2.1. Базирование корпусных деталей при механической обработке, структура технологического процесса при обработке корпусных деталей.
Служебное назначение и конструктивное исполнение
Корпусные детали в сборочных единицах являются базовыми или несущими элементами, предназначенными для монтажа на них других деталей и сборочных единиц. Таким образом, при конструировании и изготовлении корпусных деталей необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также прочность, жесткость, виброустойчивость, сопротивление деформациям при изменении температуры, герметичность, удобство монтажа конструкции.
В конструктивном отношении корпусные детали можно разделить пять основных групп:
Рис. 2.1 Классификация корпусных деталей
а - коробчатого типа - неразъемные и разъемные; б - с гладкими внутренними цилиндрическими поверхностями; в - со сложной пространственной геометрической формой; г - с направляющими поверхностями; д - типа кронштейнов, угольников
Первая группа - корпусные детали коробчатой формы в виде параллелепипеда, габариты которого имеют одинаковый порядок. К этой группе относятся корпуса редукторов, коробки скоростей металлорежущих станков, шпиндельные бабки и пр., которые предназначены для установки подшипниковых узлов.
Вторая группа - корпусные детали с внутренними цилиндрическими поверхностями, протяженность которых превышает их диамтральные размеры. К этой группе относятся блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, корпуса пневмо- и гидроаппаратуры: цилиндров, золотников и пр. Здесь внутренние цилиндрические поверхности являются направляющими для перемещения поршня или плунжера.
Третья группа - корпусные детали сложной пространственной формы. К этой группе относятся корпуса паровых и газовых турбин, арматуры водо- и газопроводов: вентилей, тройников, коллекторов и пр. Конфигурация этих деталей формирует потоки жидкости или газа.
Четвертая группа - корпусные детали с направляющими поверхностями. К этой группе относятся столы, каретки, суппорты, ползуны и пр., которые в процессе работы совершают возвратно-поступательное или вращательные движения.
Пятая группа - корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек и пр., которые выполняют функции дополнительных опор.
Элементами корпусных деталей являются плоские, фасонные, цилиндрические и другие поверхности, которые могут быть обрабатываемыми или необрабатываемыми. Плоские поверхности в основном обрабатываются и служат для присоединения по ним других деталей и узлов или самих корпусных деталей к другим изделиям. При механической обработке эти поверхности являются технологическими базами. Фасонные поверхности, как правило, не обрабатываются. Конфигурация этих поверхностей определена их служебным назначением.
Цилиндрические поверхности в виде отверстий делятся на основные и вспомогательные отверстия. Основные отверстия являются посадочными поверхностями для тел вращения: подшипников, осей и валов. Вспомогательные отверстия предназначены для монтажа болтов, маслоуказателей и пр. Они бывают гладкими и резьбовыми. Эти поверхности также могут быть базами при механической обработке.
Требования к точности
В зависимости от назначения и конструктивного исполнения к корпусным деталям предъявляют следующие требования к точности изготовления.
1 . Точность геометрической формы плоских поверхностей . В данном случае регламентируются отклонения от прямолинейности и плоскостности поверхности на определенной длине или в пределах ее габаритов.
2. Точность относительного расположения плоских поверхностей .
В данном случае регламентируются отклонения от параллельности, перпендикулярности и отклонение наклона.
3. Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий . Точность основных отверстий, предназначенных, в основном, для посадки подшипников. Отклонения геометрической формы отверстий от цилиндричности, крутости и профиля продольного сечения: конусообразности, бочкообразности и седлообразности.
4. Точность расположения осей отверстий .
Отклонения от параллельности и перпендикулярности осей главных отверстий относительно плоских поверхностей. Отклонения от параллельности и перпендикулярности оси одного отверстия относительно оси другого составляют.
Шероховатость плоских базирующих поверхностей составляет 0,63- 2,5 мкм, а шероховатость поверхностей главных отверстий 0,16 - 1,25 мкм, а для ответственных деталей - не более 0,08 мкм.
Приведенные требования к точности корпусных деталей являются усредненными. Точное их значение устанавливается отдельно в каждом конкретном случае.
Методы получения заготовок и материалы
Основными методами получения заготовок для корпусных деталей являются литьё и сварка. Литые заготовки получают литьем в песчано-глинистые формы, в кокиль, под давлением, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям.
Сварные заготовки для корпусных деталей применяют в мелкосерийном производстве, когда использование литья из-за высокой стоимости оснастки нецелесообразно. Кроме того, рекомендуется применять сварные конструкции для деталей, на которые действуют ударные нагрузки.
Базирование корпусных деталей при механической обработке
Основными принципами базирования являются принцип совмещения и принцип постоянства баз.
Первый принцип заключается в совмещении при механической обработке технологической базы с конструкторской и измерительной базами.
Суть второго принципа заключается в использовании одних и тех же баз на всех или большинстве операций технологического процесса. На первых операциях базирование осуществляется по необработанным (черным) поверхностям, которые называются черновыми базами. Поверхности обработанные на этих операциях используются затем как чистовые базы. Поверхности для чистовых баз необходимо выбирать так, чтобы соблюдались вышеуказанные принципы.
Базирование призматических деталей с отверстиями по обработанным поверхностям (чистовым базам) осуществляется двумя способами: по трем взаимно перпендикулярным поверхностям, но плоскости и двум отверстиям па этой плоскости (рис. 2.2, а; б).
Рис. 2.2 Схемы базирования корпусных деталей
а – по трем взаимно перпендикулярным плоскостям; б – по плоскости и двум вспомогательным отверстиям; в – по плоскости, основному и вспомогательному отверстию; г – установочные пальцы: ромбический и цилиндрический
В первом случае на первых операциях обрабатываются три взаимно перпендикулярные плоскости. Во втором случае обрабатываются плоскость и два отверстия на ней, причем эти отверстия обрабатываются более точно, чем остальные. В качестве установочных элементов для отверстий используются два пальца: цилиндрический и ромбический (срезанный) (рис. 2.2, г).
Для корпусных деталей с фланцами в качестве баз используют торец фланца, центральное основное, отверстие или выточку на торце и вспомогательное отверстие на фланце (рис. 2.2, в).
Если надо снимать равномерный припуск на сторону при обработке основных отверстий, то в качестве черновых баз для обработки плоскости и двух вспомогательных отверстий используют основные отверстия. В эти отверстия, еще необработанные, вставляют конические или самоцентрирующие оправки. Еще одной базой является боковая плоскость заготовки (рис. 2.3, а).
При обработке основных отверстий, чтобы выдержать одинаковое расстояние от осей этих отверстий до внутренних стенок корпуса, базирование осуществляют по внутренним стенкам (рис. 2.3, б). Базированием по внутренним "поверхностям обеспечивается также заданная толщина стенки при обработке ее снаружи. Применение самоцентрирующих устройств исключает образование разностенности.
Если конфигурация детали не позволяет надежно её установить и закрепить, то обработку целесообразно вести в приспособлении-спутнике. При установке заготовки в спутнике используются черновые или искусственные базы, причем заготовка обрабатывается на различных операциях при постоянной установке в приспособлении, но положение приспособления на разных операциях меняется.
Структура технологического процесса при обработке корпусных деталей
Структура технологического процесса обработки корпусной детали зависит от ее конструктивного исполнения, геометрической формы, размеров, массы, метода получения технических требований к ней, оснащенности производствам методов его работы. В то же время структура технологического процесса обработки корпусных деталей, как и любых других, имеет общие закономерности. Эти закономерности относятся к определению последовательности обработки поверхностей в соответствии с намеченными технологическими базами, к определению необходимого числа переходов по обработке поверхностей, к выбору оборудования и пр. Независимо от вышеуказанных особенностей корпусной детали технологический процесс ее обработки включает следующие основные операции:
Черновая и чистовая обработка плоских поверхностей, плоскости и двух отверстий или других поверхностей, используемых в дальнейшем в качестве технологических баз; - черновая и чистовая обработка других плоских поверхностей;
Черновая и чистовая обработка основных отверстий;
Обработка вспомогательных отверстий - гладких и резьбовых;
- отделочная обработка плоских поверхностей и основных отверстий;
Контроль точности обработанной детали.
Кроме того, между этапами черновой и чистовой обработки может быть предусмотрено естественное или искусственное старение для снятия внутренних напряжений.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
на тему «Новые технологии в автомобилестроении»
Саратов 2013
Введение
Заключение
Введение
Для того чтобы ужесточить конкуренцию на мировом рынке, автомобильные компании занимаются научными разработками, обеспечивающими необходимое применение инновационных технологий. С момента создания первых автомобилей и их появления на рынке до сегодняшнего дня, автомобильная технология развивается быстрыми темпами. Давайте взглянем на новые технологии в автомобилях, которые вы может быть сочтете интересными. Технология, используемая в автомобилях претерпела огромные изменения с течением времени. Автомобильные технологии постоянно обновляются, в целях повышения уровня комфорта и безопасности автовладельцев. Не существует никаких сомнений, что стоимость автомобилей с самыми сложными технологиями является высокой. Но, если автомобили являются более стильными, удобными, и энергосберегающими, то люди готовы инвестировать больше средств в них. Ниже приведены некоторые из новых технологий в автомобилях.
1. Инженеры построили интерактивные окна автомобиля
автомобилизация интерактивный шина двигатель
Экраны в спинках сидений некоторым специалистам кажутся слишком скромными. Смотреть кино или играть в компьютерные игры - не слишком ли скудный набор? Чем ещё автомобиль может занять пассажиров, придумали исследователи из Израиля.
Концерн General Motors предложил преподавателям и студентам академии искусств Bezalel разработать новые способы развлечения пассажиров задних сидений автомобилей, особенно детей, в дальней дороге. Проект получил название «Окна возможностей» (Windows of Opportunity -- WOO), и главным элементом системы должны были стать задние боковые окна.
Такие стёкла-экраны можно реализовать на основе технологии прозрачных ЖК-дисплеев, или здесь могут использоваться проекторы и камеры для отслеживания жестов. Собственно GM в данном случае интересовал больше софт, чем возможное железо. Так родилось несколько приложений.
Первое из них получило имя Otto. Это анимированный персонаж, словно бегущий за окном по реальному пейзажу. Он умеет реагировать на изменения в скорости машины, ландшафте или погоде.
Вторая программа - Foofu - имитирует запотевшее или заиндевевшее стекло, по которому маленькие пассажиры так любят рисовать пальцем.
Приложение Spindow рассчитано уже на присутствие системы WOO во множестве автомобилей по всему миру.
Предполагается, что человек может выбрать на интерактивном глобусе любую точку планеты и заменить реальный пейзаж за своим окном на вид из окна чужого авто, транслируемый через Сеть в реальном времени.
Последнее приложение, Pond, тоже рассчитано на связь между автомобилями, но на этот раз - между машинами, едущими по одному шоссе.
«Пруд» позволяет писать на окне сообщения и делать их видимыми соседям по потоку. Кроме того, запустивший программу человек может при помощи набора меню выбирать любимые треки и даже обмениваться музыкальными композициями с соседями.
Все эти возможности экспериментаторы из Иерусалима испыталина прототипе WOO, созданном из настоящей задней дверцы легковушки, пассажирского сиденья, набора проекторов и системы слежения за жестами EyeClick, превращающей в мультиконтактный экран любой дисплей. А как всё это должно работать в финальном варианте, можно увидеть в ролике, представленном GM.
Тема развлечения задних пассажиров волнует не только американский концерн-гигант. Например, минувшей осенью австралийцы запустили проект по созданию голографической системы для задней части салона автомобиля. И опять же в первую очередь новация рассчитана на детей.
А ещё в 2011 году Toyota Motor Europe и Копенгагенский институт проектирования взаимодействия (CIID) представили весьма похожую на WOO концептуальную систему «Window to the World».
«Окно в мир» тоже активно эксплуатирует принцип дополненной реальности, так что здесь мы снова можем увидеть программу для рисования пальцем на боковом окне автомобиля.
Но по замыслу «Тойоты» рисунки, выполненные на стекле, оказываются привязанными к пейзажу и смещаются по мере продвижения автомобиля.
Вторая интересная возможность - зумирование (приближение) дальних объектов. Пассажиру достаточно взять кусок пейзажа в рамку и потянуть её края пальцами, подобно тому как владельцы «айфонов» увеличивают снимки на экране.
Ещё «Window to the World» измеряет расстояния до различных объектов в поле зрения, выводя значения на стекло.
Четвёртая программа предназначена для поездок в другие страны и предлагает погрузиться в чужую языковую среду, а потому она подписывает объекты на языке той местности, через которую проходит путь.
Пятым же концептуальным приложением в рамках этого проекта стали «виртуальные созвездия». Идея заключается в том, чтобы панорамная крыша автомобиля отображала очертания созвездий и выводила информацию о них, совмещая виртуальные линии с реальным звёздным небом над головой.
В ролике, демонстрирующем поездку в автомобиле с «Window to the World», на деле показана симуляция, снятая в статике. Из-за этого, мол, девочка и не пристёгнута ремнём безопасности, извиняется компания (фото Toyota Motor Europe).
Инженеры и дизайнеры из европейского отделения «Тойоты» построили рабочие прототипы системы, но это ещё далеко не та аппаратура, которую можно было бы установить в машину. То же самое, впрочем, можно сказать и об австралийском, и об американо-израильском проектах.
Создание расширенной реальности во всех этих случаях требует ещё немало работы. Как снимать внешние объекты под нужным углом и как определять под каким углом на виртуальные линии смотрит зритель? Какой тип экрана использовать для превращения боковых стёкол в интерактивную поверхность? Вопросов много. Тем не менее начало положено.
2. Инновационные технологии производства авто шин
Глядя на самую обычную покрышку для автомобиля, сложно представить, что над ее созданием трудятся многотысячные коллективы ученых, а разработку конструкции одной модели вкладываются миллионы, а часто и миллиарды долларов. Но, тем не менее, это так. И такой подход к изготовлению авто шин неизменно приносит плоды. Причем, они имеют не только денежное выражение, и ложатся в карманы владельцев шинных концернов. Он позитивно отражается на нашей безопасности, позволяет экономить за счет снижения расхода топлива, открывает широчайшие возможности для получения удовольствия от вождения автомобиля. Что скрывается за черной резиной шин? Куда производители тратят огромные суммы? Какие преимущества открывают перед нами новые материалы и методы? Об этом и многом другом читайте в цикле статей «Технологии производства авто шин».
В последнее время, борясь за доверие и кошелек потребителей, «шинные монстры» устроили настоящую «гонку вооружений», поочередно удивляя автомобильную общественность новинками и инновационными разработками, внедряемыми в производство. Многие из инноваций похожи друг на друга, как две капли воды. Разве что, названия имеют разные. Что это - промышленный шпионаж или чуткая реакция на потребности рынка? Не нам решать. Но, учитывая это, перечислять все технологические и конструктивные новшества всех более или менее известных производителей просто бессмысленно. Тем более, в пределах нескольких небольших статей. Поэтому, мы решили остановиться на описании инновационных решений одного из наиболее известных среди потребителей России концернов - компании NOKIAN.
Итак, чем же способны удивить нас финские инженеры? Примеров ответственного подхода к проектированию и производству авто шин - масса. В сегодняшней, водной статье мы рассмотрим лишь некоторые из них:
Разработка, призванная исключить боковой юз автомобиля даже при резких маневрах. Оно получило название вырезы противоскольжения, которые имеются на протекторе многих моделей покрышек NOKIAN. Они представляют канавки в плечевой зоне покрышки и имеют острые углы, которые обеспечивают надежное сцепление шины с дорожным полотном.
Следующее неординарное конструктивное решение, нашедшее воплощение в массовом производстве - ламели, имеющие форму буквы «С». Главная цель разработки - повышение степени устойчивости покрышки без ущерба для сцепных свойств. Цель достигнута! Действительно, авто шины, имеющие такой рисунок протектора отрабатывают свою цену на все 100%.
И еще раз о протекторе. Финские разработчики предложили принципиально новую конструкцию ламелей, снабдив их так называемыми возбудителями. Они похожи на мелкие трещинки и расположены на краю шашек. Активизируются только при определенных погодных условиях, а именно на скользкой дороге.
Учитывая то, что протектор является основной часть конструкции шины, внимание к нему со стороны инженеров не напрасно. Поэтому продолжаем данную тему. Трехмерные ламели - решение, позволяющее придать стабильность поведению шины в продольном и поперечном векторах нагрузки. Особенно актуально для мокрых дорог. Ламели этого типа, снабженная уплотнительным кольцом Double Mud Stopper, также играют роль защитников протектора от грязи, камней и слякоти, которая попадает между диском и покрышкой.
Завершая обзор «протекторных» новинок хотелось бы обратить внимание на бесшовное строение бортового кольца. Технология Single Wire Bead создана специально для того, чтобы обеспечить надежность покрышки даже в чрезвычайно неблагоприятных условиях эксплуатации.
Согласитесь, перечень достижений инженеров впечатляет. Но это только малая часть всех инновационных разработок финского концерна. О других прогрессивных технологиях читайте в следующих статьях!
3. Технология FSI - прямой впрыск топлива
Особенность двигателя FSI - прямой впрыск топлива в цилиндры. Любая разработка нового автомобильного узла всегда испытывает определенные трудности со своим внедрением. Прямой впрыск топлива, как новая технология не составил из этого правила исключение. Испытание проводилось на моделях транспортных средств «Audi». Концерн «Мерседес» тоже не остался в стороне, и выпустил несколько двигателей, имеющих прямой впрыск топливной смеси. Двигатель новинка. Пионером среди производителей 1-го двигателя FSI, в каких впрыск топлива осуществлялся прямым способом, являлась компания «Volkswagen». Для проведения внедрения новых технологий была использована модель алюминиевого четырехцилиндрового двигателя с объемом, равного 1588 кубических см., мощность составляла 100 пятнадцать лошадиных сил, при этом достигая максимального крутящего момента на 4 тысячах оборотов в минуту. Степень сжатия получалась выше, чем, применяя условные единицы бензина. В двигателе FSI применяют внешние рециркуляции отработанных газов методом работы 2-ух режимов: однородный заряд поступает в обработку в электронном виде и стратифицированный заряд, первый сокращает потребление, 2-й добивается большей власти. Упомянутая возможность технического прогресса является достижением современности, при использовании которого получается меньший расход топлива. Сегодня эти инновационные двигатели считаются продуктом нового поколения, делая значительный скачок вперёд, беря во внимание операционную эффективность. Сам принцип работы двигателя FSI предоставляет новые возможности для агрегата, имеющего искровое зажигание. Такой технологический шаг сравним по своему новаторству с введенными технологиями GDI для дизельного двигателя, в каком осуществляется непосредственный впрыск топлива в камеру зажигания посредством воздушных масс, производя хранение с наличием более высокого давления. Технологии FSI двигателей, производящих послойный впрыск топливной смеси в агрегат, получила официальное признание инновационной и новаторской. Одни из первых эту технологию GDI освоили японские производители машин, поскольку сущность и применение ее, прежде всего ближе всего и понятнее автомобильным компаниям. Двигатели, где применена система FSI, обладают рядом некоторых отличий. Непосредственный впрыск топлива(FSI мотор)производится прямым путем в камеру сгорания. Такой процесс получил название, как внутреннее смесеобразование, поскольку образование горючих топливно-воздушных смесей происходит, непосредственно, только в камере сгорания. Главным достижением, при эксплуатации двигателя FSI - это безусловное достижение удачи по совмещению высокой мощности и эффективного снижения топливного расхода на недосягаемой ранее степени. Улучшение топливной системы способствует значительному понижению выброса губительных газов. Основное диапазонное отличие крутящего момента состоит в получении большей мощности двигателя. Такая особенность характеристики двигателя появилась, благодаря горизонтальному расположению форсунок, причем топливный факел доходит до свечей зажигания, не прикасаясь к поршню. Двигатели FSI, их преимущества. Благодаря инновационной системе с прямым топливным впрыском, достигается большой выход мощности и высокий уровень эффективности применения топливных смесей. Эта лучшая экономичность достигает хорошего показателя соблюдения требований экологии. Имея такой двигатель под капотом своего автомобиля, получаешь несравнимое ни с чем удовольствие от обладания своим «железным конем». Фактическая экономия топливной смеси, при эксплуатации двигателя FSI, достигает пятнадцати процентов по сравнению с аналогичными типами автомашин, находясь в равных условиях эксплуатации. Применяемая инновационная технология позволяет работать, не применяя дроссельную заслонку. Основной фактор, способствующий получению подобных показателей, стал стратифицированный принцип заряда, в момент достижения частичной нагрузки и во время проведения однородной работы, задавая двигателю полную нагрузку. Работая с нагрузкой, двигатель FSI обеспечивает рост увеличения сжатия, а также эффективности использования двигателя и его производительности. Обеспечивая описываемый режим работы двигателя, требуется подача топливно-воздушной смеси прямым методом зажигания, непосредственно, на свечах зажигания. Оставшаяся часть камеры сгорания подлежит компактному заполнению смесью, Получая избыточное обогащение воздушной массы. Обеспечивая получение такого результата, работа двигателя обеспечивается без присутствия входящего потока уже упомянутой смеси. Воздушный слой и непосредственный впрыск двигателя создает полное изоляционное поле вокруг горючей смеси, исключая возможные тепловые потери. Подобный принцип работы двигателя, обладает значительными преимуществами. К сожалению, применение этой модели двигателя освоено не так давно. Эксплуатация этого двигателя дала толчок инженерам конструкторам автомобильных производителей, к новой разработке большого количества новых агрегатов и узлов. Топливная система впрыска обеспечена контролем со стороны одного поршневого насоса высокого давления, который специально был создан и установлен для этой цели. Поддержка достаточного давления обеспечивается подачей необходимого количества топливной смеси. Производят усовершенствование двигателя FSI, за счет установления датчика и каталитического нейтрализатора. Каждодневная эксплуатация повышает потенциал двигателя по экономии топливной смеси. Ранее мы отмечали только положительные качества, универсальность и практичность двигателя FSI, но есть и отрицательная сторона - это жесткая и шумная работа двигателя подобной модификации. Но, не глядя на эту ложку дегтя, популярность двигателя FSI продолжает расти.
Заключение
Мы живем в век высоких технологий, и бум интеллектуализации всего, чем пользуется человек, добрался и до авто. Сегодня автомобильная промышленность разрабатывает не только лучшие запчасти и комфортный дизайн, но и системы, позволяющие машинам общаться, самостоятельно планировать маршрут и беречь экологию.
Ежегодно автомобильная промышленность радует автолюбителей выпуском новых и перспективных моделей. Дизайнеры и инженеры-механики стремятся довести свои модели до совершенства, разрабатывая и внедряя все новые узлы и детали.
Автомобилестроение не стоит на месте и уверенно идет вперед к новым достижениям на благо всего человечества.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Разработка технологического процесса ремонта впускного клапана. Составление маршрутной карты разборки двигателя. Очистка деталей. Процессы восстановления деталей газораспределительного механизма: хромирование, осталивание, железнение, шлифование.
курсовая работа , добавлен 16.01.2011
Назначение, устройство и принцип действия управляемых электроникой систем многоточечного (распределенного) прерывистого впрыска топлива. Достоинства систем: увеличение экономичности, снижение токсичности отработавших газов, улучшение динамики автомобиля.
контрольная работа , добавлен 14.11.2010
Технологии производства двигателей и повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства. Разработка опытных конструкций и повышение мощностных и экономических показателей стали. Эксплуатации транспортных двигателей.
курсовая работа , добавлен 25.11.2014
Преимущества впрысковых систем подачи топлива. Устройство, электросхема, особенности работы системы впрыска топлива автомобиля ВАЗ-21213, ее диагностика и ремонт. Диагностические приборы и основные этапы диагностики систем автомобиля. Промывка инжектора.
реферат , добавлен 20.11.2012
Принципы организации технического обслуживания и ремонта машин, технология их проведения, разработка мероприятий по совершенствованию. Технологический процесс приема и выдачи автомобиля УАЗ-469 и ЗМЗ-402, процесс разборки на узлы и детали данных машин.
курсовая работа , добавлен 17.01.2014
Водородные технологии, преимущества водородного топлива. Получение углеводородных жидкостей и газов, перспективы использования в автомобилестроении. Двигатель внутреннего сгорания работающий на водороде. Силовая установка, реализующая способ Колбенева.
курсовая работа , добавлен 26.04.2009
Новые тенденции и перспективные технологии автомобильных датчиков скорости и положения, концентрации кислорода, массового расхода воздуха, давления, температуры, уровня и состояния масла, детонации в системах Powertrain. Датчики для газовых двигателей.
дипломная работа , добавлен 20.05.2009
Характеристика полимеров и композитов, применяемых в автомобилестроении. Технология окраски пластмассовых деталей. Эксплуатационные свойства полиуретана. Технология получения углеродного волокна. Повышение экономичности автомобиля при его использовании.
статья , добавлен 23.12.2015
Преимущества впрысковых систем подачи топлива. Устройство и работа инжекторной системы центрального впрыска топлива автомобиля ВАЗ-21213, операции технического обслуживания и диагностирования. Безопасность и охрана труда во время техобслуживания системы.
курсовая работа , добавлен 02.02.2013
Уровень и глобальные проблемы автомобилизации в мире и в России. Динамика выпуска автомобилей: движущие силы и тенденции развития. Автомобильный рынок России: импорт, экспорт; широкий выбор альтернативных видов топлива и технологий; автомобили Volvo.
Сегодня мы поговорим о 10 новых и наиболее перспективных автомобильных технологиях, а также узнаем почему, в будущем, вы полюбите парковку в IKEA еще больше.
1 . Супер пластмасс
3 .Технология размещения электромоторов в ступицах колес - не миф, а реальность.
Идея Фердинанда Порше о том, чтобы установить электрические моторы в ступицах колес, что предоставило бы больше пространства для пассажиров и для , никак не приживается у автопроизводителей. Они никак не решаются применить эту технологию для автомобиля, опасаясь, что значительное увеличение неподрессоренной массы навредит управляемости и плавности хода на грунтовой дороге. Оспаривая это предположение, компании Protean Electric и Lotus Engineering проводят интенсивные сравнительные тесты стандартного седана и седана, который приводится в движение электромоторами, установленными в ступицах колес. Lotus пришел к удивительным выводам: среднестатистический водитель не заметит снижения производительности связанной с дополнительной неподрессоренной массой, а должная дополнительная настройка поможет побороть большую часть побочных эффектов связанных с управляемостью. Protean планируют начать производство колец с электромотором в ступице уже в 2014 году. Будут ли оснащены такой новой технологией, нам пока не известно.
4 . Как вывести свинец из автомобиля?
В наши дни, выключение двигателя на светофоре в целях экономии топлива становится стандартной, уже не новой автомобильной технологией, хотя и требует специальную, подготовленную электрическую систему. Никель-цинковый аккумулятор, запатентованный Томасом Эдисоном еще в 1901 году, является первым кандидатом на замену обычных , потому что он может работать с циклами агрессивных старт-стопов без потери производительности и без вреда самому аккумулятору. Производитель никель-цинковых аккумуляторов Power Genix утверждает, что, по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, никель-цинковые работают вдвое дольше, весят на 60 процентов меньше, а утилизировать их гораздо проще.
5. Беспроводнас система безопасности пешеходов
Около трех тысяч автомобилистов в Мичигане, США, вовлечены в исследование Министерства транспорта, в котором используется беспроводное подключение автомобиля к автомобилю во избежание столкновений. В зависимости от результатов этого исследования, к 2020 году устройство Wi-Fi может стать обязательным оборудованием для каждого транспортного средства, производимого в Америке. Развивая эту идею, компания GM хочет помочь водителям избегать столкновений не только друг с другом, но и с пешеходами. В основу их программы легла новая автомобильная технология под названием Wi- Fi Direct , позволяющая смартфону лица управляющего машиной связываться со смартфоном пешехода через вышки сотовых операторов. Прямое подключение сокращает время необходимое на выявление опасности с восьми секунд до одной. В продолжение темы рады предложить вам материал: « »
6 . 3D проекции перед лицом водителя
В наше время ни для кого не является диковинкой трехмерное изображение. Оно начало свою жизнь на экранах кинотеатров и перекочевало в наши гостиные на экраны телевизоров. Теперь и для автомобильных технологий пришло время 3D. Используя тонкопленочные транзисторные проводники, компания Johnson Controls создала экспериментальную 3D приборную панель, важная информация на которой отображается на переднем плане, а вторичные данные расположены глубже, но также в поле зрения водителя. Эта новая также может добавить реализма системам навигации и ощущения экшена видерегистраторам.
7 . Бесплатное горючее на парковочном месте
Мировые ритейлеры - гиганты Best Buy, IKEA, Kohl’s, Macy’s, и аптечная сеть Walgreens начали устанавливать бесплатные зарядные станции для электромобилей на своих парковках. После успешного старта в Калифорнии, США, Walgreens установил уже 385 таких станций по всей стране и планирует увеличить их количество, как минимум, вдвое. Государственные субсидии покрывают большую часть расходов, а электричество, которое пускается на зарядку электрических транспортных средств и плагин гибридов, стоит сего пенни за час. Надеемся, что отечественные ритейлеры тоже возьмут на вооружение западный опыт и если не начнут раздавать бесплатный бензин, то может быть хотя бы лобовое стекло протрут.
8 . Новая технология в автомобиле под названием повторный цикл импульса
Основным вкладом в эффективность гибридной установки является рекуперативное торможение. Но кто сказал, что этот трюк должен эксклюзивно принадлежать только гибридным автомобилям? Начиная с Gran Turismo 5-й серии 2010 года выпуска, BMW предлагает генераторы, запрограммированные на зарядку в основном во время торможения, мера для экономии топлива, которая называется регенерация энергии торможения. У компании Mazda существует своя версия этой , которая накапливает импульсы в конденсаторе. Климат контроль и информационно-развлекательная система в Mazda 6 модели 2013 года полностью черпают энергию из конденсатора, а не от генератора с приводом от двигателя.
9 . Храните деньги в сберегательной кассе, а водород в H2.
Попытки хранения водорода для автомобильных топливных элементов в под высоким давлением или же в качестве криогенной жидкости, были разочаровывающими. Создание новой автомобильной технологии позволяющей хранить и использовать водород, помещенный в некое подобие топливного бочка, не увенчались успехом . Единственным разумным решением на сегодняшний день остается хранение водорода в молекулярной форме (Н2) под разумным давлением и при разумной температуре, но в большей плотности. Калифорнийская национальная лаборатория Lawrence Berceley изучает способы того, как можно это сделать с помощью металло-органической структуры хранения материалов. Эти легкие трехмерные структурные решетки привлекают и удерживают водород, как микроскопические губки. На данный момент исследования каждое потенциальное место хранения может удерживать лишь одну молекулу Н2, но ученые работают над тем, чтобы увеличить это количество в три-четыре раза.
10 . Новейшая технология автомобиля - сияющее мерцание!
Вождение автомобиля во время проливного дождя или сильного снегопада может быть мучительным и опасным занятием, так как осадки отражают свет ваших светодиодных автомобильных фар, тем самым снижая видимость на дороге. Чтобы раскрыть завесу вашего зрения, исследователи изобрели такие новые автомобильные фары, которые способны светить между отдельными каплями дождя или хлопьями снега. В синхронизации с камерой слежения за движением падающих частиц, несколько , в тандеме с , мигают, тем самым сокращая отражение от осадков на 70 процентов. Мерцание происходит настолько быстро, что человеческий взгляд воспринимает его как непрерывный луч света. На данном этапе развития, лабораторные системы производят 77 миганий в секунду, но для того чтобы система была эффективной на высокой скорости автомобиля, мигание должно быть более частым.
Автомобилестроительная промышленность – одна из ключевых сфер мировой экономики. Ежегодные ассигнования на исследовательские изыскания и инновации в автомобилестроении превышают сотни миллиардов долларов. Количество рабочих мест в отрасли – свыше 14 млн, а суммарные активы составляют более 2 трлн долларов.
Несмотря на столь впечатляющие показатели, отрасль непрерывно испытывает затруднения и вынуждена оптимизироваться. Постоянные изменения и дополнения, касающиеся охраны окружающей среды, требуют апгрейда существующих моделей еще на стадии проектирования. Современный автомобиль должен основываться на принципиально новых разработках, отвечающих всем требованиям технического прогресса. Непрерывное развитие технологий во всех сферах жизни и компьютеризация многих процессов ориентируют производителей на создание высокоинтеллектуальных машин.
Среди задач, стоящих перед автомобилестроением сегодня, – соблюдение нормативов по защите окружающей среды. Российские и зарубежные производители ставят перед собой цель сократить выбросы и расход топлива вдвое. Для этого необходимо улучшить технические характеристики автомобилей в несколько раз по сравнению с прошлыми показателями: полумерами здесь не обойтись. Постепенное улучшение уже существующих моделей оказывается более трудо- и времязатратно и гораздо менее эффективно, нежели создание новых моделей с нуля.
Один из инновационных подходов в машиностроении – использование композитных и алюминиевых материалов при создании кузова, позволяющее поставщикам сокращать массу автомобиля на 25 %.
Популярность в автомобилестроении набирает разработка умных автомобилей. С каждым годом машины все больше похожи на персональные компьютеры на колесах. Речь идет не только о беспилотных вариантах автомобилей. Автопроизводители уверены, что идеальная современная машина обязана уметь все и быть максимально простой в управлении. Большинство инноваций применяется преимущественно для концепт-каров, но анализируя технологии, внедренные на этих устройствах, можно понять направление будущих разработок автомобилестроения.
Большой инновационный прорыв наблюдается в развитии геолокационных систем и методов компьютерного анализа: заметны явные улучшения автомобильных систем навигации и безопасности. Ведущие автопроизводители мира вкладывают огромные финансовые ресурсы в создание пользовательского интерфейса, с помощью которого водитель сможет управлять потоками информации, не отвлекаясь от вождения.
Эра программирования ведет к полной автономии транспортных средств, которая требует создания сложнейших кодов. Большой интерес вызывают вопросы безопасности в автомобилестроении. Протестированы и внедрены системы, которые отслеживают уровень стресса, а также степень усталости водителя. Предполагается, что с течением времени машина приобретет еще большие функциональные возможности, например, автоуправление, которое включится, если система почувствует угрозу безопасности водителя или движения.
Резюмируем: основные глобальные тенденции инновационных преобразований автомобилей заключаются в изменении конструкции машины, создании беспилотного и электрического транспорта, разработке мобильного сервиса, высокотехнологичном производстве.
Перечислим некоторые примеры инновационных изменений в автомобилестроении:
- Эволюция технологичности материалов;
- Модернизация двигателя;
- Безопасность;
- Соответствие нормам экологии;
- Повышение комфорта;
- Автоматизация процессов управления;
- Системы автопилотирования.
Что требуется для создания инновационных автомобилей с нуля
Симбиоз системы CAD (автоматизированное проектирование) и расчетов инженерного отдела
Интегрированное использование 2D- и 3D-технологий на этапе моделирования опытных образцов уменьшает сроки разработки. Объединение моделей и виртуализации помогает выявить характеристики будущих прототипов на начальном этапе автомобилестроения, сократить стоимость и сроки работ.
Моделирование
Интеграция систем регулирования программных приложений позволяет:
- Снизить сложность,
- Уменьшить финансовые потери,
- Повысить эффективность установленного в автомобиле программного обеспечения.
Систематизация на всех этапах позволяет контролировать ход разработки от создания проекта до конца эксплуатационного процесса, осуществляет полный мониторинг недочетов.
Интеграция технологических процессов
Глобальные проекты требуют особого внимания, когда возникает необходимость внесения некоторых корректив и структурных изменений в инновационный проект. К примеру, на этапе конвейерной сборки при установке зеркал заднего вида предлагается множество вариантов деталей.
Они могут иметь разную комплектацию:
- С электрическим приводом,
- Ручным управлением,
- Электроподогревом,
- Обзором слепых зон и т. п.
Пошаговое исполнение автосборки для каждого варианта будет разным. Совмещение процессов разработки и регулирования обеспечивает контроль над производством и доступ к функционалу из единого меню. Это уменьшает сроки готовности изделия и дает гарантию корректности разработанной технологии в автомобилестроении. Интегрированное использование данных процессов позволит дать оценку технологичности узлов и агрегатов, а также выявить ошибки или погрешности на ранней стадии (брак или несоответствие деталей кузова). Благодаря этой опции возможно внесение изменений на этапе сборки автомобилей, что существенно упрощает производство.
Российский и зарубежный опыт инноваций
Ведущим инновационным трендом как в Российской Федерации, так и за рубежом является производство беспилотных моделей автотранспортных средств. Такие модели уже осуществляли тестовые поездки, а также грузопассажирские перевозки.
У компании Uber в сотрудничестве с Otto давно существуют варианты воплощения подобных перевозок. Плодотворное сотрудничество двух фирм вылилось в появление беспилотной модели грузовика и осуществление самоуправляемой грузопассажирской перевозки.
В некоторых городах Европы и в Гонконге запущена линия беспилотных автобусов. У них относительно маленькая скорость передвижения – 20 км/ч (в целях безопасности), которая компенсируется абсолютной безопасностью для природной среды.
Отечественные разработки связаны с российским брендом КамАЗ и компанией Volgabus, которые представили проекты российских грузовых беспилотников и автобусов. Камазовский проект может войти в серию в 2022 году и будет осуществлять грузоперевозки без водителей. Модель нового беспилотного автобуса от Volgabus должна в режиме онлайн анализировать дорожную ситуацию, проводить интеллектуальный процесс управления посредством специального программного обеспечения. Еще одно изобретение от указанной фирмы – автомобильная платформа беспилотного типа управления MatrЁshka, которая будет выпускаться в нескольких модификациях: открытое шасси, микроавтобусы, грузовики. По некоторым данным, прототипы успешно тестируются в инновационном центре «Сколково » и скоро начнут курсировать в московских парках и Сочи.
Несмотря на успехи зарубежных и отечественных производителей в автомобилестроении, эпоха беспилотных транспортных средств еще не наступила. Проблемы с безопасностью и надежностью пока не решены на 100 %, а свежие примеры неудачных опытов (вплоть до летальных исходов) замедляют процесс внедрения новых технологий в РФ и в мире.
Последний случай с электромобилем Tesla (амбициозный проект Илона Маска) – яркое тому подтверждение. Model S, находящаяся под управлением системы автопилотирования, попала под фуру на трассе, в результате чего водитель погиб. По результатам расследования было установлено, что ни водитель, ни автопилот не заметили приближающуюся машину. Этот инцидент стал первым случаем ДТП со смертельным исходом, когда автомобиль управлялся компьютером. Компания признала недоработки в системе автопилота, хотя подчеркнула, что будущее – за этой инновационной системой управления транспортным средством.
Современное автомобилестроение достигло небывалого уровня. Новейшие разработки поражают смелостью фантазии и мастерством воплощения, кажутся фантастическими. В скором времени станет известно, какие инновации обогатят автомобилестроение будущего.
Современные «цифровые» автомобили содержат десятки контроллеров , объединенных в специальную локальную сеть. В автомобиле множество функций управления можно условно разделить на две группы:
первая группа обеспечивает надёжное функционирование основных узлов автомобиля, например, электронное управление двигателем и обеспечение безопасности: АБС, подушки безопасности и другие.
ко второй группе относятся различные электронные системы управления, обеспечивающие сервис, комфорт и развлечения пассажиров.
Например, бюджетный авто Пежо-206 содержит 27 контроллеров фирмы NEC .
Современный автомобиль, как и любую компьютерную систему с точки зрения объекта управления, можно представить состоящим из множества аналоговых и цифровых датчиков, набора исполнительных устройств и механизмов. На рис . представлены основные узлы автомобиля, для управления которыми используются автомобильные компьютеры.
Рис. Основные узлы автомобиля, управляемые компьютерами
Например, модель BMV745 использует такой микропроцессор, какPentium4.
Рис. Разрядность встраиваемых микроконтроллеров
Примеры используемых ОС во встраиваемых контроллерах. Наиболее популярным выбором является готовая коммерческая операционная система. В обзоре коммерческих операционных систем в последние годы системаMSEmbedded имела самую большую долю рынка, как видно из рисунка.
Рис. Операционные системы встраиваемых микроконтроллеров
На следующем рис. показаны распространенные языки программирования для разработки встроенных систем и,как видно, семейство языков С используется в большинстве разработок. Как видно из диаграммы находит также использование язык ассемблера для некоторых разработок.
Рис. Языки программирования встроенных микроконтроллеров
Краткая история развития микропроцессорных систем
1970 – Intel4004 - первый 4-битный МП;
1972 – Intel8008 - 8-ми битный;
1973 – Intel 8080 K580 (СССР) - аналог I8080;
Intel8085 - помимоCPUбыли таймеры, контроллер прерываний и пр.;
1976 – Intel 8048 - первый контроллер;
1978 – Intel 8051 - MCS 51 (Micro Computer System)
Середина 90-х – семейства: Intel151 иIntel251 – 8 битные, но адресуемая память: 2 20 и 2 24 .
1976 – I8086/I8088 (PCXT - IBM), К1816 (СССР) –аналог I8086.
EC1840 –CCCP–PCXT
1995 – (embedded) – разработаны однокристальные МК архитектуры Х86: 16- и 32-битные.
Основные требования к контроллерам
Коммерческие : 0 … + 70 0 С;
Расширенные : -40 … +85 0 С;
Военные : -55 … +155 0 С;
Низкая стоимость;
Высокая надежность;
Высокая степень миниатюризации;
Малое энергопотребление;
Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:
Достаточная производительность для выполнения наборов функций
Архитектурные признаки контроллеров
Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярнаflash;
Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;
По разрядности контроллеры бывают:
Четырехразрядные- самые простые и дешевые;
Восьмиразрядные – наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51
Шестнадцатиразрядные iMCS96 ,i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.
32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие
64-х битные (обработка видео)
8-разрядные МК имеют очень широкое применение в различных АСУТП по следующим причинам:
Основная область применения 8-разрядных МК – устройства интеллектуального управления промышленной автоматики и бытовой аппаратуры. В данных применениях не требуется высокоразрядной арифметической обработки, большой процент логических преобразований, не требуется высокого быстродействия в жестких условиях реального времени. Таким образом, 8-битовые МК имеют свою нишу и в настоящее время широко используются промышленные контроллеры, называемые ПЛК .
Много новых применений, где МП ранее не использовалась, но МК не так заметны широкому кругу потребителей продукции, как ПК, так как они с ним не сталкиваются напрямую
МК также характеризуются двумя видами архитектуры: закрытой и открытой, Закрытая архитектура характеризуется отсутствием линий магистралей данных и адреса на внешних выводах корпуса МК, т.е.внешнее наращивание памяти программ, данных и портов не предполагается.
Режимы работы периферийных модулей контроллера настраиваются программно посредством регистров специальных функций этих модулей (таймеры, КП, АЦП, адаптеры параллельные и последовательные и др.
Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register ).
Повышение производительности МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:
Развитие архитектуры ЦПУ МК, например RISC-архитектура
Повышение тактовой частоты
Специализация команд и периферийных модулей МК
Повышение надежности
Переход на на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.
Широко известными фирмами-производителями МК являются Motorola,Microchip,Philips,Atmel,Simensи,Intel, др. И что очень важно – все это является теперь доступным российским разработчикам систем, примером является присутствие в нашем ВУЗе некоторых из ведущих мировых фирм(Motorola,Philipsи др.) Естественно из-за этого есть и проблемы: что выбрать?
MCS 51 является популярным семейством и ряд фирм выпускают клоны:
