轻型卡车空空中冷系统仿真分析及优化设计车辆工程专业论文.docxVIP

工程硕士学位论文 工程硕士学位论文 轻型卡车空．空中冷系统仿真分析及优化设计 目 录 摘j!jE ． ．． ．． 】【 Abstract ． ．． ．．II 图表目录 V 1绪论 l 1．1研究背景和目的 ．1 1．1．1研究背景 l 1．1．2研究目的 3 1．2国内外研究现状 ．4 1．2．1国外研究现状 4 1。2。2国内研究现状 4 1．3本文研究的主要内容 ．5 1．4本章小结 ．．6 2轻型卡车中冷系统的基本结构及性能要求 。7 2．1中冷系统的组成 ．7 2．2中冷系统的类型与结构 ．8 2．2．1中冷器的类型 8 2．2．2中冷器的结构 9 2．3中冷及相关系统的性能要求 10 2．4本章小结 ll 3中冷系统的初步设计 12 3．1物理边界及性能要求 12 3．1．1物理边界 ．．13 3．1．2性能要求 ．．14 3．2中冷器的设计 15 3．2．1中冷器类型结构及布置形式的确定 ．．15 3．2．2中冷器性能参数的匹配设计及选型 一16 3．3相关管路的设计 18 3．4系统布置 19 3．5本章小结 19 4中冷系统的仿真分析与改进设计 。20 4．1 Flowmaster软件简介 ．20 III 万方数据 目录 目录 工程硕士学位论文 4_2仿真模型的搭建 20 4．2．1换热器(中冷器、散热器) 一21 4．2．2风扇 ．．25 4．2．3发动机 ．．28 4．2．4节温器 ～28 4．2．5水泵 ．．29 4．2．6网格划分 一32 4．2．7冷却介质 一33 4．3性能仿真 34 4．3．1仿真工况 一34 4．3．2性能仿真 一34 4．4中冷系统的改进设计 36 4．4．1调整冷却模块相对位置 一37 4．4．2优化中冷器结构 一38 4．4．3加大风扇尺寸 。40 4．4．4优化效果对比分析 一4l 4．5本章小结 42 5试验验证 43 5．1零部件台架性能试验 43 5．1．1中冷器性能验证 一43 5．1．2散热器性能验证 一45 5．2整车性能试验 46 5．2．1试验条件 一46 5．2．2测点布置 一46 5．2．3试验方法和过程 ．．48 5．2．4试验数据 一51 5．2．5结果分析 52 5．3本章小结 53 6总结与展望 ．54 6．1总结 ．．54 6．2展望 ～54 至定 谢 56 参考文献 。57 IV 万方数据 工程硕士学位论文 工程硕士学位论文 轻型卡车空．空中冷系统仿真分析及优化设计 图表目录 图2．1中冷系统工作原理 7 图2．2中冷系统构成图 8 图2．3常用中冷器、散热器布置形式 9 图3．1系统布置空间边界 ．13 图3．2发动机台架数据获取过程 ．15 图3．3布置结构图 一19 图3．4本文所采用中冷器布置结构 ．．16 图4．1系统级仿真模型 ．21 图4．2中冷器、散热器及其模型 ．2l 图4．3散热器热侧(冷却液侧)阻力特性曲线 ．23 图4．4散热器冷侧(空气侧)阻力特性曲线 ．23 图4．5散热器换热性能曲面 ．23 图4．6中冷器热侧(增压空气侧)阻力特性曲线 ．24 图4．7中冷器冷侧(空气侧)阻力特性曲线 ．24 图4．8中冷器换热性能曲面 ．24 图4．9风扇及其模型 ．．25 图4．10风扇静压特性曲线 27 图4．11风扇功率特性曲线 27 图4．12发动机及其仿真模型 28 图4．13节温器及其模型 28 图4．14节温器工作特性(加热曲线和冷却曲线) 29 图4．1 5水泵及其模型 29 图4．16水泵扬程特性曲线 31 图4．17水泵扭矩特性曲线 31 图4．18网格划分 32 图4．19各部件空间位置关系 32 图4．20各部件空间坐标关系 33 图4．21水的热膨胀特性 34 图4．22模型收敛情况 35 图4．23中冷器出气温度 36 图4．24发动机出水温度 36 图4．25中冷器热侧阻力曲线对比 39 V 万方数据 图表目录 图表目录 工程硕士学位论文 图4．26中冷器空气侧阻力特性曲线对比 39 图4．27风扇阻力特性曲线对比 40 图4．28风扇内功率曲线对比 4l 图5．1中冷器试验过程 ．．44 图5．2散热器试验过程 ．．45 图5．3热力转鼓环境仓试验过程 。48 图5．4最大功率中冷系统平衡情况 ．．49 图5．5最大功率冷却系统平衡情况 ．．49 图5．6最大扭矩中冷系统平衡情况 一50 图5．7最大扭矩冷却系统平衡情况 一50 图5．8最大热负荷中冷系统平衡情况 ．．51 图5．9最大热负荷冷却系统平衡情况 ．．51 表1．1历年汽车销售量 1 表1．2中冷后温度对扭矩、油耗、排放性能的影响 2 表2．1中冷系统主要性能指标 ．10 表2．2中冷相关系统的指标要求 ．10 表3．1