CN114441192B - 一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法 - Google Patents

一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，包括如下步骤：S1，准备试验样车，在发动机进气管路关键位置布置温度传感器；S2，设定环境温度为常温环境，对试验样车进行预热；S3，首次加速，记录试验样车车速由0km/h加速至V的时间；S4，试验样车进入怠速工况并怠速20±5min进行热累积，记录各个温度传感器的温度变化数据；S5，热累积结束后循环五次加速工况，记录每次加速工况车速由至V的时间和各个温度传感器的温度变化数据；S6，依据采集的数据和评价标准分别进行进气口温度评价、动力衰减评价及动力恢复评价。其能够测试并评价热累积后整车动力性能衰减及恢复情况，为整车热管理系统优化提供数据支持。

Description

一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法
技术领域
本发明涉及汽车热管理，具体涉及乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法。
背景技术
车辆热管理水平直接影响整车动力性能，尤其体现在热环境状态下的加速性能。当前各主机厂进行整车动力性指标制定和验证过程中，更多的关注常温下的表现，然而，在用户实际使用过程中，由于红绿灯等车，堵车等工况，造成机舱热累积严重，进气温度升高，动力性衰减严重。因此出现项目开发的动力性能与热环境下用户感知存在一定差异，导致用户抱怨增加。
无论是传统能源车还是新能源车，热管理技术都是当前提升整车性能的研究热点之一。汽车试验类国家标准中并没有专门针对热环境下的试验和评价方法，国内外主机厂通常做法为规定一个特定的热环境，进行与常温环境相同的试验，然后根据热环境下性能衰减，用来评价整车热管理工作的完善程度。这种常用的热管理评价方法只关注到整车在受热条件下的性能反映，并没有考虑到整车在常温条件下，由于热管理不完善导致某些极端条件下如怠速工况造成的整车热累积过程，也缺少这种热累积过程的测试和评价方法。要更精确的管控整车热管理问题，由简单的热状态管控转变为热累积的过程管控是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其能够测试并评价热累积后整车动力性能衰减及恢复情况，为整车热管理系统优化提供数据支持。
本发明所述的乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其包括如下步骤：
S1，准备试验样车，在发动机进气管路关键位置布置温度传感器，所述关键位置包括进气口、空滤器进气口、空滤器出气口、增压器进气口、增压器出气口、中冷器进气口、中冷器出气口和节气门出气口；
S2，设定环境温度为常温环境，对试验样车进行预热；
S3，首次加速，记录试验样车车速由0km/h加速至V的时间；
S4，试验样车进入怠速工况并怠速20±5min进行热累积，记录各个温度传感器的温度变化数据；
S5，热累积结束后循环五次加速工况，所述加速工况为将车速由0km/h加速至V，记录每次加速工况车速由至V的时间和各个温度传感器的温度变化数据；
S6，依据采集的数据和评价标准分别进行进气口温度评价、动力衰减评价及动力恢复评价。
进一步，所述S6中的进气口温度评价具体为：采集热累积结束后进气口的温度T1，若T1与环境温度的差值≤15℃，则判定进气口温度满足要求，即进气口设计合理，若T1与环境温度的差值＞15℃，则判定进气口温度不满足要求；所述动力衰减评价具体为：将热累积结束后第一次加速工况车速由0km/h加速至V的时间t1与首次加速时车速由0km/h加速至V的时间t0进行对比，若第一相对差值在5％以内，则判定动力衰减合格，即热管理系统性能满足要求，否则判定动力衰减不合格；所述动力恢复评价具体为：在五次加速工况中，将相邻两次的车速0km/h加速至V的时间进行对比，若第二相对差值＜2％，则说明动力恢复，若试验样车满足动力恢复条件所需加速工况次数≤4次，则表明试验样车动力恢复满足要求，即热管理系统性能满足要求，否则判定不满足要求。
进一步，所述第一相对差值的计算为：
Figure BDA0003490995250000021
所述第二相对差值的计算为：
Figure BDA0003490995250000022
n＝1、2、3或4。
进一步，所述S3和S5中的V均为100km/h。
进一步，所述S2中的预热具体为：将试验样车在车速为100km/h的条件下行驶10±2min，使得冷却水温度和润滑油温度稳定。
进一步，统计多个试验样车在热累积时的温度数据，按照试验样车的温度测量值和对应的整车热管理表现，绘制横坐标为温度传感器、纵坐标为温度测量值的怠速热累积评价图，所述怠速热累积评价图包括由上至下依次分布的不合格区域、合格区域和优秀区域。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明制定了热累积测试工况，即先将试验样车由0km/h加速至V，然后在怠速工况下热累积一段时间，最后将试验样车循环五次由0km/h加速至V，能够准确模拟用户由于长时间堵车、低速行驶、红绿灯等工况，发动机运行效率低，散热量大，因整车低速行驶，导致进入机舱空气流速低，致使机舱内冷却能力差，造成发动机水温、进气温度、机舱温度持续上升，使得测试更接近实际情况，能够准确地反映试验样车的热管理系统是否满足要求。
2、本发明通过对比热累积前、后的加速时间，量化试验样车的动力衰减性能，并通过与评价标准进行比较，判断动力衰减性能是否满足要求。通过对比热累积后相邻加速工况的加速时间，量化试验样车的动力恢复性能，并通过与评价标准进行比较，判断动力恢复性能是否满足要求。
3、本发明通过统计多个试验样车在热累积时的温度数据，按照试验样车的温度测量值和对应的整车热管理表现，绘制横坐标为温度传感器、纵坐标为温度测量值怠速热累积评价图，在后续评价时，采集怠速工况某一时刻各个温度传感器的温度测量值，代入怠速热累积评价图中直接快速判断热累积是否存在异常，方便快捷。
附图说明
图1是本发明所述乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法的流程图；
图2是本发明所述热累积工况示意图；
图3是本发明所述温度传感器的布置位置示意图；
图4是在怠速工况下的热累积过程中温度传感器的温度变化曲线图；
图5是怠速热累积评价图。
图中，1—进气口，2—空滤器，3—增压器，4—中冷器，5—节气门，6—发动机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图1，所示的乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其包括如下步骤：
S1，准备试验样车，在发动机进气管路关键位置布置温度传感器，参见图3，所述发动机进气管路包括通过管路依次连接的进气口1、空滤器2、增压器3、中冷器4、节气门5、发动机6，所述关键位置包括进气口1、空滤器2进气口、空滤器2出气口、增压器3进气口、增压器3出气口、中冷器4进气口、中冷器4出气口和节气门5出气口，总共八个温度传感器，分别记为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8。
S2，设定环境温度为常温环境，所述常温环境指的是环境温度为23±2℃。确定各个温度传感器信号正常后对试验样车进行预热，将试验样车在车速为100km/h的条件下行驶10min，使得冷却水温度和润滑油温度稳定。
S3，参见图2，对试验样车进行热累积工况，先进行首次加速，将试验样车全油门加速至110km/h，记录试验样车车速由0km/h加速至100km/h的时间，记为t0，同时温度传感器采集各个测量点的温度数据并传输至分析系统。
S4，将试验样车挡位置于空挡，整车进入驻车模式，使得试验样车进入怠速工况并怠速20min进行热累积，参见图4，记录各个温度传感器的温度变化数据。
统计多个试验样车在热累积时的温度数据，按照试验样车的温度测量值和对应的整车热管理表现，参见图5，绘制横坐标为温度传感器、纵坐标为温度测量值的怠速热累积评价图，所述怠速热累积评价图包括由上至下依次分布的不合格区域、合格区域和优秀区域。在后续对热累积过程进行评价时，采集怠速工况某一时刻各个温度传感器的温度测量值，代入怠速热累积评价图中直接快速判断热累积是否存在异常，方便快捷。
S5，热累积结束后进行全油门加速至110km/h，松油踩制动减速，控制减速时间为15s，车速降到0km/h后，再次循环加速，总共连续进行五次0-100km/h加速工况，记录每次加速工况车速由至100km/h的时间，依次记为t1、t2、t3、t4、t5，同时记录各个温度传感器的随时间变化的温度测量值。
S6，依据采集的数据和评价标准分别进行进气口温度评价、动力衰减评价及动力恢复评价。
进气口温度评价具体为：采集热累积结束后进气口的温度T1，若T1与环境温度的差值≤15℃，则判定进气口温度满足要求，即进气口设计合理，若T1与环境温度的差值＞15℃，则判定进气口温度不满足要求。
所述动力衰减评价具体为：将热累积结束后第一次加速工况车速由0km/h加速至V的时间t1与首次加速时车速由0km/h加速至V的时间t0进行对比，若第一相对差值在5％以内，则判定动力衰减合格，即热管理系统性能满足要求，否则判定动力衰减不合格。所述第一相对差值的计算为：
Figure BDA0003490995250000041
所述动力恢复评价具体为：在五次加速工况中，将相邻两次的车速0km/h加速至V的时间进行对比，若第二相对差值＜2％，则说明动力恢复，若试验样车满足动力恢复条件所需加速工况次数≤4次，则表明试验样车动力恢复满足要求，即热管理系统性能满足要求，固化热管理系统的设计方案，否则判定不满足要求，则需要重新优化改进热管理系统的设计方案。所述第二相对差值的计算为：
Figure BDA0003490995250000042
n＝1、2、3或4。
本发明制定了热累积测试工况，能够准确模拟用户由于长时间堵车、低速行驶、红绿灯等工况，发动机运行效率低，散热量大，因整车低速行驶，导致进入机舱空气流速低，致使机舱内冷却能力差，造成发动机水温、进气温度、机舱温度持续上升，使得测试更接近实际情况，能够准确地反映试验样车的热管理系统是否满足要求。
所述热累积工况具体为：先将试验样车由0km/h加速至100km/h，作为后续动力衰减评价的对比基础。首次加速完成后在怠速工况下热累积一段时间，同时采集各个测量点的温度变化数据。对热累积工况开始和结束时刻各个关键位置的温度测量点进行温度变化分析，考察发动机进气管路上关键点的温度随时间变化情况，一方面可以分析评价机舱温度在停车状态下温度升高速率，揭示整车低速时热管理系统设计的完善程度；另一方面可以反映空滤器进气口热空气返流情况及其他测量点管壁传热状况，对关键点管壁热防护做出指导。
最后将试验样车循环五次由0km/h加速至100km/h，热累积结束后马上进行的0-100km/h加速时间t1与热累积前的首次0-100km/h加速时间t0进行对比，即得到第一相对差值，通过第一相对差值反映出热累积导致的温度增加对发动机动力输出的影响程度，建立起热累积与动力衰减的对应关系，通过这种对应关系，就能够通过动力衰减目标值对热累积后的温度提出具体的目标要求，进而对机舱冷却、进气返流、管壁传热进行具体的热管理指标分解。
热累积后的连续五次0-100km/h加速过程，随着车速升高，通过机舱的空气流速增加，使得机舱冷却能力加强，进入发动机的空气温度会逐步降低，衰减的动力性也随之逐步恢复。通过对五次加速过程温度和加速时间的分析，得出整车经过热累积后衰减的动力性恢复速度，进而评价整车机舱热管理在高速时的完善程度。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，准备试验样车，在发动机进气管路关键位置布置温度传感器，所述关键位置包括进气口、空滤器进气口、空滤器出气口、增压器进气口、增压器出气口、中冷器进气口、中冷器出气口和节气门出气口；
S2，设定环境温度为常温环境，对试验样车进行预热；
S3，首次加速，记录试验样车车速由0km/h加速至V的时间；
S4，试验样车进入怠速工况并怠速20±5min进行热累积，记录各个温度传感器的温度变化数据；
S5，热累积结束后循环五次加速工况，所述加速工况为将车速由0km/h加速至V，记录每次加速工况车速由至V的时间和各个温度传感器的温度变化数据；
S6，依据采集的数据和评价标准分别进行进气口温度评价、动力衰减评价及动力恢复评价，
所述进气口温度评价具体为：采集热累积结束后进气口的温度T1，若T1与环境温度的差值≤15℃，则判定进气口温度满足要求，即进气口设计合理，若T1与环境温度的差值＞15℃，则判定进气口温度不满足要求；
所述动力衰减评价具体为：将热累积结束后第一次加速工况车速由0km/h加速至V的时间t1与首次加速时车速由0km/h加速至V的时间t0进行对比，若第一相对差值在5%以内，则判定动力衰减合格，即热管理系统性能满足要求，否则判定动力衰减不合格；
所述动力恢复评价具体为：在五次加速工况中，将相邻两次的车速0km/h加速至V的时间进行对比，若第二相对差值＜2%，则说明动力恢复，若试验样车满足动力恢复条件所需加速工况次数≤4次，则表明试验样车动力恢复满足要求，即热管理系统性能满足要求，否则判定不满足要求；
所述第一相对差值的计算为：
Figure QLYQS_1
；
所述第二相对差值的计算为：
Figure QLYQS_2
，n=1、2、3或4。
2.根据权利要求1所述的乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其特征在于：所述S3和S5中的V均为100km/h。
3.根据权利要求1或2所述的乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其特征在于，所述S2中的预热具体为：将试验样车在车速为100km/h的条件下行驶10±2min，使得冷却水温度和润滑油温度稳定。
4.根据权利要求1或2所述的乘用车常温下热累积与动力衰减的测试与评价方法，其特征在于：统计多个试验样车在热累积时的温度数据，按照试验样车的温度测量值和对应的整车热管理表现，绘制横坐标为温度传感器、纵坐标为温度测量值的怠速热累积评价图，所述怠速热累积评价图包括由上至下依次分布的不合格区域、合格区域和优秀区域。
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