基于ANSYS汽车洗涤液加注过程问题分析与计算.pdf

汽车实用技术
2017年第19期
测试试验
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2017NO
10.16638/j.cnki,1671-798.2017.19.041
基于 ANSYS汽车洗涤液加注过程问题分析与计算
王兴佳,新曲,牟文成,赵前程
(华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳110141)
摘要:文章针对汽车样车生产过程中或客户加注洗涤液时呛水的问题,在设计过程中做了数据建模、流体分析与
计算,有效的在设计初期规避洗涤液加注呛水问题
关键词:洗涤系统;加注口;呛水;流体仿真; ANSYS
中图分类号:U467.1文献标识码:A文章编号:1671-7988(2017)19-121-03
Based on Ansys Analysis and Calculation for Car Washing Liquid
Filling Process Problem
Wang Xingjia, Jin Qu, Mou Wencheng, Zhao Qiancheng
(Huachcn automobilc cnginccring rcscarch institutc, Liaoning Shenyang 110141
Abstract: In this papcr, we did dala modeling, fluid analysis and calculation in the dcsign process for choking watcr
problems when the car production process or customer filling the washing liquid
Keywords: The washing system; Washing mouth; Choking water; Fluid simulation; ANSYS
CLC NO: U4671 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2017)19-121-03
成上,主要以卡接形式固定,或者注塑一体,加注口总成分
前言
为加注口本体、加注口盖以及固定支架等。加注口主要作用
汽车用洗涤系统作为汽车风窗洗涤系统的分系统,负资是将洗涤液导入罐体内。导致加注口呛水的原因主要有以下
为雨刮系统提供洗涤液,通过喷嘴将洗涤液喷射到风挡坡四个:
上,为丽刮系统提供刮刷环境
1.1加注口走向
客户在洗涤液加注时,当加注方法控制不当时会出现加
由于加注口设计走向弯角较多,导致洗涤液流动速度有
注口呛水现象:同样在样车生产过程中,如洗涤液加注量或衰減,造成流入流量与流出流量存在流量差,在一定时间范
者加注速度设置的不合理同样会导致加注呛水
围内充满加注口,导致呛水
在数据设计阶段,不能对样件进行测试,不能够合理的1.2加注口孔径
对加注过程进行合理的计算,会导致上述问题,为避免此类
加注口孔係过小,导致加注时带有加注速度的洗涤液将
问题发生,木文基于 ANSYS中 FLUENT模块对加注过程进压力作用于加注口壁,导致罐内气体不能够及时排出,造成
行建模和理论计算,提出导致此问题的几个原因,并提出加注口呛水,此时主机厂在设计时会在洗涤罐上表面设计排
避问题原因的方法。
1.3加注速度
1加注口呛水问题原因分析
加注速度过快时,会增加加注口相对的导向,相对缩小
加注口孔径,同样导致加注口呛水,所以主机厂对洗涤液的
加注口是洗涤系统的一部分,固定在洗涤液罐及电泵总加注量,加注节拍和加注速度会有相关限制。
作者简介:王兴佳,就职于华晨汽车工程研究院
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1.4加注口容积
存在以上的三个原因,当加注.口容积不能满足加注速度
和加注量决定的生产节拍时,在相对较短的时间内就会发生
呛水。
图2车型1加注口网格
2加注口呛水问题建模与计算
2.1当前设计背景介绍
目前,国内洗涤系统主流的设计水平主要停留在喷嘴及
洗涤泵上,优化改进方式也主要是针对喷嘴和电泵问题。对
加注口及管路的理论分析明显不足,经常出现发现问题时修
图3车型2加注口网格
改设计、调整模具或者默认的状态。造成了很大的成本浪費
建立模型时,需要增加加注枪模型,根据主机厂设置参
和用广抱怨。本文提及的河题在数据设计时状态未能最终确。数如下:
认,所以不能提供样件:即使提供样件,如真的存在问题,
vm-加注速度;
再做修改会非常困难
出口速度
2.2 ANSYS仿真设计优势
加注容量
ANSYS是一个大综合软件,它包括的 FLUENT模块可
D加注枪口径;
以进行模拟固体、流体等力学、热量、质量、磁场等等传递
D1一加注口出口管径;
守恒计算,其用途最多的还是固体力学计算(应力、应变、
Qn-入口流量
位移等等): FLUENT做数值模拟计算、迭代、后处理软件,
Qou-出口流量。
专门应用于流体力学、质量、热量传递。
其中:=1.91m/S:V=1.5:D=10mma
所有的呛水问题都可以等效于入口流量与出口流量存在2.4加注口出口速度计算
差值问题,这个差值随时间增加而增加,当这个差值增加到
加注过程为速度流,需要设置加注速度,设置好边界
等于加注口体积时相等时,就是我们见到的呛水现象。本文条件及激励计算得出出口速度如下结果,如图4、图5所
利用 FLUENT模块的计算优势,能够准确的计算出出口速示
度,就能得到我们想要的单位时间内出口流量。
2.3加注口建模
加注口总成主要分为三部分:加注口木体、加注口盖以
及支架,如图1所示
图4车型1分析结果
加注口盖
加注口本体
图5车型2分析结果
出口速度计算公式如下
图1加注口结构
V1×ts:+V2×12s2+??+V
本文针对某两款车型进行了建模仿真,建模时要注意整
个数据要建立在车身整体坐标系下以保证加注方向;在网格wn一-区域n内的流体流速
划分前要准确定义出口和入口截面以保证软件计算时的准确
速度vn所占区域面积的比例
性,需要提取加注口内表面,建模及网格分析如图2、图3
经计算,车型1出口流速为0.293m,车型2出口流速
所示
0.24m/S。
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