低速爬坡工况排气热害耦合分析

王心宇，耿胜民

（北京希艾益科技有限公司，北京 100076）

1 模型介绍

使用三维流体仿真分析软件与辐射分析软件中模型如下：

1.1 实验

基于某1.5T SUV低速爬坡工况，热平衡试验在卡达克热环境舱进行，车速：40km/h，坡度：7%，环境温度：40℃，风扇转速：2400r/min。转鼓试验：将车固定在转鼓工作台上，固定前拖车钩，对于前驱车辆固定后轮，前轮下的转鼓用于添加阻力。车前风机用于模拟风速。采用K型热电偶测量排气系统温度，K型热电偶使用温度：-200～1300℃，采用 T型热电偶测量周边零部件温度，T型热电偶使用温度-200～350℃。

1.2 三维流体分析模型

利用三维流体分析模型计算对流换热系数，在三维流体分析软件中建立风洞计算域用于模拟卡达克热环境舱，计算域模型长 65m，宽 14m，高 6m。入口设置为速度入口，速度为40km/h，出口为压力出口[1]，车底地面区域设置为移动地面，移动地面速度与车速大小相等且与车的运动方向相反[2]，用于模拟下车体流场。保留机舱线束，制动管线，冷却管路，并进行网格细化，排气系统及周边零部件如：吊耳、隔热罩等进行网格细化。对发动机舱及排气系统区域进行体网格加密处理，最终三维流体分析模型中体网格总数约为3400万。风扇单独划分区域，采用旋转坐标系方法模拟风扇旋转，设置风扇恒定转速2400r/min，散热器、冷凝器划分单独区域，由于冷却模块 CAD数据没有翅片等详细结构，即使有数据处理起来也比较复杂，如果采用数据中的模型，偏差过大，所以模型中采用多孔介质区域模拟冷却模块阻力特性[3]。……