田文毅，李靜，程建松，鄭濤，吳艷

基于策略優(yōu)化對低溫下發(fā)動(dòng)機(jī)溫升的研究

田文毅1，李靜2，程建松1，鄭濤1，吳艷1

（1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241006；2.蕪湖伯特利汽車安全系統(tǒng)股份有限公司，安徽 蕪湖 241006）

低溫環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)溫升對行車的安全和舒適性密切相關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫溫升快、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高，除霜除霧性能好，有利于行車的視野安全；同時(shí)也讓客戶有更好的車內(nèi)舒適性體驗(yàn)。因此，如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫溫升是提升性能的基礎(chǔ)。文章基于策略優(yōu)化方向，研究發(fā)動(dòng)機(jī)低溫下水溫溫升的方法。

舒適性；發(fā)動(dòng)機(jī)水溫；液力變矩器；策略

引言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，不管是汽車主機(jī)廠還是用戶，對車輛的舒適性要求越來越全面，也越來越高，在低溫環(huán)境下，車輛的行車視野安全和車內(nèi)的舒適性都與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫及溫升速率密切相關(guān)。而如何有效地提升發(fā)動(dòng)機(jī)溫升是主機(jī)廠一直努力的方向。

本文基于改動(dòng)量最小，所需成本最小的方向，從軟件策略優(yōu)化方向提升發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫溫升速率。

1 問題提出

1.1 風(fēng)險(xiǎn)問題描述

某車型在開發(fā)階段后期由于市場需求變化增加寒帶（俄羅斯）銷售區(qū)域，導(dǎo)致原來基于溫帶開發(fā)的低溫舒適性性能無法滿足市場需求，而且嚴(yán)重的話可能會(huì)影響到行車視野安全的除霜性能[1]。如何提升低溫性能成為該車型能否順利上市的關(guān)鍵問題，如對現(xiàn)有車型進(jìn)行大范圍改制，又無法保證項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)的要求，因此需從改動(dòng)最小且容易實(shí)施的軟件優(yōu)化方向入手：提升水溫溫升速率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)水溫來適應(yīng)寒帶地區(qū)的要求。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)水溫要求

針對寒帶市場的舒適性及除霜安全性能需求，重新優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫目標(biāo)溫度，具體如下：

表1 水溫目標(biāo)溫度表

1.3 車輛基本信息

表2 車輛基本信息表

2 問題解決

2.1 優(yōu)化方案制定

通過多部門多專業(yè)的多次討論，統(tǒng)籌考慮各個(gè)性能的平衡和取舍，最終決定犧牲低溫下的經(jīng)濟(jì)性來提升舒適性：利用變速箱液力變矩器的工作狀態(tài)影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的狀態(tài)，并使變速箱液力變速器在低溫環(huán)境下工作狀態(tài)與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫關(guān)聯(lián)，從而低溫環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫溫升[2]。經(jīng)過CFD仿真分析，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫關(guān)聯(lián)點(diǎn)設(shè)置為73℃，基本可以滿足低溫舒適性對水溫及溫升的需求。具體描述為：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫低于73℃時(shí)，液力變矩器導(dǎo)輪不鎖止，泵輪和渦輪處于滑磨狀態(tài)；這時(shí)車輛在運(yùn)行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與液力變矩器存在一個(gè)轉(zhuǎn)速差，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于實(shí)際需求轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升可有效的可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)溫升[3]。液力變矩器示意圖，見圖1。

表3 具體策略要求表

2.2 優(yōu)化方案驗(yàn)證結(jié)果

采用上述提升發(fā)動(dòng)機(jī)水溫溫升策略進(jìn)行低溫環(huán)境下的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫驗(yàn)證，結(jié)果如下：

2.2.1驗(yàn)證工況

表4 驗(yàn)證工況表

2.2.2試驗(yàn)結(jié)果

優(yōu)化方案體現(xiàn)后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)果，見圖2：

圖2 轉(zhuǎn)速結(jié)果圖

優(yōu)化方案與原車發(fā)動(dòng)機(jī)水溫結(jié)果詳見下表：

表5 水溫結(jié)果表

從對比可以看出：-30℃環(huán)境時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫相比原車-20℃環(huán)境有了較大大幅的提升。

驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)水溫情況的同時(shí)，對該車的低溫舒適性進(jìn)行主觀評價(jià)，可以滿足人體舒適性要求，該優(yōu)化方案滿足性能提升目標(biāo)要求。

3 結(jié)論

綜上：要利用綜合手段提高發(fā)動(dòng)機(jī)溫升，尤其在策略優(yōu)化方面，可以用最短的時(shí)間，最低的成本來達(dá)到提升性能的目標(biāo)。

[1] 吳望一.流體力學(xué)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2009.

[2] 徐向陽.自動(dòng)變速箱電控系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.

[3] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1983.

Research on Engine Temperature Rise at Low Temperature Based on Strategy Optimization

Tian Wenyi1, Li Jing2, Cheng Jiansong1, Zheng Tao1, Wu Yan1

( 1.Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241006;2.Wuhu Bethel Automobile Safety System Co., Ltd., Anhui Wuhu 241006 )

Engine temperature rise is closely related to driving safety and comfort in low temperature environment. Engine water temperature rise quickly, engine water temperature is high, defrosting and defogging performance is good, is conducive to driving the safety of vision; It also gives customers a better in-car comfort experience. Therefore, how to improve the engine water temperature rise is the basis of improving performance.Based on the Strategy Optimization Direction, this paper studies the method of water temperature rise at low temperature of engine.

Comfort; Engine water temperature; Torque converter; Strategy

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.020

U464

A

1671-7988(2021)02-64-02

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田文毅（1990-），工程師，就職于奇瑞汽車股份有限公司，研究方向：熱管理性能開發(fā)。