DCI 11车用柴油机冷却系统匹配优化数值模拟研究

随着发动机强化程度的不断提高,产生的热流密度也越来越大,普遍存在发动机冷却系统部件匹配不佳和冷却液温度过高的问题。因此,对发动机冷却系统进行整体匹配优化改进,是解决高功率密度下发动机冷却性能问题的技术关键;另外冷却水流量对发动机冷却系统性能影响很大,寻求发动机各工况下的最佳冷却水流量,不但可以保证发动机工作在最佳的温度范围内,而且还可以有效提高冷却系统效率,改善发动机的性能。 本文采用数值模拟的方法,对一台重载车用柴油机冷却系统进行了研究和探讨,主要内容如下: (1)根据该柴油机冷却系统各部件的具体布置,运用FLOWMASTER软件建立一维计算模型,并利用试验数据对模型进行标定;然后改变影响发动机冷却性能的部分参数,通过模拟计算和对比,对影响发动机冷却性能的各因素进行了详细分析。 (2)根据前面建立的计算模型,然后改变发动机水套散热量和水泵转速等参数,研究发动机水套散热量对冷却性能的影响,同时针对发动机不同运行工况下的最佳水泵运行状态,得到不同运行工况下最佳水泵转速,并以此为电动水泵的控制策略提供基础。 (3)研究结果表明,原柴油机冷却系统各部件基本能够满足其冷却性能的需求,但存在水泵流量过大和夏季高温、低速环境下冷却液温度有些偏高的问题,需要适当提高散热器散热效率;另外研究也表明发动机水套散热量对发动机冷却性能的影响很大,同时可以通过优化发动机各不同工况下的水泵流量来改善发动机冷却系统的性能。