典型转子发动机散热翅片结构优化设计及仿真研究

韩宾1，刘志鹏1，王一诺1，张兆星2，张琦1 （1.西安交通大学机械工程学院；2.比亚迪产品规划及汽车新技术研究院）

摘要：在工作过程中，转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀，易引起热应力、热疲劳等问题，影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性，延长其使用寿命，针对高温区温度过高的主要问题，基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅格结构、铜铝一体化3 种优化方法。在验证仿真正确性的前提下，使用Fluent 模拟了不同模型的换热过程。仿真结果表明，所提3种方案均能提高转子发动机散热性能，相比于未优化模型，加长翅片模型的表面积提高124.4%，散热效果提升4.9%，栅格模型的表面积提高158.5%，散热效果提升8.3%，铜铝一体化模型在结构和材料的协同作用下，散热能力提升15.2%。试验表明，合理优化翅片结构及材料能够提高转子发动机的散热效果。

关键词：转子发动机；栅格结构；有限元仿真；结构设计；铜铝一体化