发动机冷起动后热管理系统的综合仿真优化方法



发动机冷起动后热管理系统的综合仿真优化方法

为了减少温室气体的排放，提高燃料的利用效率，各国不断出台各种法规来限制CO2的排放。除了使用含碳量低的燃料如压缩天然气（CNG）或氢，来降低CO2的排放量，内燃机的效率也是重点改进方向。欧盟就对其区域内的所有内燃机实行新欧洲行驶循环（NEDC）来测量所有新的内燃机的排放量。发动机运行周期的一个特定阶段就是冷起动，其特点就是燃料的化学能向机械能的转化率较低。这是因为冷起动时润滑油在较低温度下的粘度会高于正常工作温度下的粘度，粘度高会使摩擦力加大，导致排放周期内燃料消耗和CO2排放量更为严重。因此，一套合适的热管理系统如排气换热器、发动机余热回收系统等，对于提高燃油温度有很好的改善效果，可降低废气中CO2的含量，提高燃料的燃烧效率。建立了一个集成的发动机模型，对上述过程进行仿真优化分析，该模型以一台依维柯2.8L自然吸气发动机为原型，整合集成了各个不同且相互作用的子模型，包括发动机的热力学模型、车辆动力学模型、冷却系统、润滑系统和摩擦副的模型，并对该集成模型进行仿真和试验的结果进行对比分析，验证该模型建立的精度，进而对发动机不同工况下预热能力进行模拟仿真。仿真结果表明，该模型可以用来预测不同热管理系统的效率，以及在不同驾驶工况下控制发动机预热的效果。

Carlo N. Grimaldi et al.

SAE 2015-01-0343

编译：张苏铁