汽车冷却系统是整车中重要的辅助系统,是保障汽车能够稳定行驶的系统之一,其要保证发动机或其它部件处在一个合适的温度范围,对整车是否能够高效且经济的运作有着至关重要的影响。但随着发动机功率越来越高,新技术的应用使发动机舱内需要布置的零件越来越多,发动机舱内热负荷愈发增大同时布置空间却日益紧凑,如何在不改变布置条件和合理控制能源消耗的前提下,提高散热器散热效率,是现在散热器领域研究的热点。本文采用数值模拟和试验相结合的方法,对某款SUV车型散热器及其前端冷却模块流动与传热进行较为系统与深入的探讨,旨在不改变整车前端冷却模块和散热器布置的前提下增强整车散热器散热效率,提升散热器扁管温度均匀性。论文主要研究内容如下:(1)建立百叶窗式散热器数学模型包含:散热扁管、水室、主板、盖板,阐述多孔介质理论对百叶窗翅片简化的依据,根据百叶窗式翅片参数,对翅片特性进行数值计算和简化;将散热器总成放入整车前端冷却模块(冷凝器、中冷器、风扇总成)和散热器支架、保险杠、前防撞横梁、上下进气格栅、车身、轮胎等零件中,分析散热器在实车运转环境中高速爬坡及低速大负荷工况下传热和流动特性;(2)模型仿真结果表明:(1)因车身结构和前端冷却模块布置导致发动机舱空气流速差异大,散热器与散热器支架间存在气流泄漏,空气流经中冷器和冷凝器后速度快速衰减;高速工况下整个前端冷却模块的外流场速度分布更加均匀,低速工况下外流场速度最高处为风扇叶片外缘处;(2)高速爬坡工况下更高的进风量使散热器外部空气流场更加均匀,低速工况下风扇的布置对散热器散热性能影响大于高速工况;散热器扁管内冷却液流量分布并不均匀,靠近下部的扁管冷却液流量大于上部扁管,低速和高速工况下都在扁管50处达到峰值流量;散热器外部空气流场和内部冷却液流场的不均匀性,导致散热器扁管外表面温度分布并不均匀,低速和高速工况下最高温度区域都出现在散热器右下角,低速工况达到117℃,高速工况达到103℃;(3)对某款SUV在环境模拟试验室内进行实车试验,试验结果表明:散热器测点的温度分布并不均匀,低速大负荷工况下更为明显,最高测点温度和最低测点温度差值约为14℃;同时因为空调的切断和恢复导致低速工况散热器最高温度出现波动,高速工况散热器温度平稳;试验测点数据与仿真测点数据对比可见,测点温度趋势基本吻合,仿真误差在-5%～3%之间,认为模型可代替试验进行后续优化研究;(4)对场协同原理进行阐述。采用场协同原理对散热器冷却液温度场和空气速度场角度出发进行分析,经公式推导发现散热器散热效率不仅取决于空气温度和流速,还取决于散热器扁管表面温度和扁管间空气速度的协同程度;将本文所研究散热器进行离散耦合扁管温度-冷却液流量-空气流量曲面,观察三者之间关系,发现在空气流量相同时,扁管温度随冷却液流量的变大而升高,对于相同流量的扁管,空气流量大的管路温度低;(5)在散热器前端冷却模块不做改动的前提条件下,对散热器进行优化来提升散热器散热效率。优化方案为:(1)优化散热器水室内部结构,有针对性的对扁管间冷却液流量进行分配,将更多冷却液分配到外部空气流速大的区域;(2)调节风扇位置,试图使更多空气从散热器温度高的区域通过。最终经优化后提升了散热器扁管表面温度均匀性,同时加强了散热器散热效率。