陈方方 尉武杰 蔡子豪

摘要

主要研究废气再循环（EGR）冷却器在不同工况下的换热特性。借助计算流体动力学（CFD）分析工具，识别出冷却器在某一工况下的沸腾区域。在沸腾区域附近，借助于可视化观察窗及高频压力传感器，得到透明观察窗不同进气温度下的气泡形态与压力波动曲线的关系。结果表明，气泡形态与压力信号之间存在对应关系。由此，初步建立了判断EGR冷却器有无沸腾，以及其沸腾程度的方法。

关键词

废气再循环冷却器;过冷沸腾;压力信号;可视化

0 前言

废气再循环（EGR）冷却器的主要作用是在汽车运行过程中，将产生的高温废气经过冷却液侧进行冷却，再返回到发动机缸体。EGR冷却器是汽车热管理系统中重要且不可或缺的一环。换热壁面在换热过程中，基于不同的EGR冷却器结构设计、壁面厚度、壁面材料等因素造成壁面局部过热，从而产生沸腾。前者通过影响壁面的温度场，后者通过影响气化核心的生成，使壁面产生局部过热，生成气膜，从而影响壁面质量，严重者甚至产生干烧现象，直到气液两侧相通。

沸腾对EGR冷却器结构及发动机系统均有不同程度的影响。主要影响包括：（1）冷却液成分析出并堆积在沸腾区域;（2）壁面电导率降低，进而换热效率降低，导致EGR冷却器的冷却效率减弱;（3）整个系统的耐腐蚀性能降低;（4）堆积物造成水箱或其他管类散热器堵塞。

沸腾对发动机的运行工况有很大程度的影响。因此，在EGR冷却器设计及验证阶段，考核不同边界条件下是否产生沸腾，以及沸腾程度对EGR产品来说有着重大的意义。……