毕业论文浅析汽车发动机冷却系统维护

合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）合肥工业大学毕业设计课题名称：浅析汽车发动机冷却系统维护所在学院合肥工业大学高等职业技术学院班级09级01班学号20096842学生姓名张永辉指导教师宋晓敏2011年03月21日合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）目录摘要__________________________________________________________________1关键词__________________________________________________________________1引言____________________________________________________________________21发动机过热、过冷的危害：_______________________________________________21.1发动机过热：_____________________________________________________________21.2发动机过冷：____________________________________________________________22冷却系统的功用________________________________________________________23冷却系统的组成_________________________________________________________33.1散热器___________________________________________________________________33.2节温器___________________________________________________________________43.3.蜡式节温器的工作原理____________________________________________________53.4水泵_____________________________________________________________________63.5风扇_____________________________________________________________________73.6冷却强度调节装置_________________________________________________________94冷却系统工作原理_______________________________________________________95冷却系统的特点________________________________________________________115.1温度设定点______________________________________________________________115.2提高温度设定点__________________________________________________________115.3降低温度设定点__________________________________________________________116冷却系统的维护与检修__________________________________________________127冷却系统的发展(智能控制)______________________________________________147.1系统组成________________________________________________________________147.2单片机控制系统工作原理__________________________________________________147.3单片机系统控制过程______________________________________________________14结论_________________________________________________________________16谢辞_________________________________________________________________17参考文献_______________________________________________________________18合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）1浅析汽车发动机冷却系统维护摘要：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Abstract:Thispaperdiscussestheroleofthecoolingsystem,composition,themainstructure,workingprinciple,routinemaintenance,faultdetectionandtroubleshootingsteps,butsystematicexpositionofthecoolingsystem,modulardesign,andcoolingsystem,intelligentcontrol,andmakeabriefexample.Keywords:CoolingsystemCoolingsystemmaintenanceTemperaturesetpointIntelligentcontrolofcoolingsystem合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）2引言对于一台发动机，其工作效率受到很多因素的影响。而作为四大系统之一的冷却系，对于提高发动机效率起着至关重要要的作用。发动机只有在一定的温度下才能保证最大的工作效率，正如人体汗腺一样，它能够通过毛孔的张缩，来调节人体体温，使人体不至过热和过冷。冷却系统的重要性就在于维护发动机常温下工作，进而提高发动机的工作效率。1发动机过热、过冷的危害：1.1发动机过热：充气效率低，早燃和爆燃易发生，发动机功率下降运动机件易损坏润滑油粘度减小、润滑油膜易破裂加剧零件磨损1.2发动机过冷：燃烧困难，功率低及油耗高润滑油粘度增大，零件磨损燃油凝结而流入曲轴箱，增加油耗，且机油变稀，从而导致功率下降，磨损增加。2冷却系统的功用保持发动机在最适宜的温度范围内工作。发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K~2800K(1927℃~2527℃)，使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。冷却系统的功用就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。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷（图1-1），如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）3量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。下面主要以水冷系进行介绍：图1-13冷却系统的组成水冷系由散热器盖、节温器、水泵、风扇、冷却水套和冷却强度调节装置等组成。1-散热器盖2-节温器3-水温表4-水套5-分水管6-水泵7-放水开关8-百叶窗9-散热器3.1散热器合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）4①功用：增大散热面积，加速水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低10～15℃。为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。②安装位置：大多安装在发动机及风扇的前方。③结构：散热器又称为水箱，由上贮水室、散热器芯和下贮水室等组成，有些还配有补偿水桶，补偿水桶通过橡胶管与散热器通气管相连。当冷却液受热膨胀时，多余的冷却液通过橡胶管进入补偿水桶；而当温度降低，散热器内产生真空时，补偿水桶内的冷却液及时返回散热器。1-散热器盖2-上贮水室3-导风罩4-散热器总成5-下贮水室6-散热器出水管7-散热器进水管8-补偿水桶3.2节温器①.功用：根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，从而控制通过散热器冷却水的流量。②.安装位置节温器装在冷却水循环的通路中，根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。③蜡式节温器的结构蜡式节温器由上支架、下支架、主阀门、旁通阀、感应体、中心杆、橡胶管和弹簧等组成。合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）5蜡式节温器如图所示。节温器的上支架和下支架与阀座铆成一体。中心杆上端固定在上支架的中心，其下部插入橡胶管的中心孔内，中心杆下端呈锥形。橡胶管与感应体外壳之间的空腔里装有石蜡。为了提高导热性，石蜡中常掺有铜粉和铝粉。感应体外壳上下部有联动的主阀门和旁通阀门。主阀门上有通气孔，它的作用是在加水时使水套内的空气经小孔排出，保证能加满水。为了防止通气孔阻塞，有的加装一个摆锤。图7-12蜡式节温器1-主阀门；2-盖和密封垫；3-上支架；4-胶管；5-阀座；6-通气孔；7-下支架；8-石蜡，9-感应体；10-旁通阀；11-中心杆；12-弹簧3.3.蜡式节温器的工作原理(1)当水温低于349K(76℃)时，主阀门完全关闭，旁通阀完全开启，由气缸盖出来的水经旁通管直接进入水泵，故称小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。(2)当冷却水温度在349K~359K(76℃~86℃)之间时，大小循环同时进行(如图所示)。当发动机水温达349K(76℃)左右时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对中心杆下部锥面产生向上的推力。由于杆的上端固定，故中心杆对橡胶管及感应体产生向下的反推力，克服弹簧张力使主阀门逐渐打开，旁通阀开度逐渐减小。(3)当发动机内水温升高到359K(86℃)，主阀门完全开启，旁通阀完全关闭，冷却水全部流经散热器，称为大循环。由于此时冷却水流动路线长，流量大，冷却强度强。合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）6图7-13冷却水的大小循环1-双阀节湿器，2-水套，3-水泵；4-散热器；7-旁通管3.4水泵①.功用是对冷却水加压，使冷却水循环流动。车用发动机多采用离心式水泵。②.安装位置水泵用螺栓固定在发动机前端面上。通过皮带与曲轴带轮相连。③.组成主要由水泵壳、叶轮、水泵轴、轴承、水封等组成，如图所示。合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）7水泵的结构1-凸缘盘2-轴承3-通气孔4-小循环进水道5-水封6-叶轮7-水泵轴8-水泵壳9-大循环进水道3.5风扇①.功用风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量，增强散热器的散热能力，同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。②.安装位置通常安装在散热器后面。由皮带带动的风扇与水泵同轴，与水泵一起转动。③特点：车用发动机的风扇轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。④车用发动机采用轴流式风扇的三种型式结构特点：叶片多用薄钢板压制而成，为4～6片，叶片间夹角一般不相等。叶片与其旋转平面成30°～45°的安装斜角。整体风扇在轿车和轻型载货汽车上应用较多。近年来轿车上还采用了电动风扇。合肥工业大学JAC校区毕业设计（论文）8风扇常和发动机一起由曲轴带轮通过V带驱动。为