陈银龙　田姗姗　张永宁

【摘 要】本文针对国内某重卡在高温环境下进行热保护试验，分析发动机最大扭矩转速工况下、发动机额定功率工况下、发动机中速全负荷工况下、发动机低速全负荷工况下、开启整车上所有电器负载情况下及车辆满载山路行驶30分钟转向20次以上整车的热点分布情况，并找出在各种工况下的最大热点，为整车设计开发提供技术支持。

【关键词】重卡；高温；热保护；温度分布

0 引言

伴随着汽车制造业的高速发展，消费者对整车性能认识也逐步提高。其中整车过热一直备受客户尤其是重卡客户的关注，例如发动机过热会引起动力性下降、经济性恶化、排放加剧；轮胎过热会引起爆胎，更严重的会引起烧车。而整车热保护试验可以有效验证整车的热平衡能力，为分析整车产生过热原因提供具体的详实的数据，同时也为整车冷却系统相关部件的改进和优化设计提供了技术支持。

1 整车热保护测试方法

在重卡上整车持续过热是不允许出现的，该问题得不到及时有效解决会严重影响整车性能及在消费者中品牌形象。为了满足在高温极限环境以及在各种极限工况下的热适应性的要求，本文提出在高温环境下的整车热保护。

整车热保护试验分为两个阶段性试验，第一阶段主要是在极限使用工况下由于发动机辐热的热点分布情况，具体包括了发动机最大扭矩转速工况下整车热点分布、发动机额定功率工况下的热点分布、发动机中速全负荷工况下的热点分布及发动机低速全负荷工况下的热点分布。第二阶段主要是在常规工况下由于开启整车上所有电器负载情况下的热点分布。第三阶段由于车辆满载山路行驶30分钟且转向20次以上整车的热点分布情况。

1.1 极限工况下由于发动机辅热的热场分布

1.1.1 发动机最大扭矩转速工况测试及方法

被试车辆拖动负荷拖车平稳起步和缓慢加速，当被试车辆预热到发动机冷却液、发动机润滑油温度达到65℃以上后，将车辆变速箱切换到试验要求的档位后（小于等于6个前进档，以2或3档；多于6小于等于9个前进档，以3或4档；多于9个前进档，以5或6档），缓慢将油门踏板踩到底，并在试验过程中保持不变，同时通过调节负荷拖车的行驶速度，达到控制被试车辆的发动机转速稳定在最大扭矩转速，转速控制偏差在±2%或±50r/min（取两者中较大者）以内，当发动机转速稳定在最大扭矩转速后，即以1s的时间间隔测量一次各点的温度和压力，当连续8分钟各冷却介质温度与环境温度的差值均无升高或下降的趋势且变化在1℃以内时， 将油门踏板松到底在5秒之内迅速回到怠速，发动机怠速运行30s后停机，待发动机冷却液温度达到某一值不再升高后5分钟该工况试验结束。

1.1.2 发动机额定功率转速工况测试及方法

重复1.1.1试验方法，控制被试车辆的发动机转速稳定在额定功率转速，转速控制偏差在±2%或±50r/min以内。

1.1.3 发动机中速全负荷工况测试及方法

重复1.1.1试验方法，控制被试车辆的发动机转速稳定在发动机最大扭矩最大转速，转速控制偏差在±2%或±50r/min以内。

1.1.4 发动机低速全负荷工况测试及方法

重复1.1.1试验方法，控制被试车辆的发动机转速稳定在发动机最大扭矩最小转速-100rpm，转速控制偏差在±2%或±50r/min以内。

1.2 开启所有电器负载整车下整车热场分布

车辆满载，开启整车上所有的电器负载（小灯→近光灯→远光灯→前雾灯→后雾灯→后照灯→踏步灯→制动灯→危险报警灯→阅读灯→卧铺灯→室内灯→鼓风机→压缩机离合器（空调A/C开关ON）），行驶3小时。即以1s的时间间隔测量一次各点的温度。

1.3 满载山路行驶、连续转向下热场分布

车辆满载，山路行驶30分钟以上，转向不少于20次。以1s的时间间隔测量以下转向器出油口壳体温度、转向油泵出油口壳体温度、转向油罐底部进出油口处温度。

2 整车热保护试验分析

通过监测整车热点分布，第一阶段由于发动机辅热整车热分布情况（图1）：

以上试验数据分析可以看出整车上温度最高的区域在发动机总成处，而发动机总成上温度最高的区域在发动机排气歧管处，温度从高到低分布如下发动机排气歧管、废气涡轮增压器、整车排气管，发动机运行工况中排气温度最高的区间在发动机转速900-1000rpm、油门全开区间，随着转速的升高，温度开始大幅下降。

第二、三阶段试验项目：

满载山路、连续转向下行驶液压系统温度变化（图2）。

车辆行驶过程中，随着方向盘进行转向动作，转向器出油口壳体温度、转向油泵出油口壳体温度、转向油罐底部进出油口处温度都有所上升，其中转向油罐底部进出油口处温度最高到达80℃，转向油泵出油口壳体温度最高到达76℃，转向器出油口壳体温度最高到达75℃。

开启所有电器负载主要关注点温度变化（图3）。

车辆静止打开所有前组合灯1个小时后，前组合灯灯罩内温度在122℃到达平衡，温度不再上升。

3 结论

整车上温度最高的区域在发动机总成处，而发动机总成上温度最高的区域在发动机排气歧管处，温度从高到低分布如下发动机排气歧管-废气涡轮增压器-整车排气管，发动机运行工况中排气温度最高的区间在发动机转速900-1000rpm、油门全开区间，随着转速的升高，温度开始大幅下降。车辆行驶过程中，随着方向盘进行转向动作，转向器出油口壳体温度、转向油泵出油口壳体温度、转向油罐底部进出油口处温度都有所上升，其中转向油罐底部进出油口处温度最高到达80℃，转向油泵出油口壳体温度最高到达76℃，转向器出油口壳体温度最高到达75℃。车辆静止打开所有前组合灯1个小时后，前组合灯灯罩内温度在122℃到达平衡，温度不再上升。

本文提出了在重卡上进行整车热保护试验，通过大量的测试及数据的积累，给整车总布置设计提供了宝贵的建议，避免了由于热量辐射导致线路的老化。

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