主要内容

发动机冷却系统

这个例子展示了如何使用Simscape™Fluids™Thermal Liquid块对发动机冷却系统进行建模,并使用油冷却回路。该系统包括冷却液回路和油冷却回路。固定排量泵通过冷却回路驱动冷却剂。发动机的主要热量被冷却剂吸收,并通过散热器消散。系统温度由恒温器调节,只有当温度高于阈值时,才会将流量转向散热器。油冷却回路也吸收引擎的部分热量。加到油中的热量通过油-冷却剂热交换器传递到冷却剂。散热器是E-NTU热交换器(TL)块,空气侧流动由物理信号输入控制。油冷却剂换热器是E-NTU换热器(TL-TL)块。冷却液泵和油泵均由发动机转速驱动。

模型

引擎子系统

发动机产生的热功率是发动机瞬时转速和发动机转矩的函数。这个电源被分成两部分,分别通向冷却剂和油路。假定从发动机排出的热量有50%加到冷却液中,而从发动机排出的热量有20%加到机油中。

发动机子系统的热流量

风扇子系统

风扇单元子系统

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。

风扇控制子系统

风扇控制器分为两个控制级别。初级水平在冷却剂温度高于初级控制目标温度的情况下运行。一旦冷却液温度超过温度阈值,二级冷却液就会被激活。

2级风扇控制器子系统

空气子系统

驾驶循环子系统

根据瞬时车速、发动机转速和发动机扭矩输入,给出了真实的车辆行驶工况。

轴速子系统

范围模拟结果

模拟结果来自Simscape日志

这些图显示了在发动机冷却系统中打开恒温器的效果。发动机缸体的温度稳步上升,直到自动调温器打开。在这一点上,通过散热器的冷却剂流量急剧上升,通过旁路软管的冷却剂流量减少。因为冷却剂通过散热器将热量释放到大气中,发动机缸体的温度上升得更慢。

这张图显示了冷却系统中不同位置的冷却剂密度随时间的变化。冷却剂的密度在整个网络中根据当地的温度和压力而变化。

这些图显示了瞬时车速,发动机转速和扭矩输入剖面。汽车从静止加速到接近最大速度。随后,车辆减速直至完全停止。