某客车发动机舱热管理研究与散热性能改进
发布时间：2021-01-17 05:26
在当下世界环境污染不断加剧、不可再生能源日益减少、尾气排放标准逐渐提高的环境下,发动机舱热管理技术逐渐演化为保证车辆在极端工作条件下能够正常运行的重要检举措施。随着车辆设计制造技术的飞跃发展,在满足足够动力性、舒适性和经济性的条件下,车辆早已被压缩成一个精密的移动工具,发动机舱安置空间的压缩,大量电子元件以及高功率发热机体被挤压在一起,导致关键零部件因工作环境温度过高发生变形或失效,这无疑对车辆的发动机舱冷却性能提出了巨大的考验。本文为了在产品初期开发匹配过程中,改善发动机舱的冷却性能,得到机舱的冷却效率初步分析结果,为后续车型发动机舱及其内部零件的改进布置提供参考依据,避免后期因多次改型、完善、试验验证所带来的时间和财力上的浪费,采用一维、三维联合仿真的方法,对某中型客车进行了较为系统的发动机舱冷却性能仿真分析,同时将模拟仿真结果与样车试验结果进行了对比,误差均在5%以内,验证了这套流程方法的可行性和准确性,并利用CFD仿真软件对此车型的冷却系统进行匹配研究,以及对机舱现存的结构布置问题,提供了相关的改进措施,仿真结果显示发动机舱的散热性能有所提升,能为后续工程提供指导。选用一维软件...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内发展状况
1.3 国外发展状况
1.4 发动机舱热管理概述
本文主要研究内容
第二章 流体力学及传热学的基本理论
2.1 流体与传热控制方程组
2.1.1 连续性方程
2.1.2 动量方程
2.1.3 能量方程
2.2 湍流控制方程
2.2.1 湍流及层流
2.2.2 湍流基本方程
2.3 湍流的数值计算模拟模型
2.3.1 重整化群湍流模型
2.3.2 可实现湍流模型
2.3.3 壁面粘流处理方法
2.4 控制方程的离散
2.4.1 离散方法
2.4.2 离散格式
2.5 总体处理流程
2.6 本章小结
第三章 一维数值仿真修正与试验标定
3.1 冷却循环部件建模
3.1.1 散热器
3.1.2 中冷器
3.1.3 风扇
3.2 空冷侧建模
3.3 一维模拟仿真计算
3.4 试验方法
3.4.1 整车热转鼓试验
3.4.2 道路舱温测点试验
3.5 试验数据及结果标定
3.6 一维冷却系统匹配研究
3.6.1 选型参数
3.6.2 匹配分析结果
3.7 本章小结
第四章 发动机舱热管理三维模拟仿真
4.1 三维模型搭建
4.1.1 模型前期清理
4.1.2 多孔介质模型
4.1.3 风扇模型
4.1.4 计算域建立
4.2 边界参数设置
4.2.1 外边界参数
4.2.2 内边界参数
4.2.3 分析方法
4.3 发动机舱空气速度场分析
4.3.1 Y向截面上的速度场分布
4.3.2 Z向截面上的速度场分布
4.3.3 X向截面上的速度场分布
4.4 发动机舱气体温度分布分析
4.4.1 Y向截面上的温度分布云图
4.4.2 Z向截面上的温度分布云图
4.4.3 X向截面上的温度分布云图
4.5 客车发动机舱热评价分析
4.6 本章小结
第五章 发动机舱的改进
5.1 冷却系统导流罩的改进
5.1.1 导流罩改进前后速度流线图及散热器进风量
5.1.2 导流罩改进前后发动机舱内的温度云图
5.2 散热器壳体的改进
5.2.1 壳体开口密封前后的速度矢量图
5.2.2 壳体开口密封前后的发动机舱温度云图
5.3 后舱门散热条孔改进
5.3.1 后舱门条形口添加导流翼板前后的速度矢量图
5.3.2 后舱门条形口添加导流翼板前后的温度分布云图
5.4 发动机舱布置改进
5.5 本章小结
总结与展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]客车后舱门开孔位置研究[J]. 叶诚伟,吴长风,于国飞,林雪芳,方忠,赵紫薇. 客车技术与研究. 2018(02)
[2]我国汽车尾气污染现状及治理对策[J]. 余建峰. 环境与发展. 2017(09)
[3]基于一、三维耦合的车辆热管理研究与优化[J]. 施鹏飞,李飞,于剑泽. 汽车实用技术. 2017(12)
[4]基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化[J]. 谢暴,陶其铭. 汽车安全与节能学报. 2016(01)
[5]商用车发动机舱热管理一维/三维联合仿真与试验[J]. 郭健忠,罗仁宏,王之丰,胡溧,吴勇. 中国机械工程. 2016(04)
[6]客车发动机舱的热管理系统CFD分析[J]. 费洪庆,田杰安,雷舒蓉,陈永哲,闫伟. 内燃机与动力装置. 2014(01)
[7]车辆热管理系统研究进展[J]. 周磊,许翔,迟淼,孙文龙,刘瑞林. 内燃机与配件. 2014(02)
[8]环境保护部发布《2013年中国机动车污染防治年报》[J]. 环境保护部机动车排污监控中心. 环境与可持续发展. 2014(01)
[9]商用车机舱热管理仿真与优化研究[J]. 李传峰,王军杰. 机电一体化. 2012 (12)
[10]客车后舱门开口对发动机舱体散热的影响[J]. 王晶,张成春,张春艳,任露泉. 农业机械学报. 2012(09)
硕士论文
[1]某车型发动机舱热管理的改进研究[D]. 孔繁华.吉林大学 2016
[2]某车型发动机舱热管理技术开发与研究[D]. 俞晓红.河北工业大学 2015
[3]锂离子动力电池生热特性分析及其选配[D]. 康海鹏.吉林大学 2014
[4]高速列车头车空气动力学结构优化研究[D]. 邵微.大连交通大学 2014
[5]纯电动汽车锂动力电池组温度场特性研究及热管理系统实现[D]. 李策园.吉林大学 2014
[6]汽车发动机舱散热性能仿真研究[D]. 海超.辽宁工业大学 2014
[7]汽车发动机舱热管理的数值模拟研究[D]. 田杰安.山东大学 2013
[8]卡车发动机舱流场与散热性能研究[D]. 曹国强.南京理工大学 2013
[9]汽车发动机舱散热特性数值分析与优化[D]. 刘胜军.湖南大学 2012
[10]客车发动机舱热管理研究及结构改进[D]. 胡凯耀.湖南大学 2012
本文编号：2982288
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景
1.2 国内发展状况
1.3 国外发展状况
1.4 发动机舱热管理概述
本文主要研究内容
第二章 流体力学及传热学的基本理论
2.1 流体与传热控制方程组
2.1.1 连续性方程
2.1.2 动量方程
2.1.3 能量方程
2.2 湍流控制方程
2.2.1 湍流及层流
2.2.2 湍流基本方程
2.3 湍流的数值计算模拟模型
2.3.1 重整化群湍流模型
2.3.2 可实现湍流模型
2.3.3 壁面粘流处理方法
2.4 控制方程的离散
2.4.1 离散方法
2.4.2 离散格式
2.5 总体处理流程
2.6 本章小结
第三章 一维数值仿真修正与试验标定
3.1 冷却循环部件建模
3.1.1 散热器
3.1.2 中冷器
3.1.3 风扇
3.2 空冷侧建模
3.3 一维模拟仿真计算
3.4 试验方法
3.4.1 整车热转鼓试验
3.4.2 道路舱温测点试验
3.5 试验数据及结果标定
3.6 一维冷却系统匹配研究
3.6.1 选型参数
3.6.2 匹配分析结果
3.7 本章小结
第四章 发动机舱热管理三维模拟仿真
4.1 三维模型搭建
4.1.1 模型前期清理
4.1.2 多孔介质模型
4.1.3 风扇模型
4.1.4 计算域建立
4.2 边界参数设置
4.2.1 外边界参数
4.2.2 内边界参数
4.2.3 分析方法
4.3 发动机舱空气速度场分析
4.3.1 Y向截面上的速度场分布
4.3.2 Z向截面上的速度场分布
4.3.3 X向截面上的速度场分布
4.4 发动机舱气体温度分布分析
4.4.1 Y向截面上的温度分布云图
4.4.2 Z向截面上的温度分布云图
4.4.3 X向截面上的温度分布云图
4.5 客车发动机舱热评价分析
4.6 本章小结
第五章 发动机舱的改进
5.1 冷却系统导流罩的改进
5.1.1 导流罩改进前后速度流线图及散热器进风量
5.1.2 导流罩改进前后发动机舱内的温度云图
5.2 散热器壳体的改进
5.2.1 壳体开口密封前后的速度矢量图
5.2.2 壳体开口密封前后的发动机舱温度云图
5.3 后舱门散热条孔改进
5.3.1 后舱门条形口添加导流翼板前后的速度矢量图
5.3.2 后舱门条形口添加导流翼板前后的温度分布云图
5.4 发动机舱布置改进
5.5 本章小结
总结与展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]客车后舱门开孔位置研究[J]. 叶诚伟,吴长风,于国飞,林雪芳,方忠,赵紫薇. 客车技术与研究. 2018(02)
[2]我国汽车尾气污染现状及治理对策[J]. 余建峰. 环境与发展. 2017(09)
[3]基于一、三维耦合的车辆热管理研究与优化[J]. 施鹏飞,李飞,于剑泽. 汽车实用技术. 2017(12)
[4]基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化[J]. 谢暴,陶其铭. 汽车安全与节能学报. 2016(01)
[5]商用车发动机舱热管理一维/三维联合仿真与试验[J]. 郭健忠,罗仁宏,王之丰,胡溧,吴勇. 中国机械工程. 2016(04)
[6]客车发动机舱的热管理系统CFD分析[J]. 费洪庆,田杰安,雷舒蓉,陈永哲,闫伟. 内燃机与动力装置. 2014(01)
[7]车辆热管理系统研究进展[J]. 周磊,许翔,迟淼,孙文龙,刘瑞林. 内燃机与配件. 2014(02)
[8]环境保护部发布《2013年中国机动车污染防治年报》[J]. 环境保护部机动车排污监控中心. 环境与可持续发展. 2014(01)
[9]商用车机舱热管理仿真与优化研究[J]. 李传峰,王军杰. 机电一体化. 2012 (12)
[10]客车后舱门开口对发动机舱体散热的影响[J]. 王晶,张成春,张春艳,任露泉. 农业机械学报. 2012(09)
硕士论文
[1]某车型发动机舱热管理的改进研究[D]. 孔繁华.吉林大学 2016
[2]某车型发动机舱热管理技术开发与研究[D]. 俞晓红.河北工业大学 2015
[3]锂离子动力电池生热特性分析及其选配[D]. 康海鹏.吉林大学 2014
[4]高速列车头车空气动力学结构优化研究[D]. 邵微.大连交通大学 2014
[5]纯电动汽车锂动力电池组温度场特性研究及热管理系统实现[D]. 李策园.吉林大学 2014
[6]汽车发动机舱散热性能仿真研究[D]. 海超.辽宁工业大学 2014
[7]汽车发动机舱热管理的数值模拟研究[D]. 田杰安.山东大学 2013
[8]卡车发动机舱流场与散热性能研究[D]. 曹国强.南京理工大学 2013
[9]汽车发动机舱散热特性数值分析与优化[D]. 刘胜军.湖南大学 2012
[10]客车发动机舱热管理研究及结构改进[D]. 胡凯耀.湖南大学 2012
本文编号：2982288
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