主动进气格栅AGS对汽车风阻特性的影响分析培训讲学
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。
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。
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作者：朱春州来源：《山东工业技术》2019年第11期摘要：针对某车型主动进气格栅（AGS）实际生产装配工艺、采购成本及密封性能等方面存在的不足之处，在该车型更新换代及升级产品设计中加以改进，进行优化设计，从而提高产品性能及市场竞争力。
从轻量化、提升产品性能、控制零部件生产成本等角度分析及总结，由分体式改为整体式结构，实现优化设计，为设计者今后在该领域提供更好的设计思路及解决方案。
关键词：AGS；优化设計；轻量化；设计思路；解决方案DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.11.0010 引言主动式进气格栅就相当于汽车可打开、可关闭的百叶窗，传统的进气格栅是固定敞开的，当车辆高速行驶时，整车的空气阻力系数会很大[1-2]，而主动式进气格栅会根据传感器的实时监控，在保障发动机合适温度的条件下，进行适时调节开合度，从而降低了空气阻力系数[3]。
同时，汽车冷启动时主动式进气格栅关闭，机舱热量就不容易外散，可缩短预热时间，可保留住发动机温度，使得机油的升温加快，保障发动机快速进入工作状态，可大大节省油耗，提高燃油经济性[4]。
所以，增加主动式进气格栅是汽车节能降耗的有效手段之一[5]，目前已广泛应用于各品牌汽车。
1 主动式进气格栅空气阻力的构成汽车高速行驶空气阻力有摩擦阻力、诱导阻力、内循环阻力、干扰阻力、形状阻力（图1），主动式进气格栅主要是对占总阻力12%的内循环阻力进行优化改善。
2 对某车型原主动式进气格栅的结构（分体式）分析及改进优化方案2.1 体积及布置空间方面现状：由于分体式的主动进气格栅总成是前端模块主体与AGS主体分开（图2），在结构及系统工作时需要的空间大，所以需要的布置空间就大，这样给机舱的布置带来很大的不便。
改进优化方案：根据这一情况，通过简化及改进结构，把前端模块主体与AGS主体合并成一体，并符合结构及功能的需求。
2.2 零件数量及重量方面现状：分体式的主动进气格栅总成多出一个FEM本体零件总成，整个系统的重量较大。
基于中心组合设计的主动进气格栅控制标定
基于中心组合设计的主动进气格栅控制标定
肖利英;王文玺;李趁前
【期刊名称】《小型内燃机与摩托车》
【年(卷),期】2015(044)003
【摘要】目前主动进气格栅多采用开环控制,在建立发动机舱热管理模型的基础上,对发动机散热与冷却需求进行建模分析,建立了最多15种的格栅开启角度控制算法,满足冷却系统对进风量的实时闭环控制.同时引入中心组合设计法设计标定方案并通过二次多项式回归方程建立车速-格栅开度-风扇状态的三因素风量预测模型.结果表明,该方法能够实时满足整车冷却需求并优化匹配标定方案,有效降低汽车行驶阻力,提升燃油经济性.
【总页数】6页(P38-43)
【作者】肖利英;王文玺;李趁前
【作者单位】广西大学广西南宁530000;上汽通用五菱汽车股份有限公司;天津博顿电子有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U461.8
【相关文献】
1.基于中心组合设计的主动进气格栅多开度控制模型的建立 [J], 王文玺;吴存学;干能强;王显;李旭;蔡渝东
2.纯电动汽车电机转速主动阻尼控制策略软件开发及实车标定 [J], 沙伟; 郭亚子
3.基于同心圆阵列的结构光主动视觉系统标定算法 [J], 李燕;严永财
4.基于经济性和热平衡的主动进气格栅策略开发(续1) [J], 陈石人;黄勇;肖曦;杨凡
5.基于经济性和热平衡的主动进气格栅策略开发(续2) [J], 陈石人;黄勇;肖曦;杨凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
可见式主动进气格栅开发研究
可见式主动进气格栅开发研究摘要：由于我国新能源消耗政策的出台，节能降耗已经是当前我国汽车发展面临的重大课题。
为了实现这一目的，很多的能源节约和减少排放技术应运而生，而主动进气格栅正是这些技术之一。
采用有源式进气格栅技术，可以达到显著的节能降耗。
本文简要地阐述了可视化主动进气格栅的优点、开发难点及对策，为今后推广使用具有一定的借鉴意义。
关键词：可见式主动进气格栅；新能源消耗；汽车性能引言：按照新的标准，2020年前，各厂商的燃油消耗标准必须降低到每百公里5 L，各厂商必须面对日益激烈的市场，降低燃油消耗的压力，对其产品的生产成本和性能都是一个巨大的挑战。
为了适应我国日益严厉的燃油消耗管制，近年来，欧洲和北美都有了积极的节油措施，特别是福特和宝马。
前进气格栅类似于汽车的可开启和关闭的百叶帘，而在汽车的速度较快的情况下，它的入口是不能打开的。
而在车辆运行时，主动进气格栅可以对进气口进行开启和关闭，从而调整进排气口内的空气流量，从而减少车辆在运行时的摩擦，降低车辆的油耗。
主动式进气道改善了汽车的气动性能，减少了车辆的燃油消耗，从而增加了行驶里程。
不止是汽油车，各种混合动力车和电动车都配备了主动式进气格栅，以提高行驶速度。
按其安装部位，可将其分成3种：（1）单独设置于冷凝器的前侧，并与防撞杆连接，可减少空气阻力。
(2)一体化的进气格栅，整合于后保险杠，使空气阻力降低0.018-0.02。
(3)可视化的进气管，直接用作前保护部件，暴露于前方，减少空气阻力。
随着技术的发展，系统的集成度得到了进一步的改善，同时在性能及油耗上也得到了更好的提升。
就拿一辆中等家庭轿车来说吧，它的阻力是0.27-0.37，每减少0.001的风阻系数可以带来0.01升/100公里的燃油节省，而当车速不断增加，收益也越来越大。
一、主动进气格栅自动控制系统的基本理论AGS （主动式进气格栅技术）是近年来在汽车工程技术中发展起来的一种新型节油技术，其成本相对较低，节油效果显著。
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]。
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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
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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。
发动机舱内部模型及智能格栅模型示意图图1
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
也就是说使车辆受到影响的流场完全包是：计算域的边界不能对流场形成干涉，倍11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，长约为精品文档．
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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。
计算域示意图图2
对整个计算流体域进行网格划分，对发采用切割体网格(Trimmed Mesh)
3所示。
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
图3 纵对称面网格示意图边界条件的设置 1.3
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
对1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所示。
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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
仿真结果分析2
°、°、20速度行驶时，智能格栅不同开启角度（全关0 对车辆100km/h°）下的工况进行仿真分析。
90°、80°、全开40°、60 压力分析 2.1
°、60°、20°、40°、5 图4和图分别为智能格栅不同开启角度（全关0°）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9080°、全开特别是位于下格栅后方的随着智能格栅的开启，以看出，冷凝器入口压力增加，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。
冷凝器入口压力及机舱内部压力增大明显，°变化时，0°～40智能格栅开启角度°后，冷凝器入口压力及机舱内部压力增大趋势渐缓。
智能格栅开启角度>40精品文档．
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4 冷凝器入口压力云图图
5 图发动机舱压力系数云图精品文档．
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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
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速度矢量图6 截面z=0.1m图风阻系数 2.3
°、80°、60°、400 图7为智能格栅不同开启角度（全关°、20°、°）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90全开°～但智能格栅开度40着智能格栅开启角度的增大，整车风阻系数也逐渐增加，智能格栅全开状态下整车风阻系数达到整车风阻系数变化不明显，90°变化时，。
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精品文档．精品文档
整车风阻系数示意图图7
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°时，智能格栅对整车气动阻力特性有降低有明显效果，有助于启角度小于40改善整车的燃油经济性。
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