装载机两种冷却系统热特性对比分析及优化研究

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1、分类号：TH243单位代码：10183研究生学号：2015412089密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）装载机两种冷却系统热特性对比分析及优化研究ThermalCharacteristicsComparisonandOptimizationofTwoKindsofCoolingSystemsforLoaders作者姓名：王帅专业：机械设计及理论研究方向：车辆热管理与节能技术指导教师：秦四成教授培养单位：机械科学与工程学院2018年6月———————————————————————————————装载机两种冷却系统热特性对比分析及优化研究——————————————

2、—————————————————ThermalCharacteristicsComparisonandOptimizationofTwoKindsofCoolingSystemsforLoaders_____________________________________________________________________作者姓名：王帅专业名称：机械设计及理论指导教师：秦四成教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年6月2日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改

3、、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学

4、位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械设计及理论论文题目：装载机两种冷却系统热特性对比分析及优化研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学南岭校区机械科学与工程学院（130025）作者联系电话：15764331505摘要装载机两种冷却系统热特性对比分析及优化研究装载机作为最常用的工程机械之一，在工程施工中发挥着重要

5、的作用，随着技术不断的进步及工程的需要，同时受到国家节能减排和日趋严格的排放标准影响，装载机冷却系统面临着能耗高，冷却能力不足等问题，如何设计出阻力特性小，换热能力强的散热器结构及具有高效冷却性能的冷却系统成为了研究人员们关注的重点。本文以一种装载机新型双循环冷却系统为研究对象，以某50型装载机原冷却系统作为对比分析对象，根据强化传热理论，基于数值模拟技术对两种冷却系统散热特性进行研究，结合装载机整车冷却系统试验，验证数值分析方法的可行性与准确性。本文针对装载机冷却系统主要进行了以下主要研究工作：（1）本文对两种冷却系统进行对比分析，冷却系统内各散热器均采用板翅式结构，根

6、据传热学相关理论，对板翅式散热器流道内翅片传热机理进行了阐述。以两种冷却系统内发动机空冷及水冷中冷器内部的锯齿和波纹型翅片为例，对两种中冷器翅片进行单元体仿真分析，并对两种中冷器冷侧翅片单元体内部的温度场、压力场和速度场进行了具体的分析讨论，根据冷热侧翅片仿真结果拟合出翅片压降随流速的变化曲线，从而求解得到了多孔介质模型的多孔介质参数。针对锯齿和波纹型翅片的主要结构参数进行了研究，分析不同结构参数下锯齿和波纹型翅片的传热特性和阻力特性的变化。（2）运用多孔介质模型对两种冷却系统中发动机中冷器整体模型进行仿真，分别对两种中冷器内部热特性与阻力特性分布状态进行分析。为了分析增

7、压空气在冷却回路内的压力变化，对增压空气全程压力损失计算公式进行了推导，分析了不同发动机转速下两种中冷器内增压空气全程压力损失大小，并给出了发动机最大转速下，增压空气全程各部位压降情况。经计算，在发动机最大转速下，水冷中冷器增压空气全程压力损失比空冷中冷器减少了4.78kPa。通过对增压空气在回路内流动状态的分析，推导出增压空气在冷却回路内流动所需时间计算公式，并对比分析了增压空气在回路内的流程迟滞效应。对水冷中冷器进行优化设计，分别对水冷中冷器冷侧流道流动形式和中冷器芯体结构尺寸进行优化分析，优化后的水冷中冷器冷侧压力损失降