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發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)后熱管理系統(tǒng)的綜合仿真優(yōu)化方法

為了減少溫室氣體的排放，提高燃料的利用效率，各國(guó)不斷出臺(tái)各種法規(guī)來(lái)限制CO2的排放。除了使用含碳量低的燃料如壓縮天然氣（CNG）或氫，來(lái)降低CO2的排放量，內(nèi)燃機(jī)的效率也是重點(diǎn)改進(jìn)方向。歐盟就對(duì)其區(qū)域內(nèi)的所有內(nèi)燃機(jī)實(shí)行新歐洲行駛循環(huán)（NEDC）來(lái)測(cè)量所有新的內(nèi)燃機(jī)的排放量。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行周期的一個(gè)特定階段就是冷起動(dòng)，其特點(diǎn)就是燃料的化學(xué)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化率較低。這是因?yàn)槔淦饎?dòng)時(shí)潤(rùn)滑油在較低溫度下的粘度會(huì)高于正常工作溫度下的粘度，粘度高會(huì)使摩擦力加大，導(dǎo)致排放周期內(nèi)燃料消耗和CO2排放量更為嚴(yán)重。因此，一套合適的熱管理系統(tǒng)如排氣換熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收系統(tǒng)等，對(duì)于提高燃油溫度有很好的改善效果，可降低廢氣中CO2的含量，提高燃料的燃燒效率。建立了一個(gè)集成的發(fā)動(dòng)機(jī)模型，對(duì)上述過(guò)程進(jìn)行仿真優(yōu)化分析，該模型以一臺(tái)依維柯2.8L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)為原型，整合集成了各個(gè)不同且相互作用的子模型，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)模型、車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和摩擦副的模型，并對(duì)該集成模型進(jìn)行仿真和試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證該模型建立的精度，進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下預(yù)熱能力進(jìn)行模擬仿真。仿真結(jié)果表明，該模型可以用來(lái)預(yù)測(cè)不同熱管理系統(tǒng)的效率，以及在不同駕駛工況下控制發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱的效果。

Carlo N. Grimaldi et al.

SAE 2015-01-0343

編譯：張?zhí)K鐵