第页柴油机冷却系统匹配的热管理技术王黎明1,2张扬军2李玉圭1(1.东风康明斯发动机有限公司2.清华大学汽车工程系，汽车安全与节能国家重点实验室)【摘要】冷却系统对柴油机的性能、排放和可靠性具有重要影响。本文分析了柴油机动力系统冷却的研究现状及难点，介绍了柴油机冷却系统匹配热管理技术的基本概念和先进理念。结合空空中冷柴油机冷却系统的匹配，探讨了热管理技术的具体应用。关键词：柴油机冷却系统热管理thermalmanagementtechniqueofdieselengine’coolingsystemWangLiming1,2ZhangYangjun2LiYugui1(1.DongfengCumminsenginecompany2.TsinghuaUniversity,StatekeylaboratoryofAutomobileSafetyandEnergyConservation)Abstract:Inthispaper,theinfluenceofperformance,emission,reliabilityfordieselenginebythecoolingsystemispresented.Thestateofdevelopmentanddifficultyaboutthedieselengine’coolingsystemisanalyzed.Thebaseandadvancedconceptofthermalmanagementispresented.Theapplianceofthermalmanagementisdiscussed.Keywords:dieselenginecoolingsystemthermalmanagement1、引言随着我国国民经济迅速发展和人民生活水平日益提高，作为拉动国民经济发展的“三驾马车”之一的汽车业，这几年得到了空前发展，并明显呈现出加速发展的态势。在快速发展过程中，商用车慢慢向重型化、轻型化两极发展，同时走向高档豪华化，特别是重型车更显出这一规律，这就要求汽车的动力系统提供更高的动力。在商用车发展过程中，作为其主要动力——柴油机也经历了从非增压→增压→增压水冷中冷→增压空空中冷的发展历程，这一过程也是发动机在相同体积情况下输出了更大功率和扭矩，以康明斯发动机6B系列为例：非增压6B发动机功率为130hp，扭矩为373N.m；而增压空空中冷6BTAA发动机功率已达到275hp，扭矩达到955N.m，功率提高112%，扭矩提高156%。这样，发动机的散热量基本随之翻番，在冷却系统占用空间变化不大的情况下，冷却能力却要加倍，这对冷却系统要求较高，特别是空空中冷柴油机，不仅增大了散热量，而且对中冷后空气温度要求较严。当中冷后空气温度在较大范围内波动时，对发动机的动力性、经济性及排放都有较大影响，使各种性能指标恶化，进气温度偏高时对排放影响尤其明显。商用车在开发与使用过程中，往往出现以下四个方面的问题：（一）是发动机冷却能力不够，在夏天出现过热现象，这是冷却系统问题的主要表现，这直接影响发动机的性能及可靠性，使性能变差，寿命缩短；（二）是发动机的动力性不足，即性能变差；（三）是发动机不能工作在最优状态，比如在冬天暖机过程中和低速小负荷时，不需要冷却，传统做法是设计时不考虑这种情况，特别是发动机在暖机过程中，这时风扇照常工作，不但消耗功率，还使暖机过程延长，此过程不但浪费燃油，还将产生大量的有害排放物，这使排放、经济性都变差，这一点还未引起国内公司的重视；（四）是风扇冷却风量只随转速变化，不随实际温度、负荷变化，不能满足实际冷却需要——低速大负荷时冷却不够，高速小负荷时冷却过度。特别是中冷后空气温度夏天超过70℃，而冬天又不到40℃，对同一工况来说，燃油泵将供基本相同量的燃油，进气量差别较大，会导致燃烧恶化，使动力性、经济性、排放都变差。在排放日益严格的今天，这一点必将受到重视。发动机在配套、使用过程中发现汽车故障的50%左右来自动力系统，而动力系统故障超过50%是由与整车连接的冷却系统故障引起的。这些故障将影响整车动力性、经济性、排放及可靠性。因此，对冷却系统的研究是十分必要的。2动力系统热管理的研究现状2.1冷却系统的发展现在动力系统一般布置情况是，当发动机前置时风扇、水箱、发动机成直线布置，当发动机后置时，则风扇、水箱、中冷器在发动机一侧，与发动机平行布置。对前置发动机来说有迎面风，有助于冷却，但现在发展趋势是发动机前面、后面的遮挡物越来越多，气流不畅，留给冷却系的布置空间也越来越小，而发动机功率却越来越大，对冷却系来说需要散去越来越多的热量，冷却强度越来越大，这一些对冷却系设计带来不小的困难。对后置发动机来说，没有迎面风