發動機冷起動后熱管理系統的綜合仿真優化方法

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發動機冷起動后熱管理系統的綜合仿真優化方法

為了減少溫室氣體的排放，提高燃料的利用效率，各國不斷出臺各種法規來限制CO2的排放。除了使用含碳量低的燃料如壓縮天然氣（CNG）或氫，來降低CO2的排放量，內燃機的效率也是重點改進方向。歐盟就對其區域內的所有內燃機實行新歐洲行駛循環（NEDC）來測量所有新的內燃機的排放量。發動機運行周期的一個特定階段就是冷起動，其特點就是燃料的化學能向機械能的轉化率較低。這是因為冷起動時潤滑油在較低溫度下的粘度會高于正常工作溫度下的粘度，粘度高會使摩擦力加大，導致排放周期內燃料消耗和CO2排放量更為嚴重。因此，一套合適的熱管理系統如排氣換熱器、發動機余熱回收系統等，對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。建立了一個集成的發動機模型，對上述過程進行仿真優化分析，該模型以一臺依維柯2.8L自然吸氣發動機為原型，整合集成了各個不同且相互作用的子模型，包括發動機的熱力學模型、車輛動力學模型、冷卻系統、潤滑系統和摩擦副的模型，并對該集成模型進行仿真和試驗的結果進行對比分析，驗證該模型建立的精度，進而對發動機不同工況下預熱能力進行模擬仿真。仿真結果表明，該模型可以用來預測不同熱管理系統的效率，以及在不同駕駛工況下控制發動機預熱的效果。

Carlo N. Grimaldi et al.

SAE 2015-01-0343

編譯：張蘇鐵