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

1、廈門大學(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，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(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《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動規(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)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(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)動機冷卻系統(tǒng)散熱性能是影響其動力性、經(jīng)濟性、可靠性的重要因素。國外知名企業(yè)和科研機構(gòu)白上個世紀(jì)就開始對發(fā)動機艙熱管理進行研究，并且取得了多項成果；國內(nèi)對發(fā)動機艙熱管理研究起步較晚，在工程機械領(lǐng)域涉及較少，企業(yè)產(chǎn)品的動力性、經(jīng)濟性、可靠性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外。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，確保工程機械工作性能和使用壽命，本文圍繞某高原型挖掘裝載機的熱平衡技術(shù)展開了研究。首先，對某高原型挖掘裝載機原

3、型機冷卻系統(tǒng)的散熱性能進行測試。通過對挖掘裝載機不同工況下的實車實驗，得到一組實驗數(shù)據(jù)，建立熱平衡數(shù)據(jù)庫。利用實驗數(shù)據(jù)分析了其冷卻系統(tǒng)散熱性能。通過實驗，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。實驗結(jié)論為后期改善熱平衡措施的制定和實施提供有效依據(jù)。其次，提出一種基于實車實驗與數(shù)值分析的FlowmasterV7軟件參數(shù)獲取的方法，并成功建立發(fā)動機熱管理仿真模型。利用仿真對影響冷卻系統(tǒng)的諸多因素進行

4、分析，提出可行優(yōu)化的方案，對高原低壓環(huán)境進行模擬分析，證明原機型冷卻系統(tǒng)在海拔4000m高度下不能滿足需求，需要進行結(jié)構(gòu)再設(shè)計與優(yōu)化。在該模型基礎(chǔ)上進行三參數(shù)三水平正交實驗，結(jié)論得出，進風(fēng)溫度對冷卻系統(tǒng)熱平衡影響遠(yuǎn)大于其他因素，應(yīng)對發(fā)動機艙前端結(jié)構(gòu)布局進行優(yōu)化，合理設(shè)計發(fā)動機艙結(jié)構(gòu)，優(yōu)化冷卻空氣流動和傳熱，提高冷卻性能。再次，針對冷卻系統(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，實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)局部復(fù)雜流體分析與系統(tǒng)計算的統(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)動機艙有限元分析模型，通過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)對冷卻風(fēng)溫度、流量、發(fā)動機艙溫度的影響，進一步預(yù)測其對冷卻系統(tǒng)熱平衡的影響并評價方案優(yōu)劣。為了滿足工程機械散熱性能需求并實現(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