车辆工程毕业设计论文-丹东黄海客车独立采暖系统开发设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-丹东黄海客车独立采暖系统开发设计(编辑修改稿)内容摘要：

/(㎡ h ℃ )；在车速40km/h 时取厢体外壁散热系数 α w≈ 146KJ/(㎡ h ℃ )将以上已知数值代入 式 (3— 4)可得车厢的传热系数为 K0=l/(+)=㎡ ℃ 再将 K0 值代入式 (3— 3)得厢体总传热系数为 K=K0+Kμ = K0=㎡ ℃ 车壁散热损失为 Q2=K F △ T t=7230 36kJ 室 内空气温升所需热量 Q3= Cp m △ T (38) 式中 Cp 为空气比热， (kg K)； m为车内空气质量， kg； △ T为温差， K； 其中车内空气质量 m用密度 179。 与体积的乘积计算， 考虑新风换热，每人所需新风量为 llm179。 /h， 总空气体积为 V=V1+V2 Vl 为车室内空气体积 179。 ； V2 为新风量， 30分钟的进风量为 V2=11 33/2=179。 V=V1+V2=+=211m179。 ,将以上各值代入式 (38)得 Q3= Cp m △ T= 211 55=14054KJ 则所需热量为 Q 需 =Q1+Q2+Q3=32669kJ 若需要 30 分钟加热到设定温 度，其所需加热器功率为 WK=Q 需 /t=32669/1800= KW 17 小结 以上给出了车内空间加热的加热器功率选择的计算方法，实际计算结果比按 《营运客车类型划分及等级评定》计算出的结果较大，《 营运客车类型划分及等级评定》选择的加热器功率并不能满足车辆取暖要求，实际加热时间要大于 30 分钟，在实际应用中需要等待温升的时间较长，因此汽车加热器的选择需要根据具体车辆的具体情况进行详细计算。 发动机冷起动斫需加热器的功率 自从利用汽车加热器对发动机预热以来，虽然各种发动机的材 料和结构各有不同，但可根据发动机的基本情况确定选用多大功率的加热器，以便对发动机预热时间进行计算，这对于军用车辆在低温下迅速进入战备状态有积极意义。 发动机冷起动时，燃油加热器的发热量主要用来加热冷却液和发动机机体。 一般车辆发动机要求在 30分钟以内将发动机机体温度升高到指定的温度水平 (+40℃以上 )，即可轻松起动成功。 加热器所需功率可采用以下计算方法： 加热循环系统冷却液所需热量 Ql=Cp1 m1 △ T1 (39) 式中 Cpl 为冷却液的比热， (kg K)； △ T1 是冷却液加热前后温差， K； m1 为冷却液的质量， kg。 假设水温同样升高 55K，冷却液容积 30 升，密度 l000 kg/m179。 ， 则 Q1= 1000 55=693 kJ 预热发动机机体所需热量 Q2=Cp2 m2 △ T2 (310) 式中 Cp2 为发动机材料的比热， (kg K)； △ T2 是加热前后材料的温差， K。 18 考虑到发动 机缸体不能全部加热到设定温度，温差按中间值选取 m1 为发动机的质量， kg。 Q2=40055/2=5170 kJ 加热器的热功率 WF=(Q1+Q2)/t （ 311） 式中 t为加热到设定温度所需时间（秒） 将计算所得 Q Q2 值代入式（ 311）得 WF=(Q1+Q2)/t= 加热器功率的确定 根据上述计算关系，可确定与客车相匹配的加热器热功率 W=max (Wk， WF) 取空气加热和发动机预热所需加热器功率的最大值，为。 根据以上计算分析本次设计的加热器功率为 20Kw。 冷起动所需时间的计算和验证 选好加热器功率后，即可计算出发动机低温起动加热到设定温度所需时间。 按发动机从 25℃ 升到 +45℃ Q1=Cpl m1 △ T1 = 1000 10 70=2940 kJ Q2=Cp2 m2 △ T2 = 400 70/2=6580kJ QF=Q1+Q2=9520kJ 所需加热时间 t=QF/W 加 6580/20=476s 8min 本章 小结 实际测试结果和计算值误差在 2%之内，说明采用这种计算方法对于发动机低温起动的计算具有一定的实际意义。 19 这种方法在实际中另一次应用是，原印度产 NT743 Cummius 发动机，在青海锡铁山二矿安装了 16kW 的液体加热器，从 2℃加热到 78℃自动停机，用时 29 分钟。 加热器停机时发动机外表温度在 40℃左右。 其发动机内装 18 升防冻液，净重 1190kg，按上面的计算方法所需时间为 分钟。 说明该方法是有效 的。 第 4 章 加热器燃烧室 配风 及水泵、油泵的选取 20 一个完整的燃烧过程包括着火、燃烧和燃尽三个阶段。 三个阶段没有明显的界限，但是在整个燃烧过程均需要合理的配风，以强化混合和燃烧。 合理的配风对各次配风量和空气的流动方式均有严格的要求，以达到着火快速，燃烧充分的目的。 ４ .1 燃烧室配风 原则 （ 1）总供风量分多次进入燃烧室，即多次供风。 为了避免结构过于复杂，通常采用一、二次风的两次供风方式。 一次风也称为根部风，位于喷雾锥的根部，目的是在喷雾着火前强化燃油和空气的混合。 一次风约占总风量的１５％～３ ０％ ，风量太大可能破坏着火条件。 视燃油密度大小取得恰当的值，如若燃用重油应取上限值。 （ 2）在燃烧的前期和后期均需要达到燃料和空气的强烈混合。 燃烧前期，除了一次风外的其他供风应在燃烧室前端就能与燃油喷雾均匀而强烈的混合，空燃比满足燃料的可燃极限。 气流的扩散角度应小于燃油雾化角度，以使空气能够切入油雾，与燃油掺 混。 要达到这一目的，通常采用气流与喷雾射流交叉流动或者组织旋流“卷吸”燃料。 在燃烧后期的火焰扩展过程中，燃料与空气的混合也应该强烈，以保证燃烧充分，这也要求较高的二次或三次风流速。 （ 3）在距离喷嘴一定距离处应该组织一个高温燃气的回流区，以使火焰稳定。 该回流区的流速应该与火焰传播速度相适应才能既保证稳焰又不将火焰吹灭，因此通常为低速回流区。 ４ .2 燃烧 稳焰原理及措施 为了使火焰稳定，必须有一个稳定的着火热源。 燃烧室内部必须要有一个低速区，该区域的气流速度与火焰传播速度接近，才能确保火焰稳定燃烧。 气体流 速过高会造成脱火，即火焰被吹灭；反之，会造成回火凹引。 因此，任何一种燃烧装置都需要设计相应的稳焰结构。 稳焰措施 如下： （ 1）直流环状射流稳焰：即在燃烧筒内放置一块挡板使气流在挡板后形成低速回流区，其流场为环状喷出流束包围着的一个负压区，气流呈涡 21 旋状态。 此种类型的稳焰器有平板型和锥型。 （ 2）旋转环状射流稳焰：是由于流束中心位置的诱导流股不足，而产生负压环流区。 该形式的旋流可以通过蜗壳式配风器或切向叶片旋流器产生，而且可以通过改变旋流器的旋度而形成不同大小和旋度的回流区。 （ 3）同轴射流稳焰：它是在环形射流内 侧，中心射流外侧，两股射流边界层的连接处，产生两个旋转方向相反的涡流。 同轴射流产生的关键是两股射流要有速度差。 （ 4）反向射流稳焰：是由两股逆向射流形成低速回流区。 但是反向射流稳焰技术尚处于试验研究阶段，还未推广使用。 助燃空气调整 （ 1）在允许的范围内增加一次风供风量有助于缩短火焰，这是因为增加了燃烧初期参与燃烧的燃料的比重，缩短了火焰传播距离。 这可以通过增大一次风进气孔或者增加孔数来实现。 （ 2）增强助燃空气的旋流度是非常有效的缩短火焰长度的措施，这可以通过改变切向进气孔的布置来实现。 不过助 燃空气旋流程度也不能太大，否则气流扩张角过大，不利于与燃油喷雾的混合，还会造成过大的压力损失。 综上所述：本设计采用 助燃空气进口是一个 210176。 的扇形气口，气口开度的大小是由 180176。 扇形调风板调节，其可调开口范围为 30176。 180176。 ，最大开口 180176。 的有效进气面积为 ㎡。 选用的风扇转速4400r/min、 120176。 开度向下，脱开机头时空气流量为。 水泵的选择原则 泵选型的的主要内容是根据是根据工程所需要的扬程、流量及其变化规律，确定合适的泵类型，选型的依据是根据规划设计中 确定的设计参数。 泵的选型是配套的动力机、传动及辅助设备的主要依据，必须十分重视。 泵选型的基本原则： （ 1） 、 必须根据生产的需要，充分满足生产过程中流量和扬程的要 22 求。 （ 2）、 选用性能良好，并与工程要求的流量、扬程变化具有较强的适应性与保证性的泵型。 （ 3）、 应尽量使所选用泵在其高效区范围内即设计工况点附近运行。 （ 4）、 所选泵在长期运行中平均装置效率较高，能量消耗低，运行费用较低。 （ 5）、 所选泵的型号是整个系统的投资最省。 （ 6）、 易于操作，便于运行、管理和维护。 水泵的型号有很多，在设计当中，要选择无 论在经济还是效率上都能充分体现价值的水泵，所以，我选择离心泵。 水泵的泵水量 1400L/h，加热器中至少同水量 500L/h。 油泵的选取原则 齿轮油泵选型的基本原则，应根据工艺流程，给排水要求，从五个方面加以考虑，既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操纵运转前提等 （ 1） 、流量是选齿轮油泵的重要机能数据之一，它直接关系到整个装置的的出产能力和输送能力。 如设计院工艺设计中能算出齿轮油泵正常、最小、最大三种流量。 选择齿轮油泵时，以最大流量为依据，兼顾正常流量，在没有最大流量时，通常可取正常流 量的 倍作为最大流量。 （ 2） 、装置系统所需的扬程是选齿轮油泵的又一重要机能数据，一般要用放大 5%— 10%余量后扬程来选型。 （ 3） 、液体性质，包括液体介质名称，物理性质，化学性质和其它性质，物理性质有温度 c 密度 d，粘度 u，介质中固体颗粒直径和气体的含量等，这涉及到系统的扬程，有效气蚀余量计算和合适齿轮油泵的类型：化学性质，主要指液体介质的化学侵蚀性和毒性，是选用齿轮油泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。 23 （ 4） 、 装置系统的管路布置前提指的是送液高度送液间隔送液走向，吸如侧最低液面，排出侧最高液面等 一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数目等，以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。 （ 5） 、 操纵前提的内容良多，如液体的操纵 T 饱和蒸汽力 P、吸入侧压力 PS（绝对）、排出侧容器压力 PZ、海拔高度、环境温度操纵是间隙的仍是连续的、齿轮油泵的位置是固定的仍是可移的。 综上所述本设计选取河北宏业公司生产齿宽为 转子油泵，油泵压力 10bar 以上。 以下是具体参数： 齿廓曲线：变态摆线 啮合方式：内啮合 齿 宽： 小齿轮数： 6 大齿轮数 : 7 大齿轮外圆： 大小齿轮齿顶啮合间隙： 大齿轮外圆径向间隙： 转速： 38004400r/min 本章小结 经过查阅相关资料得出上述结论，但是由于本人知识有限尚不能做出最合理的选择，希望老师给予指点建议。 此外，本设计采用的滤清器为CX0606 型专用旋装式柴油滤清器。 第 5 章 喷油嘴参数确定及点火方式分析 喷油嘴的几种类型 本次设计所采 丹佛斯 (Danfoss)产 ， 0 85USgal/h 和 24 USgal/h 三种油量的单路喷嘴；其喷油锥角有 45176。 、 60176。 和 80 176。 三种；而油雾锥体 是实心，半实心和空心三种。 不同喷油嘴的性能对比 (1。