汽车冷却系统设计规范,汽车冷却系统设计

1.汽车发动机散热降温的工作原理

2.汽车发动机的冷却系统在正常情况下是怎么运行工作的呢？

3.汽车发动机靠什么降温？

4.汽车发动机的水冷系有什么不同的地方？

5.汽车系毕业论文范文

针对2025年款车辆，美国环保署(EPA)2017—2025法规已经将公司平均燃油经济性(CAFE)的要求提高了33%。与之类似，欧盟也制订了与CO2减排有关的目标，要求2021年后面世车辆的CO2排放减少27%(相较于2015年目标)。这些排放限制使大多数原始设备制造商(OEM)的注意力转向了混合动力电动车辆。很多汽车制造商已经基于现有车型开始研究插电式混合动力车辆(PHEV)。相较于通过内燃机驱动的车辆，混合动力电动车辆具有更低的排放和更高的燃油经济性。除传统冷却液消耗组件外，PHEV车辆结构还包含额外的电气组件。所有这些附加组件对冷却液流量的需求在实现高效运行和冷却液流量平衡方面极具挑战性。当前研究的主要工作是在一维环境中利用FloMASTER?软件模拟PHEV?冷却系统，实现车辆内所有冷却液消耗组件的流量分布可视化。利用现有车辆试验数据验证了一维冷却液网络。为模拟实际驾驶条件，还采用标准测试循环进行了瞬态模拟。试验数据与试验值关联性良好，且偏差不超过10%。

随着社会各界对降低车辆燃油耗和改变车辆排放方式的关注度持续增加，由燃料电池或电能提供动力的混合动力车辆的开发被提上日程。混合动力电动车辆作为传统车辆与纯电动车辆之间的桥梁，具有多种组合方式，如串联式、并联式和混联式。插电式混合动力车辆(PHEV)是混合动力汽车的1个细分种类，在无需内燃机辅助的条件下，仅利用可充电式电池组驱动电动机就可驱动车辆。内燃机还存在于PHEV?中，在电池电量完全耗尽时用于驱动车辆。辅助任务需要采用的电池组和额外电子元器件必须布设在有限的车辆空间内。这些零部件的布置不能与发动机距离过近，这是因为其工作温度低于发动机的工作温度。由于这些零部件能够产生大量的热量，因此将其作为1个紧凑的热源需要专门设计冷却系统对其进行主动冷却。

Park等开展了基于混合动力电动车辆冷却系统的热分析，并研究了附加硬件对冷却系统性能的影响。他指出了有关冷却模块位置和尺寸变化的一些问题。Mehmoud等分析了气体回路、冷却液回路、机油回路和发动机结构，以及这些回路/组件在车辆驾驶条件下的相互作用。该系统能准确预测发动机热流、发动机组件温度、不同位置的机油温度、冷却回路中每个组件的冷却液温度、燃烧导致的放热、机械摩擦导致的放热、燃油耗、氮氧化物(NOx)排放、功率、平均有效压力等参数。Gu等根据一维流动和传热理论建立了1个发动机冷却系统模型，并利用试验数据对其进行了验证。Kim等讨论了能缩短发动机预热时间从而降低燃油耗和发动机排放的主动冷却控制策略。Masjuki等比较了加压空气与散热器风扇产生气流的空气流动方式，讨论了车辆在熄火后延长散热器风扇和冷却液泵工作时间对系统的影响，还讨论了采用电动泵取代机械泵的方案。试验结果显示，加压空气比带冷却风扇的气流具有更强的散热能力。Nessim等讨论了1套先进的热管理系统并介绍了该系统相对于传统冷却系统的优势。Bassett等介绍了基于增程式混合动力电动车辆(REEV)演示验证PHEV?样车研究，提出了1个经过改造的冷却系统，并介绍了REEV?演示验证样车冷却回路特性的初始测量结果。Weustenfeld等介绍了旨在传递组件间热量的热管理策略，阐述了在冬季与夏季环境下的模拟结果。该策略最多可识别出14种有效工作模式，并通过计算每一种工作模式的总有效时间来划分重要度等级。Pathuri等进行了针对系统性能评价的发动机冷却模拟,还尝试了不同的散热器风扇设计以预测空气流量。Hung等通过评价新型混合流动比(HFR)和性能指标单位散热率(SHD)，从而提高系统效率和降低能耗。其中，混合热管理系统通过比例阀、电控风扇和冷却液泵以实现对温度的控制。

根据车辆热系统一维模拟的文献检索可知，PHEV?根据冷却系统模拟方面的内容还是空白。当前研究侧重模拟具有3种冷却回路(分别基于各自工作温度)的PHEV冷却系统。研究人员利用FloMASTER?软件，采用一维模拟方法对冷却回路进行了模拟。

1?车辆冷却系统

对于以内燃机作为主要驱动力的传统车辆，其冷却回路由散热器和加热器组成，部分车型带有发动机机油冷却器(EOC)。针对该研究中的PHEV，在其回路中添加了1个电动冷却液加热器，用作车辆在电池耗尽模式下运行时的热源。当发动机处于停机状态时，负责驱动冷却系统中冷却液流动的主机械泵同样也会停止工作，因此需要采用1个电辅助泵驱动冷却液流动。PHEV?冷却液流动的高温回路、电池回路及低温回路结构示意图见图1和图2。该冷却系统还具有带前置(FHTR)和后置加热器(RHTR)的双空调系统。

采用独立电池回路使电池在所有条件下保持在-3~32?°C的温度范围内。该回路具有根据驾驶条件和环境条件加热和冷却电池的能力。电池回路中的冷却器会吸收电池组在工作过程中产生的热量。此外，在低温环境条件下，需要对电池进行加热，这是因为必须保证电池在指定的温度范围内高效运行。基于这个目的，在高温回路加热冷却液的辅助下，采用回路间换热器(ILHEX)对电池回路中的冷却液进行加热。在电池回路中采用大容量电动泵以维持整个回路所需的流量。

针对不同的目的，如电池充电、将电池产生的功率转化成驱动辅助电气组件的电能，以及将电池直流(DC)电源转化成用于驱动电机的交流(AC)电源，PHEV需要采用不同的电子元器件。之所以采用独立低温回路冷却组件，是因为其温度范围与电池和发动机的不同。这些电子元器件在低温回路中产生的热量通过低温散热器散发到环境中。

每一个回路都安装了独立的储热罐用于调节冷却系统内冷却液的膨胀或收缩。在高温、低温和电池回路中采用配比50:50的乙二醇-水溶液作为冷却液，在高温回路中采用2个三通阀引导冷却液根据要求流向特定方向。

2?模拟方法

在FloMASTER?环境中利用标准库组件模拟了由回路间换热器连接的高温和电池冷却液回路。利用换热器库中的“换热器-散热器”组件模拟了高温散热器。采用“换热器-加热组件”模拟了诸如发动机机油冷却器、前置加热器、后置加热器和回路间换热器等其他换热器。由于未考虑其他流体的传热，仅模拟了这些换热器中的冷却液流量。因此，假设其他流体的流量均为零。其他流体模拟采用的是零流量源和连接在换热器组件非冷却液端的零测量压力源。仅在回路间换热器情况下需要对2类流体都进行模拟，因为在该情况下冷却液是从高温和电池回路分别流出的。对于电动冷却液加热器(ECH)和电池组等其他组件，分别采用“换热器-加热器-冷却器”和“热桥”组件。之所以选择该换热器，是因为冷却液是流经这些组件并吸收组件产生热量的唯一流体。所有换热器的性能数据均来自于供应商提供的数据。

为获得全开、部分打开和全关条件下冷却液温度对节温器升程的影响，采用截止阀、量规和逻辑控制器在FloMASTER环境中对节温器进行了模拟。创建了1个定制泵组件并用于模拟高温回路的离心式机械泵。诸如高温辅助泵、电池回路泵和低温回路泵等电动泵采用定制表面泵模拟。输入这些泵的性能数据以2种表面泵形式存在，即“泵转速-泵流量-泵压升”和“泵转速-泵流量-泵效率”。这些定制表面泵模拟分别如图3和图4所示。

采用FloMASTER?库中的管道、弯头、转换导管和连接组件模拟冷却系统所需的所有管件。采用“三孔二位方向控制阀(DCV)”组件模拟三通阀，采用“阀-简单校验组件”模拟止回阀，且所有阀的性能输入数据均来自于相应的供应商试验数据。将冷却液储存器连接到每一个回路(高温回路和电池回路)中用于模拟冷却系统中采用的储热罐，目的是在系统运行过程中存储过量冷却液或提供少量冷却液。高温和电池冷却系统回路模型如图5所示。

采用与高温和电池冷却液回路相同的方式模拟用于保持PHEV?中功率电子元器件温度的低温冷却液回路。分别采用“换热器-散热器”、“换热器-热桥”和“热桥”组件模拟低温散热器、变速箱机油冷却器(TOC)和车载充电模块(OBCM)。采用“换热器-加热器-冷却器”模拟功率逆变器模块(PIM)和辅助动力模块(APM)换热器。采用冷却液储存器模拟冷却系统中的储热罐。低温冷却系统模型如图6所示。

3?试验结果

3.1?稳态结果

对于稳态模拟，所需的边界条件包括网络中采用的所有泵的转速及与特定温度相对应的冷却液储存器中冷却液的温度和压力值。在25?℃的环境温度下，针对3个回路中的所有组件进行了试验台试验。根据试验条件对所有3个回路进行了稳态模拟。高温机械泵转速根据试验台试验采用的发动机转速发生变化。高温回路辅助泵和电池回路泵以恒定转速运转，分别为5?500?r/min和6?000?r/min。得到的高温组件流量与试验数据的比较结果表明，除发动机机油冷却器外，在高泵转速下的模拟结果与试验数据关联性良好。图7所示为发动机机油冷却器、前置加热器和后置加热器等高温回路组件的冷却液流量比较结果。

对于低温回路模拟，为获得电子元器件的冷却液流量值，低温电动泵的转速是不断变化的。研究人员比较了低温散热器、辅助动力模块和功率逆变器模块的冷却液流量试验值和模拟结果，偏差在10%以内。低温散热器、辅助动力模块和功率逆变器模块组件冷却液流量的试验和模拟结果比较见图8。

3.2?瞬态结果

对于传热瞬态模拟，诸如泵转速和换热器出口处的冷却液温度等边界条件被指定为相对时间的独立变量。瞬态模拟未考虑二次流换热对冷却液流量的影响。研究人员在不同的环境温度下进行了车辆试验。

根据环境温度考虑了3种试验，即高环境温度、中等环境温度和低环境温度。针对瞬态验证，采用不同驾驶循环表征不同环境条件(低温、中等温度和高温)下冷却系统的工作能力。不同的驾驶循环针对相应的组件具有不同的冷却液流量目标。本研究针对所提出的设计目标进行了试验验证，并根据相应的试验条件对冷却液网络模型进行了模拟。

3.2.1?高环境温度驾驶循环

驾驶循环采用110?℉的环境温度，模拟的是高环境温度条件。在试验循环过程中的发动机转速和车速的变化如图9所示。

图10至图13所示为PHEV组件瞬态冷却液流量模拟结果与试验数据的比较情况。电动冷却液加热器、辅助动力模块和功率逆变器模块的冷却液流量结果与车辆试验数据一致。电池回路的冷却液流量与试验结果的偏差较大。

3.2.2?中等环境温度驾驶循环

在80?°F的环境温度条件下进行了中等环境温度驾驶循环模拟。试验循环过程中发动机转速和车速的变化如图14所示。将电动冷却液加热器、辅助动力模块和功率逆变器模块的冷却液流量结果与车辆试验数据进行了比较，结果比较情况如图15~图17所示。结果表明，这些组件的冷却液流量与中等环境温度驾驶循环条件下的车辆试验数据一致。

3.2.3?低环境温度驾驶循环

该循环的环境温度约为20?°F。采用该试验模拟低环境温度条件下的车辆运行情况。采用低环境温度驾驶循环的目的是测试冷却系统设计是否能在较低温度下为相应的组件提供所需的最小冷却液流量，这是因为低环境温度下冷却液的黏度相对较大。在低环境温度驾驶循环中尝试模拟冷态环境中的车辆运行情况。图18所示为车速和发动机转速随驾驶循环时间的变化情况。

图19~图21所示为PHEV?组件瞬态冷却液流量模拟结果与试验数据的比较情况。在低环境温度驾驶循环中，电动冷却液加热器、辅助动力模块和功率逆变器模块的冷却液流量结果与车辆试验数据一致。在中等和低环境温度试验中，由于未采用电池组驱动电机，因此，流经电池回路的冷却液流量为0。

4?结论

通过对PHEV?车辆冷却系统的模拟，介绍了PHEV冷却系统的模拟方法。采用试验台和车辆级试验验证了一维模型。结果显示，所有环境温度条件下的模拟结果与车辆试验结果关联性良好。对冷却系统进行了高温回路发动机机油冷却器、前置加热器和置加热器，以及低温回路散热器、功率逆变器模块和辅助动力模块的稳态关联性研究。针对高环境温度、中等环境温度和低环境温度驾驶循环，进行了电池、辅助动力模块、功率逆变器模块和电动冷却液加热器的瞬态分析关联性研究。根据该试验方法可以开发1套模拟其他PHEV?车辆冷却系统的标准操作程序，可使PHEV?实现高效运行且具有良好的冷却液流量平衡。在概念设计的早期阶段实施这些模拟有助于研发人员根据流量分布和流量平衡进行快速决策。此外，该模拟设计还有助于在折中处理过程中通过改变管件实现紧凑结构设计。

注：本文发表于《汽车与新动力》杂志2020年第2期

作者：[印度]?M.VARMA等

整理：田永海

编辑：虞展

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

汽车发动机散热降温的工作原理

冷却系------

为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式，水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主，用气缸水道内的循环水冷却，把水道内受热的水引入散热器（水箱），通过风冷却后再返回到水道内。

为了保证冷却效果，汽车冷却系统一般由“散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、风扇等”组成。以轿车为例，散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器里面的冷却水不是单纯的水，而是由水（符合饮用水质量）、防冻液（通常为乙二醇）和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的沸点，在一定工作压力之下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，超过了水的沸点且不容易蒸发。发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料，例如石蜡或之类的材料做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。

为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。

散热器兼作储水及散热作用，如果单纯依赖散热器，有三个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，叶轮容易穴蚀；二是气水分离不好容易气阻；三是温度高冷却液容易沸腾逸走。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。

现在轿车的冷却系统比过去复杂了，主要是增加了温度控制元件，散热器风扇可随发动机温度变化而“随机应变”，冷却系统普遍采用冷却液。当然，发动机的热也是燃料所产生的能量，将其冷却实际上是一种不得已的浪费。因此人们正研究一种无需冷却的陶瓷材料做成的隔热发动机，将来一旦实现，发动机将会又小又简单。

汽车空调------

空调是空气调节的简称，是用人工的方法将空气的温度、湿度、洁净度和流动速度调节到符合人体的舒适要求。但就一般的轿车空调来讲，仅能起着降低车厢内的空气温度和使空气不断循环的作用。现在一些高级轿车的空调装置已朝智能化方向发展，能够按照预选指令自动调节车厢内的空气温度、湿度和流动速度，乘员坐在里面有一种四季如春的清鲜感觉。

汽车空调与家用分体式空调相似，重大差别是压缩机形式和电源电压。前者压缩机是靠发动机通过皮带传递动力工作，系统电源电压是直流12伏特或24伏特；后者压缩机是靠(电动机)外界电源产生电磁动力工作,系统电源电压是家用标准交流电压。

汽车空调由“压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和致冷剂”组成。它利用致冷剂的不断变态循环来达到制冷效果。液体致冷剂的特点是可以在常温下气化，当遇热变成蒸气时吸收周围的热量，当遇冷变成液体时释放本身的热量。空调系统就是利用致冷剂这个特点将车厢内区域的热量带走，转移到车厢以外的地方去。这里涉及到冷热交换的三条基本定律，第一条，热量无处不在；第二条，热量从高温处流向低温处；第三条，液态变成气态时必须要吸收热量。这三条基本定律奠定了所有空调工作方式的原理，当然也包括汽车空调。

汽车空调的工作方式是：从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器。致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。这两个东西在汽车空调系统中是非常关键的零部件。

汽车空调虽给人们带来了舒适的享受，同时又给人们带来了可怕的祸害。因为汽车空调致冷剂是氟里昂12(R12)，这种气体含有氯分子，会严重破坏大气层中的臭氧层，造成温室效应。所以，近几年车用制冷剂巳用R134a(HFC-134A)代替R12。R134a不含氯分子，热力性质与R12相似，热交换效率比R12优越。使用R134a，汽车空调的基本部件变化不大，只是价格高一点，比较其它替代媒介，用R134a代替R12是目前比较理想的选择。

汽车发动机的冷却系统在正常情况下是怎么运行工作的呢？

我们都知道发动机在运转时会产生高温环境，尤其像涡轮增压发动机，工作时温度可以达到800度甚至1000度以上。那么，面对这么高的温度，汽车行驶时仅靠气流很难带走足够的热量，停车、怠速时更难带走热量，因为无法保证足够的空空气对流。

因此，在整个发动机系统中，冷却系统尤为重要。

发动机的冷却系统一般分为风冷与水冷两种。

风冷多用于排量小的摩托车，本文就不讨论了，现在几乎所有的汽车都采用水冷系统。

首先要明确的是，水冷系统的冷却方式肯定比风冷系统好。意思是当可流动的冷却液在冷却系统中流动时，冷却液被水泵加压，被迫进入发动机，然后进入水箱，然后这样循环。

冷却液通过发动机时带走热量，最后通过散热器将热量散发到车外，维持发动机正常工作温度。这个过程就是我们常说的“大循环”散热。

既然有“大循环”散热，就一定有“小循环”散热。

“小循环”的工作原理与“大循环”相似，只是在“小循环”的冷却方式下，冷却液不进入水箱内部，只允许冷却液在发动机内部循环。区分冷却系统是“大循环”还是“小循环”的方法也很简单，就是看温控器是否工作。

简单来说，恒温器工作时，冷却系统进入“大循环”，反之，则是“小循环”。

节温器的作用是控制发动机冷却液的温度。当冷却液温度低于工作温度时，发动机冷却液通过旁通流回水泵进口。例如，当冷车启动时，恒温器关闭，以便尽快提高发动机的温度。

当发动机冷却液温度达到工作范围时，节温器打开关闭的旁路，开启大循环模式，迫使发动机冷却液流入散热器进行冷却。

没有节温器的调节功能，当外界环境温度较低时，水温会一直处于较低的状态，会对发动机造成一定的伤害，不能给车内带来暖空气。因此，一些车主在夏天拆下节温器后，最好在冬天重新安装。

以上说了发动机冷却系统的散热方式，它是发动机最主要的散热手段，下面我们再来聊聊发动机自身内部的散热方式：机油

机油有六大功能:润滑、清洁、防锈、缓冲、密封、散热。

机油温度是影响发动机工作状态的重要因素。对于一些大功率、高热的发动机，过高的温度会降低机油的粘度，造成油膜损坏，降低润滑性能，增加发动机的运行阻力，从而影响动力输出，造成发动机磨损。

因此，为了防止持续升温影响发动机的使用，特别是对于一些大功率、大排量的发动机，厂家专门为发动机温度设计了一个药方:机油冷却器。

机油冷却器的最终目的是冷却机油，并将其保持在正常工作温度范围内。油冷却器设置在油循环的油路上，其工作原理与散热器大致相同。

然而，为了防止油冷却器过度冷却油，需要一个恒温器来调节它。

当油温低于油温的最佳状态时，节温器会关闭油冷却器，否则会再次打开。

机油冷却器分为：风冷式与水冷式。

1.气冷的

风冷机油冷却器类似于一个小型散热器，其内部由许多冷却管和冷却板组成，利用汽车迎面而来的风来冷却机油。

由于散热能力强，这种机油冷却器经常用于赛车和高功率增压汽车。

但是，风冷油冷却器也有一个明显的缺点，就是发动机启动后，需要很长时间预热才能使机油保持在正常的工作温度，所以风冷油冷却器在家用汽车上很少使用。

2、水冷

水冷油冷却器置于冷却液回路中，利用冷却液的温度来控制润滑油的温度。

当油温过高时，它会被冷却液冷却。冷车启动时，从冷却液中吸收热量，使机油迅速达到工作温度。

水冷式油冷却器是一种在管外循环的冷却液与管内流动的油相互换热，其工作方式更适合家用汽车。

此外，由于涡轮增压发动机的工作温度要远高于自然吸气发动机，因此便产生了中冷器。

中冷器实际上是涡轮增压发动机的匹配装置，旨在降低增压后形成的高温空气体，降低发动机的热负荷，增加进气量，增加发动机的输出功率。

所以对于涡轮增压发动机来说，中冷器是非常重要的部件，我们经常可以看到增压器和进气歧管之间的中冷器。

综上所述，在日常驾驶过程中，车主要时刻注意仪表水温灯的提示状态，确保发动机的清洁度，并经常检查冷却液和机油的液位。

因为汽车发动机的冷却系统是汽车正常行驶的重要条件，只有将发动机长期保持在正常工作温度下，发动机才能获得应有的动力输出和使用寿命，给车主带来理想的燃油经济性。

百万购车补贴

汽车发动机靠什么降温？

当前汽车发动机的冷却系统越来越先进，结合智能化技术和模块化设计，综合考虑发动机性能、功率、排放、磨损、温度、充量密度等因素，为了提升冷却能力，越来越多的发动机同时使用风冷和水冷系统。水冷系统的原理是当达到温度阈值时，节温器打开，冷却液循环流动带走热量。

水冷系统包括大循环和小循环两种方式，小循环不经过散热器，仅在发动机引擎内部，但是当温度上升到一定程度时，冷却液流入散热器，周而复始地进行循环。一般来说在发动机刚开始运转的阶段，发动机处于小循环状态，这是为了保证发动机在适当温度运转，但是如果节温器或者是温度传感器发生损坏，那么发动机只要高速运转就长期在40℃以下，只有在怠速状态下才能缓慢升温。

如果汽车一直处于高速行驶状态，发动机的温度就会持续降低到三十多度，这样会给发动机造成巨大的损害。因此除了传统温度监测之外，还要使用智能监测等系统及时发现故障，避免因为节温器等温敏开关的损坏给发动机带来的损害。风冷发动机结构较为简单，风扇带走的热量不如冷却液系统，因此一般应用于简单的发动机结构，比如摩托车等。

但是也有德国道依茨风冷发动机这样的老品牌代表，在技术上有诸多借鉴之处。道依茨风冷柴油发动机依靠强迫风原理散热，低温系统优良，不需要使用防冻液就可以更稳定的工作，燃油效率更高。风冷发动机传递给空气的热量少，冷却风量只占三分之二左右，缸壁温度越高，散发到空气中的热量就越少，由此其热效率越高。其气缸壁的温度也比水冷发动机高出几十度，不过这样其耐腐蚀性更好，寿命更长。

汽车发动机的水冷系有什么不同的地方？

汽车发动机靠什么降温？

汽车发动机不可能靠自然风来降温，因为发动机正常运转时的温度高达2000℃，它有一套冷却系统，负责降温，冷却系统的主要作用是及时散发发动机发热部位的热量。发动机被冷却以保持其最佳运行状态。

从根本上说，内燃机产生的机械能是从燃料的化学能转化为热能中提取的，说白了，就是燃料产生热能，一部分转化为机械能，剩下的还是热能，但内燃机效率低，输入的热能远大于输出的机械能，因此需要解决大量的附加余热。

从化学方程式来看，去除余热可以促进热能转化为机械能的过程；从实际来看，废热会对发动机机体和润滑油的寿命和工作条件产生一系列影响，问题应该认真对待。从诞生到今天，汽车的散热系统做得很好，但是当你改装打破原车的平衡。

或者习惯了激烈的驾驶，那么请注意汽车的散热和隔热，发动机舱，发动机缸体内部设计有冷却水通道，在发动机运转过程中，热量将通过强制水泵进行循环，发动机燃烧室产生热量后，直接传递到气缸内壁，再通过冷却液循环，为气缸散热。

冷却水循环过程是一个闭环控制系统，了解原自动控制的人一定对闭环控制很了解，就是说有一个水温检测元件，实时检测水的温度，当水温高于设定温度90度时，循环管路中的恒温器自动开启至最大开度。

温控器可以理解为阀门，这时，冷却风扇将被触发并开始快速冷却水，当水温低于设定值时，冷却风扇停止运转，保证发动机正常运转时水温恒定，当然，发动机气缸内的散热是由可变正时系统来完成的。

当发动机转速提高时，原来封闭的排气不能满足散热要求，这时，可变正时系统开始工作，进气门会在排气门打开的同时同步打开，让空气进入气缸，帮助排气更好地散热，废气带走大部分热量。虽然此时进气门是打开的，但喷油器是不会工作的，所以不用担心高温废气会再次被点燃，早期的汽车大多通过风冷散热。

发动机表面增加了很多散热片，这些散热片与进入进气格栅的空气进行热交换，从而降低发动机的温度。但是这种散热方式的效率不高，而且不够稳定，比如在炎热的夏天或者寒冷的冬天，单纯依靠风冷，很难让发动机保持在正常的工作温度，温控器是控制冷循环和正常循环的重要部件，通常，温控器设计为在80摄氏度左右时开启，温度低时自动关闭。

恒温器的正常工作确保当前循环模式能够为发动机提供最合理的冷却效果，温控器是控制冷循环和正常循环的重要部件。皮带驱动的水泵对冷却液进行增压，保证冷却液在冷却系统中循环。

散热器（又称水箱）和散热风扇布置在汽车的前部，汽车的前保险杠上一般都会设计一个帮助散热器散热的开口，发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，汽车行驶时空气通过风碰撞原理通过散热器芯，热的冷却液因向空气散热而变冷。

发动机燃烧室内活塞的温度需要通过机油循环来散发，当发动机活塞向上运动时，油环喷油铺设油膜，使活塞的热量迅速传给气缸体，同时，对曲轴箱、曲轴轴瓦等部位进行强制压力喷射，使润滑部位充满润滑油。

这样设计的目的是一方面润滑，另一方面散热，最后，机油通过冷却液循环排出。一般情况下，不需要专门冷却发动机，我们的车出厂时，已经安装了冷却水箱，冷却水隐藏在我们车辆前保险杠的格栅后面，一个多小时后，就稍作休息，人车都能休息一下。

汽车系毕业论文范文

风冷和水冷最大的区别就是两者冷却的介质不同，由于介质的不同自然也会导致外观上的不同。

1.工作温度异同：

其中风冷发动机最适宜的工作温度在150-180℃，而水冷发动机最适宜的工作温度在85-95℃；

2.介质异同：

风冷发动机采用高速流动的空气来将热量带走以此来降低发动机的温度，而水冷则利用水或者是防冻液来带走发动机的热量；

3.适用范围异同：

风冷发动机适合二冲程发动机，水冷发动机适合四冲程发动机；

4.结构异同：

风冷发动机具有结构简单，质量轻便等特点，易维护，对气候变化的适应性强，启动要快一些且不需要散热器，而水冷发动机由于有液体的存在，需要用到水泵，也需要水散热器，在汽车行驶过程中还需利用风流冷却散热器中的水。

风冷的优缺点是：

价格便宜、安装简单、耗电量低；但散热效果没水冷般好，在夏天时，可能会散热不足。

水冷的优缺点是：

冷却效果好、冷却均匀、不轻易受环境影响、噪声低；但结构复杂、成本高、易故障且难维修，功率损耗也大。

风冷和水冷的区别分析如下：

1、散热的模式不同：

（1）水冷的要用水塔经过水循环来进行散热，他没有金属散热器。

（2）风冷就是要风扇和散热器进行热交换来散热，用风来带走热量。

2、介质不同：

（1）风冷，用风作为散热介质，其实介质就是空气。效率相对较低，安装方便，占地不大。

（2）水冷，就是用的水作为散热介质了。效率较高，占地较大，需要安装专业的冷却塔。

3、应用不同：

（1）家用空调，由于受环境，场地限制，一般，都会使用风冷，哪怕小型中央空调，这个结构简单，安装方便。

（2）商用空调，由于要求制冷功率较大，为了减少能源消耗，提高能源使用效率，基本使用的是水冷机组。

3、制冷效果不同：风冷系统不如水冷降温快，水冷系统降温效果明显。

二、水冷与风冷的优缺点：

1、水冷优缺点：

优点：散热性能更好，散热更快。

缺点：耗电量比较大，声音也比较大，而且安装比较麻烦，价格也比较贵。

2、风冷的优缺点：

优点：安装比较简单，而且声音小，耗电量也比较小，价格便宜。

缺点：没有水冷散热性能好，夏天散热性能会略显不足。

扩展资料

水冷的工作原理

一套水冷（液冷）散热系统必须具有以下部件：水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。

水冷块是一个内部留有水道的金属块，由铜或铝制成，与CPU接触并将吸收CPU的热量，所以这部分的作用与风冷的散热片的作用是相同的，不同之处就在于水冷块必须留有循环液通过的水道而且是完全密闭的，这样才能保证循环液不外漏而引起电器的短路。

循环液的作用与空气类似，但能吸收大量的热量而保持温度不会明显变化，如果液体是水，就是我们大家熟知的水冷系统了。

水泵的作用是推动循环液流动，这样吸收了CPU热量的液体就会从CPU上的水冷块中流出，而新的低温的循环液将继续吸收CPU的热量。

水管连接水泵、水冷块和水箱，其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏，这样才能让液冷散热系统正常工作。

水箱用来存储循环液，回流的循环液在这里释放掉CPU的热量，低温的循环液重新流入管道，如果CPU的发热功率较小，利用水箱内存储的大容量的循环液就能保证循环液温度不会有明显的上升。

如果CPU功率很大，则需要加入换热器来帮助散发CPU的热量，这里的换热器就是一个类似散热片的东西，循环液将热量传递给具有超大表面积的散热片，散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。

如果是小型密闭式的液冷系统，则可以省略开放式的水箱让液体在水泵、水冷块和换热器之间往返流动，避免循环液暴露在空气中而变质。

风冷热回收特点

（1）一机多用，既能为室内提供制冷/热空调，又能不受气候变化全天候供应生活热水，既节省了热水锅炉的投资和运行费用，又避免了太阳能热水器对气候的依赖性。

（2）节能环保，采用热回收装置能将机组冷凝热回收制取热水，既节约了能源的消耗，同时避免了冷凝废热排放到空气中的热污染及锅炉燃烧产生的二氧化碳造成的温室效应。

（3）节省空间，热回收机组的热水供应装置一般都是内置在机组中的，无须为供热设备提供任何额外的安装空间。

（4）稳定可靠，由于热回收装置内无运转件，设备运行平稳可靠，无需投入大量的运行维修人员，同时由于不需要增加其他大负荷电器控制设备，装置启停时对系统的电网冲击小，既节约了电路装置费用又减少了安全隐患。

（5）改善性能，使用热回收装置有利于改善空调系统性能，提高机组的能效比，并能延长机组的使用寿命。

毕 业 论 文（设计）

题目：汽车发动机冷却系统维护

所在院系

专业班级

学 号

学生姓名

指导教师

2010 年 03月 21 日

目 录

摘要 ………………………………………………………………………………1

关键词 ……………………………………………………………………………1

1引言…………………………………………………………………………………2

2 冷却系统的作用……………………………………………………………2

3 冷却系统的组成………………………………………………………………2

4 冷却系统的构造及维护……………………………………………………………2

5 冷却系统的工作原理……………………………………………………………4

6 冷却系统的特点……………………………………………………………………4

7 冷却系统的检修……………………………………………………………………4

8冷却系统智能控制……………………………………………………………………6

8.1 系统组成……………………………………………………………………6

8.2 单片机控制系统工作原理……………………………………………………………6

8.3 单片机系统控制工作过程……………………………………………………………6

结论…………………………………………………………………………………10

谢辞…………………………………………………………………………………11

参考文献 ………………………………………………………………………12

摘 要

本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。

关键词：冷却系统 冷却系统维护 温度设定点 冷却系统智能控制

1 引言：如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。

2 冷却系统的作用

冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎，气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论采何种方式冷却，正常的冷却系统必须确保引擎在各样行驶环境都不致过热。

3 冷却系统的组成

水冷却系统一般由散热器、节温器、水泵、水道、风扇等组成。散热器负责循环水的冷却，它的水管和散热片多用铝材制成，铝制水管做成扁平形状，散热片带波纹状，注重散热性能，安装方向垂直于空气流动的方向，尽量做到风阻要小，冷却效率要高。散热器又分为横流式和垂直流动两种，空调冷凝器通常与其装在一起。

水泵和节温器

发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，推动冷却液在整个系统内循环。目前最先进的水泵是宝马新一代直六发动机上采用的电动水泵，它能精确的控制水泵的转速，并有效的减少了对输出功率的损耗。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。可以将节温器看作一个阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料（石蜡或之类的材料）做开关阀门，当水温高时材料膨胀顶开阀门，冷却液进行大循环，当水温低时材料收缩关闭阀门，冷却液小循环。

空气的流动

为了提高散热器的冷却能力，在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的，发动机启动它就要转，不能视发动机温度变化而变化，为了调节散热器的冷却力，要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现在已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇，当水温比较低时离合器与转轴分离，风扇不动，当水温比较高时由温度传感器接通电源，使离合器与转轴接合，风扇转动。同样，电子风扇由电动机直接带动，由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。

散热器

散热器兼作储水及散热作用，再此之上还装有膨胀水箱。因为单纯依赖散热器有几个缺点，一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾，水泵的叶轮容易穴蚀；二是气水分离会产生气阻；三是温度高冷却液容易沸腾。因此设计师就加装了膨胀水箱，它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接，防止上述问题的产生。

冷却介质

虽然我们称其为水冷但冷却介质并不是单纯的水，而是由水、防冻液和各种专门用途的防腐剂组成的混合物，也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%～50%，提高了液体的凝固点，防止在低温下结冰而损坏发动机。整个冷却系统并不与大气相通，相当于高压锅的作用，水箱盖则相当于高压阀，一般情况下，轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度，提高传热能

4 冷却系统的构造及维护

汽车发动机的冷却系统是保持发动机正常工作的重要部件，如果发动机冷却系统的维修率很高，就会引起发动机其他部件的损坏，使发动机的整体工作能力受到影响，因此，汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要，那么，怎样才能使汽车发动机的冷却系统保持良好的状态呢？驰耐普的汽车美容养护专家告诉我们，正确堆护发动机的冷却系统，首先应了解常用的水冷式发动机的主要部件：

第一、冷却液，冷却液指清洁的软水，不是什么水都可以当作冷却液的，越娇贵的车对水质的要求越高。比如，清澈的泉水，虽然清澈，看起来也干净，但泉水中含有大量的矿物质，如果加入发动机的冷却系统中，就会产生大量的水垢，影响冷却系统正常作用的发挥，可见，冷却液水质的好坏是相当重要的，国际上普遍使用的乙二醇型冷却液是在软化水中按比例添加防冻剂乙二醇，配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂进行科学调和，达到冬季防冻、夏季防沸、且能防腐蚀、防水垢等作用。

1、防冻。用乙二醇配制的冷却液最低可在-70℃环境下使用。市场上销售的冷却液，乙二醇浓度一般保持在33～50％之间，也就是冰点在-20℃～-45℃之间，往往根据不同地域的实际需要合理选择，以满足使用要求。

2、防沸。加到水中的乙二醇会改变冷却液的沸点。乙二醇浓度越高，冷却液的沸点也就越高，-20℃时冷却液的沸点为104.5℃，而-50℃时沸点达到108.5℃。如果冷却系统采用压力盖，冷却液的实际沸点会更高，即使在炎热的夏天，也能有效的防止冷却液“开锅”。

3、防腐。冷却液最主要的功能是防腐蚀。腐蚀是一种化学、电化学和浸蚀作用，逐步破坏冷却系统内的金属表面，严重时可使冷却系统的壁穿孔，引起冷却液漏失，导致发动机损坏。使用去离子水及适当的添加剂能防止各种腐蚀的出现。

4、防锈。锈蚀是由于冷却系统内的氧化作用造成的。热量和湿气使锈蚀的过程加速。锈蚀留下的残余物会阻塞冷却系统，加速磨损和降低热传导的效率。冷却液中的添加剂有助于防止冷却系统通道内锈蚀的出现。

5、防垢。水源中所含的各种杂质，其中包括金属离子、无机盐等，决定了结垢和沉淀的形成，会大大地降低冷却系统的导热效率，在许多情况下会对发动机造成严重损害。冷却液所使用的去离子水，可以避免结垢和沉淀的形成，从而保护发动机。

第二、汽缸水套，它相当于发动机燃烧室周围的水道，当发动机产生大量的热时，汽缸水套将发挥降温的作用在发动机中，水和油的管道泾渭分明、互不干涉，如果发现冷却液中有油，就说明水路和油路发生了穿孔现象，一旦出现这种情况，水温表的水温会急剧上升，这时一定要及时采取措施。

第三、散热水箱和冷却风扇，散热水箱从外观看状似蜂窝，做成这种形状是为了增加水箱的散热面积，以增强散热效果；冷却风扇有在正面安装的，也有在侧面安装的，汽车在高速行驶过程中，冷却风扇将外面的空气吸引进来，利用自然风，起到冷却的作用。冷却系和空调冷凝器共同的风扇是直流永磁电动机风扇，用装在散热器上的温度控制开关来控制，当散热器中冷却液温度下降至93℃-98℃时风扇停转。由于电动风扇的电源不受点火开关的控制，因此发动机熄火后，散热器中液温若高于88℃-93℃，电动风扇运转是不正常的。如果低于88℃时风扇仍转，则是不正常的；而温度高于98℃时，仍不转也是不正常的。当温度高于105℃时，温控开关高温部分接通，电源接通电动机便高速运转；当温度达到120℃时，冷却水温过高，报警指示灯闪亮，为风扇有故障或冷却液不足。如电动机风扇不转，先检查和更换熔断丝，或检修温控开关，必要时再查看电风扇有无损坏。

第四、冷却水泵和节温器，冷却液在冷却系统中的流动，主要依靠冷却水泵的动力；节温器能感知发动机的工作温度，低温时，它封住水套中的水，令其在水套内流动，当达到一定温度时再打开，让水经过散热水箱，发挥散热作用。这里值得说明的是，切勿将节温器摘掉，否则会导致发动机过冷而难以启动。正确维护发动机的冷却系统，应了解经常出现的几种冷却系统故障：

1、由于冷却液水质不好，水箱中经常会出现锈污和水垢，它们积聚在水箱通道结合处、弯角处，阻碍水流畅通，造成散热不良，如果出现这种情况，应及时清洗干净，日常加水时，尽量加清洁软水，如果用除垢防锈液，养护效果会更好，这里给您推荐驰耐普的S-510冷却系快速除垢剂，它可以迅速溶解冷却系统中形成的水垢、油泥和锈皮，恢复冷却系统的功能，使冷却液循环顺畅，防止过热、开锅而引发的发动机损坏及动力不足；另外，驰耐普的S-520冷却系防锈润滑剂也是一款不错的产品，它能防止冷却系统锈蚀和腐蚀，有效抑制水垢生成，润滑水泵、节温器，消除水泵异响，保护铜、铝、锡和其它金属部件，延长水箱寿命，防止水箱开锅，使发动机在正常温度下工作。维护时清除冷却系水垢措施:可采用2%苛性钠水溶液加入冷却系统，使汽车行驶一天后全部放出，再用清水冲洗；然后再加入同样苛性钠溶液，使用一天后放净，最后用清水冲净即可。也可在冷却系统中加满清水后，从膨胀箱的加水口加入1kg苏打，让汽车行驶一天放净后，使发动机低速运行，并不断从加水口加入清水，即可彻底清除水垢。

2、漏水，只要是流体，都有泄漏的可能，汽缸水套中的水一旦发生泄漏，水温表的水温就会急剧上升，出现这种情况，您一定要及时采取必要的措施，以免发生不必要的麻烦，这里给您介绍驰耐普的S-530冷却系止漏剂，它对于冷却系统的修复和保护作用等同于“99超强修复剂”和“S-201”，对于发动机的修复和保护，对于阻止水箱、散热器、水泵、节温器等部件的渗漏是独到的，它可与任何冷却液相融使用，并可减缓冷却系统杂质的产生。

总的来讲，冷却系统还有很多故障，不能一一列举。一般情况下，各位车主应遵循这样一个原则，车辆每行驶1000千米，就应查看一下发动机的工作情况。另外，汽车刚停车时，不可立即打开水箱盖，以免出现烫伤的情况。

5 冷却系统工作原理

冷却系的功用就是使发动机在任何工况下都得到适度的冷却,从而保持在适宜的温度(冷却液温度)下工作。

夏利TJ376Q型发动机采用闭式强制循环水冷却系,其组成如图所示。

图1-1 发动机的冷却系

(A)冷却系的布置示意图;(b)发动机机体内的水套

l-风扇;2-散热器;3-散热器出水管;4-水泵;5-节温器;6-进气管；7-风扇电机控制开关;8-空阀散热器进水管;9-旁通软管;10-蓄电池;11-点火开关;12-膨胀水箱;13-空调散热器出水管;14-散热器进水管;l5—风扇电机;I6-进气管底部水套；17-气缸盖水套;l8-气缸体水套;A-到空调散热器去;B-由空调散热器来

当发动机工作时,在水泵4的作用下,进入水泵4中的冷却液被压入缸体水套l8中,并进入缸盖水套l7中,然后经缸盖侧向水道进入进气管底部的水套16中,对进气管6进行加热,以促进其中的混合气中的汽油蒸发、混合。在进气管6的后端装有节温器5,在冷却液温度低于82℃时,节温器阀门关闭,冷却液仅经空调散热器进水管8、空调散热器、空调散热器出水管l3流入散热器出水管3。如果空调暖风开关处于关闭,冷却液则不流经空调散热器,而直接由空调散热器进水管8经旁通管9流进散热器出水管3,最后进入水泵4,即进行小循环;在冷却液温度高于82℃时,节温器阀门打开,冷却液除进行上述小循环外,还经散热器进水管8流入散热器2中冷却降温,再沿散热器出水管3流入水泵4,即进行大循环。冷却液如此不断地循环流动,就使得发动机能在适宜的温度下进行工作。

冷却液的循环路线如图2-2所示。

图2-2 冷却液循环路线示意图

图3-3 散热器盖

（A）压力阀打开；（B）真空阀打开

1-溢流管；2-压力阀弹簧；3-压力阀；4-散热器加水口；5-真空阀

6 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，而还应具有改善燃料经济性和降低排放的作用。为此，现代冷却系统要综合考虑下面的因素：发动机内部的摩擦损失；冷却系统水泵的功率；燃烧边界条件，如燃烧室温度、充量密度、充量温度。

先进的冷却系统采用系统化、模块化设计方法，统筹考虑每项影响因素，使冷却系统既保证发动机正常工作，又提高发动机效率和减少排放。

6.1 温度设定点

发动机工作温度的极限值取决于排气门周围区域最高温度。最理想的情况是按金属温度而不是冷却液温度控制冷却系统，这样才能更好地保护发动机。由于冷却系统设定的冷却温度是以满负荷时最大散热率为基础，因此，发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态，如市区行驶和低速行驶时，会产生高油耗和排放。

通过改变冷却液温度设定点可改善发动机和冷却系统在部分负荷时的性能。根据排气门周围区域温度极限值，可升高或降低冷却液或金属温度设定点。升高或降低温度点都各有特点，这取决于希望达到的目的。

6.2 提高温度设定点

提高工作温度设定点是一种比较受欢迎的方法。提高温度有许多优点，它直接影响发动机损耗和冷却系统的效果以及发动机排放物的形成。提高工作温度将提高发动机机油温度，降低发动机摩擦磨损，降低发动机燃油消耗。

研究表明，发动机工作温度对摩擦损失有很大影响。将冷却液排出温度提高到150℃，使气缸温度升高到195℃，油耗则下降4%-6%。将冷却液温度保持在90-115℃范围内，使发动机机油的最高温度为140℃，则油耗在部分负荷时下降10%。

提高工作温度也明显影响冷却系统的效能。提高冷却液或金属温度会改善发动机和散热气热传递传递的效果，降低冷却液的流速，减小水泵的额定功率，从而降低发动机的功率消耗。此外，可采用不同的方式，进一步减小冷却液的流速。

6.3 降低温度设定点

降低冷却系统的工作温度可提高发动机充气效率，降低进气温度。这对燃烧过程、燃油效率及排放有利。降低温度设定点可以节省发动机运行成本，提高部件使用寿命。

研究表明，若气缸盖温度降低到50℃，点火提前角可提前3℃A而不发生爆震，充气效率提高2%，发动机工作特性改善，有助于优化压缩比和参数选择，取得更好的燃油效率和排放性能。

7 冷却系统的检修

常见引起发动机过热的原因有:冷却空气流量减少(如散热器阻塞等)；散热风扇不工作；低速上坡，环境温度过高；V型皮带过松，转动效率差；以及缸体有水垢，节温器失效，水泵损坏，热敏开关失灵等。

为防止冷却液温度过高，在使用中必须保持散热器和水套清洁、冷却液数量充足、风扇皮带张紧适当，以防发动机在负荷工作时间过长。必须注意以下要点:

1.保持冷却系(尤其散热器)外部和内部清洁，是提高散热效能的重要条件。散热器外部沾有泥污或碰撞变形，均合影响风量流通，使冷却液温度过高，必要时清洗或修复。

2.按规定使用防冻冷却液，保持冷却液数量充足。正确的冷却液液面高度:当发动机处于冷态时，冷却液液面在膨胀箱内，位于最高和最低标志之间。膨胀箱内装有自动液位报警传感器，当箱内液面过低时、位于仪表板上的冷却液温度报警灯问烁，应及时予以添加。

3.应保持风扇皮带张紧力适当，风扇正常工作。皮带过松影响水循环，加剧其磨损；过紧易损坏轴承。

4.热敏开关连接良好，若有松动会影响风扇换档变速及正常运转；如果发现冷却系溢水，应及时检查节温器技术状况。

5.防止发动机大负荷、长时间工作，以免水温过高；上坡及时换档，减轻负荷。汽车长时间坡道行驶、挡住低或是环境温度较高时，应注意散热。

更换冷却液时，将仪表板的暖风开关拨至右端使暖风控制阀全开，拆下冷却液膨胀箱盖，松开水泵口软管夹箍，拉出冷却液软管，放出冷却液后再将软管夹箍拧紧。在膨胀箱中加入冷却液，直到液面高度与最高标志齐平为止。拧紧膨胀箱盖。启动发动机，直到风扇运转，将发动机熄火，检查冷却液高度，必要时补充。膨胀箱内冷却液不能注满，加注1/2即可，一般使用2年左右更换一次。

8 冷却系统智能控制

系统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：1.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。2.电路应采取有效的防护隔离措施，以提高其抗干扰能力。

8.1 系统组成

该系统由电控冷却风扇、电控节温器、电控导风板、微控制机构组成。电控冷却风扇由电动机驱动；电控节温器利用电加热引起双金属片变形，由双金属片变形带动节温阀旋转运动，来改变大小循环；电控导风板由双向电动机通过传动机构使之打开或关闭；微控制机构是利用89C51开发的单片机控制系统。

8.2 单片机控制系统工作原理

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(ADC0809)中INO信号通道。由A/D转换器把采集来的模拟电压信号转换为数字信号并读入单片机，89C510单片机89C51根据不同的输入信号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智能控制。

8.3 单片机 系统控制过程

当发动机预热时(发动机水温(70℃)，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使其完成如下操作。

a.电控冷却风扇不工作；

b.电控导风板关闭状态；

c.电控节温器处于小循环状态。

由于导风板关闭，冷却风扇不工作，以至冷却空气不能进入散热器；同时节温器处于小循环(加热电阻丝通电)，发动机水温上升很快。当水温升至75℃，单片机根据检测来的温度数据处理分析向执行元件发出控制信号，使电控节温器的加热电阻丝断电(让其进入大循环控制状态)。当水温达到80℃时，单片机又发出指令，使电控导风板处于敞开状态。

此时可充分利用汽车行驶迎面风对散热器的冷却作用，尽量减少冷却风扇的工作时间。当水温高达95℃时，单片机经数据分析发出控制指令使电控冷却风扇工作，而让节温器仍处于大循环状态，导风板仍处于敞开状态。这时冷却系统的冷却能力最大，实现快速降温。当发动机水温降至89℃时，单片机根据采样数据分析处理发出控制指令，使执行元件完成以下操作。

a.电控冷却风扇不工作；

b.电控导风板处于敞开状态；

c.电控节温器处于大循环状态。

这样，直到发动机水温返升至95℃，电控冷却风扇又重新工作。

结 论

汽车冷却系统对汽车来说是至关重要的,发动机就如同人类的心脏,如果不好好保护就会受到威胁,现在随着科技发展,冷却系统不象以往那样只是单纯的水冷循环,现在冷却系统智能控制很受欢迎,所以在以后的汽车发展中,单纯的冷却系统不会站主导位置了,虽然智能控制要求很高,但是在高级轿车中很实用,它代表着未来冷却系统的发现方向,智能冷却系统控制将会作为标准装置在汽车上,未来一段时间在冷却系统中将占主导位置;而智能控制将会提高发动机的使用寿命,保障汽车的安全行驶,提高人身安全等原因,将来智能控制冷却系统的发展将占主导位置.

谢 辞

时间过的很快，两年的大学生活就这么结束了，有些匆忙、有些不舍，却也很充实。感谢我的母校黑龙江旅游职业技术学院让我有一段值得回忆的快乐充实的大学生活。

感谢我的辅导员XXX老师。他给予我学习上的指导和生活上的无私帮助，表示衷心感谢！祝X老师工作顺利，桃李满天下！

谢我的论文导师，XX老师，X老师在我写论文过程中为我提出了许多宝贵建议，指正了我论文中的诸多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！

在两年的大学生活中还有很多老师和同学给予我学习和生活上的帮助，在此我向他们表示我衷心地感谢！

最后，祝母校蒸蒸日上！祝所有老师工作顺利！

参考文献

[1] 杨万福.发动机原理与汽车性能.北京：高等教育出版社，2004

[2] 孔宪辉.张广坤。汽车故障诊断技术。北京：高等教育出版社,2002

[3] 张子波.汽车发动机构造与维修。北京：高等教育出版社，2005

[4] 陈家瑞等.汽车构造.北京:人民交通出版社,2003

[5] 黄虎等.现代汽车维修.上海:上海交通大学出版社,2001