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    某商用車空調(diào)除霜性能仿真研究

    2020-11-12 02:14:22林小剛董勇峰
    汽車實(shí)用技術(shù) 2020年19期
    關(guān)鍵詞:商用車空調(diào)

    林小剛 董勇峰

    摘 要:文章基于有限元法和流體力學(xué),采用StarmC++軟件,對(duì)某商用車進(jìn)行了空調(diào)系統(tǒng)除霜性能穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)CAE分析,得到了前檔玻璃、駕駛側(cè)玻璃、副駕側(cè)玻璃除霜分析結(jié)果,表明各區(qū)域出風(fēng)速度分布合理,除霜性能滿足目標(biāo)。

    關(guān)鍵詞:商用車;空調(diào);除霜性能

    中圖分類號(hào):U463.85+1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ?文章編號(hào):1671-7988(2020)19-146-03

    Simulation study on defrosting performance of a commercial vehicle air conditioner

    Lin Xiaogang, Dong Yongfeng

    ( Product Development & Technical Center, Jiangxi-Isuzu Motors Co, Ltd, Jiangxi Nanchang 330010 )

    Abstract: Based on finite element method and hydrodynamics, steady and transient CAE analysis of defrosting performance of air conditioning system for a commercial vehicle is carried out by starmc ++. The results show that the distribution of air velocity in each area is reasonable and the defrosting performance meets the target.

    Keywords: Commercial vehicle; Air conditioner; Defrosting performance

    CLC NO.: U463.85+1 ?Document Code: A ?Article ID: 1671-7988(2020)19-146-03

    1 引言

    隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,商用輕卡銷量得到迅猛增長(zhǎng),由于其經(jīng)濟(jì)性和便利性,已經(jīng)成為運(yùn)輸貨物的必然選擇[1]。與此同時(shí),隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度和節(jié)能減排的不斷強(qiáng)化,整車機(jī)艙冷卻系統(tǒng)和內(nèi)流場(chǎng)除霜性能要求也越來越高,良好的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì),對(duì)整車內(nèi)流場(chǎng)性能有著積極影響[2-3],故研究商用車空調(diào)系統(tǒng)除霜性能,具有有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

    本文基于有限元法和流體力學(xué),采用StarmC++軟件,對(duì)某商用車進(jìn)行了空調(diào)系統(tǒng)除霜性能穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)CAE分析,得到了前檔玻璃、駕駛側(cè)玻璃、副駕側(cè)玻璃除霜分析結(jié)果,表明各區(qū)域出風(fēng)速度分布合理,除霜性能滿足目標(biāo)。

    2 空調(diào)除霜性能CAE穩(wěn)態(tài)分析

    2.1 內(nèi)流場(chǎng)有限元模型

    本文采用StarmC++軟件,對(duì)某商用車輕卡進(jìn)行了空調(diào)系統(tǒng)除霜性能CFD分析,其中側(cè)窗玻璃厚度為3.5mm,前檔玻璃厚度為5.7mm,入口流量為360立方米/s,壓力出口為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,其有限元模型如圖1所示。

    2.2 空調(diào)系統(tǒng)除霜性能穩(wěn)態(tài)分析

    2.2.1 管道壓縮CAE分析

    本文按照上述工況條件,得到如下圖2的管道壓損分析結(jié)果,壓力峰值主要集中于中部區(qū)域,匯總結(jié)果如表1,其中駕駛室側(cè)出風(fēng)口壓損為22Pa,前擋風(fēng)出風(fēng)口壓縮為105Pa,副駕側(cè)出風(fēng)口壓縮為40Pa,滿足目標(biāo)小于120Pa要求。

    2.2.2 前檔除霜CAE分析

    本文按照上述工況,得到圖3所示,前檔除霜性能CAE分析結(jié)果,由圖可知,前檔除霜出風(fēng)速度分布均勻,1.5m/s速度完全覆蓋了前檔視野區(qū),2m/s基本覆蓋了A-A區(qū),有利于除霜性能。

    2.2.3 駕駛側(cè)除霜CAE分析

    本文按照上述工況,得到圖4所示的駕駛側(cè)除霜性能CAE分析結(jié)果,由圖可知,隨著時(shí)間推進(jìn),駕駛側(cè)除霜區(qū)域和效率在增大,1.5m/s速度分布區(qū)域擴(kuò)大,覆蓋了視野區(qū),有利于除霜性能。

    本文按照上述工況,得到圖5所示的副駕側(cè)除霜性能CAE分析結(jié)果,由圖可知,隨著時(shí)間推進(jìn),與主駕類似,副駕駛側(cè)除霜區(qū)域和效率在增大,1m/s速度分布區(qū)域擴(kuò)大,覆蓋了視野區(qū),有利于除霜性能。

    3 空調(diào)系統(tǒng)除霜性能CAE瞬態(tài)分析

    本文對(duì)某商用車進(jìn)行了空調(diào)系統(tǒng)除霜性能CAE瞬態(tài)分析,輸入的溫升曲線如圖6,除霜目標(biāo)為內(nèi)循環(huán)工況下,40分鐘內(nèi)完成B區(qū)融冰95%。

    3.1 前檔瞬態(tài)除霜CAE分析

    本文按照上述邊界條件,得到如圖7所示的前檔瞬態(tài)除霜CAE分析結(jié)果,5min時(shí),A區(qū)未融冰,10min時(shí),A區(qū)開始融冰,融化區(qū)域?yàn)?%,15min后,融冰區(qū)域擴(kuò)大至30%,當(dāng)時(shí)間增至35min時(shí),完成了前檔區(qū)域融冰目標(biāo)。

    3.2 駕駛側(cè)瞬態(tài)除霜CAE分析

    本文按照上述邊界條件,得到如圖8所示的駕駛側(cè)瞬態(tài)除霜CAE分析結(jié)果,15min時(shí),視野區(qū)未融冰,21min時(shí),視野區(qū)融冰達(dá)到80%,當(dāng)時(shí)間增至30min時(shí),完成了融冰目標(biāo)。

    3.3 副駕側(cè)瞬態(tài)除霜CAE分析

    本文按照上述邊界條件,得到如圖9所示的副駕側(cè)瞬態(tài)除霜CAE分析結(jié)果,15min時(shí),視野區(qū)未融冰,20min時(shí),視野區(qū)融冰達(dá)到75%,當(dāng)時(shí)間增至30min時(shí),也完成了融冰目標(biāo)。

    4 結(jié)論

    本文基于有限元法和流體力學(xué),采用StarmC++軟件,對(duì)某商用車進(jìn)行了空調(diào)系統(tǒng)除霜性能穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)CAE分析,得到了前檔玻璃、駕駛側(cè)玻璃、副駕側(cè)玻璃除霜分析結(jié)果:

    (1)駕駛室側(cè)出風(fēng)口壓損為22Pa,前擋風(fēng)出風(fēng)口壓縮為105Pa,副駕側(cè)出風(fēng)口壓縮為40Pa,滿足目標(biāo)小于120Pa要求;

    (2)前檔除霜出風(fēng)速度分布均勻,1.5m/s速度完全覆蓋前檔視野區(qū),2m/s基本覆蓋A-A區(qū);

    (3)隨著時(shí)間推進(jìn),駕駛側(cè)和副駕側(cè)除霜區(qū)域和效率在增大,1.5m/s速度分布區(qū)域擴(kuò)大,覆蓋了視野區(qū);

    (4)35min時(shí),完成了前檔區(qū)域融冰目標(biāo),主駕側(cè)和副駕側(cè)在30min時(shí),完成了融冰目標(biāo)。

    綜上,該款商用車空調(diào)除霜性能滿足目標(biāo)。

    參考文獻(xiàn)

    [1] 周冬龍.基于虛擬迭代的某輕卡后橋疲勞分析研究[D].山西:中北大學(xué),2019.

    [2] 呂峰.商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)方法研究[D].浙江:浙江大學(xué),2011.

    [3] 王露陽.基于CFD的某商用車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào),13(1):25-27.

    [4] 呂鋒.商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)方法研究[D].浙江:浙江大學(xué), 2011.

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