«Введение Снижение автомобильных выбросов и экономия топлива занимают важное место в повестке дня государственных регулирующих органов в рамках постоянных усилий по улучшению характеристик двигателей и снижению загрязнения окружающей среды. Одним из ключевых способов достижения этих целей является хорошо развитая система управления температурным режимом. около 30 % энергии всасываемого топлива рассеивается через систему охлаждения, а еще 30 % — через выхлопную систему. Следует ожидать, что значительная экономия энергии может быть достигнута с помощью хорошо спроектированной системы управления температурным режимом. Внедрение новых компонентов, таких как модуль рециркуляции выхлопных газов (EGR)@, замена термостата на менее ограничительное@ более быстродействующее устройство@ и использование альтернативной охлаждающей жидкости — все это примеры усовершенствования компонента или продукта, которые в сумме@ приводят к более высокому термическому КПД. «Концепции управления температурным режимом для высокоэффективных тяжелых транспортных средств@»» Вамбсгансс [I-1] дает общий взгляд на такие улучшения и сопутствующие им преимущества. Кортона и Ондер [I-2] @ Wagner et al. [I-3]@ и Вагнер и др. [I-4] в соответствующих статьях «Регулирование температуры двигателя с помощью электрического охлаждающего насоса @»», «Стратегии управления потоком охлаждающей жидкости для автомобильных систем терморегулирования @» и «Интеллектуальный термостат и управление насосом охлаждающей жидкости для систем терморегулирования двигателя». "представить углубленный анализ, показывающий преимущества замены обычного насоса с механическим приводом на электрический насос @ и традиционного термостата на клапан с электрическим приводом. К таким преимуществам относятся сокращение объема необходимой охлаждающей жидкости и времени прогрева двигателя после холодного запуска. Управление температурой холодного запуска само по себе является основной задачей управления температурой двигателя. Холодный двигатель имеет значительно больший расход топлива, чем прогретый. Чем раньше двигатель прогревается, тем ниже расход топлива, а значит, и эксплуатационные расходы. Статья Мюллера и др. «Термический контроль в небольших бензиновых двигателях». В [I-5] исследуется оптимальная последовательность прогрева и управление нагревом небольшого бензинового двигателя@, что приводит к снижению расхода топлива и снижению выбросов. В своей статье «Управление температурным режимом при холодном запуске с помощью катализатора с электрическим нагревом: способ снизить расход топлива @» Presti et al. [I-6] обсуждают использование каталитического нейтрализатора с электрическим подогревом для улучшения холодного запуска двигателя. Полученная таким образом электрическая энергия генерируется из механической энергии двигателя. Благодаря постоянному увеличению количества технических средств в современных автомобилях средняя температура в моторном отсеке значительно выросла@, и эта тенденция сохраняется. Тепло передается пассажирам за счет проводимости в днище автомобиля и в противопожарной перегородке. Важно иметь возможность отводить тепло от пассажиров, а также от некоторых компонентов, производительность которых может снизиться или полностью выйти из строя при чрезмерных температурах. Тепловые экраны используются для сдерживания таких чрезмерных температур и надлежащего направления теплового потока. Подковер @ выхлоп @ и изоляция брандмауэра - это лишь некоторые из применений тепловых экранов в рамках автомобильного терморегулирования. Хотя тепловые экраны обычно используются для отвода тепла от определенного компонента или области, их иногда используют для направления тепла в определенную область с целью улучшения характеристик компонента. Так обстоит дело при попытке добиться быстрого зажигания каталитического нейтрализатора. Крайне важно иметь правильный изоляционный материал@ не только для обеспечения желаемой теплоизоляции, но и для долговечности. В статье Леоне «Управление теплом с помощью тепловых барьеров из керамических волокон в автомобильных компонентах и системах» [I-7] обсуждается использование керамических волокон для достижения желаемой изоляции. Архитектура подкапотного пространства также оказывает влияние на тепловые характеристики. Виннард Венкатесваран и Барри [I-8] представляют эксперимент, в котором воздух вентилятора радиатора отводится из моторного отсека для снижения температуры под капотом, в статье «Управление температурой подкапотного пространства путем управления воздушным потоком». Это указывает на дополнительное преимущество принудительной подачи воздуха через термически экранированный выпускной коллектор. Моделирование является эффективным способом снижения стоимости построения приемлемой тепловой системы. В статье «Подход CFD к управлению температурой под капотом легковых и грузовых автомобилей» Косты [I-9] обсуждается использование моделирования и взаимодействие между вычислительной и экспериментальной группами, поскольку проектирование повторяется до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная конструкция. . По мере постоянного улучшения конструкции @ достигается точка, в которой ни компонент, ни процесс не могут быть улучшены дальше, используя базу знаний на данный момент. В этот момент мы говорим, что достигли вершины оптимизации дизайна системы. В случае проектирования системы охлаждения вершина оптимизации конструкции достигается тогда, когда соответствующие модули и трубы – материал и путь – оптимизированы для данной жидкости. А что, если саму охлаждающую жидкость можно улучшить? Прорывы в нанотехнологиях и появление пикотехнологий позволили создать охлаждающие жидкости со значительно улучшенными теплообменными свойствами. Металлические наночастицы и наножидкости с оксидами обладают более высокой проводимостью, чем традиционный теплоноситель. В статье «Наножидкости для управления температурой транспортных средств @» Чой и др. [I-10] обсуждают нанофикацию охлаждающей жидкости для улучшения отвода тепла и, следовательно, производительности двигателя».
SAE PT-167-2015 История
2015SAE PT-167-2015 Управление температурным режимом в автомобильной промышленности