基于KULI仿真分析的某车型冷却系统匹配计算

周列新，周黎明，李辉



基于KULI仿真分析的某车型冷却系统匹配计算

周列新，周黎明，李辉

（江淮汽车商务车公司，安徽 合肥 230601）

应用KULI软件建立冷却系统模型，对商用车冷却系统匹配计算过程和方法进行介绍。

商用车；冷却系统；KULI；计算

前言

随着商用车技术发展，整车动力性、经济性要求的不断提升，排放标准的不断升级，整车对发动机附件系统，尤其是冷却系统散热能力要求越来越高。另一方面，新一代商用车的紧凑性布置，预留给冷却系统的布置空间越来越少。因此，设计一套占用空间小、可靠、高效的冷却系统至关重要，本文将对商用车冷却系统的设计方法和过程进行介绍。

1 冷却系统设计指标

冷却系统主要功能是保证发动机在适宜的温度下工作，根据整车运行工况，确定冷却系统设计指标，见表1。

表1 冷却系统设计指标

2 发动机参数

表1中2300rpm是发动机额定转速下工况点，1400rpm是最大扭矩工况点，通过热平衡数据可计算出发动机的散热量。

表2 WP7.300发动机热平衡数据

3 冷却系统建模

斯太尔工程技术中心开发的KULI软件是一款一维的整车热管理设计和仿真软件，可以对不同方案进行快速仿真，能有效的缩短冷却系统的开发、验证周期。

3.1 冷却系统的模型

根据整车布置建立系统模型，包括冷凝器、中冷器、散热器、风扇等，在本次仿真中冷凝器模型以带加热的格栅仿真，见图1。

图1 冷却系统的仿真模型

3.2 冷却系统模型参数确定

3.2.1 结构参数

冷却系统部件的结构参数包括外形尺寸，安装位置等，可直接从整车数模中量取，见表3。

表3 冷却系统部件结构参数

3.2.2 性能参数

在KULI计算程序中，只要输入一组试验数据，根据相似方程，就可以计算出在不同工况下各部件的性能参数，因此仅需向发动机厂索取水泵、风扇在任意转速下的一组性能数据。WP7发动机水泵性能参数见表4，水泵速比1.867。

表4 水泵性能参数表（3700rpm）

表5 风扇性能参数表

WP7匹配Φ640mm环形风扇，风扇速比为1，风扇性能参数见表5。

根据表2发动机热平衡数据，可求出发动机内部阻力参数，见表6。

表6 发动机内部阻力参数表

冷却系统开发中，散热器与中冷器芯子采用的冷却管、散热带一般都是标准规格，其性能数据相似，不同大小散热器的散热特性可根据相似方程模拟，表7、表8为某配套公司提供的常用散热器规格试验数据。

表7 散热器性能参数表

表8 中冷器性能参数表

入口压降、内部压降以及出口压降需要通过试验或3维CFD软件仿真获取，计算时可按KULI自带模型选取。

3.3 仿真分析

表9 仿真分析结果

根据GB12542-2009 汽车热平衡能力道路试验方法规定，极限使用工况为Ⅱ档油门全开状态，该冷却模块设计针对的是一个平台，各车型Ⅱ档车速不同，根据经验取额定工况点车速为20km/h，最大扭矩工况点车速为15km/h进行仿真，结果见表9。

从仿真结果看，除散热器水侧压降相对比较大以外，其余参数均满足设计要求，在满足整车布置前提下，适当加宽散热器宽度可减少冷却液压降。

4 小结

与传统手动计算相比，采用KULI软件对冷却系统进行匹配计算，可以节省大量的设计、计算时间，通过调整参数可对各种不同方案进行快速分析。当然，KULI软件只是一维计算工具，在系统压降方面还需要结合三维CFD分析或试验来保证结果更准确。

[1] MAGNA 公司.KULI 7.0 指南.2006.

Computation of Cooling System Matching Based on KULI Simulation Analysis

Zhou Liexin, Zhou Liming, Li Hui

（Jianghuai Automobile Business Car Company, Anhui Hefei 230601）

A cooling system model is built by using KULI. Commercial vehicle cooling system matching calculation method and process are introduced.

Commercial vehicles; Cooling system; KULI; Calculate

U467

B

1671-7988(2018)22-122-03

周列新，就职于江淮汽车商务车公司。

U467

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10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.043