本期目录

• 2017年 第08卷 第03期
  刊出日期：2017-09-28 上一期    下一期
  综述与展望

  中国轻型汽车排放控制标准的进展

  鲍晓峰，吕 猛，朱仁成

  2017, 08(03):  213-225.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.001

  摘要 ( 339 )   PDF (2110KB) ( 933 )  

  加严汽车排放标准是控制汽车污染物排放、改善空气质量的有效途径。作为中国大陆机动车的主要组成部分，轻型汽车是HC 和CO 排放的重要排放源，控制其排放一直是防治空气污染的重点工作。该文介绍了中国大陆、日本及欧美发达国家汽车排放控制标准的进展情况，分析了中国大陆第6 阶段轻型汽车排放控制标准的特点：延续欧盟标准体系，但严于欧洲汽车排放标准限值；导入世界轻型车辆测试循环；借鉴美国标准加强蒸发排放控制。文中提出了从排放控制技术、油品质量和汽车在线诊断（OBD）监管等方面着手的轻型车辆排放控制思路，展望了排放控制的未来发展动向进行。

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  汽油直喷发动机的颗粒物排放研究综述( 英文)

  方铁钢，王利兵，王 志

  2017, 08(03):  226-238.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.002

  摘要 ( 208 )   PDF (1813KB) ( 598 )  

         相比于多点电喷(PFI) 发动机，汽油直喷(GDI) 发动机会产生更多的颗粒物(PM) 排放。目前欧洲和中国即将实施更严格的排放法规，尤其对直喷发动机有颗粒物数目(PN) 的要求。为了满足即将到来的严格的排放标准，降低直喷发动机颗粒物排放，本文概略综述了汽油发动机的颗粒物排放（尤其是汽油直喷发动机）的研究工作。讨论了汽油发动机产生颗粒物的过程，对比了直喷和歧管喷射的不同。分析了直喷发动机产生高颗粒物排放的机理。总结了近期关于直喷发动机的研究趋势。讨论了不同降低直喷发动机颗粒物排放的方法。结果表明：即便考虑到燃油消耗和二氧化碳增加的情况，汽油机颗粒物过滤器(GPF) 仍有潜力成为合适并有性价比的一种解决方案。

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  汽车安全

  鞭打试验中BioRID II 与THUMS 模型颈部损伤对比

  胡远志，胡源源，蒋成约，刘 西，廖高健

  2017, 08(03):  239-245.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.003

  摘要 ( 324 )   PDF (1454KB) ( 785 )  

  为设计出可保护乘员颈部安全的座椅，在鞭打试验中，对BioRID II 和THUMS 两种不同乘员模型，研究了颈部损伤情况。根据2015 版中国新车评价规程(C-NCAP) 中鞭打试验评价规程和评分原则，建立了座椅鞭打试验有限元仿真模型；对这两种模型动态响应和人体颈部损伤状态。结果表明：THUMS 模型有较高的生物仿真度，其颈部伤害指数(NIC)、颈部剪切力、颈部扭矩以及上颈部拉力均大于BioRID II 模型。该结果可为提高和完善BioRID II 模型的生物仿真度提供参考。

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  基于改进EGO 算法的汽车40% 偏置碰撞优化设计

  宋正超，章斯亮

  2017, 08(03):  246-251.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.004

  摘要 ( 238 )   PDF (1189KB) ( 433 )  

  为提升优化的精度和效率，对某多用途车(MPV) 车型进行整车正面偏置碰撞结构优化设计。以整车碰撞后侵量和变形量等为约束条件，考虑了序列样本对目标响应和约束响应的改进效果，建立了基于Kriging 模型的改进的高效全局优化(EGO) 算法和相应的序列采样优化流程。结果表明: 与不考虑序列采样的传统优化方法、Jones 经典EGO 序列采样算法和Schonlau 约束EGO 序列采样算法进行对比，该算法可以在最小的112 个样本规模下，得到误差小于8.42%的优化解，碰撞案例在减质量2.89 kg，且所有碰撞约束性能均满足要求的情况下，目标碰撞有效加速度从28.48 g 下降为26.77 g。从而，验证了该方法的准确性和效率。

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  基于多工况的乘用车前防撞梁总成轻量化设计

  张君媛，刘 茜，张 乐

  2017, 08(03):  252-260.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.005

  摘要 ( 176 )   PDF (2173KB) ( 567 )  

  对影响整车正面碰撞性能的重要部件前防撞梁总成中的前防撞横梁和吸能盒，进行轻量化设计。根据前防撞梁总成在整车碰撞中的变形过程、吸能特点以及各部件之间的截面力传递关系，将防撞梁总成从整车碰撞工况下解耦，建立了防撞梁总成独立评价条件；并基于独立评价条件，通过改变结构截面形状与材料，对前防撞梁总成进行轻量化设计，将轻量化方案与整车集成通过Ls-Dyna 进行碰撞仿真与性能对比。结果表明：该轻量化方案使碰撞波形、侵入量与平均结构力得到优化，轻量化效果达到30%；因而，该前防撞梁总成轻量化设计方案是可行性的。

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  WorldSID 50th 假人与ES-2 假人的性能对比分析

  周会锋， 李碧浩， 王大志

  2017, 08(03):  261-267.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.006

  摘要 ( 134 )   PDF (1203KB) ( 851 )  

  为深入了解全球侧碰50 百分位男性(WorldSID 50th) 假人在整车侧面碰撞中的响应，针对整车侧面碰撞工况中使用的WorldSID 50th 假人和ES-2 假人结构的差异，在摆锤冲击标定工况的基础上进行了扩展，采用不同的冲击速度对WorldSID 50th 假人和ES-2 假人的胸部、腹部、髋部的评价指标进行了规律性分析，并从伤害得分的难易程度上分析了假人各个部位的承受能力，直观地显示出假人不同部位的响应特性。结果表明：在同样冲击条件下，WorldSID 50th 假人的胸部承受能力略好于ES-2 假人，但腹部和髋部与ES-2 相比具有较好的承受能力。此研究中针对两个假人摆锤冲击工况的研究和解析，为进一步研究WorldSID 50th 假人在整车侧面碰撞中的响应提供了基础，具有一定的指导意义。

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  汽车节能与环保

  柴油机颗粒过滤器再生过程的碳氢喷射模拟( 英文)

  艾尼塞，王国仰，张 俊，帅石金

  2017, 08(03):  268-278.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.007

  摘要 ( 206 )   PDF (2276KB) ( 538 )  

  为满足严格的重型柴油机排放法规，柴油催化氧化器(DOC) 和催化型柴油颗粒捕集器(CDPF) 得到了广泛的应用。碳氢喷射(HCI) 是一种实现DPF 主动再生的有效方法。该文通过改变柴油喷嘴位置来优化DOC 入口的碳氢化合物(HC) 分布。使用计算流体力学软件AVL-FIRE，建立了DOC-CDPF 模型，用软件内置HCI 喷雾模型，对喷射器的安装位置和喷射方向进行了数值模拟。模拟结果显示：喷射器的位置对HC 分布有很大的影响，喷射器位置距离DOC 越远，DOC 入口处的HC 混合均匀性越高，这是因为喷雾在DOC 前有更长的距离和时间形成均匀混合气；排气管喷射柴油可以使DPF入口温度达到550 ℃，满足了CDPF 主动再生的需求。

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  某直列三缸1.0 升涡轮增压直喷汽油发动机的开发

  张社民，邓丽梅，姜 楠，等

  2017, 08(03):  279-286.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.008

  摘要 ( 190 )   PDF (2505KB) ( 784 )  

  介绍东风汽车公司所研发的某新型1.0 L三缸直列涡轮增压直喷(TGDI) 汽油发动机。研发中，经过计算流体动力学(CFD) 模拟、气道试验和透明发动机试验，优化了燃烧系统，提高其综合性能；采用高效率和低惯量涡轮增压器，保证了良好的全转速性能输出和瞬态响应速度；采用低摩擦、热管理、变排量机油泵和进排气气门可变正时技术(DVVT) 等措施，实现了低油耗；优化发动机本体结构设计，研究平衡策略，并设计悬置系统匹配，获得了良好噪声/ 振动/ 不平顺性(NVH) 性能。进行了台架试验和整车搭载试验。结果表明：该发动机各项性能指标达到设计目标，体积小、结构紧凑，适于不同传统车型和混合动力车型搭载。

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  基于MPC 与EKF 算法的电动汽车状态估计与横向稳定性控制

  邓 涛，罗俊林，汪明明

  2017, 08(03):  287-295.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.009

  摘要 ( 205 )   PDF (2476KB) ( 961 )  

  为对电动汽车状态进行精确估计，提高车辆的安全性能，建立了车辆横向稳定性预测控制模型。采用模型预测控制算法（MPC），基于双轨二自由度整车模型，选取整车质心侧偏角、横摆角速度及轮胎滑移率作为状态变量，四轮分配扭矩作为控制变量。考虑驾驶员操作负荷和转向与驱/ 制动的平滑性，建立模型代价函数。设计扩展Kalman 滤波器 (EKF) 预估和评价车辆当前状态，并利用二次规划(QP) 算法进行滚动时域优化求解，得到4 个车轮的最优扭矩。搭建Simulink 和Carsim 联合仿真平台，选取转向盘正弦输入工况，分别对高低附着路面进行仿真分析。结果表明：该预测控制模型能够有效保持车辆的横向稳定性。

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  润滑油特性对柴油机颗粒排放性能影响的试验研究

  张武高，王志宇，田 强，高 深

  2017, 08(03):  296-392.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.010

  摘要 ( 157 )   PDF (1210KB) ( 671 )  

  用台架试验法研究润滑油特性对柴油机颗粒排放特性的影响。在一台云内动力雷默D19TCI增压中冷高速柴油机上，利用专门配制的6 种不同润滑油，考察了润滑油的基础油特性、蒸发损失率以及润滑油温度和发动机负荷等运转参数对柴油机颗粒排放的影响。结果表明：润滑油的灰分含量越低，总体颗粒排放量越少；降低润滑油的蒸发损失率，能使粒径为300 nm 以上润滑油级颗粒排放减少56%；与第Ⅱ类基础油CI4 相比，加氢精制油能减少发动机8.7%~20.4%的颗粒排放数浓度，合成油PAO 在高油温高负荷条件下具有最佳的颗粒减排性能；采用较低的润滑油温度有利于降低发动机低负荷工况下的润滑油级颗粒排放；发动机负荷增加，润滑油级颗粒排放大幅增加，但总体颗粒排放峰值降低57.9%。

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  新能源汽车暖风分段制热控制系统

  丁 鹏，王 忠，葛如海，王 莹，李庆莲

  2017, 08(03):  303-309.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.011

  摘要 ( 193 )   PDF (1666KB) ( 748 )  

  暖风空调的性能直接影响电动客车的动力性、舒适性及续航里程。为了对锂电池冷却水、电机冷却水余热及正温度系数（PTC）热敏电阻加热器加热进行综合管理，该文设计了一种基于多种制暖并存分阶段联合控制式纯电动客车暖风空调系统，提出了在-25~25 ℃之间，不同温度，分阶段空调制热的系统控制模式。通过分析电动客车空调室的热负荷，建立空调系统数学模型，运用模糊神经网络算法进行控制，并对装有该暖风空调系统的客车进行了低温试验。结果表明：该空调运行良好，能够满足人体的热舒适性评价指标，达到了人群热舒适性温度22.1~27.4 ℃的范围。

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  小排量增压天然气发动机的燃烧特性

  李伟鑫，杨 陈，尹建东，沈 源，王瑞平

  2017, 08(03):  310-316.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.003.012

  摘要 ( 150 )   PDF (1781KB) ( 630 )  

  为在不影响发动机性能指标的前提下，减少尾气中的二氧化碳和其他气体污染物排放，开发了一款由小型增压汽油发动机经过二次开发而成的压缩天然气(CNG) 气道喷射 (PFI) 点燃式发动机。定量分析了小型增压天然气发动机的燃料性能优势，降低爆震强度，优化了压缩比，提高了燃烧效率。爆发压强控制在12 MPa 以下，最大扭矩为180 Nm ；在转速为3 000 r/min 时，该天然气发动机的扭矩与原型机处于同一水平。当采用优化后的压缩比应用于CNG 模式时，有效热效率达到了38%。因此，与汽油相比，CNG 模式能够令二氧化碳排放减少24.2%，里程燃油成本节省46.4%。

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  车用三效催化器快速老化SBC 循环试验研究

  程建康，刘小舫，帅石金，肖红军，林锡河，庄 敏

  2017, 08(03):  317-322.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.03.013

  摘要 ( 150 )   PDF (1442KB) ( 785 )  

  针对GB18352.6-2016 中规定的污染物控制装置耐久性快速老化标准台架循环（ SBC）的温度、空燃比等的条件要求，利用试验发动机对如何确定满足规定条件要求的发动机工况进行了探索。基于对SBC 循环的研究，提出了满足SBC 循环工况的试验方案；通过稳态工况催化器温度场试验，分析了不同因素（空燃比、点火提前角、二次空气喷射等）对催化器温度的影响。结果表明：试验样机满足催化器温度800 ℃的运行工况分布在2 000 r/min高负荷至3 800 r/min中低负荷的带状区域内；与点火提前角相比，空燃比和二次空气喷射对催化器温度影响更明显；可以通过循环一致性、老化时间、工况过渡时间等因素对不同工况方案进行选择。

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