冷却风扇是发动机正常散热的重要保证,同时也是耗能单元,在满足散热模块对风量、风压要求的前提下,降低冷却风扇对发动机的能量消耗。针对车辆用冷却风扇相关性能参数进行分析,根据结构特点建立数学模型,参考设计空间尺寸和其他参数要求,设定优化设计的目标函数和约束条件,基于惩罚函数法对冷却风扇进行结构优化设计。基于冷却风扇风洞试验和发动机冷却系统台架试验,对比优化前后冷却风扇的性能差异。结果可知,冷却风扇的能耗降低,而效率提高,散热效果基本不变;优化设计达到提高效率降低功耗的目的,风扇效率提高约6%,静压变化小于1%,可认为基本无变化;发动机台架试验表明应用该优化设计方法后,冷却风散与发动机匹配性良好,散热效果达到优化前设计要求;可以在保证风量风压要求的前提下,通过优化风扇相关性能参数,降低冷却风扇自身...

介绍了Bezier曲线和平面叶型参数的相关内容,基于Bezier曲线建立冷却风扇的参数化模型;对冷却风扇的噪声性能、气动性能进行仿真。对比分析参数化模型的仿真结果与原模型的仿真结果和试验结果,从而证实建立冷却风扇参数化模型的适用性。以五个不等截面为试验因素,安排正交试验,研究内弦长、最大相对挠度和最大相对半径在不等截面上的变化对冷却风扇性能的影响规律;在正交试验结果的基础上进行Box-Behnken试验设计,在保证风量不小于原始风量的前提下,以噪声值最低为目标,引用RSM方法求算回归方程,从而确定叶片最优的结构参数,噪声值缩减了4.6%。

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。

根据某型车对风扇驱动系统的需求,完成了具备拓展功能的液压驱动方案设计和参数匹配计算,并进行了台架性能验证。通过对试验数据的分析,证明系统原理可行,参数匹配合理。同时也验证了风扇驱动系统需要对低压溢流回路进行辅助冷却散热,优化了系统液压原理。

根据自扇风冷型地铁永磁牵引电机对冷却效果和气动噪声抑制的平衡设计要求,对分别采用两款冷却风扇的某一地铁永磁牵引电机的冷却效果和气动噪声进行数值分析和试验研究。两款风扇的主要差别在风扇外径,风扇B的外径比风扇A小约23%。研究结果表明,与风扇A相比,风扇B在电机风道内引起的风量、静压和消耗功率分别降低29%、47.4%和53%。在电机额定运行工况下,流量降低使电机温升增加约9 K,其满足电机温升设计要求,而相应的气动噪声降低3.3 dB(A),具有良好的降噪效果。

发动机冷却风扇高速运转时产生的气动噪声主要由离散阶次噪声和宽频涡流噪声构成,尤其叶片产生的离散阶次噪声是整车怠速工况下车内驾驶员和乘客极易感知的噪声源之一,是用户评价车内声学环境舒适性的关键指标,因此,对冷却风扇气动噪声的准确预测至关重要。在建立冷却风扇CFD有限元模型基础上,分别采用DES分离涡模拟和LES大涡模拟求解流场非定常解,同时基于Lighthill声类比理论的FW-H噪声源模型通过仿真预测气动噪声。仿真结果与测试结果的对比分析表明DES分离涡模拟更能够准确预测风扇叶片的周期性离散阶次噪声,而根据LES大涡模拟预测的宽频涡流噪声误差远小于DES分离涡模拟,更能准确捕捉叶片附近不同强度的涡流,同时根据LES模拟预测的总声压级误差更小。

介绍了发动机冷却风扇气动性能的试验方法,利用Fluent软件对C型风管式台架风扇性能测试系统进行了仿真模拟,得到了风扇的流量、静压及静压效率结果。根据风扇图纸上性能数据进行了仿真模型修正,基于修正后模型进行了风扇气动噪声仿真,并与测试进行对比。结果显示,在各测点噪声仿真与测试数值接近且变化趋势一致,验证了仿真方法的有效性,为风扇的优化设计、配套选型提供了参考依据。

机车静液压传动系统实现对冷却风扇的无级调速及自动控制。在一定温度范围内,随着柴油机油、水温度的升高,温度控制阀感知冷却水温变化,自动减小节流口截面,冷却风扇增速,把冷却水温控制在要求的范围内,以保证柴油机工作的可靠性。应用AMESim,对机车冷却风扇旁路节流调速回路仿真分析,获取了批处理可视化仿真数据,展示了调速特性、出口流量特性及液压回路故障。仿真结果:温控阀最大等效直径分别为2.15 mm、4.30 mm、6.45 mm时的马达转速为880 r/min、154 r/min、34 r/min;马达、节流阀的出口流量之和为泵的出口流量。

该文介绍了温控电比例变量液压风扇驱动系统原理和组成,该系统综合运用了液压传动技术、电比例控制技术、多参数传感控制技术,实现了风扇随各散热器冷却介质温度的变化而自动调节,在满足各散热器散热的前提下,使风扇以最低转速运转,实现了整机节能降噪的要求,特别是在环境温度低的工况下工作,节能降噪效果更加突出。

电液比例控制液压系统驱动车辆冷却风扇的技术具有广阔的应用前景，在对该系统进行分析的基础上又进一步进行了试验研究。试验结果表明，将电液比例技术应用于冷却风扇液压传动系统有明显的技术优势。