计及NVH的工程机械热管理系统分析

摘要

随着我国城镇化的快速发展，工程机械行业迎来了高速发展的黄金时期。目前，我国在全球工程机械市场中占据主导地位，人们对工程机械的关注也越来越多。在中国经济持续高速发展的背景下，对我国工程机械行业的拉动会越来越明显。未来的中国工程机械行业必然也会有更进一步的发展，对于工程机械方面的研究也经历了从无到有，从小到大的变化，从最早期的只是注重工程机械的实用性，到如今对舒适性和噪声控制的要求愈来愈高。工程机械同汽车行业比较还是有着比较大的区别，就目前来看，工程机械的整车热管理及NVH噪声研究是重中之重。
　　随着计算机数值模拟技术的快速发展，其在工程机械的研究中占据着越来越重要的位置。本文正是基于此背景对工程机械热管理以及NVH噪声的计算机数值模拟，对以推土机为代表的工程机械发动机舱热管理和风扇的流场以及噪声做了一定的探究。
　　本文以某型号推土机为研究原型，出于对发动机舱热管理数值模拟时间上的可控性以及结果的相对准确度，选取了推土机的发动机舱以及附近的子系统作为数值模拟的几何模型，经过一维与三维数值模拟的耦合对其提供精确地边界条件，计算完成后对标准工况下的模型做了实车的标定实验，对两者进行数值上的对标，以此来保证数值模拟的准确性，其次，对推土机在最大扭矩工况下的温度场和流场进行详细的分析，并且与标准工况进行对比，最后将环境温度较高的标准工况作为辅助模型，进行了简单的分析。
　　在发动机舱的热管理分析中，风扇在发动机舱的热管理系统中发挥着至关重要的作用，它是整个流场的动力源。基于此，本文将风扇单独摘出来，对其进行流场、噪声的稳态分析以及噪声的瞬态仿真分析，通过流场、噪声的稳态分析来确定风扇噪声源的位置以及激发机理，通过风扇噪声的瞬态分析在声压接收点的声压值随频率的变化，在瞬态噪声分析的基础上分析了风扇叶片数（奇偶数）以及风扇叶片安装形式（叶片不等距）对噪声的影响，并且提出了风扇的降噪方案，在确保风扇流量的基础上，尽可能的降低风扇的噪声。

目录

声明

摘要

主要符号说明

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 工程机械热管理研究

1．3 基于热管理系统的噪声研究

1．4 本文研究主要内容

第二章 推土机热管理系统

2．1 模型计算的理论依据

2．2 推土机发动机舱的基本结构

2．3 数学模型前处理

2．3．1 总体建模

2．3．2 模型网格

2．3．3 发动机舱数学模型的研究

2．4 标准工况下的流场和温度场模拟结果

2．4．1 流场模拟情况

2．4．2 温度场模拟情况

2．4．3 与实验值的标定

2．5 最大扭矩工况下的流场和温度场模拟结果

2．5．1 流场模拟情况

2．5．2 温度场模拟情况

2．6 标准工况(45℃)下的流场和温度场模拟结果

2．6．1 流场模拟情况

2．6．2 温度场模拟情况

2．7 本章小结

第三章 风扇流动及噪声仿真

3．1 模型计算的理论基础

3．2 气动性能计算

3．2．1 计算模型

3．2．2 仿真模型选择与参数设置

3．2．3 流场计算仿真及结果分析

3．3 瞬态噪声流场分析

3．3．1 计算模型的设定

3．3．2 噪声流场分析结果

3．4 本章小结

第四章 风扇的气动性能因素分析

4．1 叶片数量

4．2 叶片的安装形式

4．3 本章小结

第五章 全文总结与展望

5．1 本文总结

5．2 本文展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文