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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的滑動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)泵

為滿足在不同車輛熱需求的流量管理，需要對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行修改，以滿足汽車節(jié)能減排的要求。由于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻泵有嚴(yán)格的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻泵機(jī)械連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上，其吸收功率是汽車運(yùn)行期間一個(gè)周期平均功率的5%，在這個(gè)周期中，冷卻泵的效率依賴于泵速和流速，因此當(dāng)冷卻泵工作在低速負(fù)荷區(qū)域時(shí)則具有非常低的效率（通常只有15%～20%）。

針對(duì)上述問題，為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滑動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)泵（SVRP）（圖1），其效率依賴于泵的轉(zhuǎn)速。

利用壓力測試平臺(tái)對(duì)SVRP的性能進(jìn)行了分析。用壓降（由沖洗閥和電加熱器來實(shí)現(xiàn)）來模擬發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路的效果；泵出口和入口的壓力通過兩個(gè)壓力計(jì)分別測量；泵的流量通過磁性福克斯IMT25 931HA流量計(jì)測量；對(duì)泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測量，其中泵的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由無刷伺服電機(jī)控制。試驗(yàn)中，采用水和乙二醇的混合物再現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的真實(shí)冷卻介質(zhì)。通過控制恒溫器閥門的開、閉產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的液壓回路。考慮到所使用傳感器會(huì)存在偏差，因此分析泵的效率時(shí)也會(huì)給出偏差。

建立發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻模型以驗(yàn)證上述SVRP的效率。發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱和冷卻性能可以由冷卻回路熱交換過程的數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確地預(yù)測。系統(tǒng)中的組件特性（如恒溫器壓力損失、熱交換器特性曲線等）已經(jīng)被驗(yàn)證。通過建立包含SVRP的發(fā)動(dòng)機(jī)模型表明，采用SVRP的冷卻系統(tǒng)效率高，而且冷卻性能好。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2015年第76期

作者：Roberto Cipollone Ng et al

編譯：王瑩