机油冷却器是保障机械车辆正常运行的重要部件,其散热性能的好坏直接影响着发动机的工作温度,进而影响着整个车辆的动力性能和安全性能。管翅式机油冷却器具有结构工艺简单、质量轻等优势,被越来越多的机械车辆所采用。本文对管翅式机油冷却器的散热性能进行分析研究,并对翅片进行结构优化以改善机油冷却器的散热性能。本文的研究内容如下:1、对平直翅片的管翅式机油冷却器进行分析研究。利用三维建模软件对其进行整体建模,并进行合理的结构简化。利用ANSYS CFX对其进行全局仿真,得到在不同工况下的散热功率。通过风洞试验台对平直翅片的管翅式机油冷却器进行风冷油试验,得到不同工况下的散热功率,试验结果验证了仿真模型的有效性。2、基于强化换热理论,对原有的平直翅片进行优化设计,在原有结构上提出一种三角波纹翅片。引入参数β作为三角波纹波峰方向与风速方向的夹角,设计出六种不同β角的波纹翅片,利用已建立的仿真模型对6种不同β角的三角波纹翅片的管翅式机油冷却器进行全局仿真。在同一工况下,对6种不同β角的三角波纹翅片和平直翅片的传热性能和流阻性能进行研究。通过研究其传热因子j、摩擦因子f和综合系数JF,得出以下结论:在进油口流量一定时,随着进风口风速的增加,6种不同β角的三角波纹翅片和平直翅片的传热因子j逐步提高,波纹翅片的传热因子高于平直翅片,摩擦因子f也呈相同趋势,结合综合系数JF得出β=90°的三角波纹翅片管翅式机油冷却器的综合换热能力最好。根据所得的最优结构翅片,研究其不同翅片间距下的散热功率,获得其在不同进风口风速下的散热功率分布情况。3、对管翅式机油冷却器在不同进风口风速和进油口油气温差进行分析。通过全局仿真和风冷油试验得到机油冷却器在不同风速和油气温差下的散热功率,利用MATLAB进行拟合计算,得出散热功率与风速和油气温差的关联式。并利用已知工况下的数据对关联式进行验证,其大部分误差在5%以内,最大误差不超过10%。表明此关联式可以用于未知工况下对管翅式机油冷却器进行散热功率的计算。4、基于MATLAB GUI用户图形界面,设计了管翅式机油冷却器散热性能分析系统。利用此系统可以方便快捷地得出不同进风口风速和进油口油气温差对管翅式机油冷却器散热功率的影响。此系统还嵌入了拟合关联式,可以快速计算出未知工况下管翅式机油冷却器的散热功率。为验证关联式所得散热功率的准确性,还可以通过进、出油口温差以及机油的物性参数精确计算出管翅式机油冷却器在不同工况下的散热功率,为工程实际中设计管翅式机油冷却器提供一种便捷的散热功率计算方法。