隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,汽車數(shù)量快速增加,燃油消耗和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻,節(jié)能減排逐漸成為國際汽車企業(yè)較為重視的研究目標(biāo)。影響汽車燃油消耗的因素很多,包括:路況、發(fā)動機(jī)特性、駕駛技術(shù)和使用環(huán)境等,其中環(huán)境溫度對燃油經(jīng)濟(jì)性的影響很大,以我國南北兩地為例,北方冬季和南方夏季的溫差正常可以達(dá)到60℃,而溫度又直接影響到汽車的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和舒適性。本文以發(fā)動機(jī)艙模型為研究對象,采用數(shù)值模擬方法,對發(fā)動機(jī)艙內(nèi)影響燃油經(jīng)濟(jì)性的因素進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。首先,本文介紹了CFD國內(nèi)外現(xiàn)狀和數(shù)值模擬理論,并以此為基礎(chǔ),使用CATIA建立了發(fā)動機(jī)艙模型。為達(dá)到仿真環(huán)境要求,使用UG建立發(fā)動機(jī)艙計算域模型,并使用軟件ICEM對發(fā)動機(jī)艙模型進(jìn)行高精度網(wǎng)格劃分。接著,確定發(fā)動機(jī)艙各模塊計算模型和模擬方法,并設(shè)置汽車外部邊界條件和發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部邊界條件。其次,將建立好的發(fā)動機(jī)艙模型導(dǎo)入軟件FLUENT進(jìn)行數(shù)值仿真計算,對發(fā)動機(jī)艙模型在特定的環(huán)境溫度和行駛速度條件下進(jìn)行溫度場和流場仿真分析,最終得到汽車發(fā)動機(jī)艙的速度矢量分布圖和溫度分布圖,結(jié)果顯示發(fā)動機(jī)艙存在熱空氣回流和熱堆積現(xiàn)象。最后,在GT-POWER中搭建發(fā)... 

【文章來源】：南京林業(yè)大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

不能達(dá)到理想狀態(tài)，因此，持續(xù)供應(yīng)足量清潔的空氣是至關(guān)重要的。渦輪增壓技術(shù)的零件布置更為緊湊，對進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣量有很嚴(yán)格的控制，越來部件對發(fā)動機(jī)艙的合理布置、散熱性能和內(nèi)流阻力提出了更高的要求。發(fā)動機(jī)在中，渦輪增壓器存在受壓受熱的現(xiàn)象，空氣壓縮導(dǎo)致溫度更高，過高的溫度環(huán)境氣密度下降和進(jìn)氣效率降低，同時也易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)不正常燃燒[9]。影響進(jìn)氣系統(tǒng)的因素包括：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度和進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)等。進(jìn)氣系統(tǒng)的內(nèi)流阻力來源于管道結(jié)構(gòu)和空氣流動狀態(tài)，主要分為內(nèi)部摩擦阻力和。內(nèi)部摩擦阻力是由管道長度和形狀所決定，局部阻力則是由一系列阻力累加而進(jìn)氣管道轉(zhuǎn)彎處、空氣濾清器、增壓器、中冷器等組件的縫隙等[10]。進(jìn)氣損失影數(shù)，同時也會降低發(fā)動機(jī)有效輸出功率和燃燒效率，影響尾氣排放質(zhì)量。發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的功用是保證發(fā)動機(jī)在任意環(huán)境下都能保持正常工作溫度，不僅度過高導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過熱，也要保證低溫情況下發(fā)動機(jī)不能過冷，同時當(dāng)發(fā)動機(jī)冷以快速升溫到正常工作溫度，對于大部分汽車來說，冷卻水的溫度一般控制在 9]。如圖 1-2 所示，發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要部件包括：節(jié)溫器、散熱器、水套、水泵扇、補(bǔ)償水桶和循環(huán)管道等[12]，由于組成部件較多，影響冷卻效果的因素也很復(fù)要有四個影響因素：冷卻液的流量、冷卻系統(tǒng)的散熱效果、管道結(jié)構(gòu)和空氣流量

散熱面積越大，冷卻效果也就越好，圖1-3 為散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。但是發(fā)動機(jī)在工作時各部件的熱量分布并不相同，因此對散熱能力的要求也不相同，比如對氣缸壁這樣的高溫區(qū)域而言，需要足夠的水循環(huán)降溫來達(dá)到散熱效果，據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，缸套磨損會在氣缸壁溫度達(dá)到 85℃以上時明顯降低，當(dāng)氣缸壁溫度降低至 50℃時，缸套磨損是 85℃時的 5 倍[13]。冷卻循環(huán)水量主要受到水套、水泵結(jié)構(gòu)和冷卻液溫度的影響，當(dāng)冷卻液水溫過高時，冷卻液容易產(chǎn)生水泡從而減少水流量[14]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]汽車發(fā)動機(jī)電控冷卻系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 王波,王民慧.  農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2018(03)
[2]基于CATIA二次開發(fā)的汽車雨刮器四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計[J]. 吳棟臣.  工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(01)
[3]新型汽油發(fā)動機(jī)進(jìn)氣瞬間增壓系統(tǒng)的研究[J]. 雷藝.  裝備制造技術(shù). 2017(09)
[4]基于GT-power的節(jié)能車發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣仿真分析[J]. 白逾,連晉毅,胡龍劍,劉禹,王塞松.  汽車實用技術(shù). 2017(14)
[5]發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)對廢氣排放的影響及其改進(jìn)措施研究[J]. 李鎮(zhèn)杰,林少敏.  機(jī)電工程技術(shù). 2017(05)
[6]怠速工況下轎車發(fā)動機(jī)艙熱管理模擬分析[J]. 吳貴新.  機(jī)電技術(shù). 2017(01)
[7]發(fā)動機(jī)艙對流換熱CFD模擬的基礎(chǔ)問題[J]. 劉桂蘭,趙蘭萍,楊志剛.  計算機(jī)輔助工程. 2017(01)
[8]基于STAR-CCM+的轎車發(fā)動機(jī)艙熱管理仿真分析與研究[J]. 謝暴,許述財,陶其銘.  常熟理工學(xué)院學(xué)報. 2016(04)
[9]基于Fluent的汽車散熱器熱耦合仿真[J]. 張書義,劉松,曹汝恒,曹建明.  汽車實用技術(shù). 2016(06)
[10]基于CFD的汽車發(fā)動機(jī)艙熱管理及優(yōu)化[J]. 謝暴,陶其銘.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報. 2016(01)

碩士論文
[1]汽車發(fā)動機(jī)艙熱管理的數(shù)值模擬研究[D]. 田杰安.山東大學(xué) 2013
[2]某新車型發(fā)動機(jī)艙熱管理的研究與改進(jìn)[D]. 李傳峰.上海交通大學(xué) 2013
[3]卡車發(fā)動機(jī)艙流場與散熱性能研究[D]. 曹國強(qiáng).南京理工大學(xué) 2013
[4]汽車發(fā)動機(jī)艙熱管理研究與改進(jìn)[D]. 袁俠義.湖南大學(xué) 2010
[5]發(fā)動機(jī)艙的熱仿真與熱分析[D]. 康芹.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3393460