某型乘用车整车热负荷仿真试验研究与改进设计

热伤害是引发汽车火灾的主要原因之一,其引起的失效类型和涉及部件多种多样。发动机及排气系统作为汽车主要高温部件,其周边受热部件是整车热伤害的防护重点。在设计过程中需要以热流场分析为基础,在保证冷却系统匹配没有问题的前提下,识别布置、材料、结构和工艺等因素,有针对性地进行设计预防,避免热伤害的发生。近年来,由于整车热伤害导致的火灾案例层出不穷,对于整车主要零件的热伤害研究成为整车设计开发及改进工作中的重要环节。零部件的热伤害直接影响到整车的耐久性和可靠性,因此在整车设计时,计算整车的热负荷、考虑影响热负荷的因素以及采取降低热负荷的措施,是一个十分重要的问题。有限体积法仿真分析方法是对零部件进行热负荷分析的一种有效手段,本文首先简化了整车三维实体模型,利用STAR CCM+强大的网格划分能力建立了多面体计算网格,采用最苛刻试验工况,对该车型发动机舱进行了流动特性及温度场特性分析,发现排气歧管附近温度场过高的问题。通过讨论优化方案,依据该车特点,设计了传动轴护套及转向机增加隔热罩的优化方案。对优化后的模型重新进行分析,结果证明该方案能够有效降低热辐射影响。最后通过环境舱试验测试,采集各重要测点后与仿真结果对比,证明试验数据与计算数据基本一致,达到了原设计目标要求。