一种散热与噪声协同匹配装置、优化方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了工程机械热管理与噪声控制技术领域的一种散热与噪声协同匹配装置、优化方法及系统，底座上安装有机罩，机罩内安装有动力装置、风扇和散热器；动力装置的输出轴通过轴承座与风扇的转轴固定连接以驱动所述风扇旋转，轴承座固定在底座上；散热器固定在散热器支架上，底座上设有丝杠组件，丝杠组件用于改变散热器与风扇的相对距离；散热器在朝向风扇的一侧安装有导风罩，在散热器的另一侧设置有若干个风速仪；若干个麦克风对称布置在所述风扇的两侧。本发明专利技术通过在试验台上模拟整机的散热系统，对工程车辆的整机散热与噪声性能进行快速验证与测试，并能给出散热系统最优的安装参数，提高了整机散热与噪声性能验证的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种散热与噪声协同匹配装置、优化方法及系统
本专利技术属于工程机械热管理与噪声控制
，具体涉及一种散热与噪声协同匹配装置、优化方法及系统。
技术介绍
随着我国现代化建设工程的发展，工程机械愈来愈向着复杂化、大型化和高速化方向发展，其热管理与噪声问题显得更加突出，重载作业时散热难、噪声大，是制约工程机械产品品质提升的关键因素。工程机械产品一般定置作业及低速转场，功率大，工程车辆所用柴油发动机散热损失约占燃料热量70%，仅有约30%用于做有效功，其中风扇与附件功耗甚至高达有用功的20%，而且热源多，除发动机外，一般还具有液压系统、作业装置等热源。如何设计冷却系统使其在最优工作状态，工程车辆不仅需要提供充足的散热能力，而且还需要所产生的噪声小，这就要求对风扇、散热器、机罩、导风罩等零部件的布局、状态、相对位置进行优化，通过优化匹配验证各部件的选型合理性，如何解决散热与噪声矛盾成为目前行业中的一个难点问题。目前，工程车辆通常仅做单一实验，例如，风扇风量风压与噪声实验、散热器散热量与风阻实验、整车风速验证实验等，国内外缺少协同匹配装置、优化方法、控制系统。传统设计以经验方法为主，散热与噪声的估算比较复杂，适用于简单冷却系统，但是难以满足日益复杂的现代工程机械与汽车产品设计要求。散热与噪声性能验证往往在整机上验证，费时费力，并难以衡量多因素变量影响。零部件匹配采用的是工程经验安装参数，给出的往往是区间或范围值，在此区间或范围内依靠经验确定具体的安装参数。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种散热与噪声协同匹配装置、优化方法及系统，可完全取代整机的冷却系统实验，能对工程车辆的整机散热与噪声性能进行快速验证与测试，同时可进行散热与噪声性能的多因素分析实验。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种散热与噪声协同匹配装置，包括底座，所述底座上安装有机罩，所述机罩内安装有动力装置、风扇和散热器，所述动力装置固定在机座上，所述机座固定在底座上；所述动力装置的输出轴通过轴承座与风扇的转轴固定连接以驱动所述风扇旋转，所述轴承座固定在所述底座上；所述散热器固定在散热器支架上，所述底座上设有丝杠组件，所述丝杠组件用于驱动所述散热器支架，进而驱动所述散热器，从而改变所述散热器与所述风扇的相对距离；所述散热器在朝向所述风扇的一侧安装有导风罩，在所述散热器的另一侧设置有若干个风速仪；所述风速仪通过风速仪支架固定在所述底座上；若干个麦克风对称布置在所述风扇的两侧，所述麦克风通过麦克风支架固定在所述底座上。进一步地，所述机罩上设有进风格栅和出风格栅。进一步地，所述动力装置为变频电机或以液压泵站为动力的液压马达。进一步地，所述丝杠组件包括丝杠、与所述丝杠匹配的螺母，所述螺母固定在所述散热器支架上，所述丝杠通过丝杠轴承座固定在所述底座上，所述丝杠的两端设有用于驱动所述丝杠的夹持部。进一步地，所风扇和所述轴承座的轴线重合且通过所述散热器和所述导风罩的中心。进一步地，所述麦克风的高度为所述风扇的中心高度；若干个所述风速仪的中心与所述散热器和所述导风罩的中心共线。一种散热与噪声协同匹配优化方法，采用前述的散热与噪声协同匹配装置，包括：a、基于试验目的，设置散热与噪声协同匹配装置的结构参数；b基于散热与噪声协同匹配装置的结构参数，采集不同的V值和/或S值时的噪声信号和风速信号，其中，V为风扇转速，S为风扇与散热器的距离；c、基于步骤a中设置的散热与噪声协同匹配装置的结构参数、步骤b中采集的所述噪声信号和所述风速信号，进行多因素正交优化分析；d、基于多因素正交优化分析的结果，调整散热与噪声协同匹配装置的结构参数，重复步骤b~d，直至找到最优的散热与噪声协同匹配结果。进一步地，所述散热与噪声协同匹配装置的结构参数，包括：动力装置的类型、散热总成的结构及形式、风扇的直径、吹吸风方式、叶顶间距、机罩的形式、进风格栅和出风格栅的结构及与散热器的距离、导风罩的结构和位置。进一步地，所述噪声信号为根据若干个所述麦克风获取的声功率；所述风速信号为根据若干个所述风速仪获取的风速的平均值。一种散热与噪声协同匹配优化系统，采用前述的散热与噪声协同匹配装置，包括：与控制器电连接的温度传感器，用于采集换热器的温度；与控制器电连接的转速传感器，用于采集风扇的转速；所述控制器内置转速控制程序，用于制定风扇的转速与换热器的温度之间的对应关系，并根据换热器的温度向动力装置发送控制指令，以调整风扇的转速。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过在试验台上模仿整机的散热系统，可完全取代整机的冷却系统实验，能对工程车辆的整机散热与噪声性能进行快速验证与测试，并能给出散热系统最优的安装参数，提高了整机散热与噪声性能验证的效率，节省了设备总装时间；（2）本专利技术能够对整机散热系统进行多因素变量影响的散热和噪声性能进行分析对比，还可以对风扇、导风罩、机罩的性能进行测试评估及优化改进，为整机的高风量与低噪声设计提供参考依据。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种散热与噪声协同匹配装置的剖面示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种散热与噪声协同匹配装置的装配图；图3是针对发动机直连、带有电磁/硅油离合器等形式的工程车辆，散热与噪声协同匹配装置的原理图；图4是针对液压驱动独立散热形式的工程车辆，散热与噪声协同匹配装置的原理图；图5是噪声测试时麦克风安装位置的俯视图；图6是风量测试时风速仪的布置方式示意图；图7是正交试验设计基本程序；图8是本专利技术实施例提供的一种散热与噪声协同匹配优化系统的系统结构示意图；图9是本专利技术散热与噪声协同控制逻辑图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：如图1~图6所示，一种散热与噪声协同匹配装置，底座2上安装有机罩4，机罩4上设有进风格栅和出风格栅；机罩4内安装有动力装置8、风扇7和散热器5，动力装置8固定在机座9上，机座9固定在底座2上；动力装置8的输出轴通过轴承座1与风扇7的转轴固定连接以驱动风扇7旋转，轴承座1固定在底座2上；散热器5固定在散热器支架上；底座2上设有丝杠组件，丝杠组件用于驱动散热器支架，进而驱动散热器5，从而改变散热器5与风扇7的相对距离；散热器5在朝向风扇7的一侧安装有导风罩6，动力装置8、轴承座1、风扇7与导风罩6等保持中心重合。在散热器5的另一侧设置有十六个风速仪；风速仪通过风速仪支架固定在底座2上；四个麦克风M1~M4对称布置在风扇7的两侧，麦克风通过麦克风支架固定在底座2上。丝杠组件包括丝杠3、与丝杠3匹配的螺母，螺母固定在散热器支架上，丝杠3通过丝杠轴承座固定在底座2上，丝杠3的两端设有用于驱动丝杠3的夹持部，根据需要，通过工具夹住夹持部转动丝杠3，从而改变散热器5与风扇7之间的距离。风扇7和轴承座1的轴线重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热与噪声协同匹配装置，其特征是，包括底座，所述底座上安装有机罩，所述机罩内安装有动力装置、风扇和散热器，所述动力装置固定在机座上，所述机座固定在底座上；所述动力装置的输出轴通过轴承座与风扇的转轴固定连接以驱动所述风扇旋转，所述轴承座固定在所述底座上；所述散热器固定在散热器支架上，所述底座上设有丝杠组件，所述丝杠组件用于驱动所述散热器支架，进而驱动所述散热器，从而改变所述散热器与所述风扇的相对距离；所述散热器在朝向所述风扇的一侧安装有导风罩，在所述散热器的另一侧设置有若干个风速仪；所述风速仪通过风速仪支架固定在所述底座上；若干个麦克风对称布置在所述风扇的两侧，所述麦克风通过麦克风支架固定在所述底座上。/n

【技术特征摘要】
1.一种散热与噪声协同匹配装置，其特征是，包括底座，所述底座上安装有机罩，所述机罩内安装有动力装置、风扇和散热器，所述动力装置固定在机座上，所述机座固定在底座上；所述动力装置的输出轴通过轴承座与风扇的转轴固定连接以驱动所述风扇旋转，所述轴承座固定在所述底座上；所述散热器固定在散热器支架上，所述底座上设有丝杠组件，所述丝杠组件用于驱动所述散热器支架，进而驱动所述散热器，从而改变所述散热器与所述风扇的相对距离；所述散热器在朝向所述风扇的一侧安装有导风罩，在所述散热器的另一侧设置有若干个风速仪；所述风速仪通过风速仪支架固定在所述底座上；若干个麦克风对称布置在所述风扇的两侧，所述麦克风通过麦克风支架固定在所述底座上。


2.根据权利要求1所述的散热与噪声协同匹配装置，其特征是，所述机罩上设有进风格栅和出风格栅。


3.根据权利要求1所述的散热与噪声协同匹配装置，其特征是，所述动力装置为变频电机或以液压泵站为动力的液压马达。


4.根据权利要求1所述的散热与噪声协同匹配装置，其特征是，所述丝杠组件包括丝杠、与所述丝杠匹配的螺母，所述螺母固定在所述散热器支架上，所述丝杠通过丝杠轴承座固定在所述底座上，所述丝杠的两端设有用于驱动所述丝杠的夹持部。


5.根据权利要求1所述的散热与噪声协同匹配装置，其特征是，所风扇和所述轴承座的轴线重合且通过所述散热器和所述导风罩的中心。


6.根据权利要求5所述的散热与噪声协同匹配装置，其特征是，所述麦克风的高度为所述风扇的中心高度；若干个所述风速仪的中心与所述散热器和所述导风罩的中心共线。
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊收，刘汉光，高磊磊，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32