1、内容简介 237
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整个发动机冷却系统由冷却水回路和冷却空气通道两个系统组成。 冷却水回路包括发动机、水管、节温器、散热器、冷却水泵 冷却空气器、散热器、风扇、发动机依次冷却空气
1、发动机 当空气不足时,发动机单位时间释放的热量 : 空气充足时:
热平衡方程如下:
2、节温器 当水温达到触发温度时,节温器打开 ,并且开启程度随水温上升而增大直到其最大开启程度(饱和)。其有两个非线性特征:实践延迟( )和迟滞(,1.7℃)。延迟时间意味着节温器在水温达到触发温度后不能立即移动,而是在延迟一段时间后打开。当同意打开比较时,上升和下降的温度是不同的,其差异是延迟值。(如图2所示) 在节温器触发范围内 ,其开口比可简化为冷却水的温度函数: 当 时, 当 时, 当 当温度上升时,有:
当 当温度下降时,有:
其中:节温器开口比例,节温器开始触发冷却水温度,节温器开口达到最大冷却水温度。
3、散热器 散热器与空气之间的热交换关系可以用以下方程描述 :
其中 :下标 r 和 a 冷却水流体和空气流体 , in 以及 out 为进出口,为流体质量流量,C流体比热,T流体温度, 散热器的散热系数, 是散热器的有效散热面积。由于湘桂通过辐射散发的热量比例对流散热较小,再次忽略了辐射散热率。 在正常情况下,空气通过芯加热,冷却水逐渐冷却,因此散热器中的水 – 温度变化。散热器以对数平均温差作为平均温度 为:
在发动机启动阶段,当节温器打开热冷却水进入散热器时,高温冷却水与散热器原来的低温冷却水混合,热交换为:
其中: 散热器冷却水的初始温度, 冷却水的总质量总是流入散热器, 散热器的水量。
4、水泵 流量方程:
式中 : 是冷却水流量的补偿系数 , RPM为发动机转速。 热平衡方程:
冷却水在发动机中的流量, 为旁路水流。假设散热器流出的水与水泵中的旁路水混合进行热交换,没有热量散发到外部世界,水泵运行摩擦产生的热量可以忽略不计。
5、空气通道 空气通道实际上是空气在冷却系统中流经的一种方式。空气经过一系列组件后 , 温度会发生变化,其关系可以用化的关系。(如图3所示)
中冷器:
散热器:
发动机侧:
6、冷却风扇 打开温度时,驱动结构触发水力偶,使风扇运行。随着温度的升高,扭矩增大,风速增加(见下表 1)。模型中的风速有两个风速。类似节温器,风速换档时有时间延迟。 ( ta = 15 秒) 。 表1 风扇特性 风速档位 风速启动条件 0(m/s) ℃ 4(m/s) 80℃ ℃ 6(m/s) ℃
3、仿真分析 略
4、参考论文 略