冷卻模塊布置形式對系統性能影響

周列新，胡杰，吳昌慶

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

冷卻模塊布置形式對系統性能影響

周列新，胡杰，吳昌慶

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過仿真計算對比兩種不同寬度的冷卻模塊，分析研究冷卻模塊不同寬度及高度對整車發動機附件消耗功率的影響。

商用車；冷卻系統；布置方案；KULI

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-238-03

前言

傳統的商用車冷卻系統布置形式，均采用窄高型的散熱器，中冷器。如圖1所示。

散熱器伸到發動機罩里面，散熱器輪廓寬度小于車架翼面寬度。中冷器氣室進出氣口布置于車架上方。這種布置的優點是散熱器的散熱性能好，中冷器的壓降小。同時中冷器進出氣口位于氣室中部，中冷器內部氣流分布均勻。缺點是散熱器水阻大，中冷器散熱性能差。駕駛室地板必須拱起，留出散熱器系統及發動機的安裝空間。

新型商用車冷卻系統布置形式，如NEW BENZ采用寬扁型散熱器中冷器。如圖2所示：

散熱器布置在地板下方，車架前部采用前伸梁結構，實現散熱器的最大寬度。中冷器采用上進上出氣結構。這種布置形式可有效的降低駕駛室地板高度，采用平地板駕駛室。同時散熱器本身水阻小，中冷器散熱性能好。

兩種布置形式各有優缺點，哪一種更能降低發動機附件功率的消耗。意味著就能更加省油。本文將運用KULI 模擬仿真分析，比較兩種布置形式對發動機附件消耗功率的影響。

圖1 窄高型冷卻系統布置形式

圖2 寬扁型冷卻系統布置形式

1、模型的定義

定義兩種不同寬度的冷卻模塊A，B。考慮散熱器，中冷器，冷凝器本身結構工藝差別，各模塊間散熱器芯體，中冷器芯體，冷凝器芯體正面積之比近似取1，見表1。

表1 冷卻模塊尺寸定義

2、各元件性能參數

2.2 仿真模型建立

表2 發動機性能參數

表3 水泵性能參數

表4 風扇性能參數

通過KULI軟件建立冷卻系統分析模型，包括冷凝器、中冷器、散熱器、風扇等元件，在本次仿真中冷凝器模型以帶加熱的格柵模擬，見圖3。

圖3 冷卻系統的仿真模型

2.3 仿真分析

根據整車工作區域，確定冷卻系統設計指標，見表5。

表5 冷卻系統設計指標

每個工況點發動機負荷在100%，75%，50%，25%時，比較方案A與方案B消耗風扇功率與水泵功率。

對方案A和B進行仿真計算

100%負荷仿真結果如下：

75%負荷仿真結果如下：

50%負荷仿真結果如下：

25%負荷仿真結果如下：

從上表可以看出，各工況點附件消耗功率方案B均小于方案A。從發動機節油性方面考慮，選用方案B的冷卻模塊，將會更省油。

3、小結

通過KULI軟件可以對冷卻系統布置方案優劣進行快速定量判斷，當然基于KULI軟件僅是一維軟件的原因，計算準確度與輸入參數準確度強相關，因此要求基礎數據比較準確，使用時最好是能結合三維虛擬軟件仿真或試驗測量。

[1] MAGNA 公司.KULI 7.0 指南.2006.

[2] 余志生.汽車理論.北京:機械工業出版社.2011.

Cooling module layout impact on system performance

Zhou Liexin, Hu Jie, Wu Changqing
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

A cooling system model is built by using KULI which have different wide and height. Research which is best to reduce engine `s accessory consume.

Commercial vehicles; Cooling system; Scheme of arrangement; KULI

U467.3

A

1671-7988 (2017)10-238-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.082

周列新，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。