第2期（总第235期） 2018年4月
车用发动机 VEHICLEENGINE
No 2(Serial No 235)
Apr2018
基于NEDC工况的发动机热管理系统匹配研究
高干，倪计民，石秀勇，苏锦磊，李佳琪
（同济大学汽车学院，上海201804）
摘要：基于某国产15L汽油机进行热管理系统台架试验，利用试验数据来获取仿真计算的边界条件：在GT Suite软件平台中，搭建发动机-冷却系统耦合仿真模型，并对应目标机型的台架试验进行仿真计算与验证；对不同散热器、风扇、水泵构建的18种匹配方案进行分析。结果表明，相对于原机方案，最优匹配方案在新欧洲行驶工况(NEDC)下节油336%。
关键词：汽油机；发动机热管理系统台架试验;NEDC工况；匹配 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 02 009
中图分类号：TK417
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)02-0051-06
良好的发动机热管理系统可以改善汽车的经济性、减少汽车尾气的排放、提高汽车的可靠性和舒适性[1-3]。国外对发动机热管理系统的研究起步较早，主要从单个零部件角度、冷却模块角度、系统角度和发动机舱角度4个方面对传统冷却系统进行研究[4-7。国内对发动机热管理系统的研究起步比较晚，目前主要集中在零部件的改进及优化方面，较少从集成角度研究热管理系统及其评价方法，对于发动机缸内与新外的耦合研究，冷却模块以及发动机舱的研究更是少之又少[8-13] 因此，本研究基于某国产15L汽油机进行热管理系统台架试验，采用发动机与冷却系统耦合的技术,将发动机缸内的燃烧放热与缸外的冷却散热紧密联系起来，更加准确地模拟发动机及其冷却系统实际工作情况，在仿真软件GT-Suite中建立整车-发动机耦合模型，并利用仿真模型对NEDC 工况下整车热管理系统的冷却能力和经济性进行了仿真计算，实现各个关键零部件、系统与总体性能的综合匹配。
1发动机热管理系统台架试验 1.1试验台架布置
试验用发动机为四冲程、直列、多点电喷4缸机，主要技术参数见表1。发动机热平衡试验系统示意见图1。
收稿日期：2017-09-17；修回日期：2018-01-13
排量/mL 压缩比进气形式
表1试验用发动机主要技术参数
1 485 10 2: 1 自然吸气
最大功率/kw
电机
82
最大扭矩转速/r·min-1
息速转速/r·min-1 最高转速/r·min-1 最大扭矩/N·m
热油消耗率燃油箱
燃油温度转理
测功机
排气进气路。
9
油系肌油冷却润排气温度
排气路
出口温度出口压力出口流量
进口压力
油路循环。
冷却液循环。
图1发动机热平衡试验系统示意
4 200 650±50 6 000 146
为了更为准确地模拟实际情况保证结论的正确性，同时与模拟仿真中模型相对应,并且可以考察散热器性能对热管理系统的影响以及散热器所消耗能量的大小，本试验采用鼓风机模拟外界冷却空气流量。
12发动机热管理系统能量流向
燃料在发动机气缸内燃烧所释放的所有热量中，只有一部分能转变为推动汽车前进的机械功，其
作者简介：高干（1995—），男，硕士，主要研究方向为汽车节能减排技术tj_gaogan@163com，
通讯作者：倪计民（1963一），男，教授，博士生导师，主要研究方向为发动机节能与控制技术；njmwjyx@hotmailcom，