汽车发动机冷却系统的发展与现状

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1、2002年5月农机化研究第2期汽车发动机冷却系统的发展与现状11213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271018；2.东营市公路局，山东东营257091；3.山东农业大学林学院，山东泰安271018）[摘要]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、性能和汽车整体性能都有很大的发展，冷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却系统的研究及发展

2、情况，并做了简要分析。[关键词]冷却系统；冷却介质；冷却机理[中图分类号]U464.138[文献标识码]A[文章编号]1003─188X(2002)02─0129─03[3]1989年，美国发明专利(专利号US4875521)首1发动机冷却系统向智能化方向发展次在载重汽车上采用电动单冷却风扇，风扇布置在发动机冷却系统是汽车的重要构件。汽车水冷散热器中部，叶片直径较大，驱动功率也较大。1992发动机冷却系统主要由发动机冷却水套、冷却水泵、年，美国发明专利“机动车发动机的通风系统”(专[4]节温器及冷却风扇等部件组成，如图1所示。传统利号US

3、5269264)将电动冷却风扇布置在散热器前冷却系统采用的是冷却风扇或离合器式冷却风扇，方，根据发动机温度的高低，冷热气阀可以交替开两种风扇均由发动机曲轴通过皮带驱动，其冷却调闭。节的灵敏度不高，功率损失也很大。为解决这个问123456题，就出现了自控电动冷却风扇。最早的汽车电动冷却风扇出现在1981年3月[1]的美国专利文件中(专利号US4257554)。该专利首先提出了用电动冷却风扇取代皮带驱动的冷却风扇，根据发动机温度和负荷情况的不同，实现风扇的运转，避免了发动机驱动冷却风扇的功率损失，缩短了发动机的预热时间，减少传热损失。然而，该

4、项专利技术由于没有采用护风罩，降低了风机的容积效率，同时引起风机总效率的降低，最终只能987应用在热负荷比较小的轿车散热器上。1.空气蒸气阀2.散热器3.节温器4.水泵5.气缸盖出水管1985年，德国大众汽车公司在中国申请发明专6.气缸盖喷水管7.气缸盖放水阀8.机油冷却器9.放水阀[2]利(专利号CN851095/A)。该项专利在汽车散热器图1发动机水冷却系统前方设置空气吸入口和辅助通口，加快了散热器的韩国现代汽车公司生产的奏鸣曲(SONATA)牌轿冷却速度，减少了电动风扇的电能消耗。但辅助通车，用两个相对独立而又相互联系的电子控制的冷

5、风口从下向上吸入冷却空气，很容易将道路上的尘却风扇—散热器冷却风扇和冷凝器冷却风扇，对冷土、杂物吸入，造成散热器脏污和堵塞，使散热器却液温度和空调冷凝器温度进行多级联合控制。该的散热效率降低。系统可以根据冷却水温度和空调系统的工作状态，[收稿日期]2001-12-17[指导教师]山东农业大学郭新民教授[作者简介]卢广锋（1977-），男，山东济南人，山东农业大学机械电子工程学院99级研究生，研究方向为内燃机冷却系统的智能控制。-129-2002年5月农机化研究第2期[5]综合调节冷却能力，减少了在低温时发动机的传HCl是一种腐蚀性很强的酸

6、。因此，当水中含矿物热损失、功率损失和过度磨损，抑制了发动机过热盐类过多时，对发动机的冷却系统是很不利的。为[6]的发生，降低了燃油消耗率。冷却风扇由传统控了防止水垢的产生和水的腐蚀作用，在冷却水中加制方式转化为智能控制方式，散热风扇的冷却能力入了防腐蚀剂（重铬酸钾K2Cr2O7）；为了解决水在0随着发动机散热的需要而自动精确地调节，提高了℃时结冰的问题，一般采用防冻液来作冷却液，常发动机的预热速度，使其始终保持最佳工作温度，见的有丙稀二醇、甘醇、硅酸盐、有机酸等。而且避免了能源的大量浪费，其中减少风扇功率消英国布里斯托尔大学航天系于19

7、98年研制出耗90%，节省燃油10%。了一种微型汽车散热器，它只有一个火柴盒大小，1999年，法雷奥（Valeo）公司提出了在发动体积为普通汽车散热器的1‰，散热能力却与后者机上配置名为Themis（智能热调节系统）的新型电不相上下。据美国《新科学家》杂志报道，这种微子调节系统，来改善发动机的冷却性能。它实现了型散热器由415个细微的不锈钢管组成，每个不锈水泵和缸体的分离，泵的流量和通风装置都通过发钢管直径为0.38mm，中间装有液态氦。测试表明，2动机的ECU来进行调整和控制，便于水泵的安装，由这些细微不锈钢管组成的面积为160mm的阵

8、列，而且远离缸体这一热源后，水泵可以用塑料制成，散热能力可以达到13kW，与目前的汽车散热器相既降低了成本，又减轻了水泵的重量，达到了水泵当。散热器体积缩小，不但减轻了质量，增加了其的转速随水