下面是小编为大家整理的新型路面发电装置的设计与初步研究论文（共含3篇），如果喜欢可以分享给身边的朋友喔!同时，但愿您也能像本文投稿人“sandy09”一样，积极向本站投稿分享好文章。
新型路面发电装置的设计与初步研究论文
摘要:为解决机动车辆路过路面减速装置时大量压力能被消耗的问题，将液压传动技术应用到路面减速装置中。开展路面发电装置机械结构和液压系统设计的分析，建立机动车辆经过减速装置产生的机械量与液压系统产生的液压能之间的关系，设计了路面减速发电装置。通过对该装置的理论计算，结果表明:此发电装置设计合理，经济效益显著。
关键词:路面发电;液压系统;能量转换
1引言
进入21世纪以来，随着人民生活水平的提高，机动车的保有量越来越大，但随之而来的是交通事故的急剧增长，严重影响了人们的生命安全。据统计资料表明，自以来，因车辆超速行驶而导致的交通事故数量一直位于各种违法行为的第二位，超速行驶是导致交通事故的最主要原因之一。
为保证安全交管部门在事故易发路段设置大量的减速装置，车辆通过这些减速装置时能量被大量的浪费掉。本文设计了一种新型路面发电装置的系统，该系统安装在需要减速的路段，既可起到减速作用又可以将浪费的能量加以有效利用。
2系统组成
2.1需要考虑的因素根据汽车的行驶以及路面的特点，设计一套合适的发电系统，主要从以下几个方面考虑:①装置依靠汽车重力进行发电，设计的发电系统应将重力转换为可以驱动发电机的其他能量形式;②单个发电装置输出的不稳定性。通过发电装置的汽车的大小种类不同发电装置的输出功率相差比较大，此问题可用适当的缓冲存储装置解决;③要有足够大的速度输出。器械的转速直接用来发电的话，可能与发电机的转速不太匹配，需要借助一定的齿轮变速装置来匹配转速;
④输出要稳定。汽车通过发电装置具有不确定性，故发出的电量可能时大时小，故在系统中需加储能装置，最后由储能装置将高压油液稳定输出驱动液压马达做功。
2.2组成原理图
发电装置由液压囊、液压飞轮(马达)、齿轮变速器、发电机组等组成。原理如图1所示。
3系统原理及分析
3.1系统工作原理此装置布置在车流密集的路段，多个小液压囊相互并联而组成一个液压囊组。小液压囊中充满液压油，当汽车通过铺设这种特殊液压囊的'路面时，汽车本身的重力使特殊液压囊受压变形，囊内的油压升高，单向阀打开，油液由出油口排出，排出的油通过出油管汇总到主出油管，再充入蓄能器中。高压油液一种相对平稳的压力输出驱动液压飞轮转动，液压飞轮通过齿轮变速装置调速后带动发电机发电。从液压飞轮排出的较低压力的液压油经过油液缓冲室中;缓冲室中的液压油液依次经过主回油管、回油管重新回到液压囊中(在回油回路上设有油液补充装置)，等待另一个供油发电过程的开始，至此完成一个供油发电的循环(如图1箭头所示)。
如上所述，系统各组成单元中的运动形式如图2所示。系统工作时，能量在系统各组成单元间传递，从汽车的势能到电能的转化过程如图3所示。
图2系统的运动形式图
图3能量转化原理图汽车路过发电装置的运动规律是不能确定的，因此直接用不稳定的机械能来发电是没有意义的，但通过一定的缓冲装置将不稳定的机械能先转化为其他形式的稳定能量，如液压能，再来发电，效率就会提高很多。故将液压囊传来的油先存储在蓄能器内，当蓄能器内的油压达到一定值时，驱动马达转动带动发电机发电，并维持油压在这一定值附近，以保证液压马达叶轮的转速在一个不大的范围内变化，发出的电能波动也不大，再通过相关的处理装置就可以得到较高质量的电能。
3.2系统分析
假设一辆重量为10 t的汽车以36 km/h通过液压囊，液压囊的上表面面积为30 cm×30 cm，液压囊上面板向下移动距离为5 cm。汽车在通过液压囊时重力所做的功为:W=Mgh(1)式中:W为汽车压过液压囊所做的功(J);M为汽车压在液压囊上的重力(kg)，按1/4车计算;g为重力加速度(10 N/kg);h为下降距离(m)。
汽车通过液压囊的时间为:
t=h/V(2)式中:t为时间(s);V为汽车的速度(m/s)。
每个液压囊的功率为:
P=W/t×η(3)式中:P为液压囊的功率(kW);η为液压囊的能量转换效率(按30%计算)由式(1)得W=250 J，由式(2)得下降时间t=0.03 S，代入式(3)可得每个液压囊的功率p=2.5 kW。
每个液压发电机组装机容量为100 kW/h，目前国内火力发电能耗的平均标准为:每产生一度电消耗344 g标准煤、4 L淡水并产生150 g灰渣、800 g二氧化碳、10 g二氧化硫。按照每台新型发电装置功率100 kW，每天工作8 h计算一年(365天)产生的电能为29.2万度。按火力发电的能耗标准计算，一年可以节约标准煤100.448 t;节约用水1168 t;减少灰渣垃圾排放43.8 t;减排二氧化碳233.6 t;减排二氧化硫2.92 t。同时生产出来的电能按每度电0.5元计算可产生经济效益14.6万元。
4结语
本文基于液压传动、蓄能器等理论知识提出了一种利用汽车碾压路面的液压系统产生电能的新方法，设计了一套利用液压发电的液压系统。该系统将器材不稳定的压力能转化为稳定的液压能，然后利用稳定的液压能发电，提供较为稳定电能。对系统的能耗分析，可以看出其应用前景及蕴藏的发展潜力。
【摘 要】21世纪的知识经济，科学技术是第一生产力得到充分体现。教育和企业是经济系统中紧密相连的两个部分；教育服务于经济，落脚点在企业。设计是科技商品化的载体，是科技转化为生产力的手段；企业的竞争是文化的竞争，背后是设计的竞争。本文从教育和经济的角度剖析了设计、设计教育与企业之间的关系，为设计院校和企业之间新型关系的建立提出新的见解。
【关键词】设计教育 设计院校 知识经济 校企关系
发展经济是我国当前第一要务和现阶段的总目标。党和国家的工作重点是经济建设，各项工作也是围绕经济建设中心来展开，大力发展经济是我国现阶段的最主要目标和任务。在21世纪经知识经济形式背景下，经济的竞争就是教育的竞争；企业的竞争就是文化的竞争，背后是设计的竞争。设计是科技商品化的载体，也是科技转变为生产力的重要手段。设计在企业活动和经济发展中的特殊作用和地位决定了设计教育跟企业的关系的独特性。
1 知识经济下的设计教育
亚太经合组织首次明确把“知识经济”定义为“以知识为基础的经济”。知识经济的核心是科技，关键是人才，基础是教育。“科学技术是第一生产力”这个著名论断明确指出了科学技术知识在经济发展中的首要作用和地位，同时也从新的高度精辟地概括了教育（院校）和企业之间的新型关系。教育和企业是经济系统中的两个不可分割、相辅相成的团体，分工明确而又关系密切，统一于经济目标之下。
院校是知识与人才培育的团体，企业是知识和人才使用的团体。设计教育的主要任务就是培育适合企业需求的设计人才，同时也进行有关设计课题研究。如何使设计教育与企业紧密地结合，通过设计教育培育更多更适合企业发展需求的人才，为企业生产做出应有的贡献，是设计教育和企业关系建立的基点。将设计教育作为企业生产的另一部分，是设计院校和企业新型关系建立的基本指导思想。
2 设计、设计教育与企业
“设计在后工业社会中似乎可以变成过去各自单方面的'科学技术与人文文化之间一个基本的和必要的链条和第三要素”。设计是科技与产品之间，以及科技与企业之间的桥梁。
2.1设计在企业中的作用
（1）设计是企业生产的先行者。设计是科技商品化的载体，是科技转化为生产力的手段；企业是产品的开发制造者，是生产力的使用者。产品开发是企业生产活动的开始，生产力是企业生产活动开展的前提条件。科学技术成为商品和生产力，关键的环节就是转换。设计将新技术、新材料、新工艺等转换成产品形式，而产品的使用可以满足人们的消费需求或形成新的生产力。
（2）设计在企业活动中的参与的范围和层次不断扩大深入。企业生产活动主要包括产品的设计开发、组织产品生产、以及产品的销售等内容。设计是企业进行生产活动的开始，是企业在竞争中取胜的法宝。随着知识经济的纵深发展，设计与企业的关系越来越深入，设计活动贯穿于整个产品的开发、生产、销售活动之中。
（3）设计是现代企业生存和发展的重要依靠。设计可以创造市场，引导消费，是企业在竞争中取胜的重要手段。产品能否抢占市场，能否获得消费者的青睐，关键在于设计是否创新，是否能引导潮流。当今市场的竞争是文化的竞争，文化竞争的背后是设计的竞争。
2.2设计教育与企业的关系
（1）为企业培养创新人才
为企业发展创新知识、培育创新人才是设计教育的主要职能。知识经济最核心的原则是把人的创新能力的充分发挥作为经济增长最根本的源泉，发挥人的主观能动性。设计教育正是以此为目标，大量培养适应企业和社会需要的创新设计人才，为国家的经济建设服务。
（2）企业设计人才的继续教育基地
迎接知识经济的挑战，必须推行“终身教育”。知识老化周期变短，产品换代加速是知识经济时代的一个特征。为适应时代的变化，满足产品不断换代更新的需求，企业设计师只有不断进行知识更新，才能保持强大的创造力，适应企业竞争的需要。设计教育为企业设计师再学习提供条件。
（3）与企业共成长
从国内外的现状可以看出，设计跟企业之间的关系非常密切。经济发达国家的设计力就强，设计教育就发展地更好；国内经济发达地区于不发达地区比较也是如此。企业是设计教育实践和作用的平台，离开企业设计无用武之地；企业的竞争就是设计的竞争，所以设计教育的发展是企业在竞争中不断取胜的重要保证。
（4）引导、帮助企业进行科技消费
企业对科技的消费主要使两个方面：一方面是产品技术，即产品功能的实现所需要的科学技术；另一方面是生产技术，即选择合适的技术工艺来进行生产。设计是科技商品化的载体，是科技转化为生产力的手段。企业对科技的需求消费很大程度取决于设计，也即选择的是适合设计要求，能满足设计目标的科学技术。
院校与企业是经济大系统中的两个密切相连的团体，两者统一于最终的经济目标。旧的经济条件下，学校与企业是两个相对独立的团体，学校教育，企业生产，各司其职。这种观念下的“学”、“产”、“研”三结合体系仅仅是从学校的角度提出，未能从全局跟企业建立真正的紧密联系。
设计院校与企业的新型关系建立在“设计教育是企业生产活动的一部分”的思想之上，从人才的培养、生产活动的展开以及企业的发展三个角度来考虑。
3.1共同助“学”
新一代设计人才的培养，要靠设计院校和企业共同培养。旧的经济背景下的观念认为设计人才的培养是设计院校的任务，企业只是人才的使用者。早期由于设计在企业中的地位没有得到提高，企业对设计也是一种不重视的态度。由此，我国的企业对于年轻设计人才的培养，既没意识也没积极性。相对于国外的企业以培养新人为己任，国内企业在认识和行动上都存在巨大差距。
新的经济形势和企业生存环境下，内外因素都要求企业参与到新人的培育中来。合格的设计人才需要扎实的理论功底和丰富的实践经验。企业与设计学院共同培养设计人才，可以形成理论和实践教学的互补，有利于高质量人才的培养，可以有效的节约培养时间；从人才培养也是企业生产一部分的角度来看，也大大缩短了企业的生产周期。
企业和设计院校共同助“学”可以采取双向交流、联合举办设计活动等形式。
3.2联合为“产”
教育和企业使统一于经济之下的两个团体，共同的目标就是经济的发展。设计教育为经济发展服务的落脚点就是围绕企业的生产这个中心；企业与设计院校的关系建立的目标就是提高生产效率，提高经济效益。因此，联合为“产”设计是院校与企业结合的一个关键点。
围绕联合为“产”的目标，设计院校应该发挥自我优势，积极促进其他科研成果向产品转化。从这个角度出发，设计院校跟企业可以联合建立产品设计开发中心，或是设计学院参与企业的产品设计开发部门。
3.3发展靠“研”
设计学科的发展，设计院校的成长，产品的开发升级，企业的发展计划的制定等都跟设计研究有关。设计课题研究应该紧密地围绕企业来展开，研究企业生产中有关设计的问题，研究市场和产品发展方向。通过研究，一方面解决企业生产的有关问题；另一方面可以使设计科学得到发展，推动设计教育的发展，为不断及时调整专业方向和课程体系提供依据。
3.4构建新平台
我国的院校和企业在旧的经济形式下相对独立，各种交流合作方式比较有限；在新的形势下，设计院校与企业之间的交流平台急需建立。这种平台的建立，可以通过学院和企业直接建立，如设计协会，联合会等；也可以通过第三方参与建立，如政府组织设计活动，举办企业与学院需求与供给交流会，建立设计研究成果交易市场等。
4 结语
知识经济的发展提升了设计在企业中的地位。为了适应新的经济形势，设计院校跟企业之间新型关系的建立非常迫切。只有将设计院校跟企业最大限度的渗透融合，才能充分的发挥设计教育的作用，使两者完美的统一于经济之下。
参考文献：
[1]过伟敏.走向系统设计――艺术设计教育中的跨学科合作[J].装饰，2005，7.
[2]唐德海.以艺术设计推动产品的竞争力[J].销售与市场，2006，1.
[3]蔡军.设计、策略、教育――中国工业设计的思考[J].美术观察.
[4]尹定邦.设计学概论[M].湖南科学出版社，2003.
[5]徐飞.艺术课程中的课题设计探讨[J].装饰，2005，8.
