自卸车通风系统的设计方法技术方案

自卸车通风系统的设计方法，包括确定自卸车通风系统的结构，包括冷却变流器、牵引电机、通风机和发电机，基于ANSYS软件对自卸车通风系统建立模型，计算自卸车通风系统的压力损失和通风机选型，这样可以通过理论计算算来进行合理选型。

【技术实现步骤摘要】
自卸车通风系统的设计方法
本专利技术涉及一种自卸车通风系统的设计方法
技术介绍
通风冷却系统主要冷却变流器和牵引电机，如图1所示，由前风道、风机和后风道组成。通风机的动力来自柴油机，风机连接盘与主发电机同轴，而主发电机也和柴油机曲轴同轴相连，因此当柴油机旋转时，风机也随之旋转并产生风压，以推动整个风道系统的空气流动。整个通风系统的风量流向自变流器经前风道流向通风机冷却变流器，再经过风机进入后风道流向后桥壳，给牵引电机散热后，热量散失到大气中。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以根据理论计算来进行合理选型的自卸车通风系统的设计方法。为了解决上述技术问题，本专利技术包括以下步骤：A、确定自卸车通风系统的结构，包括冷却变流器、牵引电机、通风机和发电机，基于ANSYS软件对自卸车通风系统建立模型；B、计算自卸车通风系统的压力损失：一、前风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此前风道出口采用速度边界条件，其入口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此前风道入口采用压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到前风道压力场云图并进行分析；二、后风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此后风道入口采用速度边界条件，其出口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此后风道出口采用压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到后风道压力场云图并进行分析；三、防尘罩压力损失计算：(1)、防尘罩的计算采用入口速度边界条件与出口压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到防尘罩压力场云图并进行分析；C、通风机选型：根据上述步骤计算的结果选取合适的通风机。作为本专利技术的进一步改进，在步骤B的三中：对防尘罩的模型进行简化，根据等效面积原则，将防尘罩侧壁面上多个小面积的小孔简化为少量大面积的大孔，使得简化前后开孔面积相等。附图说明下面结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。图1为本专利技术的结构示意图。图2为前风道压力场云图。图3为后风道压力场云图。图4为防尘罩压力场云图。图5为通风机参数及性能曲线。具体实施方式本专利技术包括以下步骤：A、确定自卸车通风系统的结构，由图1所示包括冷却变流器1、牵引电机2、通风机3和发电机4，基于ANSYS软件对自卸车通风系统建立模型，本通风冷却系统采用串联结构，。变流器为抽风冷却，前风道入口与变流器连接，冷却风冷却变流器后进入前风道，经过通风机增压，再流入后风道，进入后桥壳冷却后桥驱动电机，随后经过防尘罩排入大气。整个系统产生压力损失的结构包括变流器、前风道、后风道以及电机、防尘罩等。其中冷却风经过后风道以后进入后桥壳，再向两端扩散，然后经过轮边减速器，最后进入电机进行冷却。后桥壳以及减速器内的风道较为复杂，压损较大，因此这部分压损不能忽略，应计入到后风道压力损失。防尘罩与后风道之间被电机隔开，因此防尘罩的压损单独计算。其侧面开有小孔，起到防尘防石的保护作用。变流器、驱动电机、前风道以及后风道的压损之和，就是风机的最小压头。B、计算自卸车通风系统的压力损失：一、前风道的压力损失计算：(1)、一般来说，电动轮自卸车的运行环境复杂，运行工况多变，难以确定其真实工况，因此取最极端工况，或者说压损最大时的工况来计算。根据压力损失的经验公式：其中，ε为压力损失系数，其中沿程阻力系数与黏度正相关，局部阻力损失系数与形状相关；ρ为密度；v为速度。压力损失与密度，黏度以及速度有关。其中，气体黏度与气体密度是负相关的。因为气体黏度随着温度的增加而增加，而气体密度随着温度增加而减小。因此，安全起见，本文取密度最大、黏度最大时的工况进行计算，这种工况并非真实存在，但是对计算是有益的。根据电动轮自卸车的运行工况，最低环境温度为-25度，最高环境温度为50度，最高海拔500米。因此计算取海拔为0，温度为-25度时的密度来计算，即取ρ＝1.365kg/m3；由于冷却空气经变流器后温升，取温度为60度时的黏度来计算，即μ＝2.04e-5PaS。变流器所需风量为2.8m3/s，后桥驱动电机所需风量为1.8m3/s，两个电机需要3.6m3/s，因此风机流量至少为3.6m3/s。根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此前风道出口采用速度边界条件，其入口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此前风道入口采用压力边界条件，变流器压损值1720Pa，取前风道入口压力为：P入＝-1720Pa；v出＝L/S出＝26m/s。(2)、根据Fluent计算得到前风道压力场云图,如图2，并进行分析，前风道的压力损失主要集中在风道拐弯处。最终出口面平均压力为-2230Pa，因此前风道压损为510Pa；二、后风道的压力损失计算：(1)、后风道连接风机与后桥壳。风从风机流经后风道，然后进入后桥壳，经过减速器进入电机进行冷却，最终经过防尘罩排入大气。因此后风道的风阻不仅仅包括管道的风阻，后桥壳、减速器以及防尘罩的风阻都比较大，不能忽略，应当一一计入到后风道风阻根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此后风道入口采用速度边界条件，其出口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此后风道出口采用压力边界条件；根据电机供应商提供的电机压损值1.5kPa，可以确定出口处的压力值P出＝1500Pa；(2)、根据Fluent计算得到后风道压力场云图，如图3所示，并进行分析；后风道的压力损失主要集中在后桥壳以及减速器处。最终入口面平均压力为2752Pa，出口面平均压力为1570Pa，因此后风道的压力损失为1182Pa。三、防尘罩压力损失计算：(1)、对防尘罩的模型进行简化，根据等效面积原则，将防尘罩侧壁面上多个小面积的小孔简化为少量大面积的大孔，使得简化前后开孔面积相等，防尘罩的计算采用入口速度边界条件与出口压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到防尘罩压力场云图，如图4，并进行分析；通过防尘罩压力云图可以看出，气体在流过穿孔时产生了较大的压力损失。最终防尘罩入口面的面平均压力为544Pa，出口面平均压力为21Pa。因此防尘罩的压损为523Pa。按10％余量来计算，总风阻为5980Pa。因此通风系统应采用流量≥3600L/s，全压为6kPa以上的风机来进行电传动系统冷却。C、通风机选型：根据上述步骤计算的结果选取合适的通风机：根据参数计算结果，额定工况下，整个通风系统最大需求风量为3.6m3/s，风压为6.0kPa，选择TLTF8.1离心通风机，其参数见下表：通风机参数及性能曲线如图5所示，从风机性能曲线及参数可知，风机在1800r/min，风量为4.41m3/s时，风压为6.063kPa，所以所选TLTF8.1离心通风机满足设计要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自卸车通风系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、确定自卸车通风系统的结构，包括冷却变流器、牵引电机、通风机和发电机，基于ANSYS软件对自卸车通风系统建立模型；B、计算自卸车通风系统的压力损失：一、前风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此前风道出口采用速度边界条件，其入口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此前风道入口采用压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到前风道压力场云图并进行分析；二、后风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此后风道入口采用速度边界条件，其出口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此后风道出口采用压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到后风道压力场云图并进行分析；三、防尘罩压力损失计算：(1)、防尘罩的计算采用入口速度边界条件与出口压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到防尘罩压力场云图并进行分析；C、通风机选型：根据上述步骤计算的结果选取合适的通风机。

【技术特征摘要】
1.一种自卸车通风系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、确定自卸车通风系统的结构，包括冷却变流器、牵引电机、通风机和发电机，基于ANSYS软件对自卸车通风系统建立模型；B、计算自卸车通风系统的压力损失：一、前风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此前风道出口采用速度边界条件，其入口与变流器相连，变流器压损由供应商提供，因此前风道入口采用压力边界条件；(2)、根据Fluent计算得到前风道压力场云图并进行分析；二、后风道的压力损失计算：(1)、根据风机的流量和出口截面积，可得出出口流体速度，因此后风道入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣彪，李密源，吉帅，王政中，匡彦，
申请(专利权)人：广州电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44