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汽车冷却水泵作为汽车发动机水冷系统中的核心部件,其工作稳定性和水力性能的好坏直接影响到发动机的工作效率。随着社会发展汽车发动机性能提升,对于汽车冷却水泵的水力性能要求也越来越高。针对汽车冷却水泵的水力性能优化设计研究工作具有重要意义,本文首次将遗传算法优化方法应用于汽车冷却水泵水力性能优化,主要研究内容如下:1.以某汽车厂家所需汽车冷却水泵性能要求为设计依据,采用传统设计方法确定原始水泵模型,在ProE软件中实现三维装配体建模,导入ANSYS workbench软件中利用有限元方法对原始模型进行静力学分析,试验结果表明工作状态下各零部件所受应力在材料屈服极限的80%之内,验证其材料强度满足设计要求。2.提取原始水泵的流域模型,在pumplinx软件中进行CFD仿真模拟分析,确定优化目标为:在不破坏冷却水泵工作稳定性的前提下增大扬程提高效率;针对优化目标确定三个分目标函数:泵内能量损失分函数、理论扬程分函数和水泵工作特性曲线驼峰函数;应用评价函数方法确定权重系数、考虑系统内外部的限制设置设计变量的约束条件,统一整体优化数学模型;利用MATLAB软件编程遗传算法代码对整体优化函数进行迭代计算,得到优化后冷却水泵的叶轮结构参数。3.将遗传算法优化结果叶轮参数建模,再次进行CFD数值仿真模拟计算,对比优化前后模型水力性能仿真结果表明效率增大了6%、扬程增大了5.618m、水泵特性曲线驼峰现象得到明显改善,验证了遗传算法方法对于冷却水泵水力性能优化的可行性;将遗传算法优化结果与正交试验优化结果进行比较,验证了遗传算法优化方法更具优越性。4.根据优化后叶轮参数生产手工样件,于工厂实验室内进行外特性试验,对比仿真数据与试验数据发现特性曲线趋势一致、误差控制在10%内,验证了CFD模拟方法的准确性。同时证明了优化后模型的良好性能,验证了遗传算法优化方法的可行性。为今后汽车发动机冷却水泵的水力性能优化研究提供了使用遗传算法优化方法和CFD仿真模拟计算相结合的新思路。