為降低燃油消耗，一種有效的策略是提高發(fā)動機瞬態(tài)冷卻系統(tǒng)的性能。寶馬的柴油發(fā)動機研發(fā)部用modeFRONTIER來優(yōu)化發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，支持新更新熱模型的驗證步驟，通過這種方式確定了一個比較和優(yōu)化不同冷卻系統(tǒng)的準確框架。

挑戰(zhàn)

為了確定六缸225kw柴油發(fā)動機的瞬態(tài)冷卻系統(tǒng)的更好配置，寶馬的工程師團隊用Kuli軟件生成了空氣和冷卻液回路的模型，并用三維CFD仿真進行了檢驗。為了驗證模型，在實驗平臺上對兩種不同的駕駛循環(huán)以及載荷步進行了實驗測量。對實驗中車輛內(nèi)油和水循環(huán)兩種不同冷卻液的熱平衡進行了比較，結(jié)果差別明顯，即使對于非常相似的發(fā)動機工作點。特別是當風速作用于曲軸箱時，很難對試驗臺架上發(fā)動機罩下實際熱環(huán)境之外的油底殼和氣缸頭進行精確確定，這影響了相關(guān)瞬態(tài)冷卻模擬的可靠性。為了提高仿真的可靠性，對發(fā)動機模型進行了改進，以減少實驗測試中觀察到的測量差異。

解決方案

發(fā)動機模型中的冷卻液回路和空氣路徑模型包括兩組需要優(yōu)化的主要參數(shù)：五個傳熱系數(shù)和四個熱容量。modeFRONTIER使工程師可以建立一個有效的優(yōu)化工作流程，自動與KULI發(fā)動機模型交互，找到九個參數(shù)的最優(yōu)配置。

GüGünther PESSL，寶馬仿真部門的頭說：“兩個軟件之間很容易建立集成，從而可以在發(fā)動機分析中更快地識別最好的傳熱系數(shù)和熱慣性。在將試驗臺模型轉(zhuǎn)化為真實的車輛模型時，一些參數(shù)在驗證循環(huán)中出現(xiàn)了波動，特別是油溫在爬坡過程中出現(xiàn)的偏差最大。借助于對爬坡周期進行的優(yōu)化循環(huán)，對發(fā)動機參數(shù)進行了改進，從而顯著提高了Miramas 寶馬測試軌道的測量精度”。

modeFrontier的優(yōu)勢

modeFRONTIER幫助寶馬團隊建立了一個可靠的瞬態(tài)冷卻系統(tǒng)模型，與新的實驗指引吻合，精度足以重復使用于比較和優(yōu)化不同的冷卻配置。該軟件顯著降低了機油溫度和冷卻液側(cè)模型的誤差，改善了相應的溫度趨勢。此外，modeFRONTIER的自動化能力及其強大的優(yōu)化算法，可以進行自動參數(shù)尋優(yōu)，從而支持并縮短模型驗證的步驟。