某新车型发动机舱热管理的研究

目前国内外汽车市场的竞争日趋白热化,各大汽车公司不停地推出适应市场的新车型,而为了争夺市场、抢得先机,各公司都在尽可能地缩短研发周期和降低研发成本。计算机仿真技术能够有效地缩短研发周期,加快新产品投放市场的速度,缩减研发成本,其已经在新车研发过程中发挥重要作用。 本文以某著名汽车公司开发的新型乘用车为研究背景,建立了该车型的三维几何模型并进行适当的处理。根据计算精度的要求,基于Hypermesh和Tgrid软件得到了高质量的计算网格。分别在怠速和巡航(90Km/h)工况下分析了该车型发动机舱内的散热性能,给出了发动机舱内全三维速度与温度分布,发掘了该车型发动机舱内温度过高引起自燃的原因。并针对发动机舱内温度过高的主要问题提出了四种优化方案,经过初步分析,确定选择经济有效的添加阻风板方案,并建立了相应的改型车模型,同样在怠速和巡航(90Km/h)工况下分析了发动机舱内的散热性能。然后利用Flowmaster软件分析了改型车发动机舱内冷却系统的动态热平衡性能。 计算结果表明:原车型发动机舱内温度偏高的主要原因是机舱内零部件布置不合理导致机舱后的高温冷却空气回流至散热器前方,在冷却风扇的作用下重新进入冷却循环;改进车型内通过添加阻风板能够有效地抑制机舱后部高温空气的回流,从而进气格栅处的温度较低的环境空气能够顺利地进入机舱,在不增加能耗和改动部件布置的情况下达到良好的冷却效果;通过一维瞬态热平衡分析得知改型车机舱内冷却系统各部件关键节点处的温度值在允许范围内,说明该优化方案不仅能有效地改善机舱内散热性能,而且未改变舱内各部件的性能。 通过三维数值分析与一维瞬态模拟相结合的方法能够有效地研究发动机舱内稳态和瞬态的散热性能,可以大幅提高发动机舱的热管理水平。 本文的研究得到了上海某著名汽车公司的资助。