重型柴油机机油冷却模块传热性能研究

马会明，王国强，邰强娟，张钦国

（1 潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261000；2. 清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084）

由于大功率的发动机热负荷大，必须装用润滑油冷却器。机油冷却器置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。关于机油冷却器相关的研究很多，包括冷却器的换热特性以及可靠性的研究［1-4］，但是对于如何将冷却器与发动机进行匹配的研究资料则很少。如何建立一套方便可行的发动机与机油冷却器的匹配和参数优化平台则很有实用价值。

本文通过分析某款大功率柴油机用板翅式水冷机油冷却器的换热机理，采用遗传算法对冷却器进行了参数优化，分析适用于重型柴油机机油冷却系统的结构参数组合，并对机油散热器进行了CFD模拟，通过模拟整体散热模块得到了冷却器内部温度、压力和速度的可视化结果。最后在发动机台架上进行整机试验，更符合实际工作环境，测试结果表明冷却器换热效果较好，满足发动机润滑系统的温度工作要求，得到了不同边界参数对换热量的影响规律。

1 结构参数优化

1.1 物理模型

机油冷却器内部采用锯齿形翅片结构，冷却器结构及冷热流体间的换热机理示意图如图1所示。

机油的热量经铝制翅片和中间隔板传递给冷却液，热平衡关系为［5］

1.2 优化结果

采用遗传算法进行冷却器的性能多目标优化，优化过程如图2（a）所示。换热量越大，整个流道的阻力损失越大。……