1.本发明涉及车辆发动机冷却系统评估技术领域,特别涉及一种发动机冷却系统的性能评估方法、系统、存储介质及车辆。
背景技术:2.冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。发动机的冷却系统有风冷和水冷之分。以空气为冷却介质的冷却系称为风冷系。以冷却液为冷却介质的冷却系称为水冷系。
3.车辆发动机在工作时,气缸内的气体温度可高达1727~2527℃,若不及时冷却,将造成发动机零部件温度过高,尤其是直接与高温气体接触的零件,会因受热膨胀影响正常的配合间隙,导致运动件受阻甚至卡死。此外,高温还会造成发动机零部件的机械强度下降,使润滑油失去作用等。因此,在整车发动机开发阶段就需要匹配合适的冷却系统,以保证发动机有良好的散热性能。
4.冷却系统匹配开发的合理性不但决定冷却系统各零件的开发成本,同时还影响车身、车架等高成本零件的设计开发,现有技术中,关于整车发动机冷却系统匹配开发的流程一般均是凭借工程师个人经验粗略算定各参数后再进行设计,该方式导致在冷却系统在开发阶段容易存在评估不全面的问题,导致开发出来的冷却系统精度较低,造成开发成本上升,甚至出现不符合实际需求的情况。
技术实现要素:5.基于此,本发明的目的是提出一种发动机冷却系统的性能评估方法、系统、存储介质及车辆,以解决上述至少一种问题。
6.根据本发明提出的一种发动机冷却系统的性能评估方法,所述方法包括:
7.获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;
8.根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;
9.根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;
10.根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。
11.综上,根据上述的发动机冷却系统的性能评估方法,通过对发动机冷却系统的冷却性能进行全面且详细的匹配开发评估,以确保发动机冷却系统匹配开发更加精确及合
理,有利于降低开发成本。具体为,首先获取待开发车辆的车辆参数,以得到本次冷却系统匹配开发的相关目标,即签发工况条件、水温目标以及压力目标等,而后根据开发目标计算得到发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,以开始进行发动机热负荷试验,从而得到发动机在签发工况下的热负荷,而后根据该热负荷初步构建冷却系统初始三维模型,并在该初始三维模型下依次获取各零件的水流量、压力分布、整车水温分布等参数,再将水流量、压力分布、整车水温分布与开发目标进行对比,从而对初始模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型,从而完成开发阶段的评估,通过对各个参数进行精确的计算,并对得到的模型进行优化,以保证得到的最终三维模型与发动机匹配程度较高,符合实际需求,并有效降低开发成本。
12.进一步地,所述行驶参数包括行驶工况下的速度信息和坡度信息,所述热管理参数包括环境温度、变速箱档位以及拖车质量,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷的步骤之后还包括:
13.根据行驶工况下的速度信息、坡度信息以及环境温度、变速箱档位、拖车质量进行整车模拟试验,并根据试验结果获取整车参数信息;
14.根据所述整车参数信息分别构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型。
15.进一步地,所述根据所述整车参数信息分别建立整车格栅三维模型、整车机舱三维模型的步骤之后还包括:
16.设定冷却系统的风阻性能和散热性能,并根据整车格栅三维模型以及整车机舱三维模型计算得到冷却系统各零部件的风量参数,冷却系统各零部件包括散热器、冷凝器、中冷器以及油冷器;
17.根据冷却系统各零部件的风量参数以及发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型。
18.进一步地,所述根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型的步骤包括:
19.根据评估结果获取性能欠缺对应的特征参数,并根据特征参数对应的性能评估数据以及评估目标对所述冷却系统初始三维模型进行优化;
20.重复检测优化后的冷却系统初始三维模型的水流量、压力分布以及整车水温分布,直至评估结果通过,得到冷却系统最终三维模型;
21.根据所述冷却系统最终三维模型获取冷却系统各零件的尺寸参数。
22.进一步地,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤包括:
23.根据以下公式获取发动机转速:
[0024][0025]
其中:n为发动机转速(单位rpm)、v为车速(单位kph)、kt为变速箱档速比、kf为主减速比、rt为驱动轮滚动半径。
[0026]
进一步地,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤还包括:
[0027]
根据以下公式获取发动机功率:
[0028]
pe=peo+pa
[0029]
其中,pe为发动机总功率、peo为发动机输出功率、pa为发动机附件功率;
[0030]
所述发动机输出功率的运算公式为:
[0031]
peo=p/η
[0032]
其中,peo为发动机输出功率、p为汽车轮边功率、η为动力总成传动效率;所述总传动效率的计算公式为:
[0033]
η=ηt*ηt*ηf
[0034]
其中,η为动力总成传动效率、ηt为变速箱传动效率、ηt夜里变矩器传动效率、ηf为主减速器传动效率;
[0035]
所述汽车轮边功率的计算公式为:
[0036]
p=f*v/3600
[0037]
其中,p为汽车轮边功率、f为整车牵引力、v为车速;
[0038]
所述整车牵引力的计算公式为:
[0039]
f=fr+fa+fl
[0040]
其中,f为整车牵引力,fr为滚动阻力、fa为迎风阻力(单位n)、fl为坡度阻力;
[0041]
所述坡度阻力的计算公式为:
[0042]
fl=mv*l/(mv*kr+10000)
1/2
[0043]
其中,fl为坡度阻力、l为坡度、mv为整车最大总质量、kr为滚动系数;
[0044]
所述迎风阻力的计算公式为:
[0045]
fa=(ka+aa)*v2/21.15*288.2/(273.15+t)
[0046]
其中,fa为迎风阻力,ka为风阻系数,aa为迎风面积,v为车速,t为环境温度;
[0047]
fr=(mv+mt)*9.8*kr*100/(l2+1002)
1/2
[0048]
其中,fr为滚动阻力,mv为整车最大总质量,mt为拖车质量,kr为滚动系数,l为坡度。
[0049]
进一步地,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤还包括:
[0050]
根据以下公式获取发动机扭矩:
[0051]
te=9550*pe/n
[0052]
其中,te为发动机工作扭矩,pe为发动机功率,n为发动机转速。
[0053]
根据本发明实施例的一种发动机冷却系统的性能评估系统,所述发动机冷却系统的性能评估系统包括:
[0054]
评估目标获取模块,用于获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;
[0055]
热负荷计算模块,用于根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机
扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;
[0056]
模型构建模块,用于根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;
[0057]
模型评估模块,用于根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。
[0058]
本发明另一方面还提供一种存储介质,所述存储介质存储一个或多个程序,该程序被执行时实现如上述的发动机冷却系统的性能评估方法。
[0059]
本发明另一方面还提供一种车辆,所述车辆包括存储器和处理器,其中:
[0060]
所述存储器用于存放计算机程序;
[0061]
所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时,实现如上述的发动机冷却系统的性能评估方法。
[0062]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
[0063]
图1为本发明第一实施例提出的发动机冷却系统的性能评估方法的流程图;
[0064]
图2为本发明第二实施例提出的发动机冷却系统的性能评估方法的流程图;
[0065]
图3为本发明第三实施例提出的发动机冷却系统的性能评估系统的结构示意图。
[0066]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0067]
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0068]
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0069]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0070]
请参阅图1,所示为本发明第一实施例中的发动机冷却系统的性能评估方法的流程图,该方法包括步骤s01至步骤s04,其中:
[0071]
步骤s01:获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;
[0072]
需要说明的是,冷却系统开发的目的是为了与整车开发阶段的发动机相匹配,在
冷却系统匹配开发过程中,首先需要确定本次项目开发中目标车辆的相关参数,目标车辆即为评估项目对应的车辆,在本实施例中,车辆参数包括但不限于轮胎滚动半径、滚阻系数、整车最大总质量、主减速比、变速箱档速比、变速箱传动效率、主减速器传动效率、液力变矩器传动效率、整车风阻系数、迎风面积以及附件负载。
[0073]
在获取到各项车辆参数后,以便根据车辆参数确定此次冷却系统匹配开发项目的目标,即开发出与整车发动机匹配度较高的冷却系统,防止出现不符合实际需求的情况,同时能够提高冷却系统的开发合理性。
[0074]
步骤s02:根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;
[0075]
可以理解的,所述行驶参数至少包括行驶工况下的速度信息和坡度信息,所述热管理参数至少包括环境温度、变速箱档位以及拖车质量,而后根据获取到的各项数据精确计算出目标车辆的发动机功率、转速以及扭矩,具体为:
[0076]
根据以下公式获取发动机转速:
[0077][0078]
其中:n为发动机转速(单位rpm)、v为车速(单位kph)、kt为变速箱档速比、kf为主减速比、rt为驱动轮滚动半径。
[0079]
进一步地,根据以下公式获取发动机功率:
[0080]
pe=peo+pa
[0081]
其中,pe为发动机总功率、peo为发动机输出功率、pa为发动机附件功率;
[0082]
所述发动机输出功率的运算公式为:
[0083]
peo=p/η
[0084]
其中,peo为发动机输出功率、p为汽车轮边功率、η为动力总成传动效率;
[0085]
所述总传动效率的计算公式为:
[0086]
η=ηt*ηt*ηf
[0087]
其中,η为动力总成传动效率、ηt为变速箱传动效率、ηt夜里变矩器传动效率、ηf为主减速器传动效率;
[0088]
所述汽车轮边功率的计算公式为:
[0089]
p=f*v/3600
[0090]
其中,p为汽车轮边功率、f为整车牵引力、v为车速;
[0091]
所述整车牵引力的计算公式为:
[0092]
f=fr+fa+fl
[0093]
其中,f为整车牵引力,fr为滚动阻力、fa为迎风阻力(单位n)、fl为坡度阻力;
[0094]
所述坡度阻力的计算公式为:
[0095]
fl=mv*l/(mv*kr+10000)
1/2
[0096]
其中,fl为坡度阻力、l为坡度、mv为整车最大总质量、kr为滚动系数;
[0097]
所述迎风阻力的计算公式为:
[0098]
fa=(ka+aa)*v2/21.15*288.2/(273.15+t)
[0099]
其中,fa为迎风阻力,ka为风阻系数,aa为迎风面积,v为车速,t为环境温度;
[0100]
fr=(mv+mt)*9.8*kr*100/(l2+1002)
1/2
[0101]
其中,fr为滚动阻力,mv为整车最大总质量,mt为拖车质量,kr为滚动系数,l为坡度。
[0102]
在获取到发动机功率和发动机转速后,根据以下公式获取发动机扭矩:
[0103]
te=9550*pe/n
[0104]
其中,te为发动机工作扭矩,pe为发动机功率,n为发动机转速。
[0105]
通过收集目标车辆的所有车辆参数,进而根据各项车辆参数进行全面评估,从而精确计算出整车开发阶段的发动机功率、发动机转速,而后根据发动机功率和发动机转速计算出发动机扭矩,以便更加真实地模拟出车辆的运行行驶状态。
[0106]
步骤s03:根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;
[0107]
需要说明的是,根据发动机功率、发动机扭矩以及发动机转速模拟进行发动机热负荷试验,从而得到整车的热负荷数据,该热负荷数据即为发动机消耗燃料所释放的热量,基于该数据下,再构建对应的冷却系统初始三维模型。
[0108]
步骤s04:根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。
[0109]
可以理解的,为了进一步提高冷却系统与发动机的匹配程度,在根据冷却系统初始三维模型获取到水流量、压力分布以及整车水温分布等数据后,将这些数据与开发项目设定的水温目标、压力目标进行对比评估,以根据评估结果确定不符合开发目标的特征数据,并根据特征数据将对应的冷却系统零部件进行优化,从而得到冷却系统最终三维模型。
[0110]
综上,根据上述的发动机冷却系统的性能评估方法,通过对发动机冷却系统的冷却性能进行全面且详细的匹配开发评估,以确保发动机冷却系统匹配开发更加精确及合理,有利于降低开发成本。具体为,首先获取待开发车辆的车辆参数,以得到本次冷却系统匹配开发的相关目标,即签发工况条件、水温目标以及压力目标等,而后根据开发目标计算得到发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,以开始进行发动机热负荷试验,从而得到发动机在签发工况下的热负荷,而后根据该热负荷初步构建冷却系统初始三维模型,并在该初始三维模型下依次获取各零件的水流量、压力分布、整车水温分布等参数,再将水流量、压力分布、整车水温分布与开发目标进行对比,从而对初始模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型,从而完成开发阶段的评估,通过对各个参数进行精确的计算,并对得到的模型进行优化,以保证得到的最终三维模型与发动机匹配程度较高,符合实际需求,并有效降低开发成本。
[0111]
请参阅图2,所示为本发明第二实施例中的发动机冷却系统的性能评估方法的流程图,该方法包括步骤s11至步骤s19,其中:
[0112]
步骤s11:获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;
[0113]
步骤s12:根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功
率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷。
[0114]
步骤s13:根据行驶工况下的速度信息、坡度信息以及环境温度、变速箱档位、拖车质量进行整车模拟试验,并根据试验结果获取整车参数信息;
[0115]
需要说明的是,行驶工况下的各项数据是根据项目开发时市场定位决定的,即在整车开发时,根据目标车辆的车型、所需达到的动力性能以及适用群体等信息即可定位出行驶工况下的速度信息、坡度信息以及适应的环境温度、变速箱档位信息、拖车质量等,而后再进行整车模拟试验,从而获取到整车参数信息,在本实施例中,整车参数信息至少包括整车各部件相关尺寸参数。
[0116]
步骤s14:根据所述整车参数信息分别构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型。
[0117]
可以理解的,根据整车各部件相关尺寸参数分别构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型,在本实施例中,构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型均为评估系统搭建的3d模型假设。
[0118]
步骤s15:设定冷却系统的风阻性能和散热性能,并根据整车格栅三维模型以及整车机舱三维模型计算得到冷却系统各零部件的风量参数,冷却系统各零部件包括散热器、冷凝器、中冷器以及油冷器;
[0119]
在本步骤中,风阻性能以及散热性能均为评估系统根据此次开发目标预估的数据,从而有效构建整车格栅个整车机舱三维模型,并在该3d假设模型下得到冷却系统各组成部件的风量参数。
[0120]
步骤s16:根据冷却系统各零部件的风量参数以及发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型;
[0121]
步骤s17:根据评估结果获取性能欠缺对应的特征参数,并根据特征参数对应的性能评估数据以及评估目标对所述冷却系统初始三维模型进行优化;
[0122]
需要说明的是,在实际评估过程中,若存在性能欠缺的特征参数,则根据该特征参数将对应的冷却系统零部件进行优化。
[0123]
步骤s18:重复检测优化后的冷却系统初始三维模型的水流量、压力分布以及整车水温分布,直至评估结果通过,得到冷却系统最终三维模型;
[0124]
需要说明的是,从冷却系统初始三维模型到冷却系统最终三维模型可能存在多次优化,通过不断对冷却系统三维模型的零部件进行优化,从而可以确定完全符合发动机使用的冷却系统。
[0125]
步骤s19:根据所述冷却系统最终三维模型获取冷却系统各零件的尺寸参数。
[0126]
在本步骤中,将冷却系统最终三维模型进行分解,以得到冷却系统各零件尺寸以及性能要求。
[0127]
根据上述的发动机冷却系统的性能评估系统,通过对发动机冷却系统的冷却性能进行全面且详细的匹配开发评估,以确保发动机冷却系统匹配开发更加精确及合理,有利于降低开发成本。具体为,首先获取待开发车辆的车辆参数,以得到本次冷却系统匹配开发的相关目标,即签发工况条件、水温目标以及压力目标等,而后根据开发目标计算得到发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,以开始进行发动机热负荷试验,从而得到发动机在签
发工况下的热负荷,而后根据该热负荷初步构建冷却系统初始三维模型,并在该初始三维模型下依次获取各零件的水流量、压力分布、整车水温分布等参数,再将水流量、压力分布、整车水温分布与开发目标进行对比,从而对初始模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型,从而完成开发阶段的评估,通过对各个参数进行精确的计算,并对得到的模型进行优化,以保证得到的最终三维模型与发动机匹配程度较高,符合实际需求,并有效降低开发成本。
[0128]
请参阅图3,所示为本发明第三实施例中的发动机冷却系统的性能评估系统,该发动机冷却系统的性能评估系统包括:
[0129]
评估目标获取模块10,用于获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;
[0130]
热负荷计算模块20,用于根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;
[0131]
模型构建模块30,用于根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;
[0132]
模型评估模块40,用于根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。
[0133]
进一步地,所示模型评估模块40还包括:
[0134]
模型优化单元,用于根据评估结果获取性能欠缺对应的特征参数,并根据特征参数对应的性能评估数据以及评估目标对所述冷却系统初始三维模型进行优化;
[0135]
重复评估单元,用于重复检测优化后的冷却系统初始三维模型的水流量、压力分布以及整车水温分布,直至评估结果通过,得到冷却系统最终三维模型;
[0136]
尺寸参数获取单元,用于根据所述冷却系统最终三维模型获取冷却系统各零件的尺寸参数。
[0137]
进一步地,在本发明一些可选的实施例中,该发动机冷却系统的性能评估系统还包括:
[0138]
整车参数获取模块,用于根据行驶工况下的速度信息、坡度信息以及环境温度、变速箱档位、拖车质量进行整车模拟试验,并根据试验结果获取整车参数信息;
[0139]
整车模型构建模块,用于根据所述整车参数信息分别构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型;
[0140]
进一步地,在本发明一些可选的实施例中,该发动机冷却系统的性能评估系统还包括:
[0141]
风量参数计算模块,用于设定冷却系统的风阻性能和散热性能,并根据整车格栅三维模型以及整车机舱三维模型计算得到冷却系统各零部件的风量参数,冷却系统各零部件包括散热器、冷凝器、中冷器以及油冷器。
[0142]
进一步地,在本发明一些可选的实施例中,根据以下公式获取发动机转速:
[0143][0144]
其中:n为发动机转速(单位rpm)、v为车速(单位kph)、kt为变速箱速比、kf为主减速比、rt为驱动轮滚动半径。
[0145]
进一步地,在本发明一些可选的实施例中,根据以下公式获取发动机功率:
[0146]
pe=peo+pa
[0147]
其中,pe为发动机总功率、peo为发动机输出功率、pa为发动机附件功率;
[0148]
所述发动机输出功率的运算公式为:
[0149]
peo=p/η
[0150]
其中,peo为发动机输出功率、p为汽车轮边功率、η为动力总成传动效率;
[0151]
所述总传动效率的计算公式为:
[0152]
η=ηt*ηt*ηf
[0153]
其中,η为动力总成传动效率、ηt为变速箱传动效率、ηt夜里变矩器传动效率、ηf为主减速器传动效率;
[0154]
所述汽车轮边功率的计算公式为:
[0155]
p=f*v/3600
[0156]
其中,p为汽车轮边功率、f为整车牵引力、v为车速;
[0157]
所述整车牵引力的计算公式为:
[0158]
f=fr+fa+fl
[0159]
其中,f为整车牵引力,fr为滚动阻力、fa为迎风阻力(单位n)、fl为坡度阻力;
[0160]
所述坡度阻力的计算公式为:
[0161]
fl=mv*l/(mv*kr+10000)
1/2
[0162]
其中,fl为坡度阻力、l为坡度、mv为整车最大总质量、kr为滚动系数;
[0163]
所述迎风阻力的计算公式为:
[0164]
fa=(ka+aa)*v2/21.15*288.2/(273.15+t)
[0165]
其中,fa为迎风阻力,ka为风阻系数,aa为迎风面积,v为车速,t为环境温度;
[0166]
fr=(mv+mt)*9.8*kr*100/(l+1002)
1/2
[0167]
其中,fr为滚动阻力,mv为整车最大总质量,mt为拖车质量,kr为滚动系数,l为坡度。
[0168]
进一步地,在本发明一些可选的实施例中,根据以下公式获取发动机扭矩:
[0169]
te=9550*pe/n
[0170]
其中,te为发动机工作扭矩,pe为发动机功率,n为发动机转速。
[0171]
综上,根据上述的发动机冷却系统的性能评估系统,通过对发动机冷却系统的冷却性能进行全面且详细的匹配开发评估,以确保发动机冷却系统匹配开发更加精确及合理,有利于降低开发成本。具体为,首先获取待开发车辆的车辆参数,以得到本次冷却系统匹配开发的相关目标,即签发工况条件、水温目标以及压力目标等,而后根据开发目标计算得到发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,以开始进行发动机热负荷试验,从而得到发动机在签发工况下的热负荷,而后根据该热负荷初步构建冷却系统初始三维模型,并在该初始三维模型下依次获取各零件的水流量、压力分布、整车水温分布等参数,再将水流量、
压力分布、整车水温分布与开发目标进行对比,从而对初始模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型,从而完成开发阶段的评估,通过对各个参数进行精确的计算,并对得到的模型进行优化,以保证得到的最终三维模型与发动机匹配程度较高,符合实际需求,并有效降低开发成本。
[0172]
本发明另一方面还提出计算机存储介质,其上存储有一个或多个程序,该程序给处理器执行时实现上述的发动机冷却系统的性能评估方法。
[0173]
本发明另一方面还提出一种车辆,包括存储器和处理器,其中存储器用于存放计算机程序,处理器用于执行存储器上所存放的计算机程序,以实现上述的发动机冷却系统的性能评估方法。
[0174]
本领域技术人员可以理解,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0175]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0176]
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
[0177]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0178]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征:1.一种发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述方法包括:获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述行驶参数包括行驶工况下的速度信息和坡度信息,所述热管理参数包括环境温度、变速箱档位以及拖车质量,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷的步骤之后还包括:根据行驶工况下的速度信息、坡度信息以及环境温度、变速箱档位、拖车质量进行整车模拟试验,并根据试验结果获取整车参数信息;根据所述整车参数信息分别构建整车格栅三维模型、整车机舱三维模型。3.根据权利要求2所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述根据所述整车参数信息分别建立整车格栅三维模型、整车机舱三维模型的步骤之后还包括:设定冷却系统的风阻性能和散热性能,并根据整车格栅三维模型以及整车机舱三维模型计算得到冷却系统各零部件的风量参数,冷却系统各零部件包括散热器、冷凝器、中冷器以及油冷器;根据冷却系统各零部件的风量参数以及发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型。4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型的步骤包括:根据评估结果获取性能欠缺对应的特征参数,并根据特征参数对应的性能评估数据以及评估目标对所述冷却系统初始三维模型进行优化;重复检测优化后的冷却系统初始三维模型的水流量、压力分布以及整车水温分布,直至评估结果通过,得到冷却系统最终三维模型;根据所述冷却系统最终三维模型获取冷却系统各零件的尺寸参数。5.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤包括:根据以下公式获取发动机转速:
其中:n为发动机转速(单位rpm)、v为车速(单位kph)、kt为变速箱档速比、kf为主减速比、rt为驱动轮滚动半径。6.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤还包括:根据以下公式获取发动机功率:pe=peo+pa其中,pe为发动机总功率、peo为发动机输出功率、pa为发动机附件功率;所述发动机输出功率的运算公式为:peo=p/η其中,peo为发动机输出功率、p为汽车轮边功率、η为动力总成传动效率;所述总传动效率的计算公式为:η=ηt*ηt*ηf其中,η为动力总成传动效率、ηt为变速箱传动效率、ηt夜里变矩器传动效率、ηf为主减速器传动效率;所述汽车轮边功率的计算公式为:p=f*v/3600其中,p为汽车轮边功率、f为整车牵引力、v为车速;所述整车牵引力的计算公式为:f=fr+fa+fl其中,f为整车牵引力,fr为滚动阻力、fa为迎风阻力(单位n)、fl为坡度阻力;所述坡度阻力的计算公式为:fl=mv*l/(mv*kr+10000)
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其中,fl为坡度阻力、l为坡度、mv为整车最大总质量、kr为滚动系数;所述迎风阻力的计算公式为:fa=(ka+aa)*v2/21.15*288.2/(273.15+t)其中,fa为迎风阻力,ka为风阻系数,aa为迎风面积,v为车速,t为环境温度;fr=(mv+mt)*9.8*kr*100/(l2+1002)
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其中,fr为滚动阻力,mv为整车最大总质量,mt为拖车质量,kr为滚动系数,l为坡度。7.根据权利要求1所述的发动机冷却系统的性能评估方法,其特征在于,所述根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩的步骤还包括:根据以下公式获取发动机扭矩:te=9550*pe/n其中,te为发动机工作扭矩,pe为发动机功率,n为发动机转速。8.一种发动机冷却系统的性能评估系统,其特征在于,所述发动机冷却系统的性能评估系统包括:
评估目标获取模块,用于获取本次冷却系统开发项目对应的目标车辆的车辆参数,并根据所述车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标,所述签发工况条件包括行驶参数以及热管理参数;热负荷计算模块,用于根据所述行驶参数和热管理参数获取目标车辆的发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩,并根据所述发动机转速、所述发动机功率以及所述发动机扭矩进行发动机热负荷试验,以得到对应整车工况下发动机的热负荷;模型构建模块,用于根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据所述冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布;模型评估模块,用于根据所述水温目标以及压力目标对各零部件的水流量、压力分布以及整车水温分布进行冷却性能评估,并根据评估结果对所述冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储一个或多个程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的发动机冷却系统的性能评估方法。10.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括存储器和处理器,其中:所述存储器用于存放计算机程序;所述处理器用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时,实现权利要求1-7任一所述的发动机冷却系统的性能评估方法。
技术总结本发明提出一种发动机冷却系统的性能评估方法、系统、存储介质及车辆,该方法包括:根据车辆参数获取整车热管理签发工况条件、水温目标以及压力目标;根据发动机转速、发动机功率以及发动机扭矩进行发动机热负荷试验,得到对应整车工况下发动机的热负荷;根据发动机的热负荷构建冷却系统初始三维模型,并根据冷却系统初始三维模型获取冷却系统各零部件的水流量、压力分布、整车水温分布,以进行冷却性能评估,并根据评估结果对冷却系统初始三维模型进行优化,以得到冷却系统最终三维模型。本发明提出的发动机冷却系统的性能评估方法,能够在对冷却系统设计前进行全面的评价,并对评价结果进行不断优化,以使发动机冷却系统达到更好的冷却效果。好的冷却效果。好的冷却效果。
技术研发人员:聂晓龙 余春丛 杨晓荣 易忠新 朱金华
受保护的技术使用者:江铃汽车股份有限公司
技术研发日:2022.02.17
技术公布日:2022/7/5