发动机舱的冷却气流仿真与散热的改善

为降低冷却阻力,对原车机舱气流进行了数值仿真,基于仿真结果,从改变冷却气流方向、降低气流经过前端部件的能量损失和提高散热器性能3个角度提出了不同的方案,进行风洞试验验证,结果表明,加装前端隔板后散热器进气量增加15%,而冷却阻力降低5 counts。对于机舱内部散热问题,通过仿真与试验结合的方法,采取多种措施(如在方向机后加装挡板引导气流加强其局部流动,风扇后加装导风罩进行热气流疏导,发动机进气口加装导流装置,以提供额外的冷却气流),结果方向机变速器悬置的散热得到改善,而前端的冷却气流不受影响。     

侧置式重型柴油机中冷器和散热器布置形式对冷却性能的影响

以侧置式重型柴油发动机舱内的冷却模块(中冷器和散热器)为研究对象,建立了发动机舱及冷却模块的内部三维流动与传热的数值仿真模型。通过舱内冷却空气流动与冷却模块的传热耦合仿真分析,研究了中冷器和散热器在前后布置与上下布置两种形式下的散热性能。结果表明:与中冷器和散热器的前后布置形式相比,采用上下布置形式时,散热器冷却液出口温度基本不变,中冷器热侧出口温度降低了24%。中冷器和散热器上下布置形式有利于进一步降低发动机热负荷,减小发动机冷却模块尺寸,节约材料,优化发动机舱空间布局。     

基于场协同原理的车用散热器内流场优化

针对汽车散热器在实车环境中内、外流场不均匀对散热性能影响无法判断的问题,提出采用场协同原理分析对流散热结果。首先建立发动机舱前端冷却模块模型,结合已有的经验公式和数值仿真方法对模型进行简化;其次运用多尺度耦合分析散热器在内部热介质流场和外部冷介质流场下的流动传热特性,并通过试验对仿真模型进行验证;最后利用场协同原理分析散热器散热特性,并提出内流场优化思路。优化结果表明,在散热器最为严苛的工况下,散热管表面温度标准差提高了29.01%,出水温度降低了1.32℃。     

百叶窗翅片汽车散热器特性仿真研究

以百叶窗翅片汽车散热器为研究对象，提出了基于散热器微元结构的动态传热模型，把散热器传热过程分为水侧传热，翅片管传热和空气侧传热3部分来考虑，建立了相应的散热器传热及阻力特性的数学模型，并在MATLAB/SIMCLINK环境中建立了其仿真模型，进行了仿真值与试验值的比较，结果表明，仿真结果与相应的百叶窗翅片散热器试验数据基本一致。     

某插电式混合动力轿车热管理仿真分析与优化设计

利用Star-CCM+软件和Flowmaster软件,建立了某款插电式混合动力轿车(PHEV)热管理仿真模型,对该车发动机舱进行了CFD分析和冷却系统一维模拟分析。根据仿真结果,针对机舱前端进气泄漏严重、热反流、低温冷却系统冷却水温较高、低温电子部件冷却不足等问题,提出优化冷却模块布置及改善机舱进气密封性等优化措施,该优化方案满足了冷却设计要求。     

汽车发动机冷却风扇对机舱热管理影响的研究

文章应用CFD软件STAR CCM+及AMEsim研究了汽车发动机冷却风扇对机舱热管理的影响,在建立三维整车热管理系统数值模型的同时,建立了发动机冷却系统一维仿真模型。得到了车辆在不同转速和车速下散热器和冷凝器的进风量,分析了不同车速下,发动机冷却风扇转速与冷却模块进风量之间的关系,以及散热器进风量对发动机冷却液水温的影响。结果表明:随着车速的提高,风扇转速对散热器进气量的影响逐渐降低。当车速小于60km/h时,风扇转速对散热器进气量的增加有明显的作用;结合车辆开发性能要求,通过一维、三维联合仿真确定了该车辆发动机冷却风扇的合理转速,并且验证了所选风扇转速的合理性和可靠性。     

基于气动风洞测试的整车热管理CFD分析精度提升方法

研究了在整车开发前期,通过油泥模型在气动风洞中测试前端模块的风速来标定热管理CFD模型的方法,分解了测试流程和标定方法,使标定后的模型与试验一致性较好。利用标定后的模型可以在项目开发早期提升热管理机舱内流分析准确度,使发动机舱内流场的优化做到空气动力学性能和热管理性能的最佳平衡。     

某商用车发动机舱热管理仿真分析与试验研究

为实现某商用车的冷却系统匹配,利用计算流体力学(CFD)方法建立了整车仿真模型,并结合道路试验研究了格栅开孔率、发动机舱挡板、风扇形式、风扇与散热器间隙等多种因素对整车流场与热场的影响,得到了不同因素对整车热平衡的影响程度。结果表明,发动机舱挡板、散热器与风扇间隙、格栅开孔率等因素对整车冷却系统影响较为明显。     

电动汽车热管理系统设计及应用进展

电动汽车的热管理直接关系到电池电机的性能和使用时的安全。电动汽车行驶时,电机需要冷却,乘员舱和电池温度需要保持在适宜的水平,热量在前端冷却模块中耗散至空气。文章在分析电动汽车的冷却考核工况,重要零部件热负荷情况的基础上,对格栅、导流密封、前端模块等结构特点进行了分析,比较了多个畅销车型的热管理回路,分析了其优缺点。     

商用车发动机舱流场仿真与风罩优化设计

为提升某商用车最大转矩点工况下的散热能力,利用CFD技术对机舱流场特性和冷却性能进行了研究。通过仿真结果与风洞试验对比分析,验证了网格尺寸和模型的可靠性。针对散热器上部和左右侧出现的热风回流现象,在原机标配护风圈的基础上,增添了导流罩,并基于CFD技术结合试验设计对其结构参数进行优化,仿真结果显示,加装导流罩后热风回流量大幅降低,并伴随冷却风量稍有提升。最后进行热平衡道路试验。结果表明:最大转矩工况下,加装导流罩后许用极限环境温度提升3.4℃,验证了导流罩的有效性。     

某乘用车热管理系统的评估和优化

文章采用“试验摸底—勘察评估—仿真分析—优化设计—试验验证”的研究流程,对某乘用车在低速高负荷工况下容易“开锅”的问题进行了研究。通过整车热平衡试验初步评估热管理系统,对整车企业提出的问题进行复现;对热管理系统建立研究体系,对影响因素进行勘察评估;进行仿真计算,对现场勘察提出的空气侧问题进行验证;建立空气侧优化体系并进行优化设计,结果表明,加装导流风道和密封以及将油冷器下移0.2 m,散热器散热量的优化率为10.1%和8.4%;对优化方案进行试验验证,结果表明,许用环境温度上升到51.2℃。     

发动机底护板热性能评估及优化

运用Fluent和Rad Therm软件对整车热性能进行计算,一方面与试验数据相比,得到了安装底护板与否对车辆底盘零件热性能的影响,另一方面,通过计算对底护板形状进行了优化,改善了底盘的空气流动性,使底盘零件不超过材料的耐温限值。结果表明,发动机底护板优化后,不仅保护了发动机轮带系统、油底壳和变速器,同时也满足了底盘零件的热性能。     

轮式装载机热源系统空气场特性分析

为解决某轮式装载机各系统工作液体温度过高的问题,针对装载机热源系统(机罩内部)空气场进行计算机仿真,研究其空气流场和温度场的工作特征,并与试验值进行比较;对机罩部位提出6种改进方案,对比分析后选出最优方案。结果表明:原结构存在流经散热器模块高温空气回流现象,影响系统散热效果;改进后的结构能有效提高冷却空气载热能力,提高各散热器散热效率,防止工作液体温度过高,降低散热器结构尺寸,对于降低能源消耗等具有实际意义。     

前端进气对乘用车发动机舱散热性能的影响

乘用车前端进气对发动机舱内的流动和散热性能影响很大,文章基于三维数值分析软件Fluent建立了某乘用车三维数值模型,分析了原车型在爬坡工况下发动机舱内的流动和换热性能,发现在该工况下通过散热器的冷却空气流量偏低,未达到目标值。在分析原车型速度分布后,发现可以通过优化挡板以提高格栅和冷凝器之间的密封性能。验证结果表明,将散热器的冷却空气流量增加5%,散热器的换热量可提高4%,达到了预期的目标值,起到改善机舱散热性能、提高热管理水平的目的。     

发动机冷却系统性能评估方法及正向设计应用

工程车辆通常将冷却风扇与散热器进行组合作为发动机冷却系统,为便于对冷却系统性能进行评估,在熵产单元数、效率等散热器性能评价方法基础上,将冷却风扇纳入评价体系,实现系统性能评估。结合国内某型双钢轮振动压路机,将该方法应用于正向设计中,实现对冷却风扇优选。结果表明:以冷空气侧的空气体积流量为公共变量,可将冷却风扇与散热器整合在熵产单元数、效率的评价指标内;三维CFD仿真模型中,中冷器、冷却液散热器、液压油散热器热流体温度误差分别为3.15%,4.07%,2.83%,误差在合理范围内,仿真模型正确;仿真中获取的冷空气实际流量,对整个评价和设计具有较为重要的作用;在产品正向设计时,该方法可用于冷却风扇优选。     

车门护板侧冲击仿真分析与试验验证

本文介绍了一种乘用车车门护板侧冲击的试验方法,同时运用有限元分析方法进行模拟仿真分析,通过车门护板腰部侧冲击仿真分析结果与试验数据的对比,证明了车门护板侧冲击仿真分析方法具有较高的仿真精度,能够指导车门护板在汽车侧面碰撞试验中的改进方向;运用车门护板侧冲击仿真分析方法,优化了某车型的车门护板腰部冲击区域的设计,使之满足车门护板的设计要求。     

前保格栅对冷却模块性能影响的仿真与试验分析

利用三维仿真软件,将2种不同格栅在50km/h车速下,对前端冷却模块气流状态的影响进行了模拟,并与风洞试验室进行的整车试验结果进行对标,对仿真模拟的准确性进行验证。在项目前期概念设计阶段,对改型格栅进行性能验证,代替实车对比试验,对整车开发有重要的指导意义。     

装甲车辆动力舱空气流动与传热仿真研究

利用Pro/E软件建立了装甲车辆动力舱三维模型,并将其导入到GT-Cool 3D软件中转化为障碍物。利用GT-Cool 3D软件建立散热器和风扇模型并建立动力舱流动区域,然后将三维模型离散得到一维仿真模型。对标定工况下动力舱空气流动和散热器传热进行了分析,并分析了散热器位置高度对动力舱空气流动与传热的影响。结果显示:动力舱内空气流动不均匀,进气百叶窗、散热器、变速箱等部件对空气流动影响较大;散热器冷却散热能力分布不均匀,前两个流程冷却散热效果较好,第3个流程冷却散热效果较差;散热器高度每增加20 mm,流进散热器的空气流量平均增加0.523 m~3/s,平均增幅为7.32%,散热器的散热量平均增加11.43 kW,平均增幅为3.69%。     

密封对空调冷凝器性能的影响研究

为了优化汽车前端冷却模块设计,提高机舱热管理性能,针对某乘用车在怠速或拥堵路行驶下出现的空调频繁切断问题进行分析及研究,分别对汽车空调冷凝器前端不采取密封措施和采用海绵密封方案进行对比试验,结果表明冷凝器前端密封对于解决热气回流引起的空调切断问题效果明显。     

某SUV车型底部气动附件的开发与研究

以空气动力学仿真分析为前期开发工具,以气坝、发动机机舱底护板为研究对象,针对某SUV车型的空气动力学附件进行了整车气动性能分析与优化,通过实车风洞试验验证了气动附件良好的降阻效果。通过整车散热性能试验、阻力滑行试验及高速操纵稳定性试验可知,增加以上气动附件,能够在满足整车散热性能的同时降低油耗,提高车辆的高速操稳性能。