热环境风洞试验-同济大学学报.DOC
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某乘用车制动盘冷却特性的研究
杜旭之1 杨志刚1李启良1 赵兰萍2
(1. 同济大学 上海地面交通工具风洞中心, 上海 201804;2. 同济大学 机械与能源工程学院, 上海 2018041. 同济大学,上海地面交通工具风洞中心,上海 201804;2. 同济大学,机械与能源工程学院,上海 2018041. 同济大学,上海地面交通工具风洞中心,上海 201804;2. 同济大学,机械与能源工程学院,上海 201804)
简化列车模型的空气动力学试验研究* (二号黑体)
摘要:基于某SUV的整车环境,数值计算热环境风洞(CWT)试验探索了重复制动工况下制动盘的温升和冷却,分析了制动盘冷却过程中的散热方式以及冷却性。结果表明CFD)得到的温升和冷却特性曲线与试验结果的一致性较好;对流散热是影响制动盘冷却性能的主导因素;制动盘的温度随冷却时间呈指数关系下降,冷却系数随汽车来流速度呈关系增长。
关键词:
中图分类号:
A Study on Brake Disc Cooling Characteristics of a Passenger Car
DU Xuzhi1, YANG Zhigang1,
LI Qiliang1, ZHAO Lanping2
(1. Shanghai Automotive Wind Tunnel Center, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. School of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract:This study described a Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation performed on a brake disc of an SUV during the repetitive braking and cooling process. The temperature rising and drop procedure were numerically investigated compared with the climatic wind tunnel (CWT) test, and the brake cooling characteristics was specifically analyzed on the basis of the heat transfer theory. The conclusion could be drawn that the results for CFD and experiments are in good agreement, convection heat transfer acts as a key factor for the cooling performance of the brake, the temperature drop for brake disc exhibits an exponential function of the cooling time, while the cooling coefficient shows a power law increase with the oncoming velocity of the vehicle.
Key words:Brake disc; CFD; CWT test; Cooling coefficient
制动器的温度过高会导致整车的制动性能下降,同时给整个制动系统带来各种不良的影响,例如踏板行程增加、制动盘热衰退、磨损寿命降低、制动液沸腾以及盘面热应力裂纹等[1-2]。因此为保证行车制动的安全性,尤其是在制动系统的设计前期,必须快速有效的对制动盘或制动鼓的温升和冷却性能进行计算、分析和优化,这样才能保证汽车制动性能优异的前提下使汽车的研发周期和成本趋于最小化。整车环境下,制动盘热性能试验成本较高、试验周期较长;另外整车CFD计算的几何处理、网格划分计算时间及计算精度等因素给数值计算的困难前人的研究大多基于单个制动盘条件下基于某SUV,建立整车环境下制动盘的热流耦合CFD模型,同时进行相应的车热环境风洞验探索重复制动工况下制动盘的温升和冷却,旨在为和提供。
整车计算模型
基于某SUV实际车型,建立包含发动机、底盘、车身等较为详细的整车几何模型如图1所示。其中该车前后轮均配备盘式制动器如图2所示,盘内的通风道由36个直方肋板构造而成。
图1 整车的发动机、底盘、车身模型
Fig.1 Model of the engine, chassis a
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