重型载货车冷却系统节能优化与试验研究

摘要

随着化石能源的日趋紧张，节能成了汽车设计的关键性能指标之一。由于冷却系统是汽车的重要构成部分，在车辆的设计过程，应该努力提高冷却系统的工作效率，减少其燃油消耗，进而提高汽车的节能效果。
　　本文从某青岛公司现有重型载货车产品油耗性能提升的角度出发，结合体系内配套资源及用户的实际使用情况，从以往设计人员对冷却系燃油消耗研究较少分析，提出减少水泵和风扇的功耗是一个很好的提升方案。本文同时确立载货车冷却系的耗功评价方法，用来对发动机冷却系统的主要部件和关键参数进行匹配计算和优化设计，具体表现在优化散热器结构减小其内阻;对风扇重新优化或选型，提高它的吸风工作效率;对散热系统周围进行密封处理，并选用“迷宫式”护风圈以减小风扇后部的热风回流。通过对冷却系统优化前、后的车辆进行油耗对比后发现，结构改进带来的油耗提升表现仍然很有限。
　　因此，利用整车电控系统，对冷却系统风扇的智能控制方面进行分析研究。系统是通过采用电控硅油离合器，实现风扇转速按照发动机冷却水温度等多种控制策略，减少发动机低温时冷却系统徒劳消耗燃油，同时提高发动机的水温节约燃油。为保证风扇性能，首先对电控硅油离合器进行了静态台架标定，然后通过负荷拖车验证风扇实际转速与目标转速的跟随性以及水温控制的稳定性;最后通过用户车辆的道路试验，对机械硅油离合器和电控硅油离合器进行整车油耗及发动机水温测试，最终结果表明电控硅油离合器风扇对整车降油耗有显著的作用，达到了预期的优化的目的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的目的与意义

1．2 车用冷却系统的研究现状

1．2．1 冷却系统的智能化

1．2．2 冷却系统的结构优化

1．2．3 温度设定点的合理调节

1．2．4 冷却机理的优化创新

1．2．5 介质流动的合理组织

1．3 本文的主要研究内容

第2章 重型载货车冷却系统节能优化

2．1 冷却系传统的设计流程

2．2 传统冷却系统的参数确定及零部件选型

2．2．1 冷却液流量的确定

2．2．2 风扇供风量的确定

2．2．3 冷却系统关键零部件的选取过程

2．3 冷却系传统设计过程存在的问题

2．4 优化耗功评价指标的提出

2．4．1 冷却系耗功分析

2．4．2 耗功评价指标的分析

2．5 重型载货车优化设计分析

2．5．1 冷却系统关键部件优化后数据对比分析

2．5．2 系统优化后道路试验节能效果对比

2．6 本章小结

第3章 电控硅油风扇离合器的电控设计与分析

3．1．风扇离合器的结构和原理

3．1．1 风扇离合器结构

3．1．2 电控硅油离合器工作原理

3．2 转速控制算法设计

3．2．1 风扇转速计算

3．2．2 PID原理介绍

3．2．3 PID应用设计

3．3 本章小结

第4章 电控硅油离合器的整车标定与测试

4．1 台架标定

4．1．1 台架标定环境

4．1．2 PID参数调节

4．1．3 台架标定结果分析

4．2 整车动态测试

4．2．1 负荷拖车测试

4．2．2 用户试验

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢