基于溫度傳感器的內(nèi)燃機(jī)水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-05-27 12:42本頁(yè)面
【正文】 塞、活塞環(huán)和氣缸套嚴(yán)重 磨損 、咬傷或粘著。 使發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。經(jīng)濟(jì)性能是指發(fā)出一定功率時(shí)燃料消耗的多少，表示能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)的優(yōu)劣，標(biāo)志經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)有熱效率和 燃料消耗率 。 內(nèi)燃機(jī)性能主要包括動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。冷卻風(fēng)扇采用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)基于以上原因，設(shè)計(jì)了冷卻水溫度智能控制系統(tǒng)。 基于溫度傳感器的 內(nèi)燃 機(jī)水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要： 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展日益受到節(jié)能、環(huán)保、安全等方面的高要求。而且內(nèi)燃機(jī)在工作時(shí)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性能直接與內(nèi)燃機(jī)水溫是否符合要求有重要的關(guān)系。智能控制系統(tǒng)將根據(jù)冷卻水當(dāng)前水溫、工作要求等參數(shù)，以單片機(jī)為控制核心元件，實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇 轉(zhuǎn)動(dòng) ，節(jié)溫器的開(kāi)閉隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。 關(guān)鍵字： 內(nèi)燃機(jī)；水冷系統(tǒng)； 節(jié)溫器； 溫度傳感器；智能控制 1 內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)介： 內(nèi)燃機(jī)， 是一種動(dòng)力機(jī)械，它是通過(guò)使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的熱力 發(fā)動(dòng)機(jī) 。動(dòng)力性能是指內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功率 (扭矩 )，表示內(nèi)燃機(jī)在能量轉(zhuǎn)換中量的大小，標(biāo)志動(dòng)力性能的參數(shù)有扭矩和功率等。 而內(nèi)燃機(jī)工作溫度的控制對(duì)內(nèi)燃機(jī)工作效率以及性能影響極其重要。 2 方案設(shè)計(jì)的目的與意義： 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于燃料的燃燒，氣缸內(nèi)氣體溫度高達(dá) 1927℃ 2527℃，大 約 1/3 做功轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，另外大部分隨廢氣排出，其余則被發(fā)動(dòng)機(jī)零件吸收，使發(fā)動(dòng)機(jī)零部件溫度升高，特別是直接與高溫氣體接觸的零件，若不及 時(shí)冷卻，則難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。此外，過(guò)高的溫度還會(huì)使進(jìn)入氣缸的空氣密度降低，引起 爆震 、早燃等不正常燃燒現(xiàn)象。內(nèi)燃機(jī)各工況下，水套散熱量呈非線(xiàn)性關(guān)系變化，冷卻系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)內(nèi)燃機(jī)水溫， 自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度，以使內(nèi)燃機(jī)獲得可靠和有效的熱狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能、減排的效果。 隨著燃油價(jià)格的上漲和環(huán)境保護(hù)的壓力，冷卻技術(shù)已成為優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)溫度控制，提高燃油效率及改進(jìn)環(huán)境特性的重要環(huán)節(jié)。水冷系統(tǒng)由節(jié)溫器、 散熱器、風(fēng)扇、水泵和水套等組成。一般采用結(jié)構(gòu)緊湊、輸水量大的離心水泵，由曲軸通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)水泵。在散熱器的上下水箱間排列有許多用金屬材料制成的扁平直管，管的周?chē)b有許多薄的散熱片。散熱器上水箱內(nèi)的熱水在流過(guò)散熱器的扁平管內(nèi)流往下水箱時(shí)，將熱量傳給空氣而得到冷卻。還有一種不用泵的自然 對(duì)流冷卻系統(tǒng)。是一種自動(dòng)調(diào)溫裝置，通常含有感溫組件，借著膨脹或冷縮來(lái)開(kāi)啟、關(guān)掉空氣、 氣體或液體的流動(dòng)。常用節(jié)溫器為蠟式節(jié)溫器 。配合使用溫度傳感器。 電磁繼電器是一種 電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流。較高的電壓的一種 “ 自動(dòng)開(kāi)關(guān) ” 。 電磁繼電器一般由 電磁鐵 ,銜鐵 ,彈簧片，觸點(diǎn) 等組成的，其工作 電路由低壓控制電路和 高壓 工作電路兩部分構(gòu)成。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的 電壓 ，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的 電流 ，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電 磁力 吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的 動(dòng)觸點(diǎn) 與 靜觸點(diǎn) （常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中 的導(dǎo)通、切斷的目的。 溫度傳感器和電磁繼電器都布置在節(jié)溫器內(nèi)部，如圖為簡(jiǎn)示安裝圖 5 控制系統(tǒng)方案： 系統(tǒng)框圖： 整個(gè)系統(tǒng)的控制器核心為單片機(jī)，輔以 溫度檢測(cè) ，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)各個(gè)工況下的控制，系統(tǒng)框圖如下： 本設(shè)計(jì)主要研究了冷卻系統(tǒng)節(jié)溫器、風(fēng)扇的 電子智能驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為控制核心的微控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)風(fēng)扇和電控節(jié)溫器協(xié)調(diào)下的對(duì)冷卻系統(tǒng)水溫的精確調(diào)節(jié)，從而保證了汽車(chē)在預(yù)熱、過(guò)熱及正常運(yùn)轉(zhuǎn)等各種工況下的可靠。 電控節(jié)溫器處于小循環(huán)狀態(tài) ， 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫上升很快；當(dāng)水溫升至 80℃ ，單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)來(lái)的溫度數(shù)據(jù)及溫度變化數(shù)據(jù)處理分析向 執(zhí)行元件發(fā)出控制信號(hào)，使電控節(jié)溫器的加熱電阻絲斷電，進(jìn)人大循環(huán)控制狀態(tài)；當(dāng)水溫高于 90℃時(shí)，單片機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)出控制指令使電控冷卻風(fēng)扇工作，而此時(shí)節(jié)溫器仍處于大循環(huán)狀態(tài)，這時(shí)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力最大，實(shí)現(xiàn)快速降溫；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫降至 9O℃，溫度變化較慢時(shí)，單片機(jī)根據(jù)采樣數(shù)據(jù)分析處理發(fā)出控制指令，使電控冷卻風(fēng)扇不工作，電控節(jié)溫器處于大循環(huán)狀態(tài)。電控冷卻風(fēng)扇又重新工作。該器件采用 Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51指令集兼容。通過(guò)把通用的 8位 CPU與可在線(xiàn)下載的 Flash集成在一個(gè)芯片上， AT89S52便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，二個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。
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