整車熱系統(tǒng)集成學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1整車熱系統(tǒng)集成整車熱系統(tǒng)集成第一頁，共42頁。1.1 中國整車熱系統(tǒng)開發(fā)中國整車熱系統(tǒng)開發(fā)(kif)的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程第2頁/共42頁第二頁，共42頁。1. 整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述(i sh)1.2 整車熱系統(tǒng)研究整車熱系統(tǒng)研究(ynji)范圍范圍整車熱系統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng)整車熱管理第3頁/共42頁第三頁，共42頁。1.3 汽車汽車(qch)熱系統(tǒng)發(fā)展趨勢熱系統(tǒng)發(fā)展趨勢 第4頁/共42頁第四頁，共42頁。1.4 1.4 集成集成(j chn)(j chn)的價值的價值第5頁/共42頁第五頁，共42頁。動力總成冷卻系統(tǒng)設(shè)計(shj)輸入第6頁/共42頁第六頁，

2、共42頁。2.1 動力動力(dngl)總成散熱量輸入總成散熱量輸入2.1.1 動力動力(dngl)總成輸入總成輸入 第7頁/共42頁第七頁，共42頁。動力(dngl)總成冷卻系統(tǒng)第8頁/共42頁第八頁，共42頁。2.1.2 渦輪增壓器冷卻渦輪增壓器冷卻(lngqu)第9頁/共42頁第九頁，共42頁。發(fā)動機及渦輪增壓器冷卻(lngqu)需求關(guān)注發(fā)動機新技術(shù)(jsh)對散熱量的影響：PFISIDI集成式排氣管 第10頁/共42頁第十頁，共42頁。2.1.3 變速箱冷卻需求變速箱冷卻需求液力變矩器損失：受變速箱標(biāo)定影響大液力變矩器損失：受變速箱標(biāo)定影響大油泵損失油泵損失其它其它(qt)損失：齒輪攪油

3、損失：齒輪攪油第11頁/共42頁第十一頁，共42頁。2.2 銷售銷售(xioshu)區(qū)域區(qū)域氣溫：熱區(qū)，中等區(qū)域，冷區(qū)車速：最高車速要求(yoqi)（德國）坡度：最大坡度l各區(qū)域冷卻系統(tǒng)工作(gngzu)的最惡劣工況第12頁/共42頁第十二頁，共42頁。l中東中東(zhngdng)？撒哈拉？歐洲？撒哈拉？歐洲？第13頁/共42頁第十三頁，共42頁。l溫度溫度(wnd)調(diào)研調(diào)研月最高平均氣溫第14頁/共42頁第十四頁，共42頁。2.3 整車負荷整車負荷(fh)l該車輛(chling)設(shè)計的最大工作負荷滿載車重：中高速爬坡的主要負荷風(fēng)阻系數(shù)：高速平路行駛(xngsh)的主要負荷輪胎滾阻車速：項目定

4、義的最高車速（斷油控制）拖車：項目定義的拖車重量（歐洲？北美？）第15頁/共42頁第十五頁，共42頁。2.4 框架框架(kun ji)尺寸尺寸l允許的情況下，盡量爭取大迎風(fēng)(yng fng)面積有利于換熱器減薄設(shè)計，降低重量有利于降低風(fēng)扇功率，降低成本和能耗(nn ho)有利于增加設(shè)計帶寬，動力總成升級時避免車身改動第16頁/共42頁第十六頁，共42頁。2.5 能耗能耗(nn ho)需求需求l降低能耗(nn ho)需求油耗需求(xqi)成本需求(xqi)風(fēng)扇功率降低發(fā)電機功率降低電池功率降低第17頁/共42頁第十七頁，共42頁。l降低(jingd)能耗需求的方法增大前格柵開口面積調(diào)整格柵開口位

5、置，盡可能正投影到換熱器改善(gishn)氣流導(dǎo)向降低換熱器風(fēng)阻降低發(fā)動機艙背壓增大換熱器迎風(fēng)面積格柵開口正投影到換熱器改善密封，增加導(dǎo)流板第18頁/共42頁第十八頁，共42頁。整車阻力 = 風(fēng)阻 + 滾阻 + 坡道阻力風(fēng)阻系數(shù)橫截面積滾阻系數(shù)車重坡度車重發(fā)動機功率 = 動力 + 傳遞損失 + 附件損失風(fēng)阻系數(shù)橫截面積滾阻系數(shù)車重坡度車重冷卻系統(tǒng)設(shè)計(shj)第19頁/共42頁第十九頁，共42頁。冷卻系統(tǒng)能力動力總成功率扭矩變速箱速比/換擋圖整車負荷/阻力發(fā)動機臺架數(shù)據(jù)渦輪增壓器散熱變速箱散熱整車工作點動力總成散熱量冷卻系統(tǒng)設(shè)計(shj)第20頁/共42頁第二十頁，共42頁。冷卻系統(tǒng)耦合設(shè)計(

6、shj)第21頁/共42頁第二十一頁，共42頁。強化某一換熱器設(shè)計(shj)會影響其它部件單個部件本身也存在耦合設(shè)計(shj)需求多工況耦合設(shè)計(shj)內(nèi)阻(ni z)VS流量風(fēng)阻VS風(fēng)量各工況均需滿足性能需求第22頁/共42頁第二十二頁，共42頁。單雙風(fēng)扇有刷，無刷材料(cilio)：尼龍，PP壓頭VS風(fēng)阻：高低負荷，日歐壓頭差別第23頁/共42頁第二十三頁，共42頁。冷卻系統(tǒng)耦合設(shè)計(shj)第24頁/共42頁第二十四頁，共42頁。l帶中冷器的冷卻(lngqu)模塊結(jié)構(gòu)第25頁/共42頁第二十五頁，共42頁。l 壓縮機切斷(qi dun)控制冷卻系統(tǒng)控制水溫過高空調(diào)壓力過高空調(diào)壓力過低轉(zhuǎn)

7、速過高電壓過高電壓過低第26頁/共42頁第二十六頁，共42頁。l壓縮機切斷(qi dun)控制冷卻系統(tǒng)控制(kngzh)第27頁/共42頁第二十七頁，共42頁。動力總成散熱效率系統(tǒng)充注空間尺寸風(fēng)量性能NVH動力總成降低高負荷下的散熱冷卻系統(tǒng)在工廠或售后充注降低空間尺寸占用提高風(fēng)量利用率滿足各部件冷卻需求降低噪音振動降低電量消耗第28頁/共42頁第二十八頁，共42頁。由動力(dngl)總成產(chǎn)生的熱量分布，從而采取措施避免整車各零件超過溫度限值導(dǎo)致耐久性影響、損壞乃至燃燒太陽輻射導(dǎo)致的溫度變化；零部件內(nèi)部自身產(chǎn)熱。第29頁/共42頁第二十九頁，共42頁。第30頁/共42頁第三十頁，共42頁。零件(

8、ln jin)材料特性：除密度、熱傳導(dǎo)率、比熱等基本特性外，還要考慮在長期置于不同溫度下對零件(ln jin)的影響零件(ln jin)工作或所處的溫度：包含車速、負荷、環(huán)境溫度等條件零件(ln jin)在對應(yīng)的運行條件的時間、頻次等：工況VS時間/頻次第31頁/共42頁第三十一頁，共42頁。金屬材料非金屬材料負荷(fh)材料黑色金屬及合金有色金屬及合金有機材料無機材料第32頁/共42頁第三十二頁，共42頁。第33頁/共42頁第三十三頁，共42頁。熱量產(chǎn)生速率熱量被空氣帶著速率熱量在零件集聚的速率第34頁/共42頁第三十四頁，共42頁。環(huán)境條件整車負荷車速(ch s)風(fēng)扇狀態(tài)時間長度第35頁/

9、共42頁第三十五頁，共42頁。大量數(shù)據(jù)采集確定(qudng)本地區(qū)的駕駛工況第36頁/共42頁第三十六頁，共42頁。最大熱源機油或水溫過高會導(dǎo)致發(fā)動機過熱關(guān)注發(fā)動機高負荷怠速熄火后，缺乏(quf)空氣流動帶來的對周邊零件的影響；渦輪增壓發(fā)動機尤甚第37頁/共42頁第三十七頁，共42頁。常規(guī)行駛工況，約三分之一的能量(nngling)通過排氣系統(tǒng)主要的輻射源關(guān)注與周邊零件的距離第38頁/共42頁第三十八頁，共42頁。冷凝器，中冷器，油冷器和水箱的部分熱量，隨空氣進入發(fā)動機艙冷卻模塊帶走動力(dngl)總成和空調(diào)系統(tǒng)的熱量，但熱空氣可能會導(dǎo)致發(fā)動機艙內(nèi)電池、電子模塊等溫度超標(biāo)第39頁/共42頁第三十九頁，共42頁。第40頁/共42頁第四十頁，共42頁。前期介入CFD模擬(mn)實車測試試驗和模擬(mn)比對，經(jīng)驗總結(jié)間隙控制：前期輸入有限的情況下