節(jié)溫閥對(duì)自動(dòng)變速箱溫升效果影響研究

李向兵 祁穩(wěn) 楊偉龍 潘道勇 王威

摘 要：變速箱作為動(dòng)力總成的一個(gè)重要部件，其功能及性能對(duì)整車(chē)表現(xiàn)影響非常大。在整車(chē)啟動(dòng)后，快速的將自動(dòng)變速箱的溫度升至正常溫度不僅有助于提高變速箱的傳動(dòng)效率降低油耗，并且也能提供較好的駕乘感受。文章主要研究在整車(chē)?yán)錂C(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)時(shí)，兩種節(jié)溫閥控制機(jī)理的區(qū)別帶來(lái)的對(duì)自動(dòng)變速箱溫升效果的影響。

關(guān)鍵詞：節(jié)溫閥;自動(dòng)變速箱;溫升

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.21? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）22-97-02

Abstract： As an important part of the power assembly， the function and performance of the transmission have a great influence on the realization of the whole vehicle. After the vehicle is started， quickly raising the temperature of the automatic gearbox to the normal temperature will not only improve the transmissions efficiency and reduce fuel consumption， but also provide a better driving experience. This paper mainly studies the influence of the difference between the two kinds of thermostatic on the temperature rise effect of the automatic transmission when the vehicle is started in cold state.

Keywords： Thermostat; Automatic transmission; Temperature rise

CLC NO.： U463.21? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-97-02

1 引言

整車(chē)在低溫環(huán)境工況或正常環(huán)境溫度長(zhǎng)時(shí)間靜置啟動(dòng)時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱均保持低溫狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力總成的拖矩增大、傳遞效率較低。依據(jù)某款變速箱效率測(cè)試表明，同樣的扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，變速箱在80℃時(shí)的傳遞效率值大致比40℃時(shí)高4%左右。另外，對(duì)自動(dòng)變速箱來(lái)說(shuō)，較高的變速箱油溫（通常指90±10℃）能使變速箱發(fā)揮出更好的性能表現(xiàn)（擋位切換、動(dòng)力變化等）。所以在整車(chē)?yán)錂C(jī)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙的熱管理技術(shù)在保證發(fā)動(dòng)機(jī)快速升溫的前提下，也要及早的利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)變速箱進(jìn)行加熱。

本文主要研究對(duì)比某搭載自動(dòng)變速箱的整車(chē)上發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)變速箱冷卻支路上的兩種節(jié)溫閥（一種蠟式機(jī)械閥，一種電子閥）對(duì)自動(dòng)變速箱溫升效果的影響。

2 節(jié)溫閥原理

節(jié)溫閥的位置：節(jié)溫閥位于變速箱熱交換器發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出口位置，即發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液自發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋引水，經(jīng)變速箱冷卻器熱交換，然后再流經(jīng)節(jié)溫閥返回冷卻液循環(huán)。

節(jié)溫閥機(jī)理：

①蠟式節(jié)溫閥：當(dāng)流經(jīng)節(jié)溫閥的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí)，閥會(huì)相應(yīng)的逐漸開(kāi)啟并隨溫度上升而完全打開(kāi)。本車(chē)上的蠟式節(jié)溫閥初開(kāi)溫度80±2℃，全開(kāi)溫度90±2℃;節(jié)溫閥在關(guān)閉狀態(tài)下也存在一定的泄漏量，主要是為了讓高溫冷卻液盡快的流動(dòng)到節(jié)溫閥位置來(lái)。

②電子節(jié)溫閥：使用電控動(dòng)作來(lái)驅(qū)動(dòng)閥芯的開(kāi)關(guān)。本次測(cè)試使用的是一個(gè)常開(kāi)閥，在供給5V電壓時(shí)，閥芯全關(guān)，電壓降至2.5V以下時(shí)，閥芯全開(kāi)。電子節(jié)溫閥的開(kāi)關(guān)由軟件設(shè)定，即對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度進(jìn)行判定，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)溫度時(shí)，軟件控制節(jié)溫閥開(kāi)啟;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于目標(biāo)溫度時(shí)，控制節(jié)溫閥關(guān)閉。

本次研究設(shè)定電子節(jié)溫閥通過(guò)對(duì)CAN總線(xiàn)上采集的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度T進(jìn)行邏輯判斷，控制方案設(shè)定如下：

3 測(cè)試驗(yàn)證

車(chē)輛在常溫環(huán)境下正常啟動(dòng)，保持同樣的油門(mén)開(kāi)度和制動(dòng)開(kāi)度使車(chē)速保持0-50Km/h（保持5s）-0這樣的循環(huán)，在冷卻器進(jìn)出水口和進(jìn)出油口加裝溫度傳感器，監(jiān)測(cè)幾個(gè)溫度的變化趨勢(shì)。

試驗(yàn)過(guò)程中，使用蠟式節(jié)溫閥和電子節(jié)溫閥（手動(dòng)開(kāi)啟）的結(jié)果如圖2和圖3所示。

由測(cè)試結(jié)果對(duì)比可看出來(lái)，在這種工況下，變速箱自身產(chǎn)熱功率有限，使用蠟式節(jié)溫閥時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度在早早達(dá)到80℃以上之后，受變速箱油液降溫影響，在達(dá)到節(jié)溫閥處時(shí)溫度大幅下降，不足以使節(jié)溫閥開(kāi)啟。變速箱基本上只能靠自身產(chǎn)熱來(lái)升溫。

反觀電子節(jié)溫閥，通過(guò)CAN采集的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液控制開(kāi)關(guān)，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液達(dá)到目標(biāo)溫度之上時(shí)，可快速打開(kāi)閥芯，能對(duì)變速箱進(jìn)行有效的升溫。

為了更精確的對(duì)比兩種節(jié)溫閥的效果，盡量消除其它變量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，將同一輛整車(chē)分別裝配兩種狀態(tài)的節(jié)溫器在帶環(huán)境倉(cāng)的轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的NEDC工況測(cè)試（同意的環(huán)境溫度），整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，變速箱油及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的變化如圖4所示。

結(jié)果很明顯的表明，使用電子節(jié)溫閥時(shí)，既可以及時(shí)有效的提升變速箱的油溫，也不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液產(chǎn)生明顯的影響。

4 結(jié)論

本文通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比蠟式節(jié)溫閥和電子節(jié)溫閥在變速箱溫升過(guò)程中的影響，得出電子節(jié)溫閥可以有效且快速的促進(jìn)變速箱的溫升。

參考文獻(xiàn)

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