整車熱管理系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化.pdf

1、隨著汽車發(fā)動機在動力、節(jié)能和環(huán)保方面的飛躍發(fā)展,使得發(fā)動機的升功率不斷提高,同時發(fā)動機艙的設計變得更為緊湊,因而對于冷卻系統(tǒng)以及汽車熱管理就提出了更高的要求。熱管理平臺強調(diào)在平臺上對發(fā)動機和車輛的熱管理進行的全面和系統(tǒng)的研究。
　　 本課題基于熱力學和傳熱學方面的理論知識,分析了發(fā)動機內(nèi)部的熱量平衡情況。同時介紹了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)各主要零部件在仿真建模過程中運用的建模方法和設計原理。
　　 首先基于一臺小型汽油機,搭建發(fā)動

2、機散熱試驗臺架,并利用AMESim軟件對臺架進行模擬。以外特性工況下的發(fā)動機入口溫度和放熱率作為比較依據(jù),驗證模型與試驗的一致性。結果顯示,模型的冷卻液入口溫度與發(fā)動機臺架試驗值相差約0.1℃,放熱率最大相對誤差僅為2.4％。表明軟件對臺架的模擬有較高的精度和可靠性。
　　 其次以一臺大型柴油機為例,建立發(fā)動機熱管理瞬態(tài)試驗臺架,分析說明了發(fā)動機熱管理瞬態(tài)模型的建模原理,同時在瞬態(tài)試驗的基礎上利用KULI軟件建立發(fā)動機熱管理瞬態(tài)

3、模型。根據(jù)冷卻液和機油的試驗溫度變化曲線對模型中的關鍵參數(shù)進行調(diào)整,最后得到較為理想的瞬態(tài)仿真變化曲線。
　　 然后選定三個散熱器、兩個水泵、兩個水泵傳動比和兩組大小風扇進行相互匹配,利用正交試驗的方法進行仿真分析。分別在二檔最大扭矩工況和二檔最大功率工況下結合冷卻常數(shù)、冷卻系統(tǒng)耗功和冷卻效率三個評價指標,計算得到了6組備選零部件組合。然后在外特性條件下對這6組方案再進行模擬分析,最后結合冷卻常數(shù)和耗功這兩個評價指標得到該發(fā)動機

4、最佳的冷卻系統(tǒng)零部件組合。對原有發(fā)動機的冷卻回路進行改進,采用分隔循環(huán)式冷卻回路,通過仿真分析,比較得出分離循環(huán)式冷卻系統(tǒng)的冷起動時間比傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)減少了87s,發(fā)動機的機體溫度升高了5.5℃,減少油耗5％。
　　 最后以手動5檔的車輛為基礎,在軟件中建立整車熱管理模型。分別在25℃、-7℃、40℃以及爬坡情況下進行NEDC循環(huán)測試,分析了系統(tǒng)中冷卻液和潤滑油的溫度、大小循環(huán)流量、散熱器進出口溫度、冷卻液熱量等主要參數(shù)隨工況的變