牽引車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)匹配研究

摘要：冷卻系統(tǒng)的性能對于保證發(fā)動機在適宜溫度下穩(wěn)定運轉、提高發(fā)動機的使用壽命及燃油經濟性至關重要。通過牽引車發(fā)動機的實際參數(shù)進行冷卻系統(tǒng)的理論計算，確定散熱量、通風量及水流量；進而對冷卻系統(tǒng)各模塊參數(shù)進行選型，確定冷卻系統(tǒng)的匹配方案；試驗驗證了冷卻系統(tǒng)的性能。試驗結果表明，該冷卻系統(tǒng)匹配設計能夠滿足發(fā)動機的冷卻需求，可為同類型的冷卻系統(tǒng)匹配設計提供參考。

關鍵詞：發(fā)動機；冷卻系統(tǒng)；散熱器；熱平衡

中國分類號：S220 文獻標識碼：A 文章編號；2095-1795（2023）03-0102-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.03.018

0引言

冷卻系統(tǒng)是發(fā)動機的重要組成部分，以冷卻液為介質，將發(fā)動機產生的熱量散發(fā)到周圍的空氣中，從而保證發(fā)動機在各種工況條件下均能夠穩(wěn)定運轉，提高發(fā)動機的使用壽命和燃油經濟性。因此，在冷卻系統(tǒng)的匹配設計中，散熱器、中冷器及風扇的參數(shù)對冷卻系統(tǒng)起著至關重要的作用。

針對發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，諸多學者根據發(fā)動機的實際參數(shù)進行了冷卻系統(tǒng)的匹配研究。張思楊等基于有限元分析方法對散熱器的冷卻性能進行了匹配計算，并用臺架試驗對分析結果進行了驗證。傅曉磊等從散熱器散熱性能、散熱器水側和風側，以及風扇的匹配控制等方面人手，對牽引車的冷卻系統(tǒng)進行了匹配優(yōu)化。張超等對礦用發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)進行匹配優(yōu)化，并基于熱平衡試驗了冷卻系統(tǒng)的性能。柏瑩等通過分析影響柴油機散熱系統(tǒng)的關鍵因素，基于比較分析確定了各散熱系統(tǒng)的優(yōu)劣及柴油機特性對散熱效果的影響，并驗證了匹配方案的正確性。朱鏡瑾等對高溫散熱器、中冷器及冷卻風扇進行了匹配設計，并基于CFD分析和試驗臺相結合的方法對系統(tǒng)進行了性能驗證。許東等針對整車熱平衡能力不足問題，校核了冷卻系統(tǒng)的散熱面積，并通過熱平衡試驗進行了驗證。王連志等利用一維熱流體仿真軟件Flowmaster搭建模型對發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)進行仿真分析。蘇忠浩等利用分析軟件確定了散熱器的內部配置，并通過CFD仿真分析了整機散熱。張秉坤等提出了一種基于AMESim的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)建模仿真方法，建立了冷卻系統(tǒng)主要元件子模型。侯獻軍等則建立了發(fā)動機GT-POWER模型和整車冷卻系統(tǒng)GT-COOL模型，并利用試驗驗證模型的準確性。

本研究針對某型牽引車發(fā)動機的實際參數(shù)，首先進行了冷卻系統(tǒng)需求參數(shù)的計算，確定了散熱量、通風量及水流量；然后，基于計算結果對冷卻系統(tǒng)各模塊進行選型，確定冷卻系統(tǒng)的匹配方案；最后通過試驗驗證了該冷卻系統(tǒng)的性能。