应用Kuli软件设计发动机冷却系统

1、应用Kuli软件设计发动机冷却系统文章编号：1002-4581( 2009)02- 0039- 03应用Kuli软件设计发动机冷却系统张翔王佳杨建中蔡志标ZHANG Xiang,WANG Jia,YANG Jian-zhong,CAI Zhi-biao（上海海马汽车研发有限公司，上海201201）应用Kuli软件设计发动机冷却系统应用Kuli软件设计发动机冷却系统摘要：首先介绍了设计发动机冷却系统在整车开发中的重要性，然后应用Kuli软件对一货车的发动机冷却系统 逬行了仿真和设计，包括建立发动机冷却系统中格栅、散热器和机械风扇等部件的仿真模型，以及设置部件的性能参数 和仿真计算，最后对仿真结果

2、逬行了分析。可以为企业开发汽车提供参考：关键词：汽车;发动机;冷却系统;仿真；Kuli中图分类号：U464.138文献标识码：A图1发动机冷却系统的仿貞模刊0前言随着高级轿车市场份额的増氏，要求发动 机的功率也不断提高其体积和散热量也相应 增加，但是在汽车整车总布置中在有限的发动 机舱的空间里，随看许多附加热交换器（例如中 冷器、变速器机油冷却器、发动机机油冷却器、 空调冷凝器和助力转向机油冷却器）的安装,散 热条件越来越糟糕，闕给散热器的空间也越来 越小。因此设计一个可靠和高效率的发动机冷 却系统.用最小的散热器将发动机增加的热量 散发到周闹空气中去.在汽车整车开发过程中 变得更加重要。Ku

3、li软件是由斯太尔I.程技术中 心 （Magna Steyr Engineering Center GmbH & Co KG）开发的汽车热管理的设讣和仿貞软件，文 中主要介绍应用Kuli软件设计发动机冷却系统 的过程和方法。1发动机冷却系统的建模以一货车的冷却系统的设计过程为例介绍 应用仿真计算方法在Kuli软件中比较和确泄冷 却系统的设讣参数 该货车发动机的冷却系统属于强制循环水冷系统1.1发动机冷却系统的模型根据货车的结构形式,设计了格栅、散热器、 机械风扇、内部压降（在Kuli软件中为内部阻力 模块,Built-in resistance）和出 口压降（在 Kuli 软 件中为 CP-V

4、alve 模块,Built-in resistance）仿真模 型这些模型主要包括三类信息:（1）部件外形尺 寸和位置参数;（2）流体模型主要涉及到内部流 动流体（冷却液）和外部流动流体（空气）的爪力 损失特性;（3）部件的传热特性以卜主要以入口 爪降、风甸和内部爪降模型为例介绍发动机冷却 系统的建模技术。应用Kuli软件设计发动机冷却系统应用Kuli软件设计发动机冷却系统课题项目：国家863计划“海坷纯电动乘川乍制造关徒技术研究“深题（2006AA.IA126） 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All

5、 rights reserved. 北京汽车2009. No.2 39 应用Kuli软件设计发动机冷却系统应用Kuli软件设计发动机冷却系统部件宽度高度总度X轴Y轴Z轴入口压降-100300300出口斥降600300300内部斥降500300400机械风屬60060065300300400敝热器6008005510000表1部件的外形尺寸和相对位置数据表北京汽车1.2入口压降模型入口压降模型在Kuli软件中用CP阀模块 表示它有相对方法、绝对方法和总压力方法3 种方式计算爪力差H：中用相对方法计算压降的 模型如下：A/=cpx-x(v 8q 冈)21其中W系数，取值0.9；P空气密度；%、心一

6、汽车格栅前、后空气速度1.3机城风扇直径(mm):600,扇叶宽度(mm) ：85,扇叶 数目：9。冷却空气的入口温度(C)：20,冷却空代的 入口压力(hPa)：1013o0x 轴：风扇转速(r/min) .y 轴m7s) .z 轴：压降(Pa) 图2风呦的压力损失待性Fm R PM 2200(1)x抽:流fi：( mJ/s) 左y轴:压降(Pa) 右y轴:功和kW) 红线丧示斥力降.绿线左示功率图3风囁的压力降和功率待性DimensionkBss fan发动机转速(r/min)风扇转速(r/min)00800120010001500150020002000250024002900表2发动机

7、与风扇转速对应表红线衣示压力数绿线衣示效率图4风扇的用力数和效率待性(无呈纲)压力降(Pa)功率(kW)转速(r/min)28155.522002.57625.42.87205.536705.63.55405.8443564.53006351606.6表3风扇的压力损失和功率特性内部压降x轴:流秋(m7s)y轴:压力损失(Pa)图5风甸的床力损失待性 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 40 北京汽车2009.No2应用Kuli软件设计发动机冷却系统散协器高度（mm

8、）注释发动机出水温度（C）800原来数值70.7700减少数值71.6表5散热器的参数收禍日期：2008-12-17x轴:雷诺数左y轴：斥力损失系数图6风廟的压力损失系数特性（无钛纲）2仿真与分析2.1仿真参数表4仿真参数表发动机转速（r/min）2000平均有效斥力（bar）15汽乍行驶速度（km/h）30腹机温度（C）0环境气斥（Pa）1013环境温度（C）20空气湿度（）50空调状态开发动机出水温度（C）96.92.2部件设计表6机械风扇的参数机械风扇的直径（mm）注释发动机出水温度（C）600原来数值70.7500减少数值83.5表8发动机散热量发动机散热a（kw）注释发动机出水溫度（

9、C）110降低发动机功率67.0120原来数値70.7130增加发动机功率74.4表9冷却液流量冷却液流量（kg/s）注释发动机出水温度（C）160小水泵72.5180原来数伉70.7200大水泵69.23结论发动机冷却系统的开发和实验通常要求在风 洞中做大量的试验J理论设计涉及到计算大量 复杂的流体和热模型，这对讣算机的性能冇很高 的要求，其试验费用昂贵开发周期也很氏。Kuli 软件的特点是主要使用试验数据进行理论分析, 这样使开发费用和周期都大大降低。参考文献1 吴建华主编.汽车发动机原理M .北京：机械工业出版 H.2OO5.2刘惟信主编.汽车设讯M打匕京:淸华大学出版社.2001, 3 陈家瑞.汽乍构造M .北京:机械T业出版社,2004.应用Kuli软件设计发动机冷却系统应用Kuli软件设计发动机冷却系统在发动机转速为4000r/miii时 的风扇转速（r/min）注释发动机出水溜度CC）2400降