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采訪吳雨練和王宇之前,我還單純地認為,汽車設計就是,從設計圖上就可以直接變出一款車。通過實際跟這兩位清華學子的溝通學習,才知道汽車設計僅步驟而言,就是個復雜的過程。
吳雨練就讀清華大學美術學院工業設計研究生之前,已經在汽車企業的設計部歷練過,參與過上海汽車商用車的設計,也獲得過全國汽車設計比賽的認可,但是吳雨練對自己要求更高,所以在2011年考取了清華大學美術學院的研究生,開始更系統地學習工業設計。之所以這里用了工業設計而不是汽車設計,因為吳雨練告訴我:汽車設計只是工業設計的一部分,兩者息息相關。
汽車設計,最先是調研和構思,要確定好主題,要為什么樣的消費群體設計一款什么樣的車;然后進入草圖階段,把車的大致輪廓勾畫出來,設計者的設計理念在這里表達出來;然后要用電腦軟件進行渲染,制作數字模型,根據更精準的數據再修改草圖;接下來是建模、內飾設計;再接下來進入油泥模型的制作,一般是1:5模型,這部分一般由設計師親自出馬,可以對自己作品有更好的控制。吳雨練說,在學校,這些步驟后設計算基本完成,但是在真正的操作中,接下來還有很多的流程,市場調研、成本核算等等,然后樣車還要經過風洞、碰撞、路面測試等各種過程,才會有可能成為市場中銷售的車型。
吳雨練在幫我普及汽車設計知識的同時,帶我在清華大學美術學院的汽車教室參觀,這里儼然就是一個設計工作室,墻面上貼著各屆學生的設計作品,學生的書桌更像我們平時的工作臺,老師的辦公室也在不遠處,有什么問題隨時問。幾個學生正在一起討論著什么,吳雨練告訴我說,他們的設計作品獲了獎,正討論用獎金趁暑假假期去歐洲學習呢。王宇就是本科生的一員,這么說又不太準確,因為他已經保送了清華的研究生。就這件高興的事,王宇也是小糾結了一番,因為他同時也被泛亞汽車設計中心錄取,權衡左右,王宇決定繼續學習深造。
采訪的時候,吳雨練和王宇的作品都入圍了“創‘繪’未來起亞汽車設計大賽”,因為大賽要求設計作品加入中國元素,王宇從“荷花”找到靈感,“因為是為2020年設計的車型,所以用了很多大膽的假設。車身可以伸縮,因為停車位越來越緊張。還可以使用新能源,太陽能鋰空氣電池。同時,車主可以根據自己的需求改變汽車的色彩,軟質感的材質價格低廉又便于更換”。這款為了個性新生代設計的汽車,有自己獨特的想法,王宇還解釋說:“汽車設計的作品,可以天馬行空,但是也要考慮到技術的實施性,比如我想到了可伸縮的車身,就是因為現在的技術已經有這樣的材質。現在很多廠家都在研究新能源的車型,也是因為很多技術已經到了可以實際使用的階段。”對于這個說法,在車企已經有實戰經驗的吳雨練更是頗有感觸,“我們設計的車,可能要5年10年以后才能面向市場,就要提前設想那時候消費者需要一個什么樣的車。不僅如此,和汽車相關的一些技術,汽車材質等各個方面的發展,都影響汽車的設計。”
正因為此,學習汽車設計的同時,他們也在吸取各方面的知識,從車身結構、制造工藝要求、空氣動力學、到人機工程學等等。泡圖書館,學校里有專給他們使用的信息平臺,新技術、新科技實時掌握。當然和很多男孩子一樣,吳雨練和王宇也愛運動。“如果參加比賽,或者有什么課題要做,時間就很緊張,也經常會熬夜。不過還是會抓緊時間參與各種活動,看看電影、話劇”,吳雨練晚上就約好了同學一起看話劇。“在清華學習汽車設計,機會很多,比如有和奔馳等品牌合作的設計項目。繼續讀研究生,也是希望能有出國交換學習的機會。”王宇從小就喜歡汽車,雖然并不是從小立志做汽車設計師,但是從小學畫畫,對汽車設計充滿向往。所以現在學習起來也是充滿樂趣。
隨著科技不斷發展,汽車設計逐漸引入虛擬設計。在電子虛擬裝配設計下,建立仿真模型,能夠直觀的規劃出汽車的實際裝配流程,對汽車實際運行中可能出現的問題進行干涉檢測。基于CATIA運動仿真在汽車設計中的運用,能夠比較有效的對汽車的運動狀態進行仿真,幫助汽車設備進行定位。為此,本文對CATIA運動仿真在汽車設計中的運用進行研究。
關鍵詞:
CATIA運動仿真;汽車設計中;運用
科技信息技術的發展為汽車設計領域帶來了福音,現代社會汽車設計與生產需要將虛擬技術應用到汽車制造與汽車設計中來。CATIA運動仿真在汽車設計中的運用,能夠有效的縮短汽車零部件的開發時間,能夠對汽車生產進行動態的零部件檢測。在本文中以CATIA軟件為例,對如何使用三維軟件,進行汽車設計仿真、汽車運動控制等進行研究。
一、運動仿真與建模
1、運動仿真概述
運動仿真是針對運動機構建立其運動的數據空間模型,根據機構自身的運動規律,對機構進行數據狀態讀取與分析。在運動機構內部存在著很多功能較大的零部件,運動仿真能夠分析零部件的運動速度、加速度、作用力、反作用力、力矩等參數,這些參數能夠應用于實際機構故障檢修與維護上。針對于汽車設計,運動仿真可以根據參數進行零件材料的調整。運用CATIA軟件來實現汽車虛擬裝配的設計,并對其運動進行仿真,使得汽車設計到配件生產的整個環節實現可視化。同時該種建模設計還能夠對設計結果進行動、靜態的干涉檢測,提升設備可靠性。CATIA運動仿真對汽車系統進行優化,減少實際設計中的失誤[1]。
2、運動仿真建模
汽車運動仿真模型的建立,需要在汽車裝配模型建立之后進行。針對一個汽車系統來說有很多設計需要進行仿真,本文中僅對汽車總布置設計工作中的運動進行建模分析。在仿真建模的目的,主要是對汽車前輪的跳動、方向盤角度輸入、以及傳動軸的校驗。第一,對汽車機構運行時的西部動作進行分析,掌握汽車的運動方式和約束條件。第二,前輪跳動。汽車設計的前輪跳動,需要通過上下擺臂之間的球銷連接,來帶動轉向實現前輪跳動。第三,前輪轉動。前輪轉動實現,主要是依靠方向盤的角度轉動,通過拉桿將力傳動給方向機,方向機轉動引起車輪轉動。第四,前驅動軸運動。汽車的前驅動軸運動在前輪運動帶動下實現,在花鍵軸套內進行循環往復的運動,第五,后傳動軸運動。汽車的后傳動軸發生運動,需要在后橋彈性元件的作用下來實現,對于后傳動軸運動的仿真,可以根據其運動的軌跡來分析其運動規律。在實際汽車設計仿真環節中,可以根據實際情況建立不同的運動副。針對一個仿真模型需要具有多個運動副,才能夠實現真實精確的仿真[2]。
二、CATIA運動仿真在汽車設計中的應用
1、汽車部件包絡體生成
CATIA運動仿真在汽車設計中的應用,最為突出的特點就能夠進行汽車機構部件運動的包絡體確定。當是汽車運動設計的模型建立之后,在CATIA軟件中的DUM模型中,能夠容易獲得汽車部件運動的包絡體,該包絡體實際上就是汽車部件所能夠運動的最大的范圍。當該最大范圍生成之后,模型軟件中能夠分析汽車的前輪、前驅動軸、轉向拉桿等的運動是否符合實際需求[3]。
2、數據模型檢驗
為了檢測汽車前輪運動是否符合實際需求,需要在前輪建模環節中,根據實際需求向模型輸入不同層別的方向盤轉角,轉角不同,所產生的左右輪轉角度數則有著比較大的差別。對所測量出來的前輪數據,對左右輪的轉角的進行檢驗。根據以下公式進行分析:LH01cotcot,0其中為汽車轉向輪外輪在實際測量中輸入的轉角;1為汽車轉向輪內輪在實際測量中輸入的轉角;H為汽車兩個主銷軸與地面交點之間的距離;L為汽車的實際軸距。在以上數據檢驗環節中,如果所得到的結果差異比較大,需要重新進行運動仿真,指導所測量的數據結果符合實際需求。
3、干涉檢查
當汽車設計仿真模型建立之后,需要進行設計的干涉檢查,汽車的干涉檢查主要分為動態檢查和靜態檢查。其中動態檢車比較關鍵,當汽車設計仿真進入到CATIA的轉配環境中時,需要系統建立汽車齒輪齒條之間的約束,同時需要將設計系統中的各個結構之間的相互位置關系進行確定。這樣能夠便于汽車空間布置與校驗[4]。
4、車輪定位分析
汽車的車輪定位在檢驗汽車穩定性方面發揮著重要的作用,當汽車在進行轉向時,其前輪作為轉向輪,需要產生一定的回正力矩,因此其定位參數需要提前設置,能夠有效的保障汽車行車穩定性。對汽車前輪定位參數的設置,其實際標準有兩個,第一,靜平衡狀態下的車輪中心定位,車輪中心與車身的相對位置在靜止時測量,其數據是否滿足數據標準。第二,當車輪中心在仿真系統所設定的極限區域內,其車身進行上下跳動時,前輪定位參數產生一定的規律。正確的仿真模式能夠針對這些變化參數,發現汽車機構中存在的問題,并對汽車進行檢驗與檢修。在對于汽車車輪定位環節中,能夠在仿真中分析出汽車前輪前束值隨著汽車前輪向上跳動而出現減少。
結論:
綜上所述,本文對運動仿真的概念進行介紹,分析其運動仿真的建模,并且研究CATIA運動仿真在汽車設計中的實際應用。針對于汽車設計,運動仿真可以根據參數進行零件材料的調整。運用CATIA軟件來實現汽車虛擬裝配的設計,并對其運動進行仿真,使得汽車設計到配件生產的整個環節實現可視化。
作者:陳炳橋 單位:哈爾濱廣廈學院
參考文獻
[1]劉斌,劉軼婭,韓亞平.CATIA運動仿真在汽車設計中的應用[J].上海汽車,2006,07:32-34+43.
[2]孔薇,晏雙鶴,楊維新.CATIA虛擬裝配及運動仿真在汽車加速踏板控制器設計中的應用[J].汽車與配件,2008,27:36-37.
關鍵詞 汽車液壓;減震器;設計
中圖分類號:U463 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)13-0018-01
1 減震器的介紹
減震器是汽車懸掛系統中的重要組成部分,減震器用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩和吸收路面沖擊的能量,以改善汽車行駛的平順性。按產生阻尼的材料減震器可以分為液壓式和充氣式減震器,這兩種都是定阻尼減震器,還有一種應用于高檔汽車的可調阻尼減震器。目前國內外汽車普遍使用的是液壓減震器,液壓減震器可分為單筒液壓減震器和雙筒液壓減震器,雙筒液壓減震器在壓縮和伸張狀態都有設定好的阻尼力,穩定性能較好,所以應用廣泛。
2 雙筒液壓減震器工作原理
當汽車行駛過程中遇到顛簸時,車身與車輪之間會產生相對移動。在車身遠離車輪時,活塞向下移動,導致下腔的油液由于壓力升高經過流通閥而流入上腔。由于活塞桿的存在,上腔容積的增加小于下腔容積的減小,使得部分油液推開壓縮閥進入儲油缸筒。反之,當車身原理車輪是,下腔會產生真空,儲油缸的油液推開補償閥進入下腔。這些閥的節流作用對懸架啟動會的阻尼作用。
3.2 相對阻尼系數和阻尼系數的確定
3.3 最大卸載力的計算
3.5 連桿長度的計算
3.6 活塞及閥系尺寸的計算
4 材料選擇
缸體采用45鋼,調質處理,外表面涂漆,內表面精度等級為5級;活塞以及活塞桿的材料為40Cr,調質處理,表面高頻淬火;缸蓋采用45號鋼;表面陽極氧化處理浮動活塞采用45 號鋼。
5 液壓油的選擇
液壓油具有雙重作用,一是左右傳遞能量的介質,二是作為劑運動零件的工作表面。在選擇液壓油時應滿足以下幾點要求:合適的粘度、粘溫特性好,良好的性,化學穩定性和環境穩定性等。根據該減震器的設計要求選擇L-HFC型號的液壓油。
6 密封圈的選擇
密封裝置是用來防止液壓系統油液的內外泄露以及外界灰塵的侵入,保證系統建立的所需的工作壓力。密封裝置的種類很多,按密封部位的運動情況可分為動密封和靜密封兩大類。常用的密封裝置有:間隙密封、O形密封圈、唇形密封圈以及組合密封裝置。在該減震器中選用O形密封圈。O形密封圈一般用耐油橡膠制成,截面為圓形。O形密封圈隨著壓力的增加能自動地提高密封性能,且在磨損后具有自動補償能力。此外,O形密封圈結構簡單、密封性好,成本低、高低壓均可使用。
本文設計了捷達車款的減震器,經檢測滿足設計要去,值得推廣。
參考文獻
[1]王望予.汽車設計[M].機械工業出版社,2006.
[2]齊曉杰,吳濤,安永東.汽車液壓與氣壓傳動[M].機械工業出版社,2005.
[3]周松鶴,徐烈恒.工程力學[M].機械工業出版社,2003.
喬說:“過去我們通過人眼觀看二維草圖,再通過耗時的傳統方式將其直接轉化為手工打造的鋁合金車身,這些一次性的車身隨后被掃描到計算機上,修改曲面用于加工,這種方式不能對汽車曲面快速生成實時渲染的圖形,因而需要團隊擁有高超的手工技能,很耗費時間,在制造過程中進行完善的空間也很有限。”
這其實是整個汽車業共同的難題。邁克(Mike Russell)是全球二維和三維設計、工程及娛樂軟件開發商歐特克(Autodesk)的解決方案工程師,他提到,汽車業早期的設計流程是,先用手繪制一幅汽車草圖,然后制作一個四分之一或二分之一大小的油泥模型,這時可以初步判斷汽車的外觀,再制作一比一的油泥模型,基本合適后,再測量整體數據進行結構設計。這本身就是一個大量占據時間和資金的過程。
隨著技術的發展,軟件開始介入到汽車設計師的工作中,比如利用二維設計軟件進行繪圖,但在三維可視化軟件被廣泛應用前,汽車業始終無法擺脫物理樣車設計的“頑疾”:由于物理樣車成本高昂,而且模型修改復雜度和難度很高,設計師很難獲得多個樣本并實時調整。同時,并非每款設計都會上市量產,這也會造成巨大的浪費。邁克說:“在傳統的業務流程里,一開始可能提出100款設計,然后壓縮到10款,最終壓縮到4款實體樣品。”
傳統汽車設計流程還牽涉到工廠和工廠之間的協作難題。一款汽車并非所有的部件都由汽車廠家設計,比如燈具通常會委托燈具廠設計生產,汽車廠商會給車上留出“洞”,限定好尺寸,同時燈的造型還要符合整個車的造型,燈具廠即便設計出五到六款車燈也可能達不到汽車廠家的要求,拖長了整個項目周期和成本。
三維可視化軟件為汽車廠家改造設計流程提供了可能。以工業造型設計軟件Autodesk Alias Studiotools為例,它提供從早期的草圖繪制、造型,一直到制作可供加工采用的最終模型各個階段的設計。關鍵在于,軟件能夠為工程師提供一個可操控的三維空間以及照片級的渲染效果,而且隨著技術的發展,操控和渲染的自由度不斷提升。由此,一款汽車產品對外形、成本、結構的設計和修改就可以完全放在數字化環境中進行,草圖-模型-修改的設計流程被顛覆:理論上,草圖階段完全可以設計出1000款產品,然后不斷在數字化環境中預覽、調整和優化,壓縮數量,最終只生產出一款樣機,同時,包括燈具這樣的零部件設計也可以實現早期協同,使之更匹配整車的設計感。
設計流程的重塑對那些龐大的汽車企業至關重要。但對每年生產1000輛汽車,以手工定制為核心價值的摩根汽車意義到底有多大?喬說:“在我來到摩根后,我極力推廣三維可視化軟件在公司的應用。這使我們縮短了開發時間,可以快速生成多個概念,并且在昂貴的物理模型生成之前可視化——部門總監能直接根據實時渲染效果圖簽字批準設計,我們也可以在軟件中生成栩栩如生的新車圖像。”
事實上,利用三維軟件實現汽車內部和外部的可視化并不是一個特別新鮮的話題,但隨著軟件本身的發展,以及其他技術的涌現,比如云計算,軟件與汽車設計結合得愈來愈緊密。
歐特克公司提供了一組數據:在“云”中做單一的設計渲染比在實體設備上快3到5倍,建筑師甚至可以借助云技術把制作設計渲染的時間從90分鐘縮短為12分鐘;美國工業機械制造商Balzer Pacific利用云技術,把4項設計的分析時間從4天縮短到90分鐘。簡單地說,云計算讓軟件計算效率成倍提高。
效率成倍提高讓軟件和汽車設計中的一項應用具有了普及的可能性,這就是軟件仿真。廠商可以通過軟件仿真實現一些測試環境,比如數字化風洞,對車型的加熱、空氣流通、散熱等方面進行仿真測試,甚至對引擎能效本身的情況也可以進行測試,從而優化和調整。
關鍵詞:多功能,節能,一體化
1、汽車防曬罩的開發前景
隨著我國經濟的發展,人民生活水平的不斷提高,轎車消費市場蓬勃興起,逐漸成為新的消費亮點。據了解,由于停車設施不足帶來的停車難問題,在我國大中城市日益嚴重,當前,我國私人汽車擁有量已突破1000萬輛,而全國停車位缺口平均在60%以上。隨著我國私人汽車擁有量的迅速增長,汽車數量的增長與停車位短缺的矛盾日益突出。有數據表明,國內城市每4.84輛機動車才有一個合法的停車位,有的城市平均每31輛車才配有一個停車位。國家發改委經濟運行局副局長林玉龍說,停車難不但成為制約城市發展的主要因素,而且阻礙了我國汽車工業的快速發展,已經成為當前迫切需要解決的問題[2]。車位緊張、停車難的問題已經演變為一個社會話題,有人認為汽車的使用將是制約今后汽車發展的關鍵因素。
在地價如金的當今社會里,修建車庫的代價眾人知曉,其成本也是可想而知的。因此有很大一部分車輛只能露天停放,雨天經受風雨的浸淋,晴天則經受艷陽的暴曬,這種浸淋和暴曬無疑會使車輛的外殼加速老化。論文大全。在全球溫室效應加劇的今天,經暴曬后的車廂內溫度奇高,車廂內各種儀器和設施不僅會縮短正常的使用壽命,而且也會影響駕駛員進入車廂后啟動車輛行駛,進入車廂猶如置身桑拿浴房。
如今很多車子都停靠在馬路兩邊或停靠在樹蔭下面,或停靠在一些臨時規劃的露天停車場。停靠在樹蔭下面可以保持車內溫度不至于過高。但停在樹蔭下面要注意防備樟樹、松樹等。這些樹種會在高溫時滴下樹脂類物質,尤其夏季是樹木汁液分泌的旺盛季節,如果滴落在車身上,那樣就比較難清除,而且這類油性物質對車身的腐蝕性很強。假如能夠給汽車加上一個防曬罩,那樣就可以減少這些不必要的麻煩。
2、現階段解決汽車防曬方法的分析
給汽車貼上防爆膜,是目前解決汽車防曬問題最簡單最直接的辦法,也是一種較常用的辦法。它可以有效阻斷太陽熱量,進而減輕空調負荷,提高燃油效率,緩解引擎負荷,防止車內物品褪色老化,保護車主的皮膚免受有害紫外線的傷害,防眩光,以及在發生事故時有助于固定破損玻璃碎片等多種功能。
停車時給汽車安上遮光板,遮光板一面呈銀色,體積小,材質輕,可折疊,用時打開像一道屏風,放在車內的前部或后部,可保護儀表盤同時也可以使座椅不那么燙人。
從目前解決汽車防曬的方法來看,無論是哪一種方法都只能起到局部的防曬和隔熱功能,要想真正做到實質性的防曬和隔熱,我們推出汽車防曬罩這類產品是比較理想的選擇。
3、現階段市場產品狀況分析
汽車防曬罩是汽車發展到一定階段,而出現的汽車附屬類產品,這類產品主要是用于汽車的防輻射、防熱以及防塵、防雨露霜雪,防意外刮傷等。汽車防曬罩的主要消費對象是私家車車主。
“U.S.A.STAR”電動式防盜汽車防曬罩的出現是美國為了解決80年代私人轎車的廣泛普及與相配套的車庫大量匱乏之間的矛盾而發明的。在西方,“U.S.A.STAR”電動式防盜汽車防曬罩被稱作是“可隨車攜帶的車庫”。其缺點是罩上汽車防曬罩后汽車的尾部仍然露在外面,一方面熱量會從尾部傳到整個車身,大大減弱了其防曬隔熱功能。
另外,目前市場上還有一些手動卷軸式只遮車體上半部分的汽車防曬罩,都有其共同的缺點。
4、汽車防曬罩的衍生設計——帳篷
在了解了目前市場上汽車防曬罩和戶外帳篷之后,我將汽車防曬罩和戶外帳篷設計融于一體。而提出汽車防曬罩與戶外帳篷一體化的概念。將此多功能產品采用雙層帳,目的是更好的結合帳篷的功能,同時也解決目前汽車防曬罩單層隔熱性不好的主要缺點。在層與層之間加上通氣軟管,軟管采用柔軟材料,如同人體氣管,其作用使整個汽車防曬罩的層與層之間產生相對的空間,更好的達到帳內氣體的流通,致使車內溫度大大降低,進而降低汽車室內溫度。
在設計中,我們不能忽視該產品作為汽車防曬罩使用時的防盜問題,所以我設計一個名為防盜吸盤的附件,防盜吸盤既做到自身的防盜,又可防止汽車防曬罩被盜。論文大全。
經過設計預想,我總結了多功能汽車防曬罩的設計思路和大體方向,即簡潔、美觀、親和、時尚、前衛的,同時也容易操作,容易折疊、展開和獨具個性化。
在設計時,我提出了汽車防曬罩與戶外帳篷一體化的概念,將汽車防曬罩和戶外帳篷設計融于一體,使其更加節約材料,同時也滿足汽車防曬罩功能的多樣化。
這一點我們暫且稱為形,應該說它是產品與人交流中最直接的因素之一,色彩是另一因素。它們屬第一感性因素,同技術、結構、機能相比它們有著更大的可變可能,有著一定的自由度。
多功能汽車防曬罩的設計應該是有針對性的設計,比如針對每年銷售情況而進行尺寸的配合設計,在設計時要嚴格參考汽車的基本尺寸。論文大全。
我認為將產品設計成隧道式的帳篷形式是比較合理的,一方面考慮到帳篷與汽車的外形的配合,另一方面隧道式的帳篷抗風性能較好。再者產品設計成隧道式加大了其作為帳篷使用時的空間,也更加符合人機工程學原理,即隧道式帳的有效躺臥空間在中間部位,這樣,人臥在帳內不至于有壓抑的感覺,同時帳篷兩端可用來放置一些戶外生活用品。內帳的設計尺寸是在外帳的基本尺寸上加以考慮的,既考慮了通風、透氣性,也考慮了與外帳的結合操作。
為節約成本,我們可以在設計時把設計元素做模塊化處理,做到一件多用,各件互用。這樣做也會有效控制成本,增強產品的連續性和保持產品風格的相對穩定性。從而也實現不同型號汽車的互換。通過拉開塊與塊之間的拉鏈,對產品進行不同的組合。該產品模塊化設計的意義還在于,當車罩上防曬罩時,我們通過拉開塊與塊之間的拉鏈,自由的、輕松的出入停著的汽車內,更清凈、隱私地享受車內生活。
如果在技術、結構等隱性因素相差不多的情況下自己的產品想在大量同類產品中脫穎而出,要依靠在第一感性因素方面先做好文章,也就是做好設計開發階段做好造型、色彩、材質等方面的工作了。當然技術方面的因素也是必須要跟上的,技術是一個產品的靈魂。如下圖分別為外帳三視圖和內帳三視圖,兩者完全結合就是一個戶外帳篷使用,當內帳把底部和兩則部分拆卸下來與外帳結合就作為汽車防曬罩使用。
多功能汽車防曬罩的設計滿足了現代人特有的生活方式。多功能汽車防曬罩的設計同時也解決了私人汽車迅猛發展與車位緊張、停車難之間的矛盾,在車位緊張的時候,車主可以將車停在馬路兩旁或者是一些臨時規劃的停車場所,當然要把汽車防曬罩罩上。使車主不為愛車被曬心疼,這樣能更好的保養汽車,使愛車壽命延長,也可以增加車主享受清爽舒適的駕駛愉悅。
汽車防曬罩與戶外帳篷一體化設計,更大程度地節約了材料,讓資源優化配置,在資源和能源緊缺的現代社會中更應該重視這點。利用有限的資源進行多功能的產品設計將是未來的發展趨勢。
注釋
參考文獻
[1] 何人可.工業設計史(修訂版)[M].北京理工大學出版社,2000.
[2] 陳鴻俊.現代設計史[M].中南大學出版社,2005.
[3] 張同.產品系統設計[M].上海人民美術出版社,2004.
[4] 吳國榮,楊明朗.產品造型設計[M].武漢理工大學出版社,2005.
關鍵詞:汽車設計 美學 造型方法
中圖分類號:TB47
文獻標識碼:A
文章編號:1007-3973(2012)007-116-02
在汽車工業120多年的歷史中,汽車作為一種具有特殊意義的工業產品,每一個品牌往往具有使命感的造型語言,這些被賦于使命的語言往往要和整體的美學造型語言相統一。這種語言在美學準則中是相對穩定的。它的存在使每一個品牌的汽車的造型語言和元素成為了一種類似于遺傳基因的內在物質,形成每一個品牌的可以傳承的精髓。它也會隨著時代的發展而變化,也會因客觀條件的不同而產生差異。
汽車設計作為一個技術與藝術高度結合的集大成者,其造型必須是形式美與內容的完美結合,在體現形式美的同時,又必須透露出汽車的技術本質。科技感與流暢的線條并不沖突,在汽車設計上,這是一堆天生就共存的元素。
汽車設計中的美學準則,主要是研究汽車形式美感與人審美之間的關系。以美學的評判標準來闡述汽車造型美的發展規律,通過規律的發展來研究與發現人們對產品的審美理念。
1 汽車造型的比例與尺度
任何一輛汽車使我們最先感受到的是它的尺度和比例。汽車的比例與尺度很多時候是由車型,動力系統布置,懸掛等技術因素決定。但是如何在這個范疇內使汽車看起來最美,就必須運用美學的基礎。造型設計中各個部分的大小,長短,高低與整體關系的比較關系,一般都不涉及具體數值,為了使細節與整體造型的統一,一般都是先規定比例元素,將其作為基本的衡量單位來計算其他部分的比例。
(1)黃金比的運用。黃金比是將一長度分為兩部分,使其分割后的長度與原來線段之比等于分割后短段與長短之比。在汽車設計中,尤其是b級轎車都采用黃金比例法則進行設計,比如軸距和和總長的比例。
(2)均方根的應用。均方根比例中,√2,√3,√4這三個特征被廣泛采用,因為這些比例關系更符合人們的視覺習慣。
(3)整數比例及整數比矩形。整數比例是以正方形為主要的比例基準,組成不同矩形的比例。這種比例具有明快,均稱的美感,并且具有較好的工藝性。在汽車的造型設計中,高與長的比例一般為1:3。
2 汽車造型的對稱與平衡
造型的對稱是一個形象的完美復制,主要是指物體的兩個局部的比例與形狀都是完全對稱的。對稱這種手法是一種普遍存在的“形式美”。
汽車造型中穩定的感覺,往往是對稱的造型帶給我們的。
平衡,就是物體在空間中以合理的布局分布,以帶給人平衡的感覺,它是對稱進一步的發展形式。一般以三種形式表現:等形不等量(圖1中a),不等量不等形(圖1中b),不等形不等量(圖1中c)。
平衡造型法會給人以內在的,有秩序的動態美感。相比對稱手法更具趣味性。具有動中有靜,靜中有動,動靜相宜的,生動活潑的藝術效果。交通工具的側視效果往往是均衡的主要體現。也可以說這種均衡使得每一種車型根據自身不同的定位有了自己獨特的語言,表達了設計者對于美的追求。
3 汽車造型的穩定與輕巧
造型物的上下造型面的輕重關系,反映出造物的穩定性。穩定的基本條件是,物體的重心須處在支撐面內。重心越低,越靠近支撐部的中心部位,其穩定性就越高。穩定性會對人的情感產生影響。穩定性高給人以穩重,可靠之感;穩定性低給人以不安定,壓迫之感。在產品的造型設計中,有“實際穩定”和“視覺穩定”兩個方面。
增加物體穩定的方法有降低重心,增大支承面。多用正三角形和梯形。顏色上多采用又下自上,顏色漸淺的方法。
輕巧也是指造型物上下之間的大小輕重關系,指的是在維持 “實際穩定”的前提下,使造型獲得輕巧,靈動的美感。增加輕巧的方法有:提高重心的位置,縮小底面積,用網狀或架空的造型方法,適當的多使用曲面,利用高明度顏色和輕巧材質以引起人們的心理聯想。
4 汽車造型的統一與變化
統一指部分聯合成整體,歸于一致;在同一個物體中不同的要素趨向于安置在某一個要素之中。統一的作用是使形體變得有秩序感和安定感。例如在汽車的輪轂形式以及翼子板的切口等,一般都采用相同的形式,相同的形式感在側視圖中會比較整體,有條不紊。變化是指同一事物或環境中,要素與要素之間存在的差異性或在同一物體或環境中,相同要素以一種變化的方式所產生的一種視覺上的變化感。變化的作用是使形體有動感,可以避免讓人感到呆板和沉悶,讓形體更加生動。早在上世紀30年代,西方的汽車設計師,比如布加迪就在探索形體的變化所能帶來的令人驚嘆的變化力。
汽車設計中的統一造型,給人以酣暢的感覺,但是一味只追求統一而無變化,便會失去趣味,美感也無法持久。因為人們的精神是心理是追求視覺刺激的。而變化是刺激的原動力,但是變化應該是合理并且符合規律的。
5 汽車造型的協調與對比(見表1)
6 汽車造型的過渡與呼應
過渡是指造型物的兩個不同形狀或色彩之間采用一種既能聯系兩者,又能逐漸演變的形式,使之相互協調,達到造型統一的效果。汽車造型設計中,一般采用圓角或者棱線進行過渡,以增加造型的整體感與線形靈活多變的效果。
呼應是指造型物體的某一個空間坐標內,如上下﹑左右﹑前后,這樣的形體相互聯系和位置的相互呼應,使之在視覺上產生相互關聯的統一感。
7 美學造型的靜感與動感
動與靜的矛盾在形式法則上是矛盾的統一。要求靜中有動,動中求靜,比如內飾的設計上,要求高速駕駛時,給人靜的感覺,這樣能使人乘坐時有寧穩﹑舒適的感覺,使駕駛者的注意力更為集中,并且有助于緩解疲勞。
關鍵詞:汽車造型設計;集成產品開發;A面;美學法則
前言
設計者在汽車造型設計每個環節中可能出現忽視某些環節過程或不規范操作,使得設計過程不具完整性。以往設計過程可能缺乏實際案例支撐從而被人們理解不透徹或觀點較為陳舊,本文結合以往實際例子講述可能出現不科學的環節,以及采用新方法等規避與設計初衷相偏差,減少設計失誤,從而提高設計整體可接受性及可觀性。
1前期調研
前期調研是開發設計的必要條件和充分條件,沒有前期的調查無法決定人群的需求和市場的供求量。產品規劃前期對所要開發的車型都要有詳盡的技術與相關多種因素的資料收集和分析[1],這樣設計師對即將進行的造型構思和風格定位以及功能定位更容易把握以使得新造型盡可能被目標客戶群接受。
2頭腦風暴及手繪草圖
通過對前期調研分析,可以根據調研與評價的結果針對性地進行初期的創意構思,這個階段會有大量的草圖出現。手繪草圖對于設計師來說是能打開心靈的窗口、發現美、探索問題的必不可少的方式[2]。近幾年隨著各種繪畫制圖軟件流行,草圖被好些人認為可取代,草圖階段往往或多或少的被忽視。設計師采用拼接等方式在其它方案上修修補補,省去手繪草圖階段,呈現出一些“新”造型,看似速度快了很多。筆者認為,那樣永遠跳不出原來方案的束縛,丟失了捕捉瞬間靈感及激發創作激情的絕佳機會;違背創新創造的初衷。從各角度發散思考快速尋找合適造型體,及時記錄瞬間靈感與美感。
3IPD法則與效果圖
IPD是集成產品開發的簡稱,是一套產品開發的模式、理念與方法。基于市場的開發,是種跨部門、跨系統的協同方式[3]。在效果圖階段須秉承這一法則,否則設計的結果不是自我感覺良好不被大眾所接受或就是產品缺陷較多、開發效率低,應該設計時讓市場、技術、生產、采購、銷售等部門共同參與進來。在方案討論選擇的同時,更多的是對各種曾經出現的問題和潛在問題加以分析規避,各部門各學科專業共同參與商討,高效及時解決問題選擇最符合的方案同時加以優化。效果圖方案的選擇應該不能為了結果選擇而選擇,更應該突出發現問題,準確高效地解決可能出現的各種問題。例如生產部門結合以往加工制造出現的問題,對新方案整體評估提出優化建議等,可避免后續產生問題不必要的重復修改。
4油泥模型驗證
現代油泥模型加工方式的出現,使得原來油泥模型制作時間大大縮短,三維洗削使得油泥模型成本有所降低,此階段是對CAS造型數據的空間整體驗證修整。在一些設計過程中此階段同樣存在被忽視省略或過于走形式化。設計出來的東西確少實物空間驗證過程,往往出現以下問題:(1)實際造型效果低于數據及圖片效果。視角及感受方式的不同,多跨度空間實物模型與電腦三維效果往往出現一些偏差,甚至視覺上出現細微扭曲變形[4]。(2)油泥模型曲面驗證時出現干癟平等現象,甚至是視覺上的塌陷感,使得造型失去飽滿感,尤其出現在翼子板、保險桿等處。解決辦法是根據實際情況制作1:1或者稍微縮小比例模型。對于存在形態偏差,可適當調整尺寸比例及型面對比關系;對視覺干癟塌陷,應將曲面形體變化處適當加大曲率,即增加凸凹感。在數字模型里修改時體現的是提面與壓面,將對應面曲率適當提高。圖2中油泥模型的翼子板后側出現視覺平癟感、缺乏飽滿美感,但在三維數據模型中不易發現,因此,將油泥模型此處與門板面銜接處繼續刮修下壓,直到此型面呈現凸感。最后根據掃描點云對數字模型進一步調整曲率。
5數字模型達到A面要求
A面又稱A級曲面,是值具備很高質量的曲面,所謂曲面的質量在視覺上的直觀表達就是非常光順、沒有褶皺和無理由的不連續[5]。對于A面須達到以下標準:G0≤0.001-0.005G1≤0.05º-0.1ºG2≤0.1-0.3對于內飾表面A面的要求亦可圍繞上述標準稍作調整。在制作數字模型階段,須避免用類似CAS面代替A面。往往一些設計中A面數字模型一些特征面及倒角面采用非A面標準面片,此類A面往往會比較難調節構建,會花費較多時間調整,若被非A面面片代替大致看不出來兩者差異。但經過分析檢查之后,往往G2數值明顯存在較大偏差,曲面達不到相應要求,若加工出來會出現細微折痕或曲面光順性較差。例如圖3中凸起造型拼接面檢查G2數值較大,可以看出應該不符合A面要求,若采用圖4精細斑馬線檢查分析放大就可以看出出現斷線、不連貫,固不能達到理想光順要求。
6造型設計符合美學法則
6.1造型盡可能滿足黃金比例和黃金矩形
黃金分割率和黃金矩形能夠給畫面帶來美感,令人愉悅。在很多藝術品以及大自然中都能找到它。希臘雅典的巴特農神廟就是一個很好的例子,達•芬奇的《維特魯威人》符合黃金矩形。《蒙娜麗莎》中蒙娜麗莎的臉也符合黃金矩形,《最后的晚餐》同樣也應用了該比例布局。例如客車前圍風擋玻璃及止口下立面(整體黑色區域)在前圍整體比例應該符合黃金比例,那樣視覺效果最佳。
6.2造型滿足變化規律性
形體結構的變化具有類似重復變化規律性,呈現出一定的韻律感。不可雜亂無章,所心所欲。
6.3造型滿足統一協調性與對比差異性
在設計中,根據具體型面將各種形式因素基本上保持同一格調、同一基色,沒有明顯的差異同時又有對比變化,使得更加生動。例如,汽車車身整體造型語言協調統一,或者柔美或者剛硬,同時,在前臉等處正負空間法交錯營造形體變化,凸面與凹面、粗面與纖細面等就是一種對比變化。
7結論
本文以實際多個汽車車型種類項目出發,結合造型設計過程中存在的問題點,總結從造型設計初期到后期各個階段論述應注意的問題及設計理念方法。秉承“舊”方法精髓,采用新理念思維,愿能起到拋磚引玉的效果,給實際設計開發工作帶來指導意義。
參考文獻
[1]胡偉峰,趙江洪.用戶期望意象驅動的汽車造型基因進化[J].機械工程學報,2011,47(16):176-181.
[2]王子健.從視覺思維角度淺析手繪草圖在產品造型設計中的作用[J].藝術科技,2014,(4):425.
[3]朱瑞萍.IPD——一種集成的產品開發模式[J].市場研究,2003,(12):41-42.
[4]石云愛.淺談車身油泥模型制作中要注意的幾個問題[J].汽車技術,1996(6):54-55.
[5]崔士斌.基于ClassA曲面標準的造型評價體系[J].汽車工程師.2009(03):39-41.
關鍵詞:開閉件設計;車身;性能與質量
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
開閉件是車身中工藝較復雜的部件,他涉及到零件沖壓、包邊焊接、零部件裝配、總成組裝等工序;開閉件也是車身上安裝附件最多的總成,對尺寸配合和工藝技術都要求嚴格。開閉件是車身的關鍵運動件,其靈活性、堅固性、密封性等方面的缺點易暴露,對汽車產品的使用質量有嚴重的影響。因此對于開閉件的設計也提出了許多的要求。
1. 開閉件的外表面不應有負角,除了包邊和局部整形外,理論上車門內外板、前機艙蓋和后行李箱蓋必須有良好的沖壓工藝性,可以一次拉延成形,以便降低模具投入成本,提高生產速度。沖壓成型的工序越少,從而生產的效率也就會提高,從爾整個生產成本也就降了下來。
2. 開閉件邊緣要光順,與其他制件間隙要均勻,既要達到美觀的目的,又必須實現開啟和關閉的目的。在開閉的過程中不會與其他的制件有干涉。
3. 前機艙蓋和后行李箱蓋的內外板同外板的連接方式除了周圈的包邊外,為了增加大面積覆蓋件的剛度和強度,消除板件的震動噪音,內板和外板間還分布有涂膠點。涂膠處還需設計有盛膠槽;此外,內板設計時需設計有壓潰筋,內外板包邊時還需涂有包邊膠,主要用于提高機蓋和后行李箱蓋的剛度和強度,降低噪音。
4. 前機艙蓋、后行李箱蓋在開啟狀態的最小高度應滿足國家標準,將發動機罩、后行李箱蓋開到預定的角度(一般在90度左右),前后艙蓋不能與前后風擋接觸,并且最小間隙不能小于10mm,后背門的開啟角度一般在70度到90度之間,或者以開啟后最低點距地面的高度為1800-2000mm作為標準。
5. 前艙蓋與前艙橫梁之間,車門及后背門(后行李箱蓋)與側圍之間除了設計有起緩沖和密封作用的密封條外,還需設有對稱的一組或兩組橡膠緩沖結構,我們稱它為減震塊,用已減少開閉時引起的震動。開閉件都為運動件,因此在開關時都應留有緩沖行程,加有緩沖塊,并且與相鄰件的間隙一般保持在5-8mm的距離。
6. 由于發動機罩和后行李箱(后背門)的關閉狀態和最大開度的關系,因此還需設計有撐桿、氣彈簧、鉸鏈等起支撐和開啟作用的制件。
7. 由于前艙蓋、后行李箱蓋(后背門)只是單純的旋轉運動,而且沒有過程限位,因此之是校核在運動過程中不與周圍部件干涉,另外校核下氣彈簧的開啟行程即可,而前后車門存在三個限位,因此還存在鉸鏈和車門限位器的復合校核。
8.滾壓型的窗框是等截面的,與內板一般是用二氧化碳保護焊焊接。
9. 帶有后背門的轎車,為了避免后背門在開啟的時候后頂蓋后側干涉,因此頂蓋的后面會有一個負角。
10.由于車門內板上為了玻璃升降器及鎖的裝配,都留有工藝孔,為了防止雨水通過這些工藝孔流入車內,在車門內板和車門內護面之間都設計有一層防水膜,通過丁腈膠帶與車門內板粘接到一起。
11.為了避免電泳液和雨水的沉積,還需設計有漏液孔,漏液孔的位置要設計在裝配位置下的最低點,以便于水的流出。孔的大小和數量要根據時間和排水量來確定。如果漏液孔設計不合理,會造成液體流不出,出現反酸現象。
12. 開閉件的內外板之間在連接時為了保證表面的質量,不能使用焊接,一般采用包邊連接。包邊分為兩種形式:直接包邊和球頭包邊。包邊一般為7-12mm,外板的倒角一般為2mm,內板到外板倒角處留有2mm的間隙,在拐角處必須設計有工藝缺口,包邊3-5mm,切口角度大于135度。對于外邊面曲率變化較大處(如車門的四個角),為防止包邊時局部堆料,需要減小包邊量,但最小不能小于2mm。
關鍵詞:LNG汽車加氣站;撬裝式加氣站;工藝流程
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
天然氣是有別于傳統燃料的一種新型清潔能源,當被用作為燃料時,能夠大量減少污染氣體的排放,凈化城市空氣。在汽車運輸中,天然氣具有不可替代的優勢。LNG汽車是指將液化的天然氣儲存在車用瓶內供以動力來源的汽車,車用瓶的標準為溫度112K,壓力0.1MPa。為了更好地推廣LNG汽車,首先要建立液化天然氣汽車的加氣站,并在重要的運輸線上配備專門的加氣站,做完這些工作之后,應該在運輸主線路和各支線路上配備加氣站,最后完成LNG汽車加氣站的網絡化構建。
一、建站方式
(一)、站房式設計
這種建站方式占地面積大,土地費用高,設備與基礎相連,施工周期長,加氣站的土建施工、設備安裝費用高。
(二)、撬裝式加氣站
橇裝式LNG汽車加氣站將汽車加氣站的儲存裝置、加注裝置以及控制系統都集中到一個橇裝式集成系統。這種建站方式,占地面積小,成本低的土地,絕大多數的集成一個或多個橇塊上,建設周期短,土建施工,設備安裝費用灌裝站建站的總成本低和易于成本回收,這種建站方式適合初期LNG加氣站。所以相比于站房式的加氣站,撬裝式的加氣站得到廣泛的應用。
1.橇裝式LNG汽車加氣站防雷技術
橇裝式LNG汽車加氣站作為新型加氣站的一種,其一旦發生雷擊并引發火災或爆炸將造成不可估量的損失,因此橇裝式LNG汽車加氣站的防雷安全十分重要。
1.1防直擊雷系統
1.1.1接閃器
LNG低溫儲罐及卸車加注橇體集中設置在橇裝平臺上。低溫儲罐一般位于鋼質罩棚內,儲罐與罩棚之間距離較遠,卸車加注橇于彩鋼棚下。鋼質罩棚以及彩鋼棚厚度不應小于BVV。若其厚度達不到要求,則應另外加裝接閃裝置。罩棚和彩鋼棚應與其支撐鋼架做可靠電氣連接。若罩棚與彩鋼棚存在一定的間隙,為均衡電壓,則將罩棚與彩鋼棚支撐鋼架在兩邊緣處采用A&VV。的軟銅帶進行等電位連接。
1.1.2引下線
引下線是將雷電流從接閃器傳導至接地裝置的重要泄流渠道,應在橇裝平臺轉角處設置引下線,分別將鋼質防曬罩棚和金屬彩鋼棚架與環形接地裝置連接;應在綜合值班區外側兩端設置引下線將接地裝置和接閃器連接,引下線間距沿周長計算小于25m,每根引下線在其距地面2.7m以下用耐絕緣層隔離,或采用3mm厚的交聯聚乙烯層隔離。引下線3m范圍應內敷設5cm厚瀝青層,以防接觸電壓和跨步電壓。綜合值班區引下線應在距地面0.3-1.8m處裝設斷接卡;泵橇儲罐區引下線應設斷接卡,上端與鋼質防曬罩棚和金屬彩鋼棚架焊接,下端與引下線焊接。
1.2防閃電感應如橇裝式
LNG汽車加氣站未采取防閃電感應措施,一旦其附近甚至本站遭受雷擊,將在其金屬部件上產生閃電靜電感應和閃電電磁感應從而使金屬部件之間產生火花放電。由此,泵橇儲罐區應采取防閃電感應措施。應將低溫儲罐轉角處用16mm2的軟銅帶與其基礎鋼座相連,基礎鋼座左右兩側通過2根25mm×4mm的鍍鋅扁鋼用最短途徑連入泵橇儲罐區環形接地裝置。卸車加注橇體外加裝鋼護欄,將鋼護欄當做等電位連接帶使用,將金屬設備、管道、構架、電纜金屬外皮等正常非帶電金屬物可靠電氣連接到鋼護欄上。鋼護欄左右兩側通過2根25mm×4mm的鍍鋅扁鋼用最短途徑接入泵橇儲罐區接地裝置。平行敷設凈距小于100mm以及交叉凈距小于100mm的管道、電纜金屬外皮等長金屬物采用金屬線進行跨接,少于5根螺栓的法蘭盤通過金屬線進行跨接。
二、LNG汽車加氣站的工藝流程
液化天然氣由LNG低溫槽車來運輸,在卸車臺處利用低溫泵將槽車中的LNG卸至LNG儲罐中,加氣時通過低溫泵,將LNG儲罐中的液化天然氣達到飽和壓力0.45~0.80MPa,再通過加氣機加入汽車的車載氣瓶里。在正常待機狀態下,泵池的液相與儲罐的液相空間相通,但泵池的氣相和儲罐的氣相不相通,即緊急切斷閥關閉,加液機的加液緊急切斷閥關閉,加液機循環緊急切斷閥打開,與儲罐的氣相空間相通,其余回路(泵的供液回路、卸車回路)處于關閉狀態。
(一)、卸車流程
卸車流程包括泵卸車和手動卸車兩種方式。
1.泵卸車方式
1.1連接槽車出液口和氣相口,打開管路閥門,通過槽車上的管道放空閥,將卸車軟管中的空氣進行吹掃置換。關閉放空閥后,卸車軟管壓力與儲罐壓力相同,對卸車軟管接口進行檢漏,無泄漏后,打開槽車出液閥和氣相閥。
1.2通過控制盤將系統調到“卸車模式”或在柜門上手動開關選擇撥到“自動卸車”檔,系統自動打開壓力平衡流程,儲罐、槽車和低溫泵壓力相互平衡。
1.3當儲罐壓力降到設定壓力時,控制系統啟動泵的預冷流程,槽車中的LNG通過卸車軟管流入到泵池,對潛液泵進行預冷。
1.4按下啟動按鈕,等泵的預冷溫度達到要求后,泵自動啟動對儲罐進行上充液(上下進液可以手動切換)。
1.5在上充液過程中,由于過冷液體對儲罐內氣體的冷卻作用,儲罐內壓力會逐步降低。
1.6儲罐液位達到90%時,系統自動停機并發出報警提示。關閉進液管路閥門及槽車上的出液閥和氣相閥,打開槽車上的管道放空閥,對卸車軟管進行泄壓后,卸下卸車軟管。
泵卸車方式示意圖
2.手動卸車方式
2.1連接槽車出液口、氣相口,打開進液管路閥門,通過槽車上的管道放空閥,將卸車軟管中的空氣進行吹掃置換。關閉放空閥后,卸車軟管壓力與儲罐壓力相同,對卸車軟管接口進行檢漏,無泄漏后關閉閥門。
2.2打開儲罐出液閥、增壓器輸入閥和增壓器輸出閥,給槽車增壓,當槽車壓力達到0.6MPa以上時,打開出液閥門,槽車中的液體進入儲罐底部。
(二)、調壓流程
1.自增壓調壓流程
LNG液體由LNG儲罐的出液口直接進入增壓氣化器氣化,氣化后的氣體經LNG儲罐的氣相管返回LNG儲罐的氣相空間,為LNG儲罐調壓。采用這種調壓方式時,增壓氣化器的入口壓力為LNG儲罐未調壓前的氣相壓力與罐內液體所產生的液柱靜壓力(容積為30m3的儲罐充滿時約為0.01MPa)之和,出口壓力為LNG儲罐的氣相壓力(約0.6MPa),所以自增壓調壓流程調壓速度慢、壓力低。如下圖所示:
自增壓調壓流程示意圖
2.潛液泵調壓流程
LNG液體氣經LNG儲罐的氣相管返回到LNG儲罐的氣相空間,為LNG儲罐調壓。采用潛液泵為儲罐調壓時,增壓氣化器入口壓力為潛液泵的出口壓力,美國某公司的TC34型潛液泵最大出口壓力為2.2MPa,一般將出口壓力設置為1.2MPa,增壓氣化器的出口壓力為儲罐氣相壓力,約為0.6MPa。增壓氣化器的入口壓力遠高于其出口壓力,所以使用潛液泵調壓速度快、調壓時間短、壓力高。如下圖所示:
潛液泵調壓流程示意圖
(三)、泄壓流程設計
卸壓設計流程中,對儲罐進行加壓的過程中會出現液化天然氣不斷揮發的情況,如果這些提起不被及時排出的話,儲罐的壓力就會不斷增大,超過極限承載能力之后,閥門就會自動打開,氣體外泄。所以為了保證加氣站的安全,必須對儲罐進行泄壓處理。
結束語
由于LNG是一種清潔無污染的新能源,隨著國家政府對天然氣運用的大力支持,越來越多的交通運輸車將配置天然氣燃料汽車,而LNG加氣站是主要服務站的一種方式,液化天然氣的廣泛運用勢必帶動LNG加氣站,因此在未來LNG加氣站有著不可估量的前景。
參考文獻:
[1]齊興健,夏怡,何沛.分析汽車加油加氣站設計的重點[J].中國石油和化工標準與質量,2014,04:234-235.