2 研究的情形
仿真分析了8种情形,分别是基础车型、格栅开孔、大风扇、压缩机下移、增加预催隔热罩、更改预催隔热罩材料、优化的预催隔热罩外形、优化预催隔热罩外形并下移压缩机。后7种的方案均是相对于基础车型的更改,而不是依次更改的叠加。试验方面,对基础车型和优化预催隔热罩外形并下移压缩机的情形进行了试验测试。
2.1基础车型
图3显示压缩机、发电机和热源等零部件的相对位置图:压缩机背风面紧挨发动机,右侧正对着热源预催,正上方是发电机,灰色半透明隔热罩为排气歧管隔热罩。
2.2格栅开孔
考虑通过增加压缩机表面的对流换热来降低温度,希望通过在情形一正对压缩机的前格栅处开口,增加发动机舱的冷风进入量,如图4、5黑框内区域,从而使得更多冷空气吹到压缩机的表面以降低温度。
2.3改为大风扇
考虑情形二中降温不明显可能是由于冷风不足,考虑在情形一增加风扇的尺寸来增加压缩机附近的冷风量。原风扇的直径是455 mm、 8叶转速是2 100 r/min,大风扇选择直径465 mm,7叶,转速同为2 100 r/min。由于供应商的产品所限,大风扇没有8叶的型号,只有7叶的型号(图6、7)。
2.4压缩机下移
考虑到辐射的强度和距离的平方成反比,考虑在情形一基础上将压缩机的布置位置远离热源排气管,将压缩机下移50 mm。
2.5增加预催隔热录
在情形一基础上新增加的预催隔热罩,如图8是预催隔热罩,以及预催隔热罩相对于压缩机的位置,预催隔热罩遮挡住了预催对压缩机的辐射,但是没有包裹住预催上端部分对压缩机的辐射,但是预催上端离压缩机距离远一些,辐射的结果需要计算。
2.6更改预催隔热罩材料的属性
隔热罩为三层结构,前后为镀铝钢板,中间为纤维材料。更新隔热效果更好的纤维材料,使得隔热罩的热导率降低约一半。
2.7优化的预催隔热罩形状
图9显示优化后隔热罩的形状以及位置。和优化前预催隔热罩相比(图8),第一优化后的隔热罩相比优化前的要高一些,把来至预催上端的热辐射也挡住了;第二优化后的预催隔热罩包裹住了预催上端,隔离了从排气歧管上的来流,被预催再次加热;第三优化后的隔热罩与排气歧管隔热罩之间做了很好的搭接(上图红色框线内的位置),可以防止排气歧管和预催加热后的气流从此处流向压缩机。
2.8优化预催隔热革同时下移压缩机
实施优化的隔热罩同时压缩机下移50 mm,即同时实施情形七和情形四的方案。