发动机舱温度场对燃油经济性的影响研究

随着汽车工业的不断发展,汽车数量快速增加,燃油消耗和环境污染问题日益严峻,节能减排逐渐成为国际汽车企业较为重视的研究目标。影响汽车燃油消耗的因素很多,包括:路况、发动机特性、驾驶技术和使用环境等,其中环境温度对燃油经济性的影响很大,以我国南北两地为例,北方冬季和南方夏季的温差正常可以达到60℃,而温度又直接影响到汽车的经济性、可靠性和舒适性。本文以发动机舱模型为研究对象,采用数值模拟方法,对发动机舱内影响燃油经济性的因素进行了较为系统的研究。首先,本文介绍了CFD国内外现状和数值模拟理论,并以此为基础,使用CATIA建立了发动机舱模型。为达到仿真环境要求,使用UG建立发动机舱计算域模型,并使用软件ICEM对发动机舱模型进行高精度网格划分。接着,确定发动机舱各模块计算模型和模拟方法,并设置汽车外部边界条件和发动机舱内部边界条件。其次,将建立好的发动机舱模型导入软件FLUENT进行数值仿真计算,对发动机舱模型在特定的环境温度和行驶速度条件下进行温度场和流场仿真分析,最终得到汽车发动机舱的速度矢量分布图和温度分布图,结果显示发动机舱存在热空气回流和热堆积现象。最后,在GT-POWER中搭建发动机舱模型,设置发动机、散热器、风扇和节温器等模块的参数,通过仿真风扇转速和行驶速度对冷却水温及燃油消耗的影响,验证发动机舱模型的可行性。接着,通过改变温度参数,得到汽车在环境温度为-10℃、0℃、10℃、25℃和40℃五个环境温度下的冷却水温和油耗变化规律。本文通过研究发动机舱温度场分布和温度变化对燃油经济性的影响,为改善发动机舱结构布置,合理控制发动机冷却水温以提高燃油经济性提供了可靠的理论参考。