冷卻模塊布置形式對(duì)系統(tǒng)性能影響

周列新，胡杰，吳昌慶

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

冷卻模塊布置形式對(duì)系統(tǒng)性能影響

周列新，胡杰，吳昌慶

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過(guò)仿真計(jì)算對(duì)比兩種不同寬度的冷卻模塊，分析研究冷卻模塊不同寬度及高度對(duì)整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)附件消耗功率的影響。

商用車(chē)；冷卻系統(tǒng)；布置方案；KULI

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-238-03

前言

傳統(tǒng)的商用車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)布置形式，均采用窄高型的散熱器，中冷器。如圖1所示。

散熱器伸到發(fā)動(dòng)機(jī)罩里面，散熱器輪廓寬度小于車(chē)架翼面寬度。中冷器氣室進(jìn)出氣口布置于車(chē)架上方。這種布置的優(yōu)點(diǎn)是散熱器的散熱性能好，中冷器的壓降小。同時(shí)中冷器進(jìn)出氣口位于氣室中部，中冷器內(nèi)部氣流分布均勻。缺點(diǎn)是散熱器水阻大，中冷器散熱性能差。駕駛室地板必須拱起，留出散熱器系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間。

新型商用車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)布置形式，如NEW BENZ采用寬扁型散熱器中冷器。如圖2所示：

散熱器布置在地板下方，車(chē)架前部采用前伸梁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)散熱器的最大寬度。中冷器采用上進(jìn)上出氣結(jié)構(gòu)。這種布置形式可有效的降低駕駛室地板高度，采用平地板駕駛室。同時(shí)散熱器本身水阻小，中冷器散熱性能好。

兩種布置形式各有優(yōu)缺點(diǎn)，哪一種更能降低發(fā)動(dòng)機(jī)附件功率的消耗。意味著就能更加省油。本文將運(yùn)用KULI 模擬仿真分析，比較兩種布置形式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)附件消耗功率的影響。

圖1 窄高型冷卻系統(tǒng)布置形式

圖2 寬扁型冷卻系統(tǒng)布置形式

1、模型的定義

定義兩種不同寬度的冷卻模塊A，B。考慮散熱器，中冷器，冷凝器本身結(jié)構(gòu)工藝差別，各模塊間散熱器芯體，中冷器芯體，冷凝器芯體正面積之比近似取1，見(jiàn)表1。

表1 冷卻模塊尺寸定義

2、各元件性能參數(shù)

2.2 仿真模型建立

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)

表3 水泵性能參數(shù)

表4 風(fēng)扇性能參數(shù)

通過(guò)KULI軟件建立冷卻系統(tǒng)分析模型，包括冷凝器、中冷器、散熱器、風(fēng)扇等元件，在本次仿真中冷凝器模型以帶加熱的格柵模擬，見(jiàn)圖3。

圖3 冷卻系統(tǒng)的仿真模型

2.3 仿真分析

根據(jù)整車(chē)工作區(qū)域，確定冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，見(jiàn)表5。

表5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)

每個(gè)工況點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在100%，75%，50%，25%時(shí)，比較方案A與方案B消耗風(fēng)扇功率與水泵功率。

對(duì)方案A和B進(jìn)行仿真計(jì)算

100%負(fù)荷仿真結(jié)果如下：

75%負(fù)荷仿真結(jié)果如下：

50%負(fù)荷仿真結(jié)果如下：

25%負(fù)荷仿真結(jié)果如下：

從上表可以看出，各工況點(diǎn)附件消耗功率方案B均小于方案A。從發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油性方面考慮，選用方案B的冷卻模塊，將會(huì)更省油。

3、小結(jié)

通過(guò)KULI軟件可以對(duì)冷卻系統(tǒng)布置方案優(yōu)劣進(jìn)行快速定量判斷，當(dāng)然基于KULI軟件僅是一維軟件的原因，計(jì)算準(zhǔn)確度與輸入?yún)?shù)準(zhǔn)確度強(qiáng)相關(guān)，因此要求基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，使用時(shí)最好是能結(jié)合三維虛擬軟件仿真或試驗(yàn)測(cè)量。

[1] MAGNA 公司.KULI 7.0 指南.2006.

[2] 余志生.汽車(chē)?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2011.

Cooling module layout impact on system performance

Zhou Liexin, Hu Jie, Wu Changqing
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

A cooling system model is built by using KULI which have different wide and height. Research which is best to reduce engine `s accessory consume.

Commercial vehicles; Cooling system; Scheme of arrangement; KULI

U467.3

A

1671-7988 (2017)10-238-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.082

周列新，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司。