主动进气格栅(AGS)对汽车风阻特性的影响分析
汽车主动进气格栅技术开发研究
汽车主动进气格栅技术开发研究作者：高树亮黄壮齐俞晓勇王磊罗颖来源：《企业科技与发展》2016年第02期【摘要】随着国内新的油耗法规的实施，汽车生产厂家在面临激烈竞争的同时，需要直面严峻的汽车降油耗任务，这对汽车的制造成本及性能提出了极大的考验。
主动进气格栅技术可以协助汽车厂家以较低的成本实现明显的节油效果。
文章详细介绍了主动进气格栅的功能、优点和开发方法及理论依据，并对控制策略及发展前景作了简要介绍。
【关键词】汽车；主动进气格栅；研究【中图分类号】U462.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）02-0049-041 主动进气格栅的优点主动进气格栅（Active Grille System，简称AGS）是近些年汽车工程技术领域一项新兴的节油技术，它具备成本相对较低，节油效果明显的特点，目前它已在欧洲及北美汽车市场普及应用。
它通过在行驶过程中合理地控制前进气格栅的开度，达到调节进入发动机舱冷却风量的目的，降低行驶过程中的内循环阻力，提升汽车燃油经济性。
同时，主动进气格栅系统能够改善发动机暖机过程中的排放，提升汽车发动机效率，已在国外中高端车型中应用，而国内自主品牌对其应用目前仍处于空白阶段。
1.1 气动阻力的减弱AGS系统主要通过控制冷却空气流以改进车辆气动阻力。
冷却系统的设计功能如下：即使在最恶劣的驾驶条件下，也必须为发动机冷却提供足够制冷能力，因此在所有其他驾驶条件下（大部分使用工况下），存在多余的冷却空气流和因此带来的阻力，尤其在公路巡航期间，格栅叶片能够关闭以减少风阻，同时降低燃料消耗及二氧化碳的排放。
考虑到现实的驾驶条件，从不同项目得出的值如下：对于客车二氧化碳减少量达到3 g/km，对于重型货车燃油减少量达到1 L/100 km[1]。
1.2 冷起动和暖机性能优化最近，AGS所带来的冷起动及暖机性能优化让各汽车生产厂家越来越关注，例如改善的发动机预热及发动机停止后机舱里的热保留。
主动进气格栅对汽车性能的影响研究
主动进气格栅对汽车性能的影响研究发表时间：2019-09-20T11:37:54.453Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：陈林[导读] 我国汽车行业的发展越来越快，私家车已经进入我国的各家各户，因此人们对汽车的要求也在不断地提高，汽车的性能是人们关注的重点。
陈林四维尔丸井（广州）汽车零部件有限公司 510530摘要：我国汽车行业的发展越来越快，私家车已经进入我国的各家各户，因此人们对汽车的要求也在不断地提高，汽车的性能是人们关注的重点。
本文主要从通过定性和定量两种分析方法，对主动进气格栅（AGS）不同开度对整车性能的影响进行了详细的分析。
主动进气格栅在低温情况可以有效减少加热时间，将油耗大大降低；在汽车高速行驶时，使用主动进气格栅可以将汽车的风阻进行有效的降低，将动力性能进行提高，即使空调处于冷却功能，也可以控制主动进气格栅处于适当的开度，以降低风阻。
另外，主动进气格栅也能够对空调的暖风性能进行有效的提升。
通过对控制策略的优化，主动进气格栅可以对整车的经济性进行有效的提升，从而达到提高汽车的动力性的目的。
关键词：主动进气格栅；汽车；性能；研究引言作为汽车前部造型的重要组成部分的进气格栅，它对整个汽车的设计风格有些非常深远的影响，而且，还是空气流入汽车的发动机舱内的入口。
目前，汽车上的进气格栅大多都是一个固定的结构，同时主动进气格栅（AGS）是一个设备依赖于控制电动机开启一定角度或关闭进气格栅通过测量发动机水温、油温、空调系统状态、进气温度和其他信息。
当进气格栅的状态发生变化时，空气流量、空气进气引擎舱内的流动方向将受到影响，这将导致有效逆风面积的变化，内部流场和其他气动阻力的整个车辆的冷却系统都会发生变化，然后对整车的性能产生一系列的影响。
因此，有必要对AGS进行最优控制分析。
一、主动进气格栅的内涵众所周知，汽车的前部是传统燃油车的进气格栅，其主要两大功能，分别是为发动机提供进气和散热。
汽车进气格栅角度与冷却风扇转速的匹配研究
配的风扇转速在常规工况下，存在过度冷却的问题。 同时，格栅与风扇工作相互独立，导致冷却效率大大 降低且无法精确控制冷却系统进风量。
目前，国内外关于进气模块的匹配研究越来越 深入。王文玺等［１］建立了整车散热需求模型和主动 进气格栅（ＡＧＳ）多开度控制模型，进而实现其多开 度控制。Ｌｅｆｆｅｒｔ等［２］将空 气 动 力 学 风 洞 试 验、ＦＴＰ 和 ＭＶＥＧ测功机测试结果作为输入，用 ＭＡＴＬＡＢ构 建整车模型来计算燃油经济性，并研究了各种发动
［摘要］ 汽车冷却 系 统 前 端 进 气 量 直 接 影 响 发 动 机 舱 的 散 热 性 能 和 气 动 阻 力。 针 对 某 安 装 主 动 进 气 格 栅 （ＡＧＳ）的乘用车在高速与低速行驶工况下，发动机存在过度冷却与过热等问题，采用计算流体力学（ＣＦＤ）方法，分 析了不同工况下，格栅进气角度与风扇转速对前发动机舱流场的影响；建立了格栅角度与风扇转速优化匹配的准则 与方案，并通过匹配实例仿真和实车实验，对匹配方案的实际效果进行验证，结果表明，该进气模块匹配方案能满足 极限工况下的散热需求，百公里油耗降低 ０１６６Ｌ。
国家重点基础研究发展计划项目（２０１３ＣＢ６３２５０５）资助。 原稿收到日期为 ２０１８年 ４月 １１日，修改稿收到日期为 ２０１８年 ８月 ６日。 通信作者：刘传波，副教授，博士，Ｅｍａｉｌ：ｌｃｈｂ７２＠ｗｈｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
２０１９（Ｖｏｌ．４１）Ｎｏ．４
刘传波，等：汽车进气格栅角度与冷却风扇转速的匹配研究
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机冷却风扇功率与格栅开口面积下，轿车燃油经济 性的变化。Ｂｏｕｉｌｌｙ［３］研究发现格栅稳定性是格栅控 制一大挑战，避免因过多位置之间连续偏转而导致 格栅部件寿命缩短，由此提出基于格栅 ５控制位的 控制策 略。 Ｓｈｉｇａｒｋａｎｔｈｉ等［４］运 用 中 心 组 合 设 计 算 法，在仿真 试 验 的 基 础 上，匹 配 不 同 车 速 和 风 扇 转 速，进而完成满足冷却流量需求所对应的格栅角度 设计。
主动格栅对整车空调采暖性能影响的研究
主动格栅对整车空调采暖性能影响的研究陈亮【摘要】在寒冷的冬季,尤其在高寒地区,对整车空调的采暖性能要求极高.对于常规燃油车而言,发动机冷却液温度即进入暖风加热芯体的冷却液温度,是影响整车空调采暖性能的关键因素.文章通过对某小型SUV车型的原车状态,封堵前格栅状态以及加装主动格栅状态分别进行空调采暖性能测试,以研究主动格栅对整车空调采暖性能的影响.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】3页(P66-67,70)【关键词】主动格栅;汽车;空调采暖性能【作者】陈亮【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U467引言1 测试方案汽车空调采暖性能满足高寒地区要求，可以给车内乘员提供温暖舒适的环境，保证车辆的安全行驶。
汽车行驶时，汽车的迎面风会导致发动机自身热量的散失，散热器内冷却液热量的散失，降低进入暖风加热芯体的冷却液温度，进而影响整车空调的采暖性能。
本文通过对测试样车的三种状态分别进行空调采暖测试，对测试结果进行分析，来研究主动格栅对整车空调采暖性能的影响。
1.1 测试设备底盘测功机，是一种高精度可以测量汽车驱动轮的驱动力、功率、扭矩和车速等，能够加载汽车在实际的道路上行驶所遇到的各种阻力，进而模拟汽车在实际道路上行驶的专用设备。
风机，放置于测试车辆前方与底盘测功机联动，根据车速提供对应的迎面风速。
环境仓，是一种可以控制环境温湿度，模拟汽车在各种高低温环境中行驶的专用设备。
此外，还需要温度传感器和数据采集器等。
1.2 测试方法测试车辆应符合相关标准要求，按照测试规范要求布置温度传感器。
为保证试验结果的一致性，排除其它外在和内在因素的影响，不同状态的测试在同一环境仓，同一底盘测功机，同一测试样车上进行，并且要求每次测试起始条件一致，空调设置模式一致。
试验工况以模拟用户冬天实际用车习惯为主，包括：城市行驶工况、高速行驶工况、怠速工况。
汽车主动进气格栅技术研究
汽车主动进气格栅技术研究摘要：我国汽车行业的发展越来越快，私家车已经进入我国的各家各户，因此人们对汽车的要求也在不断地提高，汽车的性能是人们关注的重点。
本文主要从通过定性和定量两种分析方法，对主动进气格栅（AGS）不同开度对整车性能的影响进行了详细的分析。
主动进气格栅在低温情况可以有效减少加热时间，将油耗大大降低；在汽车高速行驶时，使用主动进气格栅可以将汽车的风阻进行有效的降低，将动力性能进行提高，即使空调处于冷却功能，也可以控制主动进气格栅处于适当的开度，以降低风阻。
另外，主动进气格栅也能够对空调的暖风性能进行有效的提升。
通过对控制策略的优化，主动进气格栅可以对整车的经济性进行有效的提升，从而达到提高汽车的动力性的目的。
关键词：汽车；主动进气格栅；研究；前言：进气格栅作为汽车的主门，主要用于将空气吸入汽车的前部并散发发动机冷却系统的热量。
不同制造商的进气格栅是确定前端的最重要因素。
当前，市场上大多数型号的进气格栅都已完全关闭并完全打开，外部冷却空气可以随时通过进气格栅进入和离开车辆的前部。
这会增加汽车冷启动时发动机达到最佳温度范围所需的时间。
这会增加发动机在低温下的磨损，不利于达到国家排放和能效标准。
1、主动进气格栅的优点近年来，主动进气格栅已成为汽车行业中一种日益增长的燃油经济性技术。
前格栅根据行驶条件以及发动机油温，水温，进气温度，空调系统状态和其他参数信息的测量值进行适当调整。
AGS用于减少加热时间和降低低温下的燃料消耗。
AGS用于降低高速行驶时的风阻，以改善车辆动力，而当空调处于冷却模式时，会相应调整AGS的开度以减小风阻。
此外，AGS可以显着提高空调的热效率。
智能进气格栅通过改变车辆中的空气量来改变空气阻力，继而影响冷却效果，空气阻力和发动机的辐射热以及车辆的舒适性。
车辆。
随着该国提出了汽车燃油经济性的新标准，许多汽车制造商已经认识到AGS在降低燃油经济性方面的重要性。
经过AGS进行的广泛研究和开发，其使用将在将来变得司空见惯。
某车型主动进气格栅的设计与优化
某车型主动进气格栅的设计与优化1. 引言1.1 研究背景汽车的主动进气格栅作为汽车外观设计中的关键部件，不仅具有美观的功能，还在汽车性能方面发挥着重要作用。
随着汽车技术的不断发展，对主动进气格栅的设计与优化也越来越重要。
研究主动进气格栅的设计与优化，可以提高汽车的空气动力性能，降低空气阻力，进而提高汽车的燃油经济性和驾驶稳定性。
目前，虽然汽车主动进气格栅的设计已经取得了一定的成果，但在实际应用中仍存在一些问题。
比如设计不合理导致进气量不足，或者空气流线不畅通导致空气阻力增大等。
这些问题不仅影响了汽车的性能表现，还可能对驾驶安全造成隐患。
对主动进气格栅的设计与优化进行深入研究，对提高汽车整体性能具有积极作用。
通过研究主动进气格栅的设计原理和优化方法，可以为汽车制造商提供更科学的设计方案，为汽车用户带来更优质的驾驶体验。
流场仿真分析和实际测试验证也将为主动进气格栅的设计与优化提供有力的支持。
研究主动进气格栅的设计与优化具有重要的理论和实践意义。
1.2 问题归纳在汽车设计中，主动进气格栅作为车身外观设计的重要部分之一，不仅具有美观的功能，更是影响车辆空气动力学性能的关键因素。
在实际应用中，很多车型的主动进气格栅存在一些问题，例如设计不合理导致进气不畅、进气阻力大、气流分布不均等。
这些问题不仅影响了车辆的性能表现，也可能导致燃油消耗增加、车辆稳定性下降等负面影响。
对主动进气格栅的设计与优化具有重要的研究意义。
目前，虽然在主动进气格栅的设计方面已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题亟待解决。
有必要对主动进气格栅在设计与优化方面进行深入研究，以提高车辆的空气动力学性能，降低能耗，并改善车辆驾驶安全性。
1.3 研究意义主动进气格栅在现代汽车设计中扮演着至关重要的角色。
它不仅能够有效地改善汽车的空气动力学性能，提高燃油经济性，还可以增加车辆的驾驶稳定性和舒适性。
通过对主动进气格栅的设计和优化，可以实现更加精准的气流控制，提高车辆的气动效率，减少空气的阻力，从而提高车辆的性能表现和燃油经济性。
主动进气格栅(AGS)的技术研究及应用
10.16638/ki.1671-7988.2020.24.023主动进气格栅（AGS）的技术研究及应用王升山，曾志嵘，高少俊，曾宇华（江铃汽车股份有限公司，江西南昌330001）摘要：文章通过对主动进气格栅（AGS）的技术研究，确定AGS标定控制逻辑与关键参数，在某SUV上进行AGS 开发，并通过AGS正常工作与AGS不工作两种情况的滑行测试，获得两种状态的滑行阻力，根据滑行阻力进行NEDC油耗测试，进而得到AGS正常工作与AGS不工作两种状态的油耗差异，以此评估AGS的开发效果。
关键词：主动进气格栅（AGS）；AGS标定策略；滑行阻力；NEDC油耗中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)24-69-02Research and application of AGS TechnologyWang Shengshan, Zeng Zhirong, Gao Shaojun, Zeng Yuhua( Jiangling Automobile Co. Ltd., Jiangxi Nanchang 330001 )Abstract: In this paper, the technology of active air intake grille (AGS) is studied, the AGS calibration control logic and key parameters are determined, the AGS is developed in a SUV, and the sliding resistance in two states is obtained through the sliding test of AGS normal operation and AGS fault full open. According to the sliding resistance force, the NEDC oil consumption test is carried out, and then the oil consumption in two states of AGS normal operation and AGS fault full open is obtained The difference is used to evaluate the development effect of AGS.Keywords: Active air intake grille (AGS); AGS calibration strategy; Sliding resistance; NEDC fuel consumption CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)24-69-02引言环境污染与能源危机是我国汽车产业发展所面临的巨大挑战[1-2]。
主动进气格栅AGS对汽车风阻特性的影响分析培训讲学
精品文档0 前言车辆空气动力学特性直接影响车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。
车辆的气动阻力与车速的平方成正比，且气动阻力所消耗的功率和燃油又与车速的立方成正比。
因此，通过空气动力学研究降低气动阻力、提高发动机燃烧效率，不仅能提高车辆的空气动力学特性，还可以改善车辆的燃油经济性。
车辆行驶的气动阻力由压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干涉阻力和内流阻力五部分组成。
以前主要通过改进车身局部造型改善近车体气流流动状况降低压差阻力。
但随着研究的深入，对汽车局部细节的改型已日趋成熟，大幅度的降低压差阻力变得相当困难。
研究表明，内流阻力约占汽车总气动阻力的10%～18%，主要是由于气流通过车辆的冷却系统引起的。
因此，改善发动机舱内部流场结构作为减阻的方案是合理可行的。
智能格栅是汽车进气格栅装置的一种，安装在散热器前方的格栅口位置。
相对普通的进气格栅，智能格栅具有可以旋转90°的电动叶片，可以根据发动机水温的高低及时调整进气格栅的进气角度，具有降低汽车风阻系数、缩短发动机升温时间、降低油耗、提高汽车动力性能等特点。
如在拥堵路况下低速行驶时，进气格栅会主动开启；当车辆在高速道路保持稳定速度行驶时，进气格栅会自动关闭以获得更好的空气动力表现，提高燃油经济性。
本文利用star ccm+对某车辆智能格栅不同开启角度（全关0°、20°、40°、60°、80°、全开90°）的气动阻力系数变化进行仿真分析，研究智能格栅对车辆整车风阻系数及机舱内流动的影口向。
1 数值计算分析1.1 几何模型的建立精品文档．精品文档本文基于某车辆建立了加装智能格栅的分析模型。
模型在建立过程中基本保证了与实车的一致性，包括雨刮器、后视镜、发动机舱、底盘、轮胎等复杂的结构。
发动机舱内部结构十分复杂，存在着许多的油、水、电管道和电缆，为反映发动机舱内真实的流动特性，本文分析保留了发动机舱内部结构的真实形状，并建立计算所用的CAD模型。
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0 前言车辆空气动力学特性直接影响车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。
车辆的气动阻力与车速的平方成正比，且气动阻力所消耗的功率和燃油又与车速的立方成正比。
因此，通过空气动力学研究降低气动阻力、提高发动机燃烧效率，不仅能提高车辆的空气动力学特性，还可以改善车辆的燃油经济性。
车辆行驶的气动阻力由压差阻力、摩擦阻力、诱导阻力、干涉阻力和内流阻力五部分组成。
以前主要通过改进车身局部造型改善近车体气流流动状况降低压差阻力。
但随着研究的深入，对汽车局部细节的改型已日趋成熟，大幅度的降低压差阻力变得相当困难。
研究表明，内流阻力约占汽车总气动阻力的10%～18%，主要是由于气流通过车辆的冷却系统引起的。
因此，改善发动机舱内部流场结构作为减阻的方案是合理可行的。
智能格栅是汽车进气格栅装置的一种，安装在散热器前方的格栅口位置。
相对普通的进气格栅，智能格栅具有可以旋转90°的电动叶片，可以根据发动机水温的高低及时调整进气格栅的进气角度，具有降低汽车风阻系数、缩短发动机升温时间、降低油耗、提高汽车动力性能等特点。
如在拥堵路况下低速行驶时，进气格栅会主动开启；当车辆在高速道路保持稳定速度行驶时，进气格栅会自动关闭以获得更好的空气动力表现，提高燃油经济性。
本文利用star ccm+对某车辆智能格栅不同开启角度（全关0°、20°、40°、60°、80°、全开90°）的气动阻力系数变化进行仿真分析，研究智能格栅对车辆整车风阻系数及机舱内流动的影口向。
1 数值计算分析
1.1 几何模型的建立
本文基于某车辆建立了加装智能格栅的分析模型。
模型在建立过程中基本保证了与实车的一致性，包括雨刮器、后视镜、发动机舱、底盘、轮胎等复杂的结构。
发动机舱内部结构十分复杂，存在着许多的油、水、电管道和电缆，为反映发动机舱内真实的流动特性，本文分析保留了发动机舱内部结构的真实形状，并建立计算所用的CAD模型。
建模主要考虑了冷却系统、发动机体、电器系统、发动机底护板以及发动机舱内表面模型等，对于一些对流动影响不大的管道、电线等，只做了适当的简化处理，仍然保留了所有对发动机舱内部流动分析有影响的几何特征。
发动机舱内部模型及智能格栅模型如图1所示。
图1 发动机舱内部模型及智能格栅模型示意图
1.2 计算域的确定及网格划分
为了使计算结果更接近于汽车行驶的真实环境，对计算域的基本要求就是：计算域的边界不能对流场形成干涉，也就是说使车辆受到影响的流场完全包括在计算域内。
本文仿真采用的计算域为包围车辆模型的长方体，长约为11倍车长，其中车辆车头距计算域入口为3倍车长；宽约为11倍车宽；计算域高约为6倍车高，如图2所示。
图2 计算域示意图
采用切割体网格(Trimmed Mesh)对整个计算流体域进行网格划分，对发动机舱区域使用密度盒进行加密。
整车发动机舱纵对称面体网格如图3所示。
图3 纵对称面网格示意图
1.3 边界条件的设置
由于数值模拟是在有限区域内进行，因此在区域的边界上需要设置与实际情况相符合的边界条件。
本文仿真模拟计算域边界条件的设置如表1所示。
对于冷凝器和散热器采用多孔介质模型进行模拟，模型中的关键系数粘性阻力系数和惯性阻力系数通过试验进行获取。
表1 计算域边界条件设置
2 仿真结果分析
对车辆100km/h速度行驶时，智能格栅不同开启角度（全关0°、20°、40°、60°、80°、全开90°）下的工况进行仿真分析。
2.1 压力分析
图4和图5分别为智能格栅不同开启角度（全关0°、20°、40°、60°、80°、全开90°）时冷凝器入口压力云图及发动机舱压力系数云图。
从图中可以看出，随着智能格栅的开启，冷凝器入口压力增加，特别是位于下格栅后方的冷凝器下端，压力增加明显，整车发动机舱内压力也随之增大，整车阻力增加。
智
能格栅开启角度0°～40°变化时，冷凝器入口压力及机舱内部压力增大明显，智能格栅开启角度>40°后，冷凝器入口压力及机舱内部压力增大趋势渐缓。
图4 冷凝器入口压力云图
图5 发动机舱压力系数云图
2.2 流场分析
表2为冷却模块入口气流流量统计。
图6为智能格栅开启角度0°、40°、90°时，z=0.1m截面速度矢量图。
结合图6和表2可以看出，智能格栅全关时，几乎没有气流流入冷却模块内，但是有部分气流通过冷却模块周围的缝隙处流入机舱；随着智能格栅开启，进入冷却模块的气流量增加，流速增大，特别是智能格栅开启角度0°～40°变化时。
而随着智能格栅开启角度的进一步加大，流入冷却模块的气流量增大不明显。
表2 冷却模块入口流量
图6 截面z=0.1m速度矢量图
2.3 风阻系数
图7为智能格栅不同开启角度（全关0°、20°、40°、60°、80°、全开90°）整车风阻系数示意图。
智能格栅全关状态下整车风阻系数最小，随着智能格栅开启角度的增大，整车风阻系数也逐渐增加，但智能格栅开度40°～90°变化时，整车风阻系数变化不明显，智能格栅全开状态下整车风阻系数达到最大；智能格栅全关状态与全开相比，整车风阻系数降低了7count。
图7 整车风阻系数示意图
3 结论
通过对智能格栅不同开启角度下整车气动特性进行分析，在智能格栅开启角度小于40°时，智能格栅对整车气动阻力特性有降低有明显效果，有助于改善整车的燃油经济性。
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