某车型冷却系统优化设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.05.010某车型冷却系统优化设计王次安，王宏大，刘吉林，倪成鑫（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：基于某车型在低温怠速试验中节温器不能正常打开问题进行研究，提出相应的优化方案，首先依据冷却系统原理图进行冷却系统一维分析，获取流量边界数据，然后对水泵节温器总成建模，进行CFD分析，得到不同工况下的流速及汽蚀数据，最后通过试验验证优化方案的有效性。关键词：1D；汽蚀；冷却系统；CFD；试验中图分类号：U467.3文献标识码：A文章编号：1671-79

2、88(2017)05-30-03OptimizationDesignofCoolingSystemforaVehicleWangCi'an,WangHongda,LiuJilin,NiChengXin(Anhuijianghuaiautomobilegroupco.,LTD.,AnhuiHefei230601)Abstract:Thethermostatofavehiclecannotopenduringlowtemperatureidlingtest,theoptimizationdesignisproposed.First,th

3、ecoolingsystem1Dmodelisbuiltbasedoncoolingsystemscheme,sotheflowrateandpressuredatacanbegot,thenthevelocityaroundthermostatandcavitationofimpellerdatacanbegotbasedonCFDanalysis.Afterthat,theaccuracyofsimulationcanbeverifiedaccordingtotest.Keywords:1D;cavitation;Cooling

4、system;CFD;TestCLCNO.:U467.3DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)05-30-03到不同工况下的水泵节温器总成性能表现，确定结构优化实前言际效果，最后通过低温怠速试验验证优化效果。发动机冷却系统是保障发动机正常稳定运行的重要系1、流量边界计算统之一，其主要功能是保证发动机在各种工况下都有最适宜[1]的工作温度，冷却系统对发动机的动力性、经济性以及可该车型冷却系统原理如图1所示，冷却系统包括高温循[2]靠性都有很大的影响。而冷却系统温度主要由节温器进行环冷却系统和低温

5、循环冷却系统，分别由机械水泵和电子水控制，根据发动机水温的高低自动改变冷却水的循环路线及泵进行驱动。[3]流量，使发动机始终工作在最适合的温度下，所以节温器的设计也就尤为重要。本文基于某车型节温器在低温怠速工况下不能正常打开的问题进行研究。利用一维和三维联合仿真分析方法对某车型冷却系统进行建模获取典型工况下的水循环流量和压力边[4]界，然后对优化前后的水泵节温器总成进行CFD分析，得作者简介：王次安（1986-）男，工程师，就职于江淮汽车技术中心图1冷却系统原理图发动机设计研究院，研究方向为发动机冷却系统分析。以冷却系统原理图为基础

6、，建立该车型冷却系统分析模31汽车实用技术2017年第5期型，模型如图2所示，图中对冷却系统各主要部件进行标注。本次计算工况为怠速工况和额定转速工况，具体计算结果如表1所示，该数据为水泵节温器阀座CFD分析边界数据。图4总成流体域压力分布图图5为怠速工况下沿着流动方向截面上的流速分布图，根据模型中监测点流速数据可知，原结构节温器蜡包上端流速为0.11m/s，新结构流速为0.17m/s，流速增加约55%，流速增加明显。图6为垂直方向截面流速分布图，根据对比可知，优化方案节温器蜡包上端流速增加较明显，说明优化方案有助于提高节温器蜡包周围

7、流速。图2冷却系统分析模型表1不同工况下流量边界水套（L/min）油冷器（L/min）暖风（L/min）怠速工况11.422.35.3额定工况95.710.536.9图5流动方向截面流速分布图2、水泵节温器总成分析因该车型节温器不能正常打开，所以制定节温器阀座优化方案，具体方案如图3所示，在节温器阀座腔室与水泵腔室中间增加一个凸台，其设计意图为将冷却液向节温器蜡包上端引流。为了验证该方案的有效性及增加凸台对水泵汽蚀图6垂直方向截面流速分布图的影响程度，进行CFD分析，本次计算为了考虑水泵搅动对冷却液流动的影响，同时建立水泵CFD分析

8、模型。图3节温器阀座优化方案图7水泵流体域截面压力分布图怠速工况下计算结果如下图所示，其中图4为总成流体额定转速工况下计算结果如下图所示，其中图7为水泵域压力分布图，图中标注流体域各进出口位置，通过压力分流体域截面压力分布图，由图可知