田文毅，李静，程建松，郑涛，吴艳

基于策略优化对低温下发动机温升的研究

田文毅1，李静2，程建松1，郑涛1，吴艳1

（1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽 芜湖 241006；2.芜湖伯特利汽车安全系统股份有限公司，安徽 芜湖 241006）

低温环境下发动机温升对行车的安全和舒适性密切相关，发动机水温温升快、发动机水温高，除霜除雾性能好，有利于行车的视野安全；同时也让客户有更好的车内舒适性体验。因此，如何提高发动机的水温温升是提升性能的基础。文章基于策略优化方向，研究发动机低温下水温温升的方法。

舒适性；发动机水温；液力变矩器；策略

引言

随着汽车工业的发展，不管是汽车主机厂还是用户，对车辆的舒适性要求越来越全面，也越来越高，在低温环境下，车辆的行车视野安全和车内的舒适性都与发动机水温及温升速率密切相关。而如何有效地提升发动机温升是主机厂一直努力的方向。

本文基于改动量最小，所需成本最小的方向，从软件策略优化方向提升发动机的水温温升速率。

1 问题提出

1.1 风险问题描述

某车型在开发阶段后期由于市场需求变化增加寒带（俄罗斯）销售区域，导致原来基于温带开发的低温舒适性性能无法满足市场需求，而且严重的话可能会影响到行车视野安全的除霜性能[1]。如何提升低温性能成为该车型能否顺利上市的关键问题，如对现有车型进行大范围改制，又无法保证项目节点的要求，因此需从改动最小且容易实施的软件优化方向入手：提升水温温升速率，提高发动机水温来适应寒带地区的要求。

1.2 发动机目标水温要求

针对寒带市场的舒适性及除霜安全性能需求，重新优化了发动机的水温目标温度，具体如下：

表1 水温目标温度表

1.3 车辆基本信息

表2 车辆基本信息表

2 问题解决

2.1 优化方案制定

通过多部门多专业的多次讨论，统筹考虑各个性能的平衡和取舍，最终决定牺牲低温下的经济性来提升舒适性：利用变速箱液力变矩器的工作状态影响发动机转速的状态，并使变速箱液力变速器在低温环境下工作状态与发动机水温关联，从而低温环境下发动机的水温温升[2]。经过CFD仿真分析，发动机水温关联点设置为73℃，基本可以满足低温舒适性对水温及温升的需求。具体描述为：当发动机水温低于73℃时，液力变矩器导轮不锁止，泵轮和涡轮处于滑磨状态；这时车辆在运行时发动机转速与液力变矩器存在一个转速差，发动机转速高于实际需求转速，发动机转速提升可有效的可以提高发动机温升[3]。液力变矩器示意图，见图1。

表3 具体策略要求表

2.2 优化方案验证结果

采用上述提升发动机水温温升策略进行低温环境下的发动机水温验证，结果如下：

2.2.1验证工况

表4 验证工况表

2.2.2试验结果

优化方案体现后发动机转速结果，见图2：

图2 转速结果图

优化方案与原车发动机水温结果详见下表：

表5 水温结果表

从对比可以看出：-30℃环境时发动机水温相比原车-20℃环境有了较大大幅的提升。

验证发动机水温情况的同时，对该车的低温舒适性进行主观评价，可以满足人体舒适性要求，该优化方案满足性能提升目标要求。

3 结论

综上：要利用综合手段提高发动机温升，尤其在策略优化方面，可以用最短的时间，最低的成本来达到提升性能的目标。

[1] 吴望一.流体力学[M].北京:北京大学出版社,2009.

[2] 徐向阳.自动变速箱电控系统及其应用软件开发技术[M].北京:机械工业出版社,2018.

[3] 余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,1983.

Research on Engine Temperature Rise at Low Temperature Based on Strategy Optimization

Tian Wenyi1, Li Jing2, Cheng Jiansong1, Zheng Tao1, Wu Yan1

( 1.Chery Automobile Co., Ltd., Anhui Wuhu 241006;2.Wuhu Bethel Automobile Safety System Co., Ltd., Anhui Wuhu 241006 )

Engine temperature rise is closely related to driving safety and comfort in low temperature environment. Engine water temperature rise quickly, engine water temperature is high, defrosting and defogging performance is good, is conducive to driving the safety of vision; It also gives customers a better in-car comfort experience. Therefore, how to improve the engine water temperature rise is the basis of improving performance.Based on the Strategy Optimization Direction, this paper studies the method of water temperature rise at low temperature of engine.

Comfort; Engine water temperature; Torque converter; Strategy

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.020

U464

A

1671-7988(2021)02-64-02

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田文毅（1990-），工程师，就职于奇瑞汽车股份有限公司，研究方向：热管理性能开发。