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混动专用发动机内置曲轴扭转减振器开发与研究

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内燃机学报 2024年第4期42卷 351-357页

作者：易敬华吴广权杨江何炎迎吴琪占文锋广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

利用AVL-Excite仿真软件建立内置曲轴扭转减振器(TVD)计算模型并进行了试验验证,利用模型对曲轴前端扭转角位移、橡胶变形率、耗散功和橡胶温度进行了仿真计算.橡胶温度和橡胶变形率能显著影响扭转减振器橡胶寿命,在发动机台架上对不同... 详细信息

利用AVL-Excite仿真软件建立内置曲轴扭转减振器(TVD)计算模型并进行了试验验证,利用模型对曲轴前端扭转角位移、橡胶变形率、耗散功和橡胶温度进行了仿真计算.橡胶温度和橡胶变形率能显著影响扭转减振器橡胶寿命,在发动机台架上对不同曲轴材料方案和橡胶厚度方案的橡胶温度进行测试;利用专用试验台架进行扭转疲劳试验,建立了曲轴扭转减振器不同温度下的橡胶变形率-疲劳寿命曲线.结果表明:相对曲轴QT850方案,在各转速工况下曲轴38Mn VS6方案的橡胶变形率和温度整体要低;在不同发动机转速工况和曲轴扭转减振器全频率范围内,采用曲轴38Mn VS6方案的扭转减振器橡胶温度整体低于130℃;在转速为6 000 r/min标定功率耐久试验工况下,38Mn VS6方案疲劳寿命为QT850方案的1.62倍,完成耐久试验后橡胶老化程度可接受.

关键词：内置曲轴扭转减振器橡胶变形率橡胶温度疲劳寿命

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电池模组热扩散精准建模及高效仿真研究

汽车工程 2024年第4期46卷 652-661页

作者：邝男男胡帛涛栗国赵光磊冯爽许立坤中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司天津300300

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... 详细信息

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。

关键词：锂离子电池热失控热扩散热扩散模型模型简化

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汽车外覆盖件滑移线感知风险评价方法

塑性工程学报 2024年第10期31卷 70-77页

作者：林楷邓国朝利晓林谢育涛谢国文吴雄伟广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

为了获得从CAE阶段准确评价涂装后产品滑移线缺陷感知风险的方法,分析滑移线缺陷产生原因及可被感知实质,并设计一滑移线试验模型,对不同棱线圆角半径及侧壁曲率半径的样件进行冲压、电泳、涂装以及品质评价等。结果表明,棱线一侧的料... 详细信息

为了获得从CAE阶段准确评价涂装后产品滑移线缺陷感知风险的方法,分析滑移线缺陷产生原因及可被感知实质,并设计一滑移线试验模型,对不同棱线圆角半径及侧壁曲率半径的样件进行冲压、电泳、涂装以及品质评价等。结果表明,棱线一侧的料厚变化梯度与棱线圆角半径存在较强的相关性,是造成滑移线可被感知的根本原因;而侧壁曲率半径仅影响滑移线可被感知的程度,通过对料厚梯度、侧壁曲率半径数值进行拟合,并与相应的外观品质评价结果结合,获得滑移线感知风险评价图;经过发盖外板和门外板实际案例的应用验证,说明该风险评价图具备一定的可靠性。

关键词：冲压外覆盖件棱线外观质量滑移线

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车用燃料电池引射器设计及测试评价方法研究

汽车工程 2024年第6期46卷 1054-1061页

作者：张维东蒋三青郭文军葛晓成胡发跃刘瑶中国汽车工程研究院股份有限公司重庆400000 重庆凯瑞动力科技有限公司重庆400000

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射... 详细信息

在研究开发车用燃料电池引射器时,湿氢流量监测困难、台架技术难度大、试验成本高,并且存在安全隐患和能源浪费问题。为此,在推导空气与氢气、空气与100%RH的氢在相同工作条件下的流量变化关系式的基础上,针对110 kW燃料电池,试制引射器进行空气和氢气测试,并结合数值仿真分析。结果发现:车用燃料电池引射器引射流体中水蒸气质量分数达到40%~50%;在相同工作条件下,空气与氢气的体积和质量流量分别等于其气体常数比值的平方根和比值倒数的平方根,其中空气与氢气的体积和质量流量之比分别为3.786和0.2641。工作、引射和混合流体质量流量的空气实测与仿真数据之间的平均相对误差分别为4.48%、4.54%和2.78%;空气实测数据经折算后与氢气测试数据相吻合,与湿氢的仿真数据平均偏差率分别为5.4%和6.11%;氢气测试数据经折算也与湿氢仿真数据相吻合。因此,空气测试数据经处理可以用于车用燃料电池引射器特性研究。

关键词：燃料电池引射器氢气循环系统气体动力学函数

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镂空镜柄的气动声学优化及试验

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第1期38卷 96-102页

作者：庄严周玮玮付杰段孟华高磊王庆洋中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 奇瑞汽车股份有限公司安徽芜湖402160

为了更好地体现后视镜的造型风格,某自主品牌在新车开发过程中,采用非常规的镂空镜柄设计。旨在通过仿真和风洞试验相结合的方法,对该后视镜镜柄的气动特性进行研究并优化,以降低车内驾驶员处的声学响应。经过仿真发现,原始镜柄造型存... 详细信息

为了更好地体现后视镜的造型风格,某自主品牌在新车开发过程中,采用非常规的镂空镜柄设计。旨在通过仿真和风洞试验相结合的方法,对该后视镜镜柄的气动特性进行研究并优化,以降低车内驾驶员处的声学响应。经过仿真发现,原始镜柄造型存在严重的气流分离,并伴随严重的回旋涡流,对风噪非常不利,基于此提出2种优化方案,有效改善了镜柄处速度分布梯度和气流分离。试验结果表明:2种优化方案对声压级和语音清晰度有很好的改善效果,车内声压级分别降低0.21 dBA和0.18 dBA,语音清晰度均提高1.5%;与此同时,采用声学麦克风阵列成像准确定位到了啸叫所在部件和对应频段,通过改变表面粗糙度的方案,使优化方案二的贡献量进一步提升0.02 dBA和0.6%。研究结果不仅验证了该仿真方法在项目开发过程中的可信度,而且可为后视镜镂空镜柄的设计和优化提供参考依据。

关键词：后视镜镂空镜柄气动噪声风洞试验

基于射流点火和气道喷水技术的缸内直喷汽油机稀薄燃烧特性研究

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内燃机工程 2024年第2期45卷 8-17页

作者：李勇吴威龙李钰怀陈泓张宗澜杜家坤广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

在一台4缸涡轮增压汽油机的基础上,增加预燃室和进气道喷水系统,在最佳油耗工况附近(转速2500 r/min,平均有效压力为0.8~1.2 MPa)开展了试验,研究和分析了汽油机稀薄燃烧特性,以及射流点火和进气道喷水技术对稀薄燃烧性能的影响。结果表... 详细信息

在一台4缸涡轮增压汽油机的基础上,增加预燃室和进气道喷水系统,在最佳油耗工况附近(转速2500 r/min,平均有效压力为0.8~1.2 MPa)开展了试验,研究和分析了汽油机稀薄燃烧特性,以及射流点火和进气道喷水技术对稀薄燃烧性能的影响。结果表明,稀薄燃烧可以将有效热效率从当量燃烧的39.5%提高到42.4%左右,但是当过量空气系数超过1.4以后,燃烧稳定性和碳氢排放变差。采用射流点火技术可以将稳定燃烧的过量空气系数拓展到1.7以上,热效率增加至43.0%以上,燃烧持续期最大缩短37.6%,循环波动不超过1.3%。在此基础上增加进气道喷水,对于平均有效压力在1.1 MPa以上的负荷,抑制爆震效果明显,喷水脉宽达到4 ms时,爆震限制的燃烧重心可以提前到活塞上止点后8°左右,同时最大热效率超过44%,循环波动不超过3%;但是对于平均有效压力低于1.1 MPa的负荷,爆震现象不严重,喷水反而会降低燃烧速率和热效率,同时燃烧稳定性和未燃碳氢排放也随之恶化。

关键词：汽油机稀薄燃烧预燃室射流点火喷水

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基于波数分析的扰流板风噪声仿真与优化

空气动力学学报 2024年第7期42卷 69-76,I0002页

作者：杜敏韬宋俊叶斌陈耀钦周万田江财茂龙良活广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

近年来,后扰流板风噪声成为汽车研究的热点,然而,其产生机理尚未完全清楚,同时,工程上的降噪也是亟待解决的难点。为了研究汽车后扰流板风噪声的产生机理并降低其对车内噪声的影响,首先,基于格子玻尔兹曼算法进行了可压缩非定常整车外... 详细信息

近年来,后扰流板风噪声成为汽车研究的热点,然而,其产生机理尚未完全清楚,同时,工程上的降噪也是亟待解决的难点。为了研究汽车后扰流板风噪声的产生机理并降低其对车内噪声的影响,首先,基于格子玻尔兹曼算法进行了可压缩非定常整车外流场仿真,通过统计能量分析法计算车内噪声响应,并利用风洞试验验证了计算结果的准确性。然后,采用可直观显示噪声源位置的波数分析方法,对玻璃面压力进行分解,得到湍流压力载荷和声压载荷,同时结合噪声频谱的分析结果,发现:后扰流板的低频噪声峰值主要由周期性脱落涡带来的声压以及涡旋和玻璃面作用带来的湍流脉动压力共同导致,而高频噪声峰值主要由高速气流引起的辐射声压导致。最后,提出了一个优化后的扰流板设计,使得车内噪声频谱低频段声压级降低了5.5 dB(A),高频段声压级降低了14 dB(A)。

关键词：可压缩格子玻尔兹曼算法波数分析扰流板风噪声

基于极值外推的特种车辆疲劳耐久性多轴载荷谱编制

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兵工学报 2024年第7期45卷 2414-2425页

作者：郑国峰杨思宇陈柏先隗寒冰赵树恩重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122

非道路特种车辆服役载荷谱是整车结构耐久性的关键,为此提出基于极值外推的特种车辆疲劳耐久性多轴服役载荷编制方法。考虑到多轴载荷谱外推时的载荷通道之间具有相位关系,开展以临界平面损伤参量为基础的多轴载荷等效合成研究;构建极... 详细信息

非道路特种车辆服役载荷谱是整车结构耐久性的关键,为此提出基于极值外推的特种车辆疲劳耐久性多轴服役载荷编制方法。考虑到多轴载荷谱外推时的载荷通道之间具有相位关系,开展以临界平面损伤参量为基础的多轴载荷等效合成研究;构建极值超出量服从广义Pareto分布的多轴外推模型。利用等效合成载荷谱进行载荷外推,将基于等效合成系数获取的外推量分配到每个载荷通道上,实现考虑相位关系的多轴载荷外推。以典型工况下特种车辆的轮端六向力信号为研究对象进行多轴外推,并对比外推前后的载荷谱与采集载荷谱通道之间的相位关系、穿级计数、雨流计数和功率谱密度。研究结果表明:基于极值外推的特种车辆整车疲劳耐久性多轴载荷编制,可以实现在相同典型工况下多轴载荷谱的有效预测。

关键词：特种车辆多轴载荷谱极值外推相位关系

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汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

汽车工程 2024年第3期46卷 536-545页

作者：许翔王远于镒隆王丹王伟徐俊芳张立军中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司风洞中心天津300300 同济大学汽车学院上海201804

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... 详细信息

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。

关键词：环境风洞流场特性冷却模块数值模拟风洞实验