安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽合肥230601
摘要：本文介绍了客车冷却系统匹配热管理技术的基本概念和先进理念，并结合此项技术在我公司底盘产品上的成功匹配，根据底盘客户实际运营情况，探讨了热管理技术在客车上的具体应用，对不同情况下如何利用热管理系统提高燃油使用率以实现节能减排给出了建议。
关键词：热管理节能减排降低噪声
1引言
一般国内客车厂在开发客车过程中，只要求发动机不过热，工作基本停留在冷却这一层，认为系统匹配方面工作量大且复杂，需花费大量人力、物力，最后还不一定能得到理想结果。
2客车热管理技术
2.1国内外客车热管理技术研究现状
2.1.1国内研究现状
国内对热管的研究基本处于起步阶段，一般只要求发动机冷却系不过热，未从节能、降噪、减少排放、延长寿命等角度出发来匹配冷却系统。
2.1.2国外研究现状
当前，国外大公司对动力系统主要部件及热管理部件如散热器、中冷器的研究已相当成熟，系统匹配已经综合考虑车动力性、经济性、排放、乘坐舒适性、可靠性等，已大大超出了匹配初期目的，并做到了智能化管理。
2.2客车热管理的基本概念
客车热管理的基本概念是从整体和系统角度，对冷却系统进行集成设计、协调优化、系统匹配，达到比较理想的效果。
通过智能型风扇控制系统、机舱热平衡系统、燃烧热平衡系统来提升引擎燃油使用率、优化引擎工作环境、降低引擎附件能耗并延长引擎使用寿命的一项综合性管理和控制技术。合理的运用该技术除了可以保证引擎自身可靠的运行以外，还可以达到节能减排、降低用户使用成本和维修成本、降低噪音的目的。
2.3智能型风扇控制系统
当前，国内汽车特别是客车还普遍采用直趋风扇系统。这种直趋风扇系统虽然结构简单、成本较低、可靠性好，但最大的不足就是噪音过大、功率消耗过多，满足不了当今世界倡导的“节能”、“环保”的主体。智能型风扇控制系统的运用能成功的解决直趋风扇的这些不足点，从作用原理上讲，智能型风扇控制系统有三种控制模式。
2.3.1硅油离合器风扇模式
硅油离合器风扇模式有传统双金属感温模式和电子控制模式两种。两种控制模式都以硅油作为介质，利用硅油高粘度特性传递扭矩。
当引擎不需要冷却的时候，风扇拖动运转。这个阶段越长，燃油消耗越少，噪音越低；只有当引擎冷却液温度到达一定值，风扇才开始与输入轴同步运转。不管是双金属感温模式还是电子控制模式，离合器啮合状态的转速相比输入转速均有10%滑差，这是硅油传递扭矩固有特性所决定的。在采用硅油离合器风扇系统的时候要充分考虑该转速滑差。
硅油，做为传递扭矩的介质，优点是传动的柔性连接。缺点是控温不准确，有迟滞现象；工作时硅油发热高、易老化、易滲漏，风扇叶转速易产生滑落差及掉转，对大功率引擎尤其明显。
2.3.2电磁离合器风扇模式
电磁离合器风扇模式能保证发动机冷却水温在达不到设定温度（一般为88°）以上时，冷却风扇不全速运转，从而能快速提升发动机温度，使发动机处于良好的工作温度，燃烧充分，提高热效比。同时，也降低了发动机功率损耗，有效提升了经济性。
电磁离合器风扇模式分为两速电磁离合器风扇模式和三速电磁离合器风扇模式。两种控制模式工作原理及工作介质相同；三速电磁离合器风扇模式比两速电磁离合器风扇模式多一级风扇转速-拖动转速。
2.3.3电液控制/变量泵控制模式
电液控制/变量泵控制模式主要工作原件是柱塞泵、柱塞马达和控制器模块以及若干个温度传感器。柱塞泵由引擎驱动产生高压传输油，高压传输油再驱动柱塞马达来驱动风扇运转。控制器模块根据各个传感器采集到的温度信号对整个引擎及其附件的温度状态进行监控。整个系统通过中央控制器可以监控引擎冷却水温度、中冷器出气温度、油冷器油温、自动变速箱或液力缓速器油温、机舱温度以及马达转速等参数来保证引擎及其附件始终工作在最佳的温度环境下。
精确控制冷却风扇的运行状态可以使引擎工作在最佳的温度环境；引擎性能得以最佳发挥；引擎的可靠性及使用寿命得以提高。根据实际使用经验，在热带高温地区采用智能风扇控制系统燃料消耗一般可以节约3%～6%左右；在寒冷地带采用智能风扇控制系统节约燃料消耗可达8%～10%。因此，在寒冷地带采用智能风扇控制系统是最佳的选择。
2.4机舱热平衡系统
机舱热平衡系统主要研究的是如何保证机舱不论在什么外界条件下都能维持在引擎得以发挥最佳性能的温度范围内。该系统研究的目的是给引擎及其附件提供良好的工作环境，从而提高引擎及其附件的可靠性及使用寿命。
一个合理的机舱热平衡系统的设计，要区分产品的使用地区及条件。在热带及亚热带地区，问题的焦点是如何把引擎燃烧释放的热量散发出去，以保证机舱温度在最佳温度范围。加大散热器的散热面积、加大散热器迎风面积、提高风扇转速、加大机舱空气流动等都是有力的措施。在温带及高寒带地区的冬季，问题的焦点是如果利用引擎燃烧释放的热量，使机舱维持在合适的温度范围。通过采用智能型风扇控制系统、增装进风仓百叶窗、增装机舱底部密封件等等都是很好的措施。通过这些措施的实施，可以使外界冷空气流尽可能少带走机舱内部热量，从而维持机舱的热平衡系统。
2.5燃烧热平衡系统
引擎燃烧是有条件的，燃油完全、充分燃烧需要燃油及空气温度保证在合适的范围。燃烧热平衡系统要解决的问题就是如果控制燃油温度及进气温度在合适的范围，从而使燃料充分燃烧。
充足的进气量及合适的进气温度能使燃料充分燃烧，从而减少排放、提高热能转化效率。
气体的膨胀率相比固体和液体大得多，因此温度对单位体积内的气体重量有很大影响。进入引擎的空气温度越低，气缸就可容纳更多的空气，燃烧越充分。但引擎进气温度越低，就越难满足燃烧需求温度的要求。所以在热带及亚热带地区，散热器和中冷器的散热面积要足够大，让经过涡轮增压器的高温气体得以充足的冷却；相反，在高寒地区冬季，为了提高进气温度，引擎取气口可以直接在引擎舱取气，这样有利于保证引擎进气温度的要求。
2.6JAC底盘产品热管理系统应用实例
以保定公交采购10台长安客车SC6910HNJ3天然气车型采用电磁离合器风扇前后的百公里气耗对比为例，简单计算说明智能型风扇控制系统的燃耗经济性：
该批整车使用江淮公司HFC6880CNY3底盘，整车运营半年后，应保定市公交公司要求，加装采用了电磁离合器风扇。根据整车实际运营记录，采用了电磁离合器风扇较之以前平均每台车节省气耗1.09L/100km，节气率达3.6%。
3结论
综上所述，智能型风扇控制系统主要研究如何控制风扇转速来给引擎以最佳的工作环境，以有效的降低引擎及其附件的功率消耗，降低噪音；机舱热平衡系统是来研究如何保证引擎舱在最佳的温度范围，用于提高引擎及其附件的使用寿命，从而降低用户使用及维修成本；燃烧热平衡系统则主要体现在如何使燃料燃烧更充分，从而节约燃油、降低排放。热管理技术的这三种系统相辅相成，相互影响。在汽车上合理的采用热管理技术，不仅符合国家关于“节能”“减排”的政策导向，契合“十二五规划”关于环境方面的要求，而且也能十分准确地响应汽车用户的期望和要求，为汽车行业的持续发展开辟了新的渠道。
参考文献
1.刘晓晴低能耗、低噪声电动冷却风扇的研发.客车技术与研究，2007（9）
2.蒋学锋后置发动机汽车冷却系统的研究.汽车技术，2009（12）