基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计

针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了17.2%。通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为1.6 kW的IGBT模块保持在约25℃,满足其散热需要,为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导。

散热器水室腔体结构对各散热管流量分布及性能的影响

大众第5代EA888发动机在上汽大众MQB平台某车型上全球首发,为满足该发动机最大功率的散热及系统内阻需求,前端高温散热器全新开发。为最大限度降低系统内阻,文章通过CFD仿真手段,研究分析了水室内腔不同形状的导流片以及腔体R角调整等方案对散热器性能和内阻的影响,并最终确认了一款性能和内阻最优的前端高温散热器方案。

某型号皮卡汽车散热器优化设计

针对某型号皮卡汽车在夏季时容易出现怠速工况下发动机冷却不足现象进行分析,对汽车散热器进行了优化设计,通过提高冷却液流速的方法使散热器在发动机怠速工况下的性能得到提升,从而满足发动机的散热需求。

汽车空调管路随机振动强度分析及其改进

针对某款乘用车路试期间空调管路焊缝附近发生断裂的问题,在预应力模态分析的基础上对其进行了随机振动有限元分析,发现其强度薄弱部位与路试断裂部位一致,采用增大焊缝圆角尺寸的方法对管路与接头处焊缝尺寸进行优化,再次对其进行随机振动有限元分析。结果表明,断裂焊缝处三个振动方向的最大应力分别降低了9.8%、29.5%、45.2%,最大应力由112.1 MPa降低至86.1 MPa,低于其材料屈服极限,满足强度要求。研究为汽车空调管路随机振动有限元分析与焊接结构强度优化提供参考依据。

基于有限元法的汽车散热器模态分析

汽车散热器是整车热管理的重要零部件之一,其在汽车行驶过程中极易发生共振与噪音,进而可能导致发生泄漏等失效,在设计阶段对其进行模态分析可以避免发生此问题。采用三种方法构建了换热器有限元模型,对其进行了模态分析,三种方法一阶模态频率分别为80.89 Hz、82.116 Hz以及108.94 Hz,并对比了一阶模态频率接近的两种方法的阵型差异,最终确定出求解精度较高的两种方法。基于这两种方法对散热器在实际工况时的前三阶模态频率进行求解,发现模态频率有所降低,符合实际。研究为散热器仿真方法与整车级有限元仿真模型简化问题提供了参考依据。

基于CFD汽车散热器进出水口位置影响分析

散热器进出水口位置的布置,既对散热器热分布产生影响,也会对连接管道的布置产生影响,进而对管道内的阻力产生变化。选取管带式散热器进行结构分析和关键参数分析,基于CFD搭建管带式散热器的分析模型,对散热器流动换热特性进行分析,包括中冷器和整体散热器两部分,获取压力场、温度场、流体温度场等的分布;分析翅片间距对散热器性能的影响规律;分析散热器进出水口相对位置的三种搭配方式冷却性能的差异,并分析对应的管道压差,以获取最优的结构设计形式。结果可知:波高F_(L)与芯体厚度T和散热管厚度b密切有关;波距F_(p)直接影响散热带的表面散热面积大小;在冷却空气流速一定的情况下,随着翅片间距的减小,散热器的压损越大,传热系数越高;散热器进出水口左上右下的布置形式,冷却液的阻力最小,设计结果最优,为此类设计提供参考。

考虑正面碰撞特性汽车前纵梁轻量化设计分析

前纵梁承载和吸收车辆正面碰撞的能量,保证安全性的前提下,可以通过厚度减薄实现轻量化。针对前纵梁的结构特点,采用强度等效减薄理论开展轻量化设计;在分析传统强度等效减薄公式的基础上,考虑材料变化后,相关的参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,对公式进行修正;对某车型前纵梁开展优化设计,材料由DP590提升为DP780;对优化后的成形工艺进行分析;根据C-NACP正面碰撞要求,建立前纵梁总成碰撞分析模型,获取总吸能和承载力参数变化,并采用整车正面碰撞对比分析,以验证优化后零件的碰撞安全性。结果可知:根据修正公式,厚度由1.6mm减薄至1.4mm,实现轻量化减重12.5%;轻量化后,总成的能量吸收有较大提升;结构的最大承载力由346kN降低到322kN,降低了7.45%,表明整个过程的载荷呈现变缓的趋势,对于乘员保护是有利的;试验与模型分析结果对比,侵入量最大值分别为159.56mm和166.73mm,误差为4.5%,基本一致,表明结果的可靠性。分析结果表明修正强度等效减薄公式是有效的,为此类设计研究提供重要参考。

管带式汽车散热器传热与风阻性能研究

实验测量了ＳＣ７０８０型汽车散热器的传热与风阻特性，并与Ｒ．Ｌ．Ｗｅｂｂ的理论计算公式的计算结果进行了比较。修正了Ｗｅｂｂ理论计算公式中关于汽车散热器风阻的计算方法。计算结果与不同散热带节距的管带式汽车散热器的实验结果基本吻合。

汽车散热器结构参数对空气流动阻力特性影响数值分析

建立了常用的百叶窗汽车散热器空气流动数学模型,对不同空气流速下的空气流动特性进行了数值仿真计算,在此基础上分析了其主要结构参数对空气流动特性的影响。数值计算的百叶窗汽车散热器空气流动阻力与实验值具有很好的一致性,平均相对偏差为4.98%。计算分析结果为百叶窗汽车散热器设计与改进提供了有利依据。

汽车散热器的一种新型试验方法

研制出汽车散热器的一种新型试验方法 ,它不仅满足而且优于JB2 2 93 78的要求 .试验装置风洞的试验段为开口自由射流 ,其核心区的流场是均匀的 ,免去了JB2 2 93 78中所采用的风筒安装汽车散热器的麻烦 .在风洞的风速调节和水循环系统中水流量和水温采用了计算机控制 ,不仅节省了测试时间 ,而且大大地提高了测试精度 .为确保测试的顺利进行 。

管带式车用散热器散热特性的试验研究

应用正交试验优化技术对管带式车用散热器的散热特性进行了试验研究 ,并对试验结果进行了回归分析 ,得到了描述散热器散热量、风阻及水阻与散热器冷却水入口温度、水流量及冷却风速之间关系的回归方程。

管片式散热器在汽车发动机冷却系匹配设计中的数值模拟

本文介绍了一种散热器性能的计算模型和在系统中如何匹配的优选模型,编制了计算程序,进行了 计算与实验的对比分析,表明计算方法是合理的。

管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析

以R·L·Webb提出的汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础 ,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序 ,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合。运用所编程序分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响。结果表明 :散热带波距是影响散热器性能的主要参数 ,散热量随散热带波距的减小而增加 ,而百叶窗开窗角度在 2 5°～ 35°、散热带厚度在0 0 4 5～ 0 .0 6 0mm范围内变化对散热器散热量的影响较小。散热带材质由T 70铜改为纯铜时 ,散热量增加 4 0 %。最后提出了提高SC70

车用发动机过热故障树分析

应用故障树分析方法,对某车用发动机冷却系统过热故障进行分析。给出了冷却系统过热故障的各种原因及其组合方式,进行了故障树的定性分析和定量计算。遵循故障树定性分析所得出的最小割集,可以方便快捷地查找到引起顶事件的底事件故障,以便采取有效措施预防发动机冷却系统过热故障的发生或减小其发生概率。

管带式汽车散热器试验及数值模拟研究

对整体结构相同而散热带波距大小不同的管带式散热器进行传热风洞试验,分析其散热量、风阻与散热带波距的关系。采用CFD数值模拟方法,得到散热器整体换热及阻力分析数据,与试验数据对比验证了计算方法的可靠性,进而由仿真算法模拟出双排水管管带式汽车散热器的温度场和流场。根据模拟结果对比分析可知,在相同工况下,双排水管式散热器比单排水管式的散热量仅增加4.24%～15.11%,而风阻和制造材料增加一倍,因此增加水管排数以增加散热器散热量的做法并不是一种最有效的方法。

汽车散热器性能试验与仿真研究

基于汽车散热器性能试验的相关标准及方法,研制一种高精度汽车散热器散热性能试验台,试验结果表明空气侧与介质侧换热量比值范围为0.96~1.00,满足并且优于散热器标准试验台的测试标准。根据试验结果和理论研究,建立百叶窗翅片散热器数学模型,在MATLAB环境下设计根据散热器计算长度确定出口状态的迭代算法,编写仿真程序,建立性能仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好,空气侧换热量相对误差〈4.5%,介质侧换热量相对误差〈4.7%,空气侧压降相对误差〈7.6%,介质侧压降相对误差〈9.5%。

全铝散热器封头自动焊设备及焊接工艺

为了完成全铝汽车散热器封头焊接工序上的两条平面曲线焊缝的自动焊接,研制了一台双工位双枪自动焊设备。该设备采用以C8051F020单片机为内核的自动控制系统,控制分别安装在直线导轨上的两台焊接小车的行走和安装在两个十字滑台上的两把焊枪做平面曲线运动,并控制其他电机、气缸、焊机等的动作,从而实现全铝汽车散热器封头环形焊缝的自动焊接。并介绍了该设备的机械结构原理和电气控制原理以及自动焊接工艺。

某型散热器泄漏问题分析及改进

某型产品在严寒地区开展适应性试验,其配套的散热器散热管根部出现开裂,导致散热器出现泄漏现象,严重影响产品的使用。文章通过对散热器设计结构、材质、防冻液加注过程及断口进行分析验证,确认因防冻液加注方法存在缺陷,导致散热器内部空气未排除干净,在低温下散热器左右区域热不平衡,散热管发生疲劳开裂。因此,采取了完善散热器防冻液加注方法、明确加注量的整改措施对问题进行整改,进而对整改后的车辆进行试验验证,解决了散热器泄漏问题,提高了产品的可靠性,对类似产品的设计与生产具有借鉴意义。

百叶窗翅片汽车散热器特性仿真研究

以百叶窗翅片汽车散热器为研究对象,提出了基于散热器微元结构的动态传热模型,把散热器传热过程分为水侧传热、翅片管传热和空气侧传热3部分来考虑。建立了相应的散热器传热及阻力特性的数学模型,并在MATLAB/SIMULINK环境中建立了其仿真模型,进行了仿真值与试验值的比较。结果表明,仿真结果与相应的百叶窗翅片散热器试验数据基本一致。

基于Matlab的汽车散热器性能数值计算

散热器是汽车冷却系统中最重要的部件之一,它对车辆的动力性、可靠性及经济性有重要影响。目前百叶窗的管带式散热器的应用较为普遍,对其冷侧与热侧的换热与压降建立了有效的数学模型,最后通过ε-NTU法在Matlab中迭代计算出散热器的风阻、水阻和散热性能,结果显示散热性能与试验误差小于±5%,风阻误差在±10%以内,为汽车散热器产品在设计开发及性能优化改进等方面提供了一定手段,同时也为汽车散热器样品性能评估提供了便捷的验证手段。