商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度和車輛節(jié)能減排要求的不斷強(qiáng)化，車輛冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也越來越高。對(duì)商用車而言，動(dòng)力艙內(nèi)冷卻風(fēng)扇與散熱器組之間的匹配，以及其它零部件的空間布局直接影響系統(tǒng)的散熱性能。因此有必要深入研究系統(tǒng)協(xié)同工作時(shí)，各部件的流動(dòng)傳熱規(guī)律及其對(duì)整體性能的影響，用以指導(dǎo)現(xiàn)有商用車?yán)鋮s系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
　　本文以流體力學(xué)、傳熱學(xué)基本理論為指導(dǎo)，借助各種試驗(yàn)手段，重點(diǎn)研究影響商用車?yán)鋮s系統(tǒng)流動(dòng)傳熱性能的主要因素及其機(jī)理，并應(yīng)用相關(guān)成

2、果，完成商用車?yán)鋮s模塊的匹配設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　散熱器模塊的協(xié)同匹配分析利用風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)，開展各空間布置因素對(duì)散熱器模塊流動(dòng)與傳熱性能影響規(guī)律研究，結(jié)合場(chǎng)協(xié)同理論指導(dǎo)散熱器模塊在風(fēng)道內(nèi)的匹配布置。
　　冷卻模塊氣流分配的不均勻特性分析搭建商用車?yán)鋮s模塊試驗(yàn)裝置，研究典型冷卻模塊氣流分配的不均勻特性，采用多孔介質(zhì)模型和有效單元數(shù)法分析氣流的不均勻分配對(duì)散熱器流動(dòng)傳熱性能的影響；結(jié)合冷卻模塊結(jié)構(gòu)特征發(fā)展了一種冷卻風(fēng)

3、流量測(cè)試技術(shù)。
　　動(dòng)力艙流動(dòng)傳熱性能的試驗(yàn)研究自主開發(fā)商用車熱管理系統(tǒng)道路測(cè)試裝置，并以此為工具，對(duì)車輛動(dòng)力艙的流動(dòng)傳熱性能進(jìn)行實(shí)車測(cè)試，分析研究動(dòng)力艙格柵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)冷卻系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。
　　商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)方法對(duì)比分析模塊風(fēng)洞試驗(yàn)、臺(tái)架試驗(yàn)、整車道路試驗(yàn)和數(shù)值仿真方法的特點(diǎn)，及其對(duì)冷卻系統(tǒng)性能的預(yù)測(cè)精度，綜合應(yīng)用研究成果開發(fā)商用車?yán)鋮s模塊匹配設(shè)計(jì)軟件，并通過整車試驗(yàn)驗(yàn)證匹配設(shè)計(jì)方法的精度。
　　通過以上研

4、究發(fā)現(xiàn)：
　　1.對(duì)于采取串聯(lián)布置的吸風(fēng)式冷卻模塊而言，冷卻空氣的流動(dòng)路徑和均勻性對(duì)沿程阻力產(chǎn)生主要影響，散熱器組縱向相對(duì)位置的變化對(duì)后排散熱器的換熱性能存在明顯影響。應(yīng)盡量減少前端部件投影在散熱器表面的遮擋面積、合理的選取散熱器之間的間距，并適當(dāng)減少包裹；用冷熱側(cè)流體溫差場(chǎng)的均勻性原則指導(dǎo)散熱器模塊的匹配優(yōu)化有利于提高散熱器的散熱性能。
　　2.冷卻風(fēng)扇以及導(dǎo)風(fēng)罩的導(dǎo)風(fēng)作用使流經(jīng)散熱器模塊的冷卻氣流產(chǎn)生不均勻分布，隨著風(fēng)扇

5、轉(zhuǎn)速的提高，其不均勻性也更顯著。散熱器迎風(fēng)面的流動(dòng)不均勻系數(shù)在低雷諾數(shù)范圍內(nèi)隨著Re的增大而增大?，F(xiàn)有散熱器f因子試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對(duì)不均勻流動(dòng)的散熱器模塊同樣具有一定預(yù)測(cè)精度，但是其預(yù)測(cè)誤差包含了由氣流不均勻分布產(chǎn)生的影響。多孔介質(zhì)模型和有效單元數(shù)法的理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，與均勻氣流相比，氣流的不均勻分配將導(dǎo)致散熱器流動(dòng)阻力增大和傳熱有效度下降。
　　3.動(dòng)力艙格柵、散熱器以及風(fēng)扇等部件的流動(dòng)特性各不相同，各部件協(xié)同匹配形成系統(tǒng)的流動(dòng)