汽车工程

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曾小华, 孙可华, 李广含, 肖利军, 宋大凤, 董兵兵, 王新明

2018 (11): 1255-1260. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.001

摘要 ( 185 )

PDF(1289KB) ( 451 )

基于汽车部件特性和复杂工况,针对发动机动态响应性能多变和各子控制器报文周期不同带来的通信相对时延和控制相对滞后的问题,提出“发动机动态响应性能识别+发动机响应转矩预估+电动机同步补偿”的协调控制方法。实车测试结果表明,上述方法在发动机动态响应过程中,可使动力源总输出转矩与总需求转矩最大误差减小43%,从而有效满足整车动力性和平顺性的要求。

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基于定容弹的天然气燃烧特性的试验研究^*

吴重敏, 李铁, 邓康耀

2018 (11): 1261-1266. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.002

摘要 ( 169 )

PDF(2388KB) ( 333 )

天然气稀薄燃烧可提高燃烧效率,降低燃烧温度,研究影响天然气稀燃的控制参数非常重要。本文中基于纹影法在定容弹燃烧试验平台上,通过试验分析不同过量空气系数和不同点火能量对天然气燃烧的影响。结果表明:在相同的点火能量下,火焰传播速度随着过量空气系数增加而下降;在过量空气系数1.7的边界点,点火成功率随着点火能量的减小而降低,另外,从火焰传播的量化分析可以看出,较强的湍流流动能促进火焰传播速度的提高。

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汽油/柴油混合燃料对压燃式发动机预混燃烧及排放的影响^*

王乔, 孙万臣, 郭亮, 程鹏, 范鲁艳, 李国良, 孙毅, 杜家坤

2018 (11): 1267-1274. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.003

摘要 ( 238 )

PDF(1096KB) ( 473 )

对一台高压共轨增压中冷压燃式发动机燃用汽油／柴油混合燃料的预混合燃烧特性进行了试验研究,分析了汽油掺入比例、EGR以及喷油参数对发动机燃烧过程和排放的影响规律。结果表明:汽油/柴油混合燃料可有效延长燃烧过程的滞燃期,缩短燃烧持续期,有利于增大预混合燃烧量;提高汽油掺入比例,可有效拓展发动机实现预混压燃的负荷范围,能够在不引起NO_x增加的前提下显著降低排气烟度。采用汽油/柴油混合燃料配合EGR技术有利于同时降低NO_x及排气烟度,随着EGR的引入,NO_x排放呈线性下降趋势,且在低进气氧浓度条件下可实现较好的烟度排放。大负荷工况下,利用EGR和两段喷射协同控制策略,并合理匹配预喷参数,可在不降低热效率的情况下,进一步改善发动机的排放特性。

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柴油机交叉孔喷嘴自由喷雾特性实验研究^*

向立明, 田江平, 隆武强, 袁文华

2018 (11): 1275-1281. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.004

摘要 ( 177 )

PDF(2165KB) ( 292 )

为探究喷射压力、温度、背压和交叉角对交叉孔喷嘴喷雾性状的影响,基于可视化定容弹系统,利用阴影法,研究了单孔与不同角度交叉孔喷嘴的喷雾特性。结果表明:与单孔喷嘴相比,交叉孔喷嘴的喷雾贯穿距较小,喷雾锥角较大,且随着交叉角的增大,差距更加明显;随着喷射压力的提高,交叉孔与单孔喷嘴的喷雾贯穿距的差别减小,交叉角较大的交叉孔喷嘴的喷雾锥角增大;低蒸发温度下,喷射压力对喷雾前期贯穿距的影响较大,随着蒸发温度升高,交叉孔与单孔喷嘴喷雾锥角差距增大,喷雾前期贯穿距差别减小;背压提高后,总的趋势是喷雾贯穿距缩短,而喷雾锥角增大;与单孔喷嘴相比,它对交叉孔喷嘴的喷雾特性影响更大。

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碳纳米聚氨酯泡沫结构及其改善B柱吸能特性研究^*

崔岸, 孙文龙, 李彬, 程普

2018 (11): 1282-1287. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.005

摘要 ( 225 )

PDF(1767KB) ( 318 )

鉴于碳纳米管高强度和高刚度的特点,制备了一种碳纳米聚氨酯泡沫复合材料,采用试验与仿真相结合的方法探讨碳纳米聚氨酯泡沫及其填充薄壁管复合结构的压溃机理、吸能特性和应用效果。通过准静态压缩试验获得不同碳纳米含量泡沫材料的载荷位移曲线,并对比其承载和吸能能力,确定添加碳纳米管的最佳质量比;对薄壁管和泡沫填充薄壁管的吸能特性进行试验和仿真,验证泡沫填充结构有限元模型的有效性;最后将碳纳米聚氨酯泡沫填充于某轿车B柱来验证吸能效果。结果表明,填充该材料后的B柱最大侵入量和侵入速度均有明显降低,在满足轻量化的前提下,具有良好的吸能特性。

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基于能量分析的乘员约束系统优化研究^*

葛如海, 林坡, 洪亮

2018 (11): 1288-1293. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.006

摘要 ( 179 )

PDF(989KB) ( 216 )

本文中提出一种基于能量ridedown效率分析的乘员约束系统优化方法。利用MATLAB/Simulink软件搭建ridedown效率的能量计算模型,并在此基础上分别寻找约束系统参数与乘员能量ridedown效率和乘员伤害之间的关系,搭建乘员伤害代理模型并对代理模型进行优化,结果表明:优化后的乘员伤害WIC值为0.365 8,比原车模型的WIC值0.387 6降低了5.62%。

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轿车自行车事故中骑车人头部损伤的影响因素研究^*

胡林, 程启寅, 黄晶, 陈强, 张新

2018 (11): 1294-1301. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.007

摘要 ( 225 )

PDF(2260KB) ( 284 )

为探究轿车自行车事故中骑车人的骑行姿态对其头部损伤的影响规律,首先采用PC-Crash软件建立自行车、骑车人和轿车模型,进行4组不同背角范围的仿真并分析骑车人骑行姿态对头部损伤的影响。接着,从中国交通事故深入研究(CIDAS)数据库中挑选出79例轿车自行车事故,用于分析实际案例中坐姿对头部动力学响应的影响。最后,通过多项式拟合,建立了在4个姿态分组下,头部碰撞速度、绕转距离和损伤程度与车速之间关系的数学模型。结果表明:骑车人头部的损伤程度随轿车碰撞速度的升高而增大,但随骑车人的背角的增大而减小。

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基于逻辑门限控制的EPB坡道起步仿真与试验研究^*

王洪亮, 彭湃, 谷文豪

2018 (11): 1302-1307. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.008

摘要 ( 292 )

PDF(1093KB) ( 414 )

本文中基于逻辑门限控制方法提出气压式电子驻车制动器(EPB)的坡道起步控制策略。首先,分析了气压式EPB的工作原理和车辆坡道起步的过程,建立了坡道起步过程中EPB气压控制模型,提出了坡道起步的控制目标;然后,研究了试验车的EPB电磁阀的工作特性,并提出了坡道起步中的气压式EPB逻辑门限控制方法;最后,利用Matlab/Simulink和TruckSim进行逻辑门限控制方法的联合仿真,并进行实车试验。仿真和试验结果表明,采用本文中提出的坡道起步的气压式EPB逻辑门限控制方法,车辆制动释放延迟较短,坡道起步效果更好。

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分布式驱动电动汽车的近似最优转矩矢量控制^*

谢伟东, 徐威, 付志军, 李彬

2018 (11): 1308-1316. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.009

摘要 ( 359 )

PDF(1047KB) ( 600 )

针对分布式驱动车辆系统非线性的特性,提出一种基于最优转矩矢量控制的车辆侧向稳定性控制系统。首先使用魔术公式轮胎模型实时估计轮胎力,搭建轮胎侧偏刚度变化的非线性车辆模型。接着借鉴近似线性二次型规划的最优控制思想,设计基于质心侧向加速度的增益可调的横摆转矩控制方法,并根据驱动电机峰值转矩和轮胎摩擦圆的约束条件进行转矩矢量分配。最后进行CarSim和LabVIEW联合仿真和硬件在环实验。结果表明,控制系统能对车辆进行有效的实时控制,在显著改善车辆稳定性的同时不严重影响车辆的纵向性能。

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基于KL散度的驾驶员驾驶习性非监督聚类^*

朱冰, 蒋渊德, 邓伟文, 杨顺, 何睿, 苏琛

2018 (11): 1317-1323. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.010

摘要 ( 328 )

PDF(2716KB) ( 389 )

为深入理解不同驾驶员的驾驶行为特点,本文中提出了一种基于KL散度的驾驶员驾驶习性非监督聚类算法。首先,建立了驾驶员驾驶数据实车道路试验采集平台,对84位驾驶员进行了测试;接着,将每名驾驶员的驾驶数据视为一个高斯混合模型(GMM),采取EM算法对其进行参数估计;最后,通过蒙特卡洛算法对各GMM之间的KL散度进行估计,从而获得不同驾驶员差异性的定量描述,将驾驶员聚为不同习性类别。对聚类后各类驾驶员的驾驶数据的统计分析表明,所提出的非监督聚类算法能有效实现不同驾驶习性驾驶员的聚类。

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车辆起步工况驾驶性品质评价方法研究^*

黄伟, 刘海江, 李敏, 童荣辉, 周雷

2018 (11): 1324-1329. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.011

摘要 ( 262 )

PDF(754KB) ( 482 )

为解决在车辆驾驶性品质评价中主观评价方法的评价结果稳定性差的问题,分析了起步控制机理,确定了起步工况驾驶性品质的评价指标;接着在建立起步工况驾驶性品质评价体系基础上,提出了基于模糊神经网络的起步工况驾驶性品质评价方法;最后对已训练好的驾驶性品质评价模型进行验证。结果表明,由评价模型预测的每辆车的评分与主观评价人员主观评分误差在1分以内,不同起步意图的预测评分合格率达到90%以上,主观评分和预测评分的相关系数达0.82以上,表明该评价模型能实现驾驶性品质的准确评价。

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车路协同环境下驾驶员行为识别方法研究^*

马雷, 陈珂, 王明露, 曲瑞

2018 (11): 1330-1338. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.012

摘要 ( 302 )

PDF(1096KB) ( 413 )

本文中提出了一种介于车辆操纵稳定性和智能交通系统的驾驶员行为识别方法。首先通过微观仿真软件实现不同行驶状态下局部路网仿真,获取大量基本仿真数据,根据汽车动力学理论,实现基本行驶参数到行驶状态参数的转化;然后应用邻域粗糙集来进行特征约简,再使用总体平均经验模态分解(EEMD)、相关系数法和样本熵相结合的方法进行样本数据挖掘,将得到的样本熵数值作为聚类的特征向量;最后将特征向量输入GG模糊聚类进行聚类,利用微观交通软件和UC-Win/Road驾驶模拟器仿真得到的样本,采用最小平均贴近度择近原则实现驾驶行为识别验证,并根据最大贴近度和次最大贴近度计算待测样本属于某类驾驶行为的隶属度。实验表明,该方法取得了良好的识别效果。

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某SUV车内气动噪声特性风洞试验研究^*

王亓良, 陈鑫, 林清龙, 魏洪桢, 黄秋萍, 张英朝

2018 (11): 1339-1345. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.013

摘要 ( 387 )

PDF(2203KB) ( 541 )

为研究乘用车内部气动噪声的空间分布规律、频率特性和车内噪声水平的影响因素,以便进行改进设计,对某款SUV在吉林大学汽车风洞内进行了噪声测试试验。结果表明,车内气动噪声主要由泄漏噪声与外形噪声组成,空间上车内噪声左右对称分布,但发现了前排泄漏噪声高于后排、而后排外形噪声高于前排这一典型现象。车内噪声水平随风速增加呈线性递增,且随着偏航角度增加,处于背风侧的位置,由于气流分离变甚,噪声明显恶化,而迎风侧的噪声变化很小。根据试验结果提出对A柱附近的衬条进行局部补强,采用泡棉封堵后视镜与车身连接处线束穿孔,采用喇叭口造型和减薄镜柄的新造型后视镜,以及在顶棚和四门钣金件加贴阻尼片等一系列车内噪声改进方案,有效降低了车内气动噪声。

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电动汽车永磁同步电机最优弱磁控制策略^*

林程, 邢济垒, 黄卓然, 程兴群

2018 (11): 1346-1353. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.014

摘要 ( 310 )

PDF(1665KB) ( 1407 )

本文中提出了一种适用于电动车辆的以转矩为控制目标的弱磁控制策略,通过离线计算获得电机最大转矩特性曲线和策略切换转矩特性曲线,并以此为基础在电机d-q轴坐标系下根据反馈转速和目标转矩不断更新电机弱磁工作点,使其在以最大转矩电流比曲线、电流极限圆和最大转矩电压比曲线为边界的区域内移动,从而在复杂的运行工况下提高了电机转矩响应速度和运行效率。通过Matlab/Simulink仿真验证了整个控制策略的可行性和性能优势。

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基于结构分析法的汽车ABS故障诊断和识别系统设计与校验^*

陈奇, 姚志刚, Qadeer Ahmed, 陈无畏, 樊浩

2018 (11): 1354-1363. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.015

摘要 ( 190 )

PDF(1982KB) ( 375 )

为实现汽车防抱死制动系统(ABS)的实时故障诊断、确定关键故障源的精确位置,本文中引入基于模型的结构分析法(SA)故障诊断理论,并开展ABS的故障诊断与识别(FDI)系统设计和校验。首先结合ABS的数学模型和系统关键故障,建立了初始系统故障模型,并利用SA对其进行故障可检测性和可隔离性分析,为提高ABS的故障诊断能力,研究最优的传感器配置方案;接着通过结构最小型超定方程集(MSO sets),设计系统的残差,进而建立ABS故障诊断和识别系统。最后在MATLAB/Simulink中搭建FDI系统的仿真模型,并对预设的故障进行诊断和识别。结果表明:该FDI系统能检测与定位所有的4个关键故障,其结果与SA理论分析一致,验证了其可行性。

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出风道结构改进对汽车除霜性能的影响分析^*

李明, 李国迪, 赵卫兵, 王淼

2018 (11): 1364-1369. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.016

摘要 ( 225 )

PDF(1780KB) ( 477 )

冬季汽车风窗玻璃除霜效果对车辆行车安全和驾驶舒适感至关重要。利用CFD与实验相结合的分析方法,研究某款车型开发过程中配备传统发动机或纯电动系统时,出风道结构特征对整车除霜性能的影响,特别是出风格栅相对风窗玻璃的碰撞角Φ对除霜效果的影响。通过实验对比了不同出风冲击角和温升规律下的除霜效果,验证了结构改进的有效性。

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汽车空调风道气动噪声仿真方法研究^*

卿宏军, 刘杰

2018 (11): 1370-1375. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.017

摘要 ( 272 )

PDF(1997KB) ( 486 )

为寻求汽车空调风道气动噪声一种高效高精度的仿真方法,基于德国整车企业联合发布的标准风道模型,对比研究了声类比法、直接模拟法和联合仿真分析法的优劣,并重点分析了声源面对声类比法精度的影响。首先,采用RNG湍流模型与SST k-ω DES模型分别对其稳态流场与瞬态流场进行求解,然后采用声类比法、直接模拟法和联合仿真法分别求解远场辐射噪声问题,仿真与试验结果表明:RNG湍流模型捕捉的风道内时均流场特征与PIV测量结果基本吻合;SST k-ω DES模型求解的风道内壁面脉动压力频谱仿真值与试验值基本一致;而在常用的几种仿真方法中,以出风口处环绕射流的可穿透面为声源面的声类比法求解精度最优。

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