010-51280068
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内燃机汽车
管件声学传递损失测试 声学材料测试 整车NVH优化设计 发动机曲轴优化设计 发动机缸体、缸盖优化设计 发动机系统优化设计 整车集成及CAE优化设计 安全性 动力传动系统 刹车与轮轴 底盘与悬挂系统 外空气动力学及气动噪声 发动机舱热管理 空调系统及乘员舱热舒适性 发动机及排气系统 整车热流体/热管理系统设计 整车进气系统设计
管件声学传递损失测试

♦  汽车进、排气系统通常由管道和消声元件组成,声音沿着管道的轴向传播,当管道的截面积发生变化的时候,声阻抗也发生变化。由于阻抗发生变化,一部分入射波就会被反射回原来的管道,而另一部分入射波会在新的截面管道中继续传播。抗性消声器的工作原理就是基于这种阻抗的变化。

♦  声波从发动机出来并在进气或者排气系统中传播,当遇到消声元件或者截面积变化时,入射声波被反射回发动机源,从而抑制声音的传播。进、排气统中声阻抗不匹配的情况主要有截面积变化、主管道中增加旁支消声器等。

♦  单个消声元件的消声效果通常用传递损失来评价。传递损失表明声音经过消声元件后声音能量的衰减,及入射声功率级Lwi和透射声功率级Lwt的差值。传递损失用TL(Transmission Loss)表示:

TL=10lg(Wi/Wt)=Lwi—Lwt

♦  中润汉泰公司拥有一套基于四传声器法的SW 系列阻抗管及隔声测量系统,通过测量四个固定点的声压级(两个在发生管,两个在受声管),使用四通道数据采集分析仪,对开闭受声管两种末端的复传递函数进行计算,得到材料的隔声量和传递损失。

 

声学材料测试


♦  声学材料通常是指具有吸声性能或者隔声性能的材料。

♦  吸声是指空气中的声波在通过或入射到介质界面损失声能的过程。声波在入射到介质界面时,一部分声能会被吸收,一部分声能会反射回来,吸收声功率与入射声功率的比值为吸声系数。材料吸声性能的好坏通常用吸声系数来评价。

♦  隔声是指空气中的声波从一侧入射到介质表面,激起介质结构振动,结构振动辐射噪声到介质的另一面。衡量材料隔声特性通常采用声传递损失STL(Sound Transmission Loss)。声传递损失的定义是入射声功率Win与透射声功率Wout之比的对数值。

♦  材料的吸隔声性能测试,通常按照国标技术要求,可用阻抗管测试方法。中流汉泰公司拥有一套SW 系列双传声器阻抗管,该阻抗管基于传递函数法设计,符合GB/T18696.2-2002 及ISO 10534-2:1998 标准,能够一次测量出整个测试频段的吸声系数和声阻抗率。我公司已经为多位企业客户测试过多种吸隔声材料,欢迎咨询。



 

整车NVH优化设计

完整的整车NVH开发设计流程

全面的整车NVH试验能力及评价方法

整车NVH性能是现代整车工程设计中的核心指标之一。优良的NVH性能可以极大提高车辆品质和市场竞争力。中流汉泰公司多年从事车辆及发动机工程技术服务,在整车NVH优化设计方面具有丰富的实践经验。


 

 

 


 

发动机NVH优化设计


        ♦  曲轴的弯扭纵振


        ♦  轮系振动、噪声


        ♦  油底壳、机体结构辐射声


        ♦  发动机燃烧/本体噪声、振动
 


进排气噪声/吊耳刚度



        ♦  进排气阻力优化


        ♦  进排气消声器优化设计


        ♦  插入损失评价、功率扭矩分析


        ♦  吊耳刚度/排气系统模态优化
 


悬置系统优化设计



        ♦  模态解耦


        ♦  减小振动传递率


        ♦  刚体模态,横向转动频率大小
 

 

车身声固特性优化



        ♦  声学模态


        ♦  声固模态耦合


        ♦  白车身结构模态


        ♦  阻尼、隔声、吸声
 


变速箱/齿轮室NVH优化



        ♦  声源/振源识别


        ♦  工艺改进/公差控制/副齿优化

 

 

发动机曲轴优化设计


曲轴是发动机的主要旋转机构,它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动,且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。作为发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力,并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。


曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度,轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力,曲轴轴颈往往作成中空的。


在每个轴颈表面上都开有油孔,以便将机油引入或引出,用以润滑轴颈表面。为减少应力集中,主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。曲轴平衡重(也称配重)的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩,有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时,平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体,大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造,然后用螺栓连接在一起。曲轴会因机油不清洁以及轴颈的受力不均匀造成连杆大头与轴颈接触面的磨损,若机油中有颗粒较大的坚硬杂质,也存在划伤轴颈表面的危险。如果磨损严重,很可能会影响活塞上下运动的冲程长短,降低燃烧效率,自然也会较小动力输出。


此外曲轴还可能因为润滑不足或机油过稀,造成轴颈表面的烧伤,严重情况下会影响活塞的往复运动。因此一定要用合适黏度的润滑油,且要保证机油的清洁度。

 


 

曲轴模拟分析


在发动机高速运转中,曲轴的扭转振动往往成为曲轴断裂的主要原因。作为传递交变载荷的连杆也承受着很大的作用力,容易造成疲劳破坏。要设计一款曲轴,必须考虑其振动、噪声等特性对发动机的影响,因此对曲轴的模态分析却是必不可少的。模态分析是研究结构动力特性的一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域的应用。模态是机械结构固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、振型,这些参数可以由计算或试验取得。


曲轴在工作过程中不断的受到复杂的交变的冲击载荷激励,随之产生了横向、纵向以及扭转振动,当某一激励力的频率和曲轴其中一阶固有频率相同或者相近时,产生轴系的共振,这足以导致曲轴的疲劳断裂。对曲轴的模态分析是对曲轴的振动特性分析,为振动故障及结构动态特性的优化设计提供依据。自由模态分析反应了曲轴刚体的固有特性,而约束模态分析更能够模拟曲轴安装在发动机缸体中所表现的固有特性。


发动机的曲轴系指曲轴、连杆、活塞以及飞轮所组成的动力系统。常见的曲轴系振动包括扭转振动、纵向振动和横向振动,以下针对这三方面对曲轴系的振动原因及危害。


发动机曲轴系的扭转振动


扭转振动是旋转机械轴系的一种特殊的振动形式,其本质是由于轴系并非绝对刚体,而存在弹性。所以在以平均速度进行的旋转过程中,各个弹性部件间就会因为各种原因而产生大小不同、相位不同的瞬时速度的起伏,形成了沿旋转的方向来回的扭动。发动机整个的曲轴系作为一个弹性体并具有集中的转动惯量,本身存在着一系列的扭转振动的固有频率。发动机的每个气缸瞬时气体压力及有效的曲柄半径不断变化着,表示瞬时扭矩气体压力及有效曲柄半径乘积在每个周期随之变化。瞬时扭矩的变化产生两种结果。首先,由于作用在曲轴上的瞬时扭矩在平均扭矩值上下波动,使得整个曲轴以及曲轴系的转动在平均转速值上下波动,该现象称为“滚振”;其次,由于各个气缸的发火间隔角使曲轴各个曲拐的扭矩相对变化,造成曲轴系各质量间的相对运动,该现象称为“扭转振动”,简称“扭振”。发动机的曲轴是输出动力的主要部件,它与从动部件相连接,组成扭转动力系统。因发动机工作时的间歇周期性,导致作用在曲轴上的为一变化周期性的扭矩,这可能触发轴系之扭转振动。发动机曲轴系上的扭转振动,是曲轴系回转运动过程中,在平均扭变量中叠加的一类扭转振动现象。特别是在较大功率发动机装置中曲轴系固有频率很低,往往会在发动机工作的转速范围以内,通过一些较强激励谐次激发所引起的共振而形成过大扭转的共振现象,导致产生较大的动态扭振附加应力。较激烈的曲轴系的扭转振动可能产生以下后果:

 


1:曲轴系上某些轴段及联接件(联轴节、减振器、飞轮和凸轮轴等),含发动机曲轴自身,因太大的扭振附加应力从而出现扭转疲劳破损,以致断裂。


2:带减速齿轮箱的系统因扭振导致齿轮出现来回冲的冲击形成“齿叫”,较为严重时会导致齿轮的敲坏及增大了噪声。


3:强烈扭转振动将破坏发动机固有的平衡性从而引起机组振动,也有耦合出现曲轴系纵向振动的可能性,使发动机装置的推力轴承上受到激励力而引起载体的振动。


 

曲轴系的扭转振动由于在有的情况下不像机组振动能直接为人们所感触到,具有一定的隐蔽性,因此其危害性也较大,在历史上由于扭振而发生的事故相当多,因此历来为人们所重视并加以研究。


发动机曲轴系的纵向振动


由于发动机曲轴系是一个金属的弹性系统,除了会产生扭转振动外,还可能产生轴向的纵向振动。发动机在曲拐上除了作用有交变的扭矩外,还受到交变的法向作用力,而曲拐在受到法向力时会产生轴向的变形,这就形成轴向的激励,轴系在外力作用下,沿轴线方向出现周期性的弹性变形现象,定义成轴系的纵向振动,也称为轴向振动。发动机纵向振动系统通常看作为通过几个集中质量组合而成并通过质量为零的纵向弹簧所联接的当量系统,此当量系统包含很多纵向振动的固有频率。只有当某一个激励频率及推进轴系的某一阶纵振固有频率一样或相近时,就出现了轴系纵向振动的现象。当不将外部的驱动反作用力及附件干扰力的作用纳入考虑时,曲轴出现纵向振动主要有两方面因素。第一,气体压力及往复惯性力所产生的径向简谐力导致曲柄舒张,出现弯曲—纵向相互耦合的振动;第二,曲柄的扭转径向分量即当曲轴扭转时因曲柄臂的弯曲变形及曲柄销和主轴颈中心线的轴向收缩,即扭转—纵向相互耦合的振动  。


曲轴系出现纵向振动的后果有:


1:向加速度太大会导致缸体纵向的振动加剧,和曲轴相配合的零件产生冲击噪声,使整个发动机的声压级升高。


2:曲轴纵向窜动,使活塞偏磨,并导致活塞侧击敲缸。


3:当发生严重的纵向振动的情况下,发动机曲拐可能出现开挡上的较大变形,可能使曲拐的圆角处出现较大弯曲应力,使曲轴断裂,轴段上承受着过大拉压交变应力的情况下,也将导致轴段疲劳破损。


4:曲轴系之纵向振动受限制于轴系上的止推轴承,导致了止推轴承上受到很大的纵向力,其后果是增加止推轴承负荷,可能使止推轴承受到损坏。


5:发动机曲轴的纵向振动太大并超过曲轴在曲轴箱里的工作间隙的情况下,可能会致使发动机运行不正常从而引起事故。以往曲轴系纵向振动的自振频率一般比其扭转振动的自振频率要高,故不容易在工作转速范围出现强激励的谐次的共振工况。所以由于纵向振动引起的紧急情况较少,因而未做深入的研究和重视。然而随着提高发动机经济性的要求,要发展具有长冲程的发动机,这就使得发动机曲拐的纵向刚度大大降低,不但使曲轴系纵向自振频率下降,由法向力所致的纵向激励也大大增加,增大了在工作转速范围内发生共振的概率和共振的烈度,因而近年来对曲轴系的纵向振动加深河加快了研究进度,提高了对纵向振动的重视。


发动机曲轴系的横向振动


在发动机曲轴系上,由于受到切向和法向的交变作用力,最后将形成曲轴系支承梁的垂直和水平方向的振动。由垂直及水平方向的振动将组成轴系的回旋振动,因此有时称轴系的横向振动为回旋振动。出现弯曲振动主要有三个方面因素:首先,偏心导致的旋转质量的不平衡离心力和曲轴轴系零部件因为制造工艺所造成的质量偏心可能产生轴系出现不平衡离心力。此力的旋转角速度以及旋转方向与转轴一样。当轴系的转速及一次弯曲的临界转速一致时,将发生一次共振,后果很严重。其次,作用于曲轴的气体激振力的频率和曲轴固有频率一致时,将会引起共振,成为使曲轴弯曲而被破坏的重要因素。最后,轴系扭转振动及纵向振动同样可能引起弯曲振动,其耦合源一般来自变速箱及传动轴在发动机的曲轴部分,为了支承交大的切向及法向负荷,通常在每一曲拐的左右均配有主轴承,因而曲轴的横向直梁形振动其自振频率很高,除极高谐次外,不会发生梁共振,而高谐的激励值一般很小,不足以引起由于横向振动的动态放大而导致的损坏。因此在发动机装置中对曲轴系的横向振动,尚未被重视。目前对曲轴系的横向振动的研究,主要着眼于中间轴部分。


发生横向振动的后果:


1:在曲轴自由端产生过大弯曲应力,从而产生弯曲疲劳,导致自由端因弯曲疲劳而破坏折断。


2:轴段弯曲应力增加以及发生疲劳破损都可能由横向振动引起。


3:加剧支承轴承的负荷,导致轴承油膜破裂,出现干摩擦从而发热导致破坏。引起载体振动。


以上分析都是基于对曲轴系各种振动方式进行单独分析的结果,由于曲轴系本身是一个统一体,以上各种振动都是同时存在的,并且它们之间也必然会有相互的耦合影响。将各种振动形式分别看待只是一种简化的假定,必然会有误差的存在,因此当前人们已着眼于基于曲轴系是一个整体的耦合振动研究,为了将曲轴系数理模型化,提出了多种简化、假定的耦合振动模型,以致将整个曲轴系做有限元分割,而计算其动态响应特性。当然这样做的计算工作量大,并且数理模型的合理程度也将会影响到计算结果的精度。此外,如何合理的应用在前人分别研究扭振、纵振等过程中所取得的大量丰富的经验资料等,都是有待研究的问题,因为外界条件,假定的正确与否都会直接影响到计算分析的结果。


以上都是发动机可能发生的一些主要振动方式,它们的响应特性是人们设计、制造、运用发动机时研究的主要课题。但是在实践中,发动机中零部件的局部振动,往往是使人们感到头痛的一个大问题。一台发动机完全有可能其主要振动特性是满足设计规范要求的,其主要零部件的强度也都可靠,不会损坏。


发动机上所有的油、水、气管,各配件及其支架等等,从其性质来讲都是质量线弹性系统,都存在模态振型及相应的固有频率,当受到外激励时都会发生响应,尤其当发生共振响应时,其振动将会达到破坏性的结果。这些零部件的激励来源来自发动机的整机振动,如果发动机完全没有振动,当然是理想的情况下,也就不会发生局部振动。发动机离心力和力矩,一次及二次的往复惯性力及力矩等强激励是有可能采用专门的平衡措消除的。然而发动机的倾覆力矩很难准确的克服,此外,实际往复惯性力,在四谐以上因其量级较小可忽略,但并不表示它不存在,加上计算的理想化以及各种假设引起的误差等,包括发动机加工过程的许用误差范围,也使回转部件留下剩余不平衡力等,以上因素都是实际的激励因素的组成部分,具有广阔频域的范围,使得以理想化方式的计算分析,并不可能除去所有可能发生的振动响应,使得局部振动问题无从下手,以至防不胜防,因此一台发动机必须经过实际运转的实际考验,在去除各种可能发生的较严重的局部振动后,才会成为性能较好的发动机。


由以上分析知,在发动机运转过程中,振动是必然存在的,为此,可以将发动机的振动分为两类,第一类为具有危害性和破坏性的振动。这是在设计、制造发动机中必须予以重视及专门研究予以克服或者消减的;第二类为无危害的振动,此类振动响应量级比较小,即使长期的振动也不容易出现零部件破坏导致发动机不能可靠地正常的工作,包括分析计算时略去的其影响的高谐激励响应和通过计算分析,处于许永振动值以及强度值范围以内的振动内容。

 

发动机缸体、缸盖优化设计


叙盖在内燃机运行中承受气体燃烧产生的热载荷及爆发压力载荷,导致叙盖处于高温状态,并在叙盖底板等区域产生很大的温度梯度和应力,内燃机大幅工况变化異引起叙盖底板鼻梁区、喷油器孔等热应力较高位置处发生低周疲劳失效,影响内燃机的热可靠性。随着对内燃机节能减排要求的不断提升,增压中冷、高压共轨燃油喷射等技术逐渐普及,使得内燃机升功率逐步提高,这对叙盖设计提出了更高要求,需要设计人员在有限的产品开发周期中得到最优的热可靠性设计方案。

缸盖热可靠性设计的关键是通过优化结构、材料、流动等因素使失效区域疲劳寿命满足使用要求。在现有内燃机开发流程中,首先根据内燃机性能指标进行燃烧开发,确定燃烧室、进排气道的几何形状,而后确定盖模型的基本骨架,在不改变燃烧方案的基础上完成叙盖材料选择、冷却液流量匹配和水腔结构设计。随着计算机技术的发展,在缸盖设计中巳经广泛采用计算机辅助设计方法建立详细的三维模型,然后采用计算流体力学(计算水套流动评价冷却设计,釆用有限元分析(方法得到叙盖温度、应力场评价结构设计,这样的计算评价方法忽视了流动和固体传热的賴合作用。为了提高计算精度,目前更为准确的手段是采用流固耦合技术获取叙盖的温度场,再进行应力和疲劳计算评价盖设计方案。但是以上分析流程都需要在多类软件中手动完成建模,网格前里,温度和应力求解,疲劳计算等工作,这会耗费大量的时间,在规定的研发周期中,只能评价有限的设计方案,难以获得满意的优化结果。利用优化工具连接CAD和CAE软件,将模型参数化,实现模型建立、仿真求解和后处理的自动化过程可以解决以上难题,这一方法巳用于结构简单、载荷单一的零部件优化中,可见在兼顾模型规模和计算精度的前提下对盖模型结构的简化和参数化,以及自动分析流程进行研究对于提高优化设计效率有重要意义。

优化设计效率低的另一个重要原因是缺乏系统性的设计依据。影响盖易失效区疲劳寿命的因素有很多,包括材料、冷却液种类及匹配的流量、温度,几何结构等,由于缺少以上各因素对叙盖疲劳寿命的影响规律和影响程度大小的指导,对于缺乏实践经验的工程人员而言,在设计中难以确定需要改动哪些设计变量及其参数值来获得优化结果,所以开展设计变量对叙盖可靠性影响规律的研究是非常必要的。

红盖低周疲劳的失效区域分散在各鼻梁区,一般针对应变幅最高、低周疲劳损伤最大的区域进行优化,但是在降低了该处的损伤的同时往往会导致其他区域低周疲劳寿命的恶化。涉及多设计变量优化时,由于各因素之间存在耦合作用,按照主效应规律选取的各设计变量参数值并不能保证此时的设计方案是最优的。以上问题会导致在拉盖可靠性设计中需要进行多轮次仿真分析和设计变量调整,即便如此也难以获得全局最优解。近似模型和优化算法给研究者提供了新思路,研究叙盖热状态近似模型的建立方法,并结合优化算法对叙盖进行全局优化设计具有重要的工程实用价值。

随着数值仿真技术的发展,计算机辅助工程在内燃机设计中愈加重要。对于内燃机水套设计,研究者早期对于内燃机仿真分为互相独立的水套流体动力学计算和固体零件如盖的单件有限元计算,分别分析水套的流动特性、零部件的温度场、应力应变场,从而分析设计方案的合理性。现在的研究已经发展到应用流固耦合技术获取更为精确的流场信息和固体温度场信息,在热机耦合模型下计算热机载荷共同作用下的受力状态并采用疲劳理论计算得到的安全系数和损伤来评价受热零部件的可靠性。

合适的水套设计不仅能够保证内燃机的耐久性,而且可以提高内燃机各工况下的热效率。冷却液在内燃机内部流动,由于水套的结构复杂,传统的流动试验方法不易测量而且试验周期长,在数值仿真初步应用于内燃机设计中时,设计人员使用CFD方法分析包括叙盖水腔在内的水套整体流动情况,评价冷却液的流动均句性,是否奄在流动死区,评判冷却液流动阻力,尽可能降低水泵功耗,分析盖鼻梁区水腔等关鍵区域的冷却液流速,如一般认为鼻梁区水腔流速不应低于,作为盖水腔设计满足可靠性要求的评判CFD标准。

从上个世纪八十年代开始,研究者开始结合流场试验研究CFD手段对内燃机水套流动的预测效果。

1989年,KevinLH等提出,使用流体力学计算叙盖水套,并提出将数值仿真用于水套优化,使用可视化流动试验来验证仿真结果和优化方案。

1993年,Sandford MH等建立一个简单的内燃机水套模型,并采用PIV和LDV的方法对流场进行了测量,并将STAR-CD计算的流体仿真结果同试验进行对比,证明仿真较好的预测了流速和端动能,但是对于回流位置预测相差40mm,经简化的模型可以定性的分析内燃机水套。

2002年,福特汽车MakkapatiS等使用FLUENT对一款V8发动机进行了分析和流速、瑞流强度测量,试验结果表明结果对于平均流速的预测较为准确,但是对于瑞流强度预测值则低于试验值50%左右。

2003年,陈群将CFD软件应用在柴油机水套冷却液流动研究中,并在水套关键位置处进行LDA测试,并用压力传感器测量压力,验证了仿真结果。

 

发动机系统优化设计

 

完整的发动机优化设计流程、全面的发动机综合性能评价方法。


发动机是汽车的动力源。发动机的性能直接影响汽车整体的性能。中润汉泰公司多年从事车辆及发动机工程技术服务,在发动机系统优化设计方面具有丰富的经验。



发动机性能优化设计


      ♦ 增压器匹配


      ♦ 进排气口声学


      ♦ 功率/扭矩/油耗


      ♦ 发动机振动/噪声


缸体、缸盖优化设计


      ♦ 模态


      ♦ 热应力


      ♦ 预紧力/接触


      ♦ 合成应力/变形


曲轴优化设计


      ♦ 强度/疲劳


      ♦ 弯振/扭振/纵振


      ♦ 模态/低阶固有频率


      ♦ 油膜厚度、轴心轨迹


连杆优化设计


      ♦ 变形


      ♦ 失稳


      ♦ 轻质化


      ♦ 强度/应力分析


活塞优化设计


      ♦ 侧向力/变形


      ♦ 活塞应力/应变/温度


      ♦ 活塞环动力学


      ♦ 活塞环密封


冷却系统设计


      ♦ 水泵匹配


      ♦ 水套优化


      ♦ 缸垫优化


      ♦ 鼻梁区优化


进排气歧管设计


      ♦ 长度/走向


      ♦ 声学/阻力匹配


      ♦ 氧传感器布置


      ♦ 整体式三元催化


进排气道及燃烧优化设计


      ♦ 阻力优化


      ♦ 涡流/滚流匹配


      ♦ 直喷喷嘴与流动匹配


      ♦ 缸内燃烧、低污染设计


缸盖/缸体逆向设计


      ♦ 高精度扫描


      ♦ 硅胶模具制作


      ♦ 点云处理/曲面重构


整车集成及CAE优化设计

丰富、全面的整车CAE技术

规范的整车集成设计技术

动力总成系统与整车的集成关系到能否充分发挥各个子系统的功能,从而达到良好的整车油耗、良好的整车动力性能、良好的整车NVH性能和舒适性。

运用CAE手段进行动力系统整车集成是当今最先进的整车开发方法。



发动机舱CAD封装


        ♦  冷却系统布置


        ♦  进排气管路系统布置


        ♦  隔热/隔声/间隙控制


变速箱匹配


        ♦  动力性、经济性


        ♦  变矩器/离合器匹配/模式匹配  


        ♦  换档规律优化/TCU参数标定



进排气系统匹配


        ♦  进排气噪声优化


        ♦  进排气消声器优化


        ♦  吊耳/排气系统模态/隔振


        ♦  增压系统声学/冷却一体化设计


        ♦  发动机进气阻力/排气背压确定


悬置系统匹配


        ♦  支架刚度


        ♦  悬置结构优化


        ♦  模态解耦,刚体模态


冷却及热管理系统匹配


        ♦  暖机/ECU/冷却控制策略


        ♦  功率点/扭矩点/爬坡/超载工况校核


        ♦  水泵、风扇、散热器尺寸选择、布置


        ♦  中冷器、油冷器、冷凝器尺寸选择、布置


整车 NVH优化


        ♦  车身声学工程优化


        ♦  NVH传递路径分析


        ♦  气流噪声/进排气噪声


整车外型优化/流动优化


        ♦  低阻力/低噪声外型设计


发动机舱散热/除霜/空调系统优化


        ♦  空调风量优化


        ♦  除霜管路/除霜口优化


        ♦  发动机舱气流组织和优化


整车集成试验


        ♦  NVH系统试验/冷却系统匹配试验

 

        ♦  驾驶性试验、动力性试验、经济性试验



 

安全性

安全、清洁、节能是现代汽车设计的三大主题。汽车安全分主动安全(防止事故)和被动安全(一旦发生事故对乘员的保护)。被动安全的重要性已经成为行业和用户的共识。在汽车投入市场之前,厂家对整车进行碰撞试验,其目的就是为了提高汽车被动安全性能。但是在产品开发中,如果厂家仅依靠试验研究进行汽车安全设计,保证碰撞检测合格,那么必将面临巨大的研发费用和时间。应用ANSYS LS-DYNA高度非线性瞬态动力分析功能可高效仿真各型汽车以任意的速度和角度与任意的物体发生碰撞的整个历程,能分析在发生碰撞或紧急刹车时安全带系统和安全气囊系统对乘员的保护情况,从而优化安全保险装置的设计,提高汽车的安全性能。

ANSYS LS-DYNA程序具备模拟汽车碰撞时结构破损和乘员安全性分析的全部功能,其内置安全带、传感器等单元,以及气囊和假人模型。



乘客安全保护模拟



整车碰撞性能分析


动力传动系统

汽车动力传动系起功率传递功能,基本部件均属高强度部件,其包含的零部件主要有:变速箱、离合器、万向节、主减速器、差速器、半轴、液力偶合器与液力变矩器等。接触强度与接触疲劳计算对传动系的设计尤为重要,ANSYS有效、易用的非线性计算功能,为接触问题的解决提供了良好的工具。

齿轮作为汽车系统的传动部件,在啮合过程中其强度是否满足要求至关重要。



齿轮传动分析


万向节密封套起防漏油、防尘作用,工作环境恶劣。某发动机有限公司采用ANSYS软件对万向节密封套进行了不同轴斜倾角下超弹橡胶材料的大变形接触分析,完好地解决了密封套的寿命与密封性问题。



万向节密封套大变形接触分析


液力变矩器是以液体作为工作介质、利用液体的动能进行能量传递的装置,涉及到强度、内部流体流动、疲劳等多方面仿真计算。ANSYS软件可以帮助解决液力变矩器在不同的工况条件下,结构零部件的强度、刚度及稳定性校核问题。



液力变矩器强度校核


减速机一般都会传递较大的功率与扭矩,因此,在各齿轮啮合传动的过程中,相互之间就会产生较大的切向力、径向力与轴向力,这些力通过各个轴承传递到箱体上使箱体受力变形。以下将通过Ansys 对箱体的受力和变形情况进行模拟。



减速机箱体强度模拟


刹车与轮轴

刹车设计

刹车系统由操控系统、液压系统和助力系统组成,它是汽车上最主要的安全装置之一。其整体性能对汽车的操作稳定性及人员的安全性都有着直接的影响。刹车系统的设计研发主要集中在制动器、调整臂、真空助力器、阀类控制及保护等部件,在CAE分析中通常需要关注这些结构的强度和变形分析、振动和噪声分析、疲劳寿命分析、温度场分析、热应力分析等。


制动尖叫仿真分析



失稳模态振型


制动散热性能仿真分析(F1赛车制动器)



制动器温度场分布



制动器空气流场分布


轮轴设计

轮轴是汽车传动系统的重要部件,它主要负责将动力从差速器传送到汽车车轮,以驱动车体运动。轮轴不仅要传递来自发动机的扭矩,还要承受车轮上作用的垂直力,侧向力以及牵引力和制动力所形成的纵向力,属于易损部件之一。其结构设计是否合理、刚强度是否满足设计要求直接影响传动系统的正常运转。

目前,CAE在这个领域的应用主要集中在轮轴的弯曲强度校核、断裂分析、疲劳分析及结构振动分析等方面。



车轴变形及强度云图



汽车轮轴静态强度校核



汽车轮轴的第一第二阶模态分析



底盘与悬挂系统

底盘设计

从整车的组成看,底盘作为整车组成的三大部分之一,是整车动力性、经济性、安全性、可靠性等性能的基础;从车身设计制造的角度来看,必须选用与其紧密匹配的底盘和发动机才能发挥其整体优势。因此,底盘在整车的设计中具有举足轻重的地位。

车架强度分析及优化

就载荷性质而言,车架所受到的主要载荷为弯曲、侧向载荷和纵向载荷等。弯曲载荷是由车架自身质量和外加质量产生的载荷,外加质量包括乘车人员和货物的质量、底盘各总成及发动机质量等。侧向载荷是由汽车转向时离心力产生作用的载荷,纵向载荷是由于汽车加速、制动时的惯性力作用产生的载荷。ANSYS 软件能够快速准确的计算应力,提高底盘设计效率,避免设计缺陷及设计更改费用。



左:几何模型    右:网格模型



车身骨架有限元模型



纵向应力分布



悬挂系统

悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车平顺行驶。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力, 决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性,是现代汽车十分关键的部件之一。

某公司悬挂系统运动学及强度分析

利用ANSYS分析系统中各零部件(如减震器、摆臂等)的强度刚度、疲劳寿命、优化等问题。



汽车悬挂刚强度分析



左:后悬挂的柔体动力学分析    右:悬架弹簧分析


转向系统


改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要,因此汽车转向系统的零件都称为保安件。

转向系统零部件强度分析

运用ANSYS优化设计模块对转向系统的各零部件结构优化设计研究。以减轻重量为目标函数,以满足强度、刚度、频率等条件和几何边界条件为约束条件,选取几何尺寸、坐标作为设计变量进行各零部件的结构形状优化。



汽车转向系统



转向系统零部件结构仿真分析


轮胎轮毂

汽车工业的发展对轮胎提出更高的要求,从而在轮胎的分析设计过程中,需要充分考虑其节能、安全和舒适性指标,这当中包含了丰富而广泛的内容。轮胎受力分析、生热分析、寿命分析、排水性能、包容性、抓地性能、侧偏特性、高速模态特性等都是现代轮胎分析设计需要考虑的指标。  

轮毂是汽车上最重要的安全零件之一,轮毂的质量和可靠性不但关系到车辆和物资的安全性,还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能,这就要求轮毂动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、尺寸和形状精度高、质量轻等。在汽车轮毂批量生产之前,必须通过冲击试验、径向滚动疲劳试验和弯曲疲劳试验,通过试验可避免大批量的产品报废。借助CAE工具可在轮毂设计之初,对轮毂的弯曲疲劳寿命、径向疲劳寿命、冲击强度进行可靠的预测,为轮毂产品的设计开发人员提供重要的设计依据,缩短开发周期。  

轮胎的材料组成非常复杂,利用ANSYS的复合材料分析功能、橡胶材料分析功能可以分析各型轮胎的力学特性。轮毂的受力复杂而恶劣,ANSYS带接触的静动力学分析能力可以对其连带轮胎一起进行受力分析和优化设计。



ANSYS分析结果:轮胎承压分析



ANSYS分析:轮胎滑动性能分析



ANSYS分析:轮毂冲击分析


外空气动力学及气动噪声

气动性能分析是从空气动力学角度分析汽车动力性、经济性和操作稳定性,各大汽车厂商都致力于降低空气阻力、改善气流升力。这也是风洞技术最早引入汽车设计的研究方向,更是CFD数值模拟方法在汽车设计中最成熟的应用方向。  

ANSYS CFD数值模拟方法与传统的风洞试验相比,不再局限于测量有限个点处的空气流动属性,而是直接获得整车附近完整空间的流动属性,从而可以让设计者获知一些复杂的空气流动现象,为气动减阻、降噪等问题提供帮助,而这正是传统风洞试验无法详细获知的。



车身附近的流线图



车身表面的压力分布云图及车身附近的湍流动能等值面图


空气动力学

汽车空气动力学是研究汽车在流场中所受到的以阻力为主的包括升力、侧向力的三个气动力及其相应的力矩(即六分力)的作用。汽车的空气动力特性对汽车的动力性、燃油经济性和操纵稳定性都有着直接的影响。

空气动力学领域的应用案例:Volvo XC60空气动力学性能优化

基于数十年在空气动力学领域的工程仿真经验和软件使用的最佳实践,ANSYS开发了一套用于空气动力学性能优化的标准仿真流程。这套标准流程构建在ANSYS Workbench平台下,其主要内容包括:

1.在ANSYS Fluent中进行前处理网格生成及流场仿真计算时的最佳实践

2.使用HPC高性能计算功能来缩短仿真计算的时间

3.在原车型的基础上,使用RBF Morph进行汽车外形的参数化改变

4.使用DesignXplorer以整车的气动阻力降低作为优化目标,对外形的变化参数进行优化分析  

Volvo公司使用ANSYS的这套标准仿真流程,实现了对XC60车型的空气动力学性能优化仿真。  

Volvo公司针对XC60原车外形设定了4处可以进行参数化变动的变量,并在变量的设计空间内定义了50个设计点进行DOE分析,最终通过优化算法得到了在设计空间内的最优气动外形设计方案,这套仿真流程有着极强的工程实用价值。



使用RBF Morph,实现对原车外形的参数化变形,共定义了4个参数化变量。


左:车尾两侧角度;    右:车顶后段下倾角度


左:座舱后部角度;   右:前端扰流板角度


使用DesignXplorer,定义设计空间,对4个参数化变量进行寻优。




原车型受到的气动阻力为388.01 N,经过优化分析后的气动阻力为372.30N,降低了约4%的气动阻力。



原车型



优化后


气动噪声

汽车的噪声水平是其重要性能参数之一,是影响车内舒适性的主要因素。气动噪声是由于气流流过车体表面引起的气流压力扰动产生,它起因于气体内部的脉动质量源(单极子噪声源)、作用力的空间梯度(偶极子噪声源)和应力张量的变化(四极子噪声源)。

气动噪声领域的应用案例:克莱斯勒外后视镜降噪仿真

克莱斯勒使用ANSYS Fluent的CAA模型,对比了两款不同的后视镜造型在侧窗打开时驾驶员和乘客的左右耳感受到的气动噪声。  

改进的外后视镜设计相比原始设计带来了13分贝的噪声值降低,提升了驾驶舒适性。



计算模型



运行速度60mph、偏航角5度时的截面压力云图和速度云图



使用不同湍流模型计算的噪声结果



后视镜原始设计和改进设计的气动噪声结果


发动机舱热管理

在车身前结构设计中,发动机舱的设计非常重要,在设计时尽可能地减小发动机舱的大小,从而增加乘客舱和行李舱的容积。但是太小的发动机舱又面临着发动机散热困难,影响发动机性能,严重的会造成发动机不能正常运行。通过发动机舱热管理分析,可以得到发动机舱内的温度场分布情况和空气流动情况,设计人员可以据此合理设计发动机舱内的布局,组织空气流路,保护重要零部件不受热害侵蚀。


发动机舱内的流线图及温度分布云图


发动机舱热管理

作为车辆设计中的重要一环,发动机舱热管理的主要目的是控制发动机舱内的温度,温度对发动机动力性有着直接的影响,适当的舱内温度环境有助于提高车辆的动力性能,增强燃油经济性和排放控制。通过发动机舱热管理仿真,可以确定冷却系统的空间布置需求,对温度敏感部件进行合理的布置。

发动机舱热管理领域的应用案例:福特蒙迪欧发动机舱热管理仿真

福特公司使用ANSYS Fluent对蒙迪欧车型的发动机舱热管理进行了仿真。 

仿真结果预测出的通过散热器的空气流量,和实验值非常接近;预测出的散热器出水口水温,和实验值的偏差仅为0.33%。




发动机舱热管理仿真的网格



散热器上游的流线图


空调系统及乘员舱热舒适性

空调系统是汽车不可缺少的部分,好的空调系统不仅噪音低,制冷/制热效果好,而且燃油消耗低,除霜除雾效果好。通过对空调系统进行CFD数值模拟分析,可以获得空调风道的空气分配情况、风道的阻力特性、各出风口的空气流速等,为优化风道设计提供依据。通过对风挡和侧窗进行除霜除雾分析,可以得到当前设计的除霜除雾性能,为改进出风口大小及角度提高除霜除雾性能提供依据。通过对乘员舱内的CFD分析,可以得到舱内的流动、温度分布情况,再进一步进行乘员的舒适性分析。ANSYS CFD 系列产品在空调系统方面有丰富的解决方案 。

空调子系统及零部件

汽车空调已经成为汽车产品的标准配置,承担着汽车乘客舱温度、空气调节功能,通过制冷、制热、通风换气、除湿、除尘等功能维持舒适的车内环境并保证汽车可视性(除霜/除雾)的要求。汽车乘客舱内热负荷复杂,包括来自太阳、人体、地面、发动机及附件等主要热源。汽车空调系统通常设计优先级不高,系统布置空间受限,产品开发周期短,使得汽车空调系统设计带来很大难度且要求高效的设计手段和工具。


汽车空调仿真分析的应用案例:汽车空调温度线性度分析及优化

利用ANSYS CFD实现了空调系统温度线性度仿真参数化的分析优化,快速获得了空调系统温度线性度最佳的设计状态。利用ANSYS优化仿真分析平台可以在短时间内完成,缩短产品开发周期。



几何模型及参数化参数(红色位置凸起的高度)



两个设计状态下的速度场



仿真分析获得的不同设计状态的温差及压差结果


除霜除雾

乘客安全性一直是汽车设计的重点,影响汽车安全性的一个重要因素就是驾驶员是否有一个清晰开阔的视野。在雨雪天,空气中水汽很大,车窗结霜起雾现象很普遍,严重遮挡驾驶员的视线,对安全行车十分不利。

除霜除雾性能作为国家标准中强制检测的一项指标,在GB11555-2009中,对汽车风窗玻璃除霜除雾系统性能有明确的规定。要求在一定时间内,必须清除覆盖在前风窗玻璃的某些区域内、外表面上的雾或霜,使其恢复清晰视野。除霜装置的工作原理是空气通过汽车空调升温后经除霜风道在前风窗玻璃内侧形成喷射气流,使内表面的雾滴挥发,并通过前风窗玻璃传热融化前风窗外表面的霜。


除霜除雾仿真分析的应用案例:汽车空调除霜分析案例

德国伟世通采用 Fluent对某车型进行了瞬态除霜仿真,并与实验进行了对比,符合程度较好。本除霜瞬态分析总时间20分钟,时间步长2.5s。瞬态分析随时间变化的结果要求具备高效的可视化及定量化后处理工具,ANSYS CFD-Post可以快速完成瞬态结果的后处理。



除霜分析结果



15分钟时试验结果



除霜除雾仿真分析的应用案例:汽车空调除雾分析案例

Mindware Engineering使用 Fluent对某车型进行了瞬态除雾仿真,对优化设计空调除雾系统带来了帮助。



液膜厚度云图



水蒸气源项云图


乘员舱热舒适性

汽车乘客舱内热负荷复杂,包括来自太阳、人体、地面、发动机及附件等9大主要热源。给人体热舒适性设计带来挑战。同时影响人体舒适性的因素较多,包括:温度、湿度、风速、穿衣情况、平均辐射温度、新鲜空气置换量、舱内噪声、污染物浓度等,这些因素导致人体舒适性评价较为困难。人体热舒适性评价指标包括PMV、PPD、MAA等,而比较流行的局部热舒适性评价指标通常采用Wyon提出的Equivalent Homogenous Temperature(EHT)指标来评价。

乘员舱内人体热舒适性仿真分析的应用案例:乘员舱内人体热舒适性评价案例

为了降低汽车空调系统的能耗,GM、Delphi与伯克利大学加州分校合作,通过汽车空调定点对人体局部进行加热/制冷的方法来实现降低能耗的目的。本案例利用Fluent实现乘员舱内流动和热的分析,并考虑了太阳辐射的作用,采用特殊的人体热舒适性评价的方法并与传统EHT评价方法进行了对比,得到较为一致的评价结果。



几何与网格



新评价方法的人体表面温度与EHT的比较



仪表盘太阳辐射通量



温度表征颜色的速度图



流线图


发动机及排气系统

传统的发动机及动力总成设计过程,基于宏观概念的经验外推、在台架上反复调试对比,以及各种“集总”参数的半经验分析、试凑等方法,花费大、周期长、适用性小。而应用CFD技术对发动机的工作过程进行数值模拟分析,不仅提供的信息量大,而且花费小、周期短、适用性强,能够在短时间内进行广泛的变参数研究,为开发新型发动机和旧发动机性能提升提供指导。  

目前,ANSYS CFD在这个领域的应用主要集中在气缸盖气道设计、进排气系统设计、气缸内工作过程模拟、冷却与润滑系统设计、消音器设计等方面。



进气阀截面上的速度矢量分布图



左:缸内燃油喷射过程模拟;   右:缸内喷油涡流



排气中的碳氢和氮氧化物浓度分布图


发动机

作为汽车的“心脏”,发动机是一个复杂的综合体,其仿真问题涉及到结构力学、热、流体力学、电磁以及多物理场等多个领域。发动机相关流体特性的仿真分析,能对其性能的优化起到至关重要的作用。


某公司缸内直喷汽油机的喷油特性与燃烧性能分析


在多年发动机仿真分析工程经验的基础上,ANSYS开发了完整的适用于汽车发动机缸内流动及喷油、燃烧性能计算的标准仿真模板,在ANSYS Workbench平台下,能够快速自动化的完成仿真流程。
  

某公司利用ANSYS CFD工具分析了缸内直喷汽油机两段喷油特性及燃烧性能,计算结果与实测值一致。


发动机几何:




二次喷油过程:



左:第一次喷射(吸气冲程);   右:油滴蒸发(压缩冲程)



左:二次喷射(压缩冲程);  右:二次油滴蒸发


点火及燃烧过程:






某公司曲轴强度及疲劳性能分析

曲轴是发动机最重要的零部件之一,其疲劳失效及断裂将引起其他零部件随之破坏,甚至造成安全事故。特别是随着发动机动力性和可靠性的提高,其强度问题变得更加重要。曲轴强度研究包括静强度及疲劳强度两种。静强度研究的目的主要是关心曲轴在承受最大工作载荷时的应力分布情况,找出各危险部位。本案例首先利用多体动力学软件对曲轴系统进行多刚体运动学额动力学仿真,获得曲轴强度仿真的准确的载荷边界。进而利用ANSYS Mechanical进行静强度的有限元分析,在ANSYS Workbench平台下,能够快速自动化的完成仿真流程。


某公司利用ANSYS工具分析了曲轴强度及疲劳性能,并与试验结果进行对比,达到预期目标。



左:曲轴模型;   右:轴承载荷



曲轴强度分析及危险点确认





曲轴疲劳分析


进排气系统

对汽车进排气系统进行CFD仿真分析,可以获得系统内部气体流动的详细信息,通过结构优化改进发动机的进气效率,提升发动机性能;同时也能够了解系统中各零部件和子系统如催化转化器、SCR系统、消声器等的工作性能及其复杂的物理化学现象,帮助设计选型及性能优化。

汽车进排气系统CFD仿真的应用案例:进气歧管性能分析

采用ANSYS Fluent软件计算了节气门某一开度下进气歧管不同曲轴转角下的动态特性,得到了不同监测点上压力和速度的变化规律。 

通过ANSYS Fluent 3D计算可以得到更加详细的局部信息,更加真实的模拟进气歧管内空气流动的动态特性。  

计算模型及测量点:




不同曲轴转角下进气歧管的压力分布:




监测点处压力和速度随曲轴转角的变化规律:




汽车进排气系统CFD仿真的应用案例:汽油机催化转化器工作性能仿真分析


采用ANSYS Fluent,对汽油机催化转化器内部流动、传热及化学反应过程进行计算,得到了转化器的起燃特性和工作性能。




组分浓度分布:




起燃特性:




汽车进排气系统CFD仿真的应用案例:某公司发动机进配气机构凸轮强度疲劳分析


通过建立某发动机配气机构动力学仿真模型,计算各凸轮承受的作用力和力矩,并将计算结果作为动态载荷,对凸轮轴进行三维瞬态有限元强度分析,以瞬态应力历程对凸轮轴进行强度评价。最后,以有限元分析结果作为输入对凸轮轴进行瞬态疲劳分析,评价其疲劳特性。
  

某公司利用ANSYS工具分析了曲轴强度及疲劳性能,并与试验结果进行对比,达到预期目标。










发动机冷却系统

发动机缸体和缸盖的结构复杂,工作过程中各点间的温差很大,因此合理的设计冷却系统,布置水道和组织冷却水流至关重要。通过对冷却系统进行CFD仿真分析,可以帮助排除冷却水的流动死区,避免出现流动分布不均造成的局部热点及过渡沸腾等不正常现象,保证发动机的正常工作。

发动机冷却系统CFD仿真的应用案例:冷却水套核态沸腾传热性能研究

采用ANSYS Fluent软件中的混合多相流模型,对冷却水套内沸腾传热过程进行了计算,结果表明在此工况下,水套的壁面产生了气泡,这些气泡离开壁面又消失在水中,在水中产生了剧烈扰动,处于核态沸腾传热过程,相比自然对流传热,效果显著增强。
ANSYS Fluent软件发展了基于陈氏修正理论的沸腾模型,经验证对水平和竖直流动通道的仿真都能进行精确的模拟,因此可以直接用于冷却水套内沸腾现象的预测。

计算模型:




温度及蒸汽体积分数的分布:



发动机冷却系统CFD仿真的应用案例:发动机冷却系统热结构耦合仿真分析

采用ANSYS workbench对发动机冷却系统热结构耦合仿真搭建分析流程,该流程图简洁直观,易于上手,大大降低了耦合场分析的难度。



workbench热结构耦合分析流程



温度场分布云图


整车热流体/热管理系统设计

全面的整车热流体模拟技术、系统的整车热流体管理设计技术。

热流体系统分布在车辆从发动机到空调系统的各个方面。这些系统虽然看起来各不相同,却具有相似的流体力学、热力学背景,设计方法也非常相似。

运用CAE手段进行整车热流体系统优化是当今最先进的设计开发方法。



动力系统热管理优化


        ♦ 水泵、油泵、风扇选型


        ♦ 冷却水套、缸垫优化,流量匹配


        ♦ 发动机舱3D热模拟及热风路径优化


        ♦ 混合动力、电动汽车电池、ISG热分析


        ♦ 中冷器、油冷器、散热器、冷凝器匹配


        ♦ 暖机、高温、超载、极限负荷控制优化


整车外部流动和声学优化


        ♦ 初期外型阻力选型优化


        ♦ 整车外部流动和声学优化


        ♦ 前后扰流器、后视镜声学优化


乘员舱热舒适性优化


        ♦ 热舒适性综合评价


        ♦ 空调管路系统布置


        ♦ 管路流量分配、温升率


        ♦风温、湿度、风速、辐射优化


乘员舱除霜除雾系统优化


        ♦ 除霜管路优化


        ♦ 除霜隔栅、风口优化


        ♦ A、B区除霜除雾效果分析


整车进排气管路优化


        ♦ 进排气管路系统布置


        ♦ 进排气声学部件优化


        ♦ 进排气阻力、模态优化


发动机进排气管、进排气道优化


        ♦ 直喷式喷嘴流动与进气匹配


        ♦ 进排气总管、歧管阻力/声学

优化

        ♦ 柴油机、汽油机进、排气道优化



发动机燃烧及污染物模拟


        ♦ 发动机低污染燃烧设计


        ♦ 汽油机、柴油机缸内燃烧模拟


        ♦ 各种标号汽柴油燃烧机理分析


        ♦ SCR/EGR/3元催化系统优化



供油/刹车系统优化


        ♦ 喷油MAP优化


        ♦ 刹车盘、鼓冷却分析


        ♦ 制动系统作动、控制分析


        ♦ 高压油泵、管路、喷嘴匹配、控制


整车热流体管理系统试验


        ♦ 进排气、冷却液、机油温度、压力测量 


        ♦ 发动机舱、乘员舱风温、风速、声学测量



整车进气系统设计

完整的进气系统开发设计流程

全面的进气系统性能试验能力及评价方法

最新的增压发动机进气系统特征分析及设计

进气系统为发动机各气缸供给空气,只有进气系统与发动机最优匹配,才能最大限度发挥发动机的综合效能。中流汉泰公司多年从事车辆及发动机工程技术服务,在进气系统设计方面具有丰富实践经验。



进气系统设计需考虑的基本问题


进气系统设计的主要目标


  ♦  良好的声学性能


  ♦  良好的整车动力性、经济性


  ♦  合理、经济、可靠的结构设计



整车进气系统开发流程


进气系统设计方法


  ♦  进气系统数据库


  ♦  声学设计


      •  一维/三维声学分析


  ♦  流动设计


      •  压力损失分析


      •  流动形态分析


  ♦  与发动机匹配设计


      •  功率损失分析


  ♦  结构模态


      •  结构模态分析


增压发动机进气噪声控制


  ♦  高频/宽频/多频消声


  ♦  增压器、中冷器声学特性


消声元器件设计


  ♦  高频消声


  ♦  1/4波长管


  ♦  插入管、谐振腔


进气系统性能试验评价


  ♦  声学试验


      •  传递损失评价(普通试验室)


      •  插入损失评价(发动机消声室)


      •  进气口声压级评价(整车消声室)


  ♦   阻力试验


      •  压力损失评价


      •  功率损失评价


      •  空滤过滤效率



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