本期目录

• 2014年 第5卷 第01期
  刊出日期：2014-03-25 上一期    下一期
  综述与展望

  汽车轻量化技术的研究与进展

  范子杰，桂良进，苏瑞意

  2014, 5(01):  1-16.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.001

  摘要 ( 1387 )   PDF (2587KB) ( 6582 )  

  汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一，对汽车工业的可持续发展具有重要意义。本
  文从结构优化设计、轻量化材料的应用和先进制造工艺这三个方面对汽车轻量化技术的国内外研究
  现状和发展趋势进行了综述。这包括：汽车结构的尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多学科设计优化
  的基本原理和研究进展；高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料；以及液压成型和激光焊接
  工艺在汽车中的使用现状。作者认为：汽车轻量化技术的未来研究方向是：汽车结构优化设计理论的
  完善、多材料一体化、零部件的轻量化和轻量化技术的系统化与集成化。

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  燃料电池汽车研究现状及发展

  李建秋, 方 川, 徐梁飞

  2014, 5(01):  17-29.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.002

  摘要 ( 1465 )   PDF (1365KB) ( 4586 )  

  车用燃料电池是一种高效、清洁的新能源技术。本文综述了中国、北美、欧盟、日本、韩
  国等国家和地区在该领域的发展情况，进行了多个角度的比较分析，其中包括：燃料电池汽车各项技
  术指标、燃料电池发动机的寿命、环境适应性、储氢系统、燃料电池关键材料、燃料电池辅助系统、
  燃料电池汽车的示范运行、加氢基础设施建设等。结果表明：在国外，整车企业已经进入产业化燃
  料电池汽车的准备，预计燃料电池汽车将在2015 年进入量产阶段；而在中国，燃料电池汽车还处于
  性能改进和小规模示范阶段；下一代燃料电池汽车的研发重点是：延长电池寿命、降低系统成本、建
  设加氢基础设施和推广商业示范。

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  汽车安全

  儿童约束系统误使用安全性试验研究

  张金换，章雄，肖凌云，王琰，陈玉忠，罗逍，许述财，马春生

  2014, 5(01):  30-37.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.003

  摘要 ( 869 )   PDF (1821KB) ( 1616 )  

  儿童约束系统误（CRS）使用是一个普遍存在的问题，而儿童约束系统只有在正确使用的情况
  下才能充分发挥其保护作用。对儿童约束系统的误使用情况，本文报告了在北京地区对儿童家长进行
  的问卷调研。中国儿童安全座椅误用率在70% 以上，儿童安全座椅使用者对于误使用概念模糊且意
  识薄弱。基于这些调研数据以及国外误使用研究数据，针对8 种常见的儿童安全座椅误用模式，进
  行了台车碰撞模拟试验研究。试验结果表明：儿童座椅的误使用对儿童安全性的影响显著，其中儿童
  肩带在儿童腋下的误使用模式，是对安全性影响最大的误使用模式，它可导致HIC15（15 ms 间隔的
  头部伤害指标）增加500%。

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  面向车位识别的相似度数据融合算法

  朴昌浩，温球良，苏岭，张强，禄盛

  2014, 5(01):  38-46.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.004

  摘要 ( 709 )   PDF (2681KB) ( 1556 )  

  为提高平行泊车车位识别率，提出了基于多个超声波传感器的车位检测、智能识别系统。
  确定边缘阈值参数，利用基于相似度的数据融合算法，对多传感器测量结果进行融合。分析车速和
  横向距离的试验结果。为修正误差，回归了一种多元线性模型。对比了传统单探头方法、双探头平均
  值法，和本文的双探头数据融合等方法的识别率。结果表明：在模拟车位环境下和在实际泊车环境下，
  修正后的本方法的识别率分别为95.24% 和90%，均高于上述两种传统方法的成功率。

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  E-NCAP 正碰试验中假人头部伤害主观评价方法的改进

  商恩义

  2014, 5(01):  47-51.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.005

  摘要 ( 991 )   PDF (1155KB) ( 1315 )  

  现有“欧洲新车评价规程（Euro-NCAP）”所规定的正面碰撞试验中对假人头部伤害的评价
  方法，主观性较强。为避免因误判造成不必要扣分，该文改进了原评价方法。在新评价方法中，用
  d’Alembert 原理求出假人头部外力和加速度；用外力作用来直接替代原评价方法中头部合力作用下的
  加速度曲线。对于某开发中的车型，进行了64 km/h 的E-NCAP 正面偏置碰撞试验。用新方法对该试
  验的假人头部进行评价，结果是：当前安全气囊没有发生触底，满足开发要求，只是安全带选配不
  当。这一结果，不同于用原方法所得“安全气囊触底”的结论。相比老方法，改进后的评价方法更简单、
  更直观，客观性更强。

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  基于约束系统仿真分析的ODB 碰撞台车试验设计

  赵会，徐晓云，邵毅明，王智

  2014, 5(01):  52-57.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.006

  摘要 ( 1178 )   PDF (1787KB) ( 1646 )  

  设计了一种偏置可变形壁障碰撞(ODB) 台车试验，以有效代替整车偏置碰撞试验。针对某款
  长安乘用车，用Madymo 模拟软件，建立该车型驾驶员侧约束系统的计算机辅助工程(CAE) 仿真模型。
  完成与整车64 km/h 的40% ODB 试验的对标，模拟了Hybrid Ⅲ型50 百分位假人在试验中的伤害参
  数。同时考虑了台车的初始固定偏转角度和台车加速度两个变量，用CAE 仿真分析，确定台车车身设
  置最优方案与整车试验对比。结果表明：对于头部、胸部等关键部位的伤害曲线，该台车试验方法与
  整车试验相似度大于80%。从而，提供了一种用台车试验代替整车偏置碰撞的新方法。

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  氢燃料电池客车滚翻的仿真及改进设计

  马春生，李 导，张金换

  2014, 5(01):  58-64.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.007

  摘要 ( 866 )   PDF (1884KB) ( 1298 )  

  综合考虑了车辆结构中的剩余空间、氢气瓶和电池在客车滚翻中的安全，建立了一种新的评
  价方法。该方法是根据国内外相关的法规和标准，以满足欧洲经济委员会汽车法规ECE R66 滚翻测
  试的要求。针对某款国内氢燃料电池大客车，利用有限元软件LS-DYNA，建立了有限元模型。改进
  了该氢燃料电池大客车的气瓶布置方式，增加了泡沫铝缓冲梁，并对这些方案进行仿真。结果表明：
  泡沫铝缓冲梁能减小原有氢气瓶的加速度峰值的30%，从而，提升了该车的氢安全。

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  安全带非正常佩戴位置对假人胸部压缩变形量的影响

  马伟杰, 逯艳博, 朱海涛

  2014, 5(01):  65-69.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.008

  摘要 ( 680 )   PDF (1080KB) ( 1206 )  

  假人胸部压缩位移量是中国新车评价规程（C-NCAP）评价汽车被动安全性能的一个指标。为
  研究安全带佩戴位置对胸部位移量的影响，本文以冲击速度为3.0 m·s-1，对于Hybrid Ⅲ 50 百分
  位假人胸部，进行了摆锤标定试验。以正常胸部冲击位置为0 点，沿Z 轴向上每隔20 mm 选取一个
  冲击位置点。在正常的与非正常的安全带佩戴位置，对某车型进行了2 次对比试验，分析两者的胸
  位移曲线。结果表明：当偏离位置小于从正常胸部冲击的0 点向上60 mm 时，胸位移基本为线性下降。
  正确的安全带佩戴位置是：安全带上边缘不得超过假人上衣调整螺栓孔。作者建议：新版C-NCAP 能
  增加安全带佩带范围的要求，以使假人胸部压缩位移量的评价更接近真实。

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  汽车节能与环保

  基于Sigmoid-ARX 算法的汽油机转矩估计及预测控制

  李顶根，严 索，从耀威

  2014, 5(01):  70-75.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.009

  摘要 ( 658 )   PDF (2587KB) ( 1052 )  

  为提高在汽油机控制策略中的转矩估计的实时性和精度，设计了一种汽油机转矩预测模型。
  该模型使用了以Sigmoid 为核函数的ARX 算法，并利用赤池(Akaike) 最终预测误差法（FPE）和标准均
  方根误差法，辨识实验测量的节气门开度和转速数据，以此来估计模型参数。利用该转矩模型，设
  计了一种模型预测控制器（MPC），并进行了验证试验。结果表明：在全工况范围内，该转矩模型的预
  测相对误差小于4.5%； 控制超调量约为6%，能达到3 s 内输出预期转矩150 Nm。因而，控制效果良好，
  实现了汽油机转矩的精确控制。

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  用液氧固碳技术的内燃机富氧燃烧数值模拟和试验

  刘永峰, 贾晓社, 裴普成, 卢勇

  2014, 5(01):  76-82.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.010

  摘要 ( 747 )   PDF (1534KB) ( 1273 )  

  为验证内燃机全封闭进排气系统的可行性，研究了液氧固碳内燃机燃烧的理论和实验基础。
  应用KIVA-3V 程序，建立了汽油机燃烧室计算网格，分析了在废气再循环（EGR）率大于8% 时，EGR 率
  对缸内平均温度、压力、放热率和CO2 浓度的影响。改造IP52FMI 单缸四冲程汽油机，去掉了缸内喷
  水系统，试验了自制的二氧化碳捕集装置。结果表明：当EGR 率为40% 时为最优EGR 率；持续1~10
  min 向装置中通入液氧27~231 g，得干冰32~345 g。因而，验证了使用本二氧化碳捕集装置，可实
  现液氧气化，并冷凝CO2 为干冰。

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  汽车节能与环保

  从火焰图像求取温度场的双色法测量系统

  成晓北，郗 涛，曾志斌

  2014, 5(01):  83-90.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.011

  摘要 ( 682 )   PDF (1997KB) ( 1746 )  

  燃烧火焰的温度测量对于发动机燃烧状态的诊断十分重要，可用于发动机的改进。本文用 数字图像处理技术、光学和辐射学知识，建立了双色法测量温度的计算模型。用一个彩色电荷耦合 器件（CCD）摄像机，获取燃烧火焰光学影像，从火焰图像中得到温度场。用Matlab 软件，编制了该 模型的标定和计算的程序。该系统能对标定图像，进行批量处理。用双色法标定参数曲线，得出温 度场，并输出灰度图和伪彩色图，可给出一些温度场的统计值。结果表明：本系统所得结果与实际测 量结果基本一致。

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  增压中冷柴油机燃用F-T 柴油的燃烧、振动和噪声特性

  王 铁，石晋宏，刘 磊

  2014, 5(01):  91-96.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.012

  摘要 ( 727 )   PDF (1380KB) ( 1483 )  

  为进行柴油机在线故障诊断、结构设计和优化，试验研究了噪声产生的机理、噪声随转速 和负荷的变化。在4100QBZL 增压中冷柴油机上，用费托（Fischer-Tropsch，F-T）合成柴油和0# 柴 油进行试验，测量了柴油机燃烧产生的表面振动信号。利用A 计权网络，分析测量信号，进行柴油 机故障诊断。结果表明：在0.5~2 kHz 测试工况条件下，这两种油品的声压级均到达峰值；噪声级为 86.7~99 dB。得到了在一个工作循环周期中的柴油机缸盖振动加速度的变化规律。相比于0# 柴油，F-T 柴油燃烧柔和、放热慢、压力升高缓慢、振动和噪声较小。这可为相关的故障诊断提供依据。

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  用复合稀释燃烧改善直喷汽油机中小负荷油耗

  王建昕，宋 涛，刘 辉，王 志

  2014, 5(01):  97-105.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.013

  摘要 ( 671 )   PDF (1968KB) ( 1338 )  

  为了降低直喷汽油机的泵气损失、提升热效率，提出了将稀薄燃烧与废气稀释相结合的复合 稀释燃烧(LDC) 的路线。在一台缸内直喷汽油机上进行了中小负荷下的试验，以研究影响复合稀释燃 烧的因素，测量了发动机燃油经济性、燃烧特性及排放特性。结果表明：在200~600 kPa 的平均有 效压力下，复合稀释燃烧带来了4%~6% 的油耗改善，同时，发动机的NOx 排放不会急剧升高。对燃料 能量分配的分析表明：稀释燃烧降低了发动机传热损失和泵气能量损失。因而，验证了复合稀释燃烧 的可行性。

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