轮式装载机集约式散热系统冷却风扇液压驱动特性研究

发布时间：2017-03-16 06:02

  本文关键词：轮式装载机集约式散热系统冷却风扇液压驱动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机工作环境恶劣，根据不同的需求，需要完成铲、装、卸、运等一系列动作，作业工况多变，且具有多个热源，系统发热量较大，为保证整机高效、可靠地工作，需要及时将热量散到大气环境中去。传统的装载机散热系统通常采用风扇和多散热器组合的形式，发动机直接驱动风扇，风扇转速与发动机转速按一定速比保持同步变化，时常引起各系统过冷或过热，而冷却风扇和多散热器组合的形式，受限于动力舱空间布置和散热器间相互影响等约束，难于高效、可靠地保证各系统散热要求，随着国家节能减排要求的日趋严格以及整机热负荷的不断增加，装载机散热系统智能化、模块化的发展趋势日益明显。本文以国内某50型轮式装载机散热系统为研究对象，针对新型集约式散热系统，从降低散热器间相互影响的角度出发，研究集约式散热系统冷却风扇液压驱动特性。 首先，以效率-传热单元数法为理论基础对散热器性能进行预估，分别得到车辆冷却液散热器和发动机冷却液散热器不同环境温度、不同空气流量下的散热功率和空气侧压力损失，结果表明：在不同环境温度下，要想使散热器散热功率保持恒定，应调节风扇转速，从而改变流经散热器的冷却空气流量：低温时，减小风扇转速以降低空气流量，避免散热功率过大，高温时，通过增大风扇转速增加空气流量，消除温差带来的散热功率下降。增大空气流量能够有效地增大散热功率，但压力损失同时增加，这将导致较大的风扇轴功率。 其次，以冷却风扇试验数据和风扇性能计算式为基础，拟合风扇转速与风扇流量、静压、转矩、轴功率的关系式，结合散热功率计算式，得到基于环境温度变化的冷却风扇调速模型，在保证散热功率不变的情况下确定不同环境温度下的风扇驱动特性。 再次，将集约式散热系统冷却风扇液压驱动分定量液压驱动和变量液压驱动展开研究，在定量液压驱动中以电液比例溢流阀控制风扇转速，变量液压驱动中通过恒压变量泵调整风扇转速，以装载机最大热负荷，环境温度为-30℃和45℃两种极端工况进行仿真，分析系统的动态特性，从能耗角度出发，将集约式散热系统冷却风扇液压驱动分别与机械驱动、常规冷却风扇液压驱动进行对比分析，结果表明：低温时，相比机械驱动，冷却风扇采用液压驱动节能效果明显，变量液压驱动优于定量液压驱动，环境温度高于某一值后液压驱动能耗大于机械驱动，与常规冷却风扇液压驱动系统相比，集约式散热系统在相同工况下液压泵功率和冷却风扇轴功率均降低，达到节能效果，环境温度越高效果越好。 最后，对集约式散热系统冷却风扇液压驱动影响因素进行分析。建立与新风扇匹配的集约式散热系统，分析其动态特性，并与匹配原风扇的集约式散热系统进行能耗对比分析；分析发动机不同转速下系统的特性参数和液压泵功率利用率的变化；通过改变各散热器阻力特征，分析回油路阻力特征对系统动态特性的影响；通过改变各散热器散热特征使液压泵入口温度达到不同的平衡温度，分析冷却液温度对系统特性的影响。
【关键词】：轮式装载机 集约式 散热器 冷却风扇 液压驱动
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 散热模块研究现状13-14
• 1.2.2 冷却风扇液压驱动研究现状14-15
• 1.3 本文研究内容15-18
• 第2章 散热器性能预估18-30
• 2.1 集约式散热系统简介18-19
• 2.2 散热器性能预估19-28
• 2.2.1 散热器结构特征19-21
• 2.2.2 散热器性能计算模型21-24
• 2.2.3 散热器性能分析24-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第3章 冷却风扇驱动特性研究30-40
• 3.1 冷却风扇性能参数30-31
• 3.2 冷却风扇特性分析31-35
• 3.2.1 风扇动力特性31-34
• 3.2.2 冷却风扇特性确定34-35
• 3.3 冷却风扇调速模型推导35-37
• 3.4 冷却风扇驱动特性37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 集约式散热系统仿真分析40-52
• 4.1 液压系统参数计算及液压元件确定40-42
• 4.2 仿真模型42-45
• 4.2.1 关键元件仿真模型42-45
• 4.2.2 系统仿真模型45
• 4.3 仿真结果分析45-50
• 4.3.1 动态特性分析46-49
• 4.3.2 能耗对比分析49-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第5章 集约式散热系统影响因素分析52-70
• 5.1 匹配新冷却风扇的集约式系统冷却风扇液压驱动仿真分析52-55
• 5.1.1 动态特性分析52-55
• 5.1.2 能耗对比分析55
• 5.2 发动机转速对系统影响分析55-60
• 5.3 回油路压力损失影响分析60-66
• 5.3.1 集约式散热系统定量液压驱动回油路压力损失影响分析60-64
• 5.3.2 集约式散热系统变量液压驱动回油路压力损失影响分析64-66
• 5.4 冷却液温度影响分析66-69
• 5.4.1 集约式散热系统定量液压驱动冷却液温度影响分析66-69
• 5.4.2 集约式散热系统变量液压驱动冷却液温度影响分析69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 总结70-72
• 参考文献72-76
• 作者简介76
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果76-78
• 致谢78

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张钦国;工程车辆温控独立冷却系统关键技术研究[D];吉林大学;2016年

  本文关键词：轮式装载机集约式散热系统冷却风扇液压驱动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：251374