发动机冷却系统的研究与优化设计

论文题目: 发动机冷却系统的研究与优化设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 动力工程

作者: 黄晖

导师: 李国祥,朱松涛

关键词: 冷却系统,冷却风扇,优化设计,散热器性能,匹配计算

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 冷却系统是发动机的重要组成部分,对发动机的动力性、经济性和可靠性有很大影响。随着发动机转速和功率的不断提高,对冷却系统的要求越来越高,因而对发动机冷却系统的设计与研究也愈来愈深入。在保证足够散热能力和强度的前提下,高效率低能耗成为冷却系统未来发展的必然趋势。本文就发动机冷却系统开展研究。首先简要介绍了优化设计的发展以及变尺度法和惩罚函数法,以冷却风扇消耗功率和风扇液力效率为优化目标,采用混合惩罚函数法,利用Fortran语言编程,对发动机冷却风扇结构参数进行了优化计算,并对优化结果进行了分析。同时对冷却风扇容积效率计算问题进行了初步探讨,对简化计算方法进行了修正。优化设计后的风扇同原设计方案相比,风扇消耗的功率由3.451kW下降为3.093kW,下降了10.37%;风扇总效率由28.6%增加到31.9%,达到了预期目标。散热器是冷却系统的核心部件,散热器的结构是影响其散热能力的重要因素,散热效果的好坏对整个冷却系统有很大影响。本文从理论上分析了提高散热器散热性能的途径,并通过实验对管带式散热器结构对散热性能的影响进行了对比研究。结果表明,减小散热带波距和采用双波带结构,均有利于提高散热能力;冷却水管的布置对散热能力有很大影响,在其他结构参数相同的情况下,冷却水管数量对散热器性能有较大影响,但风阻也大幅增大;冷却水管排数多于3排时,散热量并没有随散热总面积的增大而大幅增加,效果一般,但风阻增加也不明显。冷却系统的设计与匹配直接影响发动机的性能。本文还对某改装车辆冷却系统匹配了散热器和冷却风扇,进行了设计计算和校核计算,并对冷却系统进行了结构优化。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

主要符号说明

第一章选题背景及意义

1．1 前言

1．2 发动机冷却系统概述

1．2．1 发动机冷却系统的作用

1．2．2 发动机冷却系统的类型

1．3 国内外冷却系统的研究及发展趋势综述

1．3．1 国内外发动机冷却系统的现状

1．3．2 发动机冷却系统的发展趋势

1．4 本课题的主要内容

第二章发动机冷却风扇的优化设计

2．1 优化设计的发展及应用

2．2 惩罚函数法简介

2．2．1 变尺度法

2．2．2 混合惩罚函数法

2．3 冷却风扇主要参数优化计算

2．3．1 优化对象简介

2．3．2 目标函数和设计变量的确定

2．3．3 优化计算

2．3．4 程序框图

2．3．5 优化结果及分析

2．4 本章小结

第三章发动机散热器性能及其影响因素研究

3．1 提高发动机散热器性能的有效途径

3．2 散热器性能实验装置与工作原理

3．3 管带式散热器散热带结构对性能的影响

3．4 管带式散热器冷却水管布置对性能的影响

3．5 本章小结

第四章发动机冷却系统设计与结构优化

4．1 发动机冷却系统设计计算

4．2 发动机冷却系统校核计算

4．3 冷却系统结构优化

4．3．1 合理设计空气流通系统，提高进风系数

4．3．2 确保冷却液循环中的除气能力

4．4 本章小结

第五章总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

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学位论文评阅及答辩情况表

发布时间: 2006-05-30

参考文献

[1].发动机冷却系统匹配设计及动态特性仿真[D]. 于海群.江苏大学2007
[2].错位翅片型水冷散热器流动与传热性能研究[D]. 赵帅帅.重庆大学2016
[3].管翅式散热器传热性能研究及优化[D]. 陈金友.南华大学2016
[4].工程机械散热器传热特性分析[D]. 张奥.吉林大学2013
[5].填充式液冷散热器的传热强化及流阻性能研究[D]. 唐亚男.华南理工大学2010
[6].高功率密度发动机冷却系统的仿真计算分析[D]. 高晗.北京交通大学2008
[7].喷射流针肋水冷散热器的流动传热及节能性研究[D]. 崔卓.天津商业大学2017
[8].圆柱扰流型水冷散热器流动与传热性能模拟[D]. 吉瑜.重庆大学2016
[9].油浸式变压器用散热器的研究[D]. 叶翔.华中科技大学2006
[10].冲击型水冷芯片仿生散热器的设计与研究[D]. 李臻.哈尔滨工程大学2016

发动机冷却系统的研究与优化设计

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