1、高职毕业论文题 目:乘用车发动机冷却系统学 院: 西安汽车科技职业学院专 业:汽车检测与维修毕业届别: 姓 名: 指导教师: 职 称:西安汽车科技学院教务处制二 年 月15cm 2摘要冷却系统是发动机的重要组成部分，对发动机的动力性、经济性和可靠性有很 大影响。随着发动机转速和功率的不断提高，对冷却系统的要求越来越高，因而对发动机冷却系统 的 设 计 与 研 究 也愈 来 愈 深 入 。 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，
2、汽车发动机冷却系统的维护与保养就显得尤为重要目 录第一章 引言.1.1 汽车发动机冷却系统在现在汽车行业的发展现状.1.2 汽车发动机冷却系统维修的重要意义第二章 课题的目的及现实意义.2.1 课题主要目的.2.2 课题的现实意义.第三章 电控冷却系统中的节温器.3.1 控制过程说明3.2 冷却系统的特点第四章 冷却系统的结构和工作原理.4.1 发动机冷却系统的功用4.2 桑塔纳轿车冷却系统的组成4.3 桑塔纳轿车冷却系统工作过程第五章 冷却系统鼓掌分析.5.1 发动机过热情况 5.2 发动机升温缓慢或工作温度过低第六章 冷却系统的维护与保养.6.1 使用防冻液应注意一下问题6.2 冷却系统水
3、垢形成的原因15cm 36.3 冷却系统水垢的危害6.4 清理水垢的方6.5 冷却液的更换.第七章 冷却系统智能控制.7.1 系统组成.7.2 单片机控制系统工作原理7.3 单片机系统控制过程.总 结.参考文献.致 谢.第一章 引言1.1 动机冷却系统在现在汽车行业的发展现状目前，传统的节温器、保温帘和冷却风扇仍广泛应用于国产汽车发动机的冷却系统。传统的节温器控制冷却液大小循环的路线，节流损失大，工作不可靠，工作效率低，不能根据发动机的散热要求准确地调节冷却系统的散热能力；传统的保温帘是人为控制散热器的通风量；传统的冷却风扇由发动机的曲轴驱动，其冷却能力只能随发动机的转速的 变 化 而 变 化
4、 ， 不 能 满 足 实 际 散 热 要 求 。而 且 三 者 的 动 作 互 不 联 系 ， 工 作 效 率 低 ， 燃 油浪费率高，不适应现代汽车技术的发展。针对上述提出的汽车发动机冷却系统的弊端，从灵敏性、可靠性、以及发动机的动力性和经济性考虑出发，应使节温器、保温帘和冷却风扇实现多元联合控制，即将传统的冷却风扇改为电控冷却风扇；将传统的节温器改为电控节温器；增设电控导风板；实现上述三者联合控制，即冷却系统的智能控制。它可以根据行车速度、大气环境温度、发动机冷却水温度的变化对冷却系统的冷却能力进行自动控制，以实现发动机快速预热，大量减少发动机的传热损失和功率损失。冷却系统的智能控制是解决
5、这个问题的重要的途径。智能控制的系统由于汽车运行过程中产15cm 4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。它 的 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
6、机控制系统。单片机控制系统工作原理是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。1.2 汽车发动机冷却系统维修的重要意义如果一台发动机,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
7、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。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。冷却过热过冷都是由于冷却系统存在问题造成的，所以对汽车发动机冷却系统
8、的维修具有重要的意义。正常的冷却系统使发动机处于最合理的工作状态，保证了发动机的动力性、经济性以及耐久性。 从此，我们不难看出冷却系统是发动机正常运转的必备条件，如果冷却系统出现了问题，那么发动机肯定不能长时间有效的运转。而一旦冷却系统存在问题，我们却没有及时修理时，对我15cm 5们的安全驾驶就造成了极大的隐患。 第二章 课题的目的及现实意义2.1 课题主要目的汽车总成及零件的检测和维修工艺是汽车检测与维修技术专业学生把理论与实践相结合，提高工作能力的重要一环。目的在于巩固和加强学生在校期间所学的基础知识，训练学生综合运用所学知识和独立分析问题的能力。2.2 课题的现实意义2.2.1 控制好
9、发动机冷却液温度，有利于改善发动机的动力性和燃油经济性，有利于提高发动机使用寿命，降级排气污染，有利于改善发动机冷启动性能。2.2.2 控制好散热器，有利于将热冷却液携带的热量通过风扇传导到其周围的空气中，有利于发动机在较好的工况下工作。2.2.3 控制好冷却风扇，有利于使发动机保持恒温。第三章电控冷却系统中的节温器3.1 控制过程说明:电子控制冷却系统在大众奥迪 ApF(1.6l 直 列 4 缸) 发 动 机 上 以 应 用 ,该系 统 中 的 冷 却 液 温 度 调 节 ,冷 却 夜 的 循 环 (节 温 控 制 ) 冷 却 风 扇 的 工作 均 由 发 动 机 的 负 荷 决 定 并 由
10、 发 动 机 控 制 单 元 控 制 .使 之 相 对 于 装 备 传 统 冷 却 系 统的 发 动 机 在 部 分 负 荷 时具有更好的燃油经济性及较低的 co/hc 排放. 15cm 6(一)电控系统示意图(二)冷却系统布置图与冷却液分配单元图电子控制冷却系统以最小的更改改变了传统的冷却循环,完成了冷却系统的从新布置:冷却液分配法与节温器合成一个信号单元,发动机缸体上不需要温度调节装置。15cm 7（三）温度调节单元(温度调节执行机构，功能相当于传统的节温器)(四)温度调节单元在个工况时的状态1发动机冷启动,暖 机 期 间 ,与 传 统 的 冷 却 系 统 一 样 ,为 了 便 发 动 机
11、 尽 快 正 常 工 作 温 度 ,系统 为 小 循 环 ,在 冷 启 动 时 暖 机 及 小 负 荷 时 ,冷 却 液 经 过 发 动 机 缸 盖 ,分 配 器 上 表 面 流 入 ,此15cm 8时,小循环阀门打开,冷却液经过小阀门直接流回水泵处,成小循环 .2.发电机全负荷时当发动机全负荷运转时，要求较高的冷却能力，控制单元根据传感器信号得出计算值对温度调节单元加载电压，溶解石蜡体，试大循环阀门打开，接通大循环，同时关闭小循环通道，切断小循环，在全负荷时冷却温度为 85-95。(五)带电子控制冷却系统的发动机控制单元与系统的工作原理1 带电子控制冷却系统的发动机控制单元该发动机的控制系统
12、是 SMOS3.3 系统,电脑在程序中以编有电子控制冷却系统的特性图 与 传统 的 发 动 机 控 制 单 元 相 比 功 能 增 加 了 ,它 接 受 电 子 控 制 冷 却 系 统 的 传 感 器 送 来 的 信 号并 驱 动 电 子 控 制 系 统 的 执 行 器 ,并 且 设 计 了 电 子 控 制 冷 却 系 统 监 控 电 路 ,因 此电 子 控制系统具有自诊断功能并包括在发动机控制系统的自诊断中,可以用V.A.S5051/V.A.G5052 进行自诊断.2.输 入 与 输 出 信 号输入发动机控制单元的信号有:散热器回流温度;加热控制电位计. 发 动 机 控 制 单 元 输 出
13、信号 有 :温 度 调 节 单 元 加 载 加 压 ;散 热 风 扇 控 制 (两 个 风 扇 分 别 用 单独的输出信号。3.本工作原理15cm 9该系统的传感器采集必要的信息,发动机控制单元对这些信息时刻进行计算,并 根 据 计算结果进行相应的控制 .激活加热电阻,打开大循环,调节冷却液温度. 激活冷却风扇,迅速降低冷却液温度。4.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
14、 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。 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
15、决于希望达到的目的。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
16、 ， 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.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 3A 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。第四章 冷却系统系统的结构和工作原理4.1 发动机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，气缸内气体急剧膨
17、胀，会使气缸内气体温度高达 2200K2800K(1927 2527 )， 使 发 动 机 零 部 件 温 度 升 高 ， 特 别15cm 10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 4-1） ，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 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。4.2 桑塔纳轿车冷却系统的组成桑塔纳轿车发动机冷却系统的组成及各部件功用 桑塔纳轿车发动机的冷却系统属强制循环封闭式冷却系统，其组成如图 4-2、图 4-3 所示，
