下载文档原格式
2007年第7期总第124期林区教学Teaching of Forestry Regi onNo .72007General No .124汽车发动机冷却系统的设计黄大超(哈尔滨龙庆公路养护管理有限责任公司,哈尔滨150000) 摘 要:传统发动机冷却系统由于自身的被动性影响,其工作性能受到限制。
在部分负荷时会造成功率损失,而汽车在这种工况下行驶的时间最长。
介绍一些先进冷却系统的结构设计和特点,如精确冷却系统、分流式冷却系统、可控式冷却系统等。
这些系统既起到保护发动机的作用,又改善燃油效率和降低排放污染物。
关键词:发动机冷却系统;燃油效率;减少排放中图分类号:U464.138 文献标志码:A 文章编号:1008-6714(2007)07-0124-02 收稿日期:2007-04-10作者简介:黄大超(1956-),男,黑龙江哈尔滨人,工程师。
1 概述随着发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率,发动机生产的废热密度也随之明显增大。
一些关键区域,如排气门周围的散热问题需优先考虑。
冷却系统即便出现小的故障也可能在这样的区域造成灾难性的后果。
发动机冷却系统的散热能力一般应满足发动机满负荷时的散热需求,因为此时发动机产生的热量最大。
然而,在部分负荷时,冷却系统会发生功率损失。
水泵所提供的冷却液流量超过所需的流量。
我们希望发动机冷启动时间尽可能短。
因为发动机怠速时排放的污染物较多,油耗也大。
而冷却系统的结构对发动机的冷启动时间有较大的影响。
现代的发动机设计充分考虑这些问题,将发动机的热量管理系统纳入到整个发动机控制系统中,全面考虑发动机的暖机、冷却效率、废气排放控制、燃油利用、乘客室的取暖和三元催化剂活化时间等。
目前的冷却系统属于被动系统,只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。
采用先进的冷却系统设计和先进的工作方式可大大改进冷却系统,使冷却系统高效地运行,间接地提高燃料经济性和降低排放量。
2 现代发动机冷却系统的特点传统冷却系统的作用是可靠地保护发动机,还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。
汽车发动机冷却系统的设计摘要：传统发动机冷却系统由于自身的被动性影响，其工作性能受到限制。
在部分负荷时会造成功率损失，而汽车在这种工况下行驶的时间最长。
介绍一些先进冷却系统的结构设计和特点，如精确冷却系统、分流式冷却系统、可控式冷却系统等。
这些系统既起到保护发动机的作用，又改善燃油效率和降低排放污染物。
关键词：发动机冷却系统燃油效率减少排放近年来，在强调汽车的高性能化中，不仅要求发动机节省资源、降低油耗，而且对高功率化的要求也越来越高。
为了达到高功率化的要求，目前汽车发动机正向涡轮增压、四气门、双顶置凸轮轴、增加排量方面迅速发展。
由于这些高功率发动机放热量增加，对发动机冷却系统的要求更严了。
另外，由于在最近的高性能汽车上增加了各种辅助装置，发动机室内富裕空间的减少以及降低汽车空气阻力的车头流线型化对冷却系统部件的要求越来越紧凑化，本文就汽车发动机冷却系统的设计进行了相应的探讨。
一、智能系统的要求、组成及原理（一）要求由于汽车运行过程中产生强烈的振动，热辐射和电磁干扰，因此对该系统电路有特殊要求：？电路要有较高的抗振动能力，以适应不同路况、车况的要求，提高系统整体的可靠性和稳定性。
电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。
（二）组成该智能系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构和模糊控制系统组成。
（三）原理由温度传感器感受发动机水温的变化，同时把温度信号转变为同其成反比关系的电压模拟信号。
这些信号经过处理（电容器低通滤波校正和电压跟随器耦合）送入A/D转换器（ADCO809）中INO、1信号通道。
由A/D转换器把采集的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机89C51（模糊控制器）。
单片机根据不同的输入信号模糊分析处理去控制驱动电路。
实现对节温器继电器、导风板继电器和风扇继电器的控制。
即可实现对发动机冷却能力的模糊智能控制。
二、汽车发动机冷却系统控制模式设计（一）涡轮增压器的冷却涡轮增压器轴承过去只用机油冷却，最近，由于安装了中间冷却器，使发动机功率进一步提高，因此发动机内燃气量增加，热负荷增大，涡轮增压器轴承处的机油容易结炭，轴承材料也容易发生高温腐蚀。
汽车冷却系统结构与设计1.水泵：水泵是冷却系统的核心部件，负责将冷却液从水箱抽出并通过散热器循环。
水泵通常由一个叶轮和一个驱动轴组成，它通过发动机的曲轴带动叶轮转动，从而实现水流的循环。
2.散热器：散热器是汽车冷却系统中的另一个重要部件，用于散发热量，将热量从冷却液传导到周围的空气中。
散热器通常由一系列细小而紧密排列的导热管组成，通过这些导热管，冷却液与周围的空气进行热量交换。
3.水箱：水箱是冷却系统的储液容器，它通常位于发动机舱前部。
冷却液从水泵中抽出后，首先会流入水箱，然后再经过散热器散发热量，并通过输油管路再次回到发动机。
4.温控装置：冷却系统还包括一些温度控制装置，用于确保发动机保持在适宜的工作温度范围内。
最常见的温控装置是恒温阀和电子控制单元（ECU）。
恒温阀会根据冷却液的温度来调节冷却液的流量，从而控制发动机的温度。
ECU则会根据发动机的工作条件和冷却液的温度来调节水泵的转速和风扇的运转，以确保发动机的温度保持在合适的范围内。
5.其他辅助部件：汽车冷却系统还包括一些辅助部件，如冷却液储液罐、冷却液滤清器、冷却液传感器等。
在汽车冷却系统的设计中1.散热效率：散热器是冷却系统中最关键的部件之一，其散热效率直接影响到发动机的工作温度。
因此，在散热器的设计中，需要考虑到散热面积、散热材料的导热性能以及散热风道的设计等因素，以确保散热器可以有效地吸收和散发热量。
2.流体力学性能：汽车冷却系统中的流体力学性能对于冷却液的流动速度和流动方向有着重要的影响。
为了提高冷却系统的效率，设计师需要合理选择水泵的尺寸和设计，并优化冷却液的流动路径。
3.材料选择：汽车冷却系统的各个部件也需要经受长时间和高温的工作环境，因此材料的选择至关重要。
通常情况下，散热器和水箱会采用铝合金材料，因其具有良好的导热性能和抗腐蚀性能。
而冷却液传导管道则会采用耐高温和耐腐蚀的塑料材料。
4.安全性：冷却系统在使用过程中需要经受高压和高温的冷却液，如果冷却系统设计不当或部件损坏，可能会导致冷却液泄漏。
汽车冷却系统设计要求汽车冷却系统设计叶海见汽车冷却系统设计 一、概述 ...... 二、要求 ...... 三、结构 ...... 四、设计要点 ..（一）散热器 （二）散热器悬置 （三）风扇 .. （四）副水箱 （五）连接水管 ... （六）发动机水套五、设计程序 ..六、匹配 ........................................................ 8 七、设计验证 . (9)2 3 3 3 6 6 6 6 8 8 8 8八、设计优化 (9)、概述、汽车对冷却系统的要求一）汽车对冷却系统有如下几点要求 保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围； 保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围； 保证散热器散热效率高，可靠性好，寿命长； 体积小，重量轻，成本低； 水泵，风扇消耗功率小，噪声低； 拆装、维修方便。
（二）冷却系统问题对汽车的影响 1、冷却不足时，会导致内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等） 油变质和烧损，零部件摩擦和磨损加剧（如活塞、活塞环和缸套咬伤，缸盖发生热疲劳裂纹 等），引起内燃机的动力性、经济性、可靠性全面恶化2、冷却过剩时（ 40～ 50℃），汽油机混合气形成不良，机油被燃油稀释；柴油机工作粗暴，散热损失增加，零部件磨损加剧（比正常工作温度工作时大好几倍） ，也会使内燃机工作 变坏。
三、冷却系统布置选型一）冷却系统结构1、分类：1、2、3、4、 5、 6、 ，机2、常用结构：（1）基本结构。
组成：发动机水路、水泵、节温器、散热器、风扇以及连接管路。
原理：散热器上水室兼起膨胀水箱或者补偿水箱的作用。
注意事项：为保证冷却系统排气顺畅，加水充分，排水彻底，散热器的上水室加水口处为冷却系统的最高点，下水室出水口为冷却系的最低点。
同时，为满足发动机排气、冷却液膨胀蒸发和冷却系统补水的需要，上水室要有足够的空间。
其结构如（图1）。
汽车发动机进气冷却系统设计学生：xxxx指导老师：xxxx（xxxx学院机械工程系，厦门 361024）【摘要】：本文简要介绍了当今汽车电子技术的发展趋势和时代背景，分析了当今汽车电子技术面临的问题，同时介绍了电子技术在发动机上的运用，并引出了发动机充量系数对发动机性能的影响，最后引出研究对象，对JH600发动机存在的问题进行了深入分析。
针对JH600存在的问题提出了解决方案，确定采用对发动机进气进行冷却的方法来在一定程度上提高其量系数，进而提升其功率。
最后对进气冷却系统的设计做了详细表述。
发动机进气冷却系统采用AT89C51单片机，并用DS18B20数字温度传感器作为温度采集，其温度上下限值可自行设定。
单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动冷却设备的工作。
本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯电路，以便更方便的判断系统的工作状态，使得整个设计更加完整，更加灵活。
【关键词】：汽车电子，发动机，进气冷却系统，单片机，温度控制The design of Inlet air cooling system for engineStudent:Chen DuTutor:Fang Qiu(Department of Mechanical Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen, 361024, China)【Abstract】：This paper briefly introduced automobile electronic technology today era background and trend of development, Finally leads the research object, problems existing in the JH600 engine carried on the thorough analysis, Aimed at JH600 problems, and put forward the solution of determination by the engine intake for cooling method in a certain extent to raise its quantity, promote its power coefficient. Finally the design of air cooling system to do a detailed statement.Air cooling system use A T89C51, match with DS18B20 digital temperature sensor, the temperature sensor can lower the temperature to set , Microcontroller will detect temperature signal and input temperature compare upper and lower limit, thus make determine whether start cooling equipment work .【Key word】：Automotive electronic, engine Air cooling system microcontroller, Temperature control1 前言自20世纪80年代来，由于世界各国的排放、安全法规的日趋严格以及人们对汽车舒适性，操纵性要求的不断提高[1]，使得电子燃油喷射系统、防抱死制动系统、电控自动变速器、电子转向助力系统、主动悬架系统、巡航控制系统、安全气囊等电子新技术和机电一体化产品开始在汽车上得到广泛应用。
发动机冷却系统设计目录摘要 (2)Abstract (3)1引言 (4)1.1课题的背景和意义 (4)1.2国内外发动机冷却系统研究现状及发展方向 (4)1.3本次设计的主要内容 (6)2 475Q汽油机工作过程计算 (7)2.1已知条件 (7)2.2参数选择 (8)2.3额定工况工作过程计算 (8)3 475Q汽油机冷却系统的设计 (11)3.1冷却系统的作用 (11)3.2冷却系统的设计要求 (11)3.3冷却系统的总体设计方案和参数选取 (11)3.4散热器设计及选型 (13)3.5风扇的设计及选型 (18)3.6水泵设计及选型 (24)3.7475Q汽油机冷却系统的调节机构 (29)4 475Q汽油机冷却系统整体布置图 (35)5 结论 (36)总结与体会 (37)谢辞 (38)参考文献 (39)附录1 475Q汽油机工作过程计算源代码及运行结果 (40)附录2 475Q汽油机冷却系统布置图 (50)附录3 475Q汽油机纵剖面图 (51)1 / 51发动机冷却系统设计475Q汽油机冷却系统的设计摘要冷却系统的作用是使发动机总是工作在最佳温度范围内。
本设计通过在475Q 汽油机额定功率工况下进行的工作过程计算，对该汽油机冷却系统的参数进行了计算并对其总体布置方案进行了设计。
本设计在475Q汽油机冷却系统总体设计的基础上，同时也对该冷却系统中的各组成，如散热器、水泵、风扇、节温器、进行了一系列的计算、选型、布置设计和匹配研究。
结果表明，本设计所选择的各个部件都符合475Q汽油机的冷却要求，保证了该汽油机在各种环境下都能工作在最佳温度范围内。
关键词：475Q汽油机，冷却系统，散热器，水泵，风扇2 / 51发动机冷却系统设计The Design of Cooling System for 475Q Gasoline EngineAbstractThe purpose of the cooling system is to make the engine always work in the best temperature range. The design and calculation of work through the process in the 475Q gasoline engine rated power conditions, the parameters of the cooling system of the gasoline engine were calculated and the general layout scheme is designed. The design is based on the general design of the cooling system for 475Q gasoline engine, but also on the composition of the cooling system, such as radiator, fan, water pump, thermostat, were calculated, and a series of selection, layout design and matching study. The results show that, the design of each part of the selected are consistent with 475Q gasoline engine cooling requirements, ensure that the engine can work at the best temperature range in a variety of environments.Key words：475Q Gasoline engine, Cooling system, Water pump, Fan, Radiator3 / 51发动机冷却系统设计1引言1.1课题的背景和意义随着现代车用发动机采用更加紧凑的设计和更大的单位体积功率,强化程度越来越高,发动机产生的热流密度也随之明显增大,目前几乎所有的发动机强化都面临着如何解决高功率密度下的冷却及热平衡问题,在满足不断提高的输出功率的同时,又要具有良好的经济性。
发动机冷却系统设计发动机冷却系统是保证发动机正常工作的重要组成部分。
其主要功能是降低发动机的温度，排除多余的热量，确保发动机保持在适宜的工作温度范围内。
一个优秀的发动机冷却系统需要考虑到许多因素，如冷却剂的选择、冷却器的设计、流量控制和温度控制等。
以下是一个关于发动机冷却系统设计的文章，供参考。
首先，冷却剂的选择十分重要。
冷却剂应具备优异的热传导性能、耐腐蚀性、抗氧化性和防锈性。
常见的冷却剂有水和乙二醇水溶液。
水的热传导性能好，但伴随着蒸发和冻结的问题。
乙二醇水溶液可以提高冷却剂的沸点和冷冻点，减轻蒸发和结冰的影响，但其热传导性能相对较差。
因此，根据不同的工作环境和要求，可以选择不同的冷却剂。
其次，冷却器的设计也是冷却系统设计的重要组成部分。
冷却器应具备足够的冷却面积和流通面积，以确保冷却剂能够充分接触到发动机散热表面并迅速带走热量。
常见的冷却器有辐射式散热器和透平式散热器。
辐射式散热器是由多个散热管组成的网格状结构，散热效果较好。
透平式散热器则是采用涡轮风扇和冷却器组合而成，具备较大的散热面积和流通面积，可适应高温和高压工况。
第三，流量控制是冷却系统的重要设计要素。
流量控制可以通过水泵的转速调节来实现。
低转速时，冷却剂的流动速度相对较慢，散热面积相对较小，但冷却效果较好。
高转速时，冷却剂的流动速度相对较快，散热面积相对较大，但冷却效果较差。
因此，可以根据发动机的工作负荷和温度变化来调节水泵的转速，以实现最佳的冷却效果。
最后，温度控制是冷却系统设计的一个重要考虑因素。
可通过安装温度传感器和控制阀来实现。
温度传感器可以监测发动机的温度，并将信号传输给控制阀。
控制阀根据温度信号自动控制冷却剂的流动速度和冷却器的散热面积，以保持发动机的适宜工作温度。
同时，还可以根据不同的工况和要求，设定温度警报和保护装置，保证发动机的安全运行。
综上所述，一个优秀的发动机冷却系统需要全面考虑冷却剂的选择、冷却器的设计、流量控制和温度控制等因素。
一、冷却系统说明二、散热器总成参数设计三、膨胀箱总成参数设计四、冷却风扇总成参数设计五、水泵总成参数设计六、橡胶水管参数设计七、节温器选择八、冷却液选择一、冷却系统说明内燃机运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。
但是，如果冷却过强，汽油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。
因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。
1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求：1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。
当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温度；2）应在短时间内，排除系统的压力；3）应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%；4）具有较高的加水速率。
初次加注量能达到系统容积的90%以上。
5）在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压；6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；7）设置水温报警装置；8）密封好，不得漏气、漏水；9）冷却系统消耗功率小。
启动后，能在短时间内达到正常工作温度。
10）使用可靠，寿命长，制造成本低。
1.2 冷却系统的总体布置冷却系统总布置主要考虑两方面：一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。
在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
提高通风系数：总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥30%。
对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上，提高散热器的利用率。
在整车空间布置允许的条件下，尽量增大散热器的迎风面积，减薄芯子厚度。
这样可充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。
发动机冷却系统的设计与实现发动机冷却系统是现代化汽车中必不可少的一个组成部分。
它对于保证发动机的正常工作，提高发动机的效率和延长发动机的使用寿命都有着非常重要的作用。
本文将针对发动机冷却系统的设计和实现进行深入分析。
一、发动机冷却系统的概述发动机冷却系统的主要功能在于降低发动机的温度，以保证发动机工作的稳定性和可靠性。
一般而言，汽车发动机的工作效率与工作温度具有一定的关联。
如果发动机的温度太高，那么就会出现发动机难以工作或者严重失效的情况。
因此，在现代汽车设计中，发动机冷却系统被设计成了一个非常必要的系统。
它主要通过水循环的方式从发动机中带走一定的热量，并将其放入辅助散热器中排放掉。
采用这种方式可以有效地保证发动机的稳定性和可靠性。
二、发动机冷却系统的实现在现代汽车中，发动机冷却系统通常采用的是液冷式散热器来实现。
其主要原理是将水流经散热器，通过水与空气之间的热量传递来冷却发动机并将热量散发到空气中。
具体来说，发动机冷却系统通常由以下几个主要组成部分组成：1. 水泵水泵是发动机冷却系统中的一个关键部分。
它通常被设计成一台电动泵，其主要作用在于将冷却液从冷却器中抽出并向发动机引入。
2. 散热器散热器是发动机冷却系统中最常见的一个组成部分。
其主要作用在于通过水循环的方式将发动机中的热量带走，并将热量散发到空气中。
3. 暖风器暖风器在发动机冷却系统中起到非常重要的作用。
它主要是为了保证车内环境的舒适度而设计的，通常位于汽车仪表板的底部或者座椅下方。
4. 冷却液冷却液是发动机冷却系统中至关重要的一个部分。
它主要通过冷却器引入发动机，并在循环过程中带走发动机产生的热量。
5. 风扇风扇通常被安装在发动机冷却器后面，其主要功能是为了加速空气的流动，促进热量的散发。
三、发动机冷却系统的设计在设计发动机冷却系统时需要考虑到几个关键因素，如温度控制、循环速度、冷却剂性能等等。
1. 温度控制发动机冷却系统的设计应该能够保证发动机在正常工作温度范围内。
