工程机械发动机自调角节能冷却风机研究

摘要

论文叙述了工程机械发动机出现的过冷与过热现象的产生原因,及其对发动机工作效率和寿命影响。分析了现有三种工程机械发动机冷却风机的优缺点,设计出一种区别于前三种方式的自动调角冷却风机。以ZL50C装载机发动机为基础,重新设计了一款自动调角冷却风机及其自动调角机构,运用Pro/e软件建立三维风机模型,导入到Fluent软件模拟出自动调角冷却风机在不同叶片安装角下的风机内部流场,再通过Tecplot软件绘制出对应不同叶片安装角风机流量-效率、流量-全压曲线,确定风机高效运行的安装角范围,又通过fluent对最佳叶片安装角风机进行全流场仿真,计算出流场内的各项气流参数,反映出风机的空气动力性能,仿真出风机流场内空气流线图和叶轮上的静压分布云图,仿真结果可以真实反映风机设计的优良特性。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 概述

1.2 国外工程机械发动机冷却风机

1.3 国内工程机械发动机冷却风机

1.4 问题的提出及研究意义

1.5 主要研究内容

2 自动调角冷却风机设计原理

2.1 自动调角冷却风机

2.2 自动调角冷却风机冷却系统

2.3 自动调角原理

2.4 热驱动装置原理

3 发动机散热量计算

3.1 发动机冷却系的有效性

3.2 发动机需要的散热量计算

3.3 水循环流量q_(v,w)

3.4 冷却空气的体积流量q_(v,a)

3.5 风扇供气压强

4 风机气动设计

4.1 风机设计方法确定

4.1.1 孤立翼型设计初选参数

4.1.2 等环量设计叶片步骤

4.2 风机翼型基本几何参数

4.3 等环量计算第一步

4.3.1 叶轮级的型式和级数

4.3.2 转速n的选择

4.3.3 圆周速度u_t的选择

4.3.4 叶轮直径的确定

4.4 等环量设计第二步

4.4.1 轮毂直径d的确定

4.5 等环量第三步

4.5.1 叶片计算截面的确定

4.5.2 叶片数目

4.5.3 计算数据表

4.5.4 叶片的绘制

5 叶片强度校核计算

5.1 静强度设计计算

5.1.1 设计计算数据

5.1.2 载荷计算

5.2 强度校核

5.2.1 应力计算

5.3 本章小结

6 自动调角机构设计

6.1 锥齿轮副的设计

6.1.1 齿轮类型

6.1.2 初选参数

6.1.3 齿轮模型

6.2 驱动轴套设计

7 风机安装角确定与性能分析

7.1 风机物理模型的建立

7.2 仿真计算采用的数学模型

7.3 Fluent仿真

7.4 全压流量曲线

7.5 流量效率曲线

7.6 本章小结

8 风机内部流场仿真

8.1 建立风机三维模型

8.2 建立风机流域模型

8.3 数学模型

8.4 Fluent仿真试验

结论

参考文献

作者简历

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