发动机冷却水套优化过程研究

德T.WAGNER H.ROTTENGRUBER F.MANDL M.GRILL

摘要

通過对复杂的热管理方案进行优化，设计出精度更高且动态效果更佳的发动机热量分布系统，从而进一步提高发动机效率。在德国内燃机研究联合会（FVV）的“精确热管理”项目（FVV-Nr.1266）框架中，奥托·冯·格里克马格德堡大学和斯图加特大学的研究人员针对发动机水套开展了相关研究。通过应用模拟技术来优化冷却效率，其中重点关注了比三维（3D）模拟更经济的一维（1D）模拟。

关键词

发动机;热管理;冷却水套

0 前言

由于气候变化带来的挑战，汽车和发动机工业领域的研究人员将研究重点集中到了改善发动机效率和降低废气排放上。通过选用更为有效的开发环境，研究人员对发动机的热量分布进行了优化。因此，德国奥托·冯·格里克马格德堡大学汽车系统研究所（IMS）和斯图加特大学的斯图加特汽车技术研究所（IFS）的相关研究人员开展了一系列研究，其研究的目标是改进一维（1D）模拟的建模，优化三维计算流体动力学（3D-CFD）和测量技术的成本。

1 1D模拟

除了燃烧室中的直接热交换之外，现代发动机的冷却系统中还存在着大量的热交换过程，例如间接式增压空气冷却器、水冷式排气歧管，以及商用车领域中的废热回收系统（WHR）。在热管理策略框架中，采用智能调节过程也是必不可少的，以此能精确并动态地控制系统中的热量分布。研究人员对此开展了一系列优化，使得在早期开发阶段中的模拟过程就已具备了较好的效果，但是还需要开展有关瞬态特性的试验。……