发动机冷却系统
本例展示了如何使用Simscape™fluid™Thermal Liquid模块对带有油冷却回路的发动机冷却系统进行建模。该系统包括冷却液回路和油冷却回路。固定排量泵驱动冷却剂通过冷却回路。发动机的大部分热量被冷却剂吸收,并通过散热器散发出去。系统温度由恒温器调节,只有当温度高于阈值时,它才会将水流转向散热器。油冷却回路也吸收了一些来自发动机的热量。加到油中的热量通过油冷却剂热交换器传递给冷却剂。散热器是由物理信号输入控制的E-NTU热交换器(TL)块。油冷却剂热交换器是E-NTU热交换器(TL-TL)块。冷却泵和油泵都是由发动机转速驱动的。
模型
引擎子系统
发动机产生的热功率是作为瞬时发动机转速和发动机扭矩的函数来计算的。这种动力被分成两部分,分别进入冷却液和油路。假设将发动机排出的热量的50%添加到冷却液中,将发动机排出的热量的20%添加到油中。
发动机子系统的热流率
风扇子系统
风机分系统
采用二维查找表对散热器内的冷却空气速度进行建模,并将其作为瞬时车速和风扇控制器信号的函数。
风机控制分系统
风扇控制单元包括两个控制级。主电平在高于主控制目标温度的冷却液温度下运行。一旦冷却剂温度超过温度阈值,次级电平被激活。
二级风扇控制器分系统
空气子系统
驱动循环子系统
基于瞬时车速、发动机转速和发动机扭矩的输入,给出了真实的车辆行驶周期。
轴速子系统
范围模拟结果
Simscape测井的模拟结果
这些图显示了打开发动机冷却系统中的恒温器的效果。发动机缸体的温度稳步上升,直到恒温器打开。在这一点上,通过散热器的冷却液流量急剧上升,通过旁路软管的冷却液流量减少。由于冷却剂通过散热器将热量释放到大气中,发动机缸体温度上升得更慢。
该图显示了冷却系统中不同位置随时间的冷却剂密度。整个网络中冷却剂的密度根据当地的温度和压力而变化。
这些图显示瞬时车辆速度,发动机转速和扭矩输入配置文件。车辆从静止加速到接近最大速度。随后,车辆减速直至完全停止。