本文關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究與改進(jìn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 汽車空氣動(dòng)力學(xué)特性是車身造型設(shè)計(jì)的前提基礎(chǔ)和理論依據(jù),而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究的冷卻系統(tǒng)性能和發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)空氣流動(dòng)情況,直接關(guān)系到整車運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、舒適性以及排放性能。隨著車輛綜合性能的不斷提高,發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值分析領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文以國(guó)家創(chuàng)新工程“中氣計(jì)劃”為平臺(tái),采用數(shù)值模擬手段,對(duì)中氣轎車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)空氣的流動(dòng)與傳熱問(wèn)題進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)中氣轎車設(shè)計(jì)與開發(fā)有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義,最終形成的面向汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的設(shè)計(jì)方法,也為提升我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)和自主創(chuàng)新能力做出貢獻(xiàn)。 首先,利用汽車外流場(chǎng)與發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流場(chǎng)耦合計(jì)算方法,對(duì)中氣轎車在怠速、最大扭矩點(diǎn)、模擬爬坡、額定功率點(diǎn)、高速五種工況下發(fā)動(dòng)機(jī)艙的流動(dòng)特性和溫度場(chǎng)特性進(jìn)行了研究。分析發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度分布的原因,從而判別散熱特性是否滿足設(shè)計(jì)要求。接著,應(yīng)用一維結(jié)合三維數(shù)值計(jì)算的方法,把Fluent的計(jì)算結(jié)果輸入KULI軟件中,計(jì)算結(jié)果快速而準(zhǔn)確地指導(dǎo)冷卻系統(tǒng)參數(shù)的選擇與判定。 最后,探索了汽車前端設(shè)計(jì)的參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的影響。并在這基礎(chǔ)上,根據(jù)中氣轎車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的流動(dòng)特性和溫度場(chǎng)特點(diǎn),通過(guò)對(duì)汽車前端設(shè)計(jì)參數(shù),以及艙內(nèi)部件、車底附加裝置等形狀參數(shù)的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了對(duì)中氣轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱性能的改進(jìn)。在研究工況下,中冷器,冷凝器,水箱散熱器,冷卻風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)量分別增加了4.2%,4.8%,5.7%,5.6%；水箱散熱器出風(fēng)面溫度降低6.7℃,冷凝器出風(fēng)面溫度降低5.1℃,中冷器出風(fēng)面溫度降低5.2℃,油底殼表面最高溫度降低15.5℃；發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度降低到108.8℃,比原來(lái)降低了5.4%,發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣溫度比原來(lái)降低了1.2%,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。研究結(jié)果確定了利用數(shù)值計(jì)算提高冷卻系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)艙的散熱性能的可行性,為中氣轎車開發(fā)中的發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究與改進(jìn)提供了參考數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)動(dòng)機(jī)艙 熱管理 冷卻系統(tǒng) 溫度場(chǎng) 空氣動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：U464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理概述11-14
• 1.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理中冷卻系統(tǒng)的研究12
• 1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理中進(jìn)氣系統(tǒng)的研究12-13
• 1.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理中內(nèi)流阻力的研究13-14
• 1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)14-16
• 1.4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)16-18
• 1.5 本文研究的方法和主要內(nèi)容18-19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 第2章 流體動(dòng)力學(xué)與傳熱學(xué)基本理論20-31
• 2.1 流動(dòng)和傳熱的基本方程組20-22
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程20
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程20-21
• 2.1.3 能量守恒方程21-22
• 2.2 雷諾時(shí)均方程22
• 2.3 湍流模型及其應(yīng)用對(duì)策22-25
• 2.3.1 Realizable k-ε模型24
• 2.3.2 壁面函數(shù)法24-25
• 2.4 數(shù)值計(jì)算方法25-28
• 2.4.1 流動(dòng)與傳熱問(wèn)題控制方程的通用形式25-26
• 2.4.2 離散方法26
• 2.4.3 離散格式26-27
• 2.4.4 基于SIMPLE算法的流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算27-28
• 2.5 數(shù)值計(jì)算的總體流程28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第3章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理數(shù)學(xué)模型的研究31-42
• 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)艙數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.1.1 散熱器組流動(dòng)數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.1.2 多孔介質(zhì)模型32-33
• 3.1.3 散熱風(fēng)扇流動(dòng)數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.2 邊界條件的計(jì)算方法34-38
• 3.2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算方法34-38
• 3.3 散熱器數(shù)據(jù)獲得的CFD方法38-41
• 3.3.1 散熱器計(jì)算模型的建立38-40
• 3.3.2 計(jì)算結(jié)果分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 中氣轎車發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱特性分析42-60
• 4.1 幾何模型簡(jiǎn)述42-43
• 4.2 邊界條件43-46
• 4.2.1 外部邊界44-45
• 4.2.2 內(nèi)部邊界45-46
• 4.3 中氣轎車散熱性能分析46-58
• 4.3.1 計(jì)算工況46
• 4.3.2 高速工況計(jì)算結(jié)果分析46-57
• 4.3.3 其他工況計(jì)算結(jié)果分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 汽車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配的數(shù)值計(jì)算60-71
• 5.1 汽車?yán)鋮s系的概述60-64
• 5.1.1 水箱散熱器-汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)60-61
• 5.1.2 中冷器-汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)61-62
• 5.1.3 冷凝器-汽車的空調(diào)系統(tǒng)62-63
• 5.1.4 油冷器-汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)63-64
• 5.1.5 冷卻風(fēng)扇-冷卻風(fēng)動(dòng)力源64
• 5.2 汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的匹配與優(yōu)化概述64-66
• 5.2.1 冷卻系統(tǒng)性能的匹配流程64-66
• 5.2.2 冷卻系統(tǒng)性能的優(yōu)化流程66
• 5.3 中氣轎車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配的數(shù)值計(jì)算66-69
• 5.3.1 冷卻系統(tǒng)性能的一維計(jì)算分析67-68
• 5.3.2 一維和三維耦合計(jì)算在冷卻系統(tǒng)匹配中的應(yīng)用68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 汽車前端設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的影響71-81
• 6.1 汽車前端設(shè)計(jì)的概述71
• 6.2 汽車前端設(shè)計(jì)的現(xiàn)階段研究成果71-72
• 6.3 冷卻空氣流量最佳控制點(diǎn)72-77
• 6.3.1 冷卻風(fēng)扇的選擇73-74
• 6.3.2 風(fēng)扇性能曲線的確定74-75
• 6.3.3 內(nèi)流阻力的定義75-76
• 6.3.4 內(nèi)部系統(tǒng)阻力曲線的確定76-77
• 6.4 前端開口參數(shù)的影響77-79
• 6.4.1 二級(jí)格柵網(wǎng)參數(shù)的影響78
• 6.4.2 氣流導(dǎo)流管參數(shù)的影響78-79
• 6.5 艙內(nèi)主要部件之間距離的影響79-80
• 6.5.1 風(fēng)扇與散熱器之間距離的分析79
• 6.5.2 風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)本體之間距離的分析79-80
• 6.6 本章小結(jié)80-81
• 第7章 中氣轎車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的改進(jìn)81-95
• 7.1 基于前端設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱性能改進(jìn)81-86
• 7.1.1 上下進(jìn)氣格柵的風(fēng)量比例改進(jìn)81-82
• 7.1.2 下進(jìn)氣格柵進(jìn)風(fēng)角度的改進(jìn)82-83
• 7.1.3 保險(xiǎn)杠后方結(jié)構(gòu)的改進(jìn)83-84
• 7.1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)主要部件距離的改進(jìn)84-85
• 7.1.5 風(fēng)扇形狀的改進(jìn)85-86
• 7.2 基于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱性能改進(jìn)86-90
• 7.2.1 怠速工況下空氣回流的改進(jìn)86-88
• 7.2.2 排氣管加隔熱罩改進(jìn)熱輻射88-89
• 7.2.3 油底殼表面溫度的改進(jìn)89-90
• 7.3 發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱性能綜合提升總結(jié)90-92
• 7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流阻力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響分析92-93
• 7.4.1 消耗于氣動(dòng)阻力的功率92
• 7.4.2 內(nèi)流阻力的燃油經(jīng)濟(jì)性分析92-93
• 7.5 本章小結(jié)93-95
• 結(jié)論95-98
• 參考文獻(xiàn)98-104
• 致謝104-105
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文105

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 高青;錢妍;戈非;;汽車動(dòng)力艙多熱力系統(tǒng)模型分析方法[J];汽車工程學(xué)報(bào);2012年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 呂鋒;商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張坤;某新車型發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

2 錢妍;耦合空調(diào)動(dòng)力艙氣動(dòng)冷卻過(guò)程分析[D];吉林大學(xué);2012年

3 袁聿震;基于一、三維耦合的車輛熱管理系統(tǒng)仿真計(jì)算[D];山東大學(xué);2012年

4 胡凱耀;客車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D];湖南大學(xué);2012年

5 董立偉;基于內(nèi)流的汽車氣動(dòng)特性研究與分析[D];湖南工業(yè)大學(xué);2012年

6 金益鋒;基于CFD的某微型客車減阻與塵土污染研究[D];湖南大學(xué);2012年

7 劉勝軍;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱特性數(shù)值分析與優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2012年

8 葉曉;車輛動(dòng)力艙模擬試驗(yàn)臺(tái)的研制[D];浙江大學(xué);2013年

9 葛迪;HK280型平地機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理?yè)Q熱過(guò)程的分析與優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2013年

10 張奧;工程機(jī)械散熱器傳熱特性分析[D];吉林大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究與改進(jìn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：368916