節溫閥對自動變速箱溫升效果影響研究

李向兵 祁穩 楊偉龍 潘道勇 王威

摘 要：變速箱作為動力總成的一個重要部件，其功能及性能對整車表現影響非常大。在整車啟動后，快速的將自動變速箱的溫度升至正常溫度不僅有助于提高變速箱的傳動效率降低油耗，并且也能提供較好的駕乘感受。文章主要研究在整車冷機狀態下啟動時，兩種節溫閥控制機理的區別帶來的對自動變速箱溫升效果的影響。

關鍵詞：節溫閥;自動變速箱;溫升

中圖分類號：U463.21? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）22-97-02

Abstract： As an important part of the power assembly， the function and performance of the transmission have a great influence on the realization of the whole vehicle. After the vehicle is started， quickly raising the temperature of the automatic gearbox to the normal temperature will not only improve the transmissions efficiency and reduce fuel consumption， but also provide a better driving experience. This paper mainly studies the influence of the difference between the two kinds of thermostatic on the temperature rise effect of the automatic transmission when the vehicle is started in cold state.

Keywords： Thermostat; Automatic transmission; Temperature rise

CLC NO.： U463.21? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）22-97-02

1 引言

整車在低溫環境工況或正常環境溫度長時間靜置啟動時，由于發動機及變速箱均保持低溫狀態，會導致動力總成的拖矩增大、傳遞效率較低。依據某款變速箱效率測試表明，同樣的扭矩和發動機轉速，變速箱在80℃時的傳遞效率值大致比40℃時高4%左右。另外，對自動變速箱來說，較高的變速箱油溫（通常指90±10℃）能使變速箱發揮出更好的性能表現（擋位切換、動力變化等）。所以在整車冷機啟動時，發動機艙的熱管理技術在保證發動機快速升溫的前提下，也要及早的利用發動機冷卻液對變速箱進行加熱。

本文主要研究對比某搭載自動變速箱的整車上發動機冷卻液對變速箱冷卻支路上的兩種節溫閥（一種蠟式機械閥，一種電子閥）對自動變速箱溫升效果的影響。

2 節溫閥原理

節溫閥的位置：節溫閥位于變速箱熱交換器發動機冷卻液出口位置，即發動機冷卻液自發動機缸蓋引水，經變速箱冷卻器熱交換，然后再流經節溫閥返回冷卻液循環。

節溫閥機理：

①蠟式節溫閥：當流經節溫閥的發動機冷卻液溫度達到設計溫度時，閥會相應的逐漸開啟并隨溫度上升而完全打開。本車上的蠟式節溫閥初開溫度80±2℃，全開溫度90±2℃;節溫閥在關閉狀態下也存在一定的泄漏量，主要是為了讓高溫冷卻液盡快的流動到節溫閥位置來。

②電子節溫閥：使用電控動作來驅動閥芯的開關。本次測試使用的是一個常開閥，在供給5V電壓時，閥芯全關，電壓降至2.5V以下時，閥芯全開。電子節溫閥的開關由軟件設定，即對發動機冷卻液溫度進行判定，當發動機冷卻液溫度達到設定的目標溫度時，軟件控制節溫閥開啟;當發動機冷卻液溫度低于目標溫度時，控制節溫閥關閉。

本次研究設定電子節溫閥通過對CAN總線上采集的發動機冷卻液溫度T進行邏輯判斷，控制方案設定如下：

3 測試驗證

車輛在常溫環境下正常啟動，保持同樣的油門開度和制動開度使車速保持0-50Km/h（保持5s）-0這樣的循環，在冷卻器進出水口和進出油口加裝溫度傳感器，監測幾個溫度的變化趨勢。

試驗過程中，使用蠟式節溫閥和電子節溫閥（手動開啟）的結果如圖2和圖3所示。

由測試結果對比可看出來，在這種工況下，變速箱自身產熱功率有限，使用蠟式節溫閥時，發動機冷卻液溫度在早早達到80℃以上之后，受變速箱油液降溫影響，在達到節溫閥處時溫度大幅下降，不足以使節溫閥開啟。變速箱基本上只能靠自身產熱來升溫。

反觀電子節溫閥，通過CAN采集的發動機冷卻液控制開關，在發動機冷卻液達到目標溫度之上時，可快速打開閥芯，能對變速箱進行有效的升溫。

為了更精確的對比兩種節溫閥的效果，盡量消除其它變量對試驗結果的影響，將同一輛整車分別裝配兩種狀態的節溫器在帶環境倉的轉轂試驗室進行標準的NEDC工況測試（同意的環境溫度），整個試驗過程中，變速箱油及發動機冷卻液溫度的變化如圖4所示。

結果很明顯的表明，使用電子節溫閥時，既可以及時有效的提升變速箱的油溫，也不會對發動機冷卻液產生明顯的影響。

4 結論

本文通過試驗對比蠟式節溫閥和電子節溫閥在變速箱溫升過程中的影響，得出電子節溫閥可以有效且快速的促進變速箱的溫升。

參考文獻

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