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  • 2013年 第4卷 第4期 刊出日期:2013-12-25 上一期    下一期
    综述与展望
    中国机械工程学科汽车领域NSFC 资助的回顾与思考
    王国彪,赖一楠,杨殿阁,王建强,危银涛
    2013, 4(4):  291-299.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.001
    摘要 ( 981 )   PDF (1399KB) ( 1794 )  
    为实现中国由汽车大国向汽车强国的迈进,需要探索强国之路。本文从中国国家自然科学基
    金项目的申请、资助及结题的角度,统计分析了中国机械工程学科汽车领域研究的进展。随着中国汽
    车工业快速发展,在中国国家自然科学基金委员会(NSFC)支持下,汽车领域内的基础理论研究正逐
    步加强,一些关键技术有所突破。但科学基金项目的申请规模偏小,资助率较低,成果显示度不够,
    原始创新不足,基础研究仍然薄弱。建议深入挖掘汽车工程领域的科学问题,大力推进汽车先进技
    术基础研究,加快原创成果的转化和输出,以推动汽车行业的良性发展。
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    汽车的社会成本与大气污染治理
    李春利
    2013, 4(4):  300-314.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.002
    摘要 ( 1128 )   PDF (1857KB) ( 2569 )  
    本文导入汽车的社会成本这一核心概念,运用经济学关于社会成本和外部性理论及其分析
    方法,就汽车社会的负面效应、尤其以PM2.5 为代表的大气污染治理政策做一重点分析。该文分析了
    汽车使用的社会成本和负外部性问题,从如何使“外部成本内在化”的角度分析环境规制的必要性,
    阐明汽车的过度使用所导致大气污染的基本原理;聚焦雾霾与汽车尾气问题,以日本为主要案例,系
    统分析了颗粒物(PM)与氮氧化物(NOx)的排放控制历程;以东京治理柴油车尾气污染的政策为例,重
    点分析了大城市如何应对颗粒物排放的经验与方法,并对中国政策制定者提出了若干建议。
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    汽车安全
    建立适合中国道路交通和市场需求的汽车低速碰撞评价体系
    李兴虎,李 臣,周 炜,王 晋
    2013, 4(4):  315-321.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.003
    摘要 ( 979 )   PDF (1307KB) ( 1395 )  

    国际汽车低速碰撞试验评价体系的实施,在一定程度上减少了交通事故,对汽车营销、汽
    车保险也有重要作用。该文分析了中国以及国际组织RCAR(汽车维修研究委员会)和美国的IIHS ( 道
    路安全保险研究所,一般称美国公路安全协会) 有关汽车低速碰撞试验规范。结果表明:中国在制
    定低速碰撞试验规范时,缺少汽车交通事故发生时的道路交通情况、车型和品牌的记录等。因此有
    必要参照国际相关规定,建立适合中国情况的汽车低速碰撞评价体系。主要措施有:1)碰撞事故理
    赔时,要记录车型、品牌、碰撞形式、道路交通情况;2)依据这些记录,确定碰撞车速、角碰撞的
    重叠度和壁障高度等参数;3)开发该评价体系所需的软硬件设施。

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    IIHS 小偏置碰撞位移导向策略与结构评估方法
    肖 锋,陈晓锋
    2013, 4(4):  322-333.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.004
    摘要 ( 1099 )   PDF (1695KB) ( 2542 )  

    在美国公路安全保险协会(IIHS) 公布的3 批小偏置碰撞测试结果中,汽车主机厂(OEMs) 普
    遍得分较低。该文利用IIHS 小偏置碰撞的数学模型分析得出:侧向残余位移与侧向速度、纵向碰撞
    载荷与纵向速度存在正相关性,解释了测试试验现象。提出了基于轻量化设计的侧向位移导向策略,
    易于实施且效果得到了试验验证。提出了基于碰撞载荷组合工况的结构评估方法,以此预估开发车
    型的小偏置碰撞结构安全性能。因此,“笼式安全车身(safety cage)”不是应对IIHS 小偏置碰撞的必
    要条件,其测试难度被高估,且其对车辆被动安全设计的区分作用将难以持久。

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    Hybrid- Ⅲ 50th 假人小腿受冲击位置和角度对腿部的伤害
    崔新康,马德仁,沈光勇,赵友梅,汪 勇
    2013, 4(4):  334-338.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.005
    摘要 ( 1090 )   PDF (1560KB) ( 1656 )  

    正面碰撞的安全性对车辆前期开发非常重要。为研究前排假人腿部受伤害的影响因素, 对假
    人进行摆锤冲击试验。Hybrid-III 50th 男性假人安放在标定台座椅上,用5 kg 的摆锤,以2.75 m/s
    速度,冲击假人左腿膝部或小腿,测量了大腿受力F、膝部位移D 、上小腿绕X、Y 轴的弯矩MX 和
    MY、轴向压缩力FZ,以及胫骨指数(TI)。结果表明:当假人小腿中心与地面的夹角α 为76°值时,F、D 、
    MY 发生突变。因此,为减少对小腿的伤害,在做车辆人机工程时,在大腿力容许范围内,应尽量使
    小腿碰撞位置靠近膝部,并使角α 小于76°。

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    稳健性和轻量化在整车侧面碰撞性能优化中的应用
    张继游,门永新,彭 鸿,冯擎峰
    2013, 4(4):  339-347.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.006
    摘要 ( 989 )   PDF (1782KB) ( 1540 )  

    针对某自主品牌多用途汽车(MPV),进行侧面碰撞的轻量化和稳健性优化设计。优化过程中,
    提出了基于离散设计变量和噪声因素的组合方法。该方法综合了试验设计(DOE)、近似建模、Monte
    Carlo 采样和基于响应面模型的稳健优化技术,考虑了侧面碰撞工艺参数(关键件板厚)和碰撞工况
    的波动(移动壁障的位置和高度)。进行了3 轮优化,分析了其中的灵敏度、确定性和6σ 稳健性。
    结果表明:优化后车身结构的质量减少4.60 kg,侧面碰撞性能的可靠度高于99.97%。因此,该优化
    方法能满足响应面模型的精度要求。

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    “三网融合”的车联网概念及其在汽车工业中的应用
    谢伯元,李克强,王建强, 赵树连
    2013, 4(4):  348-355.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.007
    摘要 ( 1007 )   PDF (1124KB) ( 3489 )  

    车联网(VNC)是车辆与“远程信息技术(Telematics)”的结合。针对当前存在的认识误区,该
    文提出了一种新的基于“三网融合”的车联网概念。此“三网”即:车载移动互联网、车际网、车内网。
    远程信息服务(Telematics)、车车通信(V2V)/ 车路通信(V2I) 和车内网(in-vehicle networking)这
    3 种网络,正在逐渐融合;并向着V2X( 其中,X 替代车、路、行人及互联网等) 方向发展。提出了
    VNC 的定义、内涵和包括“便捷、安全和环保”在内的核心价值,以及3 种应用性和4 种基础共性的
    关键技术。指明了VNC 在汽车工业中的应用及前景。

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    某铝合金前保险杠系统的结构设计与性能仿真
    朱传敏,王 灿,陈 珂
    2013, 4(4):  356-360.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.008
    摘要 ( 849 )   PDF (1450KB) ( 1470 )  

    设计了一种考虑了耐撞性和轻量化的铝合金前保险杠系统结构,并进行了有限元仿真。对某
    研发中的轿车的铝合金前保险杠系统,进行了改进:增设了保持架和铁托两个新零件,加强了吸能盒
    后端。基于显式有限元方法,借助HYPERWORKS 和LS-DYNA 软件,设定整车质量1.55 t,初始速度
    32.4 km/h,在全正面碰撞刚性墙壁的工况下,进行了仿真。结果表明:该优化后的结构设计,在碰
    撞过程中吸能盒截面反力平稳,峰值稳定在130 kN,整个系统在25 ms 时刻完成总吸能31.70 kJ ;
    该前保险杠总成质量4.08 kg,比高强度钢材料的总成降低了30%。因此,该系统达到了耐撞性和轻
    量化要求。

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    汽车转向系统缺陷风险评估准则与汽车召回案例
    张卫亮,肖凌云,刘亚辉
    2013, 4(4):  361-366.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.009
    摘要 ( 839 )   PDF (993KB) ( 2086 )  

    汽车转向系统缺陷严重影响汽车的行驶安全性,是汽车召回的重要原因之一。为了提高汽车
    召回的管理效率,该文分析了汽车转向系统故障缺陷的形式及其影响,以风险矩阵法和风险等级为依
    据,提出了一种汽车转向系统缺陷风险评估准则。以此分析了汽车被召回的案例。结果表明:本文的
    风险矩阵法,能识别转向系统缺陷,并评估其风险。因此,本汽车转向系统缺陷风险评估准则,能
    指导汽车转向系统缺陷的风险评估和汽车召回,也可扩展到汽车其他缺陷的风险评估中,服务于汽车
    召回。

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    汽车节能与环保
    乙醇汽油混合燃料直喷均质压燃爆震模型和试验研究
    邓 俊,史 现,刘寅童,吴志军,李理光
    2013, 4(4):  367-371.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.010
    摘要 ( 971 )   PDF (1526KB) ( 1343 )  

    为研究直接喷射(DI) 式均质压燃(HCCI)爆震特性,进行了台架试验。改造了一台传统双缸
    柴油机的供油系统、点火系统、进排气机构,使其具有缸内直喷乙醇汽油混合燃料HCCI 燃烧模式。
    根据该发动机台架的特点与缸压信号特征,建立了描述乙醇汽油HCCI 燃烧的爆震模型,从模型中提
    取了爆震强度(KI),并进行了试验测量。结果表明:随乙醇在混合燃料中体积分数的升高,平均KI
    和爆震概率均有降低,爆震始点推后;爆震工况的当量比范围变窄,爆震工况上下边界互相靠拢。该
    结果有利于提出更合理的发动机喷射控制策略。

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    满足国Ⅳ排放法规的某柴油机改进设计和试验
    郭洪辉,陆子平,潘明军,刘 涛
    2013, 4(4):  372-378.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.011
    摘要 ( 793 )   PDF (1606KB) ( 1548 )  

    为满足国Ⅳ排放法规的要求,在某国产二气门国Ⅲ柴油机基础上,改进了增压器及燃烧系统
    的设计:升级电控系统,设计燃烧室,优化喷油器、增压器,采用冷却废气再循环(EGR)和先进的
    后处理技术等;并对增压器、燃烧室、供油提前角、轨压、EGR 进行排放优化选型及排放标定试验,
    测量了功率、扭矩、油耗、烟度、气体排放和EGR 率、噪声等排放和性能参数,确定了该EGR 系统
    及标定策略。对整机进行了车载故障诊断(OBD) 标定。结果表明:这些措施改善了排放和性能;使该
    柴油机达到了国Ⅳ排放标准,怠速噪声由原来的74 dB 降到70 dB。

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    柴油机预喷射策略对燃烧及排放影响的试验研究
    曹 科,成晓北*
    2013, 4(4):  379-384.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.012
    摘要 ( 832 )   PDF (1608KB) ( 1305 )  

    用试验方法,研究一次预喷射和两次预喷射策略对柴油机燃烧及排放影响。利用一台直列4
    缸、涡轮增压、高压共轨柴油机,在转速为1 500 r/min 时,在中低负荷 (平均有效压力为0.86 MPa
    和0.43 MPa)下,测量了预喷油量m ' 和预喷射与主喷射的间隔角α、缸内压力p 、燃烧放热率E ',以
    及一氧化氮NO、碳氢化合物HC、一氧化碳CO 和碳烟排放。分析表明: α 和m ' 都影响预喷和主喷的
    E ',间隔角对于主喷滞燃期的的影响比预喷油量的影响更大。采用一次预喷射策略时,合理地选择预
    喷射与主喷射的间隔角和预喷油量,可以降低NO 和碳烟排放,并且不会对HC 和CO 排放造成明显恶
    化。因此,采用两次预喷射策略可以促进燃油与空气的混合;两次预喷射之间的间隔角较小时,对改
    善排放的效果更好。

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