[發明專利]一種水冷中冷系統分析方法

在審

• 申請號: 201911181186.4
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110851996A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 蘇寧寧;王富貴;張根云;張志文
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F119/08;F02B29/04
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

本發明公開了一種水冷中冷系統分析方法，采用GT?Suite仿真技術模擬在整車試驗工況下，低溫散熱器(3)及電子水泵(2)性能是否滿足整車需求；按照進氣冷卻系統原理圖搭建GT?Suite仿真模型，冷卻液在電子水泵(2)驅動下，將增壓器(4)和水冷中冷器(6)產生的熱量帶出，通過低溫散熱器(3)換熱，將熱量釋放到大氣中。采用上述技術方案，將GT?Suite仿真技術在發動機進氣水冷系統開發匹配上進行應用，解決了發動機進氣冷卻系統開發成本高、周期長的問題；高精度仿真模型的應用，為后期系統及整車試驗提供了高價值的參考，避免引起整車開發中多次重復試驗驗證，減少資源浪費。

技術領域

本發明屬于汽車發動機進氣冷卻的技術領域。更具體地，本發明涉及對發動機進氣水冷中冷系統的分析方法。

背景技術

隨著汽車保有量不斷增大，嚴格的排放限制，帶有渦輪增壓汽車發動機逐漸成為市場主流。渦輪增壓器提高了發動機進氣量，實現小排量大功率、大扭矩輸出，提高整車動力性能。增壓發動機比自然吸氣發動機動力充沛，這是因為增壓發動機依靠增壓器提高了空氣燃燒效率。

但是，增壓器的存在也帶來了負面影響：通過增壓器后的氣體溫度升高、壓力增大，氧氣密度會降低，空氣在被壓縮的過程中密度升高，必然會導致空氣溫度升高，從而影響發動機的有效充氣效率，如果想進一步提高進氣效率就需要增加進氣冷卻系統。

大量數據及文獻表明，在相同的空燃比條件下，增壓空氣的溫度每下降10℃，發動機功率大約提高3％～5％，如果未經冷卻的增壓空氣進入燃燒室，除了會影響發動機的進氣效率，還很容易導致發動機燃燒溫度過高，造成爆震等故障。因此，為了解決增壓后的空氣升溫造成的不利影響，必須增加進氣冷卻環節來配合增壓系統工作。

常見的發動機按照冷卻介質不同，其進氣冷卻方式有風冷式和水冷式。風冷式是以空氣作為傳熱介質，經運動風通過中冷器將增壓氣體產生的熱量帶走，以達到冷卻的目的，冷卻效率相對水冷式較低，一般需要較長的進氣管路，影響整車動力響應。水冷式是以冷卻液作為傳熱介質，通過低溫散熱器與外界空氣進行熱交換把增壓產生的熱量帶出，冷卻液的比熱容較大，相對換熱效率較高，安裝相對比較靈活，一般不需要較長的進氣管路，發動機進氣更加的順暢，應用比較廣泛。

近幾年來，為提升產品競爭力，主機廠在進氣冷卻匹配上各顯其能，仿真計算模擬軟件得到廣泛的推廣，常用的有Kuli、GT-Suite、Amesim、Matlab、Flowmaster等，但是，這些仿真軟件的應用效果不太理想，與真實工況的差距較大，仿真結果往往不能為后期系統開發及試驗提供依據。

發明內容

本發明提供一種水冷中冷系統分析方法，其目的是解決發動機進氣冷卻系統開發成本高、周期長的問題；高精度仿真模型應用，為后期系統開發及整車試驗提供了高價值的參考。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明的水冷中冷系統分析方法，采用GT-Suite仿真技術模擬在整車試驗工況下，低溫散熱器及電子水泵性能是否滿足整車需求；按照進氣冷卻系統原理圖搭建GT-Suite仿真模型，冷卻液在電子水泵驅動下，將增壓器和水冷中冷器產生的熱量帶出，通過低溫散熱器3換熱，將熱量釋放到大氣中。

所述的分析方法包括以下步驟：

步驟1、制作發動機進氣冷卻系統原理圖；

步驟2、整車進氣負荷參數輸入確認；

步驟3、零部件性能參數收集；

步驟4、GT-Suite仿真模型搭建；

步驟5、GT-Suite仿真輸出結果分析及零部件選型確定；

步驟6、GT-Suite仿真結果與整車溫度場試驗結果對比。