[车辆工程] 汽车径向颗粒捕集器的结构设计与建模

伴随着汽车产业的迅速发展,尾气颗粒物排放进入大气造成了比较严重的环境污染,威胁着地球环境生态平 衡和人类健康,尾气颗粒物的收集问题也是制约着内燃机汽车发展的关键因素之一。为解决汽车尾气对环境的影响,颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)顺应需求而诞生,它是一种能够提高汽车尾气品质的废气净化系统,该系统的特点是:可以显著提高汽车尾气品质,排气更干净,降低有害气体含量。DPF 可以减少废气中的有害物质,从而使废气排放降低。一般由氧化催化器和颗粒捕集器两部分组成,这些被捕获的颗粒会在汽车运行时被烧掉,从而使引擎的碳烟排量降低了 90%。但是目前关于 DPF 的研究主要集中在再生技术、快速积灰研究和低温失效等方面,对于径向式 DFP 的颗粒捕集性能有待进一步揭示和优化,而 DPF 的结构设计是决定其性能优劣的重要因素,亟待通过设计计算和三维建模手段实现。基于以上问题,本文汽车径向对称隔板式颗粒捕集器的进排气管、分流器、过滤体的结构尺寸进行了详细的设计计算,建立了汽车径向颗粒捕集器的三维物理模型,并在此模型的基础上对 DPF 的安装形式进行了讨论。

[车辆工程] 基于TCP/IP通信协议侧向叉车线上远程操控交互与传输系统设计

本设计采用嵌入式控制器、视觉传感设备和远程操控站等模块构建。在侧向叉车上安装嵌入式控制系统,用于与上位机通信,控制驱动电路及执行机构。利用工业摄像头作为视觉传感设备,通过图像处理算法监测侧向叉车姿态和作业环境,反馈状态信息至上位机。在远程操控站通过上位机软件设置的人机交互界面,实现对侧向叉车的全面操控与监控。采用TCP/IP通信协议完成信息的交互与传输。说明书从控制系统、视觉传感和远程操作站三个方面,介绍了该远程操控系统的组成和整体方案,对硬件原理图和软件程序框图作了详细的描述,并在简单元器件功能的基础上,通过比较分析确定了各功能单元元器件的选用。经过软硬件联调,实现了系统控制精度和实时性的设计要求。

[车辆工程] 汽车机械式 5 档手动变速器的运动仿真与优化设计

本文以汽车 5 档手动变速器为研究对象,设计出了一种满足新时代需求的汽 车5档手动变速器。首先基于汽车设计参数得到5档手动变速器传动方案为中间轴类型、 齿轮方案采用的是斜齿轮、换挡机构方案、各档传动比分别为 4.95、3.09、1.93、1、0.7, 倒挡传动比为 3.18,中心距为 124mm。然后对手动变速器的关键零部件进行了计算分 析及强度校验,主要进行了各齿轮设计参数的确定、选取合适的材质,并对变速器各档 位时的齿数分配设计进行了系统研究、各变速器轴转矩计算分析、各轴齿轮弯曲强度和 接触强度校核。再对 5 档手动变速器轴开展系统研究,包括确定其构造方案、尺寸参数, 另外又针对其支撑长度进行了确定。然后以此为基础,对每个轴的强度、刚度等进行了 计算检验,也对变速器各轴轴承选型后进行受力分析,并校核得到各轴承寿命都合格。 使用 CATIA 完成了汽车 5 档手动变速器的零件建模和结构装配。使用 UG 完成了变速 器的运动仿真。使用 ANSYS 完成了对倒挡齿轮的结构强度分析,优化后的倒挡齿轮强 度不仅满足要求,且安全系数合理。

[车辆工程] 基于CATIA的汽车悬架测试与研究

本文研究现代化乘用车的悬架系统。该悬架结构,包括端轴、上控制臂、下控制臂、弹簧和减震器等部分。利用CATIA软件建立了整车及悬架系统的三维模型,并进行仿真和分析,预测车辆在不同工况下的运动响应及力学行为。利用CATIA测试了乘用车的三维几何模型。根据实际尺寸参数构建车架、悬架、轮胎等部件的几何特征。基于ADAMS软件,建立悬架运动学模型与整车动力学模型。设置车辆工况参数,对车辆在不同条件下的工况进行运动仿真,分析车辆运动状态。对仿真结果进行对比分析,评估悬架系统的动态响应与结构强度是否满足要求。必要时修改悬架参数,如弹簧刚度和减震器阻力,直至优化。 本文采用CATIA软件对悬架系统进行建模与数字化测试,并应用ADAMS动力学仿真软件对悬架系统进行性能测试和研究。通过对不同悬架系统的比较测试,可以提供优化悬架系统测试的科学依据,从而实现降低车辆磨损的目标。

[车辆工程] 基于HyperMesh软件某空滤器支架模态、强度分析及优化

空滤器作为汽车进气系统的重要组成部分之一,不仅可以过滤空气,也可降低进气噪声,对提高汽车的动力性和舒适性有较大帮助。空滤器支架是承载和固定空滤器的重要部件,若支架振动幅度过大将导致空滤器的损坏,影响车辆行驶安全。为保证并提升空滤器支架的研发质量,首先使用HyperMesh软件建立了该总成的有限元模型;然后对其进行模态分析及计算结果解读,并依据该分析结果,提出了相应的优化方案,有效提升了该总成的模态性能;最后对优化后结构进行了强度分析,验证了该优化方案的强度性能。结果表明,优化方案有效提升了该系统的模态频率分布,且满足典型工况的强度性能要求,对空滤器支架结构设计具有一定的指导意义。

[车辆工程] 基于Solidworks汽车径向式颗粒捕集器气固流动特性的数值分析

柴油机由于其动力性能好、燃油消耗率低等优点在车用动力中占据着至关重要的地位。但是随着我国提倡发掘低碳经济潜力,对环境保护的迫切需要和严格的排放法规要求,柴油机颗粒物排放问题一直困扰着柴油机的持续发展。为了有针对性的处理颗粒物排放量多的问题,颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)必定是解决柴油机这一问题最有效的后处理技术。 本文借鉴前人归纳的成果并提出自己的见解,基于Solidworks三维建模软件提出并建立了一种径向式DPF,为前代的汽车径向式颗粒捕集器升级与结构优化奠基。同时,利用CPFD Barracuda商业软件基于多相流-单元内源项颗粒群(Multiphase Particle-in-Cell,MP-PIC)数值模拟方法对径向式DPF的内部气固流动过程进行了全流程数值模拟,探索了其流型发展过程、压力分布、颗粒浓度分布、速度分布等气固动力学性能。在初步获得有关流场的成果后,再次解析结构参数中直径比对径向式DPF中的压力、浓度、流速均衡性等作用下的重要影响;最终讨论了操作参数中气速对气固流动特性方面中的浓度、压力、速度上的影响。研究发现,本文建立的径向式DPF内具有流畅且均匀的气固动力场,入口处的颗粒速度较小而体积分数较大,压力呈现从中间逐渐向四周方向降低的趋势;适量的缩小直径比可以降低DPF中的压力损失,增强颗粒流速和均匀性,进而提高捕集效果和某区域处的重复利用率;合理控制气速值能够很好约束颗粒的活动范围和运动轨迹。列举合理建议措施让其提高DPF的捕集效果和循环使用率,为未来柴油机DPF技术优化奠定理论基础并提供数据指导。

[车辆工程] 基于Fluent的汽车尾气SCR处理系统仿真研究

本文主要通过对SCR处理系统(尿素选择性催化还原技术)进行研究,对流体控制方程理论进行相关阐述,通过对SCR催化还原系统的研究,对其工作原理,组成结构,以及对NOx的催化还原,相关的化学反应进行研究,具体研究内容有流体方程控制理论基础,对SCR系统组成及工作原理,相关技术路线及工作过程进行研究。通过Fluent软件对SCR后处理系统进行仿真模拟,进一步得出其速度、压力、温度、密度等物理参数并对SCR系统数值模拟结果的影响。计算结果表明,排气管的长度在SCR处理系统中,影响其净化排放的主要影响因素有喷射粒径,管道温度,长度,直径,喷射嘴角度,混合器外形,排气温度等因素,此外,稳定的速度指数有利于SCR系统进行催化氧化。

[车辆工程] 基于Fluent软件锂离子电池液冷流道优化研究

锂离子电池在长时间高功率放电时会产生大量的热量,高温会降低锂离子电池的寿命,从而降低电池的使用寿命。如果电池经常处于高温环境中,其寿命可能会大大缩短。本文首先提出动力电池热管理的方法,利用Solidworks软件建立动力电池热管理系统的简化模型,使用Mesh模块对热管理系统进行网格划分,使用Fluent对不同水滴状流道的间隔、不同水滴状流道的尖端长度、不同水流速和不同水滴状流道直径对电池热管理系统进行仿真,得到各种情况下电池温度。最后分析了翅片对电池温度的影响。

车辆工程

车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等全面工程技术基础理论和必要专业知识与技能,了解并重视与汽车技术发展有关人文社会知识,能在企业、科研院(所)等部门。 从事与车辆工程