【摘要】汽车的关门速度是衡量汽车质量的一项重要参数。关门速度涉及整车气密性、胶
条结构、车门装配、泄压阀等众多因素。文章从泄压阀的角度出发,分别采用仿真和实验的手段对某车型泄压阀对于关门速度的影响进行了研究,研究表明泄压阀位置、大小对关门速度有直接的影响,最终通过改善泄压阀的结构,降低了关门速度。【关键词】关门速度;泄压阀;优化【中图分类号】U463.834【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688(2020)05-0020-04
1概述
汽车的关门速度对于汽车整车品质至关重要。根据调查显示,车门关闭力过大是新车受抱怨的众多质量问题之一[1]。对于自主品牌,车门关闭难的问题尤为突出。车门关闭力大一方面表现为车门关闭时需要较大力度,另一方面表现为较高的关闭速度使车门与车身产生剧烈碰撞,导致车内气压急剧升高,给乘客不良的体验。影响关门速度的因素有门的重量、铰链、限位器、密封胶条、门锁、气压阻,其中气压阻力占30%~50%,密封胶条约占40%[2],是影响车门关闭力的主要因素。同时,胶条本身也会影响关门过程的气压阻力,因此考虑从气压阻力层面优化某车型关门力。
2某车型车身状态调查
经反映,某车型关门速度过高,车门关闭力大,要改善这种状态,需先对该车型车身状态进行测量,并对标竞品车,了解问题所在。为此,准备了某车型及其对标车型1、2、3,测量其在正常状态及封堵车身缝隙下整车气密性和关门速度。
2.1车身气密性测量及结果
测量某车型及其对标车的车身泄漏量(如图1所示)。仪器往车身通气,当车内的气压稳定时测量泄漏量。仪器中的烟雾发生器可以产生大量烟雾,方便识别车身泄漏位置,便于封堵。
依次将压力调整为25Pa 、50Pa 、75Pa 、100Pa ,得到各车型的泄漏量(留空表示超出整车气密测试仪量程),见表1。
由表1可以得出结论:
(1)在压力较低(25Pa 和50Pa )时,某车型和对标车整车泄漏量相差不大;压力较高时(75Pa 和100Pa ),某车型和对标车整车泄漏量相差较高。
(2)在封堵全部泄压阀时,某车型泄漏量明显高于对标
车型。说明其整车不可控泄漏量较高,整车气密性较差。
封堵车身缝隙后再次测量某车型及其对标车的车身泄漏量(如图2所示),依次将压力调整为25Pa ,50Pa ,75Pa ,100Pa ,得到各车型的泄漏量(见表2)。
由表2可以得出以下结论。
(1)与不封堵车身缝隙相比,封堵车身缝隙后某车型整车的泄漏量与对标车的差距有所减小,这验证了“某车型整车不可控泄漏量较对标车型高”的结论。
基于气压阻的某车型关门速度的优化
赖乾文,覃天庞,蒋文海
(东风柳州汽车有限公司,广西柳州545000)
【作者简介】赖乾文,男,广西博白人,本科,东风柳州汽车有限公司金属材料工艺员。
图1测量整车气密性压力
(Pa )整车泄漏量(SCFM )封堵一侧泄压阀整车泄漏量
(SCFM )封堵全部泄压阀整车
泄漏量(SCFM )某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标
车325146132185141104
88
109
85
75
3122115026622427022018414315312110648371875343288322267236177182151134624623100
335372310287211213174157
72
56
28
表1
测量整车气密性
图2封堵车身缝隙
(2)封堵车身缝隙后,某车型整车的泄漏量与对标车相近,而封堵泄压阀后,某车型泄漏量明显高于对标车型,说明某车型车门关闭时主要靠车身缝隙排气减压,泄压阀排气性能低于对标车型,还存在优化空间。
2.2关门速度测量及结果
测量不同工况下某车型及其对标车左前门关门速度。测量采用车门测速仪(如图3、图4所示)。
测量未封堵车门缝隙下左前门的关门速度,所得数据见表3。
其中,封堵一侧泄压阀和封堵全部泄压阀均为在其他车门全关的条件下测量。
由表3可以得出以下结论。
(1)某车型关门速度显著高于对标车型,最大相差0.3m ·s -1。
(2)对比四门全关与封堵全部泄压阀的左前门关速度可以发现,封堵前后某车型的关门速度均为最高,且变化最小,增大14%,最大为对标车3,为33%。说明某车型泄压阀作用相对于其他车型,发挥作用较低,尚有优化空间。
封堵车身缝隙后再次测量各车型左前门关门速度,所得数
据见表4。
其中,封堵一侧泄压阀和封堵全部泄压阀均为在其他车门全关的条件下测量。
结合表3、表4可以得出以下结论:封堵车身缝隙使某车型及对标车1、2关门速度增加0.02左右,对于关门速度影响不大。
2.3测量结果总结
经过测量某车型及其对标车车身状态的数据发现,某车型不可控泄漏量较高,且泄压阀的泄压功能较对标车型弱,鉴于对于量产车型不可控泄漏量难以控制,因此计划从泄压阀入手进行优化,分别采用CFD 仿真及实车实验进行。
3优化路线以及措施
泄压阀方面的优化可以从泄压阀本身入手,研究泄压阀尺寸、结构等对于关门速度的影响;此外,从泄压阀作用于车身方面入手,研究泄压阀位置对于关门速度的影响。考虑到在车身上实施更改泄压阀位置的可操作性,为了降低实验成本,采用CFD 流体仿真与实验相结合的方法进行优化。
3.1CFD 仿真分析和结果
本次CFD 仿真主要研究泄压阀大小、位置与关门力的关系,为了便于处理模型,仿真中关门速度恒定,采用车门受到的气压阻力表征车门关闭力大小;仿真中车门受到的阻力大,说明在实际中对应工况下关门过程受气压阻影响大,关门速度大,反之则关门速度小。
3.1.1不同泄压阀大小的仿真工况和结果
对车身进行建模,如图5所示。
针对不同泄压阀大小所设立工况和CFD 计算结果见表5。可以看出,泄压阀的尺寸越大,即面积越大,车门所受到的扭矩峰值越小,对关门速度越有利,将泄压阀增大两倍,可以使关门瞬间扭矩降低31%。
3.1.2不同泄压阀位置的仿真工况和结果
针对不同泄压阀位置所设立工况和CFD 计算结果见表6。由表6可以得出以下结论。
(1)当泄压阀的布置位置不同时,车门所受扭矩的变化百
压力(Pa )整车泄漏量(SCFM )
封堵一侧泄压阀整车泄漏量(SCFM )
封堵全部泄压阀整车
泄漏量(SCFM )
某车型对标车1
对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标
车325116128179136
88
75
105
83
38202111502192122692161441271491196233361875
288264319268182160180154
78434522100351316373307225187209172
93
51
54
27
表2各工况下整车泄漏量
图3
车门测速仪
图4
采用车门测速仪测量关门速度
测试条件
四门全开
四门全关
封堵一侧泄压阀
封堵全部泄压阀
某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3
左前门关门
速度(m ·s -1)
0.69
0.43
0.58
0.45
1.07
0.74
0.81
0.72
1.14
0.81
0.91
汽车测速器
0.81
1.22
0.95
1.01
0.96
表3
各工况下左前门关门速度
测试条件
四门全开
四门全关
封堵一侧泄压阀
封堵全部泄压阀
某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3某车型对标车1对标车2对标车3
左前门关门
速度(m ·s -1)
0.70
0.44
0.59
0.57
1.09
0.71
0.83
0.86
1.15
0.80
0.91
1.01
1.29
0.93
1.01
1.15
表4
封堵车身缝隙后各工况下左前门关门速度
分比均在6%以内。
(2)不同泄压阀位置时,对车内压力峰值和扭矩的影响较小,可以认为不同泄压阀位置对关门力没有影响,因此对于内饰泄压开孔位置不做修改。
3.2实车实验以及结果
根据仿真实验结果,同时考虑胶条对关门速度的影响,制订实车实验方案如下:1〇通过等效方式,测试不同泄压阀大小方案;2〇更改泄压阀结构,优化排气性能。
3.2.1泄压阀面积大小方案
由于直接更改泄压阀大小时,需要同步更改钣金件开口大小,因此采用等效方案:先测量正常状态下关门速度,然后封堵泄压阀,调整车窗的高度,使其关门速度与正常状态相等,这时候认为车窗开口的效果与泄压阀效果相同(如图6所示)。取消泄压阀封堵,此时可以当做将泄压阀面积增大一倍。测量结果见表7。
3.2.2泄压阀本体排气性能优化方案
经过调查研究发现,某车型泄压阀的叶片张开困难,需要克服较大的阻力,原因是泄压阀叶片与本体连接处产生干涉(如图7所示),对其连接方式进行更改,使其不再产生干涉(如图8所示)。
测量更改前后的车门关闭速度,结果见表8。
3.2.3实车实验小结
由以上实验结果可以得知:1〇增大泄压阀1倍使关门速度降低了8.5%,效果明显;2〇更改泄压阀本体与叶片的连接方式,使关门速度降低8.8%,效
果明显。
图5
车身建模图
方案泄压阀尺寸(0.5倍)泄压阀尺寸(1倍)泄压阀尺寸(1.5倍)泄压阀尺寸(2倍)泄压阀尺寸
(2.5倍)面积(m 2)0.03020.06040.09060.12080.151关门瞬间扭
矩(N ·m )
137.98
121.74
107.59
95.04
85.23
表5
不同泄压阀设置和其对应泄压阀面积及仿真结果
-
108.885
-103.200-109.573-113.146
5.2
0.6
3.9
泄压阀1
泄压阀
2
压阀
1
泄压阀2
泄压阀2
泄压阀1
泄压阀2
泄压阀1
X
Z Y Y Z
X
表6不同泄压阀位置及仿真结果
图6等效开窗
状态具体方案
关门速度(m ·s -1)
原始状态—  1.30泄压阀增大
增大1倍
1.19
表7测量结果
图7更改前叶片与泄压阀
本体连接方式
图8
更改后叶片与泄压阀本体连接方式
编号
方案工况
关门速度(m ·s -1)左上泄压阀左下泄压阀右上泄压阀右下泄压阀
1原叶片原叶片原叶片原叶片  1.132新叶片原叶片原叶片原叶片  1.113新叶片新叶片原叶片原叶片  1.084新叶片新叶片新叶片原叶片  1.065
新叶片
新叶片
新叶片
新叶片
1.03
表8
更改泄压阀前后测量结果
4总结
本文通过研究车身的状态,与对标车进行对标,得出了影响某车型车门关闭力的一个重要因素,据此进行仿真和实车实验,得出优化某车型车门关闭力的方法:更改泄压阀本体与叶片的连接方式;增大泄压阀面积。其中,增大泄压阀面积需要同时对车身和泄压阀进行改动,涉及范围较广,而且增加成本,因
此采用修改泄压阀结构的方式较为理想。
参考文献
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应当集中到港口管理单位工作中,简化港口货物运输程序,提高货物通行效率。其次,我国要大力发展第三方物流发展模式,由特殊社会企业组织专门负责物流服务行业,物流企业可与货主、船舶公司、公路铁路单位等企事业单位联合,明确责任分工,共同参与港口建设和管理工作[5]。
4.2加强国际物流基础设施建设
在国际物流快速发展背景下,我国要想扩大国际贸易规模,需要尽快提升国际物流运输能力,加快完善国际物流基础设施建设。首先,我国相关企业需要在传统港口运输建设过程中,积极引进先进物流仓储
与管理设备,增加交通运输工具及货物存储方面的投入工作,通过引进现代仓储技术和先进物流管理设备改善物流基础设施落后问题。其次,在设施建设方面,我国物流企业可引进先进智能管理设备,比如建立物流站点智能数据库,兴建物流园区,口岸港口周边可创建临港报税物流园区和物流贸易区等多功能服务区,主要负责满足港口货物仓储、运输及加工贸易的基本需求,提升物流基础设施建设水平。
4.3创建完备的国际物流信息系统
将互联网运用于国际物流产业中,能够更新传统物流运转方式,创建完备的物流信息系统,开发和完善供应链管理软件,全力建设现代化物流企业,具体可将互联网建设由区域内部网向物流电子商务网转变,充分利用智能扫码、GPS、RFID等信息技术,确保满足货物出关、货物运输及货物资金管理等多项服务需求。同时,物流企业还可创建无线智能通信射频识别技术,并将其运用于国际货物跨境服务、物流实时追踪等领域,促进跨境物流服务发展。比如,物流企业可将RFID技术应用于仓储管理系统,实行所有入库货物逐个智能扫描,系统便能自动读取扫描后的信息,提高货物入库准确率。
4.4加快培养与引进国际物流人才
当前,我国国际物流建设要围绕“互联网+”模式及信息
技术等形式开展。这一过程需要大量技术型人才加以辅助,因此我国要大范围培养和引进国际物流人才,
加快建设人才培养机制,推进现代化国际物流与国际贸易的发展。首先,物流企业方面,可定期开展物流专项培训制度,对现有物流工作人员进行专项培训,比如智能扫描系统的安装与操作技能、货物智能存储功能等;企业还可邀请海内外专家研讨电子商务与物流产业相融合的发展方式,培养电商物流定向服务人才。其次,政府方面,要大力倡导国际物流企业人才培养理念,积极构建“产、学、研”一体化的物流基地,可以定期为企业举办物流人才招聘会,为国际物流人才培养提供政策支撑[6]。
5结语
在经济全球化迅速发展的今天,国际物流产业的发展为国际贸易的发展带来了机遇,同时也面临挑战。我国物流产业要想加快转型发展,积极融入国际全球化发展浪潮中,需要不断完善自身物流基础设施建设,更新物流管理模式,提升国际物流竞争实力,只有这样,才能促进国际贸易有效开展。
参考文献
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