時間:2023-03-08 15:38:52
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇賽車計劃,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1、火花塞進機油影響車。
2、火花塞里有機油,發(fā)動機會冒藍煙,提速沒有勁,油耗升高,火花塞燒蝕,對發(fā)動機有害無益。建議將漏油地方查出來(是否是氣門油封漏油),該更換的更換,把缸內(nèi)機油吸干凈,更換火花塞。
3、當活塞環(huán)磨損嚴重,密封的效果就會大大下降,于是被曲軸甩起的機油就能穿過活塞環(huán)進入氣缸,使得火花塞上粘有機油。
(來源:文章屋網(wǎng) )
活動主辦:魯東大學(xué)團委·學(xué)生工作處
活動承辦:交通學(xué)院團委·學(xué)生會
協(xié)辦單位:魯大駕校、
活動時間:4月5日——5月底
一,大賽成立組委會
[組委會]
主任: 張紹旭(交通學(xué)院團委書記)
策劃成員: 王家進(交通學(xué)院學(xué)生會主席)
趙樂之(交通學(xué)院學(xué)生會副主席)
王建勇(交通學(xué)院學(xué)生會副主席)
萬德凱(交通學(xué)院學(xué)生會副主席)
武海波(交通學(xué)院學(xué)生會副主席)
[評審團]: 趙漢杰(交通學(xué)院團委老師)
李尊勝(魯大駕校副校長)
于京諾(魯東大學(xué)交通學(xué)院汽車教研室主任)
陳燕(魯東大學(xué)交通學(xué)院汽車教研室老師)
______(魯大駕校教練)
______(魯大駕校教練)
二,大賽組織及參賽范圍:
(一)大賽分為初賽和決賽.
1. 初賽:參賽人員以書面形式進行理論競賽(時間:60分鐘,范圍附后)
按初賽成績,選出22名選手進入決賽.
2. 決賽:按照公平,公正的原則,參賽人員先進行抽簽[1—22],按照序號和姓名,不公布所在院系參賽.
(1),實地駕駛資格選拔: 5月20日下午
(2),實地駕駛(100分):[場地駕駛和倒樁],全程為一次性駕駛,評審團負責(zé)現(xiàn)場打分.(評分標準及使用車型待定)
(二)參賽范圍為魯東大學(xué)在校本??茖W(xué)生,以院系為單位報名
(人數(shù):5人/院系)
(三)報名時間為最后截至?xí)r間,過期不候,因個人原因耽擱后果自負.
(四)賽前將組織會議說明詳細情況,依實際情況時間安排如有改動,另行通知.
(五)具體的場地安排和工作方式由學(xué)生會具體策劃.
三,大賽時間:
時 間
內(nèi) 容
地 點
4月5日——5月10日
準備
5月10日例會
報名
5月14日上午9:00
初賽
交院教學(xué)樓東2合堂
5月17日
公布決賽名單
5月20日下午2:30
實地駕駛資格選拔
5月21日上午8:00
決賽(駕駛)
駕校練車場
5月底
頒獎
四,大賽獎勵辦法:
本次大賽設(shè)獎如下:
評選院系獎.以各院系所有選手中的最高成績?yōu)闃藴?設(shè)一等獎一個,二等獎兩個,三等獎三個.
評選個人獎.以個人成績?yōu)闃藴?
設(shè)一等獎一個,二等獎兩個,三等獎三個.
對獲得實地駕駛第一名的選手,由魯東大學(xué)團委·學(xué)生處,魯大駕校授予"魯東大學(xué)學(xué)生駕駛技術(shù)能手"稱號.
五,理論賽參考書目:
1. 《機動車駕駛?cè)丝荚嚦WR》山東省交通警察總隊 編
(初賽占75分,決賽占70分)
2. 《交通運輸法規(guī)》人民交通出版社
(初賽占15分,決賽占25分)
3. 汽車駕駛完全手冊(見附表) (初賽占10分,決賽占5分)
活動聯(lián)系人:王家進
聯(lián)系電話:
附表:
汽車駕駛完全手冊
起動之前先坐穩(wěn),車內(nèi)儀表檢查準.
油壓電壓都穩(wěn)定,切記調(diào)準后視鏡.
一擰鑰匙一腳油,手腳配合要緊湊.
踩住離合掛倒檔,松開手閘向后望.
出庫倒車要注意,來往車輛看仔細.
輕踩油門慢離合,平穩(wěn)啟動不熄火.
1 概述
第一屆巴哈大賽是在2015年8月26日,由中國汽車工程學(xué)會(SAE China)發(fā)起,山東濰坊濱海經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)聯(lián)合主辦,山東榮和國際賽車場與《汽車之友》雜志社聯(lián)合承辦的“2015中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽”(Baja SAE China,簡稱BSC)。
該項賽事是繼“中國大學(xué)生方程式汽車大賽”成功舉辦之后,中國汽車工程學(xué)會推出的又一個全新的技能型人才培養(yǎng)平臺。BAJA是西班牙語越野車的意思,巴哈大賽于1976年起源于美國。這是一項全新的技術(shù)教育和工程實踐教育手段,集技術(shù)性、趣味性于一身,已成為各國發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)汽車產(chǎn)業(yè)技能型人才最重要的非教育領(lǐng)域的社會化公共平臺和非盈利社會公益事業(yè)。
1.1 懸架系統(tǒng)
懸架是汽車上的重要總成之一,它把車身和車輪彈性地連接在一起。懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩,比如支撐力、制動力和驅(qū)動力等,并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。懸架與汽車的多種使用性能有關(guān),為滿足這些性能,懸架系統(tǒng)必須能滿足這些性能的要求:首先,懸架系統(tǒng)要保證汽車有良好的行駛平順性,對以載人為主要目的的轎車來講,乘員在車中承受的振動加速度不能超過國標規(guī)定的界限值。其次,懸架要保證車身和車輪在共振區(qū)的振幅小,振動衰減快。再次,要能保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性,一方面懸架要保證車輪跳動時,車輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化,另一方面要減小車輪的動載荷和車輪跳動量。還有就是要保證車身在制動、轉(zhuǎn)彎、加速時穩(wěn)定,減小車身的俯仰和側(cè)傾。最后要保證懸架系統(tǒng)的可靠性,有足夠的剛度、強度和壽命。所以,汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時,汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機件,又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此,汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表,作為衡量轎車質(zhì)量的指標之一。
1.1.1 立柱
立柱是巴哈賽車比較重要的關(guān)鍵底盤部件,用于連接懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng),并為制動系統(tǒng)部件提供安裝位。賽車前后懸架的結(jié)構(gòu)不同,后輪為驅(qū)動輪,前輪有轉(zhuǎn)向系統(tǒng),因此前后懸架配套的立柱結(jié)構(gòu)亦不相同,需分開單獨設(shè)計。而本文只考慮前懸立柱的設(shè)計??紤]到賽車上立柱需連接懸架、輪毅軸承和制動器卡鉗,因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)具備3個方面:輪毅軸承安裝位及螺栓安裝孔;懸架球頭銷的安裝形式及安裝位;制動卡鉗的安裝位及安裝孔。滿足這3個方面后,方可自由設(shè)計其形狀和連接件。但前懸架立柱還需特別考慮轉(zhuǎn)向梯形臂的連接,設(shè)計的前后懸架立柱三維模型。
1.1.2 立柱的創(chuàng)新與優(yōu)化
在Baja大賽中,賽車它的工況十分復(fù)雜也十分惡劣,所以我們需要設(shè)計出一種能夠適應(yīng)這種工況的立柱并且盡量減輕它的重量。關(guān)于創(chuàng)新,考慮到立柱所受的力與最容易形變的部位,我們設(shè)計出了一種新的立柱形式來解決這個問題;關(guān)于優(yōu)化,我們通過有限元(ANSYS Workbench)分析其受力情況,在不影響其工作的情況下對其打孔、開槽,盡量減輕它的重量。
2 分析與創(chuàng)新
2.1 技術(shù)資料分析
2.1.1 《越野車前懸架》結(jié)構(gòu)特點
其特征在于,還包括與上擺臂、下擺臂一端固定連接的轉(zhuǎn)向節(jié),與轉(zhuǎn)向節(jié)側(cè)壁固定連接的輪毅,所述上擺臂、下擺臂的另一端端部裝設(shè)有與車架相連接的連接頭。根據(jù)權(quán)利要求1所述的越野車前懸架,其特征在于,所述下擺臂(2)上還設(shè)有一支座((6),該支座((6)上裝設(shè)有一減震器(7),減震器(7)的一端與支座(6)固定連接,其另一端與車架固定連接。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中上述缺陷:提供一種連接牢固,安全性能高,能有效提高越野車在駛于高低起伏落差極大的路面環(huán)境時的行車穩(wěn)定性的越野車前懸架?!疄閷崿F(xiàn)上述目的,本實用新型提供的技術(shù)方案如下:提供一種越野車前懸架,包括上擺臂、下擺臂,還包括與上擺臂、下擺臂一端固定連接的轉(zhuǎn)向節(jié),與轉(zhuǎn)向節(jié)側(cè)壁固定連接的輪毅,輪毅與車輪連接,所述上擺臂、下擺臂的另一端端部裝設(shè)有與車架相連接的連接頭。
所述下擺臂上還設(shè)有一支座,該支座上裝設(shè)有一減震器,減震器的一端與支座固定連接,其另一端與車架固定連接。
該結(jié)構(gòu)特點的缺點在于:在工況較惡劣的情況下,上A臂和下A臂與立柱連接處的應(yīng)力過大,在連接處產(chǎn)生了集中應(yīng)力,應(yīng)力的最大值超過了材料的屈服強度,容易發(fā)生斷裂。
2.2 創(chuàng)新點分析
根據(jù)技術(shù)資料分析的文獻,都發(fā)現(xiàn)立柱幾個方面的缺點,所以可以采取更好的方案進行改進,改進點主要針對的是增加它的強度。我們可以通過設(shè)計一些特殊的結(jié)構(gòu),比如將A臂夾在立柱中間,使得它的受力由立柱的兩個部位分擔(dān),使整個立柱的受力更均勻;在容易斷裂的地方增設(shè)加強肋來增加它的整體強度。
由改進的前后圖可以看出,在改進后的立柱中,新的立柱擁有著更牢靠的結(jié)構(gòu),在受力大的地方設(shè)置有加強肋使得它的工作更為可靠;在上A臂與下A臂和立柱連接的地方,設(shè)置了兩層上下固定裝置,使得立柱整體受力更均勻。
從改進前后立柱的ANSYS靜力學(xué)分析中可以看出,在改進后的立柱的ANSYS靜力學(xué)分析中,我們以兩個軸承的兩個安裝面為支撐,分別在立柱的上下A臂安裝處加上豎直方向的力,在主銷孔里加上水平方向上的力來分析立柱的受力。由分析的結(jié)果可以看出,新的立柱比改進前的立柱明顯受力較均勻,并且產(chǎn)生的集中應(yīng)力很小,很符合巴哈大賽惡劣工況對賽車的要求。
3 初步方案設(shè)計
3.1 結(jié)構(gòu)初步設(shè)計
3.1.1 結(jié)構(gòu)組成及安裝位置
如圖所示,新方案是在原方案的基礎(chǔ)上增加了必要的加強肋以及在受力較小的地方開槽以減輕重量。下圖為立柱的裝配圖,立柱的上面通過桿端關(guān)節(jié)軸承和上下錐形墊片與上A臂相連,立柱的下面同理也與下A臂相連,立柱的里面的有兩個角接觸軸承,緊接著是與制動盤相連,輪轂軸插入立柱并與車輪相連接。這樣的立柱在惡劣的工況,比如崎嶇的山路、下陡坡的路況上行駛時,能保證賽車的車架與車輪連接的正常,并兼有協(xié)助轉(zhuǎn)向功能的立柱也能正常工作。
3.1.2 結(jié)構(gòu)使用方法及適用范圍
該改進結(jié)構(gòu)的使用方法較為簡單,安裝在懸架相應(yīng)的位置就可以使用。因為立柱是保證車架與車輪連正常的關(guān)鍵部件,而該立柱受力均勻,集中應(yīng)力小,能很好地勝任這項任務(wù)。接該結(jié)構(gòu)適用于工況較為惡劣的賽車,它能夠保證賽車的立柱以及懸架能夠正常工作。
3.2 工藝流程中各工藝的實施步驟
(1)分別對4塊立柱的毛料進行實際的測量,找出4塊毛料大致的軸承安裝孔的中心點,用圓規(guī)畫針畫出軸承安裝位的大概位置。測量軸承安裝孔的上下左右的加工余量是否足夠。
(2)將四塊毛料利用普通銑床將四周進行粗銑,由于毛料四周平面的平整度較差。利用普通銑床將其銑削,以保障后續(xù)加工的基準面。粗銑都是按每次銑削0.5mm的加工量進行的,只要毛料表面銑削平整即可。
(3)將粗銑完成的毛料裝夾到普通車床上,普通車床上需要換裝四抓卡盤。將毛料裝夾到四抓卡盤后,在利用臺座畫規(guī),通過調(diào)整四抓卡盤的四抓伸縮量,找到之前己畫出軸承安裝孔的中心。再次測量軸承安裝孔前后左右的毛料余量是否足夠。
(4)安裝完成并找好中心后,便可開始加工立柱的軸承孔。由于前立柱和后立柱都需要安裝兩個輪毅軸承。加工時必須保證兩個軸承孔同軸度的高精度。利用車床將表面進行了粗車,粗車量為每次0.5mm,只需將毛料表面車削平整后在進行一次0.1mm的精車,即這個平面加工完成。之后利用鉆頭將毛料進行鉆孔并打通,開始進行第一個軸承孔的車削,61815-2RZ軸承的外徑為95mm,厚度為10mm軸承孔深度車削深度為10mm,并控制誤差范圍為0-+0.05mm。車削軸承孔內(nèi)徑的時,先將軸承孔粗車到94.5mm后,等待毛料溫度冷卻到室溫后,利用內(nèi)徑千分表進行測量,進行精車,并保證軸承孔與輪毅軸承的過盈配合量為0.020-0.025mm。對立柱軸承孔進行倒角,倒角量為0.2mm。之后將輪毅軸承與立柱軸承孔進行一個試裝配合,保證輪毅軸承邊緣的倒圓能夠配合進立柱軸承孔的倒角內(nèi)即可。
(5)立柱要加工兩個軸承孔,由于兩個軸承孔都是在普通車床上加工。需要另外加工一個鋼制的芯軸來保證兩個軸承孔的同軸度。
(6)將立柱翻面加工第二個軸承孔,同樣采用車削的方式進行加工。但是由于加工深度比第一個軸承孔深,加之頂針對內(nèi)徑千分尺的千涉。第二個軸承孔車削加工要更為細致。
(7)兩個軸承孔加工完成后,將立柱再次裝夾在四抓卡盤上,用臺座式千分表找圓心。誤差范圍控制在0.02mm以內(nèi)即可。將立柱與芯軸過盈配合處車削到設(shè)計尺寸。到此立柱加工最為重要的保證二個軸承孔同軸度的加工工作完成。
(8)軸承孔加工完成后,利用加工中心和數(shù)控銑床加工立柱的剩余部分。
(9)加工完成后對立柱翻面銑削剩余的余料,立柱便加工完成。
4 結(jié)論
根據(jù)上述方案,能很好解決立柱在惡劣的工況下產(chǎn)生集中應(yīng)力的情況,并且立柱整體的受力較均勻,最大的應(yīng)力值也是遠遠小于材料的屈服極限值,所以不會造成扭曲變形甚至斷裂的情況。四輪定位等參數(shù)也考慮了進去,完全能適應(yīng)巴哈賽車的工況。立柱上下安裝A臂所開的槽寬度也符合轉(zhuǎn)向的要求,能夠很好地與賽車其他系統(tǒng)相配合。立柱整體結(jié)構(gòu)也比較簡單,拆裝方便,制造工藝性好,前后立柱都可以使用相同的立柱,互換性好。質(zhì)量輕,減小了簧下質(zhì)量,符合賽車輕量化的設(shè)計標準。
參考文獻:
中圖分類號:U464.234 文獻標識碼:A 文章編號:1005-2550(2017)04-0055-06
Abstract: The object is FSAE car's intake system, the main reference target university research team racing intake system. First, the theoretical analysis method using access to relevant documents, the initial establishment of three-dimensional model, simulation analysis. Then use the method of univariate analysis of the various parts of the model parameters of simulation and optimization, solving the optimal size of the various parts of the intake system. Tool is commonly used three-dimensional software CATIA. Process flow within the intake system of the gas is analyzed to optimize the software commonly used finite element analysis software ANSYS FLUENT use. After analysis and optimization come to the ideal racing intake system FSAE streamline distribution.
Key Words: Air intake system; The flow field analysis; FSAE; 20 mm flow-limiting valves
引 言
大W生方程式汽車大賽(簡稱“FASE”)是一項由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生組隊參加的汽車設(shè)計與制造比賽。比賽規(guī)定賽事所用發(fā)動機排量小于600cc,且在進氣系統(tǒng)的進氣總管處設(shè)有20mm的限流閥;同時也規(guī)定出進氣順序為:空濾―節(jié)氣門―總管(內(nèi)設(shè)限流閥)―穩(wěn)壓腔―歧管―發(fā)動機。在進氣過程中,氣體如果流動不均勻會對發(fā)動機進氣質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,影響燃料使用效率。進而影響發(fā)動機發(fā)揮其各項性能乃至影響整車的性能[1]。因此,對賽車發(fā)動機的進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析和優(yōu)化,提高發(fā)動機的充氣效率十分重要。本文首先根據(jù)大賽對方程式賽車的規(guī)定以及文獻資料,通過計算等確定了進氣的各部分參數(shù),然后利用CATIA建立進氣系統(tǒng)的三維模型,之后利用ANSYS FLUENT進行了分析。并根據(jù)分析結(jié)果進行了優(yōu)化,最后取得了比較好的效果,為今后進氣系統(tǒng)的改進指明了方向。
1 進氣系統(tǒng)參數(shù)確定
1.1 進氣限流閥尺寸確定
大學(xué)生方程式汽車大賽要求控制進氣量,主要是為了控制發(fā)動機功率,保障參賽者的安全,避免發(fā)生事故?!胺抡嬗肁NYSY Fluent軟件,壓力出入口壓差暫定標準大氣壓。研究使用CBR 600RR款發(fā)動機,根據(jù)進氣歧管質(zhì)量流量來判斷模型的優(yōu)劣。大賽規(guī)定限流閥為直徑不大于20mm,為了增大進氣量,選擇直徑20mm的限流閥,又通過文獻資料查詢到限流閥的進口漸縮角范圍為10~20°,出口擴張角范圍為5~7°”[2]。本文初步確定的進口減縮角為18°,出口擴張角為6°。
1.2 進氣總管長度確定
在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時汽油機進氣總管長度對性能影響較大,而高轉(zhuǎn)速時作用很小。在比賽時賽車的轉(zhuǎn)速通常在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下,所以對進氣總管的長度要求不高。因為使用了限流閥,需要對總管用fluent軟件進行分析;又由于基于方程式賽車的發(fā)動機進氣系統(tǒng)設(shè)計是在大賽規(guī)則下的最優(yōu)設(shè)計,對設(shè)計的考慮因素有滿足方程式賽車的外框定義,本文進氣系統(tǒng)設(shè)計是進氣口朝上的設(shè)計,也要避免與賽車頭枕的干涉[3]。所以選擇進氣總管長度為282mm。
1.3 穩(wěn)壓腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
穩(wěn)壓腔可以給進入空氣穩(wěn)定的空間,讓歧管進氣更加均勻。穩(wěn)壓腔體積較大時,進氣均勻度就會變得更好,對提高充氣效率越有利,但是如果體積過大就會導(dǎo)致氣門遲滯,踩下油門,加速效果也會有遲滯現(xiàn)象。因為我們還不能做到氣門遲滯的模擬,只能使用經(jīng)驗值,經(jīng)驗值一般在2.5――3.5L[4],本文初步確定的體積為2.8L。
1.4 進氣歧管的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
發(fā)動機的進氣歧管參數(shù)對進氣有很大的作用。第一,當進氣歧管的長度比較短時,它的進氣阻力就會相應(yīng)變小,由此我們可設(shè)計進氣歧管盡可能短;第二是進氣歧管的動態(tài)效應(yīng),進氣的過程不是瞬間完成的,是一個運動的過程,在空氣流動過程中,歧管內(nèi)的壓力不是固定不變的,這種壓力變化也會對進氣效率產(chǎn)生影響。并不是所有的情況下,歧管變短都會有利。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速不高時,歧管長度太短也不能增加進氣效率[5]。因此,在綜合考慮的基礎(chǔ)上(既要提升各工況的進氣效率,又要利用好進氣諧振作用,還要符合比賽要求)使歧管的長度盡量小。本學(xué)校使用是摩托高轉(zhuǎn)速發(fā)動機,在比賽中轉(zhuǎn)速一般在6000―11000r/min,那么它的進氣歧管可以設(shè)計的短一些 [6]。
發(fā)動機的進氣過程是不連續(xù)的、周期性的,每個工作循環(huán)進氣一次。由于進氣有著這種特性,進氣歧管內(nèi)會生成一種波,它會對歧管內(nèi)的氣體產(chǎn)生壓力,這種壓力波會在機構(gòu)內(nèi)傳播。Helmholtz提出了進氣諧振理論并驗證了其準確性。利用適當大小進氣歧管和一定大小穩(wěn)壓腔相適應(yīng),在進氣過程中可以在進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生壓力波,增大歧管內(nèi)壓力,使進氣量變多一些。
所以通過進氣諧振理論讓進氣歧管與穩(wěn)壓腔組成諧振系統(tǒng)[9],計算得出歧管長度在常用轉(zhuǎn)速8000r/min時為為76mm。
進氣歧管出口要略大于或等于氣缸進口,查詢氣缸參數(shù)可知氣缸出口直徑為40mm,所以進氣歧管出口直徑可以為40mm或42mm。為使進氣更充足,可以將進氣歧管進口設(shè)定略大于進氣歧管出口尺寸,初步確定為45mm。
2 進氣系統(tǒng)模型的建立
根據(jù)以上初步確定的進氣系統(tǒng)參數(shù)利用CATIA軟件建立了三維模型。見圖1:
對此三維模型進行質(zhì)量流量分析見圖2:
此次模擬通過質(zhì)量流量分析結(jié)果圖可以看出總的質(zhì)量流量為0.0659kg/s。距離標準值0.070kg/s還有一段距離,其他四個進氣歧管中間兩個管1、2明顯比兩端進氣歧管3、4要大很多,質(zhì)量流量在四個管中并不均勻,需要進行優(yōu)化。
對此三維模型進行流場分析見圖3:
通過這個流場圖可以看出,氣體流線在穩(wěn)壓腔中流動沒有規(guī)律,比較凌亂。在四個進氣歧管中的氣體流線分布也不均勻。所以需要優(yōu)化進氣系統(tǒng)的各參數(shù)。
3 進氣系統(tǒng)優(yōu)化過程
3.1 限流閥進口漸縮角的優(yōu)化
由文獻資料查詢到的限流閥進口漸縮角取值范圍為10°到20°,所以采用單一變量分析的方法,其他參數(shù)不變。因為限流閥總長度不能超過外框定義,并且節(jié)氣門大小確定的,直徑為28mm,所以通過調(diào)整20mm圓環(huán)與28mm的圓環(huán)距離來調(diào)整進口漸縮角,從10°開始以1°的間隔遞增到20°進行仿真分析,見表1:
將分析結(jié)果畫成柱狀圖,見圖4:
根據(jù)以上的仿真結(jié)果可以看出總的質(zhì)量流量隨著進口漸縮角的增大先增多后減少,峰值在15°,總質(zhì)量流量為0.0661kg/s流體在管中的流動符合連續(xù)性方程(同一管中截面面積與流體流速的乘積為一定值)角度太小時進氣口小于節(jié)氣門大小會使進氣量不足,等于節(jié)氣門大小事會超過大賽規(guī)則外框,角度太大時,進口氣體流速變慢也會使進氣量變小。所以分析對比得出適宜角度為15°,其質(zhì)量流量分析結(jié)果如圖5所示:
3.2 限流閥出口擴張角的優(yōu)化
對于限流閥出口擴張角來說,5°到7°是它的經(jīng)驗值,同樣采用單一變量分析,得出不同出口擴張角角度下的總質(zhì)量流量結(jié)果,見表2:
將分析結(jié)果繪成柱狀圖,見圖6:
根據(jù)以上的分析結(jié)果可以看出進氣系統(tǒng)總的質(zhì)量流量隨著出口擴張角的增大先增大后減小,在7°時得到峰值0.0687kg/s雖然查閱資料得到的出口擴張角的經(jīng)驗值為5°到7°,但是為保證準確性,在8°時同樣進行了仿真模擬,使結(jié)果更加準確。
同樣,由連續(xù)性方程可知,出口擴張角角度變大導(dǎo)致穩(wěn)壓腔內(nèi)氣體流速變慢,不利于進氣,而且出口擴張角角度變大會客觀上增大穩(wěn)壓腔體積,可能會導(dǎo)致剎車遲滯現(xiàn)象。在出口擴張角為7°時的質(zhì)量流量結(jié)果如圖7:
3.3 對穩(wěn)壓腔進行優(yōu)化
因為進氣系統(tǒng)的四個歧管的位置是由氣缸確定的,不能改變,穩(wěn)壓腔的長度要滿足歧管位置的要求由于穩(wěn)壓腔經(jīng)驗值最大為3.5L,體積不大,所以采用腔體長度不變,改變直徑大小來控制穩(wěn)壓腔體積的方法斫行建模分析。分析結(jié)果見表3:
分析結(jié)果柱狀圖見圖8:
可以看出穩(wěn)壓腔隨體積的變化,進氣總質(zhì)量流量先增大后減小,在3.2L時取得最大值但是總體變化不大,因為穩(wěn)壓腔主要影響氣門遲滯。在所取經(jīng)驗值范圍內(nèi),不會引起氣門遲滯現(xiàn)象,所以這里不考慮。其仿真結(jié)果見圖9。
3.4 進氣歧管的優(yōu)化
進氣歧管長度由以上進氣諧振公式將新的穩(wěn)壓腔體積帶入到公式中,計算可以得出進氣歧管長度近似為70mm。
由以上質(zhì)量流量分析結(jié)果可以看出來,中間的1、2歧管的質(zhì)量流量明顯高于兩端進氣歧管3、4,造成四缸進氣不均勻。原裝發(fā)動機的四個進氣歧管都是一樣的,尺寸相同,因為氣體流到穩(wěn)壓腔兩邊的比中間兩管要少,所以需要改變兩邊歧管尺寸,增加歧管3和歧管4入口直徑,增大進氣量使四管質(zhì)量流量基本相同,以1mm為間隔增加進氣歧管的入口直徑,中間兩管入口直徑為原直徑45mm,而四個歧管出口直徑都與原模型一樣為42mm,入口直徑為48mm時,四個歧管質(zhì)量流量比較均勻,仿真結(jié)果見圖10:
優(yōu)化后的仿真結(jié)果,總的質(zhì)量流量已經(jīng)接近理想的0.07kg/s,并且四個進氣歧管的質(zhì)量流量分布均勻。
4 優(yōu)化結(jié)果與結(jié)論
4.1 優(yōu)化前后參數(shù)對比
本次ANSYS仿真優(yōu)化分別對進氣系統(tǒng)的進口漸縮角、出口擴張角、穩(wěn)壓腔體積以及進氣歧管的長度和歧管進口直徑進行了優(yōu)化優(yōu)化前后參數(shù)對比見表4:
4.2 優(yōu)化前后質(zhì)量流量對比
優(yōu)化前后質(zhì)量流量分析結(jié)果也有很大的不同,見圖12、圖13:
比較兩張分析圖可以明顯看出通過計算機仿真分析和單一變量分析方法優(yōu)化進氣系統(tǒng)的各部分參數(shù),使得進氣系統(tǒng)總進氣質(zhì)量流量增加達到了0.0697kg/s,與理想值0.070kg/s的差距不大,此理想值是吉林大學(xué)實驗室通過實驗測量得出。四個進氣歧管也由不均勻變得比較均勻,滿足了發(fā)動機四缸進氣均勻的要求。
4.3 優(yōu)化前后進氣流場分析的對比
對優(yōu)化后的模型進行流場分析,見圖14:
與優(yōu)化前流場圖3對比,可以明顯看出優(yōu)化后的進氣系統(tǒng)中空氣流動的比優(yōu)化前的均勻,比優(yōu)化前的有規(guī)律,流線在穩(wěn)壓腔中流動路程比優(yōu)化前短提升了進氣效率。在歧管中,可以看出流線數(shù)量在四個歧管中的數(shù)量基本相同,優(yōu)化后的模型在質(zhì)量流量方面已經(jīng)基本達到了要求。
參考文獻:
[1]李志豐, FSAE賽車發(fā)動機進氣系統(tǒng)改進設(shè)計及流場特性分析[D].湖南:湖南大學(xué), 2008:6-7.
[2]彭才望, FSAE賽車用發(fā)動機進氣性能研究[D], 廣東:廣東工業(yè)大學(xué), 2013,13-20.
[3]徐鵬, 發(fā)動機進氣道數(shù)值模擬與優(yōu)化設(shè)計, [D]山西:中北大學(xué), 2014, 23-27.
中圖分類號:U469.6+96 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)21-0377-01
1 前言
FSAE規(guī)定,為了限制發(fā)動機功率,必須在進氣系統(tǒng)的節(jié)氣門與發(fā)動機之間安裝一個內(nèi)部截面直徑為20mm(使用汽油燃料時)的圓形限流閥,并且所有發(fā)動機的進氣氣流必須流經(jīng)此限流閥。故節(jié)氣門與發(fā)動機之間要設(shè)計的部分包括限流閥、集氣室與進氣歧管。
2 限流閥尺寸優(yōu)化
為了在滿足大賽對發(fā)動機功率限制的要求下,盡可能的減小限流閥對進氣量的影響,使發(fā)動機功率得到更好的回升。
依據(jù)氣流通過限流閥的過程將其結(jié)構(gòu)分為三部分:限流閥入口;限流閥喉口;限流閥出口。
2.1 有限元模型
限流閥入口直徑與入口錐角對進氣摩擦阻力的影響很大,平緩的錐角帶來較小的摩擦。定義錐面之間的角度為2φ,φ分別取14°、16°、18°、20°、22°,入口直徑D分別取30mm、36mm、38mm、40mm、42mm。出口處氣流流速逐漸減小,出口錐角和出口長度會影響壓力回升率,故對限流閥整體性能影響最大[1][2]。定義錐面之間的夾角為2θ,θ取4°、5°、6°、8°、10°;出口直徑為d,d取50mm、60mm、70mm、80mm。
2.3 限流閥有限元分析
對不同形狀的限流閥用相同的前處理與邊界條件設(shè)置,得出其出口處空氣的流量,如表1與表2所示。
對比表1與表2,可以看出,限流閥出口形狀對流量的影響比入口程度大;同一出口錐角下,出口直徑變大,出口長度增長,流量變大。當出口直徑過大時會出現(xiàn)氣流與壁面分離的現(xiàn)象。
3 進氣系統(tǒng)瞬態(tài)分析優(yōu)化
用CATIA建立兩種進氣系統(tǒng)的三維模型,分別為易于加工的規(guī)則形狀,稱其為圓筒集氣室型進氣,及流線較好的曲面集氣室,稱其為曲面集氣室型進氣。
3.1 進氣系統(tǒng)有限元對比分析
對兩種不同形狀的集氣室用FLUENT進行瞬態(tài)模擬分析[3],從兩種集氣室的流線動畫來看,曲面型進氣氣流流動情況優(yōu)于圓筒型進氣, 如圖1所示。
另一方面,從進氣不均勻性方面評價,發(fā)動機進氣不均勻性用最大不均勻度E表示:
E=(Qmax-Qmin)/Qme
式中:Qmax是歧管最大出口質(zhì)量流量;Qmin是最小出口質(zhì)量流量;Qme是平均質(zhì)量流量。
取某一周期四個出口的最大質(zhì)量流量并計算兩種進氣的最大不均勻度[4]。經(jīng)計算,曲面型進氣的進氣不均勻度E為12.14%,而圓筒型的E為24.2%,說明曲面型的進氣均勻性比圓筒型好,并且曲面型進氣各口的質(zhì)量流量普遍高于圓筒型。
3.2 曲面型進氣系統(tǒng)有限元優(yōu)化分析
(1)歧管倒角對進氣不均勻性的影響
集氣室與歧管的連接處進行圓角處理,觀察進氣變化情況[5][6]。通過出口端面質(zhì)量流量可計算出其進氣不均勻度E為11.29%,相比之前有不少提升。
(2)體積大小對進氣均勻性的影響
為了探究集氣室體積對進氣均勻性的影響,建立兩個形狀相似,體積分別為1.4L和1.7L的曲面集氣室型進氣,用FLUENT對其進行計算,得出兩種模型各個出口的最大質(zhì)量流量,并計算得1.4L的進氣不均勻度為9.52%,1.7L的為6.40%,可見隨著集氣室體積變大,進氣均勻性逐漸變好,并且最大質(zhì)量流量也稍有所增加,更有利于提高發(fā)動機進氣和燃燒的質(zhì)量。
4 結(jié)論
根據(jù)對進氣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)的模擬,我們確定了賽車進氣系統(tǒng)的尺寸與形狀:
(1)限流閥出入口尺寸,入口錐角2φ=32°,入口直徑D=40mm,出口錐角2θ=12°,出口直徑d=70mm;
(2)集氣室選取曲面集氣室型進氣,體積選取1.7L,并在歧管與集氣室連接處進行圓角處理。
并為將來的FSAE賽車進氣系統(tǒng)形狀和尺寸優(yōu)化提供了方法和理論依據(jù)。
參考文獻
[1] 王福軍.計算流體動力學(xué)分析―CFD軟件原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.
[2] 李志豐.FSAE賽車發(fā)動機進氣系統(tǒng)改進設(shè)計及流場特性分析[D].長沙:湖南大學(xué),2008.
[3] 蔣炎坤.CFD輔助發(fā)動機工程的理論與應(yīng)用[M],北京:科學(xué)出版社,2004.
近年來,我市的職業(yè)培訓(xùn)教育工作有了長足的發(fā)展,為全市培養(yǎng)了大批職業(yè)技術(shù)人才,對全市經(jīng)濟和社會事業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。我市職業(yè)培訓(xùn)教育之所以取得顯著的成績,是各級各部門共同努力的結(jié)果,特別是省和×××市勞動和社會保障部門對我們的工作給予了大力的支持和幫助。原創(chuàng):借此機會,我代表市委、市政府向關(guān)心支持我市勞動保障工作的各級領(lǐng)導(dǎo)表示最誠摯的謝意
人力資源是促進經(jīng)濟和社會發(fā)展的第一資源,如何發(fā)揮和創(chuàng)造人力資源的優(yōu)勢是各項事業(yè)發(fā)展的前提。黨的十六大報告指出,要全面推進素質(zhì)教育,造就數(shù)以億計的高素質(zhì)勞動者,數(shù)以千萬計的專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才。提出要把尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創(chuàng)造作為黨和國家的一項重大方針在全社會認真貫徹。從我市實際情況看,近幾年,我市經(jīng)濟已進入發(fā)展的快車道,培養(yǎng)和造就一大批高素質(zhì)技能人才,對于我市走出一條新型的工業(yè)化道路,加快實現(xiàn)現(xiàn)代化,提高國際競爭力,實現(xiàn)“五年再造一個新×××”和提前十年全面建設(shè)小康社會的目標,具有重大的現(xiàn)實意義。因此,我市提出了加快高級技能人才隊伍建設(shè)的目標,就是力爭十五期間高級技能人才隊伍占職工總數(shù)的比例達到20%以上。在下步的職業(yè)培訓(xùn)教育工作中,我們將做好三個方面的工作。
一是要提高認識,加強領(lǐng)導(dǎo),完善職業(yè)培訓(xùn)工作機制。要在全社會樹立人力資源是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)、高級技能人才是人力資源骨干力量的觀念。各級各部門要把高級技能人才隊伍建設(shè)作為關(guān)系社會經(jīng)濟發(fā)展的大事來抓,盡快制定全市技能人才隊伍建設(shè)的中、長期發(fā)展規(guī)劃,并建立健全配套法規(guī)政策。要按照社會主義市場經(jīng)濟體制的要求,逐步形成政府宏觀調(diào)控、原創(chuàng):社會中介機構(gòu)評估認證、市場導(dǎo)向、公平競爭的技能人才開發(fā)機制。
二是要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃,盡快形成齊抓共管的良好局面。要在市政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,以市勞動保障部門為主,教育、經(jīng)貿(mào)、財政、工會等部門統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)一致、齊抓共管。要充分發(fā)揮技工學(xué)校和就業(yè)培訓(xùn)中心的龍頭作用,聯(lián)合社會辦學(xué)單位,開展行之有效的職業(yè)教育和培訓(xùn)。嚴格實行勞動預(yù)備制度、職業(yè)技能鑒定和職業(yè)資格證書制度,著力改善勞動力技能結(jié)構(gòu),提高技術(shù)工人特別是高級技能人才的比重,盡快形成技能人才輩出的局面,以適應(yīng)我市經(jīng)濟和各項事業(yè)發(fā)展的需要。
靜默,不動生色;狡黠,奮力一擊,即是牌局上的技巧,也是此次奔馳新E級車留給世人最深刻的印象。在去年首次推出轎車與運動轎車的兩種車型后,奔馳在C級車市場收獲了不錯的反響,但,這還遠遠不夠。面對不斷完善本土化進程的奧迪A6L和BMW 5系,奔馳想徹底改變“老三”的局面,底牌除了“天塌地陷,我自巋然不動”的豪邁氣勢,必須還會學(xué)會中國的游戲規(guī)則。
長軸距,雙外觀設(shè)計,高端配置……以上種種,似乎讓奔馳E級車無懈可擊。但仔細研究配置表便可發(fā)現(xiàn),奔馳E級車的起步價不僅為三者里最高,而且在動力版本上也不占優(yōu)勢。因此,相比老款車型,新E級車在動力等方面做出了更多改進。首先新奔馳E級車在老款的基礎(chǔ)上增加6款,達到15款車型。其次,車輛動力系統(tǒng)全面更新,搭載了全新的2.0T與3.0T發(fā)動機。此外值得一提的是,車輛搭載了4MATIC四驅(qū)系統(tǒng),這樣新車與同級別競爭車型的競爭中將更具優(yōu)勢。
事實上,新E級車的全面產(chǎn)品升級極大地提升了其核心競爭力,憑借強勁高效的發(fā)動機、更可靠的操控感以及豐富的配置選擇,為客戶帶來更動感、更智能、更具品質(zhì)的駕乘體驗。同時,包括全新入門級產(chǎn)品在內(nèi)的15款車型讓更多客戶可以親身體驗最久負盛名行政座駕的魅力。
底牌揭密
中文分類號:TH173.5 文獻標識碼:A
1引言
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,火花塞也得到大量的應(yīng)用?;鸹ㄈ瞧桶l(fā)動機中用于點火的重要元件?;鸹ㄈ系穆菁y是用來連接汽車內(nèi)氣缸,所以對于螺紋深度、牙型、外徑的要求比較高。其質(zhì)量的好壞直接影響點火效果。因此,滾絲機設(shè)備技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。
簡述滾絲機動作過程:篩料,送料,滾絲。原控制系統(tǒng)送料裝置用步進電機;另外單次篩料裝置用一個小步進電機;滾絲處采用變頻電機控制速度。
原滾絲機設(shè)備的控制系統(tǒng)應(yīng)用PLC與變頻器采用Modbus通訊協(xié)議以通訊方式進行控制的。以PLC為主控模塊的控制系統(tǒng)雖然應(yīng)用起來很方便而且很穩(wěn)定,但企業(yè)更注重的是性價比,投入成本過高使企業(yè)很難在市場競爭中站穩(wěn)腳跟,因此本文涉及了以嵌入式系統(tǒng)取代現(xiàn)有控制系統(tǒng)的方案。隨著科技的不斷發(fā)展,嵌入式的應(yīng)用不斷加深,嵌入式系統(tǒng)成為了熱門。嵌入式控制系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置,其是軟件和硬件的綜合體。
2 滾絲機嵌入式控制系統(tǒng)的總體方案
滾絲機控制系統(tǒng)的主要被控對象:變頻器,兩個步進驅(qū)動器,振動盤指示燈冷卻泵電機等。該系統(tǒng)嵌入式有別于PLC控制系統(tǒng)的最大便捷之處在于其集成性,可以將主CPU,變頻器,步進驅(qū)動器分別制成電路板插接到一起,所以擬自制主控電路板、變頻器和步進驅(qū)動器,控制框圖如圖1所示,由控制框圖可以確定整個控制結(jié)構(gòu)由主控電路板、步進驅(qū)動器板、變頻器電路板組成,對系統(tǒng)的設(shè)置、操作等均由觸摸屏來完成,并且設(shè)置了基本的按鈕和數(shù)碼管的顯示。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計
嵌入式中最主要的是單片機。根據(jù)滾絲機控制對象的特點,提出以C8051F040為主控芯片的主控電路板,集成變頻器驅(qū)動電路板和步進驅(qū)動器電路板的一套嵌入式控制模塊。
3.1 MCU主控模塊
MCU主控模塊是整個系統(tǒng)的控制中心。主要包括MCU子系統(tǒng);一組3*3矩陣按鍵,2個獨立控制按鍵;狀態(tài)顯示LED,6位數(shù)碼管及其驅(qū)動電路,C8051F040通過時序模擬的方式將顯示所需數(shù)據(jù)送入74HC573并顯示出來;RS-232通信接口,電路由MAX232和其電路構(gòu)成;JTAG調(diào)試接口和,通過JTAG調(diào)試接口可以完成C8051F040的在線仿真、調(diào)試和編程;供電電路;溫度傳感器選擇的支持一線總線的DS18B20芯片,獨特的單線接口方式使得DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。
3.2 變頻器
滾絲機控制系統(tǒng)使用自制的變頻器以配合嵌入式的控制方案,變頻器主要包括整流、濾波和逆變?nèi)齻€部分,而整流濾波是將交流電變?yōu)橹绷麟?,逆變則將直流電變?yōu)榻涣?,送給異步電機使其轉(zhuǎn)動,整流和濾波將不在本文設(shè)計之中。
變頻系統(tǒng)包括C8051F040單片機和富士公司出品的FSBB20CH60功率逆變模塊,它們集成在兩個模塊上,一個為MCU主控模塊另一個是IPM功率逆變模塊上,它們通過插座連接在一起,MCU主控模塊負責(zé)電機驅(qū)動信號的產(chǎn)生和整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制;IPM功率逆變模塊則提供功率逆變功能,這里說明一下本課題為減少危險性,將整流濾波去除,直接給逆變模塊直流電輸入。如圖5.14所示為C8051F040通用變頻器系統(tǒng)框圖。
3.3步進驅(qū)動器
步進驅(qū)動器的硬件組成主要包括驅(qū)動芯片L298,還有單向?qū)ǖ亩O管,這里選用的是DIN4148,及用于檢測是否缺相的LED指示燈和電源電路等。L298N的電壓接收范圍為4.5~7V,為標準TTL電平,驅(qū)動2A,46V以下的步進電機,控制的電機種類包括兩個兩相或一個四相的,L298的輸入端有四個,通過單片機提供時序信號,驅(qū)動步進電機改變其轉(zhuǎn)速和方向。引腳圖如圖3所示,Pin1和Pin15可與電流偵測用電阻連接來控制負載的電路;OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之間分別接2 個步進電機;input1~input4輸入控制電位來控制電機的正反轉(zhuǎn);Enable則控制電機停轉(zhuǎn)。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
整個滾絲機控制系統(tǒng)軟件分為三個部分,電機的核心驅(qū)動程序,這部分主要是產(chǎn)生驅(qū)動電機所用的SPWM信號及相關(guān)驅(qū)動服務(wù)程序;系統(tǒng)控制程序;人機接口界面程序。
4.1 主程序流程
對于SPWM波的生成主要是計算高低電平的時間間隔,這里需要通過上面提到的SPWM生成方法計算時間的間隔再通過C8051F040單片機中可編程計數(shù)陣列PCA計算間隔時間,定時輸出高低電平,實現(xiàn)SPWM的輸出。
主程序流程如圖4所示, 在系統(tǒng)初始化過后首先通過鍵盤設(shè)置輸出頻率,然后進入SPWM脈寬計算程序,根據(jù)所設(shè)置頻率選擇調(diào)制比N計算脈寬并確定max值。在SPWM輸出程序中,對PCA特殊功能寄存器進行設(shè)置并啟動計數(shù)器運行,開始輸出SPWM波形。
中斷服務(wù)程序是判斷定時器和捕捉比較模塊發(fā)生匹配時的程序,其中由CCFn的值來決定哪個模塊匹配,其相應(yīng)的CEX引腳上的電平發(fā)生變化,如果CEX為高電平則把高電平脈沖寬度值賦給寄存器,如果是低電平,把時間間隔脈沖寬度值賦給寄存器,同時根據(jù)數(shù)據(jù)指針判斷是否和最大值相等,進而確定一個周期的起始,使數(shù)據(jù)載入正確。載波比N與max的關(guān)系式為max=N/2-1。CCFn位和CF位不能自動清零, 必須軟件清零。
部分程序解析如圖5所示:
4.2 觸摸屏的設(shè)計
滾絲機控制系統(tǒng)設(shè)置操作等選用MCGS嵌入版組態(tài)軟件,其是昆侖通態(tài)公司專門開發(fā)用于mcgsTpc的組態(tài)軟件,主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制。選擇一塊7寸MCGS TPC7062屏。
界面的設(shè)計包括:主界面,手動界面和自動界面。主界面為上位機監(jiān)控系統(tǒng)運行的第一個界面,通過點擊屏幕上方的各個按鈕,可以進入到相應(yīng)的各功能界面,在主界面,可以添加一些公司的產(chǎn)品簡介及圖片,豐富界面的內(nèi)容,提高可讀性使界面美觀方便;進入手動操作界面,用戶可在點動電機的啟動、停止,步進電機的單步運動,變頻電機的速度調(diào)整,通過手動界面可以測試出個分裝置的合理參數(shù),如圖6所示;進入自動操作界面,用戶可在此界面控制整套設(shè)備的啟動連續(xù)運轉(zhuǎn)停止解除報警等,自動界面會模擬真實設(shè)備的運動狀況,同時當出現(xiàn)故障,界面會出現(xiàn)報警提示,并自動進入報警信息界面。如圖7所示。
MCGS觸摸屏上有一個RS232接口可以用來與單片機進行通訊。
5. 小結(jié)
通過對嵌入式在滾絲機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行分析,詳細介紹了基于C8051F040的主模塊、變頻器驅(qū)動模塊和步進驅(qū)動模塊的硬件建立,各模塊芯片的介紹。軟件方面主要講述了變頻原理、變頻器用SPWM波的軟件生成,及部分程序的編寫。在設(shè)備不斷完善,有了固定的參數(shù)后,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用將成為必然,其穩(wěn)定性將不再是局限,同時降低火花塞生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。
參考文獻
[1]楊捷.火花塞發(fā)展趨勢. 汽車與配件,2003,14:30-31
[2]MCGS嵌入版6.5組態(tài)軟件的幫助手冊.北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司.2003年
[3]賈俊.嵌入式系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)負載平衡群集的研究與應(yīng)用[D].湖南:湖南大學(xué).2010年
[4]張積微.現(xiàn)代變頻技術(shù)的應(yīng)用和電力電子裝置帶來的危害及對策.機械與電子,2007,17:591-597
[5]劉琦.汽車火花塞生產(chǎn)設(shè)備的研制 [D].天津:河北工業(yè)大學(xué),2012年.
作者簡介:
金榮群,男,天津福臻工業(yè)裝備有限公司.工程師,研究方向:機械設(shè)計制造。
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)05(a)-0178-02
1 研究背景
高等職業(yè)教育的辦學(xué)特點是以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,走產(chǎn)學(xué)結(jié)合的發(fā)展道路。因此高等職業(yè)教育的課程設(shè)計也應(yīng)以就業(yè)為導(dǎo)向,以能力為本位,根據(jù)不同專業(yè)所適應(yīng)的職業(yè)崗位(群)要求,將職業(yè)資格標準列入到課程標準中,改革課程體系和內(nèi)容。通過與行業(yè)、企業(yè)合作開發(fā)課程等多種方式與途徑來開發(fā)課程,創(chuàng)新教學(xué)方法和手段,融“教、學(xué)、做、拓”為一體;知識則要把握夠用的原則,加強應(yīng)用性實踐環(huán)節(jié),強化學(xué)生的職業(yè)能力與素養(yǎng)。
汽車營銷類專業(yè)是近年來國內(nèi)高職院校為適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展而逐步興起的文理結(jié)合的新型專業(yè)。其教學(xué)成本低,所培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)高,就業(yè)面廣,具有良好的發(fā)展前景。然而高職院校的生源基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)興趣不濃,針對這一現(xiàn)象,我院推出了《推進教學(xué)方法改革實施意見》。結(jié)合這一指導(dǎo)意見,汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)從生產(chǎn)實際出發(fā),根據(jù)汽車企業(yè)的工作過程,將汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)的汽車營銷類課程進行整合,分成多個可行的項目進行教學(xué)。所謂項目化就是依據(jù)現(xiàn)代社會職業(yè)能力培養(yǎng)的需要,密切聯(lián)系現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況,構(gòu)建一種能夠把專業(yè)基礎(chǔ)課程和實際技能的訓(xùn)練相結(jié)合,以實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標得以實現(xiàn)的教學(xué)方式[1]。項目結(jié)束后通過技能競賽來驗收項目成果,即以“項目+競賽”的模式實施教學(xué)改革,從而促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)。
2 研究內(nèi)容
基于汽車企業(yè)工作過程的“項目+競賽”實踐教學(xué)模式,是師生通過共同實踐一個完整的“項目+競賽”而進行的實踐教學(xué)活動。其核心就是將教學(xué)內(nèi)容按一個完整的工作任務(wù)項目化,以競賽形式完成任務(wù)。即以總的教學(xué)任務(wù)為框架,細分“子項目”并作為支架,以競賽活動為載體,使學(xué)習(xí)者沿著“支架”逐步攀升。
它打破了傳統(tǒng)的實踐教學(xué)內(nèi)容,變被動實踐為主動參與,教師不斷地激勵學(xué)生,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和實踐興趣,以完整的一個工作項目為導(dǎo)向,按照職業(yè)能力的需要以“適度、夠用”為原則,充分運用有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的任務(wù)驅(qū)動式、協(xié)作探究式、討論式、參與式、情境模擬法、案例式等教學(xué)方式方法,徹底構(gòu)建基于崗位工作過程的“理實一體、項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”為主體的教學(xué)模式,推行“教、學(xué)、做”一體化,逐步達到課程整合與教學(xué)方法的改革目的。
“項目+競賽”實踐教學(xué)模式的基本特征是“以項目+競賽為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”。其關(guān)鍵是“競賽+項目”的設(shè)計,構(gòu)造出一系列典型的可操作的“項目+競賽”,讓學(xué)生在完成“競賽+項目”中掌握知識、技能與方法。在技能競賽中引入競爭機制,整體牽引學(xué)生自主實踐水平迅速提升[2]。
通過技能競賽,學(xué)生主動實踐,使學(xué)生的探究能力、觀察能力、協(xié)作能力、領(lǐng)導(dǎo)能力以及綜合職業(yè)能力都能得到很大提高,會大大增加學(xué)生今后取得創(chuàng)新成果的機率。
3 創(chuàng)新點
(1)整合汽車營銷類課程,模擬汽車銷售顧問這一崗位的工作流程,創(chuàng)設(shè)多個教學(xué)情境,把原來的死板的教學(xué)內(nèi)容分成若干個項目,如“大眾班、奧迪班、豐田班、本田班”等,并以“項目+競賽”為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,構(gòu)造出一系列典型的可操作的“項目+競賽”,按照這些品牌對銷售顧問的職業(yè)能力標準來要求學(xué)生,讓學(xué)生在完成“項目+競賽”中掌握知識、技能與方法。
(2)革新教學(xué)方法,充分運用有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的任務(wù)驅(qū)動式、協(xié)作探究式、討論式、參與式、情景模擬法、案例式等教學(xué)方式方法,徹底構(gòu)建基于崗位工作過程的“理實一體、項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”,基于整合教學(xué)內(nèi)容的“階梯遞進、專題教學(xué)、單項學(xué)習(xí)”等教學(xué)模式,推行“教、學(xué)、做”一體化,逐步達到課程整合與教學(xué)方法的改革目的。
(3)以“項目+競賽”為載體,“成果驅(qū)動”+“任務(wù)驅(qū)動”雙核心。大量運用視頻影音及教學(xué)軟件輔助講解教學(xué)重點,學(xué)生興趣濃厚,不枯燥;難點通過情境模擬、項目競賽來突破,每完成一個項目,即以技能競賽的方式對該項目進行考核,在成果形成的過程中學(xué)生自發(fā)的去研究、探討、協(xié)作,綜合職業(yè)能力得到全面培養(yǎng),促進了學(xué)生主動學(xué)習(xí);學(xué)生再通過競賽后自評、小組互評和教師點評進一步提高,不斷完善,職業(yè)能力在不知不覺中形成?!绊椖?競賽”這種教學(xué)模式不僅適用于高職汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)的人才培養(yǎng),同時也可作為汽車服務(wù)企業(yè)員工培訓(xùn)的一種重要手段和方法。既可以貫穿在學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié),也可以在汽車服務(wù)企業(yè)對員工起到激勵的作用,作為企業(yè)內(nèi)訓(xùn)的一種手段。
4 該教學(xué)改革方案應(yīng)用情況
4.1 應(yīng)用范圍
自2012年該改革方案推出以來,從校內(nèi)和校外兩個層面、多種渠道對汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)學(xué)生主動實踐能力培養(yǎng)模式進行了研究與實踐,取得了較好的效果。
(1)積極組織汽車營銷技能競賽活動,提高學(xué)生主動實踐的意識和能力。
①利用課前10分鐘讓學(xué)生代表通過情境模擬的方式對所授課程對應(yīng)的項目進行實戰(zhàn)演練,打好專業(yè)技能的基本功。
②經(jīng)過學(xué)生的演練和一定時間的準備,將可行的“項目+競賽”按職業(yè)標準進行考核,取得名次的同學(xué)要給予相應(yīng)的獎勵,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生主動實踐。
③積極參加省級汽車營銷大賽,為學(xué)生提供更高、更寬、更廣的展示平臺。通過校內(nèi)省賽選拔,學(xué)生自信心、榮譽感、責(zé)任感都得到很好的培養(yǎng),潛能得到很好的激發(fā),同時入圍省賽的同學(xué)的專業(yè)技能通過省賽的平臺得到全面的提高,開闊視野。以省賽同學(xué)為典型,以點帶線,以線帶面,帶動整個汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)的學(xué)生主動實踐,形成良好的學(xué)風(fēng)。
據(jù)統(tǒng)計2012―2013年兩年內(nèi),校內(nèi)共組織四次汽車營銷技能大賽,共有120名學(xué)生參賽,每次按參賽人數(shù)比例10%為一等獎,20%為二等獎,30%為三等獎,72名學(xué)生取得名次;省級共組織兩次汽車營銷技能大賽,有7名同學(xué)參賽,其中有5名同學(xué)獲得名次,最好成績?yōu)槭〖壠嚑I銷技能大賽二等獎。
(2)校外實訓(xùn)基地的建立為“項目+競賽”的完成提供更有力的保證。
將汽車營銷類課程整合后,以“大眾班、奧迪班、豐田班、本田班”等崗前培訓(xùn)的標準來指導(dǎo)相應(yīng)的“項目+競賽”,組織學(xué)生到校外實訓(xùn)基地大眾汽車4S店、奧迪汽車4S店、本田汽車4S店、本田汽車4S店參觀、學(xué)習(xí)、頂崗實踐,一方面使學(xué)生在校內(nèi)所學(xué)的知識和技能得到驗證;另一方面也彌補了教學(xué)中存在的不足,使學(xué)生的崗位能力得到全面的提高,為“項目+競賽”的完成提供更有力的保證。
4.2 應(yīng)用程度
在此教學(xué)改革方案提出后,不僅在汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)及相關(guān)汽車專業(yè)群進行應(yīng)用與推廣,同時運用此方案多次為汽車服務(wù)企業(yè)提供技術(shù)支持。兩年內(nèi)該方案提出后,被多個汽車企業(yè)認可,并與我院深度合作,部分學(xué)生頂崗實踐,這不僅使學(xué)生與企業(yè)活動零距離接觸,同時教師也為一線企業(yè)提供了技術(shù)支持,使教學(xué)改革成果在校內(nèi)和校外得到全方面的推廣。
4.3 實施效果
通過教學(xué)改革,汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)自2005年創(chuàng)辦以來目前已有六屆畢業(yè)生,總畢業(yè)生人數(shù)為226人,平均就業(yè)率為99%,在我院畢業(yè)生就業(yè)率排名榜上居于第一位。同時,現(xiàn)已畢業(yè)的畢業(yè)生當中,已經(jīng)有60%的同學(xué)在汽車企業(yè)工作業(yè)績突出,成為企業(yè)的骨干,為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了一定的貢獻。
5 教學(xué)改革特色
5.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生主動學(xué)習(xí),解決學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足的問題
基于汽車服務(wù)企業(yè)的工作過程,將一個完整的工作項目以技能競賽為載體通過任務(wù)驅(qū)動的方法來完成,實現(xiàn)了“成果驅(qū)動”+“任務(wù)驅(qū)動”雙核心,促進學(xué)生主動學(xué)習(xí),解決了學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足的問題。
5.2 從細節(jié)著手,將職業(yè)標準列入技能考核項目中,解決學(xué)生綜合職業(yè)能力較弱的問題
如汽車營銷對應(yīng)的工作崗位是汽車銷售顧問,那么在教學(xué)中以汽車模擬銷售技能競賽為一個“項目+競賽”的成果,注重平時職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng),將銷售顧問的職業(yè)標準如職業(yè)形象、語言表達能力、協(xié)調(diào)能力、銷售禮儀等列入技能考核標準中(具體權(quán)重如表1),使學(xué)生的綜合職業(yè)能力得到較大的提高。
5.3 采取小組合作的學(xué)習(xí)策略,解決學(xué)生平時學(xué)習(xí)中不善于團隊合作的問題
在教學(xué)中,將學(xué)生間的差異作為一種資源,根據(jù)學(xué)生的自有特點,將不同層次的同學(xué)在同一小組內(nèi)進行合理分配,實現(xiàn)學(xué)生間的優(yōu)勢互補,同時通過項目的技能競賽,培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識(如圖1)。
6 綜合水平
(1)該教學(xué)改革方案通過2013年全國汽車職業(yè)教育教師教學(xué)能力大賽全國總決賽高職組汽車商務(wù)項目專家評委的認可,在入圍國賽的九名選手中,該改革方案指引下的教學(xué)內(nèi)容總成績排名第二名,榮獲了國家級教學(xué)成果二等獎。
(2)在2012年遼寧省職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽高職組信息化教學(xué)設(shè)計中,該教學(xué)改革方案指引的說課內(nèi)容得到省教育廳專家評委的好評,榮獲了省級教學(xué)成果三等獎。
(3)該方案不僅在我院得到廣泛推廣,同時也被我院汽車技術(shù)服務(wù)與營銷專業(yè)的校企合作單位作為企業(yè)內(nèi)訓(xùn)的培訓(xùn)方案。目前我院已與當?shù)仄嚻髽I(yè)共同策劃合作完成大型試乘試駕會三次。通過校企業(yè)合作的深度接觸,一汽豐田4S店的銷售部部長胡寶鵬同志說我院培養(yǎng)的學(xué)生不僅基本功扎實,而且實踐能力強,目前在他聘用的2012年20名畢業(yè)生中,有12名成為一汽豐田的骨干,其中有四名是員工內(nèi)部培訓(xùn)的資深講師,對我院的教學(xué)水平表示高度的認可。
中圖分類號:TP301.6 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)12-0123-02
1 引言
交通擁擠、道路阻塞正越來越嚴重地困擾著世界各國的大城市[1]。傳統(tǒng)的交通流量預(yù)測是利用統(tǒng)計交通流量判斷[2]。這些方法的優(yōu)勢在于實現(xiàn)難度低,便于操作,但是其預(yù)測精度往往難以滿足需求[3]。近年來BP網(wǎng)絡(luò)以其獨特的優(yōu)勢被運用到交通流量與道路擁塞預(yù)測中,它針對歷史的數(shù)據(jù)不確定和非線性的特點,對未來的短期交通流量與道路擁塞進行預(yù)測,發(fā)揮了較好的作用[4]。但是,傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法存在學(xué)習(xí)過程收斂速度慢、算法易陷入局部極小點和魯棒性差等缺陷,對預(yù)測的效率與精度帶來一些影響[5-6]。本文引入粒子群優(yōu)化算法對其進行優(yōu)化和改進,通過車載GPS實驗與比較,證明了所構(gòu)建的預(yù)測系統(tǒng)的準確度有顯著的提升,在交通流量管理方面有著很好的應(yīng)用價值。
2 粒子群算法及優(yōu)化
粒子群算法中,粒子就追隨當前的最優(yōu)粒子在解空間中進行搜索,在每一次迭代中,粒子通過追尋兩個“極值”來更新自己的位置,用它來優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值,能夠在全局范圍內(nèi)以較快的速度找到最優(yōu)解,收斂速度較快,并避免其陷在局部極小值。因此粒子群算法能夠很好地克服傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的弱點。
3 優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計
在優(yōu)化算法中,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值視為粒子群中的“粒子”,初始化粒子的初始位置、速度、慣性權(quán)重,從而實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。選取的訓(xùn)練樣本來自北京市某路公交車隊,該路公交車的首發(fā)時間是清晨5:30,末班車為晚上23:30,途徑32個站,全程25.9千米。每一輛公交車上均配置了GPS模塊單元,以15s為周期,自動采集公交車的位置信息與實時速度數(shù)據(jù),由此產(chǎn)生18個小時的數(shù)據(jù),以0.5小時對其分段,共計36個時刻,作為樣本數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)作為道路擁塞的數(shù)據(jù)訓(xùn)練樣本集。
輸入節(jié)點共計8個,分別是上周的同一天的t-1時刻數(shù)據(jù)、t時刻數(shù)據(jù);2天前的t-1時刻數(shù)據(jù)、t時刻數(shù)據(jù);1天前的t-1時刻數(shù)據(jù)、t時刻數(shù)據(jù);當天的t-2時刻數(shù)據(jù)、t-1時刻數(shù)據(jù).結(jié)合Kolmogorov算法,隱含層為7個節(jié)點,輸出層中的神經(jīng)元有1個,即8-7-1結(jié)構(gòu)。以粒子群算法優(yōu)化傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,對BP網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練,從而獲取較優(yōu)的權(quán)值、閾值。
對所構(gòu)建的優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以數(shù)個不同的速率進行初步訓(xùn)練,并統(tǒng)計對比不同速率之下訓(xùn)練之后的誤差平方和值。如果此值能夠快速減小,則證明所選擇的學(xué)習(xí)速率比較理想。而假若此值減小較慢或者出現(xiàn)了無法容忍的震蕩,則說明學(xué)習(xí)速率不合適。學(xué)習(xí)速率過大,會導(dǎo)致系統(tǒng)失去穩(wěn)定性,過小則容易使收斂速度過于緩慢。通過反復(fù)試驗和綜合對比,并結(jié)合研究成果中學(xué)習(xí)速率區(qū)間為[0.01~0.7]的研究結(jié)論,將學(xué)習(xí)速率最終定位于0.6。
4 仿真驗證
(圖1)中,橫坐標是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練次數(shù),縱坐標為訓(xùn)練誤差值。從基本BP網(wǎng)絡(luò)的誤差曲線可知,訓(xùn)練次數(shù)超過300次時,目標誤差值10-4尚未達到,收斂較慢,性能不佳;而粒子群優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡(luò)則在第19次時滿足了目標誤差值,可見性能有較為明顯的提升, 經(jīng)過更少的迭代次數(shù)就使網(wǎng)絡(luò)的性能達到了要求。
通過以上的方法,以2013年10月13-17日該路公交車數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練,并以完成訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測2013年10月18日的車速??芍A(yù)測結(jié)果十分接近于實際數(shù)據(jù),誤差絕對值最大為3.33%,已經(jīng)能夠滿通擁塞預(yù)測的需求。結(jié)果如下:
將此模型的預(yù)測值與輸出值通過數(shù)理統(tǒng)計進行回歸分析,獲取預(yù)測目標對BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)果之間所存在的關(guān)聯(lián)系數(shù),從而以此系數(shù)體現(xiàn)優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)的實際性能,最終仿真的擬合度R=0.997(最大值為1),可知相關(guān)性和仿真度均十分滿意。
5 結(jié)語
將粒子群優(yōu)化的BP算法應(yīng)用于公交車道路擁塞預(yù)測,克服神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)固有的缺陷,經(jīng)仿真試驗,優(yōu)化后的BP網(wǎng)絡(luò)性能有較為明顯的提升, 預(yù)測結(jié)果十分接近于實際數(shù)據(jù),誤差絕對值最大為3.33%,最終仿真的擬合度R=0.997,可以滿足短期預(yù)測的需要,對提升城市公共交通服務(wù)品質(zhì)具有比較好的實踐意義和理論價值。
參考文獻
[1]覃運梅.城市公交調(diào)度優(yōu)化方法研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2006,38-39.
[2]Goldberg D E, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning[J].Addison Wesley.1989.
[3]王惠南.GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2013.