客车后置发动机舱热管理研究与改进

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1、客车后置发动机舱热管理研究与改进　　摘要：为了系统地研究客车发动机舱内空气的流动与传热，采用汽车外流场与发动机舱内流场耦合计算的方法，分析客车发动机舱内风速流动组织，并对比改进前后气体流线和高温区域分布。结果表明，增加挡板的设计使机舱内循环流动的区域变小，有效地隔阻发动机的热量传到散热器，改进后的机舱布置满足整车使用要求，为客车开发中的发动机舱热管理研究与改进提供了参考数据。　　关键词：发动机舱；仿真分析；温度分布；涡流分析　　中图分类号：TN305.94?34；U464.138文献标识码：A文章编号：1

2、004?373X（2016）14?0124?03　　Investigationandimprovementonpostpositionenginecompartmentthermalmanagementofbus　　YEZibo1，XIAOGuoquan2，LIAOJun3　　（1.GuangdongPolyphonicNormalUniversity，Guangzhou510635，China；2.SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，Chin

3、a；　　3.ShenzhenBusGroupIncorporatedCompany，Shenzhen518036，China）　　Abstract：Inordertocarryoutadetailedresearchintoairflowandheattransferinenginecompartmentofbus，amathematical7approachcouplingoutflowfieldofthebusandinnerflowfieldintheenginecompartmentisusedt

4、oanalysetheairfloworganizationintheenginecompartment，andcomparetheairflowlineandhigh?temperatureareadistributionbeforeandaftertheimprovement.Resultsshowthatthedesignofaddingabafflecandecreasethecircularflowareainenginecompartmentofbusandisolatetheheattran

5、sferfromtheenginetoitsradiatoreffectively.Theimprovedlayoutoftheenginecompartmentcanmeettherequirementsofthebusandprovideareferenceforthermalmanagementandimprovementoftheenginecompartmentofthebus.　　Keywords：enginecompartment；simulationanalysis；temperature

6、distribution；turbulenceanalysis　　0引言　　汽车发动机舱类似一个半封闭的空间，舱内包括了发动机、冷却系统、进排气系统、传动装置、空调以及液压设备等部件，各部件在热环境内相互影响[1]，使发动机舱内空气的流动和传热过程非常复杂，舱内气流的分离和旋涡的紊流也会影响汽车的气动阻力。VivekKumar用CFD结合流体网络模型的方法[2]，把整个区域划分成不同的气流通道，求解一维质量和动量守恒方程得到风量与压力的分布；该方法可缩短CFD技术求解时的迭代时间。Robert7D等采用高

7、效的电子水泵和电子风扇设计了多风扇布置型式的冷却系统，高速公路车载试验的燃油量[3]减少了5.3%～8.6%。国内研究人员从智能化的发展方向提出风扇和水泵功率分配的控制策略，采用主动抗扰控制算法节约总能耗[4]。同时，对发动机舱紧凑的内部结构进行优化布置，以减少流动损失为目的重新设计前格栅和热交换器；为了避免逆向流动优化各部件之间的空间距离[5?6]。　　在汽车设计过程中，发动机舱的散热效果往往只评价散热器的综合性能或散热器与风扇的匹配，现有的检测设备很难全方位地测量发动机舱内部的传热传质过程；仿真计算已

8、成为发动机舱设计过程中必不可少的环节，它不受风洞实验中边界效应或边界干扰、支架干扰、相似条件不能满足等的限制。因此，本文针对一款大客车发动机舱，建立已安装发动机、风扇、散热器、冷凝器、发动机等零部件的整车模型，设定参数及模拟发动机舱内流体轨迹和流动特点，并对比发动机舱的结构布置在改进前后的冷却效果。　　1发动机舱热管理的仿真计算　　舱内的空气流动情况和温度分布对整车热管理至关重要。若舱内存在旋涡或空气流动死区，就会造成热量的堆