商用车发动机舱热管理一维/三维联合仿真与试验

为解决某商用车在额定工况下发动机出水温度偏高的问题,分别利用三维、一维和一维/三维联合仿真工具,对样车的发动机舱流场特性以及冷却系统性能进行了研究。通过一维/三维联合仿真结果与台架试验测试数据的对比分析,验证了一维/三维联合仿真模型的可靠性;同时针对发动机舱出现的热回流现象,提出了相应的改进措施并进行道路测试,测试结果显示：改进后,发动机出水温度下降3.7℃,验证了改进方案的有效性。通过一维/三维联合仿真可以提高发动机舱热管理的分析效率,缩短开发周期。     

SUV车型机舱冷却性能仿真分析与优化

针对某SUV车型中低速爬坡工况时发动机水温偏高问题,应用一维与三维联合仿真方法对车辆进行数值仿真分析,并对仿真的精准性进行试验验证。通过建立三维整车模型,对机舱进行冷流场计算,结合一维仿真发现发动机出水温度偏高,未能满足设计要求。对机舱内流场进行分析,发现冷却模块前端进气通道存在明显涡流、流动死区的现象。提出调整格栅开口比和增加前端导风板改善前段气流状况的方案,并进行整车热平衡试验验证仿真的有效性。结果表明:优化改进后散热器的进气量提高0.147 kg/s,发动机水温下降了8℃,仿真误差为2%,满足设计要求。     

商用车冷却系统的仿真分析与优化

某商用车在方案布置阶段,经仿真计算发动机出水温度超标,冷却性能不足,于是对发动机舱进行流场仿真分析,确定发动机舱流场布置不合理是导致水温高的主要原因.通过优化防回流挡板、增加导流板、优化护风罩的改进措施提升冷却性能,样车经热平衡试验验证,优化后发动机出水温度降低约8℃,优化方案效果明显.     

采用CFD与KULI耦合的机舱热管理仿真研究

应用三维CFD技术和一维KULI耦合仿真方法对某正向研发的SUV进行机舱内空气动力学流动预测和冷却热害分析,得到严苛爬坡工况下的流场温度场结果,发动机进气、进水温度等评价整车热平衡能力重要指标,并根据预测的风险点提出改进方案;后续样车阶段的整车热平衡试验验证该偶合计算方法在发动机舱热管理正向研发阶段的可靠性,为车型空气动力学性能研究和机舱零部件布置累积经验。     

压缩机用永磁同步电机无传感器全速度运行策略研究

研究了一种适用于压缩机的永磁同步电机无传感器全速度范围运行工况的控制方案。该方案在电机启动及低速阶段采用I/F速度开环、电流闭环的控制策略,中高速阶段采用基于改进的模型参考自适应无传感器控制策略,并实现两者的无冲击切换。对该方案进行了仿真和实验分析验证,研究结果证明了该方案的有效性。     

基于虚拟正交试验的发动机冷却风扇设计参数优化

汽车冷却风扇的设计参数决定其工作性能,进而对整车散热性能有直接影响。采用计算流体力学的方法,分析风扇轴向伸入距离、风扇与风扇罩径向间隙和风扇旋转中心偏移距离三种不同参数对散热器进风量和风扇有效功率的影响规律。在此基础上,通过虚拟正交试验的多目标耦合分析,得到风扇设计参数的优化方案。并通过数值仿真与整车热平衡试验对优化方案进行验证。结果显示,优化后车型在模拟爬坡工况下,散热器,冷凝器进风量和风扇有效功率分别提升10.89%、4.08%和12.78%,发动机表面温度降低0.91℃,发动机舱散热性能显著提升,内部温度分布状况明显改善。     

多目标动态协调发动机电机液压制动控制策略

针对混合动力汽车发动机参与工作模式下附着系数分离路面起步或低速行驶,防止产生更大的附加横摆力矩而影响车辆的稳定性,提出基于多目标动态协调的发动机电机液压制动协调控制策略。根据混合动力车辆多动力源的特点,搭建车辆驱动轮在该工况下的受力模型,基于逆模型的液压制动力矩控制算法和发动机目标转矩设计算法,制定所研究控制策略。基于Simulink仿真分析了混合动力汽车控制系统进入发动机电机液压制动协调控制策略时在不同工况下的仿真结果。结果可知采取这种电控策略能够提高车辆的加速性能,更加有效地抑制低附着侧驱动轮打滑。为了验证提出的这种控制策略对实际执行系统的有效性,采取了试验验证的方法搭建了试验平台,通过仿真分析和试验数据的对比,证明了所提出控制策略的合理性和有效性。     

基于AMESim发动机冷却系统的参数匹配仿真分析

应用AMESim软件建立了某排量为1.5L的发动机冷却系统的一维仿真模型,利用该模型进行发动机冷却系统各工况点冷却性能的计算,分析了该冷却系统在不同工况下的冷却能力。研究发现,在高温长时间爬坡的工况下,发动机冷却系统的冷却能力难以满足散热要求,易引起发动机出现"开锅"现象。通过对冷却系统的零部件参数进行重新匹配,提出了对原有冷却系统中节温器、风扇的相关参数进行重新匹配的解决方案,并验证了该方案的有效性,研究结果为整车厂和配套厂对冷却系统零部件的选型和开发提供了参考。     

关于陶瓷球轴承应用的试验研究

陶瓷球轴承具有良好的机械性能和热性能,但由于试验验证不充分等因素,使得其在国内航空发动机上的应用还处于起步阶段。通过开展转速试验、润滑试验、加减速试验和断油试验,来验证钢球轴承与陶瓷球轴承在不同工况下的工作性能,对比分析试验过程中两种轴承的外圈温度和轴承座振动变化情况,得出陶瓷球轴承在航空发动机工况下各项工作性能均优于钢球轴承的结果。     

增压进气旁通功能介绍及对发动机性能和排放的影响

采用定压增压方式的大型船用发动机,在匹配增压器时一般满足高速时增压适量的要求,在低速工况下会出现进气量不足造成增压器喘振、冒黑烟以及排温过高等不良后果,一般会采用增压进气旁通这种方式来优化低负荷工况。本文详细介绍某型号船用发动机上使用的进气旁通原理以及控制策略,并结合实际的试验结果阐述对发动机性能和排放的影响。     

发动机冷却系统中流动与传热问题数值模拟进展

着重论述利用数值模拟技术研究发动机冷却系统中流动与传热问题的发展现状,包括水套单相流及气液两相流流动、流－固耦合传热、一维与三维联合模拟等该研究领域的热点内容。耦合系统之间联合分析的方法准确反映了发动机各部件之间的影响关系,这种分析方法是目前研究的重点,但其中仍存在一些问题。基于此状况提出改进办法：针对不同工况选用循环平均参数作为燃气侧传热边界条件;水套进出口的流动边界条件,在稳态工况下设为定值,在过渡工况下通过循环一维仿真计算确定;应采用整体耦合方法进行计算,计算模型应尽量完整,但可以进行适当的简化,并总结出模型简化的原则。     

扭曲叶片贯流风机流场及扭曲角对性能的影响研究

研究了电壁炉用贯流风机在扭曲叶片下的三维内部流场,数值比较了不同扭曲角对贯流风机出风口体积流率的影响,从而得到贯流风机叶轮在一定转速下,叶片扭曲角取60°时,风机出风口风量最大,性能最优.通过自建的贯流风机性能参数检测台,实验测试了扭曲叶片贯流风机出风口平均风速和直叶片贯流风机出风口平均风速大小,并且和数值计算结果基本吻合.为贯流风机叶片优化设计提供了重要的理论基础.     

基于Simscape和RecurDyn的履带车辆动力学仿真技术研究

基于Matlab/Simscape建立履带车辆发动机和传动系统的物理模型.基于多体动力学软件RecurDyn建立履带车辆行动部分虚拟样机.通过Simulink和RecurDyn的接口技术,建立了发动机-传动装置-行动装置的履带车辆联合仿真模型.对履带车辆在硬路面进行直驶仿真,得到了换挡时的车速及驱动轮扭矩变化曲线;对履带车辆在硬路面进行无级转向仿真,得到了转向时驱动轮转速曲线和扭矩曲线、车速曲线和履带车辆运动轨迹.仿真结果表明,论文建立的履带车辆联合仿真模型有效可行,为履带车辆动力学仿真分析提供了新的思路.     

基于实车状态的发动机均值模型研究

基于实车状态下发动机的测试运行参数，提出了一种改进发动机均值模型仿真精度的方法。首先基于五电机台架对实车搭载环境下的一款自然吸气发动机进行了性能测试，分别获得发动机水温、发动机转速、发动机缸内压力、进气道压力和温度、进气歧管压力和温度、燃油体积流量、发动机飞轮端扭矩、排气歧管压力和温度、排气歧管过量空气系数、三元催化后排气压力和温度等参数；然后运用Amesim/MATLAB软件联合仿真对发动机进行了基于实车搭载环境边界下的数值建模和模型标定。研究结果表明，标定后的发动机均值模型预测结果与实际测试结果最大差值可以控制在8%以内。     

气动发动机排气冷量在内燃机冷却系统中的回收利用研究

针对气动发动机排气的低温特性,提出了利用气动发动机排气冷却内燃机散热器的技术方案。通过初步试验,获得了气动发动机在不同转速下的排气流量和温度特性。基于初步试验结果,建立了气动发动机排气与内燃机冷却水的热交换模型,并进行了仿真计算,得到了不同水泵流量下,热水流经换热器的进出口温差以及换热量。研究结果表明,换热器进出口热水温差、换热量随着气动发动机转速的升高而增大;随水泵流量的增加,热水流经换热器进出口的温差逐渐减小,换热量增大,但各个水泵流量下的换热量相差较小,当发动机转速为700r／min时,温差增加值及换热量的增加值均为最小;随着气动发动机转速增加,气动发动机排气的冷量炯变化范围很小,回收指数逐渐上升,冷量回收效果变好。     

基于毛细管空调系统的试验研究

以能源与动力工程实验中心节能减排实验室为背景,对毛细管空调系统进行制冷及除湿实验。监测室内温湿度在水平和垂直方向上的温湿度分布情况;并且通过实验确定毛细管重力循环空调柜除湿和换热性能的影响因素及其最佳运行工况。结果表明:在人体的高度范围1.6².0m之间,室内温度维持在26.5℃左右,对人体非常适宜;供水流量在6002.0m之间,室内温度维持在26.5℃左右,对人体非常适宜;供水流量在600⁷00L/h,供水温度在17.5700L/h,供水温度在17.5¹8℃时,进出口空气温差增长的速度最快,重力循环空调柜换热经济性最佳;供水流量在50018℃时,进出口空气温差增长的速度最快,重力循环空调柜换热经济性最佳;供水流量在500⁶00L/h,供水温度在15.5600L/h,供水温度在15.5¹6℃时,出口空气流速增长的速度最快,重力循环空调柜除湿经济性最佳。     

无人驾驶越野车辆纵向速度跟踪控制试验

以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进行实车试验。试验结果表明：模型预测速度跟踪控制系统能够克服气压制动延时长、整车质量重、越野路况行驶阻力波动大等模型误差和不确定干扰,自适应调节期望加速度大小,实现不同行驶工况高精度速度跟踪。试验过程驱动/制动切换平稳、无振荡,且能够像熟练驾驶员一样充分利用发动机辅助制动,必要时既不施加电控制动,也不请求发动机输出转矩。系统使用现代车辆易于获得的车辆状态参数,便于向其他车辆移植,可作为无人车辆车体控制得力技术加以推广。