中置式底盘测功机电机通风散热优化研究

摘要

近年来，我国汽车保有量逐渐增多，随之而来的大气污染问题也日益严重，为此，对汽车尾气排放标准的限值要求也越来越严格。在进行汽车污染控制装置耐久性试验时需要用到汽车底盘测功机。
　　本文研究的排放耐久性底盘测功机采用电机中置式，使用双轴伸电机作为测功加载装置，由于其两侧均为输出轴，且均安装有转鼓，无法像普通电机那样在电机轴的一端安装冷却风扇；采用的为光滑机壳表面，相比较拥有散热翅的电机，降低了机壳表面的散热面积；整体工作环境位于地下基坑内，在进行耐久性排放试验时，需长时间连续运行，且运行工况不稳，所有这些都对双轴伸电机的通风散热提出了更高的要求。
　　本文通过查阅大量文献，对各种工程用电机的通风散热研究方法进行分析，最终采用流场和温度场耦合的数值分析方法。通过对双轴伸电机的实际模型进行合理简化，建立了电机定转子的二维物理模型，进行网格划分后，在商用流体力学软件FLUENT中进行基于共轭传热的流场和温度场耦合分析，得出电机内的温度和速度分布云图，并采用和试验测量数据进行对比的方法对数值模型进行验证，在此基础上对双轴伸电机的通风散热进行优化研究，探究了不同入口速度对电机内流场和温度场的影响关系，并对电机的通风系统提出了改进方案，计算结果可为双轴伸电机冷却风机的选型和通风系统的优化设计提供参考依据。并对电机安装在基坑内时的通风散热进行分析，建立二维数值模型，模拟基坑内自然通风和6种不同的机械通风方案，研究基坑内壁上通风口的位置对基坑内空气流通状况的影响情况，计算结果结合工程应用实际，可为基坑尺寸和通风散热技术方案的设计提供参考依据。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 电机通风散热理论基础

2.1 电机通风型式分析

2.2 电机通风散热研究方法分析

2.3 计算流体力学（CFD）基础知识

2.4 本章小结

第三章 中置式底盘测功机电机通风散热优化研究

3.1 双轴伸电机的流场和温度场

3.2 双轴伸电机物理模型的建立

3.3 二维物理模型的平面网格划分

3.4 FLUENT数值仿真求解

3.5 数值仿真结果分析

3.6 数值仿真结果试验验证

3.7 双轴伸电机通风散热改进分析

3.8 本章小结

第四章 电机安装在基坑内的通风散热分析

4.1 中置式底盘测功机的安装使用环境

4.2 基坑内通风方案的设计

4.3 数值模型的网格划分

4.4 FLUENT数值仿真求解

4.5 数值模拟结果的分析

4.6 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢