【摘要】：隨著世界上人口逐漸增多,經濟與科技飛速發(fā)展,與此同時,能源的消耗量也在逐年增加。隨著石油資源的不斷減少,汽車行業(yè)需要不斷突破技術上的瓶頸,降低能源的消耗量,因此近些年混合動力汽車應運而生。混合動力汽車在純電動汽車還未大面積普及的情況下作為一種替代和補充,既能滿足續(xù)駛里程要求,又能降低油耗,具有很大的研究價值。而在汽車的運行過程中,由于發(fā)動機冷啟動階段的燃油霧化不好,潤滑油流動性差導致該階段中的油耗、污染物的排放與發(fā)動機的磨損在整體的汽車運行過程中所占的比例較高。如果能將該階段的發(fā)動機冷卻液溫升時間縮短油耗降低,對于整體的汽車運行來說油耗將有大幅度降低。如果能將混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機冷卻液溫升時間與油耗進行優(yōu)化,那么混合動力汽車在節(jié)能的基礎上進一步地降低了發(fā)動機油耗。因此本文采用加熱器對發(fā)動機冷卻液加熱的方式來縮短發(fā)動機冷卻液的溫升時間進而減少油耗,降低對發(fā)動機的磨損以及提高乘用舒適性,緩解能源緊缺的壓力。本文是基于吉林省自然科學基金“混合動力系統(tǒng)熱流特性及其溫升控制研究”展開的。本文旨在利用輔助加熱的方式來改善發(fā)動機冷卻液的溫升時間和油耗。本文采用燃油加熱器和PTC電加熱器對發(fā)動機冷卻液進行加熱,確定了原機啟動、同步加熱、預熱、熱啟動、熱啟動與同步加熱組合五種加熱方式并進行了臺架試驗。通過調節(jié)加熱方式、加熱功率、預熱溫度、熱啟動溫度等參數,分析了每種方式對發(fā)動機冷卻液溫升時間和發(fā)動機油耗的影響。利用一維仿真軟件搭建了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和帶有輔助加熱器的發(fā)動機冷卻系統(tǒng),分析了低溫環(huán)境對發(fā)動機冷卻液溫升時間的影響以及采用輔助加熱器后對發(fā)動機冷卻液溫升時間的改善作用。試驗結果表明,同步加熱的方式下,燃油加熱器和PTC電加熱器都能縮短發(fā)動機冷卻液的溫升時間并降低發(fā)動機油耗。在溫升時間方面,燃油加熱器能縮短311s,PTC電加熱器能縮短274s;在油耗方面,燃油加熱器能降低233.92g,PTC電加熱器能降低217.19g。加熱功率越大,發(fā)動機冷卻液的溫升時間越短,油耗越低。預熱的方式下,燃油加熱器和PTC電加熱器都能改善發(fā)動機的啟動性能并且降低發(fā)動機油耗。燃油加熱器預熱到60℃時的溫升時間比原機啟動的溫升時間縮短了451s,發(fā)動機油耗降低了373.31g。PTC電加熱器預熱到60℃的溫升時間比原機啟動的溫升時間縮短了501s,發(fā)動機油耗降低了361.59g。預熱溫度越高,發(fā)動機的運行時間越短,發(fā)動機油耗越低。熱啟動與同步加熱組合的加熱方式比熱啟動方式縮短了發(fā)動機冷卻液的溫升時間并且降低了油耗。熱啟動與燃油加熱器同步加熱組合的加熱方式比熱啟動方式的溫升時間縮短了193s,油耗降低了105.81g。熱啟動與PTC電加熱器同步加熱組合的加熱方式比熱啟動方式的溫升時間縮短了152s,油耗降低了117.76g。熱啟動溫度越高,發(fā)動機冷卻液的溫升時間越短,油耗越低。仿真結果表明,環(huán)境溫度越低,發(fā)動機冷卻液溫升時間越長,環(huán)境溫度為-25℃時的溫升時間比0℃時的溫升時間延長了261s。但在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中采用輔助加熱器后能明顯縮短發(fā)動機冷卻液的溫升時間,當環(huán)境溫度為-25℃時,采用輔助加熱器比不采用加熱器的溫升時間縮短了275s。對于改善發(fā)動機冷啟動情況有一定的指導意義。
【圖文】：

吉林大學碩士學位論文口均價上漲 29.6%[6]。美國商務部預測中國原油進口依賴度在 2030 年將升至 80%。國際源署在《2017 世界能源展望》分析，中國的原油依賴度在 2040 年將會升至 80%[7]。從目的情勢上看我國的石油大部分依賴于進口且對外依存度在逐年遞增，如果長此以往對我的經濟局勢與戰(zhàn)略局勢會造成很大影響，也就是說，一旦石油枯竭或國際石油市場波動中國會是第一個受到波及的國家[8]。

源署在《2017 世界能源展望》分析，，中國的原油依賴度在 2040 年將會升至 80%[7]。從目的情勢上看我國的石油大部分依賴于進口且對外依存度在逐年遞增，如果長此以往對我的經濟局勢與戰(zhàn)略局勢會造成很大影響，也就是說，一旦石油枯竭或國際石油市場波動中國會是第一個受到波及的國家[8]。圖 1.1 2010 年-2017 年中國汽車產量及增速
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7;U464

【參考文獻】

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1 楊朋達;姜少瑋;金印;陳天飛;;汽車發(fā)動機的發(fā)展與新技術分析[J];中國新技術新產品;2015年09期

2 林創(chuàng)輝;歐陽惕;陳華;彭雨;;PTC電加熱器在恒濕恒濕空調機上的應用研究[J];潔凈與空調技術;2014年04期

3 張遠軍;張亞軍;杜紅云;劉海生;;機動車冷啟動排放試驗研究[J];汽車科技;2014年03期

4 鄧勇;袁忠莊;周江;;配備駐車加熱器的柴油機冷起動性能改進[J];汽車技術;2012年06期

5 倪培永;;用空氣加熱器減少輕型汽油車低溫冷啟動時HC、CO排放量的研究[J];環(huán)境污染與防治;2011年08期

6 郭會聰;昃強;;燃油加熱系統(tǒng)在電動汽車中的應用[J];汽車電器;2010年11期

7 姚春德;楊廣峰;倪培永;;快速空氣加熱器減少汽油機冷起動排放的試驗研究[J];內燃機工程;2009年03期

8 白書戰(zhàn);李國祥;毛華永;王建昕;肖建華;;加熱器與汽油機聯(lián)合運行降低汽油機冷起動排放的實驗研究[J];山東交通學院學報;2007年01期

9 ;偉巴斯特Webasto駐車加熱及通風系統(tǒng)[J];企業(yè)研究;2002年15期

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1 劉濤;張明;王廣基;Zhang Bei;;基于Flowmaster的冷卻系統(tǒng)仿真研究[A];2017年第七屆全國地方機械工程學會學術年會暨海峽兩岸機械科技學術論壇論文集[C];2017年

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1 董鵬;發(fā)動機冷卻液溫度控制系統(tǒng)設計及開發(fā)[D];吉林大學;2017年

2 冀相斌;氫氣/汽油雙燃料發(fā)動機冷起動試驗研究[D];吉林大學;2015年

3 苗龍;特種車輛分布式混合動力熱管理系統(tǒng)研究[D];北京理工大學;2015年

4 晉世強;駐車加熱器在商用車上的應用及試驗研究[D];山東大學;2013年

5 劉斌;直噴汽油機冷啟動排放特性的研究[D];天津大學;2012年

6 黃瑞;改善汽油機起動暖機過程的試驗與仿真研究[D];浙江大學;2010年

本文編號：2592994