某重型矿用自卸车制造商(载重220吨级)在澳大利亚矿区使用时反馈,车辆在夏季高温环境(45°C环境温度)下连续爬坡作业时发动机冷却液温度接近红区(110°C),导致发动机限扭保护频繁触发,严重影响运输效率。热管理团队采用STAR-CCM+对整车热管理系统进行CFD仿真。模型涵盖发动机舱内部流场、散热器(中冷器、水箱、油冷器三模块串联)、风扇(直径1.2m轴流式)及整车外部空气动力学。模型网格采用多面体与棱柱层结合,总网格数约2000万,风扇区域采用旋转参考系法建模。仿真揭示了机舱内热风回流现象——部分通过散热器的热风在发动机罩与驾驶室之间的负压区回流至散热器入口,形成“热风短路”,使实际进气温度较环境温度高约12°C。优化方案包括:在散热器前端增加导流罩改善进气条件、调整风扇护风圈间隙以提升抽风效率、在机舱增加隔板防止热风回流。仿真预测优化后冷却液温度可降至103°C,矿区实测稳态温度105°C,偏差约2°C,发动机限扭保护触发频次从日均6次降至近零。
