Компьютерные технологии в современных «цифровых» автомобилях. Самые полезные технологии в современных автомобилях Современные конструкции и технологии изготовления автомобилей

– одна из первых отраслей, где 3D-технологии нашли коммерческое применение: еще в 1988 год концерн Ford начал использовать 3D-принтеры для печати отдельных элементов прототипов.

Сегодня этот сектор экономики по максимуму использует достижения аддитивных технологий и 3D-сканирования. Трехмерная печать является идеальным способом создания прототипов , функциональных деталей и узлов, а также оснастки и пресс-форм. Она позволяет сэкономить время и деньги на стадиях разработки продукта и литья, обеспечивая изготовление геометрически сложных деталей с высокой детализацией. 3D-сканеры и специализированное программное обеспечение на новом уровне решают задачи контроля геометрии и реверс-инжиниринга , сокращая сроки производства автомобилей, способствуя повышению качества продукции и уменьшению процента брака.

Некоторые крупные автопроизводители уже наладили серийное изготовление на 3D-принтерах компонентов для своих классических моделей или кастом-каров. Лидеры рынка вкладывают огромные средства в создание центров аддитивных технологий для опытно-экспериментального производства. Такой центр, есть, к примеру, у BMW – он производит более 100 тысяч компонентов в год, а в 2019 году планируется открытие еще одного крупного комплекса.

Завод Nissan в Санкт-Петербурге: изготовленные на 3D-принтере детали (белые на фото) используются для фиксации крышки багажника. Фото: «Ведомости» / Nissan

Развитие технологий 3D-печати и разработка новых материалов с улучшенными физическими свойствами также позволяют внедрять радикально новые, инновационные идеи. Так, технология «безвоздушных» шин Michelin Visionary Concept с возможностью изменить рисунок протектора в зависимости от погоды исключает проколы, проблему низкого давления и другие риски при вождении.

Возможно, полностью напечатанный на 3D-принтере автомобиль – реальность не столь отдаленного будущего. Однако все вышеперечисленное – достижения западных автопроизводителей. А какова ситуация и перспективы развития аддитивных технологий в России? В этой статье мы остановимся на преимуществах 3D-печати , рассмотрим вопрос применения инноваций на отечественном авторынке, а также практические примеры внедрения.

Как 3D-печать используется в автомобилестроении

Аддитивные технологии эффективно решают следующие задачи автомобильного производства:

создание функциональных прототипов;
создание выжигаемых и выплавляемых моделей для литья ;
производство оснастки и пресс-форм;
мелкосерийное производство.

Прототипирование позволит оптимизировать производство тем предприятиям, которые занимаются выпуском автомобилей (но не сборкой готовых моделей), а также производителям автокомпонентов, поставляемых на конвейер.

Средствами топологической оптимизации проектировщик может задать практически любую необходимую геометрию детали и вносить изменения в дизайн на более поздних этапах разработки. 3D-модель передается из САПР на 3D-принтер, который в короткие сроки печатает прототипы, оснастку или пресс-формы для литья изделий . Тем самым сокращаются расходы на производство, сроки разработки продукта и его вывода на рынок. В частности, предприятие может наладить оперативное изготовление компонентов, приурочив его к выпуску автомобиля.

Благодаря 3D-печати завод Nissan в Санкт-Петербурге сэкономил в 2017 году более 1 млн рублей, не заказывая производство оснастки на стороне

Оснастку и изделия, которые отвечают необходимым прочностным характеристикам, можно выпускать непосредственно на заводе, имея всего лишь один 3D-принтер. Он будет печатать различные по номенклатуре детали, что невозможно при использовании станков и других традиционных инструментов.

Технологии, в основном применяемые для прототипирования:

FDM (моделирование методом послойного наплавления);
SLS (селективное лазерное спекание).

Оснастка и пресс-формы, которые печатаются из пластиков и фотополимерной смолы , будут в разы дешевле металлических.

Изготавливать функциональные изделия можно и на металлических 3D-принтерах (например, по SLM-технологии). 3D-печать металлом также подходит при выпуске небольших партий, в том числе при создании кастомизированных продуктов. Новейшие разработки в области металлических порошков открыли путь к изготовлению более легких, более плотных, а в отдельных случаях – более прочных деталей. Благодаря топологической оптимизации на 3D-принтере можно выращивать компоненты сложной формы и фактуры (с ячеистой структурой, внутренними каналами и т.п.), в том числе цельнометаллические, которые раньше собирались из нескольких элементов.

Западный опыт: цифры и факты

Команда Renault Sport Formula One одной из первых стала применять 3D-печать для прототипирования. Сегодня небольшой группе инженеров предоставлена возможность производить сотни деталей в неделю для испытаний в аэродинамической трубе, разрабатывать инновационные детали для проведения испытаний и установки на болиды и в целом ускорить процесс НИОКР. Благодаря технологиям SLA и SLS от 3D Systems изготовление сложных автомобильных деталей занимает не недели, а всего несколько часов.

BMW одной из первых среди автомобильных компаний напечатала на 3D-принтере партию из нескольких тысяч металлических деталей для модели BMW i8 Roadster. Мягкая складная крыша этого родстера имеет изготовленный аддитивным способом компонент из алюминиевого сплава с инновационным бионическим дизайном, повторяющим природные формы. Новое изделие имеет более высокую степень жесткости по сравнению с аналогом, который производился методом литья под давлением, а также меньший вес.

Компания Steeda Autosports , крупнейший производитель аксессуаров для Ford, использует технологию полноцветной 3D-печати для создания прототипов разнообразных компонентов – от колпачка масленки до литых труб системы холодного впуска. Результат: срок выхода продукта на рынок сокращается на несколько недель, и на каждом изделии экономится 3000 долларов за счет снижения расходов на мехобработку и создание литейных форм.

Michelin производит на металлических 3D-принтерах вставку в пресс-форму для разделителя ламелей – самых изнашиваемых элементов покрышки. Выбор новой технологии, вместо применявшихся ранее штамповки и фрезеровки, обусловлен мелкозернистой структурой металла, лучшей теплопроводностью и, как следствие, меньшим износом.

Еще больше историй внедрения - в нашем блоге!

Ждет ли Россию бум аддитивных технологий?

В конце лета – начале осени в Москве прошло несколько крупных международных мероприятий автомобильной отрасли , на которых побывали специалисты iQB Technologies . Прежде всего, это Московский автосалон, где мы увидели множество перспективных отечественных разработок. Всеобщее внимание привлекло семейство автомобилей представительского и высшего класса «Аурус» (проект «Кортеж») и новинки ВАЗа, закрывшего свою «классическую» программу и показавшего «Весту», обновленную «Гранту», а также концепт новой «Нивы 4х4». Яндекс продолжает с успехом продвигать свой проект беспилотных авто, и посетители автосалона могли совершить захватывающую поездку в такси без водителя. Но самой, пожалуй, обсуждаемой разработкой сезона стал концепт электрокара CV-1 в корпусе старого «москвича», представленный «Калашниковым» на военно-техническом форуме «Армия-2018». Можно констатировать, что российский автопром медленно, но верно движется в общемировом направлении.

Пик продаж на авторынке России пришелся на 2012 год, затем начался спад, преодолеть который пока не удается. Улучшить ситуацию призвана стратегия развития автомобилестроения на 2018-2025 годы , разработанная Правительством Российской Федерации. В ней четко определены приоритетные задачи отрасли – увеличение выпуска собственных моделей автомобилей и качественных автокомпонентов, а также налаживание связей между производителями автокомпонентов. При этом локализация должна составлять не менее 70%.

Новинки Московского автосалона: Aurus «Сенат» - российский автомобиль представительского класса

Если в 1990-е годы Россия практически не выпускала автомобилей, закупая подержанные в Японии или Германии, то в начале 2000-х в стране действовало уже 15 крупных автозаводов. Понятно, что при реальной локализации в 50-70% значительная часть добавленной стоимости на детали создается за рубежом (они поставляются и собираются на конвейере в России), но сегодня мы полностью обеспечиваем свой внутренний рынок. Самые востребованные модели – такие, как Solaris, Polo, Rapid – выпускаются в России.

Согласно правительственной стратегии, процент бюджета предприятий, который закладывается в инновации и новые разработки, сейчас составляет порядка 15%. Поставлена цель довести этот показатель до общемирового показателя – 25-30%, и это открывает хорошие перспективы для внедрения 3D-технологий в российском автопроме.

Для отечественных автопроизводителей аддитивное направление – пока что почти не освоенная территория, поэтому информации о применении 3D-технологий крайне мало. Газета «Ведомости» сообщает, что группа «ГАЗ» , по словам ее представителя, использует 3D-печать для прототипирования деталей машин. По данным официального сайта Алтайского края , корпорация «КамАЗ» в этом году получила два уникальных 3D-принтера российского производства. Эти установки печатают высокоточные песчаные формы для литья стали.

Говоря о зарубежных производителях в России, приведем пример альянса Renault-Nissan : он начал внедрение аддитивных технологий со своих западноевропейских производств, теперь пришла очередь России. На заводе Nissan в Санкт-Петербурге 3D-принтеры печатают прототипы и оснастку, а также приспособления для калибровки дверей, фар и датчиков. Это позволило предприятию сэкономить за 2017 год более 1 миллиона рублей, не заказывая производство оснастки на стороне. В Москве на предприятии Renault с помощью 3D-принтеров изготавливаются защитные элементы используемых инструментов.

Потенциал 3D-печати для автомобильного рынка

Напечатанные на 3D-принтере выжигаемые литейные модели позволяют Renault Formula One быстро изготавливать крупные металлические детали большой сложности

Итак, 3D-печать позволяет получить производителям автомобилей и автокомпонентов целый ряд преимуществ:

сокращение времени на этапе разработки продукта и литья ;
экономия времени и расходов на изготовление оснастки и пресс-форм;
отказ от услуг подрядчиков-изготовителей оснастки;
проведение технологических экспериментов и функциональное тестирование;
создание геометрически сложных изделий с мелкими деталями, которые невозможно изготовить традиционными методами;
снижение массы детали и экономия используемых материалов за счет топологической оптимизации ;
ускорение выпуска нового продукта или эксклюзивной серии на рынок.

В условиях все более жесткой конкуренции вопрос применения инноваций встает все острее. Во всем мире растет число автопроизводителей, осознавших выгоды 3D-технологий для оптимизации производственного процесса . Как мы увидели, в российской автомобильной промышленности аддитивные методы начали внедряться относительно недавно и используются всего на нескольких крупных предприятиях российских или зарубежных автогигантов.

В сегодняшних российских реалиях внедрение аддитивного производства сталкивается со многими препятствиями, среди которых – недостаточная автоматизация многих заводов и нехватка финансирования. Такие технологии 3D-печати, как селективное лазерное плавление Яков Бондарев

Менеджер уникальных отраслевых проектов по внедрению 3D-технологий в производственный цикл. Ключевое направление работы – автомобилестроение. Яков давно увлечен темой авто- и мотоспорта, коллекционирует мотоциклы, участвовал в любительских соревнованиях. Активно осваивает 3D-моделирование и 3D-печать, современные материалы и технологии в сфере производства. Свободное время Яков посвящает созданию мебели и изделий из дерева, занимается сноубордом и любит путешествовать по России. Девиз: «Учиться никогда не поздно».

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

Низкая стоимость;

Высокая надежность;

Высокая степень миниатюризации;

Малое энергопотребление;

Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:

Коммерческие : 0 … + 70 0 С;
Расширенные : -40 … +85 0 С;
Военные : -55 … +155 0 С;

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:

Современная автомобильная промышленность не стоит на месте и постоянно предлагает потребителям новейшие технологии в машинах. Это не только более комфортный дизайн и лучшие запчасти, но и всевозможные системы, позволяющие спланировать маршрут и облегчающие процесс вождения.

Вождение в плохую погоду или темное время суток всегда проблематично. Именно поэтому исследователи решили придумать так называемые «умные» фары. Их уже устанавливают на дорогие модели автомобилей, а скоро этот процесс приобретет более массовое явление.

Компания Форд планирует использовать на новых машинах адаптивные фары. Они учитывают скорость движения и углы поворотов, способны к изменению интенсивности и направления светового потока, отслеживанию попутных и встречных транспортных средств.

Их использование способно существенно снизить число аварий на дорогах, так как подобные фары препятствуют ослеплению других участников дорожного движения.

В Тойоте решили сократить объемы используемых редкоземельных металлов и изготовить электрические моторы по новым технологиям. При их производстве не используются диспрозий и тербий, а количество неодима уменьшено в два раза. В качестве замены разработчики предложили другие варианты ─ церий и лантан. Цена таких металлов гораздо ниже, что значительно экономит финансовые затраты.

Дополненная реальность

В ближайшем будущем появятся очки Google Glass. Они будут отображать всевозможную информацию об автомобиле, и выполнять следующие функции:

определение положения машины на карте;
открытие и закрытие люка;
контроль климата в салоне;
блокировка и разблокировка дверей;
включение и отключение сигнализации;
контроль за зарядом аккумуляторов.

Volkswagen уже разработали интерфейс Marta. Он поможет пользователям ремонтировать автомобили самостоятельно. Электроника отслеживает взгляд мастера и дает подсказки относительно расположения нужных инструментов или запчастей.

К новейшим технологиям в автомобилестроении относятся кузовные панели, способные накапливать энергию намного быстрее, нежели стандартные батареи. Они позволяют поменять тяжелые и громоздкие аккумуляторы на тонкие и легкие. Для их изготовления понадобится использовать полимерное углеводное волокно и смолы. Пополнение запасов энергии производится включением в розетку, альтернативный способ ─ использование системы рекуперации энергии тормозов. Причем времени для зарядки такой батареи требуется намного меньше, чем для стандартного аккумулятора. Новый материал имеет очевидные преимущества: прочность и легко изменяемую форму. Также, одно из достоинств подобных панелей ─ существенное снижение веса машины. Разработки данной технологии активно идут в компании Volvo.

У компании Mercedes-Benz уже с 2011 года выпускаются автомобили со специальным устройством Attention Assist. Оно разработано для того, чтобы отследить физические возможности водителя управлять машиной. Если возникает необходимость, то системы подают сигналы о прекращении движения. Здесь не требуется непосредственное участие шофера, либо достаточно его минимального вмешательства.

Проверка осуществляется на основании трех факторов. Вот их перечень:

фиксация взгляда водителя;
контроль движения транспортного средства;
оценка поведения водителя.

Автопилот

Многие автокомпании занимаются производством и тестированием систем автономного управления автомобилем. Еще недавно это казалось фантастикой, но теперь машины с системой автоматического вождения уже реальность. Их работа обеспечивается разнообразными датчиками, которые посылают сообщения о препятствиях на дорогах.

К примеру, новейший Мерседес S-класса способен управлять автомобилем, а при необходимости сбрасывать скорость и останавливаться.

Но не только автомобильные концерны разрабатывают «беспилотники». Компания Google тоже создала систему, которая позволяет транспортному средству передвигаться самостоятельно. При этом используются камеры наблюдения, навигационные карты и данные радаров.

В ближайший год в странах Евросоюза планируется оснащения автомобилей системами e-Call. Они разработаны специально для того, чтобы оповещать о дорожно-транспортных происшествиях. При аварии устройство срабатывает и посылает в кризисный центр информацию о месте ДТП, виде используемого топлива и количестве пассажиров.

Согласно статистическим данным, водители регулярно проверяют давление в шинах своих автомобилей. Оно должно соответствовать определенным нормам. Если колеса не накачаны должным образом, то это является прямой угрозой безопасности. Кроме того, расход топлива автоматически увеличивается.

Компания Bridgestone легко решила эту проблему созданием концептуальных безвоздушных шин. Пока их массовое производство еще не налажено, но это в планах на ближайшие пять лет. Такие шины содержат микросетку из жесткой резины вместо воздуха. Последняя обладает способностью сохранять изначальную форму даже при экстремальной нагрузке. Именно поэтому, машина сможет продолжать движение даже при проколе колеса без угрозы для жизни.

Безвоздушные шины будут более экологичными, нежели их предшественники из традиционной резины.

Одна из новых технологий в автомобильной промышленности – это автоматическая парковка автомобиля. Она способна на порядок упростить жизнь водителей в крупных городах. Пока такие новинки устанавливают лишь на дорогие автомобили в топовых комплектациях. Электронные системы способны определить вписывается ли машина по габаритам, рассчитать скорость передвижения и оптимальный угол поворота колес.

У водителя всегда есть возможность остановить автоматическую парковку, если ему что-то не нравится, и поставить машину самому.

От автомобилей будущего можно ждать еще больше различных функций, способных оказать водителям помощь в дороге и на парковке. Инновации однозначно будут развивать в сторону мощности и сверхэкономичности.

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.

Оценка продуктов глазами потребителя CSA (customer satisfaction audit)

Аудиторы CSA обучены вести себя именно так, как ведут себя клиенты. Они проверяют стыки панелей, качество лакокрасочного покрытия, заглядывают под капот, проводят небольшой тест-драйв. Если аудитор «не купит» свежесобранную машину, то ее не купит и реальный клиент! Эту систему оценки распространили и на сваренные и окрашенные кузова и кабины еще до начала сборки машины.

Гарантийная политика

Внедрена программа обучения сотрудников сервиса с обязательной сертификацией. Инженеры по гарантии уполномочены принимать оперативные решения по классификации поломок, и проведению сервисных работ, не дожидаясь решений от завода. Обеспечено сопровождение процесса ремонта on-line консультациями от завода-изготовителя.

Процесс получения обратной связи по гарантии

Ключевой процесс в работе компании. Это информация используется для постоянного совершенствования автомобилей, внесения изменений и создания новых продуктов.

Клиентская служба «ГАЗ»

Служба работает круглосуточно, обрабатывая более 35 тысяч обращений в год. Горячая линия «ГАЗ» помогает собирать информацию на рынке обо всех неполадках и об уровне сервисного обслуживания. В течение 24 часов эта информация поступает на завод для анализа или оперативного принятия решений.. За несколько лет 23 тысячи автовладельцев высказали свои предложения - от изменения цветовой гаммы до внедрения специальных опций.
Информация о новых моделях, еще не запущенных в серийное производство, идет прямо с дорог – машины направляют на тестирование десяткам клиентам, которые передают сведения о ходе эксплуатации в режиме on-line. За каждым таким «испытателем» закреплен персональный куратор.

Разработка новых продуктов ведётся по системе «Ворота качества» (PPDS)

Если раньше конструкторы действовали изолированно, то сейчас на каждом из этапов разработки («ворот качества») проектная группа включает всех специалистов - конструкторов, специалистов производственного инжиниринга, технологов, специалистов по Производственной системе и управлению качеством. Система PPDS - это новая школа создания продукта, которая полностью отталкивается от требований рынка: сначала выясняем у покупателя, какими функциями должен обладать будущий автомобиль, и только потом создаем его, контролируя на каждом этапе проектирования качество и себестоимость, проводя комплексные испытания машины.

Создание и вывод на рынок новинок

За последние 5 лет этот процесс резко ускорился. При этом уже в концепцию продукта закладывается такая важная для клиента характеристика, как стоимость владения автомобилем. По данным «Автостата», первый владелец «Газели» эксплуатирует ее 63 месяца, второй владелец эксплуатирует 58 месяцев. То есть машина служит 10 лет. У иномарок первый владелец эксплуатирует авто 33 месяцев, второй – 27. То есть машина служит только 5 лет. Это много говорит о стоимости обслуживания. На российском рынке в сегменте LCV присутствуют все мировые бренды. Но стоимость владения, потребительские качества, функциональность приводят к тому, что клиенты выбирают наш автомобиль.

Поставка комплектующих: от закупки продуктов к закупке качественных процессов

Поставщику мало продемонстрировать надлежащее качество товарной партии деталей. Нужно показать, что его производственные процессы построены таким образом, чтобы гарантировать качество постоянно.

Грамотно спланированное производство – благодатная почва для внедрения и постоянного обновления инструментов обеспечения качества:

Стандарты качества на основе требований к продукту, унифицированные показатели качества, оперативная обратная связь, цепочка помощи по проблемам в производстве, эффективная система мотивации персонал – все эти инструменты позволяют постоянно совершенствовать выпускаемую продукцию. Особое внимание приковано к предупреждению ошибок. Примером использования методики является принцип «четырех глаз», когда прямо на конвейере оператор на последующей операции проследит за качеством работы предыдущего. При построении системы качества применяются все элементы Производственной системы, чтобы рабочие места были стандартизированными, процессы – удобными для операторов, потери – минимальными.

Качество производственных процессов

Если не будет отклонений в операциях, то не будет дефектов и в конечном продукте. В 2017 году дополнительно к существующим инструментам качества, в цехе сборки автомобилей «ГАЗ» внедрен новый стандарт аудита производственных процессов VDA 6.3., разработанный Союзом автомобилестроения Германии. Стандарт применим для процессов любого этапа жизненного цикла автомобиля: от планирования и разработки новых моделей до производства и послепродажного обслуживания