基于CFD技术汽车发动机冷却系统匹配性设计

良好的冷却系统是保证发动机高效工作的重要保证。根据汽车发动机冷却系统的设计要求与基本的传热理论,对某款汽车发动机冷却系统进行设计,对选型设计、散热器风扇的匹配等进行分析,提出了匹配的评价依据。建立风扇、散热器的CFD模拟仿真分析模型,对风扇、散热器及二者匹配性进行模拟分析,并分析串并联布置散热器的差异。结果可知:对所设计风扇、散热器及二者的匹配进行校核,高低温散热器的实测散热系数与理论散热系数之比均大于1,表明设计合格,满足要求;串联散热器虽然散热效率稍高,但是由于发动机一泵两路的散热形式,并联形式的散热器适用范围更广,对高温恶劣情况的耐用性更好;最佳工况校核表明,冷却水由入口处的95℃下降到出水管处的大约平均78.2℃,满足发动机使用要求;分析结果的一致性表明分析的准确性和可靠性,为同类设计提供参考。     

基于CFD汽车散热器布置形式对性能影响分析

中冷散热器和高温散热器是汽车散热器的重要组成单元,二者的布置形式对整体的冷却性能具有重要影响。根据散热器的工作特点和散热量需求,对高温散热器和中冷散热器的参数进行设计,基于CFD分析技术建立散热器二维和三维分析模型;建立横向同种材料布置、横向异种材料布置、纵向异种材料布置、纵向同种材料布置等四种对比模型,获取不同模型的冷却风量流速、进出口温度变化等。搭建冷却系统试验平台,分别在中冷器前方指定位置进行纵向遮挡和横向遮挡,获取冷却风速和进出口温度变化。通过仿真分析和试验方法对比分析中冷散热器与高温散热器不同布置形式对冷却性能的影响。结果可知:四种布置形式通过的空气质量流量占百分比和面积占百分比的比例基本一致;横向异种材料布置形式的散热效果最佳,优于其他布置形式,主要原因是横向布置,散热管路与冷却空气的接触面积更大,更有利于冷却液与冷却空气之间的换热;异种材料布置更能提升换热效果;试验分析验证了仿真分析的准确性,为设计有隔断的散热器散热面积的确定提供了参考依据。     

汽车高低温散热器连接方式对散热影响的研究

散热器是汽车冷却系统的核心,对整车正常运行具有重要影响。现代汽车冷却系统多由高温、低温散热器组成,而两部分串联、并联不同的布置形式对冷却系统散热效果和流场分布具有重要影响。基于以上特点,搭建了不同布置形式的散热器二维仿真模型,对比两种形式散热器的散热效率、散热特点等;搭建三维模型,分析内部温度场、速度场等分布及出入口温度变化;搭建车辆冷却试验系统平台,对模型仿真结果进行验证分析。分析结果可知:串联式散热器散热效率略高,但由于发动机一泵两路的散热形式,并联形式散热器适用范围更广,对高温恶劣情况的耐用性更好;而并联式散热器进水口位置不佳,散热器没有充分利用冷却资源;试验验证模拟分析的准确性,分析结果对改进冷却系散热器的设计有重要指导意义。     

海上双馈机组的散热布置优化研究

针对海上风电机组单机容量不断加大导致发电机等关键部件的发热量随之增加,且海上风电机组机舱须密闭换热以防止海上盐雾侵蚀机舱内重要零部件,从而对海上风电机组的冷却系统设计提出更高要求的问题,建立了某MW级海上双馈机组冷却系统散热布置设计与系统特性匹配之间的关系,并根据机组传动链特点及适应机舱紧凑布局,对其冷却系统散热布置进行了优化,采用Fluent分析了不同散热布置方式下的散热通道阻力,结合莫迪文风扇选型平台,分析比较了不同散热布置方式下的系统特性匹配,得出了其中最佳散热布置方式。研究结果表明:优化后的散热布置可提高机组冷却系统的散热效率,降低系统功耗,对海上风电机组的冷却系统设计具有参考意义。     

XML6549J18客车冷却系统设计计算

针对目前关于汽车冷却计算缺少系统理论方法的现状,结合厦门金龙旅行车有限公司XML6549J18客车项目开发需求,通过冷却系统的设计计算,确定所选用散热器能够满足车型散热需求。     

车辆散热器冷热侧耦合散热的数值模拟研究

为缩短发动机冷却系统散热性能匹配设计开发周期,介绍了一种快捷、可靠地计算散热器性能参数的数值模拟方法。通过对散热器进行换热风洞试验研究,分析其在一定水流量条件下,换热功率、出水温度与迎面风速的关系。然后根据原始几何参数建立了散热器计算域物理模型,分别采用多孔介质模型和双流换热器模型表征散热器芯体翅片结构和热交换模型,采用CFD数值模拟方法对散热器冷、热侧耦合散热进行仿真分析,得到散热器换热功率和出水温度分析数据,并与试验数据进行对比,误差在以内,验证了此模拟计算方法的可靠性。     

基于FLUENT汽车散热器温度场匹配性分析

良好的散热系统是发动机工作的重要保证,良好的匹配性是整车高效工作的保证。针对车辆发动机散热器温度场匹配性进行分析,对发动机冷却风量、散热器散热量及水泵的选择计算进行分析,对影响冷却系的重要因素冷却风扇和散热器的选取进行分析,在此基础上对冷却系统的匹配性进行分析,采用FLUENT仿真和冷却系统试验台相结合的方法对获得的最佳工况点进行检验,结果可知:通过风扇入口静压、散热器内部静压损失曲线匹配,获得冷却系统的最佳工况点风量和压强分别为:16.70m3/s和761.48Pa;在最佳工况点,冷却水由入口处的95℃下降到出水管处的大约平均78℃,发动机内冷却水的最低温度为79.4℃,可以满足发动机要求;试验测试结果表明,达到稳定工况时,出口温度恒定在78.4℃左右,试验与仿真结果基本吻合,表明匹配性设计符合要求,误差小于1%,为同类设计提供参考。     

基于计算流体力学汽车冷却系统散热器分析

散热器是汽车冷却系统重要的热交换单元,是复杂的气热交换单元。根据汽车冷却系统发动机散热的热点,基于传热理论和流体力学理论,根据冷却系统冷却风量需求,对散热器相关结构尺寸和参数进行设计分析;基于计算流体力学,选取一段翅片数为24的散热器单元体进行建模分析,获得速度场、温度场等的分布规律,获取相关参数的影响特性;建立3列8排简化散热器模型并进行分析,对比分析吹风式和吸风式两种布置模式,获取最优设计形式。结果可知:随着翅片间距和翅片厚度的增加,翅片表面传热系数均有不同程度的降低;而随着翅片宽度增加,翅片表面传热系数会有一定程度的提高;在不受外界空气条件影响的情况下,散热气内部流场分布在吹风式和吸风式条件下差别不大。但如果考虑到车辆行驶条件下的迎面吹来的风,吸风式风扇更适合于发动机散热器的冷却;分析设计为同类设计提供重要参考。     

基于AMESim散热器串并联布置对性能影响分析

发动机高温散热器和附属中冷散热器的布置形式对整体散热影响较大.针对散热器、中冷器、冷却水泵等主要结构进行建模和参数设计,基于AMESim搭建发动机热管理系统模型,参考试验数据对换热系数进行拟合;基于模型对散热系统性能进行分析;根据高温散热器和中低温散热器的串并联布置形式,获取发动机进出口冷却液温度,对比两种布置形式的优缺点;结果可知:散热系统满足发动机散热要求;散热器冷却空气进气侧在并联系统中为环境温度,比串联系统温度降低4.55℃;相对于串联的布置形式,将散热器和中冷器正面面积减半并联布置后,发动机出口温升提高1.41℃,回水温差提高2.22℃,对发动机的性能影响较小,但整车结构变得更加紧凑,空间得到了更加充分的利用;但并联式管道布置比并联式复杂,在实际中应综合考虑.     

基于AMESim的发动机散热器散热性能研究

针对研究对象R-1型散热器,从宏观角度进行冷却系统热管理工作。为了研究散热器的散热特性,在图形化建模软件AMESim中建立与R-1型散热器配套的发动机冷却系统模型,进行与该散热器匹配的冷却系统热管理仿真工作。通过仿真分析得到散热器在指定工况下的温度变化特性,散热器进出口温度变化曲线以及进出口温差变化。研究结果可以为零部件厂对散热器的实验研究提供理论依据。     

基于STAR-CCM+和KULI的某重型商用车热平衡仿真分析

本文利用STAR-CCM+的计算结果作为KULI的输入对某柴油机商用车进行热管理仿真计算,将计算结果与试验结果对比,分析该柴油机冷却系统的散热能力。针对以上结果,提出优化方案提升该系统的散热能力,提升散热器许用温度,降低中冷器进气温升。通过三维一维相结合的仿真计算方法,对柴油机机舱进行热管理分析,合理有效,误差可控。该方法能够有效地提升柴油机冷却系统匹配的效率,可以准确地进行热管理分析。对于冷却系统的优化改进,能够进行正向分析,做到合理匹配、高效开发。     

装载机冷却系统存在问题及改进措施

<正>装载机冷却系统若设计不合理,将导致其发动机、液压系统、变矩器过热,造成装载机性能下降,甚至引起故障。我们对某5吨装载机散热不良问题进行研究,先对其冷却系统热平衡进行试验,再对其冷却系统、发动机、整机结构及布置空间进行分析,然后通过加装防热风回流装置、改善散热器布置、改进冷却风扇和导风罩,提升了冷却系统的性能,从而解     

汽车散热器的结构参数对冷却性能影响分析

散热器通过翅片表面实现冷却空气与冷却液之间热交换,翅片的布局将直接影响到散热器的冷却性能。针对翅片的结构参数影响进行分析。根据翅片的结构特点,获取表面散热带面积的数学模型,分析主要影响因素。采用计算流体力学方法,搭建8*3散热器的冷却场分析模型。分析不同的翅片间距、厚度及宽度等,对散热器冷却性能的影响,获得参数的影响规律。依托于汽车散热器冷却系统试验台,对翅片参数变化的影响进行试验测试,并对仿真分析进行验证。结果可知：散热器的翅片间距、厚度与散热面积呈负相关,而宽度则呈现正相关;冷却液沿翅片流动方向的流场分布稳定,而在冷却风流动方向则呈现阶梯变化;无外部因素影响时,出入口冷却空气设置对散热器冷却性能影响较小;考虑车辆行进方向时,吸风布置的散热效率更高;相同工况和参数条件下,散热器温差的试验测试结果与模型仿真分析变化趋势一致,且温差的误差控制在3%以内,表明模型分析的可靠性与准确性,为此类设计和生产提供重要参考。     

基于CFD大功率汽车发动机散热器匹配性分析

冷却散热器性能对发动机和整车的正常工作具有重要影响.根据大功率汽车发动机的性能特点和传热理论,对高温散热器、中冷散热器和冷却风扇进行参数设计和选型设计,获得各单元的性能曲线.对三者之间的匹配性进行分析,获取标定点的冷却空气流量和效率;根据组成单元影响系数,对系统的效率进行计算;基于外循环阻力最小原则,对发动机的整个冷却系统进行系统布置;采用CFD分析和冷却试验台相结合的方法对系统进行性能验证.结果可知:标出点的空气流量约为14 kg/s,静压约为800 Pa,效率为68％;通过冷却系统各部分影响系数对估算系统效率68.92％,实际空气流量为14.34 kg/s,与设计值基本一致;采用CFD仿真分析和试验测试结果误差在5％以内,冷却系统满足发动机的冷却需求,系统的设计是正确的.该冷却系统匹配设计计算方法,对实际工程应用具有重要意义.     

专用汽车冷却总成的选型设计研究

冷却系统对专用车辆的正常工作起到非常重要作用,文中通过对一款飞机牵引车的冷却系统用散热器、中冷器、风扇等参数进行计算、选型和匹配方法研究,结合台架实测数据进行风扇总成的匹配选型,采用整车热平衡试验验证选型的可行性。对专用车辆的冷却系统选型设计起到一定的指导作用。     

收腰管散热器的耦合传热与试验

提出了一种收腰型散热管,在研究其对散热性能的影响的基础上,建立了收腰管型百叶窗散热器的三维模型,应用耦合传热原理对其传热过程进行模拟研究。得到不同风速下散热器的进出口压降、翅片传热系数和传热量,总结了收腰管对百叶窗散热器空气流道的流体结构及其分布规律的影响。通过风洞试验对比分析了多种管型散热器的性能差异,发现收腰管散热器具有更优的散热性能,能够满足多种车型发动机冷却系统的散热需求。     

基于流动换热特性管带式散热器结构优化

根据管带式散热器结构特点,获得影响散热面积的主要参数.基于CFD对散热器的流场进行分析,获得流场的内部流动细节;通过流体耦合传热计算获得散热器的传热系数;采用多孔介质代替散热器芯体对散热器整体进行仿真,获得冷却管束内热流分布情况;基于上水室入口位置对散热器散热的影响分析,对散热器进出水口的相对位置进行优化;对比分析冷却管间距对散热器压损和散热能力的影响,获得最佳翅片间距对原型散热器进行改进设计.结果可知:基于散热器流动换热特性,对管带式散热器进行结构优化,结果可知:根据最小热阻理论,流体会选择阻力最小的路径,散热器进出水口左上右下的布置中流体会先垂直通过冷却管,然后在下水室内混合从出水口流出,设计最优;对于双侧波纹散热带的管带式散热器,可以提高原型散热器芯体的密度,在加工工艺允许的情况下选择较小的翅片间距.若将散热器的翅片间距优化为3 mm,气侧的总散热面积、阻力均满足要求,而整个散热器质量减少38.21 kg,可节省成本1604.82元.研究内容和分析结果为同类设计提供参考.     

汽车冷却系统布置方式研究

针对汽车冷却系统中冷凝器、散热器和风扇的布置进行了研究,通过软件计算了不同冷却系统布置方式的冷却风进风量和流场特性,对比分析了三种情况的冷却系统进风效率。研究表明:重叠布置形式,冷却系统的进风量和进风效率都具有很大优势并且在一定的范围内,风扇和散热器之间距离的变化,对增加散热器的冷却风流量是有利的。     

液冷电子设备的冷板流阻匹配研究

液冷技术已广泛应用于高密度航空电子设备的冷却系统中,为了使航空电子设备的单机冷却系统工作在接近理论设计工况下,在设计上必须保证其中的散热器或冷板的流阻与载机环控系统设计的流阻分配值相匹配。文中介绍了某机载电子设备液冷冷板的流阻匹配设计过程,通过热流耦合仿真计算,择优选取了满足散热需求、同时流阻较小的方案。该方案很好地匹配了流阻指标要求,得到了试验验证。     

ZL50型装载机水散热器故障分析及改进措施

<正>ZL50型装载机的冷却系统主要由发动机水散热器、液压油冷却器、液力传动油冷却器、风扇和各种管路等组成。冷却系统的散热性能与水散热器的结构、材料、散热面积和进排气通道,以及风扇结构等多种因素有关。本文主要分析水散热器故障原因,并提出改进措施。1.故障现象我公司对某年度1234台ZL50型装载机配装的3种水散热器质量进行了统计分析,其质量问题主要集中在破裂漏水、支架断裂、热平衡温度高3方面。其中铜质管片式水散热器故障率为3.25%,铜质管带式水散热器故障率为11.32%,铝质管片式水散热器故障率为