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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



    3.6更改预催隔热罩材料属性
    为了降低辐射效果,尝试通过改变预催隔热罩的材料属性,增加预催隔热罩的隔热能力。结果发现最高温度仍然相对基础车型下降16℃,降到了171℃,和最初的预催隔热罩效果基本一样。说明普通预催隔热罩的材料就已有效避免了遮挡区域的热辐射,压缩机的高温是由于其他部位的热辐射和热流的影响(图16)。

    3.7优化预催隔热罩
    通过对预催隔热罩的优化,压缩机最高温度从基础模型的188℃,降低到117℃,热害风险得到了消除。

    从图17可以看出,优化后的隔热罩一方面将预催与压缩机隔开,起到了阻碍辐射的作用;另一方面,隔热罩本身对流经排气歧管的热流起到了降温的作用,从而使流到压缩机表面的气体温度明显降低。

    3.8优化预催隔热罩同时下移压缩机
    为了强化方案的效果在实施优化的预催隔热罩同时下移压缩机。仿真结果的压缩机最高温度降到了116℃(表1)。以本方案进行了热害试验验证,热害状态下压缩机表面的温度为108 0C,满足耐温要求(图18)。


    4 结束语
    本文通过对压缩机热害问题分析得出:对于耐温较低的热敏感部件,在总布置前期,首先要考虑远离高温区域布置,至少要远离排气系统。其次需要确定每个热敏感零部件与热源的最佳安全辐射距离,然后根据辐射安全间距开展机舱的布置。
    在机舱热害问题解决过程中,如果想要通过增加隔热罩来解决热害问题,那么就应该详细的分析,新增加的隔热罩会不会引起其周围流场的变化,周围流场的变化会不会导致其它零部件的热害问题。原则是:增加隔热罩解决热害问题时,既要起到隔热的效果,又不引起其它的热害。
    本文针对某车热害试验中出现的压缩机温度超过温度限值120℃。针对这个压缩机热害问题进行了CFD仿真分析。仿真最高温度为188℃。针对此结果进行了优化仿真分析,较为有效的优化方案是增加预催隔热罩,压缩机表面最高温度降低了15℃;通过下移压缩机能够降低约40℃;通过加大和优化预催隔热罩的形状,使预催上端对周围零部件的辐射降低了,同时弱化了预催上端对周边空气的加热,从而能使压缩机表面温度降低了约70℃,降到了117℃,满足耐温限值。最终,为了强化降温效果,在同时实施优化的预催隔热罩和下移压缩机,仿真结果为116℃,并且在热平衡验证试验中压缩机最高温度为108℃,满足120℃限值要求。通过仿真分析手段解决了现在车型的热害问题,对后续同平台车型压缩机热害问题和热源附件其它热害问题的规避有重要的指导意义。
 

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