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摘要：
本文利用CFD（Computational Fluid Dynamics）计算流体动力学分析模拟汽车前机舱的热回流问题，并验证相应的改善措施，为剖析机舱内热回流问题产生的原因及预防改类问题的发生提供借鉴和指导。
关键词： CFD；热回流；机舱；改进措施
【中图分类号】U663.82
【文献标识码】A
【文章编号】2236-1879（2017）07-0175-02
1前言
今年来随着社会的进步和汽车制造水平的提升，汽车用户对车身舒适性要求越来越高，其中包括车内噪声，空调制冷效率，车辆操控性能，驾驶室防水防尘防风隔热能力等。本文结合某新车型空调高温试验过程频繁跳断的问题，运用计算流体动力学分析模拟热回流现象，并对改进措施进行探讨。
2前面板机舱热回流问题提出
某新车型在吐鲁番进行夏季标定实验，出现水温过高，空调压缩机频繁跳断，空调制冷效果差的问题，并提出整改需求。
3原因分析
第一步：检查发动机舱各管路状态，样车排查无错装、泄漏、松脱等异常现象，可排除装配原因引起。
第二步：进气温度排查， 将16个温度传感器均匀分布在冷凝器上，对每个点的温度变化进行采集数据，并绘制温度变化图，找出温度异常点，如图1、图2、图3所示：
试验测试发现
测试18分钟后，各测量点的温度已稳定，达到热平衡状态
环境温度为36℃，从测试数据上看，不存在热回流的情况下进风温度为应为环境温度高5～8℃，41到44℃为正常前进风温度。
从数据上看，冷凝器上部中间部位出现热回流的情况，冷凝器表面进风温度达到65℃左右，比冷凝器表面正常进风温度高了21°左右。
从数据上看，冷凝器下部存在严重的热回流情况（点13、点14、点15和点16位置），冷凝器表面温度达到73℃以上，比冷凝器表面正常进风温度高。
如图4所示：实车排查，红色虚线框处为冷凝器前热回流非常严重区域
4用CFD分析对散热器导流板进行结构优化
经探讨对前面机舱密封方案提出如下2种方案，并通过应用CFD计算流体动力学分析模拟该两种方案的有效性，形成如下对比分析结果：
原状态方案A： 增加1块导流板（导流板2为原有的下导流板）。方案B： 增加1块导流板同时取消原有的下导流板。
40KM工况下：均没有后方的大回流产生，有车速时，方案B的密封方式可以使下格栅的进气直接从前端冷却模块进去机舱，增加冷却模块进气量更有利于散热。
原状态方案，由于散热器风扇作用，机舱内部热气会从导流板底部流出，并通过前防撞梁与前保之间的缝隙回流至冷却模块前端的低压区，重新通过冷却模块进入机舱，提高冷却模块的进气温度降低冷却效果。分析表明，两种密封改善方案在冷凝器、散热器的进风量上，相差不大，方案B在有车速时，散热器的进风量会增加。因此，综合考虑两种方案B优于方案A，既可以防止大回流，同时在行车过程中下格栅进入的气流通过冷却模块进入机舱，有利于机舱内的热环境。
5实车标定实验验证
制作快速成型件，对实车进行标定试验验证，通过整改前后前格栅进风温度、空调压力、出风口温度的数据对比，更改后機舱温度、及前舱进气温度有明显改善，水温过高问题未出现，空调制冷效果提升，实车验证该方案与CFD分析结果基本一致，如图5所示：
图5 改善对比图
6结语
本文通过对夏季标定试验车水温过高的问题原因进行排查，运用CFD对热回流现象进行分析，改进方案进行模拟，并进一步通过实车进行验证措施的有效性，为有效的解决实际的试验问题提供一种解决思路。
参考文献
[1]杨维和.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2003
[2]朱自强 编著.《应用计算流体动力学》.北京：北京航空航天大学出版社，1998年
作者简介：
李德辉（198811），性别：男，学历：大学本科，籍贯：广西陆川，现职称：助理工程师，现就职于东风柳州汽车有限公司，主要从事内外饰方面的工作。
何琪（199012），性别：女，学历：大学本科，籍贯：广西南宁，现职称：助理工程师，现就职于东风柳州汽车有限公司，主要从事汽车内外饰方面的工作。
本文利用CFD（Computational Fluid Dynamics）计算流体动力学分析模拟汽车前机舱的热回流问题，并验证相应的改善措施，为剖析机舱内热回流问题产生的原因及预防改类问题的发生提供借鉴和指导。
关键词： CFD；热回流；机舱；改进措施
【中图分类号】U663.82
【文献标识码】A
【文章编号】2236-1879（2017）07-0175-02
1前言
今年来随着社会的进步和汽车制造水平的提升，汽车用户对车身舒适性要求越来越高，其中包括车内噪声，空调制冷效率，车辆操控性能，驾驶室防水防尘防风隔热能力等。本文结合某新车型空调高温试验过程频繁跳断的问题，运用计算流体动力学分析模拟热回流现象，并对改进措施进行探讨。
2前面板机舱热回流问题提出
某新车型在吐鲁番进行夏季标定实验，出现水温过高，空调压缩机频繁跳断，空调制冷效果差的问题，并提出整改需求。
3原因分析
第一步：检查发动机舱各管路状态，样车排查无错装、泄漏、松脱等异常现象，可排除装配原因引起。
第二步：进气温度排查， 将16个温度传感器均匀分布在冷凝器上，对每个点的温度变化进行采集数据，并绘制温度变化图，找出温度异常点，如图1、图2、图3所示：
试验测试发现
测试18分钟后，各测量点的温度已稳定，达到热平衡状态
环境温度为36℃，从测试数据上看，不存在热回流的情况下进风温度为应为环境温度高5～8℃，41到44℃为正常前进风温度。
从数据上看，冷凝器上部中间部位出现热回流的情况，冷凝器表面进风温度达到65℃左右，比冷凝器表面正常进风温度高了21°左右。
从数据上看，冷凝器下部存在严重的热回流情况（点13、点14、点15和点16位置），冷凝器表面温度达到73℃以上，比冷凝器表面正常进风温度高。
如图4所示：实车排查，红色虚线框处为冷凝器前热回流非常严重区域
4用CFD分析对散热器导流板进行结构优化
经探讨对前面机舱密封方案提出如下2种方案，并通过应用CFD计算流体动力学分析模拟该两种方案的有效性，形成如下对比分析结果：
原状态方案A： 增加1块导流板（导流板2为原有的下导流板）。方案B： 增加1块导流板同时取消原有的下导流板。
40KM工况下：均没有后方的大回流产生，有车速时，方案B的密封方式可以使下格栅的进气直接从前端冷却模块进去机舱，增加冷却模块进气量更有利于散热。
原状态方案，由于散热器风扇作用，机舱内部热气会从导流板底部流出，并通过前防撞梁与前保之间的缝隙回流至冷却模块前端的低压区，重新通过冷却模块进入机舱，提高冷却模块的进气温度降低冷却效果。分析表明，两种密封改善方案在冷凝器、散热器的进风量上，相差不大，方案B在有车速时，散热器的进风量会增加。因此，综合考虑两种方案B优于方案A，既可以防止大回流，同时在行车过程中下格栅进入的气流通过冷却模块进入机舱，有利于机舱内的热环境。
5实车标定实验验证
制作快速成型件，对实车进行标定试验验证，通过整改前后前格栅进风温度、空调压力、出风口温度的数据对比，更改后機舱温度、及前舱进气温度有明显改善，水温过高问题未出现，空调制冷效果提升，实车验证该方案与CFD分析结果基本一致，如图5所示：
图5 改善对比图
6结语
本文通过对夏季标定试验车水温过高的问题原因进行排查，运用CFD对热回流现象进行分析，改进方案进行模拟，并进一步通过实车进行验证措施的有效性，为有效的解决实际的试验问题提供一种解决思路。
参考文献
[1]杨维和.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2003
[2]朱自强 编著.《应用计算流体动力学》.北京：北京航空航天大学出版社，1998年
作者简介：
李德辉（198811），性别：男，学历：大学本科，籍贯：广西陆川，现职称：助理工程师，现就职于东风柳州汽车有限公司，主要从事内外饰方面的工作。
何琪（199012），性别：女，学历：大学本科，籍贯：广西南宁，现职称：助理工程师，现就职于东风柳州汽车有限公司，主要从事汽车内外饰方面的工作。