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  • 2010年 第1卷 第3期 刊出日期:2010-09-20 上一期    下一期
    高效清洁车用汽油机燃烧的研究进展
    王建昕, 王志
    2010, 1(3):  167-178.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.001
    摘要 ( 3134 )   PDF (2466KB) ( 3413 )  
    分析了2000—2009年来中国汽车工业发展和与此相关的能源及排放法规的变迁,指出节能的重要性将会超过排放污染问题。缸内直喷汽油机(GDI)和小排量是目前汽油机节能的两条途径,在气道喷射式汽油机上采用小排量技术具有成本低的特点,而在GDI汽油机上采用小排量技术则可以获得更显著的节油效果。以均质当量比为特征的第二代GDI节油效果有限,第三代GDI必须解决爆震(高压缩比)、废气稀释燃烧稳定性以及微粒排放3个关键问题。均质压燃(HCCI)是汽油机节能减排理想的燃烧方法。汽油-柴油双燃料燃烧方式具有最高的节油效果,并为未来汽油机和柴油机的统一化奠定基础。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    电气化与智能化技术——未来汽车的驱动力
    邓伟文
    2010, 1(3):  179-189.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.002
    摘要 ( 1861 )   PDF (1993KB) ( 2189 )  
    节能与减排是当今汽车工业发展的主旋律,电动和混合动力汽车也由此得到了迅猛的发展。然而,除了其本身面临的许多技术挑战外,电动和混合动力汽车也承受着不小的由于较高的制造成本和较高的市场期望带来的压力。所幸的是,绿色技术在节能与减排的同时,也很可能将汽车的电气化带到一个新的发展阶段,为汽车设计和制造、乃至于汽车工业带来革命性的变化。电气化的汽车又是智能化汽车的前提,而汽车的智能化是从根本上提高汽车安全性和整体性能的出路之一。该文分析了汽车电气化和智能化领域的现状和一些相关的关键技术,特别是从系统的角度对相关的汽车电子电气(E/E)架构和集成控制系统作了探讨,并认为电气化和智能化两者相辅相成,将成为汽车工业未来技术的主要驱动力。
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    中国和瑞典城市行人事故形态对比研究
    邓滨, 王震台, 杨济匡, 孔春玉
    2010, 1(3):  190-194.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.003
    摘要 ( 1614 )   PDF (1551KB) ( 1998 )  
    为了了解中国城市交通中车辆碰撞行人事故的形态,在中国长沙地区开展了深入的调查。共采集2001年至2006年期间行人事故案例497例,其中446例具有详细的事故信息,信息来源包括警察、医院和回勘调查。通过现场调查采集到51例行人事故。所有采集的事故数据被存档于长沙市深入的车辆交通事故调查数据库(IVAC)中。基于497例数据进行了统计分析,分析结果与瑞典STRADA(Swedish TRaffic Accident Data Acquisition)数据进行了对比研究。结果表明:长沙地区的行人死亡率高出瑞典2倍多,两个地区的大多数行人事故均发生在良好的照明条件和干燥气候条件下;与瑞典相比较,长沙的行人事故形态分布呈现出显著的不同。
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    基于仿真分析的汽车侧面气囊参数优化设计
    马春生, 张金换, 胡经耀, 黄世霖
    2010, 1(3):  195-199.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.004
    摘要 ( 2338 )   PDF (1651KB) ( 1809 )  
    侧面气囊对于提高汽车侧面碰撞中的乘员保护效能有重要作用。采用PAM-CRASH软件建立了包含约束系统模型在内的整车侧面碰撞有限元(FE)模型,并通过仿真计算和试验结果的比较验证了模型的有效性。对某轿车的侧面安全气囊泄气面积、气体质量流量、几何尺寸等参数进行了优化设计。优化设计后该车在“中国新车评价程序”(C-NCAP)侧面碰撞中胸部得分从0分提高到1.8分。
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    基于面部表情特征的驾驶员疲劳状态识别
    马添翼, 成波
    2010, 1(3):  200-204.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.005
    摘要 ( 1841 )   PDF (1663KB) ( 2982 )  
    建立了基于面部表情特征的疲劳状态识别方法并进行了验证。从疲劳表情机理以及人的经验知识两个角度出发挖掘出人在疲劳状态下的表情特征,将定性的特征量化得到11个疲劳表情描述指标作为判据。进行疲劳驾驶实验,通过标记点检测的方法获取特征指标数据,从中提取出4个在不同疲劳状态间有显著性差异的特征指标,分别为张眼程度、眉头下垂程度、嘴角下垂程度及嘴形弯曲程度,并通过疲劳表情机理以及人的经验知识对指标的变化规律进行验证。以此为基础建立了基于典型判别方程的判别算法,实现了对疲劳驾驶93%的检测精度。
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    氢能汽车氢瓶框架的耐撞性设计
    章斯亮, 朱平, 冯奇, 万党水, 周庆伟
    2010, 1(3):  205-209.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.006
    摘要 ( 1766 )   PDF (1850KB) ( 1851 )  
    氢瓶碰撞安全问题是影响氢能源轿车耐撞性的一个重要因素。该文对于一款氢能源轿车的100%正面碰撞以及追尾碰撞进行了仿真,分析了氢瓶在碰撞中的冲击状态以及框架在冲击载荷条件下的挤压变形情况。通过载荷的静力等效,用有限元方法,在保证承载结构抗弯刚度的基础上,采用铝合金材料,并对框架进行结构优化设计。最后在整车碰撞中对改进的框架结构进行仿真验证。仿真结果显示:新的框架结构不仅提升了氢瓶的各安全评价指标,提高了整车的耐撞性,而且框架整体质量降低了27%,实现了框架的轻量化。
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    基于敏感性分析的铝镁合金座位框架设计
    尹荣汉, Wanhee HAN, Kiseong KIM, Kwangsu KIM, Moonyoung CHOI, Beomjin HWANG
    2010, 1(3):  210-213.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.007
    摘要 ( 2059 )   PDF (1853KB) ( 3137 )  
    由于燃料价格的迅猛增涨和严格的环境限制,设计轻质量车辆是目前汽车商家的一个主要议题。该文以镁合金座椅框架来替代传统的钢座椅框架。除了较高的材料费用以外,镁合金座椅框架具有较轻的质量和优良的吸收震动的能力。但是,镁合金的强度低于钢。对于框架的多数受力部件的设计因素进行了计算,并用正交矢量表方法进行了敏感性分析。利用LS-Dyna软件,模拟了该正交矢量方法。用Taguchi方法分析了模拟结果,以便找到影响受力和质量的设计因子。新设计的镁合金座椅框架提升了应力强度和刚性强度。
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    汽车低速碰撞中的人体颈部有限元模型验证
    王方, 肖志, 万鑫铭, 杨济匡
    2010, 1(3):  214-218.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.008
    摘要 ( 2073 )   PDF (1712KB) ( 1908 )  
    在已有的由湖南大学开发和验证的人体颈部有限元模型的基础上,对其进行诸多改进和优化,并在低速的正面、侧面和后碰撞工况下重新进行验证。模型包括了颈椎椎骨、椎间盘、韧带和肌肉等软组织结构,各个部分分别用不同的单元类型模拟。借助美国海军生物动力学实验室(NBDL)和瑞典查尔摩斯大学进行的实验数据对改进后的模型进行了验证。结果表明:模型在主要响应阶段与实验数据吻合得较好,模型具有较好的生物逼真度。
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    通过废气再循环实现柴油低温燃烧的实验研究
    郑明, 韩晓野, Graham T. Reader
    2010, 1(3):  219-228.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.009
    摘要 ( 2295 )   PDF (2509KB) ( 2184 )  
    应用废气再循环(EGR)能够降低缸内氮氧化物(NOx)生成,是实现柴油低温燃烧的一种有效方法。以同时降低NOx和碳烟为目的,恰当的喷油策略和进气增压控制则是除EGR之外的两个关键因素。该文的实验是在先进的发动机实验平台上完成的,该实验平台可以精确并单独控制这三项参数,以单独研究每一个参数对发动机排放的影响。实验结果表明:在本研究的低温燃烧范围内,应用EGR是降低NOx排放的最有效手段;然而,喷油压力和进气压力对NOx仅有轻微影响。另一方面,在不同EGR条件下,可以通过提升喷油压力来减少碳烟排放;针对高碳烟情况,提升进气压力可以有效降低碳烟峰值。但是,随EGR率的增加,由于氧气含量减少和火焰温度降低,导致较高的碳氢和一氧化碳排放。
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    含氧燃料对重型车用柴油机性能的影响
    王宪成, 孙志新, 和穆, 何星
    2010, 1(3):  229-234.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.010
    摘要 ( 2036 )   PDF (2091KB) ( 1646 )  
    为降低某型装甲车辆柴油机的碳烟排放,通过台架试验研究了掺混不同比例的两种含氧燃料—生物柴油和碳酸二甲酯 (DMC) 对某型装甲车辆柴油机缸内燃烧过程、动力性和碳烟排放的影响。结果表明:混合燃料可以有效降低柴油机的可吸入颗粒物 (PM) 排放,且生物柴油和DMC的比例越大,降烟的效果越显著,但NOx排放增加;掺混生物柴油体积分数为20%、DMC为10%时,发动机外特性扭矩下降约5%。通过调整最大供油量,可使柴油机的功率恢复到原机状态;恢复功率后,发动机的碳烟排放比使用纯柴油的原机降低了54.5%。
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    燃用低比例甲醇轻型汽车冷起动非常规排放的试验
    王真, 张凡, 肖建华, 帅石金
    2010, 1(3):  235-241.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.011
    摘要 ( 1536 )   PDF (3056KB) ( 1674 )  
    对于某轻型汽油车燃用低比例甲醇的非常规排放进行了台架测试。该车带有常规三效催化剂,满足国Ⅲ排放法规。使用纯汽油、甲醇体积分数分别占10%、20%、30%的甲醇汽油作为燃料,采用Fourier变换红外光谱仪测量非常规排放。结果表明:在25?℃和–7?℃冷起动条件下,甲醇掺混比在10%~30%时的常规排放(CO、HC和NOx等)与使用纯汽油情况相差无几;随着甲醇掺混比的增大,非常规排放未燃甲醇和甲醛排放浓度明显增加,但是一旦催化剂起燃后,甲醇、甲醛等的转化效率很高,尾管排放接近于零。
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    车用煤基和天然气基二甲醚燃料的生命周期评价
    汪映
    2010, 1(3):  242-246.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.012
    摘要 ( 2288 )   PDF (1732KB) ( 1705 )  
    对煤基二甲醚和天然气基二甲醚作为车用燃料的生命周期内的单位行驶距离的能耗、温室气体CO2排放和主要污染物排放进行了评估。评估中,根据了煤基和天然气基二甲醚的不同生产工艺,结合了车辆数据。结果表明:在全生命周期内,使用天然气基二甲醚作为车用燃料,除了CO排放略高于使用煤基二甲醚做为车用燃料外,其余各项指标均低于使用煤基二甲醚做为车用燃料时的指标;在全生命周期内,无论是使用煤基二甲醚,还是天然气基二甲醚做为车用燃料,它们的可挥发性有机物(VOC)、CO和NOx排放均比使用柴油燃料时低,但它们的能耗、温室气体CO2、颗粒(PM)和SO2排放均比使用柴油燃料时高。
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    大功率柴油机双段喷射的仿真
    李明海, 侯春林, 贾先喆
    2010, 1(3):  247-252.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.013
    摘要 ( 1966 )   PDF (1929KB) ( 2458 )  
    利用GT-Power 软件,建立了16V280ZJ型柴油机电子喷射系统的整机模型。对直喷柴油机典型的双段喷射方案进行燃烧过程仿真计算。16V280ZJ型柴油机是中国铁路干线内燃机车的动力装置。通过与试验结果的对比,对计算过程参数进行了修正,计算结果有效反映出了两次喷射脉冲的油量分配比例和喷射脉冲间隔角对排放特性及燃油经济性的影响规律。最后以改善柴油机排放和降低压力升高率为目标,总结出了双段喷射模式下的喷油规律优化方案。
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