汽车冷却风扇设计参数仿真优化

鉴于汽车冷却风扇的工作性能直接影响发动机舱的散热性能,本研究以全面提升散热器入口进风量和冷却风扇有效功率为优化目标,以实车为例,进行了冷却风扇轴向伸入距离、风扇与风扇罩径向间隙和风扇旋转中心偏移距离三个设计参数进行优化。首先采用计算流体力学(CFD)方法,单因素分析各个设计参数对散热器入口进风量和冷却风扇有效功率的影响规律。然后采用正交试验方法,对发动机舱散热性能的影响因素进行了研究,发现风扇与风扇罩径向间隙的变化相对于其他因素对发动机舱散热性能的影响更为显著,并获得了风扇设计参数的最佳组合方案。最后经过仿真验证结果表明,与原车模型相比,优化后在爬坡工况下散热器进风量提升了10.90%,风扇进风量提升了8.81%,风扇有效功率提升了12.22%,发动机表面温度降低了1.23℃,其结果有效地改善了发动机舱的散热性能。     

汽车发动机舱散热组件布局仿真优化

鉴于由冷凝器、散热器和冷却风扇组成的汽车散热组件的布置直接影响整车的散热性能,本文中以提升进风量为目标,对某车型的冷凝器、散热器和冷却风扇三者间的距离关系进行优化。首先采用计算流体力学仿真,比较了冷凝器单独前移和冷凝器与散热器一同前移两种方案,发现后一种方案能更好地提升散热组件的进风量。然后采用正交试验方法,对冷凝器、散热器和冷却风扇的间距进行优化,获得散热组件的最佳布置方案。最后实车试验验证结果表明,与原车相比,优化后工况Ⅰ和工况Ⅱ下的散热器进风量分别提高了29.95%和4.54%,改善了整车的散热性能。     

汽车进气格栅角度与冷却风扇转速的匹配研究

汽车冷却系统前端进气量直接影响发动机舱的散热性能和气动阻力。针对某安装主动进气格栅(AGS)的乘用车在高速与低速行驶工况下,发动机存在过度冷却与过热等问题,采用计算流体力学(CFD)方法,分析了不同工况下,格栅进气角度与风扇转速对前发动机舱流场的影响;建立了格栅角度与风扇转速优化匹配的准则与方案,并通过匹配实例仿真和实车实验,对匹配方案的实际效果进行验证,结果表明,该进气模块匹配方案能满足极限工况下的散热需求,百公里油耗降低0.166 L。     

商用车多风扇冷却模块匹配研究EI北大核心CSCD

为解决后置发动机商用车的多风扇-冷却模块匹配问题,以路试满足散热要求的中冷器、散热器和单个风扇串联布置的冷却模块为基础,利用散热器和风扇的风洞测试数据,对中冷器、散热器和多个风扇组成的不同冷却模块方案进行匹配分析。结果表明:在传统中冷器-散热器串联布置方案中,依靠增加电动风扇数量对散热性能提升的空间有限,难以满足散热需求;中冷器-多风扇,散热器-多风扇的分布式布置方案满足发动机标定转矩点的散热需求;在标定功率工况时,中冷器-风扇模块能满足散热需求;而通过进一步改进散热器和增加电动风扇的数量,散热器-风扇模块也可以满足散热需求。     

商用车多风扇冷却模块匹配研究

为解决后置发动机商用车的多风扇-冷却模块匹配问题,以路试满足散热要求的中冷器、散热器和单个风扇串联布置的冷却模块为基础,利用散热器和风扇的风洞测试数据,对中冷器、散热器和多个风扇组成的不同冷却模块方案进行匹配分析。结果表明:在传统中冷器-散热器串联布置方案中,依靠增加电动风扇数量对散热性能提升的空间有限,难以满足散热需求;中冷器-多风扇,散热器-多风扇的分布式布置方案满足发动机标定转矩点的散热需求;在标定功率工况时,中冷器-风扇模块能满足散热需求;而通过进一步改进散热器和增加电动风扇的数量,散热器-风扇模块也可以满足散热需求。     

侧置式重型柴油机中冷器和散热器布置形式对冷却性能的影响

以侧置式重型柴油发动机舱内的冷却模块(中冷器和散热器)为研究对象,建立了发动机舱及冷却模块的内部三维流动与传热的数值仿真模型。通过舱内冷却空气流动与冷却模块的传热耦合仿真分析,研究了中冷器和散热器在前后布置与上下布置两种形式下的散热性能。结果表明:与中冷器和散热器的前后布置形式相比,采用上下布置形式时,散热器冷却液出口温度基本不变,中冷器热侧出口温度降低了24%。中冷器和散热器上下布置形式有利于进一步降低发动机热负荷,减小发动机冷却模块尺寸,节约材料,优化发动机舱空间布局。     

商用车冷却系统风扇噪声控制与散热优化

针对某型商用车冷却系统风扇噪声与散热匹配问题,提出了通过改变风扇结构降低噪声和增加挡风板阻挡热风回流的改进方案。通过改变叶片数量、轮毂比、叶片弯曲角度等风扇性能参数,以及对冷却风扇的质量流率和气动噪声进行计算流体动力学(CFD)仿真,对风扇各性能参数进行了优选;对发动机舱流场和温度场进行分析,发现散热器存在热风回流问题,通过在散热器上部和左、右两侧增加挡风板阻挡回流。试验结果表明,改进后风扇噪声降低了2.7dB(A),发动机舱内最高温度由417K下降至392 K。     

商用车冷却系统低噪声优化设计

针对某重型商用车在高温、高速行驶工况下驾驶室噪声偏高问题,利用频谱分析方法对该车进行了声源识别与热平衡试验,得出主要噪声源为冷却风扇宽频涡流噪声,并且根据风扇性能曲线与车辆热平衡试验数据得出涡流是造成系统阻力偏高、散热性能下降的主要原因。采用CFD分析法对发动机舱内流场进行数值分析,得出护风罩边缘过长导致风扇导出气流形成涡流团,基于此提出了护风罩优化设计方案。试验结果表明,护风罩优化后使得风扇导出气流涡流减少,散热器进风量由3.12 kg/s增加到3.68 kg/s,驾驶室噪声降低1.7 dB(A)。     

基于双场耦合的发动机舱内流场散热分析与结构改进

针对汽车发动机舱内由于热量富集和结构拥挤而导致散热困难的问题,提出了双场耦合强化散热原理,并用于指导某款汽车的发动机舱内散热问题的分析与结构改进。首先,基于对流换热场协同理论,论述了发动机舱内高温部件强化散热的空气速度与温度梯度的0°夹角原则,并据此根据自然对流换热下的温度场分布特征,推导了入流空气速度的"辐射状"优化方向;然后,针对某款汽车发动机舱内排气歧管散热不足问题,基于"辐射状"优化方向进行舱内流场散热分析和结构改进研究,确定了"散热器-风扇"导流罩组合的结构改进方案。最终结果表明,排气歧管对流换热系数提高了37.5%,表面平均温度降低了24.4%,周围局部高温消除,解决了舱内散热不足问题。     

出口热带地区某重型越野汽车冷却系计算

为校核车辆在热带地区适应性而进行发动机冷却系散热性能计算分析是新产品适应性开发中必须进行的项目。本文通过对某重型越野汽车冷却系计算,并对风扇及散热器等部件能力进行校核,为同类车型设计提供了参考依据。     

A path-following driver–vehicle model with neuromuscular dynamics,including measured and simulated responses to a step in steering angle overlay

An existing driver–vehicle model with neuromuscular dynamics is improved in the areas of cognitive delay, intrinsic muscle dynamics and alpha–gamma co-activation. The model is used to investigate the influence of steering torque feedback and neuromuscular dynamics on the vehicle response to lateral force disturbances. When steering torque feedback is present, it is found that the longitudinal position of the lateral disturbance has a significant influence on whether the driver’s reflex response reinforces or attenuates the effect of the disturbance. The response to angle and torque overlay inputs to the steering system is also investigated. The presence of the steering torque feedback reduced the disturbing effect of torque overlay and angle overlay inputs. Reflex action reduced the disturbing effect of a torque overlay input, but increased the disturbing effect of an angle overlay input. Experiments on a driving simulator showed that measured handwheel angle response to an angle overlay input was consistent with the response predicted by the model with reflex action. However, there was significant intra- and inter-subject variability. The results highlight the significance of a driver’s neuromuscular dynamics in determining the vehicle response to disturbances.     

预应力曲线箱梁和异形箱梁的研究

近年来 ,国内外学者对曲线箱梁和异形箱梁的静力分析理论和计算方法作过大量的研究 ,但这些理论和方法在某种程度上都存在着一定的局限性 ,特别是在实际设计工作中 ,运用起来不能得心应手。为此本文在综合前人已取得经验下 ,针对桥梁结构设计中分析曲线箱梁、异形箱梁 ,经常遇到的难题进行了研究 ,建立一个较为完善的理论和方法 ,编制了等参元空间分析程序。在实际工程中进行实桥试验 ,验证了本文理论和方法的正确性。本文的研究工作更准确描述了箱梁的荷载响应 ,为设计人员提供直观的设计依据。对曲线箱梁和异形箱梁受力特性有了更一步的理解 ,并提出了新的见解     

沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的应用和施工技术

SMA是沥青码蹄脂碎石(Stone Matrix Asphal)的缩写,是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料,以及较多的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料,简称SMA。该文介绍了SMA在上海的应用及其施工技术。     

混凝土施工中裂缝的防治措施及处理办法

混凝土的推广使用已有一个世纪,目前在现代工程建设中仍占有重要的地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在,尽管我们在施工中采取各种各样的措施,但收效甚微,裂缝仍然时有出现。该文指出,究其原因,人们对混凝土温度变化所产生的应力注意不够是其中之一,尤其是大体积混凝土。对此,温度应力与温度控制具有重要的意义。     

发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究

利用AVL公司开发的BOOST软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能,而AVL的CRUISE软件可调用BOOST建立的发动机模型.在进行道路循环工况的仿真时,须对发动机全部工况点进行准确的标定.文中采用BOOST开发了发动机的仿真模型.通过调整节气门开度和燃烧模型参数,标定了发动机在多个转速和负荷点的转矩、功率和油耗,较好地模拟了发动机的动力性和经济性.最后基于ECE循环工况,将此模型与CRUISE进行联合仿真,分析了发动机瞬态工况的动力性、油耗和NO_x排放等参数.     

Analysis of the capabilities of a two-stage turbocharging system to fulfil the US2007 anti-pollution directive for heavy duty diesel engines

This article presents a two-stage turbocharged heavy-duty diesel (HDD) engine designed to fulfil the US2007 anti-pollution directive. This directive imposes very restrictive limits on the NOx and particle emissions of HDD engines. In this work, the possibility of combining particle traps in the exhaust line to reduce soot emissions with very high EGR rates to reduce NOx emissions is considered. This new generation engine implements two-stage turbocharging in order to improve the bsfc when the engine is working on steady conditions as well as to optimize the engine transient response. After carrying out the tests, the results were analyzed and the engine settings were adjusted to maximise its behaviour and minimise pollutant emissions. NOx and soot emission peaks were also analyzed at engine transient conditions in order to keep them under certain levels, and thus maintain the overall pollutant emissions to a level that is as low as possible. In summary, a double-stage turbocharging configuration can greatly improve engine driveability (between 23% and 36% depending on engine speed), while reducing NOx emissions during transient evolution without increasing opacity peaks beyond the stated limits.     

新一代同步器开发与应用

随着用户对车辆驾驶舒适性要求的不断提高,国内重型商用车辆对全同步器型变速箱的需求迅速增长,有必要开发适合重型卡车变速箱恶劣工况的高性能同步器。设计人员从结构设计和材料选型2方面着手,设计了具有专利结构的钢环碳纤维摩擦材料同步器。工艺人员解决了制造过程中的技术难点,建成了高标准的同步器生产线。新一代同步器针对重型卡车变速箱恶劣工况而设计,在市场上获得了很大的成功。     

超薄磨耗层沥青混合料的应用研究

该文从研究超薄磨耗层的级配的选择入手,简单分析了超薄磨耗层的结构特点和强度形成机理,给出了几种国内外常用的超薄磨耗层级配范围,并提出了将SAC-10做为其研究的设计级配。在研究超薄磨耗层沥青混合料配合比设计的基础上,通过对SAC-10沥青混合料的马歇尔试验,确定了该沥青混合料的矿料级配和最佳沥青含量。最后采用车辙试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验及小梁弯曲试验等一系列试验,检测超薄磨耗层沥青混合料的各项路用性能,为在实际工程中的应用提供理论依据。     

基于DDS技术的发动机爆震信号仿真研究

基于直接数字频率合成(DDS)技术,通过设计相应的硬件电路来模拟发动机的爆震信号,在发动机平均值模型的基础上添加改进的双区燃烧模型,用以计算分析缸内燃烧过程,进而预测、判断爆震,并以爆震等级强弱等信息作为模型的输出量,最终驱动硬件电路产生信号。对信号的发生及处理过程作了针对性的研究。试验结果表明,模拟信号的幅值、频率等参数均可调,实时性满足系统的要求。