高原挖掘裝載機(jī)冷卻系統(tǒng)熱平衡匹配與發(fā)動(dòng)機(jī)艙結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、廈門(mén)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫(xiě)作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門(mén)大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫(xiě)課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱(chēng)，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：凇一＼≯‘

2、c『年廠月獅日摘要摘要發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱性能是影響其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性的重要因素。國(guó)外知名企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)白上個(gè)世紀(jì)就開(kāi)始對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理進(jìn)行研究，并且取得了多項(xiàng)成果；國(guó)內(nèi)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理研究起步較晚，在工程機(jī)械領(lǐng)域涉及較少，企業(yè)產(chǎn)品的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。為了保證在高原低壓惡劣環(huán)境下具有足夠良好的散熱性能，確保工程機(jī)械工作性能和使用壽命，本文圍繞某高原型挖掘裝載機(jī)的熱平衡技術(shù)展開(kāi)了研究。首先，對(duì)某高原型挖掘裝載機(jī)原

3、型機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)挖掘裝載機(jī)不同工況下的實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)，得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立熱平衡數(shù)據(jù)庫(kù)。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了其冷卻系統(tǒng)散熱性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出冷卻系統(tǒng)散熱能力一般，熱平衡緩沖余量不足，不適用于高原低壓環(huán)境，存在優(yōu)化空間。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為后期改善熱平衡措施的制定和實(shí)施提供有效依據(jù)。其次，提出一種基于實(shí)車(chē)實(shí)驗(yàn)與數(shù)值分析的FlowmasterV7軟件參數(shù)獲取的方法，并成功建立發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理仿真模型。利用仿真對(duì)影響冷卻系統(tǒng)的諸多因素進(jìn)行

4、分析，提出可行優(yōu)化的方案，對(duì)高原低壓環(huán)境進(jìn)行模擬分析，證明原機(jī)型冷卻系統(tǒng)在海拔4000m高度下不能滿(mǎn)足需求，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在該模型基礎(chǔ)上進(jìn)行三參數(shù)三水平正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)論得出，進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)冷卻系統(tǒng)熱平衡影響遠(yuǎn)大于其他因素，應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙前端結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙結(jié)構(gòu)，優(yōu)化冷卻空氣流動(dòng)和傳熱，提高冷卻性能。再次，針對(duì)冷卻系統(tǒng)優(yōu)化中一維仿真的物理結(jié)構(gòu)局限性，三維仿真計(jì)算收斂困難的不足，提出一種多維度耦合仿真優(yōu)化方法。其將一維

5、與三維仿真軟件耦合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)局部復(fù)雜流體分析與系統(tǒng)計(jì)算的統(tǒng)一。利用FlowmasterV7與ANSYSCFX分別建立冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型與發(fā)動(dòng)機(jī)艙有限元分析模型，通過(guò)迭代修正耦合仿真精確建模，并根據(jù)仿真分析，提出多種優(yōu)化方案，討論不同結(jié)構(gòu)對(duì)冷卻風(fēng)溫度、流量、發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度的影響，進(jìn)一步預(yù)測(cè)其對(duì)冷卻系統(tǒng)熱平衡的影響并評(píng)價(jià)方案優(yōu)劣。為了滿(mǎn)足工程機(jī)械散熱性能需求并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降噪，提出用排氣引射系統(tǒng)替代電子扇的思路。為獲得排氣引射系統(tǒng)最佳性能參