密封对汽车冷却模块性能影响数值研究

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1、密封对汽车冷却模块性能影响数值研究　　摘要：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.关键词：发动机舱；冷却模块；密封；冷凝器；散热器；风扇罩；评价参数中图分类号：U464.138文献标志码：BNumericalsimulationone

2、ffectofsealingonvehiclecoolingmoduleperformanceWANGDong，DANGYan，YIJiyun（SchoolofAutomotiveEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China）Abstract：Tooptimizetheautomobilefrontenddesignandimprovetheengineunderhoodheatdissipationperformance，threeevaluationparam

3、etersareproposedfortheevaluationonanautomobileunderhoodcoolingperformance，includingairflow14rateofcoolingmodule，intakeairutilizationrateofgrillandactualheatreleaseofradiator.ByCFDsoftware，the3Dsimulationareperformedonfoursealingschemesoffrontendcoolingmoduletos

4、tudytheeffectofdifferentsealingamongcondenser，radiatorandfancoveronthethreeevaluationparameters.Theresultsindicatethatthedualsealingschemeisthebestfortheimprovementofcoolingmoduleperformance.Keywords：underhood；coolingmodule；sealing；condenser；radiator；fancover；e

5、valuationparameter收稿日期：2013-06-16修回日期：2013-07-12作者简介：王东（1972—），男，黑龙江哈尔滨人，副教授，博士，研究方向为汽车空气动力学、车辆热管理、气动噪声与计算流体力学，（E-mail）wangdong@tongji.edu.cn0引言14随着人们对汽车性能要求的不断提高，发动机舱的热管理已成为汽车节能减排和提高车辆舒适性的重要研究方向之一.汽车前端冷却模块是发动机舱内气体流动和传热的重要部件，其性能直接影响到发动机舱以及整车冷却性能.汽车最常见的冷却模块包括冷凝器

6、、散热器和风扇等部件.NGY等[1]总结影响冷却模块热交换性能的主要因素，包括冷凝器、散热器的尺寸及二者的相对位置，风扇的大小及是否安装风扇导流罩等；蒋光福[2]应用CFD软件FLUENT和KULI，对商用车进行大量的数值模拟计算，认为封闭冷凝器、中冷器与散热器之间上部和侧面，使空气不能从冷凝器、中冷器和散热器之间的上表面和侧面进入到中冷器和散热器中的结构设计不合理，不利于发动机舱内整个冷却系统的散热；YANG等[3-5]对不同车辆工况下汽车前置热管理系统中冷凝器、散热器和风扇模块2种排列方式的发动机舱内流场及温度场

7、进行比较分析.虽然国内外已有一些关于冷却模块密封对发动机舱散热性能影响的研究，但这些研究不够系统，分析也不够全面，缺乏对具体影响物理量进行较完整的评价和分析.本文使用FLUENT对某乘用车冷却模块不同的密封方案在不同工况下进行仿真计算，并通过3个评价参数对仿真结果进行较系统的分析，为发动机舱冷却模块的优化设计提供参考.1计算模型和计算方法1.1计算模型14汽车发动机舱结构复杂，其流场实际上也与汽车外流场密切相关.为准确模拟汽车行驶时发动机舱内部空气的流动情况，采用发动机舱内部流场与汽车外部流场耦合的求解方法，采用1∶

8、1的全尺寸三维整车模型进行数值计算.汽车车身、发动机舱和底盘各部件尽量保持真实的结构特征，简化对流动影响较小的细小部件，汽车模型示意见图1.图1汽车模型示意Fig.1Schematicdiagramofvehiclemodel模型中的冷却模块为常见的冷凝器、散热器和风扇形式，冷却模块模型示意见图2.根据冷却模块中的冷凝器与散热器、散热器与风扇罩