第３２卷第４期 ２ ０ １ １年４月 兵 工 学 报 ＶＯ１．３２ ＮＯ．４ ＡＣＴＡ ＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ Ａｐｒ． ２０１１ 柴油机冷却系统瞬态响应研究 骆清国 ，冯建涛 一，刘国夫 ，桂勇 （１．装甲兵工程学院机械工程系，北京１０００７２；２．装甲兵技术学院车辆２１２程系，吉林长春１３０１１７） 摘要：建立了某型柴油机冷却系统数值仿真模型，针对变工况下冷却系统的响应问题做了仿 真研究，分析了不同单一系统参数和多参数对柴油机出水温度的影响。结果表明，改变不同单一系 统参数，柴油机出水温度达到稳定状态所用时间不同，但都相对较短，而改变多个系统参数所用时 间则相对较长。通过该型柴油机热平衡实验，在外特性上验证了该冷却系统仿真模型是可信的。 研究结果为冷却系统的智能化控制策略制定提供了依据。 关键词：动力机械工程；柴油机；冷却系统；瞬态响应；仿真 中图分类号：ＴＫ４２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—１０９３（２０１１）０４－０３８５—０６ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＬＵＯ Ｑｉｎｇ．ｇｕｏ ，ＦＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｔａｏ 一，ＬＩＵ Ｇｕｏ—ｆｕ ，ＧＵＩ Ｙｏｎｇ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｒｍｏｒｅｄ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｒｍｏｒｅｄ Ｆｏｒｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３０１１７，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａ— ｔｕｒｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｕｎｄｅｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｐａｒａｍ— ｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｃｈａｎｇｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｎｇｌｅ ｐａ－ ｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｏ ｓｔｅａｄｙ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｂｕｔ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｈｏｒｔ；ａｎｄ ｉｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｃｈａｎｇｅｄ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ｌｏｎｇｅｒ．Ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｌａｎｃｅ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｖａｌｉｄａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 随着柴油机升功率的提高，柴油机冷却系统向 智能化控制冷却系统方向发展 。军用车辆柴油 机强化程度高，运行工况复杂多变，冷却水温度控制 要求高，冷却系统水温控制是一个回路闭环系统，具 有非线性、时变性、大延迟等特点 。因此，在制定 冷却系统控制策略时，对冷却液温度时变特性和系 统大滞后特性考虑不准确，容易出现超调和调节过 程缓慢 ，这一直是制定智能化控制冷却系统控制 策略面临的一个难题。掌握系统关键参数变化对冷 却液温度的影响规律，对于制定控制性能好的控制 收稿日期：２００９—１１—２６ 系统，保证柴油机始终在最佳温度范围内工作具有 重要意义。 本文基于ＧＴ—ＣＯＯＬ软件建立了某型柴油机冷 却系统数值仿真模型，对该冷却系统瞬态过程的系 统响应问题做了研究，为该冷却系统实现智能化控 制提供了依据。 １ 柴油机冷却系统仿真模型的建立 １．１柴油机冷却系统工作原理 该柴油机冷却系统采用高低温双循环回路冷却 作者简介：骆清国（１９６５一），男，教授，博士生导师。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｕｏｑｉｎｇｇｕｏｚｇｙ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｎ．ｅｎ ３８６ 兵 工 学 报 第３２卷 技术，主要由柴油机本体、水泵、机油热交换器、高温 循环热交换器、低温循环热交换器、中冷器、膨胀水 Ｐ为压力（Ｐａ）；ｈ为传热系数（Ｗ／ｍ ・Ｋ）；Ａ 为换热 面积（ｎｌ ）；Ｔｎ 为流体温度（Ｋ）；Ｔｗ 为管壁面温度 （Ｋ）；Ａ为流通面积（横截面，ｎｌ ）；ｌｆ为边界流动速 箱及相应的管路组成，如图１所示。高温循环回路 和低温循环回路共用一个水泵。 图１ 柴油机冷却系统工作原理 Ｆｉｇ．１ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 水泵强制驱动冷却水进入机油热交换器，经机 油热交换器后冷却水分为２路：一路通过暗水道进 入机体、缸盖，然后进人高温循环热交换器；另一路 经低温循环热交换器后进入中冷器，冷却增压空气 后与高温循环的冷却水混合，最后进入水泵完成循 环 。 １．２管路流动的数学模型 管路系统计算采用一维交错网格，将柴油机管 路系统分成若干控制体积，应用有限体积法进行一 维非定常数值计算。标量在网格中心计算，如压力、 温度等；矢量在网格交界面计算，如速度、质量流量 等。基本方程包括连续性方程、热焓方程和动量方 程 连续性方程 ｄｍｄｚ ＝ｂ。 ∑ 一． …’， （１）～ 热焓方程 ＝ Ｈ ｄｐ嘲 ａ Ｉ）’ 。 （２） 动量方程 ｄ 州＋ｂｏｕ∑（ｎｄａｒｉｅｓ 。 工， 、－－ （ －）Ａ ’ （３） 式中：ｍ为容积质量（ｋｇ）；ｌｔ／ｌ为边界质量流量（ｋｇ／ ｓ）；ｐ为流体密度（ｋｇ／ｍ ）；日为总焓（Ｊ／ｋｇ），Ｈ＝ｅ＋ ；ｅ为单位质量总内能（Ｊ／ｋｇ）；Ｖ为容积（ＩＴＩ ）； 口 度（ｒｎ／ｓ）；Ｃ，为表面摩擦系数；ｃ 为压力损失系数； Ｄ为管路当量直径（ＩＴＩ）． １．３柴油机冷却系统仿真计算模型的建立 根据冷却系统工作原理，应用ＧＴ．ＣＯＯＬ软件建 立仿真模型，如图２所示。 柴 图２柴油机冷却系统仿真计算模型 Ｆｉｇ．２ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 高低温循环热交换器的传热系数采用努塞尔数 来计算 Ｎｕ＝ａＲｅ Ｐｒ ． （４） 这里 Ⅳ“＝（ ）， （ ）’Ｐ，＝（ ）． 式中：，Ｊ为特征长度（ｍ）；ｋ为流体的热传导率 （Ｗ／ｍ・Ｋ）； 为流体的动力黏度（Ｐａ・ｓ）； 为流体 的流速（ｍ／ｓ）；ｃ。为流体的比定压热容（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））． 常量ｎ和ｂ通过热交换器实验确定，实验中高 低温循环热交换器均为板式热交换器，主要参数如 表１、表２所示。经实验确定：高温循环热交换器 ｎ＝１．７０，ｂ＝０．８５；低温循环热交换器口＝３．７８，ｂ＝ ０ ９６． 表１ 高温循环热交换器主要参数 Ｔａｂ．１ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ 第４期 柴油机冷却系统瞬态响应研究 ３８７ 表２ 低温循环热交换器主要参数 Ｔａｂ．２ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ２冷却系统仿真结果分析 ２．１ 仿真计算模型的验证 对该柴油机冷却系统进行热平衡台架实验，实 验台架如图３所示。实验环境大气压力为 ８９．１ ｋＰａ，温度为２５℃，湿度为４０％，冷却风扇采用 外循环水代替，在实验过程中只测量了柴油机稳定 状态时各参数值，由于实验条件的，瞬态过程未 测量 图３试验台架 Ｆｉｇ．３ Ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ 在外特性上将实验结果与仿真结果对比，１ ５００ ｒ／ｍｉｎ为最大扭矩转速。其最大误差小于３％，如图 ４～图６所示。说明运用该仿真模型对该型柴油机 冷却系统仿真计算结果是可信的。 ２．２冷却系统响应分析 本文仅分析柴油机从一种稳定工况到另一种稳 定工况过程中，柴油机出水温度随时问的变化。在 进行变工况仿真时，为了保证前一工况达到稳定状 态，在设置仿真时间时，将前一工况的仿真时间设置 较长（３ ０００ Ｓ），在３ ０００ Ｓ时改变工况及其冷却系统 参数，主要从柴油机转速，扭矩和外循环水流量方面 考虑，分析这３个参数对柴油机出水温度的影响。 下面分４种不同情况来讨论冷却系统瞬态响应问 题。 １）柴油机转速为２ ２００ ｒ／ｍｉｎ，改变柴油机扭 矩。将柴油机的扭矩由３ ０００ ｓ时的４５８．１ Ｎ・Ｉｎ增 大到３ Ｏ０１ Ｓ时的１ ７２６．７ Ｎ・ｍ，如图７所示。 ｎ／（ｒ・ｍｉｎ ） 图４柴油机出水温度与实验数据对比 Ｆｉｇ．４ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ 图５ 低温热交换器散热量与实验数据对比 Ｆｉｇ．５ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｌｏｏｓｅｓ 图６水泵流量与实验数据对比 Ｆｉｇ．６ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｐｕｍｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅｓ 扭矩变化对柴油机出水温度的影响，如图８所 示，１ ３０６ Ｓ时，柴油机在第１种工况（转速为２ ２００ ｒ／ｍｉｎ，扭矩为４５８．１ Ｎ・ｎ１）下达到稳定状态，柴油机 扭矩增大后，冷却水从柴油机本体带走的热量增加， 柴油机出水温度逐渐升高，由３ ０００ Ｓ时的３３７．２ Ｋ 逐渐增大到４ ０５７ Ｓ时的３７５．８ Ｋ，历时１ ０５７ Ｓ，即柴 ３８８ 兵 工 学 报 第３２卷 图７柴油机扭矩随时问的变化 Ｆｉｇ．７ Ｔｏｒｑｕｅ Ｉ／８．ｔｉｍｅ 油机扭矩变化后要经过１ ０５７ Ｓ，冷却系统才能在第 ２种工况（转速为２ ２００ ｒ／ｍｉｎ，扭矩为１ ７２６．７ Ｎ・ｍ） 下达到新的稳定状态。 图８柴油机扭矩变化对出水温度的影响 Ｆｉｇ．８ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｏｒｑｕｅ Ｏ１３ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ２）柴油机转速为２ ２００ ｒ／ｒａｉｎ，扭矩为１ ７２６．７ Ｎ・ｍ，改变低温外循环水流量由３ ０００ Ｓ时的１ Ｌ／ｓ 变为３ ００１ ｓ时的１．２８ Ｌ／ｓ． 由于外循环水流量的改变，使得低温热交换器 内外循环水侧流速增大，传热系数发生改变，图９为 低温热交换器外循环水侧ｈ・Ａ（传热系数×传热面 积）的变化。可见当水流量增大时，ｈ・Ａ先增大后减 小，由３ ０００ Ｓ时５ ２４７．０ Ｗ／Ｋ增大为３ ００８ ｓ时的 ６ ３３１．８ Ｗ／Ｋ然后逐渐减小到３ ８６５ Ｓ时的６ ２４０．０ Ｗ／Ｋ，这是因为当外循环水流量增大时，水流速增 大，由（４）式可知，传热系数增大，又因为温度对流 体黏度的影响较大，水的动力黏度随着温度的增大 而减小 ，外循环水流量增大后，低温热交换器散 热能力增强，使得柴油机出水温度逐渐降低，经过低 温热交换器水的温度也随之下降，水的动力黏度逐 渐增大，由（４）式可知，传热系数又逐渐减小。图ｌ０ 为柴油机出水温度随时间的变化情况，柴油机出水 温度由３ ０００ ｓ时３７５．８ Ｋ变为３ ８６５ Ｓ时变为 ３６９．９ Ｋ，历时８６５ Ｓ． 图９ 低温外循环水流量变化对低温热交换器 外循环水侧ｈ・Ａ的影响 Ｆｉｇ．９ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｗ ｔｅｍｏｅｒａｔｕｒｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｃｉｒｃｌｅ ｗａｔｅｒ ｌｆｏｗ ｒａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ｏｕｔｓｉｄｅ ｗａｔｅｒ ｃｉｒｃｌｅ ｈ・Ａ 图ｌＯ低温外循环水流量变化对柴油机出水温度的影响 Ｆｉｇ．１ ０ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｗ ｔｅｍｏｅｒａｔｕｒｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｃｉｒｃｌｅ ｗａｔｅｒ ｌｆｏｗ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ３）柴油机扭矩稳定在１ ７１８ Ｎ・ｍ，改变柴油机 转速由３ ０００ ｓ时的１ ８００ ｒ／ｍｉｎ变为３ ００１ Ｓ时的 ２ ２００ ｒ／ｍｉｎ． 该冷却系统水泵是与柴油机曲轴联结的机械水 泵，当柴油机转速变化时，水泵转速以一定的传动比 相应变化，当水泵转速变化时，水泵流量发生变化， 图１ １为水泵流量变化图，由３ ０００ Ｓ时的９．０５１ Ｌ／ｓ 变为３ ８６５ ｓ时变为１１．２６２ Ｌ／ｓ；由于水泵流量的变 化，低温热交换器内侧ｈ・Ａ的变化，如图１２所示，由 ３ ０００ ｓ时１０ ３１０ Ｗ／Ｋ变为４ ２ｌ １ ｓ时的ｌ２ ９６４．７ Ｗ／Ｋ，热交换器的换热能力增强。另外，由于柴油 机转速的提高，冷却水从柴油机带走的热量增加，受 两方面综合影响，柴油机出水温度变化如图ｌ３所 示，柴油机出水温度由３ ０００ Ｓ时的３６０．２ Ｋ变为４ ２１ １ ｓ时的３７１．４ Ｋ，历时１ ２１ １ ｓ． 第４期 柴油机冷却系统瞬态响应研究 ３８９ 图１ １ 柴油机转速变化对水泵流量的影响 Ｆｉｇ．１１ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｍｐ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ 图１２低温热交换器内侧ｈ・Ａ随时间的变化 Ｆｉｇ．１ ２ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ｉｎｓｉｄｅ ｗａｔｅｒ ｃｉｒｃｌｅ ｈ－Ａ 图１３ 柴油机出水温度随时间变化 Ｆｉｇ．１３ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４）改变柴油机转速由３ ０００ Ｓ时的１ ８００ ｒ／ｍｉｎ 变为３ ００１ Ｓ时的２ ２００ ｒ／ｍｉｎ；改变柴油机扭矩由 ３ ０００ ｓ时的１ ７１７．９ Ｎ・Ｉｎ变为３ ００ｌ Ｓ时的ｌ ７２６．８ Ｎ・ＩＴＩ；改变外循环水流量由３ ０００ Ｓ时的０．７２２ Ｌ／ｓ 变为３ ００１ Ｓ时的１ Ｌ／ｓ． 图１４为低温热交换器外循环冷却水侧ｈ・Ａ的 变化，由３ ０００ Ｓ时３ ９７Ｉ．４ Ｗ／Ｋ变为４ ３４０ Ｓ时的 ５ ２４７．０ Ｗ／Ｋ．内侧冷却水侧ｈ・Ａ的变化，如图ｌ５ 所示，由３ ０００ Ｓ时１ １ １０５．８ Ｗ／Ｋ变为４ ３４０ Ｓ时的 １３ ３３５．０ Ｗ／Ｋ．图１６为柴油机出水温度由３ ０００ ｓ 时的３７０．５ Ｋ变为４ ３４０ ｓ时的３７５．８ Ｋ，历时 】３４０ ｓ． 图１４ 多参数变化对低温热交换器外 循环水侧ｈ・Ａ的影响 Ｆｉｇ．１４ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ｏｕｔｓｉｄｅ ｗａｔｅｒ ｃｉｒｃｌｅ ｈ・Ａ 图ｌ５ 多参数变化对低温热交换器内侧ｈ・Ａ的影响 Ｆｉｇ．１ ５ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍｕｈｉｐｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｄｉａｔｏｒ ｉｎｓｉｄｅ ｗａｔｅｒ ｃｉｒｃｌｅ ｈ・Ａ 可以看出，仅改变外循环水流量时系统达到稳 定状态所需时间最短，这是因为仅改变外循环水流 量时，受影响的主要参数是低温热交换器外源冷却 水流速，使得低温热交换器传热系数发生变化，而对 冷却系统其他参数受影响较小，柴油机出口水温达 到稳定状态较快，而改变柴油机转速，由于是与曲轴 联结的机械水泵，系统内冷却水流量发生变化，通过 各热交换器冷却水流速均发生改变，柴油机出水温 度达到稳定状态较慢。当柴油机工况和外循环水流 量同时改变时，系统达到稳定状态所需时间比改变 单一参数时间长，这是因为同时改变工况和低温热 交换器外源水流量时，不仅低温热交换器传热系数 ３９０ 兵 工 学 报 第３２卷 薹 图ｌ６多参数变化柴油机出水温度的影响 Ｆｉｇ．１６ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 变化，而且冷却系统流量发生了改变，通过各热交换 器冷却水流速均发生改变，冷却系统各参数均发生 变化，达到稳定状态较慢。 ３ 结论 １）建立了某型柴油机冷却系统仿真模型，通过 热平衡实验，验证了该仿真模型是可信的。 ２）仅改变外循环水流量，柴油机冷却系统达 到稳定状态所需时间最短为８６５ ｓ；其次是仅改变 柴油机扭矩时，柴油机达到稳定状态需要１ ０５７ ｓ； 最后是改变柴油机转速，达到稳定状态需要Ｉ ２１１ 当工况和水流量同时改变时，达到稳定状态需要 １ ３４０ ８，比改变单一参数系统达到稳定状态所需时 间长。 ３）在研究智能化控制冷却系统时，将机械水 泵更换为不受柴油机转速影响的电控水泵。在制 定控制策略时，为使柴油机出水温度迅速达到稳 定状态，应根据工况首先调节外循环水流量，再根 据柴油机出水温度调节水泵转速，达到稳定出水 温度的目的。 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） 韩树，蔡丰，骆清国，等．军用履带车辆柴油机冷却系统研究 与发展综述［Ｊ］．内燃机，２００７，（５）：５—８． ＨＡＮ Ｓｈｕ，ＣＡＩ Ｆｅｎｇ，ＬＵＯ Ｑｉｎｇ—ｇｕｏ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌ・ ｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ａｒｍｏｒｅｄ ｖｅｈｉｄｅ ｅｎｇｉｎｅ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｓ，２００７，（５）：５—８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［２］ 董昌春．主机冷却水温度控制系统的神经网络ＰＩＤ控制研究 ［Ｄ］．上海：上海海事大学，２００５． ＤＯＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｃｈｕｎ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｅａｒｅｈ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ［Ｄ］． Ｓｈａｎｇｈａｉ：Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍａｒｉｔｉｍｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［３］ 吴桂涛，孙培廷．基于功率的缸套冷却水出口温度控制系统 的研究［Ｊ］．中国航海，２００３，（３）：７１～７４． ＷＵ Ｇｕｉ—ｔａｏ，ＳＵＮ Ｐｅｉ—ｔｉｎｇ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｌｉｎｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｏｆ ｍａｒｉｎ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ［Ｊ］． Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，２００３，（３）：７１—７４．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［４］ 冯建涛，骆清国，陈明飞，等．柴油机电控冷却系统性能仿真 ［Ｊ］．装甲兵工程学院学报，２００９，（２）：３３—３７． ＦＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｔａｏ，ＬＵＯ Ｑｉｎｇ—ｇｕｏ，ＣＨＥＮＧ Ｍｉｏｇ－ｆｅｉ，ｅｔ ａ１．Ａ ｓｉｍｕ— ｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｒｍｏｒｅｄ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，（２）：３３ —３７．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］ 帕坦卡Ｓ Ｖ．传热和流体流动的数值方法［Ｍ］．郭宽良，译． 合肥：安徽科学技术出版社，１９８４：５４—５８． Ｐａｔａｎｋａｒ Ｓ Ｖ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ［Ｍ］ＧＵＯ Ｋｕａｎ—ｌｉａｎｇ，ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ．Ａｎｈｕｉ：Ａｎｈｕｉ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｅｓｓ，１９８４：５４—５８．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［６］ 杨世铭，陶文铨传热学［Ｍ］．第３版．北京：高等教育出版 社．１９９８：１５８—１６９． ＹＡＮＧ Ｓｈｉ—ｍｉｎｇ，ＴＡＯ Ｗｅｎ—ｑｕａｎ．Ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ［Ｍ］．３ｒｄ ｅｄ． Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｐｒｅｓｓ，１９９８：１５８—１６９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［７］ 归柯庭，汪军，王秋颖．工程流体力学［Ｍ］．北京：科学出版 社，２００３：１４—１５． ＧＵＩ Ｋｅ—ｔｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ，ＷＡＮＧ Ｑｉｕ－ｙｉｎｇ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ｌｆｕ— ｉｄ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ［Ｍ］ Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｒｅｓｓ，２００３：１４— １５．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
