前置客车发动机舱散热性能与提升素材.ppt

1 2 3 4 5 5 总结 冷却系出风口的回流对机舱内温度分布影响明显，而合理地设计风扇导流罩能有效改善这一问题。 鼓包罩后端的台阶式连接增大了流动阻力，阻碍了热流散发，改为圆弧相切连接则能较好地改善出风环境。 从提高进风量的角度出发，散热器导风罩增大了冷却系迎风面积，从而提升其散热能力，同时改善了前端涡流。 通过各方案的对比，要有效地改善发动机舱的散热能力，应综合考虑冷却系的进风、出风以及通道流动阻力。 前置客车发动机舱散热性能分析与提升 数值计算前处理 模型标定 流场与温度场特性分析 1 2 3 结构改进对机舱热环境的影响 总结 主要 结构 4 5 是 否 否 计算结果分析与结构改进方案 典型工况 实验测试 典型工况下数值计算 改进后典型工况下数值计算 建立简化物理模型 网格化处理建立数值模型 优化后计算结果分析 改进是否有效？ 确定改进方案 模型标定计算 模型是否可靠？ 是 改进验证 实验测试 技术路线 软件平台: 1、SOLIDWORKS 2、ANSYS14.0 简化几何模型 车身结构考虑格栅对于前端进风的影响，忽略车周后视镜、挡风玻璃等结构； 机舱内考虑悬架、转向和制动等系统的影响；对舱内细小的管道、电缆等以及对流场影响不大的部件予以忽略或简化处理。 1 数值计算前处理 全流场计算域选择 一般原则：车前方3倍车长，车后方6倍车长，车上方5倍车 高，车侧面6倍车宽。 3L 6L 6H L H 2.5W W 2.5W 网格划分 发动机舱及车周区域 采用非结构性网格，远离车 周的外流场区域采用结构性 网格。全流场共生成混合体 单元1060万。 考虑到发动机舱流场 梯度较大，对其周围进行 网格加密。 边界条件 名称 设置 入口条件 速度入口 湍流强度 I=5% 环境温度30℃ 出口条件 压力出口 101325Pa 非发热部件 固壁无滑移壁面 发热部件 温度壁面 地面 移动壁面 散热器、中冷器 换热器模型 风扇 三维实体风扇MRF模型 压力出口 固壁 滑移地面 速度入口 外流场边界示意图 模拟中汽车被认为是匀速向前运动的，来流方向垂直于车头平面。 边界条件 机舱传感器布置 温度测试监控 P1-机舱后部 p2-增压器与发电机间 p3-机舱右部 P4-空滤后上方 p5-左前轮上方 p6-油底壳左下方 边界条件 发动机舱空间点示意图 空间截面示意图 Y= -600mm 2 模型标定 周围的温度在31-42.8℃范围，进行积分平均得到温度约为37.4℃。 空气滤清器 X=1700mm 周围的温度在29.5-39℃范围，进行积分平均得到温度约为34.2℃。 副水箱 该区域流场梯度较大，其周围的温度在34.3-53.8℃之间，进行积分平均得到温度约为43.6℃。 进气总管截面温度云图（Z=230mm） Z=230mm 进气总管 标定分析 部件 温度（℃） 空气滤清器 副水箱 进气总管 计算值 37.4 34.2 43.6 实验值 39.3 33.4 41.9 误差（%） 4.8 2.4 4.1 空间点 温度（℃） P1 P2 P3 P4 P5 P6 计算值 67.2 61.3 64.4 49.6 52.1 49.2 实验值 70.2 86.1 66.8 51.5 52.8 52.3 误差（%） 4.3 28.8 3.6 3.7 1.3 5.9 非发热壁面温度计算值与实验值对比 机舱空间点温度计算值与实验值对比 以最大扭矩点工况进行模型标定，其结果如下： 点p2位于涡轮增压器旁，实验现场由于涡轮增压器被橡胶罩包裹其壁面温 度无法测试，导致出现较大偏差。实际操作时传感器的布置位置及其精度等也 存在误差。综合考虑并参照文献，认为误差在10%以内模型是可靠。 发动机舱流场特性分析 3 流场与温度场特性分析 最大扭矩点 Y=0 额定功率点 发动机舱温度场特性分析 经过油底壳、散热 器下部和变速器等部件。 油底壳周围的空气温度 60℃左右，散热器前面 有部分回流热空气，温 度约45℃。在扭矩点和 功率点，散热器下部的 温度分别约75℃和100℃。 Z=-150mm 额定 功率点 最 大 扭 矩 点 Z=75mm 经过缸体、冷却系中部以及空气滤清器与副水箱上部。最大扭矩点和额定功率点工况下，散热器中部的最高温度分别约78℃和90℃，空滤后上方的温度分别为50℃和46℃左右。 发动机舱温度