柴油机冷却系统设计及模拟分析

柴油机冷却 系统设计及模拟分析
李 一存
（ 海柴 油机 股份有 限公 司 ， 海 ２０ ３ ） 上 上 ０４ ８ 摘要 为 了满足 某柴 油机 的冷 却 系统的 开发 需 求 ，对其进 行 了三维 流体模 拟 计 算 分析 ，得 出
了发 动机 水套 各 主要位 置 的流 速及 换 热 系数 的分布 情 况 。在此基 础 上 ，应 用 Ｆｏ ｌｗｍａ ｅ 对标 定 工 ｓｒ ｔ
况下调 温器全开的状态进行 了一维流动分析 ，进一步明确 了系统 中各主要零部件的阻力分配及流 量分配。分析表明，该发动机的冷却系统设计 能够满足发动机的设计 目 标。 关键 词 ：冷却 系统 流动 分析 流速 换 热 系数 阻力分 配
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来 稿 日期 ： ０ １ ０ － ４ ２ １ － ６ １
图 １ 冷却 系统 示意 图ຫໍສະໝຸດ Baidu
作者简介 ： 李一存（ ９ ３ ， ， １８ 一）女 助理 工程 师， 主要研究方向为柴油机 冷却 系统 。
图 １ 系统 的 流量 分布 ２
图 １ 系统 的压 力 分布 ３
１ ． （８） ８ １ ６
一
界 的高度 关 注 。
本文结合上柴公司新产品开发项 目，通过与咨 询公司及冷却系统主要零部件供应商的合作 ，利用 流体分析软件 Ｓ Ａ — Ｄ和 Ｆｏ ｍ ｓ ｒ ＴＲＣ ｌ ａｔ 对该发动机 ｗ ｅ
的冷却系统进行 了仿真分析 ，评估冷却 系统设计的 合理 与 否 ，为下 一步 的设 计 改进 提供依 据 。
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柴 油机设 计 与 制造
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２ １ 年第 ４ 第 １ 卷（ ０１ 期 ７ 总第 １７ ） ３期
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１
棚况
２ 冷却系统示意及主要构成
该发动机 的冷却系统示意如 图 １ 所示 ，主要构
随着发动机采用更加紧凑 的设计和具有更大的
比功率 ，发 动机 产生 的热密度 也 随之 明显 增 大 ，再
加上对燃油经济陛及排放 的限制 ，发动机 的冷却系 统设计的合理性显得尤为重要 。冷却系统设计 的优 劣将直接影响发动 机各主要零部件 的性 能及 可靠 性 ，进而影响整车的技术性能。与冷却系统相关的 问题也 比较多 ，如发动机活塞的融顶 ，缸盖鼻梁区 裂纹 ，机体水套产生裂纹 ，油水混合 ，水温过高或 过低 等 。 因此 ，发动 机冷 却 系统 的设计 已经 引起业