2013年

“优化平台帮助宝马团队建立了一个可靠的瞬态冷却系统模型”

Günther Pessl，宝马仿真团队带头人

为降低燃油消耗，一种有效的策略是提高发动机瞬态冷却系统的性能。宝马的柴油发动机研发部用modeFRONTIER来优化发动机冷却系统的相关参数，支持新更新热模型的验证步骤，通过这种方式确定了一个比较和优化不同冷却系统的准确框架。

挑战

为了确定六缸225kw柴油发动机的瞬态冷却系统的更好配置，宝马的工程师团队用Kuli软件生成了空气和冷却液回路的模型，并用三维CFD仿真进行了检验。为了验证模型，在实验平台上对两种不同的驾驶循环以及载荷步进行了实验测量。对实验中车辆内油和水循环两种不同冷却液的热平衡进行了比较，结果差别明显，即使对于非常相似的发动机工作点。特别是当风速作用于曲轴箱时，很难对试验台架上发动机罩下实际热环境之外的油底壳和气缸头进行精确确定，这影响了相关瞬态冷却模拟的可靠性。为了提高仿真的可靠性，对发动机模型进行了改进，以减少实验测试中观察到的测量差异。

解决方案

发动机模型中的冷却液回路和空气路径模型包括两组需要优化的主要参数：五个传热系数和四个热容量。modeFRONTIER使工程师可以建立一个有效的优化工作流程，自动与KULI发动机模型交互，找到九个参数的最优配置。

GüGünther PESSL，宝马仿真部门的头说：“两个软件之间很容易建立集成，从而可以在发动机分析中更快地识别最好的传热系数和热惯性。在将试验台模型转化为真实的车辆模型时，一些参数在验证循环中出现了波动，特别是油温在爬坡过程中出现的偏差最大。借助于对爬坡周期进行的优化循环，对发动机参数进行了改进，从而显著提高了Miramas 宝马测试轨道的测量精度”。

modeFrontier的优势

modeFRONTIER帮助宝马团队建立了一个可靠的瞬态冷却系统模型，与新的实验指引吻合，精度足以重复使用于比较和优化不同的冷却配置。该软件显著降低了机油温度和冷却液侧模型的误差，改善了相应的温度趋势。此外，modeFRONTIER的自动化能力及其强大的优化算法，可以进行自动参数寻优，从而支持并缩短模型验证的步骤。