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N o 1 l 仿真过程 毳 粼佛儿嬲201 收稿日瓤 4 一l o W 第1 期 杜鹏 等 某发动机冷却系统的仿真分析与实验验证 法为 取60 0 0r m i n 时 尽量选择接近标定转速 的曲线 因为越接近标定转速 根据S u t e r 曲线推 算的其它转速下的水泵曲线越准确 的水泵曲线 然后选择曲线中间的一点 如流量13 4 1L m i n 扬程7 4 3mH 0 为参考点 进行无量纲后得到的 曲线即为S u t e r 曲线 见图2 羞 烈 辍 产 流量比 图2 水泵S u r e r 曲线 1 2 选择冷却液 计算介质选择纯水 其热力学性质如下 密 度为9 6 2k g m 3 粘度为0 0 0 03k g m s 比热容 为41 8 1 7 2J k g K 导热率为0 6 8W m K 由于计算过程中冷却水的温度变化不大 因 此假设其热力学性质保持不变 1 3 建立冷却系统计算模型 由于仅计算流量和压力 不涉及到传热 因 此系统中的散热器 暖风 节气门 节温器以及水 套等元件都可以用阻尼元件代替 冷却系统中共有5 个阻尼元件 分别为发动 机水套 散热器 暖风 节温器以及节气门 其中 发动机水套内部流动是整个冷却系统中压力损失最 大的部位 即阻尼最大 它直接影响着计算的精 度 而散热器 暖风 节气门和节温器的阻尼数据 相对较小 对于计算精度的影响也要稍小些 连接管道和弯头等元件的阻尼主要利用表面 粗糙度数据通过一定的理论模型计算得到 F l o w m a s t e r 中给出了四种常见的直管压损计算模 型 分别是C o l e b r o o k W h i t e 模型 H a z e n W l i l l i m a s 模型 F i x e dF r i ct i o nF a ct o r 模型和 E n h a n ce dF r i ct i o n 模型 本次计算采用了默认的 C o l e b r o o k W h i t e 模型 冷却系统计算模型见图3 2 实验验证 冷却系统试验的主要目的是 用于评估发动 图3 计算模型图 机缸体和缸盖内的流量 对比压力测量数据和 C F D 分析计算数据 通过实测的水泵流量来确定 设计规范 测量发动机 冷却系统压力损失 测量 外围循环的流量 机油冷却器 暖风机 测量水 泵的气蚀性能 评估冷却能力和预防气化性能 2 1 台架搭建 搭建台架需要的设备主要有发动机 整车冷 却系统 包括散热器 暖风 膨胀水壶等 流量 计 压力传感器 温度传感器等 冷却系统实验所 用的冷却液与模拟计算用的一样 均选用纯水 实 验台架详见图4 水泵进口压力测量点水泵出口压力测量点 图4 台架示意图 2 2 测量参数 需测量的参数见表1 2 3 实验结果与计算结果的对比 冷却系统主要零部件的压力损失和流量结果 见表2 图5 图6
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