仿真技术在设计发动机冷却系统中的应用

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1、仿真技术在设计发动机冷却系统中的应用*张翔王佳杨建中蔡志标（上海海马汽车研发有限公司）摘要介绍了设计发动机冷却系统在整车开发中的重要性，文章应用Kuli软件对某轿车的发动机冷却系统进行了仿真和设计，包括建立发动机冷却系统中格栅、中冷器、散热器、机械风扇和电动风扇等部件的仿真模型，以及设置部件的性能参数和仿真计算，最后对仿真结果进行了分析，表明Kuli软件主要使用试验数据进行分析，使开发费用和周期都大大降低。关键词汽车发动机冷却系统仿真KuliApplicationofSimulationTechnol

2、ogyinDesigningAutomotiveEngineCoolingSystemAbstract:Thispaperfirstlyintroducestheimportanceofdesigningtheenginecoolingsysteminthedevelopmentofvehicle.ThenusesKulisoftwaretosimulateandcalculatetheenginecoolingsysteminacar,includingbuildingthecomponentsmo

3、delofgrill,chargeaircooler,radiator,mechanicallydrivenfanandelectricallydrivenfaninenginecoolingsystem,settingvalueofperformanceparameterofthesecomponents,andmakingasimulationandcomputation.Finally,allthesimulationresultsareanalyzed,anditisindicatedthat

4、Kulisoftwareusestestresultstoanalyzethecoolingsystem,greatlyreducingdevelopmentcostandshorteningthedevelopmentperiod.Keywords:Vehicle;Engine;Coolingsystem;Simulation;Kuli随着高级轿车市场份额的增长，要求发动机的功率也不断这些模型主要包括3类信息：1）部件的外形尺寸和位置参数；提高，其体积和散热量也相应增加，但是在汽车整车总布置2）流体

5、模型，主要涉及到内部流动流体（冷却液和制冷剂）和外中，在有限的发动机舱的空间里，随着许多附加热交换器（例部流动流体（冷却空气）的压力损失特性；3）中冷器和散热如：中冷器、变速器机油冷却器、发动机机油冷却器、空调冷器等热交换器部件的传热特性。以下主要以散热器模型为例介凝器和助力转向机油冷却器）的安装，散热条件越来越糟糕，绍发动机冷却系统的建模技术。留给散热器的空间也越来越小。因此设计一个可靠和高效率的发动机冷却系统，用最小的散热器将发动机增加的热量散发到散热器电动风扇格栅周围空气中去，在汽车整车开发过程

6、中变得更加重要。Kuli软内部压降件是由斯太尔工程技术中心（MagnaSteyrEngineeringCenterGmbH&CoKG）开发的汽车热管理的设计和仿真软件，文章主要介绍应用Kuli软件设计发动机冷却系统的过程和方法。1发动机冷却系统的建模以某轿车冷却系统的设计过程为例，介绍应用仿真计算技出口压降术在Kuli软件中比较和确定冷却系统设计参数的方法。该轿机械风扇中冷器车发动机的冷却系统属于强制循环水冷系统。图1发动机冷却系统的仿真模型1.1发动机冷却系统的模型根据轿车的结构形式，设计了格栅、中

7、冷器、散热器、机械1.2散热器的模型风扇、电动风扇、内部压降（在Kuli软件中为内部阻力模块)和1.2.1散热器的物理参数出口压降（在Kuli软件中为CP阀模块）的仿真模型，如图1所示。散热器尺寸：宽：600mm，高：400mm，厚：30mm；*基金项目：国家“863”计划，“海马纯电动乘用车制造关键技术研究”课题的支持（2006AA11A126）33│天津汽车TIANJINAUTO│2008年第11期散热器位置（右下角相对坐标）：x轴：400mm，y轴：0，z轴：0；散热器中冷却液流动方向：横流式（

8、沿+y轴流动），（纵流式为沿+z或-z轴流动）；10压力损失系数散热器入口位置：左下（其它位置为：左上/右上/右下）；500010000150002000025000散热器布局：标准（其它形式为U形流或S形流）；雷诺数2散热器管路：数量：46，排数：1，截面积：40mm，湿图5散热器冷却空气特性曲线（无量纲）周长：22.42mm。1.2.4散热器热传导特性1.2.2散热器内部流动特性散热器热传导特性曲线，如图6所示。散热器内部流动（冷却液）特性：复合，另