基于Flowmaster的某中东商用车型冷却性能优化设计.pdf

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1、黄文雪：基于Flowmaster的某中东商用车型冷却性能优化设计席—，已—x一一。巳—爿oo己—，已A8设计研究}违—，f—x～勺f—x卜1f一基于Flowmaster的某中东商用车型冷却性能优化设计黄文雪(上汽集团)(摘要]围绕某款出口中东商用车型发动机冷却能力不足问题处理，本文运用了Flowmaster软件建立了冷却系统1D仿真模型。通过仿真分析，查找出问题根本原因，并针对性地提出性能提升优化方案：采用调整系统流量分配方式减少暖风流量、增大大循环流量，增大风扇功率，散热器芯体加厚等三种改进措施。最后，通过整车风洞试验和中东实车路试，验证优化方

2、案有效性，满足冷却性能要求。为中东车型冷却系统性能开发提供了解决方法和参考。(关键词]中东商用车型冷却系统优化设计Flowmster仿真Abstract：Focusedondealingwiththeshortageperfermenceofcoolingsystemforacommercialve—hicleintheMiddleEast，Inthispaper，theone—dimensionalsimulationmodelwasestablishedbyFlow-masterfirstly，Thenfindtherootecauseoft

3、heproblem，putforwardtheperformanceoptimizationplan：Usinglesswarlnwindflow，increasingthefanpower，andthickeningradiatorcorebody．Atlast，bythevehiclewindtunneltestandroadtestintheMiddleEast，verifythevalidityoftheoptimization，meetcoolingsystemperfermence．Itprovidesapproachesandref

4、erencesforcoolingsystemperformanceanaly—sisofthiskindofvehiclesintheMiddleEast．Keywords：CommercialVehicleinMiddleEastCoolingsystemOptimizationdesignFlomastersim—l】lation1概述随着现代发动机升功率地不断增加，热负荷随之增大，对车用发动机的冷却系统提出更高要求。汽车发动机冷却系统功能是保证发动机在适宜温度状态下工作。因此，冷却系统设计工作至关重要。传统的冷却系统设计主要以经验和参照设

5、计为主，设计方法相对落后。现代发动机冷却系统设计需充分考虑各工况下各关键零部件和参数的优化匹配，采用系统模块化设计方法，统筹考虑各影响因素及其各子系统和部件间的耦合关系，既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放¨J。随着计算机技术的快速发展和大量流体数值模拟软件的出现，快速准确冷却系统数值仿真计算变成现实，使冷却系统优化设计技术发生了根本性改变。本文介绍了运用Flowmaster软件建模快速解决一款出口中东衍生车型发动机冷却系统性能不足的问题，查找出根本原因，并针对性提出有效优化方案。2问题描述表2—1中东地区试验验证工况试验验证工况项目

6、爬坡高速车速(km／h)50130坡度(％)7．2％0％环境温度(oC)452．1设计与验证要求某轻型商用车为基车型衍生车型，配置一款汽2内燃机与配件2016年第6期油发动机，拟出口中东海湾地区。该地区属热带和酷热带干燥区域，对冷却性能要求高。在产品正式投放市场前，需对产品进行验证，验证设计要求为发动机出水温度、机油温度分别为115℃、135℃，验证试验工况如表2—1。2．2现状态试验结果分析根据中东验证工况对现状态车辆进行整车环境舱热平衡试验，试验结果如图2—1、图2—2。图中x轴为时间s，Y轴为温度℃。由图可知：爬坡工况下因发动机出水温度过高

7、，出现限扭现象，发动机出水温度迅速上升到120℃，机油温度也随之上升到138℃，冷却系统无法达到热平衡，不满足设计要求。高速工况冷却系统可以达到热平衡，发动机出水温度110℃，机油温度132℃，满足设计要求。因爬坡工况不能满足性能要求，该冷却系统不能满足中东车型设计要求，需查找根本原因，并进行针对性系统优化设计。§ii髂；$s；《琶!l§§i§iil；i；§llil￡il；图2一l整车环境舱热平衡试验爬坡工况图2—2整车环境舱热平衡试验磊递工况3基于Flowmaster的冷却系统仿真分析模型3．1计算模型利用一维仿真软件Flowmaster，按照

8、该车型物理模型构建仿真模型。模型包括空气侧流动模块、发动机冷却系统模块、暖风系统模块。如图3—1。图中P为压力元件，F为流量元件，∞为转