基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计

针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了17.2%。通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为1.6 kW的IGBT模块保持在约25℃,满足其散热需要,为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导。

汽车发动机冷却系统故障检测及维修

汽车是信息时代最主要的交通工具之一,在实际行驶过程中会产生大量的热量,为保证发动机能够正常运转,汽车自带冷却系统会及时散热,由此可以看出冷却系统是汽车发动机重要组成部分。然而汽车发动机冷却系统在运行过程中也会出现故障,如冷却液温度过高、冷却液温度过低、冷却液渗漏等,这些故障不仅会影响发动机运行,还会导致汽车其他机械部件处于不稳定状态,反而增加驾驶风险性。本文就汽车发动机冷却系统故障检测及维修展开系统化研究,从汽车发动机冷却系统运行原理分析入手,阐述汽车发动机冷却系统常见故障,随后叙述汽车发动机冷却系统故障检测及维修方法与系统维修及养护,希望能够为相关工作人员提供支持,进一步提高汽车安全水平。

发动机冷却液温度传感器扭矩不达标故障研究及优化

某型号发动机冷却液温度传感器的密封方式采用复合材质垫片密封,基于扭矩-转角法进行拧紧,目标力矩设计为22N·m,监控转角限制为68°,在发动机装配线试生产时出现批量拧紧力矩不达标故障,拧紧曲线显示,传感器在监控转角内拧紧力矩达不到目标力矩,导致拧紧机报警。经过扭矩试验和面压试验研究,找到故障原因是垫片摩擦系数过低或拧紧力矩过大。提出三个优化方案:优化复合垫片、更改铝垫片和降低安装力矩,通过验证三个方案均可有效解决基于扭矩-转角法传感器拧紧力矩不达标的故障。

基于1D/3D耦合仿真的某大功率重型货车冷却系统性能研究

随着经济的快速发展,人们对商用车的功率需求越来越高,大功率意味着更高的散热负荷,这对发动机冷却系统的匹配及系统的空间布置提出了更高的挑战。针对装配600马力发动机的某重型商用车,采用1D/3D耦合仿真的手段建立整车热流场模型与发动机冷却系统一维模型,研究了护风罩、导流板对散热器进风流量与进风平均温度的影响;并根据发动机热平衡试验数据,完成了冷却系统的匹配计算,同时进行了整车热平衡试验验证。结果表明:与单层护风罩相比,C型护风罩所引起的湍动能较小,因而可以提供更大的风量;当水泵速比由2.2降至为1.8时,转矩点和功率点出水温度分别为99.2和96.2℃,可满足冷却的需求,同时也降低了水泵的能耗,此外整车环境舱试验也验证了仿真模型的准确性,在大转矩工况下C型护风罩可以有效降低冷却系统的水温。

叶片穿孔数对冷却风扇气动性能和噪声性能的影响研究

为了降低车用环形冷却风扇的气动噪声,以某款环形冷却风扇叶片结构作为研究对象,设计了叶片穿孔结构,并且采用数值模拟的方法,研究了叶片穿孔数对车用环形冷却风扇气动性能和噪声性能的影响规律。首先,建立了冷却风扇气动及噪声性能计算模型,采用了大涡模拟与福克斯·威廉姆斯和霍金斯(FW-H)方程对其进行了仿真计算,并对结果进行了试验验证;然后,设计了叶片穿孔定位方式,得到了三种叶片穿孔模型,并对其气动及噪声性能进行了计算;最后,对原风扇模型和叶片穿孔模型的流场与声场进行了分析,获得了不同穿孔数对环形冷却风扇性能的影响规律。研究结果表明:穿孔结构可有效降低环形冷却风扇离散频率噪声和总声压级,其中模型B效果最好,其较原风扇模型的A计权总声压级降低4 dB;风量和静压效率随穿孔数量增加而相应降低;分析环形冷却风扇流场及声场分布情况可知,穿孔结构能够有效减少叶尖低速回流区的产生,并且在一定程度上抑制了叶片尾涡脱落,从而降低了穿孔结构风扇的噪声。该研究结果可为后续车用环形冷却风扇的性能优化设计提供新思路。

某发动机冷却水套散热性能分析及优化

为准确评估发动机水套换热性能,基于AVL_FIRE软件对某发动机缸盖、缸体水套的流速、换热系数进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真分析。仿真结果表明:第4缸排气侧流速相对其他缸偏低,部分区域换热系数较小,无法满足评价标准;缸盖集成排气歧管后端法兰处冷却液流速较低,下层水套基本没有冷却液流动,为流动死区,容易使热负荷集中;冷却液体积流量为136 L/min时,发动机水套流阻为42 kPa,相对匹配功率为450 W的电子水泵,水套流阻较大。将第4缸气缸垫的一个水孔截面积增大80%,增设1个气缸垫水孔,另外一个水孔截面积减小10%,同时将堵棒流通长度增加150%,通过碗形塞优化排气歧管后端水套上、下层的连通,对优化水套进行CFD分析及流-固耦合分析,结果表明:冷却液体积流量为136 L/min时,水套流阻为35 kPa,满足匹配的电子水泵功率要求;优化后第4缸缸体下层水套冷却液流动明显改善,第2、3缸进排气门鼻梁区后端换热系数偏低,但缸盖水套关键区域温度满足限值要求。

重型汽车冷却系统的优化设计与试验

随着商用车的使用场景不断扩展,尤其是重型汽车匹配大马力发动机,其发热量相对较高,对发动机冷却系统的散热能力要求逐步提升。本文以中国重汽研发的某重型卡车为研究对象,针对车辆在运行过程中出现的发动机高温问题进行分析研究,提出改进方案,并对冷却系统结构和布置进行改进设计,组织样件的台架试验,对比设计参数进行优化,组织整车的热平衡试验,提出最终的改进方案,显著改善了该车的散热能力。

汽车冷却液加注液面问题分析研究

文章主要分析讨论汽车冷却液加注液面不合格问题,同时提出一些工艺优化加注的措施。首先对汽车冷却液加注的原理、功能和结构等方面做介绍,然后结合汽车冷却系统结构来分析加注冷却液问题。汽车冷却液加注液面过程异常,会导致发动机温度升高报警,特别是直接与高温气体接触的零件,会因受热膨胀影响正常的配合间隙,导致运动件受阻甚至卡死,大大影响整车的行驶性能。文章在大量试验和生产经验的基础上,对汽车冷却液加注液面不合格问题进行分析和提出优化方案。

水冷型高功率动力电池包冷却结构优化

车用高功率动力电池放电倍率大、产热快,易出现电芯过热问题,以优化水冷型高功率电池模组放电散热能力为研究目的,对电池模组冷却参数进行组合探究。搭建模组放电-产热耦合仿真模型,以冷却液温度T、流速V,冷管宽度W、高度H为优化边界建立四因素-四水平正交试验,利用极差分析法完成了各因素对响应目标影响的权重计算,结果显示:对模组最高温度和最大温差影响最大的因素分别是冷却液温度和流速。在权重计算结果基础上结合响应目标直方图和电芯表面温度分布图确定了全组最优解,较优方案Ι台架试验结果与仿真值相吻合,验证了本次优化方法的正确性。

基于电子节温器的技术研究和应用

电子节温器是发动机节能减排的重要调节装置之一,它的主要作用是保证冷却液温度在合适的范围内,既要保证发动机不过热,也要防止发动机过冷。同时由于电子节温器具有更快的响应速度和较宽的工作温度范围,可以根据不同的工况的需要,实时不同的控制策略,从而满足发动机智能热管理的需求,达到节能减排的目的。本文结合电子节温器的结构特点和主要特性参数,对电子节温器在发动机上的应用进行归纳、分析和总结,并对未来发展方向进行展望。

基于StarCCM+的汽车风扇自动设计平台研究

随着工业制造和计算机信息技术的发展,当前商业仿真软件越来越难以满足汽车零部件的开发要求,这些软件有着对设计人员工程经验要求高、开发周期长、开发过程不可控等缺点。通过软件技术进行了基于StarCCM+的二次开发,设计了专门面向汽车风扇的自动化设计软件平台,同时运用相关数据库技术,对有效数据进行及时的保存,方便开发人员对历史数据的调用,降低了对开发人员的工程经验要求,缩短了开发周期,并使得整个开发过程可视化,以充分适应目前企业高效率产品开发的要求。

汽车空调管路随机振动强度分析及其改进

针对某款乘用车路试期间空调管路焊缝附近发生断裂的问题,在预应力模态分析的基础上对其进行了随机振动有限元分析,发现其强度薄弱部位与路试断裂部位一致,采用增大焊缝圆角尺寸的方法对管路与接头处焊缝尺寸进行优化,再次对其进行随机振动有限元分析。结果表明,断裂焊缝处三个振动方向的最大应力分别降低了9.8%、29.5%、45.2%,最大应力由112.1 MPa降低至86.1 MPa,低于其材料屈服极限,满足强度要求。研究为汽车空调管路随机振动有限元分析与焊接结构强度优化提供参考依据。

基于仿生学的MC9风扇改进与信噪比分析

为降低国内某液压挖掘机用冷却风扇噪声,首先应用相似原理对风扇进行3D打印,将其置于相应的GB/T1236-2017、SB002-1987实验台中开展气动和噪声测试;随后,基于仿生学理论提出由齿槽宽、条纹间距、条纹宽度组成的降噪结构,确认对应的9种正交试验改进方案,并获取相应的性能数据;再后,将经过节能初筛后方案的气动性能、噪声、声学图像与原方案进行对比,确认可行方案;最后,利用信噪比(Signal-to-noise Ratio,SNR)分析确定结构参数对性能的贡献率。结果表明:改进方案9功耗下降2%,其流量和静压峰值均近似提高5.8%,而组合3具有相对较好的噪声性能,在监测点处分别减少2.4、2.1、3.3、2.8 dB;在所得贡献率中,齿槽宽、条纹间距、条纹宽度分别为40.45%、33.61%、25.94%。

基于数值模拟的汽车散热器总成强度分析

为提高汽车散热器总成分析精度,并解决散热器边板易断裂的问题,提出一种基于数值模拟的可靠性建模与分析方法。先采用Catia软件建立散热板三维参数模型,在权衡计算复杂程度、模拟精度和稳定性等情况后将三维模型进行四面体网格离散;利用模型进行仿真测试,分析散热器边板易断裂的原因,并根据散热器受力情况提出优化方案;最后对优化方案进行测试,结果表明采用该分析方法可以准确判断汽车散热器受力来源,优化方案能克服边板易断裂的问题,并通过了相应的实车测试。

基于SPD1148单片机的车用有刷电机风扇控制器设计

冷却风扇是发动机冷却系统必不可少的一个重要组件。为提升汽车发动机冷却系统核心器件的自主可控率,本文提出一种基于国产MCU的车用直流有刷电机电子风扇控制器。系统以国产SPD1148作为主控芯片,根据电子风扇的应用需求,采用模块化设计,完成了系统的外围电路设计。测试结果在预期范围内。本方案具有很强的工程实用性,是对芯片国产化的一次应用尝试,也为电子风扇控制器后续的相关开发和改进提供参考。

自然对流下散热器的结构优化设计

随着车载电子系统娱乐化、网络化功能要求不断提升,车载电子系统散热要求不断提升,散热器的运用日益增多。鉴于车载系统环境恶劣、对寿命及稳定性要求高,车载电子散热系统多以自然对流系统散热为主,本文为了更好的指导工程师进行散热器设计,深入研究了自然对流下散热片的材质、翅片间距、翅片高度、翅片厚度、基座厚度、翅片布置方向等因素对散热效果的影响,以期指导工程师设计出质量轻、成本佳、散热效果好的散热器。

散热器水室腔体结构对各散热管流量分布及性能的影响

大众第5代EA888发动机在上汽大众MQB平台某车型上全球首发,为满足该发动机最大功率的散热及系统内阻需求,前端高温散热器全新开发。为最大限度降低系统内阻,文章通过CFD仿真手段,研究分析了水室内腔不同形状的导流片以及腔体R角调整等方案对散热器性能和内阻的影响,并最终确认了一款性能和内阻最优的前端高温散热器方案。

整车冷却三维/一维仿真及风洞试验研究

以某款增压发动机车型为研究对象进行一维和三维联合仿真,并通过整车风洞试验验证。三维仿真获得冷却模块气体流量,一维仿真求解系统水温,借助风洞试验对标。仿真结果与风洞试验误差低于2%,证实了三维/一维仿真的有效性;散热量输入的准确性对仿真结果影响较大,当散热量增加14.2 kW时,发动机出水温度增加10.7℃。

基于应力分析的汽车散热器设计研究

汽车散热器是汽车冷却系统的重要部件,其设计质量会直接影响发动机运行安全及企业市场竞争力。当前,在汽车行业高质量发展之际,生产企业应结合产业升级优化要求,持续提高汽车散热器设计水平。鉴于此,概述了汽车散热器构成要素与运行原理,并在应力分析基础上对其设计及优化情况进行了具体探讨。

高压SVG智能化散热控制策略研究与应用

本文介绍了新风光电子科技股份有限公司的风冷SVG,通过升级控制算法,使用低压变频器、各种环境传感器,实现散热风机智能化控制,在节能减排、提高环境适应性上有很好的应用效果。