На сегодняшний день рынок автомобилей находится в рамках жесткой конкуренции, ведь передовые бренды прилагают множество усилий, чтобы предложить клиенту качественный продукт, соответствующий всем современным требованиям. В связи с этим мировой рынок предлагает конечному потребителю действительно хороший ассортимент резины , которая не оставит равнодушным даже самого требовательного покупателя.
Именно по этому компании-производители так заинтересованы в разработке новых технологий в области автомобильных шин, которые позволят уже в ближайшем будущем занять достойную рыночную нишу.
Рассмотрим, какие новшества приготовили для своих потребителей лидеры машиностроения.
Технические новшества компании Goodyear
Американская компания Goodyear в очередной раз удивила мировых производителей инновацией Triple Tube, которую можно было впервые увидеть на презентации всем известного автосалона в Швейцарии. Главным достижением ученых является автоматический контроль объема воздуха внутри шины в зависимости от типа дорожного покрытия, что обеспечит потенциальному владельцу данного продукта дополнительную устойчивость на дороге в самых различных ситуациях.
Автоматическая адаптация предусматривает три различных режима работы шины во время езды.
- Первый представляет технологию дополнительной устойчивости на дороге, а также автоматического сопротивления качанию автомобиля, что обеспечивает повышенный уровень упругости шины. Она значительно улучшает маневренность машины на сухой поверхности и сокращает длину тормозного пути, что достигается вследствие увеличения площади контакта шины с дорогой.
- Второй оснащен технологией дополнительной маневренности автомобиля в неблагоприятных погодных условиях, которая реализуется в процессе противодействия скольжению шины. Данная система предусматривает сужение площади контакта, что, в свою очередь, приводит к автоматическому увеличению ее диаметра.
- Третий режим актуален во время быстрой езды автомобиля и представляет собой автоматическую процедуру изменения формы колеса на, так называемую, «коническую», которая значительно увеличивает показатели сцепления шины на резких поворотах и обеспечивает автомобиль дополнительной маневренностью и устойчивостью на дороге.
Нельзя также не выделить концепцию шин BH03, которая является еще одним достижением американцев. Данная технология предусматривает возможность производства резины, которая способна самостоятельно вырабатывать электроэнергию, что ведет к автоматическому заряжению аккумулятора автомобиля непосредственно во время езды.
Достижения французского лидера Michelin
Инженеры французской компании Michelin также не сидят сложа руки, и уже сегодня предлагают мировому рынку технологию производства шин Michelin Tweel, которым вовсе не требуется воздух. Структура нового колеса состоит из прочной металлической конструкции и множества полиуретановых спиц, что полностью решает проблему прокола колес, а также их регулярной подкачки. На многочисленных исследованиях инновация неоднократно доказывала, что, преодолевая металлические шипы, автомобиль уверенно продолжает движение. На сегодняшний день компания объявила производство исключительно для коммерческого транспорта, но создатели уверяют, что в скором будущем мы сможем увидеть данное новшество и на легковых автомобилях.
Японский взнос в инновационный прогресс машиностроения
Не менее прогрессивными оказались и ученые японской компании Bridgestone, которые разработали уникальную технологию производства шин Nano-Pro-Tech. Она позволяет контролировать многочисленные свойства структуры и состава шины на молекулярном уровне. Благодаря данному новшеству возможно регулировать содержимое компонентов, которые входят в состав резины и активно взаимодействуют между собой. Это, в свою очередь, обеспечивает такие преимущества автомобиля, как улучшение сцепных показателей шин, уменьшения расхода бензина, сокращения тормозного пути и многое другое, что выводит производство продукта на новый уровень устойчивости, безопасности и маневренности автомобиля на дороге.
Учитывая все выше перечисление достижения научно-технического прогресса, можно сделать вывод, что главным двигателем инновационных технологий в области производства автомобильных шин является высокий уровень конкуренции в данной отрасли. Такая тенденция всегда будет служить отличным двигателем для увеличения ассортимента и улучшения качества продукции мировых производителей автомобильных шин, главной целью которых будет максимальное удовлетворение потребностей конечного покупателя. А это значит, что уже в ближайшем будущем мы сможем узнать о новых достижениях и инновациях в сфере машиностроения.
Технологическая революция в автопромышленности началась более века назад. Любая технология признана упрощать людям (нам) жизнь. С момента появления первых автомашин наша жизнь стала разнообразней и интересней. Ведь с помощью автотранспортного средства мы можем преодолевать большие расстояния. Появление автоматической трансмиссии упростило нам переключение передач. Круиз-контроль дает возможность отдыхать нашим ногам. Есть множество других технологий делающих поездку на машине истинным отдыхом.
Предлагаем нашим читателям ознакомиться с шестью новыми автотехнологиями в автомобилестроении, которые традиционно и как принято продолжают упрощать для водителя эксплуатацию современного автомобиля. К нашему сожалению, в большинстве автомобилях пока еще отсутствуют представленные нами в данном списке эти новейшие разработки. Для того чтобы та или иная технология конкретно прижилась в автопромышленности необходимо, чтобы прошло какое-то время, за которое данная (любая) разработка доказала бы свою необходимость и стала бы дешеветь по себестоимости.
Не смотря на то, что представленные нами технологии установлены сегодня на немногие еще марки автомобилей, все-равно, по крайней мере этот список дает возможность нашим читателям заглянуть вместе с нами в будущее, где возможно, когда-то, все эти технологии станут обыденным привычным фактором и будут применяться практически на всех без исключения машинах.
1) Автоматический ассистент парковки.
Для многих из нас выходные дни или праздники связаны с поездками в различные торговые центры и магазины, где, как Вы знаете на автопарковке творится просто какой-то тихий ужас. Поиск места для стоянке для своей машины часто оборачивается в головную боль. Даже если Вы и нашли место чтобы припарковаться, то Вы тратите на это не мало времени, которого обычно вечно не хватает. Вам это знакомо друзья? Мы не сомневаемся. Для этого сегодня существует новейшая современная технология от компании "Ауди", которая предлагает автомобилисту свою .
Как это работает? Давайте подробно разберем. Подъехав к торговому центру или магазину Вы выходите из автомобиля около входа, а автомобиль с помощью специальной системы самостоятельно найдет место для стоянки и припаркуется без вашего участия и даже в ваше отсутствие. Когда Вы, после шопинга или посещения магазина при помощи смартфона и специального программного обеспечения, соберетесь сообщить или сообщите своему автомобилю, что вы вышли из ТЦ, для того чтобы он самостоятельно подъехал к месту вашей высадки, то программа с помощью этой системы моментально выполнит вашу команду. Фантастика, не правда ли? А вот и нет. Не так давно представитель компании "Ауди" официально заявил, что данная разработка завершена и начнет в скором времени устанавливаться на некоторые модели автомобилей.
Для ориентации в пространстве автомобиль использует лазерные дальномеры (LIDAR), высокочувствительные видеокамеры для правильной навигации на парковке и спутниковую навигационную систему, которая определяет место нахождение ТС в пространстве. Единственное но, которое мы считае существенным. Для того чтобы данная система полноценно функционировала и не сбивалась необходимо следующее, чтобы на такой автопарковке присутствовали внешние датчики, которые будут сообщать автомобилю координаты свободного места на стоянке.
Со временем, когда такие системы получат массовое распространение, собственники большинства торговых центров наверняка оснастят свои парковки подобными электронными датчиками.
Напомним своим читателям, что во многих современных автомобилях уже похожая система применяется, правда работает она в присутствии водителя, которому необходимо самому нажимать педаль газа и тормоза. Для полуавтоматической парковки необходимо подъехать к свободному парковочному месту, включить ассистент помощи при парковки, а далее нажимая на педаль тормоза или газа по необходимости уже дождаться пока машина сама не припаркуется (руль будет поворачиваться автоматически). Данный ассистент помощи парковки устанавливается на автомобили и .
2) WiFi точка доступа в автомобиле.
Еще несколько лет назад интернет в нашей жизни играл не так уж важную роль. Сегодня же все изменилось. Мы не мыслим жизни без интернет-сети, будь мы на работе или дома. Правда еще остались у нас такие моменты в жизни, когда мы очень редко пользуемся интернетом. К примеру,- в автомобиле. Конечно мы можем войте в сеть со своего смартфона и далее проверить свою электронную почту или зайти на какой-нибудь сайт, допустим- "Одноклассники". А что, если Вам захочется зайти в интернет с определенной целью с которой Вы выходите в сеть со своего стационарного компьютера, или ноутбука, или планшета? Тогда, как быть?
Для таких целей компания " конкретный модуль- 3G/4G, который может раздавать WiFi нескольким электронным гаджетам на расстояние в 150 метров.
Это начинание (ноу-хау) уже подхватили многие автопроизводители. Так например, компания стала оснащать свои автомобили сотовыми модулями, которые раздают WiFi. В том числе такой WiFi модуль сегодня доступен в автомобиле
Компания "General Motors" в течение 2014 - 2015 годов планирует оснастить большинство своих машин такими же сотовыми модулями 4G LTE и высокоскоростной системой раздачи WiFi.
3) Безвоздушные шины.
Так у 80% всех автолюбителей давление в колесах не соответствует их установленным нормам. Причина проста, заключается она в простой лени или в незнании, как проверить давление в колесах или как накачать колесо. Помимо увеличения расхода топлива накачанные не должным образом колеса представляют еще и угрозу безопасности на дороге. Так же часто давление в шинах изменяется и из-за определенных перепадов температур на улице. Если шины недостаточно накачены, то это приводит их к преждевременному износу. Как можно решить проблему, чтобы постоянно не заниматься накачкой колес?
Сегодня для этого есть решение, которое непосредственно связано с новейшей разработкой компании "Bridgestone". После нескольких лет исследований производитель резины создал . Вместо воздуха внутри этих шин имеется микросетка из жесткой резины. которая по сути и сохраняет свою форму и форму колеса даже при экстремальных нагрузках. Поскольку шине не нужен воздух, то при проколе колеса (шины) автомобиль может свободно продолжать свой путь без всякой опасности. Термопластичный материал использующийся при изготовлении безвоздушных шин (в том числе и протектор) изготовлен из вторичного сырья, в результате чего эти концептуальные шины являются экологически чистыми и значимыми по сравнению с обычной традиционной резиной.
Пока компания "Bridgestone" не сообщает о точной дате начала массового производства этих инновационных шин. Но есть шанс, что такие экологичные шины уже в ближайшие 5 -10 лет будут устанавливаться на многие марки автомобилей.
4) Система индикации заполнения шин воздухом.
Пока мы мечтаем о безвоздушных шинах компания " " разработала новую систему уведомления о заполнении воздухом шины (колеса). Так например, на автомобиле Altima 2014 (2015 Nissan Teana) появилась новая система, которая показыват водителю при накачке шин внутреннее их давление, или когда это давление достигнет нормы. А как это работает? Ничего сложного. Если Вы решили накачать колесо возле своего дома, или работы, или на АЗС, то подсоеденив насос напрямую к колесу Вы сразу же увидите, как начали моргать передние противотуманные фары или поворотники (в зависимости от модификации).
Пока будет накачиваться колесо противотуманная(ые) фара(ы) будет(ут) мигать и сообщать вам о том, что колесо (шина) накачивается. Как только давление в колесе достигнет необходимой нормы в соответствии с заданными параметрами от производителя, то автомобиль сам подаст сигнал клаксоном а мигание лампочки в противотуманной(ых) фаре(ах) прекратиться. Вот и весь секрет.
5) Умные фары.
Вождение автомобиля ночью во время дождя или когда идет снег занятие трудное и очень напряженное, так как видимость на дороге при таких условиях очень плохая и желает оставлять лучшего. А дело все в том, что наши автомобильные фары освещают не только саму дорогу, но и капли дождя или частицы снега, что создает нашим глазам большую существенную помеху для четкого обозрения (обзора) дороги. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разработали определенную систему фар, которые позволяют улучшить Ваш обзор видимости в плохие погодные условия. Данная система состоит:- из видеокамеры, проектора, лазерного делителя луча и компьютерного блока на базе процессора Intel.
Для того, чтобы снег или дождь не создавал Вам при свете фар больших помех для обзора видимости, то камера сама определяет в верхнем поле вашего зрения, где будет падать капля дождя или снега и далее, самостоятельно уже проецирует перед Вашими глазами полностью обесцвеченную помеху в виде этих осадков. Весь этот процесс занимает 13 миллисекунд.(!) Как заявляют сами разработчики скорость такого проецирования можно и увеличить.
Технологии связанные с автомобильными фарами развиваются не так быстро, как допустим, тажа электроника. , которые максимум что умеют, это поворачивать линзы фар при повороте вправо-влево и автоматически выключать дальний свет при приближении к вам встречного автомобиля. К сожалению друзья, но факт остается фактом, чтобы фары стали действительно "умными" необходим какой-то существенный скачок технологий. И кто знает, может именно разработка ученых из Университета Карнеги-Меллона станет этим ожидаемым прорывом в технологиях автомобильных фар. Поживем и подождем.
6) Гидрофобное покрытие автомобильных окон.
Некоторые новые модели автомобилей Cadenza 2014 года производитель впервые оснастил гидрофобными боковыми окнами. Что это такое? Обычное стекло автомашины покрывается специальным гидрофобным покрытием, которое защищает стекло от сколов или повреждений, то есть не дает стеклу загрязняться и пачкаться теми же каплями воды. Покрытие отталкивает воду и весь собирающийся конденсат. Данное покрытие достаточно улучшает видимость в дождливую погоду и облегчает процесс сушки стекол после мойки.
К нашему сожалению пока нам больше ничего не известно, какие автопроизводители оснащают сегодня свои машины этими гидрофобными окнами.
Вы наверно удивлены друзья, что именно на Корейском автомобиле была впервые применена технология гидрофобных окон? Или не очень? Но в этом как-раз и нет ничего удивительного. Автомобильные технологии, развивающиеся последнее время удвоенными темпами часто стали появляться совсем на недорогих марках и моделях машин. И связано это в первую очередь с тем, что многие новые технологии становятся по своей себестоимости сегодня не такими уж дорогими и не требуют от производителей многомиллиардных вложений.
Компьютерный дизайн и компьютерное производство произвели революцию в проектировании автомобилей, воздушного и наземного транспорта. Раньше проектировщики машин моделировали прототипы из глины, затем тщательно измеряли модель, чтобы получить штамповочные размеры.
В наше время, создавая модель на компьютере, дизайнеры достигают большей точности в проектировании и в производстве, чем когда-либо прежде. Вместо того чтобы помещать глиняные модели в ветряные туннели, чтобы оценить их аэродинамические характеристики, проектировщики могут подвергнуть модель компьютерному тестированию и удостовериться в ее устойчивости. Точно так же прочность машины может быть проверена без затрат на разрушение автомобиля. Компьютеры могут тестировать машины и на такие факторы, как вибрация, теплопроводность, видимость. Даже внутреннее строение машины может быть спроектировано на компьютере, что позволяет достичь более эффективного дизайна двигателя и пассажирского салона.
Дизайн корпуса
Основная роль в дизайне автомобиля принадлежит компьютеру. Графика предоставляет дизайнерам большую подвижность и точность по сравнению со старыми глиняными моделями.
Компьютеризированный дизайн автодвигателя
Терминал автоматизированного проектирования
Компьютер может вычислить и показать поле видимости с места водителя.
Устойчивость машины, экономия горючего и некоторые другие показатели зависят от того, как воздух обтекает корпус машины во время движения. Линии, обозначающие потоки воздуха справа и внизу, показывают области высокого и низкого давления. Чтобы проанализировать сложные водовороты воздушных потоков, требуется суперкомпьютер .
Части и компоненты
После того как разработан внешний стиль машины, необходимо определить место для внутренних узлов и компонентов. Раньше эта задача осуществлялась при помощи двухмерных чертежей, однако компьютер может тестировать различные устройства, передвигать компоненты и исследовать взаимосвязь между ними в трех измерениях.
– 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».
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.
