面向汽车布置设计的人体模型的研究

以人体参数为基础建立的人体模型是描述人体形态特征和力学特征的有效工具,是研究、分析、评价人机系统不可缺少的辅助手段。用于车身设计的H点人体模型是车身总布置设计的工具之一。针对现有的SAEJ826H点人体模型的缺点,介绍了由UMTRI和BDLMSUCE最新开发的ASPECT人体模型,为汽车厂家使用新的人体模型提供了参考。     

汽车内部布置设计中人体模型姿势控制与舒适性评价

以刚体空间运动学为基础,讨论了作为关节链结构的人体模型及其在空间的位置和方位的数学表示方法,研究了物体在空间的平移变换和旋转变换。探讨了人体模型的正向和逆向运动学控制方法,提出了运用正向和逆向运动控制法联合控制人体数字模型的控制策略,构建了舒适性的模糊评价规则,并用于人体模型姿势的舒适性评价。     

考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略

为提升高温环境下电源系统的综合效率,通过分析电动汽车热管理和能耗模型,提出一种考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略,并在CATC、NEDC工况下分别与单一电源电动汽车和采用常规策略的复合电源电动汽车进行对比仿真。结果表明,相对于单一电源,采用复合电源方案的电动汽车电源系统能量回馈提升3.6%以上,综合能耗降低3.3%以上,电池最终温度下降3.51℃以上;相对于采用常规策略的复合电源电动汽车,考虑电池热管理的复合电源功率分配控制策略提升超级电容参与度,使复合电源系统能量回馈提升1.8%左右,综合能耗降低1.2%左右,电池最终温度降低1.25℃左右,从而验证了该策略的有效性。     

电气化背景下电动汽车热管理技术的进步与展望

电动汽车热管理已成为保障车辆宽温域环境适应能力、电池热安全和乘员舱热舒适性等方面的关键技术,同时也对电动汽车的能耗,特别是高低温环境下的整车能耗有着显著影响。随着车辆电气化和智能化的快速发展,与传统汽车相比,电动汽车热管理技术和发展路线在动力系统、空调系统等子热力系统和整车层面都呈现出了明显的差异和巨大的进步。综述了国内外电动汽车热管理技术领域重要的研究进展,阐述了电池、电机、热泵空调等子系统和整车集成热管理系统的技术进步,总结了当前电动汽车热管理亟待突破的技术重点和未来发展趋势。     

特种车辆柴油机在不同海拔高度的性能预测与分析

以Hiroyasu喷雾和燃烧模型为基础,建立了适应不同海拔环境的特种车辆增压柴油机模型,并利用平原台架试验和海拔3 700 m实车试验对计算结果进行了验证。计算了该柴油机在0～5 000 m海拔实际运行时的动力性、经济性和排放性,预测了不同环境下柴油机热负荷、机械负荷主要参数的变化规律。结果表明,当海拔高度为5 000 m时,柴油机动力性、经济性比平原恶化10%以上;柴油机缸内燃烧温度峰值上升235℃以上,涡前排气温度最多增加150℃左右;最大压升率比平原升高15%以上,NOx排放减少,碳烟排放剧增。     

基于CATIA对轿车视野校核的开发

以汽车驾驶员眼椭圆为例,采用CATIA Automation方式,基于CATIA软件平台进行了相应的二次开发。阐述了眼椭圆在汽车前风窗玻璃刮扫面积校核、汽车后视野校核、A柱盲区角计算中的应用。在CATIA中将该车简化模型及相应百分位的人体模型导入已确定的车身坐标系中,根据计算出的眼椭圆中心坐标及倾斜角度即可从已建好的驾驶员眼椭圆样板库中调出任一百分位。     

纯电动汽车主动进气格栅策略开发及能耗贡献量研究

介绍了一套完整的主动进气格栅整车热管理控制策略平台架构和开发流程,基于多款纯电动汽车试验验证,充分利用大数据研究、理论分析、高低温环境舱试验匹配等手段,完成了对主动进气格栅整车热管理控制策略的正向开发,并结合纯电动车型热泵空调系统完成了整车能耗贡献量对比试验分析。研究表明,新开发的主动进气格栅整车热管理策略在常温、低温环境下均有较好的节能收益,高温环境下可及时响应整车热管理系统的散热需求,同时具备平台化应用的可行性。     

基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测

现有预应力管道压浆质量检测方法多为点式测量，检测效率低，对检测环境要求高，并且易造成压浆缺陷漏检。为了弥补这一问题，提出一种基于分布式光纤传感器的预应力管道压浆质量检测方法。通过对预应力管道内压浆缺陷进行热力学分析，探讨与压浆密实度相关的热力学指标及其求解方法，并通过物理模拟开展试验研究，将设计的加热型分布式光纤传感器布设于预应力管道内部，采集加热后分布式光纤传感器的温度数据，识别温度分布曲线中的温度峰，计算各温度峰位置所对应的缺陷截面等效导热系数，分析该系数与压浆密实度的相关关系。研究结果表明：通过识别分布式光纤传感器温度分布曲线中的温度峰，可以将预应力管道中所有压浆缺陷准确识别出；缺陷截面的等效导热系数可以作为压浆密实度的评价指标，根据实测结果所得各位置的等效导热系数，可以近似求解出所对应的压浆密实度。     

基于能量流方法的纯电动汽车低温续驶里程提升研究

以某带热泵系统的微小型纯电动乘用车为对象,开展低温 CLTC-P循环工况下的续驶里程测试,通过综合研究 测试数据并分解整车能量流,探讨提升续驶里程的潜在方向。基于AMESim平台建立包含热管理系统的整车动力经济性 模型,经校准后仿真对比不同优化方案,制定组合优化方案。试验验证结果显示,组合优化方案可将低温续驶里程提升 12.6%,其中热管理系统优化方案的贡献显著优于整车阻力优化方案和控制策略优化方案。为提升纯电动乘用车低温环 境下的续驶里程提供参考思路和方法。     

后置发动机客车机舱空间温度场的试验研究

通过整车道路试验和不同工况的转鼓试验台试验,实测了不同环境、不同整车负载情况下,后置式发动机客车机舱内温度场的分布规律并进行了对比分析,研究了环境温度、机舱内的温度、发动机的工作状况等参数对发动机出水温度、热负荷的影响,提出了基于机舱温度的整车冷却系统沸腾风温评价指标,为后置式发动机客车的冷却系统设计提供了依据。     

Development of disc brake rotors for trucks with high thermal fatigue strength

Thermal fatigue strength has recently become the most important performance required of disc brake rotors for trucks. Accordingly, grey cast iron with added nickel has been used for disc brake rotors. In this study, an evaluation method for thermal fatigue strength during simulation tests was established, and it was found that thermal fatigue strength was improved in proportion to the graphite number in the microstructure. which increased in proportion to the added amount of nickel or as a result of cerium inoculation. Therefore, by combining cerium inoculation with nickel addition, a low-cast disc brake rotor for trucks with high thermal fatigue strength was developed.     

半刚性基层拱胀现象的力学分析

采用材料力学中的压杆失稳理论和弹性力学中的薄板压曲理论对半刚性基层由温度变化引起的拱胀问题进行分析。计算出了半刚性基层不发生拱胀破坏的临界应力,将临界应力与其温度应力相比较,可以判断施工完成时半刚性基层是否会发生拱胀。对影响温度应力大小的技术指标进行了分析,给出这些指标在施工中的建议值。研究结果表明:两种方法分析计算的结果是一致的,但用压杆失稳理论进行分析偏安全。为避免半刚性基层产生拱胀破坏,在实际施工中,应该尽量避免半刚性基层在冬季施工以减小整个施工过程中温差;施工单位不宜追求高强度而增加水泥剂量而导致基层材料的回弹模量值过高;应该尽量采用膨胀系数较小的骨架密实型基层混合料。     

老化循环对三效催化器的老化效果研究

为研究不同整车驾驶循环对车辆三效催化器热老化的效果差异,选取两辆配备同款发动机的满足国六排放标准的纯汽油车和油电混合动力车,分别进行AMA、SRC、WLTC和典型RDE循环,利用数据采集系统实时采集车辆运行参数和三效催化器床体温度。基于阿伦尼乌斯公式将不同循环16万km耐久性后的热老化程度量化为热损伤,并以RDE循环为参照基准,将不同测试循环行驶16万km换算成对应的实际道路等效行驶里程。研究结果表明:相同循环下,油电混合动力车三效催化器的16万km热老化程度低于纯汽油车;AMA和SRC循环对三效催化器造成的热老化程度明显高于相同行驶里程下的WLTC循环和RDE循环。纯汽油车以AMA循环或SRC循环进行16万km耐久老化,对三效催化器所造成的老化效果相当于在实际道路上行驶了51.84和60.30万km;油电混合动力车以AMA循环和SRC循环进行16万km耐久老化,对三效催化器造成的老化效果相当于在实际道路上行驶30.44和29.21万km。     

冻融循环对季冻区隧道衬砌混凝土导热系数影响研究

为研究冻融循环作用对衬砌导热系数的改变，将混凝土简化为多孔介质模型，利用Hamilton and Crosser理论计算模型和COMSOL仿真软件对不同孔隙率的混凝土试件导热系数进行计算和分析。研究结果表明： 1）通过对混凝土随机分布模型的有效导热系数进行逆运算，得到不同冻融循环作用下不同孔隙率的混凝土模型的有效导热系数，进而确定混凝土试件有效导热系数与冻融循环次数之间呈非线性函数关系； 2）衬砌导热系数在冻融循环作用下，初期导热系数随着冻融循环次数的增加而下降，中期随着冻融循环次数的逐渐增加，导热系数出现较小程度的增大。     

传统发动机效率体系的全面质疑

基于传统发动机固有缺陷的重大发现:致使传统发动机效率不高的根本原因主要在于机械转换损失(见附件一),而机械转换损失则是曲轴连杆机构构成的固有缺陷,那么作为非曲轴连杆机构发动机则拥有巨大的热效率提高潜力,并在探索热效率的机理中,不仅发现了奥托理论热效率明显小于真实的指示热效率,而作为实际循环的指示热效率本应还低于理论循环2%左右的热损失,还发现作为传统发动机效率根基的卡诺循环热效率并不适用奥托理论热效率,因为卡诺循环热效率的温度热源完全与奥托理论热效率的压缩比无关,既没有符合性也没有相关性。如果卡诺循环热效率不适用奥托理论热效率,那么建立在卡诺循环热效率基础之上的奥托理论热效率就是错误的。因此,传统发动机的整个效率体系将会面临全线崩塌的尴尬境地。     

重型卡车热平衡道路试验细节探讨

目前,国内关于整车热平衡试验的研究主要偏向于发动机冷却系统的匹配分析与热平衡性能的改善,而对一些常见的影响热平衡试验的细节问题没有引起足够的重视,导致试验结果的有效性、准确性大打折扣.以重型卡车为例,对整车热平衡道路试验过程中发动机故障、节温器、风扇离合器、传感器布置、环境风速、试验操作、结果评价与修正等细节问题进行探...     

A nonlinear model predictive control formulation for obstacle avoidance in high-speed autonomous ground vehicles in unstructured environments

This paper presents a nonlinear model predictive control (MPC) formulation for obstacle avoidance in high-speed, large-size autono-mous ground vehicles (AGVs) with high centre of gravity (CoG) that operate in unstructured environments, such as military vehicles. The term ‘unstructured’ in this context denotes that there are no lanes or traffic rules to follow. Existing MPC formulations for passenger vehicles in structured environments do not readily apply to this context. Thus, a new nonlinear MPC formulation is developed to navigate an AGV from its initial position to a target position at high-speed safely. First, a new cost function formulation is used that aims to find the shortest path to the target position, since no reference trajectory exists in unstructured environments. Second, a region partitioning approach is used in conjunction with a multi-phase optimal control formulation to accommodate the complicated forms the obstacle-free region can assume due to the presence of multiple obstacles in the prediction horizon in an unstructured environment. Third, the no-wheel-lift-off condition, which is the major dynamical safety concern for high-speed, high-CoG AGVs, is ensured by limiting the steering angle within a range obtained offline using a 14 degrees-of-freedom vehicle dynamics model. Thus, a safe, high-speed navigation is enabled in an unstructured environment. Simulations of an AGV approaching multiple obstacles are provided to demonstrate the effectiveness of the algorithm.     

梯子岭隧道防冻隔温层效果现场测试及分析

对多种防冻隔温材料性能进行了测试及评定,选取硬质聚氨酯(现场发泡)作为防冻隔温材料对梯子岭隧道冻害进行了治理;在施作隔温层后,对隧道温度场进行了现场测试;测试结果表明,防冻隔温层的效果显著,为今后隧道防冻害采用防冻隔温层提供了可靠的依据。     

轿车地毯热力塑性成形性能的尺寸效应研究

以单向拉伸试验研究了轿车地毯不同宽度尺寸试样的热力塑性成形性能,试验发现轿车地毯材料的塑性成形性能具有尺寸效应。分析了轿车地毯材料的强度、塑性和断裂功等成形性能受尺寸的影响程度。试验结果表明,宽度为50mm的试样可以作为轿车地毯材料基本力学性能测试的统一标准,能较稳定地反映轿车地毯的基本力学性能。     

Thermal anaysis of an electric water pump for internal combustion engine vehicles

An electric water pump for engine cooling system has an advantage which particularly in the cold start, the use of the electric water pump saves fuel and leads to a corresponding reduction in emissions. However, the electric water pump for internal combustion engine generates much more heat loss than that for hybrid electric vehicle or electric vehicle since it is operated by electric power of high current and low voltage. In this study, the fluid flow and thermal characteristics of the canned type electric water pump with an inverter integrated has been investigated under the effects of heat generation. The analysis conditions such as outdoor air temperature of 125°C, water pump speed of 6000 rpm, coolant temperature of 106°C and coolant flow rate of 120 L/min were used as a standard condition. Therefore, the thermal performance of the canned type electric water pump’s motor and inverter was evaluated by comparison with that of mechanical seal type. In the motor, the temperature reduced by over 10°C, and in the inverter, the amount of temperature decrease equaled to the maximum temperature difference, about 18.7°C. Also, canned type electric water pumps of variable materials were compared for the evaluation of thermal transfer performance for variable thermal conductivity of a can. The motor and inverter were cooled lower to 42°C at motor and about 40°C at inverter for reasonable selection of can’s thermal conductivity.