某車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的改進(jìn)研究
本文關(guān)鍵詞:某車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的改進(jìn)研究
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【摘要】:隨著科技的發(fā)展,人們的生活水平也有了很大的提高,同時(shí)對(duì)汽車(chē)的性能和舒適度也有了一定的要求,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部性能的需求也越來(lái)越高,這導(dǎo)致艙內(nèi)零部件總數(shù)量不斷增加,艙內(nèi)空間變得越來(lái)越緊湊。同時(shí)為了滿(mǎn)足駕駛員寬闊的視野,提高駕駛安全性,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙高度又不斷被壓低,發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空間進(jìn)一步被壓縮,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問(wèn)題帶來(lái)了極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。隨著國(guó)內(nèi)高速公路的快速發(fā)展,使用汽車(chē)旅行的人數(shù)日益增多,而且國(guó)內(nèi)各地氣溫差異較大,從嚴(yán)寒地區(qū)到酷暑地區(qū),溫差達(dá)到80度,對(duì)于同一款車(chē)型為滿(mǎn)足不同地域人們的需求,就必須具備良好的氣候環(huán)境適應(yīng)能力。隨著人們對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性的要求不斷提升,設(shè)計(jì)師更傾向于設(shè)計(jì)流線型、低車(chē)身的車(chē)型,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空間逐漸減小,發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置越來(lái)越緊湊,這無(wú)疑對(duì)整車(chē)熱管理性能提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。本文以整車(chē)研發(fā)為基礎(chǔ),影響整車(chē)性能問(wèn)題為依據(jù),采用計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)對(duì)某轎車(chē)整車(chē)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)艙冷流場(chǎng)分析、整車(chē)溫度場(chǎng)分析,仿真分析得到散熱系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)量不能滿(mǎn)足目標(biāo)值要求,并找出了發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)相對(duì)過(guò)熱零部件,提出合理的改進(jìn)措施,發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問(wèn)題被成功解決。本文主要研究以下內(nèi)容:通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)艙流場(chǎng)的CFD仿真與分析,發(fā)現(xiàn)了原散熱系統(tǒng)的散熱量不足,并提出了合理的優(yōu)化建議,即增加散熱系統(tǒng)導(dǎo)風(fēng)板;并對(duì)散熱系統(tǒng)導(dǎo)風(fēng)板進(jìn)行了一定的優(yōu)化得到最后方案,CFD結(jié)果表明滿(mǎn)足性能要求,同時(shí)又控制了成本;具體流程如下,通過(guò)仿真尋找出發(fā)動(dòng)機(jī)艙的高溫區(qū)域,通過(guò)仿真與優(yōu)化相結(jié)合的方式,提出合理的改進(jìn)方案;通過(guò)仿真分析與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,驗(yàn)證了仿真分析的可行性,成功解決了發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問(wèn)題,在一定程度上節(jié)省了研發(fā)成本。發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的重要性在發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理改進(jìn)研究的具體過(guò)程中被更清晰的了解。在今后的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中,早期借助CFD對(duì)初步方案進(jìn)行流動(dòng)與傳熱仿真分析,發(fā)現(xiàn)不足,提出合理的方案并進(jìn)行優(yōu)化,并最后通過(guò)熱負(fù)荷試驗(yàn)驗(yàn)證,竭力避免量產(chǎn)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙過(guò)熱等相關(guān)問(wèn)題,為制造出高質(zhì)量產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:發(fā)動(dòng)機(jī)艙 熱管理 溫度場(chǎng) 導(dǎo)風(fēng)板 熱負(fù)荷試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:U464
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第1章 緒論10-16
- 1.1 研究的背景與意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 研究方法及內(nèi)容12-14
- 1.3.1 研究方法12-13
- 1.3.2 研究?jī)?nèi)容13-14
- 1.4 本章小結(jié)14-16
- 第2章 流體力學(xué)與傳熱學(xué)理論16-30
- 2.1 流動(dòng)與傳熱的基本方程組16-19
- 2.1.1 質(zhì)量守恒方程16-17
- 2.1.2 動(dòng)量守恒方程17-18
- 2.1.3 能量守恒方程18
- 2.1.4 不可壓縮流體的基本方程18-19
- 2.2 數(shù)值計(jì)算方法19-22
- 2.2.1 傳熱問(wèn)題和流體控制方程通常的表示形式19
- 2.2.2 離散方法19-20
- 2.2.3 離散格式20-22
- 2.3 流動(dòng)的物理模型22-25
- 2.3.1 湍流模型22-24
- 2.3.2 基本流動(dòng)模型24-25
- 2.4 傳熱模型25-28
- 2.4.1 熱傳導(dǎo)25-26
- 2.4.2 熱對(duì)流26-27
- 2.4.3 輻射換熱27-28
- 2.5 邊界條件28-29
- 2.5.1 流動(dòng)入口邊界條件28
- 2.5.2 壓力出口邊界條件28-29
- 2.5.3 壁面邊界條件29
- 2.6 本章小結(jié)29-30
- 第3章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙流場(chǎng)分析及改進(jìn)30-48
- 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)艙數(shù)學(xué)模型研究30-33
- 3.1.1 散熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型30-31
- 3.1.2 多孔介質(zhì)模型31-32
- 3.1.3 風(fēng)扇數(shù)學(xué)模型32-33
- 3.2 計(jì)算域確定及網(wǎng)格劃分33-36
- 3.2.1 計(jì)算域確定34-35
- 3.2.2 網(wǎng)格劃分35-36
- 3.3 仿真模型建立36-37
- 3.3.1 邊界條件設(shè)定36
- 3.3.2 流體進(jìn)出口邊界條件36
- 3.3.3 壁面條件36
- 3.3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)邊界條件36-37
- 3.3.5 物理模型設(shè)定37
- 3.4 仿真工況定義及仿真分析37-40
- 3.4.1 仿真工況確定37-38
- 3.4.2 仿真分析38-40
- 3.5 仿真優(yōu)化及成本優(yōu)化40-42
- 3.5.1 仿真優(yōu)化40-41
- 3.5.2 成本優(yōu)化41-42
- 3.6 仿真驗(yàn)證42-47
- 3.7 本章小結(jié)47-48
- 第4章 發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度場(chǎng)分析及評(píng)價(jià)48-56
- 4.1 幾何模型簡(jiǎn)述48
- 4.2 邊界條件48-50
- 4.2.1 外部邊界49
- 4.2.2 內(nèi)部邊界49-50
- 4.3 汽車(chē)散熱性能分析50-54
- 4.3.1 工況定義50
- 4.3.2 計(jì)算結(jié)果分析50-54
- 4.4 本章小結(jié)54-56
- 第5章 汽車(chē)熱負(fù)荷試驗(yàn)及評(píng)價(jià)56-62
- 5.1 熱負(fù)荷試驗(yàn)條件及設(shè)備56-57
- 5.2 熱負(fù)荷試驗(yàn)57-59
- 5.2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)布點(diǎn)57-58
- 5.2.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果處理58-59
- 5.3 試驗(yàn)與仿真對(duì)比分析59-60
- 5.4 制定優(yōu)化方案及仿真60-61
- 5.5 優(yōu)化方案熱負(fù)荷試驗(yàn)61
- 5.6 本章小結(jié)61-62
- 第6章 全文總結(jié)與展望62-64
- 6.1 本文總結(jié)62
- 6.2 工作展望62-64
- 參考文獻(xiàn)64-68
- 作者簡(jiǎn)介及科研成果68-70
- 致謝70
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):701311
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