發(fā)布時間：2017-10-26 01:09

  本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機冷卻系統(tǒng)仿真優(yōu)化模擬及試驗研究

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【摘要】：隨著發(fā)動機行業(yè)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的研發(fā)流程由于缺少科學(xué)的理論計算依據(jù)導(dǎo)致廢品率高、實驗成本高、研發(fā)周期長的弊端,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代發(fā)動機研制及市場更新?lián)Q代的需求,利用現(xiàn)代CAE仿真技術(shù)在發(fā)動機圖紙階段對發(fā)動機的性能進行預(yù)測,通過優(yōu)選方案減少發(fā)動機在試驗階段的方案數(shù)量顯得尤為重要。本文針對P型發(fā)動機進行研究,分析、優(yōu)化了發(fā)動機的冷卻水套及配套的整車熱平衡。本文主要內(nèi)容包括:首先,冷卻水套設(shè)計的合理性對發(fā)動機的冷卻效果有著至關(guān)重要的作用。采用AVL公司的FIRE軟件對三種水套結(jié)構(gòu)進行了詳細的CFD仿真計算�？偣灿嬎惚容^了 3個水套方案,分別是:原方案、方案1和方案2。其中:方案1是在原方案基礎(chǔ)上將原方案的機體進排氣間的水道改為φ3.5交叉孔;將缸蓋前端1、2缸的上水孔全部取消,后端3、4缸的上水孔加大,且排氣側(cè)上水孔比進氣側(cè)的大。方案2是在原方案基礎(chǔ)上將原方案的機體進排氣間的水道改為φ3.5交叉孔(即機體水套同方案1);保留了缸蓋前端的上水孔,從前到后將上水孔逐漸加大,排氣側(cè)上水孔比進氣側(cè)的大。計算結(jié)果發(fā)現(xiàn):相比原方案,方案1與方案2方案的排氣側(cè)的水套流動改善很多,在進氣側(cè)后端也有改善。但方案1由于取消了前端的上水孔,在前端進氣側(cè)有幾處死區(qū);相比原方案,方案1和方案2的缸蓋前端的水套流動分布要均勻一些。但方案1的缸蓋后端的水套流動反而變差,原因在于上水孔的流速較低所致。綜合來看,方案2方案較優(yōu)。因此,最后P型發(fā)動機的水套選用方案2進行設(shè)計。然后,研究了影響汽車冷卻系統(tǒng)的組成及影響汽車冷卻系統(tǒng)的一些因素。為P型發(fā)動機選配一款首配車輛,采用Flowmaster軟件及Flowmaster_AVS模塊對整車熱平衡系統(tǒng)進行分析,通過仿真,結(jié)果顯示,采用的冷卻包可以滿足整車冷卻系統(tǒng)的要求。最后,與汽車廠合作,為P型發(fā)動機搭載一款首配車輛,對仿真確定的整車冷卻系統(tǒng)配置進行整車熱平衡測試,以對該車型的冷卻系統(tǒng)進行最后確認。實車測試結(jié)果表明,整車冷卻系統(tǒng)滿足匹配要求,并對使用1年后車輛的整車冷卻系統(tǒng)再次進行熱平衡試驗,結(jié)果顯示也滿足匹配要求,也證明了文中的CFD仿真計算是合理的,大大提高了匹配的一次性成功率。結(jié)果表明:通過CAE仿真技術(shù)的應(yīng)用,在P型發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設(shè)計及搭載P型發(fā)動機的整車冷卻系統(tǒng)匹配方面取得了較好效果,大幅度縮短了開發(fā)周期,大大提高了匹配的一次性成功率,對后續(xù)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)開發(fā)及發(fā)動機和整車冷卻系統(tǒng)的匹配提供了可以借鑒的研發(fā)手段。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)動機 冷卻水套 冷卻包 整車熱平衡測試
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.9;U464.138
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 選題背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外冷卻系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 概述13
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2.1 冷卻系統(tǒng)的能控化13-14
• 1.2.2.2 溫度設(shè)定點的合理調(diào)節(jié)14
• 1.2.2.3 改善冷卻系統(tǒng)的主要措施14-15
• 1.2.2.4 發(fā)動機空氣流動和冷卻液流動的研究15
• 1.3 整車冷卻系統(tǒng)的研究方法15-17
• 1.3.1 經(jīng)驗計算法15-16
• 1.3.2 試驗研究16
• 1.3.3 數(shù)值模擬16-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 P型發(fā)動機冷卻水套CFD仿真分析18-32
• 2.1 發(fā)動機仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用18-20
• 2.1.1 發(fā)動機仿真技術(shù)的發(fā)展18-19
• 2.1.2 發(fā)動機仿真技術(shù)的應(yīng)用19-20
• 2.2 P型發(fā)動機冷卻水套CFD仿真分析概述20-22
• 2.3 湍流模型及計算方法22-23
• 2.4 建立計算模型及建立邊界條件23-24
• 1. 建立計算模型23
• 2. 邊界條件23-24
• 2.5 計算結(jié)果與分析24-31
• 1. 機體水套速度及熱傳遞系數(shù)分布24-26
• 2. 缸蓋水套速度及熱傳遞系數(shù)分布26-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 汽車冷卻系的影響因素分析32-39
• 3.1 汽車冷卻系的組成32-36
• 3.2 汽車冷卻系的影響因素36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 P型發(fā)動機整車匹配熱平衡分析39-53
• 4.1 試驗選擇點39
• 4.2 整車主要散熱部件參數(shù)39
• 4.3 計算模型和邊界條件39-49
• 4.4 計算結(jié)果與分析49-52
• 4.5 結(jié)論52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 整車試驗驗證53-59
• 5.1 試驗條件及方法54
• 5.1.1 試驗條件54
• 5.1.2 試驗設(shè)備及儀表54
• 5.1.3 試驗方法54
• 5.2 試驗數(shù)據(jù)54-55
• 5.3 試驗結(jié)果55-56
• 5.4 一年后的效果跟蹤56-58
• 5.4.1 試驗數(shù)據(jù)56-57
• 5.4.2 試驗結(jié)果57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第6章 全文總結(jié)與展望59-61
• 6.1 全文總結(jié)59-60
• 6.2 創(chuàng)新點60
• 6.3 展望60-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64

【參考文獻】

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本文編號：1096322