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盖世直播陈振雷发动机热管理系统研讨

2019-09-13 05:25:37来源:励志吧0次阅读

  【盖世直播】陈振雷 :发动机热管理系统研讨

  国家专家、宁波大学教授 陈振雷

  大家上午好,今天向大家汇报的项目是我们在前几年碰到的实际工程问题,我们是怎么解决这些问题,和大家分享一下。

  我们2012年遇到一个问题,挖掘机的发动机冷却系统有一个冷却液开锅的问题,如果发生该问题,挖机就需要停下来休息一段时间才能工作,这样的情况用户是不愿意接受的。我们这个项目的主题就是要求在控制成本的基础上,怎么用仿真和测试的手段来降低故障率。目标是建立评估和优化挖掘机及发动机热管理系统,首先是热管理仿真达到故障再现,然后怎么用优化达到设计目标。

  这个流程主要是仿真和测试,包括了三大部分。第一部分是整机热管理分析,事实上我们是评估发动机散发的热量与我们冷却系统是否匹配,如果匹配我们能不能做进一步的成本控制,如果不匹配我们要调整风扇、水散系统以达到要求。第一部分是挖机机舱及发动机的散热和传热的计算,即发动机在额定功率下,整机各部件的温度、风速等是怎么样的。最后做一个整机一维计算,评估发动机冷却液在输入输出的过程中,温度的变化会不会达到95°C以上,如果太高就会出现开锅现象。这整个流程已经应用到很多工程问题的设计优化中了。

  下面介绍一下测试和分析工况,工况分为两个部分

  ,一个是标定工况,开发过程中,我们会碰到很多输入参数,所以我们要做一个标定工况分析。然后我们有一个模拟工况,这个新的机型,在45度的环境下能不能满足我们的工作要求。

  计算模型,我们的老机型和新机型,实际上是有区别的。这个是CFD模型,大家看到的是各部件。这个是流动和传热计算边界条件。还有一部分是GT-power计算分析,做整机热管理分析的。这个它对应的边界条件,各个工况和环境条件不一样,我们做了9.8度环境温度下的测试,最后我们要看看在45度环境下,我们的新机型能不能满足项目的要求。

  最后一块就是Flowmaster分析,我们要分析整个冷却液,在发动机启动过程到工作状态下,能不能是处于正常的状态。

  有一个很重要的问题,我们所计算的模型准确性及精度怎么样?这里有一个有效性验证。我们有效性验证也分三大块,第一大块是整机的流动和散热计算,第二块是发动机整机性能计算有效性验证。第三块是发动机瞬态热平衡有效性验证。

  这是计算所对应的模型,环境温度是9.8度情况。这是一个温度实测和仿真对比图,事实上有误差的,我们基本上控制在精度95%左右,如果达到误差超过10%以上是不可接受的。然后是整机性能计算有效性验证,我们知道在行业里面,我们看到一般的分布,除了有效、冷却、排气和其他的因素以外,我们看到基本的分布图是知道的。这是分布图,基本在这个范围之内,这没有什么大的问题。最后一部分是瞬态热平衡分析,对整机要做一个热管理分析,从开始工作起到最后工作过程中,冷却液随着时间的变化,温度怎么上升的,如果上升过高就会出现开锅现象。

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