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Kuli发动机仿真
2020-05-14 00:44:44·
一、前言发动机冷却系统是发动机的重要组成部分，保证了绝大多数工况下发动机总成能在正常温度范围内工作。乘用汽车运行工况复杂多样，发动机热负荷大且变化迅速
一、前言
发动机冷却系统是发动机的重要组成部分，保证了绝大多数工况下发动机总成能在正常温度范围内工作。乘用汽车运行工况复杂多样，发动机热负荷大且变化迅速，冷却系统工作环境恶劣。而当车辆在城市道路或者城市近郊区域内运行时，发动机冷却系统又面临性能过剩的问题。换句话说，发动机冷却系统的工作性能在较大程度上影响着发动机的工作性能。
发动机冷却系统主要包括散热器、冷却风扇、水泵、节温器、膨胀箱、机体内水套以及冷却管路等。近年来，随着汽车发动机的紧凑化、轻量化、高比功率化发展，对冷却系统提出的要求也越来越高。本文利用KULI 软件对某款汽车发动机系统进行了系统性能仿真。
如图一所示，所研究车型的冷却系统为半封闭式系统。其中，小循环是指冷却液经由发动机后直接从节温器到水泵的循环回路; 而大循环是指冷却液经由发动机后从节温器到散热器，再到水泵的循环回路，大循环回路对系统散热能力起主要作用。
图一 冷却系统循环回路
二、所匹配的模型
在KULI 中，把车辆前端进气压力损失定义为Cp模块( 入口压降模型) ，表示车速产生风进入发动机机舱内的利用率。在整车布置中，冷凝器实际位于散热器前面，势必会对散热器的迎风面积造成部分阻挡，即散热器迎风面积小于其全部面积，因此将其模拟为区域面积压降模型( AＲes 模块)。发动机机舱内结构布置复杂，需要用BiＲ模块来定义机舱内压力损失，以模拟冷却空气流通面积变化等产生的全部压力损失。三维视图如下图所示。
图二 三维分布图
三、参数设置
水路的冷却剂为40%的乙二醇，水路压力为1500hpa。节温器当温度小于90℃时，发动机进行小循环，当温度大于90℃时发动机进行大循环。
图三 冷却剂循环回路
油路所用机油粘度为10w-40，质量流为0.2kg/s,压力为1200hp；平行流冷凝器流动类型是逆流。
图四 油循环回路
模拟瞬态条件，时间段为0-1800s；周围空气湿度为50%，参考温度24℃，参考压力1024hpa,发动机转速1500 1/min,驾驶速度50 km/h。
图五 模拟条件
四、结果
供应给发动机的热量取决于发动机的温度水平。下图显示在低温下流向发动机的热量较多。这主要是由低温下发动机的摩擦损失大，发动机的功率输出保持不变，这会导致更高的燃油消耗。需要注意的是，下图仅显示向第一排气缸冷却液和机油供应的热量，第二排会受到第一排的干扰。
图六 供应给发动机的的热量
图七显示了模拟温度的曲线图，发动机水温稳定在96.7℃，结果较好，对实际研发有一定的参考价值。发动机冷却液温度和乘员舱内的温度受到节温器的限制，同时显示了发动机中的空气温度。发动机舱的温度突然上升，580秒后温度受到节温器的控制温度上升变缓。
图七 温度曲线
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