基于仿真平台的汽车理论实验教学改革研究

２０１０年第２９期。

高校讲坛Ｏ科技信■基于ＡＶＬ／Ｃｒｕｉｓｅ仿真平台的汽车理论实验教学改革研究隗寒冰李军（重庆交通大学机电与汽车工程学院中国重庆４０００７４）【摘要】立足现有汽车理论实验教学实验条件，结合汽丰技术、计算机仿真技术的发展状况，针对汽车理论课程的教学实验特点，提出将ＡｖＬ／Ｃｍｉ３ｅ仿真平台导入到汽车理论实验教学中。

探讨适应前当高校发展需求的汽车理论课程的建设和实验教学改革的措施。

初步结幂表明，该仿真平台能较好的提高学生积极性，提高时汽车理论认识水平和理解深度，适合在本科实验教学中推广应用。

【关键词１汽车理论；实验教学；改革；ＡＬｖ／ｃｍｉ３ｅＲ嘴ｅａｒ曲ｆｏｒＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔ卫明ｃ岫嚷Ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ盛哺舳Ｂａｓｅｄ０１１ＡⅥ肥ｒｕｉｓｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍＷＥＩｍｍ－ｂｉｎＩｚＵＪｕｎ（ＣｈｏｎｇｑｌｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＣ棚锵，ａ唧Ｉｇｑｉｎｇ，４０００７４，嘶）【ＡＩ捌聃臆】Ｂ酗ｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｅｘｐｅｆｉｍｅｎｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙｃｏｒｒｉｃｕｌｕｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄＡＶＬ，Ｃｒｕｉｓｅｖｅｈｉｃｌｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｉｎｔｏｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙｌｅｓｓｏｎ．Ｔｈｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｒｅｆｏｒｍａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｅｔｉ彻ｍ＠ｓｓＩＩｒｅｓｗｈｉｃｈｉｓａｄａｐｔｉｖｅｆｏｒｔｈｅｕｎｉｖｅｍｉｔｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｎｅｅｄｓｈａｄｂｅｅｎｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｒｅｓｕｌｌｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｂｅｔｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｓｔｕｄｅｎｔ’Ｓｍｏｔｉｖａｔｉｏｎ．ｒａｉｓｉｎｇｔｈｅｌｅｖｅ］ｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｅｎｈａｎｃｉｎｇｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｕｎｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅｐｅｒｉｏｄ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｔｈｅｏｒｙ；Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｃｕｒｒｌｃｕｌｔｉｍｒｅｆｏｒｍ；ＡＬＶ／Ｃｍｉｓｅ０引言《汽车理论’涉及汽车基础力学理论分析、评价、试验等重要方面的内容。

为汽车设计提供理论依据。

该课程是汽车、内燃机方向的本科学生的专业核心课程之一。

但是受实验设备、人员和实验场地的限制，使得本校的汽车动力性、经济性、操作稳定性和平顺性实验只能由实验老师做示范性的讲解，学生没有机会动手操作仪器采集数据以及对数据进行后期的处理，导致学生上完实验课后仍然对专业课程不能建立深层次的认识和理解。

另一方面。

燃料电池汽车（ｇｃｖ）、纯电动汽车（ＥⅥ、混合动力汽车（Ｉｍ、，）等新型动力传动系统在全球变暖、石油枯竭、环境恶化等时代背景下已经得到飞速发展。

其结构形式、工作原理、设计理论和实验方法与传统以内燃机为动力的汽车相比都有很大的不同。

但是，我们目前无论是课堂教学还是实验教学对ＦｃＶ、ＥＶ、ＨＥＹ知识面都涉及得非常少，深度也不够。

为了改善教学效果。

本研究将整车动力学仿真软件ＡＶＩＪＣｒｕｉｓｅ引入实验教学活动中，通过搭建整车动力传动系统模型（包括ＦＣＶ／ＥＶ／ＨＥＶ），建立能量管理和换挡的基本控制策略，进行动力性、经济性、操作稳定性仿真实验，将传统汽车与混合动力汽车实验结果进行比较，在巩固汽车理论知识得同时也能加深对新型动力系统结构及其优缺点的理解。

１“汽车理论”课程特点分析“汽车理论”是一门理论性很强的课程，涉及到不少公式及其分析推导过程，理解掌握一些基础重要公式，如动力性、燃油经济性、翻动效能、操作稳定性等，是学生学习该课程后应该掌握的基本技能。

传统的黑板推演过程更能展现思维的发展轨迹，洞察思考的来龙去脉，有利于发展学生的逻辑思维和抽象恳维能力。

发展空间想象力和捕捉创造的灵感。

对于需要较强的形象思维或较难理解的内容，采用计算机仿真平台中的动画和视频辅助教学，可提高教学效果，对于基本概念、基本原理。

受力分析图、曲线图、数据表等对过程的依赖性不强的知识内容采用多媒体中的文字和图表教学手段可提高教学效率，而对于像公式的分析推导一类对过程的依赖性很强的教学内容采用传统的板书教学方式更能收到好的教学效果。

因此，在教学过程中，可根据具体的教学内容．选择恰当的教学手段。

使传统教学手段与现代教学手段优势互补才能获得良好的教学效果。

辆传动系和发动机的开发过程中。

用于计算和优化车辆的燃油经济性、排放性和车辆的动力性（原地起步加速、超车加速）、变速箱速比、制动性能以及为应力计算和传动系的振动生成载荷谱等等。

这些内容涉及到汽车构造、汽车理论等核心课程和重点内容，是本科学生必须掌握的知识。

图ｌ为该仿真平台的基本模块，包括发动机、变速器、传动轴、轮胎、主减速器、后处理系统等．图２为特定循环工况下发动机工作点分布及燃油经济型分析。

从中可以看出。

该平台结构清晰、简单。

逻辑清楚，容易理解和记忆。

圈１车辆总成动力掌模墅２ＡＶｌ．／Ｃｒｕｉｓｅ仿真平台在汽车理论实验教学中的应用ＣＲＵＩＳＥ能够模拟车辆的动力性、燃油经济性和排放性能。

其模块篓萎篙霎喜蔫纂是塞器兰弃霎嚣蓑兰藿？Ｃ不Ｒ同ＵＩ结ＳＥ翼嚣毳ｉ：ｉ；；；嚣銎圈２结果报告生成一发动机工作点分布并采用完善的求解器保证计算的快速性。

的典型应用是在车…。

’１６８万方数据辩技信■ｏ高校讲坛ｏ２０１０年第２９期相比于其它汽车动力学仿真平台，Ｃｒｕｉｓｅ更加易于学习掌握和使用，难度较小，适合本科阶段学习。

．、在“汽车理论”的课堂教学中，直接利用软件建模来表达复杂汽车结构、理论设计和汽车动力学模型，特别是对于燃油经济性这一章节的万有特性曲线、部分负荷特性以及混合动力汽车各种传动形式和控制策略能够让学生更深入的理解掌握。

并且通过实时改变参数得到不同的结果来方便地了解各参数的影响规律，这不仅使原本比较枯燥的理论教学变得形象、生动和直观。

提高了学生的学习兴趣．激发了学生的研究热情，而且使学生结合专业知识的学习学会软件的使用方法，拓广了学生的技能。

增强了学生处理实际问题的能力。

袭１２００９、２０１０年部分本科毕韭设计爱目及成绩圈４结果表明，该仿真平台难度适中，能够显著提高学生对汽车理论的理解和掌握。

激发对先进传动、控制、仿真技术的兴趣．极大促进了学生学习的积极性。

３结论结合当前汽车技术的发展现状，针对汽车理论课程理论实验教学特点．提出将ＡＶＩＪＣｍｉｓｅ仿真平台引入到实验教学中。

初步结果表明，通过指导学生建立整车动力学仿真模型。

进行虚拟仿真实验，能够克服实验人员、场地设备等条件的限制．加深学生对汽车理论课程中的动力性、经济性、操纵稳定性和平顺性等实验的理解水平，提高学习积极性。

该和仿真平台难度适中，适合本科教学。

‘？１●【参考文献】［１］张学军，王锁萍．全面改革实验教学堵养学生创新能力田．实验室研究与探本课题组在指导２∞９年和２０１０年本科毕业设计中。

已经尝试将索，２∞５．２４（Ｉ）：４毛ＡＶＵＣｒｕｉｓｅ仿真平台引入到本科毕业设计中。

表格ｌ为毕业设计题目［２】廖连莹．“汽车构造”课程实践教学的改革与实践加．常州工学院学报．２００７，２０及学生获得的成绩情况。

图３、４为学生对该仿真平台难易程度的理解（４）・翻评徘［３］Ｌｈｏｍｍｅ，Ｗ．ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＣｏｎｔｒｏｌ孙出ｇｉ∞ｆｏｒＭａｘｉｍｉｚｉｎｇＥｎｅｒｇｙｉｎ８……ｏＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒＳｔｏｒａｇｅＳｕｂｓｙｓｔｅｍ．ＥＰＥＪｏＵＲＮＡＬ２∞９．１９（３）：５一１４．【４】曹德欣．。

计算方法”课程的建设和改革咖．高等工程教育研究，１９９２，（２）．［５］丁卫东．汽车电子控制技术类课程的建设与改革册．武汉科技大学学报：杜会科学版，２００２．４（３）．围３．［责任编辑：张慧】（上接第１２５页）３．２全部采用高质量物理发泡同轴电缆，确保接头牢固可靠；３．３光接收机、户外电缆和放大器均要牢靠接地．遥测接地电阻≤４ｎ：３．４光缆、电缆挂钩间距为２５—３０ｃｍ，弯曲度≥９００，线缆高度≥５ｍ’与电力线交越要有防护措施：３．５暂时不使用的分支分配器端口和电缆端口用匹配负载匹配，减少反射和环境噪声侵入。

４建立网络技术档案为了便于以后的网络运营维护和成本的核算。

需要建立一套详细的网络改造技术档案，电子档案和文字档案双备份。

４．１根据城区规划图分层绘制光缆、电缆干线支线路由图。

标明各段线缆的距离、芯数和型号；４．２按照光点的先后开通顺序，标明所有光节点的序号和光功率，便于快速查询；４．３以片区为单位绘制详细的分配网改造设计施工验收图，标注图中所有网络传输器材的详细参数和所用材料清单；４．４片区网络技术档案一式三份，一份存档，两份留工程部使用。

既方便维修人员及时查询参考，又可把维修改动数据即时记录在案。

５模数混传与纯数模式切换的措施为保证有线电视数字化平移工作顺利进行，我们要按照先好后差、先易后难、先密后疏的原则．设计出城区数字化整转系统切换设备配置图。

具体切换措施如下：５．１在县机房配置一套纯数字系统．包括１５５０ｈｍ数字光接收机ｌ台，１５５０ｈｍ纯数字光发射机１台．１５５０ｈｍ光纤放大器２台（２２ｄＢ），光分路器若干。

这样则可满足城网新增光点的需要和各光点的数字信号的切换。

５．２首先对条件较好的新建小区进行数字化平移。

当本小区大部分用户领刭数字机顶盒后，就可用纯数字光信号替换模拟光信号。

实现整转目标。

５．３新建小毯平移后，老城区光缆改造增加光分路器，将原光点覆盖范围分割成几个小区，利用主芯光纤和备芯光纤，做为平移过程中对数字信号传输切换之用，逐步有序地完成城区数字化平移工作．淘汰１３１０ｈｍ光发射机。

６结束语城区网络改造是提升有线电视网络运行质量、拓宽网络资源的重大举措，是一项系统工程。

因此在网络改造中需要糟心组织、严密布署、科学规划、认真实施，通过网络改造使城网的运行质量、网络管理、安全可靠性得到明显的提升。