仿真技术在汽车空调系统开发中的应用

10.16638/ki.1671-7988.2021.08.027一维仿真计算在汽车空调系统开发的应用张志，阮先轸，席日成，胡珂（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511031）摘要：文章以某PHEV车型空调系统为分析对象，利用一维仿真软件AMESim建立零部件模型、台架模型、整车瞬态降温模型，通过一维仿真计算结果与零部件测试数据、空调系统台架数据、整车空调制冷工况数据分析对比，表明一维仿真计算在汽车空调的开发中能够为性能目标达成的判断以及系统性能的研究提供支撑。

关键词：汽车空调；一维仿真；试验：制冷；AMESim中图分类号：U463.85+1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)08-86-04Application of one Dimensional Simulation Calculation in the Developmentof Automobile Air Conditioning SystemZhang Zhi, Ruan Xianzhen, Xi Richeng, Hu Ke（Guangzhou Automobile Research Institute, Guangzhou Automobile Group Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 511031）Abstract: This paper takes the air conditioning system of a PHEV vehicle as the analysis object, establishes the parts model, bench model, vehicle transient cooling model and heating model by using one-dimensional simulation software AMESim. By comparing the one-dimensional simulation results and test results of the air-conditioning system bench, vehicle air- conditioning refrigeration condition and vehicle heating condition, it shows that the one-dimensional simulation calculation is used in the development of automobile air-conditioning It can provide support for the judgment of performance goals and the research of system performance.Keywords: Automotive air conditioning; One dimensional simulation; Test; Cooling; AMESimCLC NO.: U463.85+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-86-04前言汽车空调系统作为乘员舱车内空气调节的装置，用于舱内温度、湿度、流动及空气洁净度、新鲜度等因素调整和保持在最佳状态，为驾驶员及乘员提供舒适的乘坐环境。

空调压缩机虚拟样机开发中的建模与仿真摘要：该文介绍了建模与仿真技术在开发新型汽乍空调旋叶式压缩机虚拟样机中的应用。

该虚拟样机由产品的三维几何模型、动力学模型和反映其工作过程（热力学、流体力学、传热传质等过程）的动态数学模型为基础，利用虚拟样机对压缩机性能进行了仿真研究利优化。

关键词：虚拟样机；制冷压缩机；计算机仿真1引言随着计算机技术的飞速发展，压缩机的设计与研宪已经从传统的经验或半经验方法逐步转向虚拟样机开发这一先进有效的手段。

虚拟样机是i种基于建模与仿真的设计，包括几何形状、传动的联接关系、物理特性和动力学特性的建嘆与仿真。

本文利用建模与仿真技术开发了一个汽车空调用旋叶式压缩机的虚拟样机，它具有与真实斥缩机一致的内在和外观特性, 即模拟了其运动学、动力学和工作过程（热力学、流体力学、传热传质）的性能。

该虚拟样机己在产品和实际开发和制适中发挥了重要的理论指导作用。

2旋叶式制冷压缩机简介新型旋叶式压缩机由于其对汽车空调良好的适应性，目前在国内外得到了人力发展。

这种压缩机结构设计巧妙，结构紧凑，每个工作基元在一转当中有两次吸排气，转子运动平稳，整机的振动小、噪声低。

在口本和美国的一些压缩机制造公司己进行大批量生产。

在国内，旋叶式压缩机还处于引进、消化和设计开发阶段。

图1为旋叶式（又称滑片式）压缩机的结构示意图，该压缩机的结构特点为：1）缸内壁型线为多段复杂型线光滑连接而成，转子与气缸同心放登，无偏心。

2）转子和气缸短轴处的密封圆弧段将气缸分成两个圧缩腔，两组吸、排气II柑错180°布置，使作用在转子上的径向'（体力基本平衡，卸除了轴承的径向负荷。

3）为改善叶片运动，叶片斜員。

4）转子与气缸同心，这给机器的制造和安装带来了极大的便利。

5）采用压力供油，以起到润滑和密封作用。

□1-排气阀2-转子3-气缸4-滑片5-吸气【」图1压缩机结构简图⑴旋叶式压缩机主要用于小型气体斥缩装置和汽车空调系统中，另外还在机舱、军用车辆及民用住宅等空气制冷空调系统中有所应用。

fluent仿真案例Fluent仿真是一种广泛应用于工程领域的计算流体力学（CFD）软件。

它通过对流动、传热和化学反应等物理过程进行数值模拟，可以帮助工程师们更好地理解和优化各种设备和系统的性能。

下面将列举一些使用Fluent仿真的案例，以展示其在不同领域的应用。

1. 汽车空气动力学优化Fluent仿真可以对汽车外形进行流体力学分析，优化车身设计，降低风阻系数，提高车辆的燃油效率和稳定性。

2. 建筑空调系统设计通过Fluent仿真，可以模拟建筑内部空气流动和热传递，优化空调系统的设计和布局，提高室内空气质量，节约能源消耗。

3. 风力发电机翼型设计Fluent仿真可以模拟风力发电机翼型在风中的流动情况，优化翼型的气动性能，提高风力发电机的发电效率。

4. 燃烧室设计Fluent仿真可以模拟燃烧室内的燃烧过程，优化燃烧室的结构和燃料喷射方式，提高燃烧效率和减少污染物排放。

5. 石油钻井流体力学分析Fluent仿真可以模拟油井中流体的流动和压力变化，帮助工程师们优化钻井参数，提高钻井效率和安全性。

6. 医疗器械设计通过Fluent仿真，可以模拟医疗器械与人体组织的相互作用，优化器械的设计和材料选择，提高治疗效果和患者的舒适度。

7. 液压系统优化Fluent仿真可以模拟液压系统中液体的流动和压力变化，优化管路设计和阀门选择，提高液压系统的效率和响应速度。

8. 船舶流体力学分析通过Fluent仿真，可以模拟船舶在水中的流动情况，优化船体设计和推进系统，提高船舶的航行性能和燃油经济性。

9. 食品加工设备设计Fluent仿真可以模拟食品加工设备内部的流动和传热过程，优化设备的设计和操作参数，提高加工效率和产品质量。

10. 太阳能光伏板优化Fluent仿真可以模拟太阳能光伏板在不同光照条件下的温度分布和功率输出，优化光伏板的设计和散热方式，提高太阳能转换效率。

通过以上案例的描述，可以看出Fluent仿真在多个领域的应用广泛而深入。

热仿真使用的方法1. 热仿真简介热仿真是一种通过计算机模拟和分析热传导、传热、温度分布等热学问题的方法。

它可以帮助工程师和设计师在产品设计和工艺优化中预测和改进热性能，提高产品的可靠性和效率。

2. 热仿真的应用领域热仿真广泛应用于各个工程领域，包括电子器件、汽车工业、航空航天、建筑设计等。

以下是一些常见的应用领域：2.1 电子器件在电子器件设计中，热仿真可以帮助优化散热系统以确保器件在正常工作温度范围内运行。

通过模拟器件的温度分布，可以确定是否需要增加散热片或风扇来降低温度。

2.2 汽车工业在汽车工业中，热仿真可以用于设计发动机冷却系统、制动系统和空调系统等。

通过模拟流体流动和传热过程，可以预测不同工况下的温度分布和传热效率，从而优化系统设计。

2.3 航空航天在航空航天领域，热仿真可以用于设计飞机发动机的冷却系统、隔热材料和热防护结构。

通过模拟高温环境下的热传导和辐射过程，可以评估材料的性能并改进设计。

2.4 建筑设计在建筑设计中，热仿真可以用于评估建筑物的能源效率和室内舒适性。

通过模拟建筑物的热传导、太阳辐射和空气流动，可以优化保温材料、窗户设计和通风系统等。

3. 热仿真方法热仿真方法包括数值方法和实验方法两种主要方式。

下面将详细介绍这两种方法及其常见的应用。

3.1 数值方法数值方法是基于数学模型和计算机算法进行热仿真分析的一种方法。

常见的数值方法包括有限元法（Finite Element Method, FEM）、有限差分法（Finite Difference Method, FDM）和边界元法（Boundary Element Method, BEM）等。

3.1.1 有限元法（FEM）有限元法是一种将连续物体离散化为有限个单元进行计算的方法。

它将物体划分为小的几何单元，并在每个单元内建立方程来描述热传导过程。

通过求解这些方程，可以得到整个系统的温度分布和传热性能。

有限元法适用于复杂几何形状和边界条件的问题，如电子器件散热、建筑物热传导等。

CFD技术在汽车车身设计中的应用随着汽车科技不断的发展完善，车身设计的功能已经不仅仅是满足美感的要求，还包括空气动力学性能、安全性能等多个方面的考虑。

为了使车辆在行驶过程中获得更好的运行、性能和燃油经济性，汽车车身设计需要通过CFD技术来实现。

CFD技术是一种利用计算机模拟物理过程的方法，它可以模拟气体或液体经过物体表面时的流动情况，并且可以对流场内参数进行详细的数值计算。

在汽车设计中，CFD技术可以帮助设计师实现对流场进行可视化和计算分析做出了很大的贡献。

CFD技术在汽车车身设计中的应用主要有以下几个方面：1. 车身周围气流的分析利用CFD技术分析车身周围的气流情况，可以帮助设计师了解车身外形对流场的影响，从而进行调整，改善车辆的空气动力学性能。

在不同的风场状态下，通过CFD技术的帮助下，改变不同部位的车身外形，以达到优化空气阻力的效果。

2. 可视化设计汽车设计师可以利用CFD技术制作出汽车外形的三维模拟图，这些图可以让设计师直观的看到气流在车身表面的运行情况。

针对流场的可视化分析，可以帮助设计师通过直观的方式确定车身的外形，同时也可以将设计师现有的想法和概念以三维模拟的方式表现出来。

3. 优化车辆行驶性能CFD技术不仅可以分析气流情况，也可以模拟车辆在不同路面、不同条件下的行驶情况，验证车辆的操控性能和行驶性能。

通过模拟分析，设计师可以根据CFD模拟结果，针对车身部件做出设计调整，以改善车辆的行驶性能和燃油经济性。

4. 减少碰撞风险汽车在发生碰撞时对车辆及乘员的损害最小化是一个重要的目标，设计师可以借助CFD技术来评估车身的碰撞风险，并根据评估结果进行防护结构和保护措施的设计方案。

同时根据数学计算的结果，可以让设计师在车身防护措施的设计上更加的合理有效。

结论CFD技术在汽车车身的设计中能够帮助设计师实现多方面的要求，专注于汽车车身的气流分析，优化车身的外形设计，提高车辆的行驶性能，以及保证车辆在碰撞时的安全性能。

AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用丁玮;孙强;徐庆春【摘要】基于某车型的空调系统方案,采用AMESim软件先搭建并标定了该系统的零部件仿真模型,将零部件仿真性能与单体性能进行对比,验证了仿真的可靠性.随后搭建了该空调系统仿真模型,将系统仿真结果与系统台架试验数据进行对比,进一步验证了仿真的可靠性.最后研究了amesim在整车降温性能仿真上的应用,从结果来看仿真值与试验得到的驾驶舱乘员脚部平均温度值相符.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P74-77)【关键词】Amesim;整车降温;空调系统仿真;试验【作者】丁玮;孙强;徐庆春【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U467.3AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用丁玮，孙强，徐庆春（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601）摘要：基于某车型的空调系统方案，采用AMESim 软件先搭建并标定了该系统的零部件仿真模型，将零部件仿真性能与单体性能进行对比，验证了仿真的可靠性。

随后搭建了该空调系统仿真模型，将系统仿真结果与系统台架试验数据进行对比，进一步验证了仿真的可靠性。

最后研究了amesim在整车降温性能仿真上的应用，从结果来看仿真值与试验得到的驾驶舱乘员脚部平均温度值相符。

关键词：Am esim；整车降温；空调系统仿真；试验中图分类号：U467.3文献标识码：A文章编号：1671-7988(2015)08-74-04作者简介：丁玮，工程师，就职于安徽江淮汽车有限公司技术中心。

Simulation Technique of AMESim and Its Application in Performance Study of Automotive Air Conditioning systemDing Wei, Sun Qiang, Xu Qingchun( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: To evaluate which solution of an automotive air conditioning system is better,a software named amesim was used to establish and calibrate the simulation models of automotive air conditioning components.The reliability of simulation was verified after comparing singe component simulation data with component experiment data. An automotive air conditioning system simulation was established using the components models built before, and the reliability of simulation was further verified after comparing system simulation data with systemexperiment data. Finally, the application of amesim in performance of automotive cooling capability was studied and the results indicate that the simulation data of cabin average temperature fitted the experimental data of carbin average foot temperature.Keywords: Amesim; Automotive cooling; System Simulation; Experiment CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)08-74-04引言汽车空调制冷系统的性能主要由两方面决定：一为构成系统的各零部件的性能；二为系统匹配的合理性[1]。

系统建模与仿真在制冷空调系统中的应用城建学院暖通工程 272081404001 朱琴1、简述仿真技术的应用自20 世纪60 年代开始,仿真技术开始在制冷、空调领域开始得到应用。

经过几十年的发展,这种技术在该领域内得到了充分的研究和广泛的应用,对制冷空调系统的运行特性研究、产品技术创新起到了非常重要的作用。

传统的制冷、空调装置设计手段是开发研究人员提出一种系统方案,并制出相应的样机,然后在实验台上进行样机性能测试,通过实验对装置的可靠性和运行效率进行改进。

从理论上讲,实验改进方法是一种科学严谨的研究方法,但由于实验条件、测试精度、经济条件以及开发时间上的限制,使其无法对装置的实际运行进行较全面的预测和较理想的改进。

而仿真技术则可以帮助人们更有效地利用计算机手段最大限度地改进所研究系统的性能。

通过计算机仿真,原来需要在实际装置上进行的实验,很多就可以在计算机上实现,这样不仅可以节省大量的实验费用,而且节省开发时间,使厂家根据市场开发产品的反应速度大大加快。

计算机仿真模型在房间空调器系统中得到应用以来,有关房间空调器系统及部件的仿真模拟得到了越来越深入的研究。

房间空调器模拟的目的之一是对现有的房间空调器系统的性能进行校核,其次是通过改变系统或部件的结构实现系统的最优化设计,同时为控制系统提供被控软件。

仿真模拟的最终目的是期望最大限度地代替实验。

2、仿真技术的概念和特点仿真技术是计算机技术的一种,它的产生和发展有着浓厚的工程实际应用背景。

所谓仿真,就是指通过研究一个能代表所研究对象的模型来代替对实际对象的研究。

计算机仿真就是在计算机上用数字形式表达实际系统的运动规律。

计算机仿真技术具有如下特点:a.利用对系统和过程的仿真模拟方法取代传统的实验方法,可以节省大量人力物力,同时还能提高开发效率,缩短开发时间。

b.加强了对过程特性的研究和分析,即逐步以动态分析方法取代传统的静态分析方法,使建立的数学模型更加接近实际的系统或过程,准确性提高。

摘要随着汽车工业的发展，汽车空调系统作为汽车舒适性的重要保障之一，是汽车发展中一个不可或缺的组成部分，日益受到厂家和用户的重视。

对制冷装置动态特性的研究，近年来在国际上引起了广泛的关注。

借助于现代计算机仿真技术，深入研究汽车空调系统的动、静态特性及优化设计方法，具有很高的理论意义和实用价值。

针对目前汽车空调仿真技术的研究现状及存在的问题，主要完成了以下几个方面的工作：①建立了通用的制冷剂热物性参数和状态参数计算仿真模块，该模块具有良好的可扩充性和开放性。

通过对R12、R22、R134a等制冷剂的热物性参数和状态参数的计算分析表明，该模块运算速度快，精度高，能够满足汽车空调系统仿真之用。

②作为制冷系统的心脏部件，压缩机的性能优劣直接关系着系统的能耗、噪音、可靠性和安装灵活性等。

文中以双工作腔滑片式压缩机为研究对象，建立其数学模型，并对压缩机仿真模块进行了简单的分析。

③建立了具有良好通用性的汽车空调系统换热器（蒸发器和冷凝器）分布参数动态模型，并基于流体质点追踪计算思想完成了相应的计算机仿真软件。

本文对以R134a为工质的层叠式蒸发器和平流式冷凝器的静态特性和动态特性进行研究，通过仿真计算，分析结果，能够很好地反映换热器性能参数的动态变化，与系统热动力学理论和冷凝器、蒸发器的实际工作过程基本一致。

关键词：汽车空调，数学模型，仿真ABSTRACTWith the development of automobile industry,more and more manufacturers and users regard automobile air conditioning system as an important part of automobile, because automobile air conditioning system is necessary for the comfort of it. Researching the dynamic properties of refrigeration system is a focus among the international refrigeration academic.With the help of numeric simulation technique, we can analysis the system’s steady state and dynamic performance and the methods of optimization,these are very important in theory and application fields.Aimed at the existed questions and researched status in automobile air conditioning system,this paper accomplished the following issues:First,this paper constructs a general model of refrigerant thermodynamic properties calculation for simulation of refrigeration and air condition system based on the parametric equations of state of refrigerant.The module has good property of extension and ing R12,R22,R134a,Compared with the data provided by the standard graphs and tables of refrigerant thermodynamic properties,the calculation results of this model have certain precision and fast calculation velocity,and can meet the requirements of simulation of automobile air conditioning system.Second,as central part of refrigeration system,there’s direct connection between performance of compressor and energy exhaust、noise、reliability and flexible fixing. This paper use two-working area slip compressor as research object and math model is established.To established model simple analyze is finished.Third,a general dynamic distributed model of heat exchangers(evaporator and condenser)is constructed.This model is described by Lagrange method.Base on the calculation method of tracing the little mass of liquid,a simulation model is set up.The characteristic of static and dynamic state about evaporator and condenser is researched, which Working medium is R134a.Through simulation and analyze the result,dynamic changing of performance parameter of heat exchanger can be reflected excellent.The result is consistent with thermodynamic theory and practice working process of heat exchanger.Keywords:automobile air conditioning,math model,simulation1绪论1.1汽车空调系统概况1.1.1汽车空调的历史汽车自诞生以来，一直被人们公认为是一种不可缺少的最好的交通工具，它与人类的生活及生产活动有密切的关系。

汽车仿真知识点总结一、汽车仿真的概念汽车仿真是指利用计算机技术对汽车的动力学、热力学、结构强度、流体力学、声学等特性进行数值计算和模拟，以评估汽车的性能和可靠性，并优化汽车的设计。

汽车仿真技术可分为车辆动力学仿真、车辆碰撞仿真、车辆热管理仿真、车辆空气动力学仿真等多个领域。

通过汽车仿真技术，可以更真实地模拟汽车在各种工况下的行驶和工作状态，加快产品设计和优化的速度，提高研发效率。

二、汽车仿真的应用领域汽车仿真技术在汽车工业中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 汽车设计与开发：通过汽车仿真技术，可以对汽车的动力系统、传动系统、悬挂系统、车身结构等进行建模、分析和优化，确保汽车在各种工况下的性能和可靠性。

2. 碰撞安全性评估：通过碰撞仿真，可以模拟汽车在各种碰撞情况下的受力和变形情况，评估汽车结构的安全性，并优化车身设计，提高碰撞安全性。

3. 发动机燃烧仿真：通过发动机仿真技术，可以对发动机的燃烧过程、燃烧效率、排放性能等进行分析和优化，提高发动机的工作效率和环保性能。

4. 空气动力学优化：通过空气动力学仿真，可以对汽车外形、车身尺寸、车身细节等进行优化，降低风阻系数，提高汽车的空气动力学性能。

5. 热管理系统仿真：通过热管理仿真，可以对汽车的散热系统、冷却系统、空调系统等进行分析和优化，确保汽车在各种气候条件下的热管理性能。

三、汽车仿真的常用软件目前，汽车仿真领域有很多专业的仿真软件，常用的软件包括：ADAMS、CARSIM、RECDOYN、MATLAB、SIMULINK、GT-SUITE、ANSYS、FLUENT等。

这些软件在汽车动力学仿真、碰撞仿真、热管理仿真、空气动力学仿真等方面都具有优秀的性能和实用性。

不同的软件在不同的仿真领域有着各自的优势和适用性。

ADAMS是一款集成了多体动力学、刚体动力学和柔性体动力学的仿真软件，可用于汽车的动力学仿真和悬挂系统优化。

CARSIM是一款用于汽车动力学仿真和车辆控制系统仿真的软件，可用于汽车的悬挂系统、转向系统、制动系统等的建模和设计。

基于Proteus和Keil的汽车空调定时启动装置的仿真设计汽车空调在炎炎夏日是必不可少的装置，它可以为车内乘客提供舒适的空调环境，但是如果车主需要提前开车时还需要去打开空调，这样会很浪费时间。

因此，我们可以设计一个定时启动装置，让空调在车主到达车辆之前自动启动。

基于Proteus 和Keil的仿真设计是一种非常好的方法，因为它可以模拟出所有器件和模块进行正确性测试，从而确保设计真实可行。

在此设计中，我们需要使用以下元件：1. 8051单片机2. LCD液晶屏3. 时钟模块DS13024. 电位器可调电阻5. 继电器6. 电容7. 电阻首先，我们需要使用Keil来编写程序代码，它将被存储在8051单片机中。

代码将实现检测时间并在规定的时间自动启动空调。

我们还需要将代码发送到Proteus中进行仿真。

接下来，我们需要连接LCD液晶屏和DS1302时钟模块到8051单片机。

DS1302时钟模块将为单片机提供准确的时间，以便我们可以编写程序来检测当前时间并计算何时自动开启空调。

LCD液晶屏将显示当前时间和定时启动器件的状态。

我们必须使用电位器可调电阻来设置预期时间。

电位器可调电阻将产生可变电阻，以便我们可以设置用户想要启动空调的实际时间。

当时间到达时，继电器将被触发以打开空调。

最后，我们需要将电容和电阻与继电器一起使用。

这将防止继电器在打开时发生电压峰值，从而使继电器持续更久，并提高其寿命。

使用Proteus进行仿真时，我们能够确保所有元件都得到了正确的连接并根据需求工作。

我们可以通过更改电位器可调电阻来更改开启空调的时间。

我们可以在LCD液晶屏上准确地看到当前时间，以便我们可以设置正确的时间。

总之，基于Proteus和Keil的汽车空调定时启动装置的仿真设计是一种非常好的方法，可以确保设计的可行性和可靠性。

这个设备可以省去车主在炎热的夏天中另外打开空调的时间，同时还可以为乘客提供更加舒适的乘车体验。

某汽车空调暖风风道的CFD仿真和优化
杨润泽;安正顺
【期刊名称】《湖北汽车工业学院学报》
【年(卷),期】2016(030)004
【摘要】针对某微型面包车空调系统出风量小,出风温度不均匀的现象开展了研究,应用Fluent软件对暖风风道内部的三维稳态流动和换热情况进行了数值仿真分析,通过调整风道内部结构及扰流板尺寸、形状和位置设计了优化方案,并进行了CFD 仿真.结果表明:将扰流板位置向下平移15 mm的方案为最优方案,该方案的风阻较原设计下降了4.5%,出口温度的标准差降低了17.8%,风道出风温度的均匀性得到了显著改善.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】杨润泽;安正顺
【作者单位】湖北汽车工业学院汽车工程学院,湖北十堰 442002;湖北汽车工业学院汽车工程学院,湖北十堰 442002
【正文语种】中文
【中图分类】U463.85+1
【相关文献】
1.汽车空调暖风系统性能优化与效果分析 [J], 孙玉;沈兆江;张恒
2.微型汽车前挡风玻璃除霜风道的CFD仿真与优化 [J], 胡章胜
3.汽车空调暖风机热交换器的优化设计 [J], 周庆辉;纪威;王夺
4.基于CFD仿真的冰箱风道系统优化 [J], 刘道金;韩斌斌
5.暖风机QG20D风道优化设计 [J], 赵亮;李松;杨勇;林玉娜;廖泓斌
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汽车空调机构设计及仿真模拟作者：王雷，方向华来源：《黑龙江工业学院学报（综合版）》 2018年第5期王雷1，方向华2（1.安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖241000；2.芜湖博耐尔汽车电气系统有限公司，安徽芜湖241009）摘要：为了提高汽车空调对环境温度的控制精度和舒适性，对空调机构进行了设计与仿真研究。

首先将原先采用三个操纵机构控制三个风门的方式，改为通过模式拨盘同时控制三个风门完成汽车空调五种状态的风量分配方式。

同时进行了基于CATIA的设计建模。

对空调模式运动机构进行了仿真模拟研究，仿真模拟的应用使设计验证环节得到有效地控制。

仿真模拟结果验证了本文所改进设计出来的空调模式运动机构的合理性和可操作性。

关键词：汽车空调机构；建模；参数化设计；仿真模拟中图分类号：U463.83 文献标识码：A作者简介：王雷，博士，副教授，安徽工程大学。

方向华，工程师，芜湖博耐尔汽车电气系统有限公司。

基金项目：安徽省自然科学基金（项目编号：1708085ME129）；安徽省科技攻关项目（项目编号：1604a0902183）；安徽工程大学教学研究项目（项目编号：2014jyxm51）。

作为影响汽车舒适性的主要总成之一汽车空调系统，为汽车提供取暖、制冷、除雾、除霜、湿度控制和空气过滤等功能［1］，在汽车市场已成为主要竞争的手段之一。

汽车空调模式运动机构是汽车空调操纵性要求最高的运动机构。

通过合理的气流分配，汽车空调可为驾乘人员提供新鲜的空气及合适的温度范围，从而降低驾乘人员的旅途疲劳。

汽车在行驶过程中，行驶速度、太阳辐射、车内风道的结构、地域性差别，送回风口的布置、送风方式及送风速度、乘员性别、乘员的多少、乘员年龄等因素都会对车内流场有很大的影响，这就对汽车空调的设计和研究提出了较高的要求。

因此，不少学者对此做了一些关于汽车空调方面的研究工作，何理对汽车空调送风模式控制机构优化设计进行了研究［2］；文献［3］对客车空调V带传动系统张紧轮机构设计进行了研究，给出了详细的设计过程；秦红等人［4］对汽车空调手动控制器拉丝走向结构设计进行了一定程度的探讨；文献［5］对基于CAN总线技术的空调控制系统设计进行了一定深度的研究；王粟等人［6］建立了变风量空调系统汽车车厢的数学模型，利用Matlab对车厢的温度控制系统进行了仿真，得到了系统的响应；唐景春等人［7］对电动汽车空调热泵型涡旋压缩机结构分析进行了研究，并通过实验空气焓差法对系统进行了制热、制冷性能实验，实验结果表明达到了节能的目的；文献［8］采用Fluent 软件对该风道的主体部分的气流流动进行模拟与分析，并通过优化设计改进了中央风道的性能，使中央风道各出风口的均匀性得到了大大提高。

浅析工程设计中的热设计仿真【摘要】热设计仿真是工程设计中重要的一环，通过仿真软件模拟热传导、热对流等物理过程，为工程设计提供可靠的参考。

本文首先介绍了热设计仿真的概念及方法，然后探讨了其在工程设计中的广泛应用，包括汽车、电子产品等领域。

接着分析了热设计仿真的优势，如节约时间成本、提高设计效率等。

最后通过案例分析展示了热设计仿真在实际工程中的应用效果。

结论部分强调了工程设计中热设计仿真的重要性，建议加强相关技术研究和人才培养，推动热设计仿真在工程设计中的更广泛应用，并指出了未来发展的方向。

通过本文的浅析，可以更深入理解热设计仿真在工程设计领域的价值与作用。

【关键词】热设计仿真、工程设计、研究背景、研究目的、概念、方法、应用、优势、案例分析、重要性、发展方向建议1. 引言1.1 研究背景工程设计中的热设计仿真是指利用计算机模拟技术对工程项目中的热传导、热辐射、热对流等热现象进行分析和模拟的过程。

随着工程设计领域的不断发展，对于热设计仿真的需求也越来越迫切。

热设计仿真在工程设计中发挥着重要的作用，可以帮助工程师优化设计方案，提高工程项目的效率和可靠性。

通过对热设计仿真的研究与应用，可以有效地减少工程项目的成本和时间，提高工程设计的质量。

目前对于工程设计中热设计仿真的研究还比较有限，尚未形成系统的理论体系和方法。

本文将对热设计仿真的概念、方法、应用、优势以及案例进行深入探讨，旨在为工程设计领域提供更多关于热设计仿真的研究成果和实践经验。

1.2 研究目的研究目的旨在探究工程设计中热设计仿真的重要性，深入分析其在实际应用中的作用和优势，为工程设计提供科学依据和技术支持。

通过对热设计仿真方法的研究和总结，可以帮助工程设计人员更好地理解热传导、热辐射和对流等热学原理，从而提高设计方案的准确性和效率。

通过研究热设计仿真在不同工程领域的具体应用案例，可以为工程设计人员提供实际参考和借鉴，促进工程设计的创新和发展。

本研究还旨在对工程设计中热设计仿真的发展方向进行探讨和建议，为未来工程设计提供更加可靠和智能的仿真工具和方法，推动工程技术的进步和提高。