冷却系统对发动机缸内性能参数的影响.pdf

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1、第46卷第3期小型内燃机与车辆技术2017年6月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．46No．3Jun．2017冷却系统对发动机缸内性能参数的影响唐晨曦倪计民石秀勇苏锦磊(同济大学汽车学院上海201804)摘要：针对某国产1．5L发动机，基于GT—Suite建立了发动机、燃烧室和冷却系统的耦合仿真模型，研究不同转速、负荷率和冷却液温度对发动机缸内性能参数和关键零部件热负荷的影响。结果表明，缸内压力和温度等性能参数与转速和负荷率呈正比，但随着冷却液温度的升高呈先增加后降低的趋势。气缸

2、盖等关键零部件在冷却液温度满足散热条件下，仍然处于较高的热负荷状态，当转速6000r／min，负荷率50％时对应的最高温度为542．6K。故为降低气缸盖热负荷，不仅应使冷却液温度满足散热要求，还应对燃烧室形状进行优化。关键词：耦合仿真模型冷却系统缸内性能参数热负荷中图分类号：U464．138文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)03—0018—10TheEffectofCoolingSystemonPerformanceParametersofEngineCylinderTangChenxi，NiJimin，SlftXiuyong，

3、SuJinleiSchoolofAutomotiveStudies，TongjiUniversity(Shanghai，201804，China)Abstract：Inthispaper，theeffectsofdifferentspeeds，loadratesandcoolanttemperaturesontheengineperformanceparametersandthethermalloadofsignificantcomponentsayestudiedwithacouplingsimula-tionmodelofengine，comb

4、ustionchamberandcoolingsystem，whichisestablishedbasedonGT—Suiteforadomestic1．5Lengine．Theresultsshowthattheperformanceparameters，suchascylinderpressureandtemperatureareindirectproportiontothespeedandloadrate．Butwiththeincreaseofcoolanttemperature，theseparametersincreasefirstan

5、dthendecrease．Thesignificantcomponentssuchascylinderheadayestillinahighheatloadwiththeradiationbeingsatisfied．Themaximumtemperatureis542．6Kwhenthespeedis6000r／minandloadrateis50％．Therefore，notonlythecoolanttemperatureshouldsatisfythecoolingrequirements，butalsotheshapeofthecomb

6、ustionchambershouldbeoptimizedtoreduceheatloadofthecylinderhead．Keywords：Couplingsimulationmodel；Coolingsystem；Performanceparameters；Heatload引言目前，随着排放法规的日益严格，以及驾驶者对车辆内部温度舒适性的追求，对传统的机械式冷却模块提出了极大的挑战。在车辆的起动、暖机和行驶等复杂工况下，冷却系统要保证车辆的动力性，经济性以及零部件的使用寿命㈣。智能冷却系统的发展可以实现冷却液温度的精确控制，从而保证车辆的经

7、济性[3-51。但是智能冷却系统只是实现了宏观上冷却温度的精确调节，却忽略了其对发动机缸内燃烧时的性能参数以及关键零部件热负荷的影响M。本文针对某1．5L汽油机，研究不同工况下冷却系统对发动机缸内传热系数、压力和累积放热量等性能参数以及关键零部件的热负荷的影响。作者简介：唐晨曦(1992一)，男，硕士研究生，主要研究方向为整车及发动机热管理与动力总成优化匹配。第3期唐晨曦等：冷却系统对发动机缸内性能参数的影响191传热理论基础气缸内工质燃烧产生的热量除用于推动活塞做功、克服摩擦阻力以及在排气冲程后由废气带走外，其余的热量均由冷却液带出气缸，最后通过

8、散热器散人环境当中181。冷却液散热的过程主要分为以下三个阶段：工质和气缸壁对流换热、气缸壁热传导、气缸壁和冷却液对流换热