汽车冷却系统的主要功用是把汽车受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。汽车冷却系统按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷,如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系统。
而把这些热量先传给冷却水,然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系统。由于水冷系统冷却均匀,效果好,而且发动机运转噪音小,目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系统。
冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热,但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。如果发动机变冷,就会加快组件的磨损,从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此,冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温,并使其保持恒温。
发动机对工作温度有一定的范围要求,一般要保证发动机冷却液的温度在80~90度以确保发动机能在最佳状态运行。
Mentor Graphics电子机械分析部门John Isaac
在当今的汽车领域,许多系统和零部件在设计过程中都需要进行计算流体力学 (CFD) 分析来确保其最佳的性能、可靠性、成本和上市时间。这些系统和零部件有可能是结构件,也有可能是电子元件,或者两者皆是。CFD 分析是系统设计的三大方法之一。除此之外,系统设计中还有一种方法是制作物理样机,测试物理样机,之后对设计进行优化改进,并且需要重复这个过程,这种方法花费极为昂贵和并且十分费时。还有另外一种方法就是过度设计,这会带来“安全”的解决方案,但可能成本效益较低,而且可能对想在窄带宽中运行的系统的性能造成损失。在设计早期和整个设计过程中将“虚拟样机”结合 CFD 分析,能以较低的成本(更少物理样机)提供最优化的系统,并让系统更快上市。
复杂汽车系统中非常有代表性的例子是发动机和润滑油冷却系统。说它复杂是因为它不仅包含冷却液输送管道系统,还包含能真正使发动机冷却的发动机冷却水套等零部件。让我们来探讨这一设计过程能如何进展以及 CFD 工具如何用于优化这一系统。
Flowmaster车辆热管理高级培训
【课程简介】
冷却系统/空调系统的构成及工作原理
冷却系统/空调系统的建模
冷却系统/空调系统参数需求及获取
冷却系统/空调系统稳态、瞬态分析及结果后处理
黄宏艳:博士,海基科技副总经理,具有十年以上CAE仿真工程经验。在具体咨询项目中,先后担任大型客机燃油与环控系统仿真、核电站主蒸汽供应系统仿真、核电流体系统分析专用部件开发、汽车冷却、润滑与整车热管理系统仿真、燃油系统设计-仿真分析平台建设等咨询与开发项目的技术负责人。同时,精通发动机喷管、进气道和流固耦合问题的模拟分析。
秦超晋:博士,海基科技FloTHERM/FloVENT产品经理,具备八年以上CAE分析经验。在电喷雾微推进领域发表多项研究成果及论文专著,并以“电推进发动机基础研究平台构建”项目获得国防技术发明奖。先后独立完成双圆柱扰流锁定、高速气流中金属颗粒成型分析、多孔介质流动分析、液氧甲烷燃烧分析、聚变发电反应堆液态金属MHD效应分析、冷凝器的工作过程分析、超声速燃烧室等离子体点火数值模拟等多项CFD咨询项目。
薛志杰:硕士,海基科技Flowmaster产品经理,具备六年CAE仿真工程经验。多次参与核电单位主辅系统仿真咨询项目,曾主持完成汽车冷却系统分析、船舶主辅系统仿真分析、管网水锤分析、航空燃油热管理系统仿真分析等众多项目。在汽车、船舶、核电、航空等领域具有丰富的工程实践经验。