【摘要】汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)是汽車構造中十分重要的組成部分，本文對汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設計及穩(wěn)定性進行深入的研究分析，具體介紹了汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的特點及工作原理。

【關鍵詞】汽車發(fā)動機；冷卻系統(tǒng)；設計；穩(wěn)定性；研究

伴隨著汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設計方法的不斷優(yōu)化，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱密度也在迅速增加，設計人員在對其進行設計過程中，就必須充分考慮到重要區(qū)域的散熱問題。不然，即使是一個小小的故障，也很容易造成大面積范圍的破壞，大大降低了汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的散熱能力，最終導致汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)無法正常運行。因此，本文就以汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設計與穩(wěn)定性為重點研究課題，總結出一些自身的看法與建議。

一、汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的概述

一般來說，人們比較希望汽車發(fā)動機冷卻時間不要過長，這是因為汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)在啟動過程中，會排放大量的污染物，需要消耗大量的油，嚴重破壞了周圍環(huán)境質(zhì)量，其次，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的結構設計也是與其運行時間有著很大的關聯(lián)，現(xiàn)代的汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)已經(jīng)徹底解決了上述中存在的問題，大大提高了汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有效減少了油耗的過度排放，大大降低了環(huán)境污染程度，發(fā)動機的熱量系統(tǒng)將由總的發(fā)動機控制系統(tǒng)進行控制管理，充分考慮到節(jié)能環(huán)保等方面的問題。

二、汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的特點

傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的主要特點是對發(fā)動機起到了很好的保護效果，往往忽視了油耗排放以及燃料污染的問題。先進的冷卻系統(tǒng)采用系統(tǒng)化、模塊化設計方法，統(tǒng)籌考慮每項影響因素，使冷卻系統(tǒng)既保證發(fā)動機正常工作，又提高發(fā)動機效率和減少排放，現(xiàn)代汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)從設計、構造、應用過程中，都都應該著重注意這些問題，現(xiàn)代的汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設計最大的特點是采用了大量先進的結構設計形式及設計方法，充分考慮了每一個特殊的因素，加強了汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定性的優(yōu)化設計，使其能夠保持在良好的運行狀態(tài)，在高效率工作的同時，又可以降低油耗的排放，這種設計形式具有十分廣闊的發(fā)展前景。

2.1溫度設定點

汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)在實際的應用過程中，由于受到自身原因或其他因素的影響，使得發(fā)動機的使用性能無法充分的發(fā)揮，這并不是只改變其中一項條件就可以解決的。那么，想要保證發(fā)動機的正常運行，提高其整體的使用性能，就必須對汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行全面的分析和優(yōu)化，盡可能將冷卻液溫度保持在合理的范圍內(nèi)，另外，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)溫度的最高值是取決于周圍區(qū)域溫度狀況的變化，最好是使用金屬溫度的設定點，這樣可以有效的保護發(fā)動機不受到損壞。然而，因為汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)自身存在的獨特性，其冷卻溫度的高低是完全以散熱率為主的，那么，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)運行狀態(tài)不佳的話，很容易使汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生較高的油耗。

2.2提高溫度設定點

提高工作溫度設定點是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優(yōu)點，它直接影響發(fā)動機損耗和冷卻系統(tǒng)的效果，以及發(fā)動機排放物的形成。提高工作溫度將提高發(fā)動機機油溫度，降低發(fā)動機摩擦磨損，降低發(fā)動機燃油消耗。研究表明，發(fā)動機工作溫度對摩擦損失有很大影響。將冷卻液排出溫度提高到150℃，使氣缸溫度升高到195℃，油耗則下降4%-6%。將冷卻液溫度保持在90℃--115℃圍內(nèi)，使發(fā)動機機油的最高溫度為140℃，則油耗在部分負荷時下降10%，提高工作溫度也明顯影響冷卻系統(tǒng)的性能。提高冷卻液或金屬溫度會改善發(fā)動機和散熱氣熱傳遞的效果，降低冷卻液的流速，減小水泵的額定功率，從而降低發(fā)動機的功率消耗。此外，可采用不同的傳熱方式，進一步減小冷卻液的流速。

2.3降低溫度設定點

降低冷卻系統(tǒng)的工作溫度可提高發(fā)動機充氣效率，降低進氣溫度。這對燃燒過程、燃油效率及排放有利。降低溫度設定點可以節(jié)省發(fā)動機運行成本，提高部件使用壽命。研究表明，若氣缸蓋溫度降低到50℃，點火提前角可提前3°而不發(fā)生爆震，充氣效率提高2%，發(fā)動機工作特性改善，有助于優(yōu)化壓縮比和參數(shù)選擇，取得更好的燃油效率和排放性能。

2.4精確冷卻系統(tǒng)

精確冷卻系統(tǒng)主要體現(xiàn)在冷卻水套的結構設計與冷卻液流速的設計，在精確冷卻系統(tǒng)中，熱關鍵區(qū)，如排氣門周圍，冷卻液有較大的流速，熱傳遞效率高，冷卻液的溫度梯度變化小。這樣的效果來自縮小這些地方冷卻液通道的橫截面，提高流速，減少流量，精確冷卻系統(tǒng)的設計關鍵在于確定冷卻水套的尺寸，選擇匹配的冷卻水泵，保證系統(tǒng)的散熱能力能夠滿足低速大負荷時關鍵區(qū)域工作溫度的需求，發(fā)動機冷卻液流速的變化范圍相當大，從怠速時1ms-1到最大功率時5ms-1。因此應將冷卻水套和冷卻系統(tǒng)整體考慮，相互補充，發(fā)揮最大潛力，研究表明，采用精確冷卻系統(tǒng)，可在發(fā)動機整個工作轉速范圍，冷卻液流量下降40%。對氣缸蓋上冷卻水套的精確設計，可使普通冷卻道的流速從1. 4ms-1提高到4ms-1，大大提高氣缸蓋傳熱性，將氣缸蓋的金屬溫度降低到60℃。

2.5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，可使發(fā)動機各部分在最優(yōu)的溫度設定點工作，冷卻系統(tǒng)的整體效率達到最大。每個冷卻回路將在不同冷卻溫度設定點或流速下工作，創(chuàng)造理想的發(fā)動機溫度分布，理想的發(fā)動機熱工作狀態(tài)是氣缸蓋溫度較低而氣缸體溫度相對較高。氣缸蓋溫度較低可提高充氣效率，增大進氣量。

三、結束語

綜上所述，可以得知，汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計對于發(fā)動機整體的使用性能有著至關重要的作用，更是汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)穩(wěn)定性的有力保障。因此，相關人員必須高度重視汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)設計與穩(wěn)定性問題，進一步提高發(fā)動機的保護能力，減少油耗的過度排放，加強對汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計，使其充分發(fā)揮自身的重要性能，從而確保汽車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的正常運行，為人們帶來更多的便利。

參考文獻

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