车辆发动机舱非金属零部件热老化寿命研究

热氧老化是发动机舱非金属零部件主要热失效模式之一,传统的整车热管理开发流程大多仅关注零部件的最高工作温度,不能有效地预测零部件生命周期内的热衰退表现。基于中国市场的气候条件和车辆道路行驶大数据,建立了一套整车热老化等效行驶工况和零部件热老化寿命评估方法。采用该方法对某车型发动机悬置橡胶衬套的热老化寿命进行了评估,发现改善橡胶材料的配方可以提高其热老化寿命至约3倍,悬置橡胶衬套的实际工作温度在原有基础上升高10℃,其热老化寿命减少约50.0%。对悬置橡胶衬套的传热路径进行了分析,发现可以通过优化冷却风扇尾流以及降低发动机本体与悬置橡胶衬套之间的热传导来改善橡胶衬套的实际工作温度,从而提高其热老化寿命。

汽车发动机舱散热的数值仿真分析

考虑了散热器和高温元件的散热量以及空气的对流传热和辐射等因素,建立了发动机舱模型。利用CFD软件对汽车发动机舱流场进行了数值仿真,得到了发动机舱内部气流的速度与温度分布和重要元件的表面温度等参数,最后对存在的问题提出改进方案。

基于冷却系统数值模型的发动机舱流动阻力特性研究

以提高汽车冷却系统效率、降低气动阻力为目的,提出一种冷却系统数值模型。对某汽车发动机舱内外流场进行了耦合数值计算,详细分析了发动机舱内部气流特性,重点研究了影响发动机舱内流阻力的关键因素。计算结果表明:发动机舱内流阻力对气动阻力影响较大,占整车气动阻力的10%左右,且随着风扇转速的增大而增大,当车速较低时变化明显,车速较高时变化不明显。当车速一定时,冷却系统阻力随风扇转速的增大而增大,散热器阻力对风扇转速变化比较敏感;当风扇转速一定时,冷却系统阻力随车速的增大而增大,冷凝器阻力对车速变化比较敏感。汽车模型的风洞实验验证了该数值计算方法的准确性。

客车后舱门开口对发动机舱体散热的影响

应用数值模拟和试验相结合的方法,研究了客车发动机后舱门开口封闭前后发动机舱内流场及温度场的变化。结果表明:后舱门开口封闭后,发动机舱内流场没有发生显著变化,冷却系统的冷却能力没有减弱。尽管原开口处、离合器附近略有温升,但不会对客车性能造成不良影响。

乘用车发动机前舱温度场优化

为了分析某整车发动机舱温度场试验开发过程中出现的传动轴油封和蓄电池表面局部温度超标现象的原因,建立了发动机舱CFD流动与传热三维分析模型,结合试验获得舱内主要发热部件壁面温度边界条件,并考虑辐射换热的影响,求解了试验工况前舱内流场分布和温度超标部件表面温度。计算结果表明:传动轴油封表面温度偏高的主要原因是其离高温热源近而附近流速很小;蓄电池壁面温度超标的原因是经散热器和风扇的冷却气流因回流被循环加热后直接吹向蓄电池表面。为此,在传动轴油封和蓄电池附近分别增加了冷风导流和隔热导流结构,并进行模拟优化和试验验证。试验结果表明:传动轴油封和蓄电池表面的温度均显著下降,有效解决了发动机前舱温度过高的问题。

客车侧围格栅对发动机舱内热环境的影响

应用数值模拟和试验相结合的方法,对比研究了高速工况下某客车发动机舱左侧格栅封闭前后舱内流场及温度场的变化。结果表明:从左侧格栅流入发动机舱的冷空气流量远大于从格栅边缘流出的热气流的流量。左侧格栅封闭前,格栅处流入的气流对后舱门反射的热气流有较强的阻碍作用,左侧格栅封闭后,这种阻碍作用减弱,在车底气流的带动下,热流体从车底更顺畅地流出发动机舱。左侧格栅封闭不会对发动机舱的热环境造成不良影响。

汽车动力舱多热力系统模型分析方法

动力源热控和空调热控都是汽车热管理的核心问题。对于传统内燃机,其水套冷却系统、空调系统、增压中冷、机油冷却等动力舱多系统热力过程成为热管理的主要内容。本文通过总结归纳汽车热管理相关技术和研究工作进展,着重论述动力舱热流动分析领域的发展现状和进步,进一步指明动力舱热分析中的模型建立、数值模拟和计算方法等,其中包括一维分析、三维分析以及集总参数分析等。通过对计算机流体动力学(CFD)基本模型分析方法进行研究和探讨,为进一步推进汽车热管理分析平台发展提供支持和帮助。

动力舱冷却模块优化匹配方法实验

为了优化商用车冷却系统的匹配设计,提出基于动力舱前端模块风洞实验的冷却模块优化匹配方法.并以某商用车为原型,进行应用验证.将动力舱内前端模块按设计要求试制成前端零部件模型、冷凝器、中冷器、水散热器4排布置,在风洞试验台上进行性能试验研究.完成冷却模块与风扇的匹配设计,并通过道路试验检验该冷却系统的运行性能.研究结果表明,在4.0～10.0 m/s风速下,单个水散热器的冷却风压降占舱内前端模块总压降的55%～58%,舱内零部件对压降约有3%～5%的影响.当有效迎风速度达到7.0 m/s时,模块散热量已满足系统额定点要求.基于本方法匹配的冷却系统性能达到设计要求,前端冷却模块的匹配试验可提高系统设计精度,且有利于节能.

轿车发动机舱内流动与散热特性数值研究

将整车热管理系统作了模型简化,对发动机舱内的流动特性进行了数值模拟,给出了流经冷凝器的质量流率和ETA值与车速和风扇转速的关系.在此基础上,分别对考虑与不考虑辐射时各种工况下发动机舱的散热特性进行分析.数值结果表明:怠速工况下发动机舱的热环境问题主要是前端空气再循环降低了车辆空调系统和冷却系统的散热效率;满载爬坡工况发动机舱的热环境情况最为恶劣;高速工况时,即使关闭风扇也能保证发动机舱良好的热环境状况.

计及车身附件气动干涉影响的汽车流场数值仿真研究

以降低汽车气动阻力、获得最优气动造型为目的,应用计算流体动力学方法对某轿车内外流场进行了数值仿真,分析并总结了车身附件气动干涉和发动机舱内空气流动对整车气动性能的影响。计算结果表明:车身附件对整车气动特性有较大影响。其中,底部结构和轮胎的影响较大;余者(后视镜、雨刮器和门把手)的影响很小。考虑了车身附件的影响后,气动阻力约增加23%;加上发动机舱内空气流动的影响,整车气动阻力共增大约35%。分析还表明,车轮的转动有利于改善车底气流与尾流的相互作用,使气动阻力稍有降低。

含地面效应、发动机舱内流的轿车流场仿真

地面效应对地面的气流边界层厚度有较大影响,而发动机舱内流会使整个轿车空气阻力增加12%左右。应用FLUENT软件,分别对不含地面效应和发动机舱内流、含地面效应但不含发动机舱内流,以及含发动机舱内流但不含地面效应的三种模型进行了仿真。利用仿真技术来研究轿车空气动力性能,不仅能够定性分析轿车流场,而且能够比较精确地定量分析其风阻系数等一些空气动力性能。仿真结果表明:地面效应对轿车周围流场有一定影响;发动机舱内流对阻力影响较大,对轿车流场也有一定影响。

客车发动机舱热管理系统的数值仿真与实验验证

依据整车环境模拟实验,选取最大扭矩点、中间点和最大功率点(对应的发动机转速分别为1 800,2 800和3 450 r/min)作为发动机舱热管理系统分析的3个工况,应用FLUENT建立发动机舱热管理系统的三维仿真模型,根据实验边界条件,进行风速场和温度场的耦合仿真。采用稳态计算方法,获得发动机舱内外稳定的风速场和温度场分布。对比分析发现仿真结果与实验结果的均方根相对误差在合理范围内,从而验证该发动机舱热管理系统仿真模型的有效性。

风扇导流罩对汽车冷却模块流动性能的影响

为了提高发动机舱散热性能,提升风扇效率,研究了冷却风扇导流罩对汽车冷却模块流动性能的影响.在整车环境下对某乘用车的发动机舱冷却模块进行了CFD仿真分析,对比了在有无风扇罩2种情况下发动机舱冷却模块的性能,并对具有几种不同过渡截面倾角的风扇导流罩进行了分析.结果表明:汽车低速行驶时,冷却模块中风扇导流罩对冷却空气有一定的引导作用,使得风扇在车速较低的工况中也能较好地起到压升作用,使冷却空气能够通过散热器,从而冷却动力系统和发动机舱;在汽车高速行驶时,冷却模块中风扇罩对冷却空气有一定的阻力作用,风扇导流罩过渡段倾角越大,气体由于气流偏转损失的能量就越小,可以提高风扇效率从而降低能耗.

发动机底护板热性能评估及优化

运用Fluent和Rad Therm软件对整车热性能进行计算,一方面与试验数据相比,得到了安装底护板与否对车辆底盘零件热性能的影响,另一方面,通过计算对底护板形状进行了优化,改善了底盘的空气流动性,使底盘零件不超过材料的耐温限值。结果表明,发动机底护板优化后,不仅保护了发动机轮带系统、油底壳和变速器,同时也满足了底盘零件的热性能。

汽车前舱散热性能的仿真与优化分析

为了改善某MPV车型前舱的散热性能,针对该车型建立了前舱有限元模型,采用CFD软件对其整车流场及温度场进行数值仿真分析,综合比较了高速工况下冷却模块在CRFM(condenser,radiator,fan power train cooling module)和CFRM(condenser,fan,radiator power train cooling module)这两种布置方式对汽车散热性能的影响,并分析了风扇与散热器之间的间距对散热性能的影响。研究结果表明,CRFM布置下发动机前舱热量分布更均匀,散热效果更好;适当增大风扇与散热器两者之间的间距能显著提升前舱的散热性能,风扇与散热器之间存在一个最优距离。

混合动力电动轿车前舱热管理

采用有限元方法对一混合动力电动轿车(HEV)前舱的三维流场及温度场进行了热管理分析计算.根据前舱各关键部件的热特性以及车用环境,研究前舱中空气的流动与传热性能的静动态发展过程、规律,分析系统各种响应之间的因果关系,为热管理系统集成优化设计提供基本依据.通过实验数据验证了该有限元建模和仿真的正确性.

密封对汽车冷却模块性能影响的数值分析

为优化汽车前端设计,提高发动机舱散热性能,针对某乘用车发动机舱冷却性能提出冷却模块空气流量、格栅进气利用率和散热器实际散热量等3个评价参数,通过CFD软件对4种汽车前端进气冷却模块密封方案进行三维仿真计算,研究冷凝器、散热器与风扇罩之间的不同密封情况对3个评价参数的影响.研究结果表明,双密封方案是提高冷却模块性能的最佳方案.

某汽车发动机舱散热性能仿真分析

利用star ccm+软件,通过有限元仿真,对海马公司某款汽车4个工况的发动机舱散热性能进行仿真模拟。根据流场计算结果对发动机缸体及排气歧管等高热源件周围的流场细节进行分析并提出优化方案,最后通过实车热平衡试验与仿真结果进行对比。结果表明,仿真模拟具有足够精度,可为研发过程节省试验费用,并缩短研发周期。

发动机舱对流换热CFD模拟的基础问题

为合理选择进出口尺寸及布置发动机舱各部件,进一步降低舱内最高温度,对比标准k-ε模型、RNG k-ε模型和可实现的k-ε模型等3种湍流模型及2种壁面函数对温度场模拟的精度.由模拟与实验对比可知:可实现的k-ε湍流模型、增强型壁面函数更适合模拟热流场.利用CFD计算不同进出口尺寸及换热器与发动机间距对舱内温度场的影响,结果表明进出口尺寸对舱内最高温度影响较大.

汽车前舱热气流对制动盘散热性能的影响

针对制动盘对流传热计算多基于单个制动盘或基于整车外壳模型下的制动盘,未考虑汽车前舱内高温气流对制动盘散热性能影响的问题,基于含有前舱部件的某SUV整车模型,对其通风制动盘散热性能进行数值计算并分析,得到在不同前舱产热工况以及不同车速下通风制动盘的外流场、外温度场、表面对流传热系数和散热功率.在前舱热源相同时,车速变高会提高制动盘对流传热性能,而在车速固定时前舱热源越大则制动盘的散热性能越差.