发动机冷却系统集总参数建模

发动机冷却系统其主要部件有发动机、散热器、节温器、冷却风扇、水泵等，其简易结构示意如下图所示。针对发动机冷却系统，目前常用的一维建模软件有AMESIM、CARSIM、KULI等，软件形式众多，本文主要介绍的是在理想情况下通过传热学基本公式进行发动机冷却系统的集总参数建模，发动机冷却系统在出口冷却液温度较低时，主要以小循环进行工作，即冷却液直接流入水泵，在达到节温器的开启温度后，冷却液会流入散热器，具体如下图。

图中参数代表含义，其中T1代表进入发动机的冷却液温度，对应的，T2代表发动机出口冷却液温度，T3代表散热器出口冷却液温度，K代表节温器的开度，这里假设其为线性开关，m为冷却液质量流量。为了方便表达，这里对下列参数进行定义：

M1：发动机内部冷却液质量

Q1：发动机与冷却液间的热交换功率

M2：散热器内部冷却液质量

Q2：散热器与冷却空气间的热交换功率

K：节温器的开度

设节温器的开度为线性的，用下式进行表达：

对于发动机进出口的热平衡，我们可以得出：

由散热器端口热平衡，可以得出：

可以得到大小循环后的温度T1为：

至此，发动机冷却系统集总参数建模完毕，可以通过上式进行matlab/simulink进行仿真分析。