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客车后舱门开孔位置研究

更新时间:2009-03-28

随着人们对汽车的动力、舒适、安全、经济性能的要求不断提高[1-2],各种多功能小型电器设备在车内不断增加,导致车辆本身的运行功率不断提高;发动机舱的安装部件也越来越密集,机舱内机器长时间运行,舱内环境温度急剧升高,对机舱散热性能也提出了更高的要求[3-4]。由于前期设计并没有考虑后舱门开口对发动机舱散热性的影响,因此本文利用CFD分析方法,通过改变某款客车发动机舱门上的开孔位置,进行多种情况的热管理仿真分析及验证,找出开孔位置优化设计的方法,为客车的发动机舱设计提供参考[5]

上式中:为第j层的噪声估计,Nj是信号在j层的长度.该固定阈值规则是对每一层进行噪声估计,具有一定去噪效果.

1 数值模型建立

1.1 模型处理及网格生成

为尽量模拟真实流场的流动情况,采用整车分析,并通过Hypermesh网格划分软件对车身、底盘及发动机舱内复杂的零部件进行模型简化处理,同时,对模型进行包面,使其完全封闭。全模型采用三角形单元划分,网格单元的大小总体在5~20 mm之间,细小部分采用1~2 mm的单元。将生成的面网格输出为流体软件可接受的“nas”格式文件,并将其导入STAR-CCM+流体软件中,建立计算域(车前为3倍车长,车后为4倍车长,宽度为7倍车宽,高度为5倍车高),并进行面网格重构,再利用软件中的体网格模型(Trimer)生成体网格,最终基础模型(未开孔)生成的体网格数量为1 612万个。建立完成的模型如图1所示。

1.2 数值模拟方法

公路上汽车的最高行驶速度均小于声速的1/3,在此速度范围内,流场中压力和温度与自由流相比,数值变化很小,可认为空气是不可压缩的,其密度保持不变[6-7]

  

(a)发动机舱部件表面网格

  

(b)计算域网格示意图图1 CFD仿真模型

控制方程的离散及数值解法将采用有限体积法建立离散方程,空间离散选用二阶迎风差分格式,计算方法采用simple算法[8-9]

湍流模型选择Realizable K-epsilon模型,相对于标准k-ε模型,更利于捕捉近壁面低雷诺系数情况下的湍流流动[10]

1.3 边界条件设置

1) 计算域入口设置速度条件为90 km/h,压力出口为0 Pa,环境温度为35 ℃,地面采用滑移地面,且速度与客车行进方向来流大小相同,方向相反。

2) 采用多孔介质来模拟中冷器、散热器的阻力特性,其黏性阻力系数和惯性阻力系数由实际试验数据拟合的“压力—流速”曲线获取。

[4] 傅立敏.汽车设计与空气动力学[M].北京:机械工业出版社,2010:31-33.

2 计算结果及试验验证

2.1 后舱门开孔情况的舱温仿真对比

图2为发动机后舱门4种不同开孔方案,其中方案A为仅在左上角开孔;方案B为仅在右上角开孔;方案C为仅在左下角开孔;方案D为仅在右下角开孔。基础模型(BASE)为不开任何孔洞。

  

图2 4种不同开孔的后舱门

韩长赋强调,土地制度作为农村最基本的制度,必须适应新的形势变化进行改革和完善,这是新时代赋予的新使命。要明确农村土地制度改革的主线、目标、重点、路径和底线,准确把握改革的形势要求,进一步优化土地资源配置,加大对农民的土地权益保护,强化土地制度供给。

  

(a) 截面X=6.5 mm (b) 截面Y=0 mm (c) 截面Z=0.6 mm图3 基础模型与方案D温度对比云图

综合分析,靠近风扇一侧开孔的方案B、D的散热效果比较理想,发动机等重要零部件附近局部高温减少,发动机舱温整体有所下降,温度分布更均匀。

2.2 不同开孔位置散热效果差异原因分析

在客车行驶过程中,发动机冷却系统中的冷风主要是通过风扇装置的卷吸作用,将车身侧格栅外的前方来流吸入到发动机舱内,途中流经散热器、中冷器等装置,并和从底盘等位置流进的冷风一同对高温零部件进行冷却。介于风扇本身的工作特性,在风扇出口处会产生较大的负压力,在一定程度上影响着周围气压大小的变化,这使得此处的舱内外压力具有较大的差异。因而在B、D开孔方案中,开孔位置处会有较大的气流交换,并因风扇卷吸作用造成发动机舱内空气特殊的循环流动(舱体右侧呈逆时针方向流动)方式,使发动机周围的高温气体得到更快排出,大大提升了舱体的散热能力,散热效果最好。本文进行了发动机后舱门不同开孔方案的压力分布的仿真分析,仿真分析结果对此进行了验证,因篇幅关系,此处不再给出具体仿真结果。

2.3 试验验证

试验在高温天气下进行,室外温度约35 ℃,客车以90 km/h的速度行进,对应不同开孔方案,用锡纸和胶布对其余开孔进行封堵,在舱内前后左右共设置温度传感器15个。1、9分别为左右尾灯处,5、11分别为发动机左右侧风道处,2为增压口处,3为排气制动处,4为动力转向油管处,6为进油管处,7为水箱进气管处,8为水箱上方,10为风扇正后方,12、13、14、15分别为方案A、B、C、D开口处的正后方。

图4为BASE方案的13处温升仿真与试验对比结果。在5、11两处的测温点,由于实际设置传感器时,传感器是绑在这两侧带有热量的捆线上的,而仿真时,没有考虑不同材料间热辐射的影响,简化的模型中省略了复杂的管线,两处流动的新鲜气流导致所得温度大致为环境温度,因而在仿真与试验温升对比中去掉这两处结果。从剩下位置点的仿真与试验所得数据可以看到,温度变化趋势较为一致,且除第一点外各测点的误差均在10%以内,仿真是有效的。

  

图4 BASE的仿真与试验温升对比折线图

试验中几种开孔方案的平均温升(测点舱温-环境温度)相对于BASE方案均有下降,其中BD组合方案平均温升最低,降低了3.39 ℃,而ABCD组合的全开方案,也只降低了4.72 ℃,说明后舱门开孔可以加强发动机舱的散热能力,且在靠近风扇一侧开孔的BD组合方案散热效果更佳。具体如表1所示。

3) 准确有效地运用CFD仿真技术,可以直观地对发动机舱整体的气流流动进行观察,更能够为下代客车在设计阶段就提供指导意见,减少后期因设计不当所带来的损失。

 

表1 不同方案的平均温升对比

  

方案全封闭ABCD平均温升/℃47 3245 9644 3246 3246 38方案AB组合AC组合CD组合BD组合ABCD组合平均温升/℃44 646 7045 5343 9342 60

3 结束语

1) 发动机舱内的温度分布是复杂的,温度传感器的安装位置不同,也会影响平均舱温的测试数据,在试验和仿真精度上,后续还有待提高。但整体而言,仿真和试验结果都表明,开孔位置在客车后舱门风扇一侧的时候,更有利于发动机舱体整体的散热。

[5] 陈义.基于STAR-CCM+的发动机舱热管理分析[J].机电技术,2014,38(1):93-94.

这一耳光不光打在狗杂种脸上,也打在无限看好这一对的读者脸上。什么?我们这些见多识广的老司机也要在秋名山翻车了吗?丁珰同志,请你注意一下你的言行好嘛?你身为女主角,怎么能如此是非不分、善恶不辩呢。念在事出突然,大概是一时脑子没转过弯来。迟早她会发现我们的狗杂种同志才是真正对她好的那个,也会想起与狗杂种同志一同躲避丁不三的那些快乐日子来。更何况,石中玉这个傻小子有什么好,人品下三滥,武功三脚猫。就连唯一的优势——长相,我们狗杂种也能和他五五开。这下肯定只是黎明前的黑暗,狗哥加油,看好你哟!

参考文献

相对于基础模型,方案A、C中发动机周围整体舱温略有下降,但局部高温无明显减少;方案B中发动机周围区域局部高温有所减少,周围区域温度整体略有下降;方案D中发动机周围局部高温大幅度减少,舱体温度整体下降,分布更均匀。其中基础模型和方案D的温度云图如图3所示(每幅图的上方为基础模型方案,下方为方案D)。

[1] 王丽华,李义林.基于CFD技术的机舱热管理分析及其结构优化:中国汽车工程学会年会论文集[C].北京:机械工业出版社,2015:21-23.

[7] 费洪庆,田杰安,雷舒荣,等.客车发动机舱的热管理系统CFD分析[J].内燃机与动力装置,2014,31(1):25-28.

[2] 刘胜军.汽车发动机舱散热特性数值分析与优化[D].长沙:湖南大学,2012.

[3] 王琪,于明进,黄万友,等.基于FLUENT的汽车出风口和进气格栅对发动机舱温度场分布的影响[J].山东交通学院学报,2016,24(1):1-6.

3) 风扇采用MRF(Moving Reference Frame)模型,设定其转速为1 736 r/min。舱内发动机、排气管、消声器等表面热源温度均由实车热平衡试验获取。

2) 由于大部分湍流都在客车尾部,此处造成的灰尘流动会很大,且为应对不同天气情况,比如风沙暴雨天气,后舱门全开孔不太合适,所以需要针对性地对客车后舱门开孔进行研究,封闭一些对散热影响较小的开孔,并找出散热效果较好的位置进行开孔,最大化利用此处开孔所带来的散热作用。

[6] 李明,李明高,等.STAR-CCM+与流场计算[M].北京:机械工业出版社,2011:8-11.

由于基础工程的造价占据整个建筑总造价的很大比例,对地下室基础进行选择时,要充分考虑地基承载力,且要考虑整体的安全可靠性和经济合理性,避免大体积混凝土的收缩和温差裂缝以及整体的不均匀沉降。

校准参数是测量设备校准计划的重点内容。如被校准设备有对应校准规范/规程,校准参数的确定也不能一成不变的按照校准规范/规程,而是根据实验室实际的使用要求。如耐洗色牢度试验机,其校准规范JJF(纺织)026-2010《耐洗色牢度试验机校准规范》对温度的校准点为40℃、60℃、95℃,而GB/T 3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》则对40℃、50℃、60℃、95℃几个温度点有要求,甚至实验室涉及使用的其他标准有更多的温度点要求。因此实验室应在现有校准规范的基础上增加校准50℃甚至更多的温度点来满足使用标准的要求。

采用酸性、中性和碱性三种蛋白酶对单环刺螠体壁进行酶解,不同的酶得到的酶解产物的水解度没有显著差异,而水解时间对酶解效果有显著影响。对酶解所得酶解液功能进行评价,胃蛋白酶酶解产物在DPPH自由基清除能力、总还原力、降血糖功能方面均明显高于其他两种酶的酶解产物,因此,胃蛋白酶更适于单环刺螠体壁的酶解。酶解产物较理想的抗氧化及降血糖功能,为单环刺螠多肽产品的开发奠定基础。

[8] 王晶,张成春,张春艳,等.客车侧围格栅对发动机舱内热环境的影响[J].吉林大学学报(工学版),2012,43(3):563-568.

1.PERT指征:临床确诊或疑诊PEI,即可行PERT[1]。可根据患者基础疾病、PEI临床症状、胰腺外分泌功能检测、营养不良的客观证据等进行综合评估。

[9] 王晶,张成春,张春艳,等,客车后舱门开孔对发动机舱体散热的影响[J].农业机械学报,2012,43(9):31-36.

[10] 张英朝.汽车空气动力学数值模拟技术[M].北京:北京大学出版社,2011:47-50.

你在填任何调查问卷时,都可以把收入与头衔往小了写,但为了让孩子在幼儿园不至受到冷遇,在幼儿园的那份上得朝大了写。

 
叶诚伟,吴长风,于国飞,林雪芳,方忠,赵紫薇
《客车技术与研究》 2018年第02期
《客车技术与研究》2018年第02期文献

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