我国地形复杂,高原面积广阔,大气压力、空气密度、含氧浓度会随着海拔高度不同而发生变化,这些因素会影响发动机的燃烧过程,造成发动机热流量分配存在差异。此外,我国大部分地区普遍存在高温现象,高的环境温度使换热器散热能力下降、发动机热负荷增加,进而影响发动机性能与可靠性。因此,高温、变海拔环境下的热管理问题已经成为限制发动机性能发挥的关键性问题。开展高温、变海拔柴油机传热特性变化规律的研究对发动机热负荷控制策略制定、合理设计与优化冷却系统结构以及发动机高原环境适应性研究具有重要意义。为了解高原、高温环境密闭舱柴油机冷却系统传热特性及其影响因素和影响规律,以某两缸增压中冷柴油机为研究对象,采用GT-suite仿真软件建立了柴油机冷却系统一维仿真模型,同时开展了不同海拔下增压中冷柴油机外特性工况热平衡试验,分析了不同海拔(大气压力)对柴油机热流量分配的影响规律,并通过试验数据校验了一维仿真模型的准确性。利用该模型,改变其边界条件,研究了外特性工况下海拔高度、环境温度对柴油机冷却系统传热特性的影响规律。采用AVL-FIRE仿真软件,利用一维仿真获取的边界条件对柴油机冷却水套流场进行了三维数值仿真分析并对水套进行结构优化。研究结果表明:1)在0～2千米海拔高度区间,每升高1千米,冷却液散热量平均增加0.8k W(约1.83%);风扇质量流量、散热器对流传热系数、散热器散热量、散热器进出口温差、发动机进出水温差分别平均减小12.47%、13.30%、8.15%、8.88%、4.19%。2)当海拔高度为2千米时,环境温度在10～50℃区间,环境温度每升高10℃,散热器散热量、散热器对流传热系数、风扇质量流量分别平均下降16.5%、3.57%、3.64%;当环境温度超过40℃时,高转速高负荷工况下的发动机冷却系统散热能力不足,造成冷却液温度超过限值。3)优化前发动机冷却水套内冷却液流速低(平均流速低于0.5m/s),水套部分区域流场分布不合理,难以满足冷却要求。增加冷却水套入口流量后缸盖、缸体冷却强度显著提高。通过优化缸盖水套入水口和缸体缸盖水套连接水孔结构,消除了缸盖水套入口附近高压集中现象,避免了穴蚀的产生,同时使进气侧缸体水套上部流动性显著增强,流场分布更加合理,整个水套内冷却液流动均匀性得到明显改善。