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• 2015年 第6卷 第01期
  刊出日期：2015-03-25 上一期    下一期
  综述与展望

  用于交通运输的石油基燃料( 英文)

  Gautam KALGHATGI

  2015, 6(01):  1-16.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.001

  摘要 ( 558 )   PDF (1807KB) ( 2254 )  

  该文综述了影响世界未来交通燃料的问题。目前，交通能源主要来自石油基液体燃料，这一
  势头仍将持续。交通能源需求的未来增长，主要是在发展中国家，主要是柴油和航空燃油的增长，
  而不是汽油。未来几十年内石油供应充足，能够满足这种增长的需求。为了满足对效率、排放、成
  本和客户期望的日益严格的要求，发动机技术发展趋势将影响对未来燃料品质的要求。适合于未来
  火花点燃发动机的最佳燃料，是具有高的RON（研究法辛烷值）和低的MON（马达法辛烷值）的汽油；
  而适合压燃发动机的最佳燃料，是低辛烷值燃料或低十六烷值燃料。为满足这些变化，需要炼油企
  业巨额投资，并增加低辛烷值燃料组分。因此，十分重要的是，由汽车和石油公司及利益相关方来共
  同开发可以使用低辛烷值燃料的高效发动机及其燃料系统。

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  增压汽油机中早燃和超级爆震的研究进展

  王志, 龙岩, 王建昕

  2015, 6(01):  17-29.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.002

  摘要 ( 489 )   PDF (2762KB) ( 2696 )  

  增压直喷是实现汽油机节能的有效手段，而超级爆震是进一步提高功率密度的主要障碍。超
  级爆震和早燃是两种不同的燃烧现象。超级爆震是高功率密度内燃机中的一种强烈的敲缸现象，常
  发生在低速、大负荷工况，具有随机性、偶发性和破坏性。早燃是火花点火内燃机中点火前出现着
  火的异常燃烧现象。早燃不一定导致超级爆震，但超级爆震前一定发生了早燃。抑制超级爆震的一
  条重要途径是杜绝早燃。早燃的诱发源主要有机油液滴和颗粒物。燃油和机油的组分与物理化学性
  质对超级爆震发生频次也有着重要影响。

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  汽车安全

  基于全宽可变形壁障测试的车对车正碰撞的相容性

  王锋，赵清江，乐中耀，李阳

  2015, 6(01):  30-36.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.003

  摘要 ( 310 )   PDF (1631KB) ( 1312 )  

  为了降低交通事故中的乘员伤亡率，用全宽可变形壁障(FWDB) 测试方法，分析和评价了2 款
  车型的车对车正碰撞的相容性。按照欧洲车辆安全促进委员会第15 工作组 (EEVC-WG15) 的标准，建
  立了FWDB 有限元模型；采用英国交通实验室(TRL) 台车碰撞试验方法，进行标定。以碰撞作用力平
  均高度和车辆前端等效刚度2 个参数，作为FWDB 碰撞分析的评价指标，并以车对车正面100% 重叠
  碰撞，进行验证。结果表明：FWDB 碰撞分析结果与车对车碰撞分析结果相一致。这说明：FWDB 测试
  方法能反映出车辆的碰撞相容性能，为改善碰撞相容性提供指导。

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  基于视觉信号提示的碰撞预警系统的人机交互界面

  李霖，朱西产，孙东

  2015, 6(01):  37-42.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.004

  摘要 ( 329 )   PDF (1302KB) ( 1387 )  

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  参考文献 | 相关文章 | 计量指标

  考虑转向梯形和多间隙因素汽车蛇行工况的稳定性

  魏道高，蒋亦斌，王鹏，潘之杰，肖怀阳

  2015, 6(01):  43-50.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.005

  摘要 ( 279 )   PDF (2059KB) ( 1170 )  

  考虑到2 个重要多间隙因素——转向梯形和主销运动副间隙，理论分析了蛇形工况下汽车稳
  定性。将转向机构简化为平面连杆机构，建立了含车身侧倾运动的4 个自由度汽车转向行驶系统非线
  性动力学和数学模型。用数值方法，分析间隙参数变化对样车质心侧偏角稳定性的影响。结果表明：
  间隙参数递增时汽车蛇行动力学行为表现为由多周期进入单周期、混沌，然后从单周期回到多周期。
  随着间隙的增大，汽车蛇行运动的分岔行为明显倾向于多周期运动，而单周期和混沌区域却逐渐减少。
  在间隙C < 0.9 mm 区间汽车蛇行工况失稳区间较小。

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  基于离位状态儿童乘员防护的安全气囊优化( 英文)

  费敬，白中浩，陈可明

  2015, 6(01):  51-57.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.006

  摘要 ( 293 )   PDF (1369KB) ( 1316 )  

  提出了一种离位状态(OOP) 儿童安全气囊参数优化策略。根据美国机动车工程师学会的SAE
  J1980-2008 法规，建立了典型的3 岁和6 岁离位儿童乘员多刚体MADYMO －有限元仿真模型。以乘
  员综合损伤评价指标（Pcomb）为目标函数，安全气囊参数为设计变量，采用最小二及乘优化设计和概
  率分析软件LS-OPT 对选取的变量进行优化，选用空间填充试验设计采取样本点，采用混合自适应
  模拟退火算法对响应面模型进行优化使Pcomb 最小。对比了双级和单级气体发生器气囊在低速和高速
  对假人损伤的影响。结果表明：综合损伤指标基本满足US-NCAP 法规的要求；在54 km/h 正面碰撞时，
  双级气囊对假人的保护作用明显优于单级气囊。

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  全承载式客车正面碰撞安全性的改进

  曹立波，周登科，朱结，江岸

  2015, 6(01):  58-65.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.007

  摘要 ( 323 )   PDF (2659KB) ( 1086 )  

  研究了国内某量产全承载式客车的正面碰撞安全性，并改进其设计。采用有限元方法和多体
  动力学方法，建立了该客车的仿真模型、驾驶员约束系统仿真模型，进行了50 km/h 正面碰撞仿真研
  究。客车的结构改进包括：在客车前端增加了吸能结构；为驾驶员约束系统匹配了安全带以及安全气囊。
  对改进后的模型进行了50 km/h 正面碰撞仿真，计算了假人头部损伤值、胸部压缩量、大腿部伤害值。
  结果表明：改进后该客车50 km/h 正面碰撞安全性有了较大提高，驾驶员损伤参数值均在乘用车正面
  碰撞乘员保护法规(GB11551-2003) 参考值范围内。因此，将50 km/h 作为客车正面碰撞试验速度在
  理论上具有可行性。

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  全承载大客车车架的拓扑优化设计

  苏瑞意, 钟 薇, 桂良进, 范子杰

  2015, 6(01):  66-71.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.008

  摘要 ( 260 )   PDF (1716KB) ( 1389 )  

  在某全承载大客车车架设计中，为了减轻车架质量、改进加强梁布局，对地板横梁、斜撑
  加强梁等结构进行了拓扑优化设计。在客车车架前后轴之间区域构建拓扑设计空间，以车身结构质量
  最小为优化目标，以整车扭转刚度不小于原设计方案为约束条件，建立拓扑优化数学模型，并采用遗
  传算法进行求解，获得了优化的拓扑方案。结合拓扑优化结果和安装要求，改进了车架的设计方案。
  改进方案与原方案比较，设计空间中的加强梁从9 根减少为3 根，整车扭转刚度提高150 Nm/(°)，质
  量减少了20.8 kg，材料利用率（刚度增量与质量增量之比）提高了1.5 倍。

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  基于运动学—动力学方法融合的汽车质心侧偏角估计（英文）

  高博麟, 谢书港, 龚进峰

  2015, 6(01):  72-78.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.009

  摘要 ( 332 )   PDF (1351KB) ( 1099 )  

  为了提高汽车质心侧偏角估计的准确性，提出了一种新的、基于运动学—动力学方法的融合
  估计方法。构建了质心侧偏角融合观测器（SAFO）。该SAFO 包括3 个子滤波器，每个子滤波器分别
  将横向车速的初步估计结果送到主滤波器中。主滤波器根据当前车辆行驶工况和融合规则，将子滤
  波器的估计结果融合成为全局意义下的质心侧偏角估计结果。结果表明：该SAFO 具有良好的估计精
  度和长时间尺度下的计算稳定性，同时对横向加速度传感器偏差具有鲁棒性。因此，车辆测试数据
  验证了SAFO 的性能。

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  汽车安全

  22MnB5 对侧围A/B 柱变形行为的影响

  王智文，刘浩

  2015, 6(01):  79-84.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.010

  摘要 ( 297 )   PDF (1492KB) ( 1404 )  

  为给汽车安全部件的材质定义及应用热压成形技术提供数据基础，分析了某委托安全示范
  车辆使用B340/590DP 与22MnB5 两种材料的变形行为。仿真中，以车身侧围A 柱和B 柱的安全碰撞
  性能的优劣为基本出发点，利用计算机辅助工程（CAE）软件。结果表明：对A 柱加强板来说，在相同
  的边界条件下，使用22MnB5 合金比使用B340/590DP 合金的乘员舱变化和A 柱后移量都要小；对于
  B 柱加强板来说，使用22MnB5 合金碰撞变形过程中5 个不同位置的侵入量均小于B340/590DP 合
  金，车体加速度变化不大，但侵入速度略高于B340/590DP 合金。因此，合理控制安全框架的变形量、
  侵入速度，合理控制吸能部件的变形模式，能够有效地降低碰撞中假人的损伤风险。

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  纯电动轻型卡车再生制动系统的仿真与控制策略

  宋百玲, 周学升, 李 佳, 王 兴, 程 崇, 孙世磊

  2015, 6(01):  85-89.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.011

  摘要 ( 380 )   PDF (1426KB) ( 1846 )  

  为保证纯电动轻型货车在具有最佳制动力分配的前提下多回收制动能量，仿真模拟了双能
  量源再生制动系统，设计了理想制动力分配再生制动控制策略。以东风EQ5030 轻型货车为原型，根
  据纯电动轻型货车对能量和功率的双重要求，组成超级电容+ 蓄电池的双能量源储能结构。利用
  Matlab/Sumilink 软件，建立再生制动系统仿真模型。在典型的道路循环工况下，对两种控制策略进
  行仿真对比。结果表明：本文设计的理想制动力分配再生制动控制策略比传统并联再生制动控制策略
  能量回收率提高了37.33%，增加了汽车的续驶里程。

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  基于能量流分析的汽车发动机与传动系匹配

  杨翔宇, 王刚, 韩宗奇, 周荣宽

  2015, 6(01):  90-96.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.012

  摘要 ( 290 )   PDF (1491KB) ( 1540 )  

  以整车设计的动力性和经济性为目标，提出了一种新的汽车发动机与传动系的匹配方法。根
  据发动机性能与汽车动力性的要求，选择发动机额定功率及其相关参数。从能量流角度，分析了汽车
  行驶时发动机总能量和汽车各系统的能量需求。在美国环境保护署(EPA) 测试程序工况下进行动力学
  分析，采用经验公式计算循环耗油量，并以此作为经济性的设计要求，仿真描绘了发动机的性能曲线。
  结果表明：最高车速为198.5 km/h，直接档的最大动力因数为0.463，一档的最大爬坡度0.46，0 到
  100 km 的加速时间为9.8 s，循环油耗量为9.74 L/（100 km）。因此，本匹配方法是合理的。

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  汽车节能与环保

  大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能

  张云云，白洁，张国庆

  2015, 6(01):  97-101.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2015.01.013

  摘要 ( 409 )   PDF (1212KB) ( 2801 )  

  为保证锂离子动力电池安全、可靠和高效的运行，实验研究了其在大倍率放电时的热性能。
  实验中，对于一款商业电动车用3.2 V、50 Ah 锂离子电池，用充放电测试仪和温湿度巡检仪，控制放
  电倍率为1C~3C（50~150 A）。结果表明：电池放电倍率越大，电池两端工作电压平台越低，电池放电
  量越小，电池表面的温升率越大。当放电倍率达到3C (150 A) 时，电池表面温度超出其安全工作温度，
  因而，锂离子动力电池在大倍率放电时，需要为其增加散热设备。拟合了一组用于计算不同放电倍率
  下电池的瞬时产热量的经验公式。这些公式可用于锂离子动力电池的辅助散热设备的设计和选择。

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