微型汽车冷却系统进风效率优化研究

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1、机械设计与制造第6期224MachineryDesign&Manufacture2014年6月微型汽车冷却系统进风效率优化研究胡远忠1，刘传波(1．广东海洋大学工程学院，广东湛江524088；2．武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)摘要：针对某微型汽车在极限工况下，散热器的实际进风量小于散热所需的理论空气量，以及在各种工况下，发动机舱的实际进风量只有约(35～6O)％通过散热器等问题，采用计算空气动力学数值模拟方法，分析了发动机舱内空气流场。并分别对进气格栅的进风角度，上下进气格栅间的结构，和散热器的阻流板等，进行了优化

2、研究。进而提出了通过加装导流板的方式来优化冷却系统进风效率的方案，并通过室内环境模拟实验对改进效果进行了验证。各工况下的进风效率平均增加了20％，提高了冷却系统的散热能力。关键词：微型汽车；冷却系统；进风效率；优化设计中图分类号：TH16；U464．138文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)06—0224—03OptimizationResearchontheCoolingSystemAirInletEficiencyofSubcompactHUYuan-zhong，LIUChuan-bo(1．CollegeofE

3、ngineering，GuangdongOceanUniversity，GuangdongZhanjiang524088，China；2．SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，WuhanUniversityofTechnology，HubeiWuhan430070，China)Abstract：Aiming眦theexistingproblemsofacertaintypeofsubcompact．suchthattheairintakevolumeofradiatorislessth

4、anthetheoreticalvolumeforheattransferunclerextremeconditions，andonly(35-60)％oftheactualairintakevolumeofe，compartmentgothroughradiatorateachoperatingmode，6琊edonaerodynamicnumericalsimulation，theflowfieldinenginecabinWCI$analyzed．Theoptimizationofdesignparametersforfron

5、t-endintake∞researched．whichincludedthe础andstructureofairdeflector，thespoilerofradiator．Andthen，theeffecterimprovementWO$validatedbytheindoorenvironmentsimulationexperiment．Theexperimentaldatashowedthattheaverageefwiencyofairinletisincreasedby20percentunderallwo~ingcon

6、ditions．So，theheattransferpefarmanceofcoolings~temisimproveKKeyWords：Subcompact；CoolingSystem；AirInletEficiency；OptimizationDesign1引言2模型建立冷却系统由空气流通系统和冷却液循环系统两大部分组2．1发动机舱内外流场的数学模型成。散热器是两个系统的核心部分，除了选择好散热器和冷却风对于空气来说，当风速小于1／3声速时，可以认为是不可压扇以外，冷却系统总体布置设计与结构优化也是保证其冷却性能缩气体日，因此发

7、动机舱内、外流场耦合分析可以把其周围的流体的关键。通过散热器芯部的实际空气流量与发动机舱进风口实际考虑成不可压缩的。空气流量之比称为进风效率【lJ，进风效率越高，流过散热器的空气描述定常不可压粘性流体的基本方程是Navier-Stokes方量越大，散热效果越好，因此精心组织和协调空气流通系统是冷程，由于计算机技术的限制，目前还不能实现N—s方程的完全求却系统设计的重要环节。解，现在工程中应用最广泛的是雷诺时均N—S方程【引，某微型汽车在极限工况(额定功率工况和最大扭矩工况)下，发动机舱中散热器的实际进风量小于散热所需的理论空气((+

8、‘△。(_o．(=o(1)量；而且由于冷凝器和散热器的不完全通风性以及前舱结构和布式中：，--一坐标轴的3个方向，i,j=l，2，3；置因素的影响，在各工况下发动机舱的实际进风量只有约(35～Xi一坐标轴的3个分量。60)％到达散热器