汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

为研究汽车在环境风洞内的流场特性,建立了环境风洞和整车数值模型,考虑了风洞喷口和收缩段的阻塞效应、边界层抽吸以及实验设施等对汽车流场的干扰效应,对环境风洞内汽车前方、车身和车轮周围、冷却模块以及机舱内的流场进行了数值模拟。对车身表面的静压以及车身周围和车底部的风速等进行测试,通过数值模拟结果与实验结果的对比,表明数值风洞能准确预测汽车在环境风洞内的流场特性。研究结果显示:汽车前端气流的速度分布沿着气流方向发生显著变化,越接近前端冷却模块时风速的均匀性变得越差;汽车底部气流受地面、车底和轮胎旋转等的共同影响呈现规律性的变化,车底风速沿车身纵向先增大后减小。本方法对研究汽车在环境风洞内的热气动性能以及开发数值风洞提供了新的思路和参考。

汽车引擎盖锁扣动态力的测试方案对比与分析研究

车辆引擎盖锁扣是汽车非常重要的安全部件,对汽车的行驶安全和防盗有着重要影响。该文基于惠斯通电桥原理和三分力传感器,分别设计采集锁扣力数据的2种方案;根据用户使用场景,设计锁扣力的采集工况,并分别使用2种方案对设计工况进行数据采集;对2种方案的数据进行对比分析,结果表明,基于三分力传感器的采集方案能够更好地反映锁扣力的数据信息。

基于LS-DYNA的新能源汽车整车托底仿真研究

阐述新能源整车托底仿真的基本流程与结果判定,对比整车托底仿真中电池包建模与整车建模的差异。设置不同工况的仿真试验,验证不同条件下电池托底发生时电池的损伤变形情况,旨在为今后电池托底测试试验及电池底部防护优化设计提供参考。

基于车路云协同的智能网联汽车研究态势

智能网联车路云协同对中国智能汽车交通产业融合发展具有重要意义。为提升智能网联汽车的应用和运营标准,并提升智能辅助驾驶系统的技术落地,通过聚焦智能网联车路云协同系统框架以及应用架构的工作原理,重点分析车辆的无线通信技术、融合与定位、测试与评价技术的车路云关键技术方面的研究态势。分析结果表明,智能网联汽车需要新型的“人-车-路-云”框架来实现从单车智能到车路云协同技术的发展,并且云协同控制模型等方面亟需取得突破。研究结果有利于推进车路云协同的智能网联汽车研究,推进智能网联创新变革并提供技术参考和发展方向。

电动汽车电驱动桥啸叫特性识别与研究

为确定某款纯电动汽车电驱动桥的啸叫来源,对台架试验测试结果进行阶次分析和啸叫特性研究。首先,通过麦克斯韦应力张量法推导理想条件下作用于永磁同步电机定子内表面的径向力波频率阶次,依次分析单档减速器和滚动轴承组的噪声阶次特性,确定其在无故障情况下其产生的主要阶次;其次,采用5点法采集电驱动桥噪声信号;最后,采用短时傅里叶变换和阶次分析两种信号处理方法提取电驱动桥在台架试验匀加速工况下产生的主要啸叫特征阶次。经过对比分析发现,阶次分析的底噪低、阶次分辨率高,更适用于识别和提取电驱动桥的啸叫阶次以及早期故障特征。

汽车环境舱流场的数值模拟与实验研究

采用实验方法研究了汽车环境舱在无车状态下的风速分布、边界层厚度、轴向静压梯度以及动压稳定性等流场特性;采用数值模拟方法建立1∶1的汽车环境舱模型,考虑环境舱内各种实验设施设备对流场的干扰效应,对环境舱内的流场分布进行了数值模拟。研究结果表明:汽车环境舱内的流场比较紊乱,试验段的流场呈现发散射流状态;主风机出口风速分布不均匀,最高风速与最低风速之间相差36 km/h;气流从风机流出后风速衰减明显,轴向静压梯度变化大;试验段内气流的边界层较厚,距离风机中心方向越远边界层厚度不断增大;数值仿真结果表明主风机的安装位置和尺寸对环境舱流场有一定影响,增大风机出风口的尺寸可以改善环境舱试验段的流场品质。

汽车环境风洞降雨模拟影响因素研究

目的研究自然界降雨量与汽车环境风洞模拟降雨量之间的关系,得到中国气象条件的雨量设定经验公式,为汽车环境风洞模拟降雨量的设定提供理论依据。方法理论分析自然界气象降雨和汽车环境风洞模拟降雨的特点和差异,研究影响汽车环境风洞模拟降雨量的因素。结果在无风条件下,影响汽车环境风洞降雨量的因素有气象降雨量、前挡风玻璃倾角、雨滴直径和车速等。按照车速将降雨分为汽车停止和汽车行驶2种模式,提出结合中国气象条件的汽车环境风洞模拟降雨量的经验公式。结论在相同降雨等级下,汽车停止状态下的汽车环境风洞降雨量一般大于车辆行驶状态。在气象降雨量等级为短时中雨时,行驶汽车的雨量设定值与车速呈指数增长关系。

融合稀疏八叉树与卷积神经网络的汽车风阻系数预测

针对汽车风阻系数预测研究中参数化方法难以准确表征汽车外造型的难题,提出融合稀疏八叉树与卷积神经网络的汽车风阻系数预测方法。将汽车外造型按照八叉树结构离散,使用平均法向量对离散的复杂曲面进行简化,利用卷积神经网络对八叉树形式的汽车外造型进行特征提取,进而对汽车风阻系数进行快速预测。通过改变卷积层数与全连接层数,研究了不同卷积神经网络结构对风阻系数预测精度的影响。与参数化方法相比,本文提出的外造型表示方法能更好地描述模型细节,构建的卷积神经网络结构对风阻系数预测的最小相对误差为1.453%,且计算速度是CFD仿真的1620倍,具有较高的精度及计算效率。

汽车空调控制策略与算法综述

文章对汽车热管理系统中空调的控制算法进行概述,对PID、模糊PID、带前馈反馈的控制算法以及模型预测控制算法(MPC)等控制理论在汽车空调中的应用进行介绍,并对不同控制算法在汽车空调中的优点和缺点进行分析,也对控制算法在应用层面上还存在的问题进行总结。与传统的机械式元器件相比,电子化的元器件在结合智能的控制算法后,能大大提高系统的节能水平和控制的准确性。最后,结合当前新能源汽车的发展方向,得出汽车空调系统中控制算法和电子元器件协同发展对节能和智能化的重要意义。

汽车后副车架轻量化概念设计方法研究

在汽车结构概念设计阶段,将拓扑优化技术与隐式参数化建模相结合,并引入截面形状控制方法,用以实现产品结构-材料-性能一体化优化设计。第1步,对后副车架进行综合目标拓扑优化。第2步,建立隐式参数化模型,采用截面形状控制方法选择零件形状、位置、厚度和材料等36个参数为设计变量,以质量最小、第1阶模态频率最高为目标,硬点刚度和前3阶模态频率为约束,进行多目标优化。结果表明,在满足后副车架性能目标的条件下,质量减轻2.41 kg,其轻量化率达14.5%。

农用单缸柴油机油箱动态特性识别研究

针对某型农用单缸柴油机油箱在标定工况下受多源激励作用产生的振动问题,融合傅里叶分解方法(FDM)、同步压缩小波变换法(SWT)以及模态分析技术的优势识别油箱动态特性。采用FDM-SWT方法进行标定工况下油箱半载状态振动响应信号的自适应分解与时频特征提取,消除模式混叠对分解结果的影响,提高时频分辨率,获取油箱表面振动信号的主傅里叶固有频带函数分量及其时频特性。采用模态分析技术识别油箱空载状态与油液作用下油箱半载状态的固有振动特性,在研究油箱振动响应特性与其结构固有特性两者相关性基础上,找到导致油箱结构动态特性变差的薄弱环节。通过下箱体底部采用增加压凹加强筋结构设计措施提高油箱结构刚度,避开结构共振频率,优化油箱的动态特性。

双质量飞轮对汽车传动系扭振的影响

为研究双质量飞轮(dual mass flywheel,DMF)对整车传动系扭振的影响,基于DMF理论搭建了仿真模型,并通过试验台架测试了DMF在不同振幅工况下的扭转刚度特性。通过不同工况下迟滞曲线仿真和试验对比,验证了DMF仿真模型的精度。基于准确的DMF模型,搭建了传动系扭振仿真模型,并通过整车状态怠速和3挡节气门全开工况的仿真和试验转速波动对标,验证了传动系扭振模型的精度。通过DMF设计参数的灵敏度分析,研究了传动系扭振开发和DMF设计的匹配。结果显示,DMF能衰减70%~90%的发动机燃烧主阶次转速波动幅值,极大降低扭振问题发生的风险。

轮毂电机驱动电动汽车主动悬架T-S变论域模糊控制研究

为解决轮毂电机驱动电动汽车垂向振动加剧的问题。针对主动悬架设计了一种基于T-S(Takagi-Sugeno)模糊思想的变论域模糊控制策略,改进了伸缩因子的设计方法,以提升控制精度及多工况下的自适应能力;基于1/4车辆模型在随机路面和对接路面上进行动力学分析,将所提出的T-S变论域模糊控制策略与单一的T-S模糊控制、Mamdani变论域模糊控制进行对比,并通过硬件在环试验验证了所提控制策略的效果。结果表明,所提出的主动悬架T-S变论域模糊控制策略可有效提升车辆的平顺性,相对于单一模糊控制和Mamdani变论域模糊控制具有较好的多工况适应性。

汽车侧风响应影响的仿真与试验研究

为对车辆在侧风条件下的动态响应特性进行研究,首先依据ISO 12021进行车辆侧风条件下的动态响应试验,研究车辆在道路试验场侧风条件下侧向位移、偏航角等车辆侧风动态响应指标的变化规律,然后对车辆流场和所受气动力进行分析,找出影响气动力的关键因素,并采用双向耦合方法进行侧风响应仿真与试验对比分析,最后,分析气动力对车辆侧风响应的影响及机理,结果表明,在气动分力中,侧向力是影响车辆侧风动态响应的关键因素,通过优化外形减小车辆所受侧向力可提高车辆的抗侧风性能。

电池模组热扩散精准建模及高效仿真研究

电池系统热失控扩散仿真是电池系统研发过程中的重要环节,其结果能够为电池系统安全设计优化提供指导建议。因此,在满足系统模型精度的前提下,为大幅提高研发效率,非常有必要对热失控扩散的数学模型进行合理简化。本文采用“单体-模组”的研究思路,基于传统热失控试验和数值模拟的结果,构建了以归一性生热方程为核心的简化电池模组热失控扩散模型,研究模型准确性及计算效率。结果表明:简化模型的计算时间为37 min,而相同条件下传统模型的计算时间为90 min左右,在模型精度达到90%的前提下,计算时间缩短了约2/3,显著降低了计算成本。本文的研究对电池包级别的热扩散高效快速仿真提供技术参考。

基于子区间修正摄动法的汽车高频噪声优化设计

为抑制声学包零件参数较强的不确定性引起的车内高频噪声大范围波动,提出了一种基于子区间修正摄动法的汽车高频噪声不确定性分析与优化方法,首先建立汽车高频噪声分析的统计能量基本方程,将不确定性参数划分为若干子区间,采用修正区间摄动法计算每个子区间的摄动半径,得到高频噪声性能的中心值和摄动半径,并利用区间不确定性优化方法对车辆的高频噪声性能和零件质量进行了优化设计。应用该方法对某车型的内前围、地毯进行分析和优化设计,结果表明,优化后,声学包零件质量减轻了3%,噪声波动区间下降幅度超过35%,系统的稳健性显著提升。

基于1D/3D耦合仿真的某大功率重型货车冷却系统性能研究

随着经济的快速发展,人们对商用车的功率需求越来越高,大功率意味着更高的散热负荷,这对发动机冷却系统的匹配及系统的空间布置提出了更高的挑战。针对装配600马力发动机的某重型商用车,采用1D/3D耦合仿真的手段建立整车热流场模型与发动机冷却系统一维模型,研究了护风罩、导流板对散热器进风流量与进风平均温度的影响;并根据发动机热平衡试验数据,完成了冷却系统的匹配计算,同时进行了整车热平衡试验验证。结果表明:与单层护风罩相比,C型护风罩所引起的湍动能较小,因而可以提供更大的风量;当水泵速比由2.2降至为1.8时,转矩点和功率点出水温度分别为99.2和96.2℃,可满足冷却的需求,同时也降低了水泵的能耗,此外整车环境舱试验也验证了仿真模型的准确性,在大转矩工况下C型护风罩可以有效降低冷却系统的水温。

AMT变速器两参数换挡规律优化研究

某试验用车进行路试时,出现换挡不平顺及有顿挫的感觉,为解决该问题,针对两参数自动变速器(AMT)换挡规律,采用AVL Cruise软件建模并选取Cruise自带的新欧洲工况路谱(NEDC)进行仿真,得出变速箱原始换挡规律曲线,然后针对AMT换挡规律进行优化,将优化后的数据导入控制器并生成新的换挡规律曲线,较之前的换挡规律更加平顺。实践证明,采用新的换挡规律参数来控制换挡,汽车加速更加顺畅并能减少油耗。

基于汽车实际行驶姿态的气动力风洞试验分析

介绍了国内首个可模拟实际道路行驶车身姿态的整车风洞,并通过对比两种天平连接方式所测量的多类型车辆试验数据,得出浮动模式下的一般试验车辆上浮范围在3~4 mm,性能车辆上浮范围在2~3 mm。由于汽车风阻系数以及偏航状态均会随风速增加而增大,因此本文将空气流速设置为高速140 km/h,该风洞测试环境下浮动模式的气动阻力系数比固定模式高出0.001~0.003,二者偏航力矩的最大差异范围在3~23 count。因此,在气动力风洞试验中,车辆与天平不同的连接方式对测试结果有明显的影响,应根据试验需求选取合适的连接方法,以获得更真实的测试数据。

基于M-K模型不同屈服准则对中锰钢高温成形极限预测的研究

中锰钢兼具高强度和大延展性,能够很好地满足汽车轻量化与安全性要求,也被称为最具发展潜力的新一代汽车用钢,得到汽车行业的青睐。然而,对于中锰钢在高温条件下成形性开展的研究较少,故开展了高温条件下中锰钢单向拉伸和成形极限试验,探究中锰钢高温拉伸各向异性和成形性能,并基于M-K模型对中锰钢高温成形极限进行了预测。为使各向异性对比效果更加明显,补充了常温拉伸试验。结果显示:由于常温下较强的各项异性,在高温条件下,中锰钢的强度显著降低、塑性显著增大,同时各向异性减弱,采用3种屈服准则对成形极限曲线进行了预测,其中基于Barlat2000屈服准则预测的成形极限曲线与试验值最为接近。