底盘测功机试验中车辆冷却通风系统优化研究

发布时间：2017-04-10 12:00

  本文关键词：底盘测功机试验中车辆冷却通风系统优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科学技术的不断发展与进步,我国汽车产业也在不断地创新与发展。人们对汽车的安全性、动力性、经济性等性能提出了越来越高的要求,使得汽车测试技术得到了空前发展和广泛应用。汽车底盘测功机作为一种室内台架试验设备,可以实现对各种汽车道路试验工况的精确模拟,在汽车产品开发、试验研究、新车及在用车辆的质量检测中是不可或缺的重要试验设备。车辆在道路上行驶是相对于静止的路面做纵向运动,而在进行底盘测功机试验时,试验车辆在滚筒式底盘测功机上模拟道路行驶状况,驱动轮在转鼓上滚动,但实际上相对于地面以及基座车辆并没有发生移动,所以试验车辆周围没有像道路行驶时那样的空气流动,产生的热量就会集聚在试验车辆的周围,造成散热不足,这将导致发动机和车辆零部件的热负荷过大,从而降低它们的可靠性和耐久性,同时也会影响车辆燃油经济性、动力性和排放性能,在试验中会影响试验的安全性和结果的准确性,严重时会对试验车辆造成极大的损害甚至威胁到试验人员的安全。因此,有必要对底盘测功机试验中车辆通风散热进行研究,通过分析冷却风的流场和温度场分布状况,设计出科学合理、经济有效的冷却通风方案。本文利用三维建模软件UG建立三维模型,通过ICEM软件对各计算域进行网格划分,并利用FLUENT软件进行数值模拟计算和分析。采用单一变量原则,定量地研究迎面冷却风机高度和位置对试验车辆冷却通风效果的影响,同时对比不同风机布置形式下驱动轮散热效果,确定了合理的迎面冷却风机和轮胎冷却风机布置方案。通过对五种不同风机高度的模型进行数值模拟分析,对比模拟图像和数值结果,最终得出风机中心线与车辆进气格栅中心线重合时,冷却通风效果最佳;通过对五种不同风机位置的模型进行数值模拟分析,对比模拟图像和数值结果,最终得出迎面冷却风机出风口到车辆进气格栅的水平距离在1500mm附近时,冷却通风效果最佳;同时也验证了本文所述的迎面冷却风机设有脚轮和撑脚的重要性和必要性;通过对比两种轮胎冷却风机布置形式下的模拟图像和数值结果,最终得出轮胎冷却风机45°角侧面布置时,冷却散热效果较好。并通过实际测量底盘测功机试验时关键点的温度值和速度值,对本文的研究方法及结果进行了验证,证明了本文通过流体动力学对底盘测功机试验中车辆的通风散热进行优化研究方法的可行性与准确性。
【关键词】：底盘测功机 车辆 冷却通风 流场 温度场
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U467;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究的意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.4 本文研究的主要内容15-17
• 第二章 汽车流场分析的理论基础17-35
• 2.1 计算流体力学（CFD）的原理及应用17-24
• 2.1.1 流体力学基本原理18-19
• 2.1.2 传热学基本原理19-20
• 2.1.3 流体流动的基本控制方程20-23
• 2.1.4 CFD的应用领域23-24
• 2.2 本文研究所用CFD软件介绍24-26
• 2.2.1 CFD求解的基本环节24-25
• 2.2.2 ANSYS ICEM CFD简介25-26
• 2.2.3 FLUENT简介26
• 2.3 底盘测功机试验用冷却风机26-33
• 2.3.1 底盘测功机试验中车辆的通风散热27-28
• 2.3.2 底盘测功机试验用迎面冷却风机28-30
• 2.3.3 底盘测功机试验用轮胎冷却风机30-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第三章 底盘测功机试验车辆通风散热模拟分析35-55
• 3.1 构建三维模型及确定模型计算域35-38
• 3.1.1 三维模型的构建35-37
• 3.1.2 确定模型计算域37-38
• 3.2 三维模型网格划分38-41
• 3.2.1 网格种类及划分方法38-39
• 3.2.2 本文三维模型的网格划分39-41
• 3.3 使用FLUENT进行模拟计算41-50
• 3.3.1 车辆外围流场数值模拟42-46
• 3.3.2 驱动轮流场数值模拟46-50
• 3.4 模拟计算结果验证50-52
• 3.4.1 数值仿真结果验证方法50-51
• 3.4.2 数值结果试验验证51-52
• 3.5 本章小结52-55
• 第四章 底盘测功机试验车辆冷却通风优化研究55-69
• 4.1 车辆冷却通风优化研究55-60
• 4.1.1 冷却风机出风口高度对车辆通风散热的影响55-58
• 4.1.2 风机出风口到进气格栅水平距离对车辆通风散热的影响58-60
• 4.2 驱动轮冷却通风优化研究60-64
• 4.3 底盘测功机试验用冷却风机结构优化研究64-68
• 4.3.1 风机移动及固定装置64-65
• 4.3.2 风机降噪研究65-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 结论69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

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