装载机冷却系统热平衡研究

发布时间：2017-10-10 06:04

  本文关键词：装载机冷却系统热平衡研究

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【摘要】：冷却系统作为装载机的重要组成部分,主要作用是维持发动机,液压系统以及传动系统的热平衡温度,保证整机在最佳状态下工作。然而在复杂工况中,冷却系统往往会出现高温问题,而且已经成为影响系统及零部件可靠性和整机作业效率的主要因素之一。本文以某型号轮式装载机为研究对象,针对冷却系统热平衡高温问题的原因和热负荷进行了系统分析,分别采用Kuli和CFD仿真软件进行了冷却能力和流体计算,根据仿真结果提出了改进并结合科学实验对其进行了验证。利用仿真软件进行对改进前期评估的方法,不仅大大缩短了设计周期,优化了产品开发流程,并为新机型的开发提供了坚实的理论和实践依据。针对装载机冷却系统热平衡问题开展的主要工作及结论如下:1、系统总结了传热学基本理论,并以此为基础详细介绍了装载机典型热源和热负荷,同时介绍了散热器散热原理及分类,为研究装载机冷却系统热平衡问题及改进提供了理论依据。2、以散热器性能曲线为基础,通过Kuli计算分别获得了改进前以及改进后的冷却性能,结合产品开发进度及成本,以仿真结果为基础提出吹风式改为吸风式的改进,同时改进了散热系统单体的结构与整体的布置方式。采用供应商对散热器单体的优化性能数据,通过STAR-CCM+对整机冷却系统进行了传热和流体计算,不仅得到了空气的速度、温度和压力分布,同时获得了装载机满负荷下的冷却性能,防冻液和液压油LAT(极限环境温度)分别提升8℃和9℃。从仿真结果分析,改进后吸风式冷却性能比目前吹风式有较大提升。3、结合客户使用的典型工况,采用室外Y型作业进行冷却性能等效试验。试验结果显示防冻液和液压油LAT分别提升了9℃和13℃,与仿真结果基本相近并且在可接受的范围内,验证了仿真结果的有效性。
【关键词】：装载机 冷却系统 热平衡 仿真分析 KULI&CFD
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.2 装载机及冷却系统发展概况简介10-14
• 1.2.1 国内外装载机发展概况10-11
• 1.2.2 国内外装载机新技术展望11-12
• 1.2.3 国内外装载机冷却系统热平衡的研究概况12-14
• 1.3 CFD在冷却系统研究中的应用14-16
• 1.4 某型号装载机冷却系统存在的问题16
• 1.5 本课题主要研究内容16-17
• 第2章 传热学基本理论及冷却系统简介17-27
• 2.1 传热的定义及机理17-21
• 2.1.1 热传导17-19
• 2.1.2 热对流19
• 2.1.3 热辐射19-21
• 2.2 装载机冷却系统简介21-26
• 2.2.1 装载机冷却系统的组成及工作原理21-22
• 2.2.2 装载机冷却系统常用布置及改进22-23
• 2.2.3 装载机冷却系统的评价标准23-24
• 2.2.4 装载机冷却系统的散热器结构及选择24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 装载机热负荷及测试结果分析27-32
• 3.1 发动机热负荷分析27-29
• 3.2 液压系统热负荷分析29
• 3.3 传动系统热负荷分析29-30
• 3.4 整车冷却系统热负荷汇总表30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 冷却系统改进与仿真分析32-48
• 4.1 冷却系统改进32-39
• 4.1.1 目前方式（吹风式）分析32-36
• 4.1.2 冷却系统改进（吸风式）36-39
• 4.2 冷却系统整车CFD仿真分析39-46
• 4.2.1 几何模型简化与输入40-41
• 4.2.2 离散网格化41-42
• 4.2.3 模型设置42-43
• 4.2.4 冷却系统仿真计算分析43-46
• 4.3 本章小结46-48
• 第5章 装载机冷却系统改进及验证48-58
• 5.1 散热器改进及验证48-50
• 5.2 整机匹配改进及验证50-51
• 5.2.1 空气流速验证50-51
• 5.3 装载机热平衡实验51-54
• 5.3.1 热平衡实验场地和环境要求51-52
• 5.3.2 热平衡实验材料和仪器52
• 5.3.3 传感器安装52-53
• 5.3.4 冷却系统的Y型测试53-54
• 5.4 实验结果54-57
• 5.5 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士学位期间本人出版或公开发表的论著，论文64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

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本文编号：1004704