毕业设计--- 基于温度传感器的内燃机水冷系统的设计

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1、 基于温度传感器的内燃机水冷系统的设计 摘要： 内燃机的发展日益受到节能、环保、安全等方面的高要求。而且内燃 机在工作时的动力性、燃油经济性、环保性能直接与内燃机水温是否符合 要求有重要的关系。本设计基于以上原因，设计了冷却水温度智能控制系 统。智能控制系统将根据冷却水当前水温、工作要求等参数，以单片机为 控制核心元件，实现冷却风扇转动，节温器的开闭随发动机工况变化自动 调节的目的。冷却风扇采用直流电机作为驱动。 关键字：内燃机；水冷系统；节温器；温度传感器；智能控制 1 内燃机简介： 内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放 出的热能直接转换为动力的热力发动机。 内燃机

2、性能主要包括动力性能和经济性能。动力性能是指内燃机发出的 功率(扭矩)，表示内燃机在能量转换中量的大小，标志动力性能的参数有 扭矩和功率等。经济性能是指发出一定功率时燃料消耗的多少，表示能量 转换中质的优劣，标志经济性能的参数有热效率和燃料消耗率。 而内燃机工作温度的控制对内燃机工作效率以及性能影响极其重要。使发动 机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。 2 方案设计的目的与意义： 发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达 1927-2527，大 约 1/3 做功转换为机械能，另外大部分随废气排出，其余则被发动机零件吸收， 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

3、及时冷却， 则难以保证发动机正常工作。 高温会破坏气缸壁上的润滑油膜,使润滑油氧化变质,以致活塞、活塞环 和气缸套严重磨损、咬伤或粘着。此外，过高的温度还会使进入气缸的空 气密度降低，引起爆震、早燃等不正常燃烧现象。内燃机在工作时的动力 性、燃油经济性、环保性能直接与内燃机水温是否符合要求有重要的关系。 内燃机各工况下，水套散热量呈非线性关系变化，冷却系统应能根据内燃 机水温， 自动调节冷却强度，以使内燃机获得可靠和有效的热状态，从而 达到节能、减排的效果。为了保证内燃机正常、可靠的运转，必须通过冷 却系统对这些高温机件冷却。随着燃油价格的上涨和环境保护的压力，冷却技 术已成为优化内燃机温度控

4、制，提高燃油效率及改进环境特性的重要环节。 3 水冷系统简介： 水冷系统使高温机件的热量先传给水，然后再将热量散掉。水冷系统 由节温器、散热器、风扇、水泵和水套等组成。在气缸盖和机件中铸有存 水的水套，以便使水接近受热机件。一般采用结构紧凑、输水量大的离心 水泵，由曲轴通过皮带驱动水泵。冷却水经水泵供入水套并从气缸壁和气 缸盖吸收热量后流入散热器的上水箱内。在散热器的上下水箱间排列有许 多用金属材料制成的扁平直管，管的周围装有许多薄的散热片。风扇安装 在水泵皮带轮上，风扇带动空气高速从散热片间流过散热器。散热器上水 箱内的热水在流过散热器的扁平管内流往下水箱时，将热量传给空气而得 到冷却。这种用泵强迫冷却水循环的系统称为强制冷却系统。还有一种不 用泵的自然对流冷却系统。 水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温度应在 8080-9090之间， 此时：气缸壁温度不超过 200-300 汽缸盖，活塞顶部的温度不超过 300-400 润滑油温度在 70-90 风冷发动机铝气缸壁的温度准许在 150-180 铝气缸盖则为 160-200 4