文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
发动机热管理仿真与试验研究
姓名:曹旭
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:邓康耀
20080201
上海交通大学硕士学位论文摘要
发动机热管理仿真与试验研究
摘要
根据汽车热管理系统中各子系统的工作目的对其进行分类,并在此基础
上提出发动机热管理系统的概念。
利用仿真软件 AMESim 建立发动机润滑系统各子模块仿真模型并在此
基础上建立发动机润滑系统仿真模型。利用现有试验台架和搭建新的试验台
架对发动机润滑系统仿真模型进行验证。在润滑系统仿真模型基础上搭建轴
承和轴颈摩擦生热量仿真模型和油底壳放热仿真模型,并对上述模型进行计
算分析。利用润滑系统仿真模型进行机油泵优化设计,并与原机油泵的相关
参数进行对比,结果证明优化后的机油泵更加合理。搭建加装 VVT 供油系
统的润滑系统仿真模型并在此基础上进行计算分析。通过发动机主轴承、连
杆轴承和凸轮轴承的承载能力验证计算和机油中空气析出验证计算,间接证
明了润滑系统的本质上是一个以控制轴承间隙中机油温度为目标的系统。因
此润滑系统应该属于发动机热管理系统。
通过水泵台架测量水泵性能参数并依此建立水泵 AMESim 仿真模型;
搭建发动机水套流阻测试台架并测量水套流阻;搭建发动机冷却液吸热量测
量台架并测量冷却液在各种工况下的吸热量。收集整车和发动机的相关数据
搭建 AMESim 冷却系统仿真模型,利用该仿真模型进行汽车常运行工况的
冷却系统计算并进行相关数据分析。通过仿真在炎热气候下汽车处于低速高
热负荷工况下冷却系统的运行情况来验证冷却系统的可靠性。在分析仿真数
据的基础上提出了发动机水泵的设计目标。

关键词: 发动机热管理润滑系统冷却系统 AMESim 仿真

I
上海交通大学硕士学位论文摘要
ENGINE THERMAL MANAGEMENT SIMULATION
AND TEST
Abstract
Defined the Engine Thermal Management System based on the function of
subsystem of Vehicle Thermal Management System.
Build the lubrication system simulative model with AMESim and validated
the simulative model paring the simulative data with the test data.
Optimized oil pump based on the simulative model pared the
performance of the new pump and the old pump. The analysis proved the new
pump to be fitter for the engine. Simulated the main oil passage performance
when the VVT oil supply system was added and found it only affect little.
Calculated the oil film pressure in main bearings, conrod bearings and camshaft
bearings by elastohydrodynamic lubrication theory and calculated the limiting
pressure in oil passage to protect gas bubble from formatting. Proved the oil
pressure value of pump outlet is decided by the temperature of oil film in
bearings. According to this, the lubrication is a typical thermal management
system, just like cooling system.
Build simulative sub-models of cooling system based on test data,
including the engine model, radiator model, heater model, pump
m