浅析现代汽车发动机冷却系统
发动机冷却系统的原理
发动机冷却系统的原理发动机冷却系统是现今现代汽车发动机必备配置之一，它的作用是在发动机工作时将产生的高热量扣除，并将温度控制在一定的范围内，防止引擎过热，减少发动机磨损和故障的发生。
发动机冷却系统的设计和实现可以采用许多不同的方案，以下就讨论实现最广泛的液冷式发动机冷却系统的原理。
液冷式发动机冷却系统由水泵、散热器、水管、水箱、温控装置等部分组成。
它的基本原理是通过水泵将水从水箱引入发动机水道后，液体经过散热器散发掉热量后，再次流回水箱。
这是一个循环过程，不断地将发动机所产生的热量带走。
散热器由一组金属散热板和一组金属管道连接而成，在管道内通过流动的水进行换热。
对于现代汽车发动机，绝大部分采用水做为散热介质，预先在水中加入适当的抗锈和防腐剂以防止发生腐蚀和冷却系统内积垢。
下面详细介绍发动机冷却系统的工作原理。
首先，水泵将水从水箱中吸入，从进水嘴进入发动机冷却系统。
在发动机内，水离开发动机，进入上部散热通道。
然后，冷却液经过散热器，在散热器中鼓动填充为气体和水的铝箔片之间流通，散热器的铝箔片采用黏着的铝箔，具有较高的导热性，使流过管道的水能够获得足够的冷却。
水在散热器中散热后，温度下降，继续返回发动机。
发动机中底部水道并不如上部一样凉爽，因此，冷却液在下部进入水道以捡起降低部分的余热。
随后，冷却流体回流到水箱，并循环进行。
因此，随着冷却液流动的增加，整个散热体系保持在一个较低的温度区间中。
当发动机水道内的温度升高时，温控装置会自动启动风扇，增加散热器的散热面积，并增加水泵的流量，以保证系统温度不会超过规定的极限。
当发动机处于低温状态时，冷却液将在发动机水道内堵塞，此时水泵还没有启动。
当发动机开始工作时，水泵就会受到汽车的电气系统的调控而开始运转，从而使冷却液被吸入散热器中。
散热器中的管道产生慢慢降低的温度，so可以开始高效的换热传递。
发动机冷却水的流动必须是受到充足和合理的控制的，否则这个过程会变成成为混乱和低效系列的行动。
发动机冷却系统论文：现代车用发动机冷却系统研究状况及发展趋势
现代车用发动机冷却系统研究状况及发展趋势刘德彬（黑龙江省动物卫生监督站）1概述冷却系统对发动机性能的影响日益显著。
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,既在提高输出功率的同时,又要兼顾油耗的经济性和排放的环保性。
这些都对冷却系统的性能提出了新的要求，开发高效、可靠、经济、环保的冷却系统,已成为发动机进一步实现技术突破的关键所在。
因此,采用先进的冷却系统设计理念,应用柴油机现代设计技术提出设计规范与策略,对推动柴油机冷却系统技术进步具有重要的研究价值。
目前,发动机冷却系统的发展趋势主要有以下几个方面：2冷却系统的能控化目前,随着电子技术和计算机技术的广泛应用和飞速发展,电部件技术日趋成熟，传统被动式的发动机冷却系统正在走向智能化和自动化。
传统冷却系统不能更全面的适应发动机实际运行时的冷却需求，从而无法实现对发动机水温在全运行工况内的合理控制。
然而，采用电子驱动及控制技术，可以通过传感器和计算机芯片根据实际的发动机温度控制运行,从而提供最佳的冷却介质流量,降低能耗,提高效率。
例如，Hoon Cho等人用电控冷却水泵取代传统机械水泵,利用试验和模拟对比分析发现,通过控制水泵转速并提高电控水泵效率,功率消耗降低量超过87%,若将水泵转速提高至最大值时,可降低散热器尺寸超过27%,对提升发动机性能和燃料经济性潜力很大[1]。
可见，电控冷却系统一方面可以通过精确、自动地调节冷却液的温度,把发动机的工作温度控制在最佳范围,延长发动机的使用寿命,提高发动机的工作效率,降低发动机的故障率；另一方面，还可根据汽车的行驶速度、发动机的冷却水温来综合控制冷却系统,从而达到降低油耗和提高发动机可靠性的效果。
3温度设定点的合理调节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，可以通过改变冷却液温度设定点来改善发动机和冷却系统在部分负荷时处于不太理想状态时的性能。
升高或降低温度点在不同情况下各有优长。
浅析现代汽车发动机冷却系统
郑州交通职业学院毕业论文论文题目：浅析现代汽车发动机冷却系统所属系别车辆工程系专业班级 09大专检测1班姓名朱高锋学号 200908020110174指导教师王晶撰写日期 2012 年 05 月摘要本论文简要分析了发动机冷却系统的发展现状、影响因素及存在的问题；介绍了目前国内外前沿的发动机冷却系统的设计理念和研究方法，如智能化电控冷却系统、精确冷却理念、分流式冷却、空气侧流动和发动机热管理研究等；展望了现代发动机冷却系统实现高效低耗的目标，指出采用电控冷却部件实现精确冷却和分流式冷却的有效整合是行之有效的手段，而整车热管理研究势必会成为全面提高冷却系统性能的主要方法。
关键词：汽车发动机，冷却系统，智能控制，发展趋势预测AbstractThis paper briefly analyzes the development of the engine cooling system, influence factors and problems. Then the paper introduces the current domestic and international cutting-edge engine cooling system designing concepts and research methods. Such as intelligent electronic control cooling systems, precision cooling concept, split cooling air flow and engine thermal management side research. This paper prospects a modern engine cooling systems to achieve high efficiency, low target, and point the use of electronically that controlled cooling exactly and cooling components to achieve accurate and effective integration of split cooling is an effective means. Vehicle thermal management is bound to be a comprehensive study to improve cooling system performance.Key Words：automotive engine, cooling system, intelligent control, trend forecasting目录1 引言 (9)2 影响发动机冷却系统的因素以及目前存在的问题 (2)2.1影响发动机冷却系统的因素 (2)2.2目前存在的问题 (2)3 现代发动机冷却系统研究现状及发展方向 (3)3.1冷却系统的智能化和可控化 (3)3.2发动机冷却介质流动的合理组织 (4)3.2.1水腔内冷却水流动的组织 (4)3.2.2冷却液流动的研究 (4)3.2.3空气侧冷却空气流动的组织 (5)3.3发动机热管理技术研究 (6)4 结果分析与讨论 (8)5 总结 (9)参考文献 (10)致谢 (11)附录1：附录一题目 (12)附录2：附录二题目 (13)1 引言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。
浅论现代汽车发动机冷却系统发展特点
浅论现代汽车发动机冷却系统发展特点
杨 明举
（ 国 家 林 业局 北 方航 空护 林 总 站 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 文章介 绍 了现代 汽车 发动 机 冷 却 系统 的 设 计特 点 ， 并 对 当前 各种 冷 却 系统发 展模 式进 行 了对 比分 析 ， 提 出结合 不 同冷 却 模 式优 点 ， 全 面提 升 发 动机 冷 却 系统 功 效 的建 议 。 关键 词 ： 发 动机 ； 冷却 系统 ； 结 构特 点 随 着科 技 水 平 的不 断 提 高 ， 汽 车设 计 与 制 造 技术 也 在 不 断 发 展 标准 。 根据负荷不 同， 发动机冷却液流速从 每秒 ｌ 米到每秒 ５米 ， 波 前进 。与 过 去 相 比 ， 现 在 的汽 车 功 能 更 加 富 于 多样 性 、 马力 更 加 强 动 范 围较 大 。所 以在 选 择水 套 和 设计 冷 却 系 统 时要 从 统筹 全 局 ， 发 劲、 结 构 更 加 复杂 紧 凑 。 汽车 设 计 与制 造 的 巨大 变 化 ， 在满 足 人们 日 挥 最 大效 能 。实验 证 明 ， 精 确 冷却 系 统 能够 在 全 发 动机 工 作转 速范 益 增 长 的使 用 需 求之 外 ， 也 带来 了一 些 问题 。 功 率 越强 大 ， 发 动机 产 围内使冷却液流量可下降 ４ ０ ％。对气缸盖上冷却水套的精确设计 ， 生 的 废 热也 就 越 多 。这 给汽 车散 热 性 能提 出了 更 高 的要 求 。在 汽 车 可使普通冷却道流速提高 １ ８ ６ ％， 气缸盖传热性得 以大幅提高 ， 气缸 某 些 重 要 的部 位 ， 散 热 问题 是 个 必 须 加 以 重 视 的 问题 ， 比如 排 气 门 盖金属温度降低到 ６ ０ ℃。 这样的部位 ， 即使冷却系统发生微小 的故障都有可能引发巨大的灾 ３ ． ２分 流 式 冷却 系统 难 。 由 于发 动机 散 发 的热 量 和 运 行 功 率成 正 比 ， 所 以冷 却 系统 要 以 在 分 流式 冷 却 系统 中 ， 气 缸 盖 和气 缸 体 各 自拥 有 独立 的冷 却 回 满 足 发动 机 最 大功 率 为要 求 进 行设 计 与 制造 。 如 此一 来 才 能满 足 汽 路 ， 气 缸 盖 和 气 缸体 工作 温 度 互 不 影 响 ， 使 得 发 动 机 各 部 位 都 能 够 车 以最 大 功 率行 驶 时 的散 热 冷却 要 求 。 但这 样 会 导致 汽 车 以部 分 功 在各 自的最佳工作温度下工作。冷却系统的整体效率达到最大。各 率 行驶 时 冷 却 系统 发 生功 率 损 失 。 具 体 而 言就 是 冷却 液 的 实 际流 量 个 冷却 同路根 据 自身技 术 要求 进 行 独立 工作 ， 使 得 发 动机 温 度 分 布 超 过散 热 所 需 的流 量 。 另外 ， 结构合理、 性 能优 良的冷 却 系 统能 够 有 趋 于理 想状 态 。 所 谓理 想 的发 动 机 热工 作 状态 是气 缸 盖 温 度较 低 而 效 降低 汽 车 冷启 动 时 间 。 在 冷 启 动状 态 下 ， 汽 车油 耗 较大 ， 排 放 的 污 气缸体温度相对较 高。气缸盖温度较低可提高充气效率 ， 增大进气 染 物 较 多 。可 以说 ， 冷却 系统 性 能 水平 的高 低 对 于 汽车 发 动 机 的燃 量 ， 进 而促 进 完 全 燃 烧 ， 增加输 出， 减少一氧化碳 、 碳 氢 化 合 物 和氧 油经 济 性 、 加 速性 、 可 靠 性 以及 使 用 寿命 都 有着 显 著 的影 响 。 化氮的排放 。 气缸体 温度较高会增大润滑 ， 提高燃油效率 ， 降低缸内 ｌ现代 发 动机 冷 却 系统 的设 计重 点 压 力 和温 度 的极 限 值 。实 验 证 明 ， 使 用分 流 式 冷却 系 统 缸 盖 和缸 体 传 统冷 却 系 统 只是 单 纯 为发 动 机 提供 降温 冷 却 服 务 ， 保 障发 动 温 度 可相 差 １ ０ ０ ￣ Ｃ 。 在气 缸 温度 １ ５ ０ ℃情 况 下 ， 缸盖 温 度可 降 低 ５ ０ ℃。 机 始 终 处 于正 常 的工 作 温 度 范 围 内 。现代 发 动 机 在 此基 础 之 上 ， 更 整体油耗降低 ４ ％￣ ｊ １ ６ ％，非满负荷状态下碳氢化合物减少 ２ Ｏ ％到 增 添 了改善 燃 料 经 ’ 济Ｉ 生和 减少 排 放 污 染 的功 能 。基 于这 个 原 因 ， 在 ３ ５ ％。 节气门全开状态下 ， 缸盖和缸体温度可设定为 ５ ０ ℃和 ９ ０ ℃， 实 现 代发 动机 设计 和制 造 过程 中要 注 意 考虑 以下 几个 方 面 ： 发动机 内 现节 能 减 排 的 目标 。 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 ３ ． ３可 控式 发 动 机冷 却 系统 度、 充量密度 、 充量温度等 。其关键是冷却液温度的设定与控制。 传统 的发动机冷却 系统是 以满足发动机满 负荷运转 状态下的 ２ 温 度设 定 点 冷却要求而设计的。这样一来 ， 在非满负荷状态下冷却能力就会超 传 统 冷 却 系 统 的 冷 却 温 度 是根 据发 动机 最大 功率 时 的 状态 进 出实 际需求 ， 造成发动机功率浪费。对主要在市 区内行驶 的轻型车 行设置 ， 以保障充份 的冷却散热效能。这样会导致发动机非满负荷 来 说 ， 这 种 情况 尤 其 明显 。市 区 内行 车 多数 情 况 下都 是 非 满 负 荷行 运 转状 态下 的汽 车油 耗 和 废 气 排 放 增 加 ，影 响经 济 性 能 和环 保 效 驶 ， 冷却系统长时间处 于高损耗状态 ， 造成能源浪费 。另外 ， 在 特殊 益。 现代发动机可以通过调整冷却液温度设定点来改善发动机和冷 情 况 下 ， 发 动机 散 热会 超 出 正 常范 围 ， 达 到一 个 极 高 的 峰值 ， 为保 障 却 系统 在 部 分 负 荷 时 的性 能 。 由 于 为保 障冷 却 系 统 的冷 却 效 果 及 这种情况下的散热需要 ， 传统冷却系统往往体积较大 ， 导致冷却效 时、 准确 、 可靠 ， 冷 却 系 统 以金 属 温 度 为依 据 进 行 调 控 。而 发 动机 工 率 降 低 ， 增大 了冷却 系 统 的功 率 需求 ， 延 长 了发 动 机 暖机 时 问 。 可控 作 温 度 的最 大 值 又 取决 于 排气 门周 围 区域 最 高 温 度 ， 所 以可 根据 排 式发动机冷却系统能够妥善解决上述两个问题 ， 它采用与传统被动 气 门周 围 区域 温度 极 限 值调 整 冷 却液 或 金 属 温度 设定 点 。 升 高或 降 式 冷却 系 统截 然 相 反 的工 作 机 制 ， 能 够根 据 当前 冷 却 需要 调整 冷 却 低 温度 点 后 果 影 响各 不 不 同 ， 具 体 采 用 哪 种方 式 要 根 据 设计 目的来 功率 。 可控 式 发动 机 冷 却 系统 由传 感 器 、 执行 器 和 电控模 块 组 成 。 传 决定。 感器将 目标温度信号发送给电控模块 ， 模块根据设定参数将信号发 ２ ． １提高 温 度设 定 点 送至执行器 ， 从而实现冷却量的调整。 实验证 明， 使用可控式冷却系 提 高 工 作 温度 设定 点 是 最 常见 的 一 种方 法 。 对 于降 低发 动 机 损 统 ， 可 以节 省燃 油 ２ ％Ｎ ５ ％， 减 少一 氧 化碳 排 放 ２ ０ ％， 碳 氢 化 合 物 排 耗 和废 气 排放 以及 提 高冷 却 系统 效 果 有着 直 接 影 响 。 提 高工 作 温度 放 １ ０ ％。可控式冷却系统具有较快的响应能力 ， 可将冷却温度保持 使得发动机机油温度上升 ，从而降低发动机摩擦磨损和燃油消耗 。 在 设 定 点 的± ２ ℃范 围 ， 不 仅 可 以有 效 减 少 发 动 机 暖 机 时 间 ， 还 可 以 实验证明 ， 冷却液排 出温度提高到 １ ５ ０ ￣ Ｃ ， 气缸温度就会达到 １ ９ ５ ％， 长 时 问保 障冷 却 系统 处 于极 限工作 水 平 ， 缩 小 发 动机 冷 却 温 度 和金 油耗下降 ４ ％到 ６ ％。如果冷却液温度处于 ９ Ｏ到 １ １ ５ 。 ｃ 之间 ， 发动机 属 温 度 的 波 动 范 围 ， 减 少 循 环 热 负荷 造 成 的金 属 疲 劳 ， 延 长 部 件 寿 机 油 的 最 高温 度 会 达到 １ ４ ０ ￣ ２ ， 非 满负 荷 状态 下 的 油耗 下 降 １ ０ ％。 同 命 。 时， 提 高 工 作温 度 有 助 于提 升 冷 却 系 统工 作 效 率 。提 高 冷 却 液 或金 ４ 结 束 语 属 温 度有 利 于 发 动机 更 好地 散 热 ，从 而 可 以降 低 冷却 液 的流 速 ， 减 综 上 所 述 ，现 代先 进 发 动 机冷 却 系 统 能够 有 效 改进 冷 却 效率 ， 小 水 泵 的额 定 功率 ， 最 终 达 到减 小 发 动机 的功耗 的 目的 。 降低 能 耗 ， 减 少废 气 排 放 。现 代 冷 却 系统 的 最 大优 势 与 特点 就 是 实 ２ ． ２降低温度设定点 现 了可 控性 ， 能够 对 在 发 动机 结 构保 护 工 作 中起 到 重 要 作用 的技 术 降低 冷 却 系统 的工作 温 度 能 够 有效 加 强 发 动 机充 气 性 能 ， 降 低 参数 ， 比如金属温度 、 冷却液温度和机油温度等实现调控 ， 从而保证 进气 温度 ， 从 而对 燃 烧 过 程 、 燃 油效 率 和废 气 排放 产 生 积 极影 响 。 降 发动 机 始 终处 于 安全 工 作 状态 。 能 够根 据 工 作 的不 同需 要及 时采 取 低温 度 设 定点 可 以 降低 发 动 机损 耗 ， 延 长 零件 使 用 寿命 。 实 验证 明 ， 不 同 能效 水 平 ， 在 保 障发 动 机 整 体性 能 的前 提 下 �
发动机水冷系统结构和工作原理
发动机水冷系统结构和工作原理一、引言发动机水冷系统是现代汽车发动机中必不可少的一个系统，它通过循环流动的冷却液来降低发动机温度，保证发动机正常运转。
本文将详细介绍发动机水冷系统的结构和工作原理。
二、结构组成1. 水箱水箱是整个水冷系统中最为核心的部件，它通常位于发动机前部或侧面。
水箱内部分为两个房间，上面一个房间为蒸汽室，下面一个房间为液体室。
蒸汽室内有一个压力放散阀，当压力过高时会自动开启放出蒸汽。
2. 散热器散热器通常安装在水箱后面或侧面，用于将循环流过来的冷却液散热。
散热器由许多平行排列的管子组成，管子之间有许多小片铝制叶片相互连接形成一个整体。
3. 水泵水泵是将冷却液从下方液体室抽到上方蒸汽室的关键部件。
大多数车辆采用离心式水泵，其工作原理类似于离心风扇，通过转动叶轮将液体抽到高处。
4. 温度传感器温度传感器通常安装在发动机水套上，用于检测冷却液的温度，并将温度信号发送给车辆电脑，以便车辆电脑控制散热风扇的启停。
5. 散热风扇散热风扇通常位于散热器后面或侧面，用于增加空气流量，帮助冷却液更快地散热。
大多数车辆采用电动散热风扇，由车辆电脑控制启停。
三、工作原理1. 冷却液循环发动机水冷系统中的冷却液从下方液体室被水泵抽到上方蒸汽室，当冷却液在发动机内部循环时会吸收发动机产生的热量。
然后通过水管流回到散热器中进行散热。
2. 散热过程当冷却液进入散热器时，会通过许多平行排列的管子，在管子之间相互连接的小片铝制叶片帮助下，将热量散发到空气中。
同时，散热风扇会增加空气流量，帮助冷却液更快地散热。
3. 控制系统车辆电脑通过温度传感器检测冷却液的温度，并控制散热风扇的启停来保证发动机正常运转。
当冷却液温度过高时，车辆电脑会启动散热风扇增加空气流量，帮助冷却液更快地散热。
四、总结发动机水冷系统是现代汽车发动机中必不可少的一个系统，它通过循环流动的冷却液来降低发动机温度，保证发动机正常运转。
水箱、散热器、水泵、温度传感器和散热风扇是组成发动机水冷系统的主要部件。
现代车用发动机冷却系统研究状况及发展趋势
汽车冷却系统
汽车冷却系统汽车冷却系统是现代汽车引擎的重要组成部分，它的作用是通过散热，将引擎运转过程中产生的过多热量带走，从而确保引擎的正常运行温度。
本文将对汽车冷却系统的原理、主要组成部分以及维护保养等方面进行探讨。
一、冷却系统的原理汽车引擎在工作过程中会产生大量的热量，如果不及时散去，将会导致引擎过热，严重时甚至会引起引擎损坏。
因此，冷却系统的功能就是将热量带走，保持引擎的工作温度在适宜范围内。
冷却系统的主要原理是通过循环往复，将冷却剂（通常为水和防冻液的混合物）带到引擎周围，通过冷却器散热，然后再回到水泵继续循环，形成一个闭合的循环系统。
这样，引擎的热量就会被冷却剂吸收，并通过冷却器散发到外界空气中。
二、冷却系统的主要组成部分1. 水泵：水泵是冷却系统的核心部件，它通过半轴与引擎相连，利用带动的转子将冷却剂从水箱吸入，并通过循环系统将冷却剂推送至冷却器。
2. 冷却器：冷却器通常位于车辆前部，由众多的散热片组成。
冷却剂从进口管进入冷却器，经过散热片的流动，热量被带走，然后通过出口管排出。
3. 水箱：水箱是储存冷却剂的容器，通常位于车辆前端。
它具有一定的容量，并且有进水口和放水口，用于添加和更换冷却液。
4. 散热风扇：当车辆行驶过程中，特别是在高温天气或慢速行驶时，散热风扇会自动启动，增加冷却系统的散热效果。
三、冷却系统的维护保养为了保证汽车冷却系统的正常运行，我们需要定期进行维护保养。
1. 清洗冷却系统：长时间使用后，冷却系统内会积累一定的杂质和沉淀物。
定期清洗可以确保冷却系统的顺畅运行。
2. 更换冷却液：冷却液会随着时间的推移而失去冷却性能，因此需要定期更换。
一般建议每两年或行驶一定里程数后更换冷却液。
3. 检查水泵：水泵是冷却系统的核心部件，如果发现泄露或异常声响，应立即检查和更换。
4. 检查冷却风扇：定期检查冷却风扇的工作状态，确保其正常运转。
5. 检查冷却系统的压力：冷却系统的压力应处于正常范围内，如果发现异常，应及时进行检查和修理。
现代汽车发动机冷却系统发展特点
现代汽车发动机冷却系统发展特点1. 引言1.1 背景介绍汽车的发动机冷却系统是汽车行驶中至关重要的部分，它的作用是保持发动机运行时的温度在适当范围内，以确保发动机正常运转并避免过热引起损坏。
随着汽车工业的不断发展和创新，汽车发动机冷却系统也在不断演进和改进，以适应不断提升的汽车性能和环保要求。
在过去，传统冷却系统主要采用水冷方式，通过水泵将冷却液循环流动，将发动机产生的热量带入散热器散热。
随着汽车动力系统的进步和发展，现代冷却系统已经不再局限于单一的水冷方式，而是结合了多种冷却技术和材料，提高了冷却效率和环保性能。
本文将探讨现代汽车发动机冷却系统的发展特点，包括传统冷却系统的特点、现代冷却系统的发展趋势、利用电子技术实现智能冷却控制、采用新型材料提高冷却效果以及发动机冷却系统与节能环保的关系。
通过对这些内容的全面分析，我们将更好地了解现代汽车发动机冷却系统的未来发展方向，以及冷却系统对汽车性能的重要性。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨现代汽车发动机冷却系统的发展特点，分析传统冷却系统和现代冷却系统的区别，研究智能冷却控制和新型材料在冷却系统中的应用，探讨发动机冷却系统与节能环保之间的关系。
通过深入研究，我们可以更好地了解现代汽车发动机冷却系统的技术发展趋势，为未来汽车工程领域的技术创新和发展提供参考，促进汽车行业向更加智能、高效、环保的方向发展。
通过本研究，我们也可以更全面地认识到发动机冷却系统在汽车性能中的重要性，为汽车制造商和工程师提供更好的设计理念和技术支持，为推动汽车行业的可持续发展做出贡献。
2. 正文2.1 传统冷却系统的特点传统汽车发动机冷却系统是汽车工程中最重要的系统之一，其功能是保持发动机工作温度在一个理想的范围内，以确保发动机正常运转。
在传统冷却系统中，发动机通过循环水冷却来达到降温的目的。
冷却系统通常由水泵、散热器、水箱和风扇组成。
1. 水冷却效果稳定可靠。
由于水的热容量大，冷却效果比较稳定而且可靠，适用于大多数汽车发动机。
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郑州交通职业学院毕业论文论文题目：浅析现代汽车发动机冷却系统所属系别车辆工程系专业班级 09大专检测1班姓名朱高锋学号 200908020110174指导教师王晶撰写日期 2012 年 05 月摘要本论文简要分析了发动机冷却系统的发展现状、影响因素及存在的问题；介绍了目前国内外前沿的发动机冷却系统的设计理念和研究方法，如智能化电控冷却系统、精确冷却理念、分流式冷却、空气侧流动和发动机热管理研究等；展望了现代发动机冷却系统实现高效低耗的目标，指出采用电控冷却部件实现精确冷却和分流式冷却的有效整合是行之有效的手段，而整车热管理研究势必会成为全面提高冷却系统性能的主要方法。
关键词：汽车发动机，冷却系统，智能控制，发展趋势预测AbstractThis paper briefly analyzes the development of the engine cooling system, influence factors and problems. Then the paper introduces the current domestic and international cutting-edge engine cooling system designing concepts and research methods. Such as intelligent electronic control cooling systems, precision cooling concept, split cooling air flow and engine thermal management side research. This paper prospects a modern engine cooling systems to achieve high efficiency, low target, and point the use of electronically that controlled cooling exactly and cooling components to achieve accurate and effective integration of split cooling is an effective means. Vehicle thermal management is bound to be a comprehensive study to improve cooling system performance.Key Words：automotive engine, cooling system, intelligent control, trend forecasting目录1 引言 (9)2 影响发动机冷却系统的因素以及目前存在的问题 (2)2.1影响发动机冷却系统的因素 (2)2.2目前存在的问题 (2)3 现代发动机冷却系统研究现状及发展方向 (3)3.1冷却系统的智能化和可控化 (3)3.2发动机冷却介质流动的合理组织 (4)3.2.1水腔内冷却水流动的组织 (4)3.2.2冷却液流动的研究 (4)3.2.3空气侧冷却空气流动的组织 (5)3.3发动机热管理技术研究 (6)4 结果分析与讨论 (8)5 总结 (9)参考文献 (10)致谢 (11)附录1：附录一题目 (12)附录2：附录二题目 (13)1 引言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。
此外,日益严格的排放标准也对冷却系统提出了新的要求。
冷却系统工作性能的优劣,直接影响着动力系统的整体性能。
开发高效可靠的冷却系统,已成为发动机进一步提高功率、改善经济性所必须突破的关键技术问题。
因此,采用先进的冷却系统设计理念,对柴油机冷却系统进行深入研究具有十分重要的实际意义。
2 影响发动机冷却系统的因素以及目前存在的问题2.1影响发动机冷却系统的因素水冷式发动机通常采用闭式强制循环冷却系统,主要由冷却水套、水泵、风扇、散热器、节温器、循环管路等组成。
由于组成冷却系统部件众多且结构复杂,加上发动机运行工况的多样性,其影响因素也是多方面且错综复杂的。
总体来说,影响冷却系统的主要因素主要有循环冷却水量、冷却空气流量、冷却水道结构和散热效率。
循环冷却水量和冷却空气流量主要由散热量决定。
对于诸如发动机燃烧室等严重受热的零部件以及一些关键的区域,循环水量的控制就显得尤为重要,这不仅与水泵的特性、冷却水套结构密切相关,同时还与冷却水水温有关,因为冷却水高温沸腾产生的气泡阻力对循环水量有着显著的影响。
空气流量主要与风扇直径、转速、叶片形状、流阻特性、水箱与风扇叶片相对位置以及机舱背压等因素有关。
合理而有效的冷却水道结构能减少流动过程的涡流、节流等损失,提高关键区域流速的同时避免非关键区域的过度冷却,从而大大提高冷却效率。
散热效率则主要与散热器、中冷器等主要散热部件有关,要求散热器具有足够的散热面积。
以上几个因素并非孤立的,而是相互影响和相互制约的,需要综合考虑。
2.2目前存在的问题目前,高功率密度的增压柴油机由于热负荷和热应力过高,依然存在关键区域冷却不足、零件热疲劳失效、过热产生裂纹等问题。
发动机冷却系统冷却过度和冷却不足都会造成发动机可靠性下降,零部件磨损加剧,热量不平衡等问题,影响发动机的动力性和经济性。
因此,现代发动机的冷却系统要求能满足各种工况下运转时的散热需要,保证关键区域具有足够的冷却,又要降低整机的散热量,减小对冷却系统的散热要求,提高能量利用率,使发动机具有良好的经济性。
3 现代发动机冷却系统研究现状及发展方向由于冷却系统对发动机性能的影响日益显著,通过对冷却系统的不断改进来提高发动机性能已成为一种有效的手段。
对柴油机冷却系统的研究有两个方面:一方面是以提高冷却效率为目的的系统本身的研究,包括系统各缸水流分布、各部件结构设计、冷却散热系统合理匹配、系统控制等,称为外冷却研究;另一方面是研究冷却系统关键零部件的热负荷及其可靠性,它更注重研究固—液耦合问题,称为内冷却研究。
目前,发动机冷却系统的发展趋势主要有以下几个方面。
3.1冷却系统的智能化和可控化目前,大部分发动机冷却系统仍属于传统的被动系统,只能有限地调节发动机和汽车的热分布状态。
但随着电子技术和计算机技术的飞速发展,电控零部件技术成熟,冷却系统的智能化和自动化成为可能。
传统的冷却系统中采用机械驱动的冷却水泵和冷却风扇,冷却介质流量取决于发动机转速,而非发动机实际运行时冷却量需求,显然无法实现对发动机水温在全运行工况内的合理控制。
此外,这些部件耗功严重,比如风扇消耗的功率可以达到发动机总功率输出的10%。
采用电子驱动及控制的冷却水泵、风扇、节温器等部件,可以通过传感器和计算机芯片根据实际的发动机温度控制运行,提供最佳的冷却介质流量,实现冷却系统部件的智能化和可控化,同时降低能耗,提高效率。
ElenaCortona等人开发出的电动冷却系统中,除了用电动冷却水泵取代传统机械冷却水泵,同时还用电控智能节温器取代传统的节温器,并开发出与这些电动部件相应的优化控制策略。
通过台架试验对比研究发现,在冷机起动的情况下,新的冷却系统能够显著缩短暖机时间,大大提高暖机温度。
另外,智能节温器对冷却液的良好控制允许冷却系统有较高的出水温度。
在相同的配置和冷却要求下,电动水泵的能量消耗仅为机械水泵的16%,即使考虑到电能的转换效率只有机械能效率的一半,整个冷却系统的能量消耗仍可降低2/3左右,优势十分明显。
HoonCho等人用电控冷却水泵取代传统机械水泵,利用试验和模拟对比分析发现,通过控制水泵转速并提高电控水泵效率,功率消耗降低量超过87%,若将水泵转速提高至最大值时,可降低散热器尺寸超过27%,对提升发动机性能和燃料经济性潜力很大。
ValeoEngineCooling公司较早开发出了一种可变速冷却风扇发动机,其风扇速度能根据冷却液温度和空气调节循环参数来调整,从而能够降低噪声和燃料消耗。
国内郭新民等人对汽车智能化声明,这对于提高发动机的热效率等很有帮助。
3.2发动机冷却介质流动的合理组织3.2.1水腔内冷却水流动的组织闭式强制循环冷却方式中,水腔内冷却水流动的组织是直接影响冷却效果的主要因素。
改进发动机冷却水套结构,寻求适当的冷却水流量、压力以及合理的流场分布成为高强化发动机研究开发中不可缺少的重要环节。
CloughM.J.早在1992年提出了“精确冷却”的概念,即利用最少的冷却以达到最佳的温度分配。
精确冷却系统的设计关键在于确定冷却水套的尺寸,选择匹配的冷却水泵,保证系统的散热能力能够满足发动机低速大负荷时关键区域工作温度的需求。
研究表明,采用精确冷却系统,在发动机整个工作转速范围,冷却液流量可下降40%。
尤其适用于机体内纵向流动的精确冷却,体现在冷却水套的结构设计与冷却液流速的设计中。
精确冷却的潜在优势在于加快暖机速度,减少热应力和热量损失,降低摩擦系数和冷却水泵功率消耗,提高平均有效压力和抗爆性。
由于抗爆性的改进和铝制气缸盖的广泛应用,因此相比柴油机而言,精确冷却更适合于汽油机。
CouetouseH.等人提出分流式冷却系统的设计,即气缸盖和气缸体有不同的冷却回路,使得气缸盖和气缸体具有不同的温度。
发动机理想的工作状态是气缸盖温度低而气缸体温度高,这是由于较低的气缸盖温度有利于进气和改善排放,而较高的气缸体温度则有利于降低摩擦损失,改善燃油经济性。
分流式冷却系统的优势在于使发动机各部分在最优的温度设定点工作,达到较高的冷却效率。
研究表明,该系统可使两者温度相差约100℃,气缸体温度可高达150℃,而气缸盖温度可降低约50℃,减少摩擦损失,降低油耗。
较高的气缸体温度使油耗降低4%～6%,在部分负荷时HC排放降低20%～35%。
节气门全开时,气缸盖和气缸体温度设定值最大可调50℃和90℃,从整体上改善燃油消耗、功率输出和排放。
无论是精确冷却系统还是分流式冷却系统,都要求对发动机冷却水套进行必要的改进以优化冷却液流动。
从设计和使用角度看,分流式冷却和精确冷却相结合具有很好的发展前景,有利于形成理想的发动机温度分布,满足发动机对未来冷却系统的要求。
3.2.2 冷却液流动的研究目前,对冷却液流动的研究手段主要为试验研究和计算机数值模拟研究。
在试验研究方面,朱义伦等人采用激光多普勒测速仪(LDV)对发动机气缸盖冷却水流动进行测量,得到冷却水在平行于气缸盖与气缸体接合面的二维流场;王书义、屈盛官等人则利用流动显形法得到冷却水流动的二维流场,通过研究二维流场以改进水腔设计。