发动机冷却系统研究状况及发展趋势
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。
新能源汽车冷却系统的研究与优化
新能源汽车冷却系统的研究与优化随着可再生能源的逐步发展和传统石油资源的日益渐少,新能源汽车作为未来汽车发展的重要趋势备受关注。
新能源汽车的出现很好地解决了环保问题,但同时也带来了新的问题。
由于新能源汽车发动机与传统汽车发动机有很大的不同,因此其冷却系统也需要进行全新的设计与优化。
本文将从新能源汽车的发展背景出发,探讨新能源汽车冷却系统的研究与优化。
1、新能源汽车发展背景新能源汽车可以说是21世纪汽车产业的一个重要发展趋势,它具有很多优势。
首先,新能源汽车可以大大减少对环境的污染,充分体现了可持续发展理念。
其次,新能源汽车的使用成本更低,因为电力比汽油等燃料的价格更便宜。
最后,新能源汽车的发动机更加高效,使得汽车性能得到了极大的提升。
然而,新能源汽车也存在着一些问题,其中之一就是发动机温度控制问题。
新能源汽车使用的发动机与传统汽车的发动机存在很大的不同,因此需要进行全新的设计与优化。
2、新能源汽车冷却系统原理传统汽车发动机的冷却系统主要是采用水冷方式进行降温,而新能源汽车的冷却系统则需要根据其发动机的特点进行全新设计。
新能源汽车的发动机主要分为电池、氢燃料电池和混合动力发动机三种类型。
其中,电池和氢燃料电池发动机都需要进行水冷方式进行降温,而混合动力发动机则在水冷的同时还需要辅以空气冷却。
3、新能源汽车冷却系统的优化到目前为止,新能源汽车冷却系统的研究还处于相对初级的阶段,因此存在很多问题需要解决。
冷却系统的优化可以从以下两个方面入手:3.1、材料选择与优化新能源汽车的冷却系统需要选择耐高温、耐腐蚀的材料。
随着科技的发展,现在在新能源汽车冷却系统中广泛使用的是铝和铜两种材料。
一些新材料也正在被广泛开发。
然而,材料性能的问题仍然需得到进一步研究与探讨。
3.2、系统布局与优化新能源汽车的组成极其复杂,冷却系统的布局和优化需要综合考虑各种因素,比如保证冷却效率的同时减少重量和体积,保证燃料消耗率的同时减少排放,以及避免驾驶员的驾驶体验受到影响等等。
汽修毕业论文 汽车发动机冷却系统检测与维修研究
汽修毕业论文汽车发动机冷却系统检测与维修研究汽车发动机冷却系统检测与维修研究摘要:汽车发动机冷却系统是确保发动机正常运行的重要组成部分。
本文对汽车发动机冷却系统的检测与维修进行了研究,并提出了一套有效的检测与维修方法。
通过分析冷却系统的结构和原理,了解了冷却系统的工作原理以及常见的故障和维修方法。
并对冷却系统的检测方法进行了探讨,包括常见的冷却液检测、压力测试和温度检测等。
接着,本文还针对冷却系统的常见故障进行了详细解析,并提出了相应的维修方案。
最后,通过实验验证了本文提出的维修方法的有效性,并对未来的研究工作进行了展望。
1. 引言汽车发动机冷却系统是汽车发动机正常运行的重要组成部分。
冷却系统的功能是通过循环冷却液,从而将发动机产生的高温散热,确保发动机工作温度处于正常范围内,提高发动机的工作效率和使用寿命。
因此,对冷却系统的检测与维修具有重要意义。
2. 冷却系统的工作原理冷却系统主要由发动机水泵、散热器、水箱、风扇和各种管路组成。
冷却液通过发动机水泵循环流动,在经过散热器散热后再回到发动机,形成循环。
冷却系统通过吸热、传热和散热三个过程来完成对发动机的冷却工作。
3. 冷却系统的检测方法3.1 冷却液检测冷却液是冷却系统中起到冷却和防冻作用的介质,其质量和性能的检测十分重要。
常见的检测方法包括冷却液的颜色、透明度和pH值等指标的检测。
3.2 压力测试冷却系统的正常工作需要一定的压力来保证冷却液的循环。
通过压力测试可以检测系统是否存在漏水、渗漏等问题。
常用的压力测试方法包括手持压力表法和真空压力表法。
3.3 温度检测冷却系统的温度是直接反映发动机工作状态的指标之一。
通过温度检测可以及时发现冷却系统的故障和问题。
常用的温度检测方法包括测量发动机水温表和红外线测温仪。
4. 冷却系统常见故障与维修方案4.1 水泵故障水泵是冷却系统的关键组成部分,一旦发生故障会导致冷却系统无法正常工作。
常见的水泵故障包括漏水、轴承磨损和叶轮破损等。
汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术
汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术汽车作为现代社会重要的交通工具,其发动机的性能和可靠性至关重要。
而发动机冷却系统则是保证发动机正常运行的关键部件之一。
良好的冷却系统不仅能够有效地控制发动机的温度,提高发动机的工作效率,还能延长发动机的使用寿命。
本文将探讨汽车发动机冷却系统的优化设计与热管理技术。
一、汽车发动机冷却系统的作用与工作原理汽车发动机在工作过程中会产生大量的热量,如果这些热量不能及时散发出去,将会导致发动机过热,从而影响发动机的性能和可靠性。
因此,冷却系统的主要作用就是将发动机产生的多余热量带走,使其保持在正常的工作温度范围内。
发动机冷却系统的工作原理主要是通过冷却液在发动机内部和散热器之间的循环流动来实现热量的传递和散发。
冷却液在水泵的作用下从发动机缸体水套中流出,经过散热器冷却后再回到发动机水套中,如此循环往复。
在这个过程中,散热器将冷却液中的热量散发到空气中,从而降低冷却液的温度。
二、传统汽车发动机冷却系统存在的问题传统的汽车发动机冷却系统通常采用机械驱动的水泵和节温器来控制冷却液的流量和温度。
然而,这种冷却系统存在一些不足之处。
首先,传统冷却系统的水泵转速通常与发动机转速成正比,这意味着在发动机低速运转时,水泵的流量可能不足,导致发动机冷却效果不佳;而在发动机高速运转时,水泵的流量又可能过大,造成能量浪费。
其次,节温器的控制精度有限,难以根据发动机的实际工作状况精确地调节冷却液的温度,从而影响发动机的热效率。
此外,传统冷却系统的散热器结构和风扇性能也有待优化,以提高散热效率。
三、汽车发动机冷却系统的优化设计为了解决传统冷却系统存在的问题,需要对冷却系统进行优化设计。
(一)电子水泵的应用电子水泵可以根据发动机的实际需求精确地控制冷却液的流量,从而提高冷却系统的效率。
例如,在发动机低速运转时,电子水泵可以提高转速,增加冷却液流量;而在发动机高速运转时,则可以降低转速,减少能量消耗。
汽车发动机冷却系统课件
冷却系统的制造工艺
01
02
03
传统制造工艺
详细介绍了汽车发动机冷 却系统的传统制造工艺如 铸造、锻造、焊接等。
先进制造技术应用
探讨了先进制造技术在汽 车发动机冷却系统中的应 用,如3D打印、激光焊接 等。
质量控制与检验
阐述了在制造过程中如何 进行质量控制和检验,以 确保产品的质量和性能。
集成化冷却系统的发 展趋势
目前,集成化冷却系统已经得到了广 泛应用,如奥迪、宝马、奔驰等豪华 品牌的部分车型已经采用了集成化冷 却系统。未来,随着技术的不断进步 和应用范围的扩大,集成化冷却系统 的发展前景将更加广阔。
06
附录与参考文献
相关数据表格与图表
表格1
汽车发动机冷却系统主要部件参数表
表格2
循环泵控制系统
根据发动机温度和负载控制水泵的转速
03
冷却系统的设计与优化
冷却系统的结构设计
冷却系统零部件的选型与设计
01
详细描述了汽车发动机冷却系统中各零部件如散热器、水泵、
风扇等的设计原则和选型依据。
冷却循环路径与流体动力学分析
02
对冷却系统中冷却液的循环路径和流体动力学性能进行了详细
的分析和设计。
随着技术的发展,现代汽车冷却系统逐渐采用更加高效的空 气冷却方式,即通过风扇和散热器等部件将发动机的热量传 导到外部空气中。这种冷却方式散热效率高,但结构复杂、 成本较高。
冷却系统的分类与组成
冷却系统的分类
汽车冷却系统按照散热介质的不同可以分为水冷系统和风冷系统两大类。水冷 系统采用冷却液作为散热介质,风冷系统采用空气作为散热介质。
发动机冷却系统研究综述
关立 哲 ’ 王
威 。 何 西常 。 张 众杰
(. 事 交通 学 院科研 部 1军
2军 事交通 学 院研 究 生管理 大 队) .
[ 要] 摘 分别从 流 体 的流动 与传 热 、 冷却 系统与 发 动机 的 匹 配与优 化 、 冷却 系统各 部件 的 电子
控 制进 行 了论 述, 绍 了发 动机 冷却 系统 的研 究现 状 与研 究 方 法 , 介 总结 了智 能化 控 制是 发 动机 冷 却 系统研 究 的发 展趋 势 。
进 了水 套 的设 计 。由于 流体 的流动状 态直 接影 响到 高 温零 部件 的冷却 , 冷却水 套 内部 结构 复杂 , 而 试验 方 法难 以进行 更 详细 的 研究 。因此 , 流体 流 动 的数 值 模拟 方法 逐渐受 到人 们 的重视 。 献[ 用S A 文 2 1 利 TR
流 体 流动 与 传热 涉及 流 场分 布 、温度 分 布 、 压
力 分 布 、 却 均匀 性和 壁 面换热 系数 等, 冷 流体 的流动 与传热 方式 直接 影响冷 却系统 的效 能 。研 究 内容 包
括 流 体 流 动 、 固耦 合 传热 、 流 一维 与 三 维 联合 仿 真 ,
稳 态传 热 。 显然 , 顺序 耦 合 只考 虑 到气 缸 套外 壁 的温度 对
( 关键 词 ] 发动机
冷 却 系统
综述
K e r :En i e y wo ds g n Co ln y t m S mma ia in oi g s se u rz to
O 引 言
发 动机 冷却 系 统 由冷却 风 扇 、 泵 、 温器 、 水 节 散
热 器 和 冷 却 水 套 等 部件 组 成 ,每 个 部 件 的结 构 尺 寸 、 置位 置 、 织 形 式 、 料性 质 、 作 方 式 的 不 布 组 材 工 同都会 对冷却 系统 的性 能产生 影 响。 如今 , 随着发 动 机 强化 程度 的 不断 提高 , 内零部件 承 受 的热负 荷 缸 不 断增 加。这 就需 要增 加冷 却 系统 的冷 却能 力来 带 走 过 多 的热 量 ; 此外 , 发动机 冷 却 系统 的性 能直接 影 响缸 内工作 过程 和有 害 气体 的排 放,日益严 格 的排 放 法规 也对冷 却 系统提 出 了新 的要 求 。 因此 , 高 开发 效 可靠 的冷 却 系统 已经成 为 制约发 动 机进 一步 提 高功 率 、 善经 济性 所 面 临的关键 问题 。 目前 , 内 改 国 外 对 发 动 机 冷 却 系 统 的研 究 主要 有 试 验 研 究 与 数 值 仿 真研究 两 个方 法,数值 仿 真研究 又 包括 一维 仿 真 方法 、 F 仿 真方 法 、 维仿 真 与C D 真 联合 的 CD 一 F仿 方 法 。国 内采 用C D 真方法 比较 晚, 最 近几年 针 F仿 但
全球汽车冷却系统市场趋势与机遇分析
技术发展趋势及挑战
冷却系统技术发展:随着汽车技术的不断进步,冷却系统技术也在不断发展。目前,汽车 冷却系统技术正朝着高效、低能耗、环保的方向发展。
冷却系统技术发展趋势:未来,汽车冷却系统技术将更加注重智能化、轻量化、高效化等 方面的发展。同时,随着新能源汽车的普及,冷却系统技术也将更加注重环保和节能。
混合动力汽车冷却系统需求:混合动力汽车是一种介于传统燃油车和新能源汽车之间的车型,其冷 却系统需求也介于两者之间。混合动力汽车冷却系统需要满足发动机和电机同时工作的散热需求, 同时还需要考虑电池组的散热和保护等问题。
商用车冷却系统需求:商用车主要用于运输货物或人员,其冷却系统需求与乘用车有所不同。商用车冷却 系统需要满足发动机散热、液压系统冷却等功能,同时还需要考虑车辆的承载能力和耐久性等方面的要求。
全球汽车冷却系统市场趋势与 机遇分析
汇报人:
单击输入目录标题 全球汽车冷却系统市场概述 汽车冷却系统技术发展 汽车冷却系统市场需求分析
汽车冷却系统市场机遇与挑战
汽车冷却系统市场策略建议
添加章节标题
全球汽车冷却系统市场概述
市场规模及增长趋势
全球汽车冷却系统 市场规模
增长趋势及预测
主要驱动因素分析
冷却系统技术面临的挑战:虽然汽车冷却系统技术发展迅速,但也面临着一些挑战。例如, 如何提高冷却效率、降低能耗、提高环保性能等方面的问题需要得到解决。
未来展望:随着科技的不断进步,汽车冷却系统技术将会更加成熟和先进。未来,汽车冷 却系统将会更加智能化、高效化、环保化,为汽车行业的发展带来更多的机遇和挑战。
拉丁美洲地区:拉丁美洲汽车市场发展迅速,但是由于经济条件和气候等因素的影响,对汽车冷却系 统的需求相对较低。但是,随着该地区经济的不断发展和消费者购买力的提高,对汽车冷却系统的需 求也在逐渐增加。
现代车用发动机冷却系统研究状况及发展趋势
发动机冷却系统研究综述_关立哲
2 流体流动与传热研究现状
流体流动与传热涉及流场分布、 温度分布、压 力分布、冷却均匀性和壁面换热系数等,流体的流动 与传热方式直接影响冷却系统的效能。 研究内容包 括流体流动、流固耦合传热、一维与三维联合仿真,
散热器的材质选择对其结构与特 点, 通过试验得出了铝质管带式散热器在叉车上使 用时体积大幅缩小, 散热性能远远优于铜质管片式 散热器。
4 电控冷却系统研究现状
传统的机械式冷却风扇、水泵等与曲轴相关联, 很容易出现冷却水温偏离正常工作范围的情况。 因 此,将传统的机械式水泵、风扇与发动机解耦,并采 用电控式节温器, 实现对冷却介质的单独控制是非 常必要的。 研究内容包括单一部件电控研究、多部 件联合电控研究与控制策略的开发研究。 4.1 单一部件的电控研究
关立哲 王 威 何西常 张众杰:发动机冷却系统研究综述
33
冷却系统的控制策略主要根据冷却液的温度、 发 动 机 转 速 与 扭 矩 等 指 标,CPU通 过 信 号 采 集 处 理 给出控制指令,调节冷却系统各部件的工作状态。 国 内对发动机电控冷却系统控制策略的研究主要有 开环控制策略、闭环控制策略,模糊控制策略等。 文 献[23]针对某型 柴油机,通过 对其散热 需 求 分 析,提 出 了以发动机工况为主的开环预调控制策略和以发 动机出口冷却水温度为控制目标的闭环反馈控制 策略。 该策略可保证发动机在不同的环境温度和工 况下冷却强度适宜,降低冷却系统的功耗。 模糊控制 策略利用模糊数学,把人工控制策略用计算机来实 现,不依赖精确的数学模型,对系统参数的变化不敏 感, 解决了采用常规的PID控制, 系统模型难以建立 的问 题,如文献[24-25]采 用模糊控制 策略,使 发 动 机 的 工作温度适中保持在最佳范围内。
新能源汽车冷却系统发展趋势
电池冷却技术:采用先进 的电池冷却技术,提高电
池的效率和安全性。
热管理智能化:利用智能 化的热管理系统,实现冷 却系统的自动调节和控制。
高效散热技术:研发更高 效的散热材料和散热结构, 提高冷却系统的散热性能。
无线充电技术:将无线充 电技术与冷却系统相结合, 实现更方便、更高效的充
电和冷却。
冷却系统技术的发展对新能源汽车产业的影响
添加标题
冷却部件的差异: 新能源汽车的冷 却系统需要针对 电池、电机等部
件进行特殊设计, 以满足其散热需 求。
添加标题
能耗与效率的差 异:传统汽车冷 却系统能耗较高, 而新能源汽车冷 却系统则更加注 重能效与轻量化
设计。
添加标题
03
新能源汽车冷却系统技 术的发展趋势
高效能热泵系统的应用
高效能热泵系统 的原理和优势
01 添加章节标题
02
新能源汽车冷却系统概 述
冷却系统在新能源汽车中的重要性
冷却系统是新能 源汽车中不可或 缺的部分,对于 保证车辆的安全 和稳定性具有重
要意义。
冷却系统能够有 效地控制电池组 的工作温度,保 证电池的效率和
寿命。
在高温环境下, 冷却系统能够降 低电机温度,提 高电机效率,保 证车辆的正常运
热泵系统在新能 源汽车冷却系统
中的应用现状
热泵系统在新能 源汽车冷却系统 中的发展趋势和
前景
高效能热泵系统 的技术挑战和解
决方案
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
新型冷却材料的研发与应用
新型冷却材料的种类:如相变材料、纳米流体等 新型冷却材料的优势:如更高的导热性能、更轻的重量等 新型冷却材料的应用场景:如电动汽车、混合动力汽车等 新型冷却材料的未来发展方向:如更加环保、更加高效等
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。
现代车用发动机冷却系统研究进展
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 , 用 采
区域 的过度 冷却 , 而 大大 提 高 冷 却 效 率 。散 热 效 从
有 良好 的经 济性 。
是 多方 面且错 综 复 杂 的 。总 体来 说 , 响冷 却 系 统 影 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 。
2 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
能 满足各 种 工况 下运 转 时 的散 热 需 要 , 证 关 键 区 保 域 具有 足够 的冷却 , 又要 降低 整机 的散 热量 , 减小 对
环管 路等组 成 。由于组成 冷却 系统 部件 众多 且结 构
复杂 , 上发动 机运 行工况 的多样性 , 影 响 因素 也 加 其
冷 却 系统 的散热 要求 , 高能 量利 用率 , 提 使发 动机 具
系统 的设 计 理 念 和研 究 方 法 理 念 、 流 式 冷 却 、 气侧 流 动 以 及 整 车 热 管 理 研 如 精 分 空
究 等 ; 望 了现 代 发 动 机 冷 却 系统 实现 高效 低 耗 的 目标 , 出采 用 电控 冷 却 部 件 实 现 精 确 冷 却 和 分 流 式 冷 却 的 有 展 指 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 : 车 发 动 机 ;冷却 系 统 ; 能 控 制 ;热 管 理 ; 展 趋 势 预 测 汽 智 发
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发动机冷却系统是现代汽车重要的附属装置之一,目的是保持发动机内部的温度适宜,保证发动机的正常工作和长寿命使用,同时减少排放有害气体,满足环保要求。
本文将从冷却系统的基本原理、主要部件、结构形式、发展历程和趋势等方面来探讨现代汽车发动机冷却系统发展的特点。
冷却系统的基本原理发动机的工作过程中,燃油燃烧产生大量的热能,需要及时被排出,否则会对发动机造成损害,例如烧毁阀座、变形、裂纹等。
因此,冷却系统的基本原理就是将发动机产生的热量及时地带走,通过循环的方式将水或冷却液送到发动机的水道中,使其循环流动,达到散热的作用。
冷却系统的主要部件1.水箱:为整个冷却系统提供循环的介质。
2.水泵:把水泵送到发动机中的水道里,循环流动起来,起到循环冷却的作用。
3.散热器:帮助水冷却剂散热,实现发动机的冷却。
4.风扇:发动机工作时产生热量致使散热器不断散发一定的热量,需要通过风扇进行散热。
5.温度传感器:实时测量发动机水温,触发电子控制器,调节冷却系统的水泵和风扇的工作,控制温度。
冷却系统的结构形式1.水冷式:使用水箱、水泵、散热器等部件,循环利用水来进行散热,被广泛应用于现代汽车上。
2.空冷式:不需要任何水冷却,仅使用风扇通过自然风力进行散热。
其优点就是消耗低,结构简单,但对发动机的散热效果不佳,虽然现在也有一些小型汽车比如大众UP、smart等采用这种结构,但是大型汽车还是采用水冷式。
冷却系统的发展历程发动机冷却系统在技术领域一直处于不断革新和完善之中。
其历程可以分为以下几个阶段:1.货车时代:1940年代到1950年代,汽车冷却系统是由水箱、水泵、散热器和涡轮扇等组成的套件。
2.家用汽车时代:1960年代到1970年代,随着发动机技术的提高与汽车的快速普及,家用汽车冷却系统逐渐得到了开发并推广使用。
3.高性能汽车时代:1980年代到1990年代,随着化石能源的逐渐稀缺,新型高性能发动机的出现,冷却系统也开始逐步优化和升级。
柴油机的冷却系统1
柴油机的冷却系统一、冷却系统的方式冷却系统的功用是保证发动机在正常的温度下工作,把发动机工作时产生的热量通过它散发出去,加以冷却,经常检查冷却系统的工作状况,不能有缺水、漏水或风向、风流、风量不对等现象,以免破坏发动机的正常工作,损坏机件,造成事故。
冷却系统按发动机的冷却方式可分为风冷却和水冷却两种[1]。
1.风冷却系统风冷却一般用于小型发动机上。
依靠飞轮上的风扇叶旋转,产生气流,通过导风罩、引风圈、导风板等导风装置的导向作用,直接吹向气缸盖和气缸体的外表,将热量带走。
气缸盖、气缸体外表上分布了很多散热片,它的功用是加大与空气的接触面积,提高散热能力。
导风罩和引风圈、导风板的作用是将冷空气引导到需要冷却的部位,使各部位冷却均匀,达到维持其适宜工作温度的目的。
若不用导风装置,则在气缸盖、气缸体等零件的背面就不能得到足够的冷却,使之温度过高,造成很大温差,引起气缸和其他零件变形,严重时还会发生活塞拉缸和卡死等故障。
2.水冷却系统水冷却系统的主要部件有水泵、散热水箱、风扇、水温调节装置和水温表。
按冷却水循环方式的不同,小型柴油机的冷却系可分为三种:蒸发式冷却、热对流循环式冷却、压流循环式冷却。
①蒸发式冷却。
发动机工作时,气缸体水套和气缸盖水套中的水因接触高温零件而温度升高,这部分水受热膨胀,密度减小,便上升到水箱的顶部,水箱表层的水受到外界空气的冷却,密度加大而下沉,分别进入缸体水套和缸盖水套,形成上下对流,连续不断地循环,从而将气缸体和气缸盖周围的热量带到水箱散发掉。
当水箱内的水温升高到沸点时,缸体水套和缸盖水套内水逐渐变成水蒸气,冲击水箱水面散发到空气中去。
蒸发式水冷却系统靠水沸腾吸收大量的热并散发到空气中去,加强散热冷却作用。
因此,水箱常常出现“开锅”现象,这是正常的,应注意经常补充冷却水,以保证发动机的正常工作温度。
②热对流式循环冷却。
立式195T 和德力1105型柴油机的冷却系统属于此种冷却方式,利用水的温度差所引起的密度变化形成水的热对流自然循环,当柴油机工作时,气缸体水套与气缸盖水套的冷却水由于接触高温零件而温度升高,密度变小,沿上水管进入水箱的上水室,而水箱内的冷却水因密度较大靠自重而进入下水室,经下水管进入气缸体水套和气缸盖水套,缸体水套和缸盖水套的低温水受热后密度变小又上升进入上水室,水箱内的冷却水下沉到下水室进入缸体水套和缸盖水套,如此往复,使冷却水连续不断地循环,达到传热和散热的目的.③压流循环式冷却。
2024年汽车热管理行业市场现状与发展趋势分析报告
1.市场现状分析随着汽车行业的快速发展,汽车热管理系统的需求逐渐增加。
汽车热管理系统主要包括发动机冷却系统、车辆空调系统和暖风系统。
发动机冷却系统用于维持发动机的运行温度,确保最佳燃烧效率;车辆空调系统用于调节车内温度,提供乘客舒适的驾乘环境;暖风系统则在寒冷季节提供车内暖气。
目前汽车热管理系统市场呈现以下特点:1.1市场规模不断扩大随着汽车消费需求的增加,汽车热管理系统市场规模不断扩大。
根据市场调研机构统计数据显示,2024年中国汽车热管理系统市场规模达到1000亿元,预计到2024年将增长10%以上。
1.2技术创新成为竞争关键汽车热管理系统市场竞争激烈,各企业通过技术创新来提升产品性能和市场竞争力。
例如,一些企业正在研发新型的高效发动机冷却系统,以降低燃油消耗和排放。
另外,一些新能源汽车企业也在积极开发电动汽车的热管理系统技术,以提高电池寿命和续航里程。
1.3节能环保成为主流趋势随着全球环境保护意识的提高,汽车热管理系统市场正朝着节能环保方向发展。
近年来,多个国家和地区相继颁布了汽车碳排放标准,推动汽车热管理系统企业加快技术创新,开发更加节能环保的产品。
2.发展趋势分析根据以上市场现状,我们可以预测汽车热管理系统市场将呈现以下发展趋势:2.1智能化发展趋势随着车联网技术的发展,汽车热管理系统将越来越智能化。
未来,汽车热管理系统将通过传感器和控制器实现自动监测和调节,提高整车能效和舒适性。
2.2新能源汽车市场增长新能源汽车市场快速发展将推动汽车热管理系统的需求增加。
新能源汽车电池的温度管理对电池寿命和车辆续航里程至关重要,因此,新能源汽车将成为汽车热管理系统市场的重要增长点。
2.3绿色环保技术研发节能环保已成为汽车热管理系统的发展方向,并将持续引领市场趋势。
未来,企业将加大技术研发力度,推出更加节能环保的产品,满足市场需求。
2.4合作共赢成主流汽车热管理系统市场竞争激烈,合作共赢将成为主流趋势。
汽车发动机冷却系统的发展与现状
3 山 东农 业 大学 林 学 院 ,山 东 泰 安 .
21 1 708)
【 要】 早期 的发 动机冷 却 系统虽 能满 足汽 车的基本 使用要 求 +但在 满载或 者恶 劣 的环 境 中容 易 出现 问 摘 题 。在 当今 日益重 视环 境 保护 、提 倡节 能和舒适 性 的情况下 .发动 机 的结 构 、 能和 汽车整 体性 能都 有很 性 大的 发展 , 却 系统正 朝着轻 型化 、紧凑化 和智 能化 的方 向发展 。为此 .重点介 绍 了国内 外汽 车发 动机 冷 冷
农 机 化 研 究
第2 期
综 合调节 冷却能力 _,减少 了在 低温时发 动机 的传 5 ] 热损失 、功 率损 失和过度磨 损 ,抑制 了发动机过热 的发生 ,降低 了燃油消耗 率 。冷却风扇 由传统控 制方式转 化为智 能控制方 式 ,散热风扇 的冷却能力
随着发 动机散热 的需要而 始终保持最 佳工作温度 ,
而且避 免 了能 源的大量浪 费 ,其 中减 少风扇功率 消 耗 9 %,节 省燃油 1% 0 0。 1 9 年,法雷奥 ( a e 公 司提出 了在 发动 99 V lo) 机 上配 置名 为 T e i 智能 热调 节 系统 )的新 型 h m s(
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20 年 5 02 月
农 机 化 研 究
第2 期
汽 车 发 动 机 冷 却 系 统 的 发 展 与 现 状
卢广 峰 ’ ,郭新 民 ,孙 运柱 ,尹克荣 ,牟晓玉
(. 1 山东农业 大 学 机械 电 子工程 学院 .山东 泰安 2 1 1 ;2 东营 市公 路局 ,山 东 东 营 708 . 279 ; 5 0 1
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液体火箭发动机液膜冷却研究综述
液体火箭发动机液膜冷却研究综述液体火箭发动机是航天器、卫星等空间载体的重要动力系统之一,其发动机的工作效率和寿命受到发动机冷却系统的限制。
液膜冷却技术是液体火箭发动机领域的一种重要技术,它能够有效地降低液体火箭发动机工作温度,提高发动机的效率和寿命。
本文将从液膜冷却技术的基本原理、研究现状和存在的问题等方面综述液体火箭发动机液膜冷却研究的进展和发展方向。
1.液膜冷却技术的基本原理液膜冷却技术是指在发动机的燃烧室内表面形成一层液体膜,通过液体膜中流过的燃气将燃烧产物带走,以达到冷却燃烧室的目的。
它主要包括两种类型:传统液膜冷却和膜液膜冷却。
传统液膜冷却技术利用液体的表面张力,形成一层液膜来保护燃烧室的金属材料。
在燃气作用力的作用下,液体膜中的液体将自动流动,从而带走燃烧室中的燃烧产物,以达到冷却的效果。
膜液膜冷却技术则是利用微细的膜状结构,将液体分散成微小薄膜涂于燃烧室表面上,使液体的表面张力更为稳定,形成一个较为稳定的液膜状态。
此种技术需要涂层的渗透效果较好才能保证稳定状态。
在膜液膜冷却技术中,液体膜的厚度由流通量和燃气环境等因素共同决定。
2.液膜冷却技术的研究现状液膜冷却技术在空间探索中的应用具有重要的意义。
现阶段,国内外的相关研究主要集中在液膜冷却涉及的流体力学计算、实验研究和工程应用三个方面。
2.1 流体力学计算流体力学计算是研究液膜冷却技术的重要手段之一。
当前主要采用CFD模拟流场,将模型进行虚拟实验,模拟液体在流动中的传热传质过程,以探究不同参数下液膜的形成和变化规律,如液膜厚度、燃气速度、液膜热效应等。
2.2 实验研究为了验证流体力学计算的准确性,实验研究也是不可或缺的。
在实验研究中,需要考虑燃料类型、壁面材料、实验参数等多种因素对燃烧室的影响。
近年来,国内外液膜冷却研究重视对液膜膜层的制备、渗透、扩散性能进行实验研究,如采用电化学技术制备具有较高自膨胀性能金属涂层、研究液膜表面纳米孔成形性能等。
船用柴油机冷却系统研究与优化
船用柴油机冷却系统研究与优化一、船用柴油机冷却系统简介船用柴油机是船舶中最为常见的动力装置之一,而冷却系统则是保证发动机正常运行的关键。
冷却系统的主要作用是将产生的热量带走,避免发动机过热而造成损坏。
船用柴油机的冷却系统主要由冷却水箱、水泵、散热器、水管以及水箱处的冷却水管等组成。
二、船用柴油机冷却系统的问题对于船用柴油机而言,冷却系统存在以下几个问题。
1. 冷却剂泄漏冷却系统中的冷却剂泄漏是一个常见的问题,可能会导致温度过高、损坏部件等问题,甚至会使整个系统失效。
2. 冷却塞塞住冷却塞是冷却系统中的一个重要部件,但是它会因为冷却液中的杂质或沉积物堵塞,导致冷却液无法正常流动,从而影响发动机正常运行。
3. 温度过高温度过高会对发动机造成损坏,比如增加磨损、生产噪音、造成漏油等。
而冷却系统存在问题,就可能会导致温度过高。
三、船用柴油机冷却系统的优化为了解决上述问题,可以对冷却系统进行优化。
1、改进冷却塞为了避免冷却塞堵塞,使用高质量的冷却液和保持干净的冷却塞是非常重要的。
此外,使用专业的清洗液或手动清洁冷却塞并更换有质量保障的冷却塞也是可以考虑的。
2、更换散热器散热器是冷却系统中最为重要的部件之一,散热器的散热效果直接决定了发动机的运行温度。
因此,应选择散热效果好的散热器,并及时更换老化散热器。
3、进行定期维护冷却系统是一个必须要定期维护的部分。
每年检查冷却系统并冲洗冷却液,会有助于保持冷却系统的正常运行。
4、使用防锈液在海上环境中,发动机易受到潮气、海水的腐蚀。
为了保护发动机,船用柴油机的冷却系统应使用防锈液,以延长冷却系统的使用寿命。
四、结论船用柴油机的冷却系统是保证船舶正常运行的重要部分,其正常运行对船舶的安全运行至关重要。
在实际运用中,船用柴油机冷却系统也存在一些问题,可以通过更换散热器、改进冷却塞、定期维护等措施进行优化。
通过这些措施的优化,可以有效解决船用柴油机冷却系统中的问题,有助于保障船舶的正常运行。
汽车电子控制发动机冷却系统
精确的温度控制有助于提高燃油经济性,降低排放,并提高 发动机的可靠性。
02
汽车电子控制发动机冷却系 统的基本原理
冷却系统的基本构成
冷却液
作为冷却系统的主体,负责吸收发动机产生的 热量。
散热器
用于冷却液散热的主要部件,通常安装在汽车 前部。
风扇
用于强制散热,通过风扇旋转将空气吹向散热 器,帮助散热。
05 结论
总结
0标1题
汽••车电文文子字字控内内制容容发动机 冷•却系文统字是内现容代汽车
• 文字内容 技术的重要组成部分 ,它能够有效地控制 发动机温度,提高发 动机效率和可靠性, 减少发动机故障和维
护成本。
02
本文对汽车电子控制 发动机冷却系统的基 本原理、组成和分类 进行了介绍,并对其 在汽车中的应用进行
03
汽车电子控制发动机冷却系 统的关键技术
传感器技术
温度传感器
实时监测发动机冷却液温度,为控制系统提供精确的温度数据。
冷却风扇速度传感器
检测冷却风扇的工作状态,确保发动机在最佳温度下运行。
水位传感器
监测冷却液液位,防止因缺水导致发动机过热。
微处理器技术
01
微处理器作为控制核心,接收传 感器信号,根据控制算法计算出 最佳的冷却液流量和风扇转速。
汽车电子控制发动机冷却系统
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目 录
• 引言 • 汽车电子控制发动机冷却系统的
基本原理 • 汽车电子控制发动机冷却系统的
关键技术 • 汽车电子控制发动机冷却系统的
应用实例 • 结论
01 引言
主题简介
汽车电子控制发动机冷却系统是一种先进的冷却技术,通过电子控制实现发动机 温度的精确调节,以提高发动机性能和燃油经济性。
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本科课程论文
题目发动机冷却系统研究状况及发展趋势
学院工程技术学院
专业
年级2011级
学号
姓名
指导教师
成绩
2013年12月25 日发动机冷却系统研究状况及发展趋势
摘要:简要介绍了目前国内外前沿的发动机冷却系统研究及应用状况,如智能化电控冷却系统、精确冷却理念、分流式冷却等;指出了现代发
动机冷却系统高效、低耗、智能、环保的发展方向,还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最佳手段。
关键词:汽车发动机冷却系统智能控制发展趋势
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,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。
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。
3.1提高温度设定点
提高温度的优点是:于提高了发动机的运行温度和机油温度,减少了发动机的散热量和摩擦损失,提高冷却液和金属温度会改善发动机和散热器热传递效果,降低冷却液流速,减少水泵的标定功率而改善发动机的燃油经济性从而降低发动机的辅机功率损耗。
这种方法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。
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%。
同时,提高发动机运行温度对发动机热承载能力提出了更高要求,对NOx排放也有负面影响,同为燃烧室中NOx的生成对温度的变化十分敏感。
因此,在排放要求较严格的情况下,提高温度设定点的做法对于柴油机不适合;但是对于汽油机则很
有潜力,在部分负荷下提高冷却液温度可以使有效功率最大提高10%。
3.2降低温度设定点
降低温度设定点的优势在于降低进气温度,从而提高充气效率,有利于燃烧过程优化和降低燃油消耗,提高部件的使用寿命。
Finlay等人的研究表明,若气缸温度降低50℃,点火提前角可提前而不发生爆震,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,取得较好的燃油经济性和排放性能。
此外,在较低的冷却液设定温度工况下,可在燃油消耗率和NOx排放间获得更好的折中关系,最大可使NOx排放降低30%,燃油消耗率及CO 和HC排放也略有改善。
总之,无论是提高温度设定点还是降低温度设定点都可能改善发动机的冷却性能,但是必须结合实际需要而合理应用。
4、冷却机理的优化创新
发动机冷却系统零部件的低能耗和高效率同样是设计目标之一,零部件冷却效率的提高主要从几个方面来实现:a.新材料的应用;b.部件结构的新设计;c.部件的智能驱动方式;d.发动机常规冷却机理中的强化冷却措施,如活塞的“内油冷”、排气门的“钠冷”以及喷油嘴的“内油冷”等内冷技术。
随着材料科学和加工工艺水平的不断进步,发动机的冷却机理有向强化内冷却、减弱甚至取消外冷却的方向发展的趋势,这对于提高发动机的热效率等将产生巨大的推动作用。
5、介质流动的合理组织
发动机的冷却介质主要包括水腔内冷却液和空气侧冷却空气。
5.1水腔内冷却水流动的研究状况及趋势改进发动机冷却水套结构是研发高强化发
动机关键环节。
“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),其应用的潜在优势在于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。
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温度)其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。
研究实践表明,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。
5.2空气侧冷却空气流动的研究状况及趋势
车辆迎风空气侧冷却空气流动的组织在很大程度上制约着冷却水冷却效果同时也影响发动机的工作性能。
空气侧部件空间安装分布对空气流动和温度分布影响显著,其中,风扇是研究的焦点。
Delphi汽车公司提出了新的中冷器-风扇-散热器布置顺序的冷却模块(CFRM)概念,即将风扇置于中冷器和散热器之间,在保证风扇提供相同的质量流量的前提下,CFRM 所需的风扇转速要远远低于传统的CRFM,可以节约19%的风扇耗功。
NgySrunAP等人甚至提出取消冷却风扇在车厢加热器处加装风机的方案,能降低成本达30%,质量减轻达30%,对不带空调的车辆,尤其是小型车辆应用前景更好。
5.3冷却液流动研究状况及趋势
国内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。
在实验研究方面,主要以朱义伦等人为代表的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。
以及,以王书义、屈盛官等人为代表的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。
在计算机数值模拟研究方面,被广泛应用的有CFD分析技术和有限元(FEA)耦合分析技术。
目前其常用的技术载体,如大型CFD商业软件有FLU2ENT,STAR)CD,FIRE等。
计算机软硬件水平飞速提高,使得采用计算机数值模拟研究复杂结构水腔内流动特性成越来越重要的研究手段。
6、结论
在新材料、新技术、新理念的引领下,充分利用发动机现代设计技术寻求对冷却系统的冷却机理、控制和研究开发手段的改进是冷却系统发展的必然趋势。
从设计的有效性和实用性方面来看,冷却介质的流动优化是改善冷却系统的关键。
使用电控冷却部件实现精确冷却和分流式冷却的合理整合,能最大程度满足逐渐提高的冷却系统性能要求,具有十分理想的应用前景。
总之,只有对冷却系统各个环节进行深入地研究,多方面寻求提高冷却性能的有效途径,合理利用和发挥各个方法的潜在优势,才能实现冷却系统的高效化和低耗化,进而从整体上提高发动机的性能。
参考文献
[1]成晓北,潘立,鞠洪玲.现代车用发动机冷却系统研究趋势及进展[J].车用发动机,2008
[2]王书义,王宪成,段初华.发动机冷却水流动的试验研究[J].车用发动机,1994
[3]陈家瑞,马天飞.汽车构造.第五版,2001。