重卡進氣系統的案例
汽車主動進氣格柵調節下的Flowmaster冷卻系統分析
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。利用主動進氣格柵（百葉窗式葉片），來控制經過格柵對冷卻系統和發動機艙降溫的氣流，不僅可以優化汽車空氣動力性能，而且當車輛在冷車狀態下啟動時，進氣格柵主動關閉系統還能控制葉片長時間地保持關閉狀態，使得發動機更快達到合適的運行溫度，從而幫助汽車降低油耗。
2. 技術難點
電動進氣格柵的控制策略集成在發動機控制器（EMC）內，EMC按照控制策略，在獲取發動機冷卻液溫度、空調系統壓力、車速、環境溫度、冷卻風扇狀態等物理參數后，結合發動機最佳工作溫度、空調高效工作系統壓力等目標參數，計算出進氣格柵的目標開度。整個控制系統非常復雜。如何根據進氣格柵對整車各個系統的影響，在滿足冷卻系統需求的情況下，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動機溫度的監控結果，控制一部分進氣格柵的開閉。當發動機溫度不高時，通過關閉部分格柵來降低車輛的風阻系數，以便最終達到節省油耗的目的。下圖為使用Flowmaster建立的汽車熱管理模型。
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情況。通過下圖可以看到：1）暖風未開工況下，格柵關閉600s左右后開始打開，然后循環開閉。2）暖風開啟工況下，格柵關閉2600s左右后打開，然后循環開啟。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化。
4. 總結
汽車冷卻系統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，冷卻系統都有富足的冷卻能力。
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