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汽车压缩机热害问题的CFD仿真优化及试验验证
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2018-04-14 08:42:42

    3 结果及讨论
    3.1基础情型
    压缩机的最高耐温值为120℃,而通过仿真得出的最高温度为188℃(黑色框线),超出耐温68℃存在热害风险;试验结果显示,在短时间内该点温度上升到150℃,因而终止试验。通过图10的第二和第三张图可以看出,压缩机迎风面积均小于10℃,而被风面上大部分区域温度高于100℃(图中红色区域),存在热害风险。

    针对机舱内零部件的热害问题主要包括以下2种情况:一是热源通过热辐射的方式对热害部件加热;另一种方式是热量通过流体向热害部件传递。对于上述压缩机热害问题,需要知道导致热害产生的原因尤为重要,再根据产生热害的原因寻找解决方案。
    从图10可以看出,压缩机被风面大部分没有受到热源隔热罩的保护,导致预催散发出的热量直接辐射在其表面;而由于与热源被隔热罩隔开,所以热源的热量不能直接辐射到压缩机的迎风面,所以发动机表面的热害风险大部分都出现在发动机的被风面。

    由于距离压缩机被风面最近的热源为预催,且热源件和热害件之间并没有隔热罩的保护措施,图中显示出压缩机表面最高温度为188℃,已经远大于发动机表面的120℃耐温限制,因此可以判断压缩机表面热害问题一部分原因是由预催辐射造成的。
    图11显示:气流将排气歧管的热量带到发动机下侧,同样能导致压缩机表面出现温度过高。

    综上所述:压缩机产生的热害问题主要是由预催辐射和流过排气歧管气体的热传导造成的。
    3.2前格栅开口计算结果
    前格栅开口的仿真结果显示,压缩机表面仍有大面积超过120℃的区域,原因推测是这个高温的区域处于背风侧,冷风没有直接吹到,背风区域的降温效果不明显,最高温度为186℃,降低
  了约2℃,没有满足要求。说明增多了的格栅进风并没有吹到压缩机的背风面(图12)。

    3.3更改大风扇的计算结果
    大风扇压缩机表面降温幅度较大,最高温度降到了152℃并且压缩机表面高于120℃的区域也有所减小。说明大风扇增大了风扇后部区域的空气流动,增强了压缩机表面的对流换热,降低了表面温度(图13)。

    3.4压缩机下移50mm计算结果
    压缩机表面最高温度由188℃降至149℃,降低了约40℃。这是由于增大了与热源的间距,降低了热辐射的影响。但是压缩机表面高于120℃的区域没有减小,但是位置发生了变化(图14)。

    3.5增加预催隔热罩的计算结果
    压缩机的最高温度为如图15所示,在预催增加隔热罩后,压缩机表面最高温度降低17℃,但是热害问题依旧存在,而且出现热害问题的区域变大(图中红色区域均为超出耐温限制的区域)。

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