问发动机热管理系统的实践

发动机热管理系统是如何节油的？ 发动机热管理系统能够从节能降耗、运行更可靠、延长发动机及附件使用寿命三个方面起到降低油耗，减少维修费用的目的，并保障车辆的可靠运行。 1、燃油燃烧更充分（节能降耗） 通过优化客车发动机进排气系统，对发动机进排气阻力进行优化，给发动机最佳的空气燃油比例，实现燃油的更充分的燃烧，提升了燃油使用率，达到节省燃油的目的。 通过改进发动机温控系统，保证发动机在最适宜的温度环境80°c-95°c下工作，从而最大限度地发挥动力效能，并有效延长发动机寿命。 2、仓体散热更科学（运行可靠） 通过对发动机仓体空气流动路径的测量与仓体内结构布置的改进，提高车辆通过结构来改善仓体散热的能力，尽量减少附属件做工。 根据运行中车辆仓体内部温度分布的研究，将易高温老化的零部件的位置进行优化，提高发动机仓体内各部件的寿命。 3、动力利用更有效（延长使用寿命） 通过对发动机附件的优化管理，使发动机所产出的能量，在冷却风扇、气泵、空调压缩机等附属耗能设备中得以最合理的分配、应用，减少了能量的无效损耗，将更多能量集中供给客车行驶。 发动机热管理系统——降低进排气阻力 发动机进气量的大小决定了发动机燃烧是否充分，较大的进气阻力将导致功率降低、油耗增加。宇通掌握了多种发动机进气系统对油耗的影响规律，极大的满足了发动机对进气阻力的要求，使油耗更低，运营更经济。 进气阻力对整车油耗的影响规律是，在进气阻力远大于发动机要求时，影响作用很大，当进气阻力逐渐减小，对油耗的影响作用也逐渐减小，当进气阻力完全符合发动机要求时，降低油耗的效果递减。 通过对进气阻力的优化改进，在等速行驶过程中，油耗下降2.7升。 发动机热管理系统——耗能附件管理 通过对发动机附件的优化管理，最合理的分配发动机所产出的能量，减少了能量的无效损耗，将更多能量集中供给客车行驶；同时更好的控制发动机工作环境，延长发动机使用寿命。 目前客车采用的发动机额定转速通常为2000rpm左右，风扇与发动机之间的传动比根据不同车型，约为1.2-1.5之间，因此，车辆在高速行驶过程中，风扇的转速将在2600-3000rpm，此时风扇消耗功率在10kw以上。占发动机平均使用总功率的10％左右。如果风扇转速降低至1200rpm以下，消耗功率下降80％，从理论上分析整车油耗将下降约7%左右。 发动机热管理系统——仓体热管理 仓体热管理技术是博士后工作站对仓体温度高的问题进行的专项研究。极大的提高了仓体内各种橡胶管路和电气管路使用寿命，并且对附件的正常工作和火灾隐患的控制也有很大的效果。

发动机热管理系统，就是给发动机装一台变频“空调”。使发动机在工作循环时，保持在最佳温度（90ºc）。发动机只有在最佳温度下工作才最省油。因此，为了保证发动机运转正常，在发动机装了一台变频空调，以达到控制发动机温度。当发动机温度高时，风扇转速提高，从而控制发动机最佳温度。然而，未装热管理系统的发动机，它的风扇转速和发动机转速是保持不变的。 发动机热管理技术主要有两个系统组成：一是冷却智能控制模式，二是风扇智能控制模式。热管理系统是使发动机不过冷也不过热，一直控制在90ºc最佳温度内，使发动机在工作中发挥最佳能量，燃油消耗也达到最佳境界。风扇智能控制系统，就是发动机在工作中，系统控制发动机散热情况，从而达到转速高和低。一般发动机风扇高速运转时，要消耗10kw的能量，而风扇智能控制系统，能合理控制风扇运转，使发动机在最佳温度工作下，而节省发动机能量。 当发动机加装热管理系统时，它能在最佳温度下工作，这样发动机能大大减少机械磨损，又提高发动机使用寿命，又能达到节省燃油目的。

法雷奥公司在1992年开发出了一种由电控水泵、电控节温器和电动风扇组成的发动机冷却系统。其电控水泵由电机驱动，可以对冷却液流量进行独立控制；由于不用曲轴驱动，安装位置比较灵活，可以优化水泵水力特性设计，减少压力损失，降低了驱动损失。电控节温器的控制系统由传感器、电机和控制模块组成，可以根据冷却液温度或者发动机部件温度来控制冷却液流量。该公司在此基础上开发出了THEMIS先进发动机热管理系统，能够根据驾驶条件和发动机负荷来管理和优化发动机温度，以改善发动机的冷却性能和排放特性。发动机热管理系统研发的关键技术之一是热管理系统与发动机运行的匹配技术以及系统优化控制策略的选择问题。热管理系统效率很大程度上依赖于系统优化控制策略，控制对象包括水泵转速、电控节温器阀门开度以及冷却风扇转速等。可以根据汽车发动机实际工作和试验情况，依据系统优化原则来制定智能化电控热管理系统控制策略，使发动机在不同工况下均工作在最佳温度范围。此外CAE技术也为汽车热管理系统的研究开辟了新的途径，使模拟仿真成为一种非常有效的研究手段。同传统的建造－试验方法相比，仿真具有可预先研究、无条件限制、信息丰富、成本低和周期短等优点。另一方面，试验研究虽然周期长、花费高，但真实可靠，不仅为模拟研究提供充分的试验数据，还能验证仿真计算的精度，是发动机热管理研究必不可少的手段。试验研究和模拟研究应当有机地结合起来，发挥各自的研究优势，不仅能够缩短热管理系统设计的周期和成本，也必将促进发动机热管理系统的快速发展。由于使用特点的不同，汽油机相比柴油机在热管理技术研究与应用方面的发展更为先进。现代汽油机一般都采用了电控热管理系统，而且正朝着和整机热管理系统集成的方向发展。相比之下，柴油车，尤其是中重型车，由于使用条件要求严格，如负荷大、运行里程长、可靠性要求高、使用环境恶劣，对其发动机热管理系统开发的要求要严格得多。就目前来说，CAE技术已经在柴油机热管理设计方面得到了规模应用，下一步需要重点发展的是系统的智能化应用。这不但对系统的关键部件（如水泵）提出了更高的要求，同时也对系统的控制策略提出了严峻的挑战。