發(fā)布時(shí)間：2020-11-21 07:36

　　 本文以國內(nèi)某柴油動(dòng)力大功率拖拉機(jī)的冷卻系統(tǒng)為研究對象,將拖拉機(jī)機(jī)罩、機(jī)罩下的柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)及相關(guān)附件作為整體研究對象,利用計(jì)算流體力學(xué)的CFD軟件FLUENT對拖拉機(jī)機(jī)罩進(jìn)氣格柵、機(jī)罩下空氣通道、冷卻系統(tǒng)的附件如冷卻風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩、中冷器等開展流動(dòng)和傳熱分析,優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)的環(huán)境溫度適應(yīng)能力滿足開發(fā)目標(biāo)；根據(jù)CFD分析結(jié)果,制定多方案驗(yàn)證計(jì)劃,在拖拉機(jī)動(dòng)力輸出臺(tái)架(即拖拉機(jī)PTO臺(tái)架)開展多方案對比試驗(yàn),實(shí)際結(jié)果與CFD分析結(jié)果接近。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)對拖拉機(jī)機(jī)罩進(jìn)氣格柵的流場進(jìn)行了模擬分析,獲取拖拉機(jī)機(jī)罩通風(fēng)口的風(fēng)速和風(fēng)壓,優(yōu)化冷卻系統(tǒng)模型,盡可能減少高風(fēng)速通風(fēng)區(qū)域面積占比。當(dāng)風(fēng)速超過6m/s的區(qū)域面積占比小于2%時(shí),系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)阻力較為理想,同時(shí)機(jī)罩通風(fēng)口不易吸附異物。(2)對機(jī)罩下空氣通道開展流場分析,設(shè)計(jì)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)模型,減少湍流和旁通區(qū)域。通過減少機(jī)罩下湍流減少熱空氣回流、通過優(yōu)化密封和改善機(jī)罩下空氣通道等方案使拖拉機(jī)極限使用環(huán)境溫度上升近2℃。(3)對冷卻風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩、中冷器、水箱散熱器等附件表面進(jìn)行了流動(dòng)和傳熱分析,設(shè)計(jì)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)模型,減少低效區(qū)域。通過調(diào)整風(fēng)扇與散熱器的距離使拖拉機(jī)極限使用環(huán)境溫度上升近2℃。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S219.031
【部分圖文】：

采用水索提高冷卻液壓力，強(qiáng)制使冷卻液在柴油機(jī)水套及附件通道中??流動(dòng)循環(huán)。傳統(tǒng)的強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇、水累、節(jié)溫器、水箱散熱器、??膨脹水箱、發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋和氣缸體中的水套Ｗ及附屬裝置等組成ｔｗｉ，如圖１．１所??示。拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)除了冷卻液、液壓油、中冷空氣的內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)外，還應(yīng)包??括發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩下的外部空氣散熱系統(tǒng)。??２?ｒ?－Ｉ．??／?雜觀箱??迦纖漏座??ＩＩＩ?哪ｊｙｕｊＬ墜黑５－發(fā)動(dòng)機(jī)水路??１１１?／ｆ＝?ｉｒ?６－機(jī)油冷卻器??ＭＭ／ｎ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?７－小循壞回路??ＪＩ—ＩＰ?Ｈａ?強(qiáng)巧間路??ｉｒ－嫣進(jìn)水管??ｍ?／ＪｊＪ－ｊｊ?Ｖ，．．Ｊ?１２－空空中冷器??圖１．１拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)示意圖??－２－??

既要防止柴油機(jī)低溫下過冷，也要防止柴油機(jī)高溫下過熱。柴油機(jī)在冷??態(tài)下起動(dòng)之后，還要使柴油機(jī)快速升溫，快速達(dá)到理想的工作溫度Ｗ。??拖拉機(jī)多用于春、夏、秋Ｈ季高溫多塵環(huán)境，如圖１．２所示，對發(fā)動(dòng)機(jī)高溫??使用要求高，加之拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)易被粉塵、稻軒堵塞，對拖拉機(jī)散熱效率要求??很高。拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、配套及試驗(yàn)時(shí)，需關(guān)注Ｗ下幾點(diǎn)：（１）常用極限使??用環(huán)境溫度＞４５°Ｃ，部分地區(qū)要求＞５（ＴＣ。（２）多數(shù)拖拉設(shè)計(jì)車速不超過４化ｍ化，??冷卻系統(tǒng)計(jì)算和試驗(yàn)可忽略風(fēng)速。（３）冷卻系統(tǒng)計(jì)算和試驗(yàn)時(shí)考慮散熱器中間部??位面積遮擋１／４？１／３。（４）整車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配需結(jié)合整車?yán)鋮s包和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩綜??合評估。??圖１．２拖拉機(jī)工作環(huán)境示例??拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過熱。故障原因除了拖拉機(jī)冷卻．??系統(tǒng)包括風(fēng)扇的設(shè)計(jì)、匹配不合理外，常見的故障原因?yàn)橥侠瓩C(jī)機(jī)罩下熱空氣回??流造成冷卻效率下降，或是因拖拉機(jī)機(jī)罩通風(fēng)口堵塞（＾及散熱器、中冷器堵塞造＾??成拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱效率下降或失效造成Ｗ，如圖１．３所示。??Ｌ纖臟??圖１．３拖拉化化軍、散熱器諸塞示例??－３－??

既要防止柴油機(jī)低溫下過冷，也要防止柴油機(jī)高溫下過熱。柴油機(jī)在冷??態(tài)下起動(dòng)之后，還要使柴油機(jī)快速升溫，快速達(dá)到理想的工作溫度Ｗ。??拖拉機(jī)多用于春、夏、秋Ｈ季高溫多塵環(huán)境，如圖１．２所示，對發(fā)動(dòng)機(jī)高溫??使用要求高，加之拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)易被粉塵、稻軒堵塞，對拖拉機(jī)散熱效率要求??很高。拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、配套及試驗(yàn)時(shí)，需關(guān)注Ｗ下幾點(diǎn)：（１）常用極限使??用環(huán)境溫度＞４５°Ｃ，部分地區(qū)要求＞５（ＴＣ。（２）多數(shù)拖拉設(shè)計(jì)車速不超過４化ｍ化，??冷卻系統(tǒng)計(jì)算和試驗(yàn)可忽略風(fēng)速。（３）冷卻系統(tǒng)計(jì)算和試驗(yàn)時(shí)考慮散熱器中間部??位面積遮擋１／４？１／３。（４）整車?yán)鋮s系統(tǒng)匹配需結(jié)合整車?yán)鋮s包和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩綜??合評估。??圖１．２拖拉機(jī)工作環(huán)境示例??拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)常見故障表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)水溫過熱。故障原因除了拖拉機(jī)冷卻．??系統(tǒng)包括風(fēng)扇的設(shè)計(jì)、匹配不合理外，常見的故障原因?yàn)橥侠瓩C(jī)機(jī)罩下熱空氣回??流造成冷卻效率下降，或是因拖拉機(jī)機(jī)罩通風(fēng)口堵塞（＾及散熱器、中冷器堵塞造＾??成拖拉機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱效率下降或失效造成Ｗ，如圖１．３所示。??Ｌ纖臟??圖１．３拖拉化化軍、散熱器諸塞示例??－３－??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2892740