汽車熱管理綜述-wenkub
2023-04-24 03:00:40 本頁面
【正文】 相應的平臺技術支持。另外，有一點我們值得注意，就是我們國內的實驗條件還不完善。而廠家，也有單位對發(fā)動機熱管理投入了很大了精力。另外，也是因為發(fā)動機制造商僅對節(jié)溫器和冷卻液泵有具體的要求，而汽車制造商對風扇和散熱器有特殊的要求。重型汽車熱管理系統(tǒng)基本結構在過去的40—50年里變化不大，有些部件(冷卻液泵和節(jié)溫器)的設計基本上沒改變過。目前，國內對汽車整車或者整機的熱管理研究并不成熟，還處于初級階段。因此，開發(fā)高效可靠的汽車熱管理系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)動機進一步提高功率、改善經(jīng)濟性所必須突破的關鍵技術問題。幸運的是，現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并探索出了“最后的領地”—汽車熱管理。汽車熱管理現(xiàn)狀發(fā)展綜述自從汽車產(chǎn)生以來，排放以及燃油經(jīng)濟性有關先進科學技術陸續(xù)應用到了內燃機上，汽車性能得到了明顯的改善。何為汽車熱管理系統(tǒng)？汽車熱管理系統(tǒng)是從系統(tǒng)集成和整體角度出發(fā)，統(tǒng)籌熱量與發(fā)動機及整車之間的關系，采用綜合手段控制和優(yōu)化熱量傳遞的系統(tǒng)。因此采用先進的熱管理系統(tǒng)設計理念，應用汽車現(xiàn)代設計方法和手段，對汽車熱管理系統(tǒng)進行深入研究具有十分重要的意義。國內對整車或者整機的研究主要集中在某幾個高校，如同濟大學、浙江大學、西安交通大學、清華大學等；而只有幾所高校研究發(fā)動機的整機熱管理，并且還處于起步階段；而對于整車的熱管理研究，國內幾乎沒有可以承擔的。傳統(tǒng)的節(jié)溫器通常采用的是注蠟式節(jié)溫器，它只能在一定的冷卻液溫度(80一85℃)內進行單點控制(節(jié)溫器在85℃時開啟，80℃時關閉)，不能滿足未來的冷卻系統(tǒng)對冷卻液流量精確控制的要求。所以，這種傳統(tǒng)的彼此分開的熱管理設計無法使系統(tǒng)最優(yōu)國內郭新民等對裝載機冷卻系統(tǒng)控制裝置進行了研究，該發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的風扇和水泵由液壓馬達驅動，利用單片機根據(jù)冷卻水溫度的變化調節(jié)電磁比例溢流閥的溢流量以實現(xiàn)冷卻風扇和水泵轉速的自動調節(jié)。2007年，鄭州宇通集團有限公司生產(chǎn)的客車采用了發(fā)動機熱管理技術，能夠精確控制發(fā)動機冷卻水溫度（86~95176。只有某幾所大學可能才有最基礎的實驗條件。同濟大學倪計民等建立了發(fā)動機熱管理系統(tǒng)試驗平臺，試驗平臺包括駕駛室取暖器、節(jié)氣門加熱裝置、發(fā)動機罩等，結構與整車相同可以研究熱管理系統(tǒng)中各部件的工作特性，進行發(fā)動機各種工況的熱性能試驗研究。汽車熱管理系統(tǒng)主要用于發(fā)動機冷卻和溫度控制，其中包括對發(fā)動機、機油、潤滑油、增壓空氣、燃料、電子裝置以及排氣再循環(huán)（EGR）的冷卻和對發(fā)動機艙及駕駛室的溫度控制等。因此，以下主要介紹水冷發(fā)動機的熱管理研究現(xiàn)狀。而現(xiàn)行的發(fā)動機的冷卻結構基本上還是幾十年前的結構，并沒有大的變化，如圖1。另外，在發(fā)動機熱管理研究中，國內大部分廠家并沒有從整體考慮整機的熱管理。圖1. 傳統(tǒng)的汽車冷卻系統(tǒng) 現(xiàn)代汽車發(fā)動機整機熱管理研究方向 對于單獨的冷卻系統(tǒng)主要研究的是發(fā)動機冷卻部件的散熱情況，而發(fā)動機熱管理則涉及發(fā)動機全系統(tǒng)及整車。下面主要介紹兩種應用，即“精密冷卻”和“分流式”系統(tǒng)。而精密冷卻對于汽油機來說，其潛在的優(yōu)勢是較低的摩擦，更快的加熱，爆震阻力加大以及氣缸與氣缸之間溫度差異性更?。蛔罱K來說，它降低了燃油消耗和排放。主要思想就是，把汽缸蓋和汽缸體劃分為不同的冷卻回路，也使得它們具有不同的溫度。無論是精確冷卻系統(tǒng)還是分流式冷卻系統(tǒng)，都要求對發(fā)動機冷卻水套進行必要的改進以優(yōu)化冷卻液流動，同時還需要相應的程序進行控制才能達到最佳效果。另外，他們在1999年又提出了在發(fā)動機上配置一種名為THEMIS的先進發(fā)動機熱管理系統(tǒng)，其主要部件包括電控水泵。系統(tǒng)主要部件集中安裝在駕駛艙后側的熱管理系統(tǒng)模塊艙(駕駛室影響模塊艙進氣)中，艙內包括動力系統(tǒng)的散熱器、水冷中冷器的散熱器、混合水箱、電控風扇、電控水泵和電控節(jié)溫器，而中冷器和機油冷卻器位于動力系統(tǒng)附近。 總體來說，智能化熱管理系統(tǒng)研發(fā)的關鍵技術是熱管理系統(tǒng)與發(fā)動機運行的匹配的技術以及系統(tǒng)優(yōu)化控制策略的選擇問題。提高發(fā)動機后冷卻和駕駛艙后加熱能力。而新材料的應用最終目的還是為了提高零部件的冷卻效率。而我們國內，對這方面也有了初步的研究。另外，由于加工工藝的要求很苛刻以及高溫下潤滑的問題，限制了陶瓷發(fā)動機的發(fā)展。這個概念最先也是由國外提出的。(k。但是冷卻流體一變，冷卻器的材料就要考慮，所以對于納米流體的命運還尚未可知。大連理工大學的白敏麗研究發(fā)動機熱平衡時也只是局限于將活塞組與汽缸套耦合起來考慮發(fā)動機的傳熱，并沒有上升到整機熱平衡的高度；另外浙大的俞小莉教授也是主要針對缸內部件進行了相關的耦合熱分析，對于整機的研究也不是很深入。梁樂華等用KULI軟件建立整車熱管理模型，模型包括發(fā)動機模塊、空調模塊、車身模塊和空氣側流動模塊。另外，顧寧，倪計民等利用KULI軟件建立了發(fā)功機冷卻模型對瞬態(tài)下冷卻溫度以及潤滑油溫度變化進行了仿真。其中一篇論文上介紹了一種中型軍車上應用的一個熱管理系統(tǒng)，他們把發(fā)動機熱管理系統(tǒng)與傳動系統(tǒng)冷卻分離開來，并且把風扇與水泵都從發(fā)動機身上解脫出來了，利用電控系統(tǒng)來控制。而仿真也大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)時間，減少了成本。后期問題的解決也可能會引起機艙空間布置的重新更改，造成設計周期的延長和開發(fā)成本的巨大浪費。國內對于機艙的研究，也主要是考慮布置的要求，并從這
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