汽车发动机冷却风扇对机舱热管理影响的研究

文章应用CFD软件STAR CCM+及AMEsim研究了汽车发动机冷却风扇对机舱热管理的影响,在建立三维整车热管理系统数值模型的同时,建立了发动机冷却系统一维仿真模型。得到了车辆在不同转速和车速下散热器和冷凝器的进风量,分析了不同车速下,发动机冷却风扇转速与冷却模块进风量之间的关系,以及散热器进风量对发动机冷却液水温的影响。结果表明:随着车速的提高,风扇转速对散热器进气量的影响逐渐降低。当车速小于60km/h时,风扇转速对散热器进气量的增加有明显的作用;结合车辆开发性能要求,通过一维、三维联合仿真确定了该车辆发动机冷却风扇的合理转速,并且验证了所选风扇转速的合理性和可靠性。     

基于中心组合设计的主动进气格栅多开度控制模型的建立

本文中对一种基于冷却需求预测进行AGS多开度控制的新方法的研究。首先通过建立发动机舱热管理模型,对发动机散热和冷却需求进行理论分析,提出能满足冷却系统对进风量的实时需求的格栅多开角度控制算法。接着,引入中心组合设计法设计标定方案并采用二次多项式回归方程建立车速-格栅开度-风扇状态的3因素风量预测模型。最后进行实车试验。结果表明,该方法能实时满足整车冷却需求,优化标定方案,有效降低汽车行驶阻力,提升燃油经济性。     

罗茨风机与离心风机在污泥焚烧循环流化床中应用的对比分析

描述了罗茨风机与离心风机在杭州七格100 t/d污泥焚烧示范工程中的应用特性。在电机转速不变的情况下,罗茨风机可向循环流化床提供恒定的流量,风量不随风机出口压力的波动而变化,风量的大小仅与罗茨风机电机转速有关;离心风机出口风量波动大,供风量与压力的波动呈反向关系。采用罗茨风机,向循环流化床供风,易于实现系统的稳定运行。     

基于CFD方法的环形风扇顶隙流动研究

针对环形风扇系统存在叶顶间隙流大、风扇效率低的问题,提出了新的环形风扇护风装置,用于降低环形风扇回风量。文中基于计算流体力学(CFD)方法,建立了车辆冷却系统三维数值计算模型,用于确定不同叶尖间隙对风扇回风量的影响。结果表明,改进的环形风扇护风装置相比U型护风装置,有效风量提高13%,风量利用率提高16.3%,系统散热能力提高3.5%以上。对于使用新型环形风扇护风装置的车辆,相比使用U型护风装置的车辆风扇转速降低13%,提高了整车燃油经济性。     

金家庄特长螺旋隧道施工通风方案优化分析

为加快长大隧道施工进度，多采用开挖斜井增加工作面，而多工作面同时施工时，通风成为影响掘进速度的重要因素。以金家庄螺旋隧道斜井工区工程为依托，针对左线现有压入式通风方案工作面风量较小、通风效果较差的问题，提出风仓式通风方案。采用三维数值模型对2种方案的“风机-风管-隧道”系统进行计算分析，并将数值计算所得测点风速与现测数据进行校验。计算结果表明： 1）现有压入式通风，风管供风量和洞内风速均不能满足隧道施工通风要求； 2）采用风仓式通风方案后，能较好地控制工作面风管出口风量，使各工作面风量满足要求； 3）风仓式通风具有灵活性，可随着隧道开挖进尺的增加，调节风仓内风机，控制工作面风量； 4）风仓式通风能减少风管长度和转角，从而减少漏风量和风压损失，较好地为工作面提供风量。本文研究成果可为类似工程提供参考，具有实际工程意义。     

沥青混合料搅拌设备风压系统计算

风压系统压力、风量的研究对提高搅拌设备工作可靠性及降低运行成本至关重要.针对沥青混合料搅拌设备风压系统进行了分析,并给出了风量、风压的计算过程及公式,为风机的选择提供了依据.     

发动机匹配机械风扇的校核方法

风扇与散热器的合理匹配,才能使发动机的冷却系统发挥最大作用,使发动机达到最佳工作状态。文章以某款汽油发动机匹配机械风扇为例,对风扇性能进行校核。主要校核风扇的性能及叶尖最大线速度,风扇实际提供的风量需大于最低需求进风量,叶尖最大线速度不宜过大,较高的叶尖线速度会影响风扇的可靠性和乘客舒适性。     

基于曲轴段加速度的内燃机失火故障在线诊断

提出了一种基于曲轴转速波动的内燃机失火检测方法,它针对曲轴转速的瞬态变化规律,引入曲轴转速段加速度的概念,应用内燃机电控单元中微处理器的时间处理单元对其进行实时精确计算.为防止误判和漏检,还设定了进行失火诊断时应满足的条件.台架试验和实验车道路试验检测的结果表明,该失火诊断的方法与策略能实时精准地完成内燃机的失火故障诊断.     

冷藏车导流罩模型设计及冷藏机组进风量分析

为降低公路冷藏车的气动阻力,设计了半导流罩和全导流罩模型,通过三维数值模拟分析,研究了不同结构形式导流罩模型的外部流场;为使全导流罩在降低风阻的同时减小对冷藏机组进风量的影响,在全导流罩上设计了不同的开孔位置,同时计算分析不同开孔位置全导流罩的冷藏机组进风量。     

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键，为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律，获得隧道总风量及分流比的高效控制策略，基于相似理论，设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型，研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统（该系统在风速u ≥ 2.5 m·s^-1时，比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则），进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明：隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应，当调节某通风段射流升压力时，该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大，与之并联的通风段，风量随射流升压力的增大而减小；总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素，调节分流前主线段射流升压力不改变分流比，但对控制隧道总风量变化最为高效，单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·（N·m^-2）^-1；调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限，但能有效控制分流比，单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为（-4.43，4.16）%·（N·m^-2）^-1；利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境，利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境，是最为高效的通风控制方法。     

高原环境下柴油机冷却系统性能仿真

利用GT-suite软件建立了柴油机工作过程模型和冷却系统模型并进行直接耦合,通过高原模拟台架试验验证了模型的正确性,进而研究了不同海拔外特性工况下柴油机及其冷却系统性能的变化规律。结果表明:海拔每升高1 000m,柴油机出口水温平均升高5.01%,散热量平均减小6.25%,风扇质量流量平均减小11.20%,柴油机功率平均减小3.55%,燃油消耗率平均增加4.67%;该装甲车辆在海拔1 000~2 600 m低转速区和海拔2 600m以上必须降负荷或者提高冷却系统散热能力后使用。最后以柴油机出口水温不超过报警值为目标,计算得到了柴油机最大允许负荷和风扇最小体积流量增幅MAP图,为高原环境下柴油机及其冷却系统匹配和改进提供了参考。     

一维仿真计算在汽车空调系统开发的应用

文章以某PHEV车型空调系统为分析对象,利用一维仿真软件AMESim建立零部件模型、台架模型、整车瞬态降温模型,通过一维仿真计算结果与零部件测试数据、空调系统台架数据、整车空调制冷工况数据分析对比,表明一维仿真计算在汽车空调的开发中能够为性能目标达成的判断以及系统性能的研究提供支撑。     

特长城市复杂隧道通风系统运营优化研究

为解决特长城市复杂隧道通风系统因计算复杂而导致的运营规划困难、验证初始理想运营设计方案是否可靠等问题,针对某特长城市复杂隧道,采用SES通风软件,对南北线隧道在不同运营工况下的通风量进行模拟计算。计算比较不同车速工况下隧道风机总装机功率和洞口排污比例,确定隧道轴流风机和射流风机的开启位置和开启数量;分析阻滞工况下隧道内部和出口的污染物体积分数情况,验证优化方案的可行性。经研究发现： 车辆行驶产生的活塞风不能满足特长城市复杂隧道正常运营需风量的需求,需开启部分射流风机; 离隧道主线出入口过近的排风井排污效果较差,开启后会增大隧道通风能耗。     

Experimental study on performance characteristics of cold storage heat exchanger for ISG vehicle

The ISG (Idle Stop and Go) system isvery useful in the automobile industry because it increases fuel consumption and reduces green house gas emissions. However, when the engine is on standby, the air-conditioning system does not work due to compressor inactivity, causing thermal discomfort to passengers. This study examines the thermal storage system, which is a cold storage heat exchanger integrated with a current evaporator. The experiments were conducted for an optimum cold storage heat exchanger design with various fin heights and densities, a number of stacking evaporator plates, refrigerant flow circuits inside the evaporator, and PCMs (Phase Change Materials) in the heat exchanger. The effects of coldness-release performance were examined with various ambient temperatures and air flow volume rates to the cold storage heat exchanger. The visualization of PCM’s freezing and melting was conducted with the cold storage heat exchanger. From the results, we found that the air discharge temperature of the air-conditioning system that was applied to the optimum cold storage heat exchanger was delayed around 540 seconds compared to the current air-conditioning system to reach 24 °C. Thus we can say that the cold storage heat exchanger integrated with an evaporator is an effective solution for ISG vehicles in maintaining thermal comfort in vehicle cabins during short engine stops.     

Transient modeling and validation of lithium ion battery pack with air cooled thermal management system for electric vehicles

A transient numerical model of a lithium ion battery (LiB) pack with air cooled thermal management system is developed and validated for electric vehicle applications. In the battery model, the open circuit voltage and the internal resistance map based on experiments are used. The Butler-Volmer equation is directly considered for activation voltage loss estimation. The heat generation of cells and the heat transfer from cells are also calculated to estimate temperature distribution. Validations are conducted by comparison between experimental results at the cell level and the pack level. After validations, the effects of module arrangement in a battery pack are studied with different ambient temperature conditions. The configuration that more LiB cells are placed near the air flow inlet is more effective to reduce the temperature deviation between modules.     

发动机冷却系统性能评估方法及正向设计应用

工程车辆通常将冷却风扇与散热器进行组合作为发动机冷却系统,为便于对冷却系统性能进行评估,在熵产单元数、效率等散热器性能评价方法基础上,将冷却风扇纳入评价体系,实现系统性能评估。结合国内某型双钢轮振动压路机,将该方法应用于正向设计中,实现对冷却风扇优选。结果表明:以冷空气侧的空气体积流量为公共变量,可将冷却风扇与散热器整合在熵产单元数、效率的评价指标内;三维CFD仿真模型中,中冷器、冷却液散热器、液压油散热器热流体温度误差分别为3.15%,4.07%,2.83%,误差在合理范围内,仿真模型正确;仿真中获取的冷空气实际流量,对整个评价和设计具有较为重要的作用;在产品正向设计时,该方法可用于冷却风扇优选。     

燃料电池轿车车内噪声特性试验分析

在半自由场消声室内四轮转毂试验台上对燃料电池轿车进行了声振特性测试,采集了不同车速工况下车内噪声信号及运动部件的振动加速度信号。分析了不同车速工况下车内噪声的分布状况及主要频率成分。通过信号分析表明,车内噪声来源于驱动电机总成和燃料电池系统中的氢泵、风机,产生的噪声通过空气直接传到车内,同时引起车身板件振动并向车内辐射噪声。根据样车的结构特点提出了减振降噪措施。     

二氧化碳汽车空调系统的动态仿真

文章建立了跨临界CO2汽车空调系统的动态仿真模型。利用移动边界法和平均空泡系数法对蒸发器建立了集总参数模型;利用移动边界法对气冷器和中间换热器分别建立了集总参数模型;由于压缩机和节流阀的热惯性较小,利用经验公式对其建立了稳态模型。计算结果同实验数据的比较表明,该动态模型比较准确地体现系统实际的动态性能。     

车用燃料电池发动机热管理系统研究

建立了车用燃料电池发动机热管理系统模型,该模型能考虑系统内各部件间及部件与电池堆间的相互影响;应用该模型计算分析了某65 kW车用燃料电池热管理系统对燃料电池堆性能的影响、热管理系统运行参数的控制依据和散热器布置形式的影响等。结果表明,应主要通过调节冷却风扇转速来调整电池堆温度,通过调节冷却水泵来保持电池堆进出口水温温差;散热器并联要优于散热器串联。     

车用柴油机加速瞬态过程控制策略研究

设计了车用柴油机在加速瞬态过程中的控制策略,建立了直列4缸电控单体泵柴油机的数学模型,模型包括燃烧模块、进排气系统模块、带中冷的增压器模块和控制器模块。在加速过程中,针对废气涡轮增压器的滞后问题,设计了一阶油门滤波的油量供给策略。通过仿真研究,给出了根据空燃比和发动机转速变化量决定的控制时间常数。