汽車發動機冷卻系統中的滑動葉片旋轉泵

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汽車發動機冷卻系統中的滑動葉片旋轉泵

為滿足在不同車輛熱需求的流量管理，需要對冷卻系統進行修改，以滿足汽車節能減排的要求。由于對發動機中的冷卻泵有嚴格的要求，發動機冷卻泵機械連接到發動機上，其吸收功率是汽車運行期間一個周期平均功率的5%，在這個周期中，冷卻泵的效率依賴于泵速和流速，因此當冷卻泵工作在低速負荷區域時則具有非常低的效率（通常只有15%～20%）。

針對上述問題，為發動機冷卻系統設計了滑動葉片旋轉泵（SVRP）（圖1），其效率依賴于泵的轉速。

利用壓力測試平臺對SVRP的性能進行了分析。用壓降（由沖洗閥和電加熱器來實現）來模擬發動機冷卻回路的效果；泵出口和入口的壓力通過兩個壓力計分別測量；泵的流量通過磁性福克斯IMT25 931HA流量計測量；對泵的轉速和轉矩進行測量，其中泵的轉速和轉矩由無刷伺服電機控制。試驗中，采用水和乙二醇的混合物再現發動機冷卻系統中的真實冷卻介質。通過控制恒溫器閥門的開、閉產生發動機冷卻系統的液壓回路。考慮到所使用傳感器會存在偏差，因此分析泵的效率時也會給出偏差。

建立發動機冷卻模型以驗證上述SVRP的效率。發動機預熱和冷卻性能可以由冷卻回路熱交換過程的數學模型來準確地預測。系統中的組件特性（如恒溫器壓力損失、熱交換器特性曲線等）已經被驗證。通過建立包含SVRP的發動機模型表明，采用SVRP的冷卻系統效率高，而且冷卻性能好。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2015年第76期

作者：Roberto Cipollone Ng et al

編譯：王瑩