搭载直喷汽油机SUV发动机舱热流分析

随着科技的发展与人工智能时代的到来,人们对汽车需求不再简简单单的遮风挡雨,功能化、科技感、流线感、舒适感、运动感已经成为了人们购车的选择点。功能化的增加,舒适感的改善,运动感的提高,也对整车发动机舱内的结构与布置提高出了更高的要求。发动机舱作为汽车主要零部件最为集中的区域,舱内热流流动特性不仅仅影响着内流阻力,同时还影响着一些重要零部件(如发动机、ECU、传感器等)的工作性能和整车的性能。汽车动力的提升,尤其是直喷汽油机的应用,使得发动机自身、散热器、排气歧管的产热量增加,这就对发动机机舱热管理提出了更高的要求。本文以某款实车SUV为研究对象,应用传热学、计算流体力学对目标车型发动机舱内流场与温度场进行仿真计算与分析。仿真计算分析找出了发动机舱温度过高的零部件,并同时发现了风扇支架和变速器发生热害,超过了其温度限值,对其进行了改进减少了热回流与热辐射影响,使目标车型发动机舱热管理问题得到了有效的解决。主要研究内容如下:(1)进行目标车型整车热平衡试验,确定热害关键点;(2)通过CFD计算流体力学软件对目标车型在怠速、高速、爬坡三种工况进行仿真计算得出发动机舱内流场特性与温度分布;(3)将热害试验温度数据采集结果与仿真计算结果的温度数据进行误差分析,验仿真结果的准确性与有效性;(4)针对问题分析出发动机机舱内热流流动的流场特性与高温区的分布,并提出改进方案。对导风板的形状进行优化,减少热回流。导风板和散热器支架之间加装密封海绵,防止气流泄露,增加冷却气流量。对前催化器加装隔热罩,减小热辐射影响。本文研究了目标车型在不同运行工况下发动机机舱内的温度场与流场分布,并进行了整车热平衡试验与仿真计算结果的误差分析,对整车发动机机舱热管理研究与开发提供了一定的参考。