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探讨汽车发动机冷却方法

2013-12-25 17:14 来源:汽车设计论文 人参与在线咨询

冷却系统由于汽车运行过程中会产生很强烈的振动、辐射和电磁干扰,因此对该系统电路有十分特殊要求:电路要有较高的抗振动能力,以适应不同路况、车况的要求。提高发动机系统整体的可靠性和稳定性。制冷系统电路应采取有效的防护与隔离措施,以提高其抗干扰能力。冷却系统一般由电控风扇。电控温度器、电控导风板、微控系统组成。电控冷却风扇通过电动机控制,电控温度器通过电加热引起双金属片的变形,在通过双金属片变形来带动节温阀做转动,从而改变了风速的大小循环;电控导风板再由双向电动机通过传动机控制打开或关闭阀门;微控制系统是以单片机控制系统。5对于温度控制汽车发动机工作的极限温度值由排气门周围区域的最高温度决定。最佳的情况是按金属温度控制冷却系统,而不是冷却液的温度控制,这样的温度控制能更科学有效的保护发动机。而通过冷却系统控制的冷却温度则是以满负荷的最大散热率为参照的。所以,发动机的冷却系统在未满负荷的情况下,状态不太理想。
  最常见的例子,汽车在市区行驶和较低速行驶的过程中,油耗较高和排放量较大。这时通过改变冷却液温度的设定来改善发动机冷却系统的负荷和性能。根据排气门所反映的温度极限值,可升高或降低发动机温度设定点。其控制温度都各有特点。发动机降低冷却系统的工作温度不但可提高汽车发动机的充气效率,还可以降低发动机的进气温度。这不但对燃油的燃烧过程有利,还能优化燃油效率及排放量。还可以减轻发动机负载,避免发生爆震,使工作效率提高,通过发动机工作方式的改善,还有助于优化压缩比。使得发动机燃油效率更高,排放性能更好。精确的冷却系统的特点主要反映在冷却水夜温控制的结构设计与冷却液如何流速的设计原理中。在系统精确冷却系统中,发热的关键区域,例如排气阀门周围区域温度,当冷却液有较大的流速时,热传递效率非常的高,而冷却液的温度逐步的变化则较小。这样以来的效果可以缩小这些地方冷却液通道的横截面积,可以减少流量,提高流速。
  提高工作温度设定点,是比较受欢迎的冷却方法。研究统计,发动机的工作温度对零件摩擦消耗有很大影响。若将冷却液的温度在150℃排出,能使气缸温度在190度左右,油耗则可以下降4~6%。若将冷却液温度控制在90~115℃范围内,使发动机机油温度在140℃左右,则油耗在下降10%。精确冷却系统的运用与设计的关键是在于确定冷却水套的大小尺寸。选择匹配的冷却水泵,保证整个系统的散热能力能够满足低速大负荷关键区域的正常运转温度的需求。发动机冷却液的流速的变化的弹性非常大,从怠速1m/s到最大功率5m/s。因此,应将冷却水箱和冷却系统通盘整体衡量,相互弥补。发挥最大潜力。科学家研究表明,有精确冷却系统的发动机,在发动机的整体运转中,在转速范围内,冷却液流量一般可下降30~40%。通过对气缸盖上冷却水箱的精确修整与设计,可以使冷却道的流速从1.4m/s,提高到4到5m/s,可以大幅度提高气缸外壁的传热性,最高能将气缸外壁的金属温度降低至60℃以下。综上所述,汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,现在随着科技发展,冷却系统不如以往那样只是单一的水循环,现在的冷却系统控制十分智能。因此,在以后的汽车发动机的研发中,单纯的液态冷却系统一定不会站主导地位。目前,智能控制要求和成本都很高,但是在未来的汽车发张中很实用,它是未来冷却系统的研发方向,智能冷却系统在发动机的设计上,未来一段时间必将占主导地位。汽车的安全行驶,发动机的高效运转,将通过冷却系统的智能化而大大的提高。

作者:惠黎生 单位:江苏苏州建设交通高等职业技术学校

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