汽車主動進氣格柵調(diào)節(jié)下的Flowmaster冷卻系統(tǒng)分析

(轉(zhuǎn))

1. 背景描述

主動進氣格柵(AGS)通過電機主動控制進氣格柵的進氣角度,影響著空氣流動性和進氣量等參數(shù)。利用主動進氣格柵(百葉窗式葉片),來控制經(jīng)過格柵對冷卻系統(tǒng)和發(fā)動機艙降溫的氣流,不僅可以優(yōu)化汽車空氣動力性能,而且當車輛在冷車狀態(tài)下啟動時,進氣格柵主動關(guān)閉系統(tǒng)還能控制葉片長時間地保持關(guān)閉狀態(tài),使得發(fā)動機更快達到合適的運行溫度,從而幫助汽車降低油耗。

圖片2.png

2. 技術(shù)難點

電動進氣格柵的控制策略集成在發(fā)動機控制器(EMC)內(nèi),EMC按照控制策略,在獲取發(fā)動機冷卻液溫度、空調(diào)系統(tǒng)壓力、車速、環(huán)境溫度、冷卻風扇狀態(tài)等物理參數(shù)后,結(jié)合發(fā)動機最佳工作溫度、空調(diào)高效工作系統(tǒng)壓力等目標參數(shù),計算出進氣格柵的目標開度。整個控制系統(tǒng)非常復雜。如何根據(jù)進氣格柵對整車各個系統(tǒng)的影響,在滿足冷卻系統(tǒng)需求的情況下,盡量減小進氣格柵的開度是一大難點。

3. 案例介紹

該案例是國外某汽車整車廠商主動進氣格柵案例。其工作原理是通過對發(fā)動機溫度的監(jiān)控結(jié)果,控制一部分進氣格柵的開閉。當發(fā)動機溫度不高時,通過關(guān)閉部分格柵來降低車輛的風阻系數(shù),以便最終達到節(jié)省油耗的目的。下圖為使用Flowmaster建立的汽車熱管理模型。

圖片3.png

通過Flowmaster仿真計算獲得了兩種工況下(紫線—暖風未開工況;紅線—暖風開啟工況)格柵的開啟以及循環(huán)情況。通過下圖可以看到:1)暖風未開工況下,格柵關(guān)閉600s左右后開始打開,然后循環(huán)開閉。2)暖風開啟工況下,格柵關(guān)閉2600s左右后打開,然后循環(huán)開啟。因此,通過仿真可以預測不同工況下格柵的開閉情況,進而對冷卻模塊進行優(yōu)化。                   

圖片4.png

4. 總結(jié)  

汽車冷卻系統(tǒng)的設計一般都是在考慮最大冷卻需求的情況下進行的,在汽車行駛的大部分工況下,冷卻系統(tǒng)都有富足的冷卻能力。通過具體工況主動調(diào)整進氣格柵的開度,可以充分利用冷卻系統(tǒng)的冷卻能力,不僅有利于減少整車風阻,還能降低能耗,快速暖機,優(yōu)化排放,提高動力和暖風性能等優(yōu)點。

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