車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)論文
輛工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)掌握機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等全面工程技術(shù)基礎(chǔ)理論和必要專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能，了解并重視與汽車(chē)技術(shù)發(fā)展有關(guān)人文社會(huì)知識(shí)，能在企業(yè)、科研院(所)等部門(mén)。接下來(lái)是小編準(zhǔn)備的車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)論文，一起來(lái)看看吧!
車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)論文：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)由于自身的被動(dòng)性影響，其工作性能受到限制。在部分負(fù)荷時(shí)會(huì)造成功率損失，而汽車(chē)在這種工況下行駛的時(shí)間最長(zhǎng)。介紹一些先進(jìn)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特點(diǎn)，如精確冷卻系統(tǒng)、分流式冷卻系統(tǒng)、可控式冷卻系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)既起到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，又改善燃油效率和降低排放污染物。
關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng) 燃油效率 減少排放
近年來(lái)，在強(qiáng)調(diào)汽車(chē)的高性能化中，不僅要求發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)省資源、降低油耗，而且對(duì)高功率化的要求也越來(lái)越高。為了達(dá)到高功率化的要求，目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)正向渦輪增壓、四氣門(mén)、雙頂置凸輪軸、增加排量方面迅速發(fā)展。由于這些高功率發(fā)動(dòng)機(jī)放熱量增加，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的要求更嚴(yán)了。另外，由于在最近的高性能汽車(chē)上增加了各種輔助裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)富裕空間的減少以及降低汽車(chē)空氣阻力的車(chē)頭流線型化對(duì)冷卻系統(tǒng)部件的要求越來(lái)越緊湊化，本文就汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相應(yīng)的探討。
一、智能系統(tǒng)的要求、組成及原理
(一)要求
由于汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，熱輻射和電磁干擾，因此對(duì)該系統(tǒng)電路有特殊要求：?電路要有較高的抗振動(dòng)能力，以適應(yīng)不同路況、車(chē)況的要求，提高系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性。電路應(yīng)采取有效的防護(hù)隔離措施，以提高其抗干擾能力。
(二)組成
該智能系統(tǒng)由電控冷卻風(fēng)扇、電控節(jié)溫器、電控導(dǎo)風(fēng)板、微控制機(jī)構(gòu)和模糊控制系統(tǒng)組成。
(三)原理
由溫度傳感器感受發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的變化，同時(shí)把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥涑煞幢汝P(guān)系的電壓模擬信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)處理(電容器低通濾波校正和電壓跟隨器耦合)送入A/D轉(zhuǎn)換器(ADCO809)中INO、1信號(hào)通道。由A/D轉(zhuǎn)換器把采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并讀入單片機(jī)89C51(模糊控制器)。單片機(jī)根據(jù)不同的輸入信號(hào)模糊分析處理去控制驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)溫器繼電器、導(dǎo)風(fēng)板繼電器和風(fēng)扇繼電器的控制。即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻能力的模糊智能控制。
二、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)控制模式設(shè)計(jì)
(一)渦輪增壓器的冷卻
渦輪增壓器軸承過(guò)去只用機(jī)油冷卻，最近，由于安裝了中間冷卻器，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率進(jìn)一步提高，因此發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃?xì)饬吭黾樱瑹嶝?fù)荷增大，渦輪增壓器軸承處的.機(jī)油容易結(jié)炭，軸承材料也容易發(fā)生高溫腐蝕。為此，正開(kāi)始采取用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水冷卻渦輪增壓器軸承的方法。因冷卻水在渦輪周?chē)邷貐^(qū)循環(huán)，所以，不僅在運(yùn)轉(zhuǎn)中而且在停車(chē)后冷卻水的氣化潛熱也可以冷卻軸承和機(jī)油通道。豪克等人聲稱(chēng)：裝車(chē)的水冷式渦輪增壓器，與舊式只用機(jī)油潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)相比其可靠性可提高4～10倍。
(二)分流式冷卻系統(tǒng)
分流式冷卻系統(tǒng)為另外一種冷卻系統(tǒng)。在這種冷卻系統(tǒng)中，氣缸蓋和氣缸體由各自的液流回路冷卻，氣缸蓋和氣缸體具有不同的溫度。分流式冷卻系統(tǒng)具備特有的優(yōu)勢(shì)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)各部分在最優(yōu)的溫度設(shè)定點(diǎn)工作，冷卻系統(tǒng)的整體效率達(dá)到最大。每個(gè)冷卻回路將在不同冷卻溫度設(shè)定點(diǎn)或流速下工作，創(chuàng)造理想的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度分布。理想的發(fā)動(dòng)機(jī)熱工作狀態(tài)是氣缸蓋溫度較低而氣缸體溫度相對(duì)較高。氣缸蓋溫度較低可提高充氣效率，增大進(jìn)氣量。溫度低且進(jìn)氣量大可促進(jìn)完全燃燒，降低CO、HC形成，也提高輸出功率。較高氣缸體溫度會(huì)減小摩擦損失，直接改善燃油效率，間接地降低缸內(nèi)峰值壓力和溫度。分流式冷卻系統(tǒng)可使缸蓋和缸體溫度相差100e。氣缸溫度可高達(dá)150e，而缸蓋溫度可降低50e，減少缸體摩擦損失，降低油耗。較高的缸體溫度使油耗降低4%～6%，在部分負(fù)荷時(shí)HC降低20%～35%。節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)，缸蓋和缸體溫度設(shè)定值可調(diào)到50e和90e，從整體上改善燃油消耗、功率輸出和排放。
(三)單片機(jī)控制系統(tǒng)工作原理
當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于“ON”，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)處理變換為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)MCS-51讀入，MCS-51單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于啟動(dòng)或正常工作狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，溫度傳感器感受發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，同時(shí)把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷耗M信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)處理后送入轉(zhuǎn)換器中，由轉(zhuǎn)換器把采集來(lái)的模擬電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并讀入單片機(jī)MCS-51，單片機(jī)根據(jù)送來(lái)的溫度信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度是否低于一定溫度)。如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于60℃，單片機(jī)輸出信號(hào)電加熱器給冷卻液預(yù)熱，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)，縮短暖機(jī)時(shí)間，減輕發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，減少燃油消耗和排放污染。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到60℃時(shí)則停止預(yù)熱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，由溫度傳感器感受發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度高低與變化率，同時(shí)把溫度電壓信號(hào)經(jīng)處理后由單片機(jī)讀入，單片機(jī)根據(jù)溫度的高低及變化率，采用模糊控制的方法分析處理，輸出控制信號(hào)去控制驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)節(jié)溫器、保溫簾的開(kāi)度和冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻強(qiáng)度的智能控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度越限(，單片機(jī)則輸出信號(hào)進(jìn)行越限報(bào)警，如傳感器及其電路在工作過(guò)程中出現(xiàn)故障，單片機(jī)得到的信號(hào)不符合要求，單片機(jī)則輸出信號(hào)進(jìn)行故障報(bào)警。單片機(jī)根據(jù)采樣數(shù)據(jù)分析處理發(fā)出控制指令，使：a電控冷卻風(fēng)扇不工作;b電控導(dǎo)風(fēng)板處于敞開(kāi)狀態(tài);c電控節(jié)溫器處于大循環(huán)狀態(tài)。這樣，直到發(fā)動(dòng)機(jī)水溫返升至95e，電控冷卻風(fēng)扇又重新工作。
三、結(jié)論
該冷卻系統(tǒng)智能控制裝置實(shí)現(xiàn)了散熱能力控制的智能化，可以精確自動(dòng)地調(diào)節(jié)冷卻液的溫度，把發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度限制在最佳階段，延長(zhǎng)了使用壽命，提高了工作效率，減少了故障率。該控制系統(tǒng)可根據(jù)汽車(chē)的行駛速度，發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫來(lái)綜合控制冷卻系統(tǒng)。從而可達(dá)到減少電耗，減少油耗的效果。具有性能穩(wěn)定、工作可靠，節(jié)能潛力大等優(yōu)點(diǎn)。
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