1、應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統文章編號：1002-4581( 2009)02- 0039- 03應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統張翔王佳楊建中蔡志標ZHANG Xiang,WANG Jia,YANG Jian-zhong,CAI Zhi-biao（上海海馬汽車研發有限公司，上海201201）應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統摘要：首先介紹了設計發動機冷卻系統在整車開發中的重要性，然后應用Kuli軟件對一貨車的發動機冷卻系統 逬行了仿真和設計，包括建立發動機冷卻系統中格柵、散熱器和機械風扇等部件的仿真模型，以及設置部件的性能參數 和仿真計算，最后對仿真結果

2、逬行了分析。可以為企業開發汽車提供參考：關鍵詞：汽車;發動機;冷卻系統;仿真；Kuli中圖分類號：U464.138文獻標識碼：A圖1發動機冷卻系統的仿貞模刊0前言隨著高級轎車市場份額的増氏，要求發動 機的功率也不斷提高其體積和散熱量也相應 增加，但是在汽車整車總布置中在有限的發動 機艙的空間里，隨看許多附加熱交換器（例如中 冷器、變速器機油冷卻器、發動機機油冷卻器、 空調冷凝器和助力轉向機油冷卻器）的安裝,散 熱條件越來越糟糕，闕給散熱器的空間也越來 越小。因此設計一個可靠和高效率的發動機冷 卻系統.用最小的散熱器將發動機增加的熱量 散發到周鬧空氣中去.在汽車整車開發過程中 變得更加重要。Ku

3、li軟件是由斯太爾I.程技術中 心 （Magna Steyr Engineering Center GmbH & Co KG）開發的汽車熱管理的設訃和仿貞軟件，文 中主要介紹應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統 的過程和方法。1發動機冷卻系統的建模以一貨車的冷卻系統的設計過程為例介紹 應用仿真計算方法在Kuli軟件中比較和確泄冷 卻系統的設訃參數 該貨車發動機的冷卻系統屬于強制循環水冷系統1.1發動機冷卻系統的模型根據貨車的結構形式,設計了格柵、散熱器、 機械風扇、內部壓降（在Kuli軟件中為內部阻力 模塊,Built-in resistance）和出 口壓降（在 Kuli 軟 件中為 CP-V

4、alve 模塊,Built-in resistance）仿真模 型這些模型主要包括三類信息:（1）部件外形尺 寸和位置參數;（2）流體模型主要涉及到內部流 動流體（冷卻液）和外部流動流體（空氣）的爪力 損失特性;（3）部件的傳熱特性以卜主要以入口 爪降、風甸和內部爪降模型為例介紹發動機冷卻 系統的建模技術。應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統課題項目：國家863計劃“海坷純電動乘川乍制造關徒技術研究“深題（2006AA.IA126） 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All

5、 rights reserved. 北京汽車2009. No.2 39 應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統部件寬度高度總度X軸Y軸Z軸入口壓降-100300300出口斥降600300300內部斥降500300400機械風屬60060065300300400敝熱器6008005510000表1部件的外形尺寸和相對位置數據表北京汽車1.2入口壓降模型入口壓降模型在Kuli軟件中用CP閥模塊 表示它有相對方法、絕對方法和總壓力方法3 種方式計算爪力差H：中用相對方法計算壓降的 模型如下：A/=cpx-x(v 8q 岡)21其中W系數，取值0.9；P空氣密度；%、心一

6、汽車格柵前、后空氣速度1.3機城風扇直徑(mm):600,扇葉寬度(mm) ：85,扇葉 數目：9。冷卻空氣的入口溫度(C)：20,冷卻空代的 入口壓力(hPa)：1013o0x 軸：風扇轉速(r/min) .y 軸m7s) .z 軸：壓降(Pa) 圖2風呦的壓力損失待性Fm R PM 2200(1)x抽:流fi：( mJ/s) 左y軸:壓降(Pa) 右y軸:功和kW) 紅線喪示斥力降.綠線左示功率圖3風囁的壓力降和功率待性DimensionkBss fan發動機轉速(r/min)風扇轉速(r/min)00800120010001500150020002000250024002900表2發動機

7、與風扇轉速對應表紅線衣示壓力數綠線衣示效率圖4風扇的用力數和效率待性(無呈綱)壓力降(Pa)功率(kW)轉速(r/min)28155.522002.57625.42.87205.536705.63.55405.8443564.53006351606.6表3風扇的壓力損失和功率特性內部壓降x軸:流秋(m7s)y軸:壓力損失(Pa)圖5風甸的床力損失待性 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 40 北京汽車2009.No2應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統散協器高度（mm

8、）注釋發動機出水溫度（C）800原來數值70.7700減少數值71.6表5散熱器的參數收禍日期：2008-12-17x軸:雷諾數左y軸：斥力損失系數圖6風廟的壓力損失系數特性（無鈦綱）2仿真與分析2.1仿真參數表4仿真參數表發動機轉速（r/min）2000平均有效斥力（bar）15汽乍行駛速度（km/h）30腹機溫度（C）0環境氣斥（Pa）1013環境溫度（C）20空氣濕度（）50空調狀態開發動機出水溫度（C）96.92.2部件設計表6機械風扇的參數機械風扇的直徑（mm）注釋發動機出水溫度（C）600原來數值70.7500減少數值83.5表8發動機散熱量發動機散熱a（kw）注釋發動機出水溫度（

9、C）110降低發動機功率67.0120原來數値70.7130增加發動機功率74.4表9冷卻液流量冷卻液流量（kg/s）注釋發動機出水溫度（C）160小水泵72.5180原來數伉70.7200大水泵69.23結論發動機冷卻系統的開發和實驗通常要求在風 洞中做大量的試驗J理論設計涉及到計算大量 復雜的流體和熱模型，這對訃算機的性能冇很高 的要求，其試驗費用昂貴開發周期也很氏。Kuli 軟件的特點是主要使用試驗數據進行理論分析, 這樣使開發費用和周期都大大降低。參考文獻1 吳建華主編.汽車發動機原理M .北京：機械工業出版 H.2OO5.2劉惟信主編.汽車設訊M打匕京:淸華大學出版社.2001, 3 陳家瑞.汽乍構造M .北京:機械T業出版社,2004.應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統應用Kuli軟件設計發動機冷卻系統在發動機轉速為4000r/miii時 的風扇轉速（r/min）注釋發動機出水溜度CC）2400降