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摘 要:社会在发展的过程中,我国的汽车产业已经取得了显著的进步,但是在近几年的发展过程中,其发展速度缓慢是显而易见的,造成这一问题的主要原因是因为相关的实验没有取得理想的效果,这就造成无法为系统的改良提供必要的理论依据,尤其是在热管理试验中,我国与西方国家的差距较大,只有做好相关的指导工作,才能不必再借鉴其他国家的成果,而实现运用我国自主研发的发动机系统,本文重点对相关技术的试验研究工作提供一些指导性意见,并且在此基础上实现进一步的改良,希望通过本文的论述能够引起研究人员的重视。
关键词:热管理;匹配试验;冷却系统;仿真计算
在社会发展与经济水平的发展的今天,我国的各行各业都发生了巨大的变化,尤其是在汽车行业,这一行业的发展尤为迅速,同时在发展的过程中,商用车的发展变化呈现出两极化的趋势,一方面是朝着重型化的趋势发展,另一方面则是朝着轻型化的方向发展,并且高档豪华车的生产数量越来越多,这就对汽车的配置方面要求更加严格,只有具备了更高的动力,才能与商用车的其他功能完美的搭配在一起,发动机的功率在近些年的试验中得到不断的提升与进步,本文借此对相关的热管理实验进行进一步的探讨。
1 发动机热管理的研究现状
从目前的形势来看,我国与国外一些国家的相关研究工作还存在一定的差距,国外的一些公司早已经对动力系统的相关热管理部件进行了实验,并且在实验中将散热器以及相应的部件得到进一步的发展,其技术与研究成果已经日臻完善,在动力系统中,只有各个部件达到相互匹配,才能实现经济性以及动力性的综合发展,在这一前提下,乘客才能在更为舒适的环境下进行驾驶,可以说当前的动力系统已经实现了智能化的管理,但是我国明显还没有完全达到智能化的发展目标,造成这一问题的主要原因在于大学是研究相关课题的主要场所,而汽车企业以及相关的发动机企业在课题的研究方面只是刚刚起步,这就造成与国外的研究成果具有较大的差距,如果不能将大学与企业有机的结合在一起,实现共同研究的效果,那么要想尽快的实现发展的目标,相信过程是十分困难的。在此基础上,加强对热管理的相关实验研究是重点的工作任务,其影响着发动机的正常使用,并且还要兼顾到系统匹配的目的。
从当前的研究工作中进行分析,热管理主要的研究方法还停留在计算分析以及实验这两个环节中,而缺少计算仿真与数值仿真的相关研究工作,这两个方面是新形势下出现的两种主要的研究方法,正是因为在实验研究的工作中,传统的研究方法过于保守,并且与实际应用相脱节,才会最终导致相关研究课题得不到落实。仿真是以计算机软件为主要工具得以进行的,其需要计算机软件的指导下,通过数据接口的相互匹配进行计算,最终建立起一个平台,该平台的主要作用是计算热流体的仿真数据分析,作为系统设计的重要依据。与此同时,这一平台的建立还有助于将关键部位的系统部件进行专项的实验研究,从而在整体上提高发动机系统的性能,为系统的进一步改进提供理论上的依据。
以某公司的WD615发动机为例,从增压不中冷机型的200马力,发展到增压中冷机型的300马力,功率又提升到360马力,在试验状态甚至达到400马力。功率提高的同时,发动机的散热量也不断增加,在冷却系统占用空间变化不大的情况下,冷却能力却要极大提高。尤其是空空中冷柴油机,不仅散热量增加,而且对中冷后空气温度要求较严。当中冷后空气温度在较大范围内波动时,对发动机的动力性、经济性及排放都有较大影响。这就对商用车冷却系统的选择提出更高的要求。
2 试验技术分析
在对发动机热管理进行试验的过程中,需要通过对工作状态的模拟才能达到理想的实验效果,因此,图1为系统的结构构造,将车中的相关零部件按照规定的顺序安装在台架上,并且进行试验,事先对室内的环境进行调整,例如温度就是主要的影响因素,将温度调整为车辆在行驶过程中所形成的自然风的状态,为了达到更真实的效果,可以在中冷器的前方额外增添一个风扇,中冷器与风扇之间距离的不同会导致相对风速也产生一定的差异性,另外,将节温器控制在全开的状态之中,同时观察中冷器以及散热器等相关的部件是否能够满足汽车行驶过程中的要求,以此实现对部件的有效控制,这一实验主要是针对汽车零件进行的,为了达到更加理想的行驶效果,在时代发展的今天,通过采用先进的技术完全可以使汽车的各个部件达到进一步优化的目的,并且采用热管理的分析技术,可以对整车进行测试,看其是否需要进一步的改进,以此实现汽车系统的不断完善与优化。通过对相关零件进行的试验,可以将单一的零件匹配方式逐步转化为组合的方式,这不仅是从系统的整体性上考虑的,同时也是基于热管理技术的发展而得出的结论。
改进主要从两方面着手,一是台架硬件改进。增加对试验室内环境的控制要求。这样就能完成冷却系统在不同环境温度下的检测,测量出环境温度变化对整车冷却系统的影响。另一方面要考虑整车匹配过程中,对新增的有散热需求的零件的模拟,预留出一定的台架空间。譬如,客车上常用的液力变矩器和电涡流缓速器,这些零件的热需求,将影响整机的热平衡。改进后的台架不仅要满足商用车的模拟要求,也可以满足工程机械等其它有热管理要求的机型的需求。
第二部分,热管理试验中测量参数的增加和精度提高。在试验中,要完成冷却水系统,机油冷却系统,进排气系统及中冷器等系统的参数测量,测量项目中,不仅需要对发动机内部介质进行测量,同时也需要对环境变量进行测量。这些测量项目,除机油流量没有测量过,其余参数试验室目前都有能力完成。机油流量的测量需要将进入到主油道中的机油引出,经过流量计,再流入油道。
在完成需要测量的项目,将传感器输入的信号嵌入到性能调控系统中,通过对发动机调控系统软件的二次开发,将各种数据和公式整合,可以在显示屏中直观的看到热量在各个零部件之间的传递,不仅可以适时快捷的完成热管理系统的选配试验,而且可以对整体的热管理系统做出评价。试验室可以在这方面进行一定的尝试。
试验中如果需要进行发动机的瞬态试验,对测量传感器的精度提出更高要求。瞬态试验研究是发动机热管理研究的关键,这些研究对测量精度和信号传递时间提出更高的要求。在高精度的试验完成后,将获得的数据与仿真结果进行验证,共同促使热管理技术研究的进步。
结束语
目前的热管理台架试验功能过于单一,通过一定的改进,一方面可以满足仿真计算的需要,另一方面也可在试验基础上对整体系统进行合理匹配,协调优化,使发动机工作在最佳工作环境之中。
参考文献
[1]刘学渊.D30柴油机润滑系统仿真与试验研究[D].昆明:昆明理工大学,2007.
[2]任彪.发动机冷试验系统研究与开发[D].昆明理工大学,2008.
[3]于海群.发动机冷却系统匹配设计及动态特性仿真[D].杭州:江苏大学,2007.
关键词:热管理;匹配试验;冷却系统;仿真计算
在社会发展与经济水平的发展的今天,我国的各行各业都发生了巨大的变化,尤其是在汽车行业,这一行业的发展尤为迅速,同时在发展的过程中,商用车的发展变化呈现出两极化的趋势,一方面是朝着重型化的趋势发展,另一方面则是朝着轻型化的方向发展,并且高档豪华车的生产数量越来越多,这就对汽车的配置方面要求更加严格,只有具备了更高的动力,才能与商用车的其他功能完美的搭配在一起,发动机的功率在近些年的试验中得到不断的提升与进步,本文借此对相关的热管理实验进行进一步的探讨。
1 发动机热管理的研究现状
从目前的形势来看,我国与国外一些国家的相关研究工作还存在一定的差距,国外的一些公司早已经对动力系统的相关热管理部件进行了实验,并且在实验中将散热器以及相应的部件得到进一步的发展,其技术与研究成果已经日臻完善,在动力系统中,只有各个部件达到相互匹配,才能实现经济性以及动力性的综合发展,在这一前提下,乘客才能在更为舒适的环境下进行驾驶,可以说当前的动力系统已经实现了智能化的管理,但是我国明显还没有完全达到智能化的发展目标,造成这一问题的主要原因在于大学是研究相关课题的主要场所,而汽车企业以及相关的发动机企业在课题的研究方面只是刚刚起步,这就造成与国外的研究成果具有较大的差距,如果不能将大学与企业有机的结合在一起,实现共同研究的效果,那么要想尽快的实现发展的目标,相信过程是十分困难的。在此基础上,加强对热管理的相关实验研究是重点的工作任务,其影响着发动机的正常使用,并且还要兼顾到系统匹配的目的。
从当前的研究工作中进行分析,热管理主要的研究方法还停留在计算分析以及实验这两个环节中,而缺少计算仿真与数值仿真的相关研究工作,这两个方面是新形势下出现的两种主要的研究方法,正是因为在实验研究的工作中,传统的研究方法过于保守,并且与实际应用相脱节,才会最终导致相关研究课题得不到落实。仿真是以计算机软件为主要工具得以进行的,其需要计算机软件的指导下,通过数据接口的相互匹配进行计算,最终建立起一个平台,该平台的主要作用是计算热流体的仿真数据分析,作为系统设计的重要依据。与此同时,这一平台的建立还有助于将关键部位的系统部件进行专项的实验研究,从而在整体上提高发动机系统的性能,为系统的进一步改进提供理论上的依据。
以某公司的WD615发动机为例,从增压不中冷机型的200马力,发展到增压中冷机型的300马力,功率又提升到360马力,在试验状态甚至达到400马力。功率提高的同时,发动机的散热量也不断增加,在冷却系统占用空间变化不大的情况下,冷却能力却要极大提高。尤其是空空中冷柴油机,不仅散热量增加,而且对中冷后空气温度要求较严。当中冷后空气温度在较大范围内波动时,对发动机的动力性、经济性及排放都有较大影响。这就对商用车冷却系统的选择提出更高的要求。
2 试验技术分析
在对发动机热管理进行试验的过程中,需要通过对工作状态的模拟才能达到理想的实验效果,因此,图1为系统的结构构造,将车中的相关零部件按照规定的顺序安装在台架上,并且进行试验,事先对室内的环境进行调整,例如温度就是主要的影响因素,将温度调整为车辆在行驶过程中所形成的自然风的状态,为了达到更真实的效果,可以在中冷器的前方额外增添一个风扇,中冷器与风扇之间距离的不同会导致相对风速也产生一定的差异性,另外,将节温器控制在全开的状态之中,同时观察中冷器以及散热器等相关的部件是否能够满足汽车行驶过程中的要求,以此实现对部件的有效控制,这一实验主要是针对汽车零件进行的,为了达到更加理想的行驶效果,在时代发展的今天,通过采用先进的技术完全可以使汽车的各个部件达到进一步优化的目的,并且采用热管理的分析技术,可以对整车进行测试,看其是否需要进一步的改进,以此实现汽车系统的不断完善与优化。通过对相关零件进行的试验,可以将单一的零件匹配方式逐步转化为组合的方式,这不仅是从系统的整体性上考虑的,同时也是基于热管理技术的发展而得出的结论。
改进主要从两方面着手,一是台架硬件改进。增加对试验室内环境的控制要求。这样就能完成冷却系统在不同环境温度下的检测,测量出环境温度变化对整车冷却系统的影响。另一方面要考虑整车匹配过程中,对新增的有散热需求的零件的模拟,预留出一定的台架空间。譬如,客车上常用的液力变矩器和电涡流缓速器,这些零件的热需求,将影响整机的热平衡。改进后的台架不仅要满足商用车的模拟要求,也可以满足工程机械等其它有热管理要求的机型的需求。
第二部分,热管理试验中测量参数的增加和精度提高。在试验中,要完成冷却水系统,机油冷却系统,进排气系统及中冷器等系统的参数测量,测量项目中,不仅需要对发动机内部介质进行测量,同时也需要对环境变量进行测量。这些测量项目,除机油流量没有测量过,其余参数试验室目前都有能力完成。机油流量的测量需要将进入到主油道中的机油引出,经过流量计,再流入油道。
在完成需要测量的项目,将传感器输入的信号嵌入到性能调控系统中,通过对发动机调控系统软件的二次开发,将各种数据和公式整合,可以在显示屏中直观的看到热量在各个零部件之间的传递,不仅可以适时快捷的完成热管理系统的选配试验,而且可以对整体的热管理系统做出评价。试验室可以在这方面进行一定的尝试。
试验中如果需要进行发动机的瞬态试验,对测量传感器的精度提出更高要求。瞬态试验研究是发动机热管理研究的关键,这些研究对测量精度和信号传递时间提出更高的要求。在高精度的试验完成后,将获得的数据与仿真结果进行验证,共同促使热管理技术研究的进步。
结束语
目前的热管理台架试验功能过于单一,通过一定的改进,一方面可以满足仿真计算的需要,另一方面也可在试验基础上对整体系统进行合理匹配,协调优化,使发动机工作在最佳工作环境之中。
参考文献
[1]刘学渊.D30柴油机润滑系统仿真与试验研究[D].昆明:昆明理工大学,2007.
[2]任彪.发动机冷试验系统研究与开发[D].昆明理工大学,2008.
[3]于海群.发动机冷却系统匹配设计及动态特性仿真[D].杭州:江苏大学,2007.