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發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)綜述和故障分析

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-18

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1.1優(yōu)化燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì) 內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上與燃燒技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。燃燒室結(jié)構(gòu)是影響燃燒過程的主要因素，它涉及到活塞頂和缸蓋的形狀，火花塞的位置，進(jìn)、排氣門的尺寸和數(shù)量，以及進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)等一系列問題。設(shè)計(jì)者對(duì)燃燒室形狀、燃燒室布置以及噴射系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體目標(biāo)是： a)在全部工況下都能實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、連續(xù)的燃燒； b)在油門全開時(shí)有高的容積效率； c)由燃燒室壁傳走的熱量損失少； d)排放污染物低； e)抗爆燃性能好。 1.2優(yōu)化供油系統(tǒng)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)向著提高功率、改善燃油經(jīng)濟(jì)性和符合環(huán)境保護(hù)法規(guī)的方向發(fā)展，供油系統(tǒng)可以通過以下幾個(gè)方式來提高燃油效率。 a) 彩用增壓技術(shù)。這樣不僅能提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，還能降低燃油消耗和減少有害排放物。 b) 改善燃油經(jīng)濟(jì)性。為達(dá)到這一目的，車用柴油機(jī)越來越多地采用直噴燃燒系統(tǒng)，并要求較高的噴油壓力和噴油率。 c)精確控制噴油過程參數(shù)。隨著電控技術(shù)在供油系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)在每個(gè)工況點(diǎn)上對(duì)噴油過程參數(shù)(噴油定時(shí)、噴油率、持續(xù)時(shí)間)的控制，從而達(dá)到了最低油耗，控制了排放污染和噪聲污染，使供油系統(tǒng)達(dá)到最佳化。 1.3優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 汽車的機(jī)械損失主要包括運(yùn)動(dòng)部件摩擦損失和驅(qū)動(dòng)功率損失，這兩大類損失約占總機(jī)械損失的90％以上，發(fā)動(dòng)機(jī)附件所耗功率占發(fā)動(dòng)機(jī)總功率的12％左右，其中冷卻風(fēng)扇消耗的功率為5％～10％。目前，某些汽車上裝用一種帶有離合器的風(fēng)扇，它隨水溫的變化而改變工況。該措施可降低燃油消耗6％左右。此外，還可以在降低運(yùn)動(dòng)副的摩擦系數(shù)和提高傳動(dòng)效率方面做文章，即主要通過減少活塞組、曲軸與連桿、配氣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、各驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械損失來實(shí)現(xiàn)。另外，使用時(shí)在潤(rùn)滑油中添加各種減摩劑，也可使各運(yùn)動(dòng)副摩擦系數(shù)降低。目前使用的減摩劑主要有二硫化鉬、石墨和有機(jī)鉬、有機(jī)硼、GRT、YGC節(jié)能減摩劑等，還有一些摩擦改進(jìn)劑，如磷酸脂、硫磷酸鉬、油酸環(huán)氧脂等。 1.4采用新材料，促進(jìn)節(jié)油由于汽車質(zhì)量的大小影響到滾動(dòng)阻力、爬坡阻力與加速阻力，因此汽車質(zhì)量與其燃油消耗有著極為密切的關(guān)系。一般說來，當(dāng)汽車每減輕lkg時(shí)，每升汽油可多行駛0.011km，如果該車行駛10萬km，則減輕1kg可節(jié)省1lL汽油，若減輕500kg，則可節(jié)省燃油5500L。德國(guó)專家稱：如果汽車減輕質(zhì)量10％，則可降低油耗8％～9％，汽車行駛所耗能量為78%。由此可見，汽車輕量化與節(jié)省燃油的關(guān)系是十分密切的。 1.5改善車體設(shè)計(jì) 空氣阻力與汽車的外形尺寸、空氣阻力系數(shù)和速度的平方成正比，通常汽車速度越快，空氣阻力也越大，從而消耗在克服空氣阻力上的功率也就越多。所以，無論是對(duì)轎車，還是對(duì)載貨汽車來說，都應(yīng)在車體設(shè)計(jì)上盡可能地減少空氣阻力。 1.6滾動(dòng)阻力的輪胎實(shí)現(xiàn)節(jié)油車輪滾動(dòng)阻力與路面、車速、輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的約30％～40%用于克服輪胎的滾動(dòng)阻力。子午線輪胎是早已為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的一種可以減小滾動(dòng)阻力的輪胎。據(jù)專家計(jì)算，如果美國(guó)所有載貨汽車都改用子午線輪胎，每年可減少油耗700萬t左右。 1.7發(fā)動(dòng)機(jī)柴油化提高節(jié)油率汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為20％～30%，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為30%～40%。如能廣泛地使用柴油機(jī)，將會(huì)節(jié)約大量燃料。柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)還在于它可以使用純度比較低、價(jià)格比汽油便宜的柴油作燃料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，將汽油機(jī)轉(zhuǎn)換為柴油機(jī)，每升燃料的行程里程平均可增加35％，同樣質(zhì)量和功率相同的柴油機(jī)與汽油機(jī)相比，油耗可降15％～25％。因此，各汽車制造商都積極地增加柴油車的比重，目前絕大多數(shù)商用車都裝備柴油機(jī)，而各汽車廠商提供的裝有柴油機(jī)的轎車、旅行車也日益增多，如寶馬、奔馳、奧迪、豐田、本田、馬自達(dá)等都在全力開發(fā)并推出環(huán)保型柴油車。在歐洲，轎車柴油化的比例已高達(dá)40%，且有不斷上升之勢(shì)。 2汽車診斷與檢測(cè)技術(shù) 現(xiàn)代技術(shù)特別是微電子技術(shù)極大地促進(jìn)了汽車診斷與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)踐證明，如能及時(shí)地借助診斷設(shè)備對(duì)汽車狀態(tài)進(jìn)行診斷，使汽車技術(shù)狀況經(jīng)常保持良好，對(duì)于節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)和交通安全具有重要意義。資料表明，如能定期診斷汽車廢氣，并及時(shí)對(duì)汽車排放加以限制，可使被查汽車油耗降低5％左右；相反，點(diǎn)火系統(tǒng)如在有故障的情況下工作，則油耗最大可超過標(biāo)準(zhǔn)的80％左右。 3節(jié)油技術(shù)的合理選用 3.1按功效選用根據(jù)節(jié)油技術(shù)的功效選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)油技術(shù)，如在節(jié)省柴油方面，若發(fā)動(dòng)機(jī)工作以重負(fù)荷為主，可選用重負(fù)荷工況區(qū)段節(jié)油效果好的節(jié)油技術(shù)，如乳化柴油、慣性增壓等。若發(fā)動(dòng)機(jī)工作以中輕負(fù)荷為主，則可選用整個(gè)工況區(qū)段都具有節(jié)油效果的節(jié)油技術(shù)，如磁化柴油等。如果從提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率角度選擇?？蛇x用慣性增壓、磁化柴油、進(jìn)氣噴水等。如果從環(huán)保要求選擇，可選用磁化柴油、乳化柴油等。 3.2按季節(jié)選用高溫、干燥的季節(jié)，可選用能夠強(qiáng)化冷卻的一些節(jié)油技術(shù)，如進(jìn)氣噴水、乳化柴油等，而在低溫、潮濕的季節(jié)，則不宜采用上述技術(shù)。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)、廢氣渦輪增壓柴油機(jī)往往熱負(fù)荷高，發(fā)動(dòng)機(jī)容易過熱，影響工作效率和可靠性，可選用有強(qiáng)化冷卻作用的節(jié)油技術(shù)。鑒于汽車對(duì)排放污染要求較高，其發(fā)動(dòng)機(jī)可選用減少排放污染效果突出的節(jié)油技術(shù)，由于汽車對(duì)防火安全要求較高，可選用具有一定安全防火作用的節(jié)油技術(shù)(乳化柴油等)。 3.3按地域選用不同的地域特點(diǎn)，導(dǎo)致不同的甚至相反的節(jié)油技術(shù)選擇。這主要表現(xiàn)在南方的炎熱和北方的寒冷上。南方溫度高，一些兼有強(qiáng)化冷卻作用的節(jié)油技術(shù)效果較好；而北方寒冷，則宜選用具備預(yù)溫加熱的燃油系統(tǒng)。這不僅可以收到節(jié)油的良好效果，還可解決發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫散熱不良或低溫起動(dòng)困難的問題。 4正確地調(diào)整和保養(yǎng)汽車有利節(jié)油對(duì)汽車的調(diào)整和保養(yǎng)，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與汽車的行駛阻力，所以對(duì)油耗有相當(dāng)大的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件有故障或失調(diào)，以及發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、過冷都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使油耗增大。此外，前輪定位的正確與否、輪胎氣壓是否符合規(guī)定、制動(dòng)間隙與輪轂軸承松緊度以及傳動(dòng)系各箱體內(nèi)潤(rùn)滑油質(zhì)量好壞等均會(huì)影響燃油消耗率。一般駕駛員常用滑行距離來檢查汽車底盤的技術(shù)狀況，經(jīng)正確調(diào)整與保養(yǎng)、技術(shù)狀況良好的汽車，行駛阻力小，滑行距離大大增加。 5提高駕駛員的技術(shù)水平促進(jìn)節(jié)油提高駕駛員的技術(shù)水平也是降低汽車燃油消耗量的重要途徑之一，駕駛員要遵守汽車使用保養(yǎng)手冊(cè)的規(guī)定。如冷卻液的溫度對(duì)油耗有著重大影響：水溫過低時(shí)要比最佳水溫油耗多10％～14％，當(dāng)水溫高于最佳水溫時(shí)，油耗也將增大5％～10％。美國(guó)一家公司所做的一項(xiàng)試驗(yàn)表明，汽車燃油大約有30％消耗在最初行駛的8km或更少的行程之內(nèi)。據(jù)俄羅斯有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，不同熟練程度的駕駛員駕駛同一輛汽車，其油耗差可達(dá)20％～25％。 6使用添加劑，調(diào)整燃油品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)油。最近，國(guó)內(nèi)外已研制出應(yīng)用納米技術(shù)的汽油微乳化劑，使用時(shí)只需將該微乳化劑以適當(dāng)比例加入汽油即可。試驗(yàn)表明，此措施可降低油耗10％～20％，增加25％的動(dòng)力性，污染物排放也大有下降。綜上所述，降低燃油消耗與汽車的動(dòng)力性、排放狀況、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、車身選型、新技術(shù)和新材料以及使用條件等各方面均有密切的關(guān)系?？梢哉f，探討如何降低燃油消耗的途徑在一定程度上反映了汽車設(shè)計(jì)制造水平和汽車運(yùn)用管理的先進(jìn)程度。在此值得一提的是，無論是汽車的設(shè)計(jì)制造人員還是汽車的維修使用人員，都應(yīng)不遺余力地去挖掘降低燃油消耗的潛力，把尋求改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的實(shí)用方法作為長(zhǎng)期的目標(biāo)。我們相信，隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，并通過廣大汽車設(shè)計(jì)、制造人員的不懈努力，汽車節(jié)能技術(shù)必將有一個(gè)更大的發(fā)展和提高。參考文獻(xiàn) 1蔡風(fēng)田－汽車運(yùn)行油耗的影響因素與汽車節(jié)能技術(shù)《汽車運(yùn)輸節(jié)能技術(shù)》，2001，(2) 2 GB/T1495-1994汽車節(jié)能技術(shù)評(píng)定方法 3 JT/T 306-1997汽車節(jié)能產(chǎn)品使用技術(shù)條件 4 曹承寶．汽車使用過程中的節(jié)能措施能源研究與利用，1998，(1) 5 郭廷杰．汽車節(jié)油減污技術(shù)開發(fā)簡(jiǎn)介能源技術(shù)，1998，(1) 6 李綱．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油更換周期的實(shí)驗(yàn)研: 回答者：網(wǎng)友

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