牽引車發動機冷卻系統匹配研究

摘要：冷卻系統的性能對于保證發動機在適宜溫度下穩定運轉、提高發動機的使用壽命及燃油經濟性至關重要。通過牽引車發動機的實際參數進行冷卻系統的理論計算，確定散熱量、通風量及水流量；進而對冷卻系統各模塊參數進行選型，確定冷卻系統的匹配方案；試驗驗證了冷卻系統的性能。試驗結果表明，該冷卻系統匹配設計能夠滿足發動機的冷卻需求，可為同類型的冷卻系統匹配設計提供參考。

關鍵詞：發動機；冷卻系統；散熱器；熱平衡

中國分類號：S220 文獻標識碼：A 文章編號；2095-1795（2023）03-0102-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.03.018

0引言

冷卻系統是發動機的重要組成部分，以冷卻液為介質，將發動機產生的熱量散發到周圍的空氣中，從而保證發動機在各種工況條件下均能夠穩定運轉，提高發動機的使用壽命和燃油經濟性。因此，在冷卻系統的匹配設計中，散熱器、中冷器及風扇的參數對冷卻系統起著至關重要的作用。

針對發動機的冷卻系統，諸多學者根據發動機的實際參數進行了冷卻系統的匹配研究。張思楊等基于有限元分析方法對散熱器的冷卻性能進行了匹配計算，并用臺架試驗對分析結果進行了驗證。傅曉磊等從散熱器散熱性能、散熱器水側和風側，以及風扇的匹配控制等方面人手，對牽引車的冷卻系統進行了匹配優化。張超等對礦用發動機的冷卻系統進行匹配優化，并基于熱平衡試驗了冷卻系統的性能。柏瑩等通過分析影響柴油機散熱系統的關鍵因素，基于比較分析確定了各散熱系統的優劣及柴油機特性對散熱效果的影響，并驗證了匹配方案的正確性。朱鏡瑾等對高溫散熱器、中冷器及冷卻風扇進行了匹配設計，并基于CFD分析和試驗臺相結合的方法對系統進行了性能驗證。許東等針對整車熱平衡能力不足問題，校核了冷卻系統的散熱面積，并通過熱平衡試驗進行了驗證。王連志等利用一維熱流體仿真軟件Flowmaster搭建模型對發動機的冷卻系統進行仿真分析。蘇忠浩等利用分析軟件確定了散熱器的內部配置，并通過CFD仿真分析了整機散熱。張秉坤等提出了一種基于AMESim的發動機冷卻系統建模仿真方法，建立了冷卻系統主要元件子模型。侯獻軍等則建立了發動機GT-POWER模型和整車冷卻系統GT-COOL模型，并利用試驗驗證模型的準確性。

本研究針對某型牽引車發動機的實際參數，首先進行了冷卻系統需求參數的計算，確定了散熱量、通風量及水流量；然后，基于計算結果對冷卻系統各模塊進行選型，確定冷卻系統的匹配方案；最后通過試驗驗證了該冷卻系統的性能。