發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、　　冷卻系統(tǒng)是發(fā)動機的重要組成部分,對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和可靠性有很大影響。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高,對冷卻系統(tǒng)的要求越來越高,因而對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與研究也愈來愈深入。在保證足夠散熱能力和強度的前提下,高效率低能耗成為冷卻系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。
　　本文就發(fā)動機冷卻系統(tǒng)開展研究。首先簡要介紹了優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展以及變尺度法和懲罰函數(shù)法,以冷卻風(fēng)扇消耗功率和風(fēng)扇液力效率為優(yōu)化目標(biāo),采用混合懲罰函數(shù)法,利用Fortran

2、語言編程,對發(fā)動機冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化計算,并對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析。同時對冷卻風(fēng)扇容積效率計算問題進(jìn)行了初步探討,對簡化計算方法進(jìn)行了修正。優(yōu)化設(shè)計后的風(fēng)扇同原設(shè)計方案相比,風(fēng)扇消耗的功率由3.451kW下降為3.093kW,下降了10.37%；風(fēng)扇總效率由28.6%增加到31.9%,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
　　散熱器是冷卻系統(tǒng)的核心部件,散熱器的結(jié)構(gòu)是影響其散熱能力的重要因素,散熱效果的好壞對整個冷卻系統(tǒng)有很大影響。本文從理論上

3、分析了提高散熱器散熱性能的途徑,并通過實驗對管帶式散熱器結(jié)構(gòu)對散熱性能的影響進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明,減小散熱帶波距和采用雙波帶結(jié)構(gòu),均有利于提高散熱能力；冷卻水管的布置對散熱能力有很大影響,在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的情況下,冷卻水管數(shù)量對散熱器性能有較大影響,但風(fēng)阻也大幅增大；冷卻水管排數(shù)多于3排時,散熱量并沒有隨散熱總面積的增大而大幅增加,效果一般,但風(fēng)阻增加也不明顯。
　　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與匹配直接影響發(fā)動機的性能。本文還對某改裝車