详情

原文传递整车热管理系统的仿真与优化

论文题名：	整车热管理系统的仿真与优化
关键词：	整车;热管理系统;发动机舱;发动机冷却系统;温度变化;瞬态模型;冷却液;瞬态试验;零部件;试验台架;软件;入口温度;评价指标;冷却回路;冷却常数;工况;仿真分析;变化曲线;循环式;外特性
摘要：	随着汽车发动机在动力、节能和环保方面的飞跃发展,使得发动机的升功率不断提高,同时发动机舱的设计变得更为紧凑,因而对于冷却系统以及汽车热管理就提出了更高的要求。热管理平台强调在平台上对发动机和车辆的热管理进行的全面和系统的研究。　　本课题基于热力学和传热学方面的理论知识,分析了发动机内部的热量平衡情况。同时介绍了发动机冷却系统各主要零部件在仿真建模过程中运用的建模方法和设计原理。　　首先基于一台小型汽油机,搭建发动机散热试验台架,并利用AMESim软件对台架进行模拟。以外特性工况下的发动机入口温度和放热率作为比较依据,验证模型与试验的一致性。结果显示,模型的冷却液入口温度与发动机台架试验值相差约0.1℃,放热率最大相对误差仅为2.4％。表明软件对台架的模拟有较高的精度和可靠性。　　其次以一台大型柴油机为例,建立发动机热管理瞬态试验台架,分析说明了发动机热管理瞬态模型的建模原理,同时在瞬态试验的基础上利用KULI软件建立发动机热管理瞬态模型。根据冷却液和机油的试验温度变化曲线对模型中的关键参数进行调整,最后得到较为理想的瞬态仿真变化曲线。　　然后选定三个散热器、两个水泵、两个水泵传动比和两组大小风扇进行相互匹配,利用正交试验的方法进行仿真分析。分别在二档最大扭矩工况和二档最大功率工况下结合冷却常数、冷却系统耗功和冷却效率三个评价指标,计算得到了6组备选零部件组合。然后在外特性条件下对这6组方案再进行模拟分析,最后结合冷却常数和耗功这两个评价指标得到该发动机最佳的冷却系统零部件组合。对原有发动机的冷却回路进行改进,采用分隔循环式冷却回路,通过仿真分析,比较得出分离循环式冷却系统的冷起动时间比传统冷却系统减少了87s,发动机的机体温度升高了5.5℃,减少油耗5％。　　最后以手动5档的车辆为基础,在软件中建立整车热管理模型。分别在25℃、-7℃、40℃以及爬坡情况下进行NEDC循环测试,分析了系统中冷却液和润滑油的温度、大小循环流量、散热器进出口温度、冷却液热量等主要参数随工况的变化趋势。此外,还分析了空气侧的压力、温度变化情况以及空气从发动机舱带走的热量,提出相应的改进措施。
作者：	仲韵
专业：	车辆工程
导师：	倪计民
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学中德学院
学位年度：	2008
正文语种：	中文