基于AMESim的农用发动机冷却散热器仿真与优化设计

以典型农用发动机冷却系统为研究对象,开展了基于AMESim仿真软件的建模、仿真分析与核心部件优化设计研究。在对发动机冷却系统基本结构及工作原理的分析基础上,应用AMESim软件中的冷却系统库、热力库、热液压库及信号控制库建立了发动机冷却系统的一维仿真模型。首先通过仿真计算分析发动机冷却系统中散热器的工作性能,并通过仿真值与试验值的对比,证实了所建立的AMESim仿真模型的可靠性,为冷却系统关键部件优化设计提供了模型与技术支持。然后,进行冷却系统散热器有效正面积优化设计的仿真研究。结果表明,发动机冷却系统对散热器的宽度更敏感,合理增大散热器有效正面积可以提高冷却系统对发动机的冷却效果。     

工程机械车辆发动机冷却系统仿真与优化

文章分析工程机械车辆发动机冷却系统基本原理及主要部件性能,采用AMESim仿真软件搭建冷却系统的仿真模型,基于风洞实验验证模型的准确性;研究环境温度、水泵传动比以及散热器翅片波距对冷却系统的影响,并探讨冷却系统性能的优化路径。结果表明,环境温度过高会使冷却系统性能显著下降,适当提高水泵传动比和降低散热器翅片波距可以提高冷却系统的冷却性能。该文设计的2款散热器通过优化散热器翅片波距提高了冷却系统性能。     

基于Matlab/Simulink和AMESim的PEMFC冷却系统联合仿真

为研究质子交换膜燃料电池发动机冷却系统控制策略,针对45kW PEMFC发动机设计了综合型冷却系统,运用Matlab/Simulink和AMESim软件建立了冷却系统联合仿真模型,模型主要由冷却循环泵、冷却水管路、膨胀水箱、旁路分流阀、散热器和中冷器组成.利用该模型对PEMFC在各工况点的冷却特性进行了仿真,分析了冷却系统各部件对冷却效果的影响,为制定PEMFC发动机温度控制策略提供了依据.     

基于AMESim的弹簧制动气室动态特性仿真研究

以商用车辆弹簧制动气室为研究对象,通过对其工作原理进行分析,利用Solid Works软件绘制出弹簧制动气室的三维结构实物图。基于该制动气室的数学模型,在多领域系统仿真分析软件AMESim中运用PCD气压元件设计库、气压库及机械库元件搭建详细的仿真模型。对各组分的参数进行设定,仿真得出弹簧制动气室在不同气源压力下动态响应及推杆行程变化曲线。仿真结果表明,仿真曲线符合工程实际要求,从而证明所建AMESim模型的正确性,也为车辆制动系统的进一步改进提供一定理论依据。     

基于KULI的某轿车冷却系统匹配研究

为解决目前发动机冷却系统开发过程中流程复杂、性能过剩等问题,结合实车项目对某轿车冷却系统进行了匹配研究。以某紧凑型自然吸气轿车的冷却系统为研究对象,基于发动机热平衡试验数据和整车结构参数,选取高速高档、爬坡6%和爬坡10%作为匹配工况,对散热器和冷却风扇进行匹配设计。利用KULI软件对所匹配的冷却系统进行一维建模,并进行性能仿真,最后对试验样车进行了热害试验。研究结果表明,在全部设计工况下,仿真模拟和热害试验得出的散热器控制温度基本吻合,其误差均低于2%,因此所匹配的冷却系统能够满足整车要求。该匹配方法有效缩短了设计周期、降低了设计成本。     

某型涡轴发动机转速伺服系统建模仿真研究

针对某型涡轴发动机燃油调节器的工作特点,对其中的重要部件——转速伺服系统进行了建模仿真研究。通过对其结构及工作原理的深入分析,得出其动、静态条件下具体的数学模型。为验证模型的正确性,在AMESim软件中搭建了转速伺服系统组件的模型;并对其进行了仿真验证。仿真结果表明,转速伺服活塞可以很好地随着顶杆位移的变化而变化,和喷嘴挡板的流通面积基本一致,满足了系统性能要求指标,对涡轴发动机的设计具有实用价值。     

基于Simscape物理仿真的发动机热管理系统及控制特性研究

文章基于Simscape一维物理仿真软件，使用热流体模型和热力模型分别模拟冷却液的流动和热量的传递，开发一套包括散热器、离心水泵、蓄液罐和发动机管段传热模块的发动机热管理系统仿真模型。通过修改模块代码，将单根传热管道模块改编成多管段的管带式散热器模块和发动机管段传热模块。与实验数据对比验证，模型的散热器传热系数和发动机出口水温的最大误差均不超过10%。在此模型基础上，建立水泵挡位控制和散热器风扇启停调节系统，使发动机出口温度在发动机发热量阶跃变化的情况下，上下波动不超过2 K。该研究为热管理系统一维物理仿真和控制策略研究提供了新方法。     

基于GT-COOL/FLUENT的汽车发动机冷却系调温器联合仿真研究

本文利用GT-COOL软件建立某发动机的冷却系统一维模型,并对其进行仿真,得到冷却系统各个管路的流量、温度和压力等数据;然后将所得结果作为边界条件,利用FLUENT软件,对系统中的调温器进行三维仿真分析,实现一维与三维流动问题的联合仿真计算。通过仿真分析得到调温器中冷却水的温度场、压力场等数据,进而了解调温器内部流动状态和工作性能,为调温器结构优化提供数据支持。     

基于AMESim的液压缸系统动态特性仿真与优化

基于AMESim软件对取料机小车液压驱动系统建模,对系统AMESim模型进行动态特性仿真,通过系统液压缸压力变化仿真结果进行系统优化设计,并对关键元件相关参数进行设定,优化设计后的系统性能得到明显改善.     

浅析叉车散热器

本文阐述了叉车散热器属于叉车冷却系统,是水冷式发动机冷却系统的关键部件,通过强制水循环对发动机进行冷却,是保证发动机在正常温度范围内连续工作的换热装置。     

农田作业工况下拖拉机性能仿真分析与试验

探究拖拉机在农田作业工况下的动力性及经济性对有效提高农用拖拉机动力传动系统匹配的合理性具有重要意义。首先,定义了拖拉机农田作业工况下的性能评价指标。然后,应用Cruise软件搭建了农田作业工况下拖拉机整车仿真模型,根据实际性能仿真需求,在软件中设置相应的计算任务,完成了农用拖拉机的动力性和经济性的仿真分析。仿真结果表明,拖拉机的动力输出能够较好的适应农机具的加载特性及土壤的特殊性,并具有一定的动力潜力,体现了较好的动力性,在低档位及高档位高转速工况下,体现了良好的燃油经济性。最后,进行相应的实车试验,完成了仿真模型的校验,验证了搭建的拖拉机仿真模型的准确性,此模型可以为后续的拖拉机动力传动系统优化匹配提供模型参考。     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真研究

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,本文采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算,并进行了试验验证。 在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论：道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40km/h,对应的仿真计算结果为40.54km/h,相对误差为1.35%;采用H5档位,0-40km/h加速时间的仿真结果为5.7s,对应的实测时间为5.5s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26m/s₂ ,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s₂;道路滑行以20km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54m,对应的实测距离为53m;农田工作条件下,耕地深度22.5cm时,0-6km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2m和6.7s,对应的仿真计算结果为8m和6.5s;以L2档位,8km/h工作时测得的实际油耗为17.2L/h,对应的仿真计算油耗为17L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

汽车传动参数的模糊优化设计

汽车传动系对整车的动力性和经济性有很大的影响。该文在汽车动力性和经济性模拟计算的基础上，应用模糊优化理论对汽车传动参数进行了全面的模糊优化。由于考虑了设计要求和路面附着因数的模糊性，所建立的模糊优化模型能够全面而真实地体现设计者的决策思想，兼顾了汽车动力性和经济性两方面的要求，从而实现传动参数与整车及发动机的优化匹配。以某旅行车传动参数的优化为例，证明了采用该文的优化方法可得到比常规优化方法更好的设计结果。     

基于子结构模态综合法的重型牵引车优化设计

以某重型牵引车为研究对象,采用子结构建模法,建立了包含各悬挂部件和负载的缩减整车动力学仿真模型.分析了该模型的固有特性,并与传统建模方法建立的整车模型的固有特性结果进行对比,验证了该模型的正确性.利用子结构模态综合法,研究了整车的动力学响应,并与实车实验测试结果进行对比.结合六西格玛优化设计理论,对重型牵引车进行稳健性优化.结果表明:所提的动力学仿真模型能有效模拟整车的动力学特性;重型牵引车在满足设计寿命的前提下,系统的抗干扰能力得到了提升,并且实现了整车的轻量化.     

基于先进车辆模拟器的小功率氢电混合电动车混合度的仿真研究

为了同时满足小功率燃料电池氢电混合动力场地车的动力性和经济性要求．研究了燃料电池和蓄电池的功率匹配最优化问题．对氢氧质子交换膜燃料电池～铅酸蓄电池混合动力场地车动力系统的主要组成部件进行选型．采用先进车辆模拟器（advanced vehicle simulator,ADVISOR）。在FTP和ECE_EUDC工况下对若干组燃料电池一铅酸蓄电池的匹配方案进行仿真分析．以满足车辆动力性为基本前提．对比分析每种匹配方案的燃料经济性．得到燃料电池氢电混合动力场地车燃料电池和蓄电池的最佳功率匹配方案：燃料电池功率为23kW．蓄电池功率为13kW．     

搭载回流式动力传动系统的PHEV参数优化

针对搭载回流式动力耦合传动系统的插电式混合动力汽车(PHEV,plug-in hybrid electric vehicle),提出了一种参数匹配优化设计方法。建立了整车各个模式下的等效输入功率模型,根据最小等效输入功率原则制定了各驱动模式间的切换规律,并设置控制参数系数对模式切换曲线进行调整。通过MATLAB/SIMULINK构建了整车经济性仿真模型,利用遗传算法对匹配的动力参数和控制参数系数进行了综合优化。仿真结果比较表明:此方法得到的一组参数能有效提升燃油经济性,百公里等效燃油消耗比优化前降低了4.8%。     

多跨转子系统不平衡动力学匹配

以某大型压缩机低压端大齿轮、汽轮机、中压缸转子和低压缸转子组成的四跨轴系转子系统为研究对象,采用有限元法建立系统动力学模型;并通过两种优化方法分别实现对整个多跨转子系统不平衡动力学匹配.经过匹配后的不平衡质量和相位等动力学参数达到了两种较好的组合,分别适用于不同的匹配条件,降低了整个系统的不平衡响应即振动量,有效地提升了系统的动力学性能和抗不平衡故障的免疫力.同时验证了动力学匹配技术对整体多跨转子系统的可行性.     

越野特种运载平台自平衡任务舱设计及其控制策略研究

针对某越野特种运载平台大幅度侧倾及俯仰运动下机动性提升问题,提出了一种基于双轴陀螺原理的自平衡任务舱系统结构设计方案以及基于该结构的控制方法。首先,采用Creo软件完成自平衡任务舱系统的结构建模,结合路面模型及行驶系统在ADAMS/View中搭建运动模型,将任务舱三维模型分解映射为体现侧倾和俯仰动力学的2个平面,形成侧倾和俯仰动力学数学模型,设计实时修正任务舱姿态的自平衡控制策略;其次,综合考虑不同类型路面对任务舱姿态的影响,设计基于载荷转移率的控制阈值算法,明确自平衡控制算法的工作区间;最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建Simulink-ADAMS自平衡控制联合仿真模型,进行多种工况的虚拟试验来验证控制系统的有效性。结果表明,自平衡控制系统能够有效、实时地修正任务舱的侧倾角和俯仰角,降低越野特种运载平台侧倾及俯仰运动对于驾驶人员的影响程度。采用自平衡任务舱系统,突破了悬架的系统性能限制,提高了越野特种运载平台对恶劣越野路面的适应能力,为自平衡控制算法的仿真验证提供了模型基础。     

混合动力汽车用行星齿轮结构参数优化及应用

外齿圈和太阳轮的齿数之比是行星齿轮机构的特征参数,确定该参数是动力系统匹配的重要部分,故需对该特征参数进行优化.首先,分析混合动力汽车对动力部件的性能要求,进行动力部件的选型设计,并制定混合动力汽车能量分配策略;然后,对包含行星齿轮机构的整车动力系统进行动力学和运动学分析,确定其动力学微分方程,建立描述行星齿轮机构特征参数与动力部件的最高转速和整车设计最高车速的函数关系,并仿真寻优;最后,在Advisor中仿真验证.结果表明,整车匹配合理,验证了寻优方法的正确性.     

行星混动客车两挡机械自动变速箱机理建模

单行星排的简单行星混动系统配合两挡AMT变速箱可以实现客车更为理想的整车行驶动力性及经济性,但动力源各异动态响应特性与变速箱的分段动力退出以及介入特性的相互影响,使得有效地切换系统工作模式较为困难。为给混动客车的模式切换优化控制提供准确可靠的仿真基础,文中从AMT变速箱机理出发,通过Simulink分别建立换挡执行机构模型、同步器模型、变速箱输入轴和输出轴模型,并将上述子模型集成,最终得到两挡AMT变速箱机理模型。通过给定车速和挡位信号进行仿真,仿真结果表明,所搭建的两挡AMT变速箱模型能够准确地反映出升挡及降挡过程中变速箱内部动力学关系及对外输出特性,达到了预期的设计目标,能够满足整车仿真精度要求。