Введение 4
1 Системы охлаждения двигателя легкового автомобиля 7
1.1 Анализ конструкций системы охлаждения двигателей легкового
автомобиля 7
1.2 Тенденции развития систем охлаждения двигателей легкового
автомобиля 13
1.3 Обзор методов проектирования систем охлаждения двигателей
легкового автомобиля 19
1.4 Обзор программного обеспечения проектирования систем охлаждения
двигателей легкового автомобиля 21
Выводы 22
2 Разработка в САПР электронных моделей конструкции системы
охлаждения легкового автомобиля 23
2.1 Описание конструкции узлов системы охлаждения легкового
автомобиля 23
2.2 Построение в САПР электронной модели сборки системы охлаждения
двигателя автомобиля 26
2.3 Построение в САПР электронной модели трубопроводов системы
охлаждения двигателя автомобиля 31
Выводы 47
3 Инженерный анализ процессов течения жидкостей в трубопроводах
системы охлаждения двигателя в САПР 48
3.1 Построение сетки конечных элементов для базовой конструкции системы трубопроводов 48
3.2 Разработка гидравлической модели течения жидкости в трубопроводе
системы охлаждения с учетом теплообмена 63
3.3 Инженерный анализ расчета потока жидкости и теплообмена в
трубопроводе системы охлаждения 79
Выводы 89
4 Совершенствование базовой конструкции трубопровода системы охлаждения на основе моделирования в САПР 91
4.1 Влияние рассматриваемых параметров гидродинамики и теплообмена
на работу жидкостной системы охлаждения двигателя и их учет в конструкторской работе 91
4.2 Разработка модели усовершенствованного трубопровода системы
охлаждения в САПР 93
4.3 Идентификация параметров работы новой конструкции трубопровода на основе моделирования процессов течения жидкости с учетом
теплообмена в САПР 99
Выводы 108
Заключение 109
Список используемой литературы и используемых источников 111
Купить

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания происходит нагрев его деталей горячими газами результате трения между подвижными деталями.
Отвод и передача во внешнюю среду этой теплоты маслом, смазывающим детали, менее интенсивны, чем подвод, в результате чего может произойти нагрев деталей двигателя до критической температуры, которая способна повлиять на устойчивую работу двигателя, снизить его экономичность, мощность и экологические показатели, возможно разрушение деталей двигателя.
Для обеспечения стабильного температурного режима двигателя применяется система охлаждения двигателя, представляющая собой совокупность устройств, позволяющих изменять интенсивность отвода тепла в зависимости от режима работы.
Система охлаждения двигателя влияет на эксплуатационные качества двигателя и его конструкцию, поэтому выбору типа системы охлаждения и ее проектированию уделяется много внимания.
Для соответствия автомобилей и их двигателей современным показателям, требуется максимальная эффективность всех их систем, в том числе системы охлаждения. Целью работы является разработка методики проектирования эффективной системы охлаждения двигателя автомобиля, для повышения характеристик ДВС, улучшения экологических показателей силового агрегата [2], комфорта водителя и пассажиров.
Обеспечение наибольшей эффективности системы охлаждения двигателя возможно за счет управления потоками тепла и минимизации гидравлических потерь по всей длине трубопровода и на местных сопротивлениях, а значит не допускаются элементы конструкции трубы, генерирующих повышенное сопротивление. Существующие конструкции системы охлаждения двигателя могут быть усовершенствованы для повышения и улучшения характеристик автомобиля.
С целью обеспечения улучшения характеристик трубопроводов системы охлаждения на этапе их проектирования необходимо совершенствование методики проектирования эффективной системы охлаждения двигателя автомобиля путём анализа потерь в трубопроводах системы с применением функционала САПР.
Для выполнения поставленной цели необходимо:
- провести обзор и анализ существующих конструкций систем охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС);
- разработать модель течения жидкости в разветвленной системе охлаждения ДВС до водяного насоса с учетом гидравлических потерь и теплообмена потока жидкости в подкапотном пространстве;
- разработать методику проектирования соединительных
трубопроводов в системе охлаждения двигателя с учетом гидравлических потерь и теплообмена в САПР;
- разработать техническое задание для создания усовершенствованной конструкции соединительного трубопровода в системе охлаждения ДВС.
Научная новизна магистерской диссертации состоит в разработке новой методики проектирования эффективной системы охлаждения двигателя автомобиля в САПР, что повысит характеристики автомобиля и комфорт пассажиров и водителя.
Объектом исследования является система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, предметом исследования - теплообмен и потери при протекании жидкости в каналах системы охлаждения двигателя автомобиля.
В процессе выполнения работы будут использоваться методы вычислительной гидродинамики, в частности расчетный модуль Simcenter Thermal/Flow.
Теоретической значимостью будет являться методика проектирования трубопроводов системы охлаждения на основе численной оценки потерь в трубопроводах.
Практической значимостью выполненной работы будет являться повышение:
- эффективности работы ДВС,
- топливной экономичности за счет сокращения времени прогрева,
- комфорта пассажиров за счет ускоренного прогрева салона.
Данная разработка будет применена в будущих автомобилях.
Купить