水冷中冷增压发动机怠速进气温度研究.pdf

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1、InternalCombustionEngine&Parts·13·水冷中冷增压发动机怠速进气温度研究StudyonIntakeAirTemperatureofWaterCooledTurbochargedEngineinIdle雍安姣YONGAn-jiao；付永宏FUYong-hong；吴旭WUXu（奇瑞汽车股份有限公司，芜湖241006）（CheryAutomobileCo.，Ltd.，Wuhu241006，China）摘要：基于KULI搭建发动机中冷系统模型，研究影响发动机怠速进气温度的主要因素。结论表明，低温散热器进风温度是影响发动机进气温度的主要因素，对车辆前端模块密

2、封能有效降低发动机的进气温度。Abstract:ThispaperestablishesengineintakeaircoolingsystembyKULIandconfirmsthemainfactoraffectedtheintakeairtemperature.Theconclusionshowsthattheairentrytemperatureoflowtemperatureradiatoristhemainfactorimpactedintakeairtemperature,andsealingfront-endmodulecandecreaseintakeairt

3、emperature.关键词：进气温度；怠速；KULI；水冷中冷器Keywords:intakeairtemperature；idle；KULI；waterchargeaircooler0引言为了应对能源紧缺及环境污染的挑战，研究高效、清洁的发动机已经成为各大汽车厂商的共识。小排量增压发动机动力性强、经济性及排放皆得到一定改善，成为目前发动机开发的主流方向。对于增压发动机来说，空气被增压后密度增大，温度升高，从而影响发动机的充气效率，未经冷却的增压空气进入燃烧室，容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，同时还会增加发动机废气中氮氧⑦[1]化物的含量，造成空气污染。所以，增压

4、发动机的进气温度必须得到有效的控制。重庆等多山路的地区，较低的怠速进气温度更是保证车辆正常起步和加速的重要条件。1水冷中冷增压发动机进气系统介绍①引气口；②空气滤清器；③涡轮增压器；④中冷器；本文研究对象为一款1.5T增压发动机，其相关技术⑤发动机；⑥低温散热器；⑦冷却液回路；⑧进气管路.图1发动机进气及中冷系统示意图参数如表1所示。发动机采用水冷中冷系统，体积紧凑，布置方便，进气管路变的更短，能有效降低涡轮迟滞，提高发2机理分析动机响应速度。缺点是中冷系统结构变的复杂，进气与冷进气经过中冷器后直接进入发动机，中冷器后进气温媒之间需要经过两次换热，冷却效果相对于空冷式较差。度即

5、为发动机进气温度。通过比热容热量公式，换热器效率定义，可以得到发动机进气温度和各相关因素间的关表1发动机技术参数系。相关参数定义详见附录1。试验测得低温散热器出口参数单位值或型式水温和中冷器进口水温温差在1℃以内，因此，低温散热排量L1.5’气缸数/4器与中冷器之间水路管路的热损失可以忽略，即T水2=T水1.最大功率转速r/min5500低温散热器进出风温差：最大功率kW108增压方式/废气涡轮增压（1）中冷器/水冷中冷器低温散热器冷却液进出口温差：发动机的进气及中冷系统如图1所示。怠速工况，发动机转速远低于2000r/min，涡轮增压器（2）未工作，进气不会受到压缩。冷空气经

6、过进气管路、空气滤中冷器换热效率：清器等部件时与发动机舱内高温空气发生热交换，温度升高，中冷器前进气温度达到最高。经过中冷器，进气得到冷（3）却，发动机进气温度降低。低温散热器换热效率：搭载此款发动机某车型，怠速工况，引气口温度（4）75℃，中冷器进气温度80℃，发动机进气温度为69℃。————————————可以得到：作者简介：雍安姣（1979-），女，工程师，硕士，研究方向为整车热量管理及新能源车辆热量管理。（5）·14·内燃机与配件由式（5）可知，中冷器进气温度、低温散热器进风温度、低温散热器进风量，中冷系统冷却液流量是影响发动机的进气温度的重要因素。3仿真模型本文基于一

7、维仿真软件KULI搭建发动机冷却系统仿真模型。低温冷却系统主要对发动机高温进气和涡轮增压器进行冷却，其冷却液回路如图2（a）所示；图2（b）为空气路，前端模块采用上下式布置形式。零部件模型包括水泵、中冷器、低温散热器、冷却液管路等。其中中冷器和低图4中冷器温散热都属于交叉流式换热器，两者建模方法相似。（a）低温冷却回路图5中冷器换热能力Map图（b）空气路图23.1水泵中冷系统使用一款离心式电子水泵。介质：纯水，功率：1kW，转速：3000r/min进行性能试验，性能曲线如图3所示。图6低温