进气格栅是汽车前部造型的重要组成部分，影响整车的设计风格，同时也是空气流入汽车发动机舱的入口。当前，多数车辆上的进气格栅都是固定的结构，而主动进气格栅( AGS) 是通过测量发动机水温、机油温度、空调系统状态、进气温度等信息，依靠控制电机实现进气格栅的百叶片开启一定角度或者关闭的装置。
图1 AGS系统构成
图2 AGS系统示意图
主动进气格栅（Active Grille System，以下简称AGS）是近年来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，提升整车燃油经济性。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，提升整车驾驶性能，在中高端车型中应用较多，部分紧凑型车型也有应用。如凯迪拉克ATS车型，其独特的主动式进气格栅在车速超过60公里/小时，并且系统侦测到发动机的进气量足够时，可以自动关闭部分格栅。此举可以在车辆高速行驶时减少气流涌入发动机舱，降低空气阻力并且抑制紊流产生。福特福克斯主动进气格栅系统，风阻系数降低约7.8%，从而降低二氧化碳排放，提升燃油经济性（数据来自网络）。
图3 AGS工作原理
研究表明，低温时采用AGS 可以减少暖机时间达到降低油耗的目的；高速时，采用AGS 可以减少整车风阻，提高动力性，甚至在空调处于冷却功能时，依然可以控制AGS 处于适当的开度减少风阻。主动格栅对整车性能具有重要意义，主要体现在以下几个方面：
通过降低内流阻力降低整车风阻，这是AGS最主要的作用之一降低整车二氧化碳排放和整车油耗
提高整车动力性（加速性能和最高车速）
改善整车冷启动性能，在冷启动时，将格栅关闭，阻止冷空气进入机舱，减少发动机的散热量
改善怠速工况下发动机噪声
提高冷却系统性能，延长使用寿命
图4 AGS开度控制示意图
当进气格栅的状态发生变化时，进入发动机舱的气流量和气流流向均会受到影响，引起整车冷却系统的有效进气面积、内部流场等发生变化，进而对整车性能产生影响：
（1）AGS对整车气动性能影响（车速120kph，环境温度20°C）。研究结果表明，风阻系数和冷却性能与格栅开度是非线性关系，当格栅开度小于60% ，风阻系数和冷却性能有明显的降低。在格栅开度60% 以上时（车型不同该数值会有差异），风阻系数和冷却性能降低变化很小。
图5 格栅开度与整车气动性能的关系
（2）AGS关键影响因素，包括但不限于：
环境温度
冷却液温度
车速
油门踏板位置
排放法规
空调状态
风扇状态
…
（3）AGS开度控制策略。AGS开度与风阻、冷却液出口温度以及机舱内关键零部件温度等均有直接影响，典型的AGS开度策略如下表所示。
表 1 格栅叶片角度控制方案
AGS工作过程如下：
i. 发动机启动，AGS强制自检，保证其功能正常，并停留在上次的最后状态下；
ii. 随后，根据发动机冷却液温度和环境温度，AGS确定合适的工作模式，如发动机冷却液和环境温度均较低时，AGS格栅处于“全闭”模式，以实现尽快热机；
iii. 当发动机到达目标温度后，AGS切换为“激活”模式，实现不同工况下对AGS开度的控制；
iv.最后，在强加速、A/C开启等模式下，AGS切换为“全开”模式，以保证最大的冷却需求。
通过对不同格栅叶片角度下样车的风阻系数、冷却性能等进行对比分析及试验验证，可获得主动格栅控制算法，从而提升车辆的综合性能。
编校：中汽中心空气动力学实验室
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