基于 AMESim 发动机冷却系统的参数匹配
仿真分析
张秉坤,赵津,马秀勤,郑明强
(贵州大学 机械工程学院,贵州 贵阳 550025)
摘要:应用 AMESim 软件建立了某排量为 1.5L 的发动机冷却系统的一维仿真模型,利用该模型进行发动
机冷却系统各工况点冷却性能的计算,分析了该冷却系统在不同工况下的冷却能力。研究发现,在高温长
时间爬坡的工况下,发动机冷却系统的冷却能力难以满足散热要求,易引起发动机出现“开锅”现象。通过
对冷却系统的零部件参数进行重新匹配,提出了对原有冷却系统中节温器、风扇的相关参数进行重新匹配
的解决方案,并验证了该方案的有效性,研究结果为整车厂和配套厂对冷却系统零部件的选型和开发提供
了参考。
关键词:AMESim;冷却系统;仿真;参数匹配;
中文分类号:U464.138 文献标识码:A
Simulation of Parameters Matching of the Engine Cooling System Based on AMESim
ZHANG Bing-kun, ZHAO Jin, MA Xiu-qin , ZHENG Ming-qiang
(Department of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025,China)
Abstract: A 1D simulation model of 1.5 L engine cooling system was established using AMESim, cooling
performance of various condition of engine cooling system were calculated, and the cooling capacity of cooling
system under different condition points has been analyzed. The study find that under high-temperatures long-time
climbing conditions, the cooling demand of the engine cooling system is difficult to be met, which can lead to a
"boil" phenomenon. By re-matching the parameters of parts of the cooling system, solutions of re-matching the
parameters of thermostat and fan of the original cooling system were proposed and the effectiveness of the scheme
were verified. The results of the study provide the reference of the selection and development of cooling system
parts for vehicle and ancillary plant.
Key Words: AMESim; Cooling System; Simulation; Parameter Matching
来稿日期:2015-09-11
基金项目:国家自然科学基金(61164007);贵州省重大科技专项计划项目,黔科合重大专项字(2014)6004;贵州大学研究
生创新基金(研理工 2015023);模块化车用散热器产品设计与生产线布置与规划(20141015)
作者简介:赵 津,(1973-),男,安徽人,博士研究生,教授,硕士生导师,主要研究方向:智能汽车及智能交通系统、汽车
及其零部件设计方法
1 前言
随着人们对车用发动机在各方面提出越来越
高的要求,在保证其动力性的同时又要实现环保和
低能耗的要求,使发动机在各方面的优化研究得到
越来越多的重视。而冷却系统是车辆发动机的重要
组成部分之一,因此对于发动机热管理优化提出了
更高的要求
[1]
。
目前国内外学术界对汽车发动机冷却系统中
单个零部件优化等方面进行了很多重要的研究,早
在国外,文献
[2]
就发表了关于冷却系统中实现“精确
冷却”的理念,精确冷却的核心是零部件的匹配精
确性,通过水泵、水套等零部件的合理匹配来使发
动机各种工况下都处于合适的温度点。通过实验验
证得到,采用精确冷却系统,汽车在运行时发动机
暖机速度明显加快,同时降低了热量损失,冷却水
泵的功率损耗也得到降低。文献
[3]
等人自主设计了
一套用于柴油机上的热管理程序,该系统的散热器
能够对发动机温度和冷却温度完成优化和控制。
文献
[4]
等人提出了发动机热管理必须结合冷却系
统、发动机本体、流体系统等进行整体仿真。文献
[5]
等人提出了在当今发动机研发中必须考虑各流体
系统相互的热影响。文献
[6]
等通过三维仿真研究了
发动机冷却系统中的流体动力学,并通过一维仿真
研究了单个组件对整个发动机冷却系统的影响。在
国内,文献
[1]
等人研究了某车用发动机冷却系统的