汽车散热器设计与有限元分析*

王 瑞，向小宇，磨良添，童荣泽，李则成，余庆兵，闭鸿鹏

（桂林航天工业学院 汽车工程学院，广西 桂林541000）

FSAE是中国汽车工程学会举办的方程式赛事，赛车的整体研发设计是通过学生自主创新设计，加工以及制造完成，赛事一方面要求赛车具有一定的可靠性和耐久性，另一方面还追求赛车在赛道具有良好的加速、制动和操控等性能。散热器是FSC赛车冷却系统的重要零件，也是影响整车动力性、经济性的重要部件，是整个循环中重要的热量交换设备，通过与外界空气进行热量交换，实现发动机散热系统的冷却循环。本文主要以FSC赛车为载体，对赛车冷却系统展开研究，目的是设计一款结构可靠、散热性能良好的散热器。基于传热理论和流体力学理论，根据发动机散热实际情况，对散热器结构尺寸进行设计分析[1]。运用三维建模软件对散热器进行实体建模，在对散热器局部进行简单处理后，将模型导入ANSYS中进行CFD仿真分析，设置边界条件，以此获得散热器的温度场、流体分布情况，结果表明通过散热器冷却的流动温度由93度下降到73度左右，满足车辆在最大负荷下的散热要求[2]。

1 冷却系统的总体参数计算

冷却系统采用的是循环式水冷冷却方式。在设计冷却系统的部件时，以散入冷却系统的热量为原始数据，计算冷却系统的循环水量和冷却空气量等参数[3-4]。

根据FSC车手在跑耐久时测得的发动机转速，由图1可知，发动机转速经常在8500r/min。根据标定数据，发动机转速在8500r/min时，功率为37.5kW。……