基于商用车发动机舱热管理技术的冷却系统散热性能优化

商用车的发动机舱是一个半封闭的空间,对温度控制要求十分严格。一方面机舱内有线束、塑料管、橡胶管等非金属件,机舱温度过高容易引起高温失效,影响整车行驶安全性能;另一方面汽车发动机还需要合理的散热,以确保汽车能够获得最佳动力性和经济性。在空间有限的发动机舱内布置着数量众多、形状各异、结构复杂的零部件,给发动机舱散热带来了巨大的压力和严峻的挑战。因此,如何合理的优化冷却系统、有效的对发动机舱热管理是一项复杂并重要的工作。论文是基于某公司开发的一款商用车在道路试验中发现散热器出水温度偏高、冷却系统散热性能差为背景,结合现有资源,首先对冷却系统的主要零部件(散热器、中冷器和风扇)的散热性能进行了匹配校核计算,其次对发动机舱模型做了简化处理,利用计算流体力学(Computer Fluid Dynamic,简称CFD)方法对发动机舱温度场和速度场进行仿真分析,再次根据仿真分析结果制定有效措施对冷却系统进行优化设计,最后经过实车试验验证,优化后冷却系统的温度降低了 5℃,成功解决了冷却系统散热问题。本文主要研究内容如下:1.冷却系统理论匹配计算校核。根据整车匹配的冷却系统零部件的性能参数,对其散热性能进行理论校核计算,结合对应发动机的性能参数,确保冷却系统的每个零部件散热性能都满足发动机的匹配要求。2.分析影响冷却系统散热性能的原因。使用三维建模软件建立发动机舱的三维模型,运用CFD软件对这些模型进行网格划分,进行温度场和速度场的仿真计算,根据机舱内仿真计算的温度场和速度场分布状态找出发动机舱内影响空气流动和散热性能的零部件。3.优化冷却系统散热性能。研究冷却系统的散热器、风扇和护风罩三者位置及结构对散热性能的影响,根据分析结果,优化散热器、风扇和护风罩布置,使其三者位于冷却系统散热性能最佳时的位置。4.试验验证。根据优化结果对整车进行改进设计后,再次进行试验验证,证明了用热管理技术对冷却系统的分析和优化设计的有效性,可以作为企业设计规范指导新产品冷却系统开发。