考虑整车密封性的车门关闭过程压强分析

发布时间：2020-05-17 09:24

【摘要】：随着我国经济实力的迅速增长,人们对传统出行工具汽车的要求也越来越高,不仅需要其拥有较高的安全性和丰富的功能配置,更是对乘坐的舒适性提出了越来越高的期望。现实生活中,随着整车密封性能的提高,乘客在乘坐车辆时,当车门关闭的瞬间,由于人耳处压强过大,出现了头晕胸闷的现象。严重的影响了乘员的乘坐体验和安全舒适性。因此,针对于此问题进行分析研究并提出相关的解决方法具有重大的意义。车门关闭过程中,大量的气体随车门的旋转运动而涌入乘员舱内,而由于车身的泄露路径有限,进入的气体不能完全排出车外。导致乘员舱内压强迅速升高。这种问题在密封性高,乘员舱容积小的车辆中更加明显。同时由于后期的实验和结构改进需要耗费更多的时间和经济成本,因此,通过CAE方法建立一种高精度的模型模拟关门过程是十分必要的。本文以某小型电动车位分析对象,通过CFD软件Star CCM,针对于车门关闭的过程提出了一种新的建模方法,即在进行车门关闭仿真时先对整车的密封性特性进行模拟和验证。首先通过对所研究车辆进行整车气密性实验,然后结合理论推导和仿真分析,使用多孔介质区域替代泄压阀和车身侧围等腔体处的能量损失,反求出了多孔介质的惯性阻力系数和粘性阻力系数。通过对比,确认了仿真模型的密封性与实验数据一致。然后以此为基础,对车门和整车进行详细建模,并根据车门关闭过程的实际状态得到了模型的边界条件和物理条件。通过计算得到了车门关闭过程的流场特征和压强变化曲线,与关门耳压测试仪器对比,二者的变化趋势一致,压强峰值误差在10%以内。最后从泄压阀的角度分析缓解车内压强大小的方法,分别从泄压阀的阻力特性,面积大小和布置位置进行了讨论。发现减小泄压阀阻力特性和增大泄压阀孔洞面积对对减小车内压强具有显著的作用,而在一定的布置范围内,泄压阀位置的车内压强的影响很小。
【图文】：

网格模型,车门,关闭速度,关闭力

这与实际情况中，车门关闭时通过密封胶条来吸收装配间隙保证完全密封是有差别的，同时，由于作者是采用的米拉模型进行的定性分析，未进行实验验证。图1.2 张瑞研究中仿真采用的网格模型[4]华晨汽车工程研究院的于剑泽、李飞[7]等为研究解决车门关闭力过大的问题。使用CFD软件建立了汽车关闭力仿真模型，并且考虑了车门与侧围的装配，门框处使用了压缩后的密封条外表面数据。然后通过车门关闭速度测试计获得实车的最小关闭速度，全车车门关闭状态下最小关闭速度为1.2m/s，，尾门开启状态下最小关闭速度0.9m/s，从而得到车门克服气压阻效应的关门速度为0.3m/s。接着作者以0.3m/s作为模型的输入条件，车门的运动范围为1档到车门完全关闭位置，总的计算时间0.71s，时间步长0.001s。通过计算

装置图,气密性实验,装置图

气密性实验装置图
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.834

【参考文献】