的人才。
三、汽车维修专业课程开发的总体思路
1.课程开发的表现形式
课程开发的表现形式,可以是教材、配套的课件、习题册(三位一体);对于有的课程,工作页的开发也是十分必要的,十分有利于教学组织安排,提高教学质量;为了节约教学成本或者改进教学方法,有必要进行教具的研发和制作,师资力量的培养也是重要的一个环节。
2.具有可操作性
开发教材是维修专业课程开发的关键,教材要特色鲜明,在适用于市场新需求的同时,也能够适用于教学,具有良好的可操作
性。教材以及课件开发出来后在教学上要配备相应的硬件设备。这里有必要指出的是在课程开发的团队中最好能有复合型的人才,能将计算机应用技术和汽车维修技术紧密地结合在一起,这对提高整个团队的技术水平有很大的好处,也会为今后的教学带来很大的方便。
3.课程开发要体现不同层次的需要,形成体系
由于当前汽车专业培养方案中既有针对初中毕业生的学制为三年的中职(中专、中级工)、学制为五年的高级技工、学制为七年的技师培养方案,又有针对高中毕业生的高级技工(高职)、技师培养方案,同时有的学校还要兼顾学历教育,在课程的设置上也和上述培养方案有重叠的地方,所以导致教学层次十分复杂,新的课程开发有必要兼顾各个层次,可以按中级工、高级工和技师的三个层次,来进行教材开发,相互之间要有梯度,既要紧密联系,内容又不能相互重复,还要形成体系。
4.项目上要尽可能精简
由于汽车维修技术的自身特点:技术复杂,项目繁多,如果按照传统的理念进行教学内容和教学项目确定,就会发现很多教学内容难以取舍,所以要兼顾教学内容的系统性和重点项目,学会大胆放弃,突出重点。因此,课程的开发要尽可能地精简,要提炼,内容只要是够用的和必须的,否则会内容繁多,又会走入老路,难有突破。在这里建议每个项目下可设2~3个任务,任务的数目也要精简、凝练。
5.教材的开发要体现整个严密的教学组织过程
教材的开发除了要求汽车维修技术科学严谨外,还要体现整个严密的教学组织过程,这样才有利于教学和向外推广。例如,涉及汽车部件认知的,可以以实验来导入,也可以先拆装进行导入(此处拆装主要是为了认知汽车零部件名称结构等,不讲究技术细节
和工艺步骤等),也可以以在企业中经常遇到的工作任务导入新课。同时最好还要有教学方法的安排,引入一批先进的教学方法,例
如,工艺化教学法、项目教学法、任务驱动教学法、引导教学法等,只有这样才能开发出独具特色的优秀课程。
6.坚持专家朱军提出的四个原则
(1)有理有实原则
教材的开发必须要将理论讲解和实践无缝对接,绝不是将理
论课搬到实训车间上,就算理实一体化教学了。
(2)理实同步原则
教材要尽可能理论讲解一点,实践跟进一步。将理实的时间、空间充分接近,将老师的讲解、示范、学生的操作充分融合。
(3)动手优先原则
教材要尽可能让学生多动手。
(4)顺序优先原则
教材要满足实物—视频—图片—文字的递减选用顺序。在教材的图片上可以参看日本的书,先是介绍整个系统,然后具体到零件实物,且图片都是立体图,而不是平面图。
四、汽车维修专业课程开发的保障措施
课程的开发是一项艰苦、复杂的工作,是不可能一蹴而就的,可以分步骤、分阶段、有序地推进,所以有必要专门建立领导机构,其成员要代表各方面的意愿,主要包括领导层、教师代表、企业代表等,领导机构要负责课程的总体规划、宏观调控及全面的研究和实施,以及课程开发过程中的重大决策,制订有关开发与管理条例和制度,检查与监督课程开发方案的执行情况,为课程开发提供组织保障和后勤保障,教师代表和企业代表负责具体实施,经常交流、沟通、改进。
五、课程建设
课程开发出来后,并不是可以一劳永逸了,还需要不断地改
关键词概念车发展设计科技文化
科技创业
PIONEERINGWITHSCIENCE&TECHNOLOGYMONTHLY
进入21世纪,为了引领和表现新世纪未来汽车的发展走势,不少国际汽车公司接二连三的在全球各大车展中推出自己的概念车和新型汽车。然而有一个现象必须引起我们关注:作为一个汽车大国,中国却少有汽车企业推出自己开发设计的概念车。其中的主要原因是我国汽车设计理念和方法的缺乏以及对概念车研发的不够重视。可以说,一个没有自主设计和自主开发能力的汽车产业,很难说是一个完整的汽车产业。因而我们必须加大对汽车设计的研究与投入,确立一种积极正确的汽车设计的理念,广泛开展概念汽车的设计。
1“概念车”的定义
所谓“概念车”就是尚未开始进入市场的一种设计独特且具有一定超前意识的新车型。其主要特点就是:它必须是能给人以思考、能引导新观念的汽车。一般在它刚设计出时,人们的审美观念、消费能力甚至于汽车制造工业的水平还难以承受。一般它会以它前卫的外形设计、创新材料的大胆运用、更完美的性能、全新的汽车室内设计等预示着汽车工业的发展方向。
世界一些大汽车公司每年都花费大量的人力、物力设计自己的概念车,并在一些大型汽车博览会上展示。可以说,随着概念车的不断推出,不久的将来就可能会出现具有今天某些概念车的某些特征或功能的汽车。但不一定每一辆概念车都会最终演变为量产车进入市场,大多数的概念车最终只能是个“概念”为人们讨论、研究而已。
2概念车在现实中的意义
2.1概念车反映汽车产品设计开发的发展趋势
2.1.1表现最高科学水平和最成熟技术的概念车
在历届的国际汽车大展之中,各大汽车公司和推出许多概念汽车,这些概念车除去造型优美之外,还更多的融入了大量现代的高新技术及手段,概念汽车的推出成为汽车公司引以自豪的理念,概念汽车的研究与开发往往都伴随着新技术和新材料的使用,带有一定的前瞻性,预示着一个新的发展阶段和开端,因为这个原因,汽车公司对概念汽车的开发都投入极大的人力和物力,以其显示汽车公司的强大发展势头。
各种高科技的应用,使得汽车慢慢地演变为信息、通信、娱乐中心并可与外界进行信息交换,计算机功能及互联网的全方位介入,车载信息,娱乐设备,高级导航设备,实时交通信息功能日趋普及,这些高新技术必然要求汽车设计师们建立起一种超越时空的新的价值体系,各种新技术的出现为汽车设计赋予了更为广阔自由的空间。汽车的功能也进一步扩展,在概念汽车的开发中,汽车逐渐由冰冷的机器变成人类交流的信息平台,如有的概念车有自己表达感情的方式,具备有喜、怒、哀、乐等表情,这些都使得概念汽车高高地超越于量产汽车,成为一个新的时代的象征。概念汽车的设计对汽车产品产生越来越大的影响,它代表了汽车产业的发展方向和基本思路,是汽车公司设计水平和科技水平的象征。
2.1.2人类生理需求和心理需求的最大满足———汽车工程中的人机工程学
人机工程学是20世纪50年代初迅速发展起来的一门新学科,其目的在于研究、解决工程技术设计与人体之间的关系。而汽车车身设计中的人体工程学,则是要以人(驾驶员、乘客)为中心,从人体的生理、心理和人体的运动出发,研究车身设计时,在布置和设备等方面,如何适应人的需要,创造出一个操纵方便、安全可靠、美观舒适的驾驶环境和乘坐环境,即设计一个最佳的人—车—环境系统。
汽车设计中的人机分析首先需要对人体各部尺寸进行测量、统计和分析,在进行室内布置设计时以此为依据,确定车内的有效空间,以及各部件、总成(座椅、仪表板、方向盘等)的布置位置和尺寸关系。通过对人体生理结构的研究,使座椅设计充分符合人体乘坐舒适性要求。根据对人体的操纵范围和操纵力的测定,确定各操纵装置的布置位置和作用力大小,使人体操纵时自然、迅速、准确、轻便,以降低操纵疲劳程度。通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验、校核驾驶员的信息系统,以保证驾驶员能获得正确的驾驶信息。根据人体的运动特点,研究汽车碰撞时对人体的合理保护,正确地确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力,研究振动时对乘坐舒适性的影响,研究乘客上下车的方便性,以确定车门的开口部位和尺寸。根据人体的生理要求,合理地确定和布置空调系统。研究人的心理特性和要求,设计一个舒适、美观、轻松的乘坐环境。
2.1.3虚拟产品开发技术的运用
目前,越来越多的汽车设计公司及制造公司开始使用虚拟产品开发技术,采用三维3D技术虚拟实境开发概念车。欧宝汽车即采用3D虚拟实境技术设计开发概念车。设计人员可以亲身体验飘浮在空中的虚拟影像汽车设计和制造,节省了可观的开发费用,并计划推广到其在北美的14座装配厂去。英国的劳斯莱斯、法国雷诺、德国奥迪,以及意大利、瑞典等汽车厂都在积极进行这种虚拟设计、制造。
过去汽车研究开发中心要开发新车或是改型,都是先用油泥塑造车身实物模型,修改极为耗时。现在汽车的研发,尤其是概念车的开发越来越追求最短的开发时间。如果现在引进虚拟产品开发技术,只要在电脑中输入数据,建构出车型数字模型,在实验室中,即可呈现出一辆理想中的汽车影像,工程师们只要戴上目镜,就可看得一清二楚,就有如一辆真的汽车在眼前,经过各位设计工程师的讨论修改后,很快就可设计出理想的新款汽车。定型后,既可利用电脑中的数据,外包试制零部件和试装新车,实现组装零误差,而且开发时效比过去快多了。.1.4概念车向绿色环保型发展的趋势
进入21世纪以来,世界各国已累计生产约15亿辆汽车,据专家估计,2010年全球的汽车产量将达到7500万辆。人们在感叹汽车工业迅猛发展的同时,也越来越认识到汽车污染给人类自身带来的危害,于是各国纷纷制定有关汽车的环保措施和法规,以保护人类赖以生存的环境,于是汽车环保设计这一汽车设计新概念被摆到了突出重要的位置上。
提高能源的利用率,改进发动机配置,包括电子控制燃油喷射系统、二次空气喷射、热反应器、废气再循环系统、催化净化装置、曲轴箱通风系统、燃油蒸发控制系统。
发展代用燃料,开发研究新的环保能源,包括天然气、液化石油气、快速充电蓄电池、混合动力、氢燃料。
在汽车制造过程中使用绿色材料、绿色包装、绿色制造工艺以及绿色设备与装备。
绿色汽车的回收再制造。
2.2概念车预示道路交通中人类行为方式的演变
2.2.1概念车预示了未来道路交通方式的发展趋势
伴随着汽车的发展,汽车的地位也在慢慢地变化,如今汽车在人们心目中成为一种符号、一种财富的象征和一种地位的体现,然而汽车作为一种道路交通方式的本质却被人们忽略。概念车设计正是基于汽车本质的一种具有预见性的创新设计。在概念车的设计中通过对人类日常生活方式、人类于道路交通中的使用方式、行为方式和生活方式等各方面的预测和分析,设想解决未来道路交通方式中的人与物之间的不和谐因素。当今科技强劲而高速的发展使得交通工具具备了极为广泛的发展空间,越来越多的高新技术不断地在新车中应用。当前世界许多大的汽车公司已经意识到今后汽车发展最大的障碍已经不再是技术上的限制了,而是设计师思维的限制了。
现在各大车展中出现的概念车一般为两种:一种是以现有的最新技术已经可以实现的概念车另外一种是那些提出了某些创新但还处于技术方案研究阶段的概念车。比如能表达自己感情的车,能够随意更换车壳的汽车,能够方便地更改驾驶方式的汽车,能够在水中游的水陆两用车,能够飞的太空汽车,能够变色的汽车。像由丰田和索尼共同研制的“POD”车,就能通过车前灯、后视镜、尾部天线以及座椅向车主表达自己的“感情”。像德国大众旗下西亚特公司在美国国际车展上推出的多功能概念车“Sal?鄄sa”,就有运动型、舒适型和城市型3种驾驶方式可供你选择。
2.2.2概念车表现各国文化的差异
美国作为世界汽车工业的领头羊,在概念车的制造上都是走在世界前列的。因为各种文化在美国交融、碰撞,因此其概念车更多地体现了文化的多样性;又引起是一个高度发达的商业国家,商业设计及实用主义盛行,因此其设计是建立在深厚的美学伦理之上而又真正解决实际问题。与美国车形成鲜明对比的是日本概念车。日本作为世界产量第二的汽车大国,其概念车务实多与想象,技术胜于艺术,更关注解决技术问题,可以说这是日本概念车的设计前提,每一种车型都是为解决一种技术问题而开发的。而日本车造型保持小巧、简洁、经济的风格特征以及和谐的人机关系处理均体现出了日本人作为东方人思维的细腻和折衷解决问题的处事方法。
美国把设计看作商业行动中的一个重要环节,日本把设计看作加速产品淘汰的一个工具,德国把设计看作社会文化的基础,而法国则把设计看作设计师表现的舞台。所以从各个国家的概念车设计风格的不同,我们可以看出不同国度的不同设计理念、以及其不同的设计文化背景。
3结束语
未来汽车设计的发展必然随着汽车技术的进步而日新月异,众多设计师的艺术风格也会更广泛更强烈地体现在汽车设计之中,而给予人们更加广泛的选择。高科技下,个性鲜明、更加人性化的汽车将是21世纪汽车产业发展的必然,因为它符合人类对文化、个性的追求和需要。因此,加大对概念汽车的设计的重视和投入,将对我国汽车产业的发展起到极大的推进作用。
参考文献
1尹定邦.设计学概论[M].湖南:湖南科学技术出版社,1999
2张洪欣.汽车设计[M].北京:机械工业出版社,1997