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中体车型冷却系统性能仿真分析并优化设计
| 论文题名： | 中体车型冷却系统性能仿真分析并优化设计 |
| 关键词： | 汽车;冷却系统;中体车型;性能仿真;优化设计 |
| 摘要： | 为了尽可能保证发动机在任何环境下都能工作，其冷却能力一般是按照高气温、高负荷以及其他恶劣工况设计的，因此在大部分运行工况下冷却系统都很难处于最佳工作状态，从而导致冷却液温度偏高或偏低，甚至出现过冷或过热。因此，发动机工作时必然存在一个理想的工作温度范围，使其运转状况包括燃烧、排放、润滑、机件的刚强度及间隙、运转状况等均处于最佳状态。汽车发动机冷却已经成为现代汽车研发中不容忽视的一个环节。因此，有必要对汽车前端冷却零部件性能、发动机舱内的流动环境和影响冷却进风量的前格栅等进行研究，并对相关和系统提出改进方案，包括优化设计相应的冷却零部件、增加冷却导流装置，匹配好散热器冷却性能等，以满足汽车在不同运行状况下的冷却需求。 本文针对某中体轻型载货汽车，进行了冷却系统的总体设计，运用流体力学理论和计算流体动力学CFD软件，充分考虑冷却模块的换热以及风扇转动的影响，对发动机舱内的流场和温度场进行了研究，分析了发动机舱内主要截面的气流流动情况，得出整体流动特性较好，但冷却模块后端和车架之间存在回流现象，导致循环加热。尤其是最大扭矩工况，机舱散热情况最为恶劣。针对上述的回流情况，提出了增加阻流板的优化方案。分析表明，阻流板阻隔了一部分热回流，但是对机舱前段的温度分布改善有限。为了增加散热部件的进气量，提出增加冷却风扇和散热器之间距离的优化方法，风扇护风罩同等长度的增加。仿真表明，随着距离的增加，散热器的进气量随之增加，但是由于风扇抽吸作用有限，中冷器的进气量有所降低，这与散热器进气量增加相比，影响较小。同时采用上述两种优化方式后，中冷器入口、散热器出口和发动机舱的温度都降低了3-4℃，且不需要重新设计与调整发动机舱总布置，增加的成本也是有限的。为了验证仿真结果，对冷却系统进行了台架试验，并在热环境舱对整车进行热平衡试验，试验结果表明，发动机冷却系统设计合理，采取的改进措施改善了冷却系统的性能。论文的研究工作，探索了一种可行的方法，对发动机冷却系统的改进和整车散热性能的提高具有重要的指导意义。 |
| 作者： | 邹小俊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良模;唐善政 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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