客车因载质量大和质心高的特点难以兼顾操纵稳定性和平顺性,为此本文提出了一种侧倾构型的液压互联悬架(RHIS)与电控空气悬架(ECAS)相结合的新型悬架系统。首先,基于热力学理论建立了空气弹簧非线性模型并试验验证;基于质心定理、动量矩定理推导了整车9自由度动力学模型,建立了整车和RHIS的机械-液压耦合模型,并通过实车测试验证了模型;然后,设计了气囊模糊控制器以实现车身高度调节;最后,在常用的操纵稳定性和平顺性测试工况下仿真对比了新型和传统悬架系统的性能。结果表明,所提出的新型悬架系统可实现3挡车身高度调节,且在保持原车平顺性的同时明显改善了整车的操纵稳定性。

降低汽油机部分负荷泵气损失需要灵活的可变气门机构,凸轮驱动式液压可变气门具有较好的应用前景,但依然面临压力波动和气门落座速度难以控制等问题。本文中通过调节节流阀开度使0~4 800 rmin^-1的气门升程在0~8.2 mm范围内连续可变,仿真探究了活塞直径对压力波动和节流孔径对气门落座速度的影响,并据此确定了活塞直径和节流孔径,试验研究了液压油温度对气门运动特性和气门落座速度的影响规律。研究发现适当增大活塞直径能降低系统工作压力并减小压缩波峰值,有利于降低压力波动,最终选取挺柱和气门活塞直径分别为17和14.5 mm,小于1.6 mm的节流孔径可使4 000 rmin^-1时的气门落座速度小于0.5 ms^-1。转速不变,气门最大升程随节流阀开度的增大而逐渐降低;相同节流阀开度,转速越高气门最大升程越大,节流阀开度越大,不同转速时的最大升程差异也更大...

为减小重型货车的气动阻力,以实现整车节能减排的目标,基于某平头重型货车气动减阻敏感区域,设计了10种独立的气动减阻附件,利用CFD仿真对气动附件的减阻机理和效果进行了研究。结果表明,10种气动附件皆有减阻效果,其中一种仿生学减阻附件,减阻效果明显,减阻率为15.0%,且要求的安装空间小。最后通过气动附件的优化组合,获得了一种最佳减阻方案,减阻率达27.4%。

车辆高速行驶时,气动噪声是影响车内舒适性的重要噪声源,车身周围的非定常流动是产生气动噪声的重要因素。一方面非定常流动产生流体压力脉动直接作用到车身外表面,激励车窗玻璃等振动,并向车内辐射噪声;另一方面非定常流动本身产生气动噪声,声学压力透过车窗玻璃和车身钣金件向车内直接传递噪声。本文提出标度律概念,用于描述和区别车身周围流体压力与声学压力随车速的变化规律,并对风洞试验结果进行标度律分析。结果表明:在给定工况下,汽车气动噪声以偶极子声源为主,车内和远场声学压力的幅值与速度的3次方成正比,而频率与速度无关;前侧窗表面流体压力的幅值与速度的1.5次方成正比,频率与速度成正比。

针对某车型外后视镜气动噪声问题,提出了一种基于车外流场计算的气动噪声快速优化方法,并进行了相应的试验验证。在非定常数值模拟中,采用分离涡模拟与计算气动声学相结合的方法,对后视镜侧窗表面气动噪声进行了分析。结果表明,优化后侧窗表面气动噪声源强度在各频段明显减弱,各监测点声压级降低。道路试验验证结果表明,优化后各频段车内噪声也明显改善,后视镜气动噪声问题消失。实车道路测试结果表明,基于外流场数值模拟的气动噪声优化方法可行、合理,外流场数值模拟可为造型初期车内气动噪声优化提供有效指导,降低车型开发成本与周期。

根据计算进气格栅开、闭两种状态的整车模型的空气动力学性能参数对比风洞实验结果,确定了原设计的整体流动仿真的精度;而基于该模型运用DES法计算的侧窗表面测点的声压级与实验结果对比,确定了2mm网格气动噪声仿真的精度。对新方案和原设计运用Q准则的流态显示,表明新方案后视镜尾流区的流动状态得到改善;侧窗表面的湍流压力脉动的对比表明,后视镜外形的改动对湍流压力脉动影响很小;而通过Lighthill声类比法获得的声压脉动却有显著差异,新方案在2 000～8 000Hz范围内的声压脉动明显减小。Beamforming测试的声源分布和改进效果,与CFD计算预测一致,且与车内的声压级测试有很好的相关性。以上研究表明:Q准则的流态显示可用于气动噪声的定性评估;声压脉动是后视镜气动噪声仿真最主要的评价依据,不可忽略。

为寻求汽车空调风道气动噪声一种高效高精度的仿真方法,基于德国整车企业联合发布的标准风道模型,对比研究了声类比法、直接模拟法和联合仿真分析法的优劣,并重点分析了声源面对声类比法精度的影响。首先,采用RNG湍流模型与SST k-ωDES模型分别对其稳态流场与瞬态流场进行求解,然后采用声类比法、直接模拟法和联合仿真法分别求解远场辐射噪声问题,仿真与试验结果表明:RNG湍流模型捕捉的风道内时均流场特征与PIV测量结果基本吻合; SST k-ωDES模型求解的风道内壁面脉动压力频谱仿真值与试验值基本一致;而在常用的几种仿真方法中,以出风口处环绕射流的可穿透面为声源面的声类比法求解精度最优。

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有限元仿真分析。结果显示:在一定尺寸和一定压缩条件下,流固耦合仿真和固体结构仿真预测的磁流变液和固体结构的吸能与理论模型预测结果相差分别仅为3.49%和2.16%,磁流变仿生单元吸能可控度随压缩长度的增加而减小,最高可达27.73%。在压缩近67%的长度下,可控度仍可达到12.29%,仿真预测的可控度值与理论值高度一致。最后,将仿真中一定尺寸的磁流变仿生吸能单元应用于传统9胞薄壁管中。对比结果表明:与传统9胞薄壁管结构相比,填充了磁流变仿生吸能单元的薄壁管总吸能量提高了293.7%,固体结构的比吸能提高了62....

为提高某重型柴油机气缸垫的可靠性和疲劳寿命,基于其温度场、热机耦合应力场和变形情况等状态参数利用相关方法对气缸垫的工作参数进行了优化研究。利用正交实验方法分析了缸垫的气缸圆直径、上水孔圆直径、隔热带长度、缸垫厚度和螺栓预紧力等5个工作参数对上述3个状态参数的影响规律,并确定了影响最为显著的4个工作参数。利用所提出的混合神经网络模型建立了工作参数与状态参数的对应关系模型,结合所提出的改进灰狼算法计算确定了气缸垫的最优工作参数值。分析结果表明改进后气缸垫的温度应力和变形情况得到显著改善,证明了改进的有效性和算法的准确性。

建立活塞裙部-缸套系统的混合润滑仿真模型,分析曲轴偏置对活塞动力学和裙部润滑性能的影响。活塞动力学模型中考虑了活塞环和连杆的影响,润滑模型以平均雷诺方程、粗糙表面微凸体接触模型和雷诺边界条件为基础,考虑了变形和润滑油剪切变薄效应对润滑性能的影响。分析曲轴偏置对活塞2阶运动和裙部润滑性能的影响,探索降低活塞摩擦损失的潜在技术方案。通过样件试制和试验,验证所提出技术方案的可行性。结果显示,曲轴正偏置是降低活塞裙部摩擦和整机油耗的一种有效措施。