[發明專利]一種挖掘機整機熱平衡仿真方法及系統

有效

• 申請號: 202010529291.9
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111753372B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 孟園園;王孟;劉虹;王松;馬愛胗
• 申請（專利權）人: 雷沃重工集團有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/08;G06F113/08
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產權代理有限公司 11297
• 代理人: 彭亮

1.一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，包括：

根據獲取的挖掘機參數構建挖掘機整機模型，在挖掘機整機模型中設置風洞包殼模擬挖掘機整機模型所在外流場的風洞區域；

對風洞包殼定義邊界，構建挖掘機虛擬運行環境，分別計算在挖掘機虛擬運行環境中挖掘機初始狀態和挖掘機回轉狀態的工況溫度；

根據液壓油散平均溫度和水散平均溫度對工況溫度進行修正，以修正后的工況溫度作為熱平衡溫度，根據熱平衡溫度得到挖掘機整機模型的散熱效率；

所述根據液壓油散平均溫度和水散平均溫度對工況溫度進行修正，包括：

修正后的液壓油散熱平衡溫度為：

修正后的水散熱平衡溫度為：

其中，C_h1為挖掘機初始狀態的液壓油散溫度，C_r1為挖掘機初始狀態的水散溫度；C_h2為挖掘機回轉狀態的液壓油散溫度，C_r2為挖掘機回轉狀態的水散溫度；T₀為挖掘動作循環一次總時間，T₁為挖掘時間，T₂為提升回轉時間，T₃為排料時間，T₄為返回時間。

2.如權利要求1所述的一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，

所述挖掘機整機模型中，對發動機艙填充螺栓孔、焊縫坡口及覆蓋件間的縫隙；

將駕駛室、液壓油箱、配重模擬為封閉的腔體；

對風扇采用旋轉坐標系模擬；

對散熱器采用多孔介質模型。

3.如權利要求1所述的一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，

對所述挖掘機整機模型進行三步包面，生成流體域。

4.如權利要求3所述的一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，所述三步包面包括：

根據挖掘機整機尺寸，構建長方體整機包殼，與風洞包殼進行包面；

對長方體包殼和挖掘機整機進行包面；

對散熱器和風扇進行包面。

5.如權利要求1所述的一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，

采用體網格加密方法對所述挖掘機整機模型進行分層加密，劃分網格加密區。

6.如權利要求1所述的一種挖掘機整機熱平衡仿真方法，其特征在于，所述對風洞包殼定義邊界包括：

在風洞包殼的前、后、左、右、頂、底六個面中，前面為風扇吸風對應的風洞包殼邊界，設為滯止入口邊界；后面、頂面及左右側面均設為壓力出口邊界；底面設為壁面邊界。

7.一種挖掘機整機熱平衡仿真系統，其特征在于，包括：

整機模型構建模塊，用于根據獲取的挖掘機參數構建挖掘機整機模型，在挖掘機整機模型中設置風洞包殼模擬挖掘機整機模型所在外流場的風洞區域；

工況溫度計算模塊，用于對風洞包殼定義邊界，構建挖掘機虛擬運行環境，分別計算在挖掘機虛擬運行環境中挖掘機初始狀態和挖掘機回轉狀態的工況溫度；

工況溫度修正模塊，用于根據液壓油散平均溫度和水散平均溫度對工況溫度進行修正，以修正后的工況溫度作為熱平衡溫度，根據熱平衡溫度得到挖掘機整機模型的散熱效率；

所述根據液壓油散平均溫度和水散平均溫度對工況溫度進行修正，包括：

修正后的液壓油散熱平衡溫度為：

修正后的水散熱平衡溫度為：

其中，C_h1為挖掘機初始狀態的液壓油散溫度，C_r1為挖掘機初始狀態的水散溫度；C_h2為挖掘機回轉狀態的液壓油散溫度，C_r2為挖掘機回轉狀態的水散溫度；T₀為挖掘動作循環一次總時間，T₁為挖掘時間，T₂為提升回轉時間，T₃為排料時間，T₄為返回時間。