某型号柴油机冷却系统分析及优化.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.040某型号柴油机冷却系统分析及优化高巧，刘吉林，王宏大，王次安（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：基于Flowmaster软件建立发动机冷却系统一维模型，分析系统内部流量分布。针对出现的暖风支路流量偏低情况，通过一维模型的压力分布查找故障点，并对该结构进行了三维计算确认。结合一维分析模型和实际布置情况，筛选并确定了最终的优化改进方案。关键词：发动机；冷却系统；暖风；模拟分析；Flowmaster中图分类号：U461.2文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)08-117-0

2、3AnalysisandOptimizationfortheCoolingSystemofaDieselEngineGaoQiao,LiuJilin,WangHongda,WangCi’an(AnhuiJianghuaiAutomobileGroupCorp.,Ltd,AnhuiHefei230601)Abstract:BasedontheFlowmastersoftwarethe1Dmodelforthecoolingsystemoftheengineisestablishedtoanalyzethewholeflowrateinside.The3Dsimulationisem

3、ployedtoverifytheconnectionfaultconfirmedbycheckingthe1Dcalculationnetworkpressuredistribution,whichresultsinthelowflowrateincabinheaterbranch.Thefinaloptimizationcaseisselectedaccordingtothe1Dsimulationresultandtheactualassemblingsituation.Keywords:Dieselengine;Coolingsystem;Cabinheater;Simu

4、lation;FlowmasterCLCNO.:U461.2DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)08-117-03出发流入缸体水套，向上进入缸盖水套，然后分别进入散热引言器、机油冷却器、暖风、EGR冷却器以及小循环五个支路，整体上呈并联关系。其中，智能控制模块位于水泵进水口，为适应下阶段油耗法规，进一步提升发动机效率，在某即各支路都在此汇合后再共同进入水泵。而各个支路的取水型号柴油机的改型开发工作中，对冷却系统进行了优化升级，口则根据实际需要分别位于缸体或缸盖水套的某处开口。当增设新型智能控制模块以实现精确冷却。在适配该模块时，符负荷最大

5、时上述所有支路将同时打开。对冷却系统各支路的汇合方式做出相应调整。由于结构的改[1,2]变，这将会对各支路流量产生影响。本文以Flowmaster为主要工具，建立一维冷却系统模型，评估全系统的流量分配，并对存在问题的支路提出了可行的优化方案。1、Flowmaster模型搭建该款柴油机冷却系统原理图如图1所示，冷却液从水泵图1冷却系统原理图作者简介：高巧（1982-），女，高级工程师，就职于安徽江淮汽车1.1外围管路及部件的模型建立集团股份有限公司，主要从事发动机设计工作。根据冷却系统三维设计数模在Flowmaster中搭建一维分2017年第8期高巧等：某型号柴油机冷却系统分析及优

6、化118析模型。管路组件直接根据几何形状和尺寸选取合适的元件；得各个支路在不同流量下的阻尼数据。最终数据汇总如图5而散热器油冷器等组件使用阻尼元件替代，相应的阻尼曲线所示。搭建模型时，使用并联的四路阻尼元件替代水套，并由试验测定，如图2所示。使用获取的阻尼数据。将上述数据代入Flowmaster软件后，得到一维分析模型，如图6所示。由于没有增加换热元件，故该模型仅作分析流量使用。图2各组件阻尼数据Flowmaster软件并不能直接使用水泵的测试数据，为适应更宽泛的模拟需求，需要按特殊格式录入。水泵性能曲线图6一维分析模型如图3所示。2、模拟分析系统在额定点的无量纲流量分布如表1所

7、示，发现暖风支路的流量明显低于其他支路，且已经接近暖风系统采暖所需最低流量。表1各支路流量分布图3无量纲水泵性能曲线2.2发动机水套模型建立图4额定流量下水套压力云图图7暖风支路汇合点三维结构及压力云图图5水套在各个支路上的等效阻尼数据发动机水套结构复杂且存在多处支路出口，相当于一进四出的歧管，且各个通道间存在相互影响，故不能使用单一[3]图8暖风支路汇合点一维模型及压力分布元件模拟其流动和换热特性。通过三维软件建立水套的分析模型，按额定流量带入计算，可得如图4所示的水套压力分析